冬場の機械トラブルの背景
どうも、しぶちょーです。ものづくりの視点は、産業機関の現役エンジニアである私、しぶちょーが、ものづくりに関するトピックを独自の視点で解説する番組です。
本日はですね、冬場の機械のトラブルについてお話ししようと思います。
ちょうど昨日話したんだけど、あのね、自分の車乗ろうと思ったら2台とも走りませんでしたっていう話をしたんですよね。
病院行こうとしたけど、それで病院行けなくなりそうで、妻の車を借りようとして借りれずに、妻の実家に迷惑をかけたっていう話をしたんですけども、
こんな感じでね、意外と寒くなってくると結構機械のトラブルって増えるんですよね。
これって車に限らずで、産業機械も同じなんですよ。特に電気系のトラブルが増えるんですよ。
メカ系、だから機械が壊れちゃうというよりは電気関係の何かが壊れるっていうことが結構冬場に起きるんですね。
これ製造業あるあるなんですよ。ずっと体感的にはそうだし、実際データとかを見てもそうではあるんだけども、
これなんで壊れるんだろうっていう根拠を調べたことがなかったんですよね。
なんでいい機械なんでちょっといろいろと調べてみたんですけども、やっぱ冬場に電気関係が壊れる根拠というか、
科学的な理由がちゃんとあるんですね。要素を挙げると、結露、静電気、バッテリー、ハンダ、コネクタと、
この5つが冬場の電気トラブルの主反覚なんですよね。
今日はこれらの要素が冬になるとどうしてダメになっちゃうのか、みたいなのを分かりやすく解説していきます。
結構久しぶりに技術の解説というか機械の解説みたいになるんですけども、本来はこういう番組ですからね。
というわけでそれでは早速いきましょう。
結露の影響
まず最初に話したいのが結露の問題です。これがやっぱ冬場のトラブルの大ボスと言っても過言ではないよね。
やっぱり一番問題を起こす原因になっているのは結露なのよ。
雨降ってなくても毎朝車とか見ると結露でビショビショになっているじゃないですか。
結露って何かというと、温度差によって空気中の水分が水滴になるという現象です。
冬場の夜間とかだとガッと冷え込んで、朝になると段々暖かくなってくると。
特に室内だと暖房を入れたりして、部屋の中がすごく温度が上がるじゃないですか。
この温度差、外と中との温度差ができるっていうのが結露の癖ものなわけですね。
ここでポイントなのが相対湿度というものです。
中学校の理科で習うような簡単な話なんですけども、温度が高くなればなるほど、飽和水蒸気量ってやつが上がりますから。
懐かしいでしょ、この言葉。
だから空気中に持てる水分の量っていうのは多くなるわけですよ。
だけど下がれば下がるほど飽和水蒸気量っていうのは下がると。
その温度の飽和水蒸気量の差分が結露として発生しちゃうわけですよ。
だから例えば寒冷地のすごい外で冷えたところから一気に室内のあったかいところに機械とかを持ち込んじゃうと、
その温度差によってその機械の周りに水滴がいっぱいついちゃうよと。
防水とか防塵の構造の機械であっても結露の厄介なのは機械の内部で発生しちゃうっていうことなんですよ。
だから外側からどんなに水入らないよって言ってもいきなり内側に水分が発生しちゃうと。
それが結露の怖さですよね。
これがやっぱり冬場の機械のトラブルの原因の第一位です。
機械の内部に水滴ができちゃうと何が起こるかというとまずショートってやつね。
水ってさ電気が通るから回路の間と間を水がブリッジしちゃってさそこで短絡を起こすと。
本来流れちゃいけないところに電気が流れてしまうと。
それでショートして機械が停止したりとか壊れちゃうということですね。
それだけじゃなくて当然その水が付くことによって金属の部分が腐食します。
錆びたり腐ったりするっていうことね。
一般的に相対湿度というものが60%を超える環境で使っていると錆びの進行がすごく早くなると言われていて。
端子とかが錆びてですね。
動通不良を起こすリスクが跳ね上がると。
これはどっちかというと夏場の方が起きやすいけどね。
その湿度が高いのは夏なんで。
錆びの問題は割と夏起きます。
ただ結露として水滴が発生しちゃうとより錆びるからそこで抵抗が増したりとか。
最悪電気が通らなくなったりショートしちゃうとか。
そういうことが起きるわけよ。
このショートの話。水が入ってショートしちゃうよとか。
そこで電子機器壊れちゃうよっていうのは何となく直感的に分かるんですけど。
実はもう一つ怖いのがあって。
それが絶縁劣化ってやつなんだよ。
絶縁材料って言って電気を通さないために付いてる材料ありますよね。
例えばゴムとか配線とかで言ったら被膜とかね。
周りに電線が剥き出しじゃなくて周りに膜が付いてるでしょ。
だから電線触っても痺れないという感じじゃないですか。
あの被膜が湿度と温度変化の繰り返しで熱の膨張とか収縮を繰り返してですね。
ボイドっていう小さな空洞ができたりするんですよ。
そこから部分放電っていうのが起きて故障に至るケースもあると。
これは電圧の高い機器の場合は感電事故につながる恐れもあるわけですね。
さらに厄介というか面白いというとあれなんだけど。
ユニークな現象があってさ。
イオンマイグレーションっていう現象なんだけど。
結露して水滴がついた部分に電圧がかかると、
そこに微小な金属イオンっていうのは付け出して、
なんかこう枝状に伸びていく。
謎の積出物ができてしまうという現象があるんですよ。
だんだん根っこみたいに伸びていって、
いずれどこかに突き当たってそこで短絡する。
ショートしてしまうみたいなこともあるんですね。
これが本当に目に見えないレベルでちょっとずつ進行するから、
気がついた時にバチンとショートしてしまうと。
寒くて内部に結露が起きるとですね。
水がついたことでの直接的なショートじゃなくて、
そこに電気が流れることで金属というか
積出物の根っこみたいなのが伸びてショートする
みたいな場合もあるからちょっとずつ成長していくと。
これでやっぱ冬場壊れてしまうっていうパターンが多いんですね。
静電気対策の重要性
だからねやっぱ冬場の機会には結露対策とか、
結露発生させないために温度差を作らないような対策っていうのが必要になるわけ。
ただ車とか外に置いてあるものだとなかなか難しいんだけども、
なるべく大きな温度差を作らないっていうのは定番の対策ですよね。
次に話したいのがですね、これまた定番、静電気です。
もうこれも冬の大敵よね。
冬って空気が乾燥してるじゃないですか。
乾燥してると何が起こるかというと、
静電気が発生しやすくなると。
これは空気中の水分が少ないと物体の表面の耐電っていうのはね、
中和されにくくて摩擦とかそういうもので電荷がどんどん溜まっていくわけですよ。
だから服とか脱いだ時とかパチパチってなったりとかね、
ドアノブ触った時にバチンってなると。
あれは冬場、水分量が空気の中に少ないっていうのがあるわけ。
それで耐電してバチッといっちゃうわけなんですけども、
あのバチがその一バチで致命傷を与えるというのがやっぱ電子機器なんですよね。
しかも人と人がバチンってなっていたってなるじゃないですか。
あれって一般的に3000ボルトとか結構高いんですよ。
だけど電子部品ってそんなレベルじゃなくて、
もう人間が感じないくらいパチッみたいな、
数十ボルトでも簡単に破損しちゃう場合はありますからね。
だから実はすごくシビアな静電気対策っていうのがいるんですよ。
自作パソコンとかやった人だったらわかるよね。
CPUとかをね、自作パソコンのマザボにくっつけるときって、
ちょっとでもパチンって静電気がパチンってなったら終わりなの。
数万するCPUがそれでお釈迦になってしまうから、
なるべく電気が発生するものは身につけないと。
場合によってはもう全裸だよね。
全裸になってCPUをくっつけるみたいなこともあります。
これ冗談じゃなくて、結構全裸でやる人いるからね。
どこまで意味がある行為かわかんないけど、
界隈では全裸でやることを推奨されてたりもしますからね。
だから今この瞬間もどこかで全裸でパソコンを組み立ててる人がいるかもしれないんです。
それはやっぱ静電気で壊れないようにっていうことよね。
この静電気による破損っていうのが厄介なのはさ、
バチンってなって、壊れちゃったってなったら、
まあよくないんだけどまだ良い方なのよ。
これってね、この損傷が即座に故障として現れないことがあるのね。
潜在的なダメージを受けた状態で、その状態でも動くけど、
後々何かトラブルが起こるってパターンが割とあるんですよ。
この静電気の破損って。
だからね、その検査でも見つからなかったりとか、
結構厄介な故障の仕方をしてしまうんですよね。
だからとにかくそういう機器を触るとか、
そういう部分を触るときは耐電防止装置とかね、
アースとかね、あとはガソリンスタンドとかにさ、
ガソリン入れる前に触る部分あるじゃん。
ああいうので、とにかく静電気を落とすってことが大事だよね。
あとは夏場に静電気が発生しないと同じように。
さっきも言ったけど、湿度を上げてあげれば、
静電気って発生しにくくなりますよ。
だから、なるべく作業環境の湿度を上げるっていうのも、
そういう冬場のトラブルの対策にはなりますね。
ただ、上げすぎると今度はさっき話したように、
結露のリスクっていうのが出てくるから、
実はここのバランスよりは割と難しいんですよ。
あちらが立てばこちらが立たずじゃないけど。
湿度を上げすぎると今度は温度差で結露してね、
違うトラブルが発生する場合があると。
難しいっすね、冬はね、なかなか。
その湿度対策以外にも、
現場レベルの対策としては、
アースバンドっていうのを着用したりとか、
耐電防止用の布とかね、
そういうものを使用するのが定番ではあるんだけど、
あとはね、イオナイザーっていうですね、
なんかめちゃくちゃかっこいい、
妖怪ザーみたいなね、
そういう機器もあるんだけど、
妖怪ザー懐かしいね、
今自分で言ってめちゃくちゃ懐かしかったですけど、
同世代の人知ってますか、妖怪ザーね。
デジタルモンスターとか、
タマゴッチが流行った時代に出た、
似たような何かですね。
結構好きだったな、妖怪ザー。
妖怪ウォッチの前身とも言えるかな。
全然避け直したらどうでもよくて。
とにかくイオナイザーってやつがあって、
空気中にイオンを放出して、
耐電を中和するっていうね、
そういう機器ですよ。
とにかくね、いろんなものを使って、
静電気を防止して、
電子部品を守りましょうねと。
静電気の破損っていうのは、
即時壊れない場合があって、
後から壊れちゃう。
結構厄介なことがあるから、
注意ですよというお話でございます。
最後、こっからね、ちょっと駆け足で、
冬場のバッテリーの影響
あと残り3つの要因あるんだけど、
ババッと話していきます。
まず冬場になると、
バッテリーの性能が低下する、
ということがあります。
これが私がね、クリティカルにあった、
被害というか事例なんだけどね。
車のバッテリー上がりで、
ピンとくる人すごくいますよね。
寒くなると、やっぱね、
バッテリーの持ちは悪くなるんですよ。
電池の内部抵抗というのが、
寒くなると増加して、
化学反応速度というのが遅くなるんだよね。
結果として全く同じ電池でも、
低温になってしまうと取り出せる、
電気の容量というのはですね、
非常に減少しちゃうわけですよ。
鉛バッテリーとかだと、
20度からマイナス20度下がるとですね、
だから0度ぐらいになっちゃうと、
出力というのがだいたい60%ぐらい低下するよ
というデータもあるらしいです。
リチウムイオン電池とかでも同様で、
マイナス20度温度が下がるとですね、
だいたい66%ぐらい、
容量が小さくなってしまうと。
だからさ、意外とスマートフォン、
寒くなるとめっちゃ電池減ったりするのでね、
さっきまでMAXだったのに、
なんかめっちゃ電池持たないなみたいな、
たぶん雪山とかに持ってくと、
そういうことがよく起こると思うんだけども、
雪山の遭難事故とかでもね、
よく影響しているらしいですよ。
スマホも安全に持って行ったし、
予備のバッテリー持って行ったのに、
寒すぎて電源が入らないとか、
電池切れちゃったとかね、
そういうのはやっぱ温度が低下することによって、
バッテリーの容量が小さくなってしまう、
というのが影響していると。
そういう寒さとバッテリーの関係もあるので、
やっぱ寒くなるとですね、
電気系のトラブルは起こりやすくなるんですね、
こういう原因で。
あとですね、他に言うと、
ハンダの問題があります。
ハンダって言ったら電子部品と部品同士をくっつけるですね。
溶かすやつですよ。
ハンダゴテっていうのを使って、
溶かしてくっつけるっていう実習を、
中学校の技術とかの時間にやったことある人は、
多いと思うんですよ。
みんな大体1回はやったことあると思うんだけど、
そのハンダですね。
あそこのハンダにやっぱ寒くなるとね、
クラックが入りやすくなります。
やっぱ割れちゃうっていうことですよね。
これは寒くなるから割れるというよりは、
暖かくなって寒くなるっていうですね、
温度差っていうのを何回も何回も繰り返してしまうとですね、
そこでダメージを負って、
微小なクラックがどんどん入っていて成長していくと。
結局は熱膨張の影響なのよね。
温度が上がると金属っていうのは膨らみますと。
温度が低くなると金属ってのは縮みますよっていうので、
伸びたり縮んだりっていうのを温度によって繰り返すことで、
ちょっとずつハンダに応力っていうものがかかっていきます。
これによって微小なクラックっていうのが成長して、
最終的に割れてしまうみたいなことがあるわけです。
特に寒冷地とか寒い地域は、
暖かくなって冷えるっていう幅が大きいので、
より疲労破壊っていうのが進みやすい環境にあるってことですね。
これで壊れてしまう場合があるよということです。
最後はシンプルにコネクターの接触不良っていうのがあります。
コネクターってその名の通りプスッて刺す電気的な接点の部分ではあるんだけども、
ここはハンダとかでくっついてるわけじゃなくて、
物理的に摩擦で接触してるっていうだけなんで、
これも結露の話と一緒なんだけどね。
この摩擦部分に結露が発生したりとかすることによって、
腐食を起こしてしまって、
それで電気が流れにくくなってトラブルが起きますよってことが結構あるわけですよ。
これもね、車系のトラブル多いね。
コネクター外してもう一回刺してみたら、
動きましたみたいなこと結構ありますからね。
意外とね、やっぱ冬になるとこのコネクタ類も悪くなりやすいっていうのは、
体感的にはやっぱありますね。
ということで、非常に雑多に今日話したんだけども、
言いたいのはですね、冬場、電気系のトラブルが増える理由としては、
コネクターの問題と対策
結露することでいろいろ不具合が起きますよと。
あとは静電気ですよとか、バッテリーの性能を低下するんですよと。
あとはハンダが熱膨張を繰り返すことによってクラックを起こしますよと。
あとはシンプルにこれも結露の影響なんだけど、
コネクターの接触不良が起きやすい時期ですよと。
こういう5つの要因があって電気系のトラブルが、
爆発が起きるわけですよね。
実際そのね、私車の文脈で語ってますけども、
工作機械とか産業機械もやっぱ冬場は電気系の問い合わせ多いですからね、本当に。
夏はね、潤滑系とかメカが割と壊れたりしたりとか、
あとみんな暑くてぼーっとしてるから機械ぶつけたみたいなやつが、
夏場は多いんだけど、冬はねやっぱ電気系のトラブルが多いんですよ。
単純に機械の故障っていう話ではあるんだけども、
それも季節的な要因っていうのが実はあるんだよっていうのを、
ちょっと頭の中に入れておくとですね、
一つものづくりの視点になるかなと思います。
冬場にですね、なんか機械壊れたなと思った時は、
今話した5つの要因をぜひとも思い出してみてください。
もしかしたら原因の特定とか対策に役立つかもしれませんよ。
はい、ここからコメント返しです。
シャープ601、プレミアム放送でどんなこと喋ってるの?にいただいたコメントです。
長谷川さん、会社でのあらゆる衝突さえもネタになるのだとすれば無敵モードですね。
副業を望む人がどのような考えを持っているのかなど、
リアルなお話が聞けて潮が広がるので助かります。
ということでありがとうございます。
そうですね、サラリーマンでありながら、
会社に見張りしながら副業をしてるっていう人なかなかいないと思うんでね。
ある種、特殊なロールモデルになっていると思いますので、
皆さんね、この私全身がコンテンツとして発信してますんで、
是非とも私を見てくださいということでございますよ。
そういえば全然話変わるんですけど、
なんか2027年ぐらいから、
労働基準法があって、ちょっと副業をやりやすくなるらしいですね。
なんか話題になってましたね。
なんか残業全体は減る方向になり、休みが増える方向になり、
かつ副業をやりやすくなるよみたいな、
労働基準法の改定が40年ぶりに行われますよというのがニュースになっております。
決定するのが来年なのかな。
施行されるのが来年みたいな感じだったと思うんですけども、
それで副業人口が増えるといいなと思いますね。
具体的に何が変わるかっていうと、
あんまり詳細はしゃべらないんですけど、
もともと副業ってさ、いろんな種類があって、
私みたいにフリーランスでやってる人はもう無関係なんですけど、
どっかに雇われますよっていう副業って、
結構本業の方に影響があるのよ。
例えば8時に出勤しますよっていう会社があるとするじゃない。
だけど俺は早起きして5時から7時ぐらいまで違う会社で働いて、
そこでちょっとお給料もらえますよっていう形に副業をしたとするじゃん。
そうしたらもうすでに2時間働いてる前提で、
また違う会社で8時から働き出すよっていう括りになるわけ。
そうすると何が起こるかっていうと、
8時間を超えた後は残業代を出さなきゃいけないんだけどさ、
自分の本業の前に2時間働いてると、
もうすでに2時間働いてる状態で働き出すことになるから、
本業の方で6時間働いたその後の時間って、
残業手当を付けなければいけないっていうルールになっちゃうわけ。
すごい複雑でしょ。
だから別にその本業の会社で8時間働きましたよ、
定時まで働きましたよって言うんだけど、
その前に別の会社に2時間働いてたら、
次働くその本業の会社の中の8時間超えた分、
その1日の中での8時間超えた分の残業代っていうのは、
その会社が出さなきゃいけないという謎のルールになってて、
これが他の会社で雇われて副業しちゃいけないよねみたいな障壁に1個なってたんですよ。
だから副業って言ったら基本的にはフリーランスで、
私みたいにいつでもできるような仕事をするみたいな感じなんだけども、
それがちょっと変わるよっていう話で、
ちょっと副業やりやすくなるんじゃないのっていうお話ですね。
ちょっと規制が緩和されるよねと。
ただ雇われて副業する人いるかなと思うけど、
だったら1個の会社で長く残業してた方がぶっちゃけ稼げるっちゃあるんだけど、
そういう買い手があるみたいですよってお話でございます。
少しでも違う形でお金を稼ぐっていうことが、
みんなできるような世の中になるといいなと私は思っております。
ということでありがとうございます。
続きまして、シャープ600に
見られてる時だけ不具合でない説に至るコメントです。
AKサイエンスさん、
睡眠不足はいろんな問題の原因になりそうですが、
楽しく集中していると時間を忘れてしまいがちなので注意が必要なポイントですね。
確実に睡眠時間を確保できるようにうまく仕組み化できると良いのですが、
若いうちは割と無茶が聞きますが、
年齢を重ねてくると的面、体調不良に陥ってしまうので、
今は優先順位を睡眠第一にするようにしています。
それでも時間を忘れて夜更かししたいときは仕方ないですよね。
ということでありがとうございます。
私も前の放送で仕組み作るって言ってましたけど、
そんなことをする暇がないぐらいちょっとわちゃわちゃしてるんで、
なかなかそれには取り組めていませんし、
結局深夜まで起きてますよね。
ただちょっとずつだけど寝る時間を増やすようにはしてますね。
てかね、前も言ったかな、寝れない!
うん、びっくりした。
よし今日はさ、7時間寝てやるぞって言って、
とこに入ってもやっぱり3、4時間で起きちゃう。
その後寝れなくなっちゃったりするから、
やっぱり短い睡眠っていうのは体に染み付いちゃってさ、
うわ、これは良くないわと思って。
時間さえ確保していれば元の生活習慣に戻せるかなって、
思ってたんですけど、やっぱ体って賢いのか馬鹿なのかわかんないけど、
やっぱ身に付けてしまった生活習慣を変えるのって結構、
そういう体の面でも難しいんだなって思いましたね。
いやーちょっとね、ちょっとずつ改善していきたいと思います。
冬場の機械トラブル
ということでありがとうございます。
続きましてはるかなさん、
原因がはっきりわからないのが何とも言えませんが、
何でもなくて良かったですね。
ひと安心。
見られていると不具合が出ない説。
うなずきすぎて顎を机にぶつけました。
僕の車も整備工場に持っていて症状が出ないのが多くて、
逆に持っていくだけで調子が良くなるので、
それで良いのかなと思います。
ということでありがとうございます。
まあこれもあるあるですよね。
なんかイオンするから気になるからディーラー持っていこうって言っても再現しない?
みたいなやつはめちゃくちゃありますよ。
前も放送で言ったけどね。
うちもありましたね。
それは地面の要因だったんだけど、
パワースライドドアが閉まらないよっていう不具合があって、
家だとなんか閉まらないんだけど、
ディーラー持っていくと閉まるよみたいな不具合があって、
なんでだなんでだと思ったら、
家の駐車場がちょっと斜めになってたっていうね。
だいぶ斜めになっていて、
パワースライドドア的にちょっとつらい条件になってたと。
それで閉まらないのも問題っちゃ問題なんだけど、
シンプルに車の置いてある角度っていうね、
条件が違ったから再現できてなかったんだよみたいな問題があってね。
1年前ちょっとぐらいにこの番組を取り上げさせていただきましたけど、
実はちゃんと要因あるよっていうパターンもありますから、
何が違うんだろうって視点で見ることも結構大事だと思いますよ。
ということでありがとうございます。
最後、はせがわさん。
機械の不具合が消えるのはあるあるですね。
健康診断で異常が出て病院に行くと異常が消えるサイクルが続くと、
どっちが正しいのかなどですが、
健康管理と生活習慣
何卒ご自解くださいということでありがとうございます。
機械だったらまだいいけどね。
体はやめてほしいんだけどね。
何が原因か本当にわからない。
中性脂肪の値が基準値の7倍ってわけわかんないもんね。
そんな急激に上げる魔法の技みたいなやつ知らないんだけど、
そんな日替わりでめちゃくちゃ上がったりするものなのかなっていうふうに心配はなりますけど、
しばらくは減量方向に家事を切りつつ、
睡眠時間を確保することで様子を見ようかなと思いますね。
脂肪感気味であるのは間違いはないので、
とにかくこれを改善していきたいと思います。
この際だからね、せっかくだから筋トレとかの習慣もしっかり身につけて、
もうちょっと体を絞ってもいいかなと思いました。
最近ね、やっぱ体力が落ちてるのもあるし、
やっぱ体の筋力も明らかに落ちてるのがね、
なんとなく目に見えてわかるから、
ちょっと来年あたりちゃんと体を鍛え直そうかなと思いましたね。
やっぱ健全な精神は健全な肉体に宿ると言いますからね。
今、完全に肉体が健全ではないので、
ちょっとね、体作りはものづくりということで、
来年ちょっとこのスローガンも掲げながらやっていこうかなと思います。
ということで、ありがとうございます。
今回はここまでとさせていただきます。
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というわけで、今回はここまで。
以上、支部長でした。ではでは。
