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No.000348 押出し機構

 

この事例の概要
目   的:
ピッチ送りされてくるワークを直交したコンベヤに押し出したい
状   況:
障害物があり、押し出し方向に直動シリンダを設置するスペースがない
解決方法:
ロータリーアクチュエータの回転を、カムで押し出し動作に変換する
point1
引張りばねでプッシャを常に引張っているため、エアダウンしても初期位置に戻る
  • 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。

    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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  • 押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。

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環境・操作性

  • 周囲に壁など障害物がありスペースのない場合に有効
  • エアダウンしても初期位置に戻る

対象ワーク

  • 形状種類:箱物
  • 外形寸法:W40×D100×H60[mm]
  • 材質:ABS
  • 質量:0.3[kg]

動作仕様・寸法

  • 押し出しストローク:50[mm]
  • 外観寸法:W210×D300×H133[mm]

必要精度・荷重

  • 引張りばねの必要荷重:3[N]以上
    (リニアガイドに発生するシール抵抗(想定):3[N])
  • 引張りばねのたわみ量:50[mm]以上

主要部品の選定根拠

  • カムフォロア
    • 回転運動を直線運動に変換し省スペース化を図るためカムフォロアを選定
  • 引張りばね
    • エアダウン時に初期位置に戻すため、省スペースでストロークを得られるばねを選定

主要部品の計算工程

  • ワーク押出し部を駆動させるアクチュエータとして妥当かを検証する
    • 条件値:
      ロータリアクチュエータ使用圧力:P=0.4[MPa]
      ロータリアクチュエータ実効トルク:Tr=2.49[N・m]
      リニアガイド摩擦係数:μ1=0.003
      コンベヤ摩擦係数:μ2=0.2
      プッシャ部品質量:m1=1.5[kg]
      ワーク質量:m2=0.3[kg]
      押し出しアーム長さ(回転中心~作用点):L1=0.05[m]
      押し出す部品の慣性モーメント:I=0.00036[kg・m²]
      回転の角加速度:ώ=3.14[rad/s²]
      ばねの張力(max時):F1=7.68[N]
      ばねの本数:n=2[本]
      安全係数:S=3
      重力加速度:g=9.8[m/s²]
    • 抵抗負荷:Tf[N・m]
      Tf=(μ1×m1+μ2×m2)×g×L1
        =(0.003×1.5+0.2×0.3)×9.8×0.05
        =0.0316[N・m]
    • 慣性負荷:Ta[N・m]
      Ta=I×ώ=0.00036×3.14=0.00113[N・m]
    • ばねから受けるトルク:Tb[N・m]
      Tb=F1×n×L1=7.68×2×0.05=0.768[N・m]
    • 必要トルク:T[N・m]
      T=Tf×S+Ta×10+Tb
       =0.0316×3+0.00113×10+0.768
       =0.87[N・m]
      Tr=2.49>0.87=T よって、成り立つ
  • エアダウン時に初期位置に戻るばねとして妥当かを検証する
    • 条件値:
      ばね定数:k=0.12[N/mm]
      初張力:Pi=1.08[N]
      自由長:L2=50[mm]
      ばねの最大荷重:Fmax=8.53[N]
      ばねの最大たわみ:δmax=63.3[mm]
      ストローク:50[mm]
      リニアガイドシール抵抗:F2=3[N]
    • 設定:55[mm]時のばね単体荷重:F3[N]
      ばねのたわみ量:δ1=55-L2=55-50=5[mm]
      F3=Pi+k×δ1=1.08+0.12×5=1.68[N]
      合計ばね荷重:F4=F3×n=1.68×2=3.36[N]
    • 設定:105[mm]時のばね単体荷重:F5[N]
      ばねのたわみ量:δ2=105-L2=105-50=55[mm]
      F5=Pi+k×δ2=1.08+0.12×55=7.68[N]
      合計ばね荷重:F6=F5×n=7.68×2=15.36[N]
    • ばね単体の最大荷重の確認
      F5=7.68[N]<8.53[N]=Fmax よって、成り立つ
    • ばね単体の最大たわみの確認
      δ2=55[mm]<63.3[mm]=δmax よって、成り立つ
    • リニアガイドを使用した際の必要推力Fは摩擦抵抗力はほとんど発生しないと考えられるので、リニアガイドに発生するシール抵抗の値だと考えられる
    • リニアガイドのシール抵抗:F2と初期位置のばね荷重:F4を比較する
      F4=3.36[N]>=3[N]=F2 よって、成り立つ

構造の作り込みと設計の勘所

  • カム機構の直動操作の安定化を狙いリニアガイドを採用
  • 安全性を考慮し、エアダウン時も初期位置に戻ってくる構造
  • ラックピニオンタイプのロータリーアクチュエータを使用しており、角度調整が±5[°]まで可能
  • エアダウン時に揺動角度が90度だとつりあって戻らない可能性があるため、エアダウンした際にばね力で戻るように88度の状態をストロークエンドにしている
  • ロータリーアクチュエータの角度調整作業のためアクチュエータ取付板に切欠きを設けている
  • 検索コード:#UL348

部品リスト

押出し機構 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 カムフォロア カムフォロア CFUA8-19 1 1,400 1 日目 1_1081
2 金属ワッシャ 金属ワッシャ WSSM16-10-4 1 220 1 日目 2_145
3 ミニチュアリニアガイド ミニチュアリニアガイド SEBLZ16-160 2 5,200 5 日目 1_561
4 六角支柱 六角支柱 PLSBWF14-112 4 710 2 日目 1_2319
5 ノックピン ノックピン MSCSS4-15 4 170 1 日目 2_291
6 引張りばね用ポスト 引張りばね用ポスト SAIPOK8-25 2 340 1 日目 2_373
7 引張りばね用ポスト 引張りばね用ポスト SAIPOK8-50 2 340 1 日目 2_373
8 引張りばね 引張りばね AWA8-50 2 250 1 日目 2_365
9 スピードコントローラ スピードコントローラ SPJNLS6-1-B 2 3,550 2 日目 2_1575
  • 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。
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    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。
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    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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