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アライメント調整をするときに、いつも困ることがあります。
それは、トーの角度と長さの換算です。

例えばトーゲージ測定したときにイン６０分と計測されたとします。
これって、長さで言うと何ｍｍ相当？？ということになり関数電卓で計算したくなるのですが、いかんせん現場に関数電卓を持ってきていないのでサクっと計算できません。

昨今はスマートフォンというどの辺がスマートなのかよくわからない使えそうで使えない電話もどきが世の中に出回っているのですが、関数電卓に比べるといまいち使いにくいです。

そこで、現場でサクっと計算できるように今回まとめることにしました。

計算式
１、角度から長さへ換算
　トーはL（ｍｍ）、角度はθ（分）、タイヤ直径はD（ｍｍ）　

　L＝D×ｓｉｎ（θ／６０）　（ｍｍ）　　　　　　　※L＝D×ｔａｎ（θ／６０）でもほぼ同じです。

　これでは関数電卓でないと計算できません。
　しかし、角度が小さいときは円周の長さと半径×ｓｉｎの値がほぼ同じなので、分をｒａｄ換算して
　以下の計算式で計算します。

　L＝D×２×π／３６０×θ／６０
　　＝D×θ／３４３８　（ｍｍ）
　
　これなら手計算でも普通電卓でも計算できます。

　ここで、２５５／４０Ｒ１７の６３５ｍｍ、　θ＝３０（分）のときを計算してみましょう。
　
　Ｌ＝６３５×３０／３４３８
　　＝５．５（ｍｍ）

２、長さから角度へ換算

　θ＝L×３４３８／D　（分）

計算しなくてもこちらの計算済み表を見れば一発解決です。

分からｍｍへの換算


ｍｍから分への換算


とりあえず、３０分≒５～５．７ｍｍと覚えておくと便利です。

⊿1：半径と直径間違えてました！　一覧表は間違いありませんが、計算式をR→Dに変更しています。
間違えないように図も追加しました。

昨日、ブログを書いた後、いろいろ考えました。
そして、自分の書いたことを思い出しました。

「普通の設計者なら、世の中のスプリングシートが自由に傾かないことを知っているので、傾かないスプリングシートを使ったときにスプリング端面荷重分布が均一になるようにして、その状態で狙ったバネレートになるような設計をするはずです。」

端面を研削しているスプリングは普通につくると端面の荷重分布が均一にならないということをバネメーカの設計者なら知っていると考えられます。
ということは、きっと端面荷重分布が均一になるような工夫をしているに違いないとも考えられます。

さらに、以前TEIN製の直巻スプリングの端面平行度を確認したときに、現物は１～２ｍｍくらい端面が傾いていたということも思い出しました。

まずは写真をごらんください

線間密着側を内向きにしたとき


線間密着側を外向きにしたとき


こんな感じに傾いています。
以前見たときは、つくりの都合上、こんな風になっているのかなぁ？とか漫然と思っていたものの、恐らくバネを真直ぐに立てたときに線間密着側がシートから浮くように削っているのだろうと思います。

絵的に説明するとこうです。


端面が傾いたスプリングに荷重をかけると


ある程度荷重がかかったところで、端面の荷重分布が均一になります。

実際のところは、こういう狙いがあるのかどうかはわかりませんが、バネメーカが端面が傾くことの影響を知らずにバネの設計をしているとも思えないので、狙ってこういう仕様なのだと思いました。
なので、スプリングの曲げの力はあまり気にしなくていいんじゃないかなぁ～ってのが僕の考えです。

来年のオートサロンでバネメーカの開発の人に聞いてみたいと思います。

先日、パーチェの効果を調べていたら、新しい動画が追加されていました。

この動画は非常に興味深いです。
いろいろ文句書きましたが、こういう動画をアップしてくれることについては素直に感謝です。

この動画を見て多くの人が
”ＳＡＣＨＳのアッパーシートが変形しておる！！”
とビックリしたのではないでしょうか？
僕はビックリしました。

よ～く見てみると、変形しているのは、バネの巻き終わりの線間密着している部分です。
また、パーチェをつけた際に傾きの上側になっているところも線間密着側になっています。

アッパーシートが片側だけ変形していたり、パーチェが傾くということは、スプリング端面の面圧が均等ではないということを意味しています。（面圧が均等になるまでパーチェは傾く）
そして、面圧が均等でないと、スプリングやダンパに曲げの力が発生します。

ところで、以前僕ののブログで”スプリング伸縮時の曲げの力”ってのを書きました。
このブログでは、こう書いています。

「スプリングの伸縮時に曲げの力発生するためには、スプリング端面の平行度が悪いか、もしくはアッパーシートとアッパマウントが一体になっているタイプの車高調のようにアッパシートが傾いている必要がある」

大変申し訳ありません。
パーチェの動画を見てわかるように、これは大うそでした。

前回の動画では気が付かなかったのですが、どう見ても、端面平行度が悪いようにも見えないし、スプリングそのものにも問題があるようにも見えないないのに、パーチェが傾いているということは、直巻きスプリングを普通に縮めると、端面荷重分布が不均一になるとしか考えられません。

気が付いたのに放置していると、ただのうそつきになってしまうので、原因を考えてみました。
僕が想定していたスプリングは、巻き始めから終わりまでの線径が一定のものでした。
しかし、実際の直巻スプリングにそんなものはほとんどなく、実際は端面が研磨されているので、上下端は径が細くなったのと同様の状態になっていて細い側が変形しやすい状態になっています。

絵的に説明するとこんな感じ


本当は断面変化に伴う面圧の偏りを計算したかったのですが、残念ながら知識不足で計算できませんでした。
しかし、端面研削をしているスプリングには、必ず曲げの力を発生していることがわかりました。

やっぱり、現物確認、実測が大事ですね！
今後は気をつけます。

今日は、減衰力調整式の計算をしてみたくなったので計算しました。
とは言うものの、エクセルシートをコピペして数値を入れ替えただけです。

普通の調整式ダンパはオリフィスのニードルバルブの開弁量を調整するらしいのですが、今回はオリフィス径違いで計算しました。

青：φ１．５　←　減衰力　強
赤：φ２．２　←　減衰力　中
緑：φ２．８　←　減衰力　弱



これを見ると、低速部（＝バルブ前後圧力差が小さいとき）の減衰力を決めるオリフィス部の流量を変えると、バルブ前後圧力差が大きいときの流量も変わってしまうので、結果として高速側の減衰力も変化するということがわかります。

ただ、変化率を見ると、低速部（たとえば０．０５ｍ／ｓｅｃ）では弱と強で４倍以上の減衰力変化があるのに対し、高速部（たとえば０．３ｍ／ｓｅｃ）では１．３倍しか変化がないので、変化率は低速部の方が大きく変化します。

実際のダンパ特性はちょっと違う気もしますが、減衰力調整式ダンパの減衰力特性グラフを見るときは、こういう観点で見るとわかりやすいと思います。

昨日の夜は、もう春まで外に出られないのではないか？と心配になりましたが、意外に朝起きたら快晴で、道路の雪もなくなってました。

とは言うものの、風が冷たいので家でみんカラです。

今日は昨日の続きで、バルブを追加した計算をしました。
例のごとく、いろいろ簡略化しているので、大枠をとらえる程度に見てください。
そもそも実測結果を持っていないので、合ってるのか合っていないのかすらわかりません。





今回の計算例はピストン径φ４６、オリフィス径φ１．５、バルブ穴径φ２．４×４個
バルブ開弁時圧力差は３００ｋＰａ、バルブ全開時圧力差は１５００ｋＰａです。

青：ピストン速度、ピンク：バルブ開口面積

今回の設定では、減衰力が約５００Ｎのときにバルブが開き始めて、約２５００Ｎで全開になります。

横軸と縦軸入れ換えると見慣れた減衰力のグラフになります。


今回の計算例では、バルブの開口面積がバルブ前後の圧力差に比例するとして計算しましたが、バルブディスクの重ね方や穴形状で、特性をいろいろ変えることが可能なので、実際のダンパでは様々な工夫がなされていると思います。

僕のインチキくさい計算よりももっと信頼のおけるネタがありましたので、こちらを参照ください。
チームルマンのフェイスブックです。
参考書並みの充実内容です。