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にえガレのブログ

「捉われずに拘る」をモットーにしております。

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にえ

Author:にえ
「Nie's garage」略して「にえガレ」のブログへようこそ!

『捉われずに拘る』をモットーにやっております。

2ストローク色がやや強そうにみえるかも知れませんが、4ストロークも含め どのようなバイクに乗っておられる方にも見ていただけるように配慮しているつもりです。

少しでも皆さんのお役に立てれば幸いです。

~Nie's garage OSAKA JAPAN~

☆お問い合わせはこちらまで☆
niesgarage@gmail.com

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2011.08
27
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私は、どうやれば成功するのだろう?ではなく、道を踏み外したとき、どうするのか?の方に大きなウェイトをおいて思考しているようです。

前者を思考の中心におけば、成功した人を真似ればいい…。実績があるのだから、ある面においては確実でしょうね。

だけど、どうしてそれを「成功」と言えるのだろう?と思うし、そこから先はないと思うのです。
何より、自分で思考していないのだから。それでは単なる模倣にすぎません。

そういうやり方は望まないし、往々にして人は道を踏み外します。どんなにしっかりやっても外すときは外します。模倣し、踏み外したら…這い上がることは困難でしょう。そこに途中の道がないからです。


失敗することを考えながら思考する…。ややもすればネガティブに聞こえるかもしれないけれど、実はとってもポジティブではないかと思うのです。

何がいけなかったのか?どのプロセスで過ったのか…。往々にして、答えは自分の歩みの中に隠されているものです。

傍からみたら「真似」にみえても、自分の中のオリジナルでありたい…私がいつも心がけていることです。

さぁ、今日の記事です。お題は「スプリングの開発」となっていますが、やっていること自体に目新しさはありません。

が、ここには自分なりのストーリーというものがあり、思考と検討のプロセスが存在します。


…ようするに自分で考えた流れに則りやっとるので、間違ってるかも知れないよぉ~ってことです(笑)

あくまで、私なりのプロセスということなので、鵜呑みにしないでくださいね。



RZ用のフォークスプリングを、そろそろ作ってみようと思います。
検証はあらかた終わってるので、あとは試してみるしかありません。

検証時の記事は、コチラです。
「RZのノーマルフォーク用のスプリングの開発(スプリングレートの検討)」


あれこれ書いてることを要約すると「ここぞという時に動いて欲しいから、もっとも広く可動する域を好みのポイントに移動させる」のが狙いです。
読んでもらったら分かると思いますが、硬くすることが目的ではありません。

さて、スプリングレートは決めました。が、実際に作れなくては意味がありません。

製作を依頼する業者さんに常時在庫されているバネ鋼の寸法を問い合わせてみました。

ふむふむ…。



突然ですが、レートの計算式です。

バネレート(kgf/mm) = (G×d^4) / (8×n×D^3)

G : 横弾性係数 kgf/mm2
d : 線径 mm
n : 有効巻き数 巻き
D : コイル中心径

になります。今回の場合だと、Gは「8000」で固定値になります。スプリングの外径はインナーチューブの内径で決まってくるから、変化の要素は「線径」と「巻き数」になります。
望みのレートを作るには、線径と巻き数を検討しなきゃいかんということです。

まず、どうすれば、どうなるのかを雑駁に捉えておきます。

線径と巻き数の、バネレートに及ぼす関係を整理するため、固定値やらをササっと消しこんでいくと…。

バネレートは、「 線径 / 巻き数 」 に整理されます。分子側に線径、分母側に巻き数が来るということです。

レートをあげたければ、
 ・線径を太くする
 ・巻き数を減らす

レートをさげたければ、
 ・線径を細くする
 ・巻き数を増やす

こういう関係があるということです。



ノーマルの線径が3.8mm(実測)ですから、近い線径で検討してみました。

線径 3.5  巻き数 36  レート 0.55

線径 3.8  巻き数 53  レート 0.55

線径 4.0  巻き数 67  レート 0.55

これをベースに詳細設計をしていきたいと思います。



以下の内容では、有効巻き数と実際の巻き数を区別せず、雑多に検討します。大まかに把握できていればいいことなので、一旦は無視しますf(^_^;

1.バネの体積
ここでバネ鋼の体積を考えておきます。スプリングの体積が変わると「フォーク内のエアボリューム」が変わるからです。
バネはクルクル巻いてるから、巻いた状態で体積を計算するのは面倒です。なので、バネをびよぉ~んと伸ばしたとき(加工される前)の状態で考えます。

「バネ鋼の断面積 × 長さ(巻き数×バネ鋼の中心線が作る円の周長)」で、大体のところが分かると思います。

あってるのかどうかは知りません(笑)

ちなみに、ノーマルのバネをギューンと伸ばすと、計算上 約3.7mにもなります。

ノーマルのスプリングはトータル62巻きで、外径は23.1mm(何れも実測)だから、体積は「42591mm3」です。
んー。分かりづらいし、絶対値は重要でないから(相対評価でOK)、43×10^3と表現しましょうか。

線径 3.5  巻き数 36  レート 0.55  体積(10^3) 21

線径 3.8  巻き数 53  レート 0.55  体積(10^3) 36

線径 4.0  巻き数 67  レート 0.55  体積(10^3)50

今後、私が ”放り込もうとしている”ものの寸法が、外径22.7mmで高さが15mmです。
空隙は無視して、単純に体積を求めると、6068mm3だから…6×10^3です。


2.バネの全屈長さ (線間密着時の総長)
次にスプリングが前屈した状態での幅というか長さを求めます。
こいつを計算しておかないと、インナーチューブは「まだストロークできる」のに、スプリングが支えてしまってストロークできない事態にならないとも限りませんf(^_^;

スプリングが前屈した状態=バネ鋼が仲良く密着した状態≒バネ鋼の線径×巻き数で、おおよそのところがつかめるはず。
(最後のイコールを「≒」と表現したのは、有効巻き数と実際の巻き数の違いを無視して考えているためです。たぶん+2巻きで正確さが高まると思いますが…。)

なお、ノーマルスプリングの全屈長さは236mm。自由長が500mmだから、約260mmストローク可能です。

3.まとめ
これまで計算してきたものを、全部突っ込んでみました。

線径 3.8  巻き数 62  レート(W)  体積(10^3) 43 全屈 236 ⇒ノーマル

線径 3.5  巻き数 36  レート 0.55  体積(10^3) 21 全屈 126

線径 3.8  巻き数 53  レート 0.55  体積(10^3) 36 全屈 201

線径 4.0  巻き数 67  レート 0.55  体積(10^3) 50 全屈 268


ふむふむ…。

レートの適否が確認できたあとには、あるものを”放り込む”予定だし、スプリングにイニシャルだってかけるわけで…。
ノーマルよりも全屈長さが高いものは、何かと面倒な気がしてきたなぁー(実害はないけど)。
ということで、まず線径4.0mmは却下だな。

軽く作ろうと思ったら、線径が細い方がいいですね。巻き数が少なければフリクションも低減される方向です。
3.5mmにしようかな。ノーマルより線径が細くなるけど、RZ250R(1AR)の線径が3.0mmだから、激的な違いはないように思うし。

ところが、エアボリュームの減少量をチェックしてみると、
 (43-21)×10^3 = 22000mm3 

一方、フォーク内径の断面積は約420mm2。

22000 / 420 =52mm にもなります。たとえば油面を52mmあげてやると帳尻があう…ちょっとやそっとの違いではないということです(笑)

エアバネ効果は重要だしね。
また、単純に「レート変更による特性の変化」を評価しづらくなります。原因究明が面倒になるのは避けたいところ。

ということで、線径3.5mmも却下だなっ!!

消去法?!で、線径3.8mmに決定!!!!

自由長は、ノーマルの500mに対し、400mm程度で作りましょうか。


カラーも作らなきゃいけませんね。とりあえず加工も容易な塩ビ管で作りますか。

VP16の外径が22mm。ちょうどいいかなぁ~。
あるいは、外径26mmのVP20の外径を落とす方法もありだな。23.5mmまで落としたとして、板厚が1.25mm減るから…残厚1.45mm。ちょっとやばいな。ま、後で考えます。

とりあえず簡単な図面を描いて、発注することにしましょう。

あー。何とか今シーズン中に形になりそうで、ホッとしました。

GX750でやりたいことも、結構あるのだけど(CR化とか…)、しばらくはRZに注力したいと思います。



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そもそも数がソコソコ集まらないと製作できず、企画そのものが頓挫してしまいます。
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