FM-01 HEAD FRAME

FM-01 HEAD FRAMEは、森野詩葉の頭部内部における座標、支持、位置決め、着脱、荷重、配線、空気経路の基準となる内部フレームです。EYE-01、AUD-01、VOC-01、NAS-01、Head I/O、HEAD-IF-01を一つの頭部へ統合し、外装を外した状態でも各機能を保持・試験できる構成を目指します。

外装はIdentityを表し、FM-01が機能と荷重を受け持つ。

顔や頭皮などの外装シェルへ機器を直接固定せず、構造荷重と機器荷重を内部フレーム側で成立させます。

FM-01の役割

HU-00 Geometry Datumを各サブユニットへ伝達する。
外装シェルの位置決めと再装着精度を確保する。
EYE、AUD、VOC、NAS、Head I/Oを内部フレームへ支持する。
HEAD-IF-01を通じて頭部荷重をBODY側へ伝える。
配線、信号線、吸気、排気、サービスループの通過領域を確保する。
モジュール交換、調整、試験に必要な着脱方向と作業空間を管理する。
重量、重心、外装クリアランス、可動部干渉をHU-00へ集約する。

HU-00との関係

管理対象	HU-00	FM-01
頭部全体	外形、機能、重量、重心、干渉を統合管理	内部フレームとして物理的に成立させる
座標	Geometry Datumと各機能の基準を定義	基準面、取付面、位置決め要素へ変換する
サブユニット	要求、包絡、優先順位を管理	交換可能な取付部と作業空間を提供する
外装	Identity Headとの整合を管理	外装の保持、位置決め、着脱を受け持つ
首接続	HEAD-IF-01 / HT-01との統合条件を管理	荷重経路と接続部周辺の支持を構成する

FM-01だけで頭部仕様を確定しません。外形基準、眼球座標、口腔、耳、鼻腔、首接続、重量・重心が更新された場合は、HU-00側の統合判断を経てFM-01へ反映します。

基準座標と外形包絡

項目	現行HU-00基準	FM-01での扱い
頭高	180mm	外形上限。フレーム完成寸法ではない
頭幅	135mm（耳を除く）	左右包絡と外装内面の確認基準
最大幅	153mm（耳を含む）	AUD-01と外装耳を含む全体基準
奥行	163mm（鼻先～後頭）	VOC / NAS / 後頭側サービス領域の確認基準
眼孔中心間	52mm（左右X=±26mm）	EYE-01取付座標の上位基準

これらは頭部全体のDatumであり、FM-01の外寸や部材寸法を直接示すものではありません。FM-01の形状は、外装内面、各モジュールの実測包絡、可動域、工具アクセス、配線・Air経路を重ねて決定します。

外装の位置決めと保持

外装は基準面と位置決めピンで再現性のある位置へ戻す。
磁石は保持を補助するが、位置決め精度と構造荷重を磁石だけへ依存させない。
必要箇所は小ネジで固定し、意図しない脱落を防止する。
顔、頭皮、後頭部などの分割と取り外し方向は、髪と首の干渉を含めて検証する。
外装を外しても眼球、マイク、発声、ダクト、Head I/Oの位置が変わらない構成とする。

外装固定部はIdentity Headの表面形状を変形させない位置へ設けます。固定点数、磁石仕様、ピン径、ネジ規格、分割線は、外装3Dと内部包絡の確定後に決定します。

サブユニット取付領域

ユニット	FM-01側の要件	現時点の境界
EYE-01	左右眼球中心、可動包絡、瞼、光学経路を保持する	眼球外径26.4mm。最終サーボ・カメラ・作用半径は設計中
AUD-01	左右音室とマイクを外装耳から分離して支持する	人工外耳道、密閉音室、吸音壁の詳細形状は設計中
VOC-01	交換式スピーカー、BACK BOX、PLENUM、導音管を支持する	最終スピーカー、音響容積、固定位置は試験後に確定
NAS-01	左右鼻孔から中央ダクト、首側AIR-INへの経路を保持する	断面、曲率、固定点、後段ファン仕様は設計中
Head I/O	必要最小限の局所I/Oとコネクタへ交換可能な取付部を設ける	基板外形、コネクタ位置、放熱条件は未確定
HEAD-IF-01	頭部荷重と6系統接続を分離し、完全嵌合を確認できる構成にする	最終ロック形状、コネクタ、接続確認方式は設計中

荷重と首接続

頭部の自重、外装、髪、眼球駆動、発声ユニット等の荷重はFM-01からHEAD-IF-01へ伝えます。電源・通信コネクタ、Air接続、センサー配線へ構造荷重を負担させません。

頭部重心を首軸へ近づけ、首駆動への静的・動的負荷を抑える。
前方の眼球・顔、下方の発声系、後方のI/Oや固定部を一体で評価する。
HEAD-IF-01は基準面、位置決めピン、独立ロックで支持する。
接続確認が成立するまで主電源とサーボ駆動を許可しない。
頭部着脱時に首配線やダクトを引っ張らないサービス余長を確保する。

配線・Air・整備経路

FM-01には、電気束、信号線、AIR-IN、AIR-OUT、モジュール着脱方向を同時に成立させる通過領域が必要です。経路はフレーム完成後に空いた場所へ通すのではなく、初期段階からKEEP-OUTとして確保します。

CAM-L/RとMIC-L/Rは必要な独立性を維持する。
電源、サーボ、音声、センサー、高速信号の干渉を評価する。
電気束と空気ダクトを分離する。
VOCの音響経路とNASの吸気経路を原則分離する。
うなじ排気、首可動、外装着脱、髪の固定部を相互に干渉させない。

クリアランスと製作基準

対象	現行基準	確認方法
PLA可動部	片側0.3mm	SHIHA-CL-01試験片と実機可動試験
PLA着脱部	片側0.2mm	造形方向と実部品による挿抜試験
眼球・瞼	閉眼時も非接触、0.3～0.5mm	EYE-01ダミーと瞼包絡で確認
外装・フレーム	数値未確定	外装内面3D、固定点、変形量を用いて決定
配線・ダクト	数値未確定	曲げ半径、ねじれ、圧迫、着脱動作で確認

製作はAnycubic Kobra S1によるPLA試作を前提に進めますが、最終材質をPLAへ確定したものではありません。固定部、圧入部、可動部を同じクリアランスで扱わず、試験片とダミーモジュールで個別に確認します。

設計・検証手順

G0 Identity HeadとHU-00 Geometry Datumを重ねる。
外装内面と眼球中心を基準に、使用不可領域を設定する。
EYE-01を優先し、VOC / NAS、AUD、Head I/Oのダミー包絡を配置する。
HEAD-IF-01から各支持点までの荷重経路を設定する。
外装取付点、モジュール取付面、配線・Air経路を追加する。
分割試作で着脱、工具アクセス、可動干渉、造形誤差を確認する。
ダミーモジュールを搭載して重量・重心・首接続を検証する。
結果をHU-00とInterface Control Documentへ反映する。

現在の状態

Record Status	CURRENT
Development Status	DESIGNING
確立済み	内部フレーム単独支持、外装と機能の分離、HU-00 Datum継承、外装の位置決めピン＋磁石／小ネジ、HEAD-IF-01への荷重分離
設計中	各サブユニット包絡、取付面、着脱方向、配線・Air経路、ダミーモジュール、ICD
未確定	最終フレーム形状、材質、肉厚、重量、重心、固定点数、分割線、製造方法、最終搭載位置
次工程	外形基準3DとEYE-01座標の整合、ダミー包絡作成、初期フレームレイアウト

設計図や完成予想図は、公開時点の検討状態を示すCURRENT + CONCEPT VISUALIZATIONです。図に描かれた形状や部品を自動的に確定仕様とはせず、試験結果と改訂履歴を伴ってCURRENT仕様へ反映します。