SOLIDWORKSでの効率の良いモデリング方法(同形状・大きさ違い)

よく使う形状だけど、大きさが変わる部品ってありませんか?
何も考えずに行き当たりばったりで描いてしまって、後で大きさを変えようと思ったら面倒臭いことになってしまったり、一から描き直す羽目になったりしたことありませんか?
うまくやれば最初に描いた部品を使いまわして工数を削減できます。

この記事では『同形状・大きさ違い』の部品を効率の良くモデリングする方法や考え方をご紹介します。
主に拘束関係を使ってスケッチする方法の解説になります。
拘束関係だけでは無理なモデルは関係式を使うと便利です。

目次

製作物の確認

例として『アイビーム』を使って解説します。
JIS規格の必要な部分だけを描いてみました。今回モデリングする寸法を確認しておいてください。

アイビーム断面図
アイビーム断面図
寸法
  • H = 100
  • B = 75
  • t1 = 5
  • t2 = 8
  • R1 = 7
  • R2 = 3.5

これを5ヶ所(H・B・t1・t2・R1・R2)の各数値を変えるだけで大きさが変えられるように描いていきます。
どうやって描くか思いつかない方は一緒に進めていきましょう。
思いついた方はこれ以上読み進める意味はありません。お疲れ様でした。

『アイビーム』断面形状のスケッチ

新規作成・スケッチ編集

新規部品を開いてください。
新規 → 使用する部品テンプレート → OK

新規作成
新規部品

正面を選択して、スケッチタブのスケッチをクリックしてください。

正面にスケッチ
スケッチ拘束の表示

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が理解しやすいです。
『メニューバーの表示 → 非表示/表示 → スケッチ拘束』

スケッチ拘束の表示

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

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、距離は適当で良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しょう。

原点に一致
中心線、鉛直

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、これも距離は適当で良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。

中心線、水平

ダブルクリックでチェーンを終了します。
ダイナミックエンティティミラーをクリックしてください。

ダイナミックエンティティミラー
ダイナミックエンティティミラー

選択した線を中心に、スケッチしたものを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。

ダイナミックエンティティミラー、基準線

断面形状のスケッチ(直線コマンドとエンティティ分割・拘束の使い方)

STEP
直線と円弧

直線コマンドをクリックしてください。

直線コマンド

連続(チェーン)でスケッチします。距離は適当で良いですが、描きたいもの(アイビームの断面)と同じ形状になるように描いてください。

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。

鉛直な中心線に一致
水平に右へ

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しょう。

下へ鉛直

少しポインターを動かし、先程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てください。
(ここでは拘束関係は気にしなくてOKです。)

円弧で左下へ

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。

アイビーム、テーパー部

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しょう。

テーパーから円弧で左下へ

最後に下に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。

鉛直、水平な中心線に一致

右クリック選択で選択モードにします。

STEP
正接拘束の追加

上半分の形は出来ました。足りない拘束関係を追加しておきます。
最後に描いた鉛直な線その上の円弧をCtrlキーを押しながらそれぞれクリックします。
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てください。

すでに正接拘束が追加されている可能性があります。(円弧を描いたときの中心点の位置によります。)
その際は重複のエラーが出るので、拘束は追加せずにキャンセルして次に進んでください。

正接を追加(グラフィック領域)1
正接を追加(propertyManager)1

同様に斜めに描いた線その右の円弧をCtrlキーを押しながらクリックしてください。
拘束関係追加で正接を選択してOKボタンをクリックです。

正接の追加(グラフィック領域)2
正接の追加(PropertyManager)2
STEP
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。

直線コマンド
作図線

最後に描いた鉛直な直線と円弧の接している所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いてください。
(一致アイコンが表示されている状態でクリック → 上へ → 一致と鉛直アイコンが表示されている状態でクリック)

鉛直な作図線1

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いてください。
*中点に一致しないように注意してください。

鉛直な作図線2
STEP
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てください。
コマンドバーにコマンドが有ればそこから、無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。

エンティティ分割(コマンドバー)
エンティティ分割(コマンド検索)
メニューバーから

ツール → スケッチツール → エンティティ分割

エンティティ分割(メニューバー)

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。

エンティティ分割(直線)1

「拘束も削除するよ」ダイアログが表示されたら、はいをクリックしましょう。

エンティティ分割、注意ダイアログ

同じ直線の左側を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(直線)2

エンティティ分割を閉じます。

エンティティ分割を閉じる

分割して出来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。

分割点を移動1
移動
分割点を一致
一致

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ます。

分割点を移動2
STEP
等しい値拘束の追加

分割して出来た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ましょう。

分割線を選択
等しい値拘束を追加

こうすることで作図線が「(B – t1) / 4」の位置になります。
(作図線の長さ = t2)

作図線の長さ=t2
STEP
寸法の追加

スマート寸法を選択してください。

スマート寸法

【1. 製作物の確認】のH以外の寸法テーパー部の角度を追加していきます。
特に順番等はありませんが、形が変わってしまうようなら取り消し[Ctrl + Z]をして形が変わらない所から寸法を追加してください。

寸法追加
寸法追加後
STEP
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。

エンティティのミラー

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ます。
(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で全て選択できます。)
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)になるので、グラフィック領域の水平な中心線を選択します。
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しょう。

エンティティのミラーPropertyManager
エンティティのミラープレビュー

スマート寸法でHの寸法(100)を追加します。

スマート寸法
H寸法を追加

押し出しボス/ベース

フィーチャータブの押し出しボス/ベースをクリックしましょう。

押し出しボス/ベース

押し出し方向はブラインドでも良いのですが、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。

押し出しボス/ベースPropertyManager
押し出しボス/ベース、プレビュー

完成!お疲れ様でした。

アイビーム完成

寸法の変更

今回描いたアイビームの大きさ違いを描くには履歴に有る押し出しボス/ベースをダブルクリックします。

寸法表示

グラフィック領域内に寸法が表示されるので、変更したい寸法をダブルクリックすることで各寸法を変更することができます。複数要素があるRなども一ヶ所寸法を変更すれば全て変わります。
『寸法をダブルクリック → 寸法を入力 → 再構築 → OK』

寸法変更

まとめ・補足|拘束関係を利用する

拘束関係を利用して、寸法の入力を最小限に抑えてモデリングしました。
こうすることで、同形状・大きさ違いのものを効率よく描くことができます。
設計中であれば、形状が変わる可能性は無いけど、大きさが変わる可能性が有る部品を描く時に有効です。

私は設計中の部品で形状が変わる可能性が有る場合は、敢えて拘束関係を削除して寸法を細かく入れて定義することもあります。
拘束関係にあって、さらにミラーコピーされた一部分を変更するとなると手間が掛かるからです。

モデリングする時は今後どの部分が変わる可能性があるのか理解していると、後工程の人達や将来の自分の為になります。
設計をどう進めていくか考え、部品の特性を考えながらモデリングしていきましょう。

効率の良いモデリング(同形状・大きさ違い)についてでした。
それでは。

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