この記事ではカムフォロアの仕組みとその仕組みについて説明します。さらに、さまざまなタイプのカムフォロア機構と、このタイプの機構の長所と短所についても説明します。
カムフォロア機構とは何ですか？
カムフォロア機構は、円運動を直線運動に変換する機構の一種です。より正確に言うと、カムフォロア機構では、カムの円運動がフォロアの直線運動に変換されます。
したがって、カムフォロア機構は 2 つの部分から構成されます。
- Cam : 幾何学的中心ではない軸の周りを回転する卵形の固体。
- フォロア（またはフィーラー） : カムと接触し、振動直線運動を行う固体。
カムフォロア機構の動作
カムフォロアシステムの定義が分かったので、このタイプのメカニズムがどのように機能するかを見てみましょう。
カムフォロア機構の動作は、カムの回転運動をフォロアの直線運動に変換することで構成されます。これを行うために、フォロワは一方向にのみ移動できるように固定されます。
このように、カムとフォロアが接触しているため、カムが回転すると、カムの輪郭に追従してフォロアも上下に動きます。このようにして、カムの円運動を従動子によって実行される直線振動運動に変換することができます。
したがって、カムフォロア機構では 3 つの位相を区別できます。
- Ascent : このフェーズ中、フォロワーは上昇します。
- 降下: このフェーズ中、フォロワーは降下します。
- Rest : この段階では、フォロアは同じ高さに留まるため、カムの丸い部分と接触します。
カムフォロアの種類
カムフォロアの機構には、カムとフォロアの接触状態により次の4種類があります。
- 平面接触カムフォロア: カムとの接触面が平面であるフォロアです。
- ローラー接触付きカムフォロア: フォロアはカムとの接触を確立するローラーによって形成されます。
- 円筒接触カムフォロア：フォロアのカムと接触する部分が丸い面になっています。
- くさび接触付きカムフォロア– フォロアとカムの間の接触はフォロアの先端を介してのみ行われます。
カムフォロア機構のメリット・デメリット
カムフォロア機構のメリット：
- カムフォロア機構は回転運動を往復直線運動に変換します。
- カムトラッキング機構は正確です。
- カムとフォロアのみの少ない部品で構成されており、非常にシンプルな機構です。
カムフォロア機構のデメリット：
- カムフォロア機構は、所望のフォロワ動作を実現するには、適切なプロファイルでカムを製造する必要があるため、非常に精密な製造が必要です。
- カムフォロア機構の製造コストは高い。
- 接触によって動きを伝達する機構であるため、消耗が激しくなります。
- カムフォロア機構は、寸法が大きくなると操作が困難になるため、そのサイズに制限が生じます。
- カムフォロア機構は不可逆的です。つまり、円運動から直線運動に移行することはできますが、その逆はできません。
カムフォロア機構の応用例
最後に、カムフォロア機構の応用例をいくつか紹介します。
カムフォロア機構はさまざまな産業用途に使用されています。たとえば、カムフォロア機構は内燃機関、特にエンジンの吸気バルブと排気バルブの開閉に使用されます。
同様に、玩具によっては簡単な動作を実現するためにカムフォロア機構が使用されているものもあります。非常にシンプルな仕組みなので、おもちゃに組み込みやすく、より多くの動きをさせることができます。
最後に、工業用機械の一部の機構にはカムフォロア機構が組み込まれています。これは、カムフォロア機構が簡単かつ精密な機構であるためです。