パイプレンチの構造力学 解析結果とJIS規格について

追記　2015-02-28 23:33:47
＞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。

よろしくお願いしま～す。


＞パイプを掴むときには、点２の真上くらいにヒンジ点がくるんじゃ無かろうか？

パイレンのUSパテントの内容だと、ジョーの支持は板ばねで押さえつける方式でした。
それをパイプに噛ませてトルクをかけると最初はジョーは固定されていないが
レバーがカム＆テコの原理でパイプを押さえ込みつつジョーを捻ることで
ジョーの支点がジョー貫通穴の前後の対角２点に移ることで摩擦力を形成して
レバーを回してもジョーが滑らずパイプを回すトルクへと変換すると想像。

ジョーを固定するまでと、その後のパイプ回しの２工程を別に考えれば簡単だよねえ。
と思ってたのだが正解はどうでしょうか？
　

追記に、気分を害したので、今一度

偶力になっている計算では、その1/2が力ですよ。
そして、向きが並行で逆向き。
力の合成は、できないから、偶力って云います。

計算結果が、1/2でないから、偶力でない、　質問者である　１Ｎの涙　さんが間違い

偶力と云う、言葉を使用することは、間違い。
他の言葉で、表現してください。

トルクを腕の長さである半径で割ると、力の解が出ます。
それを、1/2にすれば、偶力の値になりますから、大間違いですよ。

偶力とトルクは、そもその別の物であると考えた方が良い。
俺より、年上の方は、誤って覚えている方が、非常に多い。
何故だろう、やはり“教え方”が、そのようであったのであろう、一部か多数の教本記載が。

並行で向きが逆向きの(同じ大きさの)力が偶力で、力の合成ができない理由から、
力の中点を支点にトルクで表現することがあるが、一般的になった。
しかし、偶力は、トルクの力の1/2が基本。

禁止用語が再記載できないので、キックオフ用別スレッドに、画入りで記載しました。

時間があったら、確認ください。

偶力になっている計算では、その1/2が力ですよ。
そして、向きが並行で逆向き。
力の合成は、できないから、偶力って云います。

計算結果が、1/2でないから、偶力でない、　質問者である　１Ｎの涙　さんが間違い

偶力と云う、言葉を使用することは、間違い。
他の言葉で、表現してください。

トルクを腕の長さである半径で割ると、力の解が出ます。
それを、1/2にすれば、偶力の値になりますから、大間違いですよ。

25A：1Bのパイプ外径を、φ34mmの処、φ32mmと誤り、申し訳ないです。
年で、夜遅く、気力がなくなった時間帯で、且つ目が薄く、資料を見間違えました。
昔取った杵柄で、25Aは内径φ25mmで、肉厚3.2mmなので、φ25mm＋(2×3.2mm)＝φ31.4mmなので、
外径φ32mmとの考えをイメージしながら、資料を見て、見間違えました。
大変失礼しました。

さて、偶力に関してですが、承知しております。
作用線が平行で、互いに大きさが等しく、方向が反対向きの2つの力（F,-F）のことである。
偶力が働くと物体は回転をはじめるが、並進運動(力の合成)をさせる効果はないです。
そして、“偶”の意味は、 二つで対をなすもの、ペア、カップルで、配偶者の漢字が馴染み。

そして、100N-m÷（φ32mm/2）＝6250Nが外径にかかる　を訂正で、
100N-m÷（φ34mm/2）＝5,882Nが外径にかかる　は、
締付トルクをパイプ外径の腕の長さ(半径)で割った計算ですよ。

偶力なら、5,882N÷2＝2,941Nが、偶力でしょう。

小生の云いたかった内容は、締付トルク100N-mを維持するには、
φ34mmの円周上に、5,882Nの力が掛かるが、
その力を滑らさないで、パイレンの歯からパイプに力を伝えるには、
5,882N÷摩擦係数の力以上で、パイプをグリップする必要がある。

その意味での使用です。

批判ではありません。
回答(９)　ozu さんのURLを観ると、トグルではなく、カムのイメージが強い描き方です。

カムは圧力角又は接触角等の用語を用いますが、トグルはトグル角又はそれ相当角度用語を
聞いたことがなく、くさびはくさび角の用語は一般的です。
トグルの“↓”の動きが、例えば“→”動きにスイッチングする機構の意味合いもあり、
角度とは無関係の意味合いです。(意味合いから記載すればの内容ですがね)

それに、回答(５)でも記しましたが、パイプをパイレンでグリップする時のパイプひずみ量は、
精々0.04mm程度で、パイプ接線方向に動くパイレン下アゴの動く量も0.4mm程度がMaxでしょう
から、目で見ると静止と同等。
因って、以前からの主張で、くさび角で増力していると考えた方が簡単。
(本来は、フレームリベット支点なので、くさびでは採用しない、摩擦係数無視が条件での内容)

俺は、そう思う。

回答（8）　lumiheart さん

> ごく普通のプライヤのピンのほうが太いような気もする

は、プライヤのピンは、片持ちでリベット風ガイド、全周ガイド(接触)でない

パイレンは、両持ちで、全周ガイド(接触)ですよ。

気分を害したついでに、
> 後出しになるのでアレなんですが
> No.43139 「パイプレンチはクサビである」理論の証明
> を書く為の資料探しで↓はダウンロードしてました
>> 参考 CADデータページ - 土木資料館 はの行に パイプレンチ_001 DXF版 と JWW版 があり

意味不明。
だれが、記載しているのか　？？？

そもそも、「CAD描け」みたいな話ですから、
ちょっとばかり、CADを使ってみました。
あんまし綺麗には描けてないですけど。

基本的には、1Nの涙さんのモデルに従っています。
形状要素のパイプ、上歯、下歯、ヒンジピン　を描き込みました。
ハンドルは省略しました。

「トグル」の三角形も描きました。

必要と思われる寸法、角度も記載しました。

。。。。

後は、ベクトルを、、、