私たちは 折りたたみ傘工場 , ここで傘の仕組みについて簡単に紹介します。

傘の構造は単純そうに見えますが、実際には巧妙な機械原理が組み込まれています。具体的な分析は以下の通り。

傘はハンドル周りを放射状に対称構造にしています。図2に示すように、一対の親骨に沿って傘の縦断面を描きます。図中の文字でマークされた点はヒンジで接続されています。傘の表面、親骨、バネの等価総重量をGとすると、傘の骨がn本であれば、各親骨にかかる圧力は、図のM点とN点にGの重りを吊るしたことに相当します。 /n 重い物体。

解析を容易にするために、上図を図 3 のようにさらに簡略化します。想定重量を点 A と点 B に移動し、傘骨の横応力を考慮せず、傘骨の縦方向の力のみを考慮できるようにします。傘の骨。

点 M に G/n の重りを吊るすことは、点 A に G'/n の重りを吊るすことと同等です。この変化はバネ力に相当します。このとき、ばねは圧縮された状態にあり、その弾性力を F とします。 F は点 C と点 D の両方に働き、その方向は図 3 に示されます。 F は軸に沿って 2 つの力 F1 と F2 に分解されます。点 C ではリブ CA と CB の方向に、点 D ではリブ AD と BD の方向に沿って F3 と F4 の 2 つの力が分解されます。

α > β なので、F1 > F3 となります。

Ｆ１とＦ３はリブＣＡとＤＡに沿って点Ａに伝達され、Ｆ２とＦ４はリブＣＢとＤＢに沿って点Ｂに伝達される。まず、A点の力解析を行い、A点の力を図4に示します。（図中、F0はOAセグメントリブのA点への引張り力です。）

点 A における 4 つの力は、それぞれ水平方向と垂直方向に沿って直交して分解されます。 （水平方向左方向を正方向、垂直方向上方向を正方向とする。）

傘を開くためには、点 A が左上に移動する必要があるため、点 A の水平力と垂直力がゼロより大きくなければなりません。

点 B の力の解析は点 A と同じです。

傘を開く過程でバネが徐々に伸び、2点C、Dが傘の柄に沿って上方に移動し、傘骨AC、BCが垂直から水平に変化します。

スプリングの長さの変動範囲は、最初は (AD-AC)、そして最終的には次のとおりです。

したがって、バネには伸縮量Sが必要であり、その頑強係数も十分に大きい必要がある。

理論的には、傘を閉じた後はすべての親骨が垂直になり、α、β、γはすべて0になります。この時点では、F はどんなに大きな傘であっても開くことができません。実際には、傘を閉じた状態でも、A、Bの2点がハンドル外径に完全に倒れることはなく、傘骨は完全に垂直にはなりません。 F の初期値が十分に大きい限り、傘を開くことができます。

上記の分析から、傘骨とバネからなる特殊な構造が、バネがブートストラップして傘が開く鍵となっていることがわかります。親骨と傘面はバネに圧力をかけますが、同時にバネを支えます。バネの弾性が十分に大きい限り、傘自体を持ち上げて傘を開くことができます。

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