流浪人ぽんぽこのブログ一覧

左ねじの続きです。

基本的にねじは右ねじが基本。
水道の蛇口もペットボトルの蓋も、右に回せば締まります。
これは右利きの人が力をかけやすい為と言われていますので、左利きの人には使いづらいのでしょうね。

我が家で見つけた左ねじの一つが扇風機の固定ナットでした。
左回転側が『しまる』とあるので、左ねじです。


何故左ねじなのか。

モータは軸側から見て右回りが正転と定義されていて、扇風機も右回りです。
正転をCW、逆転をCCWと言いますが、これは「Clockwise Rotation」「Counter Clockwise Rotation」の略。
正転の意が時計回りという事なんですね。
(図はオリエンタルモータのHPより拝借)


起動時、モータ軸は右回転方向(青矢印)に加速をしていきますが、羽は慣性の法則で止まる方向(赤矢印)に居続けようとします。
固定ナットは羽との摩擦力に因って羽と同方向に回される力が起きます。
左ねじにする事で、赤矢印方向の力がかかった際に締まる方向となるので、緩み止めになるという具合です。
定速回転時には慣性力の影響はありませんし、停止時は惰性で止まるので、モータ軸と羽の慣性力影響を最も受けるのが起動時。
その時の影響を回避する為に左ねじを使う　という事でしょう。


わざわざ特殊な左ねじを使わなくても、羽を回す方向を逆にすればいいのでは？
モータって、簡単に逆回転出来るでしょ？

私もそう思っているのですが実情は違う。
わざわざ左ねじを使うだけのメリットが何かあるんでしょうね。
誰か判る方、教えてください。


レースの世界では一般的なセンタナット方式でのホイール固定。
先の扇風機の様に、中央の一本だけで固定します。
ねじはどちら向きでしょうか？


ベネトンF1のメカニックだった津川哲夫さんの記事に因ると、『ホイールの通常回転方向（前進方向）に対して反対回転方向で絞まるネジが刻まれている』とあります。

これは、2017年のモナコGPで撮影されたWilliams FW40の左フロント。
※この先の3枚は、こちらから拝借しています


ところがRed Bull Racing RB13の左フロントは左ねじです
津川さんの記事とは逆ですね。


Ferrari SF70-Hも右フロントが右ねじですので、左フロントは左ねじと思われます。


何故、このような違いが有るのでしょうか？
前回のブログでも書いた様にホイールに掛かる力は駆動力＜制動力ですから、制動時にどのような力が掛かると考えるかの違いだと思われます。

ここから先は私の推測。


これに対してRed BullやFerrariの『ホイールの通常回転方向と同回転方向派』は、ナット自体が慣性力で過回転側に回るという考えだと思われます。


SuperGTでも両者の考えが存在する様です。
こちらのBMWは反対回転方向派です。


余談ですが、この動画では工具の使い方を間違っているのが気になります。
プロとしては失格ですね。
　１．カチカチと2度締めをしている事。(2度目は完全にオーバトルク)
　２．体重を掛けて締めている事。(カチッと鳴った時に即止めが出来ない)


こちらのホンダは、同回転方向派です。
どちらが正しいとか間違いって事では無いんでしょうね。


※2025.05.03追記
2025 Rd.2 公式練習の動画に写っていたいた777号車のピット風景を見ると、左右輪共に右ねじの様に見えます。(1:53:40秒過ぎ）
部品共通化の為？？？



レースの醍醐味の一つであるピット作業。
2019年のF1ブラジルGPでは、わずか1.82秒で四輪タイヤ交換という記録が出ています。
無駄なく連携の取れた作業を行う様は美しいですね。


個人的に好きなピット作業はアメリカのストックカーレース。
6人でタイヤ交換と給油を行うのですが、ホイールは5穴の鉄製15インチ(アルミより軽いらしいが)でジャッキも手動でありながら、わずか12秒程度で作業を行います。
重たいタイヤやジャッキを抱えて車の前後を駆け回る様は、アメフトに通ずるものを感じます。
センタロックであれば外したナットをガン側に保持して再利用出来ますが、5穴では無理。
外したナットは床面に飛ばし、交換後のホイールには予めナットを接着剤で貼りつけておくことで対応しています。
ねじは両輪共に右ねじの様で、対角締めはしていません。
バランスは良くないのでしょうけど、過去には作業時間短縮の為に4つしか締めないというインチキを平気でやってたそうですから、まぁ何とかなっているんでしょうね。
(現在は1つでも締めてないとペナルティー取られます)


こちらの動画は、1964年と現在(2016年？)の比較です。
1964年は牧歌的な雰囲気ですね。


でも、この光景がみられるのも残りわずか。
来年からはセンタロック&18インチアルミホイールになるそうです。
正回転派か逆回転派か、どっちなんでしょうね。

先日、通勤快速車両(自転車)のペダルを交換しました。
回すとゴロゴロしていましたが交換後はスムーズに回転します。
10年以上乗っていたので、ベアリングが摩耗していたんでしょう。


自転車には幼少時から長らく乗っていますが、ペダル交換は初。
今回初めて知ったのが、『左側は左ねじ』という事でした。


左ねじになっている理由は、緩み止めの為。
詳しい解説はこちらに有りますが、『ペダルを踏む際のすりこぎ運動が左側は左回転になるので、左ねじにすれば締まり方向になる』という訳です。
なるほどねぇ。

車では、大型車やジープ等で左側のハブボルトが左ねじでした。
ナットの締まり方向(赤矢印)は、タイヤの回転方向(青矢印)と同方向になります。


自転車のペダルとは少し違う理屈の筈で、私が思いついた理屈は下記です。
正解が判る方がおられたら、指摘頂けるとありがたいです。

自転車ではペダルの踏力が回転位相に因って異なる事に対し、車の駆動力(左図青矢印)は一定です。(エンジンのトルク変動は無視します)
これだと力の変動が無いので、すりこぎ的動作は生まれません。

次に気づいたのが走行時にタイヤから受ける抗力(左図緑矢印)。
これは路面とタイヤが接するEの位置でのみ受け、その方向は駆動力の反対方向になります。
これでも、力の大きさが変わるだけで、すりこぎ的動作は生まれません。

『何か駆動力と異なる方向の力が有る筈だ』とうんうん悩んで気づいたのが車両の荷重(左図赤矢印)
常に下方向の力になので回転位相毎に方向が変化しますから、位相毎に右図の様な力が発生する事ですりこぎ的動作を生む事が出来ます。
※本当はベクトルとして矢印の長さを力の大きさに準じて描かなくてはならないのですが、それぞれの値が判らないので、ただのイメージとして捉えてください。


これで自転車のペダル同様に左側は左ねじで緩まなくなる　となるんですが、ちょっと腑に落ちないんですよね。
自転車のペダルでは、(競輪用やピストバイクを除いて)駆動側にしか力が掛かりませんが、車では駆動側だけで無く制動側にも力が掛かります。
乗用車もトラックも、レーシングカーであっても、駆動力＜制動力です。
そもそも、駆動輪で無ければ駆動力は掛からないが、制動力は全輪に掛かる。
となれば、車両左側には右ねじが正しくて右側にこそ左ねじなのでは？？？？

国際規格では大型車でも両輪共に右ねじとなっていて、日本でも2010年に完全移行されています。
こちらの記事に因ると、『従来のJIS方式(左側が左ねじ)での脱落事故の約7割が左車輪である』となっています。
また、こちらの記事では平成29年(2017年)度の脱落事故の83%が左後輪とあります。
2010年の調査では、大型トラックの平均車齢が10.34年、平均使用年数が14.87年とありますから、2017年度は相当数のトラックが両輪共に右ねじと考えられますので、左側を左ねじにするメリットやデメリットはあまり無い様に思われます。

左側の脱落が多い理由については色々な仮説が挙げられている様ですが、はっきりした事は判っていない様です。