事例　｜ 西部電機株式会社初のオール 3D 設計で作った革新的新製品が
市場シェア拡大のための切り札となる

導入の背景・効果

当社のワイヤ放電加工機は、大量生 産では作れない精度の高さが特徴で す。そのため、人の手で「きさげ」と呼 ばれる最終仕上げを施すなどして、大 量生産の会社とは異なる独自の道を 進んできました。無論 Inventor によ る 3D 設計も、高精度を守りながら設 計効率を高めていくことが一番の目標 です。幸いこの目標は着実に達成され つつあり、いまや超精密加工分野を中 心に製品シェアも拡大中です。今後も Inventor の活用を進め、設計品質の向 上に務めていきたいと考えています。

もしこの新製品を Inventor でなく 2D CAD で開発していたら
おそらく2倍以上の手間と時間が必要だっただろう

オンリーワンの駆動形式を採用した新製品

福岡県古賀市の西部電機は、物流マテハンシステム から産業機械、放電加工機、工作機等を開発・生産 するメカトロニクスメーカー。海外との取引も多く、 グローバルに向けた製品開発を行っている。特に超 精密技術やメカトロメーション技術に定評があり、自 動車、電機、精密機械、金型、石油化学、食品、 土木建築、船舶等の幅広い分野に展開している。そ の高度な技術力を示す最新例が、この春発表された 超精密ワイヤ放電加工機「MEX15」だ。開発者の伊 東世史弘氏は語る。

「ワイヤ放電加工機とは刃物を使わずに切る電気加工 機械で、0.2 ミリ径程度の細いワイヤ電極に電気を流 し、加工物との間にスパークを飛ばして少しずつ溶か しながら切っていきます。主に自動車や医療関係、最 近ではスマートフォン部品やその金型を作る工場で使 われています。」伊東氏によるとこのワイヤ放電加工機 を作る国内メーカーは 5 社で、西部電機はその一角 を担っている。最新機種のこの MEX15 で、西部電 機はさらなる市場シェア拡大のチャンスを狙っている。

「MEX15 は、0.03 ミリという超極細ワイヤを使え る超微細加工用ハイエンドマシンです。熱変位を極 限まで抑えた新機械構造にマルチタッチ対応新型 CNC や自動供給装置を搭載し、加工精度も操作性 も大幅に向上させました。開発にあたっては、業界標準以上の製品能力を実現することを目標に設計 を進め、大幅な精度向上とコストダウンに成功しま した。」そして、高性能とコストダウンの両立という 難問の解決に大きな力を発揮したのが、Inventor Professional による 3 次元設計だった――と伊 東氏は言葉を続ける。

「ワイヤ放電加工機は、簡単にいえばテーブル上にモ ノを載せて縦横に動かし微細加工する加工機です。 動かすのがワーク側かワイヤ側かで異なりますが、あ る程度スタンダードな形があり、各メーカーだいたい 同じような構成の機械となります。しかし今回はそれ とは別のオンリーワンの駆動形式を採用し、ベース の形状や機械構造も従来と全く異なっています。」当 然、応力の分布等も従来品とは違っておりこれまで の経験則など通用しない。「そこで精度に影響が出な いよう設計の合間に小まめに解析を繰返し、以前に 比べてどうか比較しながら進めていったんです。設計 と解析がシームレスに、スムーズに行える Inventor の威力を痛感しました。」

そして、実は伊東氏自身にとっても、それは初めて一 からフルに 3D を駆使して行う新製品開発だった。 「Inventor でやって本当に良かったと思いますよ。も しこれを 2D でやっていたら、おそらく倍以上の手間 と時間がかかっていたでしょうから。」

一度でも Inventor を使えば、設計者なら誰であっても
3D 設計の効率の高さを実感することになる

設計品質と作業効率を向上させる3D設計

「実は当課の設計部門が、設計の3 次元化に着手 したのは10 年前。わたし自身が他部門から設計 に異動してきた頃のことです。」伊東氏によれば、 当時の放電技術課における設計はほぼ全て他社 製 2D CAD で行われ、試験導入したばかりの 3D CAD は全く使われていなかった。CAD に触れるこ と自体が十数年ぶりだった伊東氏は、その操作か ら学ぶことになり、持ち前の好奇心から「一から学 ぶなら、最新の 3D CAD を勉強してみよう。」と考 えたのである。

「試験導入されていた 3D CAD は、Inventor を 初めメーカーの異なる 3 製品があり、私はそれを 順番に試していきました。もちろんそれぞれ特徴が ありましたが、最も直感的に使えたのが Inventor だったのです。最初は SCSK の技術サポートに質 問してばかりでしたが、講習は受けなかったし、マ ニュアルも使わず独学で操作を身に付けたんです よ。」前述の通り、回りは 2D CAD ユーザーばか りという環境で一人 Inventor を使い始めた伊東氏 は、すぐに「設計するなら 2D より 3D CAD の方 がはるかに効率が良い」ことに気づいたのだという。

「設計は人員が少なく、私もすぐ開発テーマを持た されました。とりあえず Inventor でモデリングし、 ある程度設計が進むと DR（Design Review）を 行っていました。」DR とは、与えられた仕様に対し 「こういうものを作ります」と設計者が社内向けに 紹介するプレゼンテーション。従来はこれも 2D 図 面を使用していたが、2D 図面で機械のイメージを 伝えるのは難しく、時間がかかることも多かった。「そ こで 3D モデルをくるくる回しながら見せたら非常 に好評で。設計は 3D にシフトしよう! という声が 高まったのです。」

3D化の影響は設計以外にも拡大中

Inventor の本格的な導入を開始して 10 年。いま では放電技術課の設計者全員がInventorを使い、 3D 設計を行うようになった。そして、同課の設計 品質と作業効率の向上も明らかなものとなっている。 「おかげさまで、設計環境の整備も積極的に進め てもらえるようになりました。」と伊東氏は笑う。同 氏によれば、いよいよこの春から MEX15 の受注 も始まり、いち早く引き合いの声がかかるなど、ビ ジネス的にも上々の滑り出しだという。また、社内 では取扱説明書やカタログなどのビジュアルに設計 で制作した 3D モデルが使われるなど、3D 化の 影響は設計以外のフィールドにも着実に拡がりつつ あるという。

「設計部門の今後のテーマとしては、まず 2D CAD を他社 CAD から AutoCAD へ切り替えていきた いと考えています。他社製 2D CAD と Inventor のやりとりは手数も多くかかるので、Inventor と親 和性の高い AutoCAD に替えることで、そのあた りをシームレスにしていきたいのです。それに何と いっても、 AutoCAD は業界スタンダードですから ね。」もっとも伊東氏自身は、オートデスクの新製品 をはじめ、自分たちの製品開発に関連する分野の 新技術には何に対しても興味津々のようだ。「オー トデスクには、新製品情報はもちろん、VR など新 技術の情報発信も期待しています。将来的に製品 に取込んでいけそうな技術であれば、積極的に取 り入れていきたいですし、機会があれば、オートデ スクが提供するオンラインセミナーにも参加してみ たいですね。」