パイプレンチの構造力学 解析結果とJIS規格について

その?（追記分）

解釈を間違えていたら御免なさい。

テーパねじ標準締付トルクからの小生の考察は、以下の如くなります。

? 25A：1Bでは100N-mの締付トルク
　 JIS用のパイプ外径はφ34mm、因って、100N-m÷（φ32mm/2）＝6250Nが外径にかかる
　 だから、パイプレンチの柄の部分の力は、6250N×（φ32mm/2）÷（パイプセンタ～柄）
　 これが、そもそものスタート（摩擦損失は無視の場合）
　
　 “参考 lumiheart さん作成の　パイプレンチ図面 ”を測ると、100mmの実測は41mm
　 （パイプセンタ～柄）は106.5mmなので、約260mmが実測となる
　 6250N×（16mm÷260mm）＝384.6N＝39.25kgの力を加えるとなる
　 （もっと大きな柄の長いパイレン選択か、パイプを柄に突っ込み、力を加える処を延長）

? また、25A：1Bでは100N-mの締付トルクは、
　 25A：1B管に傷を付けない場合は、摩擦係数が0.15～0.2で、パイレン顎部歯とパイプが
　 接触となるので、パイプ中心方向に締付けるグリップ力は、摩擦係数が0.2なら
　 6250N÷0.2＝31250N 以上必要になり、ないと滑ります。
　 31250N×摩擦係数0.2＝6250Nが25A：1B管外径円周上の摩擦力となるからです
　 すると、31250N以上のグリップ力を発生するには、くさび効果又はトグル機構、カム機構
　 、等々の増力効果がないと、パイレンは滑ったままになり、お笑いの世界と同く
　 滑ったままで、落ちがない状態となります

以上から、パイレン柄の部分に、人の腕の力を加えて、グリップ力にて滑らない摩擦力が
発生するかの考察も必要と考えるんですがね。

> 摩擦だけでも行けたか

?と?に関連がある、ないを含め、意味を教えてください。

解析並びに分析、誠にご苦労様です。
やはり、技術屋気質は、他の二方とは異なり、感服します。

さて、解析を確認しました。
ですが、小生が思っていたり、実際にパイプレンチを使ったり、画での分析をしたりしての
理論と異なります。

その内容は、lumiheart さんの図を拝借し、以下に述べますので、チェックして下さい。

? パイプレンチを、パイプの径に合わせる場合は、URLに示す“３鉄フレーム”のねじを
　 廻して、“| ╲”の字の幅を調整します
　 この場合、“| ＼”にすると、パイプへの食い込みが悪く、上顎(アゴ)の歯がパイプに
　 立たなくなり、パイプが滑って廻りません
　 (小生は、くさび角が鋭角でなく、鈍角なので、増力作用が働かず、パイプが滑るとの考え)
　 また、“|　|”にすると、グリップ力が殆どなく、パイプが滑ります
　 だから、“| ╲”の字になるようにして、みなさん使用します

? “| ╲”のようにして、パイプを充(あ)てがいますと、パイプの中心線が交わっている
　 センタと７フレームリベットの中心線が交わっているセンタとが、URLの画で上下にずれ
　 ていて、且つ下顎がパイプと７フレームリベットの間にあるので、“| ╲”字固定となる
　 (詳細には、フックの法則から、力に対してのひずみ量分だけ変化するが、微量なので無視)
　 故に、“| ╲”字がパイプにアクセスする格好となる

? 上顎とパイプの接触点が支点で、パイプと下顎の接点　　　　　…… ア寸法
　　　　　　　　　　　　　　　　 パイプレンチ柄を握った部分　…… イ寸法
　 となり、(イ寸法÷ア寸法)計算にて(梃子の原理にて)、パイプの接線方向に増力、
　 そして、パイプの接線方向の力が、くさび増力効果で、パイプ中心方向の力として
　 更に増力

と観えます。

因って、分析内容とは、異なりますね。

? の増力効果でも、パイプが滑るなら、パイプレンチを叩き、衝撃力で?以上の力を
作用させ、グリップ力をあげます。

又は
、
? パイプレンチを、パイプの径に合わせる場合は、URLに示す“３鉄フレーム”のねじを
　 廻して、“| ╲”の字の幅を調整します
　 この場合、“| ＼”にすると、パイプへの食い込みが悪く、上顎(アゴ)の歯がパイプに
　 立たなくなり、パイプが滑って廻りません
　 (小生は、くさび角が鋭角でなく、鈍角なので、増力作用が働かず、パイプが滑るとの考え)
　 また、“|　|”にすると、グリップ力が殆どなく、パイプが滑ります
　 だから、“| ╲”の字になるようにして、みなさん使用します
　 【此処は、全く同じ】

? 梃子の原理は、
　 ７フレームリベットの中心線が交わっているセンタ ～ パイレン柄を握った部分
　 パイプと下顎の接点 ～ ７フレームリベットの中心線が交わっているセンタ
　 の比によって、パイプと下顎の接点部が接線方向へ増力される
　
? 下顎接点部の直近の円弧動作量　と　その円弧動作量の対称形から描かれる仮想弦によって、
　 半径が短くなった量　の比により、トグル又はカム効果によって、パイプ中心方向に増力
　 (これをカムと呼び、カム圧力角分だけ、パイプ中心方向に増力)

が、投稿者　１Ｎの涙　さん　提示の分析内容から読み取れる　小生の精一杯の考察です

ですが、増力の計算メカニズムは、両者は極似です。
計算結果も、パイプと顎に付属する歯の接触摩擦係数損失(摩擦係数設定からの計算)を
どのように観るかで、近似値レベルで同じ結果にもなります。

因って、二段式の増力で、パイプレンチは高いグリップ力を得られる工具となっております。
ラジオペンチや一部のプライヤーを除いたプライヤーは、梃子の原理だけの一段式増力工具で、
パイプレンチとは、そのことが異なると、小生は考えていて、諸先輩方達からその内容を
教授され、小生享受しています。

休日の朝からお疲れ様です。
僭越ながら、素晴らしいじゃないですか？
横着な私にはまねのできないところです。

さて、
私は、今のところ、パイプをラチェットに見立てているのですが、
どうでしょうか？
摩擦力の寄与がそれほど大きくないことを数字で示されると、
妙にほっとした気持ちになります。

もう少し、解析結果を眺めてみます。