こう配 1:5
1:5 のくさびを機台の下に打ち込み、上に荷重を載せ、ハンマーを離しました。面が乾いていれば、くさびは止まったままです。油が一滴あれば、カチッと音を立てて押し戻されます。こう配 1:5 の角度は 11.3°、くさびが保持するのは、角度が摩擦角の二倍より小さいあいだだけ。乾いた鋼どうしではそれが約 11.4°：余裕はわずか十分の一度です。
こう配は、上がりをそれが生じる長さで割った比で、単位のない数です。1:5 とは、長さ 5 mm ごとに面が 1 mm 上がるということ。こう配は片側で数えます。そこが、直径で、つまり両側を一度に数えるテーパとの違いです。だから母線のこう配が 1:10 の円すいはテーパ 1:5 になります。
| 記号 | i——こう配、∠1:n と書く · β——基準に対する面の傾斜角 |
| 定義 | i = (H − h) / l = tan β；テーパ C = 2i |
| 表記 | GOST 2.307：比の前に記号 ∠；建築では %、‰ または度 |
| くさびの自己保持 | β < 2ρ ならくさびは自分で保持する：乾いた鋼 μ ≈ 0.1 で 11.4° まで、潤滑ありで 5.7° まで |
| 力の拡大 | 摩擦がなければ 1/i：1:5 のくさびを押す力は、持ち上げる力より 5 倍小さくて済む |
| 代表的な値 | こう配キー 1:100 · 案内面のギブ 1:50 · 抜きこう配 1:20 · 溝形鋼のフランジ 1:10 · 鍛造用くさび 1:5 |
01 · 定義
長さあたりの片側の上がり
こう配は、ある面について、別の面——基準——に対して指定します。図面では引出線の棚に記号 ∠ と比を書きます。記号の鋭角は、面が下がる向きを示します。こう配と一緒に寸法を二つ記入します。ふつうは厚いほうの端の高さと長さで、三つ目は計算で求めます。
くさびは、部品になった斜面です：押す力 F は、面におよそ F/i の力を生みます。その代わりにストロークで払います：荷を 1 mm 持ち上げるには、1:5 のくさびを 5 mm 押し込みます。逆向きには同じ荷がくさびを押し戻し、それを止めているのは摩擦だけです。面の角度が二つの摩擦角の和より小さいあいだ、くさびは自分で保持します。
こう配対摩擦
行は標準のこう配。帯は面の角度 β、縦線は選んだ摩擦での自己保持の限界 2ρ。青いくさびは自分で保持し、赤いくさびは荷重で押し戻されます。
五つのくさび、三つの摩擦、一つの荷重
メインの操作は「点検開始」ボタン。まずダイヤルゲージが斜面に沿って進み、長さあたりの上がりを読み取ります——これがこう配です。次にくさびをハンマーで上のブロックの下のすき間に打ち込むと、ブロックが持ち上がります。上に荷重を載せ、ハンマーを離します。面の角度が摩擦角の二倍より小さければくさびは止まったまま、大きければ荷重がくさびを押し戻し、ブロックが下がります。シーンの下でくさび——キー 1:100、案内面のギブ 1:50、据付けくさび 1:20、くさびジャッキ 1:10、鍛造用くさび 1:5——と、面の摩擦——乾燥、鋼対鋼、潤滑——を選びます。スライダーで点検を前後に送れます。
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02 · 換算
暗算：こう配 1:n は 100/n %、およそ 57.3/n 度。1:5 なら 20 % と 11.3°、1:20 なら 5 % と 2.9°、1:100 なら 1 % と 0.57°。
パーセントと度はすぐに食い違います：100 % は 45° で、90° ではありません。道路標識の「12 %」はおよそ 6.8°、1:1.6 の階段はもう 32° です。
| i | β | % | ここで |
| {k} | {v} | {h} | {n} |
03 · 桁の並び
04 · 測定器
05 · 表記の規則
シリーズ · 製図と CAD
各シートに添える机上のヒント06 · 隣り合う単位
07 · 歴史の部
こう配もテーパと同じく二つの長さの比で、測るのも二つの長さ——面に沿ったストロークと上がり——です。ストローク 100 mm でのダイヤルゲージの誤差 0.01 mm は、こう配の誤差 10⁻⁴ になります。1:5 のくさびならそれは 0.05 %、1:100 のキーではもう 1 %：緩いこう配ほど測りにくいのです。
自己保持は形状だけの性質ではなく、「こう配と摩擦」の組の性質です。鋼と鋼の摩擦係数は清浄度や潤滑によって 0.08 から 0.2 まで変わるので、保持すべきくさびは大きな余裕をもたせて作ります——キーなら 1:100。逆に 1:5 のくさびは、打ち抜く必要があるときに選びます：境界で働くからです。
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