中学技能教科「技術・家庭科」攻略、動きを伝達する仕組みSchool Post「高校受験ナビ」

中学技能教科「技術・家庭科」攻略、動きを伝達する仕組み

執筆

中里 太一（なかざと たいち）

目次

1. 動きの伝達と制御
2. 速度伝達比
3. 回転運動を伝達する仕組み
4. リンク装置とカム装置

動きを伝える仕組みは以下のように分けられます。

1. 離れた部分に動きを伝える
2. 動きの方向を変える
3. 力の大きさを変える
4. 回転運動から直線運動に変える

動きを伝える側（駆動軸、または原動車とも呼ばれる）と動きを伝えられる側（被動軸、または従動車とも呼ばれる）。この2つの間では、歯車の歯数を変えたり、プーリの径を変えたりする（速度伝達比）ことで、回転速度や回転力を変えています。

• 駆動軸側の回転速度÷被動側の回転速度＝速度伝達比
• 被動側の歯数（ピッチ円直径）÷駆動軸側の歯数（ピッチ円直径）＝速度伝達比

駆動側の歯数が７２、被動側の歯数が１８の時の速度伝達比を求めなさい。

■ 解説 歯数がわかっているときの速度伝達比の式は「被動側の歯数÷駆動軸側の歯数＝速度伝達比」を使えばOKです。被動側の歯数＝１８、駆動軸側の歯数＝７２なので、１８÷７２＝０．２５になります。速度伝達比は０．２５になります。

■ 速度伝達比：０．２５

駆動側の歯数が８で回転速度が５１００、被動側の歯数が３２の時の速度伝達比と被動側の回転速度を求めなさい。

■ 解説 例題１の時と同じように速度伝達比を求めます。「被動側の歯数÷駆動軸側の歯数＝速度伝達比」を使えばいいので、被動側の歯数＝３２、駆動軸側の歯数＝８となり、速度伝達比は３２÷８＝４です。

ここで、速度伝達比のもうひとつの式を見てみましょう。「速度伝達比＝駆動軸側の回転速度÷被動側の回転速度」です。この問題では４＝５１００÷Ｘとなります。あとは、方程式を解けばいいので、４Ｘ＝５１００Ｘ＝１２７５ 答えは、速度伝達比が４．回転速度は１２７５です。

■ 速度伝達比：４／回転速度：１２７５

いくつかの歯車を順番に並べて、組み合わせて使うことで回転方向，回転速度などを取り出すものです。 ポイントは、注目するべきは駆動軸と最後の被動軸だけです。例題を解いてみましょう。

Ａ・Ｂ・Ｃが左から並んでいます。被動軸Ｃの回転数を求めなさい。

■ 解説 歯車列の場合、真ん中は回転を逆にするだけです。この問題の場合はＡとＣの関係性だけを考えれば解くことができます。 例題１、２と同様に速度伝達比を出します。速度伝達比は歯数が分かっているので、「速度伝達比＝被動側の歯数÷駆動軸側の歯数」の公式を使います。速度伝達比＝４０÷２０なので、速度伝達比＝２になります。

次に、Ｃの回転数を出せばいいので、今まで同様に速度伝達比＝駆動軸側の回転速度÷被動側の回転速度を使えば出ます。2＝８００÷□となります。よって□の値は4００となります。

■ 被動軸Ｃの回転数：4００

回転運動を伝達する様々な仕組みについて紹介します。イラスト・種類・用途例について、それぞれ組み合わせを頭に入れてください。

• 用途例：プリンタ

• 用途例：ハンドドリル

• 用途例：カメラの三脚

• 用途例：ネットの巻取り装置

• 用途例：オートバイのチェーン

• 用途例：自転車

• 用途例：自転車の発電機

• 用途例：コンピュータのDVD装置

金属の棒など数個をピンでとめて一定の運動を行うようにつくられたものです。リンクの長さやピンの種類を変えることによって、回転運動を搖動運動や往復直線運動などに変えたり、その逆の運動にも変換できたりもします。

支点を中心とする範囲の定まった揺れのことです。

直線を行ったり来たりする運動のことです。

機械の動く部分にカムと呼ばれる特殊な形をした円盤などを取り付けることで、回転運動を往復直線運動や搖動運動に変える仕組みです。

各機構の名称と動き方はしっかりと覚えましょう。各機構の動きがよく出題されています。

以上、動きの伝達と制御についての解説とポイントでした。なかなか難しく理解しづらい範囲です。イラスト・種類・用途例・動き方について、それぞれ組み合わせを頭に入れてください。

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中里 太一（なかざと たいち）