合志市栄のマイファブラボ SAKAEPC
ものづくりサポートCAD講座
駆動模型の設計
汎用動力ユニット・・・2D_CADと3D_CADの併用
[進む↓]
胴体部に二組のモータとギアボックスを組み込んで、センターから両サイドのクランクに出力するタイプです。
ラジコン化のための設計を行いましょう。写真は、既存の製品（有線）とトイラジコンから外した部品を並べて、検討しているところです。
減速比はトイラジコンと既存の製品の動きを見て決めました。過去に作成した「DWGファイル」を「DWG TrueView」で表示しています。
ギアボックス
標準部品「クランク」を基に、2D_CADでモーターとギアをレイアウトします。「図面枠（a4sakaepc1-1.jww）」を開いてください。
Jw_cad
■ 「名前を付けて保存」
フォルダ「\設計\ロボット\アクリルロボット\汎用動力ユニット」に、別名「GBm13x2.jww」で保存しています。
■ レイヤグループ名設定
「レイヤグループバー」から「書き込みレイヤグループ」のボタンを右クリック→「レイヤグループ一覧」
一覧から「レイヤグループ番号」をクリック→「レイヤグループ名設定」で名前を付ける
現在使用中のレイヤグループに、組立部品名（ギアボックス）を割り当てます。
■ レイヤ名設定
「レイヤバー」から「書き込みレイヤ」のボタンを右クリック→「レイヤ一覧」
一覧から「レイヤ番号」をクリック→「レイヤ名設定」で名前を付ける
「0」レイヤグループの「0」レイヤを「文字、寸法」、「1」レイヤを「中心線、基準線」とします。
別図面からコピー
クランクは芯間距離5mmの標準部品を使います。「8003A-0004_5-00.jww」を開いてください。
■ レイヤ状態一括変更
「レイヤバー」の［All］ボタンを右クリック→全てのレイヤが編集可能
■ 範囲
(1)「［範囲］範囲選択：範囲を指定し図形を選択します」→(2)範囲選択の始点を指示→(3)終点を指示→(4)、(5)［基準点変更］
■ 「コピー：選択範囲をコピーしてクリップボードに保存」
「GBm13x2.jww」の［0-2（「クランク」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にする
■ 「［貼付］貼り付け：クリップボードの内容を張り付け」
右クリックで複写位置を指示
コピー元は3DSデータ作成用です。線を少し整理しましょう。
■ 「［伸縮］線伸縮：線を伸縮します」
(1)右クリックで線切断、二ヶ所 (2)右ダブルクリックで基準線指定 (3),(4)基準線までの伸縮線をクリック、二ヶ所
(5)基準線変更(RR) (6),(7)基準線までの伸縮線(L)
上部Rの中心線を引きます。
■ 「［複写］図形複写：図形を複写します」
(1)範囲選択の始点をマウス(L)で (2)選択範囲の終点を(LL)範囲枠交差線選択で指示 (3)［選択確定］
(4)上部Rの線上から3時方向に右ドラッグ（クロックメニュー：中心点）
元レイヤに同じ線種で複写されます。
長さを整えましょう。
■ 「［伸縮］線伸縮：線を伸縮します」
(1)指示点までの伸縮線(L) (2)伸縮点指示(R) (3),(4)繰り返し
ギアをレイアウト
平歯車の基本寸法はモジュールと歯数で決まります（ピッチ円直径d＝モジュールm×歯数z）。ここでは簡略化して描きましょう。
［0-3（「ギア」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にする
■ 線属性 線色8・一点鎖線1に変更 ■ 「［○］円：円を書く」
モジュール0.5・歯数26,10,8のピッチ円を描きます。
歯数26（半径：6.5）を出力軸（交点）に、歯数10（半径：2.5）は仮の位置（端点）に描きます。
■ 「［移動］図形移動：図形を移動します」
(1)範囲選択の始点を指示(L) (2)選択範囲の終点を指示(L) (3)［基準点変更］ (4)基準点を指示(R) (5)移動先の点を指示(R)
図では保存して再起動したので「線属性」が初期値に戻っています。「線属性」を合わせ、残りのピッチ円を描いてください。
歯先円（直径＝d＋2m）と軸穴（径2.5、2は加工値ではない）も描いています。
中心線を描き加えます。
■ 「［複写］図形複写：図形を複写します」
(1)範囲選択の始点を指示(L) (2)選択範囲の終点を指示(L) (3)［選択確定］ (4)「回転角［90］」
(5),(6)円周上から3時方向に右ドラッグ（クロックメニュー：中心点）→複写先の点を指示
元レイヤに同じ線種で複写されます。
■ ［文字］
「書込み文字種変更」→「文字種［1］」、「文字基点設定」→「中下」
［0-0文字、寸法］を「書き込みレイヤ」にして、モジュールと歯数を表記します。
■ ［測定］
始点を指示→次の点を指示→次の点を指示→…
寸法は記入せず確認のみ行っています。
モーターをレイアウト
実測して描いています。
［0-4（「モーター」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にし、他を「表示のみレイヤ」にする
■ 「［複線（両側複線）］：元の線に平行な線をつくります」
(1)「複線間隔」に高さ寸法の1/2値を入力 (2)複線にする図形を選択 前回値(R) (3)［両側複線］
「表示のみレイヤ」のデータ（中心線）を読み取っています。
■ ［円（円弧にチェック）］
(1)「半径」に値を入力 (2)円の位置を指示(R) (3)円弧の始点を指示(L) (4)終点を指示(L) (5),(6)繰り返し
■ 「［コーナー］コーナー処理：2線のコーナー処理を行います」
(1)線(A)指示(L) (2)◆線【B】指示(L) (3),(4)…(7),(8)繰り返し
3D_CADで検証する
3D図面内に部品をレイアウトした「GBm13.skp」を開いてください。
クランク、ギア、モーター、及びシャフトを仮組してあります。
軸方向のスペースやシャフト長を、ここではすでに調整しています。
クランクは芯間距離5mmの標準部品「8003A-0004_5-00.skp」から、ボス穴径を変えて使います。各ギアは「歯車の製図」を参照
モータは「FA-130」タイプです。寸法図は「fa_130ra.pdf」で検索してください。
もう一方の動力機構を、図のように「回転複写」します。
2D図面をイメージして「X線」で側面図を表示しています。
［ファイル］から［名前を付けて保存］で、ファイル名を「GBm13x2.skp」に変更しておきましょう。
軸受けを兼ねた「ギアボックス側板」と「ボディ側板」の、形状及び寸法を2D_CADで検討しましょう。
モーターやギアと干渉しないよう、止め穴の位置（6ヶ所）を決めています。
「ギアボックス側板」を作図
［0-5（「ギアボックス側板」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にします。
半径1.5と2.5の円を止め穴の位置に作図（2ヶ所）
モーターをよけるため、辺をRで逃がします。
図では、モーター取付位置のセンターから止め穴のセンターへ直線を引いて、次の操作の準備をしています。
■ 「接円」
(1)「1番目の線・円をマウス(L)で、…指示してください。」 (2)「○2番目の線・円をマウス(L)で、…指示してください。」
図のように、描きたい「接円」寄りでクリック
(3)「◎…、読取点をマウス(R)で指示してください。」→図の交点で右クリック
■ 「消去」
不要となった直線と、接円の一部を消去します。
「図形マウス(R)消去」→直線上で右クリック
(1)「線・円マウス(L)部分消し」 (2)「円部分消し（左回り）始点指示(R)Read」 (3)「円部分消し（左回り）●終点指示(R)Read」
引き続き止め穴周りのRを成形します。
(1)「線・円マウス(L)部分消し」 (2)「円部分消し（左回り）始点指示(R)Read」 (3)「円部分消し（左回り）●終点指示(R)Read」 →繰り返し
円周の1/4点は、中心線の「端点」もしくは「交点」を右クリックで読み取って指示することができます。
■ 「複写」
ここでは「回転複写」を行います。
(1)「範囲選択の始点をマウス(L)で、指示してください。」 (2)「選択範囲の終点を指示して下さい(L)」 (3)［基準点変更］
(4)「基準点を指示して下さい (R)Read」→止め穴のセンターを右クリック (5)［回転角▼］ (6)［180］
(7)「複写先の点を指示して下さい (R)Read」→止め穴のセンターを右クリック
3DSデータの作図とインポート
3D図作成の準備をしましょう。［0-7（「3DS」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にしてください。■ 「線」
直線を４本引きます。2,3は、端点が穴のセンター（3ヶ所）を示します。
3D図で「円弧」を描くための“頂点”を示す直線を、穴のセンターと円弧の「端点」を読み取って描きます。
ここでは、次からの操作の説明を補足するために、R部分の一部を描いたうえで「上書き保存」しています。
書込みレイヤ［0-7（「3DS」］の図形をコピーして、新しいファイルに貼り付けます。
「範囲」全選択→「コピー」、「新規作成」→「貼り付け」
同じ名前のdxfファイルとして保存し、3DSデータを同時出力しましょう。
「名前を付けて保存」から、「新規」→名前「GBm13x2」、[保存形式dxf] で保存
3ｄｓファイルを残し、dxf ファイルは削除しています。
SketchUp 8 を起動→保存した3DSファイル「GBm13x2.3ds」を「インポート」
描画軸と図形が現れるまで、マウスホイールを手前に回す
図形中央の「端点」を基点にして、「原点」へ移動→分解→再度分解（四角い枠が無くなる）
［メジャー］ツール（寸法を計測後、実寸34.5を入力）で「モデルのサイズを変更しますか？［はい］」
■ 円弧
(1)「始点を選択」端点をクリック (2)「頂点で接する」端点をクリック→色付きの円弧が仮表示された状態で再度クリック
次の操作では直線を消去して、作図した円弧の端点をクリックしています。
3DSデータからインポートした円弧は、直線の集まりとして表示されます。ここでは図のように描きなおしています。
止め穴のセンターは、外周から推定しています。
2mm透明アクリル板からレーザーカット（軸穴1ヶ所ザグリ後加工）する単品図「GBsb.skp」として、保存しています。
3D_CADで仮組、検討
「ギアボックス側板」を組立図に組み込んでいます。操作手順は「アクリルロボット 全体組立」参照
「ボディ側板」
共通部品の足「8003A-0001-01.skp」を仮組して、寸法や形状を検討します。
クランクを回して、足を上限と下限に配置します。
従動する足の軸（M2ナベ）の頭が、モーターと干渉しないよう配置しています。
■ ［メジャー］ツール
必要な寸法を、補助線を引いて計測しています。
図では、［Shift］キーを押し（推定機能をロックし）ながら計測しています。
「ボディ側板」を作図
［0-6（「ボディ側板」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にします。
穴のセンター（7ヶ所）を中心点とする「円（半径2.5）」を「線」と「接線」及び「接円（半径3）」でつなぎ、外形を描いています。
「消去」の「…部分消し」で形を整えます。
3DSデータの作図とインポートを行います。［0-8（「3DSbsb」と名前を付けています）］を「書き込みレイヤ」にしてください。
ボディ側板外形の直線をなぞります。上の2本は半円の「端点」で、3D図で「円弧」を描くための“頂点”を示します。
直線a～cは、端点が穴のセンター（5ヶ所）を示します。
ここまで描き終えて「上書（保存）」します。→2D_CADファイル「GBm13x2.jww」
3DSデータの出力
「書き込みレイヤ［0-8］3DSbsb」のみ「編集可能」とし［範囲］→［全選択］→［コピー］、［ファイル］→［新規作成］→［貼付］
［ファイル］→［名前を付けて保存］→保存先を選択（ここでは、Jw_cad のインストール先のフォルダ）→［新規］→「保存形式［dxf］」
コピー元をWebから直接開いているので、保存先が「 インターネット一時ファイル」になっています。図のように変更しましょう。
ディレクトリーがツリー構造で表示されています。当方では、ファイル管理はWindowsのエクスプローラーで行っています。
同一フォルダに作成された3DSファイル「GBm13x2.3ds」を、SketchUp 8 の新規ファイルにインポートします。
2mmアクリル板加工品として描き、完成した3D_CAD図を「ボディ側板」単品図「GBbsb.skp」として保存しています。
組立図に「コピー&ペースト」、「回転（複写）」
完成した組立図を、汎用動力ユニット「GBm13x2.skp」として保存しています。
[戻る↑]
合志市栄のマイファブラボ SAKAEPC ものづくりサポートCAD講座 [目次へ] [←前へ][次へ→]