軽量化設計

説明

１９９６年８月に国産のＨ－・４ロケットが打ち上げられたことは、多くの方々がご承知であろう。太陽周期軌道上に乗った衛星ＡＤＥＯＳの重量が３．６ｔｏｎであり、それがＨ－・４ロケットの発射時での総重量２６１ｔｏｎのわずか１．４％であった。つまり、Ｈ－・４ロケットにおける大部分の重量（約８４％）は、ロケットそれ自身の重力場からの脱出のために費やされた燃料なのである。したがって、機体そのものが軽くなれば、推進薬としての燃料ももちろん少なくてよいので全重量は軽くなる。すると、またその推進薬はさらに少なくてよいという好循環が生ずることとなり、打ち上げ能力も飛躍的に増大するという。このように宇宙開発の技術には、基本的なところで機体構造の軽量化が極めて重要なものとなっているのである。ただｋｏのような超最先端技術分野でなくとも、われわれが日常用いている各種の用具、機器や機械類でも、それらを軽量化するための技術は強く要求されるようになってきている。一例としてメガネに注目しよう。これは、これまではガラス製のレンズで、ステンレスなどのフレームがよく用いられていたが、最近はプラスチック製レンズで、チタン製フレームに変更されている。このことで、その重量が約１／３に軽量化されているといわれている。このように、小型・軽量化することは、その製品を利用するうえで利便性に優れ、製品の差別化さらには低価格化へとつながることから、各メーカーにとってこのような技術を開発することは極めて重要となっている。しかしこのことが、近年、特に重要視されるのは、軽量化技術が結局のところ、資源・エネルギーの効率的利用（省資源、省エネルギー化など）に結びつき、そして、そのことが結果として自然にやさしい物づくり、すなわち地球環境適応型の社会形成に貢献することになるからでもある。本書は、各種製品の小型・軽量化技術について、一般的、普遍的手法と思われるものを第１章と第２章で述べ、第３章と第４章では個別の各種機器などについての特有な技術について詳細に解説している。そしてこれらを通して、軽量化設計技術が今日必要となってきている社会的背景と、その基本理論、さらに実用されている各種機器に対する広い軽量化設計のための重要な技術について、理解してもらいたい。