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倍力について Mechanical Advantage

倍力について Mechanical Advantage

 倍力には、テコ、巻き上げ、リービング、ボウプル等、幾つかあります。それらを使った倍力システムの作り方を見ていきましょう。ロープを張って作るシステムは『リービング』と呼ばれ、その起源は人間の歴史の始まりとほぼ同じだと言われており、靴ひもからピラミッド建設まで人間の営みのほぼ至る所で見受けられます。
 There are different types of Mechanical Advantage (MA). Leverage, Purchase, Reeving, Bow Pulls etc etc. Lets look at ways to set rope so that we can increase power. This is called Reeving and the principle is as old as mankind and can be found in nearly every discipline man undertakes, from shoe-tieing to pyramid building.

 
 『リービング』は非常に大きなテーマで、アーボリスト達が安全と効率を確保するために考えを巡らせる『倍力』っていうのは、その中のほんの一部っていう訳!!?!です。
 It is a HUGE subject and Arborists can use just a few simple ideas to increase safety and productivity. Hey, does that mean the idea is a Mechanical Advantage!!?!
 

 ここで『倍力』と『リダイレクト』を分けて考える必要があります。倍力は動く物体に掛かるロープが何本か動く事によって作り出されます。それに対しリダイレクト(方向を変えること)はロープが固定されたポイントを通るだけです。
 We must differentiate between MA and Re-direct. MA is worked out by the number of moving ropes at the moving object. A Re-direct is attached to a static point and does not move.


1.『2倍力』 倍力システムでは摩擦の影響が大きく、摩擦が少ないほど大きな力が生まれ、摩擦が大きいと力が失われます。木を切り倒す時、必要な力を考えて、プーリーを付けた方がいいか?ロープを枝に掛けるだけでいいか?と判断するわけです。
 2:1  Friction plays a big part in MA, less friction means more pulling power. More friction means more holding power. Should we set a pulley when we cut the tree down or just through the rope over a branch? How much pulling force do we need?




 2.『等倍』 ロープはリダイレクトされているだけです。アンカーにプーリーを使っても倍力は掛かりません。
  1:1  The rope has been re-directed only, even if the anchor side has a pulley we get zero additional pulling power.



3.『2倍力』 この絵は2倍力です。物体(枝)を動かす時にロープの2つの部分が動きます。プーリーなどの器具がないときはノットで作ることができます。荷重が小さいときに、いろいろな場面で使えます。
 2:1 Now we have MA. You see, 2 parts of the rope are moving at the moving object. This can tied with knots if no extra equipment is available, a lightweight system and very effective in many situations.


 

4.2倍力にリダイレクトを加えて引っ張る方向を変えたところ。リダイレクトは力を加えることはしません。
 2:1 Adding a redirect to control the placement of the tree does not add MA.


 

5.『4倍力』 グリーンの2倍力にパープルのロープでピギーバック("おんぶ"という意味)を作ると、その倍力が更に2倍になります。(2倍力が4倍力、4倍力が8倍力になる)
  4:1 The Purple rope has been Piggy-Backed onto the Green 2:1. A Piggy-Back doubles what ever MA it attaches to. 2:1 = 4:1. 4:1 = 8:1 etc etc.


 

5b.『14倍力』 僕たちは現場で7倍力システム(ブロック&タックル)にピギーバックを作ってみました。いろいろなブロック&タックルがありますが、どれも片側をアンカーに固定し、もう片側はアンカー側に引っ張って動くようになっています。もし7倍力にピギーバックを掛けたら何倍力になるでしょうか?正解者には Wooden Hand のTシャツを進呈します!
 14:1 We have Piggy-Backed a 7:1 Block and Tackle. There are many types of Block and Tackle. All are attached at an anchor and have a floating end that is pulled toward the anchor. If we turned the 7:1 Block and Tackle around what would the MA be? Correct answer wins a Wooden Hand tee shirt!



   
 

6.『2倍力』 倍力を作るときはロープとロープを直接からませたり、シンブルやプーリーを付けたりできます。プーリーにはシーブだけのもの、ベアリングが入ったものがあります。ベアリングが入ったものは摩擦がより少なくなります。Xーリギングリングは低摩擦で強度もあり、取り付けるのにカラビナやシャックルがいりません。Xーリギングリングをミッドラインノット(アルパインバタフライ)でロープに固定すれば2倍力システムが作れます。僕たちはこれをサイドガイロープとして鉄道沿線の支障木排除によく使っています。
 2:1 We can rig with rope-on-rope, thimbles or pulleys. Pulleys either have a sheave or a bearing and bearings offer the least friction. The X-rigging rings offer low friction and are very strong and need no karabiner or shackle attachment. X rigging ring tied into a midline knot (alpine butterfly) to form a 2:1. We use this as a side guy-rope when felling Acacia next to the railway line.


 

7.『等倍』 リダイレクトをいくら作っても倍力システムにはなりません。 
 1:1 Setting more re-directs does not increase MA.

 

8.重力をコントロールする方法はいくつもあります。倍力を使うのはその一つですが、コントロールを増すには、
ⅰ)ロープが効果的にセットされていること
ⅱ)ロープのセットに適応した枝のカッティング
が必要です。
 1:1 There are many ways to control gravity. MA is one of them but we can gain control when

i) the rope is set well

ii) the branch is cut well in relation to the rope setting

 

9.『2倍力』2倍力を枝の重心かそれより先端に付けておけばカッティングの時によりコントロールしやすくなります。
 2:1 Setting a 2:1 at the branch balance point or further toward the branch tip gives great control when cutting.


 

10.『2倍力』この図は『ダブルウィップタックル』というセッティングでロープの方向が180°で変われば完全な2倍力になります。V字型にロープが開けば倍力は減ります。
 2:1 This is a Double Whip Tackle and is a true 2:1 if the rope runs at 180 degrees parallel to itself. As the rope opens out into a ‘V’ shape we lose power.


 

11.ダブルウィップタックルは2倍力ほどにはならないにしても、切った枝をコントロールしやすくなります。グリーンのロープが水平に近くなればなるほど樹上のアンカーポイントにはより大きな荷重が掛かります。そのような場合はボウ(弓)システムとして使います。枝を吊り下ろすに従い鋭角になり、アンカーの荷重も少なくなります。荷重は気づかないうちに作業に支障をきたすような掛かり方に急に変わっていきますので注意が必要です。特に経験の浅いツリーワーカーには見分けにくいと思います。この図を見て荷重がどのように変わりうるか想像してみましょう。
 Double Whip Tackle Much less power than 2:1 but great control once the branch has been cut. When the green line is pulled horizontal the anchor points in the tree top see much force. We have turned the system into a ‘Bow’ system. As the branch is lowered the angles decrease and so does the force at the anchor. Remember, a force input must go somewhere and unbeknown to the novice treeworker force can be changed from our favour to against it very quickly. Take a minute to look at this drawing to imagine the change of forces.


 

12. フローティングアンカーに取り付けたダブルウィッピングタックルです。ロープが180°になると左側のアンカーには枝の重さの2倍の荷重が掛かります。倍力システムのようではありませんか?10番目をもう一度見直しましょう。ロープが180°で折り返し摩擦がゼロなら完全な2倍力になります。アンカーにも同じような原理が働きます。アンカーの摩擦が大きければアンカーに掛かる荷重を減らします。右側はフローティングアンカーなのでピギーバックになっています。ということは理論上最大で4倍の荷重がこのアンカーに掛かるわけです。
 Double Whip Tackle with floating Anchor. The anchor on the left will experience double the weight of the branch when the rope legs run at 180 degrees. That is similar to MA right? Re-read point 10. When the rope runs at 180 degrees and there is zero friction we have a pure 2:1 MA. It is the same with force at the anchor. Remember, friction at the anchor decreases the force at the anchor. The anchor on the right is Floating, it has been Piggy-Backed so in theory that anchor will experience up to 4 times the force.


 

13. 『スピードライン』 シンプルなスピードライン。枝の重心にプーリーを付けて吊り上げる。
 Speedline A simple speedline. Attach a pulley at the balance point of the branch and lift.

 


倍力システムの測定
MA System Mesurement

僕たちは幾つかの倍力システムに同じ荷重(小坂さん)を吊って実際に何倍力になるか測定しました。
We applied the same load (Osaka san) to different MA systems to find the true MA.
 

  システム
System
倍力
MA
kN 実際の倍力
Actual MA
1 ダイレクト (小坂さん)Direct (Osaka-san) 1:1 0.68 1 : 1
2 ピント Pinto 2:1 1.32 1.94 : 1
3  マムート レスキュー
Mammut "Rescyou"
6:1 2.7 3.97 : 1
4 ロックエキゾティカ アズテック
Rock Exotica "Aztek"
4:1 2.9 4.2 : 1
5 3回折り返し 3 Fold 6:1 2.74 4 : 1
6 3回折り返し&ピギーバック
3 Fold & Piggy Back
12:1 4.62 6.79 : 1
7 ペツル Petzl 4:1 2.7 3.97 : 1
8 SMC アドバンス テック Mate & HX
SMC "Advance Teck Mate & HX"
4:1 2.74 4 : 1
9 ロープオンロープ Rope on Rope 2:1 1 1.47 : 1

2倍力 ピントプーリーを使って
 2:1 with Pinto Pulley


2倍力 アルパインバタフライで
 2:1 Alpine Butterfly


6倍力 マムート "レスキュー"を使って
 6:1 Mammut "Rescyou"


4倍力 ロックエキゾティカ "アズテック" を使って
 4:1 Rock Exotica "Aztek"


4倍力 ペツルのプーリーで自作したもの
 4:1 Home made with Petzl pulley


6倍力 リギングリングを使って自作した3回折り返しシステム
 6:1 3 Fold Home made with Rigging Ring


12倍力 3回折り返しにピギーバックを付けたもの
 12:1 Piggy Back on the 3 Fold



A ロックエキゾティカ アズテック Rock Exotica "Aztek"
B SMC アドバンス テック Mate & HX  SMC Advance Tec Mate & HX
C ペツルプーリー Petzl Pulley
D 3回折り返し 3 Folds
E ロープ! Rope!