機械設計-コミュニケーション重視の製品設計


電子楽器の機械設計

フォーテック株式会社では、受託設計専門会社として量産向け樹脂設計や、医療機器・治具装置などの機械設計を行っています。機械設計に30年携わり、幅広い設計経験を活かして、お客さまの課題解決をご提案します。

機械設計という分野は、接点のない方にはイメージしづらいと思いますが、工業デザイナーが描く「絵」を、「モノ」として成り立たせる構造を考え、製造側が製造できる「図面」に落とすことが役割です。

【機械設計の業務プロセス】
まず、どのような製品を作るのかという仕様を決め、要求される機能を満たすよう、さまざまな制約条件の下で、製品の構造を考えます。使用する材料、加工方法、購入部品の調達ルート、最終的なターゲット原価などを考えながら構造を決め、3Dデータを作成します。機械設計の良し悪しで加工のしやすさや製品原価にも影響してきます。

構想設計基本設計詳細設計生産設計



機械設計でできること(1) アイデアを形にする

設計とは、アイデアを形にすることです。つまり、無から有を生み出すことです。
壊れない製品を作るための力学、軸受けや歯車など標準的な部品に対する知識、作成した図面を実際にカタチにする加工や組立に対する知識を活用して、アイデアが成り立つ構造を考えます。

アイデアをカタチにする機械設計

これら知識をベースにしながらも、設計は、アイデアという企画を具現化するプロセスのため、コミュニケーションが大事だと考えています。設計のステップステップでデザインレビューを行いながら、進めていきます。


構想設計とは?

新しい製品を考えるときには、まず最初に「商品企画」が作られます。ここで、「誰に、何を、いくらで販売するか」という商品コンセプトや販売計画が作られます。コンセプトに基づき、具体的なカタチを検討するのが、工業デザイナーや機械設計者の仕事です。

ポンチ絵から3D CADで形状を作り、お客さまやTAMA試作ネットワークメンバーと、機能や材質、構造に関するアイデアをディスカッションし、仕様として決めていきます。

このように仕様を作るための検討は「構想設計」と呼ばれ、設計プロセスの中でも最も重要なプロセスです。最終的な製品には、仕様にないものは実装されないからです。なるべく具体的にイメージが掴めるようにコミュニケーションを取りながら、検討を行います。

構想設計


機械設計でできること(2) コストダウンなど課題解決

今よりも壊れにくい構造にしたい、燃えにくい構造にしたい、製造原価を下げたいなど、現状の製品にある課題を、機械設計で解決いたします。

コストダウン設計

現状の構造を分析したり、使用者を観察するなどして情報収集を行い、
下記のような課題に対する提案を行います。

壊れにくい構造にしたい 壊れる理由としては、製品設計が仕様を満たしていない場合と、部品に高い応力がかかっている場合などが考えられます。
・設計に問題がある場合は、設計を見直します。
・部品に問題がある場合は、基本機能を満たす範囲で、材料、形状、構造を検討します。壊れるということは材料物性に対して高い応力が発生しているからです。CAE解析を行って応力の集中しているところを発見し、応力緩和する形状を考えるなどします。
製造原価を下げたい 製造原価を下げたいというご要望に対して、コストダウン設計を検討します。
素材、組立方法、加工方法に対して、コストがかかっている部分を調査し、コストがかからないような設計を検討します。
機械加工部品を板金部品やロストワックスに置き換えたり、治具で位置出ししている組立部品を、治具なしで簡単に組立てられるようにならないかなどを検討します。
メンテナンス性を向上したい フィールドエンジニアの方の作業状況を確認し、作業しやすい構造を設計したり、メンテナンス作業そのものを無くしたり軽減するような方向を考えます。


FEM解析

FEM解析による静応力解析

FEM解析ソフトを使い、単一パーツやアセンブリ品に対して応力解析を行い、変形量・応力分布などを、ビジュアル的にわかりやすく解析します。
解析により、形状・構造・材料の見直し・検討が容易に行え、応力や安全設計の確認に大きな手助けとなります。



機械設計でできること(3) スケッチや現物からの3Dデータ化

デザインスケッチからの3Dデータ化、キャラクター製品の3Dデータ作成、2次元図面の3D化や、すでに形になっている3Dモデルの変更・修正なども対応いたします。
2次元設計では検証しづらい3次元的な干渉チェックや設計検証も行います。

リモコンの機械設計

機械設計でできること(4) 量産に向けた製品設計

試作ができても、量産できるとは限りません。量産時に大切なことは、すべての製品が製品仕様を満足することです。 製品仕様は、部品精度や組立精度で担保しますが、どのような方法で仕様を満たすかが設計のポイントになります。
治具をたくさん使って位置決めして製品保証する場合や、部品精度をあげて部品間での交差の範囲で精度を出す設計など、多面的に考えご提案します。



機械設計 業務実績

メカトロ系の設計から、成形品を利用した製品設計まで、
開発・設計・解析・試作・製造立ち上げまでの、幅広い業務実績があります。

●医療機器、治具装置の開発・機械設計
・集団検診用システム、循環器診断システムなど医療機器の開発設計
・X線発生システム用絞り装置の開発設計

●家電製品の開発・機械設計
・電卓、電子手帳、電子楽器、携帯電話などコンシューマ用電子機器の開発設計
・FEM解析を使った電子楽器筐体の強度解析と最適化設計
・FEM解析を使った携帯電話強度の強度解析
・遊戯機器などのキャラクター形状作成

●構造設計業務の環境整備
設計標準の作成などに代表される「設計業務環境の改善」や、3DCADで設計を行う際に必要な「設計環境整備」など、構造設計業務全般の環境整備


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