概念設計のステップ（1）

概念設計のステップ（１）
 仕様書作成
 仕様書の見直し（本質的項目
だけに絞る）
 全体機能の定義（Input と
Outputだけを記述。）
システム全体機能
エネル
ギー
物質
信号
システム
エネル
ギー
物質
信号
動力を使わない機械の場合
人間の作業も含めてシステムと考える。
（動力を使う機械として概念設計をする。）
 人間の手や足による力を「機械的エネルギ」に
含める。
 人間の感覚（目、指など）を「信号」に含める。


動力を使った場合と、人力を使った場合と両方
の案を設計し、すぐれた方を最後に採用する。
概念設計のステップ（２）
 全体機能を下位機能に分解
 下位機能を実現する物理原理を
探す
 物理原理をシステムに組み立てる
（いくつかのシステム案を作る）
下位機能への分解
全体機能を実現するために、システムを単
純な機能に分ける。
 単純な機能の例
 エネルギーの形態変換（電気→機械）
 運動の性質変換（回転→直線）
 物質の溶解（固体→液体）
 信号形態の変換（圧力→電圧）

下位機能を実現する
物理原理（１）

例

エネルギ形態の変換（電気→機械）
モーター
 電磁石
 ピエゾ素子
 静電気

概念設計のステップ（３）
 システム案（複数）の中から最善
案を選ぶ
 レイアウト図を描く
 ここまでこの授業は終わり
機能分解の練習（１）
Coffee Maker
Coffee Maker全体機能
コーヒーの熱
蒸気の熱
容器の熱
E
E
100V, AC電力
M
挽かれた
コーヒー豆
M
冷水
S
スイッチの
On-Off
コーヒー豆
のかす
コーヒー
電源ランプ
蒸気の音
容器内のコーヒーの像
S
Coffee Makerの機能分解（１）
水量を測る
冷水を貯める
水を温める
熱湯をコーヒー豆の上に持ち上げる
Coffee Maker Parts
蒸気音信号
貯水
送湯
抽出(豆を湯
蓄積に浸す）
計量
計量
保温
点灯加熱
沸騰
分離
分配
Coffee Makerの機能分解（２）
熱湯を豆の上に平均に分配
抽出（熱湯を豆に適当な時間接触させ
る。）
コーヒー液と豆かすを分離
Coffee Makerの機能分解（３）

コーヒー液をふた付き容器に回収

コーヒー液の量を計量表示

抽出の終了を音で知らせる

コーヒー液を一定温度に保温

コーヒー豆かすを取り除く
電動えんぴつけずり
電動えんぴつけずり
物質の出入り＆メカ
カセットコーダー
カセットテープ＆ケース
テープを送るメカと制御スイッチ
カセットコーダの出力部
各種ターミナル
 スピーカ

機能分解の手順
物質の流れに従って分解する方法。
 エネルギの流れに従う方法
 信号の流れに従う方法。

仕事の順序に従って分解する方法。
 ただし、信号はフィードバックするので注意。
（保温のときのサーモスタットなど）


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