高精度センサーの常識を塗り替えた「ジェイコア」

　数ミクロン単位の誤差も命取りになる精密加工の世界では、モノづくりの完全自動化はきわめて難しく、今日でも高精度な加工部品づくりには熟練工の手が欠かせない。
　その精密・微細加工において、熟練工の経験や勘に頼らずとも、マシンのキャパシティを機械力によって限界まで引き出す。そんなセンサーを開発したのが、埼玉県の治工具メーカーであるジェイネットだ。

　センサー「ジェイコア」の分解能は実に±0.1μmと、サブミクロンオーダーを達成。目下、世界の光学式高精度センサーでトップ級だ。分解能が飛躍的に向上したことにより、従来の工具長測定器に比べてはるかに高い精度で原点位置出しが可能。さらに従来品が静止状態のものしか測定できなかったのに対し、ジェイコアは切削のために数万rpmで高速回転している状態でも測定できるという。
「うちは精密加工を強みとする会社。その強みの源である熟練工が将来的に退社してしまえば、技術もそのまま失われてしまう。そんな危機感から2000年に開発に乗り出しました」

　こう語るのは代表取締役の長谷川浩幸氏。同社はボールグリッドアレイに多ピンICを実装するため、50μmという微細貫通穴を5000個開けるといった、超ファインピッチ製品を製作する。ただ、その製造技術をもつ熟練工は日本に3人しかいないと長谷川氏は語る。引退後の技術伝承は不明だ。
「今、世間では2007年問題が喧伝されていますが、精密加工の世界ではそんなことはずっと前から問題視されていました。今ごろになって騒いでいるようでは遅いんです。早くに手が打ててよかったと思います」

人間の視覚理論から認識アルゴリズムを考案

　開発過程でもっとも難しかったのは、ミクロンオーダーである微細加工ツールの先端部を、マシンにきちんと認識させることだ。
「例えば先端部分に細かい切り子が付いていたり、油がたまったりしていると、そっちを先端として認識してしまうのです。こんな誤認識を防ぐためのプログラム、すなわち補正回路づくりを多くのソフトハウスに持ち込みましたが、どこでも無理だと断られました」
　そこで長谷川氏は、「つくろうとしているのは人間の目の代わりになる機械。既存のアルゴリズムで誤認識が避けられないなら、人間の目が形状をどう認識するのかを考えればいい」と着想する。その結果、物体の形状を構成するラインを理想曲線としてとらえるというアプローチを行い、アルゴリズムの開発に成功した。

　光源にも特徴がある。18枚の光学レンズを使用した集束光を、対象物に当てて計測する方式。当初はレーザー光を検討したが、物体を目で見るように面でとらえようとすると、レーザー光のメリットであるはずの干渉縞がモアレを発生させてしまうことがわかった。
　そこでLEDを選ぶのだが、この「面でとらえる」はジェイコアのコアテクノロジーにつながっていく。ニードルが2万rpmで高速回転すると、周囲には空気の渦が発生する。レーザーの場合はこの渦で測定不能になるが、面でとらえるLED方式なら動的測定も容易にこなせるのだ。
「いちばん大事なのはスキルではなく、発想力や問題解決能力ですよ。現時点で存在しない、まったく新しい装置を常に考案していく必要があるのですから。ちなみにうちで商品企画を担当している社員は全員文系出身です。理系出身者の場合、豊富な知識が創造性を阻害してしまうケースもあると思います」

　ジェイコアは既に、熟練工レス工法の開発競争を展開しているトヨタ、デンソー、ホンダなど自動車業界をはじめ、順調に納入実績を伸ばしている。また、現在はほとんど手づくりで製作しているが、量産化に向けたプロジェクトも動いているという。この小さな計測器が、日本の製造現場を変えていくかもしれない。