第１回　玉掛けの力学（その１）

国立大学法人　九州工業大学
支援研究員・客員教授
堀田　源治

九州工業大学、有明工業高等学校で教鞭をとる他に、堀田技術士事務所の所長として企業向けコンサルタント活動（安全・保全・企業倫理など）や学協会の委員・役員活動（日本技術士会、日本材料学会、日本設計工学会）を実施中。

資格：職業訓練指導員
　　　１級技術士
　　　技術士（機械部門）
　　　博士（工学）

力学の連載にあたり

　設備保全において、異常を発見したりトラブルが生じた場合には、我々はトラブルシューティングを実施して速やかに修復するとともに、恒久対策を検討する必要がある。
　このとき重要となるのが「原因の発見」であり、このためには「なぜなぜ分析」やＦＴＡなどの分析手法を用いる。これらの分析手法を使って真の原因にたどりつくためには、故障メカニズムの過程において摩耗や折損、腐食などの故障モードを引き起こす物理的・化学的現象を正確に把握することに尽きる。
　自然劣化にしろ、強制劣化にしろ、物理的・化学的現象が原因と故障の橋渡しをする。機械はエネルギーを供給されて所要の仕事をするために機械要素によって動力を伝達する。動力を伝達する以上、機械要素間に力の釣合いや回転運動などの物理現象が作用して発熱、摩耗、変形、振動、異音、変位（位置ズレ）などが必然的に生じ、ある条件によっては、それらが許容できない状態にまで進展する。これが異常（異常摩耗や異常振動）であり、対処が求められる。
　対処のためには、“物理現象”とそれが異常に発展するための“条件”を明らかにすることが最も大切である。この条件を明らかにしてくれる一つが力学に関する法則である。
　本連載においては、現場での判断に困ったときに助けとなるような力学の法則を具体例に即して説明したい。力学は大きく分けて静力学と動力学がある。静力学は梁の反力などを求めるために力の釣合いを明らかにするもので、動力学は歯車などの運動体が仕事をするのに必要なトルクや速度・加速度などを分析するものである。 今回は初回であるので、静力学の釣合いの問題について玉掛け作業を例に挙げて説明する。