Ryo L.W.S.enthusiastのブログ一覧

本日は朝寝して、子供を連れて散歩へ。
散歩は、まあ途中で勿論(9/30には店を畳む)ダイハツによって赤いコペンを眺めて。

帰宅後、本日は近場のインドカレー屋でカレー弁当を購入。
何とも豪快なご飯の量の割に、600円と格安なので大好きなお弁当。

で、午後は銀座まで歩いて出掛けました。
途中汐留に立ち寄った訳なんですけどね、ここ、ポルシェの代理店があるのでわざわざ避けた上で地下の広場で遊ばせようと思ったのです。

が。

運の悪いことに、というかこんなタイミングでVOLVOの展示ブースがあるじゃないですか。

もー、その喜びっぷりったらありません。
で。


お願いだから



こんなうちに縁のないクルマに乗り込んで遊ばないで！

そのうえ、「Eメールを登録してもらって、アンケートいただければ今ミニカーをおわたししていますよ？」とのお言葉を丁重にお断りしたというのに……



ほんとごめんなさい。
でも縁のないクルマのディーラーに登録するだけでも悪いので（ホントはこういう場合は登録ぐらいしておくのも礼儀ではあるんですけど、さすがに……）。

最後、妻がおおよろこびしていた



ウェイパートラック。
多分、宣伝かねた社用車だと思われます。

第３回目はクルマのカタチにするお話です。
シャシーはガラスもありますが、大半は金属です。
アルミだと同じ重さでも分厚くでき、剛性そのものの確保は容易ですが、色々欠点がある上材料費が高価な金属です。
だので良く選ばれるのがハイテン、高張力鋼です。

加工や設計には立ち入らないとして、普通は四角いボディの四隅にサスとアームがあって、その外側にボディが被る感じですかね。
で、すなわちクルマになるわけです。
箱はキャビン、ボディは屋根とフェンダーに当たるとしておきます。

さて。

そんなクルマを想像した際にまず加速減速を考えましょう。
停止状態に差はありません。
発進時、FFであれば前輪に駆動力がかかります。
結果前輪は変形を繰り返し、前にクルマを引っ張ろうとします。
この際、前輪が結合された部分に前進のトルクがかかり全体を引っ張ろうとして、ホイールからハブ、ハブからアーム、アームからフロントのストラットへ。
エンジンルームとアームの剛性から、キャビンの前面を引っ張ろうとしますので、箱の剛性としてはあまり影響なく(あるとすれば上下方向にタイヤを支える為の剛性は高い方が、より摩擦は安定します)、クルマは前進をしようとします。
箱を横から眺めると、慣性の法則に則りボディは引っ張られて進み始めますが、その場にとどまろうとする力が残ります。
従って重心が後ろにずれ、結果的に車体を支えるリアのスプリングに力を加え、リアが沈みこみます。もしくは、スプリングの力が十分なら地面を押しつける力が増大します
相対的にはバランスが悪くなって、FFが加速に向かないと言うことになるのです。

FRではリアから押し出す格好だけに、高馬力のレーシングカーでは好まれるのは言うまでもないのです。

重心の話に戻りましょう。
重心は、フロントエンジンの場合前に。リアエンジンはミッドからリアにかけて重心があります。
これに伴って各軸重が幾何学的に計算できますが、どんなクルマでも必ず重心は動くのです。
加速や減速により重心が前後に振り回され、各タイヤにかかる荷重が変化し、タイヤの変形と共に摩擦力が変化してグリップが変わります。
クルマを剛体で考えると、この重心を移動させるイメージが判りにくいのです。
加速しているなら減速方向に力が加わっていると仮定してるような感じで、当然減速に挙動変化する際には一度ニュートラルを介して逆向きの(つまり加速方向に)力に変化します。
ニュートラルで止めると言うことは、つまり巡航に切り替えると言うことですが、巡航時は停止時とクルマの状態は同等です。
タイヤにかかる摩擦、ギアやトルコンなどの抵抗と空気抵抗による減速と拮抗した状態です。

今回はシャシーを想像しました。
硬い塊ではなく、伸び縮みする事をイメージして下さい。実際に伸び縮みはほとんどしないのですが、加わる力は全く同じです。
そして重心を振り回してタイヤにかかる荷重を変える事で、トラクションを最適にコントロールしていく事が、クルマをより精確に操作する事につながります。

次回は旋回させてみる事にしましょう。

という訳で第２回目。
前回は基本的な考え方を示しました。
今回は各検証部分について考えてみます。
そこでタイトルのタイヤです。
タイヤは重要です。挙動を理解する上で一番最初に説明をしなければならない部位だからであり、クルマの荷重をたったハガキ数枚で支えるのですからね。


タイヤ、ホイール、ハブは回転するように車体に固定されています。
回転方向である前後を縦、垂直な回転軸方向を横と呼ぶ事にし、重力の方向は上下で話をする事にします。
ここでタイヤという素材について引き続き確認します。
タイヤも前回同様連続体でバネのように良く変形し熱を発生します。
ただし構造の破壊に至るのは難しい事がポイントです。
熱を加えると、ゴムは化学反応等により性能を低下させ、経年劣化の激しい素材ですがその代わり柔らかくグリップを発生させます。
内部には構造を支えるカーカスと呼ばれる針金が入っていて、形状はこちらがメインで形作っています。

縦方向は回転するため、比較的タイヤの変形を伴わない動きをするので判りやすいと思います。
前進、後退共にタイヤは荷重で潰れる事と復帰する事を文字通りサイクルしますので理想的にはタイヤのトレッド面の摩擦だけを考えるのが普通ですので、タイヤの変形を念頭に入れない事が多いのでは？

横方向は回転できないため、通常外力を受ける事で変形に至ります。
この場合はタイヤのサイドウォール、ホイールの横剛性を受けて上下方向への力の動きを発生します。
ここで言う外力は、実は車体の慣性重量か、地面との摩擦になります。

つまり旋回を考えるには車体の存在が不可欠です。

車体との接続は、ハブと動きを抑制するアームによるもので、アッパーアームを省略するとマクファーソンストラット型式のダンパーで固定します。

で、というとこでおしまいです。
まずはタイヤの挙動を理解する事からです。

振動系力学実践ってのはつまりクルマを乗りこなすってことです。


さてクルマを考えるに当たって、基本的に覚えておかなければならない事が一つあります。

それが『連続体』と言うものです。

理論的に話が展開する際必ずベースを決めてくのが物理学ではお約束。
アメリカンジョークでは『黒板に○を書いて先生はこう言った。『この○を牛とする』』

そう言う訳で大体の物理現象を説明するためには良く『質点』と呼ばれる、体積のない質量だけの物体に置き換える事があります。
物体の慣性の法則などを理解するにはこれでいいのですが、現実はそうではありません。てか重さだけある点なんてあり得ません。


さて、そこで次に見かけるのが『剛体』です。
こちらはまだましで、重心と体積を持つ変形しない塊です。
残念ながらこちらもこの世には存在しません。
が、判りやすいため必ずこう言った説明で良く使われ、勘違いを引き起こすのです。

では現実の物体はどんなものか？

現実の物体は2種類あり、実際には1種類とも言えます。
すなわち流体と連続体です。
流体は判りますよね、液体の動きを理論的に説明する為に作ったモデルです。
では連続体は？ピンと来た人は気づいてるでしょう、固体の動きを理論的に説明する為に作ったモデルです。
実体は無数の質点の集まりのような姿であり、質点と質点は影響し合う事で伸び縮みや曲げを考慮したものになります。
流体と連続体では故に良く似たものなのですけれど、大きな差が『質点と質点の動きを規制し、バラバラにならない』点だと言えます。

結果として極端に計算量が多くなるためシミュレーションでもまず見かけません。流体力学も、ようやくそれなりに計算機で計算できるレベルですからね。
さて、何故連続体なのか、だけは説明しなければなりません。

竹刀を想像してください。
これがもし剛体だったら、振り回してもしなりません。ホントの刀に近くなるかも知れませんね。
連続体で、質点同士がある程度にしか動かないように決まっていたとすると、振り下ろした際に先端がやや遅れ、止めても先端は止まりきらずやや前進します。
従って手元からやや弓なりにしなり、元に戻ろうとして反対側にしなり……という動きをするでしょう。

これが振動です。振り子の動きとかバネが正しくそのものです。

現実はおおよそこう言った動きになる筈、だから剛体や質点では説明できず、一番近い連続体を想像しなければいけないのです。

コイルバネでは想像しにくいのですが、実際にこういう振動した場合、空気抵抗よりも振動する物体の影響で振動が収まるようになっています。
板バネを散々ペコペコすると熱を持つと思いますが、摩擦や様々な要因で振動するその物が発熱すると言う事は、そこにエネルギーをロスするような仕組みがあるのです。
従って、振動は物体の熱となり失われます。
そして塑性変型の範囲に入っていたならば構造が破壊され、戻らなくなります。
入っていなくても繰り返した入力は必ず熱から破壊へと至ります。
クルマがいかに頑丈でも、必ず破壊に至ります。
破壊される部位は難しくなく、単純に応力集中点か、固さの差が出る部分すなわち接合部(溶接部)となるでしょう。

この世にあるありとあらゆるものはこういう構造だと仮定できるようになれば、頭の中にクルマがアンダーを出しながら四苦八苦するとこを想像できるようになります。

大丈夫大丈夫、想像できなくてもPSとGT買ってくれば単純に教えてくれますから(爆)

良くできてますよ～。
てことでまとめると


・クルマは連続体で想像すべし
・あらゆる挙動は振動で理解すべし
・振動の収束には物体の熱を伴い、熱が出ると言うことは必ず構造に損傷があるという事を念頭に入れるべし


今回はここまで。
次回は何を説明しようかな。

なーんとなーく気づいた。

セカンドカー欲しい。
CR-Xは一応動態保存が基本で、現状でほぼ仕様も固まりつつある訳だし、バンパー削ったりもできないのですよ。
ヤフオクで前後セットで手に入るなら、上物をぜひゲットした上で加工・取り付けしたいんですけどね？

これがなかなかうまくは行かないのです。うん。
とりあえず手元にあればまたちょっと違うんですけど、ソレは別の話で。

まずちょこっと話がそれますが。
今借りてる駐車場は、所謂区画整理の計画が既に発表されている地区らしく、いつ立ち退きが来るのか判らないのです。とはいえ、今のところ３年向こうはあり得ない事も判っていますが。
微妙な年月ですね。
最悪の場合、うちのマンションの駐車場に移動する理由にはなるんですけどね、それはともかく。
CR-Xは既に完成していて、故障しそうな部分をレストアしつつサーキットにはいつでもいける仕様。
タイヤ・ホイールだって交換用が手元にある。
今履いてるホイールは昔から憧れてた５本スポークで、目移りするホイールもややマッチングに問題が。

いかんのですよ。
EG6の時は徹底的に弄ってしまったのですが、EF8は触る場所が、精確には触っても大丈夫な部分がかなり少ないこともあり。
ジレンマに陥っているようです。

まー、FITを手放してしばらくになるのもありますわね。あのクルマはこれからって時に手放した訳ですからね。
かといって手元に置くには２台は難しい。
なら、CR-Xを手放してメインを、となるのです。

CR-Xを越えるクルマは出てこない。いまのところ、恐らく一番肌に合ったクルマに違いない。
性格からして中古車かぎりぎり新車でないと買えない。
そして限定車は買わない。

と言うわけでどうせ2年は待たなきゃいけないのですけどね、ソレはともかくもう一つの理由が、色んな普通の方には既に舞い降りてるとは思うんですけど所謂そう言う意味で、おとなしいクルマでもかまわんと感じ始めてるのかも知れません。
割にはサーキットに行きたいとも思ってて。

迷走してるなぁ。ただ多分、どっかおもしろいところでばりばり目標もって走るのが自分の性に合うのかも知れません。
で、タイム見ながらあーじゃないこーじゃない言いながらクルマ弄ったり攻略考えたりしてるのが良いのかと。
タイヤもそろそろ日本に戻そうかな。そう言うところから満足していかないとだめかも。

クルマ弄りしたい、走れないのに高い金払って維持してる、色々なものが今おっかぶってるんでしょうね。