面圧

自動車の心臓部である原動機の中には、空気と燃料を混ぜて爆発させるための様々な部品が組み込まれています。その中で、空気の出し入れを調節する扉のような部品を弁といいます。この弁の開閉を担っているのがカムと、それを受ける部品（腕木や受け皿）です。カムは回転する部品で、その形に合わせて腕木や受け皿が上下し、弁を開閉します。カム面圧とは、このカムと腕木、もしくはカムと受け皿の接触面にどれだけの力がかかっているかを表す尺度です。接触面を想像してみてください。この面に、弁を開閉するための力が加わります。同じ力でも、接触面が小さければ小さいほど、一点にかかる力は大きくなり、面圧は高くなります。逆に、接触面が大きければ、力は分散され面圧は低くなります。これは、指先で机を押すのと、針の先で机を押すのを比べてみると分かりやすいでしょう。指先で押す場合は力が分散されるため、机はびくともしません。しかし、針の先で同じ力で押すと、針は机に食い込んでいきます。これは、針の先の方が接触面積が小さいため、面圧が高くなるからです。カム面圧は、原動機の滑らかな動きに欠かせない弁機構の寿命に大きく関わってきます。面圧が高すぎると、接触面が早く摩耗したり、最悪の場合、部品が壊れてしまうこともあります。逆に、面圧が低すぎると、弁がしっかりと開閉されず、原動機の性能が低下する可能性があります。そのため、原動機を設計する際には、カムの形や大きさ、腕木や受け皿との接触面の広さを緻密に計算し、最適なカム面圧となるように調整することが非常に重要です。これにより、原動機の性能を最大限に引き出しつつ、耐久性を確保することが可能になります。