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衝突（コリジョン）時の減速加速度（G)のコントールは、なかなかに難しいものであろうと思われます。
通常の走行時にかなりの急制動や急旋回を行ったとしても、その加減速度を計測したとして、０.５G程度のものでしょう。また、腕に覚えのある方が限界的な急旋回および急制動したとしても、市販車用タイヤの摩擦係数（μ）の最大値である、０.８〜１.０Gが限界となることでしょう。 ところが、衝突という現象となると、僅か０.１〜０.２秒という短時間の中で速度変化を生じますから、生じる加速度は桁違いに高くならざるを得ません。軽度な衝突でも数十Gが、高速での衝突では１００Gを超える場合も十分あり得ます。
この衝突時の加速度を低めるためには、長大なボンネット（車両前部）を持ち、潰れ剛性を低めたクルマを作れば良いのでしょうが、利便性などを考えると現実的なことではありません。従って、限られた潰れ長さ（クラッシャブル・スペース）で、なるべくピークGを抑えた、Gコントロール技術が開発者には求めらるのでしょう。
バリヤ衝突テストにおける車室内床に設置されたGセンサーが検出した波形を見たことがありますが、衝突直後から跳ね上がり、上下に激しく振れ動きつつ、衝突の終了に至ります。この比較的周波数の高い成分を、適度にフィルタリングし、ある程度均したGの波形をもって、Ｇコントロールの検討を繰り返しているのでしょう。当然、潰れ剛性を高くし過ぎると、ボデーの変形量は少なくなりますがピークGは高まります。逆に。潰れ剛性を低くし過ぎると、ボデーの変形量が大きくなりすぎ、車室の変形と共に乗員の生存空間を圧迫しますから、オフセット衝突テストでアウトとなります。
ところで、写真は前部衝突の損傷車の右サイドフレーム付近の写したものです。最近の車両はサイドフレーム前端にボルトオンで延長する様な形でサイドフレームのエクステンション状部が取り付く構成となっているクルマが多くあります。これは、軽度な衝突において、ボルトオンのエクステンション部までで損傷を止め、リペアラビリティ（修理性＝修理費）を改善しようとの意
しかし、写真のクルマでは、エクステンション部は横に振れる様な損傷は多少あるものの大した変形しかないですが、サイドフレームの最後部つまりダッシュパネルとの接合部に近い部分に、明かな圧縮されたシワが生じているのです。 何でかなあと思いながら、周辺を観察してみると原因の想定ができました。それは、ロの字型のサスペンションクロスメンバーの前端部に強い入力を受け、同クロスメンバーの後端部取り付けボルトを介して入力が伝わったと推察されることをです。 メーカーにおいても、バリヤ装置や車対車の衝突も含め、各種衝突テストが繰り返されています。しかし、リアルワールドにおいては、さらに、さらに複雑であることを改めて思わされます。
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一般
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コメント（3）
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クルマ用モノコックボデーについては、過去にも何度か記してきました。これらは、純粋なモノコック（応力外皮構造）でなく、あくまでもフレームたるメンバー構造（ボックス断面体）とボデーとを一体とした、ユニタイズド・ボデーとかビルトイン・フレームと云うべき構造体であります。
ところで、昨今はクルマの多種混流生産や原価低減のため、プラットフォームと云われる、主に床部分の共有化が益々進められつつある様です。特に、クルマのダッシュパネルより前の、左右サイドフレームとかフェンダーエプロン辺りを共有化しているケースが往々にして見られるものです。これは、通常のセダン型車同士でも一クラス上のクルマ同士とか、背�發裡劭崋屬閥ν�している場合もありますから、外見をちょっと見たくらいでは想像も付きません。
この様なフロント骨格の共用ですが、一つの理由にクラッシュ特性の確保と、そのコスト低減がある様に思われます。現在のクルマでは、フロントは車両前面はリジットバリアへのフルラップ衝突テストだとか、デフォーマブルバリアへの４０％オフセットテストなどが行われ、高水準の車室内の減速加速度の低さと車室の変形量の少なさを確保する必用があります。
クルマメーカーでは、新しいプラットフォームを開発するに際し、もちろんテスト車両での実車実験を繰り返しますが、それ以前の設計段階においてスーパーコンピューターによるシミュレーションを各種パラメーター（板厚だとか断面形状、断面積など）を変え、延々と繰り返しているものと思います。 ですから、ボデー形状が大幅に異なっても、例えばフロント骨格を共用化できれば、クラッシュ特性の確保におけるコストは大幅に削減できることになる訳です。
なお、エンジンやサスペンションなどのメカニカル部品を共通化できると共に、製造ラインでの治具も共用化でき、同一ラインで混流生産できるメリットも生じます。
ところで、セダン型車とＲＶ型車で同一のフロント骨格を共有したとして、まったく同一のままという訳にはいかぬ場合が出てきます。それは、車両重量や重心の違いなどもある故のことと思います。このため、実車衝突テストの結果も踏まえ、適宜のパッチワークが行われ、クラッシュ特性の確保が行われている様です。
ところで、パッチも含め、補強する目的で使われる部材の名称には各種ありますが、その一部を記してみましょう。
・パッチ patch
（補強するための）つぎあて ・リインフォースメント reinforcement
補強材のこと。バンパーリインフォースメントが目立つがｍサイドフレーム内部などにも多用されている。 ・ガセット gusset
主に三角に近い形状で、構造材のコーナー部に取り付けられる補強材のこと。 ・スティフナ stiffener
エンジンとトランスミッションなど、部品間の結合剛性を増すための補強板のこと。 |
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１０万馬力と聞くと『鉄腕アトム』を思い浮かべるのは、私の様な年齢層の方でしょうか。ここでは、何年か前に乗艦したことがある「きりしま」というイージス護衛艦のスペックとして記載されていた１０万馬力のことを記してみましょう。
最近の軍用水上艦艇は、護衛艦クラスの比較的大きなものから、ミサイル搭載艦の様な小型艦についても、推進動力源としてガスタービンエンジンを採用したものが増えている様です。
ガスタービンの大型のものとしては、火力発電所で使用されているものが最大級でしょう。でも、艦船用としては大き過ぎますし、出力可変域も狭く、不適合な様です。そこで、イージス護衛艦に搭載されているのは、Ｂ７４７クラスのジェットエンジンをモデファイしたもの４機を搭載し、低中速時は内２機を、中高速では４機を動作させているそうです。
ジェットエンジンの場合は、軸（ジャフト）はタービンおよびコンプレッサー（および最前列のファン）を駆動するもので、外部には出力されません。それを、外部に取り出したものが、ターボシャフトとかギヤードタービンとか呼ばれる部類のエンジンとなります。このタイプは小型・軽量で高出力が得られますから、ヘリコプター用としては、かなり以前から一般的なエンジンとなっていた様です。
実際､イージス護衛艦に登場した際も、レシプロ内燃機関で感じられる鼓動はなく、微かなキーンという高周波音を感じるだけのものでした。
しかし、この様なガスタービンエンジンが、タンカーやコンテナ輸送船など民間用商船や客船に使われることはありません。ガスタービンエンジンは熱効率的に難があり燃費が悪いからと云うことになりましょう。民間用の大型船においては、燃料に重油を使用し、コモンレール燃料噴射、２サイクル頭上弁付き、シリンダボア径２ｍ前後、ストローク数ｍで、熱効率は４０％以上と、極めて良好な熱効率を達成しているそうです。
ところで、軍用艦艇たるイージス護衛艦の煙突ですが、結構太く感じられるものが前後２本あります、これは出力が大きく排出ガス量も多いこともあるでしょうが、排出ガスに新気をミキシングして排出ガスの温度を下げる仕組みが取り入れられていることもあるのだろうと想像されます。この考え方は、攻撃用ヘリコプターであるアパッチ（AH-64）などでも採用されているものです。その目的は、敵の熱線追尾型誘導ミサイルを避けるためです。
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今回はクルマの外装について、流行・廃れのことを幾つかの事例と思うことなどを記してみます。
まず、サイドプロテクトモールディングのことですが、最近の新車を眺めると、まずモールが付いたクルマは珍しくなりました。一部高級車でドア下端部にメッキモールが装着されたものはありますが、ドア曲面の最大幅部を他物からガードする意味を持つ、サイドプロテクトモールは見事に姿を消してしまいました。１０年くらい前までのクルマでは、タクシー仕様などの低グレード以外は、付いているのが当たり前みたいな装飾品だったのですが。
このサイドプロテクトモールディングですが、３〜４０年くらい以前は、やはりなかったのです。それが、当初はユーザー自身の好みとして、後付けという形で装着され始め、その内に標準装備されるまでになった訳ですが、また元に戻ったという形です。 この理由ですが、様はスタイリング的な流行の問題でしょうが、昔はドア下端から１／３くらいの高さにあったプレスラインが、ドア上部のアウトサイドハンドル部の高さに逆アールを持った張り出したプレスラインが流行となったことにある様に思います。この結果、ドアパネル面の広い範囲が緩やかでフラットな凸形状（クラウンと呼ぶ）でスッキリとし、プロテクトモールがアンマッチとなったのかなあと思っています。 次に、ヘッドライト組み込みのターンシグナルライトですが、これは昔のクルマでは、ターンシグナルライトがフロントバンパー内など、位置的にもちょっと離れた別体なのが当然のことでした。それが、今では多くのクルマでヘッドライト内にターンシグナルライトが組み込まれています。この理由ですが、デザインとコストの２つの問題にあると思います。
ところで、このヘッドライト組み込みターンシグナルというものですが、夜間の場合、高輝度のヘッドランプの至近でターンシグナルが瞬くのですが、非常に発見しづらく感じることがあります。 最後に、ホワイトレンズのことを記してみます。これは、だいぶ以前にも記した記憶がありますが、元々は純正外の用品としてカスタマイズ用に売り出された商品だった訳です。そんな、流行を捕まえて、メーカー仕様としてのホワイトレンズの採用と普及に至っています。そして、最近のクルマでは、テールランプ（リヤ・コンビネーション・ランプ）などは、ＬＥＤランプと組み合わせて使用されています。このホワイトレンズですが、個人の趣向の問題ですがどうも好きになれません。テールランプであれば、赤、オレンジ、白とコントラストある方がいいじゃないのと思ってしまいます。
それと、走行中の新しいクルマを見ていて思うのですが、日中のホワイトレンズ車で強い太陽光を受けている場合、点灯が見難い様に感じられます。さらに、ストップランプ等のＬＥＤランプでは、配光の指向性の関係なのでしょう、斜め見すると見難いなあと思う次第です。 |
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ＥＶやＨＥＶの台頭が目立つ昨今ですが、この様なエンジンに代わる主電動機だけでなく、クルマに使われるモーター数は増え続けていると感じます。
その筆頭として、今や主流ともなったのがＥＰＳ（電動パワーステアリング）でしょう。また、電動ドアロックなど、従来ソレノイド（電磁石）による駆動であったのを、モーター駆動化させ静音化したりされてもいます。
これらの起源となったのは、ロボット用のサーボ・モーターなのではないでしょうか。写真はある自動車メーカーの資料館で見た国内トップクラスの産業用ロボットメーカーの製品ですが、想像していたよりずっと早く旋回しアームが上下に、そして伸縮するのに驚きました。また、定位置において、イナーシャ（慣性）を感じさせない正確な停止にも驚かされます。、
この様に遅延なく早く動作するモーターにおいて、将来の話しとなりますが、サスペンションスプリングに代わり、モーター駆動によりサスペンションを伸縮させる方式も検討されている様です。さらに、ブレーキ機構においても、従来の油圧に代わりモーター駆動で、ディスクパットの押し戻しを行うことも検討されているそうです。
この様なサスペンションとかブレーキにまで、モーターを使用しようとするのは、制御系にＥＣＵを介在させ、より高度な制御を行いたいという思想があるためでしょう。
ところで、小型モーターは別として、主電動機には高出力と広い出力範囲や起動トルクの大きさなどを考慮して、三相交流モーターが使用されています。また、クルマ用ではメンテナンスフリー化を目的としてブラシレスとするため、回転子に永久磁石が使用されます。この磁石ですが強力な磁石とするためにネオジムなどのレアメタルが使用されていることは、ちょっと前からの中国の動向により注目されている部分でもあります。
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