JP4384797B2 - 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータを用いて機械要素、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。
【０００２】
【従来の技術】
機械装置の限界設計や最適設計のためには、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、設計者は、機械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。
【０００４】
また、複数の性能指標の許容値を満たす機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。
【０００５】
本発明は、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。
【０００６】
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンピュータを用いて機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、計算すべき前記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、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行して性能指標値を計算し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標の計算結果とを同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに表示するものである。
【０００８】
前記機械要素名番の選定入力は、機械要素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。
【０００９】
また、前記コンピュータは、ネットワーク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。
【００１４】
本発明の機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行する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、計算すべき前記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複数の性能指標について、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行して性能指標値を計算し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標の計算結果を同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに前記表示部に表示するものである。
【００１５】
前記機械要素名番の選定入力は、機械要素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。
【００１６】
また、前記演算制御部は、ネットワークに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。
【００２１】
本発明のネットワークに接続され、機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、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、かつ機械要素の前記複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行する演算制御部を有し、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、計算すべき前記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複数の性能指標について、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行し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し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標値の計算結果とを同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに表示するものである。
【００２２】
前記機械要素名番の選定入力は、機械要素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。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発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。
【００２７】
図１は、本発明システムの概略機能ブロック図である。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３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。
【００２８】
本システムをスタンドアローンコンピュー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。
【００２９】
ネットワークを利用して性能情報提供シス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。
【００３０】
図２は、図１のシステムを利用して機械要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。
【００３１】
機械要素性能指標情報提供システムを起動し、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。
【００３２】
特定の軸受の性能指標の計算を実行させる場合は、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１０５）、入力された名番の軸受の寸法、諸元を得る（ステップ１０６）。
【００３３】
このとき、入力画面は、性能計算メニュー領域１４に入力可能となっており、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。
【００３４】
複数の軸受性能指標が選択されると、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、潤滑剤の汚染度が必要なことを示している。
【００３５】
必要な使用条件を入力（ステップ１０８）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，Ｎｏ．６６３，１９９７，Ｐ１−１１、又はＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ９７０５８６）を用いて、動トルクを求めてもよい。
【００３６】
性能計算プログラム１１０−１、１１０−２、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２２、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。
【００３７】
さらに性能指標計算を継続するときは、再計算ボタン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。
【００３８】
以上、説明したように第１の実施の形態では、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。
【００３９】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、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。
【００４０】
機械要素性能指標情報提供システムを起動し、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。
【００４１】
寸法入力領域に概略寸法が入力されると、寸法諸元データベース４を検索して（ステップ２０３）、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。
【００４２】
名番が選択されると、寸法諸元データベース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。
【００４３】
以上、説明したように第２の実施の形態では、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
【００４４】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、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。
【００４５】
図９に軸受選択を支援する際の動作フローを示す。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）。
【００４６】
候補軸受選択処理は、寸法データに基づいて寸法データベースを検索して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１０９、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。
【００４７】
そして、抽出した軸受の名番とその性能指標を、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。
【００４８】
候補軸受から選択された場合、データベース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。ＣＡＤ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。
【００４９】
ステップ３１１で図面データの必要性を検討し、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３１４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）。
【００５０】
なお、ネットワークを利用して性能情報提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。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの概略機能ブロック図
【図２】第１の実施の形態の動作フローを示す図
【図３】性能指標計算条件入力画面の構成例
【図４】性能指標計算結果表示画面の構成例
【図５】性能指標項目と、性能指標計算に必要な使用条件を示すテーブル
【図６】各性能指標計算プログラムが使用する計算式の一例を示すテーブル
【図７】軸受温度を計算手順の一例を示す図
【図８】第２の実施の形態の動作フローを示す図
【図９】第３の実施の形態の動作フローを示す図
【図１０】機械要素選択条件入力画面の構成例
【符号の説明】
１・・・演算制御部
２・・・入力部
３・・・表示部
４・・・データベース
５・・・プロセッサ
６・・・記憶部
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータを用いて機械要素、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。
【０００２】
【従来の技術】
機械装置の限界設計や最適設計のためには、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、設計者は、機械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。
【０００４】
また、複数の性能指標の許容値を満たす機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。
【０００５】
本発明は、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。
【０００６】
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンピュータを用いて機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、計算すべき前記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、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行して性能指標値を計算し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標の計算結果とを同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに表示するものである。
【０００８】
前記機械要素名番の選定入力は、機械要素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。
【０００９】
また、前記コンピュータは、ネットワーク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。
【００１４】
本発明の機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行する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、計算すべき前記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複数の性能指標について、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行して性能指標値を計算し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標の計算結果を同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに前記表示部に表示するものである。
【００１５】
前記機械要素名番の選定入力は、機械要素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。
【００１６】
また、前記演算制御部は、ネットワークに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。
【００２１】
本発明のネットワークに接続され、機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、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、かつ機械要素の前記複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行する演算制御部を有し、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、計算すべき前記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複数の性能指標について、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行し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し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標値の計算結果とを同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに表示するものである。
【００２２】
前記機械要素名番の選定入力は、機械要素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。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発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。
【００２７】
図１は、本発明システムの概略機能ブロック図である。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３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。
【００２８】
本システムをスタンドアローンコンピュー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。
【００２９】
ネットワークを利用して性能情報提供シス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。
【００３０】
図２は、図１のシステムを利用して機械要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。
【００３１】
機械要素性能指標情報提供システムを起動し、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。
【００３２】
特定の軸受の性能指標の計算を実行させる場合は、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１０５）、入力された名番の軸受の寸法、諸元を得る（ステップ１０６）。
【００３３】
このとき、入力画面は、性能計算メニュー領域１４に入力可能となっており、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。
【００３４】
複数の軸受性能指標が選択されると、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、潤滑剤の汚染度が必要なことを示している。
【００３５】
必要な使用条件を入力（ステップ１０８）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，Ｎｏ．６６３，１９９７，Ｐ１−１１、又はＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ９７０５８６）を用いて、動トルクを求めてもよい。
【００３６】
性能計算プログラム１１０−１、１１０−２、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２２、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。
【００３７】
さらに性能指標計算を継続するときは、再計算ボタン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。
【００３８】
以上、説明したように第１の実施の形態では、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。
【００３９】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、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。
【００４０】
機械要素性能指標情報提供システムを起動し、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。
【００４１】
寸法入力領域に概略寸法が入力されると、寸法諸元データベース４を検索して（ステップ２０３）、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。
【００４２】
名番が選択されると、寸法諸元データベース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。
【００４３】
以上、説明したように第２の実施の形態では、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
【００４４】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、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。
【００４５】
図９に軸受選択を支援する際の動作フローを示す。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）。
【００４６】
候補軸受選択処理は、寸法データに基づいて寸法データベースを検索して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１０９、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。
【００４７】
そして、抽出した軸受の名番とその性能指標を、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。
【００４８】
候補軸受から選択された場合、データベース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。ＣＡＤ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。
【００４９】
ステップ３１１で図面データの必要性を検討し、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３１４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）。
【００５０】
なお、ネットワークを利用して性能情報提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。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの概略機能ブロック図
【図２】第１の実施の形態の動作フローを示す図
【図３】性能指標計算条件入力画面の構成例
【図４】性能指標計算結果表示画面の構成例
【図５】性能指標項目と、性能指標計算に必要な使用条件を示すテーブル
【図６】各性能指標計算プログラムが使用する計算式の一例を示すテーブル
【図７】軸受温度を計算手順の一例を示す図
【図８】第２の実施の形態の動作フローを示す図
【図９】第３の実施の形態の動作フローを示す図
【図１０】機械要素選択条件入力画面の構成例
【符号の説明】
１・・・演算制御部
２・・・入力部
３・・・表示部
４・・・データベース
５・・・プロセッサ
６・・・記憶部
Claims (3)
- コンピュータを用いて機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、計算すべき前記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、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行して性能指標値を計算し、
前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標の計算結果とを同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに表示する機械要素性能指標情報提供方法。 - 機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、
機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行する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、計算すべき前記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複数の性能指標について、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行して性能指標値を計算し、
前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標の計算結果を同時に、再計算ボタン及び終了ボタンととも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。 - ネットワークに接続され、機械要素の性能を表す指標となる寿命、トルク、温度、必要最小荷重、変位、許容荷重のうちの複数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、
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、かつ機械要素の前記複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行する演算制御部を有し、
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、計算すべき前記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複数の性能指標について、機械要素の複数の性能指標を計算する性能計算プログラムを実行し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し、前記機械要素の名番と、前記選択された複数の性能指標値の計算結果とを同時に、再計算ボタン及び終了ボタンとともに表示するものである機械要素性能指標情報提供サーバ。
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