☆機械要素
◆ねじ（ボルト、ナット）
＿◇メトリックネジ
ネジ山 60度
※２面幅（ミリ）
６、８、１０、１２、１３，１４，１５、１７、
１９、２１、２２、２３，２４，２６，２７
ネジ径 ピッチ ヘッド２面幅
M5 5 0.8 8
M6 6 1.0 10
M8 8 1.25 12
M10 10 1.25 14
M12 12 1.5 17
※ピッチ P1.0（山と山が1mm間隔）のように示す
※並目（標準ピッチ）
※細目（標準よりピッチが細かい）
＿◇ウィットウォースネジ
ネジ山 55度
山の頂点が丸
※ネジ呼び径（インチ）、２面幅ではない
1/16W(２面幅6.50mm)
3/32W(２面幅7.54mm)
※BSW ウィットウォース並目 BS84
※BSF ウィットウォース細目 BS84
＿◇管用平行ねじ JIS B 0202 (ISO 228-1)
「くだよう」と読む
※G 管用平行ネジ
※PF ISOにない、B0202付属書記載のネジ
英国式のウィットウォースネジ起源と考えられるが定義は
ＪＩＳ。
水道管などに使われる
＿◇ユニファイネジ
インチネジ
ネジ山 60度
呼び径は通常分数表示（１６で割って約分）
1/4, 5/16, 3/8,…
1/4以下はNo0からNo12などとよばれる
「ゼロ番」
※２面幅（インチ）
1/4(6.35mm)
9/32 …
※ピッチは１インチに何山あるかで表す
※MIL-S-8879 ⇒UNJC（並目）
（ＪＩＳではJIS B0206, B0208)⇒UNC（並目）
（ANSI B1.1)
＿◇ボルト径、工具口径、締め付けトルク
ボルト径 トルク(kg*f*cm) 工具口径
D(mm) 4T 9T ６角ボルト 高力
＿ (S45C) (SNCM) S(mm) S(mm)
M2 4
M3 8 17 5.5
M4 16 35 7
M5 32 80 8
M6 55 140 10
M8 130 310 13
M12 480 1100 18 22
M20 2200 5400 30 32
M30 7100 15500 46 50
※締め付けトルク
締め付けトルク＝
＿ ネジ同士の押し付けあっている力＋
＿ ネジ座面における摩擦トルク
※軸力の目安式
Ｔ＝ｋ＊Ｆ＊ｄ
＿ Ｔ：トルク
＿ ｋ：トルク係数(一般に0.2)
＿ Ｆ：引っ張り荷重 [kgf]
＿ ｄ：ネジのよび径 [mm]
例）M4ネジ、20kgfcmトルク締め付け
単位系をmmにそろえると
200 = 0.2 * F * 4
よりF=250 [kgf]
＿ M4の最小引っ張り破断荷重は約376kgfなので約66%
※強度区分
12.9⇒120kg以下では切れない、120kg*0.9まで元に戻る
＿ ＠1平方ミリあたり
A2-50⇒オーステナイト系ステンレス
＿ 500N/平方mmの引っ張り強さ
＿◇ボルトの種類
６角ボルト
内６角ボルト（ヘキサゴンボルト）
＿ 省スペース
６角ナット
フランジナット
＿ 締め付け部を傷つけないようワッシャ一体
袋ナット
＿ ネジの突出部に球
ナイロンナット
＿ ネジ山にナイロン樹脂塗装。緩み難い
ローレットナット
＿ 強く抑える必要がない。装飾用。
蝶ナット
＿ 手で締め付け
高ナット
＿ 長ネジどうしのせ津族
なべ小ネジ
＿◇ワッシャ
ナットやボルト頭がめり込まないようにする。穴径がボルト径に比べて大きい場合に座面を安定させる。
※スプリングワッシャ。。。振動などにより緩むのを防ぐ
◆リベット、溶接接手
◆軸
＿◇キー
＿◇軸接手
◆歯車
◆バネ
◆はずみ車
◆ブレーキ
◆軸受け
＿◇ころがり軸受
＿◇すべり軸受
◆ベルト
◆釘
※構造
頭、胴
＿◇長さ
繊維に対して直角ならば厚みの２．５倍。
繊維と同じ方向ならば厚みの３倍
＿◇種類
①丸釘
②スクリュー釘
振動に強い
③リング釘
材料の浮き上がりを抑える。アルミ板を打ちつけるとき
④ポリ傘釘
トタン板、樹脂波型板
⑤波釘
板と板を端でつなぐ
⑥仮釘
⑦合釘
木材同士をつなぐ
⑧又釘
⑨カクシ釘
打ち込んだ後でプラスチック部を叩くと頭が外れる。
⑩レール釘
戸車用のレール
⑪ネット釘
☆機構学
kinematics of mechanism
W = トルク[N*m] * 回転速度[rad/s]
☆機関、モータ、発電機
◆外燃機関、内燃機関
◆蒸気機関
◆ガソリン機関
＿◇燃焼サイクル
※４ストローク
※２ストローク
＿◇シリンダー配置
※直列(Inline)
※V型(V-Engine)
※水平対向（Flat/Boxer)
※星形
＿◇ロータリーエンジン(Rotary)
※真空ポンプとの類似性
＿◇バルブ機構
※OHV(Overhead Valve)
※OHC(Overhead Camshaft)
＿ SOHC: Single Overhead Camshaft
＿ DOHC: Double Overhead Camshaft
＿◇過給機
※ターボチャージャー
※スーパーチャージャー
◆ディーゼル機関
◆タービン
◆ロケット
☆発電機
◆電磁誘導により発電するもの
＿◇火力
石炭、石油、天然ガスなどを燃焼させ、ボイラーで高温高圧の蒸気を作って蒸気タービンを回転させる
＿◇水力
水の流れで水車を回転
※ダムにより貯水池をつくり水位差を利用
※無ダム：河川の流れをそのまま利用（小規模）
※揚水式：電力需要の少ない夜間に下部貯水池の水を発電機をポンプ動作させて汲み上げる
※衝撃水車: Impulse Turbine、ノイズから噴射された高速の水を羽根にあてる
（ペルトン水車など）
※反動水車： Reaction Turbine、運動エネルギーだけでなく圧力エネルギーも回転運動に変える
（フランシス水車など）
＿◇原子力
核燃料の核分裂熱により水を加熱し高温高圧の蒸気を作る（以下火力と同じ）
＿◇地熱
マグマの熱により温められた熱水や蒸気でタービンを回転させる
＿◇風力
風車の回転により発電する
◆太陽光
太陽エネルギーから直接電気エネルギーをとりだす
◆燃料電池
化学反応から直接電気エネルギーをとりだす
◆原子力電池
◆振動発電
外部から与えた仕事＝発電量＋損失
P=∫Fp*x’ dt = ∫Cp*x’^2 dt
=m*ζp*Yo^2*ωc^3*ω^3/{(1-ωc^2)^2+{2*(ζd+ζp)*ωc}^2}
ζpの最適化、dP/dζp=0
振動子の振幅には制約あり(Xlim)
P=(1/4)*m*ωn^3*y0*Xlim=(1/4)*m*a*ωn*Xlim
m:振動子質量
ωn:振動周波数
y0:外部振幅
Xlim:最大許容振幅
a:振動加速度
☆モータ
◆ロータリーエンコーダ
①インクリメンタル方式
回転を検出して２相のパルス信号を出力する。
│ ┌───┐ ┌─────┐ ┌───┐
│ ─┘ └───┘ └───┘ └A相
│ ┌───┐ ┌─┐ ┌───┐
│ ───┘ └───┘ └───┘ └──B相
正転のときはA相が90°進む、逆転のときはA相が90°遅れる。
②アブソリュート方式
回転角度をグレイコードで出力する。
※シャフトが何回転したかをカウントできるマルチターンアブソリュートエンコーダもある。