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台車とキャスター  役立つ知識(1)

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台車&キャスター 役立つ知識  @        

台車を押す力について  始動抵抗、走行抵抗   カート&キャスター

はじめに、台車を押す力については、車輪材質から考えた1例です。あくまでも考え方です。
※実際の押す力に関しては、車輪材質だけでなく、台車本体の自重、台車の強度、キャスターの許容荷重、キャスターの材質、路面状況、押す人の力量など様々な要因で決定されます。


台車を軽く動かす方法として、始動、走行抵抗の良い車輪を選ぶことが大切です。

○条件
  1 車輪の最大荷重以下で使用。
  2 路面は水平・平坦であるとします。

○始動抵抗、走行抵抗について
  走行抵抗算出の詳細はやや専門的になりますので、ここでは簡単な算定方法(目安)とします。

    走行抵抗の算定式: F r (走行抵抗力)kgf= A×G
                    A : 抵抗係数    G : 車輪への荷重

 始動抵抗力は、走行抵抗力より130%から150%ぐらいの力を必要とすると言われています。

   Fs (始動抵抗力)kgf= (1.3〜1.5) × Fr (走行抵抗力)

○走行抵抗(Fr)の考え方 (図1 参照)

       走行抵抗説明図

1 車輪が進行する場合に床面がy状態になり、これが抵抗となります。あきらかに、y が小さいほど抵抗が少ないことになります。従って、鉄車輪のように硬度が高い車輪地面に接する面積bが少なく(線接触に近い)、接地面が大きいゴム車輪より走行抵抗が少ないといえます。

2 いま、y を一定とすれば、これに対応する車軸にかかる走行トルク T=Fr×R は、半径R の増加に比例して T も大きくなり、走行抵抗(押す力)Fr が同じでもトルクは大となります。すなわち、より大きな負荷に対処できます。
  いいかえれば、車輪半径 R を大きくすれば、同じ走行抵抗に対して、より少ない押し力で台車の操作ができます。

○まとめ

1 車輪径の大きい車輪を選ぶ。
2 車輪材質は硬度が高いものが良い。
   参考順位(抵抗力の低い順):
  1鉄車輪 2M C ナイロン 3スーパーソリッド車輪   4ブタジェンゴム / ウレタンゴム車輪  5ゴム車輪
*最近の車輪:スーパーソリッド車輪、ブタジェンゴム車輪などは、硬度に関係なく抵抗の少ない材質です。

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