新幹線を支えるナット

科学技術にとって、こういった基礎的な部分が非常に重要なのである。

新幹線を支える日本の部品技術 極限の安全追求が生んだ“絶対に緩まないナット”

SankeiBiz 5月11日(月)8時15分配信
 世界に誇る日本の高速鉄道「新幹線」。日本の大動脈、東海道新幹線の開業から半世紀が過ぎたが、車内の乗客が犠牲になった死亡事故はこれまでに一件も起きていない。
単なるナットなんだけどね。


この手の緩まないナットというのは、新幹線だけの話ではない。動くものに使われるナットには、少なからず緩み止めが必要となる。
だが、緩まないナットというのは少なからず矛盾する話なんだよね。
ピーク時でほぼ3分間隔の過密ダイヤ、最高時速285キロの高速運転を支えているのは、日本の得意技ともいえる緻密なものづくりの世界。海外での高速鉄道受注を競う鉄道会社や鉄道車両メーカーを陰で支える部品会社の存在にスポットライトを当てる。
そういった矛盾した製品を作る技術こそ、日本が得意とする分野でもあり、日本の技術の根幹を支えている。


で、この記事出てくるハードロックナットとは一体どんな物なのか?
海道新幹線の看板列車「のぞみ」に投入される最新型車両「N700A」。連日、多くの乗客が利用するこの車両には、ある特殊なねじが使われている。車体下部にある車輪を覆うカバーをはじめ、車体の至るところに使われ、その数は1編成(16両)当たり約2万本に上る。
 そのねじとは“絶対に緩まないナット”と呼ばれる「ハードロックナット」。特殊ねじメーカーのハードロック工業(大阪府東大阪市)が開発した。
似たような商品はこちらだ。
 
構造は……、本家から持ってくる方が良いだろうね。
ハードロックナット 絵ではもしかして分かりにくいかも知れないが、2つのナットを組み合わせる構造になっていて、偏芯した円環状凸部が凹部に組み合わされる。
興味があったら、サイトを読んでね!

単純な構造に思えるが、これがかなりの精度で作られているんだよね。


ここの社長は事も無くこんな事を言っている。
 絶対に緩まないナットとは、どのようなものか。若林克彦社長は「簡単に言えば、ナットとボルトとの間に楔(くさび)を打ち込んだもの」と説明する。ナットを凸形の下ナットと凹形の上ナットの2層に分解。下ナットの凸部分を少しずらして偏芯を施す。そこに凹形状の上ナットを締め込む。するとハンマーで下ナットに楔を打ち込むのと同じ効果が表れる。しかも一度ナットを締めると、絶対に緩まない。そして着脱は何十回でもできる。
「着脱が何十回もできる」って、一口に言うけれども高精度であるが故の芸当だ。
金属同士が高い摩擦で保持される構造だから緩まず、ギリギリ塑性変形の領域に入らない噛み合わせだから再利用が可能だ。
ちなみに、これが記事の中にある「Uナット」である。僕も使ったことがある。


コイツの場合、画像の上の方に設けられている板材がボルトの方に噛み込む構造なのだけれど、板材が塑性変形しちゃうので、Uナットも再利用ができないが、ボルトの方も傷が入ってしまうと言うシロモノだ。
 「緩まないナット」とのキャッチフレーズで売っていたUナットだが、ある顧客から「緩むぞ」とのクレームが入った。掘削機などで激しい振動を与えたら、わずかに緩んでしまった。「人を喜ばせようと思って開発したナットで、顧客を怒らせてしまった。だったら本当に絶対に緩まないナットをこの手で作って見せようじゃないか」。幼少の頃からの発明好きだった若林社長の闘志に火がついた。
実際、コイツは緩むことがあるんだよね。
 JR東海は当初、防音壁を留めるためのナットとして採用した。振動が大きく、市販のナットではすぐに緩んでしまい、防音壁が外れる可能性があったためだ。その後、車体にも使われるようになった。
でまあ、工夫して作られた訳なんだけど、実績を出す辺りが流石というか。或いは、成功した事例だからこそこうして取り上げられたものだというか。


実際に実績が出ているのだから大したものである。
 JR東海では100万キロを走行したら、全てのナットを交換することにしている。東京-新大阪が約500キロあり、3~5年ほどで100万キロに達する。完全な消耗品だ。金属疲労による事故を防ぐためだが、JR東海からは「ハードロック工業以外のナットは使えない」との評価を得る。その信頼度の高さは新幹線に限らず、明石海峡大橋や東京スカイツリーにも採用されたことからもうかがえる。極限までに安全、安心を求める鉄道の世界。その世界が日本の中小企業のものづくり力を高めてきたことは間違いない。
もちろん、こうした部品は日本だけの専売特許ではない。
だが、基幹技術を支えるこうした基礎技術が沢山あるからこそ、日本製品の信頼性を支えていることもまた事実なのである。

過度に「日本スゲー」と言うつもりは無いが、華々しい成果より、こうした技術の積み重ねこそが日本の強みだと言うことは忘れるべきでは無い。

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