制御機構

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制御機構

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/15 09:33 UTC 版)

「方向指示器」の記事における「制御機構」の解説

方向指示器はスイッチオンで点灯するのみのほかの灯火と異なり、ランプを一定の点滅速度に制御する機構が組み込まれている。点滅速度は、日本やアメリカの法令では「毎分60 - 120回で一定」と定められ、その他の国や地域においても同様に、欧州を中心とした標準化委員会が定める規格が採用されている。また、安全性の問題から完全に同期する必要があり（点滅時期がずれると、仮現運動知覚(apparent motion perception)により幻惑されるおそれがある）、すべてのランプは一つの制御機構によって制御されるのが通常である。一部の例外としてバッテリーレス仕様のオートバイでは、全てのランプを同時に点灯させるだけの電力を供給できない場合がある[要出典]ので、ランプは前後交互に駆動される仕組みをとるものがある。 点滅を制御する装置にはリレー（ターンシグナルリレー）が古くから利用されている。方向指示スイッチやハザードスイッチでリレーに通電すると、ランプに電流を流す回路に一定間隔で通電と切断を繰り返し、ランプが点滅する。古くから利用される方式としてはサーマルリレーが採用されてきたが、電子部品の発達に伴い、コンデンサや半導体を利用したリレーも利用されるようになった。さらに、高度に電子化された現在の自動車においては、コンピュータで制御される例もある。 サーマルリレーはサーモスタットに使用される物と同様のバイメタルを利用する方式で、バイメタルのほかにヒータを備えている。バイメタルは熱膨張率が異なる2種類の金属を貼り合わせた接点金具で、ヒータによって熱が加えられるよう配置されている。待機状態ではバイメタルの接点は通電状態にあり、リレーに通電するとランプとヒータの電流を流す主回路に通電する。ヒータが発熱することで、やがてバイメタルが変形してバイメタルの接点が離れて主回路が切断される。熱を受けなくなったバイメタルは時間の経過とともに元の形状へ戻り再び主回路を閉じる。これを繰り返すことで主回路が開閉を繰り返し、ランプが点滅する。バイメタルは金属物性を利用しているので耐久性に富み、特性も変化しにくい[独自研究?]（=点滅周期が安定している）ため[独自研究?]この方式は長年主流であった。ヒータ部については加熱/冷却が繰り返されるため安定性の高い金属[独自研究?]が採用され、これが部品を比較的高価としていた[要出典]。コンデンサと抵抗による発振回路を利用したリレーも使用されるようになるが、キャパシタの容量劣化による点滅周期の変化が起きやすく、寿命の点ではバイメタル方式の方が優れていた[独自研究?]。タイマICなどの半導体素子の制御による電子式（トランジスタ式）リレーが登場して以降も、自動車用はほかの用途の半導体リレーと異なり、主回路の開閉には機械式リレーを利用している。 近年では、主回路の開閉もパワートランジスタ素子で行う電子式リレーが採用されるようになった。方向指示器の操作回数が多い路線バスでは、リレーの接点不良による方向指示器の故障を避ける観点から、1980年代半ばから電子式リレーが一部の事業者で採用されている[要出典]。電子式リレーは点滅精度が最も安定しており、部品単価も抑えられる。室内灯やドアロックなど他の電装品を制御するコンピュータユニットを備えた車種では、方向指示器の点滅制御をコンピュータユニットに統合する場合もある 日本やアメリカ、EUの法令や規格では、方向指示器でランプ切れなどが発生した場合は運転者に通知するように定められていて、制御回路はこのための機能も持つ。方向指示器の各ランプは並列に接続されており、1つのランプで球切れなどにより電気が流れない状態になっても他のランプは点灯（点滅）できるようになっている。一方で、リレーに流れる電流量が変わるため、リレーの動作が変化する。あるいは、電子式であれば電流検出抵抗により電流値の変化を検出して制御を変える。これにより、方向指示器の点滅速度を速くしたり、点滅せずに連続点灯の状態にすることで異常を知らせるようになっている。 ハザードスイッチの回路は運転者の操作以外にも、カーアラームやリモコンドアロックなどの応答を表示するアンサーバック機能として、あるいはエアバッグなどの衝突安全装備と連動したり、急ブレーキ時の車両減速度に応じて自動的に制御される場合もある。これらの機能に利用される制御回路は方向指示器の回路とは別に設置され、アンサーバック機能が故障しても方向指示器の動作に影響が与えない配慮がされている。

制御機構

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/20 00:46 UTC 版)

「ショックアブソーバー」の記事における「制御機構」の解説

減衰力はピストンバルブあるいはベースバルブの流路面積によって制御され、流路面積が小さければ流体抵抗が大きく減衰力が高い。逆に、流路面積が大きければ減衰力は低くなる。ピストンバルブとベースバルブでは「オリフィス」「バルブ」「ポート」の3つの要素でオイル経路が構成されている。これらの要素は変位速度に伴い、独立して、または組み合せによって変位速度に最適な減衰力となるように流路面積の大きさを調整する。 オリフィス 常に一定の大きさで開いているオイル経路としてオリフィスと呼ばれる隙間が設けられている。ピストンの動き始めや非常に遅い速度域（約0 - 0.10 m/sec[要出典]）では、オイルはオリフィスのみを経路として移動する。このとき流路面積は一定であるが、オイルの流速が高いほど抵抗が大きくなる。すなわち変位速度が高いほど減衰力は高くなる。このときの変位速度を低速域と呼び、減衰力特性をオリフィス特性と呼ぶ。自動車やオートバイのショックアブソーバーの場合、オリフィス特性は緩やかな路面の起伏や曲率の大きな旋回などの際の特性に深く関連する。 バルブ バルブは後述のポートを塞ぐように取り付けられている板状のばねである。変位速度が低速もしくは変位が停止しているとき、バルブはポートを完全に塞いでいるが、変位速度が一定の速度を越えるとオイルの圧力によってバルブは押し開けられてオイルが通り始める。変位速度が増加するに従ってバルブは大きく変形しオイル経路が序々に拡大していく。この過渡期の変位速度を中速域（約0.10 - 0.30 m/sec）と呼び、減衰力特性をバルブ特性（またはバルブ+ポート特性）と呼ぶ。バルブ特性は曲率の高い旋回時などの特性に深く関連する。また、バルブは通常片側にしか動かず、ピストンが反対側に動く場合にはポートを塞いだままとなる。例えば、複筒式ショックアブソーバーが縮むとき、ピストンバルブは閉じる。この場合、オイル経路はオリフィスのみとなる。 ポート ピストンバルブ、ベースバルブにはオイルが通過する経路として、ポートと呼ばれる穴が開けられている。変位速度が一定以上になると前述のバルブは完全に開き、ポートの大きさによってオイル経路の大きさが決定する。このポートのみによって減衰値が決定するピストン速度域を高速域と言い、その際の減衰値特性をポート特性と呼ぶ。ポート特性は段差を越えた場合などの、路面の急激な変化時の性能に深く関連する。 ショックアブソーバーがスムーズに伸縮するためには、オリフィス特性とバルブ特性およびバルブ特性とポート特性のそれぞれの移行点において減衰力が連続的に変化する必要がある。また、バルブ特性とポート特性は互いに密接な関係にあり、3つの特性をの1つだけを極端に高くしたり低くしたりすることが難しい。ショックアブソーバー全体の特性は3つの特性を総合的にチューニングして決定されるが、一般に減衰力が高めのショックアブソーバーは低速域でも固めであり、逆に低めのショックアブソーバーでは高速域でも比較的柔らかい。 基本的に理想的なダンパーは微少ストローク域でも動きが渋くなく適度なダンピングを持ち、それがピストン速度が上昇するにつれてダンピング力が増加するが、急激なショックなどではダンピング力を逃がすものであるが、通常の機構でこれを実現するのは難しい。 このため、常用ストローク域にシリンダー外壁に溝を造る工夫がある（モンロー[要曖昧さ回避]センサトラック）。また走行条件に応じて減衰力特性を変化させられるアダプティブショックアブソーバーが開発され、電子制御によってポートを開閉する機構などが実用化されている（例としてトヨタ自動車のTEMSなど）。多くはダンパー軸が中空で内部にポートを開閉するロッドがあり、これを回転することで減衰力を可変するようになっている。また磁性流体を用いて磁力によってポート特性を可変するマグネライド（英語版）などが実用化されている。