設計検討を支える！ミスを減らすSOLIDWORKSエンベロープ機能の活用法と実務例

2025.04.24

CAD, Dassault Systèmes(ダッソーシステムズ), SOLIDWORKS

1. はじめに｜エンベロープ機能とは何か？なぜ注目すべきか

製造業の設計現場では、限られた時間の中で高品質な製品を設計し、いかに手戻りなくスムーズに進められるかが大きな課題となっています。特に、複数部品を扱うアセンブリ設計では、干渉やクリアランス不足といったトラブルが後工程で発覚し、修正に多くの手間がかかることも少なくありません。

こうした設計ミスを未然に防ぎ、効率的な検討を支援する機能として注目されているのが、SOLIDWORKSの「エンベロープ機能」です。エンベロープとは、アセンブリ内で特定の部品を「参照用」として扱い、質量計算や部品表（BOM）には含めずに、クリアランス確認や動作範囲の検証に活用できる便利な仕組みです。

この機能を活用することで、設計段階から部品の配置や空間の確保を視覚的に検討できるようになり、干渉の見落としや無駄な設計変更を減らすことが可能になります。さらに、設計レビューの場でも、他部門と共通のイメージを持ちやすくなるため、認識のずれによる手戻りも防げます。

本記事では、SOLIDWORKSのエンベロープ機能が持つ基本的な役割と活用方法について、具体的な事例を交えて分かりやすく解説します。

2. エンベロープ機能の基本｜概要と作成方法

引用：SOLIDWORKSヘルプ：https://help.solidworks.com/2025/japanese/SolidWorks/sldworks/c_Assembly_Envelopes.htm?id=f494cf92fc71475ebf34cdbb4b495c97#Pg0

エンベロープ機能は、SOLIDWORKSのアセンブリ設計において、特定の部品を「参照用」として扱うことで、設計チームが干渉チェックや空間検討をより効率的に行えるようにする仕組みです。この機能は非常にシンプルながら、機械設計やプロダクトデザインをはじめとする幅広い業種で高く評価されています。

たとえば、干渉チェックを行う際、本来は影響しない部品まで含めてしまうと、余計な干渉報告が増えてしまい、レビュー作業の妨げになることがあります。こうした部品をあらかじめエンベロープとして設定しておくことで、チェック結果が本当に重要な干渉だけに絞られ、設計ミスの見落としを防ぐことができます。

また、エンベロープは物理的には存在しないスペースを「仮想部品」としてモデル上に示すことができるため、作業スペースや可動域など、形状として定義しにくい空間の確保にも役立ちます。アセンブリ全体から設計検討に不要な部品を一時的に除外し、参照形状としてのみ扱うことで、モデルの視認性や作業効率も大幅に向上します。

特に、設計プロセスの初期段階や、他部門との調整が頻繁に発生する場面では、エンベロープの活用により検討作業が格段にスムーズになります。以下では、エンベロープの定義とその基本的な役割、そして実際の作成手順について詳しく解説していきます。エンベロープの活用によって、設計の質とスピードを両立させるための基盤づくりを目指しましょう。

2.1 エンベロープの定義と基本的な役割

エンベロープ（Envelope）とは、SOLIDWORKSにおいて部品を「参照専用の仮想部品」として扱う設定のことを指します。通常、アセンブリに部品を配置すると、質量の計算対象となり、BOM（部品表）にも含まれますが、エンベロープに指定した部品はこれらの処理から除外されます。

この設定により、設計上の検討に必要な部品だけを対象にすることができ、不要な情報によって設計の判断を誤るリスクを減らすことが可能です。エンベロープの主な役割は、以下の3点に集約されます：

干渉チェックでノイズを減らす
必要のない部品との干渉検出を防ぎ、重要な干渉だけを抽出できます。
部品間のクリアランスを示す
実際の物体ではないものの、確保すべき空間（メンテナンススペースや可動域など）を明示できます。
設計基準やガイドラインとして活用する
設計ルールやテンプレートに組み込み、標準化された空間設計を実現できます。

このように、エンベロープは「表示されるが、設計には影響しない」というユニークな性質を持っており、設計検討やレビューの支援ツールとして非常に有効です。

2.2 実際のエンベロープ作成手順

エンベロープの設定は簡単ですが、正しく使いこなすことで設計の効率を大きく改善できます。以下に、基本的な作成手順を紹介します：

アセンブリを開く
エンベロープを設定したいアセンブリファイルをSOLIDWORKSで開きます。
対象部品を選択
FeatureManager デザインツリーまたはグラフィックスエリアから、エンベロープにしたい部品を右クリックで選択します。
コンポーネントプロパティを開く
コンテキストメニューから「コンポーネントプロパティ」を開き、「エンベロープとしてマーク」のチェックボックスをオンにします。
干渉チェックの設定
必要に応じて、エンベロープ部品を干渉チェックの対象から除外するかどうかをオプションで指定します。
視認性の調整
エンベロープ部品には、色分けや透過設定を加えることで、チーム内での視認性を高められます。これにより、誰が見ても一目で参照部品だと分かるようになります。

これらの設定をチームの運用ルールとして統一しておけば、設計プロセスがよりスムーズに進み、設計ミスの抑制や設計品質の底上げにもつながります。

3. 実務での使いどころ(1)｜クリアランス確認と干渉防止

エンベロープ機能は、単に部品を「表示だけする」機能ではなく、設計全体の精度を高めるための重要な仕組みです。特に効果を発揮するのが、設計空間の把握や不要な干渉の回避といった、設計初期段階での検討フェーズです。

ここからは、エンベロープが実際の設計業務の中でどのように役立つのかを、具体的なシナリオ別に掘り下げていきます。まずは代表的な活用例として、クリアランス確認や干渉防止といった、空間的な制約条件に対応する場面から見ていきましょう。

3.1 設計段階でのクリアランス確認の重要性

製品の組立工程や動作中の安全性を確保するうえで、部品間の「適切な間隔（クリアランス）」を確保することは極めて重要です。クリアランス不足は、部品の物理的干渉や、メンテナンス性の低下、冷却不良、最悪の場合には製品事故にもつながりかねません。

特にアセンブリ設計においては、多数の部品が複雑に入り組むことが一般的であり、設計意図とは異なるわずかな干渉が発生しても、それを図面上で発見するのは困難です。そのため、3Dモデル上で干渉の有無を正確に把握し、意図的に空けておくべきスペースを明示する仕組みが求められます。

ここでエンベロープ機能を活用することで、実際の設計対象ではないが考慮すべき空間をモデル上に「見える化」し、部品配置の検討を効率的かつ正確に行うことが可能になります。

3.2 エンベロープを使った干渉の“ノイズ除去”

SOLIDWORKSで干渉チェックを行う際、すべての部品が対象になっていると、本来無視してよい構成部品（カバー、固定具、サービス用部品など）との軽微な干渉まで検出され、レビュー時に「本質的でない警告」が大量に表示されてしまうことがあります。

これが俗にいう「干渉チェックのノイズ」であり、重大な干渉の見落としにつながる原因の一つです。エンベロープとして指定された部品は、干渉チェックの対象から除外できるため、不要な判定を排除し、本当に確認すべき接触だけに集中することができます。

結果として、レビューの精度が向上し、設計ミスの早期発見と修正が可能になります。

3.3 可動域・最大寸法の表現にも有効

エンベロープのもう一つの有効な使い方として、**可動体の最大可動範囲や作業者の動作スペースなどの“仮想的な空間”**をモデリングするという方法があります。

例えば、油圧シリンダやアクチュエータといった可動部品を含む設計においては、稼働時に部品が取り得る最大範囲を事前に把握しておくことが不可欠です。この最大可動域を別部品としてモデル化し、それをエンベロープとして配置することで、他部品との干渉リスクを設計初期から把握できます。

この活用により、「設計が進んだ後で実機が動かないことに気づく」といった致命的な手戻りを防ぐことができます。また、レビュー時にエンベロープが視覚的に提示されていれば、他部門も一目で動作範囲を理解しやすく、説明や意思決定のスピードも向上します。

3.4 チーム設計での一貫性と再利用性の向上

エンベロープ機能は、設計チーム間での情報共有や設計ルールの標準化にも貢献します。たとえば、クリアランス確認に使用する共通のエンベロープ部品をあらかじめテンプレート化しておけば、新しい設計案件でも同じ基準で空間設計が行えるようになります。

さらに、CAD管理者がこれらのエンベロープ定義を社内ライブラリとして整備すれば、属人的になりやすい「空間判断」を標準化することができ、新人や他部門メンバーでも設計意図を理解しやすくなります。

このように、単なる便利機能にとどまらず、設計品質の平準化とレビューコストの削減を同時に実現する設計支援ツールとして、エンベロープは強力な味方となります。

3.5 実務に即した活用まとめ

アセンブリ設計における微小な干渉を“設計ミス”として拾わないようにするため、ノイズ除去の観点でエンベロープを使う
可動域やサービススペースなど、物理形状を持たない空間の可視化に活用する
テンプレート化やチーム内ルールとして整備することで、組織的な設計標準化と効率化が可能

4. 実務での使いどころ(2)｜設計の見落とし防止と仕様検討

設計ミスの多くは、派手な間違いではなく、初期の見落としや仕様のすり合わせ不足といった、小さな認識ズレが発端となって起こります。たとえば「図面上ではスペースが空いていたはずなのに、実際には干渉が発生していた」「設計変更の影響範囲が読み切れていなかった」といったケースは、現場では珍しくありません。

こうした設計上のリスクを最小化するには、目に見えない制約や空間要件を早い段階で共有・可視化しておくことが非常に重要です。エンベロープ機能は、この“見えない要件”を設計モデル上に反映し、見落としを防ぐための仕組みづくりに活用できます。

以下では、設計の見落としが起きやすいシーンを3つに分けて、エンベロープをどう活かせるかを解説します。

4.1 「空いているように見えて空いていない」空間の見落とし

設計者がモデルをチェックする際、「このスペースには余裕があるから大丈夫だろう」と判断しても、実際には別のコンポーネントが複雑な形状をしており、稼働時に干渉する、といった事態はしばしば発生します。

こうした誤認識は、目視による確認に頼っていると避けにくい問題です。そこで、**明示的に「ここには部品を置いてはいけない」「この空間は機能上の確保領域である」**と示すために、エンベロープを用います。

たとえば、ファンの吸気口や放熱のための空気通路など、実体がないが確保が必要なスペースをエンベロープでモデリングしておけば、他部品の配置時に自然とその領域を避ける設計判断が取れるようになります。こうした活用は、設計者間の「暗黙知」から「共有ルール」への転換としても効果的です。

4.2 仕様変更や機器追加時の影響範囲の見える化

設計プロセスの途中で、ユニットの追加や既存部品のサイズ変更といった仕様変更が入ることは珍しくありません。しかし、影響範囲が正確に見えていないと、関係部品との重複や新たな干渉が発生し、手戻りが発生するリスクが高まります。

ここでもエンベロープは有効です。対象領域の周囲にエンベロープを設定しておけば、その空間を使っている意図や設計者の想定をビジュアルで明示できます。仮に別の設計者が設計を引き継いだとしても、空間の意味づけが明確なため、影響範囲を把握しやすくなります。

さらに、**「この範囲には今後○○を搭載する可能性がある」**という未確定情報も、エンベロープで先回りしてモデルに含めておくことで、将来的な拡張設計への備えにもなります。

4.3 テンプレート設計への応用と標準化

エンベロープは、一度定義すれば別のプロジェクトでも再利用可能です。そのため、定型設計や流用設計において、設計テンプレートの一部として組み込むことで、業務の標準化が図れます。

たとえば、制御盤の設計において、「配線スペースとして最低30mmを確保する」などの要件がある場合、エンベロープを使ってスペースブロックをモデルに含めておけば、新人や他部署のメンバーもそれを踏襲した設計が可能になります。

このように、エンベロープを活用したテンプレート設計は、属人性を排除し、設計品質を安定させるための強力な手段となります。特に設計標準の整備が進んでいない組織にとっては、導入しやすく、即効性の高い改善策と言えるでしょう。

4.4 活用まとめ：見えないリスクを「見える」形に変える

見た目では判断できない領域や設計意図をエンベロープで明示し、配置ミスや干渉リスクを防ぐ
設計変更時の影響範囲を事前に想定しておくことで、手戻りを削減
テンプレート化により、再利用性と設計基準の社内浸透を促進

5. 実務での使いどころ(3)｜設計レビューや他部門との調整での活用

エンベロープ機能は、設計チーム内部だけでなく、製造、品質管理、営業などの他部門と連携する場面でも有効に機能します。実際の設計業務では、他部門のメンバーがCAD操作に精通していないことも多く、設計内容を正確に伝えるためには、「誰にでも視覚的にわかる」形での情報共有が不可欠です。

ここでは、エンベロープを活用することで設計レビューや部門間のコミュニケーションをどのように改善できるのか、具体的な活用シーンに分けて解説します。

5.1 見える化によるレビュー効率の向上

設計レビューでは、関係者全員が同じ図面や3Dモデルを見ながら検討を進めますが、そこに表示される情報量が多すぎたり、空間構成が複雑すぎると、本当に議論すべきポイントが埋もれてしまうことがあります。

エンベロープを使えば、検討対象ではない部品を簡易形状で示したり、動作スペースや保守空間を明示的に可視化したりすることが可能です。これにより、設計内容の意図が直感的に伝わり、レビュー参加者の理解を促進します。

また、SOLIDWORKSではエンベロープに設定した部品を透過表示や色分けすることもできるため、「ここは実体ではなく空間的な制約がある領域だ」ということが一目で分かります。画面を共有してのオンラインレビューや、設計提案書への組み込みにも適しており、視覚資料としての活用価値も高いといえます。

5.2 製造・品質・保守部門との認識統一

製造現場では、設計者が想定した通りに部品が組み立てられるか、あるいは作業者の手が入るかといった観点が非常に重要です。同様に、品質管理部門ではメンテナンス性や安全性への配慮、保守部門では点検・交換作業のしやすさが求められます。

しかし、それらの要求はCADモデルだけでは把握しにくいことが多く、部門間での認識ギャップが問題になることがあります。

このようなとき、作業スペースや点検空間、取り外し経路などをエンベロープでモデリングしておくことで、製造や保守の現場でも直感的に判断できるようになります。

例えば、「この機器は年1回の点検があるので、前面に300mmのクリアランスが必要」というような設計条件をエンベロープとして表示すれば、実際の設備配置検討にもそのまま活かすことができます。

エンベロープを通じて物理的に存在しない「意味のある空間」を明示すれば、設計意図の伝達や安全要件の担保にも効果的です。

5.3 営業や顧客向けの提案資料としての応用

設計モデルをもとに、営業部門が顧客提案資料を作成することもあります。このとき、複雑なモデルをそのまま見せても、顧客が内容を理解しきれないことが多いため、説明のしやすさ・伝わりやすさが課題となります。

そこで、エンベロープを活用して「ここに人が立てます」「ここは設置に必要な空間です」といった空間情報を簡略化した図面やビューとして提示することで、設置性や保守性を直感的に理解してもらうことができます。

また、PDF出力や2D図面への変換時にも、エンベロープを活用すれば過剰な情報を省き、**要点だけを残した「伝わる資料」**を作成することが可能です。

営業提案や顧客レビューの場面で「CADはよくわからない」といった声に対応できる点でも、エンベロープは設計者と非技術者をつなぐ橋渡しツールとして重宝されます。

5.4 活用まとめ：部門横断のコミュニケーション支援ツールとしての可能性

設計レビューでは、複雑な構成を簡略化し、本質的な議論に集中できる場づくりを実現
製造・品質・保守部門に対して、設計意図や空間要件を明示的に共有できる
営業や顧客提案では、直感的に伝わる資料作成を支援し、設計の価値をより明確に説明可能

6. 活用上の注意点とよくある誤解

エンベロープ機能は非常に便利な一方で、誤解されたまま使われたり、適切でない使い方をされるケースも少なくありません。こうした誤解があると、せっかくの効率化ツールが逆に混乱のもとになったり、設計の質を下げてしまうリスクもあります。

この章では、エンベロープ機能を活用するうえで気をつけたい代表的な誤解や注意点を整理し、それぞれについて背景や正しい理解、実務上の対処方法を詳しく解説します。

6.1 誤解1：エンベロープは干渉チェックに使えない？

誤解内容：
「エンベロープにした部品は、干渉チェックで無視されてしまうから、設計の確認には使えないのでは？」という声は、設計現場でもしばしば聞かれます。

実際はどうか？
エンベロープはあくまで「干渉チェックの対象にするかどうかをユーザーが制御できる」という設計になっています。
具体的には、エンベロープに設定した部品は、デフォルトで干渉チェックの除外対象となりますが、オプション設定で干渉対象に含めることも可能です。

正しい使い方：

明確な干渉回避が目的なら除外
可動域など「見えない要件」を検証したい場合は対象に含める

このように、エンベロープの**「表示されているが、計算やチェック対象かどうかは調整可能」**という特性を理解して使うことが重要です。

6.2 誤解2：エンベロープは編集できない？

誤解内容：
一度エンベロープに設定すると、「もう形状や寸法を編集できない」と思われがちです。

実際はどうか？
エンベロープにした部品も、通常の部品と同様にモデリングや編集が可能です。寸法変更、形状修正、構成部品の入れ替えなど、設計の進行に応じて柔軟に対応できます。

さらに、必要に応じてエンベロープ設定を解除することも可能であり、レビューや出図時には通常の部品として扱うといった運用もできます。

設計中の活用ヒント：

機能検討中の仮部品をエンベロープ化 → 検証後に本体化する
編集する前に「エンベロープ設定を一時解除」→ 作業完了後に再設定

6.3 誤解3：エンベロープは多用しても問題ない？

誤解内容：
便利だからといって、何でもかんでもエンベロープにすればよいと考えるのは危険です。

なぜ問題か？
エンベロープを多用しすぎると、設計対象と参照対象の境界が曖昧になり、設計意図が伝わりにくくなることがあります。
特に、レビューや引き継ぎの場面では、「これは本当に部品？それとも仮の空間？」と混乱を招くリスクが高まります。

実務上の対策：

意図を明示する命名ルール（例：Envelope_Clearance_Area_01）
図面注記や共有スライドに「エンベロープ＝参照空間」であることを記載
設計基準やレビューガイドラインに、エンベロープ使用ポリシーを含める

6.4 注意点：チーム全体での使い方のルール化がカギ

エンベロープ機能の活用効果を最大限に引き出すには、個人レベルで使いこなすだけでは不十分です。チーム全体で統一した使い方・命名・設定ルールを共有しておくことで、設計の透明性と可読性が保たれ、引き継ぎやレビューもスムーズになります。

特に以下のような運用が推奨されます：

使用目的の明文化（例：「干渉確認用」「人作業空間表示用」など）
設計テンプレートへの組み込み
エンベロープを含めたレビュー手順の整備

6.5 活用まとめ：正しく理解して、効果的に使う

エンベロープは「完全に無視されるわけではない」ことを理解し、干渉対象として含めるか除外するかを設計目的に応じて設定
モデル編集は自由に可能。設計プロセスに柔軟に組み込める
多用しすぎず、「伝えるための最小限の使用」が理想
チーム設計では、使い方のルール化・標準化が不可欠

7. まとめ｜エンベロープ活用で設計の質と効率を両立

SOLIDWORKSのエンベロープ機能は、アセンブリ設計の現場でありがちな「見落とし」や「認識のずれ」といった問題を、シンプルかつ効果的に防ぐことができるツールです。本記事では、その基本的な仕組みから、実務での具体的な使い方、さらにはチーム運用における注意点までを体系的に解説してきました。

設計ミスの多くは、意図しない干渉や空間の不足、設計変更の影響範囲を見誤ることによって発生します。エンベロープを活用することで、こうしたリスクを設計初期から可視化でき、後戻りの少ない設計が可能になります。特に、最大可動域の表現やメンテナンススペースの確保といった“実体のない空間”をモデル上で扱えるという点は、図面や仕様書だけでは伝えきれない情報を補完する手段として非常に有効です。

また、エンベロープは設計者自身の判断材料になるだけでなく、レビューや部門間調整の場面でも効果を発揮します。設計意図が視覚的に共有できることで、製造・品質・営業などCADに不慣れなメンバーとも共通理解が得やすくなり、チーム全体での意思決定がスムーズになります。これは、設計効率の向上だけでなく、プロジェクト全体の品質や納期の安定にもつながります。

もちろん、エンベロープを過剰に使えば逆に混乱を招くこともあります。だからこそ、用途を明確にし、ルールを定めてチーム全体で一貫性のある使い方をすることが大切です。よく使う参照空間を部品化しておいたり、テンプレートにエンベロープの設定を含めておくといった工夫は、今日からでも取り組める小さな一歩です。

設計は、「伝えること」でもあります。エンベロープは、その伝達手段を補強してくれる優れたツールです。まだ使ったことがない方も、まずはひとつのモデルで試してみることで、その効果を実感できるはずです。この記事が、皆さんの設計プロセスをよりスムーズに、より正確に、そしてより協調的に進めるためのヒントとなれば幸いです。