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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

  • 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・簡易図面データ利用規定
    本規定は、株式会社ミスミ(以下「当社」といいます)が運営するWebサイト「MISUMIサイト」(以下「当サイト」といいます)に掲載されているCADデータ・簡易図面データをダウンロードする場合のご利用条件を定めたものです。お客さまは当サイトに掲載されているCADデータ・簡易図面データをダウンロードする場合、本規定に同意したものとみなされます。

    1. データの利用目的
    株式会社ミスミは、当サイトに掲載する各種データを、お客さまが以下の目的に利用するため(以下「利用目的」といいます)に提供しています。
    (1) CADデータ(3D CADデータおよび2D CADデータをいいます): 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商品(以下「商品」といいます)の干渉・形状等を簡便に確認するため
    (2) 簡易図面データ(PDF):商品の仕様を簡便に確認するため
    2. データの特性
    CADデータおよび簡易図面データ(以下総称して「データ」といいます)のうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の商品の形状と異なる場合があります。
    また、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、一部の商品につきましては油溝形状やねじ、ばね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、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等により、データの正確性、完全性、安全性、およびお客さまにおける有用性等をいかなる保証をするものではありません。また、当社は予告・通知なしにデータを変更、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、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。
    当社は、当社サイトにおいて複数の部品を組み合わせた設計事例のデータをお客さまに提供する場合があります。その場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等については一切保証いたしませんので予めご了承ください。
    当社はお客さまに対し、ダウンロードいただいたデータの利用の停止及び破棄を依頼することができるものとし、そのような依頼があった場合、お客さまは当社の依頼に基づき、速やかにデータの利用の停止または破棄するものとします。
    4. 禁止事項
    お客さまは、データの全部または一部について、次の各号に掲げる行為をすることはできません。
    (1) 当社グループおよび当社が認める者以外の第三者に対し、商品の見積依頼または注文を行うこと
    (2) 第三者に利用させ、または自らの営業活動に利用して、第三者から商品の見積依頼もしくは注文を受けること
    (3) 当社の承諾なく、データに関連する当サイトへのリンクを、自らのWebサイト等に表示すること
    (4) 利用目的の範囲を超えて利用すること
    (5) 利用目的のために必要な範囲を超えて複製すること
    (6) 修正、改変、改ざん、翻訳または翻案すること
    (7) 販売、譲渡、貸与、再利用許諾、または公衆送信その他の方法で、第三者に提供することおよび利用させること
    (8) 内容を改変、リバースエンジニアリング、逆コンパイル、逆アッセンブル、その他解析すること
    (9) 当社に無断で一般に公開または展示すること
    (10) 当社と同一または類似する商品及びサービスを提供する目的で利用すること
    (11) 大量にデータを取得する等により当サイトに負荷をかける行為を行うこと
    5. 著作権等
    データに関する権利(特許権、著作権等の知的財産権を含みます。以下同様。)は、当社または当社にデータを提供した第三者(取り扱いメーカーを含みます)に帰属します。お客さまは、本規定に従うことを条件として、データに関して利用目的の範囲内での非独占的かつ無償の利用が許諾されます。データダウンロードにより、データに含まれる知的財産権がお客さまに移転するものではありません。当社の事前の許可を得ることなく、利用目的以外にデータを利用(複製、譲渡、貸与、翻案等を含む)することはできません。
    利用目的、本規約および法令等に違反したデータの利用が認められた場合、当社は、利用者に対しデータおよび当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。
    6. 第三者規定
    第三者(取り扱いメーカーを含みます)が権利を有するデータやデータ作成・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。
    7. 輸出管理
    お客様がデータを直接、もしくは間接的に海外へ提供する場合、お客様ご自身の責任において「外国為替及び外国貿易法」ならびに適用される全ての法令・規則を遵守していただく必要があります。
    8. 規定改定
    当社は、当社の裁量により、本規定の改定、変更及び修正(以下「改定等」といいます)を行うことができるものとします。
    当社は、本規定の改定等にあたり、改定等の効力発生日の前までに、改定等の内容および効力発生日その他必要な事項を当サイトの「重要なお知らせ」(URL:https://jp.misumi-ec.com/news/topics/important/)に掲示する方法その他相当な方法で周知します。
    本規定の改定等は、周知の際に定める効力発生日から適用されるものとします。
    9. 条項一部無効または合意対象除外時の取扱い
    本規定のいずれかの条項が制定法、命令、規則等の適用法に基づいて無効または合意対象の除外になる場合には、当該条項は適用法の遵守に必要な範囲でのみ、修正または削除されたものとみなします。本規定のその他の条項は全面的に有効に存続するものとします。
    10.その他
    お客さまが本規定に違反した場合、当社はお客さまに対して当社の損害および費用(弁護士費用を含む)を請求できるものとします。
    本規定は、日本法に従って解釈されるものとします。データの利用ならびに本規定に関する紛争が生じた場合、東京地方裁判所を第一審の専属的合意管轄裁判所とします。

    改定日:2025年01月20日

    CADデータダウンロード

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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
(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 MSCCA20-50 1
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
3 シリンダ用センサ シリンダ用センサ ME33L1 2
4 スピードコントローラ スピードコントローラ SPSNL6-M5 2
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
6 ミニチュアリニアガイド ミニチュアリニアガイド SSE2B20-220 2
7 ラックギア ラックギア RGEAL1.5ST-100-A5-B45-C45 2
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
9 平行キー 平行キー KEGH5-LC12 2
10 スラスト玉軸受 スラスト玉軸受 B51102 2
11 深溝玉軸受 深溝玉軸受 B6002ZZ 2
12 セットカラー セットカラー PSCSBR15-19 2
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
14 ノックピン ノックピン MS4-10 6
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
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
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
19 金属ワッシャ 金属ワッシャ WSSB8-6-3 4
  • 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・簡易図面データ利用規定
    本規定は、株式会社ミスミ(以下「当社」といいます)が運営するWebサイト「MISUMIサイト」(以下「当サイト」といいます)に掲載されているCADデータ・簡易図面データをダウンロードする場合のご利用条件を定めたものです。お客さまは当サイトに掲載されているCADデータ・簡易図面データをダウンロードする場合、本規定に同意したものとみなされます。

    1. データの利用目的
    株式会社ミスミは、当サイトに掲載する各種データを、お客さまが以下の目的に利用するため(以下「利用目的」といいます)に提供しています。
    (1) CADデータ(3D CADデータおよび2D CADデータをいいます): 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商品(以下「商品」といいます)の干渉・形状等を簡便に確認するため
    (2) 簡易図面データ(PDF):商品の仕様を簡便に確認するため
    2. データの特性
    CADデータおよび簡易図面データ(以下総称して「データ」といいます)のうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の商品の形状と異なる場合があります。
    また、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、一部の商品につきましては油溝形状やねじ、ばね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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    4. 禁止事項
    お客さまは、データの全部または一部について、次の各号に掲げる行為をすることはできません。
    (1) 当社グループおよび当社が認める者以外の第三者に対し、商品の見積依頼または注文を行うこと
    (2) 第三者に利用させ、または自らの営業活動に利用して、第三者から商品の見積依頼もしくは注文を受けること
    (3) 当社の承諾なく、データに関連する当サイトへのリンクを、自らのWebサイト等に表示すること
    (4) 利用目的の範囲を超えて利用すること
    (5) 利用目的のために必要な範囲を超えて複製すること
    (6) 修正、改変、改ざん、翻訳または翻案すること
    (7) 販売、譲渡、貸与、再利用許諾、または公衆送信その他の方法で、第三者に提供することおよび利用させること
    (8) 内容を改変、リバースエンジニアリング、逆コンパイル、逆アッセンブル、その他解析すること
    (9) 当社に無断で一般に公開または展示すること
    (10) 当社と同一または類似する商品及びサービスを提供する目的で利用すること
    (11) 大量にデータを取得する等により当サイトに負荷をかける行為を行うこと
    5. 著作権等
    データに関する権利(特許権、著作権等の知的財産権を含みます。以下同様。)は、当社または当社にデータを提供した第三者(取り扱いメーカーを含みます)に帰属します。お客さまは、本規定に従うことを条件として、データに関して利用目的の範囲内での非独占的かつ無償の利用が許諾されます。データダウンロードにより、データに含まれる知的財産権がお客さまに移転するものではありません。当社の事前の許可を得ることなく、利用目的以外にデータを利用(複製、譲渡、貸与、翻案等を含む)することはできません。
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    6. 第三者規定
    第三者(取り扱いメーカーを含みます)が権利を有するデータやデータ作成・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。
    7. 輸出管理
    お客様がデータを直接、もしくは間接的に海外へ提供する場合、お客様ご自身の責任において「外国為替及び外国貿易法」ならびに適用される全ての法令・規則を遵守していただく必要があります。
    8. 規定改定
    当社は、当社の裁量により、本規定の改定、変更及び修正(以下「改定等」といいます)を行うことができるものとします。
    当社は、本規定の改定等にあたり、改定等の効力発生日の前までに、改定等の内容および効力発生日その他必要な事項を当サイトの「重要なお知らせ」(URL:https://jp.misumi-ec.com/news/topics/important/)に掲示する方法その他相当な方法で周知します。
    本規定の改定等は、周知の際に定める効力発生日から適用されるものとします。
    9. 条項一部無効または合意対象除外時の取扱い
    本規定のいずれかの条項が制定法、命令、規則等の適用法に基づいて無効または合意対象の除外になる場合には、当該条項は適用法の遵守に必要な範囲でのみ、修正または削除されたものとみなします。本規定のその他の条項は全面的に有効に存続するものとします。
    10.その他
    お客さまが本規定に違反した場合、当社はお客さまに対して当社の損害および費用(弁護士費用を含む)を請求できるものとします。
    本規定は、日本法に従って解釈されるものとします。データの利用ならびに本規定に関する紛争が生じた場合、東京地方裁判所を第一審の専属的合意管轄裁判所とします。

    改定日:2025年01月20日

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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。
      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。
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