はじめに：設計失敗学シリーズ
どうも、しぶちょーです。今回もものづくりのラジオをやっていきたいと思います。 このラジオは産業機械の技術者である私が、ものづくりに関するトピックを主観を交えながらザックバランに紹介するラジオです。
難しい技術の話はしないので、何か作業をしながら聞いていただければ幸いです。 早速ですけども、今回のテーマは設計失敗事例
エキスポランド・ジェットコースター事故、です。 以前のラジオでも設計失敗学の話は取り上げてまして、非常に学びがあったという声をいただいている
好評シリーズですね。第11回でフォードピントという車の炎上事故を取り上げているのと、第12回で火星探査機の消失事故、
第29回では六本木ヒルズの回転ドアの事故を取り上げています。 今回はこの設計失敗学の第4弾となります。
今回紹介する事例も非常に有名でして、そしてすごく悲惨な事故です。 ぜひ皆さんも自分だったらどうするか、そういう気持ちで聞いていただけるのが一番いいかなと思います。
事故概要：エキスポランド・ジェットコースター事故
今回紹介する失敗事例というのは、エキスポランドという遊園地で起こったジェットコースターの脱線事故です。
人を楽しませるはずのアトラクションで、命が失われてしまったという悲惨な事故です。 このような死亡事故が起こった経緯や原因をたどると、そこには必ず設計や生存の失敗というものがあります。
当然、人を死なそうと思って技術の仕事をしている人などいないでしょう。 それでもやっぱり事故は起こってしまうんですね。
大切なのは、なぜ事故が起きたか、どうすれば防止できたか、これを考察して一人一人が自分の業務に落とし込むことだと思います。
さっきも言いましたけど、もしあなたが事故を起こした技術担当者だったら、あなたはどういう行動をとるべきだったか、そういう視点で聞いていただければ幸いです。
では、まずこのエキスポランドのジェットコースター事故の概要から説明していきます。 この事故は、今から16年前、2007年5月5日の土曜日、ゴールデンウィークの真っ只中、人で賑わう大阪府水田市の遊園地、エキスポランドで起こりました。
当時エキスポランドで人気アトラクションだった立ち乗りジェットコースター風神雷神2、これが走行中に突然脱線してしまったわけですね。
このジェットコースター自体は立ち乗りジェットコースターという名前だけあって、立ち乗りで座って乗るわけじゃなくて立って乗るジェットコースターで、1両が4人乗り、これが6両編成で繋がっているというジェットコースターです。
合計で24人乗りのジェットコースターになります。
この脱線してしまったのが、このジェットコースターの2両目の車両です。
前から2羽目の車両ですね。
姿勢を崩したジェットコースターは大きく傾いたまま走行を続けてですね、脱線した2両目に乗車していた乗客というのは保護用の手すり、これで頭部を強打して死亡してしまいます。
その他の乗客19人もですね、重軽傷を負って病院に搬送されました。
ただですね、その悲惨な事故現場を目撃した15人もの人が気分を悪くするなどで負傷者扱いとなっています。
これね、事故の写真とかニュースの映像を見てもわかるんですけど、おびただしい量の血が、その写真からもわかるんですね、報道のニュースからも。
それほどやっぱ、悲惨な現場だったなということが見て取れます。
この事故が発生した当時、私高校生でしたけども、かなり話題になってたのをすごく覚えてます。
ニュース見た時は本当に衝撃的でしたね。
その時ね、ちょうど工業高校の機械科に通ってたこともあってですね、機械による事故ってことで、授業でも取り上げられましたし、私個人としても何かこの他人事にはとても思えない、そんな事故だったという記憶してます。
事故原因：車輪脱落と疲労破壊
じゃあですね、なんでこの事故が起こってしまったかということを、ちょっと原因をですね、順を追って説明していこうかなと思います。
まず第一にですね、なんで脱線したのかという話です。
ジェットコースター脱線の理由はですね、ジェットコースターの車両から車輪が脱落したからです。
ジェットコースター2両目の車両の片側ですね、の車輪が外れてしまって支えを失った2両目が大きく姿勢を崩したということです。
このジェットコースターの車輪っていうのが、5つのローラーを使った車輪ユニットになってるんですね。
上に2つ、横に2つ、下に1つっていう感じでローラーがついたユニットなんです。
ジェットコースターなんでね、レールをこの字に挟むようにローラーがついてる、こういうイメージですね。
レールをこの字に挟むこのユニットから、ニョキニョキっと軸が伸びて、それが車両に刺さっている、そういうイメージ。
この車輪ユニットっていうのはですね、車両の左右に1つずつ付けられています。
先頭車両から5両目までは左右に1つずつ、最後の車両だけ左右に2つ付いていると、こういう設計になっています。
今説明したようにですね、ジェットコースター1つの車両に対して車輪ユニットって左右1個ずつしか付いてないんですね。
車を想像すれば分かるんですけど、タイヤって4つ欲しいですよね、普通に考えて。
例えばタイヤが左右1つしかないよって車があったらですね、なんか一輪車みたいな感じでバランスをとって走らなきゃいけないんで、
えらく不安定ですし、乗れたもんじゃないと。なんで本当は厳密に言ったら4つ支えが欲しいんですけど、
ジェットコースターって特有の曲率があるんですね。レールが急にグルンって回ったりする小さな曲率でクニクニ回っていくわけなんで、
4つタイヤが付いているとですね、なかなかそういう風に走れないと。なので無理なく走っていくために各車両にタイヤは2つと、こういう構造になっていたということです。
それ故にですね、車両が1個脱落するだけで大きく姿勢を崩してしまったと言えます。
じゃあその次ですね。そもそもなんでその車輪ユニットが外れてしまったのかということですね。
この車輪ユニットが車両から外れた理由は、車輪ユニットを固定していたシャフトが折れたためです。
で、このシャフトがなんで折れたかというと、それは疲労破壊です。急な加減速とか乗降、昇降を繰り返すと。
こういうジェットコースターの部品というのはですね、絶えず方向が変わる激しい力、これを受けています。
この力によって、金属疲労を発生したシャフトに亀裂がどんどん入ってですね、その亀裂がだんだん伸びていって、疲労破壊というものに至ったわけです。
疲労破壊自体はですね、単なる現象ですので、基本的にはこの疲労破壊というのを起こさないように色々と技術的な工夫を施すわけです。
でも今回はそれが機能していなかったと。じゃあなんでこの疲労破壊を防げなかったんでしょうか。
疲労破壊を設計的に防ぐためには、基本的には部品の強度を上げて、疲労破壊を起こさせないような構造体にするという必要があります。
さらにそこに十分な安全率を持たせておくことも必要です。余裕を持った強度にしておくということですね。
しかしですね、ジェットコースターのように人の命を運ぶもの、かつ外気に触れたりとか雨とか風とかしのげない場所にあるものなんで、劣悪な環境下で動作する機械、
そういうものに対してはですね、設計的な強度の確保だけでは足りないんですね。色んな概覧があるんで、その環境とか影響が読みづらいんで、基本的には定期点検による金属疲労の確認、これが欠かせないわけです。
ジェットコースターというのはですね、実は車輪部の定期点検というのは日本産業企画、JISですね。
JISで定められていて、1年に1回はですね、車輪部の詳細点検をする必要があります。
詳細な点検というのはですね、単焼試験機と言われる機械を使用して、部品を分解してからですね、超音波で細かい傷を調べていくんですね。
こういうのをやってくださいね、1年に1回。これが義務付けられているわけです。
しかしですね、エキスポランドの事故の直前の検査というのは、この単焼試験機を使ったですね、試験が行われておらずですね、目視のみの検査で済ませていったということです。
さらにですね、この詳細な試験をちゃんとできる社員というのが、エキスポランドには2名しかいなくてですね。
しかもそれらの作業者というのは、常に新しいアトラクションの導入などの他の作業に追われていて、ジェットコースターの点検自体はですね、非常に疲弊した状態、注意力が落ちていた状態で行われていたと。
しかもですね、その試験自体もかなり境外化されていたみたいなんで、形だけやると、そういう形になっていたみたいです。
またですね、このジェットコースターの車輪は、このジェットコースターを導入されて以来ですね、一度も交換されていないと。
そういう事実も明らかになって、エキスポランドの管理とかメンテナンスのずさん差、これが疲労破壊を防げなかった原因の一つであると言えると思います。
メーカーの保守施設にもですね、疲労破壊を起こす可能性があるので、8年で車輪ユニットを公開してくださいねと記載されていたようです。
しかしですね、その事故を把握しているエキスポランドの社員というのは誰もいなかったんですね。
これらが事故の原因ですね。この事故からですね、どんな教訓が学べるのか、これをちょっと考えてみましょう。
経営視点からの教訓：安全より利益優先の末路
この事件の背景にはですね、エキスポランドの経営状態というのが影響しています。
2001年にですね、この大阪府にはユニバーサルスタジオジャパンがオープンしたんですね。
この影響もあってですね、実はこのエキスポランドの来場者というのはすごく減ってたんですよ。
来場者を増やすためにエキスポランドは何をしたかというと、とにかく新しいアクション、新しいアトラクションをですね増やすと、こういう対策を行っていました。
よってですね、とにかくそこに人員を割いた。
この既存機種のメンテナンスや検査というのは先送りとしていたわけですね。
エキスポランドはですね、このように安全よりも経営を優先させてしまったゆえに悲惨な事故を起こして社会的な信頼を失ったと。
そしてですね、この事故の翌年の10月にですね、倒産しています。
この事故はですね、検査や保守の軽視とか、安全より経営を優先させた非倫理的判断、これが特に問題とされています。
公衆の安全とかね、健康および福利、これを最優先で確保するというのは技術者として最も重要なことです。
エキスポランドの上層部というのはね、非倫理的判断をして経営を優先させたんですけど、これを止める、これもやっぱり技術者の務めです。
もしね、あなたの会社で同じような非倫理的な経営をしていた場合ですね、あなたどういう行動をとりますか?
これ一度考えてみてほしいです。
機械設計視点からの教訓：3つの問題点
さて、ここからですね、ちょっと話の視点を変えまして、この事故、機械設計という視点で捉えた場合、どういう問題があったかということをちょっと解説していきたいと思います。
私がね設計者なんで、機械設計に限らずなんですけど、技術者としてですね、この事故を起こさないために事前にどういうことを考慮すべきだったか、
これはね皆さん考えていただけたらなと思います。
私がね本件について考える設計的な問題っていうのは3つあります。
1つ目ですね、これはフェールセーフ構造になってなかったよということです。
これねシャフト部が疲労破壊するよっていうのは、この構造を設計すれば必ずわかるんですね。
疲労破壊が避けられないのであれば、この部分は安全側に壊れる工夫をするべきです。
つまりですね、走行中にシャフトが降りちゃっても、脱線せずに安全に止まると、そういう設計にしておくべきでしたよねということです。
こういうね、安全側に壊れる設計のことをフェールセーフ構造と言います。
フェールセーフになってないのは問題だよって言いましたけど、他にもいろいろ対策はあるんですよ。
例えば、冗長設計とかね、これはね設計を冗長的にしておくっていう、そのままの意味なんですけど、
具体的に言うと、例えばさっき言ったけどタイヤを4つ付けておくとかですね、1個取れちゃってももう1個あれば支えられますよと、
こういうふうに構造を冗長化しておくよという設計です。
フェールセーフになってないのが問題というよりは、もっと問題を中小化するとですね、
破損を考慮した設計になっていなかったよと、そういうことが言えるかなと思います。
これが一つ目の問題点ですね。
2つ目、保守・検査に考慮した設計になっていなかったと。
設計者はですね、当然この車輪の検査、これが義務付けられているということを知っているはずです。
それであるならば、車輪ユニットの保守性というのはやっぱり高めておかなければならないですね。
今回問題になったですね、シャフトのヒロを破壊した部分というのは、割ピンというのが使われて固定されていたんですよ。
ちょっと割ピンの説明はべきますけど、これ保守しにくい部品なんですね。
なので、作業者がですね、安全かつ的確、そして簡単にですね、保守をできるように設計的には配慮すべきだと思います。
じゃないと、結局ですね、時間がかかるからやらないとか、面倒だからということで、省略されたり、境外化されてしまう可能性があるんですね。
本件からちょっとずれるんですけど、メンテナンス性を高めるための工夫としてですね、ダルマ穴とかがあります。
機械のメンテナンスパネルとかによく使われるんですね。
取り外して何か作業しなきゃいけないよって場所で、例えばボルトを全部取り外さなくても、緩めるだけでそのパネルがパッと取り外せますよっていう形です。
ダルマ穴って言われてちょっと形がわかんない人はですね、ぜひそれで検索してもらうとすぐわかると思います。
これ本当にちっちゃい工夫なんですね。本当にちっちゃい工夫なんですけど、保守性とかメンテ性っていうね、こういうちっちゃい設計努力の積み重ねだと思います。
保守性を高めるためにはとかね、いろいろ情報はあるので、そういうのを調べてですね、自分のこのスキルとかノウハウとしてですね、
自分の中にメンテ性を高めるためのノウハウリストみたいなのを作っておくのがやっぱり一番いいかなと思います。
これがやっぱね、問題2ですね。保守性検査に考慮した設計になっていなかったということです。
3つ目。3つ目の問題点は、注意事項がユーザーに伝わっていないということです。
技術の仕事っていうと、やっぱ構造を考えたりとか計算したりとかね、仕様を満たすために技術的な要素を使うこと。
これを考えがちなんですけど、広い意味で言うと実はですね、取扱説明書とか保守説、こういうドキュメント類を作成する。
これも立派な技術の仕事なんですね。
技術者にはですね、設計段階で取り受けなかったリスクを、仕様上の注意としてユーザーに知らせる義務があります。
本件で言えば、車輪ユニットはですね、疲労破壊の可能性があるので8点で取り替えてくださいね。
これを的確に伝える必要があるんですね。
いやいや説明書に書いてあるんだからいいでしょうとか、もう書いてあるからうちには責任ありませんよと言ってしまえばそれまでなんです。
読んでない方が悪いですよねと言えるかもしれないんですけど、命に関わることでそれを言ったらね、やっぱ技術者として失格でと思います。
今回で言えばですね、例えば名犯とかを作成して車輪ユニットの付近にですね、8点で公開してくださいねって貼っておくとか、いろいろあったと思います。
実際エキスポランドの従業員は誰もそのことを知らなかったわけなんですね。
普段見える場所に重要事項を書いておきましょうねと、そういう工夫もありだと思います。
常にですね、的確に伝わるように告知とか明示を技術者っていうのは心がけなければならないと、そういうことです。
その観点で言うとですね、自動車ってめちゃくちゃいいお手本になります。
素人っていうとあれですけど、みんな自動車に乗る人全員が機械に当然詳しいわけじゃないじゃないですか。
だけどユーザー側でしなきゃいけないメンテとかもいっぱいあるわけですよ。
基本的にお店に任せればいいんですけど、こういうことをしてくださいねと、それが非常に分かりやすく車の使用者に伝わるような設計とか工夫がいっぱいあるんですね。
自動車っていうのは。やっぱりそういう目線でちゃんと車を見てですね、意識するっていうのもすごくいいと思います。
まとめと技術者へのメッセージ
というわけでですね、今日のラジオをまとめるとですね、ジェットコースターっていうのは車輪の脱落により脱線しましたよ。
車輪の脱落の原因っていうのはシャフトの疲労破壊でした。
シャフトの疲労破壊っていうのは検査とか保守の不足によって発生したんですよ。
なんで検査を保守不足が発生したかというと、それはエキスポランドが安全より利益を優先してたからですと。
利益を優先したエキスポランドは倒産してしまいました。
我々は技術者の立場で今回はこの件を見てですね、何が足りなかったのかを一人一人が考えてみましょう。
そういうことが言いたいラジオでした。
毎回ですね、失敗学の話をするたびに言うんですけど、非常に考えさせられる言葉っていうのがあるんですね。
それはですね、次のような言葉です。
工学では今でこそ知識が体系化されているように見える。
しかし実際は事故が生じるたびにエンジニアが応急対応した知識が経験的に蓄積された結果、網羅的な構造が出来上がったにすぎない。
まあこれね、毎回読んで思うんですけど深いです。
つまりですね、事故の上に我々の技術っていうのは成り立っていると。
そういうわけですね。
いつの時代もですね、大きい事故が起きないと本格的な対策って取られないものなんです。
我々技術者はですね、事故を未然に防ぐように神経質を注がなければいけないわけですが、
それはですね、やっぱり既に起きてしまった事故から教訓を学ぶ。
これが一番いいと思います。
技術の世界ってのはやっぱり日清月報で日々新しい技術生まれてます。
そんな華やかな世界の裏ではね、やっぱり様々な危険が今か今かと手招いているわけですね。
最近だとね、やっぱり潜水艦タイタンの事故。
あれがすごく話題ですけど、技術の仕事ってのはああいう風に常に危険が隣り合わせなんですね。
しかもその危険っていうのは、自分に対してじゃなくて他者に対する危険なんですね。
そういう自覚を持ち続けることが大事です。
他者が常に自分の作った機械に対して危険と隣り合わせがあると。
こう考えたら、いかに安全に対する対策っていうのが大事かがよくわかると思います。
さらにここで最も大事なのはですね、この事例を聞いて考えたことをどのように自分の未来の業務に落とし込めるかだと思います。
もう話聞いただけだとね、そんなことあったんだ怖いなーで終わっちゃうかもしれないですけど、
本当にその自分がその立場だったらどうするかっていうのはロールプレイングして考えてみてほしいと思います。
ちょっと何回も言ってますけどね。
エンディング
というわけでね、今日のラジオはここまでとさせていただきたいと思います。
私は支部長技術研究所という技術ブログを運営しています。
周知更新を目標に更新してますので、そちらもぜひ覗いてみてください。
今回紹介した内容、ブログ記事になってます。
正直そっちの方がわかりやすいと思います。
今回結構構造的な話を口で説明しちゃったんで、
ジェットコースターの構造とかね、図で見たいという方はそちらに僕が丁寧に書いてますので、ぜひともブログの方も見てください。
またツイッターでもですね、毎日役立つ技術情報の発信を行っております。
朝7時20分、夕方18時20分に投稿しておりますので、そちらもチェック。
よかったらフォローしていただけると嬉しいです。
ものづくりラジオ用のハッシュタグもありますので、
このラジオのご意見ご感想などは、
シャープものづくりのラジオのタグをつけて呟いていただけると非常に喜びます。
ぜひともよろしくお願いします。
では今回のラジオはここまで。以上、支部長でした。
ではでは。
