おひさしぶりです．どらびです．
相も変わらずお久しぶりと挨拶しなければならないレベルの低浮上っぷりですが，裏では結構色々やっています．
前回投稿はスキャナカメラの構成を大幅に変更した話でした．そっちも現在も色々作成中なのでまた更新したいとは思いますが，それとは別にキーボード関連でもちょこちょこモノづくりしていまして，それをX(旧Twitter)でリアルタイムに呟いていたところ，
というツイートがありまして．ちょうどトラックボールケースを作っている最中だったので
こんなツイートをしましたが，せっかくなので今作っているトラックボールケースに関しては1つの記事としてまとめておこうと思いました．
(こんなこと言っちゃってますしね…)
というわけで書いていこうかと思います．
はじめに
まずこの記事ではトラックボールケースを作る上での「見た目のおしゃれさ，デザイン性」に着目して，同設計するかについて書いていきます．なのでベアリングの配置がどうとか，メカニカルに同設計すべきかという部分に関しては他の方の記事にお任せいたします．
(【最後に】の段落でそういう記事の話に少しだけ触れます)
また，私の使用しているCADはAutodesk fusion360なので，それ前提で話を進めていきます．
他のCADでも概ね似たような事は出来るのではないかと思いますが，出来なくてもノークレームでお願い致します．
設計上のコツ
概要
先にもツイートを掲載しましたが，当記事で述べたいのは
を解決する手段についてのみです．そしてその解を呟いたのがコレです．
これをもう少し深堀りして書いていきます．
(受け皿の方は取り上げません…適当にやっただけなので…)
ロフト
端的に言いますが，直線的な形状になってしまうのは「押し出し」をメインに作成しているからだと思います．で，これまた端的に解決策を書くと，「ロフト」を使っていきましょう．
(他にもやり方はたくさんありますが，割と楽なのはこれかと思います．)
押し出しだけでも「交差」を組み合わせると3次元的な曲面を作れないこともないと思いますが…
で，作り方ですが，ちょっとだけ意識することがあります．
ツイートの文面だけだと言葉足らずでした．こんな感じになります．
ここで言う「のっぺり」というのをあえて言葉で端的に言うと，
- 角がある
- くびれがない
の2点がポイントだと思います．
上下方向に対して，凹曲面が存在してないということですね．
では，その凹曲面はどうやって作るのか？というところですが，以下の2点のいずれか，あるいは両方を守ると大抵うまくいくと思います．
- 上から見た時に，上下二つの外形線を交差させる
- レールを使う
1個目の「上から見た時に，上下二つの外形線を交差させる」ですが，
上図において上側の欠けた円と，下側の四角において，上側の円が下の四角の上下の外形線と交差しています．これが結構大事．
ゆびながモンキーさんの例では，おそらく上の円が下の四角より完全に小さくなっていると思います．
そうすると上下方向には下から上に行くにつれて単調的にすぼまっていくだけなので，くびれは生じないわけですね．が，上下の形状が諸事情によって決まっている時や，上記のように上下のプロファイルを定めただけでは綺麗に形が決まらなかったとき，次の方法を検討します．
それが「レールを使う」という方法になります．
例えば上下同じプロファイルにして，レールを曲線にしてあげると，そのレールに沿ってうねった形になると思います．というわけでレールを使えば「くびれ」はすぐ作れると思います．
ただしレール１本だけで，かつ上下のプロファイルも単調な形状の場合は恐らくですがくびれてはいても物足りない形状になると思います．これは上下方向に関しては曲線的に変化していても平面の図形がシンプルが故に総じてみるとやっぱり単調な形状になってしまうからです．
「ロフト」で比較的簡単に綺麗な形状を作成するコツとしては以上になります．
まとめ
結局のところ，綺麗な形状というのはxyzの3方向のいずれにおいても「くびれ」を持っているというのが個人的には重要な観点なのかなと思います．3方向は言い過ぎかもしれませんが，2方向にはあった方が複雑でオリジナリティが増した意匠になってくるかな．と思います．
今回例に挙げたロフトの結果でも上下方向にくびれができている他，上側のプロファイルの円を一部くり抜いたような形状にすることで，平面方向で見ても一部くびれているような形状になっていることが見て取れると思います．
一応自分なりに上側の球を受ける部分とのバランスも加味した結果，このような形状に落ち着きましたので，その辺はうまいこと匙加減を調整していくのがよいと思います．
今回はロフトに着目して比較的簡単にきれいな曲線を持った形状を作るというところに絞っています．
綺麗な形状は他のやり方でも全然可能だと思いますし，どちらかというと小手先のテクよりは「どういった形状が美しく見えるのか？」という部分を深堀した方が良いかもしれません．
ただ，とっかかりがないと「どういう形状が自分にとって綺麗に見えるのか」というところを自分で試行錯誤するのも難しいと思いますので，このやり方をとっかかりに色々試してもらって，自分なりの「カッコいい形，綺麗な形，可愛い形」を求めていくのが良いのではないかと思います．
最後に
ちなみにいつか書くと呟いたものの，しばらくは書かないだろうなと思っていた本記事を書くきっかけになったのは，同じような内容の記事が先に公開されちゃったからですｗ
本記事はケースの外観に関してのみ記載しているのに対して，こちらの記事はベアリングの配置などについても記載されており参考になるかと思います．
(個人的には配置によってベアリングにかかる垂直抗力の変化が，ベアリングの回転方向に対して垂直方向にボールが運動した際は摩擦で受けることになるためにモロに影響を受けるからだと思ってはいます．)
ただなあ，この記事見て確かにそうだなあと非常に思わされたのですが，今の私の設計だと不安定すぎる気がするのと，ボールの受け構造でちょっと面白いアイデアを思いついてしまったので，致し方なく中身の構造を変更してから発注かけてみようかと思います．なのでこのケースが日の目を見るのはもう少し先のことになってしまいそうです…
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