名称 MIRS1004 技術調査002
番号 MIRS1004-TECH-0002

最終更新日:2010.7.11

版数 更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2010.7.11 細越 寛太 細越 寛太 初版
無限軌道により重くなった分を、シャーシの軽量化により解決することが決まったので、軽量化についての技術調査を行った。

目次

  1. 概要
    2.
  2. 素材
    3.
  3. 重量
    4.
  4. まとめ
    5.
  5. 参考文献
    6.
  1. 概要
    2.  シャーシの軽量化の手段として、
    1. 肉抜き
    2. 根本的に素材自体を変える
    が挙げられたが、7/9に牛丸先生から送られてきたメールに、
      標準機のシャーシは基本的に加工してはいけない。ただし、２，３箇所の 穴あけ等、小さな加工については、許可する場合があるので、申し出ること。
    とあったため、肉抜き案は却下され、素材変更案に決定した。

    現段階で挙げられている素材は、以下のとおりである。
    1. 塩化ビニール版（プラ板）
    2. CFRP版
    3. アクリル板


  2. 素材
    3.
      各素材の説明と、長所・短所を以下に示す。

    1. 塩化ビニール版
      一般的な合成樹脂（プラスチック）のひとつ。汎用性が高く安価であるため、様々な用途に用いられている。

      メリット
      1. 軽量である。
      2. 耐水性・耐酸性・耐アルカリ性・耐溶剤性が高い。
      3. 安価である。

      デメリット
      1. 弾性率が低く、変形しやすい。
        ただし、ベネズエラでは家にも使われるそうなので、工夫すれば改善できるかもしれない。要調査。

    2. CFRP板
      繊維強化プラスチックのひとつ。カーボン繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させたもので、アルミニウム合金の後継材料として使用されている。

      メリット
      1. 軽量である。
      2. 塩化ビニール板と同等以上の耐腐食性を誇る。
      3. 金属材料よりも強靭に成りうる。

      デメリット
      1. 衝撃に弱い（炭素繊維が樹脂から剥がれてしまう）。
        この特性から、加工は難しいのかもしれない。要調査。

    3. アクリル板
      合成樹脂のひとつで、透明度が非常に高い。有機ガラスとも呼ばれる。

      メリット
      1. 軽量である。
      2. 加工が容易である。
      3. 耐衝撃性が高い。
      4. 耐候性が高い（紫外線や熱、水による影響を受けにくい）。

      デメリット
      1. 表面硬度が低く、傷が付きやすい。
      2. 高価である。


  3. 重量
    4.  シャーシの軽量化についての調査であるので、各素材の重量を調べた。
    1. アルミ板（標準機のシャーシ）　…　400mm*400mm*5mm で 2.16kg
    2. 塩化ビニール板　…　400mm*400mm*5mm で 1.12kg（49%軽量化）
    3. CFRP板　…　400mm*400mm*5mm で 1.44kg（43%軽量化）
    4. アクリル板　…　400mm*400mm*5mm で 0.95kg（64%軽量化）

      5. アクリル板が挙げられた3つの中では最も軽い素材であることが分かった。


  4. まとめ
    5.
    1. 塩化ビニール板は安価で軽量であるが、シャーシに利用すると強度に問題が出る可能性がある。
    2. 最も頑丈な素材はCFRP板であるが、最も重い素材でもある。
    3. 最も軽い素材はアクリル板であるが、高価である。無限軌道にお金がかかることが予想されるので、高価なものは避けたいところ。

    各素材には素材ごとに重大な問題点があり、今回の調査ではそれらの解決策が見つけられなかったので、どの素材でシャーシを作るかはまだ決められない。

  5. 参考文献
    6.
    1. MIRSMG3D 下段シャーシ製造仕様書
      　　http://www2.denshi.numazu-ct.ac.jp/mirsdoc2/mirsmg3d/mnfc/num0002a/index.html
    2. ポリ塩化ビニル（Wikipedia）
      　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9D%E3%83%AA%E5%A1%A9%E5%8C%96%E3%83%93%E3%83%8B%E3%83%AB
    3. 繊維強化プラスチック（Wikipedia）
      　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B9%8A%E7%B6%AD%E5%BC%B7%E5%8C%96%E3%83%97%E3%83%A9%E3%82%B9%E3%83%81%E3%83%83%E3%82%AF
    4. アクリル樹脂（Wikipedia）
      　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%AB%E6%A8%B9%E8%84%82
    5. アクリル板について教えてください。 透明なガラスと比べて透明なアクリル板のメリ... - Yahoo!知恵袋
      　　http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1342325678
    沼津工業高等専門学校　電子制御工学科