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必携「からくり設計」メカニズム定石集 Part2
―図でわかる簡易自動化の勘どころ―

定価(税込)  2,750円

著者
サイズ B5判
ページ数 184頁
ISBNコード 978-4-526-08079-1
コード C3053
発行月 2020年09月
ジャンル 機械

内容

好評を博しているロングセラー「必携『からくり設計』メカニズム定石集」(2017年6月発行)の第2弾。基本となるメカニズムの運動特性や力特性などを“定石”として、それらの組み合わせでできるさまざまな「からくり設計」を立体的な構造図などを使いわかりやすく解説する。

熊谷英樹  著者プロフィール

(くまがい ひでき)
1981年 慶應義塾大学工学部電気工学科卒業。
1983年 慶應義塾大学大学院電気工学専攻修了。住友商事株式会社入社。
1988年 株式会社新興技術研究所入社。
現在、株式会社新興技術研究所専務取締役、日本教育企画株式会社代表取締役。山梨県産業技術短期大学校非常勤講師、自動化推進協会理事、高齢・障害・求職者雇用支援機構非常勤講師。

目次

はじめに

第1章 レバーを使った運動変換と伝達のメカニズム
定石1の1 運動方向を変換するにはレバーを使う
定石1の2 レバーを直動出力に連結するにはリンク棒を使う
定石1の3 2つのレバーをリンク棒で連結するときには4通りの接線を考慮する
定石1の4 離れた場所のレバー同士を連結するにはリンク棒を使う
定石1の5 スラッドを使うとレバーと直進メカニズムを連結できる
定石1の6 レバーとリンクを使うと駆動モータを自由な位置に配置できる
定石1の7 クランク出力のストロークを調節したいときにはレバーを使う
定石1の8 レバー同士を直接接続するにはスラッドを使う

第2章 リンクを使った回転するメカニズム
定石2の1 リンクを使えばテーブルをコンパクトに回転できる
定石2の2 テーブルを大きく回転するにはグルダを使う
定石2の3 リンク機構で回転角度を大きくするにはスイングリンクを使う
定石2の4 スイングリンクを駆動するにはクレビスシリンダとグルダを使う
定石2の5 飛行機の脚のように折りたたむにはトグルとレバーを組み合わせる
定石2の6 足で踏むとフタが開くようにするにはレバーを使う
定石2の7 チャックしたヘッドを大きく旋回するにはグルダを使う

第3章 容器の中をかき混ぜるメカニズム
定石3の1 へらを往復させてかき混ぜるにはレバーとクランクを使う
定石3の2 回転しながら周回するには固定歯車を使う
定石3の3 上下左右にかき混ぜるにはクランクスライダを使う

第4章 スプリングを使って叩くメカニズム
定石4の1 クランクとスプリングを使うと連続して叩くメカニズムができる
定石4の2 欠歯ラックピニオンを使うと直進動作で叩くメカニズムができる
定石4の3 切欠カムとスプリングを使うと叩くメカニズムができる

第5章 ワークをクランプするメカニズム
定石5の1 偏心カムを使うと簡単にクランプできる
定石5の2 クランプでワークを傷つけないようにするにはクランパを入れる
定石5の3 クランプする方向を変えるにはトグルの向きを変更する
定石5の4 ワークをクランプするユニットを設計するには4つのステップを考える
定石5の5 大きな力でクランプするにはクサビとトグルを組み合わせる
定石5の6 ラックピニオンを使うと回転型のクランプができる
定石5の7 クランプヘッドを大きく回転移動するにはサイクロイドを使う
定石5の8 クランプヘッドを大きく逃がすにはレバースライド機構を使う
定石5の9 袋の口を開いて保持するにはフックを使う

第6章 スプリングを使いワークを保持するメカニズム
定石6の1 てことスプリングを使ったクランプ
定石6の2 スプリングを使ったクランプとクランプの解除
定石6の3 クランプの解除にはトグルを使う
定石6の4 レバーを使ったクランプの解除
定石6の5 しっかりとクランプするにはてこを組み合わせる
定石6の6 クランプする順序をつけるにはダブル・ラックピニオンを使う
定石6の7 スプリングと鋼球を使うと戻り止めのメカニズムができる

第7章 つぶしたり切断したりするメカニズム
定石7の1 つぶす力を簡単に増力するにはねじを使う
定石7の2 つぶすメカニズムにはてこを使う
定石7の3 ハンドルを操作して直進運動でつぶすにはラックピニオンを使う
定石7の4 てこの力を大きくするにはてこをダブルで使う
定石7の5 最終端において強い力でつぶすにはトグルを使う
定石7の6 ワークを送りながら切断するにはラチェット送りを使う
定石7の7 構造体に影響せずに力をかけるにははさみ込むメカニズムを考える
定石7の8 てことクランクを組み合わせるとはさみ込むときに大きな力が出る
定石7の9 はさみ込むメカニズムはトグルで増力する
定石7の10 1つのシリンダで上下同時にプレスするメカニズムにはリンクを使う

第8章 拘束リンク棒を使った多重運動
定石8の1 多重運動をつくるには拘束リンク棒を使う
定石8の2 水平回転しながらチャックの向きを変えるには拘束リンク棒を使う
定石8の3 拘束リンク棒を使うと垂直回転移動しながらチャックの向きを変更できる
定石8の4 拘束リンク棒を使うと高速に動かすピックアップユニットができる
定石8の5 拘束リンク棒を使ったテーブル上のワークの自動移載ユニット

第9章 ワークやパレットを搬送するメカニズム
定石9の1 移動端でテーブルを傾けるには可動テーブルとリンク機構を使う
定石9の2 下降端でテーブルを傾けるにはデテルを使う
定石9の3 上昇端で可動テーブルを傾けるにはリバーサを使う
定石9の4 直進してからテーブルを傾けるにはスラッドと拘束リンク棒を使う
定石9の5 突起のついたチェーンコンベヤをピッチ送りするには送り爪を使う
定石9の6 送路に置かれたパレットを送るには送り爪を使う
定石9の7 ローラコンベヤを傾けるにはトグルを利用する

第10章 ヒールスプリングフォローを使った複合動作
定石10の1 1つのアクチュエータで2つの動作をさせるにはスプリングフォローを使う
定石10の2 ヒールスプリングフォローを使えばダブルアクションになる
定石10の3 テーブルの移動端でワークを移載するにはヒールスプリングフォローを使う
定石10の4 1つのシリンダでワークを持ち上げて移動するにはスプリングフォローを使う
定石10の5 1つのシリンダによるピック&リムーバはスプリングフォローでつくる
定石10の6 平行リンクを使ったピック&リムーバはスプリングフォローで動かす
定石10の7 ワークの送りと作業を1つのシリンダで行うにはスプリングフォローを使う
定石10の8 ヒールスプリングフォローを使ったワークの姿勢変換と自動排出
定石10の9 回転排出にはラックピニオンとスプリングフォローを組み合わせる
定石10の10 1本のシリンダによるワークのピッチ送りと作業動作

第11章 汎用メカニズムを使った同期システム
定石11の1 1つのモータで複数のユニットを駆動するには汎用メカニズムを組み合わせる
定石11の2 複数のユニットを同期して動かすには動作タイミングを考える
定石11の3 汎用メカニズムを使った同期システムの設計手順
定石11の4 同期メカニズムで時間遅れの動作をつくるにはクロッグを使う
定石11の5 ピッチ送りと作業を同期するにはスプリングフォローとクロッグを使う
定石11の6 ワーク送りと作業の間に時間差をつけるにはクロッグを使う

第12章 カムを使った運動変換
定石12の1 カム出力の前進端と後退端にはドゥエルをつける
定石12の2 円筒カムは板カムを丸めるとできる
定石12の3 円盤カムの移動量は回転中心からの距離の差で調節する
定石12の4 角度に対応した移動量がわかればカム曲線をつくれる
定石12の5 等速度の出力となる円盤カムはハート形になる
定石12の6 P&Pユニットのカム駆動は軸ごとに動作タイミングをつくる

第13章 カム出力の連結と同期システム
定石13の1 カムの出力を直接取り出すには直動ガイドを組み合わせる
定石13の2 カムの運動出力を取り出すにはレバーを使う
定石13の3 カムフォロワにかかる力を一定にするにはトグルの減力特性を使う
定石13の4 カムの運動出力はレバーとリンクで伝達する
定石13の5 インデックステーブルと同期して作業を行うにはカムを使う
定石13の6 1つのモータでワークの送りと切断を行うにはカムを使う

第14章 複数軸を独立して動作させるからくりとカムを使った駆動方法
定石14の1 直交型のP&Pユニットをカムで動かすには直交する
定石14の2 2軸を独立させるスカラ型のユニットは2つの水平軸をリンクを使って独立させる
定石14の3 旋回型P&Pユニットは2つのカムで駆動する
定石14の4 1つのモータで駆動する揺動型P&Pユニットは円盤カムと円筒カムを使う
定石14の5 カム式P&Pユニットとインデックステーブルの同期駆動

索引
実際のメカニズム

はじめに

 本書は2017年6月に日刊工業新聞社から発行し、好評をいただいている『必携「からくり設計」メカニズム定石集』の続編です。
 からくりをつくるために必要な、ワークをクランプする方法や、スプリングを使って複合動作をするメカニズムの構成の仕方、また、カムを使った同期システムの構成方法などについてわかりやすく解説してあります。
 どこのページからでも辞書のように使ってもらえるように、1つひとつのトピックを「定石」の形でまとめてあります。
 第1章から第7章では、からくりの構造を中心としたメカニズムの例をあげてあります。特に、運動を伝達する方法や、ワークをクランプしたり、ワークをつぶしたり、切断したりするというような比較的単純なメカニズムについて掲載してあります。
 からくりに使うメカニズムは特殊なものであるとは限りません。単純なメカニズムであっても、それらの組み合わせ方やタイミングのとり方によって、効果的に大きな力を出したり、複数のユニットを同期して動かしたりするからくりをつくることが可能になります。
 第8章から第11章では、一般的な汎用のメカニズムを使って複合動作をするようなからくりを掲載しました。たとえば、拘束リンク棒やデテルを使うと1つのアクチュエータでも移動しながら回転するようなからくりにすることができるようになります。また、汎用のメカニズムを使って、複数のユニットを同期させ、タイミングをとりながら駆動するような装置の構成方法について掲載しました。さらに、スプリングフォローを使って、1つのシリンダの単純な往復運動から、複数のタイミングの異なる動作を取り出す方法などについても紹介しています。
 第12章から第14章では、タイミングをとって動作させるカムのつくり方を中心にしたからくりについて解説しています。カムを使った運動変換や、カム出力を取り出して目的のメカニズムに連結する方法や、1つのモータで複数のユニットを同期させるための設計方法などを紹介しています。また、カムを使った複合動作の解説では、複数の軸をもつユニットをカムで駆動するために各軸を独立させる手法についても触れています。
 前書の『必携「からくり設計」メカニズム定石集』と合わせてご利用いただき、読者の皆様の参考にしていただければ幸いです。
 最後に本書発行の機会をいただいた日刊工業新聞社出版局の奥村功様、および企画・編集段階で適切なアドバイスをいただいたエム編集事務所の飯嶋光雄様に感謝申し上げます。

2020年9月 熊谷英樹

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