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テコの原理で、パンタ式にするのはなぜですか?
どのようなメリットがありますか?
小学生がわかるぐらい、詳しく&優しく教えてください。

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●質問者: koujirou
●カテゴリ:学習・教育 科学・統計資料
✍キーワード:パンタ メリット 原理 小学生
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● aki1960
●23ポイント ベストアンサー

テコの原理と、パンタ式は、直接は関係がありません。

f:id:aki1960:20081020140458j:image

写真の場合、テコの原理を使っているのは、油圧ジャッキの取り付け位置にあります。

パンタグラフは一見複雑に見えますが、てこの原理として考えれば、2本のアームと、油圧ジャッキだけの構造に着目できます。

例えば、この写真の状態では、油圧ジャッキが斜めに取り付けられていますが、もし垂直に取り付けられているとしたら、車を持ち上げるのに必要な油圧ジャッキの力は、もっと少なくてすみますが、油圧ジャッキはもっと長くなければなりません。

逆に、もっと斜めに(水平寄りに)取り付けられていたら、もっと大きな力が必要ですが、油圧ジャッキは短くてすみます。

この形式のてこを、第3種てこと呼びます。


パンタ式と組み合わせているのは、2つの理由があり、

1つは、平行移動の原理で、車を水平に持ち上げることができ、その構造がコンパクトであること。

もう1つは、特別な油圧ジャッキが必要ないことです。

油圧ジャッキの取り付け位置を、作用点に近くすれば、もっと小さな力の油圧ジャッキで車を持ち上げることができますが、その場合縮んだ状態ではとても短く、伸びたときにはとても長い、という特別な油圧ジャッキが必要になります。

油圧ジャッキは、通常2つのパイプを組み合わせた構造であるため、縮んだ状態の2倍以上の長さに伸びるものを作ることができません。

ですが、この写真の様な場所に力点を設けることで、一般的な油圧ジャッキを使うことができ、パンタグラフとの組み合わせで、装置全体を簡単にコンパクトにすることができます。

◎質問者からの返答

非常にわかりやすい回答ありがとうございます。

以下の画像のような二股でも理屈は同じなのでしょうか?

http://a248.e.akamai.net/f/248/37952/7d/image.shopping.yahoo.co....

ポイントを付けますので回答で返答してください。

追記

上記の画像の場合パンタでなくとも、1本のパイプでも持ち上がると思うのですが何のためにパンタにするのでしょうか?

パンタでないと何か不具合がありますか?


2 ● aki1960
●23ポイント

これも、理屈は同じく「第3種てこ」になります。

f:id:aki1960:20081020152907j:image


一本のパイプ(油圧ジャッキ)だけで持ち上げるためには以下のような構造にする必要があります。

f:id:aki1960:20081020153039j:image


車を持ち上げたときには、整備に必要な高さが必要ですが、降ろすときには車のタイヤが地面につく必要があります。

通常の油圧ジャッキでこれを実現するためには、地面に穴を掘って油圧ジャッキ本体を埋め込む必要があります。

パンタグラフを使うことで、この様な大掛かりな仕組みではなく、コンパクトに(しかも簡単に移動も可能)実現できます。

また、パンタグラフのアームが同じ長さなので、台を地面と並行に持ち上げることができ、安定性を保つためにも有効です。


3 ● virtual
●22ポイント

回答できるようになったみたいなのでこちらで回答します。


以下の画像のような二股でも理屈は同じなのでしょうか?

http://a248.e.akamai.net/f/248/37952/7d/image.shopping.yahoo.co....

ポイントを付けますので回答で返答してください。

追記

上記の画像の場合パンタでなくとも、1本のパイプでも持ち上がると思うのですが何のためにパンタにするのでしょうか?

パンタでないと何か不具合がありますか?



理屈は同じです。

油圧シリンダの動作距離以上の長さにジャッキが伸びるようになっています。

油圧シリンダは巨大な力を出すことができますが、シリンダの長さ以上の長さまでは伸びないのでシリンダの長さの倍(以下)しか変化できません。そこでコメントしたように第3種てこで変化量を拡大してジャッキの可変範囲を広げているのです。また、シリンダがどの位置にあっても地面と平行に上の台が保たれるのと、シリンダを垂直に保つ必要がなく動けるので縮めた時に傾いて寝た位置で高さを低くできます。


写真のジャッキの場合、パンタにしないと支えの台の傾きが水平になるように補強が必要になります。大きな油圧シリンダ一本で垂直に上げるジャッキがありますが、シリンダ自体を垂直に頑丈に固定する必要があったりシリンダを地面に埋める構造にしたり、基礎を含め構造的に全体を溶接したような剛性の高い骨組みが必要です。要するに大げさな装置になります。

パンタ構造にすれば骨組みの骨1本1本の強度があれば良く、軸受けで組み立てられるのでコストが安く修理などにも有利です。ですので比較的設置作業も簡単に済むメリットもあります。


4 ● idetky
●22ポイント

皆さんの説明は原理を的確に述べていますが、

結局パンタにする理由は、

「利便性」にあると思います。

小さいサイズの道具で、物を大きく移動させることが出来る。

携帯できるサイズで、重いものを動かせる。

場所も、金も、空間も自由にあるのならば、

パンタにする必要はありません。

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