[過去ﾛｸﾞ] 機械・工学二関する質問はここへ (982ﾚｽ)
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962(2): 2013/06/19(水)17:12 ID:5vGZ/05z(1/3) AAS
複数の自転車を組み合わせて改造してポニー馬車を作ろうとしています。
ふたつお教えください。
自転車は車軸が両持ちですが、馬車は前輪は片持ちにしたいのです。
自転車板では保たないとさんざん言われたのですが、別角度からご相談したく。
常用速度4km/h、最高速度10km/h、車輪一輪当たりの負担は最大70kgf、車軸はBC3/8×26のボルト。
このボルトのデータはありませんが、直径約9.5mmなので、すくなくともここの
外部ﾘﾝｸ[html]:www.trust-gr.com M8x1.25同等以上と考えます。
長期許容せん断荷重（610kgf）に対して、速度4km/hでの繰り返し荷重70kgf）が、
金属疲労等の面で問題となることはあるでしょうか？
砂の馬場内の足跡、砂利道、舗装の目地程度の凹凸程度であり、縁石に乗り上げるような運用は行いません。
963: 続く 2013/06/19(水)17:15 ID:5vGZ/05z(2/3) AAS
ダンパーなしでバネで車体を支える場合、どの程度のバネ上固有振動数
または一輪当たり70kgfに対してどの程度のバネ定数が適当なものでしょうか？
馬車の懸架装置は従来、板バネを楕円状に２枚組み合わせたリジッドアクスルでダンパーがないのが普通です。
今回は高価な板バネ（海外には専用品ありますがレート表示なし）でなく汎用のコイルスプリングを考えております。
自転車のサドル下のものを実測したところ5N/mm程度の二本並列なので一本にするのなら10N/mm≒1kgf/mmでした。
ググると、一輪当たり数百kgfを支える自動車用の場合、
乗り心地重視で１Ｈｚ、1.5-3kgf/mm、
スポーツ走行用で３－５Ｈｚ、10kgf/mm程度のようですが・・・
むろん、ポニー馬車は軽量なので、負荷最小時と最大時の比が大きくなってどちらにも最適とはいかないのは分かるのですが、
だいたいのケタとしてどの程度がよいものなのか知りたいのです。
省2
964: 2013/06/19(水)18:47 ID:5vGZ/05z(3/3) AAS
× 5N/mm程度の二本並列
○ 20N/mm程度の二本並列
965(1): 2013/06/21(金)05:08 ID:oRi4Lb42(1) AAS
>>962
自転車の前輪回りの、単純でいながら強い荷重衝撃に耐える
構造をわざわざいじり壊して、大幅に劣化させてまで片持ちに
しようとする理由が分からない。
車軸が板バネを介しているなら、シャシーなり車体なりに対して
直結していないのだから、在来型の自転車やリヤカーなどのような
「懸架装置を介さないで直結するリジッド」の定義から外れる。
また、その手の板バネが２枚以上を重ねた形になっているのは、
擦れ合う摩擦で動きを抑える目的だから、「それ自体がダンパー
として作用する」わけで、「ダンパーはある」。
省10
966(1): 2013/06/21(金)08:25 ID:Ydxi7COo(1) AAS
㌧。ふむふむ。
前輪が独立同調してステアする自動車と異なり、馬車は、センターピボットを介して両前輪と車軸が旋回します。
ステアしている状態では、車体前部は車輪より高く位置せざるを得ません。
馭者席直下に「逃げ」が見えます。
外部ﾘﾝｸ[html]:hrboutique.blogspot.jp
自転車のフレームは案外タイヤから離れており、嵩張ります。
そいつを旋回させるとなると、重心、加工難易度、昇降性などで困難が生じます。
かといって極端な小径タイヤだと引くのが重くなります。
短期的な耐衝撃力は3/8ボルトで十分なので（ボルトが曲がるとしたらリムも壊れて車輪総取っ替え）、
過剰な強度より低重心を優先して片持ち、車軸については繰り返し荷重のリスクについて限ってお訊ねした次第です。
省7
967(1): 2013/06/21(金)16:57 ID:eUVICGC9(1) AAS
>>965
バイクとかで片持ちのタイプあるけどやっぱ強度的にはまずいの？
意匠的に片持ちだとかっこいからそういうデザインにしてるっぽいけど本来は両持ちにしたほうがいいってこと？
968: 2013/06/21(金)23:13 ID:Rog9A8v6(1) AAS
もちろん両持ちの方が強度的には有利だけど、
世の中のほとんどの乗り物が片持ちだ、とマイク・バローズが言ってました。
まあ、自動車は片持ちだからね
969(1): 2013/06/22(土)01:01 ID:J/6g0zlp(1) AAS
>>966
？ 「低重心を優先」←→「片持ち」という脈絡が飲み込めないけど、
自転車本来の形状を残したままで何とかするという話ではなくて、
前輪を支持する部分も別に作る、という話？？？
>>967
片持ちもあることはあるけど、車軸相当部分を大幅に大径化するとか、
全面的に作り直して成り立たせてるわけだし、そのほうがあらゆる面で
有利ということがないのは、モトクロスやトライアルの競技車両を見れば
一目瞭然。
970(1): 2013/06/22(土)01:24 ID:zzCW/Vos(1) AAS
高校生ん時だっけ？
材料力学で片持ち梁のたわみ計算したの・・・・
971: 2013/06/22(土)04:46 ID:/6pNWmf7(1) AAS
>>970
んな事やるのは工業高校と高専くらいだ
972(1): 2013/06/22(土)08:11 ID:Lrmn/2fI(1) AAS
>>969 両持ちだと、フレームがタイヤの上を跨ぐようになりますよね。その余分な高さが邪魔になるのです。
前輪保持は単純にボルトだけ。
自転車のホイールはボルトと玉押しは車体に固定、左右のボールベアリングでハブ両端を保持、ベアリングとホイールが回転。
なので、ナット２つを位相を揃えて短い鉄パイプ両端に溶接して高ナットもどきを作り（ピッチ特殊で既製の高ナットなし）、
そこにハブシャフトボルトをねじ込んでロックタイトで固定、です。
片持ち梁的に言えば、約４．５ｃｍで保持、そこに隣接する約７ｃｍに70kgfが荷重、です。
長期荷重と、その１．５倍の台風などの短期荷重はわかるのですが、微小繰り返し荷重による変形についてはよくわからないのでご教示よろしくお願いします。
973(2): 2013/06/22(土)14:19 ID:joLuz+ld(1) AAS
シリコン製のチューブに正確に穴を開ける方法ってありませんか？
キリだとちゃんとした穴が開かず、ドリルはチューブが柔らかくてうまく通らない
加えて言うと、貫通させずに、片側だけに穴を開けたいという問題があります。
974: 2013/06/22(土)15:06 ID:wrVbK4CV(1) AAS
チューブの中に棒突っ込んだらやわらか過ぎる問題は解決できそうだな
975: 2013/06/22(土)15:36 ID:nKYn4z2P(1) AAS
模型用のピンバイス、未使用ならｵﾇﾇﾒ
976: 2013/06/22(土)16:11 ID:G5vF+1Tc(1) AAS
>>973
孔径が不明だが、チューブの中にチューブの直径よりやや大きいプラスチックの板を差し込んで
平たくしておいてポンチで抜く。
伸ばしすぎないようにすれば、かなり正確に開けられるのでは。
977: 2013/06/23(日)00:14 ID:sr1W7isQ(1) AAS
シリコンなら耐候性がある。中に水入れて凍らせれば良いんだ
978(1): 2013/06/23(日)00:26 ID:ESsPJ++Y(1) AAS
>>972
依然として分からない。自転車の構造を維持したままなら、「フレームが
タイヤの上を跨ぐ」ことに変わりようがないとしか考えられないけど、片持
ちにするといってるのは、前輪のフォークの話でしょ？？？
979: 2013/06/23(日)04:15 ID:bkzADBbb(1) AAS
>>973
冷凍して穴開けたら？
もしくは内に棒＋外に穴の開いたパイプで二重に保持するとか。
980(1): 2013/06/23(日)15:47 ID:FvDxA5QH(1) AAS
>>978 フロントフォークもリアの三角フレームも使わずに車軸だけで片持ち、なのです。
981: 2013/06/24(月)02:04 ID:zaJyDNgP(1) AAS
>>980
え？？？
あれ？ 自転車自体はまるで問題にしてなくて、自転車のばあいに車軸が
直径何ミリだから、とかいう話？？？
高さが問題なら、実用車系で小径かつフレーム部分の最高高さも低い
自転車を並べる形でつなげて、前後逆に動かすだけで足りるんじゃない
かと思うけど、そういうものを作る意思は土台からしてない、とか？？？？
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