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No.000165 エアシリンダによる間欠回転駆動

 

エコノミーシリーズ特集

この事例の概要
目   的:
ワークが乗ったテーブルを一定間隔で回転させたい
状   況:
モータを使用できない
解決方法:
テーブルに接続したリンク部分をシリンダで引いて回転させる
point1
ラチェット機構で1方向のみの回転を実現
point2
回転が止まっている間はストップピンが作動し、テーブルを固定
エアシリンダによる間欠回転駆動
  • 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
    当社は、CADデータの作成にあたり十分な注意をしておりますが、上述のデータの特性により、CADデータの正確性を保証するものではありません。また、当社は予告なしにCADデータを変更、追加または削除することがあります。当社は、理由の如何に関わらず、CADデータの利用、変更および削除により生じるいかなる損害に対しても責任を負うものではありません。
    4.著作権
    CADデータに含まれる一切の情報の著作権は、当社または当社取り扱いメーカーに帰属します。当該著作権は、著作権法および国際条約により保護されています。当社の事前の許可を得ることなく、上述の利用目的以外にCADデータを利用(複製、改変、アップロード、掲示、送信、頒布、ライセンス、販売、出版等を含む)することはできません。また、貴社の機械設計以外の目的でのご使用(販売促進等のご使用を含む)はできません。
    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。
    5.第三者規定
    第三者(取り扱いメーカーを含む)が権利を有するCADデータやCADデータ作成・閲覧ソフトウェアを利用する場合は、別途、第三者が定める規定に同意しなければCADデータやソフトウェアが利用できない場合がございます。またこの場合、当社は当該第三者のCADデータ及びソフトウェアの瑕疵、権利侵害等については、一切の責任を負いません。あらかじめご了承下さい。

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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

    4. 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。
    5. 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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  • エアシリンダによる間欠回転駆動の部品リストを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。

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対象ワーク

  • 形状:矩形電子部品
  • 外形寸法:W15×D40×H30[mm]
  • 質量:0.019[kg]
  • パレット外形寸法:W80×D40×H40[mm]

動作仕様・寸法

  • 駆動用シリンダストローク:100[mm]
  • 位置決め用シリンダストローク:10[mm]
  • 1サイクルの回転テーブル回転角度:90[°]
  • 外観寸法:W434×H132[mm]
    テーブル外径:φ300×t10[mm]

必要精度・荷重

  • 荷重:製品+パレット(4個)=15[N]=1.53[kg]
        製品+パレット(1個)=3.75[N]=0.383[kg]

主要部品の選定根拠

  • 慣性負荷0.118[N・m]を回転させる為、チューブ内径φ20[mm]のシリンダを選定

主要部品の計算工程

  • 各要素の慣性モーメントより慣性負荷を求め、シリンダ推力によるトルクと比較する
  • 駆動用シリンダ選定
    • テーブルの慣性モーメント:It
      テーブル質量:mt=1.9[kg]、テーブル半径:rt=0.15[m]
      It=mt・rt²/2=1.9×0.15²/2=0.0214[kg・m²]
      搬送物(製品+パレット1個)の慣性モーメント:Iw
      搬送物質量:mw=0.383[kg]、パレット長辺:a=0.08[m]、パレット短辺:b=0.04[m]、
      回転軸から重心までの距離:L₁=0.1[m]
      Iw=mw・(a²+b²)/12+mw・L₁²=0.383×(0.08²+0.04²)/12+0.383×0.1²
      =4.09×10⁻³[kg・m²]
      搬送物4個分:Iw₄=4.09×10⁻³×4=0.0164[kg・m²]
      シャフトの慣性モーメントは、テーブル、搬送物と比べ小さいため省略する
      慣性モーメントの合計:I
      I=It+Iw₄=0.0214+0.0164=0.0378[kg・m²]
      慣性負荷:Ta、角加速度:ώ、揺動角度:θ=90[°]=π/2[rad]、揺動時間:t=1[s]
      Ta=I・ώ=I・2θ/t²=0.0378×(2×π/2)/1²=0.119[N・m]
      シリンダ推力:F、引込受圧面積:A1=264[mm²]、使用圧力:P1=0.4[MPa]
      F=A1×P1=264×0.4=105.6[N]
      シリンダトルク:Ts、アーム長さ:L₂=0.07[m]
      Ts=F・L₂=105.6×0.07=7.39[N・m]
      シリンダトルクと慣性負荷を比較する
      Ts>Ta=7.39>0.119
      ⇒速度調整を考慮しても問題なし

構造の作り込みと設計の勘所

  • テーブル回転時に使用するラチェット

    動作方向を一方に制限するために用いられる機構

    ツメ押え力としてねじりばねを使用

技術計算リンク

  • 検索コード:#UL165

部品リスト

エアシリンダによる間欠回転駆動 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 薄型シリンダ 薄型シリンダ MSCCN16-10 1
2 スラスト玉軸受 スラスト玉軸受 B51105 1
3 小径玉軸受 小径玉軸受 FL6903ZZ 2
4 小径玉軸受 小径玉軸受 FL6802ZZ 1
5 ベアリング用ナット・菊座金 ベアリング用ナット・菊座金 JLNK17 1
6 セットカラー セットカラー SCSJ20-8 1
7 無給油ブッシュ 無給油ブッシュ BFLB8-10 1
8 ドライブッシュ ドライブッシュ MDZB6-8 1
9 ヒンジピン ヒンジピン SHCCG6-16 1
10 片持ちピン 片持ちピン FXAA6-12-F8 1
11 ねじりばね ねじりばね UA90R6-2-0.6-LC15-RC20-RBC90-RZ15 1
12 引張りばね用ポスト 引張りばね用ポスト BSPO3-25 1
13 ナックルジョイント ナックルジョイント FNTB8-1.0-D6-B8-U20 1
14 E形止め輪 E形止め輪 NETW5 2
15 シリンダ用センサ シリンダ用センサ MD13L3 2
16 スピードコントローラ スピードコントローラ MNSPS4-M5 2
17 ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-15 4
18 ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-20 2
19 ノックピン ノックピン MSC3-8 2
  • 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。
    部品リストダウンロード(CSV)では、ミスミ部品以外の他社メーカー品、加工品のリストもダウンロード頂けます。
  • 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
    当社は、CADデータの作成にあたり十分な注意をしておりますが、上述のデータの特性により、CADデータの正確性を保証するものではありません。また、当社は予告なしにCADデータを変更、追加または削除することがあります。当社は、理由の如何に関わらず、CADデータの利用、変更および削除により生じるいかなる損害に対しても責任を負うものではありません。
    4.著作権
    CADデータに含まれる一切の情報の著作権は、当社または当社取り扱いメーカーに帰属します。当該著作権は、著作権法および国際条約により保護されています。当社の事前の許可を得ることなく、上述の利用目的以外にCADデータを利用(複製、改変、アップロード、掲示、送信、頒布、ライセンス、販売、出版等を含む)することはできません。また、貴社の機械設計以外の目的でのご使用(販売促進等のご使用を含む)はできません。
    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。
    5.第三者規定
    第三者(取り扱いメーカーを含む)が権利を有するCADデータやCADデータ作成・閲覧ソフトウェアを利用する場合は、別途、第三者が定める規定に同意しなければCADデータやソフトウェアが利用できない場合がございます。またこの場合、当社は当該第三者のCADデータ及びソフトウェアの瑕疵、権利侵害等については、一切の責任を負いません。あらかじめご了承下さい。

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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

    4. 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。
    5. 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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