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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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「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☆
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問合せをいただきましたので、回答いたします。
(ちなみに、本日2つ目の記事です)

内容は、私がRZに装着しているキャリパーサポートに関するものです。


私が”自分のRZに”使っているのは、こういうものです。極厚のプレートをベースにカラーでオフセット量を調節する構造です。
(関連記事:★RZ用にブレンボキャリパーを装着するキットを開発(その4)

R0013691.jpg




ひとつめの論点は、「カラーを使っているが強度的に問題がないのか」というものでした。
カラーを使わず一体である方が有利です。しかし、カラーを使うことが、たちまち問題になるとは思っていません。
(キット品は、一体型で作ってます)


ややこしい計算式を登場させると論点が分かりづらくなるので、トルクレンチメーカーの東日製作所の技術資料からデータを抜粋します。
https://www.tohnichi.co.jp/products/download/service_file/12

このPDFファイルの10ページ(表記上はP37)にM10のボルトの締付トルクと軸力を示した表があります。
(バイクに使用されているボルトは強度区分10.9が多いので、1.8T系列を見てください)

標準締付トルク 44N・mにおける軸力は、次のようになっています。
 
 ・標準軸力 22050N(2248kgf)
 ・最大軸力 31530N(3215kgf)
 ・最小軸力 16980N(1701kgf)



( )内はkgfに換算した値ですが、相当な力が発生していることが分かります。

なお、サービスマニュアルに記載された当該部位の締付トルクは、40N・m付近であること、またこの表は並目ピッチですが、実際に使用されているのは細目ピッチ(軸力上優位)であることなど、違いはありますが、”軸力の大きさの程度”はご理解いただけると思います。

これだけの力で締結されているので、強度的に不足することはないと考えています。


ただし、これを受け止められるだけの強度がカラー本体にあることが前提条件になります。


具体的にどうしているかといえば、カラーの材質(強度)と形状(断面性能)に留意しています。


まず材質。キャリパーやアウターチューブの材質より遥かに強度の高いものを使います。最低でも2017系統のジュラルミン材ですね。

次に形状。まず断面積は、キャリパーやアウターチューブの取付け部と同等以上になるようにしています。
あとは長さ(厚さ)です。これはモロにききますので、最低限になるよう設計します。あまりに長くなるようなら(部品点数が増え、コストがかかっても)ディスクをオフセットさせて調整します。

この記事にも関連した記述があります)

もちろんカラーに傾きがあっては話しになりませんので、サポートの平行度やカラーの直角度に留意しています。






二つ目の論点は、「フォークの外側に取り付けているが問題はないのか」というものです。



ホースが付いていませんが(笑)、取り付けた状態はこのようになります。
(関連記事:★RZにブレンボキャリパーを装着

R0013780.jpg


ちなみにキット品はこんな感じです。

R0014525.jpg



フォークの外側=元の締結ボルトの座面に相当する面を使うのはまずいのでは?という話しです。
言い換えると、精度がでているのか?座の状態はいいのか?ということになるでしょうか。

答えは「問題ない車両もあるし、問題のある車両もある」です。


詳しく書いていきます。

重要なのは、ディスクセンターとキャリパーのセンターや位置関係があっていること(and あうようにすること)ですから、設計する前に、必ず確認しています。


確認の方法は、このようなものです。

(1) キャリパー取付け部の厚みが同一であること
(2) サポートを使って取り付けた際、ディスクとの位置関係が保たれていること



車種によっては(1)が担保されていないものが少なくありません。こういう車両においては、「外側取付けはNG」です。
キャリパーの取付けに、キャップボルトを使っているものに多いでしょうか、厚みが一定でなく座の状態も今一つのものがありますね。

が、少なくとも私がこの手法を採用している車両においては問題になるレベルでないことを確認しています。


あと、(1)が同一であるのに整列がでない場合もあります。
はぃ、アウターの取付け部が”もともと”精度がでていないということです。

使うパーツの組み合わせによって、確認方法が異なりますが、例えばディスクまでの距離で検証できます。
(1)が同一であるのに、外側の座面からディスクまでの距離が同一でないことは、特段珍しいことではありませんので、このような場合はシムをいれて調整します。(すべてノーマル部品を使った場合でも、調整代はゼロではないということでもあります)

もう一度書きますが、重要なのは、ディスクセンターとキャリパーのセンターや位置関係があっていることです。



座の状態についても触れておきます。

私のRZはカシマコートを施しているので分かりづらいため、R1-Zの座面を撮影してみました。

キャリパー取付側。

16011759.jpg



外側。

16011760.jpg



確かに比較すると、キャリパー取付側と外側の座面には違いがみられます。
ならば、どうして外側に装着するのか。キャリパー取付側にサポートを固定しようとすると、段付き形状になるため、サポートが大きくなってしまうからです。


これはGX750のサポートです。

16011762.jpg




赤色と黄色の線がとても近いところにあるのが分かります。このようにできるのはフォークの外側に取り付けているからです。
段付き形状とするなら、このように近い位置に取り付けることができなくなります。

(私が「外側取付け」している車両においてという前提ではありますが)
座の状態はそれなりの状態です。必要に応じて、塗膜を取り除いたり、面を整えることで、十分機能すると考えています。






余談ですが、ディスクの取付け面の座はかなり意識しています。
ディスクの外周部(キャリパー位置)と中心付近(ディスク取付け部)では、生じる力が随分異なるからです。

これはアクスルシャフトを支点とみた「テコ」で考えると分かりよいです。



余談ついでに、もうひとつ。

ディスク、スプロケット、ブレーキキャリパーを回転方向に押し付ける方法こそが正しいという風潮があるようです。
分からないでもありませんので否定はしませんが、必ずしも必要だとは思っていません。


私は、パーツの取付け方法を考えるときに、まず求められる機能からアプローチします。

ディスクとスプロケットに求められる機能(状態)は、アクスルシャフトの軸芯に対し、上下左右に触れることなく綺麗に回ることです。


ボルトの軸芯や穴の軸芯は、それなりの精度で加工されています。

が、ものすごい精度で加工されているわけではありません。大体、ボルトに対して少し余裕をもった穴径になっていますからね。
これをどちらか一方に寄せてしまうと、アクスルシャフトの軸心に対して理想的な取付けにならない場合があります。


実際にやってみると分かります。片方に寄せたとき、すべてのボルトに対してディスクの穴が均等にあたっていますか?

大事なのは、アクスルシャフトの軸芯に対し、いかに精度よく取り付けられるか…です。


そうなるように組む方がよほど重要だと思います。

キャリパーに対しても同じように考えています。
大事なのはディスクに対し、パッドが綺麗にあたることです。


少し論点を変えてみます。

そもそもこれらのパーツは、押し付けないと動いてしまうのでしょうか?
もし、動いてしまうようであれば、そのこと自体が問題です。


私は、これらのパーツは、摩擦接合によって動かないように固定されていると考えています。
もし動いてしまうようであれば、締結によって得られる摩擦力が不足しているだけです。

(参考記事:★摩擦接合と引張接合



摩擦接合においてボルトが担うのは「締結力」であって、せん断力ではありません。


部品を締結しているボルトを緩めるときに、抵抗感を伴うことがあります。
別のボルトを緩め、抵抗感がスッと消えた場合、ボルトに余計なストレスがかかっていたということになります。

私はこういう状況を、とても気持ち悪く感じます。
ですから、なにかに押し付けた状態で締め付けるよりも、(ストレスなく軸力を発揮できるよう)周囲がフリーの状態で締め付けた方がよいと考えています。
(あくまで、どちらを優位ととらえるか…という論点です)






ここまでは、問いかけに対して、回答する形で述べてきました。

ここまでの回答の流れと、私がキャリパーサポートを設計する際の思考の流れは必ずしも一致しませんので、最後に設計する際の思考の流れに沿っておさらいしたいと思います。


まず、サポートなしで取り付けられるなら、それが最上のチョイスです。
所詮は”余計なもの”ですから、ないに越したことはありません。

ですから、サポートを作るときは「小さく」、また「分厚く」作ります。これが、私の設計コンセプトの主軸です。

例えばRZに使っているのは、15mmの7075(超々ジュラルミン)です。市販品で、ここまで分厚いのはまず見かけません。
(強度・剛性面だけでなく、M10のボルトで1.5Dを確保しようとすると、15mmは決して過剰とは思えないんですが)



先に述べたとおり、元のキャリパー取付け面にサポートを固定しようとすると、多くの場合、サポートを段付き形状にせざるを得ません。
伴い、サポートは大きく、段付き部の残厚は薄くなります。これって剛性が低下する方向です。


取付け面がどちらかであることに固執するあまり、強度や剛性を低下させるようであれば、本末転倒です。
重要なのは、必要な機能や、対応すべき課題に対して設計がなされているか否かです。


私の考える、サポートに必要とされる機能はこのようなものです。
 ・取り付けた際、ディスクとキャリパーの位置関係が保たれていること
 ・必要にして十分な剛性と強度があること(素材、形状、締結方法)


これらに対して行っている配慮は、先に述べたとおりです。


自分の考えを筋道立てて説明し、ご理解いただけないなら、それは力が及んでいないということ…。
設計コンセプト、思考の流れ、志…。まだまだ発信力が足りないということです。これらをシンプルに発信できるよう、ますます精進したいと思います。



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