HOME 初めての方へ テキストで学ぶ eラーニングで学ぶ セミナーで学ぶ

機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等


リンク

リンクは、一般に棒状の形状をした部材を組み合わせて力や運動を伝えるものです。ジョイント(関節)と呼ばれる部分が複数あり、この部分が可動することで複雑な動きを実現します。

 

産業ロボット、パワーショベル、自動車のワイパー、電車のパンタグラフ、卓上の電気スタンドのアーム、傘の骨組みなど様々な場所に用いられています。

 

 

 

対偶(たいぐう)とは?

 

対偶は、構成するリンク機構の一つで、対となる2つのリンクが運動の自由度(動ける方向)を残して結合しているものです。それぞれの対偶は、運動可能な方向が決まっており、これを「自由度」といいます。例えば扉に使う蝶番です。

 

 

扉に使う蝶番は、前後に開いたり閉じたりするため、「自由度が1つある」 といえます。

 

1本の軸で前後にスライドする場合を 「1つの自由度を持つ」 ということになります。

 

リンクを対偶で結合させた部分を 「連鎖」 といいます。 そして、連鎖内の一つのリンクを固定し、これに対する他のリンクの相対運動を 「機構」 とよびます。

 

 

対偶の種類

 

対偶の種類は、面対偶、線対偶、点対偶に大別されます。

 

面対偶は面同士の接触によって、「回り対偶」、「すべり対偶」、「球面対偶」、「ねじ対偶」に分類されます。回り対偶は、身近なものではドアや扉、機械装置では、軸と軸受などに使われ、すべり対偶は、直線上をすべるため、スライダーとも呼ばれ、工作機械などで使われています。

 

 

このほかにも次のような対偶があります。

 

点対偶・・・球体の機械要素が面として伝うような対偶。玉軸受などがあります。
線対偶・・・円柱の機械要素との接触しているもの。

 

リンクの種類

 

トラス構造(3節リンク)

 

 

トラスとは、動作を目的としたものではなく状態を維持するために使われます。例えば橋です。橋は3つのリンクが固定される構造になるため、動くことができません。つまり、自由度がないということです。

 

この状態を固定連鎖といい、強い強度が必要とされる構造物に利用されます。トラス橋には、様々な形状があります。。

 

ハウトラス
橋の中心に向かって「ハ」の字に作られた橋です。垂直材に引張力、斜材に圧縮力が発生します。

 

プラットトラス
斜材を橋の中心から支点に向かって「V」字に配置したものです。新幹線が通る橋にも使われています。

 

ボウストリングトラス
上弦材が弓なりの放物線を描いたものです。こちらも電車が通る橋としても使われています。

 

 

4節リンク

 

 

4節リンク機構では、1通りの動きしかできないため、自由度は1です。このことを限定連鎖といいます。

 

また、5節リンク機構は自由度が2ですが、リンク動作の制御が難しくなります。これを不限定連鎖といいます。

 

具体的には、玄関ドアの上部にあるダンパ、車の車輪を左右に動かす装置などに使われています。

※ダンパの役割は、機械構造の振動や運動の力を減衰させる装置で、ショックアブソーバーとも呼ばれています。

 

 

スライダクランク

 

 

スライド部に設置されたジョイントが可動します。決まった動作を繰り返すことに適しています。自由度は1です。
往復運動を回転運動に変えることができるので、蒸気機関車の動輪に使ったり、あるいは、ミシンの針の動き、エアコンプレッサーに使われることがあります。
※エアコンプレッサーは、圧縮空気を作り出す機械で、釘打ち、塗装のスプレーガン、浮き輪などの空気入れなどがあります。

 

 

リンク機構とクランク機構の違いは?

 

スライド部に設置されたジョイントが可動します。決まった動作を繰り返すことに適しています。自由度は1です。往復運動を回転運動に変えることができるので、昔は蒸気機関車の動輪に使ったり、あるいは、ミシンの針の動き、エアコンプレッサーなどで使われています。

 

Eラーニング(動画)で32種類の機械要素を動画で学ぶ ⇒ 機械要素入門講座

 

『無料PDFテキスト』 のダウンロードは今すぐこちらから

機械設計の基礎知識を幅広く学べる 『eラーニング教材』 は今すぐこちらから




無料会員向けテキスト


関連記事

カテゴリーメニュー



スポンサード リンク