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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。
- 機械設計
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未だ此の質問が閉じられて居なかったことに驚いたし↓7連投には嫌気がさす。 さて、未知数4以上の場合は、静力学的つりあい条件であるところの ΣX＝0、ΣY＝0、ΣM＝0の3式だけでは求められないのです（口酸っぱいです） ↓url パイプレンチの解析図 Ver.224 の青色反力は4つが何れも未知数であるが これはヒンジが在るために支点が2つで不静定構造物となるから普通にやっても 解けません。3流技術者が如何に頑張ろうとも絶対にw解けない問題なのである。 私が「パイプレンチの構造力学（再）」にて荒らされないように説明済みです。 解けないのが判るか、難しいのが判れば3流は脱しているのかも知れませんぇ。 何が分からないかが本人にも解らない所に無知さと技術の無さが露呈する。 ↓の回答(38)は工業力学的にも何ら証明になっていない子供騙しに見えます。 ただ、計算してみただけで先の静的釣り合い条件にも全く触れもしていない。 っていうか、そんな基本すら知らないか無視するような人間に何が出来るか。 殆どが私のパクリで、後はコジツケと東大話法という3条件だけは在るなｗ。 回答(38)さんの此処での投稿数は17になるし、私のも7投稿にもなるようです。 質問者そっちのけのおやじ同士の技術論？と呼べるのか甚だ怪しいのだけれど 意外に、なぁんか難しいんだなっと分って頂ければ其れでも良いと思いますし 何より工業力学に興味を持ち、好きになることが上達の秘訣ではないかと思う。 この手の、強度計算ものでの質問者の返信は珍しいので却って新鮮に感じる。
図解（URLにての）と計算式で、最終説明をします。 (漸く、時間が取れたので、詳細明示します) そして、トグルの計算例は、ミスミ講座のURLを参考にして下さい。 先ず、最初の図で、基本的な寸法取りと、基本的な操作法と、イメージ確認をしてください。 次に、トグル考察を確認してください。 そして、最下段の“トグル”三角形を確認して、ミスミ講座内容を確認ください。 パイプレンチの柄に、体重を掛けるが如く、50kgfの力を加えますと、 ↓ ≪柄側≫ ≪下アゴ側≫ 基本図形から、242mm×50kgf＝約(58mm－21mm)×Fto kgf となり、Fto kgf＝327kgf ↓ そして、トグル機構にて、Fgto kgf / Fto 327 kgf＝1/2×tan(1/2×174°)となり、 ↓ Fgto kgf ＝ 3120kgの力が出て、パイプをグリップします。 その次に、カム考察を確認してください。 パイプレンチの柄に、体重を掛けるが如く、50kgfの力を加えますと、 ↓ ≪柄側≫ ≪下アゴ側≫ 基本図形から、242mm×50kgf＝約(58mm－21mm)×Fcam kgf となり、Fcam kgf＝327kgf ↓ そして、カム機構にて、Fgcam kgf / Fcam 327 kgf＝1/tan(7°)となり、 ↓ Fgcam kgf ＝ 2663kgの力が出て、パイプをグリップします。 最後に、くさび考察を確認してください。 パイプレンチの柄に、体重を掛けるが如く、50kgfの力を加えますと、 ↓ ≪柄側≫ ≪下アゴ側≫ 基本図形から、300mm×50kgf＝約(34mm)×Fwe kgf となり、Fwe kgf＝441kgf ↓ そして、くさび増力効果にて、Fgwe kgf / Fwe 441 kgf＝1/tan(7°)となり、 ↓ Fgcam kgf ＝ 3591kgの力が出て、パイプをグリップしますとなりますが、 パイプが円弧でパイレンの歯と接触す、ウエスが介在で、摩擦係数0.05とすると、 ↓ そして、くさび増力効果にて、Fgwe kgf / Fwe 441 kgf＝1/tan(7°＋2.86°)となり、 Fgcam kgf ＝ 2537kgの力が出て、パイプをグリップします。 以上が３考察でのメカニズムです。 他のスレッドから、 > 25A：1Bでは100N-mの締付トルクが出ることになっている から、摩擦をパイプが傷付かない、ウエス噛ませ仕様での考察から、摩擦係数0.05として、 (小生も現実的ではないと思いますが、傷付けないが主流で考えます) 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。 すると、上述３パターンの梃子の原理計算値のどれよりも、大きい600kgfとなっています。 これは、パイプを廻す摩擦力計算をすると、600kgf×(1/摩擦係数)が必要となり、 上述３パターンの倍力機構の係数 ≒ (1/摩擦係数)と考え、パイプレンチのサイズ選定が必要。 ですから、基本で提出のパイレンでは、サイズが小さいとなります。 (ねじでパイレンのアゴを広げて、角度を小さくして、倍力係数を上げても、パイプが、上アゴ に接触する画になっているからも判断され、やはり小さいかなと考えます。 また、フレームリベットのピン径が、φ10mmと仮定しています。 その断面積は、π/4×D^2＝78.5mm2で、41kgf/mm^2を掛けると3140kgfとなり、 調質材用ピンを用いても苦しい値であるし、軸受側の板厚も、π/4×10mm＝7.85mmは 必ず必要となるので、構成部品からも小さいとなります。 以上で、関連内容からも、妥当性確認もできます。 既に、鈴も、薬も無くなったか。
やっと、見つかりました。 グリップする側が直線で、グリップされる側が円弧であるパイプレンチ と、 グリップする側が円弧で、グリップされる側が直線であるURL記載事例 の差はあるが、原理は似ている。 只、顎の支点が、凹みを使っていて、くさばない処が気に入らないが。 増力効果の計算方法は同じなので良しとする。 要らない事を記載するようだが、このような“からくり”系の内容投稿で、 満足度を入れてくださる方が居て、励みになります。 別スレッドの格好の“ネタ”を提供したので、また、頑張って盛り上がって下さい。
No.43119 クサビの原理 ？？？ 受圧面積減少により、面圧上昇と勘違いのスレッドで、 尚且つ、お題が“No.43119 クサビの原理”で、カム接触角（圧力角）の事例？ 増力効果の計算式は、tan カム接触角（圧力角）を分解すると、 入力×入力の動作距離＝出力×出力の動作距離 の くさび増力効果と計算は同じ、 出力＝入力×（入力の動作距離÷出力の動作距離） 入力の動作距離；隣辺、出力の動作距離；対辺 ･････ 増力力学三角形 出力＝入力×（1/tan カム接触角（圧力角） ですので問題ないですが、混乱しませんか？ くさび増力効果とは 与えられた力と取り出せる力の比を増力効果という。くさびの持つ増力効果は， くさびの頂角θが小さいほど大きくなる。このことは仮想仕事の原理で証明できる。 仮想仕事の原理より入力F1と出力F2の比はF2/F1＝dx/dyとなる。くさびの頂角θとdx，dyの関係は次式の様になる。 tanθ＝dy/dx 従ってF2/F1＝1/tanθとなり，θが小さいほど増力効果は大きくなる。 で、正に tanθ＝dy/dx や F2/F1＝1/tanθ で同じ。 簡易カムの出力計算を確認すれば良く判る。 カムの計算 - 出力モード別計算結果https://yayoi3gatsu.sakura.ne.jp/rd.cgi?f=cam_help カム設計の方法（Adobe PDF） - htmlで見る http://www.tokushima-cam.co.jp/wp-content/themes/tokushimacam/order2.pdf#search='%E3%82%AB%E3%83%A0%E5%9C%A7%E5%8A%9B%E8%A7%92+%EF%BC%91%2Ftan'
No.43119 クサビの原理 １Ｎの涙 さんが素晴らしい絵を探し出されて、機構の解明はどんどん進む。メカニカル・テクニカルのまじめな議論の舞台はこちらへ移行。 アホターは汚ったねぇ幼児絵と幼児文の繰返しだけ。 見向きもされず放置されたのに、なりすましが満足度５を投票。 No.43154 仮想仕事の原理と板曲げする力に関して、 今年、初頭の三部作完成なので、自己完結する。 ひたすら自己あるのみ。自己と自己なりすましの完全独り芝居台。脳内でやってくれー迷惑じゃー。
回答（32）の岩ことiwanai、 そんなことしか書けない、情けない奴。 www lol テクニカルな議論ができない奴。 特に、メカニカルはね。 顎がパイプと滑った場合、 ? “バ”の字を“?”に限りなく近くし、くさび効果でパイプへのグリップ力を増す ? “バ”の字の狭い方を、プラハンで叩き、くさび増力効果でパイプへのグリップ力を増す 対応にて、顎がパイプの支点となり、梃子の原理の増力効果で、更にパイプへのグリップ力 が増し、パイプが廻ることが、各回答者の回答からも観えてきた。 各回答者も、顎が滑ったら、同じことをやっているのだからね、質問者さん。 質問者さんも、多分、やってるよね。 くさび増力効果で確定だ！
出張やら何やらで忙しく2流設計士？が参上してCAD図を書いてみて確信しました 矢張り"くさび効果"では無く「トグル機構」による倍力にて強大なクランプ力 が生まれていたようである。またこの力は摩擦係数によりトルクを伝える役目 を果たすものと思われる。上アゴ部のガタは容易に「トグル機構」を解除する為 のものである。生憎、本日も忙しくCADdataを会社に忘れて来てしまいました まぁ今週末には明確で分かり易いCAD図を解説図として全容を解明してみようと 思いますので、ここまで来たら、もうしばらく待ってて下さい・・・しかしだ しかし、また後の先とか言って引っ掻き回されるのも癪なんで止めとこう。。 自分自身の力で考え悩んで「トグル機構」を見出すことで貴殿は成長できる筈だ どこぞの方と違い柔軟な頭脳と失敗を恐れない若さと好奇心が可能にするだろう 常に怠けることに対して、自分自身に厳しく生き、人(客)の要求を満足させ喜びに 変えることで自らの喜びとする、生き甲斐のある機械設計士になって下さい。 一緒に考えるのであるなら未だしも、質問者が出ない内には私も答えは言わん
(30)(31)の一心同体アホター yoko_yayoi_36 の名で再度当時うしてみせろ おのれが出した質問では回答者が納得せず再質問あっても無視して締め、此処では騒ぐだけ。天罰が下るであろう。
顎がパイプと滑った場合、 ? “バ”の字を“?”に限りなく近くし、くさび効果でパイプへのグリップ力を増す ? “バ”の字の狭い方を、プラハンで叩き、くさび増力効果でパイプへのグリップ力を増す 対応にて、顎がパイプの支点となり、梃子の原理の増力効果で、更にパイプへのグリップ力 が増し、パイプが廻ることが、各回答者の回答から観えてきた。 くさび増力効果で確定だ！
問いに関係ない記載は、控えるべき。 そして、メカニカルが苦手な方、問いに関係ない記載が多い割に、メカニカルな記載をしない 御方、何をやってるんですか！ いい年扱いて、いじり を越え、 いじめ ですか？ 情けないお方達。 この醜い、見難い環境にどっぷり漬かっている悪臭が漂っている方々は、自身の臭いにも気が付かないから、平然となんやかんや書くねん。 端から見とると、醜うて、見難うてたまらんわ。
お礼
回答者様 アドバイスありがとうございます ここ2ヶ月 設計→組立→納品→指導と忙しい日々を過ごしていました 私自信駆け出しの身でまだまだ3流以下の設計をしています。 回答者様のアドバイスで 私がどれだけ励まされたか測りしれません ありがとうございます。