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リブの効果による摩擦抵抗の減少とは？
- 部品Bの上に配置される部品Aを滑走させる際に、リブを設けることで摩擦抵抗を軽減させる構造物が存在しますが、その効果を理論的に説明することができません。
- 一般的に接地面積と摩擦力は無関係とされていますが、接地面積が倍になると単位面積当たりの垂直抗力が半分になるため、無関係であることも理解できます。
- しかし、リブを立てることで摩擦抵抗を軽減させる構造物が存在するため、この抵抗の減少分をどのように説明するのかが疑問です。
- 機械設計
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ブッシュとベアリングの摩擦係数を比較してみると、ベアリングの方が値は小さいです。 更に、ベアリングはコロよりボールの方が摩擦係数は小さいです。 一概には言えないのでしょうが、面＞線＞点 の関係は周知の事実です。 また、ふすまの動きを良くするために敷居の溝に貼る材料（なんという名かわからない）は直進方向への溝があります。 接触面が粗すぎて引っかかったり、つるんつるんに仕上げたばっかりにひっついたりと、バランスをとる必要があるのでしょう。 くっついた物と物をずらす作業には、その「接触面積ぶん」の気体や流体を「切って」あげなければなりません。 という事が関係しているような気がしてなりません。 そこには垂直抗力は関係なさそうですし。 もちろん算出方法はわかりません。
似たようなアドバイスとなりますが、面圧を上げて摩擦係数を低減させる意味です。 スケートでは、氷の設置面積を下げ、面圧を上げる事により、氷が部分的に解け、 摩擦係数が下がり、滑り易くなります。 シュートのような部品搬送でも、設置面積を低減させますが、それはその部分の面粗さを ＊ 滑らせながら、特に移動側の接触面の面粗さを良くして、多少でも摩擦係数を低減 させる ＊ 固定側の接触面を小さくした側は、同じ箇所が接触するために錆等が発生しないで、 摩擦係数の上昇が防げぐ （固定側は毎回滑走するため、耐摩耗性を考慮する必要があるため、リボンシュート のように、バネ鋼を用いた市販品シュートがよく用いられる） 効果があります。 イメージ的には、鉄道のレール上面の面粗さを維持させる事です。 それと、設置地面が大きいと、引っ掛かり要因が増え、結果的に摩擦係数が増える事を 防止している内容も、大きく見れば言えます。
トライボロジーでは摩擦は接触状態の影響を受け、接触摩擦において適当な 摩擦と摩耗の状態を保持することが望ましいと言われています。 このことは適当な面圧力と境界潤滑条件を保つことに等価です。 部分的な面圧力の上昇や吸着現象により焼付きや凝着が発生し、摩擦が過大 にならないようにする必要があります。 リブを構成することで、これらに有利に作用すると考えます。 以下、参考に添付しておきます。 http://www.nachi-fujikoshi.co.jp/tec/pdf/07d1.pdf http://www.nachi-fujikoshi.co.jp/tec/pdf/11d1.pdf
オーバーホールでキサゲをしますが 持ち手つきの「あたり定盤」もキサゲ面が薄くなると 平面同士を重ねた場合油分が無くても引っ付いてしまう。 これは間に空気が入り込む隙間がない為か？ ブロックゲージのリンキングも同じ理屈 http://ameblo.jp/sokuhan/entry-10090549769.html 大気圧の影響もあるのだろうが 空気といえども「境界摩擦」に一役買っていると考えます。 リブを立てる事でリブの面圧が高くなり「凝着」は起こりやすくなる 擦れ合う材質の吟味も大事だし面積の比率も重要と思われる。 余談ですが 工作機械における摺動面の油膜の厚みはミクロンオーダーともナノ単位とも 言われている 精度の問題も含め 比較的大きな荷重が不均等にかかる為にどうも均一では無いようだ。
石で出来た平面度0.35μmの定盤では、氷の上のような摩擦係数になるのです そのような究極の平面では、ohkawaraさんの言う「貼り付き」が起こるようだ （究極の平面度を出す作業は、測定器具で使われラップ仕上げというらしい） 超名人級の匠の技には驚かされると共に仕事に対する気持ちは学ぶ所が多い 一般に、金属の平面同士の接触では幾ら平面度がでていても焼き付きを起こし てしまう。これをキサゲという手仕上げの方法で、現代でもNC平面機械加工面 の平面度を補うと共に油溜りで油膜を作り焼付かないようにするためだろう
平らな面同士で接触していると、油などが介在すると、“貼り付き”の ような現象がおこるので、これを避けるために面接触させないように するものと思います。 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=257036&event=QE0004 （ご指摘のとおり、摩擦の原理では説明できません。）
お礼
皆様、早速のご回答ありがとうございます。 摩擦といっても、すごく奥が深いのを痛感しました。 まだまだ勉強不足ですので、これから学習していこうと思います。