機械設計マスターへの道

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ヤング率とは？式と単位、横弾性係数との関係などを解説

当連載コラムの前回「フックの法則とは？」では、機械部材内部の応力とひずみの関係を考える上で重要となるフックの法則を解説しました。 今回は、応力とひずみの関係を表す比例定数である弾性係数について、もう少し詳し …

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フックの法則とは？公式と考え方、応力・ひずみとの関係等をわかりやすく解説

当連載コラムでは、機械部材に発生する「応力」と「ひずみ」について解説してきました。 応力とひずみには密接な関係があります。 今回は両者の関係を考える上で重要となる弾性変形とフックの法則について簡単に解説しま …

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ポアソン比の基本はこれを読めばOK！

当連載の前回のコラム「ひずみとは？」では、外力（荷重）を受けて変形する物体の変形度合い（変形率）を表す指標である「ひずみ」について解説しました。 今回は、ひずみに関連して用いられる機械工学用語である「ポアソ …

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ひずみとは？ 縦ひずみ/横ひずみ、せん断ひずみの求め方、式・記号などを解説

当連載コラムの「応力とは？」では、機械設計を行うときの重要な指標となる応力について解説しました。 今回は、応力と密接な関係のある「ひずみ」についてお話ししたいと思います。   １．「ひずみ」とは？ …

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応力とは？ 引張応力/圧縮応力/せん断応力/曲げ応力の概要と求め方

「与えられた仕様と運転条件においては壊れることが無いように設計する」ということは、あらゆる機械に共通する課題です。今回は、設計する機械の頑丈さ（Robustness）を評価する上での基本的かつ重要な指標であ …

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摩擦力・摩擦係数の基本がわかる！動摩擦係数/静止摩擦係数とは？

「摩擦」は、例えば「経済摩擦」のように社会生活では、文化・慣習の違いなどから生じる紛争・揉め事を指す言葉としても使われますが、このコラムでは機械を扱う上で知っておく必要がある摩擦に関する基礎知識について解説 …

機械工学

機械材料の質量・密度・体積の求め方｜質量と重量の違い、密度と比重の違いは？

機械設計作業の一環として、設計する機械の質量を算出することも重要です。 製品の原価計算、製品を設置する基礎の強度計算、製品の吊り上げ治具の選定などに必要となるためです。 今回は、質量計算の元となる材料密度、 …

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き裂の進展と応力拡大係数について丁寧に解説｜疲労き裂のメカニズムと設計上の注意点がわかる！

１．き裂（亀裂）の発生 機械部材には、キー溝、段付き、などの応力集中部があります。また溶接構造では、溶接ビードと母材との境界部（止端部）などが応力集中部となります。 機械を使用して部材が負荷を受けることによ …

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転がり軸受の必須知識・重要用語をやさしく解説 [呼び番号/寿命/許容回転速度/与圧/潤滑など]

前回の当連載コラムでは、転がり軸受の種類と選び方について解説しました。 今回は転がり軸受について、実用的な観点から重要となる知識をいくつか解説いたします。 １．転がり軸受の呼び番号 転がり軸受は、専門メーカ …

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転がり軸受の構造と種類・特徴・選び方を解説！すべり軸受との違いもわかる

回転機械には、多くの「軸受」（ベアリング）が使用されています。 軸受は、回転体を支えて摩擦の少ない滑らかな回転を実現すると共に、回転体に作用する荷重を受ける重要な役割を果たす機械要素です。 軸受は、構造と潤 …

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【機械設計マスターへの道】PID動作とPID制御 [自動制御の前提知識]

今回は、プロセス制御によく用いられるPID動作とPID制御について解説します。 １．比例動作（P動作） 入力の変化に、出力（操作量）が単純比例する場合を「比例要素」といいます。 伝達関数は G(s) = K …

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【機械設計マスターへの道】周波数応答とBode線図 [自動制御の前提知識]

前回コラムでは、自動制御を理解する上での前提知識として「過渡応答」についてご説明しました。 今回は、周波数応答とBode線図について解説します。 １．周波数応答と周波数伝達関数 線形で安定した制御系に、振幅 …

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【機械設計マスターへの道】過渡応答を理解する [自動制御の前提知識]

前回コラムでは、伝達関数とブロック線図についてご説明しました。 今回は、「過渡応答」について解説します。 「過渡応答」とは、制御系に加えられる入力がある一定値の定常状態から別の状態に変化したとき、出力が変化 …

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【機械設計マスターへの道】伝達関数とブロック線図 [自動制御の前提知識]

前回の当連載コラムでは、フィードバック自動制御を理解するうえで必要となる数学的な基礎知識（ラプラス変換など）についてご説明しました。 今回は続きとして、ラプラス変換された入力出力特性から制御系の伝達特性を代 …

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【機械設計マスターへの道】自動制御を理解するために必要な数学的基礎知識 (ラプラス変換など)

前回コラムでは、自動制御の分類とフィードバック制御の特徴、構成などの概要をご紹介しました。 今回は、フィードバック自動制御を理解するうえで必要となる数学的な基礎知識について解説します。   １．複 …

機械設計マスターへの道

【機械設計マスターへの道】自動制御の種類｜フィードバック制御の基礎知識

機械の性能やプラントの出力を目標値に維持して安定して運転するためには、外乱などによって生じる目標値のずれに対して、何らかの操作を加えて出力を調整する必要があります。 連続運転する機械では、人間が常時操作を行 …

機械工学

【機械設計マスターへの道】軸継手(カップリング)の種類と特徴、保守のポイント

「軸継手」（Shaft Coupling）は回転機械において、モーターやエンジンなどの原動機と被動機とを連結し、回転トルクを伝達するための機械要素です。「カップリング」や「ジョイント」とも呼ばれます。 軸継 …

機械設計マスターへの道

【機械設計マスターへの道】巻き掛け伝動装置の分類と保守のポイント（Vベルト/チェーン・スプロケット）

モーターやエンジンなどの原動機の動力を被動機に伝えるための部品や装置のことを「動力伝達装置」といいます。前回のこの連載でとり上げた歯車装置も動力伝達装置の一つです。 今回は、動力を伝達する機器の軸間距離が大 …

自動車・輸送機器

【機械設計マスターへの道】歯車列と歯車装置の基礎知識（遊星歯車機構と差動歯車機構）

機械には、歯車を用いるものが多数あります。 歯車は、駆動機から被動機へと動力を伝達するとともに、回転速度比を変える、回転方向を変える、回転軸の向きを変える、といった機能を備えた機械要素です。 （※歯車に関す …

機械設計マスターへの道

【機械設計マスターへの道】ねじ(ボルト)の緩み防止方法・対策を種類別に解説

今回は、重大な事故に直結する「ねじの緩み」の防止について、機械に関わる技術者として押さえておくべきポイントを保全の観点も含めて解説します。 １．戻り回転を伴わない緩み ボルトやナットが緩む方向に回転すること …

機械設計マスターへの道

【機械設計マスターへの道】ねじ(ボルト)の締付方法と締付管理のポイント

ねじは適正に締付けて、機械の使用中に緩むことの無いように管理する必要があります。 締付管理、緩み止め処置が不適切であると、使用中にネジが脱落して大事故に至ることがあります。 今回は、そのような事故を防ぐため …