インストルメントパネル変形モード予測式構築～グローブボックス開閉操作性向上への取り組み～

トヨタ車体株式会社
製品企画センター
ＭＢＱ推進室
内装設計部
インパネ空調設計室

１．はじめに

○鈴木則武

通溶
雅人

く委員会ではあるが、技術者である

ト ヨ タ 車 体 ㈱ で は 、 1945 年 の 創 業

以上、データ解析による結果指標にか ら 10 年 後 に 全 社 QC 活 動 が ス タ ー
ト し 、 1973 年 よ り TQM 推 進 委 員 会

基づき、ロバスト性を確保した図面．．
品質を制御することが開発部門の役の前身である品質管理推進委員会の割 で あ る と 考 え 、 SQC 手 法 を 主 体 と下部組織の一つとして信頼性委員会した課題達成活動に取り組んでいる。

が発足した。

本書は、筆者と当時信頼性委員会

筆 者 (鈴 木 )は 、 2004 年 10 月 の ア

メ ン バ ー (則 武 )と 共 同 で 課 題 達 成 活

ラコ㈱車両事業部とトヨタ車体㈱と動を実施し、固有技術的価値のあるの事業統合による勤務地変更直後か成果が得られた事例である。

ら信頼性委員会の推進事務局として２．活 動 背 景継往開来に奔走している。

お客様が車を購入する条件の優先

筆 者 は 特 に 、〔 3 〕 〔 4 〕“ 人 材 教 育 に度として、車の外観意匠，内装の質おけるハイパー・サイクル”や“人感，使用性，操作性等がある。この材教育におけるスパイラル・ファン中で、共同研究者が担当している内テン効果”の考えを礎に、『固有技装部品の一つであるインストルメン術の確立と継承できる技術者の早期

ト パ ネ ル (以 下 ： イ ン パ ネ )に お い て 、育成』を自己の課題と受け止め、信近年、グローブボックスドアの操作頼性委員会の活動メンバーが掲げた性の要求が高まってきている。この課題に対し、具体的なプロセスの提こ と で 、最 近 の 車 の ス タ ン ダ ー ド は 、示やアプローチ方法等の助言により、 グローブボックスを開閉するための2 年の期間修了後に専門スタッフとハンドルは運転者の利便性を配慮し、して、各職場での課題達成に向けてグローブボックスの中心から車両中の指導や後進の育成の一端を担うこ央寄りへと移り変わってきた。とができる技術者の育成を目指し推進している。
このために、“信頼性”と名の付その一方、製品開発時に「グローブボックスの建付け調整に多くの工数 を 要 す る 。」と の 問 題 指 摘 を 受 け 、改善に取り組むことにした。

的として、問題解決の山登り図

３．現 状 把 握[ 図 . １ ] を 作 成 し 、推 進 す る こ と に開閉操作用ハンドルがグローブボした。

ックスの中心から車両中央寄りに変５．活 動 内 容

わったことで、ロック構造がストラかんぬき原因分析１

イ カ 式 か ら 閂 ロ ッ ク 式 に 変 わ り 、イ活動メンバー間で共通認識とす

ンパネの建付け精度がダイレクトにるために、先に記述した過去の経グローブボックスのロック掛りに影験や知見を基に、連関図法を用い響することは、過去の経験や知見よて個人の持つ情報を整理・集約しり十分把握できた範囲であるが、イた。

ンパネのどこの部位がどれ位グロー

その結果、ブボックスの閂式ロックの掛りに影①インパネ上部両サイドのロッ響しているかを、定量的に突き止め

ク 穴 部 の 変 位 は 、[ 図 ．2 ] の B ，るに至っていないことが実情であり、C， F， G の ね じ 締 結 が 影 響 し後工程の要求品質に対し、応えるべている。

き設計品質を明確にすることに期待②インパネの下部グローブボッが高まってきている。

クス取り付けヒンジ部の変位

４．課 題 の明 確 化 と目 標 の設 定

は 、 [図 ． 2]の A ， D ， F の ね

後工程の要求品質を満足させるたじ締結が影響している。

めに、目標値を次の内容と定め、問題解決を推進することにした。
１）

GB

課題：インパネの剛性と建C
F

付け精度における変形モードの明確化。
２）

目標値：グローブボックス
建付け左右偏差の目標値を満足させるための条件の明確化。

問題解決活動を円滑に進めるた
めに、有識者との打合せにより活動ステップの明確化と共有化を目DA[図 ．2] 設 計 要 因③グローブボックス開閉操作に影響する設計要因と特性とが共に複数個存在していることが 、連 関 図 作 成 に よ り 整 理 す ることができた。

原因分析２
連 関 図 作 成 の 結 果 、 特 性 は [表 ．
1]に 整 理 す る こ と が で き た 。
[図 .1] 問 題 解 決 の 山 登 り 図

[表 ． 1] 特 性 表№1234[表 ．2]インパネ変 形 モード

特性
Ｈ方向相対変位量
Ｌ方向相対変位量
Ｌ方向相対変位量
Ｗ方向相対変位量

部位
ヒンジ部

引張引張

開口部

こ こ で 、設 計 要 因 間 の 交 互 作 用 の可能性は予測できるが、先ずは設計要因と特性との関連性を確認す

圧縮し、インパネへの力の伝達構造を
把 握 す る こ と で 変 形 モ ー ド [ 図 ．4 ]を確認することができた。

る こ と を 目 的 と し 、 L18 直 交 表 を*

用 い た 応 答 曲 面 法 に よ る CATIA のＧＣ

CAE 測 定 値 を 用 い て 解 析 を 実 施 した。その結果、設計要因と特性との関係を要因効果図より導き出すことができた。

引張圧縮

Ｆ

[図 ．4]インパネの変 形 モード

原因分析４以上の結果より考察を加えると、インパネの剛性不足が原因である
こ と が イ ン パ ネ R/F ＆ ボ デ ー 精 度(ば ら つ き )に 影 響 し て い る こ と か[ 図 . 3 ] 応答曲面法解析による要因効果図*1 列×2 列間の交互作用が考えられる場合、通常応答曲面法にて全ての解析結果を得ることは不適である。

原因分析３
原因分析２で得られた結果を基ら、インパネの剛性アップが必要と判断し、その対策の検討をおこない、対策案を 2 案立案した。
・1 案：フランジ延長構造
・2 案：ボックス構造
原因分析５に、寄与の大きい設計要因が、イCATIA に て モ デ ル を 作 成 し 、 そ

ンパネの変形にどのように影響しの効果の確認をおこなったが、2ているかのメカニズムを確認する

つの対策案共に目標値を満足することにした。寄与の高い設計要因ことはできなかった。

を L 9 直 交 表 に 割 り 付 け 、C A T I A のCAE 測 定 値 に よ る 実 験 結 果 の 変 位

原因分析６と 応 力 の 高 い 実 験 № [ 表 ．2 ] を 確 認

ここで、先に作成した連関図に立ち返り原因分析４で立案した対策検討内容を、連関図に記述の事原因分析８

実関係との照合をおこなった。そ得られた実験データを基に、重の結果、連関図にインパネの剛性回帰分析を実施した。その解析結とねじ締結位置に関する記述に洩果を、以下に記述する。

れがあることが分かり、再度連関図 [ 図 ．5 ] の 見 直 し を メ ン バ ー と 共に実施し、次の結論を得た。

[図 ．6]分 散 分 析 表 (確 定 モデル)≪重回帰分析実施結果≫
ねじれ量  0.923dl  0.718cl  1.178bl  0.002

自 由 度 調 整 済 み 寄 与 率 =88.5%[図 ．5]見 直 し後 の連 関 図

これを基に、閂ロック掛り部の左右偏差は、以下の公式で求める

単 に CATIA 解 析 結 果 の 剛 性 虚 弱部位の確認による対処療法的補強
では、今まで剛性虚弱部位が変形していたことで、保たれていたインパネ全体に掛る力のバランスがことができる。
222左右偏差   ねじれ量   A   B 2  C 2


A： イ ン パ ネ ば ら つ き
B： グ ロ ー ブ ボ ッ ク ス Assy ば ら つ き
C： A と B と の 組 付 け ば ら つ き

崩れ、その歪分が別の部位に移動

６．効 果 確 認したと結論付けた。

この結果から得られた予測式の精度確認を目的に確認実験をおこ

原因分析７なった結果、個々のデータの予測

この考察結果より、①ねじ締結

区 間 ： 9 5 ％ [ 図 ．7 ] に プ ロ ッ ト さ れ

位置，②インパネ剛性，の 2 要因を新たに追加し、各要因の影響度ており、予測式の精度が実用範囲内にあることが確認できた。と最適条件を導き出すための予測式 構 築 に 向 け 、も う 一 度 C A T I A モデルによるデータ作成を計画した。
デ ー タ は 無 作 為 性 と 直 交 (バ ラ ンス )性 を 取 り 入 れ る こ と を 目 的 と◆確認実験結果し 、 直 交 表 (L27＋ 1 列 )を 用 い て 作成し、重回帰分析法にて解析を実施することにした。

[ 図 ． 7 ] 確認実験結果の散布図

７．活 動 成 果

達成や問題解決のスキルが形成さ

１）

インパネの剛性と建付けれ、筆者の目指す『固有技術の確精度における変形モード立と継承できる技術者』の早期育を明確にすることができ成を実現することができた。

た。
２）

この経験でスキルを身に付けたグローブボックス建付け

専門スタッフは、各職場の新たな左右偏差の目標値を満足るテーマのリーダーとして活躍しさせるための条件を明確ている。にすることができた。
副効果

９．謝 辞

重回帰分析結果より、取り込ま本活動を行うにあたり、業務多れた各変数の標準偏回帰係数を基用にも関わらず、ご協力を頂きまに 、追 加 要 因 （ ① イ ン パ ネ 剛 性 ,②した㈱日本科学技術研修所

ねじ締結位置変更）の全体に及ぼ様を始とする多くの方々に、お礼す影響の寄与が低いことも解り、申し上げます。

犬伏

さらに外乱に強い構造変更への必要性も確認できた。
８．まとめ，今 後 の進 め方【参 考 文 献 】

今回の活動で得たことは、過去〔1〕鈴木通溶，(2000)，アラコにおける SQCの業務経験や知見等で得ていたイによる人材育成への寄与，JSQC，№65 研究

ンパネ変形のメカニズムは潜在的

発表要旨集，pp.29-32

イメージの中で直感的に掴んでい〔2〕天坂，川澄，石田，鈴木，(1998)，製造

た が 、今 回 の 定 量 的 な 解 析 に よ り 、業のこれからの品質管理と人材育成，JSQC，第三者に対しても理解・納得させ№60 研究発表要旨集

ることができるメカニズムを紐解〔3〕天坂監修，鈴木，時田，高桑，松行，(2004)，

くことができた。これにより、容連載(5) 戦略的品質経営のための事務・管理易に対策案を立案することが可能と部門のパートナリング，クオリティマネジメなった。

ント，Vol.55，№55，pp.42-56

また、重回帰分析による予測式〔4〕天坂格郎編著，ニュージャパンモデル サ構築により、定量的な判断材料がイエンス TQM 戦略的品質経営の理論と実際伴った重点志考によるやり直しの(2007，丸善)，pp.127-141

ないプロセスの構築が可能となり、開発部門の役割の一つである、後工程も含めた図面完成度向上へと繋げることができた。
さらに、今回の活動の中で課題本著作物は原著作者の許可を得て，株式会社⽇本科学技術研修所（以下弊社）が掲載しています．本著作物の著作権については，制作した原著作者に帰属します．
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