PRODUCT STRUCTURE DESIGN

製品構造設計
射出量産を見据えた製造性開発

外観A面から内部骨格へ、分割・分模から公差連鎖へ、我々は「金型を理解した構造設計」で量産リスクを図面段階へ前倒しする——金型着手可能な3Dデジタルモデル、2D図面、DFM審査レポートを納入。

500+
構造開発プロジェクト
7-15
初回提案 営業日
95%
DFM 一発通過率
3D+2D
エンジニアリング文書の一括納品
整机高度 壁厚 1.8mm 拆件分模 · 壁厚与拔模 · 公差链 · 工程出图
民生用電子機器 自動車部品 医療機器 スマート家電 IoTデバイス ウェアラブル機器 産業設備 民生用電子機器 自動車部品 医療機器 スマート家電 IoTデバイス ウェアラブル機器 産業設備
WHY SENRMOLD DESIGN

構造設計を森瑞に任せる理由

当社は純粋な設計会社ではなく、自社の金型と射出成形ラインを持つ構造設計チームです——すべてのリブ、すべてのスナップフィットは、金型抜け・量産・組立が可能な基準で描かれています。

金型と成形の一体運用:金型を理解した設計

構造エンジニアと金型エンジニアが同じ屋根の下で審査し、図面作成前にパーティングライン、スライド位置、頂出レイアウト、ゲート位置を確認。「描けるが金型にできない」を防ぎます。

DFM リスクの前倒し

肉厚均一性、抜き勾配、ヒケとウェルドラインの位置、離型干渉、ボスヒケを、3D段階で一つずつ排除し、後の金型修正と図面修正コストを大幅に低減します。

CAE ダブルクローズドループ検証

構造方案はモールドフローで成形性を、有限要素法で落下・強度を同時に検証し、シミュレーション結果が構造に還流して「設計—シミュレーション—改良」の閉ループを形成します。

公差チェーンと組立信頼性

主要な組み合わせは寸法連鎖に沿って逐次計算し、組み合わせクリアランス、段差、平面度をGD&Tに基づき标注します。組立を一度で達成し、現場の修正と選別組立を減らします。

材料とコストの連動

構造案は同時に材料提案(ABS/PC/PC+ABS/PA+GF/TPEなど)、質量推定、および単品コスト幅を提示し、設計を最初から予算内に収める。

エンジニアリング文書の一括納品

3Dデータ、2D図面、展開組立図、BOMリスト、DFMレポート、材料・表面処理の提案を一括で納品し、そのまま金型製作や見積へ進めます。

CORE DESIGN CAPABILITY

コア構造設計能力

外観部品・構造部品・連結部品・機能部品を網羅する完全な構造開発能力。消費者電子・自動車内装・医療・スマートホームに対応。

DESIGN PROCESS

構造開発フロー

製品定義から量産支援までの10ステップ標準プロセス。各ステップに明確な成果物とレビュー節目があり、進捗とリスクを全体を通じて追跡可能。

要件と仕様

PRD/外観方案

概念構造方案

Stack-up レイアウト

3D 構造モデリング

UG/SolidWorks

部品分割と型分割

パーティングラインの確定

DFMレビュー

製造性チェック

CAE検証

モールドフロー+有限要素法

試作検証

3Dプリント/CNC

2D 図面作成

GD&T 記入

金型連携

金型データの凍結

量産サポート

設計変更と最適化

DELIVERABLES

標準納品物リスト

1 回の構造開発で、金型起工・見積・品質管理に直ちに使える一連のエンジニアリング文書を納品。

3D 構造モデル

ネイティブ形式(PRT/SLDPRT/CATPart)+ 汎用形式(STEP/IGES/X_T)、完全なフィーチャーツリーを含み、編集可能です。

2D 図面

主要寸法・公差・基準・GD&T形状・位置公差・表面処理・外観等級要件を含み、PDF+DWGの両方で提供。

DFM 製造性レポート

肉厚クラウドマップ、抜き勾配チェック、ヒケリスク箇所、ウェルドライン位置、パーティングと突出し方案、リスクレベルと改善提案。

分解組立図と組立説明

部品階層、組立順序、トルク/抜挿力要求、ポカヨケ設計説明を記載し、ラインと顧客の審査を容易にします。

BOM 部品表

品番、材料グレード、色、表面処理、供給方法(内製/外注)、推定重量と使用量。

公差チェーン分析表

重要な嵌合寸法連鎖を段階ごとに計算し、最悪値法と統計法の結果を含め、組立クリアランスと段差予測を出力します。

材料と工法の提案

樹脂選定の比較(力学/耐候性/難燃性/臭気)、金型鋼の提案、表面処理(塗装/メッキ/梨地/高光沢)方案。

量産コスト見積

部品重量・成形サイクル・キャビティ数・設備トン数を総合し、単価の目安と金型費用のオーダーを提示。プロジェクト立案の判断に役立ちます。

SOFTWARE & STANDARD

設計ソフトと技術仕様

主流のCAD/CAEプラットフォームに完全互換。顧客の任意フォーマットのデータを受け付け、顧客の社内基準または業界基準で図面を作成。

UG NX
3D 主力プラットフォーム
パラメトリックモデリング/サーフェス
SolidWorks
構造と板金
アセンブリと図面
CATIA
A 面サーフェス
自動車内外装
Creo
パラメトリック設計
ファミリテーブルとコンフィギュレーション
Moldflow
成形性検証
充填/反り
Abaqus/Ansys
構造検証
落下/強度
仕様項目森瑞設計基準説明
肉厚設計汎用部品1.5~2.5mm、均一な遷移。肉厚差を ±20% 以内に抑えヒケと反りを防止。厚肉から薄肉への遷移は 3:1 で漸変。
抜き勾配外観面≥1°、梨地面≥1.5°~3°。深いキャビティと長いリブは深さに応じ抜き勾配を増やし、擦れと離型変形を防止。
リブリブ厚≤主肉厚の60%、高さ≤肉厚の3倍。根部にRを付け、鋭角の応力集中と外観のヒケを防止。
R 角内R ≥ 0.5mm、外R = 内R + 肉厚応力集中を解消、樹脂流動と離型を改善。
ボス/BOSS外径≈孔径の2倍、肉厚≤主肉厚の60%。裏面にヒケ防止設計(抜き/十字リブ)、底部にRを追加。
穴位置と端距離孔端距≥孔径、孔から端まで≥肉厚の1倍。ウェルドラインが力を受ける箇所と外観部に出ないよう
スナップフィット設計アンダーカット量0.5~1.2mm、カンチレバー長厚比5~10PC/ABSの許容ひずみから逆算し、繰り返し挿抜でも破断しないよう保証。
公差記入GB/T 14486 MT等級、またはお客様の社内規格。主要寸法には個別に公差を付け、一般寸法は等級で統一記載。
CASE STUDIES

構造設計 代表事例

以下は代表的な構造開発プロジェクトの類型(例であり特定の顧客ではありません)。業界を超えた構造設計能力を示す。

民生用電子機器例

スマート端末 筐体構造

上・下筐体+中枠+画面支持具の4点構造。スナップフィット+ねじの混成組立。1.5m落下試験を通過。肉厚1.8mm、本体の軽量化12%。

スナップフィット組立落下合格軽量化
自動車内装の例

車載加飾部品とエアアウトレット

PC+ABS 塗装レスの高光沢化粧板+TPE ソフトタッチ被覆;VOCおよび耐候要求に応じて材料を選定し、段差と嵌合面は寸法公差連鎖で0.3mm以内に管理します。

二色オーバーモールド塗装レス寸法チェーン
医療機器例

手持ち医療機器の筐体

S136金型鋼に医療グレードPCを組み合わせ、IP65シール構造(シリコーンリング圧縮率20%)でアルコール拭き取りと高頻度消毒に耐えます。

IP65医療材料シール構造
スマートホーム例

小型家電の機能構造部品

PA+GF骨格+ABS外装。モーターの振動減衰、水路シール、放熱風路を集積。組立部品数を14点から9点に削減。

制振設計部品削減放熱ダクト
0
累計構造開発プロジェクト
0
製造業での蓄積
0
DFM 一発通過率
0
初回提案の納品
CORE METRICS

核心指標 · 定量化された実力

構造設計の価値は最終的に、金型の一度での成功、組立の一度での完了、量産歩留まりに表れます。以下は典型プロジェクトの統計です。

95%
DFM 初回レビュー通過率
金型着手前のリスクゼロ
92%
初回構造でそのまま金型着手が可能
大きな構造変更は不要
88%
試作の初回組立が適合
公差チェーンの事前計算
90%
重要寸法が図面に適合
初回品の三次元測定検証
85%
顧客要件を一度で凍結
要件レビューの前倒し
95%

設計納期達成率

92%

金型データの一発凍結

88%

既存顧客のリピート率

注:以上は代表的なプロジェクトの統計範囲です;実際の結果は製品の複雑さ・外観等級・顧客要求の変更頻度によって変化します;正式プロジェクトは審査確認済みの納品リストに準拠します。

SERVICE MODE

サービスモデル比較

単点支援から設計+金型+量産の一括請負まで、プロジェクトの段階と社内リソースに応じて柔軟にマッチング。タグをクリックして詳細を表示。

全体構造設計(0から金型可能まで)

顧客は製品定義と外観案(あるいは要件記述のみ)を提供。当社が概念構造から金型起こし可能なデータまでの全工程を完了し、一式の技術文書を納品します。

適用シーン

新製品をゼロから開発、顧客に構造チームなし、外観案は決まっているが工程実装力が不足。

納品内容

3D モデル+2D 図面+DFM レポート+BOM+組立図+材料とコストの提案。

標準サイクル

簡単な部品は7〜10営業日。完成品は15〜30営業日(部品数と外観グレードによる)。

構造最適化と改良(既存デジタルモデル)

お客様はすでに3Dデータをお持ちですが、成形不良・組立困難・強度不足・コスト高などの課題があります。当社が課題に応じて最適化し、改善レポートを提出します。

適用シーン

トライアル欠陥の反復、量産歩留まり低、単価低減要、顧客の軽量化要求。

よくある最適化

肉厚均一化、リブ再配置、ゲート位置調整、ボス縮み防止、クリップ力学再計算、くり抜きによる軽量化。

納品内容

最適化後の3Dデータ+最適化前後の比較レポート(欠陥/重量/サイクル/コスト)。

単独 DFM レビューサービス

審査のみで構造は変えません。お客様のデータモデルが金型化される前に、第三者独立の視点での製造性審査レポートを提出し、リスクを事前に明確にします。

適用シーン

顧客が自前の構造チームを持ち、製造側視点での再確認が必要。あるいは複数金型メーカーへ見積前に基準を統一。

レビュー項目

肉厚/抜き勾配/収縮/ウェルドライン/離型干渉/パーティング可能性/キャビティ数と設備の適合。

標準サイクル

2~5営業日で報告書。リスクレベルと改善優先順位を含む。

構造設計+金型+量産の一括対応

構造設計から金型および射出成形量産まで一貫対応。責任は単一・インタフェースは最小で、設変と金型トライアルの課題を社内でクローズドループ解決。

比較項目構造設計+金型込み一括(森瑞)設計と金型を個別に外注
責任範囲単一責任主体設計と金型メーカーが責任の押し付け合い
金型/図面変更の対応社内当日開始会社間連携で期間が長い
DFM の深さ図面作成前に分岐(パーティング)と離型を確認済み金型段階でようやく問題発見
金型トライアル時の課題特定設計/金型/工程の同社工場合同レビュー責任の所在が特定しにくい
総コスト金型修正と手戻り損失の削減単価の見積は安いが隠れコストが高い
プロジェクト期間設計と材料手配を並行、全体が短い直列待ちで期間が重複

常駐/リモート エンジニアリングサポート

人月またはプロジェクト単位で構造エンジニアのリソースを提供。顧客の社内レビューに参加し、金型と金型トライアルをフォローし、顧客エンジニアリングチームの延長として機能。

適用シーン

顧客プロジェクトのピーク時に人手不足、製造側エンジニアの長期フォローが必要。

作業形態

遠隔週次会議+データ協働、または必要に応じて常駐。顧客の社内規格と顧客 PLM プロセスに対応。

料金体系

人月単位またはマイルストーン単位、双方の秘密保持契約締結後に開始。

DESIGN PITFALL & FIX

よくある構造不良と設計対策

多くの量産トラブルの根源は図面段階ですでに埋められています。以下の表は構造設計で最も頻度の高い落とし穴と当社の標準的な対応を示します。

よくあるご質問構造面での根本原因設計対策量産側での対応
外観面のヒケボスとリブが過厚、背面の肉厚蓄積リブ厚を主肉厚の50–60%に下げ、スタッド背面を肉抜きまたは十字リブに変更。保圧延長、ゲート位置と保圧曲線を最適化。
製品の反り変形肉厚不均、リブの片側配置、離型応力の不均一。肉厚の均一化、リブの対称配置、変形防止の骨部を追加。冷却回路を均等化、離型と冷却時間を調整。
スナップフィット破断/組立不良カンチレバーが短すぎ/厚すぎ、アンダーカット量过大、根部にRなし。材料許容ひずみから長厚比5–10を逆算、根部にR≥0.3mmを追加。ウェルドラインがクリップ根部を避けるよう制御、挿抜力を検証。
鋭角部の割れ内Rが0で応力集中を招くすべての内角にR≥0.5mmを付け、受力部は1mm以上に拡大。落下/強度シミュレーションで最大主ひずみを再確認
離型時の引き傷/突き出し白化抜き勾配不足・深いキャビティの抱き締め力大外観面 ≥1°、梨地(エッチング)面 ≥1.5°、深キャビティは2–3°まで拡大。鏡面研磨+窒化で摩擦低減、エジェクタピン面積を拡大。
組立段差/隙間不均一寸法連鎖計算なし、公差を適当に記入主要のはめ合いに寸法連鎖の最悪ケース計算を行い、公差予算を配分。初品三次元測定検証、金型側の嵌め合わせ研削修正
ウェルドラインが荷重部/外観部に発生ゲート位置と穴レイアウトが未調整孔位置/リブ位置を調整、または金型側と同期してゲート方案を変更。Moldflowでウェルドライン位置とガス筋を検証。
シール不良/水漏れ溝寸法と圧縮率の不整合、締付け点間隔が大きすぎ。IP 目標に基づき溝を設計、圧縮率 15–25%、締付け点間隔 ≤30 mmシール選定検証+装置全体の気密/水密試験。

保密・知的財産権について

すべての構造開発プロジェクトは開始前に秘密保持契約(NDA)を締結できます。お客様からご提供いただいた製品定義、外観案、技術資料は本プロジェクトのみに使用します。また、お客様のために新規に開発した構造3Dモデル、工程図面、設計文書の知的財産権は契約に基づきお客様に帰属します。プロジェクトデータは区分けて保管し、プロジェクトごとの権限でアクセスを管理し、退出後はお客様のご要望に応じて返却または廃棄いたします。

FAQ

よくあるご質問

構造設計の協業について、気になる点。

外観図やアイデアしかなく、3Dデータがないのですが、対応可能ですか?+

はい、可能です。これが最も一般的な出発点です。まず要求事項と仕様(寸法の境界、内部部品リスト、組立方式、外観等級、目標コスト、認証要求)を確認し、その後、概念構造案とスタックアップ配置をご提案します。お客様にご承認いただいたうえで詳細モデリングに進みます。外観案すら未定の場合でも、機能要求に基づいて構造の成立性案を先にご提示できます。

構造設計の期間と費用はどう計算されますか?+

期間は部品数、外観等級、機能の複雑さに直結します。単純な構造部品1個は通常7–10営業日で初版が出せ、完成品クラスのプロジェクトは15–30営業日です。費用は部品数と工事量で見積もり、その後森瑞で金型・量産を行う場合、設計費は合意比率で相殺できます。詳細は正式な見積書に準じます。

どのソフトウェア形式に対応していますか?データ変換による欠損は発生しますか?+

3Dの主力プラットフォームは UG NX と SolidWorks で、CATIA、Creo、Inventor のデータも処理可能です。汎用フォーマットは STEP/IGES/X_T/STL/Parasolid に対応しています。特徴ツリーを維持し、変換後にパラメトリック編集ができなくなるのを避けるため、お客様のネイティブフォーマットを優先して作業します。中間フォーマットしか提供できない場合は、編集可能な特徴を再構築します。

設計プロセス中に当社もレビューに参加できますか?+

はい、むしろ強くお勧めします。標準プロセスには3つの正式なレビュー接点があります。概念方案レビュー、3D構造レビュー(DFM含む)、図面出図前の凍結レビューです。各接点で注釈付きの3Dビューまたは軽量モデル(ブラウザで閲覧可能)をご提供し、お客様の確認後にのみ次の段階へ進み、方向性の手戻りを防ぎます。

構造設計では同時にシミュレーション検証を行いますか?+

はい。構造方案の確定前に、Moldflowで成形性(充填、ウェルドライン、反り)を検証し、有限要素法で力学性能(落下、小玉衝撃、押圧強度)を検証します。2種のシミュレーション結果は構造改良へフィードバックされ、閉ループを形成します。シミュレーションサービスは単独でもご依頼いただけます。詳細は「有限要素構造シミュレーション」ページをご覧ください。

設計完了後、必ず森瑞で金型を作る必要がありますか?+

強制ではありません。構造設計は独立したサービスとして納入可能で、お客様は全データを入手後、ご自身で金型工場を選べます。もちろん、森瑞で金型と量産を一括する場合、設計─金型─トライアルの連絡網が最短となり、改修・設変の対応が最速で、隠れたコストは通常低くなります。

製品アイデアを、金型可能な図面に。

外観図面一枚、競合サンプル一個、あるいは最適化が必要な既存の数値モデルいずれの場合でも、実行可能な構造案を提案します。ご要望を送るだけで、無料の初期評価と構造実現性判断を得られます。