ワインドアップ

車は、無数の部品が組み合わさってできています。これらの部品は、それぞれ固有の振動の性質、いわば揺れやすさを持っています。 ねじり共振とは、回転する部品に力が加わった時に、部品がねじれる方向に振動する現象です。 例えば、車の心臓部である発動機を考えてみましょう。発動機は、燃料を燃焼させることで回転運動を生み出します。この回転力は、動力を伝えるための回転軸を介して車輪に伝えられます。この回転軸は、発動機から伝わる力の変化や路面からの衝撃など、様々な力の影響を受けます。 回転軸は、力を受けてわずかにねじれた後、元の形に戻ろうとする性質があります。まるでゴムひものように、ねじれを繰り返すのです。この繰り返しの速さ、つまり振動の回数を振動数と呼び、一秒間に何回振動するかで表します。 全ての部品は、最も振動しやすい振動数を持っており、これを固有振動数と呼びます。回転軸も例外ではありません。もし、発動機から伝わる力の変化の振動数が、回転軸の固有振動数と一致すると、共振と呼ばれる現象が発生します。共振が起こると、回転軸のねじれの振動はどんどん大きくなり、最悪の場合は回転軸が破損してしまうこともあります。これがねじり共振の恐ろしいところです。 車は、発動機や車輪など、多くの回転する部品で構成されています。そのため、ねじり共振は車の設計において、安全性と耐久性を確保するために重要な考慮事項となります。設計者は、様々な工夫を凝らし、ねじり共振が発生しにくいように、あるいは発生しても振動が大きくならないように部品の形状や材質、配置などを調整しています。

車は、金属や樹脂など、様々な材料で組み立てられています。これらの材料は、力を加えると形が変わり、力を取り除くと元の形に戻ろうとする性質、つまり弾力を持っています。ねじり振動とは、この弾力を持つ物体が、ねじる力が加わることで起こる振動現象です。 簡単に言うと、棒状の物をねじって放すと、元の形に戻ろうとして左右に揺れる様子を想像してみてください。車の場合、動力源や力の伝わる部分など、様々な部品が弾力を持つ部品として働き、複雑なねじり振動が起こる可能性があります。これは、車の乗り心地や持ちに大きな影響を与えるため、見過ごすことのできない問題です。 例えば、動力源の回転によって生まれる力の変化は、力を伝える仕組全体にねじり振動を発生させる大きな原因の一つです。動力源が回転することで生まれる力は常に一定ではなく、強くなったり弱くなったりを繰り返すため、その変化がねじり振動につながります。また、道路の凸凹や車輪のバランスの悪さなども、ねじり振動を起こす要因となります。道路の凸凹は車輪に衝撃を与え、その衝撃がねじれの力となって車体に伝わります。車輪のバランスが悪いと、回転時に偏った力が発生し、これもねじり振動の原因となります。 これらの振動は、車体全体に伝わり、不快な揺れや音を起こすだけでなく、ひどい場合には、部品の壊れにつながることもあります。部品に想定以上の力が繰り返し加わることで、金属疲労などが発生しやすくなり、部品の寿命を縮めてしまうのです。そのため、自動車を作る上では、ねじり振動を抑えるための様々な工夫が凝らされています。動力源の回転を滑らかにする工夫や、振動を吸収する部品の設置など、様々な対策によって乗り心地と耐久性の向上を両立させています。