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2019/05/24

チタンホイールボルト2 6AL-4V Titanium Rolled Wheel Bolt M12X1.5 r12 with Floating Washer.

6Al -4V チタンボルト 高級品の写真です。
製造販売が中止されて、頭高さが変更になってしまった純正ホイールボルトにあわせて造っています。
純正8孔ホイールや、LTDホイール、AMGホイール、
初期の18インチのリミテッド風ホイール ユーロ6には適合します。


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写真のとおり、
重量は純正の86g に対して、52g と一本当たり 34g 軽く仕上がっています。


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それで、あまり気にしない人もおおいでしょうが、チタンマニアとして、
純正ボルトと64チタンボルトの強度比較について、備忘と理解の整理のため記載します。

まず 純正ボルトの素材について、

純正ボルトは、JIS規格ではなく強度表示がありません。素材もメルセデスの資料、マニュアル見てもでてません。
そこで材質を推測することにします。
締め付けトルクをみますと、純正スチールボルトはM12サイズで締め付けトルクが110Nm指定(脱脂指定)となっています。

締め付けトルクから、純正スチールボルトの強度等、機械特性を 推測するとして、 

締め付けトルクからの推定で、大雑把ですが、余裕マージンを見て
JISの強度区分でいうと「10.9」の高強度ボルトが該当しそうです。結構、高強度のボルトです。
(熱処理もあるんでしょうが、硬さや旋盤で削った感じに照らすと、実際SCM435よりは、すこし柔らかく感じます)



純正ボルトを、JIS規格 10.9の高強度ボルトとして、 いわゆるクロモリ材、SCM435材を使っているわけですから、

SCM435材の最少引張強さが 1040N/mm^2 下降伏点が、 940N/mm^2 (95.9kgfm)

ボルトの強度計算をするには、これに断面積をかける必要があります。

M12の並目で1.75 材料径が 10.55mm  有効面積が 84.3mm^2
M12の細目で1.5材料径が  10.60mm  有効面積が88.2mm^2


最少引張強さ、下降伏点に、ボルトの有効面積をかけると

SC435 最少引張強さで
M12 並目で87,672 ≒ 87,700 (1040 X 84.3)  M12X1.5で 91,728≒91,700(1040x88.2) 100未満四捨五入

SC435 下降伏点で
M12で79,242 ≒ 79,200 (940 X 84.3)  M12X1.5で 82,908≒82,900(940x88.2) 100未満四捨五入

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日本チタン協会サイト



今回作ったホイールボルトは 材料が α-βチタン合金
(Ti-6Al-4V) いわゆる 6-4チタン合金だと

最少引張強さ (MPa) 895≦  下降伏点耐力  (MPa) 825≦

MPa = N/mm^2 単位が違いますが、1 N/mm^2 = 1000000 N/m^2 = 1000000 Pa=1MPaだから、おんなじ、

これにボルトの有効面積をかけると

6-4チタンの最少引張強さ

M12 並目で75,448 ≒ 75,400 (895 X 84.3)  M12X1.5で 78,939≒78,900(895x88.2)  100未満四捨五入

6-4チタンの下降伏点で
M12で69,547 ≒ 69,500 (825X 84.3)  M12X1.5で 72,765≒72,800(825x88.2) 100未満四捨五入

最少引っ張り強さでSCM435クロモリ比86% 下降伏点耐力で 88%程度となっています。


なので、今回製作した6-4チタンボルトの指定締付トルク、

最少引張張力、下降伏点に、締付方法、給脱脂、係数等で計算する方法でも計算しました、

そうすると、指定締め付けトルクが、給脂トルクレンチ締付で約110Nm、
脱脂トルクレンチ締付で140Nmと 純正指定とくらべると、3割位増えます。

自分で試験したところ、ボルトの伸びの感じで、ボルト側はまだまだ大丈夫だと思いますが、
ハブ側に不安が残るので、純正ベースで下耐久の係数かけることにしました。

コンロッドボルトみたいに、ボルトの伸び量を測って、管理して締めるのが、確実なんですが
さすがにホイールではそこまでやってないですね、
興味深いので一度、治具つくって長さとトルク測ってみたいと思います。

さて、簡易方式で見るに、
クロモリと6-4チタン比較すると、締め付けトルクについては、下耐久がクロモリ鋼比較で88%ですので、
110x0.88=968≒100Nmで仮に指定しました(スレッド、フランジ、キャップあたり面給脂推奨)。

指定トルクで締め付け後、100km程度走行後、再点検、最締付してください。

スレッド部分はハブ側 (鉄)との 固着防止のために、ボルトスレッド面(ネジ部)にカッパ―グリスを塗っていただき、
ハブ側はM12の1.5でタップを、必ず通してから使用してください。

ボルトのスレッドはJIS1級の転造加工で精度出していますので、ダイス等を改めてたてる必要はありません。

フローティングワッシャーとボルトのツバの当たり面には給脂して、規定トルク(100Nm)で締め付けてください。

ご存じの方もあると思いますが、
(あとで別稿で書きます)大型自動車のホイールボルトの締め付け ISOと JISで 座面への給脂指定が変わっています。

もちろん、給脂したほうが摩擦が減少するので、トルクがかかりづらいため、締付量は増えます。
今回製作したチタンボルトは、フローティングワッシャーとボルトツバ部が接する部分の面粗度を
下げるために研磨してありますが、給脂指定としました。

他方で、フローティングワッシャーの球面部、ホイールと接する面については、純正と同じく脱脂指定としています。

なお、ハブ側のボルトピッチが経年劣化で摩耗している、ハブのボルト部にガタが出ている場合には、
ハブ側のネジ山に不安が残ることになりますので、ハブをいつ交換したか
わからない方(新車からだともう25年モノです!)は、経験のある専門店に相談をしたうえでの作業を、
強く推奨します。

ボルト側は、下伏限界までの余裕が大きいので、球面部を給脂で締め付けても、
ボルト側が破断することはないのですが、
ハブ側のスチールのネジ山が特に経年劣化で錆びて、また、すり減っていたりすると、
チタンの堅い転造ネジに対して、ハブ側が
オーバートルクでは、かかりも弱くなりキツくなると思っています。

ちなみに、ご懸念のチタンのボルト自体の耐久性ですが、
WTACのエスコート安藤号 レースカーで
6-4チタンホイールナットのテストでも、スチールボルトと同等トルクで締め付けて
いままで 2シーズン トラブルはありませんでした。

60°テーパー 座面ドライで使ってます
(インパクトレンチ使用してます(笑)が、ホイールもナットも、使い捨て感覚のタイムアタックレースですので、
日常使いにはお勧めしません。でも今のところノートラブルです。)

今回のホイールボルトも、破壊試験、強度試験しましたが、
R12球面使用のため、中古のハブにホイールをボルトで締め付けるテストでは
ボルトが塑性変形域を超えて伸びる前に先にアルミホイール側が座屈、変形しました。

なので、ボルト自体よりは、経年で劣化したハブ側の心配をしています。

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さて、その装着感ですが、ホイールボルト20本で バネ下で680g軽くなります、

敏感な方でしたら、特に高速域でのブレーキング時や
舵角の切り始めの剛性感、ハブとホイールが一体になる感じ、
サスペンションのバタつきの低減、ショックアブソーバーの収れんの速さ等に
変化に充分に気がつくレベルだと思います。

重量、軽さだけ見ると、所詮 ホイールキャップ程度の軽さですが、
流石バネ下の軽量である点と、ハブとの結合、剛性感、
フローティングワッシャーによるボルトと球面のセンタリング効果で
敏感な人なら、バネ下、ハブホイール結合の剛性の向上は効くもんだと感じられるものと思います。

すでに先行装着していただいていますので、
インプレが寄せられましたら、そのうち、おってお伝えします。

ところで、チタンボルト、ナット時の組み付けに限らず、異種金属の接合に推奨のカッパ―グリス
日常使いですと、整備工場だとルートセールスで回ってくるWAKOSのカッパ―ペーストを使うのが一般的だと思います。

そんなに量を使うものではないので、一本あれば、10年は持つものですが、
今回、オートバイ乗りでもあるTさんの推奨でデイトナのカッパ―ペーストを購入しました。



普通のカッパ―ペーストなんですが、ボトル入りで刷毛がついているので、塗るのが便利です
作業中に軍手、グローブを脱いで、指ですくって、塗るという手間がいりません。
(段取りの良いプロなら、最初に塗布しておいておくので、こういうことはないそうです(笑))

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写真は、段取りの良いプロのみなぐちさん 撮影(汗)

写真のように、ボルト部、ワッシャーとのツバ部だけでなく、
ハブとホイールの嵌合部にも塗っておくと、ホイールとハブの固着予防によいです。

ちなみに えちごやでは、ホイールボルト、アンチシーズグリスを球面の座面にも塗ってます。
給脂、指定トルクで、締めてこちらのほうがフィーリングも良いとのことです
(ハブはもちろん消耗品で定期交換だそうです、さすが!)

2019/05/15

CAR BOY RETURNS 2 NOW ON SALE !!

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 すでにご紹介済み、お手元に本がある方も多くいらっしゃると思いますが、
  CARBOY RETURNS 2  無事 刊行となりました。

 トップの写真は、一人親方で編集している藤本さん撮影、 在りし日の仙台ハイランドの最終レース
 ヘアライン号で、普段より多めにバーンアウトしたときの一枚です

 探し出してきて アッしていただいたようです。

500E倶楽部

 ロゴは前回と同様、藤本さんのこだわりのフォントデザインで まとめてます。
 FOREVER YOUNG AT HEART 

昔少年だった中年、老年も 毎年一歳づつ歳をとる、身体も衰える、病気にもなる、仲間もだんだん減っていったり、
 早世したりするけど、 気持ちは まだまだ わかいんだぜー って心意気の啖呵です。

 

500E倶楽部 編集後記4
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CARBOY RETURNS 2

 今回は、リンクで藤本さんが記事をまとめてくださいました。
 私の場合、センパイ、ご同輩方々とことなり、人生に大きな影響をあたえてきてもらった雑誌で、
 その後もかかわってた部分もあるので、すこしでも応援したい という気持ちなのですが、残念ながら

 本当にシュミ、道楽でやってる自動車道楽なものなので、営業内容といっても、
 まさか、多国間M&Aの仲介とか 国際租税回避タックスプランニング とか 
 乗用競技馬売買とか 柔術の教授とか そんなことかいても しょーもないので、
 
 特殊チタンボルトの企画製造販売としていただいています(笑)
 
 もう、ほとんど、W124 500Eとは 関係ないです。
 そのネジを使うことができるというだけで、まったく関係ない そもそも、500Eにも w124にも純チタンでも
 6-4チタン合金でも ボルトにも コンロッドにも そんな高価なもの使ってません。

 ようやく 近年になってM156・159のスペシャルモデルになって初めて64のチタンコンロッドだったと思います。
 
 そんな、まったく、ほとんど関係のないことですが、右に回せば、締まる、左に回れば緩む ネジに
 ついては、多々な思いがあるわけです(すごく ながくなるので また あとで)


 すでにオークション雑誌等では今回も高値取引がはじまっているようですが、
 そんなところでなくても お近くの本屋、アマゾンでお買い求めいただけます



2019/05/05

チタンホイールボルト 6AL-4V Titanium Rolled Wheel Bolt M12X1.5 r12 with Floating Washer.

ベンツ純正のホイールボルト
そういえば、何年も前に、
製造中止になって、往年のW124 500Eに使われていた首下39mm
六角部分が24mmのキャップ付き球面r12のタイプは入手できなくなって久しいです。



純正の重量は86g

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W124が現行だった時期のAMGのボルトも首下39mm 六角部分が24mmで、キャップ無しで球面R12でした。
もちろん、こちらもそれより前に製造中止、写真のAMGボルトの画像は Jオートの松本さん提供

現在入手できる純正タイプのホイールボルトはワンピースの頭が低いタイプ。
メッキも昔のものとは違って環境配慮のためか、メッキの種類も変わって、
表面処理も、色も変わっています。

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きっかけは、ホイールボルト入手できなくなって困ってるんだよねー 現行のものは首下39mmでも
六角部分が15mmと短く、ホイールの面から下がってしまう~等という話を
Jオートの松本さんから聞いて、6-4チタンで 作ることにしました。



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ネジ部は、もちろん転造加工による製作ですが、今回はどうせならということで、
ポルシェやフェラーリ純正のボルトに習って、フローティングワッシャーで球面R12を造ることにしました。

別体のフローティングワッシャーでも、センターがきちんと出るように
フローティング部の嵌合、面合わせを指定しての制作です。

ご存じのように、AMGのこの当時のホイールは座面が割れるというトラブルが頻発しました。
私もいくつも実際に目にしてます。

今思うに、この割れの原因は、ホイール側の球面部、ハブ嵌合の
フランジ部の強度不足もあったんでしょうが、
球面にブレーキダスト等の異物が噛みこんで、それを座面で不均一に締めこむことによる、
ホイールの割れ、引っ掻き傷によって
そこが応力集中で割れるという原因や、
そもそもボルト側の球面の精度が出ていないためにトルクが均一にかからないという
理由もあったようです。

対して、ベンツより、コストをかけられるポルシェの旧モデルやフェラーリですと、
同じ球面ボルトでも、ここはフローティングでつくっています。
さすがです。お金かけています。

昔、アルミハブにフローティングボルトの空冷ポルシェをみたときに、さすがポルシェはやるなーと思いました。
当時の空冷ポルシェ、同じ球面ボルトで、同じホイールメーカー、ホイールのボルト部分の割れの話は出ませんでした。

球面ワッシャーのためだけなのか、どうかはわかりませんが、相応の効果はあったのではないかと思っています。

ですので、どうせ作るのならということで、球面フローティングでR12ワッシャーを造り、そのあとに、
ネジを転造して、ハメ殺し、つまりワッシャーが落ちてこないタイプのボルトとしました。
二分割のフローティングでも、追加工ありで、もうひと手間をかけています。

装着インプレ、重量については後程!
2019/05/01

CARBOY Returns!(カーボーイ リターンズ) ver.2

CARBOY Returns! 第二号が 出るようです。

 カーボーイが 休刊になってから、どれくらいたつのでしょうか?
 昭和の終わりから、平成にかけての 改造車、チューニングカーブーム、
 走り屋、峠、ゼロヨン、ドリフト等の 新しいムーブメントを 齎せた自動車雑誌でした。

 自動車産業が日本の稼ぎ頭になり、国全体が豊かになって、
 学生運動、暴走族等のベビーブーマー、そのあとの若い世代が、エネルギーを持て余していて
 社会情勢や、時代の流れ、円高や規制緩和、構造改革協議、外圧とあいまって、
 いままでアンダーグラウンド、裏社会的な改造車が、日の目を見る、昼間に表通りを通れるように
 なったことも要因でしょう

 そんなブームのきっかけのひとつとなった雑誌です。


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 もう校了が終わったようです。
 令和元年5月15日発売予定です。

 校了のゲラスリ、 色見本や枠がある印刷版を見ると、
 当時のことが、昨日のように思い出されます。

 企画制作は 藤本さんが一人でやってるそうです。



 手前にある雑誌は昨年の復刊1号、
 下のゲラがその2号の表紙です。
 
 表紙の車は、ガラスのハチマキからすると、HKSのスープラでしょうか
 カウルが外れたドラッグマシンで、きっと在りし日の仙台ハイランドのピット、観客席の上から體を乗り出して、
 撮影したものでしょう

 ドラッグバイトと ドラガスの匂い、バーンナウトのタイヤの焼ける匂いと、排気音というより
 爆発音、そんな雰囲気と音、緊張が伝わってくる写真の表紙です。

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 写真は、吉祥寺のモモノスケオフィスでしょう。
 校正中のイライラと、集中の断続、行き詰った感じが
 タバコの吸い殻と 匂い、デジタルアンプでスピーカーを鳴らす、アコースティックの
 音楽が聞こえてくる写真です。 これみると間違いなく、藤本さんの作風です。

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 デスクの上のZライトの下に散らばるゲラ、昔の写真を載せてある記事も
 もう、手に取るように感じられます。

 カーボーイとは、あんまり関係のない本ブログですが、
 協賛広告で 今回も微力ながら応援させてもらってます。

 どんな広告がでるのかもわかりませんが、見本誌が届くのが楽しみです!

 前号は品切れで、一時はヤフオクで高値取引されてました位、品薄でしたので、
 今回は、予約しておいた方が良いと思います。

 楽しみだなー
2019/04/24

M119 エンジンのタコ足(20)  Un known M119 4 in to 1 Short Headers

こちらも 前に紹介しました w124 performance のサイトから、http://www.w124performance.com/

 彼は、まだ赤い色の500Eにのっているのでしょうか

 90年代からWEBを立ち上げて、
 米国の500ecstasy という マルチ掲示板、BBS主体のサイトで精力的に投稿されて、
 ご自身の経験や、そのアーカイブを造っていました。

 サイト自体は残っていますが、もうしばらく更新はありません。

 そんな中での1セットです。おそらく2005年以降のものだったと記憶しています。



 ポートからの2-1が長い おそらく4インチ位なのが特徴です。
 2-1のポート径がφ32ですから 外径はφ34~35位
 
 ここを長くしているのは、ストラットタワーとの隙間がすくないので、そこをクリアするためでしょうか? 
 狭いスペースを良く逃げて造っています。


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  そのあと、φ45位のパイプに集合させて、12~15センチ位でマージコレクターに繋げています。
  集合部はφ65位でしょうか?
  45からの集合だと厳しいのをうまくまとめています。
  7-8の集合は30°位の良い角度です。

  写真みるとわかりますが、w124だと思いますが、シャーシをちょんぎって、スペースを測定する
  治具にしています。

  こういう大胆なことをするのは、おそらく、豪気な米国人のような気がします。

  何度も おろしたり修正するのが、いやになって、きっと事故車を買ってきて、前をちょん切って、
  即席の治具というか、現物合わせ用のために特性治具をつくったのでしょう。


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 左バンクは、5-6-7-8の集合順番なのがわかりますが、 右バンクは下からの写真しかありません、
 集合は、右バンクとくらべて、やや無理な感じがありますが、
 マージコーンは 工夫して良くつくってあります。
 
 フランジは、分割式にはなっていませんが、肉抜きを大きくとってあります。
 ひずみ除けのためなのか、軽量目的だと思いますが、レーザーカッタ―での仕事のようです、
 ボルト孔角度は、これからだとわかりません。

 こうみますと、世界にはほかにもまだ、タコ足造っている人いるんでしょう、
 井の中の蛙にならず、世界に目を向けるチャンスを この車から 教えられたと思って、感謝しています。

 どうせ作るなら、世界一、 
 中古で車両価格も底を打った今ですが、その価格より高くても良いから、
 高いクオリティのものをつくりたいとおもっています。

 考えてみれば、昔、単車にのってたころ、
 
 当時の中古車両価格より高い、BEETの3本チャンバーや、菅谷の集合チャンバー(笑)つけたたんだから、
 そんなにおかしなことじゃないと思います

 (2サイクル、等間隔爆発のGT380の集合チャンバーは倍音でいい音したなー)