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自動車用プロペラシャフトの
ジョイント部に発生する二次偶力を詳しく知りたいです。
フックスジョイントに発生する二次偶力より
フレキシブルカップリングに発生する二次偶力の方が小さい
と聞いたのですが、
メカニズムの違いから理解したいので教えてください。

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A 回答 (3件)

前出のペラ設計屋です。


仕事の関係で週末しか閲覧できず、回答が遅くなりましたこと、お詫びします。
私も時間があれば図書などを読み漁っていたのですが、どんな種類のジョイントがあるかが解説されている本しか出回っていません。
恐らく二次偶力の解析などをされたいのだと思いますが、国内で市販の図書にはないと思います。
『トヨタ技術』は現在の『トヨタ・テクニカル・ジャーナル』で、これが分かりやすく解説されていますので、これを読破するのをお勧めしあます。
私もこれを良く勉強して、問題の解決をしましたから。
でも周囲から『やっと昭和45年のトヨタに追いついたね』って皮肉を言われましたが。
さて入手についてですが、東京の自動車技術会(工業会だったかな?)の図書館か、国会図書館に行けばあるかなぁ?と思います。
自動車メーカーにお勤めか、友人でもいらっしゃれば、図書室がある筈ですから、そこにあるんじゃないでしょうか。
私の会社にもありましたから、37年も昔の本なのに。
SAEの文献も細かく解説されていますが、英文なんで読むのが大変ですし、以前入手を試みましたが、不可能でした。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。トヨタ技術は図書館で入手できました。かなり前の文献なのに、手計算でここまで解析できていたとは、先人のすごさを思い知らされました。
現在、SAEの文献を入手しましたので、和訳に苦労しながら少しずつ読んでいます。題名はUniversal Joint and Driveshaft Design Manual(Advances in Engineering Series No.7)です。稀にamazonなどに出品されているようです。

お礼日時:2007/10/14 21:56

先程、別のご質問に関しても回答しましたが、こちらにも回答します。


先ず二次偶力に関しては、前出の『トヨタ技術』をご参照してもらえれば、確実にご理解いただけると思います。
二次偶力が顕著に現れるのは、私の経験上では、発進時の振動です。
二分割式のプロペラでは、ジョイント三箇所の角度、ジョイント間長さ、各ジョイントの位相関係がファクターになります。
特にA/T車では、発進時のトルクが急激に立ち上がることと、第一プロペラが短いこと(理屈は上記テクニカルレビューをご参照されたし)により、この問題が顕著になると思います。
停止状態からアクセルを踏み込んで発進すると、フロア下からブルブルっと不快な振動が発生しますが、最近の自動車はその辺をキチンと考えた設計をしているから、お目に掛かれることは無いかも知れませんね。
次にフレキシブルカップリングですが、これは等速ジョイントではありません。
また耐久性の観点から、角度を持たせて取り付けることは出来ません。
このジョイントは、ゴムとコード(ナイロン等)で動力伝達しているので、シフトしたり変速したときの衝撃を緩和するわけですから、これを指して偶力が低いと捉えているのではないでしょうか。
等速ジョイントは、入出力軸とがなす角度の二等分角線上にジョイントの回転中心があることにより不等速の発生を防止するもので、一般的にはボールを内部に持たせたジョイント(ダブルオフセットとかバーフィールドとかレブロ)が代表格です。
ダブルカルダンジョイントと呼ばれる特殊なものもありますけどね。
長々と書きましたけど、参考になれば幸いです。
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この回答へのお礼

ご丁寧な解説をありがとうございます。
トヨタ技術を早速しらべてみようと思います。
もし、ご存知でしたら、プロペラシャフトについて詳しく書かれている文献を教えていただけたら幸いです。
まことにありがとうございました。

お礼日時:2007/10/07 22:31

誰がどうみても、カップリングの方が小さくなります。


点接点と、面接点の違いです。

応力計算から理解を試みてはどうでしょうか?
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
申し訳ないですが初心者なもので、応力計算の仕方がわかりません。
参考になる文献等がありましたら教えていただけると嬉しいです。

お礼日時:2007/03/15 00:18

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Qユニバーサルジョイントの機構について

ユニバーサルジョイントの力の伝達で質問があります。

トルクからせん断力に変換され、再びトルクに変換され
力が伝わると私自身考えるのですが、具体的な力の伝達(変換)
の仕組みを教えていただけないでしょうか。

また、
http://www.mighty-corp.co.jp/seihin/mc/mc.html
に記載されている、ユニバーサルジョイントで
スパイダーを無くして溶接を行いクロスした棒だけでは
動作しないのでしょうか。
ヨークとクロス棒だけで取り付けた場合です。
構造上の理由を考えているのですがわかりません。

Aベストアンサー

図では左右のシャフトが平行になっていますが、上の写真を見てください。
あのようにくの字に曲がる部分にトルクを伝えるために有ります。
身近なところでは自動車ですが、最近の乗用車はFFなのでユニバーサルは使用されていません。
でもトラックの下を覗き込むと前から後に掛けて長いシャフトが見えるはずです。
それがプロペラシャフトでその前後にユニバーサルが付いています。
昔ユニバーサルの変りにゴムのジョイントがついている車も有りました。
最近の自動車(FF車)にはユニバーサルは使用されず等速ジョイントが左右の前輪についています。
溶接した棒で動作するかは、実際曲がった棒の片側を回すと反対側が振れるのが判ると思います。(説明しにくいのですが)
回転軸の向きを変える為についていると思ってください

Q振動周波数について詳しい方おしえてください。

下記諸元の自動車が100km/hで走行している。

 エンジン    : 4サイクル4気筒
 駆動方式    : FRドライブ
 エンジン回転数 : 3000rpm
 変速比     : 0.8
 最終減速比   : 5.0

1) エンジンのトルク変動により発生するクランク2次振動(クランク1回転で2回発生する振動)
   周波数を求めなさい。計算式と単位も記入しなさい。

2) プロペラシャフトのアンバランスによって発生する振動周波数を求めなさい。計算式と単位
   も記入しなさい。

3) タイヤのアンバランスによって発生する振動周波数を求めなさい。計算式と単位も記入しな
   さい。


と言う問題なのですが、どなたか詳しい方がいらっしゃれば教えていただけないでしょうか?

                                   宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

1)クランクシャフトの1回転で2回発生する振動なので、振動周波数=3000[rpm]×2/60[s/min]=100[Hz]
2)プロペラシャフト回転数=3000[rpm]/0.8=3750[rpm]、振動周波数=3750[rpm]/60[s/min]=62.5[Hz]
3)タイヤの回転数=3750[rpm]/5.0=750[rpm]、振動周波数=750[rpm]/60[s/min]=12.5[Hz]

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q気柱の共鳴

共鳴ってなんですか?気柱の共鳴ってなんですか?どうやったら気柱が共鳴するんですか?それと波の分野がよくわからないんですが、どうすれば得意になれるんですか?

Aベストアンサー

お返事ありがとうございます。お返事遅くなってすみません。
気柱の気は気体の気です。気柱は即ち笛等の中のように空気の柱を言います。
さて、共振とか共鳴とは、ある物体に外から周期的な力を加えた場合、その周期と
物体の持つ固有振動数が一致した場合に物体の振動が極度に成長することを言いま
す。例えばブランコをこぐとき、てきとうなこぎ方ではダメですが、ブランコの長
さにあった周期でこげば、どんどん振れ幅は大きくなります。
ビンをボーっと吹くとき、無意識にやっていることは、息の強さを調節して上手く
鳴る所を探しています。ビンを吹くと、吹いた息はビンの口にあたり、ビンの中に
入ったり外に出たりを繰り返し、「波」になります。息を強く吹くとその繰り返し
は早くなり、弱くすると遅くなります。前回の回答でも書きましたが、ビンの長さ
と波の波長の条件があった波のみが強められて(共鳴して)音となって聞こえて来
るのです。
定在波(定常波)は一方向へ向かう波とその反対方向へ向かう波が足し合わされた場
合にできる、どちらにも進まない波のことです。場所によってまったく振動しない
場所「節」ともっとも強く振動する場所「腹」ができます。楽器の弦や気柱には長
さがあって、つまり端があって、そこで波は反射します。弦の場合、両端は「節」
です。ビンを吹く場合、ビンの口は「腹」、ビンの底は「節」です。その条件を満
たしかつ定常波が立つには、図を描いてみればわかりますが、弦の場合は半波長の
整数倍、1/4波長の奇数倍(前回の回答は間違っていました)の場合となります。
前回の回答では定常波=共鳴のように書いていましたが、以上のように違います。
定常波の立つ条件(波長と長さの関係)の件と合わせ、申し訳ありませんでした。

以上

お返事ありがとうございます。お返事遅くなってすみません。
気柱の気は気体の気です。気柱は即ち笛等の中のように空気の柱を言います。
さて、共振とか共鳴とは、ある物体に外から周期的な力を加えた場合、その周期と
物体の持つ固有振動数が一致した場合に物体の振動が極度に成長することを言いま
す。例えばブランコをこぐとき、てきとうなこぎ方ではダメですが、ブランコの長
さにあった周期でこげば、どんどん振れ幅は大きくなります。
ビンをボーっと吹くとき、無意識にやっていることは、息の強さを...続きを読む

QEXCELにてローパスフィルタを作成する

実験の測定データをEXCELでデータ整理しようと考えております。データ整理のためローパスフィルタをかけたいのですが、具体的にどういった式、もしくはEXCELの機能を使用したらいいのでしょうか?デジタルフィルタが良く分からないのでよろしくお願いします。
ちなみにローパスフィルタは1000Hzをかけたいです。

Aベストアンサー

時系列データの処理ならば

OutputData(n+1) = OutputData(n) + (InputData(n+1) - OutputData(n)) * dt / T

dt:データのサンプリング間隔
T:フィルタの時定数 1/2πf
f:カットオフ周波数
n,n+1:それぞれn個目,n+1個目のデータをしめす。

でいけると思いますが、一次のパッシブなんで効果が薄いかも。(普通はベッセルかけるんでしょうけど、そこまではわからない)

Qバネ定数のことに関して

バネにはバネ定数があって、荷重に比例してバネの伸び(縮み)量が変化することは学生時代に学びました。
そこでどなたか分かる方がいましたら教えていただきたいのですが、荷重をかけるスピードがものすごく速くなった場合にもバネ定数は保たれるのでしょうか?感覚的には本来のバネ定数よりも大きくなり、硬くなるような気がするのですが。

Aベストアンサー

 
 
>> 荷重をかけるスピードがものすごく速くなった場合、感覚的にはバネ定数が大きくなり硬くなるような気がする <<

 図は板バネですが、コイルバネも伸ばして考えれば同様です。

   ┃              ↓押す
 壁┠────────── 
   ┃   棒 状 の バ ネ

 バネ定数 k は下式で定義されます。Xは変形距離、Fは力。

   F = k・X  …(1)

右端をゆっくり押せば、棒の全長が分担して撓(たわ)んで上式が支配的ですが、ご質問の「加重がものすごく速い」、例えばハンマーで叩いたときの撃力パルスでは、その瞬間のバネ材で支配的なのは (1)式ではありません。「速い変形」の言葉どおり「静的な変位ではない」のです。「動的な変位=速度V」と力Fの関係式

  F = Z・V  …(2)

が支配的になってます。Z はバネ材の機械インピーダンスで、大まかには z=√(密度・剛性率) 程度です。 ハンマーの撃力によって変形速度がどうなるのかはバネの材質と形状寸法に依ります。


バネ定数が見かけ大きくなるような話とは全くちがうのです。相対論的質量のようなモデルに填らないで。


 電気の方での例え話;
テレビのアンテナとつながってる同軸ケーブル。あれを「50オームのケーブル」とか言うときの「50オーム」は、上記の「撃力パルス印加時の」インピーダンスと同じです。ものすごく速い電気的変化では その値になるのです。 しかし直流テスターで測ると1個のコンデンサにしか見えません。
 バネも同様に、静的と動的では別ものに変身します。



 ということで、ご質問の、
バネが一瞬硬くなるところは正しくて、その原因をバネ定数に求めてしまうところが外してます。 考えの基礎に置くモデルとしては、学校で習うような単純に剛体に撃力を与える構図ではなく、

  ─●─バネ─●─バネ─●─バネ─●─…
   原子    原子    原子     原子

のモデルです。静的な(1)式は全バネに均等分担した構図、動的な(2)式は図を縄のように上下に揺すった横振動が伝わる速さが無限大でないことによる伝達の遅れによる現象です。機械インピーダンスは この図を運動方程式で書いたときの係数で登場します。
バネに相当するのは金属原子イオン同志の間に存在する引力です。と言っても同種のプラスイオン同志が引き合うわけではなく、周囲に大量に存在する自由電子が織りなす力です。
 
 

 
 
>> 荷重をかけるスピードがものすごく速くなった場合、感覚的にはバネ定数が大きくなり硬くなるような気がする <<

 図は板バネですが、コイルバネも伸ばして考えれば同様です。

   ┃              ↓押す
 壁┠────────── 
   ┃   棒 状 の バ ネ

 バネ定数 k は下式で定義されます。Xは変形距離、Fは力。

   F = k・X  …(1)

右端をゆっくり押せば、棒の全長が分担して撓(たわ)んで上式が支配的ですが、ご質問の「加重がものすごく速い」、例えばハンマ...続きを読む

Q動粘度と粘度の違い

流体において、粘度の定義から動粘度への移行がわかりません。
なぜ
動粘度=粘度/密度の関係が導かれるのでしょうか

Aベストアンサー

粘度の意味を、
「速度勾配に対してどれだけのせん断応力を生じるかを表す指標」
と言い表すことができます。これに対して動粘度は、
「流体の動きにくさを表す指標」
というふうに言い表してもいいと思います。

このことを、次のようにイメージで捉えることができます(あまり厳密ではありませんが)。

まず、風船とパチンコ玉を用意して、両方の表面にグリセリンをべたべたに塗りたくってみます。このとき、これらの「粒子」の粘度は、表面のグリセリンのネバネバによって決定されると考えて良いので、「粘度」は同じです。
ところが、これらを転がしてみると、おそらくパチンコ玉はそこそこ転がりますが、風船は、地面にくっついてしまって動くことができません。つまり、「流体の動きにくさ」というものを表すのには、「粘度」だけでは不十分で、その粒子の「重さ」も考えなくてはならないわけです。
これを整理すると、
「粘度が大きくても、重ければ動く」
「粘度が小さくても、軽ければ動かない」
となります。そのため、粘度を密度で除した値が、「流体の運動しにくさ」を表す指標として便利なわけで、これが動粘度です。レイノルズ数の粘性項=動粘度、という事実と、上記の比喩を併せてイメージすれば、分かりやすいのではないでしょうか。

粘度の意味を、
「速度勾配に対してどれだけのせん断応力を生じるかを表す指標」
と言い表すことができます。これに対して動粘度は、
「流体の動きにくさを表す指標」
というふうに言い表してもいいと思います。

このことを、次のようにイメージで捉えることができます(あまり厳密ではありませんが)。

まず、風船とパチンコ玉を用意して、両方の表面にグリセリンをべたべたに塗りたくってみます。このとき、これらの「粒子」の粘度は、表面のグリセリンのネバネバによって決定されると考えて良いので、...続きを読む

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

QxdwファイルをPDFファイルに変換する方法

xdwファイルをPDFファイルに変換する方法を教えてもらえないでしょうか?ソフトがいるならフリーソフトとか教えてもらえると幸いです。 宜しくお願いします。

Aベストアンサー

DocuWorksのファイルならビュワーは無料で配布されています。
編集はできませんが、閲覧と印刷はできたと思うので、
CubePDFを使えばPDFファイルにできると思います。

DocuWorks Viewer Light
http://www.fujixerox.co.jp/product/software/docuworks/viewer.html

CubePDF
http://www.forest.impress.co.jp/lib/offc/document/pdf/cubepdf.html

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。


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