選定
■ 選定計算 1. トルク
(1) 原動機または負荷による場合
軽荷重、低頻度使用の場合は、式 (1)、(2) より原動
機または負荷によるトルクを求め、これに安全係数
を乗じます。
概要
Tp ＝ 9550
P1
Np
(1)
Tp：原動機トルク
P1：原動機容量
Np：原動機回転数
Tℓ＝
F・V
N・m
kW
r/min
Tℓ：負荷トルク
F ：力
V ：速度
Nℓ：負荷側回転数
η：機械効率
(2)
N・m
N
m/min
r/min
(3)
表1
負荷の種類、性質
安全係数 f1
慣性モーメント小（低負荷）、低頻度
一般的な使用
1.2
1.6
慣性モーメント大（高負荷）、高頻度
2
Tde ＝
(4)
9.55tab
Tac：加速に必要なトルク
Tde：減速に必要なトルク
J ：慣性モーメント
N2 ：最終回転数
N1 ：初期回転数
tae ：実連結時間
tab ：実制動時間
Trd ：所要動摩擦トルク
Td ：動摩擦トルク
16
(6)
Nb
N・m
N・m
r/min
r/min
(7)
クラッチ
負荷トルクの動作方向
加速
減速
− Tℓ
＋ Tℓ
ブレーキ
＋ Tℓ
− Tℓ
Ttmin ＝
Pt・Dmax
2
Pt・Dmin
(8)
2
Tt：引張力によるトルク N・m
N
Pt：引張力
D：ロール径
m
(6) プレスの場合
1) クラッチ（クランク軸に直接取付ける場合）
S
2
・sinα (9)
または
S
α
Tc ＝ P・C
C＝
(5)
N・m
N・m
， Tb ＝ Tℓ
Nℓ
表2
Tc ＝ P
N・m
N・m
kg・m2
r/min
r/min
s
s
Trd ≧ Td ＝ Tac・f1 ＝ Tde・f1 Nb
Nc
Tc：クラッチ軸トルク
Tb：ブレーキ軸トルク
Nc：クラッチ軸回転数
Nb：ブレーキ軸回転数
Ttmax ＝
J・N2
J・N1
Np
Nℓ
(5) テンションコントロールの場合
引張力によるトルクは式 (8) より計算します。
(2) 急加減速・高頻度の場合
起動時の負荷が小さく急加減速の場合は、負荷の慣
性モーメントを計算し、実連結時間を決めて式 (4)
よりトルクを求めます。
Nc
， Tc ＝ Tℓ
Trd ≧ Td ＝ (Tac ± Tℓ)f1 ＝ (Tde ± Tℓ)f1 Trs：所要静摩擦トルク N・m
N・m
Ts ：静摩擦トルク
f1 ：安全係数
9.55tae
Np
(4) 負荷トルクがある場合
項 (2) において、さらに無視できない負荷トルクが
ある場合は、式 (5) に加減します。
Trs ≧ TS ＝ Tp・f1 ＝ Tℓ・f1 Tac ＝
Tc ＝ Tp
T b ＝ Tp
6.3Nℓ・η
(3) 変速がある場合
原動機または負荷側とクラッチ、ブレーキ軸との間
で変速しているときは式 (6) より、それぞれのトル
クをクラッチまたはブレーキ軸のトルクに換算しま
す。
S
2
・sinα
h
(10)
c
P：プレスの公称能力 N
S：ストローク
m
α：最大能力発生角度
2) ブレーキ（クランク軸に直接取付ける場合）
ブレーキトルク = クラッチトルク× 0.5
2. 連結・制動仕事量
(1) 間欠運転の場合
高頻度で使用する場合は、式 (11) にて連結エネル
ギを求め、式 (12)、(13) より連結、制動仕事量、
許容連結回数を求めます。
E＝
J・N2r
182
ts ＝
Td
Td ± Tℓ
E・t's
60
60・Pa
E
(11)
(12)
(13)
E：連結エネルギ
Nr：相対回転数
P2：連結、制動仕事量
t's：連結回数
ts：許容連結回数
許容連結、制動仕事量
Pa：
J
r/min
W
cpm
cpm
W
式 (12) で求めた連結仕事量が、許容連結、制動仕
事量以下であることを確かめます。もしこれを超え
る場合は、使用条件を変更するか、許容連結、制動
仕事量の大きいクラッチ、ブレーキを選定します。
(2) 連続すべりの場合
1) クラッチ（巻取り）
最大径時に連結仕事量が最大となります。
P2max ＝
Ns・Ttmax
9.55
Ns ＝ Nd −
V
π・Dmax
(14)
(15)
Ns：すべり回転数
Nd：入力側回転数
V：運転速度
Pt・V
60
一回当りの許容吸収エネルギ
（J ）
40,700
81,300
149,000
311,600
271,500
488,000
呼び番号
CSCP2
CSCP5,X
CSCP10,X
CSCP40,X
CSCP60
CDP135MN, BDP135
CDP225MN, BDP225
934,900
CDP445MN, BDP445
1,107,000
DFE1150, DFB1150
528,200
DFE1650, DFB1650
1,179,000
DFE2200, DFB2200
1,607,000
DFE2500, DFB2500
1,980,000
QFE1150, QFB1150
1,058,000
QFE1650, QFB1650
2,362,000
QFE2200, QFB2200
3,214,000
QFE2500, QFB2500
BSB5,BSE7
BSB10,BSE16
BSB20,BSE35,X
BSB40,BSE60,X
BSB65
3,959,000
40,700
81,300
169,500
271,500
356,700
上記にない呼び番号はお問合わせください。
r/min
r/min
m/min
3. 実連結・制動時間
一般に、実連結、制動時間を設定して加減速トルクを求
めますが、実連結、制動時間を確認したいときは、式 (17)
によります。
2) ブレーキ（巻出し）
制動仕事量は次式で一定となります。
P2 ＝
概要
P2 ＝
×
(3) 高慣性の起動・停止
コールドスタートで高慣性の起動・停止を行なう場
合は負荷の慣性モーメントから連結・制動エネルギ
を式 (11) で求め、実連結制動時間が 30 〜 60 秒
のときは下表の一回当りの許容吸収エネルギを超え
ないようにします。
60 秒を超える場合は連続すべりとして検討します。
実連結・制動時間が 30 秒以下のときはご照会くだ
さい。
表3
(16)
ブレーキ軸回転数とトルクから式 (14) によっても
求めることができます。
tae ＝
tab ＝
J・Nc
9.55(Tac ± Tℓ)
J・Nb
(17)
9.55(Tde ± Tℓ)
tae：クラッチの実連結時間
tab：ブレーキの実制動時間
■ SI 単位について s
s
SI 単位への換算は下記の様にします。
表4
主な用語
力
トルク
回転数
圧力
従来単位
SI 単位
換算係数
kgf
N
9.8
kgf・m
N・m
9.8
rpm
r/min
1
kgf/cm
MPa
0.098
kgf・m/min
エネルギ
（仕事）
kgf・m
kgf・m2(GD2)
W
1/6.12
J
9.8
kg・m2(J)
1/4
仕事量（率）
2
従来単位に換算係数を掛けると SI 単位になります。
（例）トルク 10kgf･m は 10 × 9.8 ＝ 98N･m となります。
GD2 ＝ 0.8kgf･m2 は J ＝ 0.8 × 1/4 ＝ 0.2kg･m2 となります。
慣性
17
選定
4. 慣性モーメント J の求め方
(2) 直線運動の場合
(1) 回転体の場合
●円柱
M
g
ℓ
D0
g
Jgg ＝
x
η
π
32
1
＝
概要
x
8
1
Jxx ＝
8
D0
・γ・ℓ・D
4
0
g
g
32
1
＝
x
D0
η
Jgg ＝
ℓ
(18)
x
8
1
Jxx ＝
8
2
・M・D20＋Mη　(19)
R
D0
a
g
Jgg ＝
b
g
η
＝
x
Jxx ＝
x
12
1
12
1
12
・M・D20＋M1・R2 (25)
M1
1
8
・γ・ℓ・(D −D )
4
0
4
i
(20)
(4) 変速がある場合の慣性モーメント J の計算
慣性モーメント J を求めるとき、クラッチブレーキ
の自己慣性モーメント J を加算し、変速がある場合
は式 (26) により、クラッチ、ブレーキ軸に換算し
た Jc、Jb を用います。
・M・(D ＋D )
2
i
・M・(D20＋D2i)＋M・η2
(21)
JC ＝ Jℓ・
●直方体
c
(24)
π・n
M
Jo ＝
1
2
(3) クランク機構の場合
・M・D20
2
0
V
4
・M・
n
M：円柱の質量　kg
π
1
V
●円筒
D1
Jo ＝
・γ・a・b・c・（a ＋b ）
2
2
Jb ＝ Jℓ・
(22)
Nℓ
2
Nc
Nℓ
2
(26)
Nb
J ：負荷側の慣性モーメント
Nc：クラッチ軸回転数
Nb：ブレーキ軸回転数
Nℓ：負荷側回転数
・M・(a2＋b2)
・M・(a2＋b2)＋M・η2
kg・m2
r/min
r/min
r/min
(23)
ここにγ：密度
（鋼の場合 7800kg/m3）
鋼の円柱の慣性モーメント J（長さ 10mm、密度 7800kg/m3）
表5
単位 kg・m2
直径 (mm)
J
直径 (mm)
J
直径 (mm)
J
直径 (mm)
J
6
9.924 × 10-9
70
1.839 × 10-4
160
5.019 × 10-3
450
0.3140
10
7.658 × 10-8
80
3.137 × 10-4
170
6.396 × 10-3
500
0.4786
12
1.588 × 10
90
5.024 × 10
180
8.039 × 10-3
600
0.9924
17
-7
6.396 × 10
100
-4
7.658 × 10
190
-3
9.980 × 10
700
1.839
20
1.225 × 10-6
110
1.121 × 10-3
200
1.225 × 10-2
800
3.137
30
6.203 × 10-6
120
1.588 × 10-3
250
2.991 × 10-2
900
5.024
40
1.960 × 10-5
130
2.187 × 10-3
300
6.203 × 10-2
1000
7.658
50
4.786 × 10-5
140
2.942 × 10-3
350
1.149 × 10-1
60
9.924 × 10-5
150
3.877 × 10-3
400
1.960 × 10-1
-7
-4
〔備考〕鋼以外の材質の慣性モーメント J は、下記の係数を掛けて求めてください。
その材質の密度
係数＝
鋼の密度
（例）鋳鉄………0.929、アルミニウム………0.346
18