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2009年12月31日

モータースポーツ&電動レーシングカート 2009年ありがとう

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いよいよ2009年最後の一日となりました。

残り時間もあとわずか。

現在頭の中を駆け回っているのは、電動レーシングカートの折りたたみ構造の全面的な採用形態、アイデアグッズ第2弾の提案資料フレームワーク、座布団サイズの超小型電動レーシングカート・デザイン、次期アイデアコンテストのアイデア検討、電動レーシングカート評価用部品の試作依頼先の選定作業、最新ノベルのフレームワーク完成、新しいモータースポーツの企画立案、モータースポーツビジネスのフレームワーク捻出、・・・。

四六時中、常にとっかえひっかえ考え続けています。

昔からの習慣で、頭の中を真っ白に出来る瞬間はほとんどありません。

常に何かを考えている空想癖は生来のものでしょう。

ただ、今年はブログ「ゆめの終わり、現実の続き」の管理人MAKOTOさんとの出会いによって大きく前進したのが印象的な1年となりました。

成果という面でも、夏に種を蒔いていた文学賞で特別賞を得たり、デビューしたばかりの2回のオークション出品でどちらも落札を頂いたり、アフィリエイトも愚直に毎日ブログ更新して僅かながらの収益を得続けることが出来たり、個人として会社さんと電動レーシングカート試作の具体的な話を進めて部品図面、試作説明書を配布することが出来たこと、中国系企業への問い合わせを始めたこと、アイデアコンテストへのエントリーを済ませたこと、・・・。

妄想だけでなく、失敗か成功か、はっきり答えが出るまでやり切ることと、思い立ったが100年目で、とにかく図々しく問い合わせやコンタクトを始める事を実践できました。

それと、どんなに用件があろうと、一日1mmでも前進する執念深さを今年はほぼ守り続けることが出来たと思います。

来年は・・・というよりも、今この瞬間もその姿勢を守り続けることは辞さないつもり。

今年の通年テーマでもあった、他人から「出来るわけ無いじゃん、無意味じゃん。馬鹿じゃない?」と言われることを自信を持ってやり切る姿勢。

これも変えずに続けていこうと思います。

さあ、残る2009年の残り時間、ぜひとも良い時間として活用したいと思います。

皆様も良い年の瀬をお迎えください。



posted by papacchi at 13:40| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月30日

モータースポーツ&電動レーシングカート 試作図面、説明資料がようやく完成

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思った以上に時間がかかりました。

ようやく、貰い受けたレーシングカートを用いる電動モーターの評価用マシン試作のための部品図面、評価項目や試作内容をまとめた説明資料を今朝方になって書き上げました。

走行テストを年内に完了すると言う大目標は果たせませんでしたが、試作部品の設計を一通り纏め上げるという最低限の目標はクリアできたと思います。

モーターシステムの未確認な部分がまだ残っているので、一部は暫定設計のままになっていますが、基本方針はある程度盛り込めたと思います。

この試作によって基本的な事項を確認し、実施可能性が感触として得られたら、実用設計に煮詰めていこうと思っています。

これまでご意見を頂いたり、色々とお世話になった関係者に、試作図面、説明資料を配布。

年内から年始にかけて、近隣の工場などにも試作見積もりを依頼するために図面送付していく予定です。

また、年内の残る時間を利用して、超小型な専用設計のレーシングカートの設計、アイデアグッズの提案資料をまとめていきます。

最後の最後まで、時間を大切に使って行きたいと思っています。





posted by papacchi at 19:23| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月29日

モータースポーツ&電動レーシングカート 物体を移動する際に必要な仕事の関係

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モーターのワット数w(w)から、使用可能なトルクT(N・m)と回転数N(rpm)の範囲を、効率100%の理想的条件の元で簡易に推定する方法を整理しようと思います。

極めて単純な力学の問題です。

久々に思い出して、数遊びしてみましょう。


摩擦の無い平らな床の上にある物体を、力F(N)、速度V(m/s)、距離L(m)移動させた場合、
 仕事E(J)=F(N)・L(m) ・・・(1)
 仕事率W(w)=F(N)・V(m/s) ・・・(2)
と表すことが出来ます。

これは車輪を有する物体を、力F(N)、速度V(m/s)、距離L(m)移動させた場合と同じです。

この場合、車輪が発する駆動力がF(N)であり、車輪径R(m)とすると、
 駆動力F(N)=T(N・m)/R(m) ・・・(3)
と表すことが出来ます。

この場合、(1)式、(2)式は以下のように書き換えることが出来ます。
 仕事E(J)=F(N)・L(m)=(T(N・m)/R(m))・L(m) ・・・(4)
 仕事率W(w)=F(N)・V(m/s)=(T(N・m)/R(m))・V(m/s) ・・・(5)

車輪の回転角速度ω(rad/s)と表記すると、物体の速度V(m/s)は
 V(m/s)=R(m)・ω(rad/s) …(6)
と表せます。

ここで、回転角速度ω(rad/s)は周波数f(Hz)を用いると、
 回転角速度ω(rad/s)=2πf(Hz) ・・・(7)
と表記できますから、上記(6)式は
  V(m/s)=R(m)・ω(rad/s)=R(m)・2πf(Hz) …(8)
と書き直すことが出来ます。

これを(5)式に反映すると、
 仕事率W(w)=(T(N・m)/R(m))・V(m/s)=2πf(Hz)・T(N・m) ・・・(9)
と書き換えることが出来ます。
 f(Hz)は「1秒間に車輪が何回転するか」を意味していますので、1秒間当たりの挙動を知る場合は(9)式をそのまま使用すると便利です。

ですが、当初の目的どおり、トルクT(N・m)と回転数N(rpm)で見積り出来るようになりたいわけですから、
 N(rpm)=60・f(Hz) …(10)
の関係を用いて、(9)式を書き換えると、
 仕事率W(w)=2π・T(N・m)・N(rpm)/60 ・・・(11)
が得られます。

モーターの多くはカタログ値等でw(w)表示していますから、この関係式から、
 1)得たい回転数N(rpm)を発生したとき、得られるトルクT(N・m)の限界値が、
 2)得たいトルクT(N・m)を発生したとき、得られる回転数N(rpm)の限界値が、
それぞれ算出できます。

算出できたそれぞれの限界値は理想値であり、そのうち何10%か実際には得られないと考えれば、用途に合うモーターかどうかがおおよそ見積もれることになります。

減速機を使ったとしても、モーター出力w(w)は変わりませんから、トルクT(N・m)と回転数N(rpm)のトレードオフをどのように配分するか・・・を変えられるだけだという点に注意しましょう。



posted by papacchi at 21:17| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月28日

モータースポーツ&電動レーシングカート マナー

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ずいぶん昔の話になりますが、私にも喧嘩っ早かった時分があります。

喧嘩そのものは弱かったのですが(笑、何かにつけて腹をたて、突っかかっては一気に逃げる、そんなこと良くやってたような気がします。

取っ組み合いまでは行かないものの、怒鳴りあったり、脅しに行ったりっていうのもありました。

そんなことをしていると、当然、失敗も沢山経験しました。

今考えれば、どれもこれも、ちょっと間を置いて、我慢して居れば良かった様な事ばかりなんですけどね。

はっきり言えば、自分に余裕が無いときに、苛立って、そのままけんか腰になっていました。

何にゆとりを感じるか?それはケースバイケースなのかもしれません。

ただ、喧嘩して得るものはありません。

嫌な自分であることの自己主張がそのまま周囲に喧伝されることと、自分のふがいなさを改めて痛感するだけ。

性善説的に見たとしても、その後の成長のための糧になるかもしれませんが、一度「嫌な奴」のイメージを喧伝したのですから、その償いと成長への到達には迂遠な時間を必要とするマネをしたとしか言えないでしょう。



最近、モータースポーツでも、ブームが激減傾向にある中で、さらにマナーの低下をあちこちで耳にするようになりました。

レーシングカートのサーキットでもご他聞に漏れず・・・という有様だそうです。

もちろん一部の心無い人たちが関わっている話だとは思うのですが、残念でなりません。

もともとモータースポーツは競い合うわけですから、レースで勝負すれば良いのです。

抜き方がどうだ、遅いのに何をちょろちょろやってんだ、・・・。

たわけた話をしているんじゃありません。

その時点で、文句を言う本人がレースできるレベルじゃないってことです。

よほど情けない思いをしたんでしょう。

他人に当たらないとやりきれないくらい。

だったら二度と走らなければ良いじゃないですか。

そんな嫌な思い、もうしなくて済みますよ。

公道でも自動車学校の教習者を邪険に扱う歩行者、ドライバーが数多くいます。

なぜ上達しようとする者を邪魔するのでしょうね。

どんなに遅くとも、必死で追いつこうと努力している、まだまだ進化中のドライバーはあっという間に良いライバルになってくれるはず。

それでも喧嘩したいなら、最後まで喧嘩を続けてF1のワールドチャンピオンになってください。

成れるものならね。

喧嘩を売った以上、それだけの結果を示せば、「官軍」として堂々と胸を張ればいい。

喧嘩を売っておきながら、国内レベルでウロウロしてる中途半端なレベルなら、怒鳴っている自分が「社会のシケイン」になっていると自覚しましょう。

子供でも判ることです。

モータースポーツでも、冷静さを最後まで維持できることが求められます。

問題があるのなら、冷静に、穏やかに、解決に向けて「話し合い」をしましょう。

ね。

されて嫌なことは、他人にはしない。

お互いに、そういう気持ちを大切にしていきましょう。






posted by papacchi at 20:55| Comment(0) | 3.モータースポーツと教育 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月26日

モータースポーツ&電動レーシングカート パソコンの大掃除

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この数日、パソコンの大掃除をやっていました。

このブログだけでなく、CAD作業などメインで使っているPCが急に動作不安定になり、原因を調べたらキャッシュがすごいことに。

私はブラウザにInternetExplorer ver6(以下IE6)を使っています。

一度タブブラウザに変えましたが、マルチウインドウでバラバラ使いたい私は、当時の動作不具合も災いして、IE6に戻したままにしています。

で、IE系、特にIE6ではContent.IE5フォルダーに「ゴミ・ファイル」をわんさか溜め込んでしまうんです。

これまでも気を付けて、暇を見てはクリーニングしていたんですが、ここのところCAD作業、プレゼン資料作りなどでうっかりズルズルと放置してありました。

ブラウザが異常な表示を始めたり、他のアプリケーションのスワップ領域まで圧迫する始末。

CADが頻繁にクラッシュし始めて、作業効率も一気に低下してしまったので、やむを得ずクリーニングを開始しました。

ついでに自宅にある他の6台のPCも大掃除。

おかげで2日ほど何もできませんでした。

せっかくなのでクリスマスに専念(笑。

いよいよ年の瀬・・・をひしひしと感じつつ、見積もり依頼を早く出したい!と焦っていました。

今朝でほぼクリーニングも完了。

勤務先も火曜までで仕事納めなので、じっくり試作関連に集中できそうです。


posted by papacchi at 15:25| Comment(0) | #.日記 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月24日

モータースポーツ&電動レーシングカート 自転車のハブ

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先日テレビで、自転車のタイヤの空気圧を常時安定させることが出来るハブを作ったメーカーさんの特集を見る機会がありました。

このメーカーさんは、以前、このハブをリリースした頃にもテレビで取り上げられています。

そのときには「この会社、この先しばらくは儲かるんだろうなぁ・・・」と、羨ましくテレビを眺めた記憶があります。

が、今回の放送では、開発企画機能のみ残し、それ以外を大きく縮小したと言う現状も報じていました。

はっきり言うと生産部門・・・工場を失くした訳です。

私はファブレスのメーカー形態に非常に興味を持っています。

このメーカーさんもそういう方向へ進んでいるのかなぁ・・・と思ってテレビを見ていたのですが、どうやら様子が違いました。

実のところ、そういった発展的な動きではなかった様なのです。

会社の存続のために縮小せざるを得なかったと言うコメントがショックでした。

日本の製品は高品質ですが、やはり高価です。

中国製のコピー品でも、そこそこの性能が出ていれば、最近は多くの人がこういった中国製を選ぶようになってきています。

部品メーカーや、加工技術を売りにしている工場など、ここ最近は特に苦戦を強いられています。

先のハブ・メーカーの転身はアイデアを売りにして勝負しようという方向性に近いのかと感じましたが、価値あるアイデア、ライセンシー、などで生き残るのは大変苦労すると思います。

やはり原価で中国に勝つ思想を、改めて見直してみる時期に来ているように感じます。

日本製品が中国製品より安く出来るのなら、もちろんこれまでの日本品質でですが、これは再び世界最強になり得ます。

とにかく日本の人件費は高い

正直に言って、ちょっとした加工、試作を頼んだときに、「タダ」で「一緒に共同開発してみよっか?」くらいの懐があっても良いんじゃ?と泣きを入れたいくらい、高い。

勤務先の会社の業務として試作を頼むときは、金額など気にしたことはほとんどありませんが、身銭を切るときはそうはいきません。

アイデアがあっても芽を出せずに居る企業さんなども少なくないんだろうなぁと思います。

安く、だけど儲かる。

ただ安くするだけではジーンズの値下げ合戦と変わらず、先行きが暗いだけですが。

日本の技術を消え失せさせない為の新しい仕組み。

そういうイメージです。

あの自転車のハブを作ったメーカーさんは絶対にウハウハ稼いでいる・・・と思っていただけに、電動レーシングカートの試作開発にチャレンジしている私としては、やはりショックでした。


posted by papacchi at 21:19| Comment(0) | 8.活動費 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月23日

モータースポーツ&電動レーシングカート 天皇誕生日とクリスマス・ケーキ

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明日はクリスマスイブ。

今年は休日と重なっていないので、あまりのんびり楽しめないのかな?

ケーキ作りはいつも僕がやらせて貰っています。

今年のイブは出勤日でもあるので、天皇誕生日でもある今日の休日に、一日早くクリスマス・ケーキを作ってしまいました。

まあシンプルな材料だけで、定番のイチゴとクリスマス向けのデコを乗っけただけです。

サイズは20cm。

買えばけっこう良い値段になるケーキも、好みのスポンジ硬さ、クリームの風味に変えて、1000円も掛からずに作れちゃいます。

完成品はこちら。

cake.JPG

パティシエのような美しいデコはできませんが、食べ応えのあるボリュームです。

生クリームにはホワイトチョコとバニラエッセンス、砂糖を加えたバージョンにしました。

色んな組み合わせを試してみましたが、意外とこの組み合わせがシンプルでコクも深くて人気があります。

2時間あれば作れるので、気分転換にも良いですね。

どんなものを作ろうか?という考える楽しみ、実際に作る楽しみ、食べて満足できる楽しみ、全てが揃っている、なかなか魅力ある作業です。

例年、お正月にも作っていますので、今度はどんな仕上げにしようかそれなりに楽しんで考えようと思います。


電動レーシングカートの暫定部品図、組立図は昨晩ようやく完成しました。

折り畳み用ジョイント2案の図面と部品図、組立図を作り、試験計画、試作説明資料を作れば関係者の皆さんに発送して見て頂く予定です。

今週中に何とか済ませたい!

年内テスト走行完了の目標は諸般の状況もあり守れそうに無くなってきましたが、僕のところで進められることはどんどん前進させます。

アイデアグッズ第2弾の図面、プレゼン資料も年内完成を必達の目標として作業を進めます。



posted by papacchi at 17:37| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月22日

モータースポーツ&電動レーシングカート バッテリーの安全性

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現在ではガソリンが内燃機関用燃料としてあたり前のように使用されていますが、初期には危険極まりない厄介な物質として川などに棄てられていたこともあります。

最近急速に開発、実用化が進んでいるバッテリーですが、やはり安全性については気になる…という心情が聞こえてくるのは否めません。

ガソリンについても、バッテリーについても、動力の源泉になるエネルギーを蓄えていることには変わりはありません。

ただ、ガソリンは「酸素と火」が無ければ単なる液体だと言い切ってしまう人が居るほど、その本質を強気で捉えられるようになっています。

確かにその通りで、ガソリンの場合、反応に必要な物質の片割れは車載していません。

大気から空気を取り込みながら、初めてガソリンと空気中の酸素を反応させるシステムになっている点で「比較的」安全という言い方も出来ると思います。

一方バッテリーはというと、プラスとマイナスの端子が箱から飛び出していて、この2つの端子をつなげば「いつでも電流を流せる」状態にスタンバイしている点が特徴的です。

最近の携帯端末向け、PC向け、HEV、EV向けなどに利用されているリチウム系バッテリーは保護回路を内蔵していて、容易にはスタンバイにならないようロックされる様になってきました。

が、そのロックの向こう側では依然として電気化学的にスタンバイ状態になっている「生のバッテリー」が控えていることには変わりはありません。

そのため、本質的な安全を確保するために多くの改善やテストが行われています。

以下に示しているのは、リチウム・イオン電池パックの安全性評価を目的とした、評価試験項目(電池工業会指針 SBA G 1101-1997)の一例です。

現時点で多くのバッテリーはこれと同等か準ずる試験をクリアしていると思われます。

<電気的試験>
  外部短絡  保護回路の故障を想定して、電線で端子間を短絡させる試験
  強制放電  保護回路の故障を想定して、電池を強制的に放電させる試験
  過充電   保護回路の故障を想定して、定格容量の250%まで充電する試験
  大電流充電 保護回路の故障を想定して、メーカ許容最大電流の2倍で100%充電する試験

<機械的試験>
  振動  直角に交わるXYZ方向に規定の振動を加える試験
  衝撃  直角に交わるXYZ方向に規定の衝撃を加える試験
  落下  1.9mからコンクリートに10回落下させる試験
  釘刺し 電池中央を垂直方向から規定の釘で貫通させる試験
  圧壊  電池を2枚の鉄製平板で挟み、規定の力を加える試験
  衝突  電池に丸棒を載せて、その上に61cmの高さから9.1kgの重量物を落下させる試験

ただし、これらの試験をクリアしているからと言って、「安全」が保障されるものではないということを、ユーザーである私たちはよくよく理解しておく必要があります。

道具は使い方次第によっては危険がすぐに露呈します。

道具の持つ特徴と、最悪の場合のリスクの種類を理解しておくことは、ユーザーが怠ってはいけない自己保護のための最低限の準備だと頭に刻んでおいて欲しいと思います。

PL法や賠償責任などが軽々しく問われる時代になりましたが、痛い思いをしてから金銭で解決できるものはそう多くはありません。

また、極端に無知な使用方法が保護されるようになれば、使用者責任を問うための「ライセンス制度」が求められるようになる可能性も高いことを理解しておいて欲しいと思います。

「法の無知は許さず」という法解釈は、既に社会通念上逃れられないルールになっています

「道具の利用法の無知も許さず」という解釈を「法」として押し付けられたくなければ、ユーザー自身も真摯に道具と向き合う姿勢が必要だと思っています。

ある会社では労災の防止のために、デスクでカッターナイフを使用するには、上長の許可を書面で得るという制度まで行っているそうです。


posted by papacchi at 19:34| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月21日

モータースポーツ&電動レーシングカート 電気化学反応を利用した電池に対する周囲温度の影響

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寒くなってきました。

寒いと言ったらバッテリー上がり。

ということで、バッテリーと周囲温度の関係を簡単にまとめておこうと思います(笑。

電池(以下バッテリー)から取り出そうとする電流(負荷電流)が大きくなると、電池の電圧が減少します。

これは、バッテリー内部を見たときに、電極での化学反応や、電解液中のイオンの移動や拡散が、要求する電流を提供するのに追いつかず、結果として抵抗を増加させてしまうためです。

また,充放電サイクルを重ねて行くうちに電池が消耗、劣化してくると、これによっても大きな電圧降下が生じます。

充放電サイクルを重ねたことで電池内部の「不可逆反応(元に戻らない反応)」などによって生み出される抵抗が増加し続けてしまうからです。

電池から取り出せる電流は次のように表されます。

  I=nFv
    I=電流
    n=反応する電子の個数
    F=ファラデー定数(96485C/mol)
    V=電極反応速度

上式から判ることは、取り出せる電流はバッテリー内部の反応速度に比例するということです。

EVなどで特に期待される大きな電流を取り出すためには、バッテリーの電極での反応速度を高めるとともに、反応を終えた物質を素早くどかせて、新しい反応物質を素早く電極まで運ぶ「反応物質の輸送力」も大きくして行かなければならないという事になるわけです。

化学反応を速くするということは、反応の速度を高めると同時に、反応に関わる物質の出入りの速度も高めなければならないという事です。

さて、既に経験済みの方の方が多いと思いますが、バッテリーの種類如何に関わらず、ほとんどのバッテリーでは、高温であれば放電サイクルを重ねても反応速度が速く、低温であれば反応速度が遅くなります。

現時点の技術では、バッテリーは化学反応を利用しているので、どうしても温度の影響を強く受けてしまいます。

以下に示すのはアレニウス(Arrhenius)の式です。

この式は、ある温度での化学反応の速度を予測する式として良く知られています。

  k=Ae^(−E/(RT))
    k:反応の速度定数
    A:頻度因子(温度に無関係な定数)
    E:活性化エネルギー(アレニウスパラメータともいう)
    R:気体定数
    T:絶対温度[K(ケルビン)]

この式から判ることは、温度が低下するにつれて反応速度が低下する「傾向がある」ということです。

ただ、よく見ると、20℃の場合と−20℃の場合とで比較すると、おおよそ5%程度の反応速度低下にしかならないはず…と予測することも出来ます。

その通りで、低温時には他にも数多くの要因が重なり合って、さらに加速的にバッテリーの性能低下を推し進めることになります。

例えば、電解液が有機溶剤を用いていない水溶液の場合には(鉛バッテリーなどの多くは水溶液です)、−20以下になってくると凍結に近い状態になってしまいます。

正しい表現ではありませんが、電荷を運ぶ物質が凍結して移動出来なくなれば、バッテリーから電力を取り出すことは出来なくなるわけです。

化学反応を利用している以上、アレニウスの式からも明らかなように、反応速度は低下を免れないこと、そして、それ以上に多くのマイナス要因が重なり合って、さらに反応速度を加速的に低下することを覚えておきましょう。

最近は電解液に有機溶剤を用いたリチウム系バッテリーが低温環境で有利だと言われています。

確かに他のバッテリーよりは大幅に反応速度低下が抑えられていますが、化学反応を利用していることには変わりはありません。

EVなどの駆動用電源として使用する場合に、この特性が見逃せない影響を与えることは良く知られている事実であり、現在も研究開発が進められています。



posted by papacchi at 19:39| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月20日

モータースポーツ&電動レーシングカート 種まきと水やりの継続

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これも趣味ですが、ゴルフに夢中になってかれこれ10数年。

コースには年数回、行くか行かないかのレベルですが、この1年こだわって続けてきたことがあります。

それはヘッドスピードの向上。

ボールのショット精度は1〜2年前にある程度満足できるレベルに到達・・・というか、かなり自信が持てるショット技術を身に着けたと思っています。

もちろんプロやトップアマのレベルではありませんよ。

ただ、ショット毎に「上手く当たるかなぁ・・・」という不安を感じるのではなく、「あそこにしっかり置けるかな?」というゲームの部分に楽しさを集中できるようになりました。

そういう意味で、自分のスイングの形が一つ出来たという自信も付きました。

ただ、この打ち方はそれまでとは全く異なった打ち方で、自分ではクラブをほとんど振っていないと錯覚するほどコンパクトになっています。

正直、飛距離を相当犠牲にしたような気になっていました。

ある程度筋力アップすればヘッドスピードを高めて飛距離をもう少し伸ばせるのでは?と思いながら、練習をしていましたが、意外と飛距離は変わっていません。

逆に考えれば、まだまだ「クラブをフルスイングしていない」のでは?と思ったわけです。

さっそくヘッドスピードメーターを購入して素振りを続けて来たわけですが、ある意味愚かにも、ほとんど毎日休むことも無く続けていました。

夢中になると考え無しに続けてしまうんですねぇ・・・。

ここ最近になってふと気が付いたのですが、フルスイング時のドライバーのヘッドスピードが55m/secを優に超えるようになっていました。

50m/secを数百球、安定して出せるようになりたい・・・、そういう目標は掲げていましたが、その前にトップスピードが想定以上のレベルに達していました。

測定器のエラー?と思うようなヘッドスピードが出ることもあります。

結果が出るとますます自分の世界に篭って続けてしまう。

種を蒔き、水撒きが楽しくなってしまうと、物によっては想像以上の成長を遂げることもあるんだなぁと驚いています。

まだ、50m/sec以上を安定して出せてはいません。47m/secの時もあれば54m/secの時もある。ひどい時は44m/secしかでない時もある。

でも数年前は、こんなスピードはそうそう出ませんでした。

50m/secを越えることは絶対にありませんでしたからね。

来年の目標も今年と同じにしようと思っています。

「他人から本当に馬鹿と呼ばれるように突っ走る。」

今年はなかなか実行に移せませんでしたが、9月以降から少し進歩したと思っています。

蒔いた種の数もまだまだ少なかった。

でも、そんな僅かな種から、少しだけ芽を見ることは出来たと思います。

実を得るまでには至りませんでしたが、そんなことは忘れて、種を撒くことだけに専念する一年を来年も続けてみようと思っています。

まだ今年は終わっていません。

あと幾つか種を巻く予定です。

気が付いた時に熟した実があった・・・。

そんな取り組み方を続けて行こうと思います。



posted by papacchi at 19:19| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月19日

モータースポーツ&電動レーシングカート FF

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初めてドリフト出来る様になった時、乗っていたのはFFのセダンだった。

ある意味でアシスト機能付きのドリフトだったと思う。

ロックさせながらブレーキングすると同時に、ヒール&トゥでシフトダウン。

少し高めのスピードでブレーキペダルから足を離すと同時にステアリングをスッと切り込む。

そこからはハードなエンジンブレーキと暫しの待ち時間によって、車のリアがフロントを追い越そうと旋回を始める。

ブレーキ操作技術などまだまだ甘い時期だったから、この方法はオーバーステアを意識的に誘発するのには随分と役に立った。

FFならではの操作性が随分と多くの挙動を教えてくれたと思う。

しかし、それ以上に簡単にドリフトするクルマがレーシングカートだった。

初めて乗ったカートで、いきなり2コーナーから勝手にドリフトし続けるステア特性に面白さを覚えたのは今でも記憶に新しい。

ただ、それで楽しかったのも数周。

タイムボードに自分のタイムが表示されていることに気付くと、このドリフト状態がどれだけ邪魔な挙動かということを嫌というほど痛感させられた。

コーナーの立ち上がりで少しでもスライドを発生させてしまうと、そのラップのタイムは全てご破算。

コントロールする楽しさは、ドリフトさせることから、ドリフトさせないことに、対象が変わって行った。

クルマの駆動方式とドライビングの目的によって、すべきことは変わる。

タイムアップしたいという目的には、制動力はブレーキングと加速にのみ使いたくなってくる。


最近、2輪駆動の電動バイクが身近なところで開発されている。

フロントタイヤも駆動力を発生するのだ。

リリースも迫っている。

私は2輪のことは良く判らない。

が、その動特性をインプレッションする日を楽しみに待っている。

もしかしたら、また新しい発見が出来るのではないかという期待を込めて。


クルマの駆動方式だが、私はFF>4WD>MD>FRの順に好きだ。

今はファミリーカーとしてFRのE39を愛用しているのだが・・・。

この順序はアクセルコントロールでどんどん「踏み込んで行ける」順と言って良い。

タイムアップとは必ずしも相関があるわけではないが、コーナーの入り口からアクセルをどんどん踏んでいけるのは単純に楽しい。

EVは駆動輪を自由に変更できる可能性が高い。

タイヤ交換する感覚で、電動レーシングカートの駆動特性を変更できたら非常に面白いと思っている。

密かに構想、アイデアを練っているところだ。



posted by papacchi at 22:02| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月17日

モータースポーツ&電動レーシングカート 思い出

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最近、自分がレーシングマシンの設計、製作に夢中になっていることが楽しい。

レーシングマシンと言っても、レーシングカートを簡単なEVコンバートするだけといったレベルなのだが。

毎日限られた時間の中で、少しずつ作業を進めながら、何度も頭の中に思い浮かべる記憶がある。

初めてモータースポーツを自らの手で身近に感じようとしたのは中学1年生の時だった。

それまでは、数度、たまたまテレビ放映で富士スピードウェイで行われていたグランチャンを見ただけだった。

その時はそれなりに何か感じていたのかもしれないが、小学生の頃で予備知識もなく、レース・・・という存在そのものが良く判っていなかった。

中学1年のときにたまたま書店で手に取ったAUTOSPORT誌。

この雑誌との出会いは生活と人生観を一変させた。

ちなみに、小学生の頃から寝付くまで布団の中で「空想」しながら毎晩クルマのペダル操作をしていた(笑。

これはその後、何の役にも立たなかったが。

それよりも、レースという存在を文字と写真だけで克明に伝えてくれるだけなのに、自分が日常とは全く違うF1サーカス・ワールドの入り口に立っているような錯角さえ感じさせてくれた。

20才でクルマの免許を取るまで、モータースポーツとの接点はAUTOSPORT誌だけだった。

ただ、大学進学を決める大きな決め手となったのは、当時火が付いていた「ウィングカー」、そしてエアロダイナミクスのテクノロジーを最初にメジャーにしたコーリン・チャップマンの存在そのものだった。

存在と言っても、既に他界されていたのだが、私自身はモータースポーツには「エンジニア」として参画するしかない・・・と思い込ませるほどの影響力を与えた人だった。

そしてその次に、今でもその影響を及ぼし続けているのがロビン・ハード。

僕に「コンセプト」と言う単語を中学か高校のときに始めて覚えさせてくれた、偉大なレーシング・デザイナー・・・、いや、「コンセプト・デザイナー」だ。

あのコンコルドの開発に携わり、エアロダイナミクスのプロフェッショナルとして数多くのレーシングマシーンの誕生に手腕を発揮した。

ただ、この二人の影響も、あるとき大きく揺らぐ事件が起きる。

それは大学の近くの林道で、生まれて初めて、まるでモーターボートのようにクルマが浮遊するような感触で「横滑り」させた瞬間だった。

意図してやったこととは言え、初めてコーナーに飛び込んでいって成功してしまったことに、あっけなさと可能性を一度に味わった。

難解な理論と悶々と格闘するエンジニアと、瞬間瞬間の判断と実行力を問われるドライバー。

明らかにドライビングの虜になった瞬間だった。

ただ、そのおかげでクルマのメカニズムとダイナミクスを自ら体感して楽しめるようになった。

今、CADに向かって描いているマシンはどんな暴れ方をするんだろう?

ワクワクしながら作業を続けているのは、こんな思い出も相乗しているからかもしれない。

そういえば、今年の東京モーターショーでケータハムのスタッフとチャップマン談義で盛り上がったことを思い出した。

夢だったレーシング・カーのデザインを、こんな形でほんのちょっぴりでも実行に移せるようになったことは、今年の大きな前進だったかもしれない。



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2009年12月16日

モータースポーツ&電動レーシングカート 簡単なモーター特性の見分け方

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閑話休題ってところで。

モータに表記されている出力Wは、出力トルクと回転数の積(掛け算)の関係として見ることも出来ます。

モーターは電圧が高いほど回転数が高くなり、電流が多いほどトルクが大きくなります。

この特徴を頭に入れておくと、同じ500Wモーターでも、見た目でワイヤーケーブルが細い場合は高回転型、逆にワイヤーケーブルが細い場合は高トルク型と見分けることが出来ます。

ワイヤーケーブルが細いのに同じ出力が得られると言うことは、回転数を高めるように設計されているということ。

逆にワイヤーケーブルが太いと言うことは大電流に耐えられるように設計してあるわけで、高いトルクを得るように設計していることになります。

同じ出力のモーターをいくつか見比べていると、この程度の区別は容易に出来るようになってきます。

さて、同じ出力のモーターを用意したとしても、高回転型か、高トルク型かで、減速比の選び方が変わってきます。

簡単な例として、車軸の出力トルク、回転数を同じにしてみましょう。

モーターが高回転型ということはトルクが小さくなることを意味しますから、減速比を高めて回転数を犠牲にしつつ、車軸の出力トルクを確保するように利用します。

逆にモーターが高トルク型ということは回転数が低過ぎになることもあるので、減速比を小さくしてトルクを犠牲にしつつ、車軸の出力回転数を確保するように利用するわけです。

同一出力のモーターだといっても、こういった点に注意してみると、必要なトルクを得るのに大きな減速機が必要になるのかどうかが、感覚的に予想できるようになります。

まだまだEVを楽しむのに手頃なモーターやバッテリー、減速機といったパーツは高価で種類も限られています。

今回試作している電動レーシングカートが少しでも新しいヒントになって欲しいなと、自分自身が一番期待しながら、テスト走行に向けて準備を進めています。

ある意味、今が一番楽しいのかも(笑。



posted by papacchi at 19:51| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月15日

モータースポーツ&電動レーシングカート PMモーターかブラシレスモーターか

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バッテリーからEVの駆動力を得るために、モーターを使うことに関しては今のところ疑問を挟む余地は有りません。

世の中で手に入れられるものの中で、モータは比較的安価で取扱いの利便性が高いと思っています。

特にEVでは、主流であるDC出力のバッテリーを使用する選択肢くらいしかありませんから、DCモーターを利用することになるのも自然な選択だと思います。

DC→AC化するにはインバーターと呼ばれる変換回路を使用するのが一般的ですが、この際に3割近くのエネルギーロスを伴うことが少なく有りません。

自動車のACアダプターを介してAC100Vを作り出すインバーターを利用している方も多いと思いますが、短距離走行を繰り返すような場合、自動車のバッテリーを満充電し続け難くなることが多く、バッテリートラブルになりやすいリスクがあることを覚えておくと良いと思います。

よって、限りあるバッテリー容量をフルに走行用に利用するには、可能な限りインバーターを使用したくないというのが本音となってきます。

ただ、電力供給方法としてDCが有利だとしても、モーターがDCのままでは非効率!であっては意味が有りません。

この点、悩ましい問題があることは事実です。

模型などで慣れ親しんでいるDCモーター(マブチモーター、など)はブラシ付きDCモーターに分類されるもので、これを大型化してEVに利用しているものが非常に多くありました。

PMモーターとも呼ばれますが、強力な磁石を内蔵してDC電源を供給するだけですぐに回転を始める構造になっています。

構造がシンプルなだけでなく、高出力も得やすく、効率の面でも決して見劣りしない点が魅力で、未だにEV用途として幅広く活用されています。

ただ、長時間安定した走行性能を得続けようとすると、「ブラシ付き」であることがデメリットになるケースが多いと思います。

ブラシとはモーター内部でコイルに電力を供給するための部品です。

前述の模型用モーターを例にとると理解し易いと思いますが、このモーターは回転する部分にコイルが巻いてあります。

回転する物に電力を供給することは今でもハイテクの1つですが、このモーターは3つの電極を回転体に持たせ、回転しない固定側から2本の電極(ブラシ)で電力を供給するように設計されています。

実はこの部分は摩擦運動を繰り返す構造になっていて、長時間運用していくと、磨耗を生じていきます。

模型で動く、動かないを楽しんでいるうちは良いのですが、高い出力を安定的に得ようとすると、この磨耗は徐々にデメリットになって行きます。

デメリットの最たるものは通電不良を生じること。

ブラシが磨耗して電極に密着できなくなり、通電不良を生じるわけです。

また、機械的にスイッチングしているのと同じですから、放電を生じて電極を劣化させるだけでなく、周囲に放電ノイズを巻き散らかすことにもなります。

EVの場合、特に本サイトのようにレーシングモデルを考慮するに当たり、このブラシによるデメリットをどこまで受け入れるかが大きな鍵となります。

もちろん、この課題を解決するために考案された「ブラシが無いモーター」もあり、これをブラシレスモーターと呼んでいます。

このモーターは回転体に磁石を置き、固定側にコイルを配置しており、ブラシ付きモーターと反対の構造になっています。

ただ、この場合はブラシ付きモーターのような「利口な」スイッチング動作が行えず、電気回路を用いたスイッチング動作を行わせる必要があります。

この回路の部分をインバーターと呼びます。

そう。

前述のインバーターと同じような動作を行わせて、DCから一種のAC電力供給を行うことでモーターを回転させるわけです。

電気回路は電気が無ければ働きません。

また、インバーター回路は無駄な電力を消費することも前述の通りです。

モーターそのものはブラシのメンテナンスが不要になり、長期的に安定した動作が期待できるようになりますが、PMモーター、そう、ブラシ付きモーターよりもエネルギー的に損をする可能性がまだ高いのです。

モーター以外に電力を分け与えなければならない部分が増えるわけです。

この点が非常に悩ましいポイントになっています。

かつてはブラシレスモーターは制御回路が伴うため高価でした。

ですが、最近では中国、韓国、台湾などで電動スクーターが普及しており、ブラシ付きモーターと比べても価格的にはほとんど違いが無いほどに安価になっています。

こういった背景から、実際のところは、安価で、ある程度システムアップされた部品をそのまま手に入れて利用した方が便利になっています。

本サイトで試作中のEVも、実はブラシレスDCモーターをベースとしたモーターシステムを使用しています。

今後、ずうっと先になるかもしれませんが、究極性能を追い続けるとき、あらためてこの点を考えなければならないだろうと思っています。


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2009年12月14日

モータースポーツ&電動レーシングカート アイデアグッズ コンテスト応募完了

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アイデアグッズ第1弾のアイデアコンテスト応募手続きをようやく終了しました。

応募締め切りは12月末でしたが、ずいぶん以前から基本コンセプトもまとまり、試作結果も出ていたので、これらを総括して微修正を施し、応募書類を完成させました。

ちなみにこのアイデアグッズは、試作が完成してから以降、私の生活には欠かせないアイテムになっていて、大変重宝しています。

他の皆さんが便利になるの?と言う面では正直アイコンの結果を見ただけでも判らないと思います。

アイコンで結果が得られなければ、ブログ上で情報公開して、無償で利用してもらえるようにして行こうと考えています。

結果は遅くとも2010年4月にはハッキリするようですので、それまではこの件については待ちになります。


さて、EVカートの方ですが、モーターシステムの最終寸法チェックが出来ずにいるため、なかなか進展させることが出来ていません。

モーターメーカーさんのスケジュールが予定通り進めば、年内に1回くらいはモーターシステムの最終寸法チェックを行うチャンスがあると思っています。

ただ、ずうっと待ちで居るのも問題があるので、暫定寸法でまとめた図面をもとに、試作見積りを依頼することにしました。

試作費用のオーダーくらいは把握出来るでしょうし、場合によってはコストをさらに下げるために、もっと簡単な構造を再検討する必要もあると思います。

なにせ小額予算での試作ですから、技術的な試作可否だけでなく、資金的な試作可否も早く目途を立てたいと思っています。


それと、ここのところ色々とバラバラ作業を進めていたので、頭の中も混乱気味。

今日はこの辺りも含めて、今後の大まかなスケジュール整理も行いました。

まだ残り半月、やれることはいっぱいありますね。



posted by papacchi at 19:14| Comment(0) | 8.活動費 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月13日

モータースポーツ&電動レーシングカート PWM制御

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電動レーシングカートはモーターとバッテリーの組み合わせだけで駆動力を得られるシンプルな構成になっています。

最も理解しやすい例として、モーター付きのプラモデル自動車を連想して頂ければ良いでしょう。

一般的なモーター付きのプラモデル自動車では、モーター、電池、そしてスイッチが付いています。

スイッチをONにすると電池の電力がモーターに供給されてタイヤを駆動し、プラモデル自動車が走る仕組みになっています。

さて、電動レーシングカートがモーター付きのプラモデル自動車と大きく違うのは、ドライバーが電動レーシングカートに搭乗し、速度を制御する点です。

ドライバーがスイッチを単純にON、OFFするだけでは、フル加速とモータ駆動停止の2つのコントロールしか出来ません。

そこで、何らかの方法で速度制御を行う必要があります。

今回の試作で評価するモーターシステムは速度制御をPWM制御によって行うように構成されています。

以下、簡単にPWM制御について紹介します。

早速ですが、PWMとはパルス幅変調(Pulse Width Modulation)の頭文字をとった名称です。

PWMによる速度制御(以下、PWM制御)とは、このパルス幅変調を用いた速度制御のことを意味します。

先ほどのプラモデルを高速化(低速化)したい場合、最も簡単には「直列につなぐ電池の数を増やす(減らす)」方法で実現できます。

これは、モーターに付加する「電圧」を変えることでモーター速度を変える方法です。

しかし、一本しか電池を積んでいない場合は一工夫必要です。

最も簡単な方法としては、「電圧」を変えるために「抵抗」を変化させる方法が考えられます。

古くは電動ラジコンなどでも用いられた可変抵抗は、この方法を用いたものです。

しかし、「抵抗」を用いて電圧を変えるということは、電池から常に電力を供給し続け、速度を下げている最中は余った電力を熱に変えて「棄てる」ことになります。

走行時間を少しでも長くしたい・・・、こういった電動レーシングカートのような用途で電力を無駄に使用するのは避けたいです。

そこで考えられたもう一つの方法が、先ほどの「スイッチ」を使う方法です。

スイッチはモーターへの電力供給をON、OFFしか出来ないのは前述の通りです。

ただ、ON、OFFを頻繁に行うと、速度を制御出来そうに感じませんか?

PWM制御のパルス幅変調とは、このON、OFF操作を高速かつ任意に制御する方法なんです。

もう少し具体的に言うと、ある時間(一定の時間サイクル)の中で、ON状態の時間と、OFF状態の時間の比率を変える(デューティー比を変える)ことでモーターの速度を制御するわけです。

スイッチONの状態での電圧は原理的に一定にします。

デューティー比Dは

  D=t/T
   t = ON時間
   T = ON、OFFを繰り返す一定のサイクル時間

と定義されます。

この式から判るとおり、デューティー比は0〜1の値となりますね。

デューティー比=0のときはON時間=0ということですから、モーターへは電力が供給されません。

デューティー比=1のときはON時間=Tということですから、T時間の間、常にモーターへ電力が供給されている状態になります。この状態が続くと、空転時のモーターは最高回転数へと近付いて行きます。

あとはデューティー比を0〜1の間で任意に変えれば、モーターのスピードを変えられるというわけです。

ドライバーがスロットルを制御することで、デューティー比を0〜1の中で調整する仕組みを作れば良いわけです。

この方式のメリットである、バッテリーの電力を棄てずに速度制御できる理由がイメージして頂けたと思います。

水道の蛇口をものすごく高速に開閉して、水を容器に貯める時間を調整するイメージだと思って頂いても良いでしょう。水はどこにも漏れて行きませんので無駄使いしていない筈です。

さて、この方式で最も配慮しなければならないのが、先ほどの時間T、そう、ON、OFFを繰り返す一定のサイクル時間をどの程度にすれば良いか?という点です。

例えばT=60秒(1分)などという値にして見ましょう。

走行スピードを最高速の半分にしたいから・・・「デューティ比=0.5」にすれば良いんだ!と思いますよね。

でも良く考えてみてください。

PWM制御はON、OFF(あるいはOFF、ON)を繰り返すだけの制御でした。

すると、T=60秒のうち前半30秒をスイッチON(あるいはOFF)し、後半30秒をスイッチOFF(あるいはON)することになります。

ん?これは?

そうです。

ドライバーが自分でスイッチをON、OFFしているような動きになってしまうんです。

冒頭の、フル加速とモータ駆動停止の2つのコントロールをしているだけです。

これでは「速度制御」したことにはなりませんよね。

このサイクル時間Tは、必要とする速度の調整量や、モーターやその他機械系の慣性力、その他諸条件を考慮して決定する必要があります。

まあ実際は、モーターや使用条件を想定して、メーカー側で適正な値を決定してあるので、基本的にはあまり意識する必要は有りません。

大雑把に、数百Hz〜数KHzの周波数f(=1/T)になっていると覚えておけば充分ですし、しっかり速度制御してくれるように調整されています。

ちなみに、このPWM制御はモーターとバッテリーの間に接続するコントローラーに装備されています。

ただし今後、モーター制御のチューニングを行おうとする場合や、モーター、コントローラー、その他をオリジナルで試作していく場合には重要なパラメーターとなります。



posted by papacchi at 14:22| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2009年12月12日

モータースポーツ&電動レーシングカート コンタクター

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直流回路を遮断する時に発生するアーク放電(パチッと音を立てて飛ぶ火花をご覧になったことがあると思います)は、交流回路を遮断する時より大幅に長く持続する傾向があります。

直流コンタクタはアーク放電をいち早く消滅させて、確実に回路を遮断する様々な工夫が施されたスイッチです。

まず、アーク放電について簡単に説明します。

離れた電極間に電位差がある場合、電極間の気体に絶縁破壊(放電)を生じることがあります。

具体的には、負極・正極間の気体分子が電離(イオン化)してプラズマを生じ、電極間を電子が移動するわけです。

この結果、本来であれば「絶縁体」であるはずの空気中を「電流が流れる」ことになります。

この時、高温と閃光を伴います。

アーク放電では電流と電圧の比例関係にはありません。高電圧などによって電極間の空中にアーク放電が生じると通電電流が増加し、低い電圧でも放電できるようになるのです。

アーク放電に対する措置が施されていないと、破壊されるまで固定電圧が供給され、ますます電流量が増えます。

アーク放電は溶接、プラズマ切断、放電加工、アークランプ、などに利用されるような、高エネルギーを伴った現象です。

ここで「意図しないアーク放電」が発生すると、上記のような高エネルギー現象が不用意な場所で発生し、爆発的に増長することになります。

「意図しないアーク放電」はスイッチ、回路遮断機、リレー接続、ヒューズ、不完全なケーブルの断絶などで多く発生します。

よくあるケースとして、スイッチによって回路を切ろうとした際に、電流が即座に遮断されず、遮断しようとした接点間に一時的なアーク放電を形成するのが観察できる。

前述のコンタクターの役割は、このアーク放電を防ぎながら回路を確実に遮断するスイッチとして機能することです。

アーク放電が持続してしまうと、導線の被覆絶縁体を溶かして火災などにつながる可能性があります。

大電流を使用する機器では見逃せない対策箇所のひとつとなります。



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2009年12月11日

モータースポーツ&電動レーシングカート ブレーカー

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ブレーカーは電気を遮断するスイッチのことです。

ブレーカーと言っても、安全ブレーカー(配線用遮断器)と漏電ブレーカー(漏電遮断器)、大きく2つの種類に分類できます。

安全ブレーカー(配線用しゃ断器)は所定以上の電流が通電したことを検知して、自動的に電気を遮断するスイッチです。

電気器具やコードの故障でショート(短絡)した時や、電力を使いすぎた場合に、所定以上の電流が通電します。

安全ブレーカー(配線用しゃ断器)は、これらのトラブルから大電流が流れ続けるのを防ぐのに利用されます。

漏電ブレーカー(漏電しゃ断器)は配線や電気器具の漏電を検知して、自動的に電気を遮断するスイッチです。

漏電とは、本来絶縁されているはずの部位から電気が漏れ出る現象のことで、一般的に漏電ブレーカー(漏電遮断器)は15〜30mA程度の漏電を検知して作動します。

漏電ブレーカの作動原理は、「機器に入ってくる電流量と出て行く電流量は等しい」という関係を利用して、機器に入ってきた電流量と、機器から出て行く電流量の差を監視し、その差が15〜30mA以上になると自動的に電気を遮断するというものです。

昔から洗濯機を使う場合に注意しなければならない事柄として、あるいは入浴時や洗顔時に防水措置されていない電気製品を使ってはいけないとして、注意されてきたと思いますが、ここで注意喚起されている「濡れた体を電気が通過して行く」現象も漏電です。

漏電によって、電源から出て行った電力と同じ電力が電源に戻って来ないことになるわけです(電源とは違う場所・・・例えば地球(アース)へ漏れ出て行ってしまうんです)。

以上のように「検出しようとする現象」が異なるため、用途に併せて選択あるいは併用して利用する必要があります。


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2009年12月10日

モータースポーツ&電動レーシングカート ワイヤーケーブルの電流容量 Ampacityの考え方4

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 以上のまとめとして、電流と電線の太さ、AWG(アメリカン・ワイヤー・ゲージ)の換算について表に整理しておきます。

□別表1.電流と電線の太さ

最大使用電流(A) 電線の最小太さ(mmまたはsq)   開閉器の容量(A) ヒューズの容量
     20        3.5sq(2.0mm)        30       20
     30        5.5sq(2.6mm)        30       30
     40        8sq(3.2mm)         60       50
     50        14sq             60       60
     75        22sq            100       75
     90        30sq            100       100
     100        38sq            100       100
     125        50sq            200       150
     150        60sq            200       150
     175        80sq            200       200
     200       100sq            200       200
     250       125sq            300       300
     300       150sq            300       300
     350       200sq            400       400
     400       250sq            400       400




□別表2.AWG(アメリカン・ワイヤー・ゲージ)の換算表

自動車の配線によく使われています。

Wire Size(AWG)  直径(mm)    断面積(sq)
    1     7.348      42.38458664
    2     6.543      33.60651647
    3     5.827      26.65383427
    4     5.189      21.13669099
    5     4.62       16.755354
    6     4.115      13.29258163
    7     3.665      10.54429663
    8     3.264       8.36315136
    9     2.906       6.62919626
   10     2.588       5.25772904
   11     2.304       4.16710656
   12     2.052       3.30540264
   13     1.829       2.626014185
   14     1.628       2.08055144
   15     1.45       1.6504625
   16     1.29       1.3063185
   17     1.151       1.039968785
   18     1.024       0.82313216
   19     0.912       0.65291904
   20     0.813       0.518860665
   21     0.724       0.41147816
   22     0.643       0.324557465
   23     0.574       0.25863866
   24     0.511       0.204979985
   25     0.455       0.162514625
   26     0.404       0.12812456
   27     0.361       0.102301985
   28     0.32       0.080384
   29     0.287       0.064659665
   30     0.254       0.05064506
   31     0.226       0.04009466
   32     0.203       0.032349065
   33     0.18       0.025434
   34     0.16       0.020096
   35     0.142       0.01582874
   36     0.127       0.012661265
   37     0.114       0.01020186
   38     0.102       0.00816714
   39     0.089       0.006217985
   40     0.079       0.004899185
   41     0.071       0.003957185
   42     0.064       0.00321536
   43     0.056       0.00246176
   44     0.051       0.002041785
   45     0.045       0.001589625
   46     0.04       0.001256


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2009年12月09日

モータースポーツ&電動レーシングカート ワイヤーケーブルの電流容量 Ampacityの考え方3

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 長時間定格と短時間定格について簡単に整理しておきます。

 長時間連続して通電する場合、発熱量と放熱量がバランスしたときの導体温度に着目します。

 このときに検討しなければならないのが長時間定格です。

 一方、セルモーターの起動電流のようにほんの一瞬だけ大電流を流す場合は、電流が流れ始めてから、被覆絶縁体の温度が定格温度に達するまでの時間に着目します。

 このときに検討しなければならないのが短時間定格です。


 長時間定格に関してですが、「安全の目安」をどのように定義するかで異なっています。

 例えば、周囲温度(℃)、平衡温度(℃)を想定して、導体に流せる最大電流(表が作られています)に安全率(一般的に2倍)を考慮して長時間定格を決定する方法があります。

 後段で列記した「幹線の電流と電線の太さ」は安全率2で規定された表になっています。

 周囲温度が変化する場合は、補正式を用いて、想定される周囲温度の範囲で必要な電流が確保でき、かつ、寿命を維持できる、ワイヤーケーブルを決定します。

 他には、被覆絶縁体の温度が周囲温度より30℃上昇させる電流を長時間定格電流として決定する方法もあります。


 次に、短時間定格に関してですが、

I = exp(-0.21×S + 8.5)/sqrt(t) …(3)

I = 電流 (A)
S = 導体サイズ (AWG)
t = 時間 (s)
    sqrt = 「ルート(平方根)」のこと

によって、必要な時間内に流せる最大電流を簡易的に算出することができます。

 この式は、ワイヤーケーブルの温度が周囲温度57.2℃から105℃までに到達するのに掛かる「時間」と「電流」の関係を調べた実験式で、0〜100秒(1000秒程度まで使用可能とも言われている)の時間内であれば使用できる式です。

 これ以上の時間を「長時間定格(連続定格)」、これ以下の時間を「短時間定格」と区分すれば良いことになります。



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