2021年 3月

実務者のためのCAD読本

軸部品の詳細形状モデリング(3)【基本要素形状のモデリング/第5回】

監修:山田学 執筆:草野多恵

今回も軸の詳細形状の作成方法を紹介する。CAD製品によって操作手順等の差異はあるが、基本的な考え方はどの製品でも同様である。今回は詳細形状の中でも、軸のテーパ形状、止め輪などに使う円筒溝形状、Dカット形状、軸直角の穴やねじの作り方について解説する。

この連載について

基本要素を用いながら、より具体的な設計使用方法を解説する。また、主要な3D CADでの手法も併せて解説する。

シリーズ記事

1.軸のテーパ形状

軸のテーパ部の形状を作成する場合、作成方法として考えられるのは「押し出し」または「回転」の2種類である。
テーパ部の設計をする場合、基本的にはテーパの角度は自由に設計することができるので、どのような思想で設計するかによってどちらの方法で作成するかを決定すればよい。その際には、「押し出し」および「回転」においておのおの以下の特長があるので選択の指針にすればよい。

押し出し

押し出し時にテーパ角度を同時に追加することができる(CADによって「テーパ」、「抜き勾配」等の表現あり)。角度を指定するので、テーパの大径と小径の寸法を基準にする場合には不向きである。

回転

回転体のスケッチ作成時にテーパを表現するため、スケッチ内での寸法記入をどのようにするかによって、角度の指定、または大径と小径の寸法の指定、どちらも選択可能である。

上記の点から、比較的「回転」を使用した方が作成しやすい。
ただし、現実的には加工や検査のことを考えて、JIS B 0612で規定されているテーパ比から選択するとよいとされている。

図-1 テーパ比1/10の軸端

テーパ比1/10は10mm長さが変化すると直径が1mm変化するということなので、回転で立体化するためのスケッチは図-2に示すように寸法を記入すると分かりやすい。
(図-2はあくまで一例であり、絶対的な方法ということではない)

図-2 テーパ比を表現するスケッチ寸法記入例

図-2内の「軸直径-1mm」は寸法値を直接入力せず、関係式を使用している。寸法に関係式を記入するテクニックについては、以前の連載『「パラメトリック」を理解する【モデリング手法/第4回】』および、『「パラメトリック」を使いこなす【モデリング実践/第4回】』を参照のこと。

「パラメトリック」を理解する【モデリング手法/第4回】

「パラメトリック」を使いこなす【モデリング実践/第4回】

2.止め輪などに使う円筒溝形状

C型止め輪(スナップリング)およびE型止め輪(Eリング)用の溝、Oリング用の溝については、その用途に違いがあるだけで形状としては本連載「軸部品の詳細形状モデリング(1)【基本要素形状のモデリング/第3回】」の「2.段差部に設ける隅の逃がし形状や隅の丸み」と同じであるため、「押し出し」または「回転」のどちらでも使用可能である。

軸部品の詳細形状モデリング(1)【基本要素形状のモデリング/第3回】

また、これらの止め輪およびOリング用の溝のサイズはおのおのJISで定義されているため、上記第3回で解説したパラメータによる計算式の設定も特に必要はない。

なお、軸部品によっては「せぎり」を付ける場合がある。せぎりは用途としては、セットスクリューを使ってローラーや歯車を固定する際にセットスクリューの先端部によって軸に傷がつくことで、分解する際にローラー内径と傷が引っ掛かり、外せなくなってしまうことを避けるためのものである。このような逃げのための形状であることから特にJISでサイズは定義されておらず、自分でサイズを決めることになる。例えば、6mm~10mm程度の軸のせぎりは、直径よりも0.5mm細くする。つまり以下の関係式になる。

d2=d1-0.5

図-3 せぎりの寸法例

この場合は、第3回で解説したようなパラメータによる計算式を用いるのも効果的である。実際の3Dモデル内での設定例を図-4に示す。軸の直径寸法に対して「軸直径」、せぎり直径寸法に対して「せぎり直径」とおのおの名前を設定し、せぎり直径の値に対して軸直径から0.5mm差し引く計算式を設定している。

図-4パラメータ設定の例

執筆者紹介

草野多恵

大手メーカーの宇宙航空事業部門にて、設計から納品までのプロセス管理を担当。
製造業での実務経験を生かし、CADベンダーで約20年間一貫して製造業向けに3D CADの営業技術などを担当。
現在はフリーランスとして、効果的なCAD導入を支援する活動を行っている。

監修・執筆

山田学

ラブノーツ代表取締役、技術士(機械部門)。設計製図の企業内教育を種に活動。著書に『図面って、どない描くねん!』『めっちゃメカメカ! リンク機構99→∞』(共に日刊工業新聞社刊)など。

ページID:00202198