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パイプレンチの構造力学についての疑問
- パイプレンチを回すとしっかりと歯が食い込む原理について知りたい。
- パイプレンチの下の歯（植歯）の角度が回転に関係しているのか疑問。
- パイプレンチの構造力学について計算式があれば納得できそう。
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回答（６）での返答がないので、 “トグルの原理”は、URL記載者ではありませんが、 ア）回答（５）の?の内容 イ）ハの字角が小さければ小さい程、 ハ ←? ?の入力がら出力される?のちから大きいです。 ↑? これは、くさび増力効果と云いまして、 の内容がない、語句の意味である、?の力と?の力のみかですが、 結局、仮想仕事の原理である ?の力×?方向に動く長さ（例えば10mm） ＝ ?の力×?の方向に動く長さ（例えば1mm） ?の力＝?の力×?方向に動く長さ（例えば10mm）÷?の方向に動く長さ（例えば1mm） の計算にて、?の10倍の力が加わりますに通じる。 にて、URLも、小生の記載内容と理解していただいても良いですね。 小生は、元々そのつもりです。 １Ｎの涙 さんは、小生のことを色々記載していますが、 岩のiwanaiや虎のタイガースのような、品性がない訳ではなく、是々非々かんがあるので、 これ以上の、醜い記載はしません。 これが、小生本来の姿ですから。
お礼
ご回答ありがとうございます。 私個人としては、色々な方のアドバイスを頂いて 非常に嬉しくおもっています。
だめだ 欝のせいで記憶の断片しか出てこない キーワードだけ ロープ 引っ張り ＝ 硬い 絞り ベルト 接触角 つっかえ棒 コンベア 引っ張りで使う 緩み うぃきに http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%82%A4%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%81 歯の使った考え方が書いてありますが ベルトで考えたほうがいい
お礼
回答ありがとうございます。 考え方を変えて考察してみます もしかしたら パイプレンチの考案者自信 計算はしていないのかも 成るように成る それでいいのかもしれませんね
＞計算式があれば納得でき 此処ではそう仰る方が多いが、やめた方がよいです。お偉い方が複雑な式を持ち出そうとも納得できるはずもなし。。。 ＣＡＤでお絵かきすれば殆ど解決するのでは。 http://shop.plaza.rakuten.co.jp/my-koguya/diary/detail/201109260024/ ジョーが5～8°斜めになって、ガタがあって、ピンが支点になって、、で、なぜ食い込んでいくか判るでしょう。 正月早々徘徊が不潔行為。。。。嘆 ＞男子たる“技術者”なので、殴られたら、殴りかえすのが、わて のやり方。 技術では途中経過で争いあっても結論で正邪がハッリする。なので技術者にこんなアホターは居ない。三文芸人か香具師か詐欺師かだろ。 半端な数式並べるぐらいなら結論を得よ。 まだまだ続く不潔行為、既に６回も徘徊。 質問者が捨てアドを使いたくなるのもムベなるかな。 義理でお礼を書くと更にヒートアップ。19回登場なんぞヘーキでやったのが“わてのやり方”。 ＞まあ、構造物には一日の長お方と、訳判らない理論のお方が居て、厄介極まりない ⇒ 独り徘徊を重ねるが“わてのやり方”で厄介極まりない 回答(4)追記 ＞不労所得を得ようとするくらいの頭があるのならば、まじめに働いた方が良い 背景事情の説明が必要。 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=291745&event=QE0004 天を味方に付けると、失われた十年は半導体バブル時代で、銀行や株より金で、２千万円程購入 半導体バブルが弾けて独立、金を簿価と実勢価格で調整し、自社の営業外利益決算処理、 不労所得が得られるようにマンション投資し、無借金＆不労所得で、悠悠自適。 先日も、一週間余りで、蟹ツアーを。 一週間も蟹ツアー? 拷問だね!!
お礼
回答有難うございます。 ＣＡＤでお絵かきしてみます。 世に出ている物は 見ているとかなり考えられていて素晴らしいですね 先人の知識に いつもお世話になっています。
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No.42628「パイプレンチの構造力学 」投稿者： トニック さんの質問が御存知 のように荒らされてしまったので、新たに質問としてっというより私なりの解析 をしたもの↓urlを叩き台にした皆さまの屈託のない意見や議論を期待しています。 尚、本来の「技術の森」らしい技術だけの投稿で、人の悪口は言わないこと。 ※解析結果はヒンジピンを設けて近似したたため精度上若干の誤差を生じてます。 パイプレンチは呼び450サイズで25A鋼管を芯から250mmで400Nと仮定しました。 本日、午前中3時間以上を要しましたが、解決の糸口になりそうに思えます。 テーパねじ標準締付トルク↓14/16のサイトのリンク先が頻繁に変わってしまう ので昨日は気づかなかったが、良く見れば呼び450のレンチで290Nしか力を加え ていないのに25A：1Bでは100N-mの締付トルクが出ることになっているんだが？ 呼び450のレンチとは全長450なので解析図の250は少過ぎた気がします。つまり トルクは同じだが、垂直方向の反力が1.6倍も変わるから摩擦だけでも行けたか http://www.hitachi-metals.co.jp/products/infr/pi/img_p08/hl-k100-ac.pdf パイプレンチの解析Ver.2.24を↓ 赤字変更 450にして290Nにして解析してみた http://www.fastpic.jp/images.php?file=5744687783.jpg 間違ったってエエじゃないか反省して成功に結びつければ・・・ そうでなければ開発設計などできません。まぁ今は開発設計じゃないけどねｗ っということで皆さんも参加して下さい。特に、tigersさん？怒らないからｗ JISB4606「パイプレンチ」・・・何とJISに規定されているではないか・・・ どうも私が持っているものは、ごく一般的なトライモ型というらしいですね。 ヒンジにも支点になっているものと空中に浮いているものの2種類あるからねぇ ヒンジが無くても上アゴ部のネジガタがヒンジのような役目を果たしそうです。 おはよう御座います。今日は金曜日ですねぇ さて一日気合でがんばりましょう ozuさんのように・・・もう少し、内容を纏めてから投稿してくれると有難い。 何となく、少しづつであるがΩに侵され始めて気がしてきたが・・・ 風の谷のナウシカにあるように腐海の森が悪いのではなくって我々自身にも問題 があるのかも知れないっと考えれば少しは腹も立たないだろうし多めに見ようか 追記されても見逃す恐れも有るような気がしますので、ドンドン膨張もといー、 がんがん新規投稿にして下さった方が私もレスが付けやすいのでそうして下さい あ・・・まじで時間が・・・やば。では失礼。 少しばかり停滞した感もあり、そろそろ閉じようかと思いますが如何か？ 私は忙しいのだが、来週には何とか時間を作り「日本機械学会誌1953」を紹介し たいと思います。それを以って最後にココを閉じようということに決めました。 徘徊老人は暇という時間を得てしまい、不快の森の拡散に更に精を出している。 良いものは良いが、悪いものは悪いのである。彼の投稿には愛が無いんだなぁ～ 自分さえよければ、人を蹴落としてでもというような強欲さだけが読み取れる。 罪を憎んで人を憎まず。そのような世間に相手にされない可哀想な人間と思おう 私が、何度も「偶力」と「トルク」の違いを指摘しても、ついに気付かなかった 自分の意見を通すことに正に血眼になって人の意見も全く目に入らないようでは 技術者としても人としても如何なものかと思うが何せお年寄りなので無視する。 如何に明晰な解析をしてみせても、豚に真珠であることが再確認できました。 初心者の you 達には少しばかり難しすぎたのかも知れない(少し反省）・・・ 更に、簡潔に分り易くしてみたが、これではパイプレンチノ影も形もないのだが 静的釣合い条件とは此のことです。ΣX=0,ΣY=0,ΣM=0 これで初めて静止する。 http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=4455024415.jpg ・・・もしも、"you"のような・・・ ＞先ず、100N-m÷(34mm/2)＝5882Nにて、パイプ円周上の力を求めて、600kgfと kgf換算します。・・・N のままのがマギレが少ないが・・・ 100kN 譲ってｗその 5.882kN に対応できる反力は一体何処に存在するのか？ 軸計算のように軸が固定され全てのトルクを固定支点が反力で受けるならそう だろう。しかし、本問ではパイプレンチを回そうとする静的な状況なのだ。 ・・・こんなん計算してみたに過ぎず力学の基本から逸脱しています・・・ 日本機械学会誌1953・・・週末にゆっくり探そうと思っていたら急に出張となる 再来週ならば、ゆっくりできる？かどうかは非常に怪しい。 まぁ急ぐ旅でもなかろう。。。 日本機械学会誌1953 昭和28年だった・・・既に琥珀色になっていましたw 画像だと非常に重くてかつ見難いので私が大凡をTypingしてみました・・・ 「パイプレンチの応力解析 [G.H.Eisenhardt and W.L.Walsh,Proc.Soc.Exp.Stress Analaysis,…] 1/2"φの管を加えたパイプレンチの柄に 143kgm の曲げモーメントを 加えた場合に，パイプレンチに生ずる応力を塗料と抵抗線ひずみ計を 用いて測定した例で・・・ゲージ長さ 1/8" のひずみゲージを主要点 9箇所にき裂(↑塗料と思われる)に直角に貼布して,生じる応力の大きさ を求める。。。」 結局、計測したデータも記載されておらず、応力解析と言っても実測値から 想定しただけのようなので少しばかりガッカリだったが、こんなもんだろう。 出張に出る前にと思い、探してみた。30分程度血眼？になって探した割にふふふ っということで、閉じることに致します。ご協力ありがとう御座いました。 パイプレンチの解析Ver.222 http://www.fastpic.jp/images.php?file=3629536947.jpg
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元々、パイプをグリップするには、歯が“ハ”字になる必要がある。 その“ハ”字角度が大きい場合、歯が滑ってパイプに歯が噛み込まず（ティース面がフラットに 近く、パイプを傷つけ難いタイプの物は、くさび角が大きいので増力も少なく、増力×摩擦係数 の数値＝保持力が低くなり同様に滑る）URL上段タイプの場合には、ねじ位置調整をして、 歯の“ハ”字角度をより小さくさせリトライする。 ねじ位置調整をし、“ハ”字角度をより小さくさせリトライできるために、７のフレームリベット がある。 （ねじ位置調整方向と、“ハ”字角度方向は異なり、またその関係は任意ではないためもある） 以上、 URLの『まめ殿のパイレンURL』で示すパイプレンチは、[適応パイプ径] 20～50(φmm)であり、 ねじ位置調整機構がなくて、URL上段タイプの７ フレームリベットで可変できる部分が固定で、 且つ円弧形状をしています。 これは、適応パイプφ20～50mmまで、歯の“ハ”字が丁度よい角度になるようにと円弧形状に しています。 詳細に観れば、円弧形状の固定歯は点接触であり、“ハ”字構成していませんが、円弧形状 固定歯の点接触部分を接線かすれば、“ハ”字構成でこれが観える見えないで、設計の深み がずいぶん異なります。 パイプレンチのCAD図で、検索しますと、 http://image.search.yahoo.co.jp/search?rkf=2&ei=UTF-8&gdr=1&p=%E3%83%91%E3%82%A4%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%81+CAD があり、その中に、 http://www.lobtex.co.jp/Portals/0/db/line/wrenche/pipe%20wrench/PW250.jpg があり、P.D.F.→CAD変換すれば図面が製作可能の元データ、 http://jp.misumi-ec.com/material/fs/TRC1/PHOTO/223006452622.jpg がもう一つの元データ。 パイプレンチのURLをお借りしたもの ミスミ講座のくさび ミスミ講座の倍力機構 まめ殿のパイレンURL 日経のお馴染み、くさび増力効果 http://www.fastpic.jp/images.php?file=0105077404.jpg http://koza.misumi.jp/press/2007/03/302_3.html http://jp.misumi-ec.com/maker/misumi/mech/special/leverage/03.html http://www.straight.co.jp/image/12-281/12-281_1/ http://techon.nikkeibp.co.jp/article/WORD/20060509/116877/
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小生のPhilosophy(フィロソフィー)を、以下に罫線図解で記載。 罫線で上手く描けないが、パイプをくわえたパイプレンチの画。 ｘ ↓ Z ↓ Ｆ[kg] ｜← a →｜ ｜ ｜ ｜ →｜b｜← ｜ ｜ ｜ ｜ ▕__▕＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿▕ ╱◯╲ ◯：パイプ ← Y ╱◯╲；パイプレンチが挟んだ格好 （◯╲；左がチェーンのパイプレンチ ＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_ （◯╲ 先ず、↓方向にＦ[kg]の力で廻しますと Ｘを支点に、Ｆ[kg]×ａ／ｂの力が、パイプの接線方向に伝わります。 ↓方向にＺ[kg]が。 次に、↓方向にＺ[kg]が、 くさび効果にて、←方向（パイプ中心方向）に挟む力としてＹ[kg] が増力して作用します。 この増力効果が、くさび増力効果又はトグル機構、カムでも、増力の計算式は略同じ。 ◆ Ｙ[kg]＝Ｚ[kg]×Ｚ方向の直線移動長さ÷Ｙ方向の移動長さ ・・・ くさび効果計算 ◇ Ｙ[kg]＝Ｚ[kg]×Ｚ方向の円弧移動長さ÷Ｙ方向の移動長さ ・・・ トグル機構計算 ☆ Ｙ[kg]＝Ｚ[kg]×（1/tanカム圧力角） ・・・ カム圧力角計算 増力がMaxに近い付近では、直線移動長さ≒円弧移動長さとなり、その理由でカムの増力 計算は、（1/tanカム圧力角）を使用し、くさび増力効果と結果同じ計算方法をとる。 （tanは対辺/隣辺で、1/Ｙ方向の移動長さ{非常に短い}÷[Ｚ方向の直線移動長さ{長い}]） 以上。 回答者さんで、勘違いしている内容 －? パイプのグリップ力であるトルクは、 パイプを挟む込む力×摩擦係数×パイプ半径 で、決まりますが、 摩擦係数を上げる歯の部分の受圧面積低下による面圧上昇が、 歯をパイプに食い込む作用で、摩擦係数を上げる記載をしておる方がいます。 パイプレンチの“ハ”の傾斜角増力作用とは別物なので、注意をされたし。 パイプのグリップ力であるトルクを上げるには、 パイプを挟む込む力×摩擦係数×パイプ半径 の計算式から ? パイプを挟む込む力を、パイプレンチの“ハ”の傾斜角を調整して上げる ? 摩擦係数を、歯接触面積低下で、パイプに歯を噛み込ませて上げる ? パイプの径は上げられないので、柄の部分を長くし、梃子の増力作用を上げ対処する パイプを傷付けない配慮が必要な場合は、?と?で対処し、?の低下を補うだが、その行為で ある布を噛ましてパイプ保護をすることと、?の増力効果も別物なので、注意をされたし。 また、上述?だけの効果での増力は、ラジオペンチやプライヤーとなる。 パイプレンチの優れている点は、?の増力作用がある点です。 ですが、プライヤーに、Ｌ型がありますが、この物で支点オーバーによるセルフロック作用 とくさび増力効果で、パイプレンチで示す?の効果が発揮できるものがあります。 イ →││← ／ ／ ／ ↓ （◯）／──── ││ ア ──────────────────┼┘ ──── │ ↑ ──────────────────┘ ↑ワ それは、上図で描いたＬ型プライヤーで、ア寸法 ＞ イ寸法の条件で、 パイプである“◯”が、45°の“／”線より“イ寸法”側にあり、 “ワ”から押すと、支点オーバーによりセルフロックがかかり、 プライヤーのグリップ部である“╮”とパイプの“◯”が外れようとする時、 パイプレンチ程ではないですが、パイプの接線に対して、傾斜に作用し、 パイプレンチ程ではないですが増力します。 特に、製造の方は、このように“Ｌ型プライヤー”使用した経験者は居る筈です。 http://www.fastpic.jp/images.php?file=0105077404.jpg の パイレンcad図 URLは、画に描いた餅の如くなっています。 成り立ってはいない。 ７°傾斜した“赤”線で描いた“柄”の部分と、“上アゴ”の“鉄フレーム”から右に出た部分 が干渉した柄になっていますから、連続動作にはならず、“上アゴ”と“パイプ”の接点が 支点で、……の展開記載は、画に描いた餅の如くですよ。 この辺りが、この森の限界かな？ 俺も含めた、３流エンジニアの集まりではね。 チェーンタイプでない物は、顎がスリップして、支点にならないで空回りした経験者もいる筈。 ↓ 対策は？、“╱◯╲”の字のくさび効果で、顎支点を作るために、↓方向をプラハンで叩いたり して、くさび効果させ、支点を作らなかったかい？ ウエス等を巻いて、パイプ保護する場合は、特に顎支点が滑るので、顎支点を作るために 前述の作業は必須の筈なのだが、忘れたのかな？ 人は正直でないが、技術や機械は正直。 また、変な人が参加だが、一転して柄が悪くなる恐れがあるので、ここいらで閉じる。 ＺＡさんと同様、同じ仲間になりたくないので。
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差し当たって、不毛な論争の一つに終止符を付けると言うか 「パイプレンチはクサビである」理論の証明 証明手段 CAD図からクサビ機構を解明する パイプレンチの内部構造の分かる正確な図面が見つかりませんがマシなのを探しました 松阪鉄工所 PW-ADシリーズ 構造図はこれを参考にしました http://www.mcccorp.co.jp/catalog/parts/PWAD.pdf 勝手ながら各部品の名称はこの図面で統一します １、本体 ２、上アゴ ３、鉄板フレーム ＜メーカに拠っては鋳物ではあるが ７、フレームリベット ＜支点ピン その他の部品は割愛 ＜クサビ理論には不要 トラスコ中山 TPW450 https://www.trusco.co.jp/protool/Catalog.do?lcc=D&mcc=03&scc=07 このpdf図面をトレースしてCAD化しました 松坂鉄工所のパイレンと構造が違うかも知れませんが ＜写真から同様な機構と推定可能 また、ｐｄｆなので各部の寸法は微妙に違うかも知れない 寸法記載部は正確に、それ以外のはｐｄｆ図から推定 ＜各部の細かい寸法はそれほど重要ではない アップローダにcad図上げましたので検証して下さい http://www.fastpic.jp/images.php?file=0105077404.jpg クサビ構造になる論理 １、本体が開いた時の角度７度（作図から実測） ２、本体を閉じた時の角度０度 ３、この時の本体後端から１００ｍｍの点の直線移動量：２５ｍｍ ４、この時のアゴの直線移動量：１．３６ｍｍ アゴの直線移動量とは 本体角度が７度から０度に移動した時に上アゴと下アゴ間の距離が縮まる ちょうどクサビを打ち込んだ如くに クサビのＸ軸移動量２５ｍｍ、Ｙ軸移動量１．３６ｍｍと見做せる 以上から 「仮想仕事の原理」により クサビ力＝力点に加えた力＊２５／１．３６ ＜約１８倍 （クサビと言うよりもカムと思うだが？どっちでも結果は同じなのでそれ以上追及しない） この時、力点とは支点からの距離では無い 力点が支点からの距離とすると、作用点は支点から下アゴ間の距離になってしまう これは普通のペンチの場合と同じなので除外 力点を支点からの距離とした場合の考察 うーーんと複雑な三角関数になりそう ＜めんどくさいので誰かお願い このうっとおしい計算をしなくて済ませれるのが仮想仕事の原理 出力＝入力＊（入力側移動量／出力側移動量） パイプレンチ図面 http://www.fastpic.jp/images.php?file=0105077404.jpg
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チャックは何故、側面の穴をレンチで動かす事によりツメが開いたり閉じたりしているの？？旋盤で使われるチャックの構造を知りたいのですが、良いサイト等あれば教えて下さい。 回答をくださった皆様、有難う御座います。チャックの構造を知りたかったのは、その原理が他に治具等として利用できないものかと考えたからです。もう少し自分でも調べてみます。社会人ですので（＾＾ 又、この投稿に関して数々の議論を読ませていただきました。自分の調べ方と、他人の調べ方では又違った角度から色んな事が学習できるのでこのサイトを利用させていただいております。ですので、ふと疑問に思った事などはどんどん書き込んで良いと思っています。
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さて、イメージは90°反転させた方が、罫線で描き易く解り易いので、下図の如く図示。 3 ◁ ╱￨ 30° 組子1-2と2-3；500kgfの圧縮 ╱ ￨ 内角 組子1-4と3-4；433kgfの引張 ╱ ￨ 組子 2-4； 0kgf ╱ ￨ です。 500kgf ╱ ￨ 組子 2-4；0kgfの内容は、4の下にﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟが → 2 ───￨ 4 ない為、500kgを受けれない構造になっている ╲ ￨ URL上段の吊り角度と張力係数の如く、180°で ╲ ￨ は、無限に近い力が作用し、伸びも無限となる。 ╲ ￨ 因って、組子1-2と2-3；500kgfの圧縮分のﾌｯｸの ╲ ￨ 内角 法則縮み代分だけ、組子 2-4が下がる。 ╲￨ 30° そして、組子 2-4が下がった分だけ、梁1-3に 1 ◁ 応力が掛かる格好となり、 静定力学は、 ◆ 建築の分野で、動く物は建築物でなかった時代に作成されて建築法での構造解析 また、…していると記載される方がいないとも限りませんが、事実記載です ◇ 機械工学の当初は、動く物より静止した物の材料力学＆設計・構造解析が主流で、この 基礎ができなければ、不静定力学や動く物の設計はできないので、先ず最初に行なうもの （そして、定速走行の簡単な動力を学んだ上に、加速走行の動力をGD2等を使用し学ぶ） なので、皆さんが理解し易いし、判り易い。 そして、結果は、 ※ 組子1-2と2-3；500kgfの圧縮 → 30°&60°&90°三角形の辺の比１：２：√３から 1/2×500kgf：１＝ 組子1-2に掛かる力：２ 1/2×500kgf：１＝ 組子2-3に掛かる力：２ ※ 組子1-4と3-4；433kgfの引張 → 30°&60°&90°三角形の辺の比１：２：√３から 1/2×500kgf：１＝ 組子1-4に掛かる力：√３ 1/2×500kgf：１＝ 組子3-4に掛かる力：√３ ※ 組子 2-4； 0kgf → そのものの500kgf掛かるが、節点4のﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟが無い 上に、梁1-3では荷重は受けれない力学で、 反力の弾性力も微小なので、零としている 不静定力学は、 長さ⇔速度⇔加速度 の如く、静定力学をフックの法則のひずみ（長さ）とその方向 （ベクトル？）で、微・積分したようなもの（判り難い表現だったかな？？） その結果は、 ※ 組子1-4と3-4；433kgfの引張 → ミスミ講座でも出てくるトグル機構や、 日経テクノロジーに出てくる仮想仕事の原理にても 節点1と3の方向に其々433kgfの力が働くとなる ※ 組子1-2と2-3；500kgfの圧縮 → 組子1-4と3-4；433kgfの引張で伸びたひずみ量と 組子1-2と2-3；500kgfの圧縮で、縮んだひずみ量とで 節点2が節点4方向に微量だが移動。 ※ 組子 2-4； 0kgf 節点2が節点4方向に微量だが移動した条件で、 組子1-4の節点4も微量だが移動した格好に 組子3-4の節点4も微量だが移動した格好に の条件で、片持ち条件又は両持ち条件の板バネ計算式 で、微々たる反力を求める で、一次計算処理を行ない、 この場合は、二次処理を行なっても、大差はないのでこのままを結果とする （節点4も微量だが移動し、梁1-3のスパンが大きく変化するなら、二次処理が必要だがね） 以上の如く、計算しているので、御心配には及びませんよ。 静定力学と不静定力学のリンクが、動力計算の定速動力計算と加速動力計算ができるが如く、 自在にできるようになってもらいたいと望みます。 虎ことタイガースは、予想だがそれに気付いている。（CEや微・積分関連回答から） それか、根源が理解できていないTOOL駆使者だから、沈黙していたのかな？ まあ、これも我を含めた３流エンジニア集団だからしかたないか。 人は正直でないが、技術や機械は正直。 また、変な人が参加だが、一転して柄が悪くなる恐れがあるので、ここいらで閉じる。 ＺＡさんと同様、同じ仲間になりたくないので。
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- くさび(増力)効果とトグル機構
小生の考えは、 ? くさび(増力)効果とは 多くの例が、直交するインプットとアウトプットの力とそれぞれの動作距離で、 インプット力Ｆ１×動作距離Ｌ１＝アウトプット力Ｆ２×動作距離Ｌ２ アウトプット力Ｆ２＝インプット力Ｆ１×(動作距離Ｌ１÷動作距離Ｌ２) 動作距離Ｌ１＞動作距離Ｌ２が増力効果、その反対が減力効果、前者使用例が多い 直交しない場合や、アウトプット物との角度差がある場合は、ベクトル分力計算をする 但し、増力効果の率＞ベクトル分力の減力率 の使用例も多く、殆ど増量効果で使用 そして、動作距離Ｌ１と動作距離Ｌ２は、直線運動 使用事例は、ピラミッド製作時の数トンある石を百数十メートル、人力で持ち上げる仕組み ねじのトルク⇒軸力への変換メカニズム、セルフロックが働くので軸力は弾性限界内である ? トグル機構とは、 多くの例が、円弧動作距離とその円弧から中心へと動く距離の比により、 インプット力Ｆ１に対してのアウトプット力Ｆ２が決まる ?のくさび増力効果と同じく、増力での使用例が殆どで、動作距離Ｌ１と動作距離Ｌ２は、 円弧運動と直線運動 トグルクランプは、支点オーバーによるセルフロックがなされ、円弧運動に対しての (リンク等の)直線運動部分は弾性限界内での使用が原則 最終的なクランプ金具押し付け方向と(リンク等の)直線運動部分に角度がある場合は ?同様ベクトル分力によってクランプ力を求める 尚、増力効果の率＞ベクトル分力の減力率 の使用例が殆どで、これも?と同じ ?と?の内容記載は、多くの文献での記載内容事例と同じです。 また、小生は?のくさび(増力)効果と?のトグル機構とは、機械工学的(仮想)仕事の原理 で説明がつく、極似内容と考えております。 ですが、No.42628 パイプレンチの構造力学 での ◆ “ハ”の字構成のパイプレンチは、パイプ接触から、歯の噛み込みまで、 直線運動の構成 ◇ “チェーン＆╲”構成での“(○╲”構成も、パイプに対して“╲”の部分の動作は直線 により、くさび増力効果で、パイプレンチの歯がパイプに噛み込むです。 パイプレンチ - Wikipedia での初期記載は、くさび効果であると記載しています。 ですが、 ア）“ハ”の字構成のパイプレンチは、パイプ接触から、歯の噛み込みまで、 “ハ”の字一方とパイプの接触点を中心に、“ハ”の字もう一方が円弧運動でパイプと 接触であれば、トグル機構となります ◇ “チェーン＆╲”構成での“(○╲”構成も、チェーンとパイプのある位置を支点に“╲”部分が 円弧運動でパイプと接触であれば、トグル機構となります ともなります。 また、１Ｎの涙 さんと、虎ことタイガースには、前述のような記載を期待しておりました。 ですから、 Ａ）パイプ中心から柄までの長さとパイプ中心から歯までの長さの比で、インプット力に対して アウトプット力が増力 Ｂ）くさび増力効果又はトグル機構増力効果で、パイプ接線方向のインプット力に対して、 パイプ中心方向のアウトプット力が増力 にて、パイプを大きなグリップ力と歯の噛み込みによる摩擦係数上昇でロックし廻すと考える ラジオペンチやプライヤーは、Ａ）の増力効果は望めますが、Ｂ）の増力効果は望めない 工具と小生は位置付けています。 以上でありますが、＊＊重工、工作機セクションの技術書には、 トグル機構の増力効果が顕著に発揮されるポイントの“孤”と“弦”は、近似値程度となり、 摩擦係数又は角の実使用誤差を考慮すると、“孤”≒“弦”でなく、“孤”＝“弦”としての 使用は、問題を生じさせないし、トグル機構の増力効果計算より、くさび(増力)効果計算の 方が、比較して簡単に計算できるし、解り易い、そして計算結果が同じとなる理由で、くさび (増力)効果で計算すべしの主旨が記載されています。 そして、トランスフォーマーの加工品を冶具セットする“からくり”にりようしておりました。 以上から、パイプ直近の増力効果は、“トグル機構”より、“くさび効果”を用いた方が、 解り易い面から妥当との判断で、用いております。 計算結果は、摩擦係数又は角の実使用誤差を考慮すると同じとなれば、解り易い方を 選択し、アドバイスするや、手順書又は基準書に纏めるが妥当と判断しております。 > ミスミ講座には > http://jp.misumi-ec.com/maker/misumi/mech/special/leverage/ > 「倍力機構は、リンク、てこ、スクリュー、くさび、ギア、滑車などの機械要素に使われています。」 > と、記載されてる リンク、てこ、スクリュー、くさび、ギア、滑車の全ては、(仮想)仕事の原理で証明できます。 インプット力Ｆ１×動作距離Ｌ１＝アウトプット力Ｆ２×動作距離Ｌ２ にて。(動作距離が円弧だったり、直線だったりします) そして、くさび(増力)効果、トグル(増力)機構は、増力時の使用例は直交近くが多い。 http://www.crane-club.com/study/dynamics/sheave.html や http://www.cranenet.or.jp/tisiki/rikigaku.html に記載の滑車は、入力とその動作量＝出力(重り)とその動作量を 確認すれば、変速滑車例題も簡単に解けます。 そして、小生はリンク、てこ、スクリュー、くさび、ギア、滑車は、一括りにし、 (仮想)仕事の原理で証明できる物として捉え、頭の中に整理し、活用している。 すり割りタイプや半割タイプの軸ホルダーは、 Ａ）軸に対して、若干大き目の穴で軸を抱くと、 理論上でありますが、2点接触で、ねじの軸力と梃子の原理で、パイプを押させる その抑え力×摩擦係数×パイプ半径で、パイプのグリップ力計算をする Ｂ）軸に対して、若干小さ目の穴で軸を抱くと、 理論上でありますが、4点接触で、ねじの軸力と梃子の原理で、パイプを押させる に加えて、その4点部分が、パイプに対してくさび作用が働く結果となり、 パイプの中心方向にくさび増力が働き、Ａ）の数倍のクリップ力のが得られる その抑え力×くさび増力係数×摩擦係数×パイプ半径で、パイプのグリップ力計算をする 以上により、Ｂ）の傾向で、クリップ金具を小生は作成する。 これは、知る人ぞ知る、玄人設計。(機械設計者のスキルチェックの確認項目の一つ) ベクトル図のベクトルの方向性が判らない、特に初心者の方は、力が大きくなるか、 小さくなるかも判断ができなくなる。 ベクトル図を描き、グルグルと廻って元の位置に戻って、力が1/10や1/20になって、 頭が痛くなった部下を何人か目にしています。 その人たちには、“距離で損すると力で得する”と“距離で得すると力で損する”は、 ベクトル図の羅針盤と云われたほど。 気に入った方だけ、迷った時の“羅針盤”としてください。
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- 角度を変えられてその角度で固定できる何か
角度を変えられてその角度で固定できる何か 現在サバイバルゲームで使う榴弾砲を作っているのですが、肝心の方を固定する砲架の製作で躓いています。 具体的には榴弾砲に必要不可欠な仰俯角を調整する機構が思いつかない・思いついても技術・資金的に困難で困っています。 砲身を取り付けられて、角度を自在（＋－３０度前後）に変えられて、その角度でそっとやちょっとでは動かないように固定できる安く買える工具・器具等は無いでしょうか？ もしくは手軽に作る方法は無いでしょうか？ 砲身サイズは４０～６０ｃｍの塩ビパイプ（ＶＵ４０）で http://www.bloom-s.co.jp/shopping/gardening/garden-w.html タイヤボーイというガーデニング用カートに出来上がった砲架を取り付けて運用する予定です
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- 工業力学のモデル化
↓URLにて図を作成してみましたので、まづ御覧ください。 今朝、TVを何気に観ていて気になりましたが、この図を簡単な力学モデルとして 表現するならば、あなたはどのようなどのように表現されますか？ 簡易モデルにするのにもある程度の腕が必要と思う。 ↓ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ △・・・・・・・△ こんな感じみたいなものでも何でも投稿でも結構です。 ※この質問は、実務において如何に簡易モデルを素早く作り現物に近い構造に し解析するのかというよい練習問題になるだろうと思われるし、何よりも・・ 例の No.43168 締切済「パイプレンチの構造力学 （改）」にも繋がりそうだ。 戻って、ロシアの木製おもちゃは、まづ紫の円環の端が紐Ｐ部で繋がっており これを如何に三角のスタンドの括れたネック部分に入れるのかという幼稚園に あったものらしい。簡単なように見えて大人でも容易に差し込む事も難しい。 まぁ答えは実は幾通りもあるのも味噌であるのだが、更に持ち上げられる事も 凄いっちゃスゴイが分かってしまえば簡単だが、頭の中だけで考えると大変だ モノ作りを頭のなかだけで済ませてしまっている自戒の念を込め質問にした。 質問の仕方も説明も悪かったようで申し訳ないです。 ↑図において、桃色のリングの紐Ｐを緩めると、円錐クビレ部にガタガタに戻る 初めは2つのワーク？は別々に置かれているのです。 1.まづ、紐を持って円錐部にリングを入れます。 ・・・簡単に入りそうに思えるが重心の関係で普通にやっても入らないのです。 2.次に何とかクビレ部にリングが収まったとして、図にあるように斜めに位置 させることにより拗れるようにロックされて、円錐部がやや傾斜しリングと共に 持ち上げることが出来るのです。。。 最後の部分に「はっ！？」っと私はパイプレンチと被って「閃いた」のですわｗ それを誰かに伝えたくて々仕方がなかったので朝早くからシコシコとCADを使い 質問という形で此処に投稿したのですが・・・質問というよりも発見報告かなｗ んー、文章で書いても自分でも解り難い。。。やはり3Dを作るしかなさそうだ ロシアの木製おもちゃ2・・・これでも分からんだろうか？ http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=5470345562.jpg こ・これなら、どうだ？はぁはぁ疲れてきたぁ・・・ ロシアン玩具3↓ http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=1292732650.jpg 本質問図もクビレが円錐部に無くても、荷重によっては摩擦力だけで持ち上げる ことが出来ると私は考えている。つまりクサビ効果は存在していないと思うが、 その前に力学的に考えるには簡易モデルを作り上げるための力量が必要と思う。 そういう意味で、クサビ効果を声高に唱える方の力量が明確に確かめられるし、 一体どのような考え方をしているのかも垣間見ることができるであろうと思う。 図を示さず"怪しい言葉だけ"で、その場凌ぎを繰り返すから"荒れる"というか、 グダグダと説明のための説明や、嘘に偽りを塗りたくらねば成らなく成るのだ。 クサビ効果を唱えるなら何がどうなって増力に成るのかの説明責任があろう。 待てど一向にグランドマスター殿から論理的な回答が出てきそうもない・・・ 私が解析したものを出しては、後の先が取れんというか回答になるし・・・ まぁ挽回のチャンスを与えているんだが無理なのか？・・・ 背面から見てみた・・・便利な時代ですねぇ・・・ ロシアン玩具4↓ http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=7207642280.jpg&ps=user 後の先アホターユーさん、質問に関係ない追記は削除対象です。 まぁ貴殿そのものが削除対象のようなモノかもしれないが、 そんな暇があるなら、まともに正確に答えて下さい。 ・・・大変なのは知ってるが、頑張れ・・・ ファイトー 先週末に質問後、一つも満足な回答というか簡易モデル図は見られなかった。 これは私が解析が得意な分野でもあるので遠慮されたのだろうと思われますが、 後の先アフターユーさんは機械設計の専門家を自称されるのだから指名された こともあろうし当然何らかの回答があろうと思われたが遂に何も無かった。 ・・・少しだけｗ残念な面はある。だけど私の投稿だけは踏み台にしないでー 私が考えたものは↓だが、このように直ぐに簡易モデルを思い付かなければ到底 実務では使い物にもなりません。そういう意味からも私は"you"を懐疑的に思う し、彼の力学に関するどの言葉一つも信用が於けない誤ったものと考えることに している。過剰かもしれないけれども、それ程に特に初心者に"危険"だと思う。 http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=4920727975.jpg ↑が正解だろうと信じているのですけど絶対的な自信などは謙虚なので無いw この簡易モデルに対しての疑問や、指摘の投稿が無ければ速やかに閉じようかと 思い、本投稿をした訳なのであるが・・・直ぐには難しいかもしれないだろう。 よって、そうねぇ2週間程度か熟成させた後に閉じさせて頂きますね。 回答(7)さんの回答で閃きました。 どうも摩擦力のところで私も引っ掛って、いたので結果的に助けられました。 よく考えてみると、またまた頗る難しかったw 問題図の紐を実際に釣り上げると ↓図「ロシアの木製おもちゃ Fig0322 」の如く動いて重心が移動して静止する http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=1759975318.jpg この状態にて静止するので(リング重量は便宜上無視した）これにて再解析。 解析図Ver.0322 ↓を作りましたので宜しく、ご照査願います。 http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=5477746917.jpg ううむ。これで簡易モデルにして、やっと完成したようだ。 また、Ver.0322 をよ～く見なおしてみると、摩擦だけで持ち上げるには相当に 軽くなければ(木製で此のサイズでは☓）実際には無理だというのが解るだろう。 追記 解析図Ver.0322 中の4Nという荷重は木製・円錐状の木の比重を0.6と仮定して、 更に重心位置を1/4h、W=1/3π*131.7^2*156.8*0.0006/1000*9.81≒5.3 N だが、 これからクビレ部分を差し引いて→ 4 N と仮定して計算をすすめました。 あとはCADにて吊り芯と円錐部の重心が鉛直になるようにCAD上で回転させた。 「ロシアの木製おもちゃ Fig0322 」に基づいた積りがたった今、間違いを発見。 解析図Ver.0322の間違いを訂正し、解析図Ver.0324 ↓を作り直しました。 http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=4618760184.jpg ひと目で分かりそうなミスを見逃すとは何だったのか？・・・ΣY≠0だった。 急いだり、焦ったりすると間違いを起こす。数日経って見直して確認することが 大事かも知れません。それにしても誰も指摘されないとは、皆見ていないな？w まぁ兎に角、真実は曲げられないので、ここに最新番をUploadして置きますね。 風呂に入っている間にも、「解析図Ver.0324」が頭から離れなかったのだが、 回転支点とも言える、支点1に於いてチョットした引っ掛かりがあるのならば、 もう一方の支点2に於いては摩擦に関係なくテコの原理だけで釣り合いが保てる のではないであろうか？という疑問を払拭することが私には出来無かった。 つまり摩擦やクサビにも関係せずに、本簡易モデルは静的釣合いが可能だろう。 更に、これと瓶の栓抜きを重ねて考えれば構造的には全く同じであると気づく。 またパイプレンチの構造にも繋がり、クサビはどうも関係ないと思われる。 特にパイプレンチに付いてはクサビの原理が素人的には一見関係するようにも 思えるのだが、やはりよくよく考えれば考えるほどに無関係に思えるのである。 これを力学的に証明することなしに、誤魔化すように拘り続ける人には決して 真実は見えてこない。物事を表面だけ見て分かった振りをするようでは未だ々。 ・・・・・ 常連回答陣の多くが、貴殿を煙たがっていることに未だ気付かぬか？ ↓↓↓↓↓ アフターユー ↑↑↑↑↑ ロシアの木製おもちゃ http://www.fastpic.jp/images.php?file=4785721620.jpg
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- 機械設計
- パイプレンチが嚙まずにすべってしまう。
通常、パイプレンチは、少しでもパイプをはさみこめば、回せば回すほど、おのずとパイプを締め付けて、滑るなんてことはないのですが、最近特殊な金属製のパイプが出現し、これがつるつる滑って、全く嚙み付かなくて困ってます。パイプの表面は、さほど鏡面研磨のようにつるつるでもないのですが、全くパイプレンチの歯がかみつきません。あれは、いったいなんていう金属なのでしょうか…？
- 締切済み
- その他(暮らし・生活お役立ち)
お礼
ご回答ありがとうございます。 無知故にご迷惑をお掛けしています。 参考図書もお教え頂きありがとうございます。 頑張って勉強します。