SOLIDWORKSで同じ形状の大きさ違いを効率よく作る方法

同じ形状で、大きさだけが違う部品を作ることはありませんか？

何も考えずにスケッチしてしまうと、あとから寸法を変えるときに形が崩れたり、一から描き直しになったりすることがあります。

SOLIDWORKSでは、スケッチの拘束関係をうまく使うことで、最初に作ったモデルを使い回しやすくできます。

この記事では、アイビームを例にして「同じ形状・大きさ違い」の部品を効率よくモデリングする方法を紹介します。主なポイントは、中心線、ミラー、正接、等しい値拘束を使って、寸法変更に強いスケッチを作ることです。

拘束関係だけでは対応しづらいモデルでは、関係式を使う方法も便利です。あわせて、「関係式」を使って効率化する方法も参考にしてください。

制作物の確認

今回は「アイビーム」を例にして進めます。

寸法は次のとおりです。

このモデルを、H、B、t1、t2、R1、R2 の数値を変えるだけで大きさ違いにできるように作っていきます。

考え方がすでに見えている方は、拘束関係の入れ方の確認として読み進めてください。これから試してみたい方は、一緒に順番に進めていきましょう。

アイビーム断面形状のスケッチ

この章では、ダイナミックエンティティミラーを使って、アイビーム断面の半分を描きます。

新規作成・スケッチ編集

新規部品を開きます（新規 → 使用する部品テンプレート → OK）。

「正面」を選択して、「スケッチ」タブの「スケッチ」をクリックします。

スケッチ拘束が非表示になっている場合は、表示させた方が拘束関係を確認しやすくなります。

「メニューバーの表示 → 非表示/表示 → スケッチ拘束」で表示させましょう。

中心線・ダイナミックエンティティミラー

まずは中心線を2本描きます（直線 → 中心線）。

「スケッチ原点」に「一致」したところをクリックします。

ポインターを「上へ」移動して、距離は適当でよいので「鉛直」アイコンが表示されている状態でクリックします。

ダブルクリック、または右クリック → チェーン終了で「チェーンを終了」します。

もう一度、「スケッチ原点」に「一致」したところをクリックしてください。

今度はポインターを「右へ」移動して、距離は適当でよいので「水平」アイコンが表示されている状態でクリックします。

ダブルクリックで「チェーンを終了」します。

次に「ダイナミックエンティティミラー」をクリックします。

ダイナミックエンティティミラーは、選択した線を中心に、スケッチしたものを自動でミラーコピーするコマンドです。

「鉛直な中心線」をクリックしてください。

断面形状をスケッチする

ここから、アイビーム断面の上半分を描いていきます。各STEPでは、あとから寸法変更しやすいように拘束関係を意識して作業します。

STEP1：直線と円弧

「直線」コマンドをクリックします。

なるべく上の方で「鉛直な中心線」に「一致」したところをクリックします。

「右へ」移動して「水平」アイコンが表示されている状態でクリックしてください。

次は「下へ」移動して「鉛直」アイコンが表示されている状態でクリックします。

少しポインターを動かし、先ほど「クリックした場所へ戻って」（または右クリック → 円弧に切り替え）から「左下」へ移動してクリックします。

さらに「左下へ」移動して「拘束アイコンが何も表示されていない」状態でクリックします。

ここでもう一度「円弧に切り替えて左下へ」移動してクリックします。

最後に「下へ」移動して、「鉛直」アイコンと水平な中心線に「一致」のアイコンが表示されている状態でクリックしてください。

「右クリック」→「選択」で選択モードにします。

STEP2：正接拘束の追加

上半分の形ができました。ここから足りない拘束関係を追加します。

最後に描いた「鉛直な線」と「その上の円弧」を、Ctrlキーを押しながらそれぞれクリックしてください。

左側のPropertyManagerの拘束関係追加で「正接」を選択して「OK」ボタンをクリックします。

同様に「斜めに描いた線」と「その右の円弧」を、Ctrlキーを押しながらクリックします。

拘束関係追加で「正接」を選択して「OK」ボタンをクリックしてください。

STEP3：作図線

作図線を追加します。「直線」コマンドをクリックして、左側のPropertyManagerの「作図線」にチェックを入れてください。

「最後に描いた鉛直な直線と円弧の接しているところ」から「上の水平な直線」に、一致と鉛直拘束を付けて作図線を描きます。

一致アイコンが表示されている状態でクリックし、そのまま上へ移動して、一致と鉛直アイコンが表示されている状態でクリックしてください。

同様に「上の水平な直線」から「下の斜めの線」に、一致と鉛直拘束を付けて作図線を描きます。

STEP4：直線の分割（エンティティ分割）

「エンティティ分割」コマンドを選択します。

コマンドバーにあればそこから、なければ右上のコマンド検索に「エンティティ分割」と入力して選択しましょう。

メニューバーから選ぶ場合は、ツール → スケッチツール → エンティティ分割です。

「上の水平な直線の右側」に「一致」アイコンが表示されている状態でクリックしてください。

「拘束を削除する」というダイアログが表示されたら、「はい」をクリックします。

「同じ直線の左側」も、同じく「一致」アイコンが表示されている状態でクリックしてください。

エンティティ分割を閉じます。

分割してできた点をドラッグして、水平な直線と「鉛直な作図線の接点に一致」させます。

同様に、分割してできた左側の点も、左の水平な直線と「鉛直な作図線の接点に一致」させてください。

STEP5：等しい値拘束の追加

分割してできた「2本の直線」を、Ctrlキーを押しながらそれぞれクリックします。

左側のPropertyManagerで拘束関係追加から「等しい値」を選択して「OK」ボタンをクリックしてください。

これで作図線が「(B – t1) / 4」の位置になります（作図線の長さが t2 です）。

STEP6：寸法の追加

「スマート寸法」を選択します。

【制作物の確認】で確認した「H以外の寸法」と「テーパー部の角度」を追加していきます。

特に決まった順番はありません。形が変わってしまう場合は、取り消し（Ctrl + Z）をして、形が変わらない箇所から寸法を追加してください。

STEP7：エンティティのミラー・寸法の追加

「エンティティのミラー」を選択します。

ミラーするエンティティは「全てのエンティティを選択」してください。グラフィック領域内で「Ctrl + A」またはドラッグしてボックス選択します。

PropertyManagerの「ミラー基準のボックスをクリック」します。ボックスがアクティブ（水色）になったら、グラフィック領域の「水平な中心線」を選択してください。

下の画像と同じ状態になっていれば、「OK」ボタンをクリックします。

最後に「スマート寸法」で H の寸法（100）を追加します。

これで断面のスケッチが完成しました。

押し出しボス/ベース

断面形状ができたら、押し出して3Dモデルにします。

「フィーチャー」タブの「押し出しボス/ベース」をクリックしてください。

押し出し方向はブラインドでもよいのですが、個人的には「中間平面」がおすすめです。

「長さを入力」して「OK」ボタンをクリックすれば、3Dモデルの完成です。

お疲れ様でした。アイビームのモデルが完成しました。

寸法の変更

ここまで作ったアイビームは、各寸法を変えることで大きさ違いのモデルとして使えます。

デザインツリーにある「押し出しボス/ベース」をダブルクリックしてください。

グラフィック領域内に寸法が表示されます。変更したい寸法をダブルクリックすると、各寸法を変更できます（寸法をダブルクリック → 寸法を入力 → 再構築 → OK）。

まとめ：拘束関係を利用して変更しやすくする

今回は、拘束関係を利用して寸法の入力を最小限に抑えながら、アイビームをモデリングしました。

設計中であれば、「形状は変わらないけれど、大きさが変わる可能性がある部品」に向いている方法です。

一方で、設計中の部品で形状そのものが変わる可能性がある場合は、あえて拘束関係を減らして、寸法を細かく入れて定義することもあります。拘束関係が多く、さらにミラーコピーされた一部分だけを変更しようとすると、かえって手間がかかることがあるためです。

モデリングするときは、今後どの部分が変わる可能性があるのかを考えておくと、後工程の人や将来の自分のためになります。

部品の特性を考えながら、変更しやすいモデルを作っていきましょう。

拘束関係だけでは対応しづらい場合は、関係式を使うと便利です。

「関係式」を使って効率化する方法では、1ヶ所の変更で複数のフィーチャーを連動させる考え方を紹介しています。