オープニング：同じなのに同じじゃない3つのニュース
どうも、しぶちょーです。 ものづくりnoシテンは、産業機械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。
最初に一つだけお伝えしておきたいんですけど、この番組はAIが原稿を生成して、それを音声化してお届けしている AIポッドキャストなんですね。
普段のものづくりnoラジオとは別のラインで、最新のニュースをAIに整理してもらって、そこにしぶちょー視点を乗っけた台本を読み上げてもらっている、いわば実験的な番組です。
なので、内容にたまに事実と微妙に違うところとか、ニュアンスが本来とちょっとずれている箇所が混じる可能性があるっていうのは、ぜひ頭の片隅に置いておいてほしいのよね。
気になった情報は概要欄のリンクから一時ソースを確認してもらえると、より楽しめると思います。
さて今日は今週分のニュースから同じなのに同じじゃないっていう視点でつながる3本を揃えました。
1本目はアメリカ海軍の整備部隊が潜水艦1隻あたり3000万円以上かかるはずだった改造を3Dプリンタで作ったケースで16万円もかけずに済ませちゃった話。
同じことをするのに値段が200分の1です。
2本目は前に紹介したバンブーラボの特許の裁判の続報。
売信が侵害だと認めた特許のうち2件をアメリカの特許庁は特許として認められないと判断しました。
同じ特許なのに判断が真っ二つ。
そして3本目は全く同じ図面で作った4台の機械なのに1台は好調1台は性能が出なくて1台は1週間でボルトが折れたっていう話。
原因は私の専門のネジでした。同じに見えるものの違いはどこで生まれているのか。それでは早速いきましょう。
3Dプリントケースで潜水艦改造費を削減
同じことをするのに値段が200分の1になった話からいきましょう。
アメリカ海軍の大西洋潜水艦部隊が潜水艦の魚雷発射管からケーブルで繋いで遠隔操作する小さな水中ロボットを発信させる試験に成功しました。
8月の終わりに実際の攻撃型潜水艦で試したそうです。
潜っている潜水艦から安く素早く周りの水中を探す方法を探るのが目的なんですね。
もともとは当時の潜水艦部隊のトップが始めた取り組みなのよ。
船の外回りを点検する潜水員に水中を探せる道具を持たせられないかっていうところから始まっている。
部隊はそのために小型の水中ロボットを2台揃えていろんな使い方を試してきたそうです。
ここで壁になったのが通信。海水で満たした魚雷発射管の中からロボットを操るには中の配線を海水から守りつつロボットとの高速な通信を途切れさせない防水のつなぎ目がいるんです。
最初に考えた案は発射管の扉に光ファイバーを通す部品を一時的に取り付けるっていうもの。
ところがこれ潜水艦1隻あたり約に10万ドル日本円で3200万円ぐらいかかる。
そこで手を挙げたのが陸上の整備部隊の3Dプリントを担当するチーム。
専用の防水ケースを自分たちで設計してフォームラブズっていう会社の大型の3Dプリンタとガラスの粒が入ったとにかく硬いレジンで吸ったんです。
このプリンタは私が普段使っている溶かした樹脂を積んでいくタイプより表面がつるっと緻密に仕上がるのよ
液体の樹脂に光を当てて固めていく方式で光造形って言うんですね。
水を通しちゃいけないケースには向いている選び方って感じがします。
そこに整備部隊の別の部門が普通の低い電圧の配線を組み込んでロボットのケーブルとつないで
発射管の外側にも配線の束を用意して信号がいくつものつなぎ目を通っても途切れないようにしたそうです。
ロボットはブルーアイっていう会社の小型の水中ドローンでもともと部隊が持っていたもの。
足したのは普通の配線と3Dプリントのケースだけ。材料費と人件費を合わせても1000ドル16万円もかからなかった。
同じ目的で3200万円と16万円。いやー桁が2つ違うのよ。
3200万円って聞くとぼったくりじゃないのって思うでしょう。でもそうじゃないのよ。
記事に理由までは書いてないんだけど私の想像では潜水艦の扉に手を入れるとなると
たとえ一時的でも安全の確認や手続きがどうしても重くなるはずなのよね。
今回の答えは扉をいじらずにケースと配線だけで済ませた。
どこを変えるかを変えたら値段が桁で変わったわけです。
私はこれ3Dプリンタ好きとしてめちゃくちゃ嬉しい話なんですよ。
いいなと思うのはケースを作ったのが問題の一番近くにいる整備の人たちだってところ。
困り事を知ってる人がその場で形にして試せる。
関わった射撃艦船員の人も3Dプリンタで作ったものが実際に動いて
乗員の現実の問題を解決しているのを見るのはやりがいがあるって話してます。
部隊は今このロボットを扱う乗員の資格の基準まで作ってるそうです。
1回きりの実験じゃなくて本気で普段使いの道具にするつもりってことです。
見積もりが高すぎて止まってる改造ってどこの職場にもあるじゃない。
だからあなたの職場にもあったら1回だけ聞いてみてください。
それ本体じゃなくて手前の小さな部品で済ませられないか。
やりたいことが同じでも値段は同じとは限らないからね。
Bambu Lab特許をめぐる異なる判断
さっきは同じことをするのに値段が200分の1になった話でした。
今度は同じ特許なのに判断が真っ二つに割れた話です。
ちょっと前に3Dプリンターのバンブーラボが
老舗のストラタシスの特許を侵害したとして
40億円を超える支払いを命じられた話をしたの覚えてるかな。
うちの愛知の家にあるA1とA1 miniも対象の機種に入ってたあの件です。
その続報が出ました。
9月の終わりにバイシンが侵害を認めた4件の特許のうち2件について
侵害とされた部分は特許として認められないという判断が出たんです。
判断したのはアメリカの特許庁の中で
特許が本当に特許として認められるべきかを審理する特許審判部というところ。
対象は前にこの番組で話したノズルでベッドを軽く押して
その力で高さを知る仕組みに関わる特許です。
中身はノズルが造形物や台に触れたときの力をセンサーで測って
プリンターの部品の擦り減りや歪みで出る誤差を見つける技術なんです。
この審理はバンブーの中国法人が
2025年の2月に申し立てて10月から始まっていたもの。
特許って権利の範囲を請求項という項目に何個にも分けて書いてあるんですね。
だから特許丸ごとが一度に生きるか死ぬかじゃなくて項目ごとに判断される。
今回2件のうち1件は既にある技術から簡単に思いつけるという理由で争われた項目が全部ダメ。
もう1件も殆どがダメで残ったのは1箇所だけでした。
いやーめちゃくちゃバッサリなのよ。
ここが面白いところなんだけど、
売信が9月17日に侵害を認めたその同じ特許なんですよ。
売信の判断から2週間も経たないうちに正反対の答えが出たわけです。
売信は一般の市民から選ばれた人たちで
審判部は特許を専門に審理する人たち。
判断する人も判断の場所も違うのよね。
しかも審判部は売信が無効と認めなかった部分まで無効にしてる。
じゃあ矛盾してるのかっていうと、
審判部は裁判で比べられた古い技術の組み合わせと今回比べた組み合わせが違うから
売信の判断と食い違うわけじゃないと説明しているんです。
同じ特許でも何と比べるかで答えが変わるってことです。
ただしこれでバンブー側の全面勝利って話でもない。
賠償額で一番大きいのは多色印刷で色を切り替えるときに
ノズルに残った材料を捨てるあの小さな塔の特許
パージタワーって呼ばれてるやつでこれだけで20億円を超えるのよ。
こっちは審判部が6月に無効にしないと決めていて今は上訴中です。
今回の2件の分は賠償のうちの4億円余り
最初に言った40億円を超える支払いの1割くらいなんですね。
家にあるプリンタの持ち主としてはちょっとホッとするような
まだまだ続くような複雑な気分じゃない?
私は産業機械のエンジニアなので
この話から持ち帰りたいのは特許は取った瞬間に確定する勝ち札じゃないってことなんです。
後から別の場所で別の物差しでもう1回図られる。
特許を持つ側も訴えられる側もその権利がどの古い技術と比べられたら危ないのかを
知っておく必要があるんですよ。
だからあなたも次に仕事や記事で特許の話が出てきたら
その特許が何と比べて新しいって言ってるのか
比べる相手の古い技術を一つだけ調べてみてください。
比べる相手が見えると同じ特許の見え方がまるっきり変わるからね。
超音波溶接機のボルト破損と共振ずれ
さあ最後の3本目。値段が違う判断が違うときて
最後は同じ図面で作ったのに性能が違う機械の話です。
しかも原因は私の専門のネジでした。
技術系のニュースサイトモノイストの連載で紹介されていた事例なんだけど
全く同じ図面で作った超音波溶接機が4台あった。
1号機は調子がいいのに2号機は溶接の強さが出ない。
3号機に至っては1週間でボルトが折れる。
同じ図面なのにですよ。
超音波溶接機って名前に溶接って付いてるけど
金属を溶かすわけじゃないって知ってました?
耳に聞こえないくらい速い振動で重ねた金属同士をゴシゴシ擦り合わせて
表面の汚れや酸化した膜を壊しながら押し付けて
金属の原子同士をくっつける。振動を作るのが振動子っていう部品で
これを1本のボルトでホーンっていう部品と繋いで振動を伝えていくんです。
現場では溶接の強さが足りないと振動子に送るパワーを上げてしのいでいた。
ところがパワーを上げるとボルトが折れる。
点検してみると折れていないボルトにも赤サビが出ていて
その場所がいつも折れる場所とピッタリ一致していたそうです。
これ怪しいでしょ。
解析してみると犯人は締め方でした。
1本のボルトに振動子とホーンの両方をねじ込んで
振動子を締めてからホーンを締める。
一見ダブルナットみたいで良さそうに見えるんだけど
ここに落とし穴があった。
ねじって普通は最初の3つの山くらいで荷重のほとんど受けるもので
これは設計の現場でもよく言われることなのよね。
ところがこの締め方だとその力を後から締めたホーンの側が持っていっちゃう。
振動子側の山には力がほとんど残らないから
震える度にくっついたり離れたりを繰り返して擦れて疲れに弱くなる。
あの赤サビはこの擦れた後なのよ。
フレッチングっていう現象で条件が揃うと
本来の疲れに対する強さが3分の2以下まで落ちるんです。
そこに振動がボルトを曲げる向きにも揺らしていたから
毎回同じ場所で折れた。
対策は振動子とホーンを別々のネジで締めること。
ホーンは両端にネジを切った棒を植え込みボルトで繋いで
どっちの山にも力が残るようにした。
工場から固いボルトを持ち帰ってワイヤー放電加工で切って
即席で作っちゃったっていうのもめちゃくちゃ現場っぽくていいじゃない。
これでボルトは折れなくなりました。
溶接の強さがばらつく方の犯人は強振のずれでした。
機械が一番よく揺れる周波数が合気ごとに少しずつ違っていて
しかも溶接が進むと変わっていく。
そこへみんな同じ周波数で揺らしていたから揺れが足りずに強さが出ない。
だからパワーを上げて余計な力がボルトにかかって折れる。
全部繋がってたんですね。
揺れの大きさをレーザーで直接測ってみたら
波の形がきれいなサインカーブじゃなくて角の丸い台形だった。
強振の専門家に見せたら周波数が合ってないってすぐに見抜かれたそうなんですね。
最後は強振を追いかけて周波数を変える制御を作って
解決しています。
ネジの締結の本を書いている意味として
いやーこれは刺さりました。
私が一番いいなと思った教訓は
溶接の強さっていう結果を見て機械を調整しちゃいけないってところなんです。
見るべきはその手前にある揺れの大きさ。
同じ図面でも組み立て方と揺らし方で全く別の機械になるってことです。
だからあなたも結果の数字が悪い時に
つまみを回す前にその手前で測れる量を一つ探してみてください。
結果だけ追いかけるとどこかでボルトが折れますからね。
結果の手前にある条件を見る
今日は3Dプリントのケースで潜水艦の改造を200分の1の値段で済ませた話
同じ特許なのに売信と特許帳で判断が割れた話
そして同じ図面なのに1台だけボルトが折れた機械の話
この3本をお届けしました。
並べてみるとね全部同じなのに同じじゃないって話だったのよ
同じ目的でもどこを変えるかで値段が桁で変わる
同じ特許でも何と比べるかで答えが変わる
同じ図面でもどう締めてどう揺らすかで全く別の機械になる
違いはいつも目に見える結果じゃなくてその手前にあるんですよね
だからあなたも今週同じはずなのに結果が違うものを見つけたら
結果を比べる前に手前の条件を一つずつ書き出して並べてみてください
同じに見えるものの違いを見つけられる人が
ものづくりで一番強いはずだからね
というわけで今回はここまでとさせていただきます
私は技術ブログ支部長技術研究所も運営していますので
そちらの方もぜひチェックしてください
Xの方も毎日ものづくりに関する投稿してますので
よろしくお願いします
ポッドキャストものづくりのラジオの方も毎週土曜日週一で配信中です
お時間あればぜひ聴いてください
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
