Advanced 40の発明原理: 18 機械的振動原理 (刺激を与える、共感させる:Mechanical vibration)

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 前回の17 他次元移行原理に続いて解説します。今まで、何処でも誰でも使えるTRIZツールづくりを試行してきました。その過程で、抽象化思考の苦手な人が、意外に多いようです。現場では、課題だけでなく、発明原理の活用にも抽象化思考が求められます。この最新版は、各々の感性に合せ、無意識的に拡大(抽象化)/縮小(具体化)できるよう工夫しました。つまり、原理名、言い換えた分かり易い文言、サマリー、サブ原理の図解、異分野適用例の5段階の視点でアイデア出しします。
 

1. 機械的振動原理の概要

 
 主に、機械的振動や超音波などの振動を利用する考え方です。また、その振動を強くしたり、他の振動と共鳴させたりして課題解決を図ります。
 
                                    TRIZ
図1. 18機械的振動原理のイメージ図
 

2. サブ原理の種類と図解事例

 

a.物を発振あるいは振動させる考え方

 
 ハンマー・ドリルは、コンクリートなどに穴を開けるために、前後の衝撃を加えつつドリルを回転させます。
 
                                   TRIZ
図2. ハンマー・ドリル(参考異文献:日立工機HP)
 

b.振動数を超音波レベルまで増大させる考え方

 
 超音波洗浄機は、隅々まで汚れを取り除くため、超音波の振動数で、眼鏡、時計の洗浄を行います。
 
                                             TRIZ
図3. 眼鏡用超音波洗浄機
 

c.物体またはシステムの共振周波数を利用する考え方

 
 バスレフ方式のスピーカーは、後面から出る共振周波数付近の音をポートに共振させ、その音をスピーカーの音と共に出して、より豊かな低音が再生できるようにしています。
 
                                             TRIZ 
図4. 共振周波数を利用したスピーカー
 

d.圧電振動子を使用する考え方

 
 クオーツ時計は、ICチップに内蔵した水晶)発振器からの周波数を基準にして、時計を正確に駆動します。
 
                                                TRIZ
図5. クオーツ時計の構造
 

e. 超音波と電磁波を組み合せて使用する考え方

 
 高周波誘導加熱は、電磁誘導の渦電流によって発生するジュール熱で金属を加熱または融解する方式です。ろう付、溶解、焼入れ、焼鈍などに活用します。高融点金属の溶解、酸素不要、真空中の溶解に使える等のメリットがあります。
 
                                                         TRIZ
図6. 高周波誘導加熱炉
 

3. HW、SW及びビジネス等分野での適用例

 
       ・楽器
       ・プログラムの負荷テスト
       ・小型モータ内蔵でリラックス効果を持たせたボールペン
 

4. 40の発明原理の主な活用法

 

 a.慣習的に使われている方法

 
 問題が発生したときは、パニックになったりして精神的な余裕がないようです。矛盾問題として捉え、課題を抽象化してから矛盾表から発明原理を検索するには、かなりの訓練が必要です。推薦したいのは,40の発明原理に日ごろから親しんでおくこと。あるいは、発明原理を全部スキャンして発想すること。TRIZそのものを理解していなくても、藁にもすがりたい人には、強力なヒントとなります。
 

b.矛盾Matrixから発明原理を抽出する方法

 
 矛盾 Matrix表の縦横の軸には、39×39の特性(パラメータ)が配置されています。課題を抽象化して、縦軸から「改善する特性」、横軸から「悪化する特性」を選ぶと、両者の交点に「発明原理(principle)」が提示されます。 この発明原理をヒントに解決策を発想します。例えば,改善する特性で「移動物体の体積」,悪化する特性で「移動物体の面積」を選ぶと,矛盾 Matrix表の交点に、「01分割原理」「04非対称原理」「07入れ子原理」「17他次元移行原理」を確認できます。
 
参考文献
   1. Darrell Mann 他:TRIZ実践と効用(1)体系的技術革新(創造開発イニシアチブ)
   2. 粕谷茂:図解これで使えるTRIZ/USIT(日本能率協会)
   3. 粕谷茂:SEのスピード発想術(技術評論社)
 
 

◆関連解説『TRIZとは』

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 前回の17 他次元移行原理に続いて解説します。今まで、何処でも誰でも使えるTRIZツールづくりを試行してきました。その過程で、抽象化思考の苦手な人が、意外に多いようです。現場では、課題だけでなく、発明原理の活用にも抽象化思考が求められます。この最新版は、各々の感性に合せ、無意識的に拡大(抽象化)/縮小(具体化)できるよう工夫しました。つまり、原理名、言い換えた分かり易い文言、サマリー、サブ原理の図解、異分野適用例の5段階の視点でアイデア出しします。
 

1. 機械的振動原理の概要

 
 主に、機械的振動や超音波などの振動を利用する考え方です。また、その振動を強くしたり、他の振動と共鳴させたりして課題解決を図ります。
 
                                    TRIZ
図1. 18機械的振動原理のイメージ図
 

2. サブ原理の種類と図解事例

 

a.物を発振あるいは振動させる考え方

 
 ハンマー・ドリルは、コンクリートなどに穴を開けるために、前後の衝撃を加えつつドリルを回転させます。
 
                                   TRIZ
図2. ハンマー・ドリル(参考異文献:日立工機HP)
 

b.振動数を超音波レベルまで増大させる考え方

 
 超音波洗浄機は、隅々まで汚れを取り除くため、超音波の振動数で、眼鏡、時計の洗浄を行います。
 
                                             TRIZ
図3. 眼鏡用超音波洗浄機
 

c.物体またはシステムの共振周波数を利用する考え方

 
 バスレフ方式のスピーカーは、後面から出る共振周波数付近の音をポートに共振させ、その音をスピーカーの音と共に出して、より豊かな低音が再生できるようにしています。
 
                                             TRIZ 
図4. 共振周波数を利用したスピーカー
 

d.圧電振動子を使用する考え方

 
 クオーツ時計は、ICチップに内蔵した水晶)発振器からの周波数を基準にして、時計を正確に駆動します。
 
                                                TRIZ
図5. クオーツ時計の構造
 

e. 超音波と電磁波を組み合せて使用する考え方

 
 高周波誘導加熱は、電磁誘導の渦電流によって発生するジュール熱で金属を加熱または融解する方式です。ろう付、溶解、焼入れ、焼鈍などに活用します。高融点金属の溶解、酸素不要、真空中の溶解に使える等のメリットがあります。
 
                                                         TRIZ
図6. 高周波誘導加熱炉
 

3. HW、SW及びビジネス等分野での適用例

 
       ・楽器
       ・プログラムの負荷テスト
       ・小型モータ内蔵でリラックス効果を持たせたボールペン
 

4. 40の発明原理の主な活用法

 

 a.慣習的に使われている方法

 
 問題が発生したときは、パニックになったりして精神的な余裕がないようです。矛盾問題として捉え、課題を抽象化してから矛盾表から発明原理を検索するには、かなりの訓練が必要です。推薦したいのは,40の発明原理に日ごろから親しんでおくこと。あるいは、発明原理を全部スキャンして発想すること。TRIZそのものを理解していなくても、藁にもすがりたい人には、強力なヒントとなります。
 

b.矛盾Matrixから発明原理を抽出する方法

 
 矛盾 Matrix表の縦横の軸には、39×39の特性(パラメータ)が配置されています。課題を抽象化して、縦軸から「改善する特性」、横軸から「悪化する特性」を選ぶと、両者の交点に「発明原理(principle)」が提示されます。 この発明原理をヒントに解決策を発想します。例えば,改善する特性で「移動物体の体積」,悪化する特性で「移動物体の面積」を選ぶと,矛盾 Matrix表の交点に、「01分割原理」「04非対称原理」「07入れ子原理」「17他次元移行原理」を確認できます。
 
参考文献
   1. Darrell Mann 他:TRIZ実践と効用(1)体系的技術革新(創造開発イニシアチブ)
   2. 粕谷茂:図解これで使えるTRIZ/USIT(日本能率協会)
   3. 粕谷茂:SEのスピード発想術(技術評論社)
 
 

◆関連解説『TRIZとは』

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この記事の著者

粕谷 茂

「感動製品=TRIZ*潜在ニーズ*想い」実現のため差別化技術、自律人財を創出。 特に神奈川県中小企業には、企業の未病改善(KIP)活用で4回無料コンサルを実施中。

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