Orientalmotorオリエンタルモーター株式会社

カップリング剛性が装置に及ぼす影響

カップリングの性能を表す仕様として、許容負荷、許容回転速度、ねじりばね定数、カップリング自体のバックラッシ(ガタ)の有無、許容ミスアライメント等があります。一般に位置決め性を良くしたい場合や振動の発生を抑えたい装置等に使用するときは“剛性が高くバックラッシがない”ということを第一条件にカップリングを選定されているのが実状と思われます。
しかしながら、カップリングの剛性は装置全体の剛性でみると、影響が少ない場合があります。
ここでは、ひとつの例として、ボールねじ駆動時における装置全体の剛性をMCSカップリングのようなジョーカップリングと剛性の高いベローズカップリングを使用した場合で比較してみます。
(KTR社の技術資料から引用しているため、カップリングの大きさが当社で商品化しているものとは異なります。)

実験装置概要

ボールねじ駆動装置

●各部の仕様
ジョーカップリングのねじりばね定数
Cj= 21000[N·m/rad]
ベローズカップリングのねじりばね定数
Cb= 116000[N·m/rad]
サーボモーターの剛性
Cm= 90000[N·m/rad]
ボールねじのリード
h= 10[mm]
ボールねじの歯底円径
d= 28.5[mm]
ボールねじ長さ
L= 800[mm]
ベアリングの軸方向剛性
Rbrg= 750[N/μm]
ボールねじナットの軸方向剛性
Rn= 1060[N/μm]
ボールねじの弾性係数
Rf= 165000[N/mm2
ボールねじ、ベアリング、ナット部分のねじれ剛性を求めます。
ボールねじの軸方向剛性Rs
RS
=(Rfd2)/L

=(165000×28.52)/800

=167526[N/mm]

=167.5[N/μm]

したがって、ボールねじ、ベアリング、ナット部分を合計した軸方向剛性Rtは以下のようになります。

この軸方向剛性をねじれ剛性Ctへ置き換えます。

ジョーカップリングを使用したときの装置全体の剛性Cを求めます。

ベローズカップリングを使用したときの装置全体の剛性Cを求めます。

計算結果

カップリングの剛性
[N·m/rad]
装置全体の剛性
[N·m/rad]
ジョーカップリング使用時 21000 327.7
ベローズカップリング使用時 116000 331.9

ジョーカップリングの剛性はベローズカップリングの1/5ですが、装置全体の剛性では、その差は1.2%です。

 

モーターに関する"豆知識"をメールマガジンで受け取る

サポート/お問い合わせ

  • お客様ご相談センター
  • Q&A
  • メールでのお問い合わせ
  • 最寄りの支店・営業所

製品を選ぶ

ご購入/お見積

  • オリエンタルモーターWEBショップ
  • 電話・FAX・メールでのご注文・お見積
  • 総合カタログのご請求
  • 最新情報をお届けします メルマガ・情報誌
  • オリエンタルモーターWEBサイト 活用ナビ
  • ORIM VEXTA オリムベクスタ株式会社
  • おすすめ製品や活用事例 製品トピックス
  • 技術サポートツール
  • 教えて!照代さん
  • おりろぐ
  • 動画ライブラリー