JP5603802B2 - 自動二輪車スポークリムの組立方法 - Google Patents
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Description
とって変わりつつあるのは、リム・スポーク・ハブを一体鋳造したものである。
本発明はその要望に正面から答えるものである。
本発明においてキーワードとなるスポークの張力(単位N)は、当業者の現場用語として軸力と呼んでいるので、それを使って記述する。
図1は実施例を示す流れ図で(a)は従来の方法、(b)は本発明である。従って(b)で追加されている作業工程が本発明になる。
本実施例ではスポーク1本1本の軸力を問題にするから、ホイールをR側から見て、リムのバルブ孔41を始点として右回りにスポーク1番からスポーク32番までに1〜32としている。
また、スポークリムはスポーク4本単位で成り立っている(R押、R引、L押、L引)。
32本スポークの場合A〜Hの8ブロックと見る事ができる。また、スポークは4本が交差したダイヤ(斜線)が見やすいのでAダイヤ〜Hダイヤ、束ねA〜束ねH、A束〜H束と呼ぶ事がある。
リム40とハブ50をスポーク60で締結している。スポーク60はハブ50に設けた孔に、スポークの折曲げ部66を通し折曲げ部は回り止めの役目を担っている。スポーク60のリム側端はスポークのおねじ部65であり、本件の場合、軸径4mmのスポークの首部64にねじM4.5×0.75が転造加工してある。スポークの伸長部63は軸径35mmに絞られておりスポークがばねとして作用する部分である。一般にスポーク60はスポーク左傾斜角θLとスポーク右傾斜角θRとは設計上異なるので2種類の長さになる。
どうしてもボルト・ナットの緩みの事例から、スポークの緩みもニップルが相対的戻り回転すると考えてしまうが、原因構造は全く違うのである。
実験(実レース試験)に供したスポークリムは18インチ、タイヤはキャラメルトレッドである。
縦スケールは軸力Nで、円周は32等分して、スポーク番号と対応している。
図1流れ図(a)の従来の方法で初期セット軸力T=2000N(実線)に機械設定してレースに供した。
点線は1レース使用後の軸力である。スポーク番号31は軸力T=0Nで緩んでいる。スポーク番号7、スポーク番号8、スポーク番号18、スポーク番号26はT=1000N以下で、危ない状態になっている。
過去において、このような状態になった時は締め力が足りないとして、軸力を上げる対応をしてきたが、好結果は得られなかった。
縦スケールは軸力Nで、円周は32等分して、スポーク番号と対応している。
図1流れ図(b)に従って、スポークの軸力はT=2000Nにするが、一旦セット軸力より高めてT=3000Nまで第3機械締めした後、次工程でニップルの調整角部73にトルクレンチを掛けセット軸力T=2000N(実線)に戻してレースに供した。
軸力とトルクレンチの捻りトルクはリム仕様毎に実測して換算グラフを用意している。
点線は1レース使用後の軸力である。スポーク番号16で軸力が僅かに下回った他は全く問題はなかった。むしろ軸力はセット値よりも上がっているが、これはレース直後リム40の温度が上がっているためである。
その後このリムはセット値に調整しては9回レースに使用したが緩みの問題は生じなかった。
図6の物理モデルはリム40とハブ50を質点と考え、それを結ぶスポークは弾塑性モデルとした。80は塑性記号、84は弾性記号である。
従来(a)のスポーク緩みを吟味すると、セット時はa01点で負の軸力が掛ると85のばね作用線a0に沿い、正の軸力が掛ると塑性変形曲線81に沿う。
図4におけるスポーク番号31の場合、セット時はa01点であったものが、+350Nの力を受けて、a21点に塑性変形する(変形量はdx2)。そして、87のばね作用線a2に沿って作用しようとしてもa22点の軸力は0である。
同様に、図4におけるスポーク番号7、スポーク番号8、スポーク番号18、スポーク番号26のT=1000Nの場合、セット時はa01点であったものが、+180Nの力を受けて、a11点に塑性変形する(変形量はdx1)。そして、86のばね作用線a1に沿って作用しようとしてもa12点の軸力はT=1000Nにまで減じている。
最も過酷なレースでは本発明は勝敗の鍵を握る事になる。
一般自動二輪車の平常軸力変動は±25N程度であるから、従来(a)で差し支えないが、耐久疲労を考慮すると、50%の増締めと戻しの簡単な作業で性能が向上するのであるから実用車であっても品質は向上し有効である。
増締めの量は今までの経験から、30%から70%増の範囲が適当である。
この試験用の機械締めリム組立では第3機械締めまで行っているが、大量生産になれば第2機械締めまでにすることは可能である。
スポークリムの周囲にあるa、b、c、dの4基の十字ドライバー機械は空気圧によってニップル70を所望するトルクで締める事が出来る。実物はもっと大きく複雑であり、詳しくは、特開平11−1101号公報で開示されている。
本発明では、十字ドライバーa、b、c、dの4基を同時に、同一緊締力で、同一時間ずつ作用させ、停止させて順次45°づつ8回送ってリム全周を緊締する。同時に、同一緊締力で締めることはハブ50の位置決めにとって不可欠であり、手組みでは不可能なところである。同一時間作用させることは、エアードライバーの特性として必要である。
複数の高張力鋼線でなるスポーク60はリム40に対して等間隔であり、その数は、4の倍数である32、36、40の何れかである場合可能となる。
リムに十字ドライバーa、b、c、dの符号を付したが、1スポークのブロックづつ送って締めていくと8回で全部を満遍なく締め切ることができる。具体的にスポーク番号で示すと、十字ドライバーaはスポーク番号15、十字ドライバーbはスポーク番号4、十字ドライバーcはスポーク番号1、十字ドライバーdはスポーク番号22で開始させればよい。
2〜31スポーク2〜31番
32 スポーク32番
40 リム
41 リムのバルブ孔
50 ハブ
51 ハブの軸孔(データム)
60 スポーク
63 スポークの伸長部
64 スポークの首部
65 スポークのおねじ部
66 スポークの折曲げ部
70 ニップル
71 ニップルの十字ドライバー溝
72 ニップルの球面部
73 ニップルの調整角部
80 塑性記号
81 塑性変形曲線
84 弾性記号
85 ばね作用線a0
86 ばね作用線a1
87 ばね作用線a2
88 ばね作用線b0
90 ホイール2等分線
a スポークa用十字ビット機械装置
b スポークb用十字ビット機械装置
c スポークc用十字ビット機械装置
d スポークd用十字ビット機械装置
A〜H スポークのブロック、束ね、ダイヤ
L 左側面
R 右側面
θL スポーク左傾斜角
θR スポーク右傾斜角
Claims (6)
- 軽合金製リムと軽合金製ハブとを、高張力鋼線でなり、ニップルによって前記軽合金製リムに緊締される複数のスポークで締結する自動二輪車スポークリムの組立方法であって、前記スポークの軸力を一旦セット軸力より高める工程と、その後に前記スポークの軸力をセット軸力に戻す工程とを含むことを特徴とする自動二輪車スポークリムの組立方法。
- 前記スポークの軸力を一旦セット軸力より高める前記工程において、前記スポークの軸力は、セット軸力の30%から70%増の範囲に高められる請求項1に記載の自動二輪車スポークリムの組立方法。
- 前記ニップルは機械装置で操作される自動二輪車スポークリムの組立方法であって、十字ドライバー4基を同時に、同一緊締力で同一時間ずつ前記ニップルに作用させ、停止させて順次送って前記軽合金製リム全周を緊締することを特徴とする請求項1または2に記載の自動二輪車スポークリムの組立方法。
- 前記複数のスポークの数は、4の倍数である32、36、40の何れかである請求項3に記載の自動二輪車スポークリムの組立方法。
- 前記軽合金製リム全周の緊締は、少なくとも2周以上行われ、2周目における緊締は、1周目よりも前記スポークの軸力が高くなるように行われる請求項3または4に記載の自動二輪車スポークリムの組立方法。
- 前記複数のスポークの数が32であり、前記十字ドライバー4基のスポーク締め付け位置は、前記軽合金製リムを正面にみて、任意のダイヤとその反対側ダイヤを結ぶホイール2等分線の、任意のダイヤ側の左右2本目と反対ダイヤ側左右4本目の全4本である請求項3から5のいずれかに記載の自動二輪車スポークリムの組立方法。
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