試験の解答

ロボット工学期末試験
平成２０年７月２５日 13:00-14:40 持ち込み無し・計算機可
出席番号
氏名
I) 次の問に答えよ。
M
（イ）
（ア）
（エ）
（ウ）
（オ）
図１油圧機器
• 図１の（ア）∼（オ）の名称を次から選び答えよ。[3×5=15]
油タンク電気モータ付油圧ポンプエンジン付油圧ポンプ油圧シリンダ方向制御弁リリーフ弁
チェック弁油圧モータ揺動アクチュエータ絞り弁スピードコントローラ音速絶対音波
解答欄
ア
電気モータ付
油圧ポンプ
イ
油タンク
ウ
方向制御弁エ
リリーフ弁
オ
油圧シリンダ
• 図１の油圧ポンプの記号は、空気圧ポンプになるとどのようになるか示せ。[5]
▲ → △
• 図１の（ウ）のポート数はいくらか。[5]
5
• 図１の（ウ）で２つのソレノイドに通電が無いとき、油の流れはどのようになるか。[5]
遮断される
• 図１の（エ）の機器の働きを示せ。[5]
圧力制御弁の一種。管中の油圧が設定値より高くなると弁を開いて管内の油を逃がし、管内の圧力を設定
値まで下げる。
• 図１の（オ）は次のうちどの特徴を有するか示せ。[5]
単動、複動、テレスコープ、ラム、トラニオン、単ロッド
複動
• 図１の（ア）∼（オ）をすべて用いて油圧システムを構成せよ。各機器は複数用いても良い。[10]
M
II) 空気圧システムでは、管路を通る空気の流速には上限がある。この上限における流速の名称を示せ。[5]
音速
III) 右図について、次の問いに答えよ。
ア）：図 2(a) と図 2(b) の記号が示す要素の名称、および、
その働きを示せ。[10]
図 2(a)
図 2(b)
図 (a)：名称：チェック弁、働き：流体の流れる方向
を１方向に制限する。右図において、下から上にし
か流れることができない。
図 (b) : 名称：スピードコントローラ（絞り弁）、働
き：流体の流れる量を調整する。
図 2(c)
イ）
：図 2(a) と図 2(b) を図 2(c) の破線部に挿入してシリンダのピストンが左に動くときと右に動くときとで速度を指
定できるようにしたい。この油圧回路を完成せよ。（図 2(a) と図 2(b) は複数用いても良い）[10]
IV) 右図のように、D = 20 [cm] ドラムを回転させて質量 M = 100 [kg] の物体を v = 100
[m/min] で吊り上げたい。このドラムの回転を、押しのけ容量 q=150 [cm3/rev] の油圧モータ
で与えるとき、ポンプの吐出し量 Q[L/min]、および、ポンプを回転させるのに必要な電動機
のパワー W [W] を次の手順で求める。ただし、油圧モータのトルク効率 ηt =0.9、油圧ポンプ
の容積効率 ηv =0.9、ポンプ効率 η=0.85 とする。
(a) ドラムの負荷トルク T [N·m] を求めよ。[5]
D
0.2
= 98.1 [N·m]
T = Mg より、T = 100 × 9.81 ×
2
2
(b) ドラムの回転速度 N [rpm] を求めよ。[5]
v = πDN より、N =
v
100
=
= 159 [rpm]
πD
0.2π
(c) ドラムの回転に必要なパワー WD [W] を求めよ。[5]
2πNT
vM g
100 × 100 × 9.81
WD =
=
=
= 1635 [W]
60
60
60
(d) 油圧モータの全効率 ηm =（出力パワー）／（供給パワー）を求めよ。[5]
P (0.001q/60)
Q
油圧を P [Pa] とすると、T = ηt
、N = ηv より、次を得る。
2π
q
ηm =
WD
出力パワー
= ηt ηv = 0.81
=
供給パワー
P (0.001Q/60)
(e) ポンプを回転させるのに必要な電動機のパワー W [W] を求めよ。[5]
油の圧力を P [Pa] とすると、次式が成り立つ。
WD = ηm（油圧モータへの供給パワー）= ηm（ポンプ効率 × 電動機のパワー）= ηm ηW より、
W =
164
WD
=
= 238[W]
ηm η
0.81 × 0.85
D
v
M
g

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