「なぜ、この部品はこんなに高いのか？」その見積もり額には理由があります。加工のプロが教える、品質を落とさずにコストを劇的に下げる「VA/VE設計」の勘所

▼こんな方に読んでほしい

・設計した部品の見積もりを取ったら予想以上に高額で、コストダウンのネタを探している設計者
・「この公差、本当に必要ですか？」と加工業者に聞かれたことがあるが、判断基準がわからず「念のため」で厳しい数値を設定している開発担当者
・機能は変えずに、製造コストだけを下げたいと考えている、購買・調達部門の責任者

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◆その「念のため」の公差が、コストを倍にしているかもしれません

「予算オーバーです。もっと安くなりませんか？」
「相見積もりを取りましたが、御社も他社も、想定の倍以上の金額です。なぜこの形状でこんなに高いのですか？」

日々、図面とお見積もりをやり取りする中で、私たちはこのような切実なご相談を頻繁にいただきます。
設計者様にとって、機能要件を満たすことは最優先事項です。しかし、その機能をどのような「形状」と「精度」で実現するかによって、製造コストは天と地ほど変わります。

 

実は、コストを押し上げている犯人の多くは、図面の隅々に潜む「過剰品質」や「加工困難な形状」です。
「内側の角は、とりあえず直角（ピン角）で描いておこう」
「嵌合するか不安だから、全体に±0.01mmの公差を入れておこう」
「穴の深さは、深いほうがボルトが安定するだろう」

設計段階での、こうした「念のため」や「何気ない」設定が、加工現場では「特注工具が必要」「放電加工という別工程が必要」「加工時間が3倍になる」といった、コスト増大の要因（コストドライバー）となって跳ね返ってきます。

本記事では、私たち加工のプロフェッショナルが、普段どのような視点で図面を見てコストを算出しているのか、その裏側を公開します。そして、品質や機能を一切犠牲にすることなく、設計を少し工夫するだけでコストを劇的に下げる「VA/VE（価値分析/価値工学）」の具体的なポイントを解説します。

 

 

◆コストを吊り上げる「3つの罠」と、その回避策

加工コストは、「材料費」＋「加工チャージ（時間）」＋「工具・治具費」＋「管理費」で構成されます。このうち、設計次第で最も大きく変動するのが「加工チャージ」です。ここを削減するための3つの鉄則をご紹介します。

【罠1：内角の「ピン角（R0）」】
図面上で、ポケットや溝の四隅が直角（R0）になっているケースです。
切削加工で使用するエンドミルは丸い刃物なので、回転しながら削ると必ず内側に半径（R）が残ります。R0にするためには、エンドミルでは加工できず、「ワイヤーカット」や「型彫り放電」といった、電極を作って電気で溶かす特殊な追加工程が必要になります。これだけで、コストは数倍に跳ね上がります。

・解決策（VA/VE提案）：
「相手部品と干渉しない」ことが目的であれば、隅に「逃げ（ドリル穴やアンダーカット）」を設けるか、可能な限り大きな「隅R」を設定してください。
Rが大きければ大きいほど、太い（剛性の高い）工具で高速加工が可能になり、加工時間が短縮されます。どうしても角が必要な場合でも、「R0.2以下」と「R3.0」では、加工費に雲泥の差が出ます。

【罠2：深すぎる「穴」と「ポケット」】
「直径5mmで、深さ50mmの穴」や「幅10mmで、深さ80mmのポケット加工」。
設計上は簡単に描けますが、加工現場では悲鳴が上がります。工具の直径（D）に対する突き出し長さ（L）の比率（L/D）が大きくなると、工具の剛性は急激に低下し、ビビリ（振動）が発生します。

これを防ぐために、加工速度を極端に落としたり、高価な特殊防振工具を使用したりする必要があり、加工時間が指数関数的に伸びます。

・解決策（VA/VE提案）：
一般的に、エンドミル加工の深さは工具径の「3倍から5倍（L/D=3〜5）」までが経済的な範囲です。それ以上深い場合は、標準工具では届きません。
穴やポケットの深さは必要最低限にするか、裏側からザグリを入れて加工深さを浅くする、あるいは部品を分割する構造を検討してください。

【罠3：全体への「幾何公差」と「厳しい寸法公差」】
「ベースプレートの平面度0.01mm」「全寸法の公差±0.02mm」。
精密機器だからといって、全ての面に厳しい公差を入れる必要はありません。公差が0.01mm厳しくなるだけで、工程は「フライス（一般）」から「研削（精密）」へと変わり、温度管理された恒温室での加工と測定が必須になります。機能に関係のない「逃げ」や「空中にある面」にまで公差が入っていると、無駄な検査コストが発生します。

・解決策（VA/VE提案）：
「機能にとって重要な箇所（ベアリングが入る穴、基準面）」と「なりゆきで良い箇所（外形、肉抜き穴）」を明確に区別してください。
私たちは、「ここは重要だから研削仕上げ」「ここは切削のままでOK」というメリハリの効いた図面を見ると、「この設計者はわかっているな」と感じ、無駄な安全マージン（予備費）を削った、攻めの見積もりを出すことができます。

 

 

◆実例：設計変更でコスト50%ダウンを実現したケース

実際に私たちが提案し、大幅なコストダウンに成功した事例をご紹介します。

事例：半導体製造装置向けアルミブラケット
・元の設計：
　- 材質：A7075（超々ジュラルミン）
　- 形状：ブロックからの総削り出し
　- 内角：全てR0.5指示
　- 公差：全体に±0.02mm

・課題：
材料費が高く、削り出しによる材料廃棄率が80%を超えていました。また、深いポケットの四隅がR0.5と小さいため、φ1mmの極細エンドミルで長時間かけて仕上げる必要があり、加工費が高騰していました。

・VA/VE提案と結果：
1. 材質変更：強度がそこまで必要ない箇所だったため、A5052（一般的なアルミ）へ変更し、材料費をダウン。
2. 構造変更：L字型のブロック削り出しをやめ、2枚の板をボルト締結する「組み立て構造」に変更。これにより、材料の無駄が減り、加工も容易なプレート加工のみになりました。
3. 形状変更：ポケットの隅Rを、R0.5からR3.0に変更。これによりφ6mmの工具が使えるようになり、加工速度が6倍になりました。干渉する相手部品側を面取りすることで機能も維持しました。

・結果：
機能と品質を維持したまま、製造コストを「55%削減」することに成功しました。

 

 

◆よくある質問（FAQ）

Q1：図面を描き終わってから相談するのでは遅いですか？

A1：可能であれば、図面を確定する前、構想段階やラフスケッチの段階でご相談いただくのがベストです。「この形状だと、加工費が高くなりますか？」「ここを分割すれば安くなりますか？」といったご質問に、その場でお答えできます。出図後の変更は、社内の承認プロセスなどで手間がかかることが多いため、設計の初期段階での「加工性検討（DFM）」が最も効果的です。

 

Q2：数量が1個だけの試作品でも、コストダウン提案はしてもらえますか？

A2：もちろんです。試作の段階でコストのかかる要素を排除しておけば、将来的に量産へ移行した際のトータルコスト削減効果はさらに大きくなります。私たちは、1個の試作であっても「量産を見据えた設計」のアドバイスを行います。

 

Q3：コストダウンを提案してもらうには、どのような情報を伝えればいいですか？

A3：図面だけでなく、「その部品の機能・役割」と「絶対に譲れないポイント（品質）」を教えてください。「ここはシール面だから漏れてはいけない」「ここはただのカバーだから精度はいらない」といった情報があれば、私たちが加工のプロとして、メリハリのある最適な加工方法（抜き方、削り方、仕上げ方）をご提案できます。

 

 

◆コストダウンは「買い叩き」ではなく「知恵比べ」

部品コストを下げる方法は、サプライヤーに対して「もっと安くしろ」と値引きを迫ることだけではありません。それは、短期的には下がるかもしれませんが、長期的には品質低下やサプライヤーの疲弊を招き、リスクとなります。

真のコストダウンとは、設計者と加工者が膝を突き合わせ、「機能という目的」に対して「加工という手段」が最適かどうかを検証する、知的な共同作業です。

「この角のRを大きくするだけで、1万円安くなりますよ」
「この公差を0.01mm緩めるだけで、納期が3日短縮できますよ」

そんな「現場の生きた情報」を、私たちは持っています。
高い見積もりに頭を抱える前に、ぜひ一度、その図面を私たちに見せてください。
「機能を守りながら、贅肉を削ぎ落とす」。そんなスマートなモノづくりを、関東精密工業所と一緒に実現しましょう。