カシオが設計者CAEによるフロントローディングで関数電卓の従来課題を解消：CAE最前線（2/4 ページ）

関数電卓の新機種開発において、カシオ計算機は設計者CAEによるフロントローディングを実践し、液晶パネル周りを補強する部品を、従来の金属から樹脂に置き換えることに成功した。

[八木沢篤，MONOist]

トポロジー最適化を活用し、形状の最適化を実施

　インナープレートの樹脂化に向けては、トポロジー最適化（位相最適化）を用いて樹脂製インナープレートの最適な形状を導き出した。

　具体的には「まず、落下解析を実施し、液晶部の変形条件を確認して3パターンの変形を捉え、これら3つの変形が最小になるようにトポロジー最適化で肉抜きを行った。そこで得られた結果から着想を得て、リブ形状を施したインナープレートを設計し、再度落下解析を実施した。落下解析の結果（液晶部の発生応力）が目標値以内に収まるまで形状の微調整と解析を繰り返した」（結城氏）。

インナープレートの樹脂化に向けた設計アプローチについて（※取材内容を基にMONOist編集部が作成）［クリックで拡大］

落下解析のイメージ［クリックで拡大］ 出所：カシオ計算機

　従来のアプローチでは、実際に樹脂製インナープレートを試作して、実験によって検証する必要があったが、トライ＆エラーの作業をコンピュータ上（バーチャル）で繰り返し行えたことで非常に精度の高い設計が可能となり、ほぼ手戻りなしで金型製作まで進めることができたという。結城氏は「実際、出来上がった樹脂製インナープレートを組み込んだ実機試験で、液晶部の割れは発生しなかった」と振り返る。

完成した樹脂製インナープレートの実物［クリックで拡大］

　こうして開発した樹脂製インナープレートは2022年発売の「ClassWiz」シリーズの新機種（FX-991CW、FX-82NLなど）に搭載されることとなった。

背面筐体を外した状態の新機種「FX-991CW」（左）と「FX-82NL」（右）。インナープレートの樹脂化により4つの効果（詳細は次ページ）が得られたという［クリックで拡大］

樹脂製インナープレートを採用した新機種「FX-991CW」。左は背面筐体を外した状態［クリックで拡大］

カシオは設計者CAEによるフロントローディングの実践によって長年の課題であったインナープレートの樹脂化に成功した。写真はバッテリータイプ（左）と2Wayタイプ（右）の変遷（背面筐体を外した状態）。いずれも手前が新機種、中央が1世代前の機種、奥が2世代前の機種となる