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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:

主要構成部品

  1. 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
  2. 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
  3. 連結棒:スロットバーの振動運動を往復運動に変換
  4. 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

  1. 復路ストロークで高速移動可能
  2. 回転運動を往復運動に変換可能
  3. 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

  1. 復路ではワーク非接触で無切削、完了に時間を要する
  2. 前進ストロークが復路より長時間
  3. 追加動力が必要
  4. スライダーとピストン間に摩擦発生
  5. ピストン内部発熱により永久稼働不可、摩耗発生
  6. 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。

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