From DDL Wiki
図1. キッカーランドダイナモソーラーとクランク緊急ラジオ、グリーン
内容
- 1 エグゼクティブサマリー
- 2ステークホルダーと製品ニーズ
- 2.1消費者
- 2.2ディストリビューター/小売業者
- 2.3メーカー
- 2.4配送/輸送
- 3 使い方
- 3.1使い方
- 3.2ユーザー調査
- 4 部品表
- 4.1コンポーネント
- 4.2アセンブリ図
- 5 機械的機能
- 6製造および組立のための設計(DFMA)
- 7故障モードおよび影響解析(FMEA)
- 8環境のための設計(DFE)-EIO-LCA
- 8.1製造
- 8.2使用
- 8.3寿命の終わり
- 8.4DFEの結論
- 9 チームメンバーの役割
- 10参考文献
エグゼクティブサマリー
上記のハンドクランク、ソーラーラジオを分析し、その構成要素、機能、組立技術、および設計の長所と短所を決定しました。 それを達成するために、我々は、システム内のコンポーネントとその機械的(または非機械的)機能のより良い理解を得るために、製品を解剖しました。 緊急ラジオの主要な部品のいくつかは発電機、ギヤボックス、手動クランク、太陽電池パネルおよび一連の電子回路を含んでいます。 これらの部品が主にenergyintoの音をそしてラジオと利用できる来る異なった機能に移すのに使用されています。 これらの機能のいくつかはオン/オフ/容積のダイヤル、チューナーのダイヤルおよびアンテナです。
製品解剖後、故障モードと影響解析(FMEA)、製造組立設計(DFMA)、環境設計(DFE)の三つの異なる解析を行いました。 FMEAの目的は、ユーザーが無線と対話するときに発生する可能性のある故障モードと、これらの故障がユーザーとその周囲にどのような影響を与えるかをより 我々の分析から、可能性のある故障モードのほとんどはユーザに有害な影響を与えないが、システムを動作不能にする可能性があることが明らかであった。
DFMAは、各部品がどのように製造され、組み立てられたか、どのような材料が使用されたか、各部品を組み立てる際に製造技術が有効であるかどうかをより 製造業者が組立のプロセスを容易にするために作ったいくつかの機能がありますが、まだ改善の余地があります。
DFE分析は、製品が環境に与える影響についての洞察を提供しました。 同様のアプローチの結果EIO-LCA(Economic InputOutput-Life Cycle Analysis)は、ハンドクランクラジオの存在が経済の様々な分野の温室効果ガス排出にどのように影響するかを描写した。 この装置は自己完結型であるため(すなわち、独自の電力を発生させる)、製造中の発電および供給は温室効果ガス排出量に最も寄与する。 生産、使用、廃棄によって引き起こされる汚染の量を減らすために、以下の対応するセクションにいくつかのオプションが示されています。
ステークホルダーと製品ニーズ
この製品には、消費者、流通業者/小売業者、製造業者、輸送業者(出荷)の四つの主要な利害関係者があります。 それぞれの利害関係者は、以下のように異なるニーズを持っています。
消費者
キッカーランドソーラーラジオクランクは、カーボンフットプリントや自然災害(停電の原因となる可能性がある)を懸念している家庭の消費者に向けられている。 私たちのユーザー調査に基づいて、これらは消費者がラジオを改善することができると感じるいくつかの分野です。
- 安い製品価格
- クラリティ&ラジオのラウドネス
- サイズ
- 耐久性&信頼性
- 太陽電池の効率&クランク(すなわち
- 使いやすさ
- 耐候性
- チューニングのしやすさ
- より良い信号受信
- 迅速な出荷と効率的な輸送
ディストリビューター/小売業者
小売業者およびラジオの便利になるかもしれません。
- 安価な効率的な包装&簡単な輸送
- 製品を保護するための安全な包装機能
- 店舗で表示するための魅力的な包装
- 最小限の廃棄物包装
- 製品が要求されている必要があります
- 保管の容易さ(スタック性など)
- 保管の容易さ(スタック性など)
- 需要が高い
メーカー
キッカーランドソーラーラジオクランクは、最小限の費用で生産され、したがって会社により良い利益率を獲得しながら、顧客の要求 以下は、ラジオの生産に必要な製造業者のいくつかの側面です。
- より少ない部品
- 共通材料
- 人件費を削減する容易なアセンブリ
- 自動化されたアセンブリ
- 標準化された部品
- 郵送料を削減
- より安い生産費
- 高需要
- 高需要
- 高需要
- 高需要
- 高需要
- 高需要
- 高需要
- 高需要
配送/輸送
輸送を容易にするためには、これらの特性が重要です。
- 軽量
- 収納のしやすさ(例: スタッカビリティ)
- 耐久性
- 需要が高い(大量出荷量など))
使用法
使用方法
この無線は、機能するためにバッテリーも電源コードも必要ありません。 電源のために、このラジオは、下の図に示すように、その上面に小さなソーラーパネルだけでなく、その側にハンドクランクを持っています。
図2. 正面図。 |
図3. 側面図。 |
図4. バックビュー。 |
図5. トップビュー。 |
図6. 示されているように、電池が満たしているとき赤灯はつきます。
太陽電池パネルはラジオが太陽エネルギーを集める間、ユーザーが直接日光に露出されるラジオを残し、好みの場所を聞くことを可能にする。 手動クランクは屋内で、夜の間に、またはライトが直接アクセスできない緊急事態に特に有用である。 ラジオは手動回すことによって作成され、300mAh/2.3Ni MH電池で太陽電池パネルから集まったエネルギーを貯えることができる発電機の発電機を含んで ダイナモソーラーラジオを操作する手順は次のとおりです:
- 1 分=30分ラジオ再生時間
- 5時間=30分ラジオ再生時間
- オン/オフ/ボリュームダイヤルをオンにする
- AM/FM/WBスイッチを切り替えて周波数を変更する
- チューニングダイヤルをオンにしてステーションを変更する
- ヘッドフォン用プラグイン
無線周波数:
- Fmの周波数範囲:87-108のMHz Amの周波数範囲:530-1600のkHz無線周波数範囲:8315>
- : 149-186
ユーザー調査
携帯型のハンドクランキングラジオは非常に使いやすいようでした。 しかし、変更する必要があるデザインのいくつかの領域がありました。 例えば、クランク運動の抵抗は、クランクの速度に比例するようである。 クランキングが速くなればなるほど、より多くの電力が生成されますが、抵抗は大きくなります。 車輪の抵抗とクランクと太陽電池パネルから発生する電力との間のバランスポイントを見つけることができる必要があります。
この製品を研究している間、製品のレビューにはいくつかの共通のテーマがありました。 それらはように続きますあります:
- パネルが効率的に太陽光を吸収するためには直射日光が必要です
- ラジオ用のアンテナがまっすぐに上がり、曲がらない
- 晴れた日に外で製品を使用している場合、ソーラーパネル自体が十分な電力をラジオに提供するため、電源をクランクする必要はありません
- 平均して、1分間のクランキングは約15-25分の再生時間を与えます。 あるいは、クランクの100回転はおおよそ10分のオーディオに等しい
- ラジオは小さくて軽く、手のひらに収まる
これらのコメントから、機械から電気、または太陽から電気へのエネルギー変換は非常に効率的であると結論づけることができる。 いくつかの調整により、このシステムを他の日常生活器具と統合して、圧延機械エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能であり得る。 私たちの日常生活の中で機械的なプロセスから失われたエネルギーを取り戻すために安価でポータブルなシステムは、興味深い研究やビジネスチャンスを提示することができます。 設計プロセスのためのこれらの目的を達成するためには、プロダクトの付加的な理解そして研究はされなければなりません。
部品表
このハンドクランクラジオには合計41個の部品があります。 電子工学以外、部品のほとんどは射出成形か押すことによってプラスチックからなされます。 定規は、スケール感を提供するために、すべての画像に含まれています。 すべての部品を見るためにアセンブリテーブルの下の図6を参照して下さい。
品番 | 名前 | 数量 | 重量(g) | 機能 | 材料 | 製造プロセス | 画像 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | バックケース | 1 | 31.2 | 一緒にアセンブリを保持します。 クランクが取り付けられているところ | プラスチック | 射出成形 |
|
|||||
2 | スピーカースクリーンメッシュ | 1 | 8.5 | 物理的な妨害からスピーカーを保護する | Steel | Stamping |
|
|||||
3 | フロントケース | 1 | 25.5 | スピーカーを保持する | プラスチック | 射出成形 |
|
|||||
4 | スピーカープレート | 1 | 8.5 | 振動を作成するために磁石を収容する | スチール | スタンピング |
|
|||||
5 | スピーカーコーン | 1 | グラムよりより少し | 音を作り出すために振動する | プラスチック/ポリマー | 押すこと、真空の形成 |
|
|||||
6 | ソーラーパネルアセンブリ | 1 | 5.7 | 太陽エネルギーを電気エネルギーに変換 | 単結晶シリコンウェハ、プラスチック、鉛、ゴム、銅 | はんだ付け、リソグラフィー、マスキング、蒸着、エッチング |
|
|||||
7 | ラジオ局のチューナー表示器 | 1 | グラム未満 | ラジオの周波数を示す | プラスチック | 射出成形、ラベルの印刷 |
|
|||||
8 | 発電機マグネット | 1 | 2.8 | 電気を発生させる磁界の作成 | 金属の合金 | 押すこと、熱すること、アニーリング、磁化する終わり |
|
|||||
9 | 発電機の版 | 1 | 14.2 | ギアと発電機を所定の位置に保持 | スチール | スタンピング |
|
|||||
10 | ギア4 | 1 | グラム未満 | 発電機を他の歯車に接続する | スチール | ホブビング |
|
|||||
11 | ギヤシャフト | 1 | グラム未満 | 発電機をギア4に接続し、ギアを取り付けます 4 | スチール | 冷間圧延 |
|
|||||
12 | ギア1 | 1 | グラム未満 | クランクモーションを翻訳 | ナイロン(自動潤滑) | 射出成形 |
|
|||||
13 | 発電機 | 1 | 11.3 | 回転から電気を発生させる | 銅、鋼鉄 | 押すこと、巻く層になること |
|
|||||
14 | ギア2 | 1 | グラム未満 | クランクモーションを翻訳 | ナイロン(自動潤滑) | 射出成形 |
|
|||||
15 | 発電機シェル | 1 | 5.7 | 磁石を所定の位置に保持する | スチール | スタンピング |
|
|||||
16 | ギア3 | 1 | グラム未満 | クランクモーションを翻訳 | ナイロン(自動潤滑) | 射出成形 |
|
|||||
17 | 電池パック | 1 | 14.2 | 無線操作のためのエネルギーを貯える | プラスチック、銅、ゴム、ニッケルの金属の水素化物 | 高度の製造技術 |
|
|||||
18 | 容積および電源回路アセンブリ | 1 | 8.5 | 音量を制御し、ラジオをオンにする | プラスチック、鉛、銅、ゴム、半導体材料、ポリマー/ワックス | はんだ付け、リソグラフィー、マスキング、蒸着、エッチング |
|
|||||
19 | 外ねじ | 4 | グラム未満 | 二つのケースを一緒に保持 | ステンレス鋼 | 冷間見出し、糸圧延 |
|
|||||
20 | スピーカーネジ | 3 | グラム未満 | フロントケースにスピーカーを取り付ける | ステンレス鋼 | 冷間見出し、糸圧延 |
|
|||||
21 | アンテナのソレノイド | 1 | グラム未満 | 無線信号に必要な磁界を発生させる | 銅 | コイル、硬化 |
|
|||||
22 | 太陽電池パネルのパッド | 2 | グラム未満 |
|
||||||||
23 | クランクダボ | 1 | グラム未満 | クランクシャフトとカラーを接続 | スチール | 冷間圧延 |
|
|||||
24 | オン/オフ / ボリュームインジケーター | 1 | グラムよりより少し | スピーカーの容積を調節して下さい | プラスチック | ラベルのために印刷する射出成形 |
|
|||||
25 | アンテナ | 1 | 8.5 | 信号の受信を高める | ステンレス鋼、アルミニウム、黄銅 | 冷たいデッサンは、デッサンを死にます |
|
|||||
26 | ヘッドフォンジャックアセンブリ | 1 | グラム未満 | スピーカーへのヘッドフォンの接続 | 銅、プラスチック、ゴム、スチール、鉛 | はんだ付け、リソグラフィー、マスキング、蒸着、エッチング |
|
|||||
27 | クランクノブ | 1 | 2.8 | クランクを回しやすくする | プラスチック | 射出成形 |
|
|||||
28 | クランクシャフト | 1 | 2.8 | レバーアームを増やす | プラスチック | 射出成形 |
|
|||||
29 | クランクのアタッチメントディスク | 1 | 2.8 | クランクシャフトをギアに接続する | プラスチック | 射出成形 |
|
|||||
30 | ハンドクランクカラー | 1 | グラム未満 | クランクの回転運動を安定させる | スチール | スタンピング |
|
|||||
31 | チューニングマイクロプロセッサアセンブリ | 1 | 22.7 | 無線周波数のチューニング(FM/AM/WB) | プラスチック、鉛、銅、ゴム、半導体材料、ポリマー/ワックス | はんだ付け、リソグラフィー、マスキング、蒸着、エッチング |
|
|||||
32 | 発電機ねじ | 4(3種類) | グラムよりより少し | 場合およびギヤシステム | ステンレス鋼 | 冷たいヘッディング、糸の圧延への発電機の保有物 |
|
|||||
33 | ヘッドフォンネジ | 2 | グラムよりより少し | ヘッドホーンのアダプターを握る | ステンレス鋼 | 冷たいヘッディング、糸の圧延 |
|
|||||
34 | アンテナネジ | 1 | グラム未満 | ケースにアンテナを保持 | ステンレス鋼 | 冷間見出し、ねじ圧延 |
|
|||||
35 | クランクギアカラー | 1 | グラム未満 | クランクの襟とギアを接続する | プラスチック | 射出成形 |
|
|||||
36 | ギアカラークランプ | 2 | グラム未満 | 歯車を一緒に保持 | スチール | スタンピング |
|
|||||
37 | 周波数範囲スイッチノブ | 1 | ラジオの周波数範囲(FM/AM/WB)を示すグラム未満 | プラスチック | 射出成形 |
|
||||||
38 | ケーブル | 1 | グラム未満 | 接続電装品 | 銅、ゴム | ゴムダイを介して描画 |
|
|||||
39 | Oリング | 2 | グラム未満 | 発電機の上に磁石を取り付ける | プラスチック | スタンピング |
|
|||||
40 | スピーカーマグネット | 1 | 2.8 | スピーカーの振動を制御して音を発生させる | 金属合金 | プレス、加熱、アニーリング、仕上げ、磁化 |
|
|||||
41 | スピーカーコイル | 1 | 8.5 | スピーカー画面を振動させる | 銅 | ローリング |
|
組立図
集積回路を分離するためにワイヤ接続を切断する必要があるため、部品を分解した後に部品を組み立てることはできません。 ただし、組み立て手順は次のように説明できます:
- ギアボックスを部品9に取り付けて発電機で組み立てます。 (ギヤボックスは部品から成っています10, 12, 14, 15, 16, 36 そして発電機は部分から成っています8, 11, 13, 15, 39).
- スピーカープレート(パート4)に磁石(パート40)を入れてスピーカーを組み立て、スピーカーコイル(パート41)をスピーカーコーン(パート5)に取り付けます。 2つのアセンブリを一緒に取り付けます。
- 対応するインジケータ(部品)を備えたケーブルを使用して集積回路を接続します6, 7, 17, 18, 24, 26, 31, 37, 38).
- アンテナとソレノイドを集積回路に接続します(一部21, 25, 31, 34, 38).
- ハンドクランクを組み立てます(一部23, 27, 28, 29, 30, 35).
- ハンドクランクアセンブリをバックケースに挿入します(その1)。
- 発電機とギアアセンブリをバックケースに接続します(パート32を使用)。
- スピーカーアセンブリをフロントケースに接続します(パート3はパート20を使用)。
- 集積回路をフロントケースに取り付け、ヘッドフォンジャックをパート33で固定し、パッドを使用してソーラーパネルを取り付けます(パート22)。
- パート19を使用してフロントケースをバックケースに取り付けます。
- 最後に、スピーカースクリーンメッシュ(その2)をフロントケースに挿入します。
図6. ハンドクランクラジオのブローアップ組立図
機械的機能
図7. フロント(上)とサイド(下)のビュー。 ギヤ1は手動クランクから入力を受け取り、ギヤ4は発電機に出力を送る。
図8. 発電機の外貝は磁石と並びます。 銅コイルは、シェルが回転している間に固定されたままであり、磁場を交互にして電流を誘導する。
機械面は発電機不安定なシステムで構成される。 基本的な構造は次のとおりです(参考のために図6を参照してください):
ハンドクランクには、シャフトに強固に取り付けられたハンドルが含まれています,その後、ギア1に取り付けられています. ハンドルの目的は、ユーザーが「クランク」しやすくなり、それによってギアシステムにトルクを入力して増幅することを容易にすることです。 歯車システムは4つの歯車で構成され、歯車1は入力トルク歯車、歯車4は出力トルク歯車、歯車2および4は角速度倍率歯車である。 また、歯車4は、発電機シェルを回転させる軸に接続されている。 ギヤシステムの後ろの考えはハンドルの1つの完全な”クランク”と、ギヤがギヤ4の10か20の完全な回転にこの1回転を拡大することである。 これは徹底的に電気を発生させるために発電機の貝の回転の効率を高める。 ファラデーの誘導の法則に従って、発電機の貝の回転は手動クランクの無線機によって貯えられ、使用することができる流れを発生させる磁界を生
回転が速いほど、より多くの電流が生成されます; したがって、歯車システムは、より低い電力に変換されるユーザからのより高い電力およびより低い速度の入力を有するように設計されているが、発 したがって、ユーザーが比率を再生したいときは、手動でクランクを回して、ハンドクランクラジオに電力を供給する電流を生成する磁場を生成する必
製造-組立設計(DFMA)
製造-組立設計(DFMA)分析の主な目的は、製造-組立プロセスの簡素化に向けたさまざまな改善を考え出すことです。 いくつかの重要な考慮事項には、部品数、材料選択、生産量、公差などが含まれます。
このハンドクランクラジオは、上記のセクションに示すように41個の部品とアセンブリで構成されています。 非金属部品の大部分は、射出成形またはスタンピングを介してプラスチックまたはゴムで作られています。 これらは大量生産のための非金属部品を製造するかなり効率的な方法です。 金属の部品は、一方では、鋼鉄、アルミニウム、金属の合金、および多くの他を含むさまざまな材料からなされます。 金属の部品の使用そして形によって、製造工程は冷間圧延、押すこと、石版印刷、等から及びます。
製造と組み立てを容易にするために、設計を簡素化するための努力がいくつかなされている。 これらの方法は次のとおりです:
- スピーカー画面の曲がったタブにより、組み立てが容易になり、部品を追加することなく取り付けることができます。
- ほとんどの歯車は自動注油式ナイロン製で、摩擦を最小限に抑えるように設計された標準化されたサイズと材料があります。
- 非金属部品のほとんどは射出成形で作られています。 型を変えることによって、標準的な射出成形は可能性としてはすべての非金属部品を作り出すことができます。
- 外箱は同じ次元とそれらが同じような特徴を共有し、互いに容易に留まることを可能にすることを可能にする作られる。
- 多くのコントロールノブが内蔵されています。 例えば、オン/オフおよび音量調節は部品の計算を減らし、設計を簡単にする単一の表示器で統合される。
- 厳しい公差を必要としない部品は、射出成形によってプラスチックで作られているため、製造プロセス中に寸法を精査する必要がありません。
- 非金属部品のほとんどは、二次製造プロセスを必要とせずに射出成形によって製造されています。
- ギヤは調整の容易さのための同じ色で形成される注入であり、外の場合は審美的な、環境の懇願のための緑で形成される注入である(すなわち無線
- ねじ穴により、ナットやワッシャの必要性がなくなり、部品数が最小限に抑えられ、迅速な組み立てが保証されます。
- 電子機器のほとんどは他の工場で大量生産できる小組立品であり、ラジオのメーカーはラジオを一緒に組み立てることに特化することができます。
- フロントケースとバックケースは非常に似ていますが、互いに区別するのは非常に簡単です。
- 異なるサイズとchampfersを持つプラスチック製のソケットは、ケースにどの電気アセンブリを取り付けるかを示します。
以下の分野でいくつかの改善を行うことができます:
- 様々なサイズのネジがたくさんあります。 標準化されたねじは組立工程をより簡単およびより速くさせます。
- 様々な回路基板を一つの回路基板に組み合わせることができ、部品数を最小限に抑え、アセンブリを簡素化します。
- ギアアセンブリは、スペースと体積の制約のために複雑で分解が困難なようです。
- メタルギアが押し込まれた。 この手順では、高精度と低公差が必要です。
- 配線はケースの両側に回路アセンブリを接続しており、何か問題がある場合は分解が困難です。
- ネジの代わりにスナップフィットを使用できる場合があります。
故障モードおよび影響分析(FMEA)
Kikkerland Dynamo SolarおよびCrank Emergency Radioの故障モードおよび影響分析(FMEA)は、市場性のある製品におけるダイナモ発電機およびソーラーパネ このプロダクトは首尾よく多数の部品を収容する多様な機能を可能にする非常に密集した部分であるために示した。 しかし、このラジオは、以下の表に、障害の様々な識別可能なモードで、その障害がないわけではありません。
全体として、さまざまなモードでの障害の発生評価(O)はかなり低く、一つのモードで5をピークにしています。 これは、この製品が長期間にわたって機能を保持することを期待する必要があることを示しています。 残念ながら、障害の重大度は、4つのモードでは最大定格が7、4つのモードでは最大定格が6になります。 また、故障定格(D)の検出は比較的低く、ほとんどの定格は4未満ですが、定格が9のモードと8のモードがあります。 しかし、設計レートは全体的によく、105の最高のRPN定格によって示されます。
したがって、Kikkerland製品は、使用寿命が長く、非常によく設計されていることが示されています。 故障のモードの多くは、摩耗や裂傷、または大きな濡れや熱などの極端な条件によるものです。 私達が設計する私達のプロダクトは無線の設計を模倣するべきですが、私達は改善を追求します。 私達が改良するように意図するある区域は次のとおりである:電子工学およびマイクロプロセッサアセンブリを防水すること;ギヤまたはモーターか; 酸の漏出を防ぐために電池を変えて下さい。
キッカーランドラジオは非常に堅牢な製品であり、多様な地域や条件で動作することができ、長期間動作し続けることができます。 私達は失敗の方法および効果の分析の実行によって私達がKikkerlandのラジオのそれを超過するために私達のプロダクトの寿命そして信頼性を高めてもい
最も一般的な故障モードの概要を以下に示します:
部品番号 | 項目 | 機能 | 障害モード | 障害の影響 | S | 障害の原因 | O | デザインコントロール | D | Rpn | 推奨アクション |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
25 | アンテナ | アンテナ/信号受信 | スナップ、破断、曲げ | 低品質信号、誤動作の可能性があります | 5 | ラジオを落とし、不適切な使用 | 3 | アンテナは折りたたみ可能 | 1 | 15 | ラジオへのInternatlizeのアンテナはまたはアンテナを適用範囲が広くさせます |
27 | クランクアーム | 手動エネルギーをギアに変換 | 破断、曲げ、剥離 | クランキングから発生する電力はこれ以上ありません。 太陽光でラジオだけに電力を供給することができます | 6 | 曲がり、落ち、クランクを余りに速く回すこと | 2 | クランクは短く、厚く、それ故に壊れること困難であるためになされます | 1 | 12 | 製品に警告を書いて、より強い材料を使用してください |
18, 22, 26, 31 | 電子工学/マイクロプロセッサアセンブリ | 電気入力を取り、各信号のための適切な出力を定める | 水損傷 | 操作不可能なシステム | 7 | 雨、水害 | 4 | すべての電子機器はケース内で保護されています | 4 | 112 | それらを防水にするために電子工学を密封して下さいプロダクトで”水警告”を書いて下さい |
17, 18, 22, 26, 31 | 電子/マイクロプロセッサアセンブリ、電池 | 電気入力を取り、各信号のための適切な出力を定め、エネルギーを貯える | 過熱する | 性能はかなり減 | 6 | 延長使用法、延長太陽および高温露出 | 1 | すべて 電子工学は場合の中で保護されます | 5 | 30 | ファンの追加、警告サインの追加、温度センサーの追加、ヒートシンクの追加 |
10, 12, 14, 16 | ギア | クランクの機械的エネルギー入力を発電機に変換 | 消耗 | クランキング、著しい摩擦損失、ギアの滑りによる発電がなくなりました | 6 | 広範な使用、製造上の欠陥 | 1 | ギヤは比較的強い自動注油式ポリマーであるナイロンからなされます | 4 | 24 | ギアの材料を変更します。 たとえば、金属は摩耗や裂傷の影響を受けにくくなります |
38 | ケーブル | さまざまなコンポーネントとの間で電気信号を転送する | ラジオの落下、消耗、延長使用 | 動作不能システム | 7 | 悪い製造業、過熱すること、衝撃の損傷 | 3 | 各ケーブル内に低抵抗の複数のワイヤがあります | 4 | 84 | すべての電子アセンブリのための1つの集積回路を使用して下さい |
24 | オン/オフ/音量インジケータ | ユーザーがスピーカーの音量を操作し、ラジオのオン/オフを許可する | 破壊する | スピーカーの音量を操作できません | 5 | ノブを転覆させ、ノブを間違った方向に強制する | 2 | ノブは、どの方向に回転できるか、または回転できないかをユーザーに通知するためにラベリングされています | 2 | 20 | ノブの動きを拘束するためにゴムストッパーを追加します |
7 | 無線局のチューナーの表示器 | ユーザーが無線の頻度を処理することを許可する | 破損 | 無線チャンネルを切り替えることができません | 5 | ノブを転覆させ、ノブを間違った方向に強制する | 2 | ノブは、どの方向に回転できるか、または回転できないかをユーザーに通知するためにラベリングされています | 2 | 20 | ノブの動きを拘束するためにゴムストッパーを追加します |
1, 3 | 前面と背面のケース | アセンブリとスピーカーを一緒に保持し、コンポーネントを保護 | 壊れ、離れて来る | 美学、脆弱なコンポーネントの露出 | 4 | ラジオを落とす | 5 | 前面と背面のケースを一緒に保持しているネジが複数あり、破損する可能性が低くなります | 2 | 40 | 衝撃を最小限に抑えるためにショックアブソーバーを追加 |
4, 5, 40, 41 | スピーカープレート、コーン、磁石、コイル | 電気信号を音に変換 | 振動ストレス | スピーカーの誤動作および動作不能システム | 7 | 最大音量、消耗でラジオを再生する | 5 | スピーカーは人間の全ヒアリングの範囲に及ぶためになされます | 3 | 105 | 音量を最大の90%に保つために警告を追加します。 ボリュームを内部的に制限するには90% |
8, 13, 15 | 発電機、磁石、貝 | 磁気誘導によって電気エネルギーに回転エネルギーを翻訳する | 減磁 | 発電機/クランクの腕から発生するこれ以上の力 | 6 | 高温、短絡 | 2 | 銅のコイルおよび磁石は多数の部品入って来、1つが働いていない時でさえ作用し続けるようにそれがします | 8 | 96 | 発電機のまわりで絶縁材を加えて下さい、発電機に太陽盾/脱熱器を加えて下さい 組立 |
17 | 電池のパック | 電気エネルギーを貯えること | 漏出電池の酸 | 水損傷およびエネルギー貯える装置の欠乏による操作不可能なシステム | 7 | 過熱する電池の排出 | 1 | そこにエネルギーを格納するための二つの電池があり、彼らはそれらの周りに追加のプラスチック製のラッ | 9 | 63 | ソリッドステート電池への変更 |
26 | ヘッドフォンジャックアセンブリ | ヘッドフォン用プラグ | , | 3 | ヘッドフォンジャックを小さな工具で叩く(例: ドライバー) | 1 | ヘッドフォンジャックの位置は、小さな部品で損傷することはまずありません | 3 | 9 | ヘッドフォンジャックに取り外し可能なゴムカバーを追加 | |
19, 20, 32, 33, 34 | アソートネジ | 部品を一緒に保持する | ネジが磨耗し、いくつかのネジが失われます | ネジの繰り返しの緩みと締め付け | 3 | 柔らかさ、プラスチックの可鍛性、ねじのサイズ | 3 | ねじはそれをにもっと簡単にする標準サイズ入って来 置換 | 2 | 18 | helicoilsを使用して、ねじポイントのまわりで場合材料を増強して下さい |
環境のための設計(DFE)-EIO-LCA
太陽手動クランクのラジオの生産はプロダクトの温室効果ガスの放出の最も大きい要因である。 この数字に最も大きく貢献する経済部門は、発電-供給、鉄鋼工場、半導体および関連デバイス製造です。 これらの排出量のほとんどは、GHG排出量への間接的な影響です。 再設計の可能性のある領域については、次のセクションで説明します。 GHG関連税の30ドルの増加は、製品の寿命コストを0.60ドル増加させ、これは製品コストの約2%である。 結果は、以下の表に要約することができます:
カテゴリ | 商品を購入 | ベストマッチ経済セクターレポート名 | 信頼る部門を表す項目 | ユニット消費された製品のラ | ト | 生涯コスト | 経済-広mt Carbondioxide発売り$1Mの出力部門での | 暗黙のmt Carbondioxideり製品寿命 | Carbondioxide税($30/mt) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
生産9896> | ハクラジオ | 334310: オーディオ-ビデオ機器製造 | ハイ | ハンドクランクラジオ | 1 | $30 | $30 | 549 | 0.01647 | $0.4941 |
生産 | ソーラーパネル | 334413:半導体および関連デバイス製造 | 高 | ソーラーパネル | 1 | $5 | $5 | 603 | 0.003015 | $0.09045 |
製造
ソーラーハンドクランクラジオは、主に射出成形されたプラスチック部品、標準化された金属ネジ、およびプレハブ電子回路で構成されています。 それはグリッドをオフに動作しますが、デバイスは完全に”緑”ではありません。 この製品の環境への影響を減らすために、製造プロセスにいくつかの変更を加えることができます。 第一に、プラスチック部品(その材料は製造業者によって明示的に指定されていない)は、消費後のプラスチック、リサイクル可能なプラスチック、またはセルロースベースのプラスチックに置き換えることができる。 第二に、プラスチック包装は、段ボールのようなより環境に優しい材料に置き換えることができる。 最後に、集積回路を利用することによりはんだ付け量を削減することができ、はんだ付けプロセスには鉛フリーはんだが含まれる可能性があります。 どの製品でもそうであるように、コストと環境への影響を低減するために材料の削減が好ましい。
使用
太陽手動クランクのラジオに非常に限られた機能がある:無線信号を捕獲するため。 環境への影響を無視してこの作業を完了しますが、その機能を拡張して、他のデバイスの環境への有害な影響を軽減することができます。 たとえば、機能を強化するために目覚まし時計を追加することができます。 Mp3入力機能はまた、そのユーザーベースを広げることができます。 枕元の時計を完全に取り替えるためには、装置はその上に電源コードを必要とするかもしれません(以外格子使用のために取除くことができる)。 防水は機能性を高めるための最終的な推薦である。 これはまた、製品の期待寿命を増加させるであろう。
End of Life
ソーラーハンドクランクラジオは、機能を停止したときには何の目的もありません。 それは壊れたときに処分される可能性が最も高いです。 これは、電子機器や電池が環境に及ぼす有害な影響のために残念です。 生物分解性か生物友好的な材料からのアセンブリを組み立てることは別として、少し選択は元の機能が切れるときこの装置の生命を拡張するため
DFE結論
結論として、ソーラーハンドクランクラジオの環境への影響を低減するための最も簡単な二つの方法は、”環境に優しい”材料の使用と製品の機能
チームメンバーの役割
Oscar Chahin:FMEA、機械分析、ユーザースタディ
Evan Gates:DFE、利害関係者、DFE-IOC
Kartik Goyal:部品表と図、使用法、ユーザースタディ、機械機能
Huan(Steve)Qin:DFMA、DFE-IOC、ユーザースタディ
Andre Sutanto: ウィキページ編集者、部品表、利害関係者
カーネギーメロン大学グリーンデザイン研究所。 (2008)Economic Input-Output Life Cycle Assessment(EIO-LCA),US1997Industry Benchmark model. <http://www.eiolca.net>Dieter、George E.、Linda C.Schmidt。 エンジニアリングデザイン。 第4版。 ニューヨーク、ニューヨーク:マグロウヒル、2009。 707-715. 印刷します。
から撮影した画像:図1:www.amazon.com/Kikkerland-Dynamo-Solar-Crank-Emergency/dp/B0017S4C26/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1346370017&sr=8-2&keywords=