クレーン・デリック運転士 過去問
令和4年(2022年)4月
問4 (クレーン及びデリックに関する知識 問4)

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問題

クレーン・デリック運転士試験 令和4年(2022年)4月 問4(クレーン及びデリックに関する知識 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

クレーンの機械要素に関する記述として、適切なものは次のうちどれか。
  • ウォームギヤは、ウォームとこれにかみ合うウォームホイールを組み合わせたもので、一対の歯車で15~50程度の減速比が得られる。
  • スラスト軸受は、軸の直角方向の荷重を支える軸受である。
  • リーマボルトは、ボルト径が穴径よりわずかに小さく、取付け精度は良いが、横方向にせん断力を受けるため、構造部材の継手に用いることはできない。
  • はすば歯車は、歯が軸につる巻状に斜めに切られており、動力の伝達にむらが少ないが、減速比は平歯車ほど大きくすることができない。
  • 歯車形軸継手は、外筒の内歯車と内筒の外歯車がかみ合う構造で、外歯車にはクラウニングが施してあるため、二つの軸のずれや傾きがあると円滑に動力を伝えることができない。

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は「ウォームギヤは、ウォームとこれにかみ合うウォームホイールを組み合わせたもので、一対の歯車で15~50程度の減速比が得られる。」です。

選択肢1. ウォームギヤは、ウォームとこれにかみ合うウォームホイールを組み合わせたもので、一対の歯車で15~50程度の減速比が得られる。

ウォームギヤは、斜めにねじのような形をした「ウォーム」と、これにかみ合う「ウォームホイール(歯車)」でできています。

減速比(スピードを遅くする割合)が15~50くらいと大きいので、クレーンなどで重いものをゆっくり動かすときに使われます。

この説明は正しいです

選択肢2. スラスト軸受は、軸の直角方向の荷重を支える軸受である。

スラスト軸受は、軸が直角方向の力(横からの力)ではなく、軸の方向にまっすぐかかる力(軸方向の力)を支える軸受です。

この選択肢は、「直角方向の力を支える」と書いてあるため誤りです。

選択肢3. リーマボルトは、ボルト径が穴径よりわずかに小さく、取付け精度は良いが、横方向にせん断力を受けるため、構造部材の継手に用いることはできない。

リーマボルトは、穴とぴったり合うボルトで、取付け精度が高く、横方向に力がかかる部分(せん断力がかかる部分)でも使えます。

「構造部材の継手に使えない」と書かれていますが、実際は使えるので誤りです。

選択肢4. はすば歯車は、歯が軸につる巻状に斜めに切られており、動力の伝達にむらが少ないが、減速比は平歯車ほど大きくすることができない。

はすば歯車は、歯が斜めに切られていて、動きが滑らかで静かです。

減速比(スピードを遅くする割合)も平歯車と同じくらいにできます。

「減速比は平歯車ほど大きくできない」という部分が誤りです。

選択肢5. 歯車形軸継手は、外筒の内歯車と内筒の外歯車がかみ合う構造で、外歯車にはクラウニングが施してあるため、二つの軸のずれや傾きがあると円滑に動力を伝えることができない。

歯車形軸継手は、2本の軸をつなぐ部品で、内側と外側の歯車がかみ合う構造です。

歯車の外側に「クラウニング」という工夫をすることで、少しのズレや傾きがあっても動力を円滑に伝えられます。

「ズレや傾きがあると円滑に動力を伝えられない」という部分が誤りです。

まとめ

ウォームギヤは重いものをゆっくり動かす機械で活躍するので、クレーンなどによく使われています。

参考になった数15

02

クレーンの機械要素に関する問題です。

機械要素はクレーンを動かす上で、大切は機械なので理解しておきましょう。

選択肢1. ウォームギヤは、ウォームとこれにかみ合うウォームホイールを組み合わせたもので、一対の歯車で15~50程度の減速比が得られる。

正しい記述です。

ウォームギヤは、ウォームとこれにかみ合うウォームホイールを組み合わせたもので、一対の歯車で15~50程度の減速比が得られます。

この15~50という数値は覚えておきましょう。

選択肢2. スラスト軸受は、軸の直角方向の荷重を支える軸受である。

スラスト軸受は、軸の直角方向ではなく軸の長手方向の荷重を支える軸受となります。

選択肢3. リーマボルトは、ボルト径が穴径よりわずかに小さく、取付け精度は良いが、横方向にせん断力を受けるため、構造部材の継手に用いることはできない。

リーマボルトは、ボルト径が穴径よりわずかに小さいのではなく大きいです。

精度が高いので、継手などに用いられる事が多いです。

選択肢4. はすば歯車は、歯が軸につる巻状に斜めに切られており、動力の伝達にむらが少ないが、減速比は平歯車ほど大きくすることができない。

はすば歯車は、歯が軸につる巻状に斜めに切られており、動力の伝達にむらが少ないため、減速比を大きくする事ができます。

選択肢5. 歯車形軸継手は、外筒の内歯車と内筒の外歯車がかみ合う構造で、外歯車にはクラウニングが施してあるため、二つの軸のずれや傾きがあると円滑に動力を伝えることができない。

歯車形軸継手は、外筒の内歯車と内筒の外歯車がかみ合う構造で、外歯車にはクラウニングが施してあるため、軸のずれや傾きがあると円滑に動力を伝えることができます。

まとめ

歯車や継手は点検時も良く見る部分なので、忘れないようにしましょう。

参考になった数3

03

クレーンは、歯車や軸受、ボルトなど、数え切れないほどの部品が組み合わさって動いています。

それぞれの部品が「どんな形をしていて、どんな役割を持っているか」は必須の知識です。

 

この問題を解く鍵は、各機械要素の「主な特徴(メリット)」と「用途」を正しく理解しているかです。

 ・ウォームギヤ:一気に減速できる。逆転しない。

 ・スラスト軸受:軸方向(スラスト)の力を受ける。

 ・リーマボルト:穴にピタリとはまる。横からの力に強い。

 ・はすば歯車:斜めの歯。静かで滑らか。

 ・歯車形軸継手:多少のズレがあっても大丈夫。

 

この特徴と照らし合わせながら、選択肢を見ていきましょう。

選択肢1. ウォームギヤは、ウォームとこれにかみ合うウォームホイールを組み合わせたもので、一対の歯車で15~50程度の減速比が得られる。

〇 正しい記述です。

 

ウォームギヤは、ねじ(ウォーム)と歯車(ウォームホイール)を組み合わせたものです。

ねじを1回転させても、歯車は歯1つ分しか進まないため、非常に大きな減速比(1/15 ~ 1/50程度)を、たった一対のセットで得ることができます。

また、コンパクトで大きな力を出せるため、クレーンの巻上機などによく使われます。

選択肢2. スラスト軸受は、軸の直角方向の荷重を支える軸受である。

× 誤った記述です。

 

軸受(ベアリング)には、支える力の方向によって2種類あります。

 ・ラジアル軸受:軸の直角方向(横からの力)を支える。

 ・スラスト軸受:軸の方向(縦からの力、突き抜ける力)を支える。

 

記述にある「軸の直角方向の荷重」を支えるのは、ラジアル軸受です。

選択肢3. リーマボルトは、ボルト径が穴径よりわずかに小さく、取付け精度は良いが、横方向にせん断力を受けるため、構造部材の継手に用いることはできない。

× 誤った記述です。

 

リーマボルトは、ボルトの軸部を高い精度で仕上げ、穴との隙間がほとんどない(ぴったりハマる)ようにしたボルトです。

隙間がないため、横方向からの力(せん断力)が加わってもガタつかず、しっかりと耐えることができます。

そのため、「構造部材の継手に用いることはできない」どころか、むしろ「位置決めや横からの力がかかる重要な継手」に積極的に用いられます

選択肢4. はすば歯車は、歯が軸につる巻状に斜めに切られており、動力の伝達にむらが少ないが、減速比は平歯車ほど大きくすることができない。

× 誤った記述です。

 

はすば歯車(ヘリカルギヤ)は、歯を斜めにカットした歯車です。

静かで滑らかに動力を伝える(ムラが少ない)という点は正しいですが、「減速比は平歯車ほど大きくすることができない」という部分は間違いです。

減速比は歯車の大きさ(歯数)で決まるため、平歯車と同じように減速比を設定できます

選択肢5. 歯車形軸継手は、外筒の内歯車と内筒の外歯車がかみ合う構造で、外歯車にはクラウニングが施してあるため、二つの軸のずれや傾きがあると円滑に動力を伝えることができない。

× 誤った記述です。

 

歯車形軸継手(ギヤカップリング)は、内歯車と外歯車を噛み合わせた構造です。

外歯車の歯先には丸みを持たせる加工(クラウニング)が施されています。

この丸みがあるおかげで、二つの軸に多少の芯ズレや傾きがあっても、それを吸収して「円滑に動力を伝えることができる」のが最大の特徴です。

まとめ

【重要ポイントのおさらい】

ウォームギヤ:ねじと歯車。大きな減速比(1/15~1/50)が得られる。

スラスト軸受軸方向の力を支える。(直角方向はラジアル)

リーマボルト:穴にピタリ。横力に強い。

はすば歯車:静かで滑らか。減速比は平歯車と同じ。

歯車形軸継手:丸み(クラウニング)があるので、多少のズレも大丈夫。

 

「ウォームギヤは、一気にスピードを落としてパワーを出せる便利な歯車」。

このイメージを持っておけば、減速比の数字も納得できるはずです。

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