竜太のテクニカルメモ

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軸受けのない未来のバイクの案

竜太です.どーも,ども.

今回は軸受けと接触摩擦力を利用したブレーキのない未来の電動バイクの案をご紹介します.

従来のバイク

従来のバイクは発動機で発生した動力をチェーンを使ってタイヤを回すギアに伝えて走るものでした. 当然動力はギアからもらうのでタイヤ自体は軸受けも含めて接触している部分が多かったわけです. また,ブレーキはブレーキパッドをタイヤについたディスクに接触させるなどして接触摩擦力で止めるもので,こちらも接触していることになるわけです.

従来のバイクの欠点

このようにブレーキは接触摩擦を利用しているため,雨天時は制動距離が伸びたり,わずかとはいえ騒音もするし,しかも摩耗で劣化してしまう点が問題でした. また軸受けとギアも結局はボディのどこかと接触しているため,摩耗したり,騒音を発生したり,摩擦で動力をロスしたり等様々な問題がありました. これらすべてを非接触式にすることで改善できないか?と考えたのが今回の案です.

まず軸受けを非接触式にしよう!

そこでまず磁石を使うことで非接触式にできないか考えてみます. 一応永久磁石でもよいのですが,磁力の低下等の心配がありますので今回は電磁石を考えます. 軸受けのシャフトの内側を磁石のS極にして本体につながった軸をS極に帯磁させます. すると磁力が十分大きければ軸は体重がのっかってもシャフトの内側の中空部分の中心付近に浮いてしまいます. これで軸受けの非接触化はできました.

タイヤに放射状の磁石を配置し磁極を入れ替える

次に動力を伝える部分の非接触化を試みます. タイヤの放射状に磁石をS極N極を交互に配置し,ボディ側の磁極を電磁石でゆっくりS極とN極を入れ替えます. この時,タイヤに放射状に配置した磁石の半分以上をボディ側の電磁石で覆い,それぞれ磁極を入れ替えます. するとタイヤ側のS極はボディ側のN極に引かれ逆にS極からは反発するのでタイヤは回転を始めます. 回転数に同期しながら磁極の入れ替えスピードを上げていくと徐々に加速します. また,回転数に同期して磁極の入れ替えを徐々に遅くすると減速します. こうして加速減速がすべて非接触方式で調整ができる非接触式の電動バイクが作れることが分かりました.

トップスピードがびっくりするぐらい出る!

この方式の最大の特徴は磁極の入れ替えさえデジタルでやれば,ギアなしで無段階変速が自由にできる点です. 特にギアと発動機の速度に依存しないため,トップスピードはとっても速くすることができます. もちろん,空気抵抗以外摩擦はありませんので音も静かになるはずです. こうして未来の非接触電動バイクができることが分かりました.

何か欠点はないか?

すぐに思いつくのはブレーキです.減速は磁極の入れ替えをゆっくりにするだけですから,ロックはかかりませんが,制動距離が若干長くなる可能性があります. また,電動ですが,バッテリーだとあっという間になくなってしまうので,発電用のエンジンが必要かもしれません. どうせなら環境に良くてエネルギー効率が良いフレイル燃料の発電機を積みたいものです.

未来のバイクは安全で静かな乗り物になる!

とはいえ,静かすぎるため,全盲の人が誤って接触してしまう恐れがあります. その場合にのみ,意図的に音を出すなどの工夫が必要かもしれません.

この案を実現してみたいという方を募集いたします. カワサキさん,如何ですか?

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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