油圧式リフター台車の原理について

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リフター台車の秘密・・・「なぜ、重い物を軽々と持ち上げられるのか?」

リフター台車に用いられている油圧ポンプの仕組みには、「パスカルの原理」が使われています。
パスカルの原理は、「密閉容器中の流体は、その容器の形に関係なく、ある一点に受けた単位面積当りの圧力をそのままの強さで、流体の他のすべての部分に伝える。」と言うものです。

物理の法則なので、若干小難しい言葉が並んでいますが、以下の例を参照にして頂ければイメージがわくのではないかと思います。

パスカルの原理

パスカルの原理の解説
左の図のように、Uの字型にパイプを曲げて、片方のパイプの断面を1c㎡、もう片方を100c㎡にします。そこに水を入れた後、パイプの内径と同じ大きさのゴムの蓋を、水面に載せて密閉状態にします。

断面積が100c㎡の蓋の上に100㎏のオモリを載せると、蓋が押し込まれて沈んでいくので、釣り合いを取るために断面積が1c㎡の蓋の方にオモリを載せる場合、100㎏ではなく1㎏で済みます。
なぜ1kgで済むかと言いますと、「面積あたりにかかる力はどちらも1c㎡あたり、1kgだから」(パスカルの原理)です。
100c㎡の蓋の上に100㎏のオモリを載せているので、1c㎡当たり1㎏の荷重がかかっていることになります。そのため1c㎡の蓋の上には1㎏のオモリを載せるだけで釣り合いが取れるのです。図のように、Uの字型にパイプを曲げて、片方のパイプの断面を1c㎡、もう片方を100c㎡にします。そこに水を入れた後、パイプの内径と同じ大きさのゴムの蓋を、水面に載せて密閉状態にします。

断面積が100c㎡の蓋の上に100㎏のオモリを載せると、蓋が押し込まれて沈んでいくので、釣り合いを取るために断面積が1c㎡の蓋の方にオモリを載せる場合、100㎏ではなく1㎏で済みます。
なぜ1kgで済むかと言いますと、「面積あたりにかかる力はどちらも1c㎡あたり、1kgだから」(パスカルの原理)です。
100c㎡の蓋の上に100㎏のオモリを載せているので、1c㎡当たり1㎏の荷重がかかっていることになります。そのため1c㎡の蓋の上には1㎏のオモリを載せるだけで釣り合いが取れるのです。

つまりこの仕組みを使えば、100㎏の物を1㎏の力で持ち上げることが出来るのです。
そして、この仕組みが活用されているのが「油圧式リフター台車」なのです。

これだけ見ればものすごく優れている仕組みなのですが、弱点があります。
断面積の比率により、力を倍化することが出来るのですが、持ち上げられる高さは反比例するのです。

先程の1:100の場合、100c㎡の蓋の上に100㎏のオモリを載せて、1c㎡の蓋の上に1㎏以上の力を加えれば、100c㎡の蓋の方は上昇し1c㎡の蓋の方は沈んでいくのですが、100c㎡の蓋の方を1cm上昇させるには、1c㎡の蓋の方は100cm下降させなければいけません。
つまり上昇や下降の比率は1:100の逆の100:1になるのです。

パスカルの法則をまとめると・・・
「100kgのものを1cm動かすエネルギー」=「1kgのものを100cm動かすエネルギー」
という原則と言えます。
「多くの距離を動かすことで、重い物を軽い力で持ち上げることができる」というのが、リフター台車に使われている油圧ポンプの仕組みなのです。

> 「油圧ポンプは、なぜ油が使われているのか?」

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