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先々週の水曜日から喉が痛くて熱も出たので１週間会社を休んだのですが、まだ喉が痛くて咳が止まらず困っております。

火曜日は耳鼻科に行って診てもらったのですが、お医者さんからは

「お前はすでに治っている！。」

と言われて帰ってきました。
確かに、全く声の出ない状態から普通に声は出るようになったのですが、いまだに咳が止まりません。
早く治って欲しいものです。


さて、そんな今日このごろではありますが、今日は鈴鹿サーキットの１～２コーナの走行ラインを考えたいと思います。

実測結果やシミュレーション結果ををたくさん見てわかってきのですが、仮に走行ラインが理論上最適でなくても、その走行ライン上をタイヤの摩擦円の縁で走れれば、十分速いタイムで走れるし、逆に走行ラインが理論上最適だったとしても、実際にそのライン上を摩擦円の縁で走ることができなければ、いまいちなタイムでしか走れません。

したがって、目指すべきところは理論上最適な走行ラインをタイヤの摩擦円の縁で走ることなのですが、もしタイヤの摩擦円の縁で走ることができないとするならば、タイヤの摩擦円の縁で走ることができるような走行ラインに少しずつ変えていくことが次善の策ということになろうかと思います。

ということを念頭において鈴鹿サーキットの１～２コーナについて考えてみましょう。
鈴鹿サーキット１～２コーナは、１コーナをコーナとして考えるべきなのか、日光サーキットの１～２コーナと同じように２コーナの入り口が曲がっているだけと考えるべきなのか、コース図を見ただけではわかりずらいです。

そこで、日光のときと同様に作図法で各コーナの最低速度を求めます。

まずは、コースの内外に接する最大の円を描きます。


次に推奨半径を計算で求め、作図します。


計算結果と図からそれぞれの最低速度と最低速度間の距離を求めます。
今回は最大横Ｇを１．３５G、最大減速Ｇ：０．９５ＧのＦＤ２シビックを例題として考えることにします。

１コーナ：１６２km/h　　（７００m地点）
２コーナ：１０１Km/h　　（８５０m地点）

コーナ間距離：１５０m

ここで、１コーナから２コーナの最低速度である１０１km/hへ減速するために必要な減速Ｇが０．９５Gよりも十分大きければ、日光と同様に１コーナはコーナとして考える必要がありません。

計算は省略しますが、１５０ｍで１コーナと２コーナの速度差６１km/hを減速するために必要な減速Ｇは０．４２Ｇです。

曲がりながら減速する必要があるので、０．９５Ｇは無理としても０．６Ｇくらいで減速できるような気がします。
実際に発生できる減速Ｇよりも必要な減速Ｇの方が小さいので、この計算からは別々のコーナとして考えた方がいいように思います。

しかし、これではよくわからないので、シミュレーションをしてみました。

赤：シミュレーション
青：ＦＤ２実測
水色：旋回半径

ラップタイム：１４３．３２秒

このシミュレーションは半径推奨の図でＲ１５３の円とＲ５９の円を黒太線でなめらかにつないだ走行ラインで計算しています。

実際にシミュレーションに使った走行ライン
赤：シミュレーション
青：ＦＤ２実測


作図法で考えたとおりに、１コーナと２コーナは別々のコーナとして曲がっているような走り方が最適という結果になりました。

この走行ラインでも走れなくはなさそうなのですが、最小旋回半径で走行する距離は極力短くした方がタイム的に速く、半径一定の区間が長いと走りづらいので、２コーナの最小旋回半径地点まで徐々に半径を小さくするような走行ラインに変えた方が良いと思われます。

しかし、１コーナとのつながりを考慮すると、今以上に外側から２コーナに進入することができません。
そこで、１コーナの半径をさらに小さくします。
どのくらい小さくすべきなのかという目安がないので、今回は、１コーナの最小旋回半径の円が２コーナの最小旋回半径の円と重なるような半径に設定しました。

作図するとこんな感じになります。


さらに走行ラインを描きます。


１コーナの最小旋回半径は１３１mまで小さくなりました。
速度も１５０km/hまで低下します。

この走行ラインでシミュレーションをした結果がこちらです。

ラップタイム：１４３．３４秒

速度変化は実測結果とかなり近くなりました。
ただ、２コーナの最低速度がシミュレーションの方が遅いので、さらに２コーナの半径を大きくしました。

２コーナ半径６２m


走行ライン


ラップタイム：１４３．２７

速度変化も走行ラインも実測と同じようになりました。
今回の検討では実測と合わせ込むことが目的ではなかったのですが、結果的には実測と同じような走行ラインにしたときが最も速く走れそうだということがわかりました。

しかし、どの走り方をしても０．１秒も差がないので、実際はタイヤの摩擦円の縁を使って確実に走れる走り方をするのがよいと思います。

最後におまけで、１コーナと２コーナをなめらかな曲線で繋いだ場合のシミュレーション結果です。
他の走り方よりも０．２秒近く速いのですが、この走行ラインは７６０m付近で若干コースをはみ出すところがあるので、残念ながら実際には走れないと思います。





ラップタイム：１４３．１０秒

ということで、走り方（走行ライン）に迷ったら、作図法であたりをつけて、シミュレーションをしてみると、具体的な走行ラインの目標ができるので大変オススメです。

補足
コーナ間で必用な減速Ｇを求める式です。
減速Ｇ：a（m/sec2）
最低速度：V0（m/s）
コーナ間速度差：⊿V（m/s）
減速区間：L（m）

a＝（⊿V^2＋2×⊿V×V0））／（2×L）

今回の場合
最低速度：V0＝28.06（m/s）（101km/h）
コーナ間速度差：⊿V＝16.94（m/s）（61km/h）
減速区間：L＝150（m）

必用な減速G
a＝（16.94^2＋2×16.94×28.06））／（2×150）
　＝4.13（m/s）
　＝0.42G

mistbahnさんのコメントに対する説明をしたいと思います。

確かにコメントにあるように、特性を評価するのに何がわかりやすいか？という観点からは、各回転数におけるトルクで表した方がわかりやすいかもしれません。

しかし、それはエンジンを開発する側の観点だったり、そのエンジンに組み合わせるクラッチやトランスミッションを開発する側の観点です。

”エンジントルクはどうでもいい”というのは、クルマを運転する側の観点から書いたものです。

例えば次のような二つのエンジンがあったとします。
どちらのエンジンも出力と回転数が比例するような特性を持っています。

Ａ：　200Nm／8000rpm
Ｂ：　100Nm／16000rpm

どちらもエンジン出力は228PSです。

どちらのエンジンを積んだクルマも出力が同じときは、同じ車速になるようなギア比になっていて、車輌重量も走行抵抗も同じだとします。
さらにＡとＢエンジンは回転数－トルク特性以外の項目（重量、音振動特性、燃費など）が全く同じだったとします。

運転手が感じることができるのはもはや車輌加速度しかないのですが、どちらも出力が同じなので、車輌加速度も同じです。
従って、どちらのエンジンを積んだクルマも全く同じクルマとしか感じることはできません。

さらにもう一つのエンジンＣがあります。
Ｃ：　200Nm／4000rpm

このエンジンの出力は114PSです。

このクルマの場合は、ＡとＢに比べると半分の出力しか出ていないので、車輌加速度も半分です。

ＡとＣはトルクは同じですが、車輌加速度に違いがあるため、運転手は違いを感じることができます。
ＡとＢはトルクは違いますが、車輌加速度が同じなため、運転手は違いを感じることができません。

つまり、運転手はトルクの違いはわからないのです。
しかし、出力が違えば車輌加速度が違うので違いがわかります。

エンジンやトランスミッションを開発する人は、都合上回転数とトルクの関係がわかっていた方がわかりやすいとも思いますが、クルマの運転をする人にとってはそんなことはどうでもいいのです。

ちなみにサーキットシミュレーショでは計算にトルクを使っていません。
それは、エンジン出力さえわかっていれば車輌加速度が計算できるからです。

ただ、エンジン出力はエンジン回転数によって変わり、エンジン回転数はギア比とタイヤ直径によって変化するため、下図のような各速度毎のエンジン出力を算出しておいて、そのときの速度に対するエンジン出力を選択して車輌加速度を計算しています。

僕としてはこういう出力特性表がもっともわかりやすいです。
青は最高出力が250PS、赤は最高出力が200PSでギア比とタイヤ直径はどちらも同じです。


僕らの場合は、クラッチを選ぶときくらいしかエンジントルクを気にしなければならないときはないので、トルクはどうでもいいと書いてみました。

さらに補足
こちらのブログでトルクが出てきますが、その理由は低回転のエンジン出力を計算するためであって、トルクそのものは全く見ていません。

クルマ関係のHPに”馬力とトルクの違い”みたいなお題の記述を多くみかけます。

その理由は、どちらもエンジン性能を表す重要な言葉でありながら、その違いを正しく理解できている人が少ないためだと思います。
実際、自分の周りの人と話をしていても馬力とトルクの違いを正しく理解できていない人が多いように思います。

そこで、今回は”馬力とトルクの違いを勉強しよう！”
という内容ではありません。

今回、僕が言いたいのは、なぜ馬力とトルクの違いを正しく理解できないのか？ということについてです。

その理由は、”自分で例題を解いていないから”です。

本やネットの記述を読んで理解したつもりになっている人が多いと思います。
でも自分で例題を解かずして理解することは難しく、また本当に理解できているかどうかは例題を解かないとわからないものです。

なので、例題を作ってみました。
この例題が解けたなら、馬力とトルクの違いを理解できていると言えるでしょう。

例題（回答は一番下見てください）
今、総重1350kg、オーバーオールギア比：9.726、タイヤ直径：0.610mのクルマが走行しているとする。

次の速度におけるクルマの加速度および、エンジン回転数とトルクを求めよ。
①　50km／h　　　このときのエンジン出力は111PS、走行抵抗は294Nとする。
②100km／h　　　このときのエンジン出力は250PS、走行抵抗は588Nとする。

とっても頭のいい人は、”理解→問題の解決”　というサイクルを一発で行えるのかもしれません。
でも僕のような凡人は、”理解したつもり→問題解けない→もう一度理解→少し問題解決→さらに理解→問題解決”という感じに繰り返しものごとを考えて理解を深めていかなければ本当に理解することはできないと思うのです。

この例題を解くとわかるように、車輌の加速度を算出する際、エンジン出力（馬力）は計算に使っていますが、エンジントルクは使いません。（トルクを使っても算出できますが使わなくても算出できます）

われわれがエンジン出力（馬力）やらトルクを気にする理由は、車輌の加速度の大きさを知りたいからです。

しかし、加速度を決めるのはトルクではなく、出力です。
出力さえわかっていれば、あとはそのときの車輌速度と走行抵抗から車輌加速度を算出することができます。

したがって、エンジンで大事なのは出力（馬力）の方であって、トルクなんてどうだっていいのです。

ということが自分で何度か計算するとよく理解できるので、自分で実際に例題を解いてみてください。

回答
①加速度：4.13m/sec2、エンジン回転数：4229rpm、トルク：184Nm
②加速度：4.46m/sec2、エンジン回転数：8458rpm、トルク：207Nm

加速度：ａ（m/sec2）、エンジン回転数：Ne（rpm）、トルク：T（Nm）、出力：L（PS）、走行抵抗：Fd（N）
駆動力：Fe（N）、タイヤ直径：D（m）、タイヤ回転数：Nt（rpm）、オーバーオールギア比：ρ=Ne/Nt
車輌速度：Vc（km/h）

車輌加速度　　　：a＝（Fe－Fd）/Mc　[m/sec2]　　　・・・①
駆動力　　　　　　：Fe＝L×735/（Vc/3.6）　[N]　　　　・・・②
タイヤ回転数　　：Nt＝Vc/0.06/（π×D）　[rpm]　　　・・・③
エンジン回転数　：Ne＝ρ×Nt　[rpm]　　　　　　　　　・・・④
エンジントルク　　：Te＝L×735/（Ne/60×2×π）　[Nm]　･・・⑤

ちなみに、そのクルマの最高速度は、①が０になるとき、つまり駆動力と走行抵抗が等しくなったときの速度です。

2012年の5月から作り始めたサーキットシミュレーションですが、少しずつ改善をしてバージョンアップをしてきたのですが、最近外にでかける元気がないので、家にこもって具合の悪いところをまとめて直しました。

直したところはたくさんあるのですが、今回もっとも力を入れたのは計算時間の短縮です。

僕のデスクトップで計算すると、ＣＰＵのパワーがあるので、鈴鹿サーキットのように計算回数の多いコースでも約３０秒で計算できるのですが、ノートパソコンで計算すると３分２０秒もかかってしまいました。

そもそも、このサーキットシミュレーションはサーキットで使うには現場向きではないのですが、１つの計算に３分もかかっていては全く使えません。
家で使う場合も１回の計算が１０秒以内で終わらないとややイラっとするので、大幅に時間短縮をしたくなりました。

僕はコンピュータのプログラムに関しては、ほとんど素人なので、いまいちわかっていないのですが、シミュレーションの計算途中を見ていると、計算と表示を交互に行うような場合に時間がかかっているように感じたので、計算を先に行ってからまとめて表示をすることにしました。

その結果、デスクトップでは３秒２、ノートパソコンでは２４秒にまで計算時間の短縮できました。
どちらも約９０％の時間短縮成功です！。

僕のブログを見て、エクセルでサーキットシミュレーションをしている人がどれだけいるのかわかりませんが、以前ブログに載せたプログラムと最新のものは変更点がたくさんあるので、改めて掲載することにしました。

今回のものは、従来に対し以下の点が異なります。
１、ダウンフォースによる横Ｇの反映
２、コースの高低差による加速度の反映
３、計算時間短縮

あとは、路面のバンク角くらいかな？

'23.09.23：Excel 2021で計算したらやたらと時間がかかったので、合計時間の表示方法変更しました。

'24.02.08：気が付いたらまた計算が遅くなっていたので原因を探ったところ、計算結果を使って、表の中に追加した計算をするときに自動計算が働いて遅くなっていました。
自動計算をオフにしたところ、元に戻ったので、VBAの中に結果を表に表示するときだけ自動計算をオフにするプログラムを追加しました。

計算シート


計算結果
高低差を反映した結果、従来よりも実測に合うようになりました。
走行距離の違いはGPS座標から距離を算出する式を正しくした結果です。


マクロ
※行と列は計算シートに合わせてください。

Sub CircuitSim()

Dim P As Integer '計算区間数

Dim S As Integer '計算先頭行

Dim Q As Integer '計算行

Dim D As Integer 'コース分割数

Dim k As Integer '減速計算の繰り返し

Dim i As Integer '加速計算の繰り返し

Dim j As Integer '積算時間計算表示の繰り返し

Dim R As Single '曲率半径（m）

Dim H0 As Single '初期標高(m）

Dim H1 As Single '次区間標高(m）

Dim axmax As Single 'タイヤ摩擦円横Ｇ最大値

Dim aydmax As Single 'タイヤ摩擦円減速Ｇ最大値

Dim ayamax As Single 'タイヤ摩擦円加速Ｇ最大値

Dim axmaxv As Single 'ダウンフォース込みタイヤ摩擦円横Ｇ最大値

Dim aydmaxv As Single 'ダウンフォース込みタイヤ摩擦円減速Ｇ最大値

Dim ayamaxv As Single 'ダウンフォース込みタイヤ摩擦円加速Ｇ最大値

Dim ayemax As Single 'エンジン加速G最大

Dim kxg As Single '横Ｇ抵抗係数

Dim kzg As Single 'タイヤ摩擦円増加係数

Dim dX As Single '区間距離（ｍ）

Dim dT As Single '区間時間（sec）

Dim V0 As Double '初期速度（m/sec）

Dim V1 As Double '次区間速度（m/sec）

Dim VM As Single '区間中間速度（m/sec）

Dim dV As Single '速度変化量（m/sec）

Dim UT As Single 'タイヤ使用率

Dim rV As Single '速度刻み幅（m/sec）

Dim ax As Single '横加速度（G）

Dim ay As Single '前後加速度（G）

Dim dVmax As Single '計算時最大速度

Dim time As Single '積算時間(sec)

axmax = Cells(2, 2) * 9.806 '単位換算

aydmax = Cells(3, 2) * 9.806 '単位換算

ayamax = Cells(4, 2) * 9.806 '単位換算

kxg = Cells(6, 2) '横G抵抗係数読み込み

kzg = Cells(4, 13) '揚力係数読み込み

P = Cells(9, 9) '区間数読み込み

S = 15 '加速計算開始行

Q = P + S '計算行の計算

D = Cells(8, 9) 'コース分割数の読み込み

Range(Cells(S, 2), Cells(Q, 13)).ClearContents '前回計算結果の消去

Cells(Q, 2) = Cells(Q, 1)

'減速側計算

For k = 0 To P - 1

dX = Cells(Q, 16) '区間距離読み込み

V0 = Cells(Q, 2) '初期速度（最低速度）読み込み

V1 = Cells(Q - 1, 1) '次区間の横G限界速度読み込み

dV = V0 - V1 '速度増加量の計算

R = Cells(Q - 1, 15) 'コーナ曲率半径読み込み

H0 = Cells(Q, 18) '初期標高読み込み

H1 = Cells(Q + 1, 18) '次区間標高読み込み

dH = H1 - H0 '区間高低差計算：正は上り

aH = 9.806 * dH / (dX ^ 2 + dH ^ 2) ^ 0.5 '高低差による加速度計算

If dV >= 0 Then '速度変化が正のとき:加速時

Cells(Q - 1, 2) = V1 '次区間速度V1をシートに入力

'速度変化が負のとき：減速時

Else

UT = 2 'タイヤ使用率を2とする

aydmaxv = aydmax * (1 + kzg * V1 ^ 2) + aH 'ダウンフォース込み減速加速度最大値計算

dVmax = (-V0 + (V0 ^ 2 + 2 * aydmaxv * dX) ^ 0.5) '最大減速可能量を計算

Do Until UT <= 1 'タイヤ使用率が1以下になるまで繰り返し

dV = V0 - V1 '速度変化量計算：正は加速

VM = (V0 + V1) / 2 '区間中間速度計算

dT = dX / VM '区間時間の計算

ay = dV / dT '減速加速度計算

ax = V1 ^ 2 / R '横加速度計計算

aydmaxv = aydmax * (1 + kzg * V1 ^ 2) + aH 'ダウンフォース込み減速加速度最大値計算

axmaxv = axmax * (1 + kzg * V1 ^ 2) 'ダウンフォース込み横加速度最大値計算

UT = ((ax / axmaxv) ^ 2 + (ay / aydmaxv) ^ 2) ^ 0.5 'タイヤ使用率計算

If dV >= 0 Then '速度変化量が正のとき（加速時）

UT = 1 'タイヤ使用率を1とする

End If

If Abs(dV) > dVmax Then '速度変化量が最大減速可能量よりも大きい場合

rV = Abs(dV) - dVmax '速度刻み幅計算

Else

rV = dVmax / 100 '速度刻み幅計算

End If

Cells(Q - 1, 2) = V1 'シートに次区間速度を入力：速度の確定

V1 = V1 - rV '次区間速度計算

Loop

Cells(Q, 3) = dV 'シートに速度変化量を入力：結果確認用

Cells(Q, 4) = dT 'シートに区間時間を入力：結果確認用

Cells(Q, 5) = ax 'シートに横加速度を入力：結果確認用

Cells(Q, 6) = ay 'シートに減速加速度を入力：結果確認用

UT = ((ax / axmaxv) ^ 2 + (ay / aydmaxv) ^ 2) ^ 0.5 'タイヤ使用率計算

Cells(Q, 7) = UT 'シートにタイヤ使用率を入力：結果確認用

End If

Q = Q - 1

Cells(9, 7) = Q

Next k



'加速側計算

Q = S '計算開始行

For i = 0 To P - 1

dX = Cells(Q + 1, 16) '区間距離読み込み

V0 = Cells(Q, 2) '初期横G限界速度読み込み

V1 = Cells(Q + 1, 2) '次区間速度計算

dV = V1 - V0 '速度変化量計算：正は加速

R = Cells(Q + 1, 15) 'コーナ曲率半径読み込み

H0 = Cells(Q, 18) '初期標高読み込み

H1 = Cells(Q + 1, 18) '次区間標高読み込み

dH = H1 - H0 '区間高低差計算：正は上り

aH = 9.806 * dH / (dX ^ 2 + dH ^ 2) ^ 0.5 '高低差による加速度計算

If dV <= 0 Then '速度変化量が負のとき（減速時）

Cells(Q + 1, 2) = V1 '次区間速度をV1とする

Else '速度変化量が正のとき（加速時）

Cells(Q, 3) = dV 'シートに速度変化量を入力：結果確認用

VM = (V0 + V1) / 2 '区間中間速度計算

dT = dX / VM '区間時間計算

ay = dV / dT '加速度計算

ayemax = Application.WorksheetFunction.Lookup(V0, Worksheets("Power").Range("I36:I3336"), Worksheets("Power").Range("H36:H3336"))

'エンジン加速度をpowerシートから参照

Cells(Q, 8) = ayemax 'シートにエンジン加速度を入力


If ay > ayemax - aH Then '加速度がエンジン加速度よりも大きい場合

ax = V0 ^ 2 / R '横加速度計算

ay = ayemax - aH - Abs(ax) * kxg '加速度の計算：エンジン加速度からタイヤ抵抗を減算

dT = (-V0 + (V0 ^ 2 + 2 * ay * dX) ^ 0.5) / ay '区間時間計算

End If

'加速度がエンジン加速度よりも小さい場合

dVmax = ay * dT '最大速度変化量計算

V1 = V0 + dVmax '次区間最大速度計算

Cells(Q + 1, 2) = V1 '次区間速度をシートに入力

UT = 2 'タイヤ使用率を2とする

Do Until UT <= 1 'タイヤ使用率が1以下になるまで繰り返し

dV = V1 - V0 '速度変化量計算

VM = (V0 + V1) / 2 '区間中間速度計算

dT = dX / VM '区間時間計算

ay = dV / dT '加速度計算

ax = V1 ^ 2 / R '横加速度計算

ayamaxv = ayamax * (1 + kzg * V1 ^ 2) 'ダウンフォース込み減速加速度最大値計算

axmaxv = axmax * (1 + kzg * V1 ^ 2) 'ダウンフォース込み横加速度最大値計算

UT = ((ax / axmaxv) ^ 2 + (ay / ayamaxv) ^ 2) ^ 0.5 'タイヤ使用率計算

If dV <= 0 Then '速度変化量が負のとき（減速時）

UT = 1 'タイヤ使用率を1にする

End If

'速度変化量が正のとき（加速時）

V1 = V1 - dVmax / 100 '次区間速度計算

Cells(Q + 1, 2) = V1 '次区間速度をシートに入力

Loop

Application.Calculation = xlCalculationManual '手動計算

'結果表示

Cells(Q, 3) = dV 'シートに速度変化量を入力

Cells(Q, 4) = dT 'シートに区間時間を入力

Cells(Q, 5) = ax 'シートに横加速度を入力

Cells(Q, 6) = ay 'シートに加速度を入力

UT = ((ax / axmaxv) ^ 2 + (ay / ayamaxv) ^ 2) ^ 0.5 'タイヤ使用率計算

Cells(Q, 7) = UT 'シートにタイヤ使用率を入力

End If

Q = Q + 1

Cells(8, 7) = Q

Next i


'結果計算 1ｺｰﾅ最低速度まで

Q = S '計算開始行

For j = 0 To P - D

If Cells(Q, 2) > Cells(Q + D, 2) Then '減速時速度が低いとき

Cells(Q, 9) = Cells(Q + D, 2) * 3.6 'シートに速度を入力

Cells(Q, 11) = Cells(Q + D, 5) 'シートに横加速度を入力

Cells(Q, 12) = Cells(Q + D, 6) 'シートに前後加速度を入力

Cells(Q, 13) = Cells(Q + D, 7) 'シートにタイヤ使用率を入力

Else:

Cells(Q, 9) = Cells(Q, 2) * 3.6 'シートに速度を入力

Cells(Q, 11) = Cells(Q, 5) 'シートに横加速度を入力

Cells(Q, 12) = Cells(Q, 6) 'シートに前途加速度を入力

Cells(Q, 13) = Cells(Q, 7) 'シートにタイヤ使用率を入力

End If

Q = Q + 1

Next j

'結果計算 1ｺｰﾅ最低速度からｺﾞｰﾙまで

Q = P - D + S '計算開始行

For j = 0 To D

Cells(Q, 9) = Cells(Q, 2) * 3.6 'シートに速度を入力

Cells(Q, 11) = Cells(Q, 5) 'シートに横加速度を入力

Cells(Q, 12) = Cells(Q, 6) 'シートに前途加速度を入力

Cells(Q, 13) = Cells(Q, 7) 'シートにタイヤ使用率を入力

Q = Q + 1

Next j

'結果表示 合計時間

P = Cells(9, 9) '区間数読み込み

Q = S '計算開始行

Cells(Q, 10) = 0

For j = 0 To P - 1

Q = Q + 1

Cells(Q, 10) = Cells(Q - 1, 10) + Cells(Q, 16) / Cells(Q, 9) * 3.6 'シートに積算時間を入力

Next j

Application.Calculation = xlCalculationAutomatic '自動計算

End Sub

先週は月曜日から木曜日まで大阪に出張に行ってきました。
目的は、設備メーカでのテストだったのですが、２日目の終わりごろに設備トラブルが発生し、３日はその対策打ち合わせ、４日目は片付けと宇都宮への移動で終わってしまいした。
そんなわけで、月曜日からまた３日間、大阪出張です。

さて、このテスト中は、設備メーカのサービス技術の方が立会いで作業をしていたのですが、ボルト締め付けの話になりました。
当たり前の話ですが、それぞれのボルトには締め付けトルクが指定されていて、設備の設計者からは指定トルクで締め付けるように言われているそうです。

ところで、以前書きましたが、ボルトに大事なのは締め付けトルクではありません。

ボルトに大事なのは、軸力です。

たとえば、摩擦接合をする部品を締め付けるとします。
このとき、接合力を決めるのは、軸力と接合面の摩擦係数なので、高い軸力が発生できていることが必要です。

これまた、以前書きましたが、ボルトの軸力は

ボルト軸力＝締め付けトルク／（トルク係数×ボルト呼び径）

で決まるので、同じボルトで、同じ締め付けトルクならトルク係数は小さい方が高い軸力を得ることができます。
トルク係数は、主にねじ部と座面の摩擦係数で決まるので、潤滑状態で変化します。

潤滑状態が完全脱脂状態とオイル塗布状態では３倍くらいトルク係数が違うことがあります。
でも、なぜかほとんど同じこともあります。

普通はオイル塗布状態の方が摩擦係数が低く、トルク係数も小さくなります。
従って、同じトルクで締め付けをした場合は、オイル塗布状態の方が高い軸力を得ることができます。

軸力が高いので、接合力も高いということになります。
（ただし、接合面にオイルが浸み出てくると、接合面の摩擦係数が下がるので注意が必要）

ということで、ボルトにはオイルを塗布した方が、接合力が上がります。

ボルトの緩みは、接合部がズレてそれが何度も起きることで、接合面が磨耗したり、ボルトが回り戻りすることによって発生するので、オイルを塗布した方がボルト緩みは発生しにくくなるのですが、設備メーカの人は、ボルトにオイルを塗布すると緩みやすくなるのではないか？と思っていたとのことでした。

ここで、お題のボルトのトルク管理ですが、大事なのは軸力なので、トルクだけを管理することにあまり意味はありません。
とは言っても、実際は軸力ボルトや超音波軸力計、ボルトの伸び測定をしない限り、軸力を知ることができないので、軸力を管理することも現実的ではありません。

そこで、止む無くボルト軸力を管理する代替手法として、締め付けトルクの管理をするわけです。
しかし、前述のようにボルトの軸力は、締め付けトルクとトルク係数の２つで決まるので、両方とも管理しないと意味がありません。

トルク係数は、基本的にはねじ部や座部の摩擦係数で決まるのですが、ねじが曲がっていたり、ねじ山が変形していたり、ねじ部に異物が挟まっていたりするとトルク係数が高くなります。

めねじ側はライトで照らして見たり、ブレーキクリーナで掃除するくらいしかできないのですが、ボルト側は締め付け前に確認できるので、ねじ面に異常がないかどうかをしっかり確認する必要があります。

みんカラの作業レポートなどを読んでいると、”しっかりトルク管理をしているので大丈夫”みたいなことが書いてあるのですが、全然大丈夫ではありません。
むしろ、何も考えずにトルクレンチで締め付けをされたボルト締結なんて全く信用なりません。

しつこいようですが、ボルトに大事なのは軸力です。
常にボルトの軸力を意識して締め付け作業をするようにしましょう！