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No.000239 多軸同時回転機構

ラックピニオン機構により、2軸同時に任意の角度で反転

多軸同時回転機構

ラックギア

ラックギア
商品名ラックギア L寸指定タイプ(片端面加工品) 圧力角20°
型番RGEAL1.5ST-100-A5-B45-C45
特徴回転運動と直線運動を変換できます。長さや取付穴加工を指定することができます
※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

2個同時回転を実現するため、ラックを選定

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リスク情報

歯面焼入れなしによる摩耗

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選定可能サイズ

■ラックギア 全長指定タイプ(片端面加工品)

材質表面処理
S45C四三酸化鉄皮膜
快削黄銅棒-
SUS304-
MCナイロン-

■サイズ展開と各部寸法

材質モジュール歯幅全長
指定1mm単位
S45C1.01020-400
1.515
2.020
2.525
3.030
快削黄銅棒0.5320-280
0.84
SUS3040.5320-280
0.84
1.01020-480
1.515
2.020
2.525
3.030
MCナイロン0.5320-280
0.84
1.01020-480

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精度情報

■ラックギア(精度情報)

精度:累計ピッチ誤差(単位:μm)

モジュール全長
100以下101-300301-500501-10001001-1980
0.5-1.554(76)65(92)72(101)100(117)99(139)
2.0-3.062(86)73(102)80(112)91(128)105(148)

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高周波焼入れ平歯車

高周波焼入れ平歯車
商品名高周波焼入れ平歯車 歯研タイプ
型番GEAHBH1.5-32-15-A-20
特徴歯面に高周波焼入が入っているため強度・耐摩耗性に優れ、歯車精度も高い歯車です
※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

ラックの往復運動により当り歯面に偏りあり、偏摩耗防止のため焼入れタイプを選定

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選定可能サイズ

■高周波焼入平歯車 (歯研タイプ)

材質表面処理硬度付属品
S45C四三酸化鉄皮膜歯部高周波焼入れ
51-55HRC(深度1mm以上)
セットスクリュー
(SCM435四三酸化鉄皮膜)

■サイズ展開と各部寸法

モジュール歯数軸穴径
(指定1mm単位)
丸穴
丸穴+タップ
キー溝穴
キー溝穴+タップ
1.0 186-10
206-118・10
228-148-12
24
25
26
28
3010-1710-15
32
35
36
4010-2110-18
45
48
5012-2412-18
6012-2812-25
70
8015-3515-30
100
1.5 1510-1210
1610-1310・11
1810-1510-13
2010-1610-14
2412-1912-17
2512-2112-18
2612-2212-19
2815-2515-19
3015-2615-23
3215-2815-24
3515-2915-26
3615-3115-28
4015-3515-31
4518-3518-31
48
5018-4218-38
6020-4220-38
70
歯車仕様軸穴仕様
丸穴 丸穴+タップキー溝穴 キー溝穴
+タップ
 ボス無し   
 ボス有り  

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精度情報

■平歯車の精度

歯の精度: 旧JIS B 1702 4級(新JIS B 1702-1 8級相当)
軸穴径公差: H7

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スラスト玉軸受

スラスト玉軸受
商品名スラスト玉軸受
型番B51102
※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

ワーク、構成部品のスラスト荷重を支えるために選定

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選定可能サイズ

■スラスト玉軸受

 材質
スチールタイプSUJ2
ステンレスタイプSUS440C相当

■サイズ展開と各部寸法

内径軌道板外径軌道板内径厚さ
1024119
261211
1226139
281411
1528169
321712
1730189
351912
20352110
402214
25422611
472715
303211
523216

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速度・荷重(負荷情報)

■スラスト玉軸受の速度・荷重(負荷情報)

内径軌道板
外径
基本定格荷重許容回転数
rpm
スチールタイプステンレスタイプ
Ca(動)kNCoa(静)kNCa(動)kNCoa(静)kN
102410.11456.966700
2612.817.1--6000
122610.415.45.157.76700
2813.319--5600
152810.616.85.258.386300
3216.724.8--5000
173011.419.55.399.076000
3517.327.3--4800
203515.126.67.1112.365300
4022.537.5--4300
254219.7379.7618.634800
472850.5--3800
3020.64210.221.084300
5229.558--3400

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IDEA NOTE ラックピニオン機構により、2軸同時に任意の角度で反転

2つのラックを平行に固定した直線駆動のユニットを、ピニオンギアの任意の角度に相当する周長分ストロークさせ、2軸同時に反転させることができる

IDEA NOTE ラジアル+スラスト

ワーク治具とワークの回動はラジアルベアリングとスラストベアリングを組合せた構造で支えている

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    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。
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    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。
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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

    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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  • 多軸同時回転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

  • シリンダにて直動ラック部を1軸駆動させ、そのストロークにて2軸のピニオンを同時回転、任意の角度(当該事例では90[°])まで反転させる

環境・操作性

  • ワーク搬入出は外部ユニットの上下動チャック機構による
  • 正確なワーク角度を出すため、ストロークはシリンダ用センサとメカストッパの両立により管理

対象ワーク

  • 材質:樹脂
  • 外形寸法:φ9×W41[mm]
  • 質量:3[g]

特徴

動作仕様・寸法

  • ワーク旋回角度:90[°]
  • ピニオンギヤ:m=1.5,Z=32,P.C.D.=48[mm]
  • シリンダ必要ストローク:37.7[mm]
  • 外観寸法:W390×D300×H106[mm]

必要精度・荷重

  • シリンダの推力:6.83[N]以上

主要部品の選定根拠

  • シリンダ
    • 省スペースより薄型シリンダを採用
  • ピニオンギヤ
    • ワーク治具を直接固定し旋回駆動ができるように、タップ穴付き追加工のものを採用

設計ポイント

主要部品の計算工程

  • 摺動部負荷・回転部負荷に耐え得るか、シリンダ推力を検証する
  • シリンダ(φ20[mm],ST50[mm])の推力
    • 条件値:摺動部総質量:m1=1.714[kg]
      リニアガイドの摩擦係数:μ1=0.005(カタログより)
      回転部総質量:m2=0.688[kg]
      回転部の摺動への換算係数:μ2=1(摩擦係数1の摺動と仮定、安全側をとる)
      シリンダの使用圧力:0.2[MPa]
    • 摺動部負荷:F1=m1×g×μ1 より、F1=1.714×9.8×0.005=0.084[N]
    • 回転部負荷:F2=m2×g×μ2 より、F2=0.688×9.8×1=6.742[N]
    • 合計負荷:F=F1+F2=0.084+6.742=6.83[N]
    • シリンダの引込側推力:F0=47[N](カタログより)
    • 安全率:F0/F=47/6.83≒6.88

構造の作り込みと設計の勘所

  • タクトタイムを平準化するためにワークを2つ1度に反転する必要がある時、ラックピニオンを使用した反転機構が有効
  • 複数部品を1サイクルで同時に流す自動化ラインにおいて、複数部品の反転を要するコーナー部に当装置は有効
  • ワークの回転時のずれを調整出来るようにワーク台に回転方向の長穴
  • センサとメカストッパを並立することにより、メカストッパに衝突する直前にシリンダの推力を遮断してモーメントの発生を抑えながら正確な位置決め・ワークの角度調整が可能

技術計算リンク

  • 検索コード:#UL239

部品リスト

多軸同時回転機構 構成部品
No. 部品名 イメージ写真 ミスミ型式 数量 参考単価
(単位:円)
参考出荷日 最新カタログ
掲載ページ番号
1 薄型シリンダ 薄型シリンダ MSCCA20-50 1 6,700 1 日目 2_1547
2 薄型シリンダ用取付金具 薄型シリンダ用取付金具 CFKPB20 2 1,560 1 日目 2_1549
3 シリンダ用センサ シリンダ用センサ ME33L1 2 1,960 1 日目 2_1548
4 スピードコントローラ スピードコントローラ SPSNL6-M5 2 720 1 日目 2_1575
5 フローティングジョイント フローティングジョイント FJXL8-1.25 1 3,840 1 日目 2_1612
6 ミニチュアリニアガイド ミニチュアリニアガイド SE2B20-220 2 10,160 5 日目 1_561
7 ラックギア ラックギア RGEAL1.5ST-100-A5-B45-C45 2 3,550 3 日目 1_1638
8 高周波焼入れ平歯車 高周波焼入れ平歯車 GEAKBH1.5-32-15-A-15N-QFC30-M3 2 5,270 5 日目 1_1593
9 平行キー 平行キー KEGH5-LC12 2 460 3 日目 2_285
10 スラスト玉軸受 スラスト玉軸受 B51102 2 460 1 日目 1_1051
11 深溝玉軸受 深溝玉軸受 B6002ZZ 2 220 1 日目 1_1027
12 セットカラー セットカラー PSCSBR12-15 2 560 1 日目 1_315
13 ウレタン付ストッパボルト  ウレタン付ストッパボルト  UST6-35 2 340 1 日目 1_1847
14 ノックピン ノックピン MS4-10 6 102 1 日目 989
15 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST4-10 8 23 1 日目 2_210
16 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST4-15 22 23 1 日目 2_210
17 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST5-20 8 28 1 日目 2_210
18 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST6-20 12 33 1 日目 2_210
  • 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。
  • 価格、出荷日などは参考値のため実際と異なる場合があります。詳細はWeb Order System等にてご確認ください。
  • 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。
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    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。
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    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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