はじめに──身の回りは「◯年」であふれている

食品には期限が書かれています。家電には使用期間の目安が示されているものがあります。部品のカタログには「10年相当」、車載部品の資料には「10万キロ相当」といった表現が並びます。

私たちは、こうした年月の数字を日常的に受け取っています。そして多くの場合、深く考えずに信頼している。「10年もつ」と書いてあれば、10年もつのだろう、と。

ここで素朴な疑問が浮かびます。その数字は、実際にその年月を待って確かめた結果なのでしょうか。

短い期限であれば、実際にその期間保存して確かめることもあります。しかし長い年数になるほど、待たずに推定する方法が使われます。10年もつと書かれた製品のために、誰かが10年間ずっと様子を見ていた、ということはまずありません。3年後に発売する製品の耐久性を、10年かけて確かめることはできないからです。

では、どうやってその数字を出しているのか。この記事では、その考え方と、そこに置かれている前提をたどり、実際に何が行われているのかを見ていきます。

時間を縮めて確かめる、という考え方

条件を厳しくして、劣化を早める。そして、その速さの比から、通常の条件での年月を逆算する。

加速試験と呼ばれるこの考え方が、答えの一つとして知られています。

たとえば、食品の期限

身近な例が、食品の期限表示です。

賞味期限や消費期限は、科学的・合理的な根拠にもとづいて設定することとされています。その手段は一つではなく、実際に保存して確かめる方法のほか、賞味期限の長い一部の常温保存食品などでは、通常より高い温度で保存して変化を早め、そこから推定する方法が使われることがあります。

期限を決めるのは行政ではなく、製造者や販売者などです。自社の製品について、根拠を持って設定する。だからこそ、どう調べて決めたのかという説明が求められます。

冷蔵庫に入れれば長持ちする。この日常的な感覚を逆向きに使い、あえて温度を上げて早く傷ませ、その結果から通常保存での期間を見積もる。発想としてはそれだけのことです。

なお、推定で求めた期間には余裕を持たせる考え方があり、1より小さい係数を掛けることがあります。ただし現在のガイドラインでは、食品の特性に応じて係数を1に近づけることや、根拠なく過度に短くしないことも示されています。

製品の「◯年」も、同じ発想の上にある

工業製品でも、構図は変わりません。

まず、その製品がどのように使われるかを想定します。1日に何回動かすのか、どんな場所に置かれるのか、どれくらいの期間使われるのか。この想定がなければ、そもそも「10年」という単位が意味を持ちません。

そのうえで、想定した使われ方が10年ぶん積み重なったときの負荷を見積もり、それと同じだけの負荷を短い時間で与える。試験が終わったときに「10年相当」と呼ばれるものの中身は、おおむねこれです。

家電製品の一部に示されている年数は、長期使用製品安全表示制度にもとづく「設計上の標準使用期間」です。標準的な使用条件のもとで安全上支障なく使えるものとして設計上設定された期間であり、寿命や無故障期間を保証する数字ではありません。ここでも前提にあるのは「どう使われるか」です。

縮められるのは、劣化に「進行速度」があるから

この方法が成り立つのは、多くの劣化が時間をかけて進む現象だからです。

一般に、化学的な変化であれば、温度が高いほど速く進みます。金属の疲労であれば、大きな力を受けるほど早く溜まります。条件を強めれば、同じ変化に早く到達できる。

裏を返せば、加速試験には必ず「何を早めているのか」という指定が伴います。温度を上げて早めているのか、力を大きくして早めているのか。狙いを決めずに、ただ厳しくするだけでは年月に換算できません。

ここまでは、直感にも合う話です。問題は、早く到達した状態が、時間をかけて到達した状態と同じだと言えるのかというところにあります。

揺れの場合、何を縮めているのか

ここからは、揺れによる劣化を例に、もう少し具体的に見ていきます。

揺れは、損傷として溜まっていく

金属の板を一度曲げても折れません。しかし同じところを何度も曲げ続けると、あるとき折れます。針金を切りたいときに何度も曲げ伸ばしするのは、この性質を利用しています。

一回ごとの力は、限界よりずっと小さい。それでも繰り返すうちに内部へ少しずつ変化が溜まっていき、やがて表に出ます。疲労と呼ばれる現象です。

振動による疲労は、どれくらい大きな力を、何回受けたかという組合せで考えます。ただし、振動で起こる不具合がすべて疲労として扱えるわけではありません。ねじの緩み、接触の不良、擦れによる摩耗、部品どうしの衝突。これらは疲労とは別の進み方をします。

強くすれば、早く溜まる

材料には「どれくらいの大きさの力を、何回受けたら壊れるか」という関係が知られています。この関係を使えば、試験のレベルに応じて必要な時間を見積もることができます。

ただし、試験機が出す揺れがそのまま製品の中の力になるわけではありません。あいだには、対象の固有振動数、揺れの伝わり方、取り付けの状態が挟まります。換算に効くのは、材料の性質と、入力に対して構造がどう応答するかの両方です。

縮め方も一通りではありません。2026年7月に発行された鉄道車両搭載機器向けの国際規格 IEC 61373 では、振幅を上げて時間を短くする方法、振幅の履歴を保ったまま時間軸を圧縮する方法、一定値以下の小さな揺れの区間を間引く方法の三つが挙げられ、既定の手順としては最初の方法が採られています。

こうして、実際の使われ方では長い年月がかかる損傷を、短い時間へ圧縮する。報告書に「10年相当」と書かれるとき、その裏側にあるのはこの計算です。

その換算が、前提にしていること

10年相当の換算に使われる式は、いくつかの前提の上に立っています。しかし、「10年相当」の根拠となるその前提については、どこにも書かれていません。

速くなるのは、その壊れ方だけ

まず、加速によって早く進むのは、狙った劣化だけです。

揺れによる疲労を10倍の速さで進めても、ねじの緩みや、金属の錆、樹脂やゴムの硬化まで同じ倍率で進むわけではありません。時間の経過そのものが関わる変化は、短時間の試験だけでは十分に再現できないことがあります。

実際の10年のあいだに起きることのうち、加速試験が受け持っているのは一部です。そこを「10年相当」という言葉が覆い隠してしまうことがあります。

損傷は足し算できる、という仮定

もうひとつの前提は、溜まっていく損傷が単純に足し算できるという見方です。マイナー則と呼ばれます。

小さい揺れで少し、大きい揺れでもう少し、というように損傷が積み上がり、合計が限界に達したときに壊れる。換算はこの考え方の上に成り立っています。

ただし現実には、大きな揺れを先に受けたか後に受けたかで結果が変わることもあると言われています。順序や組合せの影響は、式には入っていません。あくまで扱いやすくするための単純化です。

起点になるのは「実際にどう使われているか」

そして、もっとも足元にある前提がこれです。換算は、実際の使用環境でどんな揺れをどれだけ受けるのか、という数字から始まります。

この起点が実測に基づいていれば、換算結果もそれなりの確からしさを持ちます。しかし起点が「たぶんこれくらい」であれば、そこから出てくる10年も、推定の上に乗った推定になります。

実測には、それなりの手間がかかります。実際に使われる場所で揺れを記録し、走行する区間や輸送の経路ごとに違いを見る。この作業を省いて手元の標準条件を当てはめれば試験は早く終わりますが、出てくる「10年」の意味は薄くなります。

計算式が精密であることと、答えが確かであることは、別の話です。

縮めすぎると、起きないはずのことが起きる

加速には、もうひとつ厄介な性質があります。強くしすぎると、実際には起こらない壊れ方を呼び込んでしまうことです。

揺れに含まれる周波数が固有振動数に重なれば、入力が小さくても共振は起こります。そのうえでレベルを上げすぎると、実使用では生じない変形や、部品どうしの衝突といった別の壊れ方が現れることがある。逆に条件が緩ければ、市場で起きることを捕まえられないまま合格になります。

試験の報告書には、条件や取付状態、計測の結果が記録されます。ただし、それが社内や取引先へ伝わっていく過程で、「10年相当・合格」という要約だけが残ることがあります。判断を分けたのが条件の置き方だったことは、そこには書かれません。

だとすれば「10年相当」という表現は、結論ではなく条件つきの要約だと考えたほうが実態に近いのかもしれません。何を想定し、どの壊れ方を狙い、どういう考え方で時間を縮めたのか。試験を依頼する側と実施する側で、その前提を共有できているかどうかが、数字の意味を決めています。

この整理は、試験を厳しくしようという話ではありません。むしろ逆で、前提が共有できていれば過剰な試験を避けられる場面もあります。実際にはそこまで揺れない環境なのに、慣例で厳しい条件が引き継がれている——そうしたずれは、前提を言葉にしてはじめて見つかります。

便利な言葉ほど、多くを省略しています。省略されたものを言葉にできるかどうかが、その数字を使えるかどうかの分かれ目になりそうです。

参考情報

• 消費者庁「食品の期限表示に関する情報」
• IEC「IEC 61373:2026（Railway applications – Rolling stock equipment – Shock and vibration tests）」
• IEC「IEC 62506（Methods for product accelerated testing）」

お問い合わせ

振動試験、加速条件の考え方、実使用環境をふまえた試験時間の設定についてのご相談は、お気軽にどうぞ。「何年相当と言えるのか」を整理したい段階でも対応しています。

本コラムで取り上げた内容に関連する試験については、エボルテックの振動試験もあわせてご覧ください。