耐油近接センサ E2ER/E2ERZ

• 切削油に強いふっ素樹脂ケーブルを使用
• ケーブル接合部にすき間を作らない封止工法と樹脂充填で切削油の浸入をブロック
• 保護構造IP67G（JIS C 0920 附属書1）

E2ERの「耐油実力値4年」のベースとなる取り組みは、自動車業界を始めとする金属部品加工の現場の声から始まっています。金属加工の現場では、切削油による機器の故障が突発的に発生すると設備の緊急停止により、機器の交換コストはもとより生産工程の稼働率低下による計画遅れでの機会損失が問題視されてきました。その突発故障頻度のトップにいるのが主に加工装置内で使われる近接センサであり、近接センサの耐油実力向上がお客さまにとっても私達にとっても積年の課題でした。
私達は、耐油コンポーネントの開発を始めるにあたり、お客さまにとって価値がある耐油実力を現状の少なくとも2倍、すなわち近接センサ故障による突発停止を1/2に低減すると設定しました。従来品の市場対応で得た故障に至る期間が概算平均1～2年の間であることをベースとして「耐油実力4年」を実現することを最終目標にして開発を進めました。
「耐油実力4年」の開発－量産にあたり、大きく分けて（1）評価技術　（2）4年設計の構造・工法開発　（3）工程品質設計　の3つに取り組み商品化を実現しました。

4年の耐油実力を評価するのに、4年間をかけていたのでは開発が完了しませんから、加速試験の確立が重要なテーマとなりました。シンプルに言うと市場故障の発生時間・モードと社内加速試験を紐付け、短期間で導き出すオムロン独自の加速試験をつくることです。
弊社材料部門や切削油メーカー様の協力も得ながら、材料劣化メカニズムの分析を行い、数々の切削油の中から材料攻撃性の強い特定の切削油（A1種）を原液で使用し（※）さらに常温に対して8倍厳しい55℃の温度環境で行うことで実使用環境4年を2,000h（3ヶ月弱）と短期間で検証することに成功しました。

※通常は20～30倍希釈

耐油実力4年は私達にとって未知の領域でしたから、まず材料や構造封止技術の選定を全構成要素に対して論理的に評価することを行いました。
そこで従来品の市場故障を分析すると、ケーブル自身もしくはケーブルと本体を封止している部分が切削油で劣化して故障につながっていることがわかりました。
反対にそれ以外の材料、構造は非常に耐久性が高いこともわかりました。
ケーブルの開発にあたり、近接センサで耐油ケーブルとして使われるPVC（塩化ビニル）、PUR（熱可塑性ポリウレタン）では、弱いものは1年以下、材料構成に工夫を施しても2～3年が限界であり、この延長上に耐油実力4年の達成はないことが明確になりました。
そこで私達は従来の方式を捨てて、フッ素系樹脂を使ったケーブルづくりへのチャレンジを開始しました。
フッ素系樹脂にはさまざまなグレードが存在していますが、例えばPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）のように耐油性が十分でも、ケーブルにすると異常に硬く、曲げて使うケーブルとしての材料に向いていない特徴があります。
そこで、耐油性と柔軟性のバランスを取るためにフッ素系樹脂で数十種類の試作を繰り返して耐油実力4年かつ、ケーブルとして使える硬さのふっ素樹脂ケーブルのカスタムに成功しました。
ふっ素樹脂ケーブルは高価であり、今後はコスト低減が課題となります。

いかに設計が優れていても、工程で実現しなければ量産化はできません。
既述の部品を使って組み立てを行い、最後に耐油性の非常に高いエポキシ樹脂で内部を充填封止する射出成形を行います。
その充填封止の信頼性を高めるために、部品組み立てのバラツキ精度を工程内で抑える工程設計に取り組みました。設備的な精度向上に加えて、従来と異なるのは、組み立て工程内で組み立て精度をカメラで検査していることです。
要求している組み立て精度は厳しく、人の目では判断できないため機械での判断を導入しました。
このように組み立て精度を高めたものを成形で内部充填することで封止の信頼性を高めて耐油4年実力を量産する技術としています。