ボックス形状を押さえる設計――「これがプロの実務だぜぃ！」：甚さんの「バンバン板金設計でキャリアアップ」（7）（3/3 ページ）

板金のボックス形状設計のコツを押さえて、脱・素人！ 材料選定や箱の四隅のすき間をなくす理由について、あなたは明確に答えられる？

[國井良昌／國井技術士設計事務所（Active Design Office），MONOist]

なぜアルミ製か？

そんじゃ、図3を見ろ。展開図だぜぃ、材料を無駄なく使用しているのが分かるかぁ？ あん？

図3 四隅のすき間を少なくするバンバン板金設計の展開図（「ついてきなぁ！加工部品設計で3次元CADのプロになる！」日刊工業新聞社刊より）

甚さん！ 「展開図」って何ですか？

え？ えぇっ？ オメェ、知らねぇのかぃ!? ……大学院ではそんなことも教えないのか。「展開図」とはなぁ、つまり、「洋服の型紙」のことよ。

甚さん！「型紙」って何ですか？

はぁ？ て、てんめぇ〜！ 板金の展開図も知らなきゃ、型紙も知らねぇときたもんだ。洋裁学校に通う女の子にでも聞け！エリカちゃんのお友だちによぉ〜。

甚さん！ 「ゆめぴりか」って何ですか？

それは、北海道のおいし……って、コノヤロー！

　板金の展開図と型紙については、良君自身に調べてもらうことにしましょう。図2の実施例を図4で見てみましょう。これは、ノートPCなどに使用される「外付けCD、またはDVDプレーヤー」の筐体です。材質は、アルミ板金で製造されています。

図4 四隅のすき間を少なくするバンバン板金設計の応力例（「ついてきなぁ！加工部品設計で3次元CADのプロになる！」日刊工業新聞社刊）

図4をもう一度よく見ろ！ これが「なぜアルミ板金製なのか」「なぜ図2のボックス形状を採用したか」。よーく考えろ！

あっ、分かりました！ 「外付け」故に、軽量化、軽量化故にアルミ材を選択したんですね。しかし、アルミ材料故に、そのぅ……

さっさと答えろ！ オレサマは江戸っ子だから気が短けぇんだ！

はいぃっ！ 表1は、連載『甚さんの「技術者は材料選択から勝負に出ろ！」』の内容を基に、僕が編集しました。

表1 鋼板とアルミ板金の「目利き力」である材料特性表

「3.65／0.75≒5倍」なので鋼材と比べるとアルミ材の方が高いのですが、軽量化を考えれば、それでも採用メリットの方が大きいですね。鋼材の比重は7.9、アルミの比重は2.7。つまり、アルミは鋼材の3分の1の軽さになりますからね（表1）。

　「材料特性は得意中の得意」だという主席の院卒、良君が張り切って説明します。

しかし、鋼板とアルミ板の剛性を比べてみると、極端に差があることが分かります。剛性の「目利き力」である縦弾性係数と横弾性係数は以下のようになっています！

• 鋼材：縦弾性係数：211kN／mm²、横弾性係数： 79kN／mm²
• アルミ材：縦弾性係数：70kN／mm²、横弾性係数： 25kN／mm²

　つまりアルミ材の剛性の弱さを構造体で補うことが、図2のボックス形状を採用した理由なのです。3次元モデラーにはできない設計です。

さすがだ！ オメェのその勇姿、エリカちゃんにも伝えておくぜぃ！ オメェにホレちまうかもなぁ？ あん？

ムッフーッ！ 早速、図2と表1を基に、CAEで分析してみましょうっ！

　最後にやっとほめられた良君です。そして、前連載のタイトル『甚さんの「技術者は材料選択から勝負に出ろ！」』の意味を深く実感した良君でした。

　次回もお楽しみに！ また来年お会いしましょう。

Profile

國井 良昌（くにい よしまさ）

技術士（機械部門：機械設計/設計工学）。日本技術士会 機械部会、埼玉県技術士。横浜国立大学 大学院工学研究院 非常勤講師。首都大学東京 大学院理工学研究科 非常勤講師。

1978年、横浜国立大学 工学部 機械工学科卒業。日立および、富士ゼロックスの高速レーザプリンタの設計に従事。富士ゼロックスでは、設計プロセス改革や設計審査長も務めた。1999年より、國井技術士設計事務所として、設計コンサルタント、セミナー講師、大学非常勤講師としても活躍中。「ついてきなぁ！加工知識と設計見積り力で『即戦力』」（日刊工業新聞社）と「ついてきなぁ！ 『設計書ワザ』で勝負する技術者となれ！」（日刊工業新聞社）をはじめとする多数の書籍を執筆。

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