片持ちフック形状の強度確保

Question

いつもここでお世話になっております

現状よりコンパクトなスペースで片持ちフックの
強度を得る方法がないかヒントを探しています

自動車のドアロックなどと称される部品のフックになります

【現状】
　　流動数：２００,０００ヶ／月
　　成形方法：プレス成形（順送プレス）
　　材質：ＳＣＭ４３５等　板厚４ｍｍ
　　熱処理：ＨＲＣ４０±３程度

梁部（強度受ける部分）は板厚形状のままで
　　特に断面（係数）をかせぐような成形はしていません
　　強度計算は必要荷重に対し、片持ち梁計算と両持ち梁
　　計算をし両方を満たす形状としています
　　計算時の材料強度は硬度を強度に換算しています

フックは射出成形（インサート成形）で全体的に樹脂を
　　成形しています

近年の自動車部品への軽量化とコンパクト思考に対応するため
フックの形状および加工方法を変更したりして対応できないかと
考えていますがいい案がありません、なにかヒントやアドバイス
を頂けたらと思っています

いままで小生が検討した案は以下２案です
１．硬度アップ
　　　現状の硬度は靭性を考えロバスト性を加味した硬度設定で
　　　あげれませんでした
２．両持ち構造（フック追加）
　　　片持ちフックの先端を片持ちフックで支える案ですが
　　　追加する片持ちフックが入りませんでした

Accepted Answer

何も仕事時間中だけが考える時間ではない。一日24時間、頭の端っこで何時も
考えることはできるのである。そうやって、突き詰めて考え抜くことで初めて
一筋の道が見えてくるのだろうと私は信じている。。。

アイデアを突き詰めていくことでしか新しいものは生み出すことはできない。
それは中途半端ではいけないし、並の苦しみではないだろうし、そんなに簡単
であれば誰かが既に考えついているであろう。新しいものを生み出す苦しみと
いうものは大変なものである。しかしながら、逆に其処にプロの楽しみがある

人にアイディアを聞くのもよいのだが、少なくとも私ならば絶対に聞かない。
自分自身で考えだしたものでなければ自身が納得できる機械にならないからだ
独善とか何と言われようが、んなぁこたぁ関係ない。結果を出すのが仕事です

雑談や冗談を言っている内に、ふと閃くこともあります（ミツバチの件など）
調子が悪いとき・アイディアが浮かんでこないような時は思い切って他の仕事
をして気分転換するのも良いかもしれません。根を詰めてもだめなときもある

貴殿のアイディアや開発製品は間違いなく社会の役に立つ立派なモノになる。

http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=4990105376.jpg
トヨタの特許となっていました。。。
説明図でフック43と図示されているものだろうと思われる。

特許がらみなので何とも言えないのだが、ちなみにフック2個には出来んのん？
さすれば荷重は半分近くに軽減されるから、何かが変わりそうな予感がするｗ
構造なり機構を大きく変えること無しでは、特許もあるから難しいだろうねぇ

Answer

老婆心ながら回答(4)さんへのお礼について

特許出願するのであれば迂闊な記述は控えた方がよろしいかと
公知の事実で無効審判されないためにも、場合によっては運営へ
お願いして、この質問を削除して貰った方が良いかもしれません

Answer

形状がよく判りませんが、ショットピーニングは使えないでしょうかね。

高度も多少上がりますが、表面に圧縮残留応力を発生させ、疲労強度を上げるのが主な目的です。

http://shotpeening.gr.jp/shotpeening/index.html

Answer

回答（３）ohkawa さんの思考に賛同です。

先ずは、前提条件を一つづつ外し、今一度何故前提条件になっているかを検証する。

そうすると、予想では同じ条件設定理由がでてきますが、それ等をまた否定し違った理由で

再構築できないかを確認していきます。

（地道な作業ですが、これ等を行なうと、確立された技術に到達できない場合でも、ストックとして

おけば、トリガー技術要因が明確化でき、且つ分野が異なっても類推でき開発時に便利です）

次に、ヒントを見つけられなければ、

? 力方向に対して縦のラインでの嵩を上げ、強度増加工夫をする（嵩増に対し強度増が倍増）

? 力方向に対して横のラインでの嵩を下げ、重量減少工夫をする（嵩増に対し強度増が半増）

? ?を有効とするために、縦方向に対し横ライン分力（スラスト力）を無くす構造にする

? 板削り加工より、板金加工とし、軽量形状形鋼の如く仕様とし、抜き穴多構造とする

? アルミや樹脂(PEEKやPPS)等を用い軽量化し、問題ある箇所だけインサートする
　 （例えば、耐摩耗性なら超高分子量ポリエチレン、耐摩耗性＆強度なら焼入れ鋼を）

って、考えのプロセス実行かな？

小生は、誰かさんと異なり、上述の考えを持ちながら、遊び心も実用と考えます。

発明は、失敗の上に成り立つこともあり、

ア）テフロンも失敗作をテストしたら、凄い性能だった

イ）島津の田中ノーベル賞者さんの発見も、実は失敗作の検証から

ウ）他のノーベル賞者さんでは、江崎ダイオードも、“ピュアー ＝ 性能向上”の考えから
　　逆である、どの不純物が何パーセントまでなら“ある程度の性能”維持ができるかを
　　確認したら、“ピュアー ＝ 性能向上”以上の物が発見 ≪逆転の発想≫

少しは“遊び心”を取り入れる、?～?記載前の内容検討も必要である。

それと、CADおばちゃんやおねえさんを馬鹿ににする、この森の方々(iwanaiこと岩魚内等)も

いますが、この方々の固定観念がない自由な発想や、女性特有の結論がない“井戸端会議”

的話しが、思わぬ開発発想に繋がるので、“遊び心”の一つとして食事会等で使用しています。

Answer

一般論で恐縮ですが、これまでは制約条件と考えて、仕様を固定していた
ことについて、その仕様に対する制約を取り払って、製品設計を再構成する
ことが方法と思います。
制約条件を取り払えば、可能性のある構成は複数現れる筈です。しかしなが
ら、そのうち経済優位性がある構成を育てることができるかは、貴殿の着眼
点と貴殿をとりまく環境条件に依存しそうに思います。

制約条件を取り払うことについて視野を広げること、そこから生まれたアイ
デアについて、一つや二つうまくいかなかったからを理由として、あきらめ
ないことが重要と思います。
（今回の締め切りに間に合わなくても、より良い設計を考え続けることは、
今後の成果に結び付くと思います。）

これまでの仕様対する制約を取り払ってみることの例：
お問い合わせの制約条件を否定すれば、いくつでも可能性が現れます。

・成形方法：プレス成形（順送プレス）を別の方法にする
・材質：ＳＣＭ４３５を変える　
・板厚４ｍｍを変える
・熱処理をやめる（材質、板厚変更との合わせ技で・・・・）
・熱処理の目標値を変える
・梁部（強い応力を受ける部分）の板厚を変える
・強い応力受ける部分に対して、断面係数をかせぐ成形をする
・片持ち／両持ちの弱い方ではなく、実際の応力に対応するモデルで設計する

先輩が考えて駄目だったからという理由であきらめたら進歩はありません。
これまでの制約条件は、それなりの理由がある筈なので、取り払うには
困難が付きまとうと思いますが、多少の困難で立ち止まっては、儲けをとれ
るようになることは難しいと思います。

Answer

3D設計で強度計算しながら設計すると思ってもみないものができます

有名なハイヒール
http://www.mylohas.net/images/20131112_3d_shoe_black_stilleto.jpg

片持ちフック形状の強度確保のヒントとアドバイス