JP2002108950A - 機械要素性能指標情報提供方法及びシステム並びに機械要素選択支援方法及びシステム - Google Patents
機械要素性能指標情報提供方法及びシステム並びに機械要素選択支援方法及びシステムInfo
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Abstract
ることができる機械要素性能指標情報提供方法及びシス
テムを提供する。 【解決手段】情報提供プログラムを実行すると、表示部
に入力画面が表示される(ステップ101)。表示部に
特定の名番を入力し(ステップ103)、1又は複数の
軸受性能指標を選択する(ステップ107)。軸受性能
指標が選択されると、軸受の性能指標に応じて必要とな
る軸受の使用条件を入力する。次いで、選択された軸受
性能に対応する性能計算プログラムを起動し(ステップ
110−1、110−2、…)、得られた計算結果を同
時に表示する。
Description
いて機械要素、特に転がり軸受(以下、単に軸受と記
す。)の性能指標値を予測し、出力する機械要素性能指
標情報提供方法及びシステム並びに機械要素選択支援方
法及びシステムに関する。
は、機械装置に使用する機械要素の性能を知ることが必
要である。例えば軸受の性能を表す指標として、疲れ寿
命、グリース寿命、トルク、軸受温度、許容アキシアル
荷重等があるが、機械装置の設計には、通常複数の性能
指標を考慮する必要がある。これらの性能指標は、軸受
の寸法その他の諸元データ及び使用条件データに基づ
き、それぞれ所定の計算式により予測計算することが知
られており、そのためのコンピュータソフトウェアも提
供されている。
装置の設計条件に応じた機械要素の性能指標値を得るた
めには、個別に必要な予測計算ソフトウェアを起動する
必要があり、複数の性能指標を同時に得ることができな
かった。
械要素を選択する場合には、まず、機械要素の名番を選
定し、個別に性能指標値を計算して、許容値を満たすか
どうかを判断する必要があった。
標値を同時に得ることができる機械要素性能指標情報提
供方法及びシステムを提供することを目的とする。
械要素を迅速に選択することができる機械要素選択支援
方法及びシステムを提供することを目的とする。
用いて機械要素の性能指標値を計算し、出力する機械要
素性能指標情報提供方法は、機械要素名番の選定入力が
あったとき、入力された機械要素について計算可能な複
数の性能指標候補を提示して、計算すべき1又は複数の
性能指標の選択を促し、前記選択された性能指標の計算
に必要な前記機械要素の使用条件を提示して、使用条件
データの入力を促し、機械要素の寸法諸元データベース
から、前記選定された機械要素の寸法諸元データを抽出
し、前記入力された使用条件データ及び前記抽出した寸
法諸元データを用いて前記選択された性能指標について
性能指標値を計算し、前記選択された性能指標の計算結
果を同時に表示するものである。
名番データを直接入力、機械要素カタログからの選択、
寸法情報に基づく候補名番の選択のいずれを用いてもよ
い。
に接続されたサーバを含んでおり、前記ネットワークに
接続された端末に対して必要な入力を促し、性能指標の
計算結果を出力するものである。
選択を支援する機械要素選択支援方法は、機械要素の品
種、使用条件及び性能指標の許容値の入力があったと
き、機械要素の寸法諸元データベースから、前記選定さ
れた品種の機械要素の複数の名番について寸法諸元デー
タを抽出し、前記入力された使用条件データ及び前記抽
出した寸法諸元データを用い、前記許容値が入力された
性能指標について性能指標値を計算し、前記計算された
性能指標値と前記許容値とを比較して、前記許容値を満
たす名番を候補として表示するものである。さらに、前
記候補のCADデータを含む電子データを出力するもの
である。
した性能指標値を合わせて表示するものである。
れた名番の機械要素について、前記寸法諸元データベー
スから主要寸法を抽出して表示するものである。
に接続されたサーバを含んでおり、前記ネットワークに
接続された端末に対して必要な入力を促し、選択支援情
報を出力するものである。
算し、出力する機械要素性能指標情報提供システムは、
入力部と、表示部と、機械要素の寸法諸元データベース
と、演算制御部とを有し、前記演算制御部は、前記入力
部から機械要素名番の選定入力があったとき、入力され
た機械要素について計算可能な複数の性能指標候補を前
記表示部に提示して、計算すべき1又は複数の性能指標
の選択を促し、 前記入力部からの入力によって選択さ
れた性能指標の計算に必要な前記機械要素の使用条件を
前記表示部に提示して、使用条件データの入力を促し、
前記寸法諸元データベースから、前記選定された機械要
素の寸法諸元データを抽出し、前記入力部から入力され
た使用条件データ及び前記抽出した寸法諸元データを用
いて前記選択された性能指標について性能指標値を計算
し、前記選択された性能指標の計算結果を同時に前記表
示部に表示するものである。
名番データを直接入力、機械要素カタログからの選択、
寸法情報に基づく候補名番の選択のいずれを用いてもよ
い。
接続されたサーバに設けられ、前記入力部及び前記表示
部は、前記ネットワークに接続された端末に設けられる
ものである。
素選択支援システムは、入力部と、表示部と、機械要素
の寸法諸元データベースと、演算制御部とを有し、前記
演算制御部は、前記入力部から機械要素の品種、使用条
件及び性能指標の許容値の入力があったとき、前記寸法
諸元データベースから、入力された品種の機械要素の複
数の名番について寸法諸元データを抽出し、前記入力さ
れた使用条件データ及び前記抽出した寸法諸元データを
用い、前記許容値が入力された性能指標について性能指
標値を計算し、前記計算された性能指標値と前記許容値
とを比較して、前記許容値を満たす名番を候補として前
記表示部に表示するものである。
して、前記計算した性能指標値を合わせて表示するもの
である。
た候補の内から前記入力部によって選択された名番の機
械要素について、前記寸法諸元データベースから主要寸
法を抽出して前記表示部に表示するものである。
接続されたサーバに設けられ、前記入力部及び前記表示
部は、前記ネットワークに接続された端末に設けられる
ものである。
素の性能指標値を計算し、出力する機械要素性能指標情
報提供サーバは、演算制御部を有すると共に、機械要素
の寸法諸元データベースにアクセス可能であり、前記演
算制御部は、前記ネットワークに接続された端末から機
械要素名番の選定入力があったとき、入力された機械要
素について計算可能な複数の性能指標候補を前記端末に
提示して、計算すべき1又は複数の性能指標の選択を促
し、前記端末からの入力によって選択された性能指標の
計算に必要な前記機械要素の使用条件を前記端末に提示
して、使用条件データの入力を促し、前記寸法諸元デー
タベースから、前記選定された機械要素の寸法諸元デー
タを抽出し、前記端末から入力された使用条件データ及
び前記抽出した寸法諸元データを用いて前記選択された
性能指標について性能指標値を計算し、前記選択された
すべての性能指標の計算結果表示データを前記端末に同
時に送信するものである。
名番データを直接入力、機械要素カタログからの選択、
寸法情報に基づく候補名番の選択のいずれを用いてもよ
い。
素の選択を支援する機械要素選択支援サーバは、演算制
御部を有すると共に、機械要素の寸法諸元データベース
にアクセス可能であり、前記演算制御部は、前記ネット
ワークに接続された端末から機械要素の品種、使用条件
及び性能指標の許容値の入力があったとき、前記寸法諸
元データベースから、入力された品種の機械要素の複数
の名番について寸法諸元データを抽出し、前記入力され
た使用条件データ及び前記抽出した寸法諸元データを用
い、前記許容値が入力された性能指標について性能指標
値を計算し、前記計算された性能指標値と前記許容値と
を比較して、前記許容値を満たす名番を候補として前記
端末に出力するものである。
して、前記計算した性能指標値を合わせて表示するもの
である。
た候補の内から前記入力部によって選択された名番の機
械要素について、前記寸法諸元データベースから主要寸
法を抽出して前記表示部に表示するものである。
明の実施の形態について、図1から図10を用いて説明
する。第1の実施の形態は、特定の名番の機械要素の指
定された1又は複数の性能指標について、指定された使
用条件における性能指標値を計算出力するものである。
ク図である。図1のシステムは、演算制御部1、入力部
2、表示部3、データベース4を有する。入力部2は、
本システムを動作させるのに必要な情報を入力するもの
であり、キーボード、マウス等を利用することができ
る。表示部2は、入力部2からの各種データ入力を支援
する情報を表示すると共に、本システムによって取得さ
れる機械要素の性能指標値を表示する。演算制御部1
は、本システム全体の動作を制御すると共に、指定され
た機械要素の指定された性能指標値を計算するものであ
り、記憶部6と、記憶部6に記憶されたプログラムを実
行するプロセッサ5を主体に構成される。記憶部6に
は、性能指標情報提供処理全体を制御する情報提供プロ
グラム及び情報提供プログラム実行に必要な各種データ
と、機械要素の複数の性能指標を計算する複数の性能計
算プログラムが、少なくとも記憶される。データベース
4は、少なくとも、性能指標の計算することが可能な機
械要素の寸法データ及び諸元データを保持している。寸
法-データと諸元データは、同一のデータベースとして
構成しても別のデータベースとして構成してもよい。諸
元データは、機械要素のカタログ等に記載されない各種
データであり、例えば円筒ころ軸受では、ピッチ円径、
ころ径、ころ数、有効接触長等のデータである。
タを用いて構成する場合、データベース4と、記憶部6
に記憶される情報提供プログラム、各種データ及び性能
計算プログラムを、CD−ROM等の記録媒体によって
提供し、情報提供プログラム、各種データ及び性能計算
プログラムを記憶部6に記憶させる構成とするのが好適
である。
テムを構成する場合は、ネットワークに接続されたサー
バに、演算制御部1の機能を持たせると共に、サーバ内
又はサーバからアクセス可能な他のコンピュータ内にデ
ータベースを設け、入力部2及び表示部3は、ネットワ
ークに接続された端末の入力手段及び表示手段を利用す
る。
素の性能指標値を計算するときの動作フローを示したも
のである。この例では、機械要素を軸受とし、スタンド
アローンコンピュータを用いるものとして説明する。
し、情報提供プログラムを実行すると、表示部3に入力
画面が表示される(ステップ101)。入力画面は、図
3に示されるように、軸受名番入力領域11、計算実行
指示ボタン12、キャンセルボタン13、性能計算メニ
ュー領域14、使用条件入力領域15を有するが、シス
テム起動時は、軸受名番入力領域11、キャンセルボタ
ン13のみが入力可能となっている。
場合は、軸受名番入力領域11にその軸受の名番を入力
する。名番入力は、キーボードにより直接入力してもよ
いし、カタログ選択ボタン16が押されたかどうかを判
断し(ステップ102)、押された場合には、電子カタ
ログを起動してカタログを表示させ、特定の名番を選択
して入力してもよい(ステップ103)。電子カタログ
は、データベース4に記憶しておいてもよいし、寸法デ
ータベースとデータを共有してもよい。名番が入力され
ると、寸法諸元データベース4を検索して(ステップ1
05)、入力された名番の軸受の寸法、諸元を得る(ス
テップ106)。
領域14に入力可能となっており、1又は複数の軸受性
能指標を選択することができる(ステップ107)。選
択可能な性能指標が、軸受の名番によって異なる場合
は、選択可能な指標のみが入力できるような表示画面と
なる。また、図の指標「疲れ寿命」のように、複数の計
算方法が選択できる場合は、「疲れ寿命」を選択したと
きのみ下位の「ISO」等を選択することができる。
と、選択した軸受の使用条件入力領域15が入力可能と
なる。必要となる使用条件は、軸受の性能指標及び指定
された軸受の名番に応じて異なるので、指定された名番
において選択した性能指標の計算に必要な使用条件のみ
が入力可能となる。どの使用条件領域を入力可能とする
かは、図5に示すようなテーブルを参照して判断する。
図5に示したテーブルは円筒ころ軸受の場合の例であ
り、例えば新寿命計算式「疲れ寿命」の計算には、ラジ
アル荷重、回転数、潤滑油又はグリース粘度、運転温
度、潤滑材の汚染度が必要なことを示している。
後、計算実行ボタン12を押すと、必要な性能計算プロ
グラムを起動する。起動に際しては、必要な寸法諸元デ
ータ及び使用条件データを各性能計算プログラムに対し
て与える。必要な寸法諸元データは、ステップ106で
取得したものの中から必要なものを用いるが、ステップ
109の前に必要な寸法諸元データをデータベース4か
ら取得する手順としてもよい。軸受が円筒ころ軸受の場
合、各性能計算プログラムは、例えば、図6に示される
ような計算式で性能指標を計算したり、図7に示される
ような手順で性能指標としての軸受温度を計算する。あ
るいは、図6の計算式に代え、軸受メーカーで開発され
た内製プログラム(NSKテクニカルジャーナル,N
o.663,1997,P1−11、又はSAE Te
chnical Paper 970586)を用い
て、動トルクを求めてもよい。
2、110−3、110−4、…の内の選択されたもの
は、順不同で実行され、すべての計算が終了すると、情
報提供プログラムに戻り、計算結果を図4に示すような
画面で表示する(ステップ111)。図4の表示画面
は、軸受名番表示領域21、性能計算結果表示領域2
2、再計算ボタン23、終了ボタン24を有する。軸受
名番表示領域21には、ステップ103で入力した名番
が表示され、性能計算結果表示領域22には、ステップ
107で選択した性能指標のみの計算結果が表示され
る。
計算ボタン23を押して(ステップ112で押下判別)
ステップ101に戻り、同様の処理を行う。性能計算処
理を終了する場合には、終了ボタン24を押して(ステ
ップ113で押下判別)、終了する。
は、選択した特定の軸受の性能指標を、複数個同時に表
示させることができるため、軸受の選択が容易になり、
機械設計の迅速化が図れる。
は、軸受の名番の選択が異なる、すなわち情報提供プロ
グラムの名番選択手順が異なるのみで、他の構成は実質
的に同一である。図8に性能指標値を計算するときの動
作フローを示す。
し、情報提供プログラムを実行すると、表示部3に入力
画面が表示される(ステップ201)。入力画面は、図
3に示されるものとほぼ同様であるが、軸受の概略寸法
を入力する寸法入力領域(図示せず)がさらに設けられ
る。
寸法諸元データベース4を検索して(ステップ20
3)、入力寸法に近い寸法の軸受名番を選択し(ステッ
プ204)、主要寸法情報データベース4から取得して
表示部3に表示する(ステップ205)。表示された寸
法が希望にかなっている場合(ステップ206で判断)
は、所定のボタンを押すことにより軸受名番を選択する
(ステップ207)。希望にかなっていないときは、ス
テップ201に戻り、同様の処理を繰り返す。
ス4を検索して(ステップ208)、選択された名番の
軸受の寸法、諸元を得る(ステップ209)。そして、
性能指標計算処理を継続するとき(ステップ210で判
断)は、図2のステップ107に移り、第1の実施の形
態と同様の処理を行う。
は、特定の軸受の選択を概略寸法によって簡単に行なう
ことができる
は、軸受の種類及び寸法データ、使用条件、及び許容性
能指標値を入力することにより、自動的に入力条件を満
足する軸受を抽出するものであり、図1の演算制御部1
の記憶部6には、性能指標情報提供処理全体を制御する
情報提供プログラムに換えて機械要素選択支援プログラ
ム及び機械要素選択支援プログラム実行に必要な各種デ
ータが記憶される。
を示す。機械要素選択支援システムを起動し、機械要素
選択支援プログラムを実行すると、表示部3に入力画面
が表示される(ステップ301)。入力画面は、図10
に示されるように、軸受品種入力領域31、寸法データ
入力領域32、使用条件入力領域33、許容性能指標入
力領域34を有する。この入力画面を利用して軸受品
種、寸法を入力し(ステップ302)、軸受の使用条
件、許容性能指標値を入力する(ステップ303)と、
候補軸受選択処理が実行される(304)。
て寸法データベースを検索して1又は複数の候補軸受名
番を選択し(図8のステップ202、203と同様の処
理による。)、軸受それぞれについて、寸法諸元データ
を取得し、許容性能指標値が入力された1又は複数の性
能指標を計算する。この計算は。図2のステップ10
9、110−1、…等の処理と同様の処理を行うプログ
ラムによって実現できる。そして、得られた性能指標の
組み合わせと許容性能指標入力領域35に入力されたデ
ータとを照合し、許容性能指標入力領域35に入力され
たデータを満足する性能指標の軸受を抽出するものであ
る。なお、データベース内の軸受の代表的性能指標を予
め求めておいて、データベース4に記憶しておき、候補
選択処理304を、データベースの検索によって実現す
ることもできる。
標を、選択候補軸受として表示部3に表示する(ステッ
プ305)。表示された軸受の中に選択可能なものがあ
る場合(判断はステップ306)、一名番を選択する
(ステップ307)。表示された候補の中に選択可能な
ものがない場合、再度、同様の処理を繰り返す。
ス4を検索して、主要寸法を表示し、表示された寸法
が、選択可能でない場合、ステップ305に戻り、再度
候補軸受を表示する。表示された寸法データが選択可能
であれば、CADデータのダウンロード処理に移る。C
ADデータは、2次元あるいは3次元であって、種々の
CADソフトに対応したCADデータを選択できる。
討し、必要ならば図面データベースを検索して(ステッ
プ312)CADデータを得る。そして、ステップ31
4で再検討の必要性を検討し(314)、終了処理を行
う(ステップ315)。
供システム又は機械要素選択支援システムを構成する場
合は、端末からサーバにアクセスし、サーバから端末に
送られる入力画面情報を、端末の表示装置に表示し、入
力したデータをネットワークを介してサーバに送る点を
除くと、基本的にスタンドアローンコンピュータによる
フローと変わらない。
によれば、機械要素の性能を表す複数の指標値を同時に
得ることができ、迅速な設計が可能となる。また、複数
の性能指標の許容値を満たす機械要素を迅速に選択する
ことができる。
件を示すテーブル
一例を示すテーブル
Claims (8)
- 【請求項1】 コンピュータを用いて機械要素の性能指
標値を計算し、出力する機械要素性能指標情報提供方法
であって、 機械要素名番の選定入力があったとき、入力された機械
要素について計算可能な複数の性能指標候補を提示し
て、計算すべき1又は複数の性能指標の選択を促し、 前記選択された性能指標の計算に必要な前記機械要素の
使用条件を提示して、使用条件データの入力を促し、 機械要素の寸法諸元データベースから、前記選定された
機械要素の寸法諸元データを抽出し、 前記入力された使用条件データ及び前記抽出した寸法諸
元データを用いて前記選択された性能指標について性能
指標値を計算し、 前記選択された性能指標の計算結果を同時に表示する機
械要素性能指標情報提供方法。 - 【請求項2】 コンピュータを用いて機械要素の選択を
支援する機械要素選択支援方法であって、 機械要素の品種、使用条件及び性能指標の許容値の入力
があったとき、機械要素の寸法諸元データベースから、
前記選定された品種の機械要素の複数の名番について寸
法諸元データを抽出し、 前記入力された使用条件データ及び前記抽出した寸法諸
元データを用い、前記許容値が入力された性能指標につ
いて性能指標値を計算し、 前記計算された性能指標値と前記許容値とを比較して、
前記許容値を満たす名番を候補として表示する機械要素
選択支援方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の機械要素選択支援方法で
あって、 さらに、前記候補のCADデータを含む電子データを出
力する機械要素選択支援方法。 - 【請求項4】 機械要素の性能指標値を計算し、出力す
る機械要素性能指標情報提供システムであって、 入力部と、 表示部と、 機械要素の寸法諸元データベースと、 演算制御部とを有し、 前記演算制御部は、 前記入力部から機械要素名番の選定入力があったとき、
入力された機械要素について計算可能な複数の性能指標
候補を前記表示部に提示して、計算すべき1又は複数の
性能指標の選択を促し、 前記入力部からの入力によって選択された性能指標の計
算に必要な前記機械要素の使用条件を前記表示部に提示
して、使用条件データの入力を促し、 前記寸法諸元データベースから、前記選定された機械要
素の寸法諸元データを抽出し、 前記入力部から入力された使用条件データ及び前記抽出
した寸法諸元データを用いて前記選択された性能指標に
ついて性能指標値を計算し、 前記選択された性能指標の計算結果を同時に前記表示部
に表示するものである機械要素性能指標情報提供システ
ム。 - 【請求項5】 機械要素の選択を支援する機械要素選択
支援システムであって、 入力部と、 表示部と、 機械要素の寸法諸元データベースと、 演算制御部とを有し、 前記演算制御部は、 前記入力部から機械要素の品種、使用条件及び性能指標
の許容値の入力があったとき、前記寸法諸元データベー
スから、入力された品種の機械要素の複数の名番につい
て寸法諸元データを抽出し、 前記入力された使用条件データ及び前記抽出した寸法諸
元データを用い、前記許容値が入力された性能指標につ
いて性能指標値を計算し、 前記計算された性能指標値と前記許容値とを比較して、
前記許容値を満たす名番を候補として前記表示部に表示
するものである機械要素選択支援システム。 - 【請求項6】 ネットワークに接続され、機械要素の性
能指標値を計算し、出力する機械要素性能指標情報提供
サーバであって、 演算制御部を有すると共に、機械要素の寸法諸元データ
ベースにアクセス可能であり、 前記演算制御部は、 前記ネットワークに接続された端末から機械要素名番の
選定入力があったとき、入力された機械要素について計
算可能な複数の性能指標候補を前記端末に提示して、計
算すべき1又は複数の性能指標の選択を促し、 前記端末からの入力によって選択された性能指標の計算
に必要な前記機械要素の使用条件を前記端末に提示し
て、使用条件データの入力を促し、 前記寸法諸元データベースから、前記選定された機械要
素の寸法諸元データを抽出し、 前記端末から入力された使用条件データ及び前記抽出し
た寸法諸元データを用いて前記選択された性能指標につ
いて性能指標値を計算し、 前記選択されたすべての性能指標の計算結果表示データ
を前記端末に同時に送信するものである機械要素性能指
標情報提供サーバ。 - 【請求項7】 ネットワークに接続され、機械要素の選
択を支援する機械要素選択支援サーバであって、 演算制御部を有すると共に、機械要素の寸法諸元データ
ベースにアクセス可能であり、 前記演算制御部は、 前記ネットワークに接続された端末から機械要素の品
種、使用条件及び性能指標の許容値の入力があったと
き、前記寸法諸元データベースから、入力された品種の
機械要素の複数の名番について寸法諸元データを抽出
し、 前記入力された使用条件データ及び前記抽出した寸法諸
元データを用い、前記許容値が入力された性能指標につ
いて性能指標値を計算し、 前記計算された性能指標値と前記許容値とを比較して、
前記許容値を満たす名番を候補として前記端末に出力す
るものである機械要素選択支援サーバ。 - 【請求項8】 請求項1ないし3のいずれか1項に記載
された手順をコンピュータに実行させるためのプログラ
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