自転車道場

ママチャリの整備 / 227

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ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:12:06 修正 >> 199

 クオリア44さん
 画像1
完成目前の、シートポストマウントキャリパーブレーキ台座試作2号機、をアッサリ打ち捨てて、チネリのピストステムを使用した試作3号機の失敗を経て、ハンドルクランプ機構をそのまま生かして、ステムのクランプ部に大穴を開けた試作4号機が既に完成間近です。

角度調整機構を追加して、確実に適切な位置でブレーキパッドがリムに当たって、しかもチェーンのテンション調整に伴うブレーキパッド位置の対応幅も十分に確保して、後はブレーキワイヤーを繋ぐだけ。

現物合わせで位置を確認して、もう失敗する要素は無い。

もう使う当ては無いとは言え、hope の美しい高価な総削り出しステムに大加工を施して、通常の使用は出来ない事態に突入するのに、ちょっと躊躇ったが、もうやっちゃった。

ワイヤーを繋いで作動テストが出来たら。また報告します。

因みに、ブレーキキャリパーを直接取り付けテストあるダミーハンドルは、7000系アルミの非常に硬いMTBハンドルから切り出したもので、強度的に不安は全く無い。
画像1画像2画像3

かつて、これ程美しいキャリパーブレーキ台座が 有っただろうか?いや無い。
と、こんな感じに仕上がりました。

ロングアームのブレーキだし、今のところブレーキシューがノーマルなので、強力には効きませんが、十分に機能します。ブレーキ調整箇所が2軸増えたので、最初のセッティングが多少、手間がかかりますが、一度決めれば後は簡単。

ローラーブレーキ特有の引きずり が無くなって、気分爽快。

秘密のパーツを多数、使ってあるので、このカゴ、泥除け付き、26インチのママチャリ規格のホイール、タイヤ仕様の状態で、ちょうど13kgくらい。あ、ソコからリアマウントボトルケージを追加したので、0.3kgくらい増えたかも?。カゴという名の補助ハンドルに、2段にバーテープを巻いてみたものの、下段はどうにも使えません。

4連ボトルケージは、中身入りのボトルをフロント側に2個、付けると操縦性が重くなるので、2個目のボトルの保持の為の一時置き場としてリアにもボトルケージを付けただけ。3連で足りるけど、空力気分で4連に。

フロントのカウリングは、効果は疑問だが、気分で。
基本的に、ママチャリレースでしか使いません。

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  • 228
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:14:59 >> 227

    tour-neyさん
    内装変速で13kg!凄すぎ!ママチャリGPガチ勢仕様ですね。優勝報告お願いします(笑)
    内装変速の拘りってあるんでしょうか。BSには内装変速しかないからと思いますけれど...

  • 229
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:15:38 >> 227

     クオリア44さん
    私の参戦するママチャリレースの車両規則が内装3段まで、なので内装変速な訳ですが、1速は低過ぎて使えないので、事実上の2段変速ですね。

    ママチャリレースが行われるのは、基本的にサーキットのみなので、上り勾配があっても緩い上りでしかありませんが、上り区間の距離が長いと、2速に落としてケイデンスを上げた方が疲労を軽減出来ます。

    ギア比をサーキットのコースに合わせて最適化すれば、おそらくはシングルでもタイムは そんなに変わらないと思いますが、ママチャリはチェーンリングの選択肢が極端に少ないので、ソレが出来ないから、内装3段の方がタイムが出ます。

    先日の100分間レースでは、キャリパーブレーキ化が間に合いませんでしたが、4人チームを相手に回して一人で走り切り、極差で優勝出来ませんでした。メインで参加するイベントは、チームとソロの区別が無いレースなので、車体の工夫で不利を埋める訳です。

    キャリパーブレーキ化が間に合っていれば、もしかしたら勝てたかもしれません。

    ロードバイクのように細やかな変速が出来ませんので、一定の負荷で走るよりは、休む区間と頑張る区間をメリハリつけて切り替えて走った方が速く、またママチャリレースは集団走行にならないので、出来るだけ減速しないペダリングを止めないワイドラインのコーナリング技術でタイムを削ります。
    ロードバイクのレースとは別の戦略と技術が必要で、面白いレースだと思っています。

  • 230
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:16:43 >> 227

    tour-neyさん
    クオリア44さん、返信ありがとうございます!
    規則で決まってたのですね!ローラーブレーキの抵抗も馬鹿に出来ない訳ですね...優勝まで僅差とは( TДT)次回のお預けですかぁ。

    私の知ってるのは富士スピードウェイだけで、レギュが7速でした。無改造なので、やる気がしませんし、(みんなけっこうやってるが)
    富士は最後に勾配10%がありまして、(現状のスキルではメガレンジ入れても不可能)諦めました。早くペダリングスキル欲しいです...
    御園知ってるあたりもしかして?!(東海エリア在住かな→あ、これ答えなくていいですw)

    >先日の100分間レースでは、キャリパーブレーキ化が間に合いませんでしたが、4人チームを相手に回して一人で走り切り、極差で

    単独でぇ?!凄すぎ ゚ ゚ ( Д  )乗り方教えて欲しいくらいですね。
    といっても、既にライン取りやペース配分書かれているので、もう練習のみと言われそう。が、頑張ろう...(富士はチーム限定だったか、私は出れません)

    @豆大福@さん、補足情報ありがとうございます。そもそもママチャリでレースっていうのが、凄いと思いました。改造参考にもなりましたし...
    私はレース無縁ですが、頑張って乗りたいですね。

  • 231
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:17:13 >> 227

    @豆大福@さん
    お目汚し失礼いたしました(^_^;
    削除しときます。

  • 232
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:18:39 >> 227

     クオリア44さん
    一応、説明しておくと、私のママチャリレーサー、BRIDGESTONE エブリッジLみたいなアルミフレームのママチャリは、アルミ故の固さを緩和する為に、シートステーが上に膨らんだ形に湾曲してて、このシートステーにプレート方式でキャリパーブレーキ台座を取り付けようとしても、キャリパーブレーキのシャフトがホイールの中心からの仮想直線と垂直にならなくて、取り付けは不可能です。
    また、ママチャリとしての体裁を保つ為に、泥除けの設置は不可欠でしたが、この為のスペースの関係もあって、プレート式は見るからに無理でした。シートステーが湾曲して上方の角度が寝ていて、ママチャリ特有の寝てるシートチューブとの関係で、十分なスペースが無いのです。
    ま、有っても前述の理由で無理なんですけど。

    まあ、微妙な角度をつけたアダプターを削り出しで制作すれば無理矢理に付けられるかもしれませんが、フライス盤の達人でないと無理でしょう。私もフライス盤は使えません。

    なので、私のエブリッジLをキャリパーブレーキ化するのは、殆どの人が諦めるだろうと思える程の難題でした。そこで、私の加工技術の範囲内で出来る解決策が、ステムを生かしてブレーキ台座とする事でした。

    そして、いくつかの試作を経て、見事にキャリパーブレーキを完璧に機能する様に取り付け出来た訳ですが、今回は泥除け越しにキャリパーブレーキを取り付ける事、そして太い650Aのママチャリ規格タイヤの使用が前提条件なので、最初からロングリーチのブレーキを使用しましたが、仮に700cのロードバイク用ホイールで23cとかに交換しちゃうならば、同じ方式で、どうとでもショートゲージのブレーキも取り付ける事は出来ます。

    アルミ製のステムなんか、ディスクグラインダーにステンレス切断用ディスクで、意のままに加工出来ますから。ただ、適合するステムの関係で、非常に重くなる可能性があって、どこまで無理をするか?が判断のしどころです。

    変わった寸法のステムは、安物で重いのが多くて、特に可変ステムなんか非常に重いので。

    あと、今回は、BRIDGESTONEエブリッジLのシートチューブが短いフレームだからこそ出来た方法で、ホリゾンタルに近いフレームだと、この私の発明した方法は、シートポスト下部からリムまでの距離が長過ぎるので、使えない、或いは重過ぎて無理があると思います。

    つまり、私の発明した方法は、従来のプレート挟み込み方式と比較出来る訳じゃなくて、プレート式が使えない場合の一つの突破口となる可能性を示しただけです。

    サドル高の調整に、ボルトを二つ余分に緩めては締め込む手間が増えますが、ブレーキの機能としては全く問題ありません。

    あと、コストがかかるのは間違いないですが、プレート式が使えない以上、そんな事は問題にはなりません。それに、非常に高い精度で穴空けをしないと、キャリパーブレーキが車体のセンターから歪んで付いちゃうので、技術的に困難なのも確かです。多分、0.5 度でも狂ったら、明らかに違和感が出ると思います。

    私はボール盤も持ってますけど、このステムの様な複雑な形のモノに正確に垂直の穴をキッカリとセンターに開けるのは、実はハンドドリルの方が向いています。

    やり方は、言葉で説明すると非常に長くなるのでしませんけれど。
    と言う訳で、アルミフレームのシートステーが湾曲したママチャリをキャリパーブレーキ化するという特殊な事情でも無ければ、私の真似をする人も、出来る人もいないでしょう。

    でも、やる気さえ有れば、どんな改造もなんとかなると言う可能性を示せたとは思います。
    あと、私は、過剰な無理矢理な外観が好きで、今回も非常に楽しめましたが、違う価値観も理解はします。
    確かに、私も一応は泥除け台座にL字金具でキャリパーブレーキを取り付ける事を検討しました。
    何より非常に簡単ですから。

    しかしながら、私のBRIDGESTONEエブリッジLはアルミフレームなので、うすくて細い板状の泥除けステーに、ブレーキング時にキャリパーブレーキによるテコの原理で、捻りとる荷重がかかるかかるのが非常に嫌なイメージ浮かび、ヤメておきました。

    鉄ならまだしも、確実に金属疲労が蓄積して、いつかは必ず破断が起きると言われるアルミフレームで、どう考えても一番弱い箇所に結構な捻る力がかかるのが、本能的に許せなかったのです。

    また、今回はフロント用のキャリパーブレーキをリアに使用してる訳ですが、以前、ダイアコンペのショートゲージのフレームブレーキを、本来の使い方でシングル固定ギアの車体で使用した時に、埋め込みナットの短いモノを使用したり、ワッシャーを少し多めにかましてブレーキのシャフトのねじ切り部分が埋め込みナットとの勘合部から長めに出ちゃう場合に、ブレーキングした時に凄い勢いでブレーキが振動した事があるので、取り付け部分の剛性がいかにも弱いのは、皮膚感覚で気持ち悪いのです。

    おそらくはロングアームのブレーキだと、アームがたわむのでショートゲージのブレーキの様なトラブルは起きないだろうとは思いますが、それでも取り付け部分の細く薄いアルミ板を捻る荷重がかかるののはアームが長い程、強くなると考えられて、この案は絶対に採用出来ないと判断したのです。

    プレート方式や泥除けステーに無理矢理キャリパーブレーキを取り付けるのは、異音の発生が頻繁する圧入BBに似た心地悪さを、私はどうしても感じます。

    広い面積で圧力を分散して荷重を受け止める構造じゃない形状のモノに、ネジの締め込みによるプレートとフレームの変形による僅かな面積での密着による固定で捻る様な荷重をかけるのは、嫌なのです。

    その点、私の発明は、荷重が十分に広い面積の最初からそのように設計された勘合部で荷重が分散されるから、私としては心地良い安心感があるのです。

  • 233
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:19:23 >> 227

     skogenさん
    金属疲労を表現する曲線は横軸が応力を加えた回数で、対数で表現されます(なぜ対数的に変化するのか、物理的には面白い問題だったりします。これ私の趣味の世界 ^^;)。

    フレームに掛かる力を半分にすると寿命が倍になる、というのが算数的な感覚だと思いますが、そうはなりません。横軸が対数なので、大きな力が掛かると10回で破断するものが、力を何分の1かに下げるだけで寿命が100倍に増えたりします。視点を変えると、適切な力に設定しないと、寿命が桁違いに縮む事もある。

    ブレーキで制動する回数は、フレームが荷重で変形する回数に比べて桁違いに少ない。だからと言って無視できないのが疲労限界の怖いところですね。

    直感は裏切られることも多いのですが、対数的な変化は人の感覚と近いところもあります。なので、算数で考えるんじゃ無くて、皮膚感覚で捉えるのは正しいかも知れません。一方で、経験が正しく蓄積できて無ければ、きちんと理詰めで考えないといけません(やはり、直感は裏切られることは多い)。

    クオリア44さんの直感の通りですが、言い方を変えると、応力を適切に設定しないととっても危険という事になります。なので、力が繰り返し掛かるところは確実な設計が必要。
    以上、ウンチク

    > 広い面積で圧力を分散して荷重を受け止める構造じゃない形状のモノに、ネジの締め込みによるプレートとフレームの変形による僅かな面積での密着による固定で捻る様な荷重をかけるのは、嫌なのです。

    私が見たことがある何台かのピストは、シートステーとアルミプレートの間に接触面積を上げるための工夫がされていました。直接、プレートをフレームに取り付けると塗装が剥がれます。

  • 234
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:19:45 >> 227

     クオリア44さん
    kapa さんの場合、私の発明した方法の応用で、クランプ径35mmのステムのコラム側を切り飛ばして加工すれば、ブレーキキャリパーがカチッと取り付け出来る筈なので、試してみると面白いと思います。
    ま、簡単じゃないですけど。

  • 235
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:21:35 >> 227

     skogenさん
    画像1
    鉄のS-N曲線の例
    ママチャリ関連ということで、こちらに書き込みます。
    今週のNHKラジオ「安心ラジオ」は「幼児用座席自転車事故」でした。安心ラジオはいろいろな安全安心情報をテーマに定期的に繰り返し流れている5分間の放送です。
    http://www.nhk.or.jp/r1/anshinweekly/

    「幼児用座席自転車事故」の内容は次で聞くことができます。
    http://www.nhk.or.jp/r1/anshinweekly/doga2015/159.html

    自転車事故の半分が子乗せ自転車の事故というから驚きです。
    子乗せ自転車は高齢者の自転車よりはふらつきは小さく、まっすぐ走っていると思いますが、確かに、見ていて危ないなぁと思う場面もあります。

    お気を付け下さい。
    安全の話のついでに。
    上で書き込んだ破断限界の話、文章だけでは分かりにくいので図を付けておきます。図の例は鉄の場合です。途中まで対数的に落ちていき、そこから先は底を打ちます。

    アルミだとだらだらと下って底を打ちません。つまり、アルミは応力が弱くてもいずれ破断します。だからといって、鉄だと破断しない訳では無く、応力の見積もりを間違うとあっという間に破断する、と私は読み取ります。

    対数曲線を直感的に理解できるのか?私は機構部品は専門ではありませんが、量的な差が大きく、力は足し算的に感じる感覚なので、この曲線を直感的に理解するには、相当数の経験値が必要でしょうね。

    応力の向きから考えると、シートチューブ直付けは金属疲労に関する経験値が浅くても、結合部さえ強固に作っておけば、大丈夫な取り付け方法だと思います。

  • 236
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:22:46 >> 227

     鶏 泰造さん
    「直感的に理解する」というかですね、材料別の疲労限界応力を設計の参考にするためのグラフですよ。

     通常、炭素鋼系材料の場合、繰返し回数100万回を超えれば、「疲労破壊はしない」と判断されます。そのときの応力がいくらかを縦軸から読み取って、設計している部品の最大応力がその値を超えないようにするんです。形状でカバーできない場合は、疲労限の大きな材質に変更します。

     設計時の指標にするためのもので、すでにできあがっているものに、どれだけ過剰な負荷がかけられるかを見るものではありません(^_^;)。
    実際にはグラフではなく、一覧表を見ますけどね。
    http://www.enerpac.co.jp/downlods/technical/pdf/material01.pdf

  • 237
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:23:18 >> 227

    skogenさん
    専門的な説明ありがとうございます。
    ここは破断限界を1万回に、ここは10万回に設定しておく、なんて設計はしないんですね。

    そう言えば、データシートを見て、それを超えないように設計するって当たり前にやってることでした。マージンゼロでの設計もしない。昔、材料の焼き鈍しをやってましたが、ぎりぎりまで温度を上げると結果が大きくばらつくので、その手前で止めます。どれぐらい手前で止めるかの見極めが必要ですが、時間も関係するので手間が掛かります。壊れる相手って難しい。

  • 238
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:25:29 >> 227

    クオリア44さん
    画像1
    https://www.amazon.co.jp/dp/B00810V0G4/
    鉄製の分厚い汎用L字金具を、この汎用クランプを3個くらい使って荷重を分散させてシートチューブに固定すれば、多分、任意の位置にブレーキキャリパーが取り付け出来ます。

    こういうの の取り付け強度は、結局のところ、クランプの精度が決め手になります。

    この汎用クランプは、対象物をM5のネジで固定するので、少々 物足りない気がしないでもないですが、ソコは数を増やせば大丈夫でしょう。

    私は、このクランプを大量に使用して自転車パーツを流用したオリジナルのピストン・クランク機構を製作した事があるのですが、十分に満足出来る性能でした。
    ミノウラの汎用クランプは、アルミ製で超軽量ですが、クランプ部の精度が高くて対象物に固定部がキレイに密着してる時には、全体に荷重が分散され、クランプのネジ部分以外には引っ張り荷重しかかリません。
    そして、ココは中央部のスリットが大きくても、華奢に見えても、十分な強度が確保出来るし、むしろ、華奢見えるくらいの方が 対象物の形状に微細なレベルでも均一、しなやかに密着するから、厳密な意味でのクランプの対象物への接触面積は、十分に確保されます。

    私が、こういうのはクランプ部の精度が決め手、と言ったのは、そういう事です。

    物凄い荷重がかかる フロントディレイラーの直付けタイプのバンドアダプターにも、同様のクランプ部の形状のモノがあり、私もクロモリフレームで使用してますが、これらは、そういう意図で設計されてるのだと思います。

  • 239
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:26:54 >> 227

    げ、画像1
    それ新車で付いてるかも。それは、ハブラチェットレンチの先端突っ込んで、ブレーキアームを曲げた痕跡に似てます。

    (ソケットのないほうの)尖った先端をブレーキアームに突っ込んで、アーム曲げてトーインつけてます。
    (意味不明でしたら突っ込んでください、動画でもしますんで)
    ブレーキはあさひも同じパーツです。一応、800Aには劣ると思いますが、換えるまではないかなぁ。それよりも、vブレーキシューは摩擦が強くて、アームが引っ張られてネジが緩みやすいです。

    チェーンの張りは、初期伸びする前提のセットなんです。これでも一年以内にブランブランに弛む(高校生限定、成人女性は除く)
    あとは緩いと音なり→クレームですが、
    張りすぎは、チェーン、スプロケット、BBパーツの傷みを招くだけで、劣化には時間が必要なので、張ります(オリャ!

  • 240
    ディープインパクト 2024/07/26 (金) 11:27:22 修正 >> 227

    tukubamonさん
    古来より「たかがチェーン張り、されどチェーン張り」と言いますが(嘘)、基本的な作業こそ疎かにしてはいけませんね。どんな事も同じですが。

    チェーン張り調整って絶妙のところをキープするのは結構大変です。特にママチャリの場合、部品の精度もそれなりだし。

    もちろん一番キツイ所で上下に1コマ分1cm位動くように調整するのですが、それだとゆるいところではダルンダルン。チェーンケース打つようになります。
    家族には不評なのですが、回転は良いのでそのまま乗せています。
    ただ、あまりにもその差が大きいときは部品の交換時期なのでしょうか?
    チェーンは分かるのですが、チェーンリング、ママチャリだとクランク一体なので、同時交換ですか?

    テクトロ800A効きますよ。
    ウチは3台つけていますが、全てロックするくらい。
    ステンレスリムがいけないんじゃないかな。