5 ．カム装置

5.1 　カムの種類 カ ム の 回 転 （ 一 定 角 速度）

　　　　　　↓従動節の往復運動

・原動節 ---driver

　（カム - ）・従動節 ----follower

(a) 板カム

(1) 平面カム

(c) 直動カム

(e) さかさカム(d) ワイパーカ

ム

(b) 正面カム

従動節に輪郭がある

(2) 立体カム

(f) 円筒カム (g) 円すいカム

(h) 球カム (i) 円弧回転面カム

(j) 端面カム

(k) 斜板カム

y

q

y

q

基礎曲線（変位曲線）

5.2 　カム線図とカムの輪郭

　カム線図

q

y

基礎円

輪郭

従動節

w

a

2

22

dyd

dtd

ddv

dtdv

a 加速度：

ddy

dtd

ddy

dtdy

v

dtd

　速 度：

一定カムの角速度：

v

Q

c

vv

v

vv

OQcos

ON

cosOPcos

　

　

　 　 　 　 　 　

・接触の条件

◎ 　カムと従動節の接触条件

a圧力角

共通接線

共通法線

Qv

点 Q と従動節の速度は等しい

　　⇒点 Q は瞬間中心

P

O

v

vc

従動節の速度：

　カムの速度 ： OP

w

v

cv

　 　　 接線方向：

　 　　 法線方向：・カム

sin

cos

cc

cc

vv

vv

sin

cos

vv

vv

　 接線方向：　　 法線方向：

・従動節

b

v

v

cv

cv

N

■

a▲ Q

b

◎ 　従動節に働く力

共通接線

共通法線

P

ra

N

mN

O

合力

・カムから従動節に加わる力 　　垂直抗力： N　　摩擦力　： mN　　　 摩擦角 1tan

90 でなければ，

上向きの力が生じない　　　　　↓圧力角 a は普通 30° 以下

a + r

合力従動節を持ち上げる力

壁からの力

壁からの力と釣り合う

y

5.3 　おもな基礎曲線とカム線図 (1) 　直線

q0 90 180 270 360

v

a

ｰ∞

+∞

0

)(

1800

ddv

a

cddy

v

ccy ：定数のとき，

ハート形カム

FmaF

a

a

より360

180

瞬間的に大きな力 （衝撃）

(2) 　放物線

yv

a

q0 90 180 270 360

2

2

2

2

)(

900

cddv

a

cddy

v

ccy

：定数

のとき，

(3) 　正弦曲線

v

cos2

sin2

)cos1(2

3600

2hddv

a

hddy

v

hy

の全範囲で

0 90 180 270 360q

2

1cosq

-cosq

1-cosq

a0 90 18

0270

360

q

yh⇒ 　 p.102 図 5.28　　　円板カム

(4) 　緩和曲線

q

y

a

v

q

y

緩和曲線

　　　　 y の折点( カム輪郭の尖点）

FmaF よりこのような箇所では瞬間的に大きな力 （衝撃）

⇒ v の不連続 ⇒ a→±∞

v

［例題5.1 ］

Y

Q

21

2

121

212

1

121

2

11

4

)(4

)(2

)(2

)(

2/

ha

hv

hhy

hyh

cY

のとき◎

21

21

1

2

1

242

2/ 2/

2/0

hcc

h

hy

cy

　で

のとき◎

21

2

21

221

4

4

2

ha

hv

hy

5.4 板カム輪郭の描き方

(1) 刃形

(2) ローラ

(3) 平面(4) 刃形，片寄り(5) 揺動

従動節の先端

簡単のため，　　・基礎曲線が直線の場合　　・ 1/2 回転（ 180° ）まで

y

q0 90 18

0

基礎曲線 従動節

(1) 刃形

基礎円

y

q90 18

0

基礎曲線

(2) ローラ

従動節

0

輪郭

yy ≠y

基礎円

基礎円

ローラ中心

ピッチ曲線

(3) 平板

輪郭y ≠y

基礎円

y

q0 90 18

0

基礎円

基礎曲線 従動節

y

q0 90 18

0

基礎曲線 従動節

(4) 刃形，片寄り

基礎円

片寄り

y

q0 90 18

0

基礎曲線

(5) 揺動，ローラ付

ピッチ曲線

従動節

基礎円

［例題5.2 ］

（一定）hy

hh

y

180120)b(

mm30;23

cos12

)3/2(1200)a(

0

360330)d(

0

033081)c(

y

h

直線的に降下

360°q

0

30 mm

90° 180° 270°

y 基礎曲線

［例題5.2 ］

ピッチ曲線

360°q

0

30 mm

90° 180° 270°

y 基礎曲線

基礎円

ローラ

5.5 その他のカム

(1) 円板カム

(2) 三角カム

(3) 接線カム

(4) 斜板カム

(1) 円板カム

e

e ：偏心量

回転中心

cos

sin

)cos1(

2edtd

ddv

dtdv

a

edtd

ddy

dtdy

v

ey

qe

e (1 －cos q )

e (1 －cos q )

(2) 三角カム

R

r

平行

どこの幅も等しく R + r

R

r

両側の接線が一直線でない　　→　接続点で折れている

両側の接線が一直線　　→　滑らかに接続

２つの円と接続点が一直線　　→　滑らかに接続

r

R

R - r = A

q

r

q = 0°

r

q = 60°

r+A/2

q =

120°

r+A

q =

180°

r+A

q =

240°

r+A/2

q =

300°

r

q =

360°

q0 60°

y

120°180° 240°300° 360°

A

(3) 接線カム R2

R1

R3

E

A

B

F

D

O

C

従動節の変位 y

　 1) R1 部（ AB ）：一定＝ 0

　 2) 直線部（ BC ） ：証明 　 3) R3 部（ CD ） ：証明略

　 　 4) R2 部（ DE ） ：一定＝ R2

－ R1

回転軸

ローラ 半径 r

R1

R2

r ( ローラ半径 )

R1

rR 1qcos

1 rR

2) 直線部（ BC 間） の変位

3

22

1

4

22

1

121

111

cossin1

)(

cos)sin()cos2(sincoscos

)(

cos1

tan)(cossin

)(

)1cos

1)(()(

cos

rR

rRa

rRrRv

rRrRrR

y

(4) 斜板カム

tancos

tansin

tan)cos1(

2

edtd

ddv

dtdv

a

edtd

ddy

dtdy

v

ey

AQ’= e ( 1 - cosq )

eq

A CO’Q’

y (q )

fqA

B

QO

Cf

y (q )q