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    No.000044 スライド位置割り出し機構

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    ボールプランジャを使用したスライド位置割り出し機構

    inCAD Components

    スライド位置割り出し機構

    ミニチュアリニアガイド

    ミニチュアリニアガイド
    商品名 ミニチュアリニアガイド　　標準ブロック／軽予圧
    型番 SSE2B13-470
    特徴 業界標準の中でも最も基本となるタイプです。
    ※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です
    選定根拠 | 選定可能サイズ | 選定順序 | 精度情報 | 速度・荷重(負荷情報) | 技術計算

    選定根拠

    確実なスライド精度を必要とするためリニアガイドを選定

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    選定可能サイズ

    ■ミニチュアリニアガイド（標準ブロック、軽予圧上級・2ブロック）

    材質 硬度
    ステンレス（SUS440C相当） 56HRC-
    炭素鋼（SCM等合金鋼） 58HRC-
    全高 レール長さ
    6 70-100
    8 70-130
    10 75-275
    13 95-470
    16 110-670
    20 160-700

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    選定順序

    ■ミニチュアリニアガイドの選定手順

    使用条件を決定
    （移動体質量、送り速度、運転パターン、寿命時間）

    ↓

    リニアガイドの仕様を仮選定
    （使用条件に応じて、ブロックタイプ、
    全高、レール長さを仮選定します。）

    ↓

    基本的な安全性の確認
    • ●許容荷重
    • ●寿命
    • ●予圧荷重

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    精度情報

    ■予圧と精度基準(標準ブロック・軽予圧・上級)

    (μm）

    ラジアルすきま -3～0
    Hの寸法許容差 ±20
    Hのペア相互差 15
    W2の寸法許容差 ±25
    W2のペア相互差 20

    (μm）

    レール長さ(mm)
    -80 81-200 201-250 251-400 401-500 501-630 631-700
    走り平行度 3 7 9 11 12 13.5 14

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    速度・荷重(負荷情報)

    ■リニアガイドの定格荷重(標準ブロック・軽予圧・上級)

    全高 基本定格荷重 静的許容モーメント
    C（動）ｋN C0（静）ｋN MA
    N・m    		 MB
    N・m    		 Mc
    N・m
    6 0.3 0.6 0.8 0.8 1.5
    8 0.9 1.5 4.1 4.1 5.2
    10 1.5 2.5 5.1 5.1 10.2
    13 2.2 3.3 8.8 9.5 16.1
    16 3.6 5.4 21.6 23.4 39.6
    20 5.2 8.5 48.4 48.4 86.4

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    技術計算

    ■リニアガイドの寿命計算

    ●寿命
    リニアガイドが荷重を受けて直線往復運動をする場合には、たえず繰返し応力が転動体（鋼球）や転送面（レール）に作用しますので、材料の疲れによるフレーキングと呼ばれる、うろこ状の損傷が現れます。この最初のフレーキングが発生するまでの総走行距離を、リニアガイドの寿命といいます。
    ●定格寿命
    定格寿命とは、一群の同じリニアガイドを、同じ条件で個々に走行させたとき、そのうちの90％がフレーキングを起こすことなく到達できる総走行距離をいいます。定格寿命は基本動定格荷重とリニアガイドに加わる荷重から次のように求めることができます。
    実際にリニアガイドを使用する場合には、まず荷重計算を行わなければなりません。直線往復運動における荷重は、運動中の振動や衝撃、更にはリニアガイドに対する分布状況も十分に考慮する必要があり計算で求めることは容易ではありません。また使用温度なども、寿命に大きく影響を与えます。これらの条件を加味すると前記の計算式は次のようになります。
    • L ： 定格寿命（km）
    • fH ： 硬度係数（図－1参照）
    • fT ： 温度係数（図－2参照）
    • fC ： 接触係数（表－1参照）
    • fW ： 荷重係数（表－2参照）
    • C ： 基本動定格荷重（N）
    • P ： 作用荷重（N）
    ●硬度係数（fH）

    リニアガイドの使用に際しては、ボールが接触する軸についても十分な硬度が必要です。適切な硬度が得られない場合は、許容荷重が減少することになり、結果として寿命が短くなります。
    定格寿命を硬度係数で補正してください。

    ●温度係数（fT）

    リニアガイドの温度が100℃を超えると、リニアガイド及び軸の硬度が下がり、常温で使用する場合より許容荷重が減少し、寿命も短くなります。定格寿命を温度係数で補正してください。
    ＊リニアガイドは、各商品ページの耐熱温度の範囲内でご使用ください。

    ●接触係数（fC）

    表－1. 接触係数

    1本の軸に組付けられるベアリング数接触係数fc

    1 1.00
    2 0.81
    3 0.72
    4 0.66
    5 0.61

    実際のリニアガイドの使用に当っては、一本の軸に対し2ヶ以上のリニアガイドを使用する場合が一般的です。この場合、それぞれのリニアガイドにかかる荷重は加工精度によって変化し、等分布荷重にはなりません。その結果、一軸当りのリニアガイド数によってそのリニアガイド1ヶあたりの許容荷重が変化します。定格寿命を表－1の接触係数で補正してください。

    ●荷重係数（fW）

    表－2. 荷重係数

    使 用 条 件 fw
    外部からの衝撃振動もなく
    速度も遅い場合 15m/min以下    		 1.0-1.5
    特に著しい衝撃振動もなく
    速度も中速の場合 60m/min以下    		 1.5-20
    外部から衝撃振動があり
    速度は高速の場合 60m/minを超えるもの    		 2.0-3.5

    リニアガイドに作用する荷重を計算する場合、物体の重量のほかに運動速度に原因する慣性力、あるいはモーメント荷重、さらには各々の時間的変化なども正確に求めることが必要です。しかし、往復運動においては常に起動、停止の繰返しが伴う以外にも、振動・衝撃の要素が考えられ、正確な計算は困難です。したがって、表－2の荷重係数を用い、寿命計算を簡素化します。

    ●作用荷重Pの算出方法
    ブロック単体にモーメント荷重が掛かる場合は次の計算式によってモーメント荷重を作用荷重に換算してください。
    • P：作用荷重（N）
    • F：下向荷重（N）
    • Co：静定格荷重（N）
    • MA：静的許容モーメントーピッチング方向（N.m）
    • MC：静的許容モーメントーローリング方向（N.m）
    • Lp：ピッチング方向の荷重点距離（m）
    • Lr：ローリング方向の荷重点距離（m）

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    ボールプランジャ

    ボールプランジャ
    商品名 ボールプランジャ　ローラタイプ
    型番 BPRM6
    特徴 メインボールとサブﾎﾞｰﾙの構造によりボールがスムーズに回転します。
    ※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です
    選定根拠 | リスク情報 | 選定可能サイズ | からくり情報 | 速度・荷重(負荷情報)

    選定根拠

    テーブル位置割り出しと保持の手段としてポピュラー

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    リスク情報

    保持力、耐久性

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    選定可能サイズ

    ■ボールプランジャ（ローラタイプ）

    ボール材質 ボディ ボール サブボール スプリング 使用可能温度
    材質 材質 硬度 材質 硬度 材質
    金属 SUSXM7 SUS440C 55HRC- SUS440C 55HRC- SUS631J1 −30〜100℃
    樹脂 ポリアセタール − −30〜80℃

    ■サイズ展開・各部寸法

    ねじ径(並目) ボール ボディ長さ
    直径 ストローク
    M6 φ3 0.8 13
    M8 φ4 1.3 15
    M10 φ5 1.6 16
    M12 φ7.1 2.3 20
    M16 φ9.5 3.1 25

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    からくり情報

    ■ボールプランジャ(ローラタイプ)構造説明

    メインボールの下にサブボールを持つ構造によりメインボールがスムーズに回転します。

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    速度・荷重(負荷情報)

    ■ボールプランジャ（ローラタイプ）のばね荷重（N）

    ねじ径(並目) 荷重（N)
    min. max.
    M6 8.1 29.6
    M8 12.6 39.8
    M10 13.5 44.4
    M12 16.1 46.9
    M16 26.1 88.2

    ＊荷重min.は初期荷重、max.はボールを最大限沈めたときの荷重です。

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    デバイス取付スタンド

    デバイス取付スタンド
    商品名 デバイス取付用スタンド　丸フランジ・通し穴タイプ
    型番 SCSTN15-200
    特徴 安価でスタンダードな形状のスタンドセット
    ※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です
    選定根拠 | 選定可能サイズ | 精度情報

    選定根拠

    上下位置ラフ調整容易で精度をあまり必要としないため

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    選定可能サイズ

    ■デバイス取付用スタンド（丸フランジ・通し穴タイプ）

    支柱 ブラケット ブラケット
    ノック穴なし ノック穴付
    材質 表面処理 材質 表面処理 支柱
    棒状 パイプ 棒状 パイプ
    S45C（高周波焼入） − FC250 四三酸化鉄皮膜
    または
    リン酸塩皮膜     		○ ○ ○ ○
    S45C 無電解ニッケルメッキ ○ ○ ○ ○
    SUS304 − ○ ○ ○ ○
    S45C（高周波焼入） 無電解ニッケルメッキ 無電解
    ニッケルメッキ     		○ ○ − −
    S45C ○ ○ − −
    SUS304 − ○ ○ − −

    (高周波焼入：58HRC-、深さ1.0-1.5)

    ■サイズ展開と各部寸法

    支柱径 全高 フランジ外径 フランジ高さ フランジ厚さ (パイプ内径) （ノック穴径）
    φ10 50-250 φ56 35 12 φ6 φ6
    φ12 50-300 φ68
    φ15 75-350 φ75 40 φ10
    φ20 75-400 φ86 45 12 φ11.7
    φ25 75-450 φ100 50 φ15.2 φ8
    φ30 100-450 φ106 60 φ16
    φ35 125-500 φ118 70 15 φ20.1 φ10
    φ40 150-500 φ125 80 φ22.7
    φ50 200-600 φ140 100 φ30.8

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    精度情報

    ■デバイス取付用スタンド（丸フランジ・通し穴タイプ）の精度情報

    支柱 ブラケット (ノック穴)
    外径 外径公差 軸穴径 穴径公差 穴径 穴径公差
    φ10 -0.005/-0.014 φ10 +0.015/0 φ6 +0.012/0
    φ12 -0.006/-0.017 φ12 +0.018/0
    φ15 φ15
    φ20 -0.007/-0.020 φ20 +0.021/0
    φ25 φ25 φ8 +0.015/0
    φ30 φ30
    φ35 -0.009/-0.025 φ35 +0.025/0 φ10
    φ40 φ40
    φ50 φ50

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    IDEA NOTE ボールプランジャ当て位置の工夫

    ボールプランジャ相手部品のノッチ位置は高さの中央ではなく、少し低い位置に設定している。焼入れの有無に関わらず、ノッチ部が磨耗した際、この部品をひっくり返す(位置決め用ノックピン等で位置再現性を確保する)ことにより、初期状態を再現できる

    IDEA NOTE 2通りの役割

    位置決めピンを使用し、レールの位置決めガイドおよびブロックの抜け止めとして使用した

    IDEA NOTE 樹脂素材のカラーを利用

    金属粉を出さないようにする材質選定

    • SolidWorks,IGES,Parasolid,SATなどの3D CADとDXFの2D CADデータをダウンロードできます。
      CADデータ利用規定
      １．データの利用目的
      株式会社ミスミ（以下「当社」といいます）が本サイトに掲載するＣＡＤデータ（３ＤＣＡＤデータ、３ＤＣＡＤ中間データおよび２ＤＣＡＤデータをいいます）は、ＣＡＤを用いたレイアウト設計において、当社または当社取り扱いメーカーの製品（以下、製品といいます）の干渉・形状等を簡便に確認のためにご利用いただくことを目的として提供しております。
      また本サイトの各事例ページで記載された部品を組み合わせた場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等の一切の保証は致しかねますので予めご了承ください。
      ２．データの特性
      ＣＡＤデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、ＣＡＤデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。
      ３．免責事項
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      ４．著作権
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      上述の利用目的および法令等に違反したＣＡＤデータの利用が認められた場合、当社は、利用者に対しＣＡＤデータおよび当社のサイトの利用を禁止するほか、法的措置を取る場合があります。
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      CADデータに関する留意事項

      1. アセンブリデータは構想設計段階の組立図で、構造を説明するためのものです。従って、詳細な部品形状は、各種設計条件を加味して仕上げられたものではありません。
        データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
      2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
        サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。

        3. ※枠で囲われた部分がサブアセンブリ単位

      3. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
      4. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。

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    • スライド位置割り出し機構の部品リストをCSV形式でダウンロードできます。
    • ※ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
         サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。

    仕様

    目的・動作

    • ボールプランジャを使用したスライド位置割り出し機構

    対象ワーク

    • 集積回路
    • 外形寸法：W29×D29×H4.5[mm]

    特徴

    動作仕様・寸法

    • 外観寸法：W220×D495×H210[mm]

    必要精度・荷重

    • 保持状態：8～10[N] (800[g]～1[kg]程度)
    • 操作時必要な瞬間最大力：16～18[N] (1.6～1.8[kg]程度)
      (動き出しの瞬間だけで、移動時操作力は300[g]程度)

    主要部品の選定根拠

    • リニアガイド
      • 操作頻度が多くスムーズなボールの回転を必要としたため、ローラタイプを選定

    設計ポイント

    主要部品の計算工程

    • 必要なリニアガイド保持力を確保するためのボールプランジャ保持力を検証する
    • ボールプランジャ保持力の計算
      • ノッチ用V溝角度が片側45度なので、プランジャセット荷重と操作力は同じ
      • 保持力はプランジャを0～0.1[mm]ストロークにセット(ほぼゼロタッチ)で、8.1～10.1[N]
      • V溝を乗り越える最大荷重はセット時+0.2[mm]なので、16～19[N]

        ⇒保持力が荷重値の許容範囲内であるプランジャを採用

    構造の作り込みと設計の勘所

    • 直線上にノッチを持つ部品により、一定ピッチでワークを送ることが可能

    技術計算リンク

    • 類似ワード：ボールプランジャー
    • 検索コード：#UL44

    部品リスト

    スライド位置割り出し機構 構成部品
    No. 部品名 イメージ写真 ミスミ型式
    (商品詳細は下記型式をクリック)     		数量
    1 ミニチュアリニアガイド ミニチュアリニアガイド SSE2B13-470 2
    2 位置決めピン 位置決めピン JPSB5-3 6
    3 ノックピン ノックピン MSHS3-8 2
    4 丸棒取手 丸棒取手 UWANZ10-80-27-G 1
    5 ボールプランジャ ボールプランジャ BPRM6 1
    6 デバイス取付スタンド デバイス取付スタンド SCSTN15-200 1
    7 ノックピン ノックピン MSHS3-10 6
    • 上記の部品リストには、ミスミ部品のみをご案内しております。
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    • SolidWorks,IGES,Parasolid,SATなどの3D CADとDXFの2D CADデータをダウンロードできます。
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