材料・構造設計
材料・構造設計に関係する課題
- 課題ばねがへたる・折れるのを防ぎたいばねがへたる・折れる原因を、最大の応力（へたり）と応力の振れ幅（疲労）に分け、圧縮コイルばねの応力を計算例で見積もったう…
- 課題アルミの腐食（白錆・孔食）を防ぎたい（異種金属・アルカリの対策とアルマイトの選び方）アルミの腐食の困りごとを7つの場面で整理。白い粉（白錆）・孔食・異種金属接触腐食・アルカリ・すき間が起きる理由と、合金の…
- 課題ウォーターハンマー（水撃）を防ぎたい弁を閉めたときやポンプを止めたときの「ドン」「バーン」、蒸気配管のカンカン音の原因を、急閉・逆止弁・負圧・ドレンに分けて…
- 課題ゴム部品がへたる・硬くなる（圧縮永久ひずみ）を防ぎたいO リング・パッキンがへたって漏れる、熱で硬くなる・割れる、油・薬品で膨らむ、寒いと漏れる、防振ゴムがへたるの5つの症状…
- 課題サーボ・ステッピングモーターの容量を負荷から計算して選びたいサーボモーター・ステッピングモーターの容量を、負荷トルク・負荷慣性・加速トルク・実効トルク・慣性比から決める手順と式を整…
- 課題ステンレスの錆び（もらい錆・孔食）を防ぎたいステンレスなのに錆びる5つの症状（もらい錆・孔食・すき間腐食・溶接部の錆・加工や研磨のあとの錆）を見分け方から整理し、孔…
- 課題レンズ・ミラーを温度変化でずれないように固定したい鏡筒・ホルダーとガラスの線膨張係数の差で、温度が変わるとピント・光軸がどれだけずれ、レンズにどれだけの応力（複屈折）がか…
- 課題ロボットの関節を小さく軽くしたい（協働ロボット・ヒューマノイド）協働ロボット・ヒューマノイドの関節が大きく重くなる原因を、部品の並べ方・重さの連鎖・配線・人との協働・発熱に分けて整理。…
- 課題圧入・焼きばめの部品が抜ける・割れる（はめあいを決めたい）圧入・焼きばめの部品が抜ける・回る、ボスやハウジングが割れる、圧入でかじる・曲がる、温度でゆるむ、軸受の輪が回る（クリー…
- 課題架台・部材の強さを許容応力度で確かめたい（許容応力度計算のやり方・SS400の値・梁の計算例）部材の強さを許容応力度で確かめる方法を計算例で解説。建築基準法施行令の許容応力度（基準強度F、長期F/1.5・短期）、S…
- 課題装置の騒音を遮音・吸音で下げたい防音カバーを付けても下がらない、低い音だけ抜ける、囲うと熱がこもる、作業場が85dBを超える、どの機械の音か分からないと…
- 課題部品を標準化・共通化して種類を減らしたい部品の種類を減らすと管理費・在庫・調達単価・金型・設計工数がどう変わるかを、ブラケット10種類を3種類にまとめる計算例（…
- 課題配管のサイズ（口径）を流量から決めたい配管のサイズ（口径）を流量から決める手順を、SGP の配管サイズ表と水 200 L/min の計算例（流速・圧力損失・継…
- 課題防爆エリアで電気機器を安全に使いたい可燃性ガス・粉じんのある危険場所で、モーター・センサー・操作画面・照明などの電気機器を安全に使うために、危険箇所の区分、…
- 課題薄く軽くすると強度が足りない薄く軽くした部品がたわむ・座屈する・疲労や衝撃で割れる・つなぎ目から壊れる原因を、かたさ（剛性）と強さ（強度）の違いから…
- 課題部品点数を減らしたいねじ・溶接・削り出しの組立品などで部品点数が多い課題を、締結の見直し、深絞りプレス・鍛造・ダイカスト・樹脂の一体成形、金…
- 課題軽くすると振動・騒音が増える製品を軽くしたらカバーが鳴る、ある回転数で共振する、音が漏れる。原因は剛性・質量・減衰の変化です。リブ・構造最適化、制振…
- 課題鉄をアルミ・樹脂・複合材に替えて軽くしたい鉄の部品をハイテン・アルミ・マグネシウム・樹脂・CFRPに替えて軽くするときの比べ方。同じかたさ・同じ強さの板の重さの計…
- 課題小型のまま出力を上げたい出力を上げると巻線が熱くなる、同じ大きさでトルクが足りない、高回転で鉄心が熱いといった小型・高出力化の課題を、冷却、高占…
- 課題減速機のバックラッシを減らしたい減速機のバックラッシ（バックラッシュ）による位置ずれ、反転時の遅れ、振動、歯打ち音、摩耗での増大を課題別に整理。すき間が…
- 課題歯車の騒音を下げたい回転とともに高い音が出る、負荷で音が大きくなる、たたく音がする、ある回転数だけ鳴る。歯車の騒音の原因を切り分け、歯面修整…
- 課題モーターの損失を減らしたいモーターの損失は、銅損・鉄損・機械損などに分けられ、どれが大きいかで効く対策が変わります。4kW モーターを例に、効率ク…
- 課題ケーブルが断線する可動部のケーブルが切れる、コネクターの根元で切れる、振動で瞬断する。原因の多くは、曲げ・ねじれ・振動の繰り返しによる素線…
- 課題軸受の寿命を延ばしたい軸受が早く壊れる、寿命を見積もりたい。基本定格寿命と修正定格寿命の式を、深溝玉軸受6206の計算例で解説し、荷重・潤滑・…
- 課題量産で寸法がばらつく寸法が朝と昼で変わる、少しずつずれる、ロットで変わる、測る人で違う、組み立てると合わない。量産の寸法のばらつきを、温度・…
- 課題分解・リサイクルしやすくしたいねじが多い、接着やインサートで分けられない、材質が分からない、塗装や異物で再生材の質が落ちる。5つの症状ごとに、留め方・…
- 課題人や食品に触れても安全にしたい食品や肌に触れる部品の安全を、法律（ポジティブリスト・規格基準）・溶出・洗浄・肌への刺激・破片の混入の5つの症状に分け、…
- 課題レアアースを使わずに作りたいネオジム磁石のモーターは、産出と精錬が中国に集中するレアアースを使い、価格や輸出規制の影響を受けます。重希土類を使わない…
- 課題工法を切り替えたい削り出しや溶接で作ってきた部品を、冷間鍛造・プレス・鋳造・粉末冶金（焼結・MIM）・金属3Dプリンターに切り替えるときの…
- 課題加工しやすい形状にしたい角が削れない、薄い形が反る、板金の曲げで割れる、成形品にひけが出る、材料が削りにくい。原因は図面の形と材料の指定にあるこ…
- 課題材料費を下げたい削り出しの切り屑、板金の端材、必要以上に高い材料、材料価格の上昇など、材料費がかさむ原因を5つの症状に分け、冷間鍛造・圧…
- 課題工程を減らせる設計にしたい機械を何台も渡る段取り、後工程のバリ取り、溶接・組立、外注の塗装・めっき。工程が多い原因の多くは図面の決めごとにあります…
- 課題ボールねじの寿命・剛性を見極めたいボールねじの寿命は軸方向の荷重の3乗で縮み、剛性はねじ軸・ナット・軸受のばねの直列で決まります。軸径20mm・リード10…
材料・構造設計に関係する技術
- 技術CAE（構造解析・熱流体解析）CAE（構造解析・熱流体解析）のしくみ、線形・非線形・固有値・衝撃・熱流体・成形の解析と要素の選び方、設計者CAEと専用…
- 技術ばね（種類・ばね定数の計算・材料・へたりと折損の対策）ばねの選び方を1ページに。圧縮・引張・ねじりコイルばね、板ばね、皿ばねなどの種類と使い分け、JIS の式によるばね定数と…
- 技術サイクロイド減速機とは（しくみ・減速比・RV減速機・波動歯車との違いと選び方）サイクロイド減速機のしくみと減速比の決まり方を図で解説します。サイクロ減速機・RV減速機・ボール減速機などの種類、波動歯…
- 技術セラミックベアリングとは：ハイブリッドとフルセラミックの違い・電食対策・材料の選び方セラミックベアリング（ハイブリッド軸受・フルセラミック軸受）のしくみと種類、鋼の玉との違い（質量・弾性係数・熱膨張）、電…
- 技術ベアリング（軸受）の種類と選び方：ボール・ころ・スラスト・ニードル・滑り軸受の違いベアリング（軸受）の種類を図で解説します。深溝玉（ボールベアリング）・アンギュラ玉・自動調心玉・円筒ころ・円すいころ・自…
- 技術形鋼・鋼材（H形鋼・アングル・チャンネルの規格と重量計算）：H鋼の寸法表・鋼材の種類・SS400・選び方形鋼（H形鋼・山形鋼・溝形鋼・リップ溝形鋼）と鋼材の種類、H鋼の規格と寸法表の読み方（呼び方・広幅/中幅/細幅・Ix と…
- 技術歯車の種類とモジュール（平歯車・はすば・かさ・ウォーム・遊星歯車の選び方と計算式）歯車の種類は軸の位置で決まり、歯の大きさはモジュールで表します。平歯車・はすば・かさ・ウォーム・遊星歯車の違いと選び方、…
- 技術炭素鋼・合金鋼（S45C・SCM440 などの選び方）炭素鋼・合金鋼の選び方。S45C・SCM440・SS400 の記号の読み方、炭素量と合金元素の働き、太いと中まで焼きが入…