カウンターウェイト

カウンターウェイトとは、反対方向の力を加えることで機械システムのバランスと安定性を確保する重りのことです。^{[ 1 ]}カウンターウェイトの目的は、荷物の持ち上げをより速く効率的にすることで、エネルギーを節約し、昇降機の摩耗を軽減することです。 ^{[ 2 ]}

カウンターウェイトは、牽引式リフト（エレベーター）、クレーン、遊園地の乗り物などでよく使用されます。これらの用途では、想定される荷重に、荷重が中央支持部（「転倒点」と呼ばれる）から離れる距離を掛けた値が、カウンターウェイトの質量に転倒点からの距離を掛けた値と等しくなければ、どちらかの側にバランスが崩れるのを防ぐことができません。この距離に質量を掛けた値を荷重モーメントと呼びます。^{[ 3 ]}

さらに言えば、拮抗力とは、重さ、力、影響力が等しい2つの物体が互いに反対方向に作用する場合のように、別の力と釣り合ったり、相殺したりする力のことである。

トレビュシェット

トレビュシェットには、ビーム、カウンターウェイト、フレーム、ガイドシュート、スリングの 5 つの主要コンポーネントがあります。カウンターウェイトがフレーム上のプラットフォームから落下すると、重力によってカウンターウェイトが引っ張られ、ビームが回転します。カウンターウェイトがないと、ビームはスリングが正確に投射物を放出するために必要な弧を描くことができません。^{[ 4 ] [ 5 ]}

クランクシャフト

カウンターウェイトは、回転アセンブリの不均衡による振動を低減するために、多くの回転システムでも使用されています。典型的な例としては、ピストンエンジンのクランクシャフト上のカウンターウェイトが挙げられます。^{[ 6 ]}

デスクランプ

バランスアーム式のランプの中には、カウンターウェイトを使ってアームとランプを希望の位置に保つものがある。

建築におけるカウンターウェイト

シーザー・ペリ設計のラトナー・アスレチックセンターは、ケーブル、マスト、地下のカウンターウェイトを荷重支持構造として利用している。

ピサの斜塔は、かつて徐々に傾いていた構造物を安定させるために、外部のカウンターウェイトを使用している。

エレベーター

牽引式（非油圧式）エレベーターでは、重いカウンターウェイトがエレベーターかごの荷重と釣り合うため、モーターが持ち上げるかごの重量は大幅に少なくなります（具体的には、カウンターウェイトはかごの重量に定格容量の40～50%を加えたものです）。カウンターウェイトはまた、上昇時の加速力を増加させ、下降時の加速力を減少させることで、モーターが必要とする動力の量を減らします。エレベーターかごおよびカウンターウェイトには、レール上を転がる車輪が付いており、不規則な動きを防ぎ、乗客にスムーズな乗り心地を提供します。^{[ 7 ]}

宇宙エレベーター

天体の表面から宇宙空間へ物質を輸送するために設計された構造物。多くのバリエーションが提案されているが、この概念は、地球の表面から静止宇宙空間まで伸び、先端にカウンターウェイトが取り付けられたエレベーターを指すことが多い。先端にカウンターウェイトを取り付けることで、地球の自転による上向きの遠心力がケーブルをピンと張った状態に保ち、下部の重力に対抗し、エレベーターが直立状態を維持できるようにする。カウンターウェイト自体は、いくつかの形状をとることができる。

1. 重く、捕獲された小惑星。
2. 静止軌道より先に位置する宇宙ドック、宇宙ステーション、または宇宙港。
3. 静止軌道をはるかに超えた場所まで伸びるケーブル自体の延長線。

メトロノーム：ゼンマイ式の機械式メトロノームは、重りとバネの調整機構を備えており、重りを軸上の位置に移動させることで速度を調整できます。重りを軸上の高い目盛りに移動させるとテンポが遅くなり、低い目盛りに移動させるとテンポが速くなります。

クレーン

タワークレーン（写真参照）は、地面に固定された現代的なバランスクレーンの一種です。水平ブームはタワーの頂上で非対称にバランスが取られています。長いアームには吊り上げ装置が取り付けられています。短いアームは機械アームと呼ばれ、クレーンを操作するためのモーターや電子機器、コンクリート製のカウンターウェイトが取り付けられています。^{[ 8 ]}

その他の例としては、以下のようなものがあります。

• 垂直昇降橋
• 跳ね橋
• 跳ね橋
• フォークリフト

• クイーンアンカウンターバランス
• 水バランス推進

• ウィキメディア・コモンズにあるカウンターウェイト関連のメディア