メカ：基本設計
ラバーヒータ 概要
特長 柔軟性のある薄いシリコンゴムを使用している為、加熱面へ確実にフィットします。 加熱面全面に均一な発熱をさせたい場合に適しています。 ヒータ表面の最高使用可能温度は220℃です。（高温タイプは250℃です。） 基本構造 上下2枚のシリコ...
タグ：ヒータ・温調
カートリッジヒータ 概要
特長 高寿命、高電力密度が可能なヒータで、金属プレートの加熱に最適です。 最高使用可能温度は各ページをご参照ください。最高使用温度900℃までの高温タイプもご用意しております。 基本構造 ニクロム線を高温特性に優れたセラミックスコアに巻き付...
タグ：ヒータ・温調
機械類の安全設計知識-2（安全性設計-6）
機械装置などによる操作者等への事故を完全に防止する方法として、人体の各部位が機械類の隙間に入らない寸法で設計製作することが挙げられます。JIS B9711に定められています。 (1)人体部位が押しつぶされることを回避するための最小すきま 機...
機械類の安全設計知識（安全性設計-5）
機械類の設計段階で安全性を盛り込むための技術原則がJIS B 9700-2（設計の基本概念）に規定されています。安全性設計のチェック項目として利用できます。（JIS B 9700-2は廃止され、JIS B 9700 （2013）に統合されま...
リスクアセスメント（安全性設計-4）
自動機や工作機械などの設計者は、機械の設計段階で設計中の機械の危険度合いを自己評価できる能力が必要です。この自己評価能力を育成・向上させるプロセスツールとして、JISの「安全性達成のための反復的プロセス」が有効に活用できます。（JIS B ...
タグ：労働安全衛生
安全装置の内蔵（安全性設計-3）
機械装置に安全装置を内蔵化させることで、装置の本質安全化が図れます。機械の設計段階で本質安全を考えることで安全装置の内蔵化が無理なく実施できます。 (1)安全装置の内蔵化 -1安全装置の種類 安全装置には次のような種類があります。 1)ガー...
タグ：労働安全衛生
本質安全化の事例（安全性設計-2）
機械の本質安全化の考えを前号で解説しました。ここでは、プレス装置やかしめ装置などの構造の装置を事例に本質安全化を解説します。 (1)機械の本質安全化とは 機械の本質安全化とは次の3項目を含む対処策です。 1)安全設計が機械設備に内蔵され、ま...
タグ：労働安全衛生
本質安全とは（安全性設計-1）
自動機や工作機械などの機械系の安全については、JISハンドブック（72）で「機械安全」として規定があります。以降では、機械類の安全設計について解説します。 (1)機械の本質安全化 機械の本質安全化とは次の3項目を含む対処策といえる。 1)安...
タグ：労働安全衛生
構造軽量化技術-生物の軽量高強度構造物（軽量化技術-15）
卵の形状は、未来の自動車の形状コンセプトとして何度か利用されています。エスティマ（トヨタ）の初代スタイルは、「天才タマゴ」と呼んだ卵型の丸みを帯びたボディー形状でした。この卵の形状とその構造について解説します。（参考文献：尾田十八著：形と強...
タグ：材料力学
構造軽量化技術-最適形状の設計（軽量化技術-14）
これまで、材料の軽量化と構造の軽量高強度化の２つの手段での軽量化技術を解説しました。ここでは、両者を同時に検討しながら最適な形状設計で軽量高強度を実現させるアプローチを解説します。 (1)自動機の軽量高強度構造の設計の進め方 自動機などの装...
タグ：材料力学
構造軽量化技術-軽量高強度の断面形状（軽量化技術-13）
前回で「軽くて強い構造部材」の例で竹を紹介しました。この竹の中空構造が曲げの力に対して強いことを示す技術用語に「断面二次モーメント」があります。ここでは、この断面二次モーメントについて分かりやすく解説します。 (1)構造部材の強さの表現 強...
タグ：材料力学
構造軽量化技術-肉抜き、中空構造化（軽量化技術-12）
構造部材の軽量化技術で肉抜きや中空構造化は良く使われる手段です。ここでは、中空構造化の効果を「竹の構造と強さ」の関係から解説します。＜参考文献：尾田十八著、形と強さのひみつオーム社出版局＞ ＝竹の強靭さ＝ 竹の外観的な構造は、直線状で根元が...
タグ：材料力学
材料置換の軽量化技術-アルミ構造材（軽量化技術-11）
鉄系材料をアルミ系材料に置き換えることが進んでいます。鉄の比重（7.9）の35％がアルミの比重のため65％の軽量化が可能となります。 ＝アルミ合金材による軽量化＝ ・鉄に比べて軽量ですが、ヤング率は鉄の約1/3程度と変形しやすいため精度と強...
材料置換の軽量化技術-構造部材（軽量化技術-10）
加工設備や輸送機などの構造材料も軽量化することで同じエネルギーで加速度を大きくできるため、高速化が可能となります。 (1)構造材料の軽量化 ・工作機械の場合、本体構造部のコラムなどは鋳鉄鋳物が採用されますが、可動部の構造材料は、材料置換によ...
材料置換の軽量化技術：炭素繊維と安全（軽量化技術-9）
新しい素材を使用する場面では適切な取扱いに関する情報や知識が必要です。ここでは、炭素繊維と安全について解説します。 (1)炭素繊維の性状 ・炭素繊維は、(1)細かいこと、(2)硬い、(3)折損しやすい、(4)浮遊しやすいなどの特徴のために、...
材料置換の軽量化技術：炭素繊維について（軽量化技術-8）
CFRP炭素繊維強化プラスチックに使用される炭素繊維について解説します。 (1)炭素繊維について ・炭素繊維はアクリル樹脂や石油等から生産されたピッチ材の有機物を繊維化した後に熱処理して作られた「微細な黒鉛結晶構造をもつ繊維状の炭素物質」で...
タグ：材料力学
材料置換の軽量化技術：繊維強化プラスチック（軽量化技術-7）
繊維強化プラスチック（FRP）は、ガラス繊維をはじめとして各種の繊維をプラスチックの中にいれて強度を向上させた複合材料のことで、CFRP（炭素繊維強化プラスチック）はその代表的な複合材料です。ガラスさ繊維による強化プラスチックはGFRPとも...
タグ：材料力学
材料置換の軽量化技術-5（軽量化技術-6）
薄膜の製造技術は従来のめっき成膜法（湿式プロセス）から真空成膜法（真空蒸着法、スパッタリング法などの乾式プロセス）の採用が多くなっています。薄膜材料の制御性に優れることや多層膜構造に適するなどの理由があります。乾式プロセスの場合、使用する治...
材料置換の軽量化技術-4（軽量化技術-5）
プラスチックを高熱で溶融させ金型で成形させたプラスチック成形品は高精度で量産性に富む生産方式です。このプラスチックに短繊維炭素を添加剤としたCFRP複合材料を金属材料に置換させる技術が実用化されつつあります。 (1)CFRP成形品とは ・C...
タグ：材料力学
材料置換の軽量化技術-3（軽量化技術-4）
金属材料をプラスチックに置き換える手段が材料置換の軽量化技術の典型例です。これまではエンジニアリングプラスチックで金属部分を置き換えることが実施されています。 (1)エンジニアリングプラスチック（Engineering plastics）と...
材料置換の軽量化技術-2（軽量化技術-3）
CFRP複合材料は布地を補強構造材とするもの（ 前号 ）と短繊維炭素を補強用フィラーとして樹脂に充填させた複合材料の2種類があります。後者を解説します。 (1)材料置換による軽量化について 材料置換による軽量化の場合、次の技術要件の同時解決...
タグ：材料力学
軽量化技術の概要（軽量化技術-2）
軽量化技術は、高速で動く装置において特に必要とした技術です。 ＊航空機は軽量で高強度・高信頼性の技術が非常に重要で、ジュラルミン等の軽量金属材料をCFRP複合材料に置き換えが進んでいます。 ＊F1レース用車体も、航空機機体材料と同じ素材が採...
タグ：材料力学
軽量化技術-1
石油などの地下資源の枯渇問題や地球温暖化問題などを背景に、自動車ではガソリン車からハイブリッドカーや電気自動車などへの切り替えが急速に進んでいます。エネルギー源としても、CO 2 削減の狙いで、太陽光発電や風力発電などの実用化競争が各国で繰...
組立しやすい部品形状の設計（設計のイメージトレーニング-48）
組立図から詳細設計の部分組立図に進んでゆく段階で、組立し易い部品形状の設計を心がける必要があります。ここでは、 組立し易い部品形状の設計のポイント を解説します。 組立部品の加工機は、一般公差の精度の場合でも±0.1～0.2mm程度の加工精...
剛性設計のポイント（設計のイメージトレーニング-47）
自動機の設計能力の向上には、多くの設計経験を持つこと、色々な自動機を見て知識量を増やすことなどが挙げられます。しかし、自動機設計の中でも特に位置決めや加工の高精度化に求められる剛性設計などは、高度設計を経験しなければなかなか体得できない暗黙...
タグ：材料力学
信頼度の高い自動機設計（設計のイメージトレーニング-46）
自動機は多くの部品の組立による機構ユニットと駆動ユニット、センシング・制御ユニット等で構成されます。この様な複雑な構成を持つ自動機の 信頼度の高い設計 について解説します。 ・「信頼度」とは、JIS用語として定義された技術用語で、系、機器、...
大規模自動機の設計の進め方（設計のイメージトレーニング-43）
非常に多くの機構部品や駆動ユニットで構成される大規模自動機の設計の場合、我流の設計の進め方では色々な問題が後から出てきます。CAD設計に変化したことで、昔の手書き時代の製図の苦労は無くなりましたが、それでも安易に全体設計に着手するとまとまら...
設備の安全設計（設計のイメージトレーニング-13）
機械設備に起因する労働災害は非常に多く、製造業に限れば、全災害の４０％以上の発生事故の要因となっています。大型設備においては「はさまれ・巻き込まれ」が多く、次に「切れ・こすれ・すりむき」の災害となります。ここでは設備の安全設計を事例にビンゴ...
設備フレーム・匡体の設計（設計のイメージトレーニング-12）
設備フレームとは設備の骨格を構成する構造体、匡体とはフレームに外装カバーなどを組み付けた外装全体の意味です。これ等は自動機の性能維持のみならず見栄えやレイアウト効率性に関係する重要な設計項目です。次のような課題を設計構想の段階で検討を行い、...
ミスミFA部品の応用（設計のイメージトレーニング-10）
液中耐久試験機を事例にミスミFA部品の応用状況を示します。短納期、低価格、標準部品化等が可能となります。 解説-1：ワークガイド ワークガイドは部品の位置決め用に使われるのが通常ですが、ここではアクリル製液槽の位置決めと固定に利用しています...
タグ：治具部品
耐久試験機の共通ユニット活用例（設計のイメージトレーニング-9）
液中耐久試験機（写真）の正面図、右側面図と上面図を示しました。 ＝解説＝ ・この図面構成で、チェーンのテンション調節のための部品形状など、すべての構造を理解することができます。 ・しかし、センサとの配線処理は解りません。これは現品状態で配線...
液中耐久試験機の側面図（設計のイメージトレーニング-8）
液中耐久試験機（写真）の正面図と右側面図を示しました。 ＝解説＝ ・側面図を見ることで、液中走行試験機の全体構造が解ります。 ・ギアモータの取付構造、正面保持プレートの補強板（2枚）、ベースプレートの大きさと全体重心位置や安定性などが解りま...
液中耐久試験機の正面図（設計のイメージトレーニング-7）
液中耐久試験機（写真）の正面図を示しました。 ＝解説＝ ・正面図だけで構造のほとんどが理解できるように、破線で駆動部品の配置が、また、二点鎖線で可動範囲が図示されています。 ・鎖線部が液溜め部です。可動プレ－トに取り付けられた3個の丸ベルト...
液中耐久試験機とイメージトレーニング（設計のイメージトレーニング-6）
「耐久試験機の設計とイメージトレーニング」 の耐久試験機の類似試験機の液中耐久試験機を例題に、設計のイメージトレーニングを解説します。ロボット用同軸ケーブルが、油などの過酷環境下どの程度の耐久性があるかを評価する試験機です。 (1)液中耐久...
直動往復運動設計とイメージトレーニング（設計のイメージトレーニング-5）
フォトマイクロセンサを用いた直動往復運動の機構設計を解説します。 (2)直動往復運動 ・この試験機の場合、チェーン駆動部にモーメント荷重はほとんどかからないため直動案内はリニアガイド1本の構造としています。 ・リニアガイド上での運動位置制御...
チェーン駆動設計とイメージトレーニング（設計のイメージトレーニング-4）
耐久試験機に採用した既知の自動機設計要素を解説します。 1.ギアモータとチェーン駆動 ・往復運動の機構には次の方式があります。ここでは、 コンパクト構造で耐久性に優れる点で(4)を選定 (1)エアーシリンダ駆動 (2)タイミングベルト＋モー...
耐久試験機の設計とイメージトレーニング（設計のイメージトレーニング-3）
耐久試験機に採用した既知の自動機設計要素を解説します。 (1)チェーンとケーブルのテンション調節機構 この設計要素は、コンベヤ送り機構のテンション調節などにも採用できるものです。 組立図の赤丸部分に採用しています。 【写真1】を参照してくだ...
耐久試験機の設計とイメージトレーニング（設計のイメージトレーニング-2）
ここでは、ケーブルの耐久試験機を事例に設計のイメージトレーニングを解説します。 ・自動機設計者は発注元の要求を高いコストパフォーマンスで実現しなければなりません。 ・仕様書のポイント： 展示用装置であることから次の要求を設計に盛り込む必要が...
自動機設計との遭遇（設計のイメージトレーニング-1）
設計とは、 既知（すでに知っている）の機構ユニットの最適なシステム化 といえます。 上の設計の例では、設計に必要な各機構ユニット技術に対して、設計者―Aさんの自動機設計の経験が黄色の技術レベルとすれば、設計者―Aさんは、黄色より左にある要素...
切り欠き穴の回避策（自動機部品の加工技術の応用-15）
機構部をコンパクトに設計したい場合など、締結ボルト用のザグリ穴の一部が欠けてしまう設計などが見られます（【図1】）。このような設計では次のような問題があります。 穴の側面肉厚の一部が欠けてしまう問題 ・ 不完全に肉厚が残る状態では指を切るな...
タグ：ねじ・ボルト