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クランプシリンダとアームの挟み込み機構｜ストロークと開き量を可視化
クランプシリンダとアームの挟み込みを可視化。後端支点・ロッド側ボディ支点を切り替え、全ストロークと現在の伸びを図で確認し、寸法・速さ・接触までの動きを比較できます。
青いシリンダが伸びると、後ろ側のピンBを押し上げ、支点Oの反対側の押さえが下がります。ワークに当たったら止まり、縮むと開きます。アームだけを一定角速度で動かすのではなく、ピン間距離から角度を求めています。 Aは固定されたシリンダ支点、Bはロッド先端のピン、Oはアーム支点です。最初の例ではAとOの高さ差bも変え、取付位置の違いを比べます。
- ① 挟み込みを再生シリンダが伸びる → アームが閉じる → ワークと接触 → 開いて戻る。
- ② 支点位置・寸法・全ストロークを指定後端支点とロッド側ボディ支点を切り替え。全ストロークSと、動いている現在の伸びeを分けて確認できます。
- ③ すき間と接触を見る使える伸び量Sが足りない例では、終端でも届かず、結果欄が赤くなります。
図で動きを比較する
例を選ぶとA/B両方の条件を切り替えます。青い欄で個別に変更できます。数値は保存しません。
B：比べる条件
押さえ面の下端とワーク上面の高さ差 g
A（基準）
速さ・角度・時間を見る
B（比較）
速さ・角度・時間を見る
自分の数値で比較する
入力範囲は各欄の下に表示しています。入力を変えると一時停止し、最初の位置へ戻ります。
Aの寸法・条件
Bの寸法・条件
計算の考え方と範囲
支点Oを基準に、根元ピンA=(−a,−b)、ロッドピンB=(−a cosθ,−a sinθ)。ピン間距離ℓ² = 2a²+b²−2a²cosθ−2ab sinθ。開位置からシリンダを一定速度で伸ばし、ℓから角度θを逆算します。閉じ角度0°で接触する配置なので、必要な伸びは b−ℓ₀。接触、または使える伸び量Sの終端で止め、0.5秒保持して戻します。
この図で確認できる範囲
平面内の理想的なピン結合・剛体アームの運動学です。死点をまたがず、シリンダを伸ばすと閉じる枝だけを扱います。押さえの下端はアーム中心から18mm、幅12mm、ワーク幅32mmとした表示用の形状です。ワーク上面を閉じ角度0°の接触位置に配置しています。シリンダの外形は一般的な形状で、製品寸法ではありません。実製品の縮み側ピン間距離・取付け寸法・ストローク・干渉・圧力・推力・保持力・摩擦や変形は別確認です。『接触』は保持力や安全性の合格を意味しません。 開位置をシリンダの縮み端e=0とし、外形のボディ長はS＋20 mm、幅18 mm、縮み端で出ているロッドは10 mm以上としたモデルです。20 mmの余裕とロッド長はこの図の形状条件であり、メーカー共通の設計基準ではありません。後端支点ではS≦ℓ₀−30 mmが必要です。ロッド側支点はボディがAの後ろへ伸びます。同じA・Bの位置なら取付方式を変えてもアームの運動は同じで、ボディの位置が変わります。製品の実際の全長・ロッド長・干渉は別途照合してください。
表示できる時間は最大600秒です。高回転では画面の更新により回転が止まったように見える場合があります。時間倍率を下げて確認してください。
計算ページとの入力値の自動転記はしません。必要な条件を確認して入力してください。
よくある疑問
回転クランプとは何が違いますか？
この機構はシリンダの伸縮で、固定支点を持つアームを回し、下の固定受けとワークを挟みます。回転クランプのようにロッド軸の周りへアームを回してから下降する動きとは異なります。
アームを長くすると何が変わりますか？
同じ支点側の動きでも、押さえ点が遠くなるため、開いたときの高さや移動速度が変わります。シリンダに必要な伸びは後ろ側のaと根元の取付け位置、開き角度で決まります。
赤い『ストローク不足』は何ですか？
開位置から接触までに必要な伸びが、使える伸び量Sより大きい状態です。アームが途中で止まり、ワークに届かない動きを確認できます。
図で接触すれば、ちゃんと保持できますか？
接触できることと保持できることは別の確認です。実際の押さえ力はシリンダ推力、機構の力の伝わり方、損失や負荷で変わります。圧力や製品仕様を確認してください。
全ストロークと現在の伸びは何が違いますか？
Sはシリンダが縮み端から伸びられる全ストローク、eは今そのうち何mm伸びているかです。図の目盛りと結果欄に両方を表示します。ワークへ先に接触すると、eがSに達する前に止まります。
支点の種類を変えると動きも変わりますか？
ボディを支える位置が後端かロッド側かで、ボディの向きと配置が変わります。AとBの座標が同じならアームの動きは同じです。高さ差bなども変えると、必要ストロークや時間が変わります。
ほかの動きも見る
力の伝わり方と駆動力を確認する
シリンダ推力と、アーム支点から力の作用線までの距離を使い、モーメントの釣合いから押さえ力を求めます。接触前の実際の押さえ力は0 Nです。パッド中央に鉛直な合力が作用するモデルです。
負荷の計算には摩擦・慣性・部品の変形や強度を含めません。入力した能力との比較は、その条件だけの比較であり、装置全体の安全判定ではありません。