ワークの特殊な昇降機構について

質問

「10kgのワークをどのくらい持ち上げることができるか」
という実験機の設計でアイデアをいただきたいです。

・上昇
　外力により瞬間的に上昇
　リニアシャフト、リニアガイドを使用し抵抗を極力小さくする
・下降
　何らかの機構や抵抗で、自由落下にならないようにする

上記の条件を満たすアイデアをいただきたいです。

※OKWAVEより補足：「技術の森( 開発・設計)」についての質問です。

回答No.7

MASA_gr8 · ベストアンサー

上昇させる方法は決まっているということで

添付の様な機構で下降速度は制御できるのではと考えます
よければご参考にどうぞ

補足

回答ありがとうございます。
すごく良いアイデアですが、上昇距離を2mm単位で計測したいです。
スプロケットだと、ピッチが大きく...。

回答No.8

ohkawa3

DCモーターを発電機として使って、発電制動をするアイデアです。
モーターの回路にダイオードを入れることで、片方向の回転の場合だけ電流が流れて制動効果が得られます。（逆回転の場合は、制動効果はなく、空転します。）
モーターを制動装置として使っていますが、電源は必要ありませんので、宜しければ候補に入れてください。

補足

回答ありがとうございます。
そんな方法があるんですか！？
電源入れなくでも電気が流れるのでしょうか？

回答No.6

nowane4649

セルフロック付き鉛直上方急加速機構と。

ガイドはクロスローラーガイドやボールスプラインなどの非循環有限ストローク系で、潤滑は浸透潤滑油系の低粘度なものを使用。
落下防止機構はワンウェイクラッチ付きバネ動力ワイヤー巻き上げ機で負荷荷重を懸架とか？
(射出外力はモーター駆動ネジか、メーターイン制御エアシリンダなど)
https://id-shop.jp/sc/detail.php?ATID=153&SEID=

大リードボールねじを大出力モーターで駆動して、NSKのロッキングクラッチで保持という手もありますけど。
https://www.nsk.com/jp-ja/company/news/2024/development-of-locking-clutch-a-highly-efficient-power-free-locking-mechanism/

エアが使えるなら、イマオのシャフトクランプとか鍋屋バイテックのリニアクランパ・ズィーとかの加圧アンプランプ型で上昇開始後のエア切り離しで済ませれて楽ですが…
https://www.imao.co.jp/products/quick-shaft-clamp.html
https://www.nbk1560.com/products/clamp_and_brake/clamperzee/

補足

回答ありがとうございます。
ロッキングクラッチ初めて知りました。
アドバイスいただきありがとうございます。

回答No.5

iijijii

電磁誘導で落下時のみブレーキをかけることは可能です。

◯ワークもしくはワークの支持体にネオジム磁石など磁石を用いることが出来る場合
1.ワークの通り道にコイルを巻き、そのコイルと抵抗とスイッチで直列の閉回路を作る
2.落下のときだけ1のスイッチをONに出来る機構を組み込む

◯ワークもしくはワークの支持体に導体を用いることが出来る場合
1.ワークの通り道に電磁石などで強い磁場をかけられる機構を作る
2.落下のときだけ1の磁場をかけられるようにする

前者は簡単ですが、後者は難しそうです。

補足

回答ありがとうございます。
エアーや電気の使用ができず、、、。

回答No.4

fujiyama32

＞何らかの機構や抵抗で、自由落下にならないようにする
1)エレベーターのように上部に滑車を設けます。
2)ワークを台座の上に載せます。
3)滑車の一方に台座を吊るします。
4)滑車の反対側にはバランサーを吊るします。
5)バランサーの質量はワークと台座の合計した質量にします。
・ これにより自由落下し(難く)なります。
・駆動力も小さくなります。
略図を添付しましたので参考にして下さい。
なお、リニアシャフト、リニアガイドなどの主要部分は省略
しています。

補足

回答ありがとうございます。
私も似たようなことは考えましたが、
実験機ですので、10kgの負荷は必要で軽くするのはNGです。
また、エアー等の使用も不可のためメカのみで自由落下を対策しなければなりません。

回答No.3

ohkawa3

回答(1)さんが心配なさっている通り、人力で振り下ろすハンマーで10kgの品物を打ち上げる方法では、到達可能な高さは大したことはないでしょう。
例えば、ばねを使う方式を採用するとして、予めばねに徐々に力を加えてエネルギーをチャージしておき、品物を打ち上げたいときにラッチを外してエネルギーを放出するような方法があると思います。
ばねは、コイルスプリングのような機械的なばねでも、エアスプリングでもいいと思います。時間をかければ、人力でも大きなエネルギーをチャージすることができるので、例えば高さ10mにも到達させることができるでしょう。別の方法としては、エアバッグを膨らませるように、爆薬を使う方法もありそうです。

ゆっくりと下降させる方法は、打ち上げ方法と独立に、自由に選択できますので、ご質問者さんのお楽しみとしてとっておきたいと思います。

補足

回答ありがとうございます。
打ち上げる方法は決まっていまして...。
ゆっくりと下降させる方法が思い浮かばず...。

回答No.2

lumiheart

＞ゲームセンターや、テレビのサスケに登場するような、ハンマーゲームのイメージです。

ハンマーゲームって？コレ？？？
https://event21.co.jp/mat851_hammer.htm#357
で、コレどーするの？

ハンマーゲームそのまんま？？？
１０ｋｇも有るワークをハンマーで打ち上げるの？
ハンマーの質量も１０ｋｇ？？？
どーやって？人力？？？？

ワークの落下防止は普通にドアラッチ方式でいかが？
https://www.takigen.co.jp/products/detail/C-1625-5/C-1625-5?page=2
ただまぁ問題は落下防止で止まってる１０ｋｇのワークをどーやって降ろすか？
の方が問題と思うが

ご安全に！
https://anzeninfo.mhlw.go.jp/hiyari/05.html

補足

追加の回答してくださりありがとうございます。
ドアラッチ方式も検討してみます。
ご教授いただきありがとうございました。

回答No.1

lumiheart

たかが10kg
https://www.iai-robot.co.jp/product/details/EC-S8X_AR/index.html
垂直可搬質量 最大可搬質量（kg）５５
最高速度（mm/s）200
最高加減速度（G）0.3

問題はご予算

補足

回答ありがとうございます。
ゲームセンターや、テレビのサスケに登場するような、
ハンマーゲームのイメージです。
言葉足らずで申し訳ありません。