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September 19, 2005
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カテゴリ:カテゴリ未分類
連休3日目、体力をムスメに奪われへとへとになってしまいましたが、
今日は歯車のことについて、勝手につれずれと語ってみようと思います。
メカニズムのことについて考えることが趣味でもありますので、
興味のある方はお付き合いください。

歯車


さて、歯車は現代社会になくてはならないものです。歯車はほとんどの機械の中に組み込まれていると言っても過言ではありません。たとえば自動車などの乗り物、家電製品、PCのドライブ部など様々な場所にです。

歯車はいつ産まれたのでしょうか。歴史は古くローマ時代にはすでに使われたともいわれています。この頃は水車の動力を伝えるために使われたそうです。また、時計などに使われる精密な歯車は15世紀のルネサンス時代のヨーロッパで時計職人が作り出したそうです。

歯車という機構には大きく2つの役割があります。1つは力の伝達装置として、もう1つは速度の変換装置としてです。

まず、力の伝達装置としての役割。小さな歯車と大きな歯車があります。小さな歯車を回すと軽い力でまわります。そして大きな歯車はゆっくりと回るはずです。このとき大きな歯車を握ったとすると、小さな歯車よりも大きな力を感じることが出来ます。これが重要なポイントです。歯車は小さい力を倍増することが出来るのです。このとき、力が大きくなればなるほど大きな歯車はゆっくりになります。
 
また、速度の変換装置として考えて見ます。小さい歯車の歯数が10枚、大きい歯車が20とします。そうすると、大きな歯車を1回転させるためには小さな歯車が2回転しなければなりません。ということは、小から大の歯車に力が伝わったときに速度が1/2になるということです。この原理は時計に応用されています。たとえば分針が12回転すると時針が1回転(12時間進む)すると行った具合です。分針、秒針のスピードの違いもこの原理です。

この歯車の大きな2つの特徴は、歯車でなくても実はベルトと直径のちがう2つの車の利用でも出来ないことはありません。ですが、強大な力の伝達や精度の高い回転数の制御、そして小型化は歯車なくしては出来ないのです。


ココで歴史に戻ります。歯車の力の伝達と速度変換の役割は18世紀の産業革命にとって重大なことでした。初期の動力源(蒸気エンジン)などは非常に非力でした。また、機械的動力源の特徴のほとんどが、ある程度高い回転数を持たなければ作動できない、逆に言えばゆっくりと回転しながら力を出すことが出来ない宿命的特徴を持っています。このことは今も昔も変わりません。この動力源の特徴のために歯車がなければ自動車も工場も動かすことが出来なかったでしょう。

また、科学にとっても重要でした。特に歯車を使って作られる精密な時計がなければ、現代の科学の発展は不可能だと思われます。物理においては、時間経過に対する物の移動を測定することで様々な自然法則を見出しています。化学においても、時間当たりの化学反応の変化量の測定も非常に重要です。

結果として歯車を作る技術がある国だけが先進国として発展していきました。「歴史の歯車がまわる」とよく使われますが、歯車が回ったから歴史が動いたともいえるかもしれませんね。(~_~)

関係ない話ですが、本日、近くのショッピングセンターで娘とミニSLにとりました。この話については明日。






Last updated  September 19, 2005 09:52:58 PM
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