ベータチタニウム オフィシャルブログ

2009年3月16日

ブレーキキャリパーブリッジボルト その2

また後で一つにまとめますが、とりあえず前回の日記の続き。

単純にキッチリと締付けを安定させるのであれば、引張強度の高い金属を使えば良いのか?という結論になろうかとも思います。

しかしながらTi-6Al-4Vという金属の大きな特徴によってボルトという機械の優位性があります。

単純に引張強度だけを比較すると大きな違いは無いのですが、その他機械的性質では結構違うもんなんですよ。

大きく違うのは比重なんですが、今回のブリッジボルトにはあまり関係ありません。

Ti-6Al-4Vのバランスがブリッジボルトに有効に効くんです。

ボルトに有効なバランスとは。

引張強度が強く
ヤング率が低く
0.2%耐力が低く
比重が軽く

それは

締め付けが良く、
変位が少なく、
戻りが強く
軽い、

という特性になります。

上記を満たす金属とは多くは無く、流通している金属ではTi-6Al-4Vが最高レベルのバランスを示しているのです。

単純に強いだったり、軽いだったりと金属の特性は言われがちなんですが、私が自社のボルトで一番お勧めしたいポイントは『スプリングバック』と呼ばれる螺旋を締めこんだ際に発生する『締めておこうと継続的に掛かる強さ』なのです。

強さだけでも、軽さだけでも、螺旋の良さには繋がりません。

そんな特性をいろんな方に知っていただきたい。

しかしながらブログという媒体でキチンとお伝えするのも難しいと思い

新たにカタログを作り直しました。

内容は車、バイクに関わらず基本的なTi-6Al-4Vと他金属の比較データ
そして今まで諸事情で公表出来なかった本当の意味での『β鍛造』について。

多少専門的ではありますが、読みやすい内容になるように勤めました。

現在印刷作業中ですので、まだ手元にはございませんが、恐らく来週末の『東京モーターサイクルショウ』で持っていけると思います。

また、モーターサイクルショウ以降はご希望される方への郵送も考えております。

少しでもTi-6Al-4Vチタン合金へのご理解をいただくために、見ていただきたいカタログです。

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2009年3月13日

ブレーキキャリパーブリッジボルト

最近のオートバイのブレーキで主流になりつつあるのはモノブロックのキャリパーなんですが、まだまだ実際に運用されているのは2ピースタイプではないでしょうか?

今日はその2ピースキャリパーにベータチタニウムの出来る事としてのご提案。

ブリッジボルト(橋渡し)での効果を書いてみようと思います。

以前『割締めの効果』という記事でも書いたのですが、Ti-6Al-4V鍛造で拵えたボルトの優位性はやはりその強さなんですね。

下の図をご覧下さい。

2ピースキャリパーに力が掛かった際のブリッジボルトのイメージを書いてみたんですが、基本的に純正の鉄系統の材質とTi-6Al-4V鍛造とは引っ張強度では大きな差があります。

ボルトにおける強さをちょっとお話すると引っ張強度という区分があるのですが、Ti-6Al-4Vはクロモリ鋼と同じくらいの引っ張強度をがあります。

引っ張強度
鉄=400N/m㎡
ステンレス=520N/m㎡
Ti-6Al-4V鍛造=980N/m㎡
クロモリ鋼=980N/m㎡
(計測数値ではなく基準数値です)

単純に鉄系統からは倍前後の引っ張強度を持つTi-6Al-4Vでブレーキのブリッジ(橋渡し)をしてやる事により、組込み剛性を上げ、機械剛性全体を引き上げることが可能になり、純正ボルトで発生していた微妙な歪みや、開きを抑えられる事になります。

結果としてブレーキキャリパー自体の”仕事”を正確に出来るようになります。

ではここでクロモリ鋼で造っても同じなのかと思われる方も多いと思うのですが、
クロモリ鋼とTi-6Al-4Vの違いがあるので一概にクロモリ鋼でこのような効果が確認出来ない事があります。

さて、その違いとは一体何なのか?

それは…

続きます。

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2009年1月6日

Machine Elements-Shaft

機械要素としての”軸”

機械要素というものは一つの機械を構成する上で必要とされる部品の最小機能単位を表す言葉なのですが、一口に機械要素といっても結構色々と種類、役割があります。

まずはベータチタニウムの得意とするネジ
サスペンション等に代表されるバネ
動力伝達を目的とした歯車
支点、力点、作用点で力量を変異させるてこ
運動方向の変換能力を有したカム

そして

軸というものは大きく分類すると回転させて動力を伝達させるという役割を持つ主軸と
回転物を軸受を介して受け止める役割を持つ固定車軸の二種類に分かれます。

オートバイに使用されるアクスルシャフトはここでは固定車軸に分類されます。

単純にアクスルシャフト AxleShaftというと車軸の事を指します。
ホイールスピンドルという名称を使われることもあるのですが、
自らが回転運動をするもの=スピンドルという認識をしていますので、
ベータチタニウムではオートバイのホイール受軸はアクスルシャフト=固定車軸という位置付けをしています。

さて、このアクスルシャフトというものをしっかりと考えた場合に上記のアクスルとスピンドルというもの。

機械要素の中で

固定車軸(アクスル)
主軸(スピンドル)

というものは両方同じ”軸”という機械要素に分類されるのですが、
その目的の方向性は違ってきます。

まずスピンドルに代表される主軸に求められる能力

それは非変異性であり、運動中に可能な限り形状を維持しながら回転力を伝えるという能力を求められます。

そしてアクスルに代表される固定車軸に求められる能力は

力の方向性を変換し伝達するという能力色が強くあります。

オートバイのアクスルシャフトで考えると回転物であるホイールをホールベアリング―回転軸受けを介してアクスルシャフトで受け止め、
その両端からフロントサスペンションに対してテンションを掛けていくという仕事をします。

単純に主軸(スピンドル)というものは回転させた際に他方向から掛かる力を受け止め
自らを変異させないように維持する能力が求められ、
固定車軸(アクスル)というものは回転物を軸受を介して受け止めて
正確に力を次の機械要素に受け渡すという能力が求められます。

もっと簡単にいうと
主軸は自らがしっかりとして他の機械要素に仕事を与え
固定車軸は可能な限り他の機械要素に仕事を受け渡す

というイメージですね。

ですのでシャフトを作成しようとした際に、オートバイのアクスルシャフトというものに求めた性能は、
ただ単純に剛性を上げるではなく、軽量化を求めるのでもなく、
可能な限り機械を構成する他の要素に動きを伝えるという役割
を一番に考えています。

今日は年始から、私のイメージとしての認識ですが、アクスルシャフトについて書いてみました。

物理的根拠ばかりではなく、認識としてですのでニュアンスで書いている部分も多々あります、
あくまでもこんな考えをベースにしているんだなと思っていただければ気が楽です。

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2008年11月18日

TIWNモニターのご意見をまとめてみました

TIWN

ベータチタニウム製Ti-6AL-4Vを使用した乗用車用ホイールナット

以前、このブログ内において製品のモニター募集をさせていただきました。

そしてご購入いただきましたお客様からの製品に対しての評価をいただきましたので公開させていただきたいと思います。

まずは

アンケート形式でいただいた結果をお伝えします。
太字アンケート回答

モニター1 トヨタ ノア

①装着に関して。

-純正ナットから弊社ナットに交換する際に締め付けた感覚等で気になる点はありましたでしょうか?

 まずは荷物を受け取った時にハブナットとは気付かない軽さに驚き!
そして締め付け時から剛性を感じました。
締め付けトルクの掛かり方が純正ナット時の「グニュ」に比べ
「ググッ」っとハブナットレンチと介し感じる。

-弊社ナットを装着する際にお送りした取り扱い説明書で、わかりにくい箇所等はありましたでしょうか?

マイカーでのタイヤ交換ができれば全く問題ないでしょう。

②走行に関して。
-車の加速、及び減速に関して変化はありましたでしょうか?

 まずは走り出し。本来CVTでクリープは少ないのだが、
ブレーキを離すと同時に滑り出すように動き出す。
クリープが強くなったという感じではない。
どうも、振動と音が少なくなったことによって感じているようだ。
ざらざらとしたノイズ的な高周波の遮断と、エンジン側のブルブル振動とこもり
音が減ったことによるものと推測。とにかく、すぅーっと車が動き出す。
そしてアクセルの踏み始め、つまり駆動力の掛かり始めがはっきりと分かるようになった。
一言で言えば「アクセルレスポンス向上」だが、全体的に車が軽くなった感覚。
レスポンスが上がった分、シビアなアクセルコントロールが可能となり、
後に触れる燃費向上につながると思われる。
そして減速時、ペダル踏力と減速Gの出方がリニアで非常に扱いやすくなった。
合わせてノーズダイブ量が減りFrつんのめり姿勢がRrも沈むようになり、
路面に吸い付くような減速で安心感が向上した。
また、私の運転スタイルとしてCVTではあるが減速時はシフトダウンするのだが、
ダウン時の前後Gの変動も小さくなった。

-コーナリング、またはそれに付随する能力に変化はありましたでしょうか?

こちらは少し予想に反した。
加減速フィール同様にキビキビ動くのかと思いきや、ステアリングを切っても動かない。
探っていくとようやく動き出す。
とは言うものの、ダルではなくミニバンであるが上の操舵フィール
(トヨタ車の味付け?)なのだと思う。
※ミニバンでキビキビやられると、Drは楽しいがRr席乗員はたまったもんじゃない!
この動き出しもアクセル同様に分かりやすい。更に違いが出たのは旋回姿勢。
従来は横Gを感じる前にロールを感じていたが、旋回Gを先に感じられるようになった。
バネ上が安定したことにより、ロールセンタが低くなった印象。
これにより、ノーズが向きやすく安定した旋回姿勢が作りやすくなった。
ロールセンタの高さから来るこの動きが、ある意味ミニバン特有としてあきらめていたことだっただけに非常に良さを感じる。

-装着後、高速道路をお使いになられたとしたら、一般道に比べて変化はありましたでしょうか?
特に一般道とは大差がないが、走行車線から
追い越し車線に入る際の加速は良くなった感じがする。
これは一般道でも感じられたレスポンスの向上から感じるようだ。

 その他
上記項目以外でも変化の出た点を記載する。
まずは乗り心地。
特に今までブルブルしていた振動は、実はゴツゴツの単発入力からの
減衰不足によるものと分かった。明らかに従来より感じる振動が減っている。
また、低周波の大きな動きについてはダンピングが良く働いている。
従来、非常に不得意だったマンホールの段差乗り越しや、
下水道工事後の凸凹簡易舗装路通過時は、
突き上げショック大→車体の大きな揺れ→ダンピング不足による
ブルブル振動を不快に感じ走行に気を使っていたが、
今ではトンットンッ!と単発のゴツ入力に変わり、しっかりとサスが動いて
ダンピングしている感がある。この違いはより低速でも体感できた。
本線から右左折でコンビニ等の駐車場に入る際、左右輪に段差からくる位相差による
上下の乗り越し入力が入る。従来は左右に大きく揺り返しが出ていたが、
交換後は動きも小さく収まりも早い。
Rr席乗車の子供達の頭の動き量の差を見ても分かる。
燃費も満タン法の簡易ではあるが、約15%向上した。同じ条件ではないものの、
街乗りにて9km/Lを越えたことは
今まで無かったことを考えると偶然ではないだろう。

③総合
-弊社ナットを装着して、ここが一番良かったという点

基本的に全て良くなっているので難しいが、全体のフィーリングからくる
ダイレクト感(直結感)と言えばよいのでしょうか。
走る・曲がる・停まるの全てが動きがドライバの近くに感じます。
ミニバンですが走る喜びを十分感じさせてくれます。

-弊社ナットを装着して、ここが一番改善を要するという点

やはり金額でしょう!ちと高すぎます。
それと、純正ナットは袋になっていますが、貫通タイプにより丸見えの
ハブボルトの腐食は大丈夫でしょうか?
既に腐食(錆び)しているハブが見えるのは、見た目もイマイチです。

-価格に対して、金額に対する効果がありましたでしょうか?

これが非常に難しい設問です。正直かなりきつい金額。
個人的には大きな効果あり!と言いたいところだが、
同じくらい運転する嫁さんは全く感じ取れない。
増してホイール交換やローダウンのようにビジュアルもほとんど変わらない。
(=性能向上とは限らないが)
絶対的な性能向上とは、素人でも直感的に感じることが出来るレベルだと思うことから、
私が感じた向上代は乗る人が乗れば分かるというある意味マニアックな領域かもしれない。
ただ、性能向上の為にバネ・アブソーバ・ホイール交換を考えている人には是非お勧め。
このナットに変えるだけで現状車両が持っているポテンシャル(ベース性能)を引き出してくれる。
その差を体感してからでも交換は遅くは無い。
また、走りに直結した部分だけではなく快適性向上も忘れてはならない。
静寂性・バネ上(ボデー)の安定性は嫁さん・子供達には感じられないかもしれないが、
長時間・長距離走行時の疲労度は間違いなく軽減されるはず。
特に車酔いを引き起こす低周波域の低減は効果が大きい。
今回のモニター期間では残念ながら上記の確認は出来なかったが、購入後確認していきたい。

モニター2 SUZUKI カプチーノ

①装着に関して。

-純正ナットから弊社ナットに交換する際に締め付けた感覚等で気になる点はありましたでしょうか?

特に気になる点はありませんでした。

-弊社ナットを装着する際にお送りした取り扱い説明書で、わかりにくい箇所等はありましたでしょうか?

特に解りにくい点はありませんでした。

②走行に関して。

-車の加速、及び減速に関して変化はありましたでしょうか?

ありました。
感じたのは発進が軽くなった感じがしました。
具体的にはガソリン満タンでもガソリンが空の時のように走り出しが軽くなりました。
走ってる時の加速についてはそれほど感じませんでした。
減速については車重が軽くなった時のブレーキのようにブレーキフィーリングが軽くなった
(効きが良くなった?)ような錯覚がありました。

-コーナリング、またはそれに付随する能力に変化はありましたでしょうか?

コーナリングについては違うと言えば違うように感じましたが、変わらないと言えば
変わらないと言った程度で判るほどは感じませんでした。

-装着後、高速道路をお使いになられたとしたら、一般道に比べて変化はありましたでしょうか?

高速道路は使ってませんが高速走行することがあり、走ったところ若干ロード
ノイズが減ったように感じました。

③総合

-弊社ナットを装着して、ここが一番良かったという点

  燃費に関しては交換後に満タンにして、先日入れてみたのですがそれほど変わりません
でした。ただ、若干ガソリンの減りが少ないようにも感じます。
200kmほどしか走っていなく、ガスを入れた時の若干の量の差があると思うので
現時点では何とも言えません。
ただ、上記の通り、いつもこのくらいの距離の時は針がここを挿しているとかが遅い
(ガソリンの減りが遅い?)ような感じもします。もう少し走ってみて様子を見たいと考えてます。

燃費もそれほど目に見えず、加速減速も感覚的な物で「換えたのでそう思うだけ」
と言われればそうかもしれません。
購入については迷ったのですが、以下理由からです。

・現時点で良い点も曖昧だが、悪い点は見当たらない
→性能が数値で出ないので何とも言えないのだが、感覚的には良い事しか
出てこない
・チタンナットという製品に対する希少性と優越感
→私はバイクにも乗りますが、どうしても車やバイクに乗る人は『チタン』とか
『カーボン』『LED』とか言った素材の響きに弱いようです。

-弊社ナットを装着して、ここが一番改善を要するという点

色を選べると良いと思いました。

-価格に対して、金額に対する効果がありましたでしょうか?

  現時点ではありません。
しかし、これからこのナットを装備して色んなシチュエーションに会う内に
効果は出てくると思ったため購入に踏み切りました。

アンケート形式ではなくレポート形式での感想をいただいてもおりますのでご紹介させていただきます。

モニター3 トヨタ ヴォクシー

 まず一番最初に感じたことは、段差での衝撃が緩やか?
マイルドと言うのでしょうか?ってことです。装着する前に色々聞いていましたので
理論上はほぼ理解していたつもりですが、こんなに変わるものものなのかとビックリしました。
乗り心地について言えば、走行してからもいつもとは明らかに違います。
道路のつなぎ目が「ダンッダッダン」ではなく「トンットットン」と軽やかに感じます。
これが一番大きな印象です。

駐車場でのすえ切りで、切りはじめから大きく変わったとは思いませんでしたが、
180度近くまわしだしてからは、違いが感じられます。

タイヤが引っ張られて残っているのではなく、ハンドルについてくる?ってな感じで、
車庫入れがしやすくなりました。(狙った?思い通りに動かせるってな感じですかね。)

特に気になっていたのが、ホイールを18インチに変えてから
足回りがバタバタして、4っつとも落ち着きがなくバラバラに動いている感じがしていました。

前回乗っていたVOXYも19インチでその傾向が強く17インチまでなら
さほどきにならないレベルだったので、1BOXに大きなホイールを装着すると
しかたがないと諦めていました・・・。

ですが、今回装着させて頂いてからは、タイヤがサスペンションの一部となり
動いているかのように、バタバタ感もなく、4っつのタイヤがどう動いている
かが、ハッキリとわかりやすくなりました。
さらにフロントの設置感が曖昧で、ステアリングに曖昧な感じがしていたのですが
それもなくなりました。

コーナーリングでは、今まではタイヤがよれてグニョゴニョと横に逃げていく感じしか
しなかったのですが、タイヤが踏ん張ってアクセルを入れると、縦の力に変わっていくのが
感じられ、曲がる楽しさがでてきます♪先ほども記述したようにバタバタ感もありませんので
S字や、切りかえしのコーナーでは、車体のもどってくる力にあわせてハンドルも
狙ったラインをとりやすくなりました。

転がり抵抗は加速時60Km(アクセルは乗せている感じで踏み込んでいません)から
軽やかになる感じがします。減速時は40Kmを境に軽やかになり、
通常ブレーキを一定の力で踏み加減を変えないで止まるのですが、
いつもよりやや手前で止まってしまうので、目測調整が必要になりましたが、

スピードが出ている速度からの減速も、フロントタイヤが開いていく感じが薄くなり、
ダイレクト感もあり、逆に止まりやすくなりました。

また、以下ご自身のお持ちのブログにてレポートを書いていただいている分を
ご紹介させていただきます

東大阪のバイクショップ
Maintenance Factory HooK 代表の福田様のブログから
『チタン・ホイールナット』
『64チタン合金の装着結果』

二輪エンデューロレースにてMCとして活躍中の
MCおやじちゃんのブログから
『たかがねじ、されどねじ。その効果やいかに? ホイールナット装着レポート』

の二点をご紹介させていただきます。

っと、

非常に長い記事になりましたが
いただいたインプレッションの一部をご公表させていただきました。

次回記事についてはベータチタニウム技術開発として
皆様からの回答を元にTIWNTi-6AL-4Vホイールナットについて
書いてみたいと思います。

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2008年2月7日

Ti-6Al-4Vホイールナットの効果その2

昨年末発売させていただきましたベータチタニウム製Ti-6Al-4Vホイールナット

前回の記事でご紹介してから多数のお問合せをいただき、即完売、その後作成が追いつかずでしたが本日第二ロット完成いたしました。

御注文いただいていたお客様には本日発送させていただきます。
大変長らくお待たせしまして申し訳ございませんでした。

さて、前回のロットにてご購入いただきましたお客様から、装着インプレッションを頂きました。

装着インプレッションの中で予想より多かったご意見としまして

『燃費が向上した』

というのが多くありました。

最小で5%、最大で15%燃費の向上が認められています。

私自身も開発段階で数十種類の車両でテストしましたが、確かに数車種で燃費の向上は感じていました。ただ、テスト項目の中に燃費計測を入れておりませんでしたので公表できる内容ではなかったので、あくまでもプラスαの効果と認識していました。

走行性能については発表の際に書いた記事の内容の効果を感じていただいけているようです。

今回の燃費アップについてなのですが、恐らくホイール座面とハブ座面における力の整流化とホイール自体の回転抵抗減少により換装前よりクリープで進む距離が増加しているのではないかと推測します。

車を一つの機械と見れば駆動部分のフリクションロスが減少するということは、駆動ロスの低下に直結するのでありえない話ではないのではないかと思います。
ベータチタニウムの現在のスタッフだけではまともにトライボロジーを勉強して解決は難しいですが、この燃費という案件については自社でもデータを収集する項目に追加して、正確なデータを公表できるよう頑張っていきます。

ご購入はベータチタニウムWEBSHOPにてお取り扱いしております。

カテゴリー:製品紹介

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