設計図
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| シリーズの一部 |
| 技術図面 |
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設計図は、物体に関する情報を伝達するために使用される技術図面の一種です。一般的な用途は、部品の構築に必要な形状を指定することであり、詳細図と呼ばれます。通常、単純な部品であっても、完全に指定するには複数の図面が必要です。これらの図面は「マスター図」によって結び付けられています。この「マスター図」は、一般的に組立図として知られています。組立図には、後続の詳細部品の図面番号、必要な数量、構成材料、そして場合によっては個々の部品の位置を特定するために使用できる3D画像が示されています。ほとんどが絵文字で構成されていますが、簡潔にするために略語や記号が使用され、必要な情報を伝えるために追加のテキスト説明が提供されることもあります。
エンジニアリング図面を作成するプロセスは、多くの場合、技術図面または製図（ドラフティング）と呼ばれます。 [ 1 ]図面には通常、コンポーネントの複数のビューが含まれますが、詳細をさらに説明するために、追加のスクラッチビューが追加されることもあります。通常は、必要な情報のみが指定されます。寸法などの重要な情報は、通常、図面の1か所のみで指定され、冗長性と不一致の可能性を回避します。重要な寸法には、コンポーネントを製造して機能できるように適切な許容差が与えられます。エンジニアリング図面で指定された情報に基づいて、より詳細な製造図が作成される場合があります。図面には、図面の作成者、承認者、寸法の単位、ビューの意味、図面のタイトル、および図面番号を含む 情報ボックスまたはタイトルブロックがあります。
歴史
アイデアを視覚的に伝えるための必須手段として、製図は古代から人類の歴史において様々な形で存在してきました。初期の製図は、寺院、記念碑、公共インフラといった大規模な文化構造物の建築的・工学的概念を表現するために用いられました。エジプト人やメソポタミア人は、製図の基本的な形態を用いて、非常に精緻な灌漑システムやピラミッド、その他の高度な構造物を設計しました。しかし、彼らの手法は比較的容易であったものの、高度な技術と正確さを必要としました。原始的な形態であっても、それらは建築に時の試練に耐える構造物の図面を提供しました。[ 2 ]
製図の分野は古代ギリシャと古代ローマでさらに発展しました。ウィトルウィウスをはじめとする技術者や建築家は、建築技術の伝達や建築におけるバランスとプロポーションの基本原則の図示に、図面を媒体として活用しました。より正式な製図の実践につながる初期の例としては、水道橋、橋梁、要塞の建設に用いられた図面や幾何学的計算などが挙げられます。12世紀の大聖堂や城の設計にも製図が用いられましたが、こうした製図は正式な訓練を受けた技術者ではなく、職人や石工によって作成されることが一般的でした。[ 3 ]
ルネサンスは製図技術が大きな成功を収めた時代でした。これらの発明家や発明家たちは、作品の中で洗練された視覚表現手法を用いるとともに、正確さへの系統的なこだわりも持ち始めていました。彼のノートには、機械装置、解剖学の研究、そして工学プロジェクトの図面が含まれており、ノートから読み取れるように、彼の形状、機能、そしてプロポーションに対する高度な理解を示していました。おそらく彼は、芸術と工学の能力を融合させ、想像力豊かで教育的な製図を生み出した最初の先駆者だったと言えるでしょう。これは、製図技術の発展における重要な基盤となりました。[ 4 ]
産業革命が本格化すると、正投影図法、分解図、標準縮尺などの厳密に指定された規則の出現により、現代の工学製図が形作られました。標準化への動きの一部は、フランスにおける工学教育の発展と統一された製図技術によってある程度引き起こされました。同じ時期に、フランスの数学者ガスパール・モンジュは、3次元の物体を2次元空間で表現する手段である記述幾何学を開発し、技術製図に大きく貢献しました。彼の研究は、今日の技術製図で使用される中核技術の1つである正投影図法の基礎を築きました。モンジュの方法は、最初は軍事機密として公表され、その後広く流布され、彼の方法は工学教育、そして工学の実践の未来を形作りました。
製図の技術へのさらなる貢献は、マーク・イザムバード・ブルネルのような先駆者たちによって成し遂げられました。LTCロルトによるイザムバード・キングダム・ブルネルの伝記は、1799年にマークがブロック製造機械の詳細な図面をブルネルに提供したことで、英国の工学手法の発展性を証明しています。現在機械製図技術と呼ばれる技術を適用して、3次元の機械を2次元平面に描画することで、より効率的な製造プロセスとより高い精度を実現しました。世界が機械化生産へと移行し、橋梁、鉄道、船舶などの複雑な工学プロジェクトの成功には、非常に詳細で正確な技術表現が必要になったため、これらの革新は不可欠でした。
19世紀に技術図面における精度への要求が高まったのは、産業革命の直接的な結果でした。この時代、鉄道、蒸気機関、鉄骨構造物といった大規模な工学プロジェクトが発展し、高度な精度と標準化が求められました。エンジニアによって新たな慣習や記号が生み出され、それらの使用は業界全体で標準化されました。そのため、技術図面を読める人なら誰でも、部品や構造物の仕様を把握できるようになりました。標準化のプロセスはエンジニアの業務を標準化し、エンジニア、製造業者、建設業者の連携を容易にしました。
20世紀には、T定規、コンパス、分度器といった製図道具の登場により、製図技術は更なる変革を遂げました。これらの道具は、超高層ビル、飛行機、自動車といった、ますます複雑化するプロジェクトに必要な高精度の製図を可能にしました。米国規格協会（ANSI）や国際標準化機構（ISO）といった規格の制定により、製図技術の慣習がさらに標準化され、世界中のエンジニアリング業務の一貫性が確保されました。[ 5 ]
今日、技術図面は主に手作業からコンピュータ支援設計（CAD）へと移行しています。CADソフトウェアは技術図面の作成方法に革命をもたらし、より迅速、正確、そして容易に修正可能な図面作成を可能にしました。エンジニアは設計を3次元で視覚化し、性能をシミュレーションし、物理的なプロトタイプを作成する前に調整を行うことができます。このデジタルトランスフォーメーションは、効率性の向上だけでなく、イノベーションの可能性を広げ、エンジニアがこれまで想像もできなかった課題に取り組むことを可能にしました。
しかし、デジタルツールの登場にもかかわらず、製図の基本原則は歴史に根ざしたままです。精度、明瞭さ、そして複雑な情報を視覚的に伝える能力は、今も製図の核心です。正投影図からスケール線や寸法線の使用に至るまで、何世紀にもわたって確立された慣習は、現代の工学および建築の実務において依然として不可欠な要素となっています。製図の進化は、人間の創意工夫の証であり、複雑な概念を視覚的に伝える能力が文明の発展においていかに重要な役割を果たしてきたかを示しています。
標準化と曖昧さの解消
エンジニアリング図面は、部品やアセンブリの要件を規定しますが、これは複雑になる場合があります。規格は、その仕様と解釈のルールを提供します。標準化は国際化にも役立ちます。異なる言語を話す異なる国の人々が同じエンジニアリング図面を読み、同じように解釈できるようになるからです。
主要なエンジニアリング図面規格の一つに、ASME Y14.5とY14.5M（最新の改訂は2018年）があります。これらは米国で広く適用されていますが、ISO 8015（製品の幾何形状仕様（GPS） - 基本 - 概念、原則、および規則）も現在では重要視されています。2018年には、航空宇宙産業をはじめとする様々な産業に特有の高度な手法を開発し、Y14.5規格を補完するために、 ASME AED-1が制定されました。
2011年には、 ISO 8015（製品の幾何形状仕様（GPS）—基本—概念、原則及び規則）の新しい改訂版が発行され、呼び出し原則が盛り込まれました。この改訂版では、「機械工学製品文書においてISO幾何形状仕様（GPS）システムの一部が呼び出された場合、ISO GPSシステム全体が呼び出される」と規定されています。また、図面に「公差ISO 8015」と記載することは任意であるとも規定されています。これは、ISO記号を使用した図面はISO GPS規則に従ってのみ解釈できることを意味します。ISO GPSシステムを呼び出さない唯一の方法は、国家規格またはその他の規格を呼び出すことです。英国のBS 8888（技術製品仕様）は、2010年代に重要な改訂が行われました。
メディア
何世紀にもわたり、1970年代まで、すべてのエンジニアリング図面は、紙またはその他の素材（例えば、ベラム紙、マイラー紙）に鉛筆とペンを用いて手作業で作成されていました。コンピュータ支援設計（CAD）の登場以来、エンジニアリング図面は10年ごとに電子媒体で作成されることが多くなりました。今日では、ほとんどのエンジニアリング図面はCADで作成されていますが、鉛筆と紙が完全になくなったわけではありません。
手作業で製図する際に使用される道具には、鉛筆、ペンとそのインク、定規、T定規、フレンチカーブ、三角定規、定規、分度器、分度器、コンパス、スケール、消しゴム、画鋲（押しピン）などがあります。（かつては計算尺もこれらの道具の一つでしたが、今日では手作業で製図を行う場合であっても、ポケット電卓や画面上の同等の機能が活用されています。）そしてもちろん、製図板（製図板）や表も道具に含まれます。英語の慣用句「製図板に戻る」は、物事を根本的に考え直すことを意味する比喩的な表現で、製造中に設計ミスを発見し、製図板に戻って設計図を修正するという文字通りの行為に由来しています。製図機は、製図板、定規、パンタグラフなどの道具を統合した1つの製図環境にまとめることで、手作業による製図を支援する装置です。CADは、これらと仮想的に同等の機能を提供します。
図面作成には通常、原本を作成し、それを複製して、工場、ベンダー、社内アーカイブなどに配布する複数のコピーを作成することが含まれます。従来の複製方法は、青と白（白地に青、または白地に青）の印刷でした。そのため、エンジニアリング図面は長年にわたり「ブループリント」または「ブルーライン」と呼ばれてきました。今日でも、これらの用語は文字通りの意味では時代錯誤ですが、多くのエンジニアリング図面のコピーは、より現代的な方法（多くの場合、インクジェットまたはレーザー印刷）で白紙に黒または多色の線を描くことで作成されているためです。より一般的な用語である「プリント」は、現在米国でエンジニアリング図面の紙のコピー全般を指すために一般的に使用されています。CAD図面の場合、原本はCADファイルであり、そのファイルの印刷物が「プリント」です。
寸法と公差のシステム
ほとんどすべての設計図面（おそらく参照専用の図や最初のスケッチを除く）は、形状（形や位置）だけでなく、それらの特性に対する寸法と許容差[ 1 ]も伝えます。寸法記入と許容差のシステムはいくつか発展してきました。最も単純な寸法記入システムは、点間の距離（物体の長さや幅、穴の中心位置など）を指定するだけです。高度に発達した互換性のある製造の出現以来、これらの距離にはプラスマイナスや最小最大限界型の許容差が伴うようになりました。座標寸法記入では、すべての点、線、平面、およびプロファイルを共通の原点を持つ直交座標で定義します。座標寸法記入は、第二次世界大戦後に幾何寸法記入および公差記入(GD&T) が開発されるまで、唯一最良の選択肢でした。GD&T は、座標寸法記入の制限 (長方形のみの公差領域、公差の積み重ねなど) から脱却し、ジオメトリと寸法の両方 (つまり、フォーム (形状/場所) とサイズの両方) の最も論理的な公差記入を可能にしました。
共通の特徴
図面は次の重要な情報を伝達します。
- ジオメトリ– オブジェクトの形状。ビューとして表されます。前面、上面、側面など、さまざまな角度から見たときにオブジェクトがどのように見えるかを示します。
- 寸法– オブジェクトのサイズが許容される単位でキャプチャされます。
- 許容差– 各寸法の許容される変動。
- 材質– アイテムの素材を表します。
- 仕上げ– 製品の表面品質（機能面または外観面）を指定します。例えば、量販製品は通常、産業機械に組み込まれる部品よりもはるかに高い表面品質が求められます。
線のスタイルと種類
様々な線のスタイルで、物理的なオブジェクトをグラフィカルに表現します。線の種類には以下のものがあります。
- 可視– 特定の角度から直接見えるエッジを描くために使用される連続線です。
- 非表示– 直接見えないエッジを表すために使用される短い破線です。
- 中心– 円形の特徴の軸を表すために使用される、長い破線と短い破線が交互に表示されます。
- 切断面–断面図の断面を定義するために使用できる、細い中破線、または太い長破線と短破線が交互に並んだ線です。
- 断面線とは、切断または切断される材料によって決まるパターン内の細い線で、「切断」によって得られる断面図において、表面を示すために使用されます。断面線は一般に「クロスハッチング」と呼ばれます。
- 仮想線（図示なし）は、指定された部品またはアセンブリの一部ではないフィーチャまたはコンポーネントを表すために使用される、長い破線と短い二点鎖線が交互に並んだ細い線です。例えば、試験に使用されるビレットの端面や、工具図面の中心となる機械加工された製品などです。
行は、各行に文字が割り当てられている文字分類によって分類することもできます。
- タイプAの線は、物体の特徴の輪郭を表します。描画上で最も太い線で、HBよりも柔らかい鉛筆で描かれます。
- タイプBの線は寸法線で、寸法記入、投影、延長、引出線などに使用されます。2H鉛筆など、より硬い鉛筆を使用してください。
- Cタイプの線は、オブジェクト全体が示されていない場合の区切りとして使用されます。フリーハンドで描かれ、短い区切りのみに使用されます。2H鉛筆
- タイプDの線はタイプCに似ていますが、ジグザグになっており、長い切れ目のみに使用されます。2H鉛筆
- E型線は、物体の内部構造の隠れた輪郭線を示します。点線です。2H鉛筆
- F型線はE型線と同じですが、電気技術の図面に使用されます。2H鉛筆
- G型線は中心線として使用されます。点線ですが、10～20mmの長い線、1mmの間隔、そして2mmの細い線が引かれています。2H鉛筆
- H型線はG型線と同じですが、2本おきに長い線が太くなります。これは物体の切断面を示します。2H鉛筆
- Kタイプの線は、物体の交互の位置と、その物体が取る線を示します。10～20mmの長い線、小さな隙間、2mmの細い線、隙間、そしてまた細い線で描きます。2H鉛筆を使用してください。
複数のビューと投影
多くの場合、必要な機能をすべて表示するには単一のビューだけでは不十分であり、複数のビューが使用されます。ビューの種類には以下が含まれます。
マルチビュー投影
多面投影は、物体を正面、右、左、上、下、または背面（例えば、主視点）から見た様子を示す正投影の一種であり、通常は第一角投影法または第三角投影法の規則に従って相互に相対的に配置されます。各投影線（投影線とも呼ばれます）の原点とベクトル方向は、以下で説明するように異なります。
- 第一角投影法では、平行投影された光線は観察者の背後から放射状に発せられ、3Dオブジェクトを通過して、その背後の直交平面に2D画像を投影します。3Dオブジェクトは、あたかもそのオブジェクトのレントゲン写真を見ているかのように、2Dの「紙」空間に投影されます。つまり、上面図は正面図の下に、右面図は正面図の左側に配置されます。第一角投影法はISO規格であり、主にヨーロッパで使用されています。
- 第三角投影では、平行投影機はオブジェクトの反対側から放射状に発射され、3Dオブジェクトを通過して、その前の直交平面に2D画像を投影します。3Dオブジェクトのビューは、オブジェクトを包む箱のパネルのようなもので、パネルは図面の平面に平らに開くと回転します。[ 6 ]したがって、左側のビューは左側に、上面のビューは上面に配置され、3Dオブジェクトの前面に最も近い特徴は、図面では正面図に最も近く表示されます。第三角投影は主に米国とカナダで使用されており、ASME規格ASME Y14.3Mに準拠したデフォルトの投影システムです。
19世紀後半まで、北米でもヨーロッパでも第一角投影法が標準でした。[ 7 ] [ 8 ]しかし、1890年代頃には、第三角投影法が北米のエンジニアリングおよび製造業のコミュニティ全体に広まり、広く採用される慣例となり、[ 7 ] [ 8 ] 1950年代にはASA標準となりました。[ 8 ]第一次世界大戦頃、イギリスでは両方の投影法が頻繁に混在して使用されていました。[ 7 ]
上記のように、どの面が前面、背面、上部、下部を構成するかは、使用する投影方法によって異なります。
必ずしもすべての図が使用されるわけではありません。[ 9 ]一般的に、必要な情報をすべて明確かつ効率的に伝えるために必要な数の図のみが使用されます。[ 10 ]正面図、上面図、右側面図は、一般的にデフォルトで含まれる図の中核グループと考えられていますが、[ 11 ]特定の設計のニーズに応じて、任意の図の組み合わせを使用できます。6つの主要図（正面図、背面図、上面図、底面図、右側面図、左側面図）に加えて、部品の定義とその伝達の目的に役立つ補助図や断面図を含めることができます。図線または断面線（「AA」、「BB」などの矢印が付いた線）は、見る方向や切断する位置を定義します。場合によっては、読者に図面のどの領域に図や断面があるかを示す注記が付けられます。
補助ビュー
補助ビューは、6 つの主要ビュー以外の任意の平面に投影される正投影ビューです。[ 12 ]これらのビューは通常、オブジェクトに何らかの傾斜面が含まれている場合に使用されます。補助ビューを使用すると、その傾斜面 (およびその他の重要なフィーチャ) を実際のサイズと形状で投影できます。設計図内のフィーチャの実際のサイズと形状は、視線 (LOS) が参照されている平面に垂直である場合にのみわかります。3 次元オブジェクトのように表示されます。補助ビューは、軸測投影を使用する傾向があります。単独で存在する場合、補助ビューはピクトリアルと呼ばれることもあります。
等角投影
等角投影は、物体の各軸に沿った縮尺が等しい角度から物体を投影します。等角投影は、正投影図から始めて、物体を垂直軸を中心に±45°回転させ、続いて水平軸を中心に約±35.264°（= arcsin(tan(30°))）回転させます。「等角投影」はギリシャ語で「同じ大きさ」を意味します。等角投影図の魅力の一つは、コンパスと定規だけで60°の角度を簡単に作図できることです。
等角投影図は軸測投影図の一種です。軸測投影図の他の2つの種類は以下のとおりです。
斜投影
斜投影は、 3 次元のオブジェクトの 絵画的な 2 次元画像を作成するために使用される単純なタイプのグラフィカル投影です。
- 交差する平行光線（プロジェクター）によって画像を投影する
- ３次元のソースオブジェクトから描画面（投影面）を作成します。
斜投影と正投影の両方において、ソース オブジェクトの平行線は、投影された画像でも平行線を生成します。
透視投影
遠近法とは、目で見たイメージを平面上に近似的に表現することです。遠近法の最も特徴的な点は、物体が次のように描かれることです。
- 観察者からの距離が遠くなるにつれて小さくなる
- 短縮: 視線に沿った物体のサイズは、視線を横切る寸法よりも相対的に短くなります。
断面図
投影図（補助図またはマルチビュー）は、指定された切断面に沿ってソースオブジェクトの断面を表示します。これらのビューは、通常の投影図や隠線よりも明瞭に内部フィーチャを示すためによく使用され、隠線の数を減らすのにも役立ちます。組立図では、ハードウェアコンポーネント（ナット、ネジ、ワッシャーなど）は通常、断面表示されません。断面図は、オブジェクトの半側面図です。
規模
図面は通常「縮尺図」と呼ばれ、場所や物体の実際の大きさに対する特定の比率で描かれることを意味します。セット内の図面によっては、異なる縮尺が使用される場合があります。例えば、平面図は1:50（1:48または1 ⁄ 4インチ = 1′ 0″）で描かれるのに対し、詳細図は1:25（1:24または1 ⁄ 2インチ = 1′ 0″）で描かれる場合があります。敷地図は1:200または1:100で描かれることが多いです。
縮尺は、設計図の使用において微妙な問題です。一方で、設計図は標準化され、数学的に確実な投影法と規則を用いて投影されるというのが、設計図の一般原則です。そのため、設計図では、サイズ、形状、形態、要素間のアスペクト比などを正確に描写するために多大な努力が払われます。しかし一方で、こうした努力と意図とはほぼ正反対の、設計図の一般原則があります。それは、ラベルのない寸法を推測するために図面の縮尺を変更してはならないという原則です。この厳格な警告は、図面のタイトルブロックに「図面の縮尺を変更しないでください」という定型的な注意書きとして記載されることが多く、図面上でもしばしば繰り返されます。
これら2つのほぼ相反する原則が共存できる理由は次のとおりです。第一の原則、すなわち図面は慎重かつ正確に作成されるという原則は、設計図が存在する理由そのもの、すなわち部品の定義と受入れ基準（「正しく作成された場合の部品の外観」を含む）を効果的に伝達するという目的に合致しています。この目的の達成こそが、縮尺を調整して正確な寸法を取得できる図面を作成する鍵となります。そのため、寸法が必要なのに寸法ラベルが付いていない場合に、縮尺を調整したいという強い誘惑に駆られるのです。第二の原則、すなわち図面の縮尺調整は通常は有効ですが、それでも決して行うべきではないという原則は、設計意図を判断する権限が誰にあるかを明確にすることや、そもそも縮尺通りに描かれていない図面（通常は「縮尺不一致図面」または「縮尺：NTS」と表記されます）の誤った縮尺変更を防ぐなど、いくつかの目的に合致しています。ユーザーが図面の拡大縮小を禁止されている場合、(拡大縮小によって求められる答えを得るために) ユーザーはエンジニアに頼らなければならず、本来正確に拡大縮小できないものを誤って拡大縮小することは決してありません。
しかし、 CADとMBD時代の到来は、ある意味で、数十年前に形成されたこれらの前提に疑問を投げかけています。部品定義がソリッドモデルを介して数学的に定義される場合、「図面の拡大縮小」に直接相当する、モデルを調査できないという主張は、ばかげたものになります。なぜなら、部品定義がこのように定義される場合、図面やモデルが「縮尺どおりではない」ということはあり得ないからです。2Dの鉛筆画は、ラベル付けされた寸法のみが使用され、ユーザーによる図面の拡大縮小が行われない限り、不正確に短縮され、歪められ（したがって縮尺どおりではない）、それでも完全に有効な部品定義となります。これは、図面とラベルが伝えるものが、実際には求められているものの真の複製ではなく、象徴であるためです。 (たとえば、明らかに円形ではない穴のスケッチでも、ラベルに「直径 10mm」と記載されていれば、その部品は真の円形穴を持つものとして正確に定義されます。なぜなら、「直径」は暗黙的ながらも客観的に、斜めに描かれた円が完全な円を表す記号であることをユーザーに伝えるからです。) しかし、数学モデル (基本的にはベクター グラフィック) が部品の正式な定義であると宣言されている場合は、「図面の拡大縮小」はいくらでも意味を持ちます。意図したものが描写(モデル化) されていないという意味で、モデルにエラーが存在する可能性はありますが、「縮尺どおりではない」タイプのエラーは存在しません。数学的ベクトルと曲線は部品の特徴の複製であり、記号ではないためです。
2D図面を扱う場合でも、印刷物に記載されている縮尺率に注意を払ったり、その正確さを頼りにしていた時代から、製造業の世界は大きく変わりました。かつては、印刷物はプロッタで正確な縮尺率で出力され、図面のタイトルブロックの「縮尺」欄に「1:2」と記載されていれば、図面上の15mmの線が30mmの部品寸法に対応していることをユーザーは知ることができました。しかし、今ではデスクトップ印刷が普及し、元の図面や縮尺付きの印刷物をスキャナでスキャンしてPDFファイルとして保存し、ユーザーが都合の良い倍率（「用紙サイズに合わせる」など）で印刷する時代になりました。そのため、ユーザーはタイトルブロックの「縮尺」欄に記載されている縮尺率をほとんど気にしなくなりました。「図面の縮尺を合わせない」というルールの下では、そもそも縮尺率はそれほど重要ではありませんでした。
寸法を表示
必要なフィーチャのサイズは寸法線を用いて表現されます。距離は、線形寸法線と縦座標寸法線という2つの標準化された寸法線形式のいずれかで示されます。
- 長さ寸法では、2つの形状間の距離で間隔を空けた2本の平行線（「寸法補助線」と呼ばれる）が、それぞれの形状に表示されます。寸法補助線に垂直な線（「寸法線」と呼ばれる）は、両端に矢印が付き、2つの形状補助線の間に表示され、2つの形状補助線で終わります。距離は、寸法線の中点（隣接する点、または寸法線のために設けられる間隔）に数値で示されます。
- 縦座標寸法では、水平方向と垂直方向の延長線がそれぞれ1本ずつ、ビュー全体の原点となります。原点は、これらの延長線の両端にゼロを配置することで示されます。X軸とY軸に沿った他のフィーチャまでの距離は、別の延長線で指定され、その両端に数値で距離が示されます。
円形フィーチャのサイズは、直径寸法または半径寸法のいずれかを使用して示されます。半径寸法では、「R」の後に半径の値が続きます。直径寸法では、直径記号と呼ばれる前傾した斜めの線が入った円と、それに続く直径の値が続きます。リーダーと呼ばれる、円形フィーチャを指す放射状に揃った矢印付きの線は、直径寸法と半径寸法の両方で使用されます。すべての種類の寸法は通常、フィーチャの「理想的な」サイズである公称値と、公称値の上下の許容値を指定する 許容差の 2 つの部分で構成されます。
- 幾何寸法と公差は、オブジェクトの機能的な幾何学を指定する方法です。
図面のサイズ
図面のサイズは通常、ISO (世界標準) またはANSI/ASME Y14.1 (米国) の 2 つの異なる規格のいずれかに準拠します。
メートル法の図面サイズは、国際用紙サイズに対応しています。これらは、コピーが安価になった20世紀後半にさらに改良されました。設計図面は簡単に2倍 (または半分) に拡大でき、スペースを無駄にすることなく、次の大きい (または小さい) サイズの紙に印刷できました。また、メートル法のテクニカルペンは、ペン幅を約2 の平方根で変更することで詳細や製図の変更を追加できるようにサイズが選択されました。ペンのフルセットのペン先サイズは次のようになります。0.13、0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.5、2.0 mm。ただし、国際標準化機構 (ISO) は4種類のペン幅を規定し、それぞれに0.25 (白)、0.35 (黄)、0.5 (茶)、0.7 (青) のカラーコードを設定しました。これらのペン先は、さまざまなテキスト文字の高さと ISO 用紙サイズに関連する線を生成しました。
すべてのISO用紙サイズは、同じアスペクト比（1/2の平方根）を持っています。つまり、特定のサイズに合わせて作成された文書は、他のサイズに拡大または縮小しても、完全に収まります。このようにサイズを簡単に変更できるため、特定の文書を異なるサイズの用紙にコピーまたは印刷することは、特に一連の文書においては一般的です。例えば、A3サイズの図面をA2サイズに拡大または縮小したり、A4サイズに縮小したりすることができます。
米国慣習の「Aサイズ」は「レター」サイズに相当し、「Bサイズ」は「レジャー」または「タブロイド」サイズに相当します。かつてはイギリスにも用紙サイズがあり、英数字ではなく名称で呼ばれていました。
アメリカ機械学会(ASME) ANSI/ASME Y14.1、Y14.2、Y14.3、および Y14.5 は、米国で一般的に参照される規格です。
テクニカルレタリング
テクニカルレタリングは、技術図面で文字、数字、その他の文字を形成するプロセスです。対象物を説明したり、詳細な仕様を示すために使用されます。読みやすさと統一性を目的として、スタイルは標準化されており、レタリング能力は通常の筆記能力とはほとんど関係がありません。エンジニアリング図面では、短いストロークの連続で形成されるゴシック サンセリフスクリプトが使用されます。ほとんどの機械図面では、小文字が使用されることはほとんどありません。ISO レタリング テンプレートは、テクニカル ペンや鉛筆で使用し、ISO 用紙サイズに合わせて設計されており、国際標準のレタリング文字を作成します。ストロークの太さは文字の高さに関係します (たとえば、高さ 2.5 mm の文字のストロークの太さ (ペン先のサイズ) は 0.25 mm になり、3.5 では 0.35 mm のペンが使用されます)。 ISO 文字セット (フォント) には、セリフ付きの 1 文字、バー付きの 7 文字、開いた 4 文字、6 文字、9 文字、丸い先端の 3 文字があり、これにより、たとえば A0 図面が A1 または A3 に縮小されたとき (さらに拡大したり、複製、FAX、マイクロフィルム化などを行ったりしたとき) の可読性が向上します。CAD 図面が、特に AutoCAD などの米国のソフトウェアを使用するようになったときには、この ISO 標準フォントに最も近いフォントは Romantic Simplex (RomanS) でした。これは、手動で調整された幅係数 (オーバーライド) を持つ独自の shx フォントで、製図板の ISO 文字にできるだけ近くなるようにしました。ただし、閉じた 4 文字、弧状の 6 文字と 9 文字では、romans.shx 書体は縮小すると読みにくくなる可能性があります。最近のソフトウェア パッケージのバージョンでは、TrueTypeフォント ISOCPEUR が元の製図板の文字ステンシル スタイルを確実に再現しますが、多くの図面は広く使用されている Arial.ttf に切り替えられています。
従来部品（領域）
タイトルブロック
すべての設計図にはタイトルブロックが必要です。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
タイトル ブロック (T/B、TB) は、次のような図面に関する ヘッダータイプの情報を伝達する図面の領域です。
- 図面タイトル（タイトルブロックの名称の由来）
- 図面番号
- 部品番号
- 設計活動の名称（法人、官公庁等）
- 設計活動の識別コード（ CAGEコードなど）
- 設計活動の住所（市、州/県、国など）
- 図面の測定単位（インチ、ミリメートルなど）
- 許容差が指定されていない寸法吹き出しのデフォルトの許容差
- 一般的な仕様の定型的なコールアウト
- 知的財産権に関する警告
ISO 7200は、タイトルブロックで使用されるデータフィールドを規定しています。8つの必須データフィールドが標準化されています。[ 16 ]
- タイトル（タイトルブロックという名前が由来）
- 作成者 (起草者名)
- 承認者
- 法定所有者（会社名または組織名）
- 文書の種類
- 図面番号（この文書のすべてのシートで同じ、組織の技術文書ごとに固有）
- シート番号とシート数（例：「シート 5/7」）
- 発行日（図面が作成された日）
タイトル ブロックの従来の位置は、右下 (最も一般的)、または右上または中央です。
リビジョンブロック
リビジョン ブロック (rev ブロック) は、図面のリビジョン (バージョン) を表形式でリストしたもので、リビジョン管理を文書化します。
リビジョン ブロックの従来の位置は、右上 (最も一般的) または何らかの形でタイトル ブロックに隣接しています。
次回の集会
次のアセンブリブロック（「使用箇所」または「有効性ブロック」とも呼ばれる）は、現在の図面上の製品が使用されている上位アセンブリのリストです。このブロックは通常、タイトルブロックの隣に表示されます。
メモリスト
注記リストは、図面のユーザーへの注記として、図面のフィールド内の吹き出しでは伝えられなかった情報を提供します。注記リストには、一般的な注記、フラグノート、またはその両方が含まれる場合があります。
メモ リストの従来の位置は、図面のフィールドの端に沿った任意の場所です。
一般的な注意事項
一般注記 (G/N、GN) は、特定の部品番号や特定の表面や機能にのみ適用されるのではなく、図面の内容に一般に適用されます。
フラグノート
フラグノートまたはフラグノート（FL、F/N）は、フラグ付きのコールアウトが指す箇所（特定の面、フィーチャ、部品番号など）にのみ適用される注釈です。通常、コールアウトにはフラグアイコンが含まれます。一部の企業では、このような注釈を「デルタノート」と呼んでおり、注釈番号は三角形の記号（大文字のデルタ（Δ）に似ています）で囲まれています。「FL5」（フラグノート5）や「D5」（デルタノート5）は、 ASCIIのみのコンテキストでよく使われる略語です。
図面の分野
図面フィールド（F/D、FD）は、タイトルブロック、リビジョンブロック、P/Lなどを除いた図面本体または主要領域です。
材料リスト、部品表、部品リスト
材料リスト（L/M、LM、LoM）、部品表（B/M、BM、BoM）、または部品リスト（P/L、PL）は、部品の製造に使用される材料と、アセンブリの製造に使用される部品を記載した（通常は表形式の）リストです。部品番号ごとに、熱処理、仕上げ、その他の工程に関する指示が含まれる場合があります。このようなLoMまたはPLは、図面とは別の文書である場合もあります。
LoM/BoM の従来の場所は、タイトル ブロックの上、または別のドキュメント内です。
パラメータ表
一部の図面では、寸法をパラメータ名 (つまり、「A」、「B」、「C」などの変数) で呼び出し、各部品番号のパラメータ値の行を表にまとめます。
パラメータ テーブルが使用される場合の従来の位置は、図面のフィールドの端の近く、つまりタイトル ブロックの近くか、フィールドの端に沿った他の場所になります。
ビューとセクション
各ビューまたは断面図は、図面の視野の連続した部分を占める、独立した投影図のセットです。通常、ビューと断面図は、視野内の特定の領域への相互参照とともに示されます。
ゾーン
図面は多くの場合、英数字のグリッドによってゾーンに分割され、余白に沿ってゾーンラベルが付けられます。例えば、側面にはA、B、C、D、上部と下部には1、2、3、4、5、6などが付けられます。[ 17 ] ゾーン名は、例えばA5、D2、B1などです。この特徴により、図面の特定の領域に関する議論や参照が非常に容易になります。
略語と記号
多くの技術分野と同様に、20世紀から21世紀にかけて、工学図面においても多種多様な略語や記号が開発されました。例えば、冷間圧延鋼はCRSと略されることが多く、直径はDIA、D、または⌀と略されることが多いです。
ほとんどのエンジニアリング図面は言語に依存しません。つまり、単語はタイトルブロックに限定され、他の部分では単語の代わりに記号が使用されます。[ 18 ]
製造・機械加工におけるコンピュータ生成図面の登場により、多くの記号が一般的に使用されなくなりました。これは、ASMEやANSI規格などの標準的な教材や管理文書では容易に参照できない、難解な要素を含む古い手書き文書を解釈する際に問題となります。例えば、ASME Y14.5M 1994では、古いアメリカ海軍の図面や第二次世界大戦当時の航空機製造図面に含まれる重要な情報を伝えるいくつかの要素が除外されています。一部の記号の意図や意味を調べるのは困難な場合があります。
例
こちらはエンジニアリング図面の例です（同じオブジェクトのアイソメ図は上記に示されています）。分かりやすくするために、線の種類ごとに色分けされています。
- 黒 = オブジェクト線とハッチング
- 赤 = 隠線
- 青 = ピースまたは開口部の中心線
- マゼンタ = 仮想線または切断面線
断面図は右側の例のように矢印の方向で示されます。
法的文書
設計図面は、アイデアを現実のものにするためにリソースを費やす人々に「何が求められているか」に関する必要な情報をすべて伝えるため、法的文書（つまり、法的手段）です。したがって、図面は契約の一部であり、発注書と図面、そして付随文書（設計変更指示書（ECO）、仕様書）が契約を構成します。したがって、結果として得られた製品に誤りがあった場合、作業員または製造者は、図面で伝えられた指示を忠実に実行した限り、責任を負わされません。もしその指示に誤りがあった場合、それはエンジニアの責任となります。製造と建設は通常、非常に費用のかかるプロセス（多額の資本と人件費を含む）であるため、誤りに対する責任の問題は法的意味合いを持ちます。
モデルベース定義（MBD/DPD）との関係
何世紀にもわたり、設計から製造へ情報を伝達する唯一の方法は、設計図でした。ここ数十年で、モデルベース定義(MBD) またはデジタル製品定義 (DPD) と呼ばれる別の方法が登場しました。MBD では、CAD ソフトウェア アプリによってキャプチャされた情報が自動的に CAM アプリ (コンピューター支援製造) に送られ、そこで (後処理アプリの有無にかかわらず) G コードなどの他の言語でコードが作成され、CNC 工作機械 (コンピューター数値制御)、3D プリンター、または (増えている) 両方を使用するハイブリッド工作機械で実行されます。したがって、今日では、情報が設計者の頭の中から製造されたコンポーネントへと、設計図でコード化されることなく伝わることがよくあります。MBD では、図面ではなくデータセットが法的文書となります。 「技術データ パッケージ」(TDP) という用語は現在、設計から製造まで情報を伝達する完全な情報パッケージ(さまざまな媒体で提供) (3D モデル データセット、エンジニアリング図面、エンジニアリング変更指示 (ECO)、仕様の改訂や追加など) を指すために使用されます。
製造には、CAD/CAMプログラマー、CNCセットアップ作業員、CNCオペレーターに加え、品質保証担当者（検査員）や物流担当者（資材管理、出荷・受領、フロントオフィス業務）といった人材も必要です。これらの作業員は、業務の過程でMBDデータセットから作成された図面を使用することがよくあります。適切な手順が踏まれている場合、明確な手順が常に文書化されており、図面を見る際には、その図面が基準文書ではない（MBDデータセットが基準文書であるため）という注記が図面に記されています。このような場合、図面は依然として有用な文書ですが、法的には「参考用」と分類されているため、何らかの論争や食い違いが生じた場合、図面ではなくMBDデータセットが基準となります。
参照
参考文献
- ^ a b M. マイトラ、ギティン (2000)。実用的な工学図面。 4835/24、Ansari Road、Daryaganj、ニューデリー - 110002: New Age International (P) Limited、出版社。pp . 2–5、183.ISBN 81-224-1176-2。
{{cite book}}: CS1 maint: location (link) - ^ 「Five Flute - 現代のハードウェアチームのためのエンジニアリング設計レビュープラットフォーム」 www.fiveflute.com . 2024年11月16日閲覧。
- ^ 「エンジニアリング図面/技術図面」 . Excedify - エンジニアリングオンラインコース. 2024年11月16日閲覧。
- ^ 「寸法記入の原則」エンジニアリングデザイン. 2024年11月16日閲覧。
- ^ Klopotic, Cory. 「正確なエンジニアリング図面が製造プロセスに不可欠な3つの理由」 www.mcl.bz . 2024年11月16日閲覧。
- ^フレンチ＆ヴィアック 1953、99～105ページ
- ^ a b cフランス語 1918年、78ページ。
- ^ a b cフレンチ＆ヴィアック 1953年、111～114頁
- ^フレンチ＆ヴィアック 1953、97～114ページ
- ^フレンチ＆ヴィアック 1953年、108～111ページ
- ^ French & Vierck 1953、102ページ。
- ^ Bertoline, Gary R.エンジニアのためのグラフィックスコミュニケーション入門（第4版）ニューヨーク、ニューヨーク、2009
- ^ 米国海軍人事局. 「エンジニアリング・エイド1&C」 . 1969年. 188ページ.
- ^ Andres M. Embuido. 「エンジニアリングエイド 1 & C」 1988年、p. 7-10.
- ^「ミシシッピ川上流地域における農場計画者のための工学ハンドブック」 1953年、2-5ページ。
- ^ ファルハド・ゴラニ。 「タイトルブロック」。 2015年。
- ^ ポール・マンフォード。 「技術図面標準：グリッド参照フレーム」。
- ^ ブライアン・グリフィス著 「製造のためのエンジニアリング図面」 2002年、p.1およびp.13。
- ^ ASME AED-1 航空宇宙および先進エンジニアリング図面。
参考文献
- French, Thomas E. (1918)、「学生と製図工のためのエンジニアリング製図マニュアル（第2版）」、ニューヨーク、ニューヨーク、米国：McGraw-Hill、LCCN 30018430。 :エンジニアリング図面（書籍）
- French, Thomas E.; Vierck, Charles J. (1953)、「学生と製図工のためのエンジニアリング製図マニュアル（第8版）」、ニューヨーク、ニューヨーク、米国：McGraw-Hill、LCCN 52013455。 :エンジニアリング図面（書籍）
- Rolt, LTC (1957)、「Isambard Kingdom Brunel : A Biography」、Longmans Green、LCCN 57003475。
さらに読む
- Basant Agrawal、CM Agrawal (2013). 『エンジニアリング図面』第2版、McGraw Hill Education India Pvt. Ltd.、ニューデリー. [1]
- ペイジ・デイビス、カレン・ルネ・ジュノー（2000年）。エンジニアリング図面
- David A. Madsen、Karen Schertz（2001）『エンジニアリング・ドローイング＆デザイン』Delmar Thomson Learning. [2]
- Cecil Howard Jensen、Jay D. Helsel、Donald D. Voisinet AutoCAD を使用したコンピューター支援エンジニアリング図面。
- ウォーレン・ジェイコブ・ルザダー（1959年）『技術系学生と専門家のための工学製図の基礎』
- MA Parker、F. Pickup (1990) 「エンジニアリング図面と実例」。
- コリン・H・シモンズ、デニス・E・マグワイア著『エンジニアリング製図マニュアル』エルゼビア。
- セシル・ハワード・ジェンセン（2001年）『エンジニアリング図面の解釈』
- B. レイトン・ウェルマン (1948). 『技術的記述幾何学』 . マグロウヒル・ブック・カンパニー.
外部リンク
