選定設計ガイド

1.要求仕様チェック

機械製作において、基本となる要求事項を整理する。

1.仕事
・・・物体の移動に必要な力 ・ 移動量タクトタイムを確認する。
2.スペース
・・・機械またはユニットにおける幅(W)、高さ(H)、奥行(D)を確認する。
3.周辺環境
・・・温度、湿度、雰囲気などの条件を確認する。
4.その他
・・・上記以外の制約を確認する。(耐用年数、寿命など)

2.動力伝達機構の決定

動力発生源(油圧、空圧、電動、エンジンなど)を検討し、効率の良い機構を決定する。要求精度に対して、機構、制御の両方で満足するかを確認する。


3.駆動源選定(モータの場合)

トルク

モータ容量(出力)と減速機構の有無、及び減速比が決定したらモータトルク曲線と回転数から発生トルクを算出して下さい。モータメーカー資料がない場合は下記の一般的な計算式によって計算して下さい。

トルク

安全係数 K
負荷の条件 K
慣性 小 モータの定格トルクの60%以下で使用の場合 1.5〜2.0
慣性 中 加減速の時間が長く、反転駆動の頻度が少ない場合 2.0〜3.0
慣性 大 急激な減速や衝撃、正逆転の頻度が高い場合 3.0〜5.0
メカロック入力 トルク値 Tmax < メカロック最大許容トルク


スラスト

メカロック入力スラスト荷重値 < メカロック許容スラスト荷重

スラスト荷重がかかる場合は荷重方向に対してメカロックのボルト側から入力される様に設計して下さい。


トルク、スラスト

トルク、スラストの合成負荷がかかる場合は下記の一般的な計算式によって計算し、メカロック最大許容トルクと比較して下さい。

トルク・スラスト

メカロック入力合成負荷 Ts < メカロック最大許容トルク


(参考)トルクアップ

  1. メカロックを複数個使用する。(MT、MKTのみ)
    メカロックの数量により許容伝達力は比例して大きくなります。
    (複数使用の場合はハブ外径が異なりますので注意して下さい)
          (例) 2個→2倍 3個→3倍
    MA、MSA、MKA、MR、MSR、MKRは対向で2個使用可能ですが取り外しが困難になる場合があります。
  2. メカロック内径面及び軸表面を脱脂する。
    許容伝達力が10〜20%向上します。(注)テーパ面及びメカロック外周面は脱脂しないで下さい。
  3. メカロック特注品を使用する。
    アイセルでは顧客要求に沿った製品を設計・製作致しますのでご相談下さい。


(参考)トルクダウン

  1. 軸にキー溝がある場合、接触面積が減少することから15〜20%メカロック伝達力がダウンします。
  2. メカロックを完全脱脂するとボルト軸力が極度に低下し伝達力がカタログ値の30%以上下がることもあります。
    特にメカロックMSA、MSRなど、ステンレス製品は焼き付きにも注意が必要です。
  3. メカロックに塗布する油、グリスの種類によって、摩擦を極度に減少させる添加剤含有品が軸やメカロック内径面に付着するとカタログ値の50%以上下がることもあります。

4.軸・ハブ仕様確認

  1. 軸のはめあい公差と表面粗さ
    軸のはめあい公差と表面粗さ
    • 軸の推奨はめあい公差でφ35のみ+0.010公差(MN、MKN、MT、MKT、MC除く)
    振れを少なくしたい場合はh6を推奨します。
  2. 軸の材質
    メカロックのカタログ記載軸側面圧値×1.2以上の降伏点応力(または耐力)を有する材料を選定して下さい。
    MT及びMRシリーズは1.4以上
  3. 中空軸最大内径
    使用する軸材料の降伏点応力(または耐力)より、下記計算式にて最大内径を算出して下さい。
    中空軸最大内径

ハブ

  1. ハブの材質
    メカロックのカタログ記載、ハブ側面圧値×1.2以上の降伏点応力(または耐力)を有する材料を選定して下さい。
    MTシリーズ及びMRシリーズは1.4以上

    アルミ、鋳鉄ハブを使用する場合、メカロックは高い面圧のため、ハブ肉厚が薄い場合や、強度の低い材質を選定するとハブが拡大、または割れる恐れがあります。
    鋳鉄―引張強さ249Mpa以上の材質を推奨します。
    アルミ―引張強さ245Mpa以上の材質を推奨します。
    MBシリーズは高面圧のため、アルミ・鋳鉄の材質は適しません。

    鋳鉄ハブの場合はFCD450以上を選定して下さい。アルミハブは耐力が高くても締結時に拡大して十分な面圧が確保できない場合があります。
    ◎アルミハブには新製品MCシリーズをお薦め致します。
  2. ハブのはめあい公差と表面粗さ
    ハブのはめあい公差と表面粗さ
    振れを少なくしたい場合はh6を推奨します。
  3. ハブ最小外径(降伏点応力基準)
    メカロック各シリーズのページに記載されているハブ材の降伏点応力別最小外径一覧表より適合を確認して下さい。一覧表に記載がない材料の場合は降伏点応力の値を基準に比例計算で判断します。選定でご不明な場合は弊社技術窓口へご相談下さい。
  4. ハブ外径が小さく適合しない場合
    トルクに十分余裕があれば、ボルト本数を減らして面圧を下げることが可能です。ボルトができるだけ等配に近い形で残るように間引きし、トルク、面圧は比例計算で算出して下さい。
  5. ハブの設計及び加工について

メカロックシリーズ片テーパ形状のハブ加工の注意事項

ハブ加工の注意点

ハブ加工の注意点ハブ端面と内径の直角度を出すために同時加工を実施下さい。この直角度によりメカロック振れ精度に影響がでます。(Fig.1) メカロックのツバとインロー間のR部干渉をさけるため、ハブ端面をC0.5取って下さい。(Fig.2)

MCシリーズは(Fig.2)の貫通穴形状となります。


MAシリーズ(MA・MSA・MKA・MB)、MRシリーズ(MR・MSR・MKR)の組立注意点

MAシリーズ(MA・MSA・MKA・MB)、MRシリーズ(MR・MSR・MKR)の組立注意点ハブ背面に位置決めの段がある場合は、背面と段の間隔を1mm以上取って下さい。(密着している場合は分解時に大きな力を要し、内輪ツバ部が変形するため、再使用できない事もあります。)(Fig.3)



MT、MKTシリーズのハブ加工の注意事項

MT、MKTシリーズは振れを抑える機構がなくガイド部が必要です。Fig.4の様にハブに段付き加工を行いガイド部を必ず設けて下さい。

2個使用される場合も同様です。
MT・MKTシリーズのハブ加工の注意事項

ハブ内面に発生する面圧に耐えうるハブ最小外径はセンタリング用ガイド部(軸径の1/2以上)の有無でハブ最小外径寸法が大きく変わりますので、指定ガイド長が取れない場合は、必ずアイセルにお問い合わせください。

MN、MKNシリーズのハブ幅が取れない場合の設計上の注意点

MN・MKNシリーズのハブ幅が取れない場合の設計上の注意点

ハブ幅Bは、メカロックMN、MKN L1寸法のL1/2以上に設定して下さい。(Fig.5)

許容ハブ幅 B = L1/2以上
ハブ面圧 × L1/B < ハブ面圧196N/mm2の時、使用可能です。
ハブ幅がメカロックよりL1より短い場合、ハブ固定位置はL1の中央または、ナット側に取り付けて下さい。
注)MN、MKNシリーズ以外はL1より短い場合は使用できかねます。


5.メカロックシリーズ選定

ラインアップページ(こちら)を参照いただき、用途、スペース、作業性、特長等から最適なシリーズを選定して下さい。(各シリーズの先頭ページに特長が記載してあります)
無電解ニッケルメッキ・ステンレスのバリエーションを追加し、アルミプーリ用アルミメカロックをラインアップしました。

標準カタログ品の洗浄脱脂や真空グリス塗布等のサービスも有料で行なっておりますのでお問い合わせ下さい。

6.負荷確認

  1. メカロックに曲げモーメントの荷重がかかる場合
    メカロックは原則として曲げモーメントを受けることはできません。
    ハブ形状の選定とメカロックの荷重を受ける位置を変更して頂くことで採用が可能となります。 メカロックに曲げモーメントの荷重がかかる場合
    ラジアル方向の荷重がメカロック外径部にかからない場合(Fig.6)の使用ではメカロックに曲げモーメントの荷重がかかり、軸のスリップ又は軸、メカロック破損の要因となります。
    ハブ形状の変更(Fig.7)又は、メカロック締結位置をラジアル荷重を受けられる位置に移動します。ハブガイド部を軸に接する部分を多くし、曲げモーメントを受ける対策も有効です。
  2. メカロックにラジアル荷重がかかる場合
    メカロックにラジアル荷重が作用する場合、下記式にて許容値を算出して下さい。ラジアル荷重Rによって発生する軸側面圧Pir・ハブ側面圧Porが締結による通常面圧P(カタログ値)の20%以下であれば許容できます。

    メカロックにラジアル荷重がかかる場合


7.最終チェック

メカロック選定及び詳細仕様の適合確認をします。
1.〜6.までの適合に問題がないか再確認して下さい。問題がなければ次の項目をチェックします。


軸・ハブ挿入深さ

軸挿入深さはメカロックを貫通するのが理想ですが、短い場合でもメカロックテーパ部以上(フランジやナットに軸端面がかかる位置)までは必ず挿入して下さい。挿入不足の場合製品が塑性変形し、再使用できないことがあります。 ハブはモーメント許容や取付を考慮して、メカロック挿入深さを決定して下さい。(段付加工によりハブ端面からボルトが突出しない方法やラジアル荷重中心点にメカロックが入る等、色々工夫し加工して下さい。)

MRシリーズ・MNシリーズは内輪の長さ以上挿入してください。


バランス

メカロックは基本的にバランス取りはしていません。メカロック単体では使用はしないのでハブ、軸を含め組立後、機上にて動バランスを取ることをお奨めします。
6000min-1以上の高速回転の場合には遠心力により伝達力低下が考えられます。


雰囲気温度

メカロックの使用可能雰囲気温度は-40〜+150°Cです。

アルミMCシリーズは-40〜+80°Cです。(温度が上昇すると伝達トルクが低下する場合があります。)

再使用

メカロックは正規の使用をした場合、30回以上の着脱が可能ですが、ボルトネジ面、座面が荒れることで軸力が3回目以降、徐々に低下します。100%の性能を求められる場合には3回目以降は新品のボルトに交換して下さい。

ボルトは弊社専用品をご使用下さい。

8.購入価格確認

メカロックは部品点数、形状をシンプルにすることで低価格を実現しています。また、弊社独自の加工方法等、精度を維持しながら価格をおさえたコストパフォーマンスの高い商品です。最寄りの代理店に見積りを依頼して下さい。