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トヨタが「バンパー等プラスチック部品にアルミテープを貼るだけで走行性能がアップ」という発表をし、さらに国際特許まで取っているというニュースが流れています。
http://response.jp/article/2016/09/14/281774.html
http://kunisawa.net/car/car_latest-information/トヨタの怪しいアルミテープの件その2/

これによると、車体に発生した静電気が、空気の流れを阻害（剥がれるのを止める）するため、静電気を消す「自己放電式除電器」を取り付けるのが、効果があるとのこと。

自己放電式除電器は次のような形をしたものが多いのですが、

帯電した物体の近くに、アースに繋がったとがった金属棒を置くと、金属棒の先端から黄色い線で示した放電が起き、静電気を中和する。　という作用があります。

今回のトヨタの方式は、これのアースと帯電した物体の関係を逆にして、次のように放電を起させて静電気を中和するものと思われます。

だとすると、アルミテープは、地面に近い側をとがった形状にするのが効果的でしょう。

オランダで、思い切った法案が可決しそうです。

2025年までに電気自動車以外の販売を禁じる世界初の法案がオランダで提出・可決の見込み
http://gigazine.net/news/20160424-netherlands-ban-non-electric-vehicles-2025/

ヨーロッパにはエコ意識の高い国が多いのですが、しかし、これは何ともすごい決断。

日本でも、すべての自動車をEVにすれば、火力発電所の稼働増加を考慮しても、CO2を１０％ぐらい削減できるはずなので、みならってほしい。

運輸部門における二酸化炭素排出量
http://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/environment/sosei_environment_tk_000007.html
↑この17%が1/2～1/3になる

最近リーフの走行の関係で、いくつか数式を考えてみたので、発表します。
純粋に数式上の処理で、実験での裏付けはありませんが、最初の３つは単純な理論で、想定はほとんどないので、かなり一致するはずです。

●．標高差と電費の関係
山の上から下る場合、逆に山に登る場合で、平坦地とどれだけ電費が違ってくるかの予想に使えます。

位置エネルギー E1[J] = m*g*h [N m]
電気エネルギー E2[J] = P [W sec] = 3600P [W h] = 3600000P[kWh]
m(質量) = 1.7[ton] = 1700[kg]　(2,3人乗った状態を想定）
g(重力加速度) = 9.8[m/s]
これより E1 = E2 として式を変形します。
h[m] = 3600000P/(9.8*1700)[kWh] = 216 P[kWh]

よって、1kWhが216mの高低差に相当します。
平坦地で8 km/kWh で走る人なら、 ２１６ｍ登るのは、8km余分に走るのに相当します。
ざっと高低差は水平距離の40倍負担になるわけです。

●．加速度と電費の関係
ご存じのとおり加速すると瞬間電費が下がりますが、その量を予測します。

加速による仕事 E1[J] = F*L [N m] = m*v/t*L[kg m/s/s m] = 1700/3.6 v/t*L [kh/h/s m]
電気エネルギー E2[J] = L/D [m W s/m] = 3600 L/D[m kWh/km]
m(質量) = 1.7[ton] = 1700[kg]　(2,3人乗った状態を想定）
v/t(加速度　ｔ秒の間にvだけ速度を増す)
D(電費)
L(走行距離　式を変形すると消えます)
これより E1 = E2 として式を変形します。
1700/3.6 v/t [km/h/s] = 3600/D[kWh/km]
0.131 v/t [km/h/s] = 1/D [kWh/km]

1秒間に1km/hの割合で加速すると、0.131だけ電費の逆数(1/D)が増えます。
電費の逆数というのは、見慣れない表現ですが、こうしないと単純な加減算(増えます・減ります)になりません。
普通の電費になおした表が次です。


●．加速度と走行抵抗と電費の関係
前とほとんど同じ意味です。　電費には、タイヤ転がり抵抗、空気抵抗、その他の機械抵抗、モーター効率、充放電ロス、などが影響しますが、それら全部をひっくるめて走行抵抗として算定してみます。

加速による仕事 E1[J] = F*L [N m] 
電気エネルギー E2[J] = 3600 L/D[m kWh/km]
これより力(=走行抵抗)を求めると、
F[N] = 3600/D [kWh/km]


●．空気抵抗と電費の関係
空気抵抗の式を次と仮定して、
空気抵抗 = 0.5*ｃｄ*ρ*v^2*S 

cd(抵抗係数) = 0.29
ρ(空気密度) = 1.205 [kg/m2]　20℃
S(前面投影面積) = 2.5 [m2] 

低速での電費を10km/kWhとして、空気抵抗による電費の変化を計算すると次表になります。

実際の走行では、急加速しないように注意して走ると、平均90km/hぐらいの走行で8km/kWh以上の電費が出ますから、この表はあてにならないことがわかります。空気抵抗の式がもっと速い速度を対象としているのではないかと想像しています。

●．おまけ・加速度と消費電力の関係
それじゃぁ、０→60km/hとかに加速するとき、速く短く加速するのと、ゆっくり長く加速するのでは、どれだけ使う電力が違うのか、という話です。

加速による仕事 E1[J] = F*L [N m] = m*v/t*L[kg m/s/s m]
　　= m*v/t*1/2 v/t*t^2 = 1/2 m*v^2 =1700/3.6^2*v^2 [kg(km/h)^2]
電気エネルギー E2[J] = P [W sec] = 3600P [W h] = 3600000P[kWh]
これより
P[kWh] = 3.64*10^(-5) v^2 [(km/h)^2]

tは消えてしまいました。速く加速しても、ゆっくり加速しても、最終の速度が同じなら、加速による消費電力は変わらないという結果です。
考えてみれば、最終的に運動エネルギー　1/2m+v^2 になるのですから、当然です。
走り方による電費の違いは、モーター、バッテリー、タイヤ、回生ブレーキなどの特性からくるもので、この程度の単純な物理ではわからない、ということです。

なんだか、三菱のQC有料で盛り上がってますが、
高速道路の料金が割引になる、「次世代自動車振興センター」の「高速道路利用実態調査事業」でも、気になる記述を2か所発見。

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２．事業概要／支給時期　の最後に
　　※本調査事業の参加者から１台あたり一定額を徴収する
支給でなくて徴収！？

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よくあるご質問（PDF）はこちら をクリック
　　３３｜調査協力費 ｜一料金区間の考え方を教えてください。

一料金区間とはETCで請求される料金所から料金所までの一区間のことを指します。よって、高速
道路から必ずしも降りなくても一料金区間が分かれることがあります。また、このようなケースでは
一か所の料金所で二料金区間が別々に請求されることもあります。

　　３４｜調査協力費｜ 具体的な一料金区間はどこの道路ですか？

個別の一料金区間を開示する予定はありません。 

高速道路を途中で一時降りるのはもちろん、ひと続きの道路でも名前が違うところは、それぞれ1000円の計算かもしれない？
３１，３２番も気になるところです。ぜひご一読を。

気が付いたら、今月はまだ1件も投稿していませんでした。
みなさんのデッドニング体験を読んで私もやりたいのですが、なにしろ今は仕事が忙しくて、当分できそうにありません。とりあえず、おしゃべりだけで我慢することにします。

１．スピーカーにはバッフル板が必要
裸のままのスピーカーを鳴らしても、小さくて薄っぺらな音しか出ません。これは図1のように、スピーカーの前面と背面では正負が逆の音が出ていて、これが混じり合うと低音を打ち消してしまうからです。
そこで図2のようにバッフル版を取り付けたり箱で囲ったりして、打消しが起きにくくなるようにします。

音の打消しは、前面の音と背面の音の到達距離の差が、およそ波長の1/6以上であれば起きないと考えてよいので、下の表を参考に必要なバッフル板の大きさを考えてください。

デッドニングというと、まずドアの穴をふさぐ加工を行いますが、これは実はバッフル板の強化を行っていることになります。

２．バッフル板の形状も重要
バッフル板は前後の音を仕切ればよいので、図3のような形状でもよいのかというと、そうではありません。バッフル板のもう一つの働きに、音響負荷の増大があります。バッフル板が無い状態や図3の状態は音響負荷が小さい状態です。これはスピーカーのコーン紙が空振りして、動いているのに有効に空気を押していない状態です。
バッフル板を付けると音響負荷が増え、効率よく空気を押すことができ、コーン紙があまり振動しないのに大きな音が出るようになります。
図4のようなホーン形状にすると、さらに音響負荷を増やすことができます。ただし、ホーンにはカットオフ周波数と言って、それより低い音には音響負荷がかからない周波数が存在します。カットオフ周波数は、ホーンの開口の１周の長さが1波長である音です。よく見るホーン型ツイーターは数kHzのカットオフ周波数です。昔の蓄音器のラッパの大きさで500Hzぐらいのカットオフ周波数になります。ホーンを付けると音質と効率の改善がすばらしいのですが、低音まで使えるホーンとなると大変な大きさになって実用的ではありません。
さて、では、さらに図5のような形状にすると・・・これは前の管の部分が共鳴管として働き、特定の音(波長の1/4が管の長さである音)が強調されてしまうので、スピーカーとしては好ましくありません。


３．ようやくデッドニングの話
これまでの話は、スピーカーのコーン紙から出た音が弱められたり強調されたりする話なので、大きさはともかく、出てくる音はきれいな、歪の無い音です。
これとは別に、スピーカーからは必要のない歪んだ音も出てきます。それが図6に示した、スピーカーのフレームやコーン紙のエッジから、バッフル板に伝わってくる音や、背面の音の圧力でバッフル板が押されて振動する音です。
前にも書いたように、これは歪んだ音なので問答無用で殺します。これがデッドニングです。普通のオーディオではバッフル板は厚い木の板なので、あまり振動は伝わらず、デッドニングは超マニアのこだわりに限られていますが、カーオーディオではバッフル板が鉄板やプラスチック板(内装板)なので、デッドニングが重要なのでしょう。
不要な振動を止めるには、図7のように、重りとなる鉄板などをブチルゴムで固定します。ブチルゴムは変形時に大きくエネルギーを吸収するので、重りとの板ばさみ状態になると、板が振動しても重りはあまり振動せず、プチルゴムが変形して振動のエネルギーを吸収します。
ときどき、「重りをつけることで共振周波数を下げて振動を止める」という説明を見かけますが、共振周波数は1/√(質量)に比例するので、仮に4倍に質量を増やしても共振周波数は1オクターブ(1/2)下がるだけです。鉄板のバッフル板をたたくとカーンと音がしますが、これが共振周波数ですから、１オクターブ下がっても振動を止めるまではなりません。


４．吸音材の働き
カーオーディオでは水を吸いやすいので、あまり使われない吸音材ですが、これには２つの働きがあります。
1.吸音材の繊維の間を音が通るとき、摩擦でエネルギーを失い、背面に出る音を小さくする。
2.吸音材の繊維の間は迷路のようになっていて、音の通り道を長くするので、スピーカーボックスを大きくしたのと同じ効果がある。
１つめはとくに説明の必要はないと思います。２番目は背面が開放されたバッフル板では関係のない事ですが、閉じた箱の場合、箱が小さいと中の空気がばねの働きをしてスピーカーのコーン紙の動きを止めようとします。箱はできる限り大きいほうが良いのですが、吸音材をいれることで、この効果を出すことができます。
（オーディオ用スピーカーの中には、初めから空気ばねを計算に入れて設計されているものがあります。このようなものは、所定の容量の箱に入れないと性能が発揮されません)