[nikomat 1451] Re:Bessa-L

[non@ever.sanda.gr.jp]

こちらはネジの緩む話しだけ。

Subject: [nikomat 1448] Re:Bessa-L 
   ひうらさん <shinsaku@vision.kuee.kyoto-u.ac.jp> wrote:
> > > （ネジ部にかかる力は、締め付け中も、離したときも
> > > 同じ方向ですが、座面は、逆に、締め付けが終わると
> > > 摩擦力の符号が反転します。で、摩擦力の大小関係が
> > > 反対だったら、さっくり緩んじゃいます）
> > 
> > 摩擦は力に対して抗する方向に働くのですから反転するというのは、よくわか
> > りません。
> 
> はい、説明しましょう。

少し違うと思う部分もありますがわかりました。普通にネジが緩む条件を書い
ていただけですね。なぜ誤解したかを書いておくと、

From: HIURA Shinsaku <shinsaku@vision.kuee.kyoto-u.ac.jp>
Subject: [nikomat 1430] Re:Bessa-L 

> で、真ん中の |==| を上下にずらすときに要する力が、
> ネジ部／座面の摩擦と思ってください。
> 
> このとき、締め付け時に、ネジ部で摩擦が発生しようが、
> 座面で発生しようが、発生する摩擦力の合計は同じです。
> （ネジ部にかかる力は、締め付け中も、離したときも
> 同じ方向ですが、座面は、逆に、締め付けが終わると
> 摩擦力の符号が反転します。で、摩擦力の大小関係が
> 反対だったら、さっくり緩んじゃいます）

と書かれていたので、「ネジ部の摩擦力」と「座面の摩擦力」の大小関係が問
題になると読んでしまいました。問題なのは「ネジ部と座面の摩擦力の合計」
と「座面部とネジ部がひずみを解放しようと出す力による回転力」ですよね。

From: Shinsaku HIURA <shinsaku@vision.kuee.kyoto-u.ac.jp>
Subject: [nikomat 1448] Re:Bessa-L 

> ここでは、ねじをねじ込むときに発生する、ねじの軸廻りのトルクを、
> 
> 1. ねじ部の摩擦抵抗
> 2. 座面の摩擦抵抗
> 3. ねじ部の斜面に、ねじの伸び応力が働くことによるトルク
> 
> の３つです。仮に摩擦が無視できる程度に油などを使った場合を
> （もしくは循環ボール式送りねじでねじを構成し、スラストを
> 　受けるベアリングで座面を作ってもよい）考えると、
> 
> ねじは、ねじ込むトルクを解放した時点で、3. の力、つまり
> ネジの伸びが蓄えた力がトルクに変換されて、ねじ全体を
> 緩む方向に回します。
> で、ねじの伸びに蓄えられた力が０になるところまで緩む。
> 
> 実際には、摩擦があるからそうはならないわけですね。

これはその通りです。

> ボルトの頭をスパナなどで回していくと、そのトルクは、
> 実際には上記の３つのトルクを反作用として受けます。
> 1. と 2. は、ネジの伸びが発生する力が、摩擦力に変換される。
> 3. は先ほどと同様。このとき、2. の力は、（ねじ頭のひずみを
> 無視すると :-p ）直接スパナに伝わりますが、1. と 3. の力は
> ねじの座面と、ネジのスクリュー部の間のねじれ（実際には、これも
> 分布常数的になる、と断っておいた方がいいかな？）を介して伝達
> されます。
> 
> ここのねじれ力は、1. と 3. の合計になります。

ねじれ力＝スパナにかかる力だとすると、1,2,3の合計ではないのでしょうか。

> そこで、スパナにかけた締めつけトルクを取り除くとどうなるか？
> 
> ここで座面は、この座面から先に蓄えられている、ねじれ力で
> スパナでかけていたトルクと反対方向に引っ張られていますから、
> 座面の抵抗が仮に小さすぎると、ねじはゆるんでしまいます。

これはその通りです。

> ちゃんとしたねじでは、そうならずに、座面は 1. 3. が
> 発生する力に対して十分な摩擦力をもって停止するわけですね。

なぜ、1と3が組みで出てくるのでしょうか。すでに締めつけが終って回転が停
止しているのですから、1も緩もうとする回転に抗する力となって、1と2を組
みとするべきはないのでしょうか。

> これは 1. 3. の合計が、ねじ張力が生じる 2. の最大値を
> 上回らないという条件であることがわかります。

ここは、3の力に対して1と2の合計の力を考えるべきではないのでしょうか。

> またこのとき、このねじれが生じるトルクが、ねじ頭、座面を
> 緩める方向にまわそうとします。この方向は、スパナで
> 締めつけているときのまま、つまりスパナがかけていた
> トルクとは反対方向になります。よって、座面にかかる摩擦力
> は反対方向に生じることになります。
> （これが、僕が、符号が逆転すると書いた部分です）

2の力の符合が反転するのはわかりますが、前に書かれた文章からは読みとれ
ませんでした。

> で、そのまま 1. 3. と、座面の摩擦力が釣り合って
> 静止します。

ここは、3に対して1と2の摩擦力がつり合うのではないでしょうか。

// みつなが のりあき //