• カップリング
  • 高減衰能ゴムタイプカップリング

XGS2

フレキシブルカップリング-高減衰能ゴムタイプ-ショートタイプ

Rubber-type Flexible Coupling

  • バックラッシュ0
  • 高ゲイン対応
  • 高ねじり剛性
  • 高トルク
  • 振動吸収性

形状図

XGS2フレキシブルカップリング-高減衰能ゴムタイプ-ショートタイプ寸法図

*1: E=D2+0.5(D2<5)

E=D2+1(D2≧5)

寸法・CAD・価格

単位 : mm

品番 A L W F G M ねじ締めつけ
トルク(N・m)
標準軸穴径
D1-D2
価格
(円)
CAD 標準品を購入 追加工品を購入 備考
XGS2-15C 15 6.5 18 2.15 5 M1.6 0.25 4,190 CAD カート カート -
XGS2-19C 19 7.7 20 2.65 6.5 M2 0.5 4,000 CAD カート カート -
XGS2-25C 25 9.5 27 3.25 9 M2.5 1 4,410 CAD カート カート -
XGS2-27C 27 9.5 27 3.25 10 M2.5 1 4,530 CAD カート カート -
XGS2-30C 30 11 30 4 11 M3 1.5 4,660 CAD カート カート -
XGS2-34C 34 12 35 4 12.25 M3 1.5 5,100 CAD カート カート -
XGS2-39C 39 15.5 40 4.5 14.5 M4 2.5 5,940 CAD カート カート -

品番 最大軸穴径
(mm)
キー溝追加工最大軸穴径
(mm)
常用トルク
(N・m)*1
最高回転数
(min-1)
慣性
モーメント
(kg・m2)*2
静的ねじり
ばね定数
(N・m/rad)
許容偏心
(mm)
許容偏角
(°)
許容エンド
プレイ
(mm)
質量
(g)*2
XGS2-15C 6 - 0.5 42000 2.1×10-7 64 0.15 1.5 ±0.2 7
XGS2-19C 8 6 0.8 33000 5.9×10-7 170 0.15 1.5 ±0.2 12
XGS2-25C 12 9 2.3 25000 2.4×10-6 290 0.15 1.5 ±0.2 24
XGS2-27C 14 10 2.3 23000 3.2×10-6 290 0.15 1.5 ±0.2 28
XGS2-30C 15 11 3.3 21000 5.2×10-6 430 0.2 1.5 ±0.3 38
XGS2-34C 16 12 5.5 18000 1.1×10-5 800 0.2 1.5 ±0.3 61
XGS2-39C 20 15 7 16000 2.1×10-5 930 0.2 1.5 ±0.3 90

*1: 負荷変動による常用トルクの補正は必要ありません。ただし、周囲温度が30℃を超える場合は、常用トルクを下表の温度補正係数で補正してください。

XGS2の使用可能温度は-10℃ - 120℃です。

軸穴径のサイズにより、軸のスリップトルクがカップリングの常用トルクより小さくなる場合があります。XGT2XGL2

*2: 最大軸穴径での値です。

品番 標準軸穴径 D1-D2
XGS2-15C 3-5 3-6 4-4 4-5 4-6
4.5-5 5-5 5-6 6-6  
XGS2-19C 4-5 5-5 5-6 5-7 5-8
6-6 6-6.35 6-7 6-8 6.35-8
8-8        
XGS2-25C 5-6 5-8 6-6 6-8 6-10
6-11 6-12 6.35-8 6.35-10 8-8
8-10 8-11 8-12 10-10 10-12
12-12        
XGS2-27C 5-6 5-8 5-14 6-6 6-8
6-10 6-11 6-12 6-14 8-8
8-10 8-11 8-12 8-14 10-10
10-12 10-14 12-12 12-14 14-14
XGS2-30C 8-8 8-10 8-11 8-12 8-14
8-15 10-10 10-11 10-12 10-14
10-15 11-12 12-12 12-14 12-15
14-14 14-15 15-15    
XGS2-34C 8-8 8-10 8-11 8-12 8-14
8-15 10-10 10-11 10-12 10-14
10-15 11-11 11-12 12-12 12-14
12-15 14-14 14-15 15-15 16-16
XGS2-39C 10-10 10-12 10-14 10-15 10-16
12-12 12-14 12-15 12-16 12-19
12-20 14-14 14-15 14-16 15-15
15-16 15-19 16-16 17-17 20-20

●全商品に六角穴付きボルトが付属しています。
●適用軸径の推奨寸法許容差はh6およびh7です。
●Dカット軸に取りつける場合は軸のDカット面の位置に注意してください。⇒取り付け・メンテナンス
●軸穴およびキー溝の追加工を行います。追加工サービスをご利用ください。

周囲温度・温度補正係数

周囲温度 温度補正係数
-10℃~30℃ 1.00
30℃~40℃ 0.80
40℃~60℃ 0.70
60℃~120℃ 0.55

スリップトルク

クランピングタイプのXGT2-CXGL2-CXGS2-Cは下表のように、軸穴径によって軸のスリップトルクが異なります。選定の際は注意してください。

単位 : N・m

外径 軸穴径(mm)
3 4 4.5 5 6 6.35 7 8 10 11 12 14 15 16 17 19 20
15 1 1.3 1.5 1.7 1.9
19 2.2 2.7 3.1 3.3 3.8
25 4.3 5 5.5 6.8
27 3.8 5 6.8
30 7.5 10 12
34 8.3 10 10 12 13
39 13 15 17 18 18 23 25
44 16 19 20 21 23 25 27
56 45 50 61

軸の寸法許容差h7、硬度34-40HRC、XGT2-CXGL2-CXGS2-Cの寸法・価格表に記載のねじ締めつけトルクの値での試験値であり保証値ではありません。
スリップトルクは使用条件により変化します。事前に実際と同じ条件でテストしてください。


構造

クランピングタイプ

XGT2-C標準タイプXGT2
XGL2-CロングタイプXGL2
XGS2-CショートタイプXGS2

XGT2/XGL2/XGS2_Cフレキシブルカップリング-高減衰能ゴムタイプ

内部構造

XGT2/XGL2/XGS2_Cフレキシブルカップリング-高減衰能ゴムタイプ


材質・仕上げ

XGS2
ハブ A2017
高減衰能ゴム FKM
六角穴付きボルト SCM435
四三酸化鉄皮膜(黒)

特長

  • 適用推奨モータ
XGT2-C/XGL2-C/XGS2-C
サーボモータ
ステッピングモータ
一般汎用モータ

◎:非常にすぐれている ○:すぐれている ●:使用可

  • 特性
XGT2-C(外径φ56以下)
/XGL2-C/XGS2-C
XGT2-C(外径φ68)
バックラッシュ0ゼロ
サーボモータの高ゲイン対応
高トルク
高ねじり剛性
許容ミスアライメント
振動吸収性
電気絶縁性 -
使用可能温度 -10℃~120℃ -20℃~80℃

◎:非常にすぐれている ○:すぐれている

  • XGT-C XGL-C XGS-Cを超える高減衰フレキシブルカップリング。両側のアルミニウムハブを高減衰能ゴムで成型した、完全一体構造です。
  • 減衰と剛性の最適設計により、さらなるサーボモータ高ゲイン化を実現し、整定時間を短縮します。
    XGT2XGL2
    XGT2XGL2
    XGT2XGL2
    XGT2XGL2
    XGT2XGL2
    XGT2XGL2
    XGT2XGL2

用途

半導体製造装置/実装機/工作機械/包装機

選定

軸径・常用トルクによる選定

軸径と常用トルクが交差した領域が選定サイズになります。

XGT2/XGL2/XGS2_Cフレキシブルカップリング-高減衰能ゴムタイプ

XGT2/XGL2/XGS2_Cフレキシブルカップリング-高減衰能ゴムタイプ

選定例

選定条件が軸径φ16、負荷トルク7N・mのとき、選定サイズはXGT2-34Cです。

サーボモータの定格出力による選定

定格出力
(W)
サーボモータ仕様*1 選定サイズ
モータ軸径
(mm)
定格トルク
(N・m)
瞬時最大トルク
(N・m)
XGT2-C XGL2-C XGS2-C
10 5-6 0.032 0.096 15C 15C 15C
20 5-6 0.064 0.19 15C 15C 15C
30 5-7 0.096 0.29 19C 19C 19C
50 6-8 0.16 0.48 19C 19C 19C
100 8 0.32 0.95 19C 19C 25C
200 9-14 0.64 1.9 27C 30C 27C
400 14 1.3 3.8 27C 30C 34C
750 16-19 2.4 7.2 39C 39C -

*1: モータ仕様は一般的な値です。詳しくは各モータメーカーのカタログを参照してください。減速機などを使用しない場合のサイズです。


偏心反力

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2-C XGL2-C XGS2-Cを偏心させた時に発生する力です。
偏心反力が小さいほど軸受などに作用する力が小さくなります。

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション


スラスト反力

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2-C XGL2-C XGS2-Cを軸方向に圧縮させた時に発生する力です。スラスト反力が小さいほどモータなどに作用する力が小さくなります。

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション


生産性と整定時間

サーボモータとボールねじを使用した一軸アクチュエータを利用した生産設備では、サーボモータとアクチュエータをプログラムの指令どおりに動作させることが、生産性向上につながります。
しかし、実際の動作は指令に対して遅れが発生し、決められた位置でアクチュエータを停止させようとすると、指令よりも遅れて停止します。この遅れを整定時間といいます。
アクチュエータが完全に停止しないと次工程に移れないため、生産性向上のためには整定時間を短縮することが重要です。

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション


サーボモータのゲインと整定時間

サーボモータのゲインとはどのくらい指令どおりの動作をさせるかを表す指標です。
ゲインを上げると整定時間を短縮できますが、上げすぎるとハンチングが発生しサーボモータの制御ができなくなります。
ハンチングを抑えながらゲインを上げるためには、サーボモータの各パラメータを微調整する必要があります。
しかし、弾性部に金属を使用したディスクタイプなどのカップリングでは、ゲインを上げた時にハンチングが発生しやすい傾向にあり、パラメータの微調整のみでゲインを上げるには限界があります。
ハンチングが発生した場合、一般的には回転系の剛性を上げるため、より高剛性のカップリングへの変更が推奨されています。
しかし実際は、カップリングの変更だけではボールねじを含む回転系全体の剛性を上げることはできず、ディスクタイプなどの高剛性カップリングに変更しても効果がない場合があります。

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション


高減衰能ゴムタイプ

XGT2-C XGL2-C XGS2-C XGT XGL XGS
高減衰能ゴムタイプはディスクタイプなどの高剛性のカップリングよりも高ゲインで使用でき、整定時間の短縮が可能です。
また、減衰性にすぐれているため面倒なパラメータ調整作業が軽減され、より短時間でアクチュエータを最適の条件で使用することができます。

なぜ高減衰能ゴムタイプはディスクタイプよりもゲインを上げられるのか?

高減衰能ゴムタイプがディスクタイプよりもサーボモータのゲインを上げられる要因はボード線図から読み取ることができます。
ボード線図の位相遅れが-180°の点における0dBとのゲイン幅をゲイン余裕、折点周波数における180°との位相幅を位相余裕と呼びます。
一般的にサーボ系のゲイン余裕は10~20dB、位相余裕は40~60°が目安とされており、サーボモータのゲインを上げるとゲイン余裕が小さくなり、10dB以下になるとハンチングが発生しやすくなります。
高減衰能ゴムタイプとディスクタイプの限界ゲイン(ハンチングの発生がなく、カップリングが使用できるゲインの上限値)を比較すると、高減衰能ゴムタイプはゲイン余裕が大きく、10dBを大きく上回っています。そのため、サーボモータのゲインをディスクタイプよりも上げることができます。
ゲイン余裕を大きくするためには、カップリングの減衰性および動剛性が高いことが求められます。XGT2XGL2

ディスクタイプ限界ゲイン時のゲイン余裕
高減衰能ゴムタイプ:17.40dB
ディスクタイプ:9.90dB

ボード線図

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション


高減衰能ゴムタイプ(XG2シリーズ/XGシリーズ)とディスクタイプカップリングの比較

サーボモータとアクチュエータを使用した試験で、次のことを確認しました。

  • 整定時間

ゲインを上げると整定時間が短くなり、XG2シリーズ・XGシリーズがよりゲインを高く設定することができました。

ゲインが同じであればカップリングによる整定時間の差異はありませんでした。

整定時間を短縮するには、ディスクタイプよりゲインを高く設定できる高減衰能ゴムタイプ、特にXG2シリーズが有効となります。

  • 位置決め精度・くり返し位置決め精度

ゲインやカップリングによる差異はありませんでした。

  • オーバーシュート

ゲインを上げるとオーバーシュートが大きくなり、ゲインが同じであればオーバーシュートの差異はありませんでした。

  • まとめ

整定時間はゲインを高く設定できるXG2シリーズが最も短くすることができました。位置決め精度・くり返し位置決め精度・オーバーシュートはカップリングによる差異はありませんでした。

結果として、装置・設備のサイクルタイムを短縮するためには、XG2シリーズが有効であることが確認できました。

試験装置

アクチュエータ:MCM08 日本精工㈱製

*ボールねじリード10mm

サーボモータ:HF-KP13 三菱電機㈱製

試験条件

モータ回転数:3000min-1

加減速時間:50ms

ワーク負荷:3.0kg

負荷慣性モーメント比:3.5

試験動作

正転(1rev)→停止(500ms)→逆転(1rev)

試験方法

ワークの動きを変位センサで計測し、ワーク移動量および整定時間を測定する。

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

  • 整定時間、位置決め精度およびオーバーシュート測定

ゲイン*1 XG2シリーズ XGシリーズ ディスクタイプ 考察
25 整定時間(ms) 12 12 12 ディスクタイプが使用できるゲインの上限値です。
XGシリーズとXG2シリーズは問題なく使用可能です。
位置決め精度(mm) 0.002 0.002 0.002
くり返し位置決め精度(mm) ±0.001 ±0.002 ±0.002
オーバーシュート(μm) 0.6 0.6 0.6
27 整定時間(ms) 8 8 ハンチング発生 XGシリーズが使用できるゲインの上限値です。
XG2シリーズは問題なく使用可能です。
ディスクタイプはハンチングが発生し使用できません。
位置決め精度(mm) 0.002 0.003
くり返し位置決め精度(mm) ±0.002 ±0.002
オーバーシュート(μm) 1 1
32 整定時間(ms) 3 ハンチング発生 ハンチング発生 ディスクタイプとXGシリーズはハンチングが発生し使用できません。
XG2シリーズは問題なく使用可能です。
位置決め精度(mm) 0.003
くり返し位置決め精度(mm) ±0.001
オーバーシュート(μm) 1.7

*1: 位置制御ゲイン・速度制御ゲインなどのすべてのゲインを調整した値(最小:1-最大:32)
位置決め精度
:位置決め動作を行ない、目標点と実際の停止位置との差の絶対値を求める。この測定を原点から最大ストロークの範囲内の各点で行ない、求めた値の最大値を示したもの。
くり返し位置決め精度
:任意の一点へ同じ動作方向からの位置決めを7回くり返して停止位置を測定し、停止位置の最大値と最小値の差を求める。この測定方法を最大ストロークの範囲の中央およびほぼ両端のそれぞれの位置で行ない、求めた値の最大のものを測定値として、その値の1/2倍に±をつけて示したもの。
表中の値は、試験条件により異なります。


使用回数による性能変化

  • 試験方法①

カップリングに常用トルクを負荷しながら一方向に回転させ、減衰比・動剛性を測定する。

カップリング

XGT2-25C-12-12

  • 使用回数(累積の回転数量)による減衰比の変化

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

*累積の回転数量が108回後でも、回転後に減衰比・動剛性に大きな変化はありません。

  • 試験方法②

一軸アクチュエータにモータとカップリングを取りつけ、ワークを往復運動させ、減衰比を測定する。

試験装置

アクチュエータ:BG46 日本ベアリング㈱製

*ボールねじリード10mm

サーボモータ:HF-KP13 三菱電機㈱製

カップリング

XGT-25C-8-8

試験条件

モータ回転数:3000min-1

加減速時間:10ms

ワーク負荷:3.0kg

負荷慣性モーメント比:3.5

試験動作

正転(10rev)→逆転(10rev) この動作を繰り返す。
ストローク100mm、総走行距離4400km

試験方法

試験前後のカップリングの減衰比を測定する。

  • 減衰比と動剛性の測定

試験前 試験後
減衰比 0.07 0.07

*総走行距離4400km後でも減衰比に変化はありません。


温度による性能変化

  • 試験方法

カップリングを所定の雰囲気温度下で4時間放置し、減衰比・動剛性を測定する。

カップリング

XGT2-25C-12-12 XGT-25C-12-12

  • 温度による減衰比の変化

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

*温度が上昇すると減衰比・動剛性は低下しますが、XGT2は全温度域でXGTの減衰比・動剛性を上回ります。
XGT2-68Cは高減衰能ゴムにHNBRを使用しています。

  • 温度による動剛性の変化

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション


ステッピングモータ駆動時の速度ムラ抑制

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

XGT2/XGL2/XGS2_Tテクニカル・インフォメーション

試験装置

モータ:αstep AR66AK-1 オリエンタルモーター㈱製

設定電圧----DC24V

分解能----1000p/r

慣性モーメント----1250×10-7kg・cm2

エンコーダ:RD5000 ㈱ニコン製

駆動条件

起動速度:60min-1

駆動速度:900min-1

回転角度:1800°

加減速時間:100ms

*高減衰能ゴムタイプは定速回転時の速度ムラ抑制に効果があります。


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