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機械ジョイントは、1つまたは複数の機械部品を別の機械部品に接続するために使用する機械の部分です。機械ジョイントは一時的なものでも永久的なものでもかまいません。ほとんどのタイプは分解できるように設計されています。ほとんどの機械ジョイントは、機械のこれらの機械部品の相対的な動きを1つの自由度で許可し、他の1つ以上の動きを制限するように設計されています。[1]
ピン
ピン ジョイントは回転ジョイントとも呼ばれ、1自由度の 運動学的対偶です。2 つの物体の動きを、共通軸に沿った純粋な回転に制限します。ジョイントでは、平行移動やスライド直線運動は許可されません。これは通常、回転ベアリングによって行われます。円筒形の接触領域が強制されるため、下側の運動学的対偶 (フル ジョイントとも呼ばれます) になります。
プリズマティック
直動ジョイントは、2 つの物体間の直線的なスライド動作を提供し、スライダー クランク リンク機構のように、スライダーと呼ばれることがよくあります。直動ペアは、スライディング ペアとも呼ばれます。直動ジョイントは、回転に抵抗するために多角形の断面で形成できます。
直動関節で接続された2つの物体の相対位置は、一方の物体が他方の物体に対してどれだけ直線的にスライドするかによって定義されます。この1つのパラメータの動きにより、この関節は1自由度の 運動学的対偶として識別されます。[2]
プリズマティックジョイントは、油圧シリンダーや空気圧シリンダーによく見られる単軸スライドを提供します。[3]
ボール
自動車において、ボールジョイントはコントロールアームとステアリングナックルを接続する球面ベアリングです。ボールジョイントはほぼすべての自動車に使用されており[4] 、人間の股関節のボールとソケットの設計と同様に機能します。[5]
ボール ジョイントは、ベアリング スタッドとソケットがケースに収められた構造で、すべての部品は鋼鉄で作られています。ベアリング スタッドはテーパーとネジ山が付いており、ステアリング ナックルのテーパー穴にフィットします。保護ケースにより、ジョイント アセンブリに汚れが入り込むのを防ぎます。通常、これはゴムのようなブーツで、潤滑剤の動きと膨張を可能にします。モーション コントロール ボール ジョイントは、内部スプリングで保持されることが多く、これによりリンケージの 振動の問題を防止できます。
「オフセット」ボールジョイントは、熱膨張と収縮、衝撃、地震動、ねじり運動、力が存在するシステムでの移動手段を提供します。[6]
コッターピン
これは主に、回転せずに軸方向に動きを伝達する 2 本のロッドをしっかりと接続するために使用されます。これらのジョイントは、ロッドの軸に沿って引張力または圧縮力を受ける可能性があります。非常に有名な例は、クロス ヘッド アセンブリ内のコネクティング ロッドとピストン ロッドの延長部の結合です。
利点:
- 素早い組み立てと分解が可能
- 圧縮力だけでなく引張力も受けることができます。
応用：
- 蒸気機関のピストンロッドとクロスヘッドのジョイント
- バルブロッドと蒸気の接合部
- 蒸気機関のコネクティングロッドストラップエンド
- 基礎ボルト
ボルト締め
ボルト接合は、2 つの部材を接続するための最も一般的な機械接合です。設計が簡単で部品の調達も簡単なため、多くの用途で非常に人気のある設計選択肢となっています。
アドバンテージ：
- ジョイントはトルクレンチやその他のファスナーツールを使用して簡単に組み立て/分解できます。[7]
- クランプされたメンバーは、可変の予荷重で軸方向に張力をかけることができます。
デメリット:
- ねじ部品は疲労破壊により破損する可能性がある。[8]
- ジョイントが緩んで再度締め直す必要がある場合がある。[9]
応用：
- パイプフランジ
- 自動車エンジン
- 基礎ボルト[10]
スクリュー
ユニバーサル
参考文献
- ^ ブレイク、アレクサンダー（1985）。機械ジョイントの設計。CRCプレス。ISBN 978-0-8247-7351-9。
- ^ Norton, Robert L. (2008). 「2」.機械の設計(第 4 版). ボストン、マサチューセッツ州: McGraw Hill Higher Education. p. 33. ISBN 978-0-07-312158-1。
- ^ Robotics Research Group. 「Joint Types」. テキサス大学オースティン校. 2009-03-11 時点のオリジナルよりアーカイブ。2009-02-04に取得。
- ^ マイク・バンベック「ボールジョイント - フロントサスペンションを一体化させる方法」モバイルオイル。 2012年10月10日閲覧。
- ^ 「あなたの車のボールジョイント - システムの極めて重要な部分」カリフォルニア州消費者局、自動車修理局。2010年。 2012年10月10日閲覧。
- ^ 「工業用ボールジョイント - Dannenbaum LLC ボールジョイント」。
- ^ 「ボルト接続とボルト接続の利点 - Civil Snapshot」。2017 年 11 月 12 日。
- ^ Hudgins, Alex (2014 年 8 月)。「ねじ留め具の疲労」(PDF)。Advanced Materials & Processes – ASM International 経由。
- ^ 「なぜ留め具は緩むのか？ | ハードロック工業」 2015-08-20 . 2022-03-14閲覧。
- ^ 「ボルト接合 - ボルト接合とガスケットのインターフェース | ボルト接合の張力の測定 | ボルト接合の力 | ガスケットの接触」。www.sensorprod.com 。 2022年3月14日閲覧。