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テーマ 「自転車のブレーキレバー」
自由課題実習作業計画および進行状況
| 回 | 月日 | 時 間 | 作業内容 | 使用機械 |
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| 自由１ | 5/27 | 14:30〜16:45 | 図面・素材・加工計画の検討 | なし |
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| 自由２ | 6/03 | 14:30〜16:45 | 材料切断・フライス加工 検討・フライス盤加工練習 | エツキフライス盤 |
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| 自由３ | 6/10 | 14:30〜16:45 | アルミ素材切出し・フライス盤加工 | 帯鋸盤
遠州フライス盤 |
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| 自由４ | 6/17 | 14:30〜16:45 | フライス盤ロータリーテーブルによる円弧切削 | エツキフライス盤 |
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| 自由５ |
6/24 |
14:30〜16:45 |
フライス盤加工：部品厚さ出し |
フライス盤 |
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| 自由６ |
7/01 |
10:30〜15:00 |
ワイヤ放電加工形状加工 |
ワイヤ放電加工機 |
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| 自由７ |
7/08 |
14:30〜16:45 |
形状加工 |
フライス盤 |
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| 自由８ | 7/15 | 14:30〜16:45 | 仕上げ・穴加工・ねじタップ加工 | 卓上ボール盤
立フライス盤 |
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| 発表会 | 7/16 | 14:30〜16:45 | 課題の説明パネルでプレゼン＆デモンストレーション・質疑応答 | |
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自由課題最終回作業報告 7/15 「穴加工・ねじタップ加工・フライス加工」
【ＭＥＭＯ】
今日は自分の自転車のハンドルに取付ながら加工調整をしていた。軸穴加工とタップ加工、ブレーキワイヤーを差込む穴のザグリ加工などをした。最終的にスリットの調整を現物で合わせながら加工していた（寸法や目盛りを見ないので少し心配した）。それでもなんとか機能するところまで加工することができたようだ。明日の発表は自転車に取り付けて実演して欲しいと期待します。
自由課題７回目作業報告 7/8(7/10) 「部品形状加工」
今回の実習ではクランプ部分の余分な厚みを削り出した。ここでは加工誤差の影響に合わせて図面から少し設計を変えて感覚的に深さを測って切削する事が要求された。結果的には満足のゆく精度で加工できたのではないかと思う。
次回は最後になり、噛み合わせの必要な穴空け作業が残っているので精度高く完成させたいと思う。
【ＭＥＭＯ】 フライス盤では事故防止のため職員以外は早送りを禁止していますので今後使用しないように注意して下さい。
自由課題６回目作業報告 7/1（7/1） 「ワイヤ放電加工形状加工」
今日は朝からワイヤー放電加工を行った。プログラムの読み込みは設定が難しかった事もあり、ほとんど先生に行ってもらった。プログラムの実行については指事を仰ぎながら自分で行う事ができた。
加工機の起動、終了は先生に行ってもらったので、次回加工を行う機会があれば覚えたいと思う。加工自体はセッティングが上手くいったこともあり、考えていた通りの加工が行えた。
自由課題５回目作業報告 6/24(6/26) 「フライス盤での部品厚さ出し寸法加工」
今回の授業ではパーツの厚みだしを行った。以前削った部分と同じ厚みを出さなくてはならなかったので少し削っては触って確認の繰り返しであった。一つ目では若干削りすぎて段差ができてしまったが、二つ目には触ってもあまり違いのわからない程度に調整して削る事ができた。作業自体はサクサクと進める事ができたが、それでも時間が掛かりすぎてしまった。
次回はワイヤー放電加工なのでデータの調整を行ってから臨みたいと思う。
自由課題４回目作業報告 6/17(6/18) 「フライス盤ロータリーテーブル加工」
今回の機械工作実習ではフライス盤のロータリーテーブルを使用して円弧の切削を行った。
ロータリーテーブルを使用するのは珍しいらしく、実習に於けるほとんどの時間をロータリーテーブルのセッティングに費やしてしまった。セッティングに時間を裂き、工作自体を急いで行った為に加工精度や表面に粗が出てしまった事は反省しなくてはならない。
しかし、今回かなり時間をかけてセットしたので、今後設置する機会があれば今回よりも遥かに短い時間で設置できると思われる。
次回はフライス盤を使用した厚みの調節と、できればワイヤ放電加工まで行いたいと考えている。
＜溶接担当＞
ワイヤ放電加工をするなら準備が必要です。ワークのクランプ方法やアプローチポイントをどこにするか？準備確認を怠るとそこで時間を潰すケースがほとんどです。もし、トラブル無しにできると思うなら甘いかもしれませんね！授業のようにはいきませんよ！しっかりワイヤ放電加工担当者と入念な打合せをしておくことでしょう。
【コメント】
エツキ立てフライス盤によるロータリーテーブルを用いた曲線溝加工。ロータリーテーブルの位置出し方法やワーク取付に関するノウハウをレポートすること！目的の位置に目的のアール曲線を加工するには、どのようにしたら効率的なのかを反省点も多々あるはずなので詳細に説明しましょう。
自由課題作業報告３回目 6/10（6/10） 作業内容：アルミ板材からの材料取り・フライス盤加工
今回の機械工作実習では、素材を手に入れ本格的に工作を行うことができた。
まず、ブロックから各パーツへの切り出しを行った。今回はアルミの厚が大きかったので、弓の弧盤を使用した。弓の弧盤の使用方法を覚えておらず、覚えつつの作業になったのでここでかなりの時間を要してしまった。しかし、自分で使うことにより、基本的な機械の使い方から寸法の出し方まで大方把握することができた。
次にブレーキレバーを挟み込む部分の幅をフライス盤で削り出した。
フライス盤は前回の実習で練習を行ったのでかなりスムーズに削り出しを行うことができた。精度に関しても満足のいく出来であった。
今回の実習ではここまでしか進むことができなかったので次回はよりスムーズに工作を進めることができればと考えている。
次回の行程では、フライス盤と回転する台座を使って円弧になった部分の削り出し、部品厚に合わせた削り出しを行い、時間的な余裕があればワイヤ放電加工に取り組みたいと考えている。
【コメント】
ようやく使い方を覚えた弓鋸盤の使用に関する注意事項をレポートしましょう。何か覚えたことは具体的にまとめる癖をつけて下さい。感想だけになってしまっている傾向がありますよ！報告は工学的な要素もあることが大切です。実習では教科書に載っていないコツや注意点を口頭で伝えることが多いため毎日使用していない限り一番大切なことをすぐに忘れてしまいます。教科書を作るつもりでレポートしましょう！
自由課題作業報告２回目 6/03 作業内容：フライス盤加工練習
【機械工作実習Ｂ6/3感想】
今回も実際の制作に取りかかる事はできなかった。材料の発注は終えているので次回までには制作に取りかかる事ができる。３Ｄでの図面と、先生との相談によって加工手順が決定したので
次回からはあまり迷う事なく作業を進めてゆく事ができると考えている。
ワイヤ放電加工、フライス盤での直線、円形切削などかなり行程が多いので手際良く加工を進めてゆく必要がある。
＜溶接担当＞
自由課題に入ると毎日自分で加工を考えて段取りを組まないとフライス盤の練習ひとつにしても訓練になりませんよね！何かを教えてもらおうと考えているとあっという間に自由課題は終わってしまいます。貴重な２時間を集中するために週末から一週間という準備の時間があるのかもしれませんよ！その時間によって得るものが違います。機械使用の予定がハッキリしないと優先権はありませんのでワイヤ放電加工を使う場合には注意して下さい。
図面は、寸法表記して下さいね！これは組立図ですので部品図も簡単にできますよね！至急仕上げて週末に送って下さい。まだ準備段階ですので・・・！
担当との相談内容が報告では大切ですね！しっかり内容詳細を報告しましょう！
自由課題作業報告１回目 5/27 作業内容：検討
【機械工作実習5/27感想】
今回は造形や図面、材質など不確定な部分が多すぎて加工や試作に手を出す事が出来なかった。しかし、工作機械で出来る加工の範囲や、行程の組み合わせなどの話を聞く事ができ、どういった加工で何ができるか知識を増やす事が出来た。
次回までには構造、図面の決定、材料の選定と課題が多く早めに制作に取りかかれるようにしたい。
＜溶接担当＞
スケッチだけでは製作に取り掛かれませんよね！しっかり図面に寸法を入れていくと具体的になっていきます。修正を加えながら各部の構造を理解していくことができます。何事もひとつ基準の寸法を決めれば次々と仕事は進みますよ！週末（明後日）までに図面寸法が描けたら送って下さい。月曜日には担当に渡しておきます。
基礎実習５回目感想 ：溶接 5/21
5/21機械工作実習で溶接の実習を終えて、溶接には経験と勘によるところが大きいと感じた。汎用工作機械と違い、機械的なガイドなしでの作業なので、経験や精度が問われる上に、その日の気温や素材の含有物によって溶接速度を変えなくてはならないと感じた。３種類の溶接を行った中で最も難しかったのはガス溶接で、素材の鉄が融けているかどうかの判断に難しさを感じた。今回の実習では、ガス溶接で鉄の内部まで融かしきる事が出来ずに溶接を終えてしまい、不十分で凹凸だらけの溶接になってしまった。TIG溶接においても材料が温まる前の、溶接前半で溶接が弱く、ヒビが入ってしまった。アーク溶接は実習を受けた中で最も上手くいった溶接であり、初心者なりにそれなりの精度を出せたのではないかと考えている。
今回の実習ではそれぞれの使い分けるポイント等、わからない部分も多かったので基礎知識も増やしてからいつか使えたら、と思う。
＜溶接担当＞
はい！溶接の担当ではありますが専門ではありませんので正直なところ私も下手糞です（笑）。溶接の難しさは、素材を理解していないと溶融させることができても溶接することができない点です。
鉄（と呼びましょう）は、温度状態によって様々な違う組織になります。つまり同じ原子であっても性格は全然違うモノになることを金属科学で学んでいるため溶接もある程度イメージできるのかもしれません（まぁ私は苦手でしたが・・）。
それでも毎年この実習で知識はなくてもちょっとしたアドバイスで見事な溶接技術を習得してしまう感覚の素晴らしさに脱帽してます。知識は大切ですが刻一刻と変化する条件の中で安定して溶接できる人間はどのようなセンサーを付けた溶接ロボットよりも高性能だと実感していますよ！理屈抜きで溶融した状態を見極める呼吸を磨きましょう！
基礎実習４回目感想 ：ワイヤ放電加工 5/20
5/20機械工作実習で講習を行った放電加工についてマシニングセンターと違いプログラムを組む必要がないのはかなり楽に切り出しを行えるのではないかと感じた。切り出しできる精度も高く、細かな凹凸を付けたい場合には有効な手段であると思う。しかし、切り出しの端点が必要で、一筆書きできるかたちに限られるので平面的なものを作る場合を除いてあまり適さない事が多いのかもしれない。１次加工に放電加工を使い、その後に２次加工を加える場合には造形の幅が広がると考えられる。
＜溶接担当＞
精度・・・をどこまで追求するかで放電加工の本質に迫れると思います。実習ではフライス盤程度の加工しかできませんが本来の能力を理解すると・・・背筋が寒くなります。マイクロ放電の世界はイメージが難しいかもしれませんね！
自由課題レポート４回目 5/20 基礎実習：ワイヤ放電加工
＜デザイナーＹＯＹＯ＞
今までに一度も見たことがない形状のように感じられます。この形状のコンセプトが是非聞きたいなあと期待してます。個人的には戦闘機をイメージし、近未来を想像しました。実際のブレーキ感がどうなのかの考察があるとデザインがさらに磨かれると思われます。
＜金属屋ＲＹＯ＞
今回の実習で工場にある機械を1度は見たことになるのでどの機械を使えば自分の作りたい形を加工できるのか考えてみてください．デザインの候補はいくつかあるようですが，指が当たって使いづらいとか，他のパーツにあたって動かないとかが無いように選択してください．
＜溶接担当＞
素朴な疑問なんですが・・・前回のレポートでエンドキャップ？という部品の絵に雄ネジがありますよね！アレって製作する部品に雌ネジを切るということなんでしょうか？
もしそうなるとネジのピッチが明確でないと加工できませんよね！調べておいて下さいね。もし、わからないのであれば工場にピッチゲージがありますので自分で測定できますよ！基本的な情報をレポートしていただかないと工具があるのかも調べられないのです・・・（工具があると思われても困るのです）！
私たちは皆さんの図面やスケッチの情報から加工に必要な工具を必死で考えています。工作機械も工具が無ければタダの鉄屑同然で役に立たない・・・のです。機械加工というのは、十分な情報と準備が必要です。気まぐれな行き当たりバッタリでは・・・手も足も出ないときが来ます。私たちも工具が無ければ何も出来ません。ネジ加工に関しても特殊な規格が多い自動車や自転車です。よく調べて・・・アレ？できないじゃん！と言われないようにして下さいね！
しっかりした寸法データー（数値データー）だけが信頼できるのです。
基礎実習３回目感想 ：ＮＣ工作機械 5/13
5/13の授業ではCNC加工、マシニングセンターの実習を行った。CNCでの加工はその正確さや早さから非常に魅力的であったが、実習を通してデメリットも多い事を感じた。ビデオで見たような５軸であれば多様な加工が可能であるが、３軸加工では回転部分の干渉の制約から可能な加工の範囲は以外と狭い。また、加工後に土台部分が残る事も考慮しなくてはならない。手を動かす作業に比べ、プログラミングは煩雑であり、直感的でないうえに人間の感覚的な調整が出来ず、実際に機械を動かさなくては動きが見えないので特に初心者には相当量のトライ＆エラーが要求される。CNCが正確に加工できるから、ではなくブレーキレバーを作る上でCNCマシンが適切であるかどうかの判断が非常に重要であると感じた。
＜溶接担当＞
とても冷静に考えていて良いと思います。高性能であるがゆえの難点がたくさんあるので単純に加工機械として選択するのではなく一歩引いて見ることが大切です。
プログラムで運転する・・・という固定観念を捨てればジョグハンドルとXYZ３軸デジタルスケール、豊富な切削ツールという利点で汎用機械と同様にも使えるかもしれませんね。
綺麗な曲率を加工する場合には、単独指令モードを使うことも可能です。この場合には、絶対指令なのか相対指令なのかを選択すると良いでしょう。怖いのはＺ方向を間違えることです。テスト加工もしなくてはなりませんので必ず現物加工の前にドライランや樹脂などで加工してみることでしょう。手間はかかりますがそれを最小限に上手に使うと単品加工も十分できるマシンです。
自由課題レポート３回目 5/13 基礎実習：ＮＣ工作機械
＜デザイナーＹＯＹＯ＞
少しずつ、具体化していますね。右側中央のキャップみたいなものも制作をされるのでしょうか？既製品でしょうか？
＜金属屋ＲＹＯ＞
ワイヤの取り付け部の構造が調べてあり良いと思います．取り付け部を自作するのは難しいので既製品を流用してはどうでしょうか．その場合は自作する部分にはまるようにネジ，軸等の規格，寸法を調べておいてください．
＜製造屋ＴＢ＞
穴位置だけでなく厚さなども市販品を参考にした方が無難だと思います．あと，指をかける部分やレバー軸に書いてあった矢印は力のかかる方向ですか？
命にかかわる製品なので，市販品の形状を参考にするにしても，そうした検討は大事だと思います．
＜溶接担当＞
授業後に少しお話しましたがメーカースペックですと材料はＡ６０６１を使用しています。Ａ５０５２よりかなり高価（４倍くらいするか？）ですが強度面で優れているからでしょう。まぁ・・・研究していたのでそれなりに調べた覚えがありますが基本的に高価なアルミ製自転車は全てＡ６０６１やＡ６０６３を使用しています。航空機やアルミ住宅、大型アルミオブジェなどにも強度面の信頼性で使用されているのですね（溶接性には疑問がありますが）！安価なＡ５０５２のブレーキレバーに命を預けられますか？という簡単な問題です！どうしてもＡ５０５２を使用するなら強度計算をして安全性を証明することでしょう。既製品のようにスマートには作れませんが寸法で強度を出すことも可能です。
強度計算に縛られてはいけませんが無神経でも安全性の高いデザインはできないと思います。少なくとも強度学の基礎は久保先生から学んでいるはずですので授業より突っ込んで考えてみる良い機会ですよ！
基礎実習２回目感想 ：フライス盤
前回授業では旋盤加工、今回授業ではフライス盤加工を学んだ。旋盤加工に比べ、フライス盤ではxyzの三軸での加工が可能で0.001mm単位での加工が求められている為より複雑であると感じた。複雑である反面、細かな設定や計測を行えばかなり正確な加工ができる。今回の授業では0.1mm削りすぎた為に噛み合わせが緩くなってしまい、金工に求められる精度の高さを感じた。回転数を上げ、送りの速度を遅くしてかなり仕上げにこだわったけれど上手くいかず、やり直しのきかない金属加工には集中力が求められることを知った。
次回や自主制作課題に入った時には工作の積み重ねが大切で、１回のミスが命取りになるので0.1mm以下の精度で制作したい。
＜溶接担当＞
メカニカルな美を追求するなら精度は限りなく上げていく気持ちが必要です。機能・・・という面ですが・・！
やはりデザイナーであれば仕上げ面に拘るのかと思います。仕上げ面の美しさは、機械加工でも難しい分野です。加工条件の中で一番大切なのが切削ツールです。良い切れ味を求めれば美しい加工面に近づくことができます。切削ツールを選択する目が必要になりますね！当然ですが・・・使えば磨耗しますので仕上げ用のツールを別に用意することが要求されます。材料により切削ツールの材質にも注意することが大切ですよ！
自由課題レポート２回目 5/6 基礎実習：フライス盤
＜金属屋ＲＹＯ＞
1フィンガーだとストロークが大きくなるのでしょうか？組み付けたときに動作しないといったことがないように可動範囲も考慮してください．
＜デザイナーＹＯＹＯ＞
具体的な形状がイメージできました。Paul製 e-lever を踏まえ、どのようにオリジナリティが出せるか、楽しみにしております。あと素人的な質問ですが、ひとつ作れば右でも左でも使える感じになるのでしょうか？
＜溶接担当＞
ごめんなさい！２回目のレポートのリンクを間違えて前回のレポートが出てしまっていました！申し訳ありませんでした！そして先日は補講の呼び出しありがとうございました。そちらの研究室は過去の受講生もたくさんいるのでよく遊びに行ってましたので懐かしかったです・・・あの部屋は確かローランド三軸加工機や光造形機なんかがあったような・・・改装して綺麗になりましたね！
レポートから構造や形状は大体つかめました・・・絵が上手ですね！２フィンガー部分の40mmという寸法以外何もありませんので・・・現在装着しているメーカーのサイトに図面がありませんか？無ければ現物を分解してノギスで測定しなくてはなりませんね！そちらの研究室なら・・・ノギスあるでしょう？それとも久保先生に頼んでミツトヨの三次元測定機で測定してみるのも一考かと思います。創造工学センターの関係でいつも連絡していますから・・・。どうしますか？
    
基礎実習１回目感想 ：旋盤
今回、実習初回で工作機械に触れる事で少しだが自分で作るプロトタイピングで出来ること、出来ないことがわかった気がした。旋盤の名前こそ知ってはいたが基本的な機械の構造、加工原理、使用条件、精度の出し方などについてほとんど知識を持ち合わせてはいなかった。実習前にインターネットで調べ、大まかな加工工程や注意事項などを知識として頭にいれてはいたが、実際に機械に触れて鉄を削り出す事で、調べただけでは何もわかっていなかったのだと気付かされた。実際に触れる事ができたのは、たった１０分２０分ではあったが旋盤の回転速度は考えていたよりも速く、予想をはるかに上回る危険を感じた。特に作業者の不注意は他の作業者にも大きな危険を与える可能性があるという事は忘れずにいたい。旋盤の危険性を感じた反面、安全に使う事でかなり自由な造形や、精度の高いモデルが作成できると感じた。段階的に力を調節する事で回転体であればどのようなカタチでも作れるうえ、機械や回転部分の精度が高いので0.01mm以上の精度で加工ができると感じた。もちろんそこまで至るには相当な練習量や緻密な設計が必要であるのだが、頭の片隅にその知識を持っておく事が出来てよかったと思う。
フライス盤での加工は旋盤での加工よりも複雑で危険だと聞いたので旋盤以上に注意を払い次回の実習に望みたいと思う。
＜溶接担当＞
とても具体的な感想ありがとうございます。コミュニケーション能力の高さを感じ私も見習わなくては・・・・と思いました。
基本的に知識より実際に加工する経験時間の方が大切であることを理解していただけたかと思います。身体に記憶させる作業は、脳の記憶ではない・・・のかもしれません。工作機械を操作して加工する・・・というだけならその方が効率が良いでしょう。
知の最高学府！大学・・・では、”操作して加工する”だけでなく構造や機能を知ることで工作機械を研究・開発・設計・デザインする立場の人材育成も目的の一つとなっています。もし工作機械をデザインするなら機能や目的も知らなくては・・・ね！知識的な部分を肯定的に捉えてくれた意見を久しぶりに見ることができ安心しました。
自由課題レポート１回目 4/22 基礎実習：旋盤
＜デザイナーＹＯＹＯ＞
【自転車のブレーキレバー】
自転車運転における命に関わる部分ですね。
スケッチより、指2本だけを使ってブレーキをかけるパーツのように感じられました。
あくまでも想像ですが、親指以外の４本指の中で２本の指が機能しにくいもしくは機能しない人のためのブレーキのように推測されます。
もしもニーズがあれば、面白いデザインになると感じられます。
可能な範囲で、（マーケティング）調査を行って頂くと説得力が出ると思います。
＜金属屋ＲＹＯ＞
加工の時に工数が多くなりそうです．必要に応じて加工しやすい形状に直すことも考えてください．回転軸，ワイヤの取り付け点，握りの位置も実際に使えるように設計してみてください．
＜溶接担当＞
現在、使用している自転車に取付けるのでしたら既存のブレーキレバーの各部寸法を測定して図面にすることから始めてみましょう（今回のスケッチに寸法を記入するだけでも良いかもしれませんね）。
ノギス程度の精度で十分だと思います。もし、身近にノギスが無ければ工場に来て下さい。工具もありますので分解・測定も難しくはないと思います。次回のレポートで現在使用しているブレーキレバーまたは参考にしたいブレーキの図面を明確にして加工方法や段取りを検討してみては如何でしょうか？
＜製造屋ＴＢ＞
市販品は鍛造されてるものも多いみたいですが，実習では恐らくブロックから削り出しになるのでしょうか？
レバー比や強度の検討も必要です．
＜目的よりコメント＞
＜溶接担当＞
しっかりした研究ビジョンを持っていて素晴らしいと感じます！３D系ソフトは確かに便利ですがデザイナーの方なら製品の重量や質感など手に持って（触れて・使って）みないと最終的に納得しないのかもしれませんね！
私たち機械屋は、最初に加工した部品と１０個目に加工した同じ部品を比べると格段に違いがでてきます。ちょうど小学校で製作し満足していたプラモデルを中学生になって見てみると雑に見え手直ししてしまう・・のと似ているかもしれません。
機械加工で高精度または綺麗な仕上げ面を削り出すには、相当数の駄作を大量生産するくらいの気持ちが必要みたいです。
基礎実習授業内容および受講状況
| 基礎１回目 | 4/22 | 汎用旋盤（弓鋸盤・帯鋸盤・テクノワシノ製精密旋盤ＬＲ５５Ａ） |
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| 基礎２回目 | 5/06 | フライス盤（エツキ製ＭＳ型） |
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| 基礎３回目 | 5/13 | ＮＣ工作機械（ＣＮＣ旋盤・マザック製マシニングセンタFJV200） |
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| 基礎４回目 | 5/20 | 放電加工（三菱電機製ワイヤ放電加工FA20・ＣＡＤＣＡＭ） |
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| 基礎５回目 | 5/21 | アセチレン酸素ガス溶断・被覆棒アーク溶接・ＴＩＧ溶接 |
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