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基板上の電池ケース [Mechanical]

電池ケースを基板上に実装する場合は電池を入れた時の重さによる歪みや
抜き差しによる振動も考慮する必要があります。

プラスマイナスの2つの電極のランドだけではなくて、M2で2箇所またはM3皿ネジで
中心に一箇所で基板と取り付けておいた方が振動や落下テストをする場合は安心です。

機構設計の担当者がいれば問題ないのですが回路設計者だけで最終仕上げやプロジェクトの
ハンドリングをしていると見落としがちです。

電池ケースの樹脂は2mm弱の肉厚でそれとは別に電池の直径も加わります。
電池ケースが実装ケース内に納まっている図面でも電池はそのケースより外側にはみ出すので
機構検討をしておくことをお勧めします。


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機構検討図 [Mechanical]

市販の樹脂ケース内に基板を実装する場合に基板外に飛び出すスイッチやコネクタ類の
位置関係を検討するための図面の話です。

小規模な会社の場合は回路設計者が機構設計を兼ねる場合があります。
パターン設計者に機構部分を依頼する会社もありますが、その場合に弊社では自身で
機構設計図を図脳RAPIDで作図しています。

複雑なものはソリッドワークスで作図して展開図にしたDXFを貼りつける方が短時間で
作業できるのでそういう手順の時もあります。

タカチなどはDXFの図面をダウンロードできる場合があるのでそれをアレンジして
処理することが可能です。

しかし、ミリ系なのにどの部分もグリッドに乗っていない場合もあるので
まずは基準となりそうな線を見つけてグリッドに乗るようにブロック移動します。


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機構設計にやさしい基板設計 [Mechanical]

回路設計や基板設計が先行してしまって機構設計が後回しになって基板の筐体への
実装がうまくいかない場合もあります。

弊社では2Dデータは当然ながら3Dデータも同時に作成しているので
基板および基板上の部品を一括で3Dデータで出力可能です。

3DCADをお持ちでない場合もソリッドワークスでその3Dデータから展開図面が作成できるので
それをPDF化および2DのDXFデータとして提出可能です。
筐体の情報があればそれも加味して作画することも可能です。

これらのデータは最終版ではなくて設計途中または検討レベルでも作成、提出が可能です。

製品は回路設計、基板設計、機構設計のどれも重要なので平行して進めることが
大事でしょう。


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機構設計CADと機構設計スキル [Mechanical]

機構設計CADは色々な種類がありますが機能が充実していればそれだけ有利です。
それは覚えたりカスタマイズして使い易くすればいいでしょう。

しかし、機構設計スキルの方はどのような材質を曲げやカットをするかなどの場面に
遭遇するので上達するにはそれなりの時間が掛かります。
金型設計の場合はさらに現場でのスキルが必要となります。

基板設計も似たような感じで基板設計CADの操作方法を覚えても
基板設計には製造現場の製造限界というものもあるので簡単ではありません。



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ドローン関連のサイト [Mechanical]

ドローンはTV番組内だけかと思っていましたがじわじわと浸透してパターン設計の依頼にも
含まれるようになってきました。

「PCWatch」のサイトにもそれに関連するジャンルが存在しています。
http://www.watch.impress.co.jp/drone/

それ以外にVRもジャンルも存在しています。

これらの機器の場合は樹脂ケース内に基板実装される場合が多いので3DCADに対応しないと
金型設計に対応できない場合があるでしょう。


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ネジのサイズ [Mechanical]

基板設計だけなら機構設計の部品であるネジに関する情報は不要でしょう。
しかし、3Dデータなどを扱ってドーターボードとの接続を詳しく処理する場合は避けて
通れません。

通常のネジのサイズは3mmの場合は、基板設計者でもある程度は把握されているでしょう。
しかし、これ以外のサイズや特殊なネジとなるとそうでもないでしょう。

こちらのサイトの情報が役に立つでしょう。
https://www.nbk1560.com/products/specialscrew/nedzicom/lowsmallheadscrew/?gclid=CNzI3ZT1r9YCFRcFKgod-KcOUg

小型化したケースに部品実装をする場合はネジの頭も小さいものが必要となるのでこういったジャンルの
情報も必要でしょう。


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レキサンフィルムによる操作パネルシート [Mechanical]

測定器などの前面操作パネルではレキサンフィルムによるシートを利用します。
http://www.yamato-grand.co.jp/solution/kougyo/sousa_panel/

筆者も何度か機構設計もしたことがあります。
基板設計者になってからも1-2割ぐらいは操作パネルの場合があります。
部品面がスイッチ、LEDでそれ以外が半田面実装というのが一般的です。

1mmグリッドから部品の都合やレイアウトの関係から0.5mm、0.1mm、0.01mmと細かい位置指定を
される場合があります。
機構設計者のスキルによってはおかしな位置関係もあるのでこういったジャンルの場合は
遠慮せずに質問をするようにしています。

弊社では3D部品を装着した3DPDFで確認をしてもらっていますが部品表で未実装の部品の型番に
よってが色が不明でそれを適当に処理してしまいます。
後から3DPDFで確認時に機能をグループ化してみるとその不具合に気がつき、フットプリントを
差し替える場合もあります。
未実装部品の型番もこういう場合ははっきり型番を記載してもらいたいものです。


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タカチの多機能アルミケース [Mechanical]

以前から電気機器を入れるケースにはタカチのケースやタカチの押し出し材を使用していましたが
基板設計者になってからはご無沙汰していました。
http://www.takachi-el.co.jp/
こちらのHPの中ごろに興味深いコーナーガード付アルミケースがあったのでPDFでチェックして
みました。

http://www.takachi-el.co.jp/data/pdf/2016-06-001.pdf

大きさ、色、ガイドの使用未使用で色々なバリエーションがあるので型を起こしたように見えます。
特に測定器や冶具など製造数が少ない場合には有効でしょう。
大きめのケースの場合はコーナーガードの色とネジの頭の色を合わせれば違和感も減るでしょう。
逆にコントローラーのように小さいもので前後ではなくて横をうまくデザインすれば
見栄えが非常にいいです。


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パターン設計と機構設計 [Mechanical]

パターン設計者でもDXFの編集や簡単な機構設計ができない人が多いようです。
DXFデータの一部に何らかの問題があっても手持ちの機構設計CADで対応できないようです。

基板設計CADで製図ができるからと言い訳をする方も多いようです。
機構設計CADの操作性を知っていて使うならいいのですが最初から不便な基板設計CADで
製図してしまうというのは私には信じられないことです。

ネットリストが必要なのに回路図エディタで書かないでテキストエディタで作成して
しまうというのに似ています。
このテキストエディタでの作成作業も私は行ったことがありません。

自営業の場合は色々なジャンルの仕事が多いので他の方に頼まないですべて自分で作業する
癖がついています。


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放熱器の取り付け位置 [Mechanical]

パッケージがTO220に対応した放熱器の取り付け穴の位置は基板面から19mmの場合が殆どです。
フットプリントであればそれを気にすることはありませんが
3DCADで放熱器とAVRを別々に作成した場合に両方の取り付け穴が同じ位置にくるように
調整しておかないといけないのでこの点は重要です。

これまでに大きなメーカーは調べていましたがサードパーティーのようなメーカーも調べてみました。
秋月でも扱っている「グローバル電子」もチェックしてみましたが19mmの位置になっていました。

https://www.gec-tokyo.co.jp/product/heatsink-home/all

放熱器の場合はフィンに少しだけテーパがあるようですがそれが寸法には記載されていません。
複数のフィンの間隔も微妙に異なる場合もあって厄介です。



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