自動車のハンドルの人力による最大操作力

Question

自動車のハンドルの人力による最大操作力はどのくらいなのでしょうか。操作する姿勢は自動車のシートに座ったような状態で、成人男性がハンドル（外径約φ400mm）を握り、回した時の最大の力（約？kgf）です。人間工学の資料などを見ましたが残念ながら見当たりませんでした。参考資料などがありましたらご紹介をお願い致します。

http://www.labnotes.jp/pdf3/human-tokusei.pdf

http://www.labnotes.jp/pdf3/human-tokusei.pdf

Answer

下記にステアリングコラムから見たトルクの最大許容値(一体型)で50Ｎｍと
あります。また限界値(分離型)が200Ｎｍとなっています、この場合人の操作
力は最大許容値50/0.4＝125Ｎ，限界値200/0.4＝500Ｎなります。通常操作力
は1/10程度と思われます。

Answer

調査の目的は何でしょう？
車両の運転であれば、最大操作力ではなく、
或る程度の余裕を持たせる必要があります。

具体的な数値については、
(社)自動車技術会が出しているハンドブック等を御覧下さい。

因みに、私の手許の或る文献では、
１.８kgfを越えるとパワーステアリングを作動させる例が載っています。

Answer

専門家ではありませんが、ロッククライミングをやっている人は、片腕の力で自分の体重を
支える/持ち上げる事ができると聞いた事があります。
それは、マッチョで特殊な方です。
普通の人は、両手でなら一時的に自分の体重を持ち上げる事はできるでしょう。
体重は、60kg～70kgが普通ですからその位ですが、座っている等を考慮して1/2の30kg～
35kgでしょうか。
（片手の力が30kg×1/2）×（ハンドルの半径が400mm×1/2）＝3000kg･mm＝3kg･mの
力が右手と左手から発生し、偶力となってハンドルの主軸に伝達されるでしょう。
参考ですが、手の握力は30kgとして手とハンドルの摩擦係数0.5だとハンドルの握り部分で
滑る事もないから大丈夫だし。
（手の皮とハンドルの革若しくは合成樹脂なら、摩擦係数は0.5位になる）

出力側がロックされた時の最大入力確認なら、ハンドルリングへの負荷でなく、ハンドルバーへ
全体重が載った時を想定する方が望ましいですが。
勝手に想像しての追記でした。

Answer

参考資料として大変分かりやすいデータを添付なさっているので助かります。

Fig4.によると、腕を前方に伸ばした状態で押したり引いたりできる力は、
体重の15%程度と読むことができますね。ハンドルを回す力は、押し引き
力ではなく偶力なので、ここに示された値より小さな値となることが予想
できそうです。

試しに、テーブルの上にヘルスメータを置いて、いすに座り腕を伸ばした
状態でヘルスメータを手で押し下げてみました。結果は、最大10kg程度の力
を出すことができました。私の体重は約60kgですので、およそ体重の15%と
いったところです。添付頂いた資料からの推定よりは、大きな値が得られま
した。ただし、この力は連続的に出すことは無理です。

どのような目的で最大力が必要なのか判りませんので、上記の値が適当な
ものか否か判断できません。しかしながら、強度設計などに使う値であれ
ば、腕を縮めた状態で、反動を使って回すようなことも考慮する必要がある
でしょう。そのときの力は、１桁は大きい値になるように思います。

事例：
http://www.sanyokiki.co.jp/products/products6/products6_3.html
この製品は、自動車のような丸ハンドルではなく、クランク形のハンドル
ですが、最大荷重をかけたときの操作力が6kgfに設計されているようです。

http://www.maxpull.co.jp/line/pm.htm
手動ウインチの例です。最大負荷時の操作力が15kgfまであります。

http://www.seibudenki.co.jp/products/ac02_8.html
水門の開閉ハンドルです。操作力が10kgf以下に設計されているようです。

自動車のハンドルの人力による最大操作力

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