はじめての設計：立体の投影法（3次元を2次元で表現）の基礎知識

技術職で採用され設計をすることになったものの、なぜか品証の私に「OJTと称して過去図面の修正やトレースをしていれば設計ができるようになるのでしょうか？」と質問がありました。

ISOと言えば私（はかせ）のところに聞きに来るので分からないでもないのですが、設計はさすがになと思いつつ設計・開発規定を見直して作成していたりもするので、これは設計者になるつもりで実際にやってみるしかないかと、FreeCADを使ってやってみることにしました。

大学で立体図学や製図の勉強はしましたが、苦手意識が残っていて3D CADによるモデリングもなかなか手強いと思っている私（はかせ）ですが、2022年1月、はじめての設計を始めます。

前回は立体図形について説明しました。

ここでは、製図の前に、立体の投影法（3次元の立体と2次元の平面に表現する方法）の基礎知識について説明します。CADで図面を描き始める前に、設計する物の概略形状を把握するために必要な知識の１つです。

投影法とは3次元を2次元で表現する方法

立体は3次元です。

図面は2次元、CADの画面表示も2次元です。

絵や写真も3次元（実際の物や風景）を2次元（紙）で表現しています。

投影図とは、3次元の立体を2次元に表現する方法です。

代表的な投影法は、以下の３つです。

透視投影図は、絵画や遠近法について調べると出てくるかと思いますので、ここでは、等角投影図とキャビネット図について説明します。

設計対象の形状や機能を検討する際に、自己流でスケッチしているかもしれません。基本的な投影法について知っているとスケッチのクオリティ（品質）が上がるのではないかと考えています。

はかせ

作図と言うと、小学校高学年か中学の頃、ガンダムのコアファイターの機首が回転する部分を作りたくて、方眼紙や工作用紙に何やら描いていたことを思い出します。

下図は、立体（立方体、正六面体）を等角投影図で表したイメージ図です。

等角投影図のイメージ

図１　等角投影図のイメージ

上図を参照しながら等角投影図について補足します。

なお、実際に等角投影図を描く場合に、辺の長さを実寸で描く場合もあります。

また、私の場合ですが、角度は意識せず、上図の立方体であれば、立方体の奥をZ軸にするのではなく、立方体の手前をZ軸ににして描くことが多かったです。

下図は、立体（立方体、正六面体）をキャビネット図で表したイメージ図です。

キャビネット図のイメージ

図２　キャビネット図のイメージ

上図を参照しながら等角投影図について補足します。

立方体の１面（上図では正面のYZ平面）の形状を正確に表すことができます。言葉を変えると、正面図を正確に描いて奥行きをつけることで、3D形状を分かりやすく表した図と考えています。

はかせ

DIYや工作などで図を描くときに使っています。

技術職で採用され設計をすることになったものの、なぜか品証の私に「OJTと称して過去図面の修正やトレースをしていれば設計ができるようになるのでしょうか？」と聞かれ「設計標準を作ってよ」とつぶやかれ、設計の最初の教育は何をするのか考え始めました。

大学で立体図学や製図の勉強はしましたが、苦手意識が残っていて3D CADによるモデリングもなかなか手強いと思っている私（はかせ）です。

実際に手を動かしながら「はじめての設計」をテーマに学びまとめていきたいと考えています。

ここでは、設計者に必要な「立体の投影法（3次元を2次元で表現）の基礎知識」について以下の項目でまとめました。