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機械設計講座:機械設計者のための覚え書き
標準数について
0. 概要
標準数
 機械設計においては、寸法を決める事がとても大事ですが、似た形状で違うサイズのモノを 設計する場合、どの様に寸法をシリーズ化したらよいのでしょうか?
この様な場合、等差数列にしないで等比数列にすることが合理的であり、また推奨されていま す。
そして、そのための数列としてJIS-Z8601において標準数が制定 されています。
1.0 解説
JIS-Z8601 標準数

標準数列

R51.00 1.60 2.50 4.00 6.30
R10 1.00 1.20(1.25) 1.60 2.00 2.50 3.20(3.15) 4.00 5.00 6.30 8.00
R20 1.00 1.10(1.12) 1.2(1.25) 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20(2.24) 2.50 2.80 3.20(3.15) 3.60(3.55) 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 8.00 9.00

 表中、()内の数字が規格での数値ですが、実際に使用する場合使い勝手が悪いので、表の 赤字のように丸めて使うのが一般的です。
R5とは公比が1.6、R10は1.25、R20は1.12の数列を意味します。
これら以外にも公比1.06のR40もありますが使用しない方が良いので省略しています。

標準数の利点
 標準数にはいくつかの利点があります。列挙すると、
・標準数は憶えやすい
数字の種類が限られていますから、比較的憶えやすいでし、公比から導出することも可能ですよね。
・数値の決め方に優先順位が出来る
まずはR5から、問題があればR10、それでもダメならR20から寸法を決める様にすると良い。できれば、「この寸法はR10から決める」などとルール化しておくと、類推しやすいという利点もあります。
・標準数同志の積や商は必ず標準数になる
例:1.40×2.00=2.80等。つまり面積や体積も標準数になります。
・標準数を使った機械は美しい
標準数のR5の公比は1.6と紹介しましたが、実はこの数字は黄金比 1:1.61803・・・ に近いので、例えばスカラーロボットの第1腕を1.6、第2腕を1とすると見た目も美しく なります。
このことはスカラーロボットの開発者でもある牧野博士も仰っています。
等でしょうか。
 玉軸受け、歯車などの機械要素や鋼板、鋼管などの寸法、市販部品の設計にも多く採用され ています。
迷わずに寸法を決められますから、問題がないならば是非使う事をお奨めします。
実際の使用例などは「実際の機械設計」でご紹介する予定です。
(01 May.2007)
(24 Sept.2007加筆)

[参考文献]:日本規格協会刊「JISに基づく機械システム設計便覧」「設計と標準化・モジュール化 2.2設計と標準数」p30-p40(江守忠哉)
       日経BP社刊「日経メカニカル」1994年10月17日号(No.439)「勘所設計技術(実践編)・設備機械の構想設計(下)」p79(加藤顕剛)
       日経BP社刊「日経メカニカル」1997年04月28日号(No.505)「編集設計法(上)」p84-p85(松本武夫)
copyright(c) 2011-  orbit limited.

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