機械設計のための基礎製図
第7章 立体の切断
7.1 機械製図における切断
製図における切断とは,切り口の実形を描くことである(教科書p.34参照)。切り取る平面を切断面と呼び,切り口を断面と呼ぶ。機械製図において,断面にはハッチングと呼ばれる平行な斜線を表示する。断面図は,外観図では表しにくい品物の内部の形状や構造を明瞭に表すことができるという特徴があるため,多くの機械製図で使われている。
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図7.1 機械製図における切断
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7.2 断面図の例
断面図を作図することで,外観図では表しにくい品物の内部の形状や構造を明瞭に表すことができる。そのため,多くの機械製図で使われている。以下,いくつかの断面図を紹介する。
(a) 模型車いす
図7.2は模型車いすの組立図である。組立図は,機械の組立時に使用される図面であり,各部品の形状や位置の情報がしっかりと含まれている必要がある。この例の場合,後輪の車軸部の部品の構成を明瞭に表す必要があったため,車軸部分で上下方向に切断した断面図としている。

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図7.2 模型車いすの組立図
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(b) 実験用スターリングエンジン
図7.3は,実験用スターリングエンジンの部品図である。部品図は製作の際に使用する図面であり,部品の形状が明瞭に示されていなければならない。この例の場合,シリンダ内側の形状や寸法が特に重要であるため,断面図の方が見やすい。

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図7.3 実験用スターリングエンジンの部品図(シリンダ)
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(c) 機械部品
図7.4は機械のケーシングのイメージ図である。同図(a)の外観図では,部品の裏側や内側がどのような形状であるかわからないが,(b)や(c)では内側の形状がよくわかる。
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図7.4 機械部品のイメージ図
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(d) 魚ロボットの胴体
図7.5は魚ロボットの胴体を製作する際に作図した断面図である。このような曲面形状を考える場合,断面図は必要不可欠である。

魚ロボット胴体の模型
滑らかな曲面を調べるために製作した。
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図7.5 魚ロボット胴体の製作図面
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(d) 機械の一部を断面とした例
図7.6および図7.7では,エンジンや水陸両用船の一部を断面図としている。このように断面図を描くことで,内部の形状や構造がわかりやすくなる。

図7.6 大型船舶用スターリングエンジンの概念図

図7.7 観光用水陸両用船の概念図
7.3 断面図の描き方
以上に示した例は,物体に対して直角方向に切断している。そのような図面は,内部の構造がわかっていれば,比較的簡単に描くことができる。一方,物体を斜めに切断する場合,三面図などから,切断面の長さを読みとっていく必要がある。以下,三角錐の切断を例として,断面図の作図法を説明する。
【例題】図1に示す三角錐OABCを切断面PQで切断し,その断面図を作図しなさい。 |

図1
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(1) 切断面PQと各辺との交点1,2,3から垂線を引く。
(2) 垂線と平面図上の各辺との交点1',2',3'を求める。
(3) 点1',2',3'を結び,断面の平面図を描く。
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図2
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(4) 点1',2',3'から平行線を引く。
(5) 切断面上の点1,2,3を右に移動する。
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図3
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(6) 平行移動した点1を中心に半径1-2,半径1-3の円弧を引く。
(7) 円弧と点1を通る平行線との交点を求める。
(8) 各交点から垂線を引く。
(9) 垂線と平面図から引いた平行線との交点a,b,cを求める。
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図4
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(10) 点a,b,cを結ぶ。
(11) ハッチング(斜線)を引いて完成させる。
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図5
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断面図を作図する際のポイント
図4において,円弧をひいているが,この円弧は「長さ」を写し取ることを意味している。すなわち,斜めから見ている切断面を,用紙平面上に回転させていることになる。この円弧の意味をしっかりと理解すると,物体を斜めに切断した際の断面図を簡単に作図できるようになる。
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7.4 課題
【課題@】6.3節の手順に習って,別紙(断面の描き方)に従って,右図に示す三角錐OABCの断面を描きなさい(図1)。ただし,切断面をPQとし,1目盛を10mmとする。
●断面にはハッチング(細い実線で斜線をひく)をすること。
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図1
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【課題A】図2に示す六角錐の断面を描きなさい。ただし,切断面をPQとし,1目盛を10mmとする。
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図2
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【課題B】図3に示す,1辺が60mm厚さが10mmの角パイプを角度30°で切断する。得られる断面図を描きなさい。
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図3
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【課題C】図4に示す,外径60mm,内径40mmのパイプを角度30°で切断する。そのとき得られる断面図を描きなさい。
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図4
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【課題D】図5に示す船体の正面図および平面図から寸法を読みとり,断面AA',BB',CC',DD'を描きなさい(断面図のみを配布した用紙に作図すること。)

図5
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