表面を削ること3時間。外周をおよそ2mm削りました。大変な作業でしたね(汗)時給1000円としたら、3000円の作業ですから、買うよりは安く済んだことにはなりますが。作るだけならいざ知らず、それなりのクオリティーを求めてしまったので、グラインダーで荒削りした後ベルトサンダーで研磨。♯400と♯600のペーパーで磨き、仕上げはメタルコンパウンドで鏡面に、、、と思いましたが、途中で挫折しました(笑)完成した工具で、早速分解。スラッヂ溜まってました。その2性懲りも無く、今一度運動中のベアリングの温度上昇を比較してみます。正確さを期する為、前回の問題点を解消しました。温度計は普通に調理とかで使うタイプのものです。ベアリングの固定は、以前用意したクランプで挟み手で支えるという方法です。これで、かなり正確に計測出来たと思います。方法は、純正品とSKFの2つをそれぞれ10分間回転させ、その温度の上昇具合を確認します。純正品の方はと言いますと、回転直後から2分間位の温度の上昇が素早く、22度から30度後半位まであがります。そこからはやや上昇速度は落ちますが、順調に温度を上げ5分頃には50度に達しようかという勢いです。そこからは上げ渋り、10分に至るまで結局53度までしか上がりませんでした。SKFの方は、こちらも回転直後は純正品と同じく素早い温度上昇で30度後半まで上がり、そこからはやや速度を落とし、4分後半には50度に達しました。そこからはやや上げ渋るも、純正品よりはじわりじわりと上げていき、60度に乗せるかと思わせるも、58度で打ち止めをくらい10分が経過しました。回転直後に素早い温度上昇を見せるのは、グリースのせん断抵抗によるものであり、それ以降の上昇の仕方がベアリングの違いによる所だと考えられる。2つを比較すると、SKF製の方が上昇に力強さを感じ、最終的には純正品と5度差となった。内部すきまが狭い方が、温度の上昇が大きいと考えるのであれば、純正品はやはりCNのSKFよりすきまが大きい→C3以上であるという事が言える。2社は別メーカーの為、『精度』や『材質』の差というのも視野にいれなければならず、もしかすると5度という温度差は、同じすきまでも精度や材質の差で生じるレベルのものとも考えられるのかもしれない。今回の実験では使用グリス、及びシールリップの形状も違う状態での計測であった為、その点で正確な実験だったとは言えず、それは次回へつなげることとする。「純正のホイールベアリングの内部すきまはいかほどなのか?」ハウジングのしまりばめの観点から考えて、標準のCNよりすきまの大きい物を採用してるのでは?という予測は立ちます。そこで、取り外した純正のベアリングと、SKFのベアリングの内部すきまの違いを計測してみることにしました。C何かまでは解らずとも、少なくとも大きいのか小さいのかだけでも解れば、今後の考え方も変わって来ます。ちなみに、計測するのであれば1/1000mmのダイヤルゲージが必要なのですが、持ってないので、今回は1/100mmで計測します。本当におおまかな部分しか調べる事が出来ませんが、とりあえずやってみます。『内部すきま』ですが、『ラジアルすきま』と『アキシャルすきま』とがありますが、今回はラジアルすきまだけを計測しました。『ラジアルすきまとは、軌道輪の一つを他の軌道輪に関して、一つの偏心極限位置から直線方向反対の極限位置に、外力を作用させないでラジアル方向に移動した距離の異なる角度位置についての算術平均値である。』です(笑)ま、要するに、上の図の点線の部分の計測を、数カ所で行った平均値、ということですよね。理屈は簡単なのですが、正確さを期するとなると中々難しいものでして、どうしたものかとしばし考察。このような感じでやってみました。下にセットしたダイヤルゲージで移動量を計測します。指の力だけと言えども、力を入れすぎればベアリングが弾性変位してしまうので、力の匙加減に気を使います。この方法では一つの偏心極限位置しか計測出来ないばかりか、それすらも怪しい限りです。『純正の方が10μmすきまが大きい』という認識に至りました。10μm=0.01mmですね。いや、もう希望的観測と偏見が生み出した、悪魔の結果ですが(笑)ベアリングの内径を固定する方法が難しいのです。いうのも、内径に寸分違わず『ピッタリ』なシャフトのような物が無ければ駄目なんです。アクスルシャフトではガタがあるので駄目ですし、仮にアクスルシャフトがピッタリだったとしても、そのアクスルシャフトを、何にどのようにして固定するかもまた難しい。この作業でかなり時間使っちゃいましたが、結局モヤッとした結果しか得られませんでしたね。24日ベアリングの、大いなる勘違い?ベアリングの内部すきまについてさらっと学びましたが、先日のベアリングの専門書を読解していくうちに、いろいろと勘違いをしていたのではないか?という懸念が沸いてきました。隙間の狭い順で言ったら、C2→CN→C3→C4→C5という規格になっているのです。よって、『C3』は『CN』よりもすきまが『大きい』ということなのです。この本によると、バイクのホイールベアリングに使用されるすきまは『C3』が多いとのことでしたが、つまりそれを鵜呑みにすると純正のベアリングはすきまが大きいのです。従って、先日行ったベアリングの発熱実験。SKFのCNと、純正のC3と思わしきベアリングの発熱を比較して、SKFの方が熱くなったというのは正に理論通りだったことが言えるのです。(C3に比べてすきまの狭いCNの方が、摩擦が高く発熱しやすい。)ただし、実験そのものの正確性に乏しい事と、純正がC3であるという確約は全く無いということを付け加えますが。なってくると、純正で「隙間の狭いベアリング?」という疑問が沸いてきます。いうのも、ベアリングの『剛性』は『すきまの狭い方が高い』という考えがあるからです。そこで、この本で『ベアリングの剛性』という観点で調べてみると、ベアリングに『予圧』を与える事での剛性アップについては触れていますが、内部すきまと剛性の関連性については本書では触れていませんでした。『予圧を与えて剛性を高める』というのは、金属の弾性を予め与えておくという考え方のようです。当ブログでも以前触れたことがありますが、金属には『弾性域』と『塑性域』があって、弾性域というのは例えばバネのように、縮めても元に戻ろうとする領域のことで、塑性域というのは、曲がったまま元に戻らなくなってしまう領域のことです。弾性域と剛性の関連性というのは、例えば0Nから10N加えた場合の弾性の変化量と、予め5N加えてある状態から10Nまで加えた場合の変化量とでは、後者の方が変化が少ないということから、考えられます。ベアリングに予めバネなどで予圧を掛け、内部の金属を縮ませることによって、荷重が掛かった際のベアリングの弾性変化量を抑えることが出来るのです。ベアリングにおける剛性は、弾性変化を予め与えるということならば、内部すきまと剛性に関しては直接的な因果関係が無いことになってしまいます。ちなみに、本書において内部すきまは『寿命』と関連づけられており、この図のようになるそうです。要するに、内部のすきまが『ゼロ』よりもほんの少しだけ『マイナス』の状態が理論上最も寿命が長いということなのです。その最大値を超えると急激に寿命が短くなることや、摩擦が増えて温度上昇をもたらすこと、さらに実際のベアリングには形状偏差があるので、隙間にはやや余裕をもたせることが一般的のようです。過剰なすきま不足はベアリングに重大な損傷を与えることがわかります。ベアリングは通常の状態で適正なすきまであっても、実際の使用状態でもそうとは限りません。今回のホイールベアリングに関して言えば、ホイールへの『はめあい』によるすきまの減少があります。要するに、『圧入』されている状態なので、ベアリングの外周よりハウジングの径の方が狭い訳ですから、ベアリングが外側から縮められた状態となります。その縮められた分、内部すきまは減少します。高速走行を続けていると、ベアリング本体の温度が上昇するのは先日の実験からも解ります。ベアリングの温度が上昇すれば、内部が膨張して隙間が減少します。以上の事柄は計算によって求める事が出来るので、その点を踏まえて適正な『すきま』のベアリングを選定する必要があるということなのです。寿命の観点から考えても、すきまの種類が、ノーマルより『広い方』に多いのも、頷けます。CNのベアリングをホイールベアリングとして使用した場合、適正すきまより過小な事により、短寿命に終わることが予想できます。理論上隙間はわずかにマイナスの方が最大値を示すのであれば、安全牌としてのすきま選びより、攻めの隙間を選ぶ方が男らしいのではないでしょうか?笑(注:専門書を読み、自分なりに理解し、殆ど自分の言葉で記事にしてますので、間違いなどがあるかもしれないことはご了承下さい。参考書の力を借りることにします。なんでもすぐ頼るんじゃなく、まずは自分で考えることが重要!=======(注:今回の件に関する部分だけを抜粋します。)○減衰力発生機構の作動と作動油の流れ機能、条件などから。フロントフォークの構造とともに減衰力発生機構も選択される。2/3乗特性』といった減衰力速度特性を得ることができる。密閉されたシリンダー内には、インナーロッド下部に結合された伸び側(REB)バルブ機構と、シリンダー下部に結合された圧縮側(COMP)バルブ機構が内蔵されており、伸び側、圧縮側のそれぞれ単独に減衰力特性を自由に設定することができる。リーフバルブ(シム)は板バルブ(高張力鋼板)を使用している為、バルブの反応性が良く、温度変化による減衰力への影響が少ない。1内周支持リーフバルブ構造(*省略)2内周固定リーフバルブ構造(今回のオーリンズのバルブ機構は)伸び側ピストンと圧縮側ベースバルブケースのそれぞれ両端面にチェックバルブとリーフバルブが単独に位置している。リーフバルブは、同径か異径のリーフバルブが積層されて内周で固定された構造となっている。伸び側、圧縮側の切り換え応答性が良く、接地性に優れている。=============あの『シム』が、『たわんでいた』というのが驚愕の事実でした!!とてもたわむとは思えない程硬いので、全く想像出来ませんでした。あと、今回のまとめでは、『オリフィス』の概念はすっ飛ばしていますので、あしからず。22日パスカルの原理?要するに、今は『パスカルの原理』でつまずいていると思うのだが。内径9ミリ程のスチールパイプを適当な長さで切り、2つを写真の様に繋ぎ、プラスチックボンドで固定しました。内径9ミリを内径4ミリに変換する為、オイラーのさきっちょを切ってスチールパイプの片方に接続します。T時の継ぎ手の部分から同じ長さになるように、内径9ミリと4ミリのホースをそれぞれ繋ぎます。適当なカップに、100ccずつフォークオイルを注ぎます。この状態で、2つのカップから同時にオイルを吸い上げると、どうなるかを実験しました。すると結果は、注射器で約60cc吸い上げたのに対し、内径9ミリの方は約40cc、内径4ミリの方は約20ccのオイルを吸い上げました。したがって、同一のポンプを使用し、それぞれのカップからオイルを吸い上げる場合、吸い上げられる量はホースの内径に比例することが解りました。次に行ったのは、ホースの内径はそれぞれ同じで、出口部分だけが内径9ミリと4ミリの場合だとどうなるかを実験します。先ほどと同じ様に、注射器で約60ccを吸い上げると、今度は両方とも約30ccずつ吸い上げられるという結果になりました。従って、吸い上げることが出来る体積は、吸い口の穴のサイズには殆ど影響しないことになります。最初の実験は、吸い上げるホースの内径が違ったので、『ホース長30センチメートル×それぞれの内径』が、吸い上げる体積として影響しましたが、出口だけが違う場合は、ホースの体積がほぼ一緒なので、吸い上げることが出来る体積も必然的に一致します。?この実験は?今回のダンパーの件とはちょっと関係ないような、、、?ダンパーで重要なのは、吸い上げる体積ではなく、吸い上げる時の『圧力』ですから?いやいや、ダンパーのオリフィス通路の体積や形状が重要になってくるわけですね、おそらく。汗)、もしかすると『穴』に仕掛けがあるのではないか?と私は考えました。図の様に同じサイズの穴が2カ所空いている注射器があったとして、このポンプを押し出していくと、両方の穴から同じだけの量のオイルが、同じ圧力で飛び出してくる、、、はずですよね?これをそのままダンパーロッドに当てはめたら、COMPもREBも関係無しになってしまう訳で、そんなハズはないでしょう。構造上、両方の通路を100%別々で管理する事が出来ないとしても、『COMP時への影響が大きい』というような考えなんじゃないかと。そこでまず、それぞれの『穴』のサイズを計測してみました。COMP時のオイルの流れ順で見ていきます。13、2mm24mm34mm×242、5mmCOMP時は、3→4の段階において、オリフィスで流量を調節されます。こちらも、COMP時で見て行きます。1’2、9mm2’3、6mmREB時は、2→1の段階において、オリフィスで流量を調節されます。以上のような計測結果が出ました。これは、計測可能な位置の穴だけでして、実際にはフォークボトムの内部やインナーチューブの底にもあり、さらには通路の『形状』も一概ではないのかもしれません。これを見る限り、穴のサイズを変えることで、優先される通路を演出しているような気がしてきました。COMP時は、1と1’の穴に同時に油圧が掛かりますが、1の穴の方が大きい為、こちらの方により多くのオイルが流れ込むと思われます。逆にREB時は、4と2’に同時に圧が掛かるので、2’の穴の方が大きい。【DB7】オーリンズダンパー考察(その3)さて、以前ダンパーロッドにおけるオイルの流れを考察しましたが、今回大方の構造を理解するに至りましたので、ここにまとめます。COMP時とREB時で、オイルが流れる通路が多岐に渡るので、いったいどういう事なのか理解出来ませんでした。そこで、それぞれの通路の担う役割を正確に把握する為、一つずつ見ていくことにしました。スプリングの付いている部分の通路(COMP時2、REB時1)に関して。スプリングを外し、シムはそのままにして、さらにワッシャーを噛ませてシムを固定します。これにより、COMP時の2の流れ、及びREB時の1の流れを封鎖したことになります。従って、オイルの流れは、オリフィスの通路のみとなりました。この状態で組み付け、オイルの流れが解り易いように、メスシリンダーにオイルを入れ、ダンパーロッドを作動させ様子を伺います。その結果を述べる前に、この場合のオイルの流れを説明します。青いのがオイルで、メスシリンダー、実際にはインナーチューブとダンパーロッドの隙間に入っている状態です。この状態でダンパーロッドを引き上げると、(*注:図が拙過ぎて申し訳ないのですが、REB側オリフィス通路がダンパーロッドの外に出ちゃってますが、実際はダンパーロッド内に収まっています。)この様に、オイルが注射器の原理で吸い上げられるのですが、図にある様に動かした量全てがオイルとはなりません。これは、REB側のオリフィス通路からダンパーロッド内にあった空気が流れ込んでいるからです。ダンパーロッド本体と、ロッドの隙間から漏れ出てる分もあり、半々位と思われます。次に、ダンパーロッドを押し下げていくと、このように、REB側オリフィス通路、及びスプリング部分通路を通りダンパーロッドの上部空間に移動する分と、またインナーチューブ内に押し戻される分とに分かれます。以上の事から解る様に、それぞれの通路が、同時に作用しているので、オイルの流れ方も複雑に入り組んでいるのです。ーーーーーーさて、この点を踏まえ、スプリング部分の通路をワッシャーで封鎖したダンパーロッドが、どのような感触になるかと言いますと、まず、エア抜きに関してはREB側オリフィスから戻ってしまう分があり、多少手こずります。何度やっても、最後の最後に『ズブズブ』とエアーが噛んでる音がしてしまいます。『速い動きに対して、ロッドが動かない』ということが解りました。COMP、REB共に、小さなオリフィスの通路のみでしかオイルが流れないので、ゆっくり動かせばしっかりと動きますが、急に「グッ」と力を入れても、棒の様に固くなってしまうのです。それでは次に、REB側のスプリング通路、およびCOMP側オリフィス通路を封鎖し、その他は解放します。すると、手応えとしては、COMP時の速い動作にはロッドはちゃんと追従しますが、REB時の速い動作は追従しません。以上の事から、オリフィス通路は低速運動、スプリング通路は高速運動に作用するということが解りました。ちなみに、REB側のオリフィス、及びCOMP側のオリフィスを封鎖し、両方のスプリング通路のみとした場合、ダンパーロッド上部にオイルが溜まると、ロッドが動かなくなってしまいました。ダンパーロッド中部のオイルはスプリング通路を経て上部に移動出来ますが、ダンパーロッド上部のオイルは、REB側オリフィス通路しかないので、当然と言えば当然です。この状態、何かに似てる。『油圧ジャッキ』です。オイルの流れがワンウェイで、移動した分が固定される仕組み。油圧ジャッキもこのような仕組みになっているのでしょう。==========さて、今回実際にオイルを使用してダンパーロッドの動きを検証し、オリフィス通路とスプリング通路の役割の違いを理解するに至りました。スプリングは、REB側の方が非常に柔らかい物が採用されていますが、これは平らな路面が急にエグれているようなシチュエーションで、フォークが路面に沿って「スッ」と伸びる動きを重視しているからなのでしょう。路面の『凸』に対してはある程度の反発力があっても問題はありませんが、『凹』に対しては素早く伸びて路面を追従しなければ、すなわちタイヤがグリップを失ったということになってしまうからです。結局今回の実験で、最後まで解らなかった点があります。それは、『両オリフィスの役割分担』についてです。一応、COMP側とREB側とに分かれていることになっていますが、構造を見る限り、COMP時であってもREB側のオリフィスをオイルは通りますし、その逆もまた言えるのです。スプリング通路の様に、オリフィスに関しては明確に役割が分担されていない様に思えるのです。だいちゃん4DAYS(19)軽トラ車検日記(8)だいちゃん史(7)mini4(6)チャレンジ車検ストラテジー(5)パドル化計画(4)ネジの話(4)怪我の経過報告(4)訂正(3)道(3)最新のコメントお久しぶりです。04:15こんにちは。メッセージを入力してください。