クイックリターン機構:原理、種類、応用、メリット・デメリット
クイックリターン機構はシェーパーやスロッターで一般的な原理で、回転運動を往復運動に変換し、ラムを前後動させます。前進ストロークで切削を行い、復路では切削しません。復路ストロークを前進より短時間で完了させる装置で、3つの回転副と1つのスライド副からなるリンク系を、回転運動源(通常モーター)で駆動します。オフセットクランクを持つスライダークランク機構の一種です。
応用
エンジニアリング産業全般で使用されます:
- シェーパー
- スクリュープレス
- 動力駆動鋸
- メカニカルアクチュエータ
- リボルバー機構
- 回転燃焼内燃機関
- 空気圧縮機
- メカニカルカッター
主要構成部品
- クランク:ピニオンホイールまたはモーターに取り付け、一定角速度で回転
- スライダーとスロットバー:スライダーがクランク端部で枢着し、スロットバー内を自由移動。クランクの回転運動をスロットバーの振動運動に変換
- 連結棒:スロットバーの振動運動を往復運動に変換
- ラム:ストロークラインに沿って水平往復運動
クイックリターン機構の種類
ウォークワース機構
回転運動を振動運動に変換。クランクピン付きブルギアを使用。連結棒がピンとラムを接続。電動機→ピニオン→ブルギア回転→クランクピン回転→スライディングブロックがクランクプレート溝内移動→連結棒でラム上下動。
クランクとスロットリンク機構
1800年代にウォークワースが考案。スライダー、クランク、固定リンク、スロットレバー、連結棒、ラムで構成。クランク回転→連結棒がラム前後動。回転運動を直線運動に変換。シェーパー・スロッター等で平面加工に常用。復路ストロークが前進より高速。
油圧駆動
油圧シリンダ内に往復ピストン。ピストンロッドでラムと連結。シリンダ両端に油路、四方向切替弁、リザーバー接続で制御。
作動原理
前進ストロークと復路ストロークの2ストロークで構成。
前進ストローク:クランク'B'が点'B1'から'B2'へ時計回り回転。スロットバー端部'P1'から'P2'へ時計回り移動、ラム'R'が'R1'から'R2'へ前進。
復路ストローク:クランク'B'が'B2'から'B1'へ時計回り回転。スロットバー端部'P'が'P2'から'P1'へ反時計回り移動、ラム'R'が'R2'から'R1'へ復路。
メリット・デメリット
メリット
- 復路ストロークで高速移動可能
- 回転運動を往復運動に変換可能
- 切削が前進のみの機械では、高速復路により全体作業時間を短縮
デメリット
- 復路ではワーク非接触で無切削、完了に時間を要する
- 前進ストロークが復路より長時間
- 追加動力が必要
- スライダーとピストン間に摩擦発生
- ピストン内部発熱により永久稼働不可、摩耗発生
- リンク機構のためリンクバランス調整が重要課題
結論
クイックリターン機構は回転運動を往復運動に変換しスライダーを前後動させる原理です。切削は前進時のみ、復路は無切削。定義、応用、図解、部品、種類、作動原理、メリット・デメリットを解説しました。
製造プロセス
- プレス自動化完全ガイド:技術・安全性・効率向上のポイント
- 鍛鉄(rought iron)のすべて:特性、用途、歴史
- 遠心鋳造とは:プロセス、用途、メリット・デメリットを徹底解説
- ダイカスト完全マスター:プロセス、メリット、用途を徹底解説
- インベストメント鋳造(ロストワックス)完全ガイド:プロセス、メリット、用途、選定基準
- スタッド溶接の総合ガイド:定義、種類、メリット・デメリット
- ノギス(バーニアキャリパー)完全ガイド:構造・読み取り・デジタルノギス
- 旋盤の基礎知識:歴史・原理・種類・部品・安全対策・仕様完全ガイド
- 遠心ポンプの基礎と実務:構造・原理・選定ポイント・メリットデメリット完全解説
- 流体力学の基礎:原理、応用分野、歴史と連続体力学との関係
- 油圧ポンプの基礎:原理、種類、用途と選定ポイント