産業用ロボットやFA システム機器、工作機械、半導体製造技術など、私たちのライフスタイルを支える技術は大きく変化しています。それを支えているのが、メカトロニクス技術です。機械・電気・ソフトウェアを融合したメカトロニクス技術は、機械設計には欠かせません。今回は、メカトロニクスの基礎技術要素であるメカニズム、アクチュエータ、センサ、エレクトロニクス、コントロール（制御）の説明をします。
第7回「メカトロニクスを支える部品」を解説していきます。
1. メカニズム
メカニズムとは、機構が動く仕組み（からくり）です。回転運動を往復運動に変換する代表的な機構、クランク機構を例に見てみましょう（図2）。
クランク機構は、クランクとスライダを連接棒（コネクティング・ロッド）で結合した構成になっています。これを実現するには、以下のような項目を具体的に検討します。
・それぞれの要素が、どのように関係して動くのか
・自由度はどれくらいか
・モータの出力（トルク、回転数、慣性モーメントなど）は、どの程度必要か
・回転運動による摩擦や振動は、強度や性能に影響しないか
・ガイドの位置決め精度・組立精度や、スライダの移動範囲はどの程度必要か
・コストはいくらか
メカニズムを考える際には、簡単な絵を描きながら必要な項目を考えていくと、イメージが湧きやすく、他の人との共有も容易です。
2. アクチュエータ
アクチュエータは、入力されたエネルギーを機械的なエネルギーへと変換する駆動装置です。電気・空気・油などのエネルギーを、入力エネルギーとしてメカニズム側へ出力します。電気エネルギーを利用する代表例がモータです。制御性に優れることから、さまざまな機械に利用されています。エアーシリンダや油圧アクチュエータは空気や油のエネルギーを利用します。注射器のように押し引きするピストンで稼働し、工場内の設備や建設機械、プレス機械など、比較的大きな力を必要とする現場で用いられます。
3. センサ
4. エレクトロニクス
5. コントロール
全8回で下記の内容を解説しています。
- 第1回 機械設計とは
- 第2回 機械設計のプロセス
- 第3回 機械設計に必要なスキルと知識
- 第4回 機械製図の3つの役割
- 第5回 機械構造を支える部品
- 第6回 機械の運動に関わる動力伝達要素
- 第7回 メカトロニクスを支える部品
- 第8回 機械設計に関する規格とリスクマネジメント
