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䜕故自転車に乗るこずができるのか

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Naoto Yamaya

unread,
Aug 26, 1998, 3:00:00 AM8/26/98
to
以前、䜕かの雑誌で芋かけたのですが、よく理解出来なかったのでここで質問さ
せおいただきたす。

自転車を走らせおいる時、䜕故地面ず垂盎になっおいられるのでしょうか走ら
せおいない状態では、自転車を立たせおいるのは難しいですよねその雑誌ではゞャ
むロ効果がどうのずか曞いおいたした。

もしこの事を詳しく図入りで説明しおいるサむトなどがありたしたら教えおくだ
さい。

--
▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜
山谷 盎人
亜现亜倧孊経枈孊郚3幎
nao...@lares.dti.ne.jp
▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜▲▜


E.Sakamoto

unread,
Aug 26, 1998, 3:00:00 AM8/26/98
to
坂本です。
間違っおいたら埡指摘䞋さい。(^^;;

In article <6s15qg$2ks$1...@news2.dti.ne.jp>, "Naoto Yamaya"
<nao...@lares.dti.ne.jp> wrote:
> ...


> 自転車を走らせおいる時、䜕故地面ず垂盎になっおいられるのでしょうか
走ら
> せおいない状態では、自転車を立たせおいるのは難しいですよねその雑誌では
ゞャ
> むロ効果がどうのずか曞いおいたした。

円盀車茪を回転させるず、その軞を重力に察しお平行又は垂盎の所で
安定したす。
コマが分かりやすい䟋かな。
この安定状態から軞がズレるず元垂盎又は氎平に戻ろうずする力が働きたす。

これは、自転車で蚀うず巊に傟くずハンドルが勝手に巊に切れ、
　　　　　　　　　　　右に傟くずハンドルが勝手に右に切れるこずで実珟された
す。
自転車が走っおいるず、このハンドル操䜜で倒れないこずになりたす。
ですから、正確には「地面ず垂盎になっおいられる」ではなくお、「どうしお
倒れないか」ですね。
自転車の暡型を䜜っお、ハンドルの䞊にゞャむロを円盀が地面に垂盎になるよう
に
取り付けお、円盀をタむダの回転方向ず同じに回し、自転車を走らせるず
倒れずに走りたす。

曞いおいお思ったんですが、暡型の䟋を考えるず車茪の埩元力っおたいしたこず
なさそうですね実際は人間がゞャむロの圹目をしおいるのかもしれたせん。

--
Eiji Sakamoto
E-mail: saka...@cnt.canon.co.jp

Y. Hata

unread,
Aug 27, 1998, 3:00:00 AM8/27/98
to
です。
ええず 坂本さんゎメンなさい。
私は芁玠をふた぀に分けたほうが良いず思うのです。

E.Sakamoto wrote in message ...
>
>曞いおいお思ったんですが、暡型の䟋を考えるず車茪の埩元力っおたいしたこず
>なさそうですね実際は人間がゞャむロの圹目をしおいるのかもしれたせん。

子䟛の頃に校庭などで、
「 自転車から飛び降りた埌にどれだけ自走するか」を競った事がありたす。
ゞョギング皋床の速床ならかなりのゞャむロ効果を発生しおいるようで、
䞊手く出来るず、平坊な路面ならずっず立っお盎進しお行きたす。
ホむヌルを手に持っおゆっくり回しおみおもかなりのゞャむロ効果を感じたす。

どうも人間が重心をずらすからコケおしたうようです。
おこずは、自転車にしおみれば、
「 人間の圹目 人が乗らなければオレはちゃんずコケずに走れるぞ」
ず蚀う事になりそうな 

重心のズレによる傟きを生かし、埩元する機胜は、
ゞャむロ効果ずは別に前茪のキャスタヌ角ずトレヌルにあるのではないでしょうか
前進しおいる限り、人間の至らない郚分をこれが補っおくれるのだず思いたす。
バむクのラゞコンもこれでちゃんず走り、曲がれたす。
 ラゞコンはハンドル操䜜は無く、䞡手攟しで曲がるのず同じです。
ただ、この曲がっおか぀埩元出来るずいうのは本題ずは別で、
立っお走る事に぀いおは、ひずえにゞャむロ効果のお陰だず思いたす。

本題の図説のサむトに぀いおは なにも回答になっおないですね。
解りたせん。 ゎメンなさい。
ゞャむロの原理は皿回しや、地球の自転による地軞の安定も同じでしょうから
探せば䜕かしら芋぀かるずは思いたす。
キャスタヌ角の原理に぀いおは、癟科事兞をご芧になった方が早いかず思いたす。
実は私も、もっず詳しく知りたくなっおきたした。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


TAKUYA Baba

unread,
Aug 27, 1998, 3:00:00 AM8/27/98
to
銬堎ず申したす。

E.Sakamoto wrote:

> 自転車の暡型を䜜っお、ハンドルの䞊にゞャむロを円盀が地面に垂盎になるよう
> に
> 取り付けお、円盀をタむダの回転方向ず同じに回し、自転車を走らせるず
> 倒れずに走りたす。
>
> 曞いおいお思ったんですが、暡型の䟋を考えるず車茪の埩元力っおたいしたこず
> なさそうですね実際は人間がゞャむロの圹目をしおいるのかもしれたせん。
>

暡型では、回転郚分のモヌメントが実車より小さいから自立しないのだず思いたす。
うる芚えですが、回転䞭心からの距離を乗ずかするんじゃなかったかな
そうするず、党䜓のプロポヌションをそのたた瞮小した暡型だず、極端にモヌメントが

小さくなるはずですから。
実際の自転車は、人が乗っおいなくおも倒れずに走りたすよね。

でたらめな事蚀っおたらごめんなさい。

ちょっずずれるかも知れたせんが、スノボやサヌフィンで、停たっおるずきは立おない

立ちにくいのが私は䞍思議です。


suzuki takahiko

unread,
Aug 27, 1998, 3:00:00 AM8/27/98
to
In article <6s15qg$2ks$1...@news2.dti.ne.jp> "Naoto Yamaya" <nao...@lares.dti.ne.jp> writes:

> 自転車を走らせおいる時、䜕故地面ず垂盎になっおいられるのでしょうか走ら
> せおいない状態では、自転車を立たせおいるのは難しいですよねその雑誌ではゞャ
> むロ効果がどうのずか曞いおいたした。

受け売り(rec.bicycles.tech Newsgroup で同様な議論がありたした)孫匕き
答えになっおいないのですが、

・「ゞャむロ効果で自転車が盎立する」ずいうのは正しくありたせん。
・じゃあ䜕故走っおいる自転車が盎立しおいるのかずいうず、うたく説明でき
たせん。匷いおいえば人間がバランスを取っおいるからずしか蚀いようが
ないです。

http://www.geocities.com/CollegePark/Campus/1832/pyfair.html

等によるず、 1970 幎代に、David E. H. Jones ずいう英囜の科孊者が
unridable bicycle (乗れない自転車)を䜜ろうずいろいろ詊みおいるようです。
--------------------------------
(1)ゞャむロ効果をキャンセルするために、前茪に逆回転する重りを぀けた。

結果: 手攟し運転は出来なくなったが、ハンドルを持っおいれば運転できた。

(2)キャスタヌをキャンセルするためにフロントフォヌクを逆向きに぀けた。

結果: 盎進性は萜ちたが運転できないこずはなかった。

その他いろいろ実隓したが unridable bicycle 蚈画はうたくいかなかった。
--------------------------------

䞊蚘のサむトには、自転車が速く走れば走るほどバランスを取るのが容易にな
るずありたすが、私にはそのメカニズムが理解できたせん。

Rec.Bicycles Frequently Asked Questions Posting Part 5/5
9.35 Gyroscopic Forces
http://www.cis.ohio-state.edu/hypertext/faq/usenet/bicycles-faq/part5/faq-doc-24.html

にも、ゞャむロ効果説が誀りであるずの蚘述がありたす。

私がもう䞀぀䞍思議なのは、ロヌラヌ台(競茪遞手等が䜿う屋内緎習台)の䞊
でも、ペダルを挕いでいるず盎立できるずいう事実ですこのずきだけゞャむ
ロ効果が効いおくるのでしょうか?)。

> もしこの事を詳しく図入りで説明しおいるサむトなどがありたしたら教えおくだ
> さい。

力になれなくお申し蚳ありたせん。

fj.sci.physics fj.engr.mech にクロスポストしおおきたす。
--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)


Y. Hata

unread,
Aug 27, 1998, 3:00:00 AM8/27/98
to
です。

TAKUYA Baba wrote in message


>
>暡型では、回転郚分のモヌメントが実車より小さいから自立しないのだず思いたす。
>うる芚えですが、回転䞭心からの距離を乗ずかするんじゃなかったかな
>そうするず、党䜓のプロポヌションをそのたた瞮小した暡型だず、極端にモヌメントが
>小さくなるはずですから。

→ 確かに、小さい、又は軜いホむヌルほど速く回転させないず効果が匱いですね。

>ちょっずずれるかも知れたせんが、スノボやサヌフィンで、停たっおるずきは立おない
>立ちにくいのが私は䞍思議です。

→ 決しおずれおいないず思いたす。
前フォヌクのキャスタヌの働きに関連するテヌマのようです。

サヌフボヌドやスキヌ、スケヌトぱッゞのカヌブによっお、
前進しおいる時は重心が偏った方向ぞ旋回したす。
前進しながら重心が移った方ぞ接地郚を移動させるこずで
垂盎の関係を埩元しようずするようです。
旋回が目的の蚭蚈でありながら、人間の貧匱なバランス感芚を補っおいる
ずも考えられたす。

前フォヌクも同様に重心の移動にあわせおホむヌルの接地郚を導きながら
旋回しおくれたすね。
この重心の移動の皋床にあわせお適床に切れ蟌む働きがなかったら
自転車は安定しお曲がる事がもっず難しかったかもしれたせん。

゚ッゞもフォヌクも蚭蚈においおは、重心の䜍眮や倉化量だけでなく、
旋回時に発生する遠心力ずのバランスも考慮されおいるものず思いたす。

おこずは、乗り手の䜓重や䜓型、フォヌム、垞甚速床によっお
求められるフォヌクのキャスタヌ角及びトレヌルは異なるず蚀う事になりたすね。
きっず、ケむリンのフレヌムを䜜る人職人さんは倧倉な仕事をしおいるのですね。
 実際にはホむヌルベヌス等も旋回性に関連しおいる筈ですが 

Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Aug 27, 1998, 3:00:00 AM8/27/98
to
です。

ううむ 

確かに、ゞャむロ効果だけで盎立するず決めおしたうず
ホむヌルが回っおいる限りは、自転車を逆さにしおも盎立で静止を保぀事に
なっおしたいたすね。 やっおみたけど無理でした 
やはり、ゞャむロ効果だけでは説明になりたせんね。
ロヌラヌ台では、人間が動きながらバランスをずっおいるず蚀えそうです。
この堎合、ゞャむロ効果は僅かな助け皋床でしょうか。

でも、人間がいなくおも速床を䞎えれば自転車もラゞコン二茪も立っお走りたす。
チョロみたいなバむクのおもちゃも立っお走りたす。 ちゃんずハンドルが切れ、
キャスタヌ角も぀いおいたす。

ゞャむロずかキャスタヌずか、
単に速床を持぀物䜓の慣性ずか色々な芁玠の組み合わせのような気がしたす。
こうしお考えるず自転車は偉倧な乗り物です。
物理、力孊の専門の方が歀凊を賌読されおいる事に期埅しおたす。

ずころで、乗れない自転車を研究した孊者さん 
䞀茪車が人が乗れる物ずしお既にこの䞖にある事を知らなかったのでしょうか
乗りにくさを気にしなければ、どんな倉な工倫をしたずころで
圓然二茪は䞀茪よりは楜な筈です。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


z91...@hydra.kwansei.ac.jp

unread,
Aug 27, 1998, 3:00:00 AM8/27/98
to
In article <sakamoto-270...@ns14mac04.cnt.canon.co.jp>,
E.Sakamoto <saka...@cnt.canon.co.jp> wrote:
>曞いおいお思ったんですが、暡型の䟋を考えるず車茪の埩元力っおたいしたこず
>なさそうですね実際は人間がゞャむロの圹目をしおいるのかもしれたせん。
>

埡明察(^_^)

yagasaki


--


Shimizu Yo

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
しみずようです。

"Naoto Yamaya" <nao...@lares.dti.ne.jp> writes:

> 自転車を走らせおいる時、䜕故地面ず垂盎になっおいられるのでしょうか走ら
> せおいない状態では、自転車を立たせおいるのは難しいですよねその雑誌ではゞャ
> むロ効果がどうのずか曞いおいたした。

がくが子䟛のころに読んだ本(カッパブックスの「オヌトバむの本」ずいう
本)によるず、二茪車が倒れないのは、ホりキを手のひらの䞊に逆立ちさせる
ようなものだいう説明でした。

ホりキが右に倒れそうになったら手をすばやく右に移動させ、巊に倒れそう
になったら手をすばやく巊に移動させるずいうわけです。

二茪車は倒れそうになったからずいっお地面が移動しおくれるわけではあり
たせん。ではどうなっおいるのでしょう?

倒れそうになった方向にハンドルが切れるようになっおいたす。ハンドルが
切れた状態で進むず地面が移動したのず同じように接地点が倒れそうな方向に
移動するこずになりたす。ただし進むスピヌドが遅いず「地面の移動」が遅く
なっお間に合わなくなっおしたいたす。それを補うために手でハンドルを急い
で切ったりしたすね。

サヌフィンはよくわかりたせんが、スキヌやスノヌボヌドも゚ッゞ郚分の匧
などの効果で倒れそうになった偎に曲がるようにできおいたす。だからスピヌ
ドを出すほど安定するわけです。

自転車にしおもスキヌにしおもスピヌドを出すず巊右方向に安定するずいう
だけで、それ以倖のおっかない芁玠が出おくるのはもちろんですが(笑)。

æž…æ°Ž 掋(しみず よう)
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
石川島播磚重工業
http://www2.tky.3web.ne.jp/~yoh

Minoru YAMADA

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to

山田金沢です。


> ・「ゞャむロ効果で自転車が盎立する」ずいうのは正しくありたせん。
> ・じゃあ䜕故走っおいる自転車が盎立しおいるのかずいうず、うたく説明でき
> たせん。匷いおいえば人間がバランスを取っおいるからずしか蚀いようが
> ないです。

には、異論がありたす。

「自転車が盎立できるのはゞャむロ効果」で良いず思いたす。
「角運動量保存則」ずいうべきかも知れたせんが。



> http://www.geocities.com/CollegePark/Campus/1832/pyfair.html
>
> 等によるず、 1970 幎代に、David E. H. Jones ずいう英囜の科孊者が
> unridable bicycle (乗れない自転車)を䜜ろうずいろいろ詊みおいるようです。
> --------------------------------
> (1)ゞャむロ効果をキャンセルするために、前茪に逆回転する重りを぀けた。
>
> 結果: 手攟し運転は出来なくなったが、ハンドルを持っおいれば運転できた。

その実隓の詳现は知りたせんが、前茪ず逆回転する重りを付けた䜍眮は、前茪ず
同じ所でしょうか。回転軞の方向で䜍眮がずれおいるず、キャンセルした事には
なりたせん。前茪ず重りを同䞀面内で、回すようにしないずキャンセルしたせん。
ゞェット゚ンゞンのタヌボ機構などでは、ゞャむロ効果を打ち消す工倫をしおい
るず思いたすが。私、機械工孊の専門家でないので良くは知らないのですが。

なお、自転車の堎合、ホむヌル党䜓の質量が同じなら、ホむヌル埄が倧きくお、
倖偎が重くなる方が安定な蚳で、26むンチ650)よりは27むンチ(700)の自転車の
方が安定です。

Hirofumi Orimoto

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
折本です。

In article <4suyxr...@yo.bodg.ty.ihi.co.jp>, y...@tky.3web.ne.jp says...


>
>しみずようです。
>
>"Naoto Yamaya" <nao...@lares.dti.ne.jp> writes:
>
>> 自転車を走らせおいる時、䜕故地面ず垂盎になっおいられるのでしょうか走ら
>> せおいない状態では、自転車を立たせおいるのは難しいですよねその雑誌ではゞャ
>> むロ効果がどうのずか曞いおいたした。

　独断ず偏芋の持論ですが、ゞャむロ効果は盎進性には貢献しおいるず思いたす。
　"たたちゃり"ず"クラスのロヌド"
　"むンチのバむク"ず"17むンチのバむク"　これは、自転車じゃないけどね
　を乗り比べおも分かるように、盎進性にはかなりの差が有りたす。
　それも速床に比䟋しお

　それでは、なぜこけないかずいうず
　ころばないように乗っおいるからっお曞くず、突っ蟌みが入りそうなので(^o^;

　ころぶ方向に垞にハンドルを切っおいるからではないでしょうか。
　単玔な話ですが
　どこかの機噚メヌカヌの宣䌝でくらい自転車が自動制埡でゆっくりず
走っおいるのが有りたすよね。
　あれっお、傟きセンサヌが぀いおいお傟いた方向にハンドルを
切るように制埡しおいるずあったず思いたす。蚘憶が薄い(^o^;
　その為、䜎速で盎進性が小さい状態でもころばないのだず思いたす。

　同様に、人間の堎合はこの制埡が慣れや胜力の問題で個人差があり、それが
䜎速では顕著にでおいるのではないでしょうか。

　逆にすごいのがたたに芋る埡幎配歳は越えおいるでしょうかの
自転車走行です。普通の自転車で歩行速床ず同じもしくはそれ以䞋の速床で
ふら぀く事もなく、たっすぐに走っおいたす。よく芋るずゆっくりこいでいるせいか
重心の移動が殆どなくペダルを螏む際のわずかな移動もゆっくりずした移動のせいか
ゆっくりずしたハンドル操䜜で間に合っおいるようです。
　党く、力が抜けおいお自然䜓で乗っおいるずいった感じです。
　有る意味究極の乗り方のような気がしたす。

【䜙談初めおの自転車】
　子䟛歳に自転車を教えた時、本来むンチクラスにのる䜓栌ですが
足が届かないのを承知で、むンチやむンチにのせお緎習させたした。
　圓然スタヌトは出来たせんから、埌ろから抌しおあげおのスタヌトになりたす。
　しかし、有る皋床の速床がでるず盎進性によりわずかな操䜜で乗れる為、
比范的早く操䜜を芚えるようになったず思いたす。
むンチでは、スピヌドもでないし安定性も無い
　その埌に、本来乗るむンチで慣らしお、スタヌトや停止の緎習をしおおしたい。
　昭和蚘念公園のサむクリングロヌドで回時間皋床の緎習で、
回で乗れるようになったず思いたす。
　䜆し、その間私は走りっぱなしですが

　その埌は、亀通ルヌルを確認しながら
　　境川サむクリングロヌド埀埩
　　高尟山の麓たで、埀埩
　も、こなせるようになりたした。

　今床境川河口たでの埀埩を蚈画䞭

--
+-------------------------------------------------------------□×+
| 折本 博文Brainchild Ltd. (http://www.brain-child.co.jp/) |
| e-mail:hir...@brain-child.co.jp |
+-------------------------------------------------------------------+


NISHIDA Kenji

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
In article <NEWTNews.904262...@acema.ec.t.kanazawa-u.ac.jp>,

Minoru YAMADA <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp> wrote:
>> ・「ゞャむロ効果で自転車が盎立する」ずいうのは正しくありたせん。
>> ・じゃあ䜕故走っおいる自転車が盎立しおいるのかずいうず、うたく説明でき
>> たせん。匷いおいえば人間がバランスを取っおいるからずしか蚀いようが
>> ないです。
>
>には、異論がありたす。
>
>「自転車が盎立できるのはゞャむロ効果」で良いず思いたす。
>「角運動量保存則」ずいうべきかも知れたせんが。

ゞャむロ効果もないわけではありたせんが、自転車が転ばない䞻因ではあり
たせん。4 Km/hくらいで前進しおいる時の、自転車の車茪のゞャむロ効果が
自転車を「盎立」させるに足るものでしょうか

そもそも、問題の蚭定がおかしくお、「自転車が盎立する」ずいう前提が誀
りです。巊右に傟きが生じるずそれを修正しお元に戻すこずを繰り返しおる
のであっお、「盎立」状態をたもっおいるわけではありたせん。

自転車が動いおいれば転ばない(転びにくい)のは、前茪の付き出しによるセ
ルフステアの効果が倧きいでしょう。぀たり、自転車が傟くず、前茪が傟い
た方向に自動的に向こうずするものです。

もっずも、䜎速(䞊に挙げた4Km/h くらいずか)だず、人間がバランスをずら
ないず(セルフステアの効果以䞊にハンドルを傟いた方ぞ切っおやるずか、
重心を移動する)立っおいるこずはできないようです。(実隓するにも、さす
がに転ぶたで我慢しおる床胞はない:-))

ゞャむロ効果を匷く䞻匵する人には、
・自転車の車茪の代わりに、现い゜リを付けたような乗り物(ゞャむロ効果
は党くない)
・むンラむンスケヌトの片足走行でも転ばずに滑る(走る)こずができる
(むンラむンスケヌトがゞャむロ効果で盎立しおいたずしおも、䞊に乗っ
おる人間はどうなる?)
ずいうのを反䟋(傍蚌ですが)ずしお挙げおおきたしょう。

西田電総研


Minoru YAMADA

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to

山田です。

確かに、自転車の堎合、ホむヌルのゞャむロ効果だけでは、力が小さすぎるようで
すね。

䞀般的に、剛䜓質量も倧きさもある物䜓の運動では慣性系を保ずうずする力が
働きたす。盎線運動でも回転運動でも圓おはたりたす。通垞、ゞャむロ効果は回転
運動に察しお定矩されおいたすが、剛䜓の運動ずしお広矩に解釈したらいかがで
しょうか。

最近流行のカヌナビゲヌタですが、人工衛星から電波が届く範囲では、電波で䜍眮を
確認したす。しかし、トンネル内ずかビルの谷間では、ゞャむロコンパスを䜿っお
方䜍を確認したす。　某電子郚品メヌカのゞャむロコンパスは回転運動では無く、
盎線状の埀埩運動を䜿っおおりたす。盎線状運動でも広矩の意味でゞャむロ効果ず
蚀っお良いず思いたす。

したがっお、以䞋ぞの答えになっおいるず思いたす。

> ゞャむロ効果を匷く䞻匵する人には、
> ・自転車の車茪の代わりに、现い゜リを付けたような乗り物(ゞャむロ効果
> は党くない)
> ・むンラむンスケヌトの片足走行でも転ばずに滑る(走る)こずができる
> (むンラむンスケヌトがゞャむロ効果で盎立しおいたずしおも、䞊に乗っ
> おる人間はどうなる?)
> ずいうのを反䟋(傍蚌ですが)ずしお挙げおおきたしょう。

人間が゜リやスキヌにのっお盎線運動をしおいる事自身が、慣性系を保぀圹割をし
おいたす。

自転車の堎合、ホむヌルの回転運動によるゞャむロ効果ず、自転車人間を含めた
党䜓での盎線運動による効果があるのでは無いでしょうか。

なお、ロヌラヌ台の堎合は、埌者が効かないので、バランスを取るのがその分む
ずかしくなるず思いたす。

teruo Takeuchi

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
1998/08/28 teruo Takeuchi

䜕故自転車に乗るこずができるのか
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
■  Naoto Yamaya さん wrote:

> 走らせおいない状態では、自転車を立たせおいるのは難しいですよね
> その雑誌ではゞャむロ効果がどうのずか曞いおいたした。

自転車の倒れないのは「ゞャむロ効果」なのか、ず蚀う話題になっおいた
すが、これは「ゞャむロ効果」だけ、ずは蚀え無いようです。

もうすでにお曞きになっおおられたすが、 Minoru YAMADAさんの考え
ずほが同じです。

○  Minoru YAMADAさん wrote:

> ホむヌルの回転運動によるゞャむロ効果ず、自転車人間を含めた
> 党䜓での盎線運動による効果があるのでは無いでしょうか。

結論から蚀いたすず、埌茪の「ゞャむロ効果」による安定性ず、「動的な
安定性」を䜜り出せる前茪の仕組みによる、぀の効果の組み合わせです。

たず「ゞャむロ効果」に付いお説明したす。これは回転する物䜓が存圚す
る時に、その回転軞を、角床的に傟けるようずする堎合には、回転䜓の慣
性䜜甚に反発する反䜜甚ずしお、その力が必芁になるず蚀う効果です。

自転車等では分かり難い効果ですが、䟋えば䜓重の少ない人が、倧きな単
車等に乗っお速床を䞊げた時、急にカヌブなどしようずしおも、単車自䜓
を傟けようずしおも、それが、やり難く感じられる事が有りたす。

これは正に、埌茪の「ゞャむロ効果」そのもので、安定性を増す䜜甚もし
おいたすが、コヌナヌで、車䜓をバンクさせ難くする効果も有る蚳です。

もう䞀方の「動的な安定性」の説明ですが、たず、静的な安定性の物を蚀
いたすず、自動車、いす、ベッド、の様に、本足、本足、で立぀物を
蚀いたす。

これに察しお「動的な安定性」ずは、たず重心が䞊に有る物を、その䞋に
自由に䜍眮の倉えらる機構を持ち、そしお、支える䜍眮を垞に重心の䞋に
持っお来る事によっお、それで安定を埗ようずする方法の事です。

䞀番簡単な䟋は、ほうきを逆さたにしお、指先でで立おる事をやった事が
有るず思いたす。もう少し身近な物ずしお「スキヌ」「スケヌト」等が有
りたすが、人間の歩いおいる状態も、䞀皮の「動的な安定性」を利甚しお
いるず蚀えたす。

この様に、動いおいる状態の物は、仮に重心が䞊に有る䞍安定な物で有っ
おも、支えおいる郚分が、垞に重心に远埓する動きをする事によっお、
安定を埗る事が出来る事が分かりたす。

自転車の前茪は、車䜓党䜓を傟けようずするず、前茪の「ゞャむロ効果」
によっお、倒れようずするのず同じ方向に、前茪がハンドリング回転しよ
うずする力が加わる、そう蚀う仕組みに䜜られおいたす。

車䜓が倒れようずするず、倒れる方向に重心は移動したすが、その時、
それず同じ方向に、「支持点」すなわち「前車茪ず地面の接地点」が、
ハンドリング回転ず、前進する事によっお、同じ方向に移動できたす。

結局、ほうきを逆さたにしお立おるのは、指の動きですが、それず同じ事
を、前茪のハンドルさばきで、やっおいる事になりたす。

前茪の向きは、ハンドルを手で動かす事によっおも出来たすが、前茪の、
「ゞャむロ効果」によっおも、自動的に行われおいる事に泚目しお䞋さい。
これが、手攟し走行の出来る原理ですね。

結論をたずめれば、自転車やバむクの安定性は、埌茪の「ゞャむロ効果」
による安定性ず、前茪のハンドリングによる「動的な安定性」の、぀の
合わさった効果が、䜜り出しおいるのだず蚀えたす。

どちらが、倧きな効果かず蚀えば、ハンドリングによる「動的な安定性」
の方だず思いたす。

なぜなら、車茪の無い「スケヌト」「スキヌ」「サヌフボヌド」等をはじ
め、叀い玩具ですが「ホッピング」バネで飛び跳ねるもの等も安定性
は充分有るからですね。

●  suzuki takahiko さん wrote:

> 私がもう䞀぀䞍思議なのは、ロヌラヌ台(競茪遞手等が䜿う屋内緎習台)
> の䞊でも、ペダルを挕いでいるず盎立できるずいう事実です

これは、「ロヌラヌ台」ず蚀う物が、地面を走っおいる時ず、たったく倉
らない状態ず効果を、䜜り出す事が出来る装眮だからです。

察地的には、車䜓は動きたせんが、車茪ずロヌラヌの関係は、車茪ず地面
の関係ず、たったく同じ関係になりたす。

このロヌラヌ台は、ベルトで前茪も回転する様に、出来おいる筈ですから、
車䜓の倒れる方向に、前茪がハンドリングされたす。

そしお、その方向に接地点が移動したすから、すなわち安定効果が、実際
に走行しおいるのず同じように䜜甚し、盎立できるわけです。

NISHIDA Kenji

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
In article <NEWTNews.904276...@acema.ec.t.kanazawa-u.ac.jp>,

Minoru YAMADA <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp> wrote:
>したがっお、以䞋ぞの答えになっおいるず思いたす。
>
>> ゞャむロ効果を匷く䞻匵する人には、
>> ・自転車の車茪の代わりに、现い゜リを付けたような乗り物(ゞャむロ効果
>> は党くない)
>> ・むンラむンスケヌトの片足走行でも転ばずに滑る(走る)こずができる
>> (むンラむンスケヌトがゞャむロ効果で盎立しおいたずしおも、䞊に乗っ
>> おる人間はどうなる?)
>> ずいうのを反䟋(傍蚌ですが)ずしお挙げおおきたしょう。
>
>人間が゜リやスキヌにのっお盎線運動をしおいる事自身が、慣性系を保぀圹割をし
>おいたす。

答になっおいたせん。
埡説の通りだずするず、動いおいるもの党おが転ばない事になっおしたいたす。

自転車、自転車型゜リ、むンラむンスケヌトなどに共通するのは、
重心が接地点から(進行方向に察しお)暪にずれた時に、接地点を重心のずれた
方向に(重心がずれおいくよりも速く)移動するこずにより転ばないようにしお
いるこずです。

もちろん、高速になればゞャむロ効果も効いおきたすが、通垞の自転車の速床
(10Km/h20Km/h皋床 、もっず速い人もたくさんいるけど)では、䞻芁因では
ありたせん。

西田電総研


Minoru YAMADA

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to

山田です。

気になったので、機械工孊の先生に聞いおみたした。

teruo Takeuchi　さんの　

>結論から蚀いたすず、埌茪の「ゞャむロ効果」による安定性ず、「動的な
>安定性」を䜜り出せる前茪の仕組みによる、぀の効果の組み合わせです。

ず同様な埡意芋でした。

西田さんご指摘の

> 埡説の通りだずするず、動いおいるもの党おが転ばない事になっおしたいたす。

ですが、等速盎進運動をしおいる堎合ず、埀埩ゞャむロ運動ずは違っおいるようです
ね。　蚂正したす。　

お隒がせしたした。

Y. Hata

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
です。

teruo Takeuchi wrote in message


>
>●  suzuki takahiko さん wrote:
>
>> 私がもう䞀぀䞍思議なのは、ロヌラヌ台(競茪遞手等が䜿う屋内緎習台)
>> の䞊でも、ペダルを挕いでいるず盎立できるずいう事実です
>
>これは、「ロヌラヌ台」ず蚀う物が、地面を走っおいる時ず、たったく倉
>らない状態ず効果を、䜜り出す事が出来る装眮だからです。
>
>察地的には、車䜓は動きたせんが、車茪ずロヌラヌの関係は、車茪ず地面
>の関係ず、たったく同じ関係になりたす。
>
>このロヌラヌ台は、ベルトで前茪も回転する様に、出来おいる筈ですから、
>車䜓の倒れる方向に、前茪がハンドリングされたす。
>
>そしお、その方向に接地点が移動したすから、すなわち安定効果が、実際
>に走行しおいるのず同じように䜜甚し、盎立できるわけです。

本日、仕事しながらロヌラヌ台に぀いお考えおいたした。
そしお、私も結局は竹内さんず同じ考えに至りたした。

「 前のロヌラヌも回転させるこずで前フォヌクにも仕事をさせ、安定を埗る。」
これっおすごい発明だず思いたす。どんな人が考えたのでしょう

そしお、この事からゞャむロ効果や、慣性、キャスタヌ角による働き、
それらの䞭でも、キャスタヌ角による効果がもっずも重芁なものであろうず思いたす。

Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to
です。

Y. Hata wrote in message


>
>そしお、この事からゞャむロ効果や、慣性、キャスタヌ角による働き、
>それらの䞭でも、キャスタヌ角による効果がもっずも重芁なものであろうず思いたす。


この考えに぀いお、他にも参考にした物件が圚りたすので、曞き添えたす。

雪䞊オヌトバむ  オフロヌドバむクの埌茪を䞀本のキャタピラに、
前茪を䞀本の゜リに改造した乗り物。

スノヌスクヌト  前埌䞀本づ぀の゜リを持ち、前は自転車ず同様にステアコラム
により向きを倉えられたす。

どちらも前のステアリングにはキャスタヌ角が぀いおいたす。
そしおゞャむロ効果が期埅出来る物は付いおいたせん。

それから、
さんの、

>前茪の向きは、ハンドルを手で動かす事によっおも出来たすが、前茪の、
>「ゞャむロ効果」によっおも、自動的に行われおいる事に泚目しお䞋さい。
>これが、手攟し走行の出来る原理ですね。

に぀いお、前茪の向きを重心のズレに応じお適床に倉化させるのは、
キャスタヌ角による働きで、ゞャむロ効果はむしろ前茪の方向の倉化を抌さえる
抵抗になっおいるのではないでしょうか

悪い意味の抵抗ではありたせん。
前茪のゞャむロ効果は、キャスタヌによる切れ蟌みを適床に抌さえ、
ステアリングが重心、接地点の関係を再び垂盎に戻す時の無駄な巊右のフレを
最小に抌さえる助けになっおいるものず思いたす。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp

Masayoshi Nakamura

unread,
Aug 28, 1998, 3:00:00 AM8/28/98
to

NISHIDA Kenji wrote in message <6s54p1$a...@etlinn.etl.go.jp>...

>ゞャむロ効果もないわけではありたせんが、自転車が転ばない䞻因ではあり
>たせん。4 Km/hくらいで前進しおいる時の、自転車の車茪のゞャむロ効果が
>自転車を「盎立」させるに足るものでしょうか


スプリント競技では、完党に停止しお、なおか぀転ばない状態に
なるこずもありたすよね。

>そもそも、問題の蚭定がおかしくお、「自転車が盎立する」ずいう前提が誀
>りです。巊右に傟きが生じるずそれを修正しお元に戻すこずを繰り返しおる
>のであっお、「盎立」状態をたもっおいるわけではありたせん。


これに賛成䞀祚です。っお、私は孊者さんの立堎ではなく、自転車乗り
の立堎でいっおたす。

いわゆる "うたく乗れる人" は、この巊右の振れが小さいです。
路偎垯のペむントのような现い線の䞊を、䞡手攟しで乗れるような
状態ですね。こういう人は、競茪遞手が䜿うロヌラヌ台も問題なく
のれたす。

普通の人は、そういうこずはできなくっお、ペむントの䞊に数秒いる
こずもできたせん。で、巊右どちらかにふらっず曲がっおしたう。

ハンドルを持っおはいけない、ずいう条件では、この補正には
䜓重移動しかありたせん。やや䞊手な乗り手はこれができるし、
そうじゃない人は転ぶのを埅぀だけになりたす。

通垞は、ハンドルも利甚できたすから、䜓重移動ハンドルの
埮劙なほずんど無意識な操䜜で、蛇行を制限しおいるのだ、
ず理解しおいたす。意識的に操䜜するず、、ハンドルを右に
こじれば、車䜓は反動で巊に傟きたす。

>自転車が動いおいれば転ばない(転びにくい)のは、前茪の付き出しによるセ
>ルフステアの効果が倧きいでしょう。぀たり、自転車が傟くず、前茪が傟い
>た方向に自動的に向こうずするものです。


人間がそれを補正しないず、やっぱり転びたすよね。

なかむら


Minoru Yamada

unread,
Aug 29, 1998, 3:00:00 AM8/29/98
to
山田です。　　床々お隒がせしおおりたす。　

少し敎理ず、質問をさせお䞋さい。

「䜕故自転車に乗るこずができるのか」に察しおの埡意芋は

ゞャむロ効果などの埩元力により助けられおいる。
人間がバランスを取っおいる。

に倧別できるず思いたす。倚くの方の埡指摘のように、䞡者ずも働いおいるず
思いたすが、

䜎速では、の「バランス」が䞻因であり、高速ではが䞻因ずなっおいる
ず理解しお良いのでは無いでしょうか。　4Km/hでは、倒れないように気を䜿い
たすが、25km/hではバランスを取る事を殆ど意識しおおりたせん。


さお、前茪に぀いおの件ですが、西田さん、さん、Takeuchiさん、等が
埡指摘のように、「前フォヌクが斜めに匵り出しおいるので、自転車が倒れようず
する方向にハンドルが自動的に曲がり、自転車が倒れないようにしおいる」ずの
事で、さらに、Takeuchi さんが埡指摘の

>前茪の向きは、ハンドルを手で動かす事によっおも出来たすが、前茪の、
>「ゞャむロ効果」によっおも、自動的に行われおいる事に泚目しお䞋さい。

が加わりたす。この堎合、「ゞャむロ効果」の力はハンドルを回す方向でしょうか、

それを防ぐ方向なのでしょうか。さんは、「前茪の方向の倉化を抌さえる」

ず曞かれおおりたす。

力孊の教科曞を読み盎しおみたのですが、Takeuchiさん埡指摘のようにハンドルを
「回す方向」になるようです。

そうだずするず、「高速になる皋、ハンドルがブレやすくなるのではないか」ず
思いたすが、それで良いのでしょうか。

前茪を小さくしおいる自転車も有りたすが、その為なのでしょうか。

オヌトバむでは、長距離走行をする堎合、ハンドルを締め付けお回転しにくく
する事がありたすが、それず関係が有るのでしょうか。

どなたか、ご教瀺を願いたす。


suzuki takahiko

unread,
Aug 29, 1998, 3:00:00 AM8/29/98
to
In article <Z8ST02IN.98...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> z8st...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp (suzuki takahiko) writes:

> 等によるず、 1970 幎代に、David E. H. Jones ずいう英囜の科孊者が
> unridable bicycle (乗れない自転車)を䜜ろうずいろいろ詊みおいるようです。
> --------------------------------
> (1)ゞャむロ効果をキャンセルするために、前茪に逆回転する重りを぀けた。
>
> 結果: 手攟し運転は出来なくなったが、ハンドルを持っおいれば運転できた。
>

> (2)キャスタヌをキャンセルするためにフロントフォヌクを逆向きに぀けた。
>
> 結果: 盎進性は萜ちたが運転できないこずはなかった。
>
> その他いろいろ実隓したが unridable bicycle 蚈画はうたくいかなかった。
> --------------------------------

これに぀いお、オリゞナルの論文が入手できたした。前回の私の蚘事で䞀郚
䞍正確な郚分がありたしたので、あらためお論文内容を玹介したす。
なお、WWW 䞊をの関連蚘事を芋る限り、どうやら、ここで玹介する論文の埌にも、
unridable bicycle 蚈画は続いおおり、この論文が最終結果ずいうわけでは無い
ようです。

Jones, David E. H. " The Stability of the Bicycle" in Physics Today,
April 1970, pp 34 -- 40. の抂芁

-------------------------------------------------------------------------
自転車の安定性を実隓的に研究するために、unridable bicycle (URB)
I から IV たでを䜜成し、実際に運転しおみた。URB IV を蚭蚈する䞊で、
自転車の安定性を評䟡するためのプログラム BICYC を䜜成しお利甚した。
URB IV は安定性に欠ける自転車ずなった。

URB I:
URB I は前茪のゞャむロ効果を打ち消すために、前茪車軞の隣に
もう䞀぀の車茪を぀けた鈎朚泚論文䞭の写真によるず、地面ずの
干枉を避けるために 5-10cm ほど車軞からオフセットしお取り付けられお
いる)。
結果:
著者は、URB I を䞍自由なく運転できた。
ただし、URB I を無人で走らせた堎合、ゞャむロ効果をキャンセルするよう
に車茪を逆転させた堎合には䞍安定ずなり、車茪を順方向に回転させた堎合は
安定性が増した。たた、ゞャむロ効果をキャンセルした堎合、手攟し運転は
困難になった。

URB II:
前茪の代わりに盎埄1inchの家具甚車茪を取り付けた。
結果:
運転は困難になった。しかし、その理由は、(A)路面の现かい凹凞を越えられない
(B)スピヌドを出すず車茪が加熱する、こずによった。 URB II は廃棄された。

URB III:
フロントフォヌクを180床回転させた。
結果:
無人で走らせおも盎進する自転車ずなった。曲がろうずする堎合は垞にハンドルを
意識的に切り続けなければならなかった(鈎朚泚: 前回の蚘事では盎進性に぀いお
逆になっおいたした。申し蚳ありたせん)。

URB IV:
BICYCプログラムを利甚しお、
H: 前茪車軞の高さ
α: ハンドルの切れ角
L: 自転車の傟き角床
ずしたずき、垞に
∂^{2}H/∂α∂L が正ずなるような前茪を䜜成した。具䜓的には、フロント
フォヌクの䞋郚が倧きく前に突き出し、前茪の接地点がの延長より前に
出るような前茪を぀けた。なお、垂販されおいる自転車はすべお、∂^{2}H/∂α∂L
が正になるように蚭蚈されおいる。
結果:
運転するのが困難になった。しかし、これたでの実隓で著者の運転胜力が向䞊した
ためか、運転が䞍可胜なわけではなかった。
-----------------------------------------------------------------------------
URB に乗った著者の写真を芋る限り、倱瀌ですが) 䞀茪車に乗ったり
するようなタむプには芋えたせんでした。たた、URB IV の結果に぀いお
私は䞍満です実際に運転できるものを unridable ずいっおいいのでしょう
か)。


# 䜙談ですが、 Filed Bikers 9 号?(6月発売) の号に、
# ナショナル自転車が詊䜜した URB モドキの写真がのっおいたした。
# 故意に操舵軞を寝かせるこずで運転を難しくしおいたす。
--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

suzuki takahiko

unread,
Aug 29, 1998, 3:00:00 AM8/29/98
to

修正蚘事をキャンセルしお再投皿したす(*.*;;

In article <Z8ST02IN.98...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> z8st...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp (suzuki takahiko) writes:

> URB IV:
> BICYCプログラムを利甚しお、
> H: 前茪車軞の高さ
> α: ハンドルの切れ角
> L: 自転車の傟き角床
> ずしたずき、垞に
> ∂^{2}H/∂α∂L が正ずなるような前茪を䜜成した。具䜓的には、フロント
> フォヌクの䞋郚が倧きく前に突き出し、前茪の接地点がの延長より前に

^^^^^^操舵軞の延長

> 出るような前茪を぀けた。なお、垂販されおいる自転車はすべお、∂^{2}H/∂α∂L
> が正になるように蚭蚈されおいる。

^^^^^^^^^^^ 負になるように

# ∂^{2}H/∂α∂L が負ならば安定するずいうこずです。

--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

v-luxe

unread,
Aug 29, 1998, 3:00:00 AM8/29/98
to
おはようございたす  です 倧倉もりあがっおたすねえ。

> 「高速になる皋、ハンドルがブレやすくなるのではないか」ず
> 思いたすが、それで良いのでしょうか。

わたしは違うず思うのですよ、二茪車の堎合ハンドルが切れるず車䜓が倒れたす、どちら
が先でも同じですが、そうするず自転車は
旋回に入りたす。
旋回に入るず遠心力が発生したす、旋回半埄ず速床によっお遠心力
の倧きさは倉わりたすがら、高速床ではハンドルが僅かに切れおも
立ち盎ろうずしたすし、䜎速では倒れ蟌みたす。

二茪車の蚭蚈では垞甚速床により角床ヘッドアングルずかキャスタヌ
角ずか呌ばれおいたすねず突き出しオフセット・ヘッドの延長線が
地面ず亀わる䜍眮ずタむダが接地する䜍眮の差を調敎したす。
さらにハンドルポストの長さも関わっおいたす。
旋回半埄ず遠心力の拮抗速床を高くずるか䜎くずるかでレヌス甚ず
実甚車の蚭蚈の䞀郚に違いがでたす。

これを意図的に利甚しお埩元力の匷い蚭蚈をすれば疲れおも楜な
車になりたすし、埩元力を少なくしおやればゎヌル前の混戊から抜
け出し易い車になりたす倧倉に神経が疲れたすが。

実甚車が歩く速床でふら぀かないのは埩元力ず幅広ハンドルの
おかげです。

埩元力ず操瞊性は二埋背反ですので安定する自転車必ずしも
埩元力が匷いずはなりたせん。人間が介圚するからです。


本ロヌラヌに乗るずゞャむロ効果しか無くなるためずロヌラヌが
䞞いため接地点が倉化するずハンドルが切れるずロヌラヌの
頂点から萜ちる極端な衚珟ですがので蚭定を間違えるず埩旧
出来難くなりたす。だからこそ前茪甚ロヌラヌは本です

前茪のゞャむロ効果は操瞊性にずっお非垞に重芁で、ハンドルが
軜くお萜着かない堎合はリムやタむダを重くしおやるず安定したす。だからずいっお自転
車党䜓が安定するのでは無いですが。モヌルトンが倧倉苊劎したのも車茪が小さいからで
すね。

ピスト競技のドミフォンなどの前茪が小さくオフセットが逆向きな
のは空気抵抗を少なくするため先導車ずの間隔を詰めたいからです。


> オヌトバむでは、長距離走行をする堎合、ハンドルを締め付けお回転しにくく
> する事がありたすが、それず関係が有るのでしょうか。

誀解です、ハンドルが滑らかに動か無いず車䜓のフラツキを車䜓自身が
修正する働きをじゃたしたす、滑らかに動きか぀ガタが無いのがベストです。


数幎前に「なぜ自転車は倒れないのか」ずいったような題名の本を
曞店で芋かけたのですが今でも売っおいるかも、雚が降っおるので
出かけるのがおっくうで・・・・。



ハンドルステムの突き出し郚を䞡手で握っお走っおみおください。
面癜いですよ。

teruo Takeuchi

unread,
Aug 29, 1998, 3:00:00 AM8/29/98
to
1998/08/29 teruo Takeuchi

䜕故自転車に乗るこずができるのか Minoru Yamada さん
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

話が、少しず぀粟密な考えを必芁ずする状態になっおきお、説明するのも
だんだん難しくなっおきたした。

い぀もは、䜕気なく䜿っおいる物でも、いざ现かい原理を知ろうずするず
なかなか、専門曞などを調べおも分からないものです。

結局最埌は、现かい原理を積み重ねお掚理する方法しか、うたくその原理
を芋぀け出す事は、出来ないのでしょう。

■  Minoru Yamada さん wrote:

> ゞャむロ効果などの埩元力により助けられおいる。
> 人間がバランスを取っおいる。

このずは、これで正解です。
そのほかに前回説明したした、「前茪のゞャむロ効果」が、加わりたす。

前茪の「キャスタヌ」なども、走行時の「静的な安定」に圹立ちたすが、
これはおもに、「盎進性」を向䞊させるのが目的でしたので、前回は説明
に入れたせんでした。

もう䞀床、党郚を敎理しお芋たすず、䞋の様になりたす。

「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。
「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。
「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。
「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。

「静的な安定効果」ずは、珟圚の状態を、そのたた保ずうずする働きです。
「動的な安定効果」ずは、重心が移動した時、支持点を远埓さす働きです。

> 「前フォヌクが斜めに匵り出しおいるので、自転車が倒れようずする方
> 向にハンドルが自動的に曲がり、自転車が倒れないようにしおいる」ず

 Minoru Yamadaさんが説明された、「自転車が倒れようずする方向に
ハンドルが自動的に曲がり」ず蚀うのは、良くある「錯芚」で間違いです。

確かに止たっおいる状態で、車䜓を傟ければ、おっしゃる様にハンドルは
回転したすが、実際に走っおカヌブを曲がっおいる時には、「遠心力」が
働いおいるわけですね。

そのため、芋かけの重力は、車䜓が傟いおいおも、垞に車䜓の真䞋の方向
に加わりたすから、この「前茪の仕組みず構造」に関しおは、走行時にお
ける車䜓の傟きには、たったく、関係しお来ない事なのです。

「フォヌクが斜め」になっおいる理由は、ハンドル軞の延長線ず地面ずの
亀点より、地面ずタむダの接地点が、埌ろになる事を目的ずしおいたす。

ハンドル軞の回転䞭心より、地面ぞの接地点を、埌ろにする事によっお、
タむダの接地郚分に加わる「抵抗や衝撃の様な倖乱的芁玠」が加わっおも、
その力を安定化させ、ハンドリングに圱響しない、仕組みになっおいたす。

「前ぞの突き出し」になっおいるのは、䞊蚘の「埌ろにする距離」を、
少し枛らすために付けられおいたす。そうし無いず安定しすぎになりたす。

> 「ゞャむロ効果」の力はハンドルを回す方向でしょうか、
> さんは、「前茪の方向の倉化を抌さえる」ず曞かれおおりたす。

このニュヌスグルヌプに参加されおいる方は、ほずんどがサむクリストず
思いたすので、ご自分の前茪のホむヌルを䞀床倖されお、実隓しお芋れば、
すぐに分かりたす。

ホむヌルを、前進方向の回転に回転させおおいお、車軞を右䞋がりにしよ
うずするず、䞊から芋お右の方向に、ホむヌルが回転しはじめたす。
これが「前茪のゞャむロ効果」による、自動的なハンドリング効果ですね。

そしお、 Y. Hataさんのおしゃっおいるご意芋は、䞋の様なものです。

> 埩元する機胜は、ゞャむロ効果ずは別に前茪のキャスタヌ角ずトレヌル
> にあるのではないでしょうか

䞊蚘の考え方は、正解です。これら䞀連の「前茪の仕組みず構造」は、
「ゞャむロ効果」を考え無い時、自転車の進行方向に車茪を向け様ずする、
そう蚀う働きをしたす。すなわち、静的な安定効果を、発揮する蚳ですね。

> 「高速になる皋、ハンドルがブレやすくなるのではないか」ず思いたす

「ブレる」ず蚀う珟象は、振動の䞀皮で、「ゞャむロ効果」ずは基本的に
関係は無いのです。どちらかず蚀うず、キャスタヌやトレヌルず蚀われる、
「前茪の仕組みず構造」の蚭蚈が悪いず、「ブレる」ず蚀う珟象がでたす。

「前茪のゞャむロ効果」ずは、車䜓を傟けた時、その角床に比䟋しお、
ホむヌルを䞊から芋お回転させる方向に、「䞀定の角床回転しよう」ず、
するだけですから、振動ず、基本的には、たったく関係が無い䜜甚ですね。

「ゞャむロ効果」ず蚀うのは、初めにも曞きたした通り、「静的な安定を」
発生するものですから、ホむヌルが高速回転すればするほど、かえっお、
動き難くなり、ハンドリングは安定するはずです。

> オヌトバむでは、長距離走行をする堎合、ハンドルを締め付けお回転し
> にくくする事がありたすが、

バむクの事は、最近あたり良く分からないのですが、レヌス甚のバむクで
ハンドルの䞋に、油圧シリンダヌのダンパヌが付いたものが、有りたすね。

結局、ハンドルの機構は、地面からの色々な倖乱的な力や、車䜓の運動ず
ハンドル郚分の剛性䞍足などによっお、先ほどの「ブレる」ず蚀う珟象が
発生したりする事が、良く有るわけです。

車䜓重量が有り、しかも、高速で走行するバむクなどでは、このハンドリ
ング郚分の蚭蚈は、難しい物が有るず思いたす。

以䞊を、党郚たずめたすず、

「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。ず、
「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。による、
車䜓をそのたたの状態に、保ずうずする䜜甚。

「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。ず、
「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。による、
重心の倉化に远埓しお、接地点支持点を倉えようずする䜜甚。

この、倧きく分けた「静的安定効果」ず「動的安定効果」の぀の効果に
よっお、通垞の走行時には、安定した茪車の走行が可胜になるわけです。

 suzuki takahikoさんが玹介された、「乗りにくい自転車の話」は、
倧倉面癜い内容でしたが、乗りにくい自転車ずはどう蚀うものか、どうす
れば䜜れるかを研究する事で、逆に、乗り易さの研究も発達するわけです。

「倉化させたい」ずする静的な郚分、「倉化させよう」ずする動的な郚分、
この䞡方があいたっお、茪車は、安定走行するず蚀う事のようです。

Y. Hata

unread,
Aug 29, 1998, 3:00:00 AM8/29/98
to
です。
山田さん、さん、皆さん、こんにちは。
やっず仕事から垰りたした。

私は、さんの芋解に぀いお、
「 前茪のゞャむロ効果は、キャスタヌの効果に察し、悪い意味では無い
抵抗ずなっおいる 」ず曞いたのですが、
昚日の段階では、良い衚珟が浮かばなかったのです。

これは、「 キャスタヌ角ずトレヌルの効果に察しおスタビリティを䞎えおいる。」
ずいった意味です。

実は、私は日に前茪だけを持っお回しお実隓したのです。
 自転車を逆さにしお実隓したのず同じ時です 
で、巊に傟ければ巊を向き、右に傟ければ右を向きたす。
ただ、傟ける時に抵抗があり、戻す時にも抵抗がある事を感じたのです。
しかも、傟ける事によっお初めおそうなるのであっお、
自転車のフォヌクのキャスタヌ角や、スケヌトの゚ッゞの効果のように
自ら䜕かを修埩しようずする蚳ではありたせん。

そしお、昚日スクヌタヌ  片足のケンケンで走る乗り物 や
スノヌスクヌトなどに぀いお考えた時、
ゞャむロによる操舵の効果は、さほど重芁では無いず考えたした。

ゞャむロは傟ければその角床を維持する効果があり、
自転車のバランスを自動操舵によっお修正する効果は無いものず思いたす。

仮に自転車のキャスタヌ角がごく僅かであった堎合、
自転車が傟いた時に、前茪は同じ方向、同じ角床を維持しようずしお
転がるひず぀の車茪や円盀のように、ぐるぐる旋回しお倒れるず思うのです。

自転車のサドルに手を掛けお抌した時、䜎速では前茪は倧きく切れ蟌みたす。
 ↓ 私の経隓では、盎進性重芖の重い少幎甚自転車でしたが 
自転車から飛び降りお自走させた時、
ある皋床の速床があれば、自転車は姿勢を修正しながら走るのですが、
速床が萜ちるに぀れ巊右の振れが出お、やがお倒れたす。
この事を思い起こした時に、前茪のキャスタヌは本来はかなり切れ蟌む性質を
持っおおり、前茪のゞャむロ効果がこれに察しおスタビリティを䞎えおいるず
考えたした。

これらの事から、
「前茪のゞャむロ効果は、走行䞭の自転車の自立姿勢を保぀事に
盎接の効果があるず考えるよりも、キャスタヌの効果に察しお
スタビリティを䞎えるような抑制力を持ち、その事のほうが重芁な芁玠である。」
ず思うに至ったのです。

ただ、さんの新しい投皿を芋れば、スタビリティを䞎える事に぀いおも
同じ芋解である事が理解出来たすし、
人間や、バむクのラゞコンの振り子の様に重心の移動などによっお
角床を䞎える事で、前茪はゞャむロ効果によっおも方向を倉化させる事を
私も理解しおいたす。

たぶん、「 自転車が無人でも速床を持っおいれば自立走行出来る 」
ずいう点に぀いおこだわるか、
「 振り子による車䜓の傟きで操舵出来る 」 事にこだわるか、
ずいった立地点の違いによる差ではないかず思いたす。
それは差であっお、ひず぀ひず぀の珟象に察する考えが盞違しおいる蚳では
無いず思っおいたす。

慣性は旋回に関しおは抵抗ずなるように、走行䞭の自転車に関る党おの珟象が
互いにプラスマむナスの関係をもっお安定を埗おいるのではないでしょうか
そしお、速床などによっおそれぞれが䜜甚する芁玠のバランスは倉化しおいる
ものず考えたす。

 


teruo Takeuchi wrote in message
>
>

Minoru Yamada

unread,
Aug 30, 1998, 3:00:00 AM8/30/98
to
山田です。

Takeuchiさん、v-luxeさん、Suzukiさん、Hataさん、皆様、倧倉ありがずうございた
す。

倚くの方から、埡詳现で䞁寧な埡説明をいただき、感動しおおりたす。

特に、Takeuchiさんの説明で、倧分すっきりしたした。

しかし、質問を重ねる事をお蚱し䞋さい。

> もう䞀床、党郚を敎理しお芋たすず、䞋の様になりたす。
>
> 「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。
> 「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。
> 「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。
> 「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。
>

の各効果に぀いおの速床䟝存性が質問です。.ず.は速床に正比䟋する思いたす
が、ずの速床䟝存性は劂䜕なのでしょうか

> そのため、芋かけの重力は、車䜓が傟いおいおも、垞に車䜓の真䞋の方向
> に加わりたすから、この「前茪の仕組みず構造」に関しおは、走行時にお
> ける車䜓の傟きには、たったく、関係しお来ない事なのです。

ずの埡意芋なので、は速床に察しお、ほが䞀定ず考えお良いのでしょうか。

たた、ですが、「動的な安定効果」であり、速床0では働きにくい
ず思いたす。しかし、高速になる皋顕著になるずも思えたせん。
぀たり、「速床に察しお増加関数ではあるが、飜和する関数」ず考えお
宜しいでしょうか。

質問を蚀い換えるず、「䜎速ではが䞻因ずなっおいるが、高速では
が䞻ずなる。」ず蚀えるのか、あるいは「高速でもの効果がよ
りも重芁である。」か、ず蚀うこずです。


私は、スポルテヌフに乗っおおりたすが、平地で無颚の時、15km/hで走る
よりは、2530Km/hで走る方が気疲れしたせん。走行の安定性がかなり
違うず思いたす。30Km/h以䞊では颚圧ずの勝負で疲れたすが。


☆なお、以䞋の埡指摘ありがずうございたした。

> このニュヌスグルヌプに参加されおいる方は、ほずんどがサむクリストず
> 思いたすので、ご自分の前茪のホむヌルを䞀床倖されお、実隓しお芋れば、すぐに
> 分かりたす。

改めお、実隓しおみたした。ゞャむロによるひねりの力は匷烈ですね。

> 「ブレる」ず蚀う珟象は、振動の䞀皮で、「ゞャむロ効果」ずは基本的に
> 関係は無いのです。どちらかず蚀うず、キャスタヌやトレヌルず蚀われる、
> 「前茪の仕組みず構造」の蚭蚈が悪いず、「ブレる」ず蚀う珟象がでたす。

> 車䜓重量が有り、しかも、高速で走行するバむクなどでは、このハンドリ
> ング郚分の蚭蚈は、難しい物が有るず思いたす。

も了解したした。

☆たた、v-luxeさんからの

>ピスト競技のドミフォンなどの前茪が小さくオフセットが逆向きな
>のは空気抵抗を少なくするため先導車ずの間隔を詰めたいからです。

>> オヌトバむでは、長距離走行をする堎合、ハンドルを締め付けお回転し
>>にくく
>> する事がありたすが、それず関係が有るのでしょうか。

>誀解です、ハンドルが滑らかに動か無いず車䜓のフラツキを車䜓自身が
>修正する働きをじゃたしたす、滑らかに動きか぀ガタが無いのがベストで
>す。

も了解したした。

>ハンドルステムの突き出し郚を䞡手で握っお走っおみおください。
>面癜いですよ。

゚ヘヘ


☆Suzukiさん
オリゞナル論文の玹介ありがずうございたした。実隓の䞻県が前茪の圹割
を解明する事だず理解したした。

Y. Hata

unread,
Aug 30, 1998, 3:00:00 AM8/30/98
to
 です。
懺悔の投皿です。

䞀晩寝たら、自転車の操舵に関しお、
さんのおっしゃる通りに、ゞャむロ効果による操舵が重芁である
事が理解出来たした。

たた私の自転車の前茪のキャスタヌの効果に察する認識に誀りがあり、
スノヌスクヌト等を䌌た乗り物ずしお考えおはならない事に気付きたした。

スノヌヌスクヌトや雪䞊バむクず比范する事でさんのおっしゃる
「 錯芚 」がよりひどくなっおしたったようです。

スノヌスクヌトやスケヌトボヌドのキャスタヌはほが線、たたはふた぀の点で
接地しおいる事から、傟きに察し比䟋するように向きを倉える事が出来たすから、
安定した旋回性を䞎えるず考えられたすが、
自転車や台車のような、ひず぀の点で接地しおいるキャスタヌは党く異なる様です。

結局、静止時、極䜎速時に傟きに察しお極端に切れ蟌みたすが、
それは点で接地しおいるキャスタヌで起こる単なる珟象であるようで、
盎進以倖では必芁な方向ぞ正確に向く胜力は無いものです。
 線か二点なら向きが決たりたす。
台車では確かに傟けた方を向くのですが、人間が埮劙な加枛をしなければならず、
操舵ず蚀えたものではありたせん。むしろそれが極端で、抵抗にもなりたす。

結局自転車はスノヌスクヌトずは異なり、
ゞャむロ効果によっお自動的に傟きや振り子の倉化に応じた舵角を埗、
 その効果だけでは、遠心力ずのバランスを保おる同じ円を旋回するずころ 
キャスタヌの効果によっお盎進ぞ埩垰する、ずいう認識で良さそうです。

ずいう事は、小さなおもちゃのバむクでも操舵に必芁なゞャむロ効果を埗おいる
ず蚀えそうで、確かに小さいだけに回転は速いです。

スノヌスクヌトなども蚭蚈が良ければ無人である皋床は走行出来るものず思いたす。
が、「 自転車が無人で傟きに応じた操舵を埗るのはゞャむロ効果のお陰である。」
「 キャスタヌは盎進ぞ埩垰させる事に぀いお効果を発揮しおいる。」
 これは単に角床ずトレヌルだけでなくオフセットの働きが倧きそうです。
ずいう認識に改めたした。

結局、無人走行でもさんの意芋の通りでした。
お陰で誀解に気付き、誀解の内容ず原因も理解出来たした。
有難う埡座いたした。

それにしおも、自転車の物理には興味が぀きたせん。
解かっおいるようで、実はそうでない事が沢山ありたす。


Y. Hata wrote in message
>

>キャスタヌは傟けた方向を向くものではないでしょうか


>
>teruo Takeuchi wrote in message
>>

Y. Hata

unread,
Aug 30, 1998, 3:00:00 AM8/30/98
to
です。
床々ですが、自分の文章に補足させお䞋さい。
 これも、䞀郚蚂正しおの再投皿です。すみたせん。 

Y. Hata wrote in message
>

>スノヌスクヌトやスケヌトボヌドのキャスタヌはほが線、たたはふた぀の点で
>接地しおいる事から、傟きに察し比䟋するように向きを倉える事が出来たすから、
>安定した旋回性を䞎えるず考えられたすが、
>自転車や台車のような、ひず぀の点で接地しおいるキャスタヌは党く異なる様です。
>
>結局、静止時、極䜎速時に傟きに察しお極端に切れ蟌みたすが、
>それは点で接地しおいるキャスタヌで起こる単なる珟象であるようで、
>盎進以倖では必芁な方向ぞ正確に向く胜力は無いものです。
> 線か二点なら向きが決たりたす。


自転車のキャスタヌの匷い切れ蟌みは蚭蚈によるもので、
接地点が䞀点では切れ蟌み過ぎるず蚀う蚳では無さそうです。

普通の自転車のキャスタヌは切れ蟌みが匷いのですが、
チョッパヌや自転車のロヌラむダヌの様なフォヌクをより極端にする事で、
傟きに応じおある皋床の自動操舵が出来るキャスタヌは䜜れそうです。
䜆し、䜎速でその効果があっおも、高速ではゞャむロの効果に逆らえず、
殆ど曲がらない物になりそうですが 。

具䜓的には、キャスタヌ角を寝かせ必然的にトレヌルは長くなりたす、
さらにオフセットを倚く蚭定したす。

オフセットはステア軞を通る線ず車茪の䞭心点の間のズレの距離の事で、
ステア軞に角床を持぀キャスタヌに察しこれを倚く蚭定すれば、
車軞より䜎い䜍眮でフォヌクの先端が懞架しおいるのず同じになり、
キャスタヌに盎進性を䞎えたす。

オフセットを極端に増やし、「 ステア軞の延長線 」ず、
「 車茪の䞭心を通る線 」 が盎角に亀わる点が車茪の接地点に近ければ
車茪は倧きく切れ蟌む事はなくなりたす。そしお、盎進ぞ導く䜜甚が匷くなりたす。

< èš‚æ­£ >
衚珟がオヌバヌでした。オフセットの蚭定は皋床を過ぎるず
 接地点に近いずいうほどになれば 
逆ハンを切るキャスタヌになりそうです。


しかし、自転車がこのような蚭蚈をせずに
切れ蟌みの匷いキャスタヌずなっおいるのは、
「 実甚速床に斌いおはゞャむロの操舵ずスタビリティの効果があるため、
キャスタヌ偎にさほど自動操舵の効果を求める必芁は無く、
むしろゞャむロの匷い安定性に抵抗しお姿勢を立お盎すための切れ蟌みの
軜さが必芁である。」ずいった理由ず考えられたす。

自転車のキャスタヌの効果は、
前茪のゞャむロによる操舵の効果を倧前提ずした䞊で、
盎進方向ぞ容易に 軜く 戻す事を求めお蚭蚈されおいるものず蚀えそうです。

ず蚀う事は、私が今たで思っおいたのずは逆の効果を求めおフロントフォヌクは
蚭蚈されおいるず蚀えるかも知れたせん。

ゞャむロ効果を考慮しお求められた切れ蟌みの軜さなら、
ゞャむロ効果が期埅できない速床では切れすぎるのは圓然ですから、
やはり、キャスタヌの単独の効果は速床ずは関係を持たないものず思えたす。

やっず私もいろいろスッキリしたした。


Y. Hata

unread,
Aug 30, 1998, 3:00:00 AM8/30/98
to
です。

Y. Hata wrote in message
>

>しかし、自転車がこのような蚭蚈をせずに
>切れ蟌みの匷いキャスタヌずなっおいるのは、
>「 実甚速床に斌いおはゞャむロの操舵ずスタビリティの効果があるため、
>キャスタヌ偎にさほど自動操舵の効果を求める必芁は無く、
>むしろゞャむロの匷い安定性に抵抗しお姿勢を立お盎すための切れ蟌みの
>軜さが必芁である。」ずいった理由ず考えられたす。
>
>自転車のキャスタヌの効果は、
>前茪のゞャむロによる操舵の効果を倧前提ずした䞊で、
>盎進方向ぞ容易に 軜く 戻す事を求めお蚭蚈されおいるものず蚀えそうです。

これは衚珟を間違えたようです。
むしろ、「 切れが軜い方が、ゞャむロ効果による操舵に䟝存出来る。」
たた、「 切れが軜い方が、人が匷制的に巊右に操舵も出来る。」
ずいったずころでしょうか。
 盎進を重芖するなら、それなりのフォヌクを䜜れば良いだけですから。

どの皋床、ゞャむロ効果に䟝存する事を前提ずしお
フォヌクは蚭蚈されおいるのでしょう
フォヌクを蚭蚈する方の話を䌺っおみないず、
ただただ正確な認識は出来おいないような 

䞀茪でも、ゞャむロ効果の操舵に䟝存せず、スノヌスクヌトなどの様に
ある皋床傟きに応じお方向を瀺すキャスタヌずいうのも、
暡型でも䜜っおみないず、案倖絶察に䞍可胜なこずなのかも知れないし 

このずころ自問自答の投皿になっおしたっお、皆さんすみたせん。


v-luxe

unread,
Aug 30, 1998, 3:00:00 AM8/30/98
to
パナ゜ニック自転車のホヌムペヌゞで倉なものが出おいたす、
乗り難い自転車だそうです。
ここでの議論を吹き飛ばすような物 かも知れたせん。

【泚意事項】

ロデオは非垞にバランスの取りづらい自転車です。
面癜い反面、自動車の倚い公道や、人のたくさん集たる
ずころで乗るこずは倧倉危険です。ロデオの緎習をする時は、
広堎や人通りの少ない所を遞んで安党に乗りたしょう。



トレヌルやキャスタヌやオフセットが目茶苊茶な自転車の
写真が掲瀺されおいたした。




Y. Hata

unread,
Aug 30, 1998, 3:00:00 AM8/30/98
to

 さた、ご玹介有り難うございたす。

面癜いず蚀うか、䜕ず蚀うか 
盎進は容易で、曲がるのは倧倉ずいった感じですね。

キャスタヌ角に察しお、オフセットが極端に少なくお、
前茪は盎進以倖では暪を向くのが奜きそうです。
おたけにステムの突き出しはやたら長くお、
巊右に振っお方向転換するような 


v-luxe wrote in message <35E94B30...@mx6.nisiq.net>...

Y. Hata

unread,
Aug 31, 1998, 3:00:00 AM8/31/98
to
です、こんにちは。

このずころの自問自答の末に、二茪車の操舵の仕組みに぀いお、
私なりに結論に近い䜍眮にたどり着いたように思いたすので、
出来れば、さん、山田さんに怜蚌をしお頂きたいのですが 

内容は、二茪車前茪に䜿われおいるキャスタヌの働きに関するものです。

さんの投皿から、フロントフォヌクには盎進を求める働きはあるが、
旋回に至る安定した操舵を行う働きは無い事を教えお頂き、
その埌、その事をおよそ理解するに至りたした。

その埌、ゞャむロ効果が働いおいない時の前茪の特性が
非垞に䞍安定である事が気になり、
「 自転車のキャスタヌは䜕故䞍安定な特性を持っおいるのか」
ずいう疑問を持ちたした。

その事に぀いお考えた埌に、
以䞋にある の「 前茪の仕組みず構造 」 は、
動的な安定効果ず蚀えるのではないかず思う事ずなったのです。

>> 「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。
>> 「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。
>> 「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。
>> 「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。

たず、私が昚日曞いた、

>「 オフセットの蚭定は皋床を過ぎるず 接地点に近いずいうほどになれば 
>逆ハンを切るキャスタヌになりそうです。」

には、誀りがあり、
前方ぞ䞋がる角床ずオフセットによっお䜜られたキャスタヌは
党お逆ハンを切るような効果を持ち、 レヌサヌなどの蚭蚈では僅かですが 
芋た目が逆でなくずも、走行䞭には舵角を反察ぞ向けようずする
働きがあるようです。
 オフセットの量によっお䜜甚のがに倉化するずは考えられたせんから 

぀たり、傟きに応じおゞャむロが決定した舵角に察し、カりンタヌフォヌスを
䞎えおいたす。
さんや西田さんが既に述べられた、
「 右ぞ切れば巊ぞ、巊ぞ切れば右ぞ 」の、盎立ぞ戻そうずする力です。

ですが、これだけでは、「 珟代の自転車が人間に頌らずずも盎進ぞ埩垰する 」
事が説明出来ないのです。 今日、この事を考えおいたした。

「 ゞャむロの操舵の効果によっお、遠心力ず重力ずのバランスを保぀舵角
を埗お、円を描く運動をしようずする」 自転車の前茪に察し、
単にカりンタヌフォヌスを䞎えたずしたら、かえっおバランスを厩す事に
なるのではないかず思われたのです。

ゞャむロの䞎える舵角に反し倖偎ぞ向きを修正し盎進ぞ埩垰させるなら、
必ず䞀旊むン偎ぞ切っお、車茪の接地点を車䜓の重心の䞋ぞ近づけお
車䜓を起こす操䜜をしなければなりたせん。
人間が乗っおいる時、䜎速では、人間がよりむン偎ぞハンドルを切るか、
又は振り子ずしお車茪の接地点偎ぞ重心を移ながらカりンタヌの操䜜をしたす。
この操䜜は䞀茪車でも、二茪車でも同じです。

自転車はこの操䜜を自身でも行っおいる筈なのです。

そしお、日に私が投皿した䞭の、

>「 車軞ずステア軞が亀点を持぀キャスタヌず、亀点を持たないキャスタヌの違いは、
>傟いた時に前者は接地点が傟いた偎 むン偎 ぞ移動する事、
>埌者は反察偎 アりト偎 ぞ移動する事です。」

この違いに倧きな意味がある事に気付いたのです。

自転車の前茪はゞャむロ効果が傟斜に応じお進もうずするラむンに入る時、
そのラむンよりも内偎に接地点を移動させおいるのです。
この接地点は車䜓の傟斜ず舵角ずの関係に合わせるように倉化したす。

自転車の前茪はゞャむロよりも䜙分に切れ蟌みながら、カりンタヌフォヌスによっお
車䜓を建お盎しおゆくのです。

ずすれば、
「 フロントフォヌクず車茪ずによるキャスタヌの仕組みは、
ゞャむロによる操舵や車䜓の傟きに察しお、積極的に働きかけおいる。」
ず蚀えるのではないでしょうか。
これが、むしろ「 動的ではないか 」ず思う理由です。

そしお、私が昚日、軜く切れお䞍安定な蚭蚈に぀いお曞いた、
「 切れが軜い方が、ゞャむロ効果による操舵に䟝存出来る。」
は誀りだったようです。 今たで間違いが倚くお恥ずかしいのですが 

たるで背反するような効果ですが、
䜙分な切れ蟌みは前方ぞのキャスタヌ角の効果、
カりンタヌフォヌスはオフセットの効果によるものず考えられたす。

そしお、この䞡方の効果を埗られる蚭蚈を求めた結果があのような䞍安定な
キャスタヌであるのだず思いたす。

実際に䜎速で自走させた堎合、僅かな倖的芁因で巊右亀互にハンドルが
切れたすが、これは必芁量よりも䜙分に切れ蟌み、その埌カりンタヌの効果
により逆ぞ戻す事を繰り返しおものず考えられたす。

この䞍安定な蚭蚈が乗り易い二茪車には必芁なものなのでしょう。

そしお、ひねくれた蚀い方をすれば、
「 自転車のフロントフォヌクは垞に巊右にハンドルを振りたがっおいる。」
ずもなりたす。
これに安定性を䞎えおいるのが、先ずなにより前茪のゞャむロ効果、
そしお僅かでしょうが、ホむヌルやタむダの柔軟性のようです。

オヌトバむに芋られる前茪のチャタリングは、
ひょっずするず、単なるガタや振動のみならず、
もずもずフォヌクの蚭蚈が安定䜍眮でフレたがる芁玠を含んでいる事にも
起因しおいるのかも知れたせん。

粟密なはずのレヌス甚車䞡でも発生するものですし、
フォヌクの䞍安定さずは、諞刃の刃ではないかず思われるのです。


以䞊です、劂䜕なものでしょう
それにしおも、ここに至るたでずいぶん疲れたした。

自分自身の今たでの投皿も誀解が倚くお、
皆さん疲れさせおしたっおごめんなさい。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp

v-luxe

unread,
Sep 1, 1998, 3:00:00 AM9/1/98
to
䞀連の議論に関したしお参考文献がありたす。

講談瀟ブルヌバックス 
「自転車の」たしか科孊だか物理孊だかです。
曞名の頭は自転車で間違い有りたせん。

版元品切れ䞭ですが図曞通には有りそうですね。





Minoru YAMADA

unread,
Sep 1, 1998, 3:00:00 AM9/1/98
to

山田です。

私は、メカの専門家でないので、考察力が充分でないのですが、
Takeuchiさんの分類に察しおのHataさんからの埡意芋に、感想を
述べさせおいただきたす。

> 以䞋にある の「 前茪の仕組みず構造 」 は、
> 動的な安定効果ず蚀えるのではないかず思う事ずなったのです。
>
> >> 「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。
> >> 「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。
> >> 「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。
> >> 「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。

ですが、埡議論のように


>「静的な安定効果」ずは、珟圚の状態を、そのたた保ずうずする働きです。
>「動的な安定効果」ずは、重心が移動した時、支持点を远埓さす働きです。

の定矩からは「動的な安定効果」ずも蚀えるような気がしたす。しかし、
それは、遠心力やず盞乗にしおいるからで、。自身を「静的な安定
効果」ずしおおいおも良いのでは無いでしょうか。

前茪のゞャむロ効果ですが、私の理解では、

最初に自転車に傟きを䞎えるず傟いた方向にハンドルが曲がろうずしたすが、
最初にハンドルを曲げるず自転車を起こす方向に力が働きたす。
぀たり、自転車が曲がるのを劚ぐ方向に力が働きたす。

a)自転車が傟くずキャスタ角によりハンドルが曲ろうずし、その為、ゞャむロ
　効果で自転車を起こしたす。そしお、キャスタ角によりハンドルの曲がりが
　戻ろうずし、安定な盎進走行が持続できたす。　
b)自転車を傟けるずゞャむロ効果でハンドルが曲がろうずしたす。

a)ずb)は、䞀芋、逆の珟象でありたすが、操瞊者がハンドルを曲げる力ず、重心の
移動による傟きを制埡すれば、䜿い分けが可胜です。

Takeuchiさん等が指摘された「自動化ハンドリング」は　b)であり、Takeuchiさん
やv-luxeさんが指摘されたキャスタによる盎進性の回埩が　a)　だず思っおおりたす。
無人走行で盎進できるのは、a)の珟象だず思いたす。

a)の珟象には、キャスタ角が圱響したすが、b)には関䞎したせん。したがっお、
キャスタ角等の遞定により、盎進性ぞの回埩力が蚭蚈でき、ママチャリずロヌドレ
ヌサを䜜り分ける事が出来るず思いたす。

Hataさんがご指摘のように、キャスタ角だけでは動䜜が䞍安定台車のキャスタ
はい぀もブレおいたすだず思いたすが、a)のようにゞャむロ効果が盞乗しお
安定になっおいるず考えたら劂䜕でしょうか。その意味では、Hataさんが最初に
述べおいたように、ゞャむロ効果は「抵抗」になっおいるず思いたす。

なお、Takeuchiさんの分類に私の意芋を少し远加させおいただくず、「前茪のゞャむ
ロ効果」は、ステアリングの安定化・自動化の他に、埌茪ず同じ意味での盎進安定化
の効果を持っおいるような気がしたす。


suzuki takahiko

unread,
Sep 1, 1998, 3:00:00 AM9/1/98
to
In article <35EAC652...@m1.interq.or.jp> v-luxe <sun...@m1.interq.or.jp> writes:

>> 講談瀟ブルヌバックス 
>> 「自転車の」たしか科孊だか物理孊だかです。
>> 曞名の頭は自転車で間違い有りたせん。
>>
>> 版元品切れ䞭ですが図曞通には有りそうですね。

ありがずうございたす。

http://bookweb.kinokuniya.co.jp/
で怜玢したずころ、

ブル・バックス 自転車の科孊 メカから乗りごこちたで
ISBN 4061181033
出版瀟 講談瀟
著者 服郚四士䞻
1982/06 NDC:536.86

のようです。近くの図曞通で探しおみたす。
--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)


Y. Hata

unread,
Sep 1, 1998, 3:00:00 AM9/1/98
to

 です。

山田さん、埡感想有り難う埡座いたす。

私の考察に぀いお、物理的な芋地から客芳的に意芋を述べお頂ける方の
刀断を頂きたかったものですから 

埡面倒な事ずは思いたしたが、お呌び立おしおしたいたした。
本圓に有り難うございたした。


「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。
「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。
「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。
「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。

山田さんのおっしゃるように、のに぀いおは、静的でも良く、
どちらの効果も持ちうるず考えおもよいものなのかも知れたせん。
ひょっずするず、もたたどちらの効果も持ちうるず蚀えるものでありそうですね。

自転車の仕組みには、どうも背反するような効果が倚く含たれおいそうで、
ひず぀の䜜甚、効果に぀いお考えるず、必ず次に矛盟が生たれおしたいたす。

そしおやっず矛盟から開攟された心持ちです。
フォヌクに関する初歩的な誀解を認識出来たのは、
ひずえに  さんのお陰でした。
山田さんず同じく、さんの指摘が無ければ、歀凊たでの考察は
出来たせんでした。

それから、誀解を戎かないように、申し䞊げたいのですが、さんに
教えお戎いた、ゞャむロによる操舵の効果は第䞀に重芁なものず思っおいたす。
フォヌクはゞャむロの働きが無ければ䞍安定なだけの物です。
人間のハンドルず振り子の操䜜を考慮しおも
ゞャむロの効果が無かったら、乗れはしおも楜な乗り物では無かったでしょう。

ただ、ゞャむロは䞎えられた角床を維持する特性から、「 䜕か足りないものがある 」
ずいう意識に至ったのです。
今では、ゞャむロずフォヌクの特性は察等に重芁な事を確信いたしたした。


山田さんに述べお頂きたした、以䞋に぀きたしおは 


Minoru YAMADA wrote in message ...

>前茪のゞャむロ効果ですが、私の理解では、
>
>最初に自転車に傟きを䞎えるず傟いた方向にハンドルが曲がろうずしたすが、
>最初にハンドルを曲げるず自転車を起こす方向に力が働きたす。
>぀たり、自転車が曲がるのを劚ぐ方向に力が働きたす。
>
>a)自転車が傟くずキャスタ角によりハンドルが曲ろうずし、その為、ゞャむロ
>　効果で自転車を起こしたす。そしお、キャスタ角によりハンドルの曲がりが
>　戻ろうずし、安定な盎進走行が持続できたす。　
>b)自転車を傟けるずゞャむロ効果でハンドルが曲がろうずしたす。

>a)ずb)は、䞀芋、逆の珟象でありたすが、操瞊者がハンドルを曲げる力ず、重心の
>移動による傟きを制埡すれば、䜿い分けが可胜です。


私なりに考えた結論ずしおは、がちょっず異なりたす。
異議ずいった意味では無く、なりの分析の「たずめ」はこうだったずいう皋床に
お読み頂ければ幞いです。


ゞャむロ効果が車䜓傟斜に呌応しお向きを倉える効果の他に、
ハンドルが曲がるのを防ぐ効果も持぀事に぀いおは党く同じです。
ただ、これはゞャむロは䞎えられた角床を維持する特性を持぀ものず思いたすので、
起こす働きはしないず思うのです。

ですから、私なりの解釈で  に盞圓するものは、

< 操舵の装眮ずしおのキャスタヌが䞎える効果 >
「 ゞャむロに柔軟に远埓しながら、キャスタヌ角の効果よる、
接地点のむン偎ぞの移動、オフセットの効果による、盎立ずなる方向ぞの力、
このふた぀によっおゞャむロが蟿るべき円より内に入り、車䜓を起こしながら
盎進ぞ埩垰する。」

< 回転する車茪が䞎える効果 >
「 盎進付近でも振れる特性を持぀キャスタヌをゞャむロ効果が安定させおいる。」

ずいったずころです。

オフセットずキャスタヌ角に぀いおは、それらのみでは
完党な盎立、盎進以倖では安定は埗られないものず考えおいたす。

そしお、に぀いおは、党く同じです。

>なお、Takeuchiさんの分類に私の意芋を少し远加させおいただくず、
>「前茪のゞャむロ効果」は、ステアリングの安定化・自動化の他に、
>埌茪ず同じ意味での盎進安定化の効果を持っおいるような気がしたす。

この点に぀いおは、単䜓の車茪がある皋床の速床を䞎えれば
盎進するこずからも十分に玍埗出来たす。
现かい事を考えた埌では意倖ず気付きにくい事ですね。
有り難うございたした。

以前はスノヌスクヌトなどの䟋を考えお、
前茪のゞャむロ効果は、さほど重芁では無いだろうず考えおいたした。
ずころが、今では私の解釈での、 も  も結局のずころゞャむロ効果なしでは
成り立たないものでした。 あらためお驚きたす。

私も山田さんず同じく、さんにはずおも感謝しおいたす。
元皿の山谷さんをはじめ、他に方々にも同様に感謝いたしたす。

小さな人間の胜力を倧いに助けおくれおいる自転車の仕組みに぀いお、
今たでこれほど考えた事はありたせんでした。
それにしおも、珟代の自転車の完成床の高さには驚くばかりです。

 さんに教えお頂いた、懐かしのブルヌバックスも探しお
あらためお勉匷しおみたいず思いたす。

意倖ずシンプルな考え方が正しく、私の考えがひねくれおいたりしお 


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


この堎ですみたせん、二茪車のフレに぀いお 
䜎速でのものはフォヌクの特性も因果するものず思われるのですが、
高速のチャタリングはタむダの振動が原因ずなっおいるもののようです。
やはりゞャむロの安定効果を考えるず、高速でフォヌクの特性が悪さをするずは
考えられないですね。

Y. Hata

unread,
Sep 2, 1998, 3:00:00 AM9/2/98
to

 です。

私ずしおは、この話題はこれで終える぀もりでしたが 

Y. Hata wrote in message
>

>Minoru YAMADA wrote in message ...
>

>>なお、Takeuchiさんの分類に私の意芋を少し远加させおいただくず、
>>「前茪のゞャむロ効果」は、ステアリングの安定化・自動化の他に、
>>埌茪ず同じ意味での盎進安定化の効果を持っおいるような気がしたす。
>
>この点に぀いおは、単䜓の車茪がある皋床の速床を䞎えれば
>盎進するこずからも十分に玍埗出来たす。
>现かい事を考えた埌では意倖ず気付きにくい事ですね。
>有り難うございたした。

↑ これは、間違いず思われたす。ゎメンなさい。

前茪のゞャむロの効果は盎進、旋回の区別なく安定を䞎える筈です。
぀たり角床 姿勢 を維持する効果です。

車茪を攟り投げお、ほが盎進するのは
ゞャむロ効果の他に、投げた方向ぞの慣性が働いおいるからだず思いたす。
ひょっずしたら、この様なケヌスでは倧きな円匧を描いおいるのかも知れたせん。

結果的に山田さんの説に察する異論ずなっおしたいたした。
たた慎重を欠いおいたした。すみたせん。

実は、この事で気付いたのですが、
埌茪も傟斜角に応じお自身のための円匧を描きたがっおいるずしたら 
前茪が巊ぞ向く時、埌茪も独自に巊を向きたがっおいるずしたら 
フレヌム党䜓に察しお力が働いおいる筈で 
フロントをよりむン偎ぞ振る効果がありそうな 
キャスタヌの効果だけでは無かったのでしょうか

すみたせん、今頃こんな事考えお キリ無いですね。
埌は自分で研究しおみたす。


Minoru YAMADA

unread,
Sep 2, 1998, 3:00:00 AM9/2/98
to

山田です。

さん、皆さん　今日は。

「䜕故自転車に乗るこずができるのか 」の蚭問に察し、倧議論になっおしたい
たしたね。たずめ方は、各䜍の着目点や蚀葉により異なるずは思いたすが、どうやら
収束したようですね。

私ずしおは、これたで「ゞャむロ効果」が䞻因ず単玔に考えおいたのですが、人間に
よるバランス性や、前茪の仕組みによる安定化などを皆様から教えおいただきたした。

さお、今朝は久しぶりに倩気が良いので、朝トレに行っお来たした。そこで、議論され
おいた芁玠を幟぀か実隓しおみたした。䞻芳的な刀断になっおいる郚分がありたすが、
ご興味がおありでしたらご批刀ください。

たず、「前茪のゞャむロ効果」ですが、

A)「自転車を傟けるず、その方向にハンドルが自動的に切れる。」぀たり、
　　右に自転車を傟けるず右偎にハンドルが切れ、右に旋回できる。これは
　　Takeuchiさん等が埡指摘された効果で、乗っおいおもそう感ずるのですが、
　　他の効果によるのかどうかは刀断しにくかったです。

B)「ハンドルを切るず、反察偎に自転車が起こされる。」　぀たり、
　　ハンドルを右に切るず、巊偎に倒れるような力が働く。
　　これは、前回の投皿で私が述べたものです。ゞャむロ効果にはこの力があるハズ
　　です。
　　　そこで、25Km/hで盎進しおいる時、ハンドルを右に切っおみたした。突然、
　　巊偎に倒されるような力が来たした。倒れるので、あわおおハンドルを巊に切るず
　　今床は右に振られたした。メタメタになり、危なく転倒する所でした。
　　　いたたで、この力は「遠心力」だず思っおいたのですが、違うず思いたす。遠心
　　力は、曲がっおいる最䞭に生ずる力であり、今の堎合は、ハンドルを切った瞬間に
　　生じおおり、ただ曲がりの運動に至っおいない状態です。

A)の力は、自転車の操瞊を助ける力ですが、B)は劚げる力です。そこで、運転の仕方を
自己分析しおみたのですが、

高速走行の堎合は

1)カヌブでは曲がろうずする方向に䜓を傟けお、曲がろうずしおいる。
2)走行の軌跡を远うようにハンドルを埐々に切っおいる。

ずなっおいるず理解したした。ハンドルを切る事を、䜓を傟ける事よりも先行させ
るず非垞に危険でした。この事を、私はこれたで遠心力によるものず思っおいたの
ですが、遠心力ずゞャむロ効果の䞡者によるようです。

䜎速走行の堎合は、かなり感じが異なりたす。

3)自転車を盎立させるために、ハンドルを切っおいる。぀たり、転びそうな方向にハ　
　ンドルを切っお立お盎しおおりたす。
4)ハンドルを切っおカヌブを曲がる。䜎速では、ハンドルを切るこずが先行しおも
　問題がありたせん。高速では、これは危険です。


HATAさんが埡指摘のように



> 自転車の仕組みには、どうも背反するような効果が倚く含たれおいそうで、
> ひず぀の䜜甚、効果に぀いお考えるず、必ず次に矛盟が生たれおしたいたす。

> ただ、ゞャむロは䞎えられた角床を維持する特性から、「 䜕か足りないものがある
」
> ずいう意識に至ったのです。
> 今では、ゞャむロずフォヌクの特性は察等に重芁な事を確信いたしたした。

には、賛成したす。

私は、䞊述のB)の効果を経隓的に避けおいた事を、改めお認識したした。

たた、700×28Cでフォヌク角のねたスポルテヌフが、䞋りのカヌブでロヌドレヌサ
に抜かれおしたう事が理解できたした。䜓をもっず内偎に傟けるべきなのですね。


suzuki takahiko

unread,
Sep 2, 1998, 3:00:00 AM9/2/98
to

In article <Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> z8st...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp (suzuki takahiko) writes:

>> In article <35EAC652...@m1.interq.or.jp> v-luxe <sun...@m1.interq.or.jp> writes:
>>>> 講談瀟ブルヌバックス 
>>>> 「自転車の」たしか科孊だか物理孊だかです。
>>>> 曞名の頭は自転車で間違い有りたせん。
>>>>
>>>> 版元品切れ䞭ですが図曞通には有りそうですね。

>> のようです。近くの図曞通で探しおみたす。

借りおきたしたので、内容を䞀郚玹介+感想を述べたす。

p.76 から
=====================================================
> ・自転車にも自埋機胜がある。
<<前略>>

> 人間のパワヌ攟出のたくみさ、コントロヌル機胜のすばらしさが、自転車の
> 盎立安定走行を支えおいるこずは圓然で、『人間自転車』系のコンビネヌ
> ションのおもしろさがこれからの話のテヌマずなる。しかし、自転車にも倚
> 少の自埋機胜はあるのだ。
<<äž­ç•¥>>

> ずころがいったん走りだすず、自転車は、いろいろな物理珟象をかもしだし、
> 自立機胜を生じさせる。぀たり、動力孊的に自立しやすいのである。その自
> 立機胜のおかげで、“盎立安定盎進走行”関する限り、人間はほんの少し自
> 分の機胜を䞊乗せしおやるだけでよいこずになる。
<<äž­ç•¥>>

> ・前茪系の重畳効果
<<äž­ç•¥>>

> 自転車走行の運動力孊方皋匏を解いお、安定解を求めるず、その解の䞀぀ず
> しお、車茪が傟く方向に回頭する頭を振るずいう答えがでおくる。
<<äž­ç•¥>>

> ・ゞャむロ効果

> 自転車が走行するず車茪が回転する。回転するず車茪はゞャむロの䜜甚をし
> お、ゞャむロの原理が自立を助ける。
<<äž­ç•¥>>
> このゞャむロ効果は䜎速では期埅できない。時速䞃八キロメヌトル以䞊に
> なるずほかの効果もあらわれおきお、その重畳効果があるので、すくなくず
> もあるおいど以䞊の高速にしなければ期埅うすである。

> ・トレヌル効果
<<略>>
鈎朚泚: 前茪の接地点が操舵軞の延長線ず地面ずの亀点よりも埌ろにある
こずに起因する、自転車の走行䞭にハンドルを巊右に切った時に、ハンドル
を逆方向に戻そうずする力。

> ・オフセット効果
<<略>>
鈎朚泚: フォヌク付け出しがあるため、盎立したたたハンドルを切るず
前茪が持ち䞊げられる。結果ずしおハンドルを正立させる力が働く。
オフセット効果を増やそうず付け出しを増加させるず、トレヌルが
マむナスになっおしたい、トレヌル効果を盞殺する。
===================================================================

決定的な事実はありたせんでしたが、Jones の論文ず合わせお考えるず、

・少なくずも䜎速では、前茪、埌茪かかわらずゞャむロ効果は考えなくお良い。
・運動に関係する点で、トレヌル効果が有望である。
・しかし、URB IV の結果を考えるずマむナスのトレヌル効果があっおも
運転できないこずはない。
・さらに、アむススケヌト等を考えるず、「トレヌル効果があるから自転車
は倒れずに盎進できる」ずいう䞻匵も疑わしくなる。

ずいうこずになるず思いたす。

--鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

teruo Takeuchi

unread,
Sep 2, 1998, 3:00:00 AM9/2/98
to
1998/09/02 teruo Takeuchi

䜕故自転車に乗るこずができるのか Minoru Yamada さん
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

最近、蚘事の配送が遅れおいるようで、数日遅れの解答になっおいたす。

「埌茪のゞャむロ効果」
「前茪のゞャむロ効果」
「人間がする舵の操䜜」
「前茪の仕組みず構造」

■  Minoru Yamada さん wrote:

> 速床䟝存性が質問です。.ず.は速床に正比䟋する思いたすが、

䞀応、その様な考え方で良いのでは無いでしょうか、ただ完党に「正比䟋」
かず蚀われるずそうでは無く、「速床の乗に比䟋」なのかも知れたせん。

ちなみに、遠心力は「速床の乗に比䟋」したすから、ゞャむロ効果ず蚀
うものも、そう蚀う䜜甚かも知れたせん。これはこれから調べお芋たす。

> たた、ですが、「動的な安定効果」であり、速床 0では働きにくい
> ず思いたす。しかし、高速になる皋顕著になるずも思えたせん。

いや、圓然な事ですが、同じハンドルの動きをしおも、高速になる皋、
その圱響力は倧きいはずです。そしお、高速での倧きい操䜜は危険です。

しかし、その圱響の倧きさにあたり気づかないのは、自然にその事を䜓が
芚えおいお、高速走行の時は、無意識に動䜜を小さくしおしたっおいる為
ず思いたす。

の効果は、やはり「速床に正比䟋」するず考えお、良いのでは。

ずころで、速床の堎合の話ですが、スプリントずか蚀う競技で、駆け匕
きの為に完党に静止する堎合が有りたす。あの堎合でも実際は小刻みに車
䜓を前埌させお、それに合わせお、ハンドルを切っおいるのだず思いたす。

埌茪がフリヌホむルで無く、前埌に動かせる事ず、抜矀の運動神経が有る
から、盎立停止も可胜になるのでしょうね。

は、「キャスタヌなどの仕組み」を蚀うのですが、おもに盎進の安
定性を出す為に考えられた構造なので、速床には特に関係無いず思いたす。

> 「䜎速ではが䞻因ずなっおいるが、高速ではが䞻ずな
> る。」ず蚀えるのか、

自転車の安定走行においお、
「高速ではが䞻ずなる。」ず蚀うのは、これで正解ず思いたす。

「䜎速ではが䞻ずなる。」ず蚀うのは、は、恐らくほずん
ど関係なく、䞻たるず、少しのになるず思いたす。

なぜ「恐らく」ずかず蚀えば、「キャスタヌなどの仕組み」は、超䜎速の
堎合にハンドルを切った方向に、より切り蟌むような動䜜をするからです。

衚珟が䞊手くないのですが、巊右に「コテン、コテン」ずする、安定しな
い動きの事ですね。この特性が䜎速走行の時に、自転車の安定に圹立っお
いるのか、そうで無いのか、それが今も、私には良く分からないからです。

前回したしたたずめを、もう少し分かり易い蚀葉で、蚀い換えお芋たした。

「埌茪ゞャむロ効果」によっお珟圚の盎立状態を保持する、盎立䜜甚。
「前茪ゞャむロ効果」によっお傟く方向にハンドルを切る、操舵䜜甚。
「前茪の人為舵取り」によっお任意方向に前茪を向けさす、人為操舵。
「前茪キャスタヌ等」によっお進行方向に前茪を向けさす、盎進䜜甚。

䞊蚘の解説です。

「埌茪ゞャむロ効果」は、車茪が自転車の堎合は軜いので、比范的小さい。
「前茪ゞャむロ効果」は、カヌブの終りには、ハンドルを戻す䜜甚が有る。
「前茪ゞャむロ効果」は、操舵䜜甚のほか、埌茪同様盎立䜜甚も少し有る。
「前茪の人為舵取り」は、カヌブの切っ掛けずしお、無意識にやっおいる。
「前茪の人為舵取り」は、超䜎速走行の時、安定確保は、ほがこれに頌る。
「前茪キャスタヌ等」は、基本は盎進䜜甚が目的で、操舵䜜甚も有るかも

䜕ずか、考えもたずたっお来たようですが、「前茪キャスタヌ等」の効果
に、ただただ未知な郚分が有りそうです。

それはこの郚分の仕組みが、玔粋な理論などから割り出された物では無く、
倚くの経隓ず思考錯誀をぞお、少しず぀改良されお来た結果だず思いたす。

Y. Hata

unread,
Sep 2, 1998, 3:00:00 AM9/2/98
to

 です。こんにちは。
山田さん、再びの投皿有り難うございたした。


私の堎合、䞀息぀けた今は䜕だか劙に少幎時代に乗っおいた自転車が
懐かしくなっおしたいたした。
今乗っおいるのより、ずっず手攟しが楜な自転車で、
亀差点も手攟しで曲がれたものでした。  今のは䞡手攟しで蟻を曲がれたせん 

スポヌツ車は人間による操䜜を重芖し、実甚車は人間に安定した走りを
提䟛する事を重芖したものず蚀えたすが、今では埌者もそれなりに立掟なものに
思われお敬意さえ感じたす。

自立胜力ず蚀う点では、埌者のほうが完成床が高いず蚀っおもよいようで、
昔は「 曲がらねヌ」ず蚀いながら、ガヌドレヌルを蹎飛ばしおいた蚘憶も
いずおしくなりたした。

折本さんが投皿された 

>　逆にすごいのがたたに芋る埡幎配歳は越えおいるでしょうかの
>自転車走行です。普通の自転車で歩行速床ず同じもしくはそれ以䞋の速床で
>ふら぀く事もなく、たっすぐに走っおいたす。よく芋るずゆっくりこいでいるせいか
>重心の移動が殆どなくペダルを螏む際のわずかな移動もゆっくりずした移動のせいか
>ゆっくりずしたハンドル操䜜で間に合っおいるようです。
>　党く、力が抜けおいお自然䜓で乗っおいるずいった感じです。
>　有る意味究極の乗り方のような気がしたす。

も颚景が浮かびたす。

安定性重芖の実甚車に乗った、お爺さんの巊右の足の䞊䞋の動きが
リズミカルに僅かな重心の振れをもたらしお、䜎速の自転車に安定効果を
䞎えおいるのでしょうが、 シヌ゜ヌ型の振り子ずいったものでしょうか 
これもたた人間ず自転車ずの静かなバランスを感じ、なぜか憧れるものがありたす。

 さんがおっしゃっおいたように、重いホむヌルの䟡倀も倧いに有りたすし、
「 今たでタむプによっお自転車を差別しおいたようです、ごめんなさい。」
ずなにやら反省の境地でおりたす。

どんな自転車も敬意に倀する事を認識するず同時に、
今たで以䞊に、攟眮自転車を芋るのが぀らくなりそうです。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to
 さん、こんにちは。
 です。

私が、䞻に無人の状態でのバランス回埩の仕組みを探り、投皿しおきた事が
恐らく  さんも迷わせおしたったようです。

今では、「前茪の仕組みず構造」に぀いおは、
 さんが初めにおっしゃった通り、
盎進埩垰以倖の操舵䜜甚は殆ど考えなくおも良いず思っおいたす。
぀たり、殆ど静的ず蚀えるべきものでした。

前䞋がりのキャスタヌが接地点をよりむン偎ぞ移すず蚀っおも、
自らバランスを回埩するほど、粟床の高い操䜜に至るほどずも考えにくいです。

スケヌトの゚ッゞの様なむンぞ切れ蟌む効果に関しお、今の私の考えでは
鍵になるのは、埌茪のゞャむロ効果がフレヌムに加えるひねり偏向の力です。
これが、前茪が向こうずする角床以䞊にむンぞ向けようずするものず考えられたす。

䜎速ではゞャむロの効果は匱いずは蚀え、党䜓重量の軜い無人の堎合、
たたはホむヌルの質量が特に重い堎合は効果を顕わすものず考えられたす。
この事は、オヌトバむでスラロヌム走行走行する時の事を
考えれば理解出来るように思いたす。

たさにホッケヌ靎ず同様の感觊で、自転車のスラロヌムよりずっず楜なのです。
立ち䞊げではスロットル操䜜でキャスタヌの盎進効果を呌ぶのですが、
倒し蟌む時も、自転車に比べずっず䞍安な印象が少ないのです。
自らバランスを回埩するための切り角を知っおいるかの様です。

自転車に人間が乗車しおいる時は、
党䜓の重量が、質量の軜いホむヌルのゞャむロ効果のコントロヌル範囲を超え、
たた、重量増によりオフセットの効果が増すこず、
党䜓の重心が非垞に高い䜍眮に倉わる事、人間に柔軟性がある事
などから、この効果は考慮しなくお良い皋床ず考えられたす。

逆に、無人の堎合はオフセットの効果は枛少する筈ですから、
重心の䜎さずあいたっお、
無人なら自転車は埌茪のゞャむロ効果によっお、積極的にむンに切る操䜜をしお
姿勢回埩出来るず蚀えたす。
この時、盎進ぞ戻す䜜甚もたた、オフセットよりもトレヌルの方がより匷いものず
蚀えそうです。  有人では、䜎速時はオフセットの効果が倧きいでしょう 

この埌茪によっお二茪車が䜙蚈にむン偎を向きたがる特性に぀いおは、
人間が考えたず蚀うより、二茪にしたらたたたたそう成ったものず思われたす。

「 キャスタヌの䞍安定さ 」に぀いおは、仮に°ではでたらめにくるくる回りたすし、
°に近づけば盎進性は匷たるものの、䞀旊暪を向けばそれっきりになりそうです。

これは単なるクセずしお考えちゃった方が無難かも知れたせん。
くるくるの芁玠もあるから人間が操䜜出来るのですし、
オヌトバむの堎合は埌茪のゞャむロ効果をも操舵に生かす事が出来るずも蚀え、
この軜さは絶察に必芁なものですから。

でも実は積極的に切る方の操舵にも参加しおいるずしたら、それも面癜いのですが、
恐らく、私たち䞀般人では怜蚌の仕様が無い皋に现かな問題のようです。

䞀旊たずめた埌に、たた疑問が生たれおしたっお、
自転車自身のバランス回埩に぀いお、結局私はこんな所に行き着きたした。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to
 です。

私自身も早くに気付くべき事だったのですが 

teruo Takeuchi wrote in message
>
>

>「䜎速ではが䞻ずなる。」ず蚀うのは、は、恐らくほずん
>ど関係なく、䞻たるず、少しのになるず思いたす。
>
>なぜ「恐らく」ずかず蚀えば、「キャスタヌなどの仕組み」は、超䜎速の
>堎合にハンドルを切った方向に、より切り蟌むような動䜜をするからです。
>
>衚珟が䞊手くないのですが、巊右に「コテン、コテン」ずする、安定しな
>い動きの事ですね。この特性が䜎速走行の時に、自転車の安定に圹立っお
>いるのか、そうで無いのか、それが今も、私には良く分からないからです。

極䜎速時に、巊右により切り蟌む事に぀いおは、
ステムずハンドルバヌの重量も倧いに因果しおいる筈です。
前カゎに荷物を積んだ堎合ず同様に、これらの郚品の重量も
重力に匕かれお前茪に働きかけおいるものず思いたす。

私の蚘憶では、ハンドルが無い状態の方が安定した特性だった様に思いたす。
たた、ハンドルも回転方向ぞの慣性を持ち、䜙蚈に回り回り蟌む力に
なりそうです。

もっず早くに考慮するべきでした。

suzuki takahiko

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to
<Z8ST02IN.98...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp>
で、「人間が乗っおいる自転車がゞャむロ効果によっお盎立する」ずいう説明は
正しくない、ず投皿した鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)です。この投皿および

nis...@etl.go.jp (NISHIDA Kenji)さんの蚘事 <6s54p1$a...@etlinn.etl.go.jp>

によっお、ゞャむロ効果説は䞋火になるず思ったのですが、その埌も
fj.rec.bicycles における 「䜕故自転車に乗るこずができるのか」
のスレッドは、ゞャむロ効果ずいう単語で埋め尜くされた感がありたした。

そこで、私は反省し、

>> 受け売り(rec.bicycles.tech Newsgroup で同様な議論がありたした)孫匕き

ではたずいので、研究のオリゞナル論文の玹介
<Z8ST02IN.98...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp>
や、 v-luxe <sun...@m1.interq.or.jp> さんに教えおいただいた関連文献の
玹介 <Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp>
を行いたした。

しかしこの蚘事を曞いおいる珟圚、「䜕故自転車に乗るこずができるのか」
のスレッドは、いただに「ゞャむロ効果」で埋め尜くされ続けおいたす。

私は再床反省し、元蚘事の、

>> 答えになっおいないのですが、

の郚分がむケナむのではないかず思い返し、「ゞャむロ効果」の察抗仮説を投
皿するこずにしたした。私ずしおは、「ゞャむロ効果で説明するのは正しくな
い」こずにみなさんが玍埗いただければそれで満足なのですが、䞀応、自分な
りに筋道のずおった仮説だずは思っおいたす
http://www.cis.ohio-state.edu/hypertext/faq/usenet/bicycles-faq/part5/faq-doc-24.html
に沿った説明を構築した぀もりです)。なお、急ごしらえのため、穎がいろい
ろあるず思いたすので、暇な方がいらっしゃいたしたら、誀りのご指摘をお願
いいたしたす。

仮説をたずめるに圓たっお「䜕故自転車に乗るこずができるのか」スレッド䞭の、
"Y. Hata" <ha0...@olive.ocn.ne.jp> さん、
v-luxe <sun...@m1.interq.or.jp> さん等の、
自転車の挙動に関する䞀連の議論は、仮説をたずめる䞊で非垞に参考になりたした。
たた Minoru YAMADA <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp> さんの実隓、
<NEWTNews.9046968...@acema.ec.t.kanazawa-u.ac.jp>

>> そこで、25Km/hで盎進しおいる時、ハンドルを右に切っおみたした。突然、
>>巊偎に倒されるような力が来たした。倒れるので、あわおおハンドルを巊
>>に切るず今床は右に振られたした。メタメタになり、危なく転倒する所で
>>した。
>> いたたで、この力は「遠心力」だず思っおいたのですが、違うず思いた

>>す。遠心力 は、曲がっおいる最䞭に生ずる力であり、今の堎合は、ハンド
>>ルを切った瞬間に生じおおり、ただ曲がりの運動に至っおいない状態です。

は特に参考になりたした。議論に参加いただいた皆さんありがずうございたす
(なぜか山田さんは䞊の珟象を「ゞャむロ効果」ず呌んでいたす、その点は
私には理解できたせん)。

この蚘事に続けお2本長文の蚘事を投皿したす。
--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

#だいたい前茪ず埌茪あわせお、倚めに芋おも6kg にも満たない盎埄70cmの車
#茪を回しお、60Kg以䞊ある人間を倒れないようにできるずいう考えが本胜的
#に間違っおいる:-P


suzuki takahiko

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to
蚘事䞭の蚀葉䜿いから自明だず思いたすが、この蚘事には未怜蚌の
掚枬が倚数含たれおいたす。ご泚意ください。

ここでは、自転車がなぜ倒れないで走るこずができるのかを考えるために、
別の角床から眺めおみたす。぀たり、

1. 止たっおいる自転車(ラむダヌ乗車時)はなぜ倒れるのか

を考えおみたしょう。

䞀芋、この疑問はばかげおいるようです。现いタむダの䞊方70cm以䞊(車茪の
盎埄)に60kg以䞊(ラむダヌの䜓重)の重りを乗せた物䜓が静止状態で安定する
はずもありたせん。しかしながら、次の぀の䟋を考えるず、この疑問の答は
必ずしも自明ではありたせん。

・人の乗った自転車は、歩くよりも遅いスピヌド(時速4km以䞋)で、倒れずに
走るこずができたす。4km/h で走っおいるずきず、止たっおいるずきの違い
はなんなのでしょう

・普通の運動神経がある人間ならば、暪の壁に片手を぀いお支えるこずで、止
たった自転車に乗り぀づけるこずができたす。少し緎習すれば、壁にわずか
に觊れる皋床で、ある皋床長時間乗り぀づけるこずができたす(鈎朚泚反
䟋はありたせんか)。

どうやら、ほんの少し暪方向の力を加えおやれば、倒れずに乗車し぀づけるこ
ずができるようです。しかし、䜓を暪に傟けおも、ハンドルをどちらに切っお
も、支え無しで止たっおいる自転車は倒れたす。これはどういうこずでしょう

私は、止たっおいる自転車の䞊で䜓を傟けおも、ハンドルを切っおも、暪方向
の力が発生しない、たたは発生しおも向きや倧きさを制埡できないためだず考
えたす。たずえば、自転車が右偎に傟き始めた状態で、䜓を巊偎に傟けおも、
䜓を傟ける反䜜甚でかえっお右方向に力が働いおしたいたす。逆に、䜓を右に
傟ければ、そのたた右に倒れおしたうでしょう。たた、ハンドルを切っおも思
うような方向に力が働くずは限りたせん。

では、暪方向の力を思うように発生できれば、本圓に倒れないでいるこずが
できるのでしょうか

2. 倒れない人もいる(track stand)

前項で述べた、「止たっおいる自転車は倒れる」に矛盟するようですが、自転
車のトラック競技で、わざず盞手を先行させるため埌ろから぀いおいったほ
うが空気抵抗が少なくお有利、トラック䞊で自転車に乗ったたた静止する技
術(スタンディングスティヌルたたは track stand )が良く䜿われたす。

track standは、ある皋床のバランス感芚があればだれでも習埗できる技術で
す(鈎朚泚:私はできたせん:-P)。たた、トラック甚でない通垞の自転車を䜿っ
おtrack stand をするこずも可胜です(鈎朚泚: 説明ははぶきたすが、ここで
問題ずなるトラック甚の自転車ず通垞の自転車ずの違いは、ペダルを逆転させ
おバックできるかどうかです)。

Rec.Bicycles Frequently Asked Questions Posting Part 5/5"
9.16 Trackstands
http://www.cis.ohio-state.edu/hypertext/faq/usenet/bicycles-faq/part5/faq-doc-5.html

に、通垞の自転車を䜿った track stand の緎習法が掲茉されおいたすので、
議論に関係のある郚分を芁玄したす(track stand をマスタヌしたい人は原文
を参照しおください)。

====================================================================
・䞊り坂で緎習する。
・自転車の車䜓を坂に察しお右斜め䞊がりにする。
・ハンドルを巊に切っお、前茪が坂の䞊り募配方向に向くようにする。
・巊偎に倒れそうになったらペダルを螏んで自転車を少し前進させる。
・右偎に倒れそうになったらブレヌキをゆるめお自転車を少し埌退させる。
・ハンドルは巊に切ったたたにする。
====================================================================

なぜ、これで自転車が倒れないのでしょう私は、トレヌル効果によるものだ
ず考えたす。䞀連の議論の䞭で䜕床か蚀及されおいたすが、トレヌル効果ずは、

前茪の接地点が操舵軞の延長線ず地面ずの亀点よりも埌ろにある
こずに起因する、自転車の走行䞭にハンドルを巊右に切った時に、ハンドル
を逆方向に戻そうずする力

・自転車ず地面ずの盞察速床が増せば匷くなる
・ハンドルの切れ角が増せば匷くなる
・地面ずの摩擊力が増せば匷くなる


です。䞊蚘のtrack stand 緎習䞭のポゞションでは、ハンドルが巊に切っおあ
るため、前進するずトレヌル効果によっおハンドルに右方向の力が働きたす
結果ずしお巊偎に倒れるこずを防ぎたす)。たた、埌退した堎合、進行方向
から芋お、前茪の接地点は操舵軞の延長線ず地面ずの亀点よりも前にあるこず
になり、負のトレヌル効果が働いおハンドルに巊方向の力が働きたす。このよ
うに、進行方向に察しお非察称的に働く力はトレヌル効果以倖には思い付きた
せん。

以䞊の議論が正しいならば、この、track stand の緎習法は、「(トレヌル効
果ずいう)暪方向の力を思うように発生できれば、停止しおいる自転車は倒れ
ない」こずの、䞀぀の蚌拠になるでしょう。


3. URB IV は倒れないのか

以前の蚘事
<Z8ST02IN.98...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> および、修正蚘事
<Z8ST02IN.98...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp>
で、私は、負のトレヌル効果を持぀自転車URB IV (unridable bicycle IV)を
玹介したした。 unridable ずは蚀うものの、「URB IV は (困難ながら)運転
可胜であった」、ずいうのが実隓結果です。「暪方向の力を思うように発生
できれば、停止しおいる自転車は倒れない」ずいうこの蚘事の趣旚が正しいな
らば、URB IV が倒れようずしたずき、ハンドルを通垞の自転車の自然な傟向
ず逆方向(倒れようずする方向ず逆方向)に切るこずで、倒れずに走るこずがで
きるこずになり少なくずも、他の力が無芖できる䜎速の堎合)、実隓結果ず
䞀臎したす。

4. アむススケヌトの遞手はなぜ倒れないか

アむススケヌトの遞手は、䞀本足で滑り続けるこずができたす。しかしながら、
圌(女)らが、スケヌト靎をはいたたた、䞀本足で立ち続けるずいう話は聞いた
こずがありたせん(鈎朚泚:実際には可胜だったりしお...)。圌(女)らはなぜ転
ばずに滑り続けるこずができるのでしょうか

私は、この珟象も、「暪方向の力を思うように発生できれば、䞍安定な状態で
も立ち続けるこずができる」ずいう考え方で説明できるず考えたす。スケヌト
の刃を進行方向に察しお斜めに向けるこずで、暪方向の力を発生するこずがで
きたす。角床を調敎するこずで力の匷さも調敎できたす。詳现に぀いおは本蚘
事の範囲を超えるので省略したす(鈎朚泚:芁するに现かいこずを蚀い出すずが
ろが出るので止めおおくずいうこずです:-P)。

--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

#次の蚘事も読んでくださるようお願いしたす。


suzuki takahiko

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to
蚘事䞭の蚀葉䜿いから自明だず思いたすが、この蚘事には未怜蚌の
掚枬が倚数含たれおいたす。ご泚意ください。

盎前の蚘事
<Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp>
では、トレヌル効果を人間が胜動的に利甚するこずによっお、止たっ
おいる自転車を倒さないでおくこずができるずいう自説を瀺したした。

私は、自転車の䜎速走行時においおも、自転車が倒れないで走る䞻な芁因は、
トレヌル効果であるず考えたす。他に自転車に働く有効な力が存圚しない以
䞊、この考えは劥圓なものず蚀えるでしょう(䜎速ではゞャむロ効果は働かな
い、オフセット効果は自転車が停止しおいるかどうかに関わらず䞀定であり、
停止しおいる自転車は倒れる、ゞャむロ効果、オフセット効果に぀いおは、
蚘事 <Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> 参照)。

残る疑問ずしお次のようなものがありたす。

(1)トレヌル効果は自転車の運動に応じお自埋的に働くのか、
それずも、人間がハンドルを切るこずによっお、胜動的にトレヌル
効果を利甚しおバランスを取っおいるのか

(2)トレヌル効果は、他の力で代甚できるのかすなわち、トレヌル効果の無い
自転車を倒さずに運転できるのか

(3)高速走行時に、トレヌル効果はどの皋床自転車の安定に圹立っおいるのか

この蚘事ではこれらの疑問に぀いお考察したす。なお、

(4)高速走行時に、トレヌル効果以倖の力はどの皋床自転車の安定に圹立っおいるのか

(5)䜎速時高速時ずは時速䜕kmで区別されるのか、぀たり、トレヌル効果
以倖の力が効いおくるのはどのくらいの速床か

ずいう疑問に぀いおは他の方におたかせしたす:-P


1.自埋的か胜動的か

䞀連の議論の䞭で䜕床か玹介されおいたすが、走行䞭(停止䞭にも)の自転車に
は、車䜓が暪に傟いた堎合、傟いた方向に前茪が向くずいう性質がありたす。
するず、トレヌル効果によっお車䜓が逆方向に起こされたす(前茪も前を向き
たす)。このように、人間が関䞎しなくおもトレヌル効果によっお負のフィヌ
ドバックがかかり、車䜓の傟きが修正されたす。これを、トレヌル効果の自埋
的な働きず呌ぶこずにしたす。

トレヌル効果は、自転車の速床が速くなるに぀れお倧きくなりたす。極䜎速時
(34km/h)には、意識的に自転車の傟いた方向にハンドルを切っおトレヌル効
果を発生させないず、自転車は倒れおしたいたす。このような操䜜をトレヌル
効果の胜動的な利甚ず呌ぶこずにしたす。なお、ハンドルの切れ角が倧きいほ
どトレヌル効果は倧きくなりたす。

定性的には、自転車の速床が速ければ速いほど自埋的な働きの割合が増え、自
転車は安定するず考えられたす。それでは、高速領域では(他の自埋的な力に
加えお)トレヌル効果の自埋的な働きだけで自転車を盎立させ続けるこずがで
きるのでしょうか

今の段階ではどちらずもいえたせんが、次のような実隓で確かめるこずができ
るでしょう。

(a)自転車に、埌茪を駆動するためのモヌタず人間ず同じ重量配分の重りを
搭茉する。
(b)䞊蚘自転車をいろいろ速床を倉化させながら等速盎線走行させる。
(c)ある速床域でずっず倒れずに走行できたのならば自埋的な働きだけで
盎立可胜ずみなす。走行路面に特別の異垞が無いにもかかわらず
倒れたならば、その速床域では、人間によるトレヌルの胜動的な利甚
が必芁だずみなす。

私の勘では、少なくずも20km/hたではトレヌルの胜動的な利甚が必芁だず思い
たす。なお、等速性にこだわらなければ、重りを乗せた無人自転車をある速床
たで加速しお走行させるこずで、この実隓を代甚するこずができたす。



2.トレヌル効果の代甚物

トレヌル効果が無い自転車を倒さずに運転できるのかずいう疑問に぀いおは、
URB IV の実隓結果、および蚘事

から導くこずができたす。すなわち、私の考えでは、トレヌル効果が無くおも、
「暪方向の力を思うように発生できれば自転車を倒さないで運転できる」ずい
うこずです。


3.高速走行時のトレヌル効果

トレヌル効果は、通垞、自転車が速く走るほど倧きくなりたす。しかしながら、
他の力も、速床に応じお倧きくなる傟向にありたす。高速走行においおトレヌ
ル効果は圹に立っおいるのでしょうか ここでは、トレヌル効果が圹立っお
いるこずを瀺唆する䟋をいく぀か挙げおおきたす。

䟋䜎摩擊時の盎線走行

路面が濡れおいるずきに道路工事甚の鉄板の䞊を自転車で通過するず、摩擊係
数が極端に䜎䞋するために、ハンドリングが䞍安定になりたす。巊右に曲がろ
うずしおいる堎合や、鉄板の瞁に斜めに乗り䞊げた堎合はもちろんですが、高
速で盎線的に鉄板の䞊を通過しおいるだけでもふら぀きを感じたす。これは、
摩擊係数の䜎䞋に䌎っおトレヌル効果が枛少するため、トレヌル効果の自埋的
な働きが枛少するためず解釈できたす。

䟋 高速旋回時のカりンタヌステア

自転車で高速旋回を行う堎合、ハンドルを曲がろうずする方向の逆に切りなが
ら旋回するずいうテクニックがありたす(鈎朚泚ホントにあるんでしょうか:-P)。
これは、トレヌル効果を胜動的に利甚しお遠心力に察抗し、車䜓を内偎に傟け
る力を埗ようずしおいるず解釈できたす。

䟋ツヌリング車のフロントパニア

ツヌリング甚自転車に倧量の荷物を積む堎合、前茪郚分に(䜎く)積茉するず高
速時の盎進性が良くなり、埌茪郚分に積むずハンドリングが軜くなるずいわれ
おいたす。これは、単に慣性モヌメントの倉化によるず考えるこずもできたす
が、トレヌル効果から説明するこずもできたす。 ぀たり、前茪荷重が増した
ために(摩擊力が増倧し)トレヌル効果が増倧し、自埋的な働きが匷く働くよう
になったず考えられたす。

たた、前茪荷重が増えれば、䞀般にはハンドリング性胜が良くなるず考えられ
たすが、トレヌル効果を考えた堎合、ハンドリングは鈍くなりたす。ハンドリ
ングを軜くするために埌茪郚分に荷物を積むずいうのは、このこずず関係ある
のではないでしょうか

--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)


suzuki takahiko

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to

修正です。

In article <Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> z8st...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp (suzuki takahiko) writes:


>> 2.トレヌル効果の代甚物
>>
>> トレヌル効果が無い自転車を倒さずに運転できるのかずいう疑問に぀いおは、
>> URB IV の実隓結果、および蚘事

<Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp>

Y. Hata

unread,
Sep 3, 1998, 3:00:00 AM9/3/98
to
 です。
鈎朚さん、 こんにちは。

ええず 

たず、私の堎合は、
「 自転車自身の自埋性を重芖した車䞡が、どの皋床人間を助けおいるか」
ず蚀う事に興味があり、
そのために、 䞻に実甚車の堎合ですが
「 無人の自転車がステアリングを修正しながら走行出来る。」
事に重点を眮いお考えおきたしたので、もずもず立地点が異なるものです。

そしお、鈎朚さんの人間ずステアリングの関係に぀いおの蚘述には、
特に気になる所は有りたせん。

ただ、以䞋の蚘述に関しおは、「 誀解されおいる郚分がありそうな」
ず思うずころがあり、投皿させお頂きたす。

suzuki takahiko wrote in message ...


>
>#だいたい前茪ず埌茪あわせお、倚めに芋おも6kg にも満たない盎埄70cmの車
>#茪を回しお、60Kg以䞊ある人間を倒れないようにできるずいう考えが本胜的
>#に間違っおいる:-P
>

今では、誰䞀人ずしお、ゞャむロの「姿勢を維持する特性」 䟋えば盎立を保぀が
自転車の自立の理由になっおいるずは考えおいない筈です。

最近の投皿で、ゞャむロ効果に぀いお語られおいるのは、
ゞャむロが「 軞、及び円盀の角床を倉化させるず偏向する特性」に぀いおのもので、
これがステアリングに䞎える効果に぀いお議論されおいるのです。

これは、前茪を巊右に振る効果に぀いおのものですし、
ご存知のように、 の重量の人が乗っおいたずしおも、
人間の片手で軜く操䜜する事が出来たす。
女性や子䟛の片手でさえ軜く操䜜出来るものであるなら、ゞャむロの偏向効果も
操䜜に参加出来る筈です。


今、ゞャむロ効果を語っおいる私たちは、
この効果がキャスタヌの修正機胜に加わり、無人では自立走行させ、
有人の堎合は人間を助けおいるず考えおいるのです。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


teruo Takeuchi

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
1998/09/04 teruo Takeuchi

䜕故自転車に乗るこずができるのか Y. Hata さん
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

■  Y. Hata さん wrote:

> 前茪の特性が非垞に䞍安定である事が気になり、「自転車のキャスタヌ
> は䜕故䞍安定な特性を持っおいるのか」ずいう疑問を持ちたした。

 Y. Hataさんの曞かれた、これたでの蚘事をから、キャスタヌ関係の
䞍安定さが、䜕の効果ずしお付加された物か、私も疑問に思っおいたした。

䞍安定な動䜜ずは、特に䜎速走行の時に、車䜓の倒れようずする方向に、
より倧きく、ハンドルを回転させようずする、そう蚀う珟象の事ですね。

> 「フロントフォヌクず車茪ずによるキャスタヌの仕組みは、ゞャむロに
> よる操舵や車䜓の傟きに察しお、積極的に働きかけおいる。」ず蚀える

いろいろ考えお芋たのですが、「ハンドルを切る」ず蚀う動䜜は、
「人為的な舵取り」や「ゞャむロの効果」だけで無く、「キャスタの角床」
による補助的な効果も、有るようです。

「キャスタの角床」による効果ずは、䞀旊ハンドルが切れだすず、もっず
倧きくハンドルを切ろうずする、そう蚀う䜜甚の事です。

> 実際に䜎速で自走させた堎合、僅かな倖的芁因で巊右亀互にハンドルが
> 切れたすが、これは必芁量よりも䜙分に切れ蟌み、

確かに、超䜎速走行をしお芋るず、前茪は巊右に激しくフレたすが、その
フレる力が、より機敏なハンドリングを、可胜にしおいるようです。

「トレヌル」ず蚀うのは suzuki takahikoさんも説明されおいるよう
に、「操舵軞ず地面の亀点から、前茪の接地点たでの、距離の事」です。

この「トレヌル」の効果は「操舵軞ず地面の亀点」より「前茪の接地点」
の方が埌ろに有るため、車茪の抵抗などで、埌ろ方向の力が加わり、垞に、
車茪を進行方向に向ける、そう蚀う、安定ず远埓の䜜甚が有りたす。

石ころや、凞凹に察しおも、垞に、前茪を安定走行さす必芁が有るため、
どうしおも、「トレヌル」ず蚀う安定䜜甚を持った、そう蚀う、機構を組
み蟌む必芁が有ったわけです。

しかし、この「安定ず远埓の䜜甚」は、時ずしおハンドルを回転しようず
する「ゞャむロの効果」の働きをも、枛少させる副䜜甚も有るわけです。

この問題を、解決するため「キャスタに角床を付ける」ず蚀う方法が、
考え出されたのでは無いかず、思われたす。

珟圚の「キャスタの角床」は、おもに「トレヌル」を付けるために有りた
すが、原理的には「トレヌル」を付ける為に、必ずしも「キャスタ」が必
芁だずは蚀えたせん。

仮に、「操舵軞」を垂盎にし「操舵軞ず地面の亀点」より「前茪の接地点」
を埌ろにする条件で、この「トレヌル効果」は実珟したす。ちょうど事務
甚のむスに付いおいる、「キャスタヌ車茪」ず、同じ感じになるわけです。

これらの事から、「キャスタの角床」の機胜ずは、ハンドルをより倧きく
回転さすための、補助的な力を䜜り出しおいる仕組み、ず蚀えるでしょう。

しかしこの、「キャスタの角床」による「力」の欠点は、「力」だけで
有っお、動きに察しおの安定性が無く、「ゞャむロの効果」ず蚀う、安定
した動きの補助的な力ずしおしか、掻甚出来ないずころに有りたす。

たた、操舵された方向に回転を補助する機胜しか無く、「ゞャむロの効果」
のように、みずから回転し始める事が出来ないのが、欠点です。

今回は、「キャスタの効果」ず「キャスタの必芁性」に付いおの説明ばか
りになりたしたが。

実際の自転車における、開発ず、発展は、この様な思考が先に有ったので
は無く、自転車競技などを通じお、遞手ず蚭蚈者の察話の䞭で、経隓的な
積み䞊げで、出来䞊がっお来たのだず思いたす。


自転車の安定性に付いお、「キャスタの効果」を加味した改良版です。

「埌茪ゞャむロ効果」によっお盎立方向に珟状を保持する、盎立䜜甚。
「前茪ゞャむロ効果」によっお傟く方向に前茪を向けさす、回転䜜甚。
「前茪の手動舵取り」によっお任意方向にハンドルを切る、手動操舵。
「前茪トレヌル効果」によっお進行方向に前茪を向けさす、盎進䜜甚。
「前茪キャスタ効果」によっお操舵方向に回転力を加える、回転補助。

䞊蚘の補足説明です。

「埌茪ゞャむロ効果」は、自転車の堎合、車茪が軜いので、比范的少ない。
「埌茪ゞャむロ効果」は、「盎進䜜甚」も、圓然の事ずしお、少しは有る。
「埌茪ゞャむロ効果」は、速床にほが比䟋しお倧きくなり、より安定する。

「前茪ゞャむロ効果」は、カヌブの終りには、ハンドルを戻す䜜甚も有る。
「前茪ゞャむロ効果」は、少しの「盎立䜜甚」や「回転安定䜜甚」も有る。
「前茪ゞャむロ効果」は、速床にほが比䟋しお倧きくなり、動き難くなる。

「前茪の手動舵取り」は、旋回の切っ掛けずしお、無意識に操䜜しおいる。
「前茪の手動舵取り」は、超䜎速走行の時、安定確保は、ほがこれに䟝存。

「前茪トレヌル効果」は、「ゞャむロ効果」を削枛させる、副䜜甚も有る。
「前茪トレヌル効果」は、速床にはたったく関係なく、い぀も䞀定の効果。

「前茪キャスタ効果」は、回転させる力は有るが、安定した動䜜では無い。
「前茪キャスタ効果」は、速床にはたったく関係なく、い぀も䞀定の効果。


━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
□ 神戞電鉄 山の街  mailto:take...@i.bekkoame.or.jp 

Y. Hata

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
 です。

Y. Hata wrote in message
>

>最近の投皿で、ゞャむロ効果に぀いお語られおいるのは、
>ゞャむロが「 軞、及び円盀の角床を倉化させるず偏向する特性」に぀いおのもので、
>これがステアリングに䞎える効果に぀いお議論されおいるのです。

「 偏向 」 は、たぶん語いが倉ですね、ちょっず修正したす。

「 軞の角床を倉化させるず円盀の向きも倉化する性質 」ずいった意味です。
ヘンコの意味ではありたせん。倱瀌したした。


v-luxe

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
䞀枚歯の䞊に立぀自立ロボットの制埡の話でチョット面癜い物が有りたしたので

投皿いたしたす。

出版瀟 月刊誌 「トランゞスタ技術」 今幎の月号 ペヌゞ
マむコン䞍芁のアむデア制䜜 「自立型倒立制埡実隓装眮の制䜜」

抂芁
䞀枚歯で自立するロボットず蚀うか機械です。
コンピュヌタを䜿わず回転䜓を回しお䜜甚反䜜甚で自立する物です。
人が片足で立぀ずき、倒れそうになるず逆方向に手を出したり、手を
くるくる回したりしおバランスを取る事を応甚した物です。

ここでは手を回しおバランスを取る代わりに金属片を付けた腕をぐるぐる
回しおその反䜜甚で重心の補正をさせたす。


自転車で車䜓の安定が乱れた時、無意識に䜓を動かしおバランスを
回埩しおいたすよね、そのこずを念頭においお読み盎すず倧倉面癜い
です。 ちょっずした図曞通には眮いお有りたすから暇を芋぀けお是非
読んでください。



静止状態で立぀事。
フリヌホむル匏の普通の自転車でも簡単に静止できたす。
始めのうちは前茪を少し切っお車䜓を倒し、反察偎に䜓を持っお行く
ずバランスを取り易いです。

慣れおくるず前茪を真っ盎ぐにしお䞀枚歯の状態立぀こずができたす。
片足立ちず同じです、腕を回す事が出来ないですが。
䞊䜓を振らしおバランスを取っおいたす。


ねこを仰向けに萜ずすず、着地たでにちゃんず䞋を向きたすね。
怜玢でその力孊的考察を芋かけたした。
空䞭萜䞋䞭ずいう䜜甚反䜜甚の法則が働き難そうな環境でも、
頭ず胎䜓を別個に動かすこずで回転運動を起こしお䜓の向きを
代えるのだそうです。

滑りやすい路面では走りにくいですが前茪さえグリップしおいれば
なんずかなりたす。
長野垂で冬自転車通勀をせざるを埗ないはめになりアむスバヌン
の䞊をランドナヌで通勀したしお、その時䞊䜓だけでバランスを取れば
転倒はかなり防げたした。ず蚀うより転倒せずに枈みたした。
ハンドルをこじるず必ず転倒したした。
これを人間ず車䜓別個ず解釈するず僕は猫だ。

それず、スタヌトの時静止状態からでは動けないほどアむスバヌンが
぀る぀るのずころでは埌茪を空転させおやるず車䜓が安定したしたので
正しくゞャむロ効果でした
自転車に跚っおサドルを手で持ち䞊げ片足でクランクを急回転させ
埌茪を回しおサドルから手をハンドルに戻すず同時に発進するず埌茪
は氷の䞊で空転しおいる、ほっずくず秒以内の停止するきれいに
動きだしたした。動けば埌は速やかに加速しお恐くおもキロくらい
で走れば安定しおいたした。
その時のバランスの取り方はずおも蚀葉で説明出来る物では有りたせん
今幎の冬にでも再珟しおみたす。


自転車の起源は固定された぀の車茪に跚っお足で地面を蹎っお
走るものでしたね。「セレリフェヌル」

盎ぐに前茪は可動匏になったようですがフォヌクにはオフセットも
アングルも有りたせんでした 「ホビヌホヌス」

アングルが぀いたのはペダルで埌茪を駆動する初の自転車
「マクミラン」からのようです。解説図ではアングルが぀いおいたす。

ただ前茪駆動、前茪が倧きいオヌディナリヌ型ではアングルが
無い図も有りたす。

珟代的自転車の始祖の「スタヌレヌ」ではオフセットも図瀺されおいたす。
幎モデル。

たずたりの無い投皿でごめんなさい。



Minoru Yamada

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
山田です。

「䜕故自転車に乗るこずができるのか」に぀きたしお、「ゞャむロ効果」
そのものを「無芖しお良い」いう意芋も有りたす。

> 鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)


>
> #だいたい前茪ず埌茪あわせお、倚めに芋おも6kg にも満たない盎埄70cmの車
> #茪を回しお、60Kg以䞊ある人間を倒れないようにできるずいう考えが本胜的
> #に間違っおいる:-P

私ずしおは、高速走行の堎合にはかなり効いおおり、䜎速走行でも
補助的な圹目はもっおいるず思っおおりたす。　定量的な議論が欠けおいる
ようなので、怜蚎しおみたした。 孊生時代の教科曞を参考にしながらなので、ちょっ
ず䞍安ですが。

☆たず、自転車のホむヌルを半埄で、質量ずしたす。自転車のホむヌル
　は呚蟺郚に質量が集䞭しおいるので、慣性モヌメントは
　　　 I=  **2
ず近䌌出来たす。**2は二乗の意味です。自転車の走行速床をVずするず、
ホむヌルの回転角速床ωはω=V/Rなので、ホヌルの角運動量は
　　　　 =Iω (1)
ずなりたす。

人間の䜓重をずし、路面から重心たでの距離を、垂盎線から自転車
が傟いおいる角床をΞずしたす。転倒しようずする䜓の移動速床は
v =  dΞ/dtです。したがっお、転倒しようずする時の角運動量L'は
　 L'=  r v =  **2 dΞ/dt　　　　　(2)

です。

さお、数倀ずしお=3Kg、=60Kg ぀たり、=20ずしたす。たた、
人間の重心の䜍眮を =3  ずしたす。 この堎合には、
　　　　　　　　　　　>　60　　　　　　　　　　　　(3)　　
であれば、ホむヌルの角運動量の方が倧きくなりたす。

は自転車の走行速床で、は転倒しようずする時に䜓がふら぀く
速床です。人間の重心が移動する速床よりも、自転車の走行速床が
60培速いかどうかの議論だず思いたす。なお、Ξ=0の近傍で
扱っおおり、バランスがずれた定垞状態ではdΞ/dt==L'=0です。

䜓がぶれおいない高速走行では、䞍等匏(3)は充分に成立するず思
いたす。

たた、「䜎速で人間がバランスをずっおいる」のは、vを人間の反応
ず自転車の機構により制埡しおいる事に察応したす。したがっお、
䞍等匏(3)の是非は、「自転車の走行速床が人間の運動神経よりも
培速いかどうか」の議論に察応するず思いたす。私個人は極めお
運動神経が鈍いので、ゞャむロ効果に期埅しおたす。

ずころで、匏(1)のず(2)L'を盎接比范するこずには、異論があるかも
しれたせん。ずL'の方向が盎亀しおいるので、盞互䜜甚しないず思わ
れる事です。

ゞャむロの堎合は、倖力に察しお盎角の方向に応答したすので、
ずL'の間に盞互䜜甚があるず思うのですが、その郚分を私は正確に理解
しおおりたせん。しかし、少なくずも L >> L'　であれば、盎立したたた
自転車が走行できるず思いたす。「埌茪によるゞャむロ効果」がこれに
察応するず思いたす。

前茪の堎合は、ハンドルの角床が倉わったり、フォヌクの曲がり
などの機構を経由しお、ずL'が関連したす。「前茪によるゞャむロ
効果」ず「前茪の仕組みず構造」による盞乗䜜甚です。

数孊的には匏(1)に䜕らかの方向䜙匊関数をかけお、匏(2)から匕く
こずになりたす。


☆次に、前回の投皿での

>「ハンドルを切るず、反察偎に自転車が起こされる。」　぀たり、
>　　ハンドルを右に切るず、巊偎に倒れるような力が働く。
>　これは、前回の投皿で私が述べたものです。ゞャむロ効果にはこの力があ
>　るハズです。

>　　そこで、25Km/hで盎進しおいる時、ハンドルを右に切っおみたした。
>　突然、巊偎に倒されるような力が来たした。倒れるので、あわおおハン
>　ドルを巊に切るず今床は右に振られたした。メタメタになり、危なく転倒
>　する所でした。
>　　いたたで、この力は「遠心力」だず思っおいたのですが、違うず思いた>　す。遠


心力は、曲がっおいる最䞭に生ずる力であり、今の堎合は、ハンド>　ルを切った瞬間
に生じおおり、ただ曲がりの運動に至っおいない状態で
>　す。

に぀いお、もう少し、説明させお䞋さい。

ハンドルの曲げ角をφずしたす。䞊述の力トルクは　ω dφ/dt　=
 dφ/dt　぀たり、ハンドルを切る速床dφ/dtに比䟋するず思いたす。
これらの匏は正しいですよね。教科曞で確認出来なかったのです。匏が
間違っおいるず以降の議論には、修正が必芁です。

䞀方、遠心力は　(M+m)V**2φに比䟋したす䜆し　φは小さい。
を䞀定のたた、小さなφでdφ/dtを倉えお数回詊みたのです。反応した力が違っおい
たように感じたした。

この実隓は私の感芚で刀断しおいるので正確ではありたせん。ロヌラヌ台で実隓したら
明確だず思いたす。ロヌラヌ台では、自転車が倧地に察しお停止しおいるので遠心力は
無いハズです。

☆なお、この実隓で以䞋の事を感じたした。

「自転車で走る堎合、操瞊者がバランスをずっお盎立を保っおいる」は倧事な芁玠だず
思いたす。特に䜎速では、重芁です。しかし、「䜎速ず高速ずで
バランスの取り方が異なる」ずいう事です。

本皿での蚘述では、人間の操瞊を人間の䜓重移動による自転車の傟き角Ξ、
ずハンドルの切り角φで衚珟しおいたす。䜎速での「動的安定性」の堎合
は、自転車が傟くΞが増倧ず、ハンドルを切っおφを増倧倒れない様にした
す。これに関䞎するのが、トレヌルずかオフセットずか各皮の機構だず思いたす。私が
指摘したいのは、「この皮の動䜜は、Ξやφを目暙倀ず
しお定め、速やかに目暙倀に近づいた方が盎立性の回埩は速い」ず䜓が反応しおいる事
です。
぀たり、dΞ/dtやdφ/dt|が倧きい皋、自転車は「安定」です。

ずころが、「前茪のゞャむロ効果」の堎合は状況が異なりたす。
A) dΞ/dtを䞎えるずφが増加したす。これは、「䜓を右に傟けるず、前茪
　が右に曲がる」ずいう「自動ハンドリング効果」で、操瞊に圹立っおおり　たす。
B) dφ/dtを䞎えるず -Ξが増加したす。぀たり「ハンドルを右に切るず、
　自転車を巊偎に倒すように力が働く」のです。あわおお巊に切るず右に
　あおられたす。぀たり -dφ/dtを倧きくしたので、Ξが増加するのです。
　問題なのは、この力はdφ/dt|に比䟋する事です。぀たり、「ハンドル
　を速やかに切る」皋、䞍安定になるのです。
　䜎速走行の堎合は、「ハンドルを速やかに切る」皋、安定でした。

B)の珟象での運動の方向は「遠心力」でも説明できるず思いたす。しかし、
遠心力はφの関数であり、dφ/dtではありたせん。高速になっおいるので
人間の運動神経は぀いっおいっおおらず、「ゞャむロ効果」ず「遠心力」
ずの区別は付きにくいかず思いたす。しかし、「ゞャむロ効果」には、
「こんなマむナスの偎面がある」事を述べさせおいただきたした。

いずれにせよ、

「高速では、䜓重移動でカヌブを曲がり、ハンドルを切っお曲がっおは
いけない。」

そしお、

「高速でカヌブに入った時、曲がり切れないからず思っおハンドルを
さらに切るず、反察偎に攟り出される」

ので泚意したしょう。


　


　　　　　
　

Minoru Yamada

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
山田です。　先ほど投皿した匏に誀りがありたす。

　　䞀方、遠心力は　(M+m)V**2φに比䟋したす䜆し　φは小さい

は

　　䞀方、遠心力は　(M+m) V**2 φに比䟋したす䜆し　φは小さい


です。


すみたせん。


Minoru YAMADA

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to

山田です。

鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)さん今日は。　だいぶ゚キサむトした議論になっお
したいたしたね。

䜎速走行での考え方は、議論が収束しおきたようですが、高速走行でただ意芋が分
かれおいたすね。

> 3.高速走行時のトレヌル効果
>
> トレヌル効果は、通垞、自転車が速く走るほど倧きくなりたす。しかしながら、
> 他の力も、速床に応じお倧きくなる傟向にありたす。高速走行においおトレヌ
> ル効果は圹に立っおいるのでしょうか ここでは、トレヌル効果が圹立っお
> いるこずを瀺唆する䟋をいく぀か挙げおおきたす。

の䟋には、玍埗できる郚分ず疑問の郚分がありたす。　玠朎な質問をさせお
䞋さい。たず、トレヌル効果は、路面ずの接觊郚の摩擊により運動の方向を倉える
効果だず理解しお良いですね。

その堎合、

> 䟋䜎摩擊時の盎線走行

ず
>䟋ツヌリング車のフロントパニア

は

摩擊力を倉えおいるので、埡指摘の様にトレヌル効果が関係しおいるず思いたす。
しかし、

>䟋 高速旋回時のカりンタヌステア

ですが、路面からの摩擊倉化だけで「逆傟き」の力になるのでしょうか。運動党䜓ず
し関䞎する力は、盎進成分ずしおの運動量、カヌブヌ旋回での遠心力、車茪回転の
角運動量ゞャむロ効果、そしお、摩擊力しか存圚しおいないず思いたす。遠心力を
ヒックリ返すような力が摩擊の倉化で生ずるのでしょうか。ゞャむロ効果が無ければ、
旋回運動を劚げ、か぀、進行方向に぀んのめるだけのような気がしたすが。
ゞャむロ効果は回転軞ず倖力の䞡者に垂盎な力を䞎えたす。この堎合の倖力はハンドル
を切る力です。たさに埡指摘の珟象に察応しおいるず思いたす。私が詊みた実隓に類䌌
した珟象です。

高速で生じおくる力ずしお、ゞャむロ効果を考慮しおも良いのではないでしょうか。

suzuki takahiko

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to

鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門) です。

In article <6sm5en$pn7$1...@nn-tk002.ocn.ad.jp> "Y. Hata" <ha0...@olive.ocn.ne.jp> writes:
>> 自転車の自立の理由になっおいるずは考えおいない筈です。


>> 最近の投皿で、ゞャむロ効果に぀いお語られおいるのは、
>> ゞャむロが「 軞、及び円盀の角床を倉化させるず偏向する特性」に぀いおのもので、
>> これがステアリングに䞎える効果に぀いお議論されおいるのです。

申し蚳ありたせんでした。蚘事䞭に珟れた「ゞャむロ効果」ずいう
単語に過激反応しおいた郚分がありたした。

--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)


suzuki takahiko

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to

山田さん Minoru YAMADA <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>
の耇数の蚘事にフォロヌしたす。

<35EF1C4F...@t.kanazawa-u.ac.jp> にお、

>>B) dφ/dtを䞎えるず -Ξが増加したす。぀たり「ハンドルを右に切るず、
>> 自転車を巊偎に倒すように力が働く」のです。あわおお巊に切るず右に
>> あおられたす。぀たり -dφ/dtを倧きくしたので、Ξが増加するのです。
>> 問題なのは、この力はdφ/dt|に比䟋する事です。぀たり、「ハンドル
>> を速やかに切る」皋、䞍安定になるのです。
>> 䜎速走行の堎合は、「ハンドルを速やかに切る」皋、安定でした。

これを芋おいるずゞャむロのような気がしおきたしたでも、摩擊力
に䌎う非線圢な効果むにゃむにゃずか考えるずトレヌル効果でも説明可胜な
気もしたす)。

ゞャむロ効果かトレヌル効果かを確認するための、通りの実隓法を
考えたした。

危険な方法(怪我をしおも責任は持おたせん)

走行䞭にりィリヌしおハンドルを切る。ゞャむロ効果ならその時点で
あおられる。トレヌル効果ならば接地した埌あおられる。

# なお私はそもそもりィリヌができないのでこの実隓は遠慮したす:-P

2) 安党な方法

摩擊係数の䜎い路面ず高い路面ずで、同様にハンドルを切っおあおられ
方を比范する。ゞャむロ効果ならばあおられ方に差が無いはずである。

# ロヌドの晎倩甚のタむダを晎倩降雚時に䜿えばはっきりする
# 私のMTB の堎合はどうしたしょう

<NEWTNews.9048734...@acema.ec.t.kanazawa-u.ac.jp> にお

>>>䟋 高速旋回時のカりンタヌステア

>> ですが、路面からの摩擊倉化だけで「逆傟き」の力になるのでしょうか。運

>> 動党䜓ずし関䞎する力は、盎進成分ずしおの運動量、カヌブヌ旋回での遠


>> 心力、車茪回転の角運動量ゞャむロ効果、そしお、摩擊力しか存圚しおい
>> ないず思いたす。遠心力をヒックリ返すような力が摩擊の倉化で生ずるのでしょ
>> うか。

すみたせん。蚀葉が足りたせんでした。もちろんラむダヌず自転車が積極的に
カヌブの内偎に䜓を傟けお遠心力に察抗するこずを仮定しおいたす。カりンタヌ
ステアによる効果は補助的なものずいう぀もりでした。

>> ゞャむロ効果が無ければ、旋回運動を劚げ、か぀、進行方向に぀んのめ
>> るだけのような気がしたすが。ゞャむロ効果は回転軞ず倖力の䞡者に垂盎な力
>> を䞎えたす。この堎合の倖力はハンドルを切る力です。たさに埡指摘の珟象に
>> 察応しおいるず思いたす。私が詊みた実隓に類䌌した珟象です。

すみたせん。良く分かりたせん。
高速での定垞旋回䞭は、車茪の回転に垂盎方向の角速床成分は(ほずんど珟れ
おいないず思うのですが、その堎合ゞャむロ効果はどう働いおいるのでしょう
# 傟きが倉わるずきに出おくるのは理解できたす。
## 実は䟋にはあたり自信がありたせん。

>> 高速で生じおくる力ずしお、ゞャむロ効果を考慮しおも良いのではないでしょうか。

これはもちろん賛成です。
--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to

坂口ず申したす。ちょっず口を挟たせおいただきたす。

From article <NEWTNews.9048734...@acema.ec.t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru YAMADA <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

> 高速で生じおくる力ずしお、ゞャむロ効果を考慮しおも良いのではないでしょうか。

孊生時代に、自転車の安定走行が可胜な理由に぀いお、
同じような説明を物理孊の先生から聞いたこずが
あるのですが、それに疑問を持った友人ず議論になり、
量的に蚈算しおみたずころ確かに小さすぎるので、
それなら実隓しおみようずいうこずになりたした。
実隓ずいっおも、いい加枛なものでしたが...

朚の枝などを組んで前茪ずサドルをそれにひっかけ、
埌茪ずペダルは自由に動くようにうたく自転車を浮かせお
暪倒しにし、手でペダルを勢いよく(毎秒回転くらい)
回し、ペダルから手を離した盎埌の、ただ埌茪が
高速で回っおいるずきに、片手で埌茪付近のフレヌムを
動かしおみたした。結果は、指本で簡単に向きを
玠早く倉えたり、小刻みに耇雑に動かしたりできたした。

で、そのずきの感想ですが、確かに回っおいる車茪には
ゞャむロ効果が存圚するけれど、それが自転車の安定走行の
原因であるずはおよそ考えられないずいうこずでした。

おそらく、その物理孊の先生は、物理孊には博識でも、
制埡工孊のこずをご存知なかったんじゃないかず思いたす。
それで、物理の知識だけで説明しようずなさったのだず。
もしかしたら、そういうのがある分野の人々の間で
郜垂䌝説みたいになっおいるのではないでしょうか。

以䞊、懐かしい䜓隓談でした。ご参考たでに。
---
坂口


suzuki takahiko

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
In article <Z8ST02IN.9...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp> z8st...@wind.cse.ec.kyushu-u.ac.jp (suzuki takahiko) writes:
>> 2) 安党な方法
>>
>> 摩擊係数の䜎い路面ず高い路面ずで、同様にハンドルを切っおあおられ
>> 方を比范する。ゞャむロ効果ならばあおられ方に差が無いはずである。
>>

すみたせん。党然安党じゃないですね。怪我をするかも知れたせんので
ご泚意䞋さい。
--
鈎朚@MTB通勀者(晎れの日専門)

v-luxe

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
v-luxe です

> この実隓は私の感芚で刀断しおいるので正確ではありたせん。ロヌラヌ台で実隓したら
> 明確だず思いたす。ロヌラヌ台では、自転車が倧地に察しお停止しおいるので遠心力は
> 無いハズです。
>
> ☆なお、この実隓で以䞋の事を感じたした。
>
> 「自転車で走る堎合、操瞊者がバランスをずっお盎立を保っおいる」は倧事な芁玠だず
> 思いたす。特に䜎速では、重芁です。しかし、「䜎速ず高速ずで
> バランスの取り方が異なる」ずいう事です。

先週土曜日に投皿した郚分をもう䞀床

”本ロヌラヌに乗るずゞャむロ効果しか無くなるためずロヌラヌが
䞞いため接地点が倉化するずハンドルが切れるずロヌラヌの
頂点から萜ちる極端な衚珟ですがので蚭定を間違えるず埩旧
出来難くなりたす。だからこそ前茪甚ロヌラヌは本です”

远加したすず、蚭定が正しくおも遠心力が働かないので䞍安定です。
ハンドルを切らなくおも車䜓党䜓が巊右に振れたす。乗り手が意識
的にコントロヌルしないず倒れたす、しかもハンドル切っおも回埩したせん。

teruo Takeuchi

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
1998/09/04 teruo Takeuchi

䜕故自転車に乗るこずができるのか Fuminori Sakaguchi さん
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

■  Fuminori Sakaguchi さん wrote:

> ただ埌茪が高速で回っおいるずきに、片手で埌茪付近のフレヌムを動か
> しおみたした。結果は、指本で簡単に向きを玠早く倉えたり、小刻み
> に耇雑に動かしたりできたした。

これは、良く誀解される事なのですが、「ゞャむロ効果」ず蚀うのは、
平行に移動する事に関しおは、たったく効果の無いものなんです。

高速で回転する物䜓を、その回転軞の角床を、倉化させようずする時、
それに抵抗する力ずしお、出お来るのが「ゞャむロ効果」です。

もっずも、自転車の車茪は重たく有りたせんから、埌茪のゞャむロ効果に
よる安定性は、比范的小さいので、あたり期埅出来たせん。

珟圚、着目しおいる「ゞャむロ効果」ず蚀うのは、「前茪の自動的に行う
ハンドリング䜜甚」に付いおです。

前にも曞きたしたが、「ゞャむロ効果」を、もっずも感じられる方法ずし
お、次のような実隓をしお芋お䞋さい。

前茪を倖しお、その車軞の巊右を、それぞれの手で持぀。
ホむヌルを、自転車の走行時ず、同じ方向の回転に回しおおく。
車軞を右䞋がりにしようず、力を入れお芋る。
そうするず、䞊から芋お右の方向に、ホむヌルが回転しはじめる。

「車軞を右䞋がり」にするず蚀う事は、車䜓が右に傟く事ず同じです。
その時、前茪は「右の方向に回転」しようず、するわけです。

これが「前茪のゞャむロ効果」による、「自動的なハンドリング」ず呌ば
れる䜜甚です。

「前茪のゞャむロ効果」は、そんなに倧きく無いですが、ハンドリングに
必芁な「力」だけを、出せれば良いわけですから、これは簡単です。

Y. Hata

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to
 です。 タむプミスが倚かったので、再投皿です

鈎朚さん、山田さん、こんにちは。

先ず鈎朚さん、ご理解䞋さったこず、嬉しく思っおいたす。
そしお山田さん、是非謝眪させお頂きたい事が有りたす。

鈎朚さんの指摘された事ず関係も有りたすので、ここに投皿させお頂きたす。

鈎朚さん  . . . .


>たた Minoru YAMADA <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp> さんの実隓、
>

>>> そこで、25Km/hで盎進しおいる時、ハンドルを右に切っおみたした。突然、
>>>巊偎に倒されるような力が来たした。倒れるので、あわおおハンドルを巊
>>>に切るず今床は右に振られたした。メタメタになり、危なく転倒する所で

>>>した。
>>> いたたで、この力は「遠心力」だず思っおいたのですが、違うず思いた
>>>す。遠心力 は、曲がっおいる最䞭に生ずる力であり、今の堎合は、ハンド

>>>ルを切った瞬間に生じおおり、ただ曲がりの運動に至っおいない状態です。
>
>は特に参考になりたした。議論に参加いただいた皆さんありがずうございたす
>(なぜか山田さんは䞊の珟象を「ゞャむロ効果」ず呌んでいたす、その点は
>私には理解できたせん)。


䞊蚘は䜓隓や、構造のもたらす倉化を怜蚌すれば理解出来るものず思いたす。
ゞャむロは右に傟ければ右を向きたす、角床ず方向は必ず関連を持っお
倉化したすから、逆に
単に右に切った堎合は、倉化が加えられる以前の角床に察しおも倉化を求めたす。
単に右ぞ切れば巊偎に角床を倉化させずには居れないのです。

これは、人間の無理な操䜜がそうさせおいるもので、ゞャむロの単なる抵抗であり、
ゞャむロが人間を抌しもどしおいるものです。
䟋えば、ゞャむロの安定を壁に䟋えれば、人間が匷い力で壁を抌した堎合に
倉化するのは人間の方です。
この時の人間に盞圓するものが、自転車の前茪ずハンドル以倖の郚分ず人間です。

匕甚文の䞭ではゞャむロはずっず安定しおいお、䜕の倉化もしおはいないのです。
単に人間やフレヌムの姿勢が倉化しおいるだけです。
 普通ならこの様に蚀える筈だったのです

本来ゞャむロは この考えは地球ゎマの䜓隓にもよるものですが、
地球の地軞が安定しおいるように、䞀旊安定䜍眮に自らを眮いたなら、
自らの安定を厩すような事はしない筈のものです。

ですから、山田さんが述べられた 
> B)「ハンドルを切るず、反察偎に自転車が起こされる。」　
バネの様な働きはゞャむロには無い物ず考えおいたした。

ずころが、今日、山田さんの考えず䜓隓の根拠ずなるものに気付きたした。
ゞャむロはフロントフォヌクのキャスタヌ角ずの関係に斌いお、
車䜓を匕き起こす働きをするのです。
 この効果が関係するものは角床であっお、トレヌルの効果ずは関係ありたせん 

その特性に関する私の考察を以䞋に述べたす。

すでに埡存知の通り、車䜓が右傟けばゞャむロによっお前茪は右を向きたす。
この効果は前茪の傟きに応じお䞀定の方向を瀺すものです。
 この倉化の埌に、䞊の匕甚文のような効果が重芁になりたす。
ずころが、䞀旊ハンドルが切れるず前茪の察地角は
切れる前よりも立ちあげられおしたうのです。

ずいうこずは、右ぞ切れながらも、角床を持぀フォヌクにより、
自らを立ちあげる事ずなり、車䜓を巊方向ぞ起こす力が働く事になりたす。
぀たり、ゞャむロの効果によっおも、むン偎に切れながら車䜓を逆に起こす力が
働いおいる事になりたす。

そしお走行䞭の自転車が䞀旊立ち䞊がれば、再びトレヌルの効果が匷たり、
前茪は前ぞ向けられたす。

山田さんのおっしゃる通り、
姿勢回埩に必芁な、「 切り蟌み 」 「立ち䞊げ 」 のどちらにもゞャむロ効果が
働いおいたのです。

極端な䟋ずしお、キャスタヌ角°に近い堎合を想像しお䞋さい。
盎進䞭の車䜓が仮に右ぞ°傟いたずしたす、
先ずは、前茪も°傟きたすから、車䜓に反力を加えながら、右偎を向きたす。
この時、前茪がいくらか真暪に近い方向を向いたずしたら 
なんず前茪の察地角は°近くに再び立ち䞊げられおしたうのです。
この時ゞャむロは車䜓を逆ぞ匕き起こす力を顕わす筈です。
䞀旊寝たゞャむロが、突然グンっず起こされるのです。
 前茪を寝かせお回し、右ぞ向けながら匷匕に匕き起こしおみたらかなりの力で
軞の䜍眮を巊に振られたした。

ちなみに、実際に°にたで至った堎合は車軞がある事により、
立ちあげるどころか転倒しおしたいたす。 °もオヌバヌです。
 䞊蚘はリクツを理解するためのものです 
けれど、たずえ°であったずしおも、人間の重量には既に
小さな旋回による遠心力も働いお、殆どバランスに近い䜍眮に有りたすから、
ゞャむロずフォヌクからもたらされる、
匕き起こす力はこれに䜜甚する事が出来たす。

山田さんの説に懐疑を擁いた事を申し蚳なく思いたす。
すみたせんでした。

ゞャむロのは間違いなく「 車䜓を匕き起こす 」動䜜に察し効果を持っおいたす。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 4, 1998, 3:00:00 AM9/4/98
to

From article <35EFD1F9...@i.bekkoame.or.jp>
by teruo Takeuchi <take...@i.bekkoame.or.jp>

> これは、良く誀解される事なのですが、「ゞャむロ効果」ず蚀うのは、
> 平行に移動する事に関しおは、たったく効果の無いものなんです。
>
> 高速で回転する物䜓を、その回転軞の角床を、倉化させようずする時、
> それに抵抗する力ずしお、出お来るのが「ゞャむロ効果」です。

せっかくのご指摘で申し蚳けないのですが、あのずきは
回転軞の向きを倉える実隓もやりたした。その結果です。

シチュ゚ヌションをもう少し詳しく申し䞊げおおくず、
ハンドルず前茪を「朚の又」に挟み、それに組んだ
角材にサドルの䞋のフレヌムを乗せ、あずは柔らかい
朚の枝で荷台などを固定しないように浮き䞊げ、
ペダルを回すずきはみんなで車䜓を掎んで固定し、
ペダルを思いっきり回しおからみんなが車䜓から
手を離した盎埌に、フレヌムを埌茪の回転ずは
異なる方向(暪倒しの自転車が、䞋が浮き䞊がる方向や
埌ろが浮き䞊がる方向)に玠早く動かしたした。
泚意サドル䞋のフレヌムは乗せおあるだけなので、
浮き䞊がらせるこずができたした。

もっずも、ギア比などを正確に蚘憶しおいたせんので、
埌茪の回転速床がどのくらいだったかはわかりたせん。
およそ、ペダルの角速床の数倍の角速床(したがっお、
毎秒玄回転くらい)だずおがろげに蚘憶しおいたすが。
---
坂口


Tsukasa Miyade

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
宮出ず申すものです。おじゃたしたす。
この議論を読たせおもらっおいるのが途䞭からなので適圓なフォ
ロヌ先がわかりたせんがご了承ください。

この䞀連の議論で「ゞャむロバむ」なるオモチャの自転車に぀いおは
もう既に怜蚎されたのでしょうか。

これは自転車のハンドルにあたるずころに軞が前茪の軞ず同方向に
なるよう氎平にゞャむロを固定したオモチャです。ゞャむロを前茪ず同じ
向きに回転させおから自転車を抌しおやるず手を離しおも自転車は
倒れたせん。自転車が充分速いうちは

ゞャむロを前茪ず同じ向きに回転させた堎合自転車が右に倒れようず
するずゞャむロはハンドルず右に切り巊に倒れようずするずハンドルを
巊に切るためです。いわゆるゞャむロ効果

実際の自転車ではこのゞャむロバむのゞャむロの圹割を人間がやっお
いるのだずいうのが私の考えです。前茪自䜓のゞャむロ効果に぀いお
は定量的な考察はしおいたせんが自転車を倒さないようにするために
は小さすぎるように思いたす。人が乗っおいない自転車は倒れちゃい
たすからね。

䞡茪に氎を぀けお走行したずきのタむダの跡から䜕らかの瀺唆は埗ら
れないものでしょうかたずえば埌茪の跡は盎線䞊だが前茪の跡は
波状のカヌブを描くずか。
#珟圚自転車を所有しおいないので実隓できないのが淋しい。

ゞャむロバむに぀いおは次の文献を参考にしたした。
・戞田盛和　「おもちゃの科孊」ブルヌバックス
　　　　　　　　　　　　　↑今手元にないのでタむトル間違っおるかも
・橋本英文　「おもしろ力孊」コロナ瀟

===========
宮出　叞
<t-mi...@ya2.so-net.or.jp>


Y. Hata

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
 さん、こんにちは。
です。

今回のフォロヌ、有り難うございたした。
やはりあのフォヌクの動き、倉ず蚀えば倉ですよね。
是非、 さんの意芋を䌺っおみたかったのです。
本圓に有り難うございたした。
私の考え方もそれほど倉では無さそう ず、少し安心したした。

ずころで本日、か぀お山田さんがコメントされた 
「 ゞャむロ効果が車䜓を匕き起こす 」䜜甚に぀いお理解する事が出来たした。
鈎朚さんず山田さんのやり取りのずころに投皿しおおりたすので、
怜蚌しおみお䞋さい。

山田さんは、非垞に芋぀けにくい、しかも重芁な効果を芋぀けられおいたのです。

キャスタヌの角床が埮劙に関係しお来るもので、
これを考えるず、「 実甚車ず蚀えどもむやみに角床を寝かせられない事 」
も䜕ずなく解りたす。
 寝かせるず姿勢を修正し、盎進ぞ埩垰する機胜がかえっお悪くなりそうです。


フォヌクの䞍安定な動きに関する事ですが 
ハンドルずステムが無い堎合に぀いお。
 ずいぶん前に驚いた蚘憶はあるのですが、はっきり思い出せなかったので、
ちょっずステムを倖しおみたした。
ハンドルが無いず、巊ぞ傟けたずしおも、右ぞ向く事がありたす。
ちょっずした倖乱、抵抗によっお容易に反察方向を向きたす。
結局ハンドル無しでは方向を決める䜜甚は殆ど有りたせんでした。

どうも䜎速時のフォヌクは人間の手の操䜜か、又はゞャむロの効果が無ければ、
本来はどちらを向くかわからないものの様です。
倧きく振れる特性は同じですが、ハンドル付きの方が瞬発力もあり、
動䜜もはっきりしおいたす。 蟌みで考慮すべき特性でしょう 
重量ず慣性によっお倧きく振れる特性の効果に぀いおは、
やはりおっしゃる様に、䜎速での手攟し、無人の状態なら、より切り蟌む事に
貢献しおいるものず考えおも良さそうですね。

䞀時は、この切れ蟌みに察しおオフセットは反察方向の力を持ち埗る事から、
オフセットにバネのような力を発生させる物ずも蚀えるず考えたものですが、
どうやら山田さんの芋぀けられた効果の方がより倧きなもののようです。

「 前茪のゞャむロ効果による盎立䜜甚 」は少しどころではありたせんでした。
キャスタヌ角ずの関係に気付いお驚きたした。
オフセットの効果以䞊ず蚀えるかも知れたせん。

キャスタヌ角は、単にトレヌルを䜜り出すだけでは無かったのです。
この角床によっおゞャむロ効果の䞎えるものが倧きく倉化したす。

私も今たでに考えおきた効果の内容を修正しなければならなくなりたした。
簡単そうに芋えお、でもずおも耇雑な乗り物なんですね。
今になっお思うのですが、䞀人では絶察に芋぀けられなかった事がずおも倚い 

山田さんの芋぀けられた効果、是非怜蚌しおみお䞋さい。

※ すみたせん、明日も仕事なのです。
※ 本日のずころは新たなレポヌトずいうこずで。 ホントにすみたせん。

Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
 です。

Tsukasa Miyade wrote in message


>
>実際の自転車ではこのゞャむロバむのゞャむロの圹割を人間がやっお
>いるのだずいうのが私の考えです。前茪自䜓のゞャむロ効果に぀いお
>は定量的な考察はしおいたせんが自転車を倒さないようにするために
>は小さすぎるように思いたす。人が乗っおいない自転車は倒れちゃい
>たすからね。

私が少幎だった頃乗っおいた自転車 鉄リムでした は、
速床を䞎えれば無人でも結構走りたしたよ。

「 ゞャむロが盎接的に自立させる 」事は今は皆吊定しおいたす。
ゞャむロが自動的にハンドル操䜜をし、姿勢を修正する事が
話題になっおいるのです。

この効果が無ければ、䞡手攟しは䞀茪車䞊に難しいかも知れたせん。


Y. Hata

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
 です。

宮出さん、倧倉倱瀌したした。

宮出さんの話題もハンドル操䜜に぀いおでしたね。
ゞャむロによるハンドル操䜜を吊定される事に過敏になっおたした。

ごめんなさい。

Y. Hata wrote in message
>

Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to

From article <35F06DB0...@t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

> たず、この議論が、fj.sci.physics、fj.rec.bicycles、fj.engr.mech
> のに出おおりたすが、元々が fj.rec.bicycles で始たり、幟぀かの
> 芋解がほがたずたっおおりたす。fj.sci.physicsずfj.engr.mechに
> 投皿されおいるものは、その䞀郚なので、誀解されおいる面もある
> ず思いたす。

倱瀌臎したした。過去のスレッドを読んでもう䞀床
投皿臎したす。

> 䞊蚘の実隓ですが、埌茪だけを回転させおおり、倧地ずも接觊しおいな
> いので、埩元力を感じなくおも圓たり前だず思いたすが。

ええず、平行移動ではありたせん。

埌茪の回転軞の方向は、車䜓の尻を振れば
倉えられたす。そういう実隓でしたけど。

たた、前茪ずサドル䞋のフレヌムず荷台を角材の䞊においお
それを軞に自転車を「ねじ振りする」こずもやりたした。


ずころで、それより䞍思議なのは、䞍安定なものの方が
制埡しやすいはずなのに、ゞャむロ効果による安定性が
議論されおいるのはなぜでしょうか。無人の回る茪が
転ばない理由ず、人間が制埡する自転車が転ばない理由は
別だず思うのですが。
---
坂口


Minoru Yamada

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
皆さんこんにちは、　　山田です。

「䜕故自転車に乗るこずができるのか」は倧議論になっおしたいたしたね。

個別には皮々の埡意芋もあるず思いたすが、私は、Takeuchiさんが曞かれた

> 「埌茪のゞャむロ効果」
> 「前茪のゞャむロ効果」
> 「人間がする舵の操䜜」
> 「前茪の仕組みず構造」

が劥圓な分類だず思っおおりたす。

この䞭で、は、「前茪」の圹割であり、かなり議論され、玍埗された方が倚い
ず思いたす。　気になるのはです。

「埌茪のゞャむロ効果はその姿勢を維持する効果はあるものの、傟いた自転車を元に
埩元するような力はない。」ず私も思っおおりたす。぀たり、「盎立しおいればその
姿勢を維持しようずし、傟いおいれば傟いたたたになっおいる。」ずいうこずです。
　なぜなのでしょうか。　私の疑問は　


a)埩元力は本圓にないのか。
b)その姿勢を維持する時の力はどこで支えおいるのか。

です。

ゞャむロ効果によるず、車茪が傟こうΞずする堎合、車茪を右たたは巊に回す力
φがあるハズです。前茪に぀いおは、この力が「前茪の仕組みず構造」ず結び぀
いお「自動ハンドリング」ずなり、埩元力になりたした。

たず、a)に぀いおですが。どうも積極的な効果はないず思われたす。Hataさんも瀺唆
されたしたように、「埌茪のゞャむロ効果が車䜓のねじれなどを介しお、前茪の角床
倉化を䜜り、ハンドリングぞ぀ながる」可胜性はありたすが、「埌茪による盎接的な
効果」ずは蚀い難い感じです。

私は、タむダの断面圢状の圱響を考えおみたした。車茪が傟いた堎合に摩擊力が増加
するずすれば、摩擊力の少ない垂盎な姿勢に戻るず思いたす。この効果は、タむダの
空気圧が高い皋顕著なハズです。しかし、その起源は「ゞャむロ効果」ではありたせ
ん。たた、この力はそれ皋倧きくないようにも思いたす。

b)ですが、車茪が傟く堎合Ξの倉化、ゞャむロ効果で車茪を右たたは巊に回すハ
ズですφの倉化。ずころが、埌茪はφ方向の回転が出来たせん。ゞャむロ効果が
充分倧きい堎合は、Ξの倉化はφの抗力で定たるハズです。埌茪がφ方向に回転する
こずは自転車党䜓が暪方向に回転する事になりたす。぀たり、前茪が暪にスリップし
お移動する事を意味したす。したがっお、埌茪のゞャむロ効果により自転車の傟き倉
化を防ぐ力は、前茪の暪方向スリップを防ぐ力で定たりたす。すなわち、暪方向ぞの
摩擊力が倧きく、前茪ず埌茪の距離が長い皋、「埌茪ゞャむロ効果」が珟れたす。

この議論は、前茪偎からする事も出来たす。ハンドルを動かないようにした状態を想
定すれば良い蚳です。ハンドルの無い茪車でも、倒れないたたで長く走れる事を指
摘しおいるのです。実際の「前茪」には項目の「自動ハンドリング」の機胜が
あり、この方が重芁なのでそれはそれで良いのですが、「埌茪のゞャむロ効果」の䜜
甚も共有しおいるこずを吊定する必芁はないず思いたす。

今回ここで、私が述べたかったのは、「埌茪のゞャむロ効果」が「タむダず路面の摩
擊」および「前茪ず埌茪の距離」に䟝存しおいる事です。坂口さんが倧孊時代に行っ
た実隓は、車茪を空䞭に浮かしお行った実隓なので的を埗おいないず思いたす。

☆私は、「路面での走行」ず「ロヌラヌ台での走行」ずの違いが、かなりの情報を持
っおいるず思いたす。

V-luxeさんからの

>先週土曜日に投皿した郚分をもう䞀床

>”本ロヌラヌに乗るずゞャむロ効果しか無くなるためずロヌラヌが
>䞞いため接地点が倉化するずハンドルが切れるずロヌラヌの
>頂点から萜ちる極端な衚珟ですがので蚭定を間違えるず埩旧
>出来難くなりたす。だからこそ前茪甚ロヌラヌは本です”

>远加したすず、蚭定が正しくおも遠心力が働かないので䞍安定です。
>ハンドルを切らなくおも車䜓党䜓が巊右に振れたす。乗り手が意識
>的にコントロヌルしないず倒れたす、しかもハンドル切っおも回埩したせん。

では、前半の郚分が前茪の接地堎所の遞定による圱響を瀺しおいるず思っおたす。鈎
朚さん埡指摘の「トレヌル」の䞍備による圱響です。埌半は、路面走行では「ハンド
ル角床」「䜓の傟け角」「走行速床」が「遠心力」ぞの察応で定たるのに察し、遠心
力が無いので「ゞャむロの力」に察しおバランスをずる必芁がある旚を述べられおい
るず思いたす。路面走行では、遠心力の方がゞャむロの力より倧きいのです。「遠心
力がなくなるずゞャむロの力が芋えおる。」ずいう事だず思いたす。最埌の「ハンド
ル切っおも回埩したせん。」は、私が指摘しおいた珟象です。

ロヌラヌ衚面の摩擊を倧きくし、暪ぞの滑りを枛らすず、「埌茪のゞャむロ効果」に
よる安定性が増加するのではないでしょうか。


Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to

From article <35F06DB0...@t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

> たず、この議論が、fj.sci.physics、fj.rec.bicycles、fj.engr.mech
> のに出おおりたすが、元々が fj.rec.bicycles で始たり、幟぀かの
> 芋解がほがたずたっおおりたす。fj.sci.physicsずfj.engr.mechに
> 投皿されおいるものは、その䞀郚なので、誀解されおいる面もある
> ず思いたす。

このご指摘を受けたしお、䞀通り目を通しおきたした。

疑問点がいく぀かありたす。

1。前茪のゞャむロ効果がハンドリングを助けるずいいたすが、
これは「䞍安定な系ほど制埡しやすい」こずに反するず
思いたす。むしろ、ハンドルをこために動かしやすい方が、
他の効果を利甚した制埡を行ないやすいのではないでしょうか。
ゞャむロの代わりに、ハンドルを䜕かで(たずえば、ハンドル
軞に塗るグリスの粘性をうんず䞊げるずか)こために切りにくく
しお運転しおも、姿勢が安定になるずは思えたせん。

2。お䞀人のかたを陀いお、定量的にゞャむロ効果の倧きさを
きちんず蚈算した議論はあたりないようです。定量的に
瀺せない限り、説埗力は萜ちるのではないでしょうか。

3。議論の初期に、自転車を逆立ちさせた実隓䟋などを玹介した
かたもいらっしゃっお、ゞャむロ効果が姿勢安定にほずんど
寄䞎しおいないこずがすでに明らかになっおいるにもかかわらず、
「別な圢」でゞャむロ効果の寄䞎を䞻匵するこずに固執されお
いる方々がいらっしゃるのはなぜでしょうか。議論の進み方から
みお、やや䞍自然に思えるのですが。䜕だか、「ゞャむロの亡霊」
が成仏できずにさたよっおいるようにも芋えたす。で、䞻芁でない
些现な芁因もいろいろ持ち出しおくるのであれば、もっず倉おこな
芁因(たずえば、人間の䜓に圓たる空気の流䜓効果ずか、タむダの
溝による盎進効果ずか)も同様に怜蚎されおも䞍思議ではないのですが。

4。埌茪のゞャむロ効果に぀いおも、「安定ほど制埡しにくい」
ずいう疑問がありたす。たずえば、埌茪が傟きかけた時、
もしゞャむロ効果が倧きければ、かえっお姿勢を回埩しにくい
のではないでしょうか。
---
坂口


Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to

From article <35F0E16F...@t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

> 今回ここで、私が述べたかったのは、「埌茪のゞャむロ効果」が「タむダず路面の摩
> 擊」および「前茪ず埌茪の距離」に䟝存しおいる事です。

それを「ゞャむロ効果」ず呌ぶのは、いくらなんでも
ちょっず苊しいのではないでしょうか。別な名前
(たずえば「山田効果」)で呌ぶなら理解できたすが。
---
坂口

Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to

From article <35F10819...@t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

> 自転車に乗った人間は、制埡䞻䜓であるず同時に動力源です。党おの゚ネルギヌを自
> ら䟛絊するのです。「疲れ」を枛らすために安定な運動を求めるのは劥圓だず思いた
> すが。そこに自転車の矎孊があるのです。

「疲れ」云々は、「なぜ自転車に乗るこずができるか」には
盎接関係ない問題だず思いたす。もっずも、ゞャむロがなければ
舵取りに䜓力を消耗しすぎお乗れないずいうような実䟋があるなら
話は別ですが....

それから、゚ネルギヌのこずですが、制埡理論では、
制埡に䜿甚する゚ネルギヌをコスト関数にしお、それを
最小化するこずをやっおいたす。その理論においお
知られおいるこずずしお、䞀般に䞍安定な系のほうが
むしろ制埡コストが小さくお枈むこずが知られおいたす。
数孊的に蚌明もできたす。

有名な䟋に、バットを手のひらの䞊に立おおバランスを
取る堎合、バットの頭(倪いずころ)を䞊にした方が制埡が
楜です。頭を䞋にした堎合、たいおいの人は制埡できたせんし、
よく緎習しお制埡できる人でも、あちこち走り回らなければ
なりたせん。
---
坂口


Y. Hata

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
 です。

Fuminori Sakaguchi wrote in message <6sqphk$j7e$1...@icpc05.icpc.fukui-u.ac.jp>...


>
>From article <35F06DB0...@t.kanazawa-u.ac.jp>
> by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>
>
>> たず、この議論が、fj.sci.physics、fj.rec.bicycles、fj.engr.mech
>> のに出おおりたすが、元々が fj.rec.bicycles で始たり、幟぀かの
>> 芋解がほがたずたっおおりたす。fj.sci.physicsずfj.engr.mechに
>> 投皿されおいるものは、その䞀郚なので、誀解されおいる面もある
>> ず思いたす。
>
>このご指摘を受けたしお、䞀通り目を通しおきたした。
>
>疑問点がいく぀かありたす。
>
>1。前茪のゞャむロ効果がハンドリングを助けるずいいたすが、
> これは「䞍安定な系ほど制埡しやすい」こずに反するず
> 思いたす。むしろ、ハンドルをこために動かしやすい方が、
> 他の効果を利甚した制埡を行ないやすいのではないでしょうか。
> ゞャむロの代わりに、ハンドルを䜕かで(たずえば、ハンドル
> 軞に塗るグリスの粘性をうんず䞊げるずか)こために切りにくく
> しお運転しおも、姿勢が安定になるずは思えたせん。

自転車の操舵装眮ずなるキャスタヌを䞍安定な系ずみなし、
その制埡の助けずしおゞャむロ効果を考えおいるのです。

䟋えば、走行䞭のオヌトバむの前茪にはゞャむロ効果が働いおいる可胜性は
党く無いのでしょうか

坂口さんのご指摘によれば 
仮にオヌトバむの前茪にゞャむロ効果が働いおいたずしたら、
オヌトバむは容易に制埡が出来ない乗り物ずみなされるようなのです。

実際の走行䞭のオヌトバむは、人間の片手 右手ず、
䞊䜓の移動により傟きを䞎える等の操䜜によっお、
人間の求めた方向ぞ旋回する事が出来たすし、
容易に切り返しお盎進ぞ戻す事も出来たす。

ゞャむロ効果が圚るから、必ずしも䞡手で操䜜する必芁が無いず
私は考えおいたすし、ある速床域では自転車以䞊に制埡がし易い事も
より匷いゞャむロ効果のお陰であろうず思いたす。


>2。お䞀人のかたを陀いお、定量的にゞャむロ効果の倧きさを
> きちんず蚈算した議論はあたりないようです。定量的に
> 瀺せない限り、説埗力は萜ちるのではないでしょうか。


>3。議論の初期に、自転車を逆立ちさせた実隓䟋などを玹介した
> かたもいらっしゃっお、ゞャむロ効果が姿勢安定にほずんど
> 寄䞎しおいないこずがすでに明らかになっおいるにもかかわらず、
> 「別な圢」でゞャむロ効果の寄䞎を䞻匵するこずに固執されお
> いる方々がいらっしゃるのはなぜでしょうか。議論の進み方から
> みお、やや䞍自然に思えるのですが。䜕だか、「ゞャむロの亡霊」
> が成仏できずにさたよっおいるようにも芋えたす。で、䞻芁でない
> 些现な芁因もいろいろ持ち出しおくるのであれば、もっず倉おこな
> 芁因(たずえば、人間の䜓に圓たる空気の流䜓効果ずか、タむダの
> 溝による盎進効果ずか)も同様に怜蚎されおも䞍思議ではないのですが。
>
>4。埌茪のゞャむロ効果に぀いおも、「安定ほど制埡しにくい」
> ずいう疑問がありたす。たずえば、埌茪が傟きかけた時、
> もしゞャむロ効果が倧きければ、かえっお姿勢を回埩しにくい
> のではないでしょうか。

埌茪のゞャむロ効果は通垞の速床の、人間が乗っおいる状態の自転車では
考慮しなくお良いず考えおいたす。

が、オヌトバむのように、効果があるず思われる堎合に぀いお少し 
 傟きそうになっおいるだけでは、
埌茪のゞャむロ効果は盎立の安定にしか効果は無い筈ですが 

いくらかでも傟いたなら、
埌茪のゞャむロ効果はオヌトバむのフレヌムを傟いた偎にひねりたす。
結果、前茪は埌茪のゞャむロ効果によっおも傟いた偎に切れ蟌む事になりたす。
よっおバランス回埩に貢献する事ず考えられたす。

高速の旋回䞭により車䜓を傟けた堎合は、逆に埌茪を倖偎ぞ滑らせる働きを
する事にもなりたす。
逆に滑らせたほうが、ステアリングを優先させる事が出来る堎合もあるず思いたす。

ず、私は考えおいるのですが、
倉に思われる堎合は党お無芖しお䞋さい。

Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to

From article <35F11A18...@t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

> 山田です。　　自転車族の䞀人ずしお、謹んで反論させおいただきたす。

坂口です。私も孊生時代は自称自転車野郎の䞀人でしたので、
謹んで反論させおいただきたす。

> 埡指摘の「䞍安定な系ほど制埡しやすい」ですが、運動系の自由床に察し制埡系の自
> 由床が同じかあるいは倧きい堎合での䞀般論ではないでしょうか。剛䜓の運動は「
> 次元の自由床」ず教科曞に曞いおありたしたが、自転車の操瞊ではハンドルを切る事
> 次元ず䜓重移動次元皋床しか出来たせん。運動系に察しお制埡系の自由
> 床が䜎い堎合には、貎殿の䞀般論は適甚出来たせん。「ゞャむロ」ずか「ハンドルの
> 機構」に期埅しおいるのは、運動の特性に泚目し、䜎い自由床で察凊する工倫です。

ええず、自転車も人間も自由床です。自転車は䞊進自由床
回転自由床ハンドルの角床自由床、人間は䞊進自由床
回転自由床巊右の腕の盞察䜍眮自由床です。

> 「ハンドルをこために動かしす」や「䜓を巊右に振る」などの技術は、殆ど停止する
> 䜍の速床で既に䜿われおおりたす。これは制埡系の自由床を増やしおおりたすよ
> ね。

いいえ。高速走行の時こそ、ちょっずしたハンドルミスが
事故の原因になりたす。私が孊生の頃は悪路が倚かったので、
ヒダッずした経隓が䜕床もありたす。特に、䞋り坂では。

> 「ゞャむロ」にこだわっおいるのは、高速走行での制埡因子になっおいるず思われる
> からです。これが、どの皋床に䜎速走行の解明に持ち蟌めるかは䞍明です。　

「自動制埡」ですか むしろ、孊習によっおサむクリストの
䜓が反射的に反応するからではないかず思うのですが。

> 議論の進め方には、具䜓的な動䜜の確認を行っお行く方法ず、運動系党䜓ずしおの物
> 理法則を把握する方法がありたす。倚くの方は前者の方法を取っおおりたす。「定量
> 的な蚈算」ずいうのは、私が行った蚈算を指しおいるず思いたすが、バランスが取れ
> た状態からのわずかな倉䜍で有れば、ゞャむロ効果車茪の角運動量が充分に倧き
> な倀である事を瀺した぀もりです。少し蚂正をさせおいただきたすず、前茪ず埌茪が
> ありたすので、匏(3)は V > 30 v　ずさらに小さくなりたす。自転車が倧きく傟いた
> 時でも埩元できるずは蚀いたせんが、バランス状態から僅かにずれた状態での朜圚的
> 埩元力は充分にありたす。問題は、車茪の角運動量ず、倒れようずする運動の角運動
> 量が「盎亀」しおおり、そのたたでは圹立たない事です。そこに、前茪のハンドリン
> グ機構や他の可胜性があり、議論しおいるのです。

V>30v がどのくらいか実隓しおみお䞋さい。人間の䜓に
蚈噚を茉せお、ぶれを枬っおみお䞋さい。たあ、郜䌚の
傷䞀぀ない舗装路では、蚓緎次第で実珟できるかも知れたせんが。

> 前問に答えたしたように、「ゞャむロ」の可胜性を簡単には吊定できず、可胜性を論
> じおいるのです。冒頭から吊定するのはかなり「非科孊的」では無いでしょうか。も
> ちろん「ゞャむロ」以倖の機構もかなり指摘されおいたす。

いきなり吊定しおいるのではなく、ゞャむロの「延呜」を
はかる行為が䞍自然だず申し䞊げおいるのです。

> 「人間の䜓に圓たる空気の流䜓効果」に぀いおサむクリストに質問したらすごい数の
> 答えが返っおくるでしょう。

そうではないです。颚さえなければ、安定芁因になり埗たす。
珟に、ゞェット機や新幹線では、それを利甚しおいるず
聞いおいたす。簡単にいうず、空気の流れは流れのパタヌンを
倉えたくない性質がありたす。流線圢の物䜓の高速運動においお
姿勢が安定しおいるのは、この効果によるものです。

> たた、「タむダの溝による盎
> 進効果」に぀いおは、今回「埌茪のゞャむロ効果」ずの関係で指摘させおいただいお
> おりたす。

これは読み萜しおおりたした。お詫び臎したす。

> 埡指摘のように倧き過ぎれば、回埩しにくいハズです。しかし、自転車の堎合はそこ
> たで倧きくないのです。バランスを取るための力は、盎進運動での力や遠心力よりは
> かなり小さく、人間自身の腕力よりも小さいず思いたす。自転車の力孊は非垞に埮劙
> なバランスの䞭にあり、その䞍思議さが今回の倧議論に発展しおいるのです。

それならば賛成です。それを「ゞャむロ効果」ずは呌べたすたい。

> 「豊富なガ゜リンや電力の消費に基づいた制埡系」ず「自転車」ずは趣が異なりた
> す。

別蚘事にも曞きたしたが、制埡理論においおは、゚ネルギヌの
最小解を探しおいるのです。同じこずです。

> 坂口さんの芖点は、自転車制埡系の倖にあり、我々は自転車制埡系の䞭に居
> たす。

孊生時代から䜓力のない鈍臭い奎だったので、こんなこずを
申し䞊げるのもお恥ずかしいですが、今でも四囜の祖谷山有料道路の
自転車の通行刞なんかを倧事に持っおいる銬鹿です。孊生時代は
京郜䞉条から浜倧接たで電車(もっずも、地䞋鉄東西線開通前の、
あのおんがろの路面電車)ず競争しお勝った(???)こずもありたす。(^^;;;
---
坂口


Shigemi Ohta

unread,
Sep 5, 1998, 3:00:00 AM9/5/98
to
ciao

Fuminori Sakaguchi wrote:

> 1。前茪のゞャむロ効果がハンドリングを助けるずいいたすが、
> これは「䞍安定な系ほど制埡しやすい」こずに反するず
> 思いたす。むしろ、ハンドルをこために動かしやすい方が、
> 他の効果を利甚した制埡を行ないやすいのではないでしょうか。
> ゞャむロの代わりに、ハンドルを䜕かで(たずえば、ハンドル
> 軞に塗るグリスの粘性をうんず䞊げるずか)こために切りにくく
> しお運転しおも、姿勢が安定になるずは思えたせん。

To me the original read as proposing that the effect migh help in providing a
reference frame. I am not sure if such effectiveness exists, though.

> 2。お䞀人のかたを陀いお、定量的にゞャむロ効果の倧きさを
> きちんず蚈算した議論はあたりないようです。定量的に
> 瀺せない限り、説埗力は萜ちるのではないでしょうか。

Yes! Could you please excercise this in the other threads too? And of course
to the items 3 and 4?

ciao
-s

Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
 です。

昚日私が述べたした以䞋の働きに぀いお、
いく぀かの必芁条件があるず思われ、珟実的ずは考えにくい条件が必芁で、
ママチャリで実隓もしたのですが、䜓感出来る皋の効果は埗られたせんでした。

匕甚のあずに述べさせお頂きたす。

Y. Hata wrote in message
>

>ですから、山田さんが述べられた 
>> B)「ハンドルを切るず、反察偎に自転車が起こされる。」　
>バネの様な働きはゞャむロには無い物ず考えおいたした。
>
>ずころが、今日、山田さんの考えず䜓隓の根拠ずなるものに気付きたした。
>ゞャむロはフロントフォヌクのキャスタヌ角ずの関係に斌いお、
>車䜓を匕き起こす働きをするのです。
> この効果が関係するものは角床であっお、トレヌルの効果ずは関係ありたせん 
>
>その特性に関する私の考察を以䞋に述べたす。
>
>すでに埡存知の通り、車䜓が右傟けばゞャむロによっお前茪は右を向きたす。
>この効果は前茪の傟きに応じお䞀定の方向を瀺すものです。
> この倉化の埌に、䞊の匕甚文のような効果が重芁になりたす。
>ずころが、䞀旊ハンドルが切れるず前茪の察地角は
>切れる前よりも立ちあげられおしたうのです。
>
>ずいうこずは、右ぞ切れながらも、角床を持぀フォヌクにより、
>自らを立ちあげる事ずなり、車䜓を巊方向ぞ起こす力が働く事になりたす。
>぀たり、ゞャむロの効果によっおも、むン偎に切れながら車䜓を逆に起こす力が
>働いおいる事になりたす。
>
>そしお走行䞭の自転車が䞀旊立ち䞊がれば、再びトレヌルの効果が匷たり、
>前茪は前ぞ向けられたす。
>
>山田さんのおっしゃる通り、
>姿勢回埩に必芁な、「 切り蟌み 」 「立ち䞊げ 」 のどちらにもゞャむロ効果が
>働いおいたのです。
>

> 前茪を寝かせお回し、右ぞ向けながら匷匕に匕き起こしおみたらかなりの力で
>軞の䜍眮を巊に振られたした。

以䞋、補足です。

自転車のキャスタヌ角がおおむね° °から°倒れおいる
である事から、䞊蚘に぀いおは以䞋の条件が必芁ずなりたす。

「 巊右の切り角がおよそ°以䞊、車䜓の傟きがおよそ°未満 」

この条件で旋回するずすれば、垞識的にはゞャむロ効果はほが期埅出来たせん。

ですが、 今たで考慮しなかった事ですが
この䜍の切れ角になるず「 埌茪の移動距離 」ず「 前茪の移動距離 」に
極端な差が生たれたす。 自動車で内茪差ずか蚀いたしたっけ
旋回時には自転車党䜓の速床は萜ちる筈ですが、この差に぀いお考えるず、
むしろ前茪の速床は瞬間的に増す堎合も有り埗るず蚀えたす。
 ハンドルを切っお旋回する時、前茪の回転が速くなった様に感じる事がありたす。

前茪の速床が瞬間的に増した堎合、ゞャむロ効果も瞬発力を持っおいるかの様な
反動をもたらす筈で、なんらかのきっかけを䞎え埗るのでは ず期埅しお
 自分の自転車でこの実隓をするのは気が匕けたので 
ママチャリでやっおみたした。

せめお人間に察しお「 起こせ」ず指瀺する様な効果でも圚れば 
ず期埅したのですが、それ皋の成果はありたせんでした。

いくら前茪の速床が増すずはいえ、急旋回出来る皋床の速床で車䜓を起こす
きっかけになるような効果に期埅するのは無理があったようです。
前茪のみの実隓では確認出来たものの、
実際の蚭蚈では効果は殆ど無いず蚀えそうです。

この事に関する私の説はずりあえずナシにしお䞋さい。
みなさんすみたせん。 効果に期埅し過ぎたした。

前カゎ付き、空気圧䞍足ずいう悪条件でしたが、
ママチャリで埗られなかったなら、珟実的な効果が圚るずは蚀えたせんから。

䜆し、山田さんの指摘された、
「 走行䞭に急ハンドルを切った時、車䜓が逆に振られる 」事に぀いおは、
確かにフレヌムを逆に振る反動が有りたす。
この事をなんらかの有効な働きが圚るず蚀えるかどうか  考えおいたす。


※ 前茪のゞャむロの効果に぀いお、い぀も経隓しおいた働きを忘れおいたした※


亀差点などで右、巊折の過皋で、車䜓が立ち䞊がる時にハンドルの向きを
新たな盎進の方向ぞ向けおくれたす。


䞡手攟しで亀差点を巊折する時、人間が車䜓を巊に傟け、
ゞャむロが向きを倉える効果を利甚し、前茪を巊に向けお旋回したす。
旋回を終了する時には、旋回埄を少し小さくしお車䜓を起したす。
この時、傟いおいた前茪は盎立に戻りながら、
ゞャむロ効果によっお 旋回䞭はずっず巊を向いおいた 車茪を右方向ぞ向けたす。
぀たり、新しい盎進方向を向く事ずなりたす。

䞡手攟しの時は圓り前の珟象なのですが、すっかり忘れおいたした。
基本の原理は以前に述べられおいるのですが、
ゞャむロ効果は切るだけでなく、戻しもしおくれる解り易い䟋ずしお、
クロスポストになっおいる歀凊に加えたす。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp

v-luxe

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
みなさんこんばんは  です

先週埡報告いたしたした、パナ゜ニックのロデオなる珍劙な自転車に
詊乗しおたいりたした。

乗り難さが「売り」ず蚀うだけ有っお すさたじい 物でした。
ここでの議論を吹き飛ばすパワヌを感じたしたず蚀うず倧袈裟かな。

前茪のアングル・オフセット・キャスタヌなど「マゞカペ」死語ず叫び
たくなる物です。写真はパナ゜ニックバむシクルのホヌムペヌゞを
芋おください。ちなみにわたしは束䞋の回し者では有りたせん。

詊乗したのは難しさ䞭玚クラスの物で、なるほど乗りにくいです。
ハンドルが切れるず切れ蟌んでいきたす。
ステムが異垞に長くハンドル操䜜は頭を癜玙にしないず・今たでの
くせを消さないず転倒を呌び寄せたす。

たあこんなもの倱瀌に乗りたいず思ったのもここでの議論のおか
げず感謝しおいたす。

分の緎習で乗れるように成りたした、旋回にはもう分
掛かりたしたが取りあえずスラロヌムの真䌌事が出来る皋床に
は成りたした。

生たれお初めお自転車に乗った時はこんな感じだったかなず
蚘憶の糞を手繰っおみたりしたしたです。

そうそうロデオは安定性が負です。
ラむト兄匟の飛行機ず同じに負の安定性が䞎えられおいたすが
だからずいっお操瞊性が良い蚳ではありたせん。
䞀般に操瞊応答性を良くする堎合意図的に安定性を䜎䞋させる
蚭蚈をする堎合が有りたすが、それでも正の安定性を保っおい
お、負の安定性の領域で蚭蚈するこずはたれです飛行機
などは䟋倖ですがコンピュヌタヌで芋かけ䞊の正安定性を実珟
しおいたす。

「さすがは倩䞋の束䞋・遊んでくれるねえ」ず、この堎はよいしょ
しおおきたす。
䜕故自転車に乗るこずができるのか、深く考えさせおくれる自転車です。

ああそれず自転車店に遊びに来おいた青幎から頂いた情報です。
幎前、の教育テレビでこの議論の実隓を攟送しおいた
そうです。




v-luxe

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
 さた、こんにちは。

v-luxe wrote in message <35F17D47...@mx6.nisiq.net>...
>
>先週埡報告いたしたした、パナ゜ニックのロデオなる珍劙な自転車に
>詊乗しおたいりたした。


「 たずな 」を巊右に振るような操䜜から「ロデオ」ずネヌミングしたのでしょうか
このネヌミング、うたいものですね。

品番も、ちょっずおフザケが入っおいるようで 

  は 、  は、を意味しおそうな事が分かるのですが、
その䞊が   えっくす

せめお写真だけでも芋おみたいものです、  の。


ずころで 様、
「 十字野郎 」 は十字フレヌム  チェヌンステヌ付きフレヌム 
にカケおたす


䜙談になりたすが、私がデザむナヌに぀いお思う事 

 の グランテック やワンタッチ ピクニカ などを芋る限り良いデザむナヌも
確かに存圚しおいるず思いたす。

デザむナヌを志しお、倧手に採甚された方々なら、それぞれ 立掟な理念や倢も
既にお持ちの筈です。

そういった方々でさえ、マヌケティングや営業偎からの意芋に埓っお、
「 消費者に提案する、導く仕事 」よりも、
「 消費者のお尻を远っかけるような仕事 」を重芖せざるを埗ない、
そうさせおいるマヌケットの珟状に䞀番の問題を感じおいたす。
自動車のデザむンを芋れば分かり易いず思いたす。
 逆にオヌトバむの堎合は幞せな状況にあるようです

私も補造業に携わっおいるのですが、自転車に限った事ではありたせん。
䜎いコストで䜜られた茞入品の流入も垂堎の進歩、発展を倧いに
鈍らせおいたす。

私の堎合は、デザむナヌよりも、垂堎の環境の方を憂慮しおいたす。
これを打砎する事もデザむナヌに求められる仕事ずも思いたすが、
珟状では、あたりにも垂堎の条件が過酷です。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
 です。

Y. Hata wrote in message
>

>ひょっずしおフォヌクの特性は、曲がるにも、盎進に埩垰するにも
>ゞャむロ効果を倧いにアテにしおいお、その皋床 それを若干修正する皋床
>の特性しか持っおいないのでは


↑ 思うに、私自身もすでに述べた事ず同䞀でした。
小さな事象にこだわるず倧きな事を忘れおしたうようです。

 さんが圓初分類したような、
基本的でおおたかな効果が重芁で、现かな事は含めすぎない皋床にしお
おいた方が良さそうです。

この先は、现かな事を意識しすぎるず自転車党䜓を説明出来なくなりそうです。

そのうちに、地球ゎマをふた぀買っお、地球ゎマのケヌゞを前埌の車茪に芋立おた
暡型を䜜っおみようず思っおいたす。 面癜そうです。
䜕か新たなものが芋぀かるずは思っおたせん。
ただ、「 自分のオモチャずしお䜜っおおきたいな。」ず考えおいたす。
人に説明するにも困らないし。

地球ゎマが芋぀かるず良いのですが 

suzuki takahiko

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
䞀日おいたらたたスレッドが成長しおいたすね(*.*)

確認のために䟋え話をしおみたす。

題しお:人間に必芁な食物成分ずは䜕か

すくなくずも私が子䟛のころは家庭科の授業でカロリヌ源蛋癜質、
脂肪、炭氎化物の話を聞きたした。䞀次的には、これが人間に必芁な食物成
分です。

もう少し高玚になるず、塩分を代衚ずするミネラルやビタミンが人間に必芁だ
ずいう話がありたす。これも人間に必芁な食物成分でしょう。

料理の䞖界になるず、か぀おず昆垃のだしずか、ブむペンずか、銙蟛料を䜿い
たす。これも、広い意味で人間に必芁な食物成分ずいえるでしょう。

カロリヌ源は、毎日盞圓量を摂取しなければ䜓が倉調をきたしたす。ビタ
ミン、ミネラルの䞭には、ごく少量を時々摂取すれば良いものもありたすが、
長期間摂取しなかった堎合、やはり䜓に倉調を来たしたす。

だしや銙蟛料は、無いず食事が味気なくなりたす。堎合によっおは、だしや
銙蟛料の䞍足によっお、䜓調が悪くなるこずがありたす(食欲が進たない、食
材が倉質する)。

これを、「人間が乗った自転車が走るのに必芁なものはなにか」
ず、「ゞャむロ効果」に圓おはめおみたしょう。

たず、䜎速の堎合、「ゞャむロ効果」は、だしや銙蟛料の圹目しか果たしおい
ない、ずいうこずでは皆さん了解されたず思いたす。ゞャむロ効果があっおも
無くおも、人間は同じように䜎速で自転車を操れたす。自転車の緎習をする前
に、無人の自転車が倒れずに走るのを芋せられ、感銘を受けお自信が぀いたひ
ずも数倚くいるず思いたす。これはたさにだしや銙蟛料ずいうより盛り付け
の効果です。

高速の堎合、「ゞャむロ効果」がカロリヌ源の圹目を果たしおいるず考えおい
る方はいたすか ぀たり、

・ゞャむロ効果が無くなるず自転車を高速運行できなくなる。
・ゞャむロ効果があれば、路面ずの摩擊が無くおも、人の乗った自転車は
あたり苊劎せずに盎進続ける。
・ゞャむロ効果が無くなるずカヌブを曲がれなくなる。

ずいうような䞻匵をしたい方はいらっしゃいたすか
もしいたら、蚌拠を提出しおください。こんな人はいないず「垌望」したす。
぀いでに、アむススケヌトが転ばない理由に぀いおも説明しおください:-)

なお、v-luxe さんが<35F144BC...@mx6.nisiq.net>その他で玹介されお
いる、 氷䞊での安定性の回埩は、「前茪がグリップしおいれば」ずいう条件
がありたすので、トレヌル効果が働き、この条件には圓おはたりたせん
(v-luxe さんがゞャむロ効果カロリヌ源説を䞻匵しおいるずいっおいるわけで
はありたせん)。

次に、「ゞャむロ効果」が高速でビタミンやミネラルの圹目をしおいる。䟋え
ば、ゞャむロ効果があるために、

・カヌブの安定性が向䞊する。
・倒れそうだったのが倒れなかった。

ずいうふうな考え方があるず思いたす。この考え方は耇数の人が衚明しおいた
す。これを「ゞャむロ効果ミネラル説」ずしたす(ビタミンずするず、垞に摂
取しなければいけないずいうニュアンスがでたすのでミネラルずしたす)。珟
段階では、この説を積極的に吊定する蚌拠はありたせん。この説を支持するず
思われる蚌拠もいく぀か玹介されおいたす。

最埌に、いたのずころ私が信じおいる、「ゞャむロ効果か぀おだし説」があり
たす。この説は次のようにたずめるこずができたす。人間が乗った高速の自転
車においお、

・ゞャむロ効果を感じるこずができる。
・ゞャむロ効果があるず、安定しおいるような印象を䞎える。
・ゞャむロ効果が無くなるず䞍安に感じる。
・慣れによっお、ゞャむロ効果が無い堎合でも、ある堎合ず同様に
走るこずができる。

ずいったものです。人の乗った自転車は、人間ず最小限の機械系が組み合わさっ
おいるため、機械系のほんの少しの倉化でも、人間が感じ取るこずがあるずいわ
れおいたす。䟋えば、

・10気圧近いタむダの空気圧が 0.2 気圧倉わっただけで操瞊性に
倉化を感じる。
・人間自転車の重量が70kg を超えおいるのに、郚品を2300 g
軜くしただけで、走りが軜くなる。

ずいうような䞻匵をしばしば聞くこずができたす。これらの䞻匵のうちある郚
分は心理的なものでしょうが、実際に人間が感じるこずのできる違いもあるの
でしょう。か぀おだし説ずは、ゞャむロ効果がこのような埮劙な違いを生んで
いるずいう仮説です。

か぀おだし説を吊定する蚌拠はありたせん。「ミネラル説」の蚌拠ずしお提
出された珟象も、他の解釈が可胜であり、決定的なものではありたせん。


--
鈎朚@MTB通勀者(今日は降氎確率が高いのでパス)

# 問題は、「ゞャむロ効果ミネラル説」を䞻匵される方の蚘事が、私には
# 「ゞャむロ効果カロリヌ源説」に芋えおしたうこずがあるずいうこずです。

suzuki takahiko

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

In article <35F19434...@t.kanazawa-u.ac.jp> Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp> writes:

>> 回っおいる「コマ」が倒れないのが「ゞャむロ効果」である事は、もちろん
>> ご存じだず思いたすが、コマの心棒の先を鋭くするず、傟いおいた「コマ」が
>> 起きあがっおきたす。

これは正しくないはずです。「コマの心棒の先を䞞くすれば」の間違いではな
いですか

・曲独楜は心棒が尖っおおり、傟けるず歳差運動を行ないたす。
・ドングリで䜜ったコマは先が䞞いので傟いたたた回すず立ち䞊がりたす。

図曞通から借りおきた力孊の教科曞1)にもそうありたす。

さらに、自転車に眮いお、ゞャむロ効果で倒れたものが立ち䞊がるずいう説は
聞いたこずがありたせん。

# モノレヌルや船においお、ゞャむロを「利甚しお」倒れたものを立ちあげる
# ずいう話しは䞊の教科曞にもありたすが、付加的な蚭備が必芁です。

1) 東京倧孊基瀎工孊 力孊 東京倧孊応甚物理孊教宀線
--
鈎朚@MTB通勀者


Hideki Kato

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
加藀ず申したすちょっずだけ気になるこずがあるので

suzuki takahiko wrote:

> 2. 倒れない人もいる(track stand)
>
> 前項で述べた、「止たっおいる自転車は倒れる」に矛盟するようですが、自転
> 車のトラック競技で、わざず盞手を先行させるため埌ろから぀いおいったほ
> うが空気抵抗が少なくお有利、トラック䞊で自転車に乗ったたた静止する技
> 術(スタンディングスティヌルたたは track stand )が良く䜿われたす。
>
> track standは、ある皋床のバランス感芚があればだれでも習埗できる技術で
> す(鈎朚泚:私はできたせん:-P)。たた、トラック甚でない通垞の自転車を䜿っ
> おtrack stand をするこずも可胜です(鈎朚泚: 説明ははぶきたすが、ここで
> 問題ずなるトラック甚の自転車ず通垞の自転車ずの違いは、ペダルを逆転させ
> おバックできるかどうかです)。

オヌトバむにも stand stil ずいう技はありたすもちろんペダルはありたせん
Trial ず呌ばれる競技のプロは分以䞊実際にはいくらでも静止しおいる
こずができたす

> 以䞊の議論が正しいならば、この、track stand の緎習法は、「(トレヌル効
> 果ずいう)暪方向の力を思うように発生できれば、停止しおいる自転車は倒れ
> ない」こずの、䞀぀の蚌拠になるでしょう。

ですからこの結論には疑問がありたす

䜕故倒れないかに぀いおは前茪を甚いたフィヌドバックによるず思いたすが


v-luxe

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
どうも䞭高幎組が「ゞャむロ」にこだわっおおり

私のような䞭幎は零戊やロッキヌド戊闘機のゞェット゚ンゞン
のゞャむロ効果の話をさんざん楜しんで来たした。小䞭高倧孊生の頃に。
だからゞャむロ効果がいかなる物かは理解しおおりたすし、それでも
正確を蚘するために図曞通で再確認をしおから発蚀しおおりたす。

ゞャむロ効果で人の乗った自転車が自立する可胜性に執着しおいるわけ
では無く、ゞャむロ効果を正しく認識しお頂きたくおゞャむロ関連ずわたしが
理解しおいる事を投皿しおきたのです。

ずころで山田さん、私し、五匏戊ももピペレミルスキも芋お来たした、
その手の話がどこかで出来るず楜しいかなず思っおいたす


> # 結論を出すこずには意味がありたす。

結論を出す事に意味が有るのは圓然のこずですが、 圓然の事ですが
わたしのように幎も自転車にのっおいるず第次サむクリングブヌム
の頃に、圓時東倧の教授だった鳥山氏の出された研究論文を知っおいる
のですよ。 ブルヌバックスの「自転車の科孊」のこずでは無いです
それ故日本の自転車工業が䞖界に認められたのです。
手䜜り工房の自転車もそれたでの詊行錯誀から科孊的根拠に基づく蚭蚈
に進んだのです。

フレヌムを蚭蚈する技術者の方たちは理由を良くご存知です。
でも鳥山氏の研究を皆さんず再䜓隓するのは意味の有る事だず考えたので
私だっお鳥山氏の研究を完党に自分の物にしおいる蚳では無いですから
結論が出おいるこずを明瀺しなかったのです。 ごめんなさい。
床それずなく発蚀したのですがお気づきになられなかったようです

土曜日に行った自転車店でこの䞀連の話をしたしたら「その人たちは自転車
に乗らないで議論しおいるのじゃないのか」ず蚀われ吊定したすず、「ニフティ
のでもこの皮の議論があるけず毎回蚎論のメンバヌが䞀新されお
いお過去の知識が残っおいない」ず指摘されたした。
居合わせたお客さんからは「週䞀䜍で芋おいるけど、他のだず眵り合い
になるのに実におずなしいね、みんな玳士なんだね」ずお耒め の蚀葉たで
頂戎したのですよ。もっずもその埌に「あれもこれも議論の察象になっお無
いね、君はどうしお提案しないの」ずやられたしたけどね。

それがドりシタッテ 私はうれしいのですよ、皆でああだこうだず蚀い合い
ながら、なぜ自転車に乗るこずができるのかを考えるのが、
投皿が次第に理由に近づいお行くのが、未だ気づいおおられない事に䜕時
気が぀かれるか、我が嚘の成長を芋おいるようで楜しいのです。

あヌあ曞いちゃった、「ゞャむロの亡霊」発蚀以埌毎日曞こうか曞くたいか
悩んでいたのですが、皆さんごめんなさい。



サンツアヌの党おは続けたす、続けおも宜しいですよね。

Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
 です。
鈎朚さん、こんにちは。

鈎朚さんが瀺された 「考え方、捕らえ方」 の分類、
ずおも分かり易いですね。

スケヌトのコメントが少しありたしたので、
私にずっお有り難いスケヌト靎に぀いお少し 

恐らく、真っ先に発明されたスケヌト靎ぱッゞにアヌルは぀いおなかったろうず
想像しおいたす。
では、人間はそれを履いお走行できなかったかず蚀えば、決しおそんな事は
無いず思いたす。

でも私には、そのような靎よりもアむスホッケヌの靎の方が有り難いのです。

そしお、自転車の堎合、必ずしもゞャむロ効果が無くおも傟いた方向ぞ
ある皋床の向きを瀺す構造を持たせる事は出来るず思いたす。
䜆し、䞀茪では無理ず考えおいたすが。

䟋えば、スノヌスクヌトのような操舵の機構を䜜るずしたら、
前のフォヌクに、「 盎列の䜍眮にある぀の車茪を持ち、前偎の車茪には
ほんの少しだけ向き倉えられる仕組みを䞎えた構造を持぀キャスタヌ」
たたは「 䞊列の䜍眮にある぀の車茪を持ち、スケヌトボヌドず同じような構造を
持たせた、又はボヌルゞョむントを介しお軞 フォヌク に取り付けたキャスタヌ」
を䜿えば良い筈です。巊に傟けば巊を向き、必芁な向きを瀺す筈です。
車䜓を起こせば前を向かせる事も出来たす。

この様な構造であれば、ゞャむロ効果が無くおも、幟らか乗り易いものず思われたす。
ですが、盎進付近ぞ戻った時にかえっお䞍安定な動きをするようにも思われ、
片手での操䜜は難しいず考えおいたす。
 実際のずころ、制䜜しおみなければ断蚀は出来たせん 
 スケヌトボヌドのキャスタヌはダンパヌの働きをするものが組み蟌たれおいたす 

䞍安定な䞀茪だけのキャスタヌずゞャむロ効果を甚いたもののほうが
より安定を埗易いものず思いたす。
 䞡手でがっちり操䜜しお、向きを決めるならゞャむロ効果は䞍芁ずは蚀えたすが 

ゞャむロ効果が生かせる䞍安定なキャスタヌを持぀自転車の堎合は、
旋回の埌に車䜓を起こせば車茪は軜く盎進方向ぞ埩垰したす。
この軜快な動きは、他のタむプの構造よりずっず良いものず思いたす。
䞍安定な芁玠を持぀人間の動きに察する反応も、より速く的確ではないでしょうか。

私の堎合は、
「 ゜バ屋さん、スシ屋さんが片手運転で乗っおいる時に、
䟋え路肩から猫が飛び出したずしおも、容易に旋回し、
䞔぀盎進に埩垰するこずが出来る自転車 」であり、
「 お幎寄りでも楜に乗れる自転車 」である事に魅力を感じたすし、
それが、珟代の日垞の䞭にある「 自転車 」だず考えおいるのです。
そしお、「 その自転車にはゞャむロ効果が必芁なものである 」 ず今は考えおいたす。

ミネラルでも私の解釈においおは「 必芁 」が加わりたす。

ただ本来は、乗り物ずしお車茪を付けたらオマケで付いおきたものですし、
自転車を高床なスポヌツず捕らえ、「 バランス感芚 」、「操䜜時にブレない腕力 」
を備えた人が乗るものず考える堎合は「 無くおもよい 」ず蚀う事も出来たす。


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
 様、皆様、こんにちは。

実は、無人に぀いお考えた埌、有人の堎合に移りたしお、

「 お爺さんの自転車の乗り方 」ず「 䞡手攟しでの旋回 」を考え、実践し぀぀、
䞡足の回転を気にしおいるのです。
慣性質量もかなり有り、ゞャむロにもなり埗るし、振り子にもなり埗るし 

元々はお爺さんの「 究極の乗り方 」 がきっかけでした。
そしお、実践では、足を回しおいないず䞡手攟しは困難です。

これを説明するのは面倒な事のようです。
でも、人が乗っおいる堎合には重芁な事のようには思えたす。

ここらでひず䌑みしお、
こっそり、じっくり考えたいず思っおいたす。

戊闘機 コンロッドやクランクの事を 䜕ずなく感じしおたした
でも、やっぱりこういうのは自分なりの順番で考えおこそですね。

Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

ご指摘ありがずうございたした

From article <6srbn2$ouh$1...@nn-tk002.ocn.ad.jp>
by "Y. Hata" <ha0...@olive.ocn.ne.jp>

>自転車の操舵装眮ずなるキャスタヌを䞍安定な系ずみなし、
>その制埡の助けずしおゞャむロ効果を考えおいるのです。

ゞャむロ効果はむしろ制埡察象の偎に属するのでは
ないかず考えおおりたしたなぜかずいいたすず
人間が盎接自由に加枛できないからです

>䟋えば、走行䞭のオヌトバむの前茪にはゞャむロ効果が働いおいる可胜性は
>党く無いのでしょうか

車茪や車䜓が重いオヌトバむの堎合にはすでに皆様が
お瀺しのようにゞャむロ効果が働らく堎合があるず思いたす
問題は自転車の堎合にそれが安定走行の芁因になっおいるか
どうかです䜓重ず車重の比などの条件が倧幅に異なっおいたす

>坂口さんのご指摘によれば 
>仮にオヌトバむの前茪にゞャむロ効果が働いおいたずしたら、
>オヌトバむは容易に制埡が出来ない乗り物ずみなされるようなのです。

おそらくハンドルが軜く切れるような仕組みが自転車より
工倫されおいるのではないでしょうかそれによっお
ゞャむロによる切りにくさをカバヌしおいるのでは

>実際の走行䞭のオヌトバむは、人間の片手 右手ず、
>䞊䜓の移動により傟きを䞎える等の操䜜によっお、>
>人間の求めた方向ぞ旋回する事が出来たすし、
>容易に切り返しお盎進ぞ戻す事も出来たす。

これはむしろ接地面から受ける力を車䜓を傟けたり
ハンドルの向きを埮劙に倉えたりするこずにより
倉えおいるのだず思いたす

自転車でもたずえば車䜓が傟けばハンドルの向きが埮劙に
動き皆様が議論されおいるような各皮の効果によっお
手攟し運転が可胜ではないのでしょうかこれは
ゞャむロ効果ずは盎接関係ないず思うのですが

>が、オヌトバむのように、効果があるず思われる堎合に぀いお少し 
> 傟きそうになっおいるだけでは、
>埌茪のゞャむロ効果は盎立の安定にしか効果は無い筈ですが 

バむクの堎合はあるず思いたす車茪の慣性モヌメントが
自転車ずは党然違いたすから

>ず、私は考えおいるのですが、
>倉に思われる堎合は党お無芖しお䞋さい。

コメントありがずうございたした
---
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　坂口

Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to
 さた、ごめんなさい。

私がアホでした。

「 プロペラのもたらす捻りを、クランクの逆回転でキャンセルする 」
この仕事に぀いおおっしゃりたかったのかも知れたせん。

「 捻りの効果をもっず研究しろ 」ず蚀う事のような 
ずころで、クランクを逆回転させるず䞍安定な印象が圚るのは、
このキャンセルず同じ事なのでしょうか


それから、山田さんぞ 

ゞャむロ効果は、やはり車䜓を起こす働きをしおいたす。
これは埌茪のゞャむロ効果によるものである事が解りたした。

旋回に入るず埌茪は傟きたす。
埌茪は傟いた状態で向きを倉える事ずなりたす。
傟いた埌茪であるゞャむロは向きを倉えられた事により立ち䞊がりたす。
この力が車䜓を起こすものでした。

オヌトバむの埌茪に぀いお考えおいお理解出来たした。
䜎速時や、停止時、わざず車䜓を倒しお埌茪をスピンさせるず
埌茪は流れお向きを倉えたす。
向きを倉えながら埌茪は盎立ぞ起こす力をフレヌムに加えたす。
この力で車䜓は立ち䞊がりたす。

スラロヌムで、アクセルを開けるず車䜓が起きるのは、
むンに切っお立お盎したず蚀うよりも、この働きの方が倧きいかも知れたせん。

自転車の堎合もある皋床の速床か、車茪の重量が圚れば、
この力は珟われる筈です。

山田さんの説はずっず匕っ掛かっおいたのですが、
やっず解明出来たした。

今たで吊定したり、肯定したり、たた吊定したりですみたせんでした。
やっず肯定出来る理由が芋぀かりたした。

぀たり、前茪のゞャむロ効果は重芁ですが、ある皋床の速床がある堎合では、
埌茪のゞャむロ効果も重芁になっお来るず蚀う事のようです。

オヌトバむの堎合は前埌察等に重芁な働きを持っおいるようです。
埌茪もむンに入れる働きをし、䞔぀、䞀旊旋回に入るず車䜓を立お盎す、
埌茪もステアリング操䜜を行っおいるず蚀えそうです。

Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp


Y. Hata

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

 です。

Y. Hata wrote in message
>

>「 プロペラのもたらす捻りを、クランクの逆回転でキャンセルする 」
>この仕事に぀いおおっしゃりたかったのかも知れたせん。
>
>ずころで、クランクを逆回転させるず䞍安定な印象が圚るのは、
>このキャンセルず同じ事なのでしょうか

䞊のクランクぱンゞンのクランクの事、䞋は自転車のクランクの事です。
考えおみたら、自転車のクランクは車軞から遠くおキャンセルになりたせんね。
単に人間の挙動が䞍安定になるからのようです。

でも人間の䞡足のゞャむロ効果を加味できるなら、
前茪、埌茪、右足、巊足ずかなりの効果が有りそうです。

今床は足を速く回しながら、旋回䞭のゞャむロ効果による匕き起こしの
実隓をしおみたいものです。


Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

From article <35F144BC...@mx6.nisiq.net>
by v-luxe <v-l...@mx6.nisiq.net>

>滑りやすい路面では走りにくいですが前茪さえグリップしおいれば
>なんずかなりたす。
>長野垂で冬自転車通勀をせざるを埗ないはめになりアむスバヌン
>の䞊をランドナヌで通勀したしお、その時䞊䜓だけでバランスを取れば
>転倒はかなり防げたした。ず蚀うより転倒せずに枈みたした。

こういう摩擊力の働きにくい条件ではふだん䜿わないような
テクニックを䜿うのだず思いたす私の䜏んでいる犏井垂でも
融雪装眮の氎が凍っおさらに自動車のスタッドレスタむダが
それに磚きをかけお(^^)鏡の面のようになっおいる路面を
地元の慣れおいる人の䞭には平気で自転車に乗っおいる人もいたす
孊生時代に積雪路面を走った経隓があったので同じようなもの
だろうずタカをくくっおうっかり真䌌をしおみたずころ
簡単に転倒したしたこちらに䜏んでもう幎ほど経ちたすが
ただマスタヌできたせんそれどころか歩行䞭に転んだこずが
数回ありたす(^^;;;

で今の話題は普通の自転車の走行における「なぜ立っお
いられるか」の話ですのでそういう特殊な状況の䟋は
ちょっず別な話題ではないかず思いたす

>ハンドルをこじるず必ず転倒したした。
>これを人間ず車䜓別個ず解釈するず僕は猫だ。

積雪の堎合の経隓からいうずブレヌキずハンドルさえ
無理に動かさなければめったに転倒するこずはありたせんでした

>それず、スタヌトの時静止状態からでは動けないほどアむスバヌンが
>぀る぀るのずころでは埌茪を空転させおやるず車䜓が安定したしたので
>正しくゞャむロ効果でした

ええこういう「極限状況」で初めお問題になっおくるくらい
匱い効果ではないでしょうか

>自転車に跚っおサドルを手で持ち䞊げ片足でクランクを急回転させ
>埌茪を回しおサドルから手をハンドルに戻すず同時に発進するず埌茪
>は氷の䞊で空転しおいる、ほっずくず秒以内の停止するきれいに
>動きだしたした。

たぶんこれはゞャむロ効果の他にある皋床自転車が進み始めた
ずきグリップのタむミングが぀かみやすくなるからだず思いたす
回転が非垞に遅いずきはペダルにかける力のモヌメントを䞀定に
保぀のは難しくこれが埌茪の回転速床ムラの原因になりたす
ペダルの回転が速くなるに぀れおムラがなくなっおきたす
ですからなるべく䜎いギアでようするにペダルがよく回っおいる
状態で発進するのが有利だず思いたす自動車でもサヌドギアで
発進したりしたすねあれも単にトルクを匱くするだけでなく
アクセルの螏みムラの圱響をなるべく小さくする工倫だず思いたす
---
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　坂口


Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

From article <35F1A7B6...@t.kanazawa-u.ac.jp>
by Minoru Yamada <mya...@t.kanazawa-u.ac.jp>

>「䞍安定な系」に぀いおですが、運動系の自由床が完党に盎亀化しおいる堎合、あるいは、
>適圓な線圢倉換により察角化できる運動系ず考えお良いのでしょうか。そうでないずするず
>どの様な系でしょうか。

盎亀どうこうではなく独立であるかないかです䜕らかの拘束条件が
あっお独立には取れないような自由床は数えたせん

>これに察し、制埡する偎の自由床は完党に盎亀化できるのでしょうか。自転車操䜜における
>人間の自由床は、䞊蚘の぀に盎亀化できおいるずは思いたせん。䟋えば、䜓を傟けるこず
>なく暪に䞊進移動出来るでしょうか。瞊方向に䞊進移動する堎合は、ペダルから足を離すの
>でしょうか。ハンドルは握ったたたでよいのでしょうか。　私には、自由床皋床しか䜿え
>たせん。

自転車に察する重心の䞊進移動は自由にできたすからたず自由床ありたす
䜆しサドルから腰を浮かしおいる堎合の話です次に䜓をねじったり
ひざを出したり腰を折り曲げたり頭をかしげたりするこずで自転車の重心に
察する力のモヌメントを自由に倉えられたすからこれにも自由床ありたす
さらに腕を動かしお右手ず巊手の盞察䜍眮を自由に動かせたすから
もう自由床ありたすもちろん肩を動かすず最埌の自由床以倖に
力のモヌメントの自由床も倉わっおしたいたすがうたくキャンセルする
ように頭や䞋半身をねじったりするこずは数孊的には可胜です

人間には倚くの関節がありもっず自由床があるのですが自転車を
制埡するずき䜿える独立な自由床はこの぀だず思いたすもっずも
ブレヌキやペダル回転たで入れるず自由床かな

>重ねお蚊ねたすが、制埡する偎の自由床が䜎い堎合でも、貎殿の䞀般論は適甚出来るのでし
>ょうか。

たずえば制埡できない自由床がある堎合にはもちろん制埡できたせん
制埡察象の状態の匵る空間をすべお制埡䞻䜓の制埡量の匵る空間が
芆えるずきに限りたすこのあたりは制埡理論の教科曞に茉っおいるず
思いたす

>たた、人間が自由床を完党に制埡でき、貎殿の䞀般論が適甚できるずしたら、それは我々
>が想定しおいる「自転車」ではなく、党く別の乗り物になるず思いたす。我々は、䌝統的な
>「自転車」に぀いお論じおいるのであり、貎殿の䞀般論に適した、乗り物では無いように思
>いたす。

人間が操瞊する乗り物ずいうのはすべお物理系ずしおより制埡系ずしお
考えるほうがうたく理解できたす自転車もその䟋になっおいたす
たた乗り物がなくおも人間の歩行なんかも制埡系の兞型䟋です

ゞャむロ効果などが説明に出され流垃されやすいのは物理の知識
぀たり察象偎の性質だけで説明ができるからだず思いたす
しかしながら実際にはそれだけでうたく説明できない面もあっお
もしそうでなければ小さな子䟛やロボットが自転車の運転を
芚えるのに苊劎したりしないのではないでしょうか

>「゚ネルギヌの最小解」ですが、䞻匵されおいるのは、解析力孊での「最小䜜甚の法則」、
>「倉分原理」「ハミルトンの原理」などに起因しおいる法則ですね。ここで、貎殿の指摘す
>る「゚ネルギヌ」ずは䜕の゚ネルギヌでしょうか。制埡察象の゚ネルギヌ、制埡する偎の゚
>ネルギヌ、電源、熱、などの党゚ネルギヌを求めるず、制埡しようがどんな運動をしよう
>が、党゚ネルギヌは䞀定です。熱力孊第法則の゚ネルギヌ保存則です。運動の方向を定め
>るのは、ラグランゞュアンや゚ントロビヌなどです。制埡工孊の堎合は、たず、制埡察象系
>ず制埡偎を分け、制埡察象内での○○゚ネルギヌか消費゚ネルギヌを論じおいるのではない
>かず思っおたす。

ええずこれも制埡理論の教科曞に茉っおいるず思いたすが
評䟡関数は正確には぀の項からなり

制埡察象状態の目的倀実際の制埡察象の状態の次圢匏

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　制埡量の次圢匏

の圢をしおいたす第項の「制埡量の次圢匏」ずいうのが
制埡のために必芁な぀たり制埡䞻䜓が消費する゚ネルギヌに
なりたすこれは実際に消費する燃料ずか電力ずか䜓力ずかに
盞圓するものであっお制埡察象のも぀運動゚ネルギヌのこずでは
ありたせんなお第項は制埡誀差のペナルティ項です

自転車の堎合はこの評䟡関数は簡単にいうず

もっおいきたい姿勢ず実際の姿勢のずれの乗の定数倍

　　　　　　　　　　　　　　　　　乗っおいる人が消耗する䜓力

みたいな量になりたすですから

>我々が泚目しおいる「自転車」の堎合、貎殿の蚀われる「゚ネルギヌ」ずはどの様なものな
>のでしょうか。私が述べた「゚ネルギヌ」は、自転車や自動車の走行に぀かう消費゚ネルギ
>ヌです。

たさに第項はそのずおりです人が消耗する゚ネルギヌです

なお解析力孊ず制埡理論は数孊的にはきれいなアナロゞヌがありたすが
最適制埡ず最小䜜甚の原理ずは物理的な意味では盎接関係ありたせん
---
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　坂口

Fuminori Sakaguchi

unread,
Sep 6, 1998, 3:00:00 AM9/6/98
to

床々お隒がせしおいる坂口です

皆様の議論がをきちんず理解できおいなくおちょっず
誀解しおいた郚分がありたした点をお詫びいたしたす

前茪のゞャむロ効果に぀いおですが車䜓が傟いおいるずき
傟いた方向にハンドルが向く状況では車䜓を起こす力に
原理的にはなり埗るずいうのはおしゃる通りです

自転車からみた盞察角床ではなく地面に固定した座暙から
芋ればカヌブに差し掛かるずころだけでなくカヌブから
盎線に戻るずきにもなお車茪の回転軞は車䜓が曲がっおいく
方向に回り続けおいるこずになりたすからこの回転軞が
回る方向ず盎角に車茪の䞋郚をカヌブの内偎ぞ䞊郚を倖偎ぞ
動かすような力がただ続いおいたす

うっかり自転車に固定した座暙で考えおいたのでハンドルを
戻すずきには逆の効果が働き結局単に角床を倉えにくくする
だけの効果だず勘違いしおおりたした

もちろんゞャむロによるこの効果以倖に接地面から受ける
　摩擊力の巊右成分ずいうすでに皆様がご指摘の効果が
　倧きいのではないかず思いたす

どうも倱瀌いたしたした
---
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　坂口

v-luxe

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to
たたたた乗っお来たした「ロデオ」、スラロヌムが出来るようになりたした。

ハンドルを右に切るずフレヌムは巊に倒れたす。頭で刀っおも䜓が぀いお
いかない

小孊校高孊幎の子䟛なら盎ぐに慣れるのでしょうがいいかげん歳くった
䌯父さんたちは・・・。
巎投げをくらった人も居たしたですよ。 手匷いロデオです。

> 「 十字野郎 」 は十字フレヌム  チェヌンステヌ付きフレヌム 
> にカケおたす
>

その手が有ったか ず驚いおいたす。

私は担圓デザむナヌのゞョルゞョ ゞュッゞャロ ゞュヌゞアヌロ氏の
事を今は廃刊ずなった自動車の月刊誌「モヌタヌファン」の”毒舌評論
究極の゚ンゞンを求めお”の著者 兌坂氏が蚘事䞭で呌ばれたのを
借甚したのです。
圓時たたたたアむスクリヌム関係の仕事をしおおりたしお「十字野郎」
のデザむンしたショヌケヌスのプレれンテヌションにヘルプずしお出垭
し、むタリア人のマネヌゞャヌず通蚳を介しお話をしながら癜板にデザ
むナヌ名「十字野郎」ず曞いたずころおおうけにりケタので未だに
ギャグずしお䜿わせお頂いお居るのです。
぀ た ら な い 話 で 倱瀌 したした。


> 䜙談になりたすが、私がデザむナヌに぀いお思う事 

なるほど、玍埗したした。




Y. Hata

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to
 です。

Y. Hata wrote in message
>

>>ずころで、クランクを逆回転させるず䞍安定な印象が圚るのは、
>>このキャンセルず同じ事なのでしょうか
>
>䞊のクランクぱンゞンのクランクの事、䞋は自転車のクランクの事です。
>考えおみたら、自転車のクランクは車軞から遠くおキャンセルになりたせんね。
>単に人間の挙動が䞍安定になるからのようです。

↑ 幟らかキャンセル出来そうですね。

私は文系ですので、詳しい事は山田さんに 

ずころで、䞉菱自動車の゚ンゞンのサむレントシャフトっおこんなんでしたっけ

Minoru Yamada

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to
v-luxe さん 皆さん 　山田です。　

> どうも䞭高幎組が「ゞャむロ」にこだわっおおり
>
> ゞャむロ効果で人の乗った自転車が自立する可胜性に執着しおいるわけ
> では無く、ゞャむロ効果を正しく認識しお頂きたくおゞャむロ関連ずわたしが
> 理解しおいる事を投皿しおきたのです。

　回転䜓には必ず「ゞャむロ効果」が存圚する蚳で、その評䟡をしおおかない
　ずいけたせんよね。

> ずころで山田さん、私し、五匏戊ももピペレミルスキも芋お来たした、
>
> その手の話がどこかで出来るず楜しいかなず思っおいたす

　お詳しそうですね。私は「零戊」ず「隌」の名ぐらいしか知りたせんが。
　倖囜の博物通には、結構、本物が残っおいるのでしょうね。

> それ故日本の自転車工業が䞖界に認められたのです。
> 手䜜り工房の自転車もそれたでの詊行錯誀から科孊的根拠に基づく蚭蚈
> に進んだのです。

　そのハズですよね。

> 居合わせたお客さんからは「週䞀䜍で芋おいるけど、他のだず眵り合い
>　になるのに実におずなしいね、みんな玳士なんだね」ずお耒め

　私も、このが玳士的な雰囲気で進められおきたのが倧倉奜きなのですが、
　最近ちょっず恐いですね。

このは、実際に自転車に乗っおいる人の䜓隓に基づいお、議論を進める事
に意矩があるので、先頭を亀代しながらみんなで走っお行くような雰囲気を倧
事にしたいですね。

自転車に乗っおいるず、すれ違う時は、挚拶をしたすよね。私も、これたで
　ヶ囜を走りたしたが、どこでも自転車仲間は同じでした。

> 私はうれしいのですよ、皆でああだこうだず蚀い合い
> ながら、なぜ自転車に乗るこずができるのかを考えるのが、
> 投皿が次第に理由に近づいお行くのが、未だ気づいおおられない事に䜕時
> 気が぀かれるか、我が嚘の成長を芋おいるようで楜しいのです。

やっぱり、v-luxeさんは恐い人だ。　私の考え方は倧䞈倫かな

> サンツアヌの党おは続けたす、続けおも宜しいですよね。

お願いしたす。

☆さお、私は「ゞャむロ効果」の倧きさを気にしおいるのですが、昚日求めた
　した
　　　　 × '　　　 　　　　　　　　(3)
　条件匏や、その前に提出したした匏から気が付いたこずがありたす。それは

　1)「埌茪ゞャむロ効果」による安定性が、「人間自転車」の「重心䜍眮」
　　　のブレ速床ずの比范になっおいる。
　2)「前茪ゞャむロ効果」の効甚が、「人間自転車」の「重心䜍眮」の移動
　　　で制埡できる。
　3) これらの䜜甚の係数は車茪の慣性モヌメント重さず半埄、「人間
　　　自転車」の慣性モヌメント重さず重心の高さで定たっおいる。

　ずいう特城です。

　そしお次に、この「ゞャむロ効果が小さかったらどうなるか」「倧き過ぎたら
　どうなるか」を考察しお行きたいず思いたす。

　a)ゞャむロ効果が無くおも、自転車は走行できる。　
　b)ゞャむロ効果が倧きければ、「埌茪ゞャむロ効果」が安定化に圹立぀。
　c)ゞャむロ効果が倧きければ、「前茪ゞャむロ効果」がハンドリングに圹立぀。

　ここたでが、これたでの議論ですよね。　では「倧きすぎたらどうなるか」
　
　d)倧きすぎたら、ハンドリングが困難になる。
　
　ずは蚀えないでしょうか。

　自転車ではなくオヌトバむの堎合を考えおみたす。「人間オヌドバむ」の「重
　さ」ず、「重心の䜍眮」が殆どオヌドバむだけで定たりたす。したがっお、人間
　がブレおも党䜓ずしおのブレは小さく安定化しやすい蚳です。ずころが、人間の
　圱響が小さいので、「重心の移動」があたり出来ず、「ハンドルが切れなくなっ
　おしたう」ように思いたす。
　
　私は、オヌトバむには乗っおおりたせんので、実䜓隓がないのですが、モトクロス

　甚のバむクは車茪の口埄が倧きいのに察し、普通のオヌトバむは車茪の口埄があ
　たり倧きくないのが䞍思議でした。「ゞャむロ効果を効かす為、もっず倧きくすれ

　ば良いのに」ず思っおたした。

　今回の蚈算で気が付いたのですが、普通のオヌトバむは高速走行甚なのでゞャむロ

　効果が効き過ぎる䜍倧きいのですね。そこで車茪の口埄を小さめにし、慣性モヌメ

　ントを小さくするず同時に、オヌトバむ自身の重心䜍眮を䞋げ、人間の重心移動で

　「人間オヌトバむ」の重心が適床に倉化出来るようにしおいるのですね。
　
　これに察し、モトクロスバむクの゚ンゞン䜍眮は高いですよね。モトクロスバむク

　ぱンゞンも䞀緒に振っお重心を動かすのでしょうか。

　
　

　

Minoru YAMADA

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to


さん　　　　　　　山田です。

むダヌ、この土日の投皿の数、すごいですね。私は、職堎ず自宅で同じでネットワ
ヌクを䜿っおおり、最近はこのに釘付けです。　本職もなんずか぀ないでおりたす
が。

ちょっずさんが、悩み過ぎに思えるので、声をかけおたす。

> 私は文系ですので、

結構、機械にお詳しいので工孊郚かず思っおたした。「文系」ずの事なのでちょっず
コメントを。「釈迊に説法」でしたらお蚱し䞋さい。　

議論や論理の進め方には皮々の方法がありたすが、倚くの堎合「分類」から入りたすよ
ね。今回の堎合は、「䜕故自転車に乗るこずができるか」ずいう課題぀いお、その芁
玠を挙げたわけです。この皮の分類孊的アプロヌチの堎合、気を付けないず自爆したす
。

どういうこずか蚀うず䟋えば、Takeuchiさん埡指摘の

> 「埌茪のゞャむロ効果」
> 「前茪のゞャむロ効果」
> 「人間がする舵の操䜜」
> 「前茪の仕組みず構造」

が適切だず思われるので、これを基本にしたす。そしお、この分類に、自分がこれたで
理解しおいた珟象を圓おはめたす。幟぀かはそのたたあおたはりたすが、そうでない事
象が生たれたす。それらの䞭には、

a)この因子にあおはたらないず思われる堎合
b)因子が耇合しおいるず思われる堎合
c)因子自身がさらに分解できるず思われる堎合　

etc. です。

今回は、a)はあたり無かったず思いたすが、b)ずc)に぀いおHataさんが、悩たれおいた
ように感じたした。幟぀かの埡発蚀はこの範疇ではなかったでしょうか。
b)の事が匷い堎合には、因子を枛らすずか区分し盎す必芁が出たす。c)の䟋が倚い堎合
には、分解しお因子を増やしおも良いず思いたす。今回はb)に぀いおHataさんは䞀時、
玍埗され、c)の事䟋を䞻匵したので、Takeuchiさんが新たに

>「埌茪ゞャむロ効果」によっお盎立方向に珟状を保持する、盎立䜜甚。
>「前茪ゞャむロ効果」によっお傟く方向に前茪を向けさす、回転䜜甚。
>「前茪の手動舵取り」によっお任意方向にハンドルを切る、匷制操舵。
>「前茪トレヌル効果」によっお進行方向に前茪を向けさす、盎進䜜甚。
>「前茪キャスタ効果」によっお操舵方向に回転力を加える、回転付加。

を提瀺されたした。Takeuchiさんには申し蚳ないのですが、私は、最初のご提案で良か
ったず思っおいたす。䜆し「静的安定性」「動的安定性」の蚀葉を衚からは倖させおい
ただきたしたが。Takeuchiさん　すみたせん。それは、最初のご提案の方が「分類ず
しおバランスが取れおいる」ず思ったからです。むしろ、「をたずめおはいけない
の
かな」ずも思いたした。しかし、倚くの人は。をあたり評䟡しおいないので発蚀を
控えたした。

分類を行った堎合、a)b)c)の事䟋が残りたす。そこで、分類方法を再怜蚎し、再床分類
したす。しかし、かならずa)b)c)の芁玠は残りたす。そこで、たたたた分類を倉えたす
。
これを続けお行くず、氞遠に止たりたせん。この傟向を私は「自爆」ず蚀っおいるので
す。

䜜業の原点に戻り、最初の呜題に察し分類した因子の独自性ずバランスが倱われない所
で、止めお良いず思いたす。䟋倖がある事は、認めお良いず思いたす。曖昧さを残しお
良いず思うのです。

今回の䞀連の議論の䞭で、初期に私が「ゞャむロ効果以倖を過小評䟡した」発蚀を
行ったため、混乱が倧きくなった傟向もありたしたが、その䞭でTakeuchiさんの提案は
「さすが」ず感心したした。

Hataさんは、䞻因子ず補助的因子の定量的な比范ず、時間埮分や角速床などの抂念等に
苊慮されおいるようにお芋受けしたした。理系の堎合は方皋匏を䜜っお解くのが解決に
なりたす。もちろん実隓も必芁です。しかし、実隓結果の刀断でたたもめたすが。

蚈算結果に぀いおの物理的説明は出来るのですが、因果関係の比范の段階で、方皋匏抜
きでの定量的議論は困難です。感じられおいるように「「喧嘩」になるだけなのです。

v-luxeさんも述べられおいるように、このは玳士的に行きたいですね。自分の気づ
かない事を指摘され、理解する事に喜びを感じたいですね。　だから「趣味」です。

　


Minoru YAMADA

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to

山田です。

> >> 回っおいる「コマ」が倒れないのが「ゞャむロ効果」である事は、もちろん
> >> ご存じだず思いたすが、コマの心棒の先を鋭くするず、傟いおいた「コマ」が
> >> 起きあがっおきたす。
>
> これは正しくないはずです。「コマの心棒の先を䞞くすれば」の間違いではな
> いですか
>
> ・曲独楜は心棒が尖っおおり、傟けるず歳差運動を行ないたす。
> ・ドングリで䜜ったコマは先が䞞いので傟いたたた回すず立ち䞊がりたす。

埡指摘の通りです。間違えたした。最初は「䞞く鋭くする」ずいう意味で曞こうず
思ったのですが。　曲面圢状が倧きく関係するず思いたす。

> さらに、自転車に眮いお、ゞャむロ効果で倒れたものが立ち䞊がるずいう説は
> 聞いたこずがありたせん。

私も、「ゞャむロ効果で立ち䞊がる」ずは蚀っおおりたせん。「摩擊力」「遠心力」
などにより「小さい埩元力がある」可胜性を蚀っおいるのです。この力が他の力
より倧きいずは思っおおらず、この力だけで「埩元する」ずも蚀っおおりたせん。
しかし、自転車やオヌトバむのタむダ断面がこの力を生かすように蚭蚈されおいる
ず聞いおたす。私は、より走りやすいタむダを奜みたす。


Minoru YAMADA

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to

山田です。　䜕床も䜕床も出おきおすみたせん。

鈎朚さんからの埡指摘ず私の回答、あるいはHataさんの埡意芋を読み盎しおみお、
どうも私の意芋が誀解されおいるようなので、混乱しないようにもう䞀床曞きたす。

埌茪の話です。

「埌茪のゞャむロ効果」は、その傟きをそのたた維持しようずする性質のもので、垂盎
方向に戻す力はありたせん。盎立しおいる自転車の姿勢を維持しようずしたすが、傟い
たらそのたたです。私が算出したトルクはこの傟けようずする事ぞの抗力であり、
埩元力ではありたせん。

コマの話ですが、あれは回転軞が平面で床回転できるからであっお、車軞が固定
されおいる埌茪では、埩元力は出ないのです。鈎朚さんが曞かれたように、ゞャむロを
安定化に䜿ったモノレヌルなどでは、次元たたは次元方向に軞が回転できるので、
姿勢埩垰ができるのです。前茪は、ハンドル機構により車軞が回転でき、か぀トレヌル
やキャスタ角の助けを経お「埩元力」ぞ結び぀いたのです。埌茪はそのたたではダメで
す。

姿勢保持力ず埩元力ずが混乱されおおり、「埩元力がない事ゞャむロ効果が無い」
ずいう論旚になった傟向が芋られたすが、誀解のない埡理解を垌望したす。


ゞャむロの話が、片づいたず思い、新しい話題を提䟛したのですが、そこで、たた誀解
されおしたった様です。

埌茪の埩元力の話では、ゞャむロ効果は忘れお䞋さい。

埌茪が斜めになった堎合ず、垂盎の堎合では、路面ずの「摩擊力」ず「タむダの有効埄
」が異なるので、「これらの因子が小さいながらも埩元力を䞎えおいないだろうか。」
ずいう疑問です。埌茪の埩元力があるずしおも、それはゞャむロ効果ずは盎接関係ない
ず思いたす。蚀い切るほどの自信もないのですが。「摩擊力」による説明䟋ずしお
「コマ」の䟋を挙げたのですが、よけい誀解されたようです。

埩元力がどのようなメカニズムなのか、どの皋床の倧きさなのか、私には良くわからな
いのです。

自転車やオヌトバむの走行安定性が、タむダ衚面の圢状に䟝存しおいるのは事実のよう
ですが。


Y. Hata

unread,
Sep 7, 1998, 3:00:00 AM9/7/98
to
山田さん、こんにちは。
 です。

実のずころ、特に文系ずいう蚳でもないです。
もずデザむン屋、今は技術屋です。

ただ、デザむン屋あがりですので  仕事でも垞にそうなのですが 

昔の職人ず同じく、珟実の珟象から物理的に捕らえ埗る原理を掚理し、
いく぀かの実隓をしながら、自分の掚理に矛盟点がないかを探り、
矛盟が珟われたら、新たに掚理、再び実隓、
新しい知識が必芁に感じたら、やっずこ理論を勉匷し盎したり、高䟡な専門曞を
持るずいったやり方で倧抵の事を枈たせおたす。

日頃そんなやり方でいたすから、埡存知の様に、
フロントフォヌクの持぀特性ずゞャむロの特性は互いに䞻であり補助である事に
぀いお、異なる条件のもずで、各々の仕事を蚈る事が出来ないでいたす。
でも、「 かなりアテにしおいるな 」ずいう感じが匷いのですが 
このたたにしおおいおはダメですね。

脚の運動ず効果に぀いおも、回転する郚分ず埀埩する郚分の効果の分類ず掚量
も、今の私の知識では出来たせんから、これもじっくり調べなければ
なりたせんし。

ず、今はそのような状況なのですが、やはり叀颚な生産技術ず
関っおいるせいか、そんな事たで考えおしたいたす。

でも私は、掚理する事ず実隓をする事がずおも奜きなのです。
 出来るだけ自身で考え、最埌に文献を調べる性分なんです 
でも䞀人の感芚だけでは偏りも有り埗るし、矛盟に気付かない事もありたすから、
他の方にも考えお頂けそうな事はずにかく投皿しおみたした。

昚日は、私も さんの最初の分類が適切であった事を感じたした。
 再床  さんに申し蚳ないず思っお䜕凊かにコメントしたのですが 
现かくなるずかえっお矛盟も含たれおしたう事も圚り、惑わされる事もあるようです。
いく぀かの基本的な効果に限っお、それを確実に理解しおいる事の方が
惑いを生む事も無いず思われたした。

で、今は山田さんがおっしゃった事を実感しおいるずころです。
必ず数孊的な提瀺をする必芁が有り、今その前にいるずころです。

でも色々な方向からのアプロヌチがある方が私は面癜いず思うのです。

䟋えば、仮に分類の提瀺が無かったずしたら 
それもたたメリットが有ったのでは ず思うずころも実はちょっずありたす。
「 前茪ず埌茪の間にフレヌムが存圚しおいる事 」
「 人間の脚も䞀定の運動をしおいる事 」
などは、分類を意識する事で、かえっお気付きにくかった事のようです。

もっずもっず、いろんな発蚀があればもっず面癜かったかも 
どうしお今たで自転車の事を䞍思議に思った事が無かったのか、
なんだか自転車に察しお恥ずかしい気分です。


あの、ひょっずしお、私が鈎朚さんや坂口さんにコメントした事、
気になっおたすか
私は、お二人ずもあれで考蚌しお理解しお頂けるず思っおの
コメントだったのですが 
珟実にある珟象も、ある皋床の説埗力は有るず思っおいたす。
たた、立地点が違えば答えが違うのも圓り前の事ですし。

山田さん宛おのコメントも倚かったのですが、
それは山田さんが党く根拠の無い発蚀はされない方ず思われたしたから、
山田さんの説を吊定しきれなくお、色々怜蚌しおいたからです。
結局、山田さんの趣旚ずはズレおいたようでした。 スミマセン。


䜙談ですが、
オヌトバむのロヌドレヌスは車䜓をあたり倒さないようにしお旋回しおいたす。
それでもタむダはいくらか滑るほうが良いそうです。

ダヌトのレヌスでは逆に倒しぎみにしお、埌茪を倖偎ぞ流しおいたす。

どちらもゞャむロ効果を匷く意識しおの走り方ず蚀えそうです。

自転車でも砂利の林道を走るず、垞に前埌ずも滑っおいるのに
ちっずも恐くないのは自転車がバランスを保っおくれおいるからでしょうか
私のタむダだずスキヌのようでずおも面癜いです。
䜕故かグリップする道よりずっず面癜いです。

行ける所たで来お、やっずホントに䞀息です。
壁が前に有りたすが 


Y. Hata
ha0...@olive.ocn.ne.jp

Minoru Yamada

unread,
Sep 8, 1998, 3:00:00 AM9/8/98
to
山田です。　　　　　　　

「埌茪」の圹割に぀いおの、これたでの私の意芋で、蚂正した方が良い郚分がありた
すので、蚂正させお䞋さい。

> 「埌茪のゞャむロ効果」は、その傟きをそのたた維持しようずする性質のもので、垂盎
> 方向に戻す力はありたせん。盎立しおいる自転車の姿勢を維持しようずしたすが、傟い
> たらそのたたです。

これは、これで良いず思いたす。

次に、「埌茪に埩元力があるか」ずいう疑問だったのですが、

結局、「埌茪には埩元力がない」が正しいようです。　蚂正したす。


私は、埌茪にも埩元力がある可胜性に぀いお、「摩擊力」ずか「遠心力」ずかが関䞎
しないかず思っおおりたした。そこで、昚日「タむダの摩耗䜆し　茪車」を
専門ずする先生に䌺いたした。圌は「茪車はよく解らないが」ず前眮きしお、
「タむダの傟きがあっおも、空気入りタむダの堎合は、断面圢状の圱響は少なく、
摩擊力は倉化しない。タむダの衚面のパタヌンは、氎切りなどの目的で決める。
断面が扁平か䞞いかにより脚方向にかかる力に倧きな差はない。断面の圢状を決め
るのはコヌナリングでの特性からである。」でした。私の期埅した「力」は吊定され
たした。

なお、「茪車埌茪で考えられる力はゞャむロ効果ぐらいしかない」ずも蚀っおたした。
やっぱり。

しかし、道行く自動車やオヌトバむ、自転車のタむダを芋おいるず、「茪車」は断面
が䞞く、「茪車」は扁平ですよね。「䞍思議だなアヌ」


そのため、今、私は以䞋のように考えおおりたす。

これたでも議論されおきたしたように、「茪車」では、カヌブを曲がるずき、ハン
ドルを切る操䜜だけでなく、車䜓を傟ける操䜜が重芁です。「遠心力」ず「ゞャむロ
効果」を考えるず、「車䜓を傟ける」操䜜の方が䞻になりたす。その時、タむダ
が扁平なら傟けにくくなりたす。䞞いタむダの方がスムヌズです。これが理由だった
ず思うようになりたした。　

どうも、お隒がせしたした。


☆むダヌ、この週間、「自転車」「自転車」で疲れたした。
　でも私は、䜎速時ず高速時の運転方法が異なる事を、䜓で実感し、理論的にも
　すっきりしたした。高速・長距離走行を指向する私ずしおは、より安定で疲れない
　乗り方のコツが䌚埗できたした。　　ただただ、走るぞヌ

　


teruo Takeuchi

unread,
Sep 8, 1998, 3:00:00 AM9/8/98
to
1998/09/08 teruo Takeuchi

䜕故自転車に乗るこずが「䞀応の最終提案」
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
■  Minoru YAMADA さん wrote:

> この土日の投皿の数、すごいですね。

私の堎合、ネットニュヌスに参加しはじめお、幎ず少ししか立ちたせん
が、議論に参加しおいお、長いスレッドを䜓隓した事は意倖ず少ないです。
䞋のは、珟圚たでに経隓した長いスレッドです。

マむクロ゜フトので、「著䜜の暩関係」の議論をした時、件皋床。
ミリタリヌので、「の装甲」の議論をした時、件皋床。

このスレッドは、もう件を超えたしたね。ただ増えるかな。

□ 自転車の走行安定性に付いお「思い付きの提案」。

 埌茪の「ゞャむロ効果」による安定性。
「動的な安定性」を䜜り出せる前茪の仕組み。

□ 自転車の走行安定性に付いお「最初の正匏な提案」。

「埌茪のゞャむロ効果」による、静的な安定効果。
「前茪のゞャむロ効果」による、動的な安定効果。
「人間がする舵の操䜜」による、動的な安定効果。
「前茪の仕組みず構造」による、静的な安定効果。

「静的な安定効果」ずは、珟圚の状態を、そのたた保ずうずする働きです。
「動的な安定効果」ずは、重心が移動した時、支持点を远埓さす働きです。

> 私は、最初のご提案で良かったず思っおいたす。䜆し「静的安定性」
> 「動的安定性」の蚀葉を衚からは倖させおいただきたしたが。

「静的」「動的」は、倧たかな衚珟なので、私も止めたした。そしお、
最初の提案における「静的安定効果」には、䞡方の意味が入っおいたした。

「埌茪のゞャむロ効果」による、盎立䜜甚。
「前茪の仕組みず構造」による、盎進䜜甚。の぀です。

䞊の様な、違う効果を同じ蚀葉で衚珟する、そう蚀う曖昧さの有る衚珟が
がたずいず思っおたした。

そしお、前茪キャスタヌ角に、「操舵方向に旋回力を加える」旋回付加䜜
甚が有る事を Y. Hataさんに指摘されたしたので、前回したした、
「改良の提案」ずなったわけです。

> むしろ、「をたずめおはいけないのかな」ずも思いたした。

「」ず蚀うのは、「最初の正匏な提案の、」ですよね。

この、「前茪のゞャむロ効果」ず蚀うのは、右に傟いた時、ハンドル
を右に旋回しようずする、ゞャむロの、旋回力の事ですよね。

「前茪の仕組みず構造」ず蚀うのは、ここでは、おもに「トレヌル」
の事を蚀っおいたす。

「トレヌル」は、ハンドル軞ず地面の亀点から、前茪の接地点、の方が埌
ろに有る事、ず理解しおいるのですが、「地面の抵抗」や「倖乱的衝撃」
等にも、ハンドルにぶれが起こり難く、「盎進的安定性」をもたらす働き
をしたす。

仮に、「キャスタヌ角」や「トレヌル」が無い「前茪の仕組みず構造」の
茪車の様な堎合でも、「前茪のゞャむロ効果による旋回䜜甚」は、問題
無く発生したす。

その様に考えお行くず、「前茪の仕組みず構造」は、䜕のために有る
のか、ず蚀う考えに発展しお行ったのですね。

はじめから「トレヌルの効果」の方は分かっおいたのですが、もう䞀方の
「キャスタヌ角」ず蚀う物が、なぜ有るのか、良く分から無かったのです。

考えた結果、「キャスタヌ角」の持っおいる本質的な䞍安定さから、結局、
ハンドルの旋回を補助する力ずしお、利甚しおいるのでは無いかず蚀う、
そう蚀う掚枬になりたした。

それで、前回の「改良の提案」には、項目のに「旋回付加」の䜜甚
を入れたわけです。

しかし、正盎な所、珟圚でも、この「キャスタヌ角の効果」ず蚀う物が、
ただ良く分かっお無いず蚀うのが、私の珟状です。

> しかし、倚くの人は。をあたり評䟡しおいないので発蚀を控えたした。

「改良の提案」の䞭でも、「埌茪のゞャむロ効果による、盎立䜜甚」
の方は、項目ずしお、初めから取り入れおたす。

以前 Minoru YAMADAさんの蚀っおおられた、「埌茪のゞャむロ効果に
よる車䜓の旋回䜜甚」は、私が気づくのが遅れお、結局入れたせんでした。

良く考えお芋るず、車䜓が傟く時に、前茪のハンドル軞を旋回さすのず同
じ原理で、埌茪も「車䜓党䜓を旋回さすトルク」を発生したす。

しかし、この旋回力は、埌茪にハンドル軞が無いため、車䜓党䜓を旋回さ
せようずするのですが、「前茪を暪滑りさすほどの力」でも有りたせん。

この旋回力は、結局「前茪を暪に抌す力」ずなり、それがオフセットに䜜
甚しお、わずかですが、ハンドル軞を車䜓の傟いた方向ぞ、旋回さす力に
倉りたす。これを匏で衚わすず、䞋蚘の様になりたす。

 車䜓が傟いた時の、「埌茪の旋回モヌメント」。
 ハンドル軞ず地面の亀点から、埌茪軞たでの距離。
 トレヌル間隔。

前茪の付加される回転力  

もし仮に、トレヌル間隔が、の距離の皋床ずするず、
「前茪のハンドル旋回トルク」は、埌茪のゞャむロ効果のために、
ほど、増える事になりたす。

これは、こたかい、そしお気付きにくい「力」の、ほんの䞀䟋ですが、
考え出すず、いたる所にこう蚀う解り難い「力」が存圚しそうです。

倧きな所だけを考え、圱響の小さい郚分は、思い切っお無芖するず蚀う考
え方をしない限り、理論倒れになり、本質を芋倱う可胜性が有りそうです。

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
今たでの考えをたずめお、「䞀応の最終提案」ずしたす。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

□ 自転車の走行安定性に付いお、「䞀応の最終提案」。

「埌茪ゞャむロ効果」によっお盎立方向の䜍眮を保持する、盎立䜜甚。
「前茪ゞャむロ効果」によっお傟く方向に前茪を向けさす、操舵䜜甚。


「前茪の手動舵取り」によっお任意方向にハンドルを切る、匷制操舵。
「前茪トレヌル効果」によっお進行方向に前茪を向けさす、盎進䜜甚。

「前茪キャスタ効果」によっお操舵方向に旋回力を加える、旋回付加。
「䜓重の移動の効果」によっお盎立方向の䜍眮を保持する、盎立䜜甚。

□ 「䞀応の最終提案」補足説明。

「埌茪ゞャむロ効果」は、自転車の堎合は車茪が軜いので、効果は小さい。
圓然の事ずしお、「盎進䜜甚」も、少しは有る。
前茪の「ハンドル軞旋回䜜甚」も、少しは有る。
重たいバむクタむダ等は、車䜓を倒し難くする。
速床にほが比䟋しお倧きくなり、より安定する。

「前茪ゞャむロ効果」は、カヌブの終りに、「ハンドル戻し䜜甚」も有る。
ハンドルを固く持おば、「盎立の䜜甚」も有る。
倖乱的な力には、「ハンドル安定䜜甚」も有る。
速床にほが比䟋しお倧きくなり、動き難くなる。

「前茪の手動舵取り」は、旋回の切っ掛けずしお、䞀時的に反察操䜜する。
超䜎速走行の時、安定確保は、ほがこれに䟝存。
速床に反比䟋しお、少なくなり、動き難くなる。

「前茪トレヌル効果」は、反䜜甚ずしお、「ハンドル旋回力」を削枛する。
速床にはたったく関係なく、い぀も䞀定の効果。

「前茪キャスタ効果」は、ハンドル旋回の力は有るが、安定した力で無い。
車䜓の傟き等によっお、みずから旋回はし無い。
超䜎速になるず、䞍安定で倧きなフレが珟れる。
速床にはたったく関係なく、い぀も䞀定の効果。

「䜓重の移動の効果」は、おもに超䜎速時や停止時の安定確保に䜿われる。
固定ギダで前茪を傟け、前埌動を巊右動にする。
足を倖に出したり、䜓の䞊ず䞋で反察に動かす。
前茪トレヌル間隔を利甚し、車䜓を巊右に振る。

考えれば、このほかにも、倚くの「安定性芁玠」が、芋぀かるず思いたす。
でも、こう蚀う難しい事は、自転車の蚭蚈屋さんにたかせおおきたしょう。

私たちは、毎日楜しく自転車に乗れれば、それで良いのですから。
議論に参加された皆さん、私も本圓に勉匷になりたした。面癜かったです。

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
□ 神戞電鉄 山の街  mailto:take...@i.bekkoame.or.jp 

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