【軽さは速さだ!】ボルトの軽量化、チリも積もれば山となる

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こんにちは、オートバイのカッコ良さを追求するモトロックマンです。

みなさんはチタンボルトを持ったことありますか?
僕もはじめて触ったときは、
「えっ、これプラスチックじゃないの?」
と思うぐらいでした。

金属とは思えない軽さと質感なんです。
是非一度、チタンを手にしてみてください。

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チタンは軽い! でも実はアルミのほうが軽い

いきなり核心をつきますが、
チタンよりアルミのほうが軽いんです。

チタンは鉄の57%の重量です。
でもアルミはさらに軽いんです。

金属の比重


比重
アルミ= 2.7
チタン= 4.5
鉄 = 7.9

同じ体積で鉄が100gの場合 ↓
アルミ = 34g
チタン = 57g
鉄 = 100g

アルミ、メッチャ軽いですね。

アルミとチタンの強度差

軽量化においてチタンがアルミに完全に負けたわけではありません。
なぜなら強度が違います。

Ti-6Al-4Vの強度は 900MPa
対して高強度アルミ 2024は 425MPa

チタンの方が約2倍以上強いわけです。
同じ強度のとき、チタンはアルミの半分の質量でよいわけです。

とはいえ、物作りはそんな単純ではありません。
軽さ重視ではチタンの良さが損なわれてしまいます。

アルミの強度で十分な部位には、やはりアルミを使うべきです。
要は適材適所ってことですね。

ボルト・ナットの適材適所

ファクトリーチームがどの部位にどんなボルト・ナットを使っているか
参考に見ていきましょう。

ロッドエンドの固定にアルミのフランジボルト

これはサーキットで見るまで考えたことありませんでした。
真似したいところです。


スクリーンの固定もアルミのボルト・ナットで十分です

個人的にはフランジナットにしたいですね。

・シンプルなシルバーや黒ならGPルック
・派手な赤や青ならSBKルック


このスプロケナット、実はアルミです

もちろんロック機構はありません。

ストリートでは少々危険ですね。
レースならではですね。


ヨシムラさんのスプロケナットはおそらくKナットです

カートに使われるロックナットです。

高強度の炭素鋼を使っており、
変形させることでフリクションを発生させています。

Kナットについては別の機会に説明します。
ちなみにRCSマスターの可倒レバーのナットがKナットです。


アルミワッッシャーで当たり面積を増やし保持力を上げています。

効率だけでなく見た目GOODです。


アクスルシャフトはどのチームもクロモリ製です

スイングアームピボットを含め、レギュレーションでチタンは禁止されています。

次の項ではチタン化とライダーの減量を比較してみます。

ダイエットメゾット vs チタンボルト

コストパフォーマンスに優れるのはどっち?

・テレビでも有名なダイエットプログラム
・モトロックマンのチタンボルト

某有名ダイエットメゾットの費用対効果

ある方のシェイプアッププログラムのブログによると
2カ月コースの平均減量値は-13kg
そのトータル費用は、44万5,000円だったそうです。

つまり、1kgの減量に 34,230円 かかります。

チタンボルトの費用対効果

キャリパーマウントボルト M10X60で純正とチタンを比較
純正は42g、 チタンは23g

純正キャリパーマウントボルト M10X60が 42g
同じ寸法のモトロックマン製チタンボルトが 23g
よって42-23= 19g減。

チタンボルトの価格が1本 2,050円なので
1gにつき107円の減量になります。

つまり、1kgの減量に 107,894円 かかります。

費用対効果では完全にダイエットメゾットの勝ちですね~。
ただ、リバウンドも考慮すると、この限りではないですが。。。

チタンによる軽量化の話はここまでです。
ここからは軽量化の方法についてお話します。

軽量化は全てのカスタムパーツに必須条件

カスタムパーツの装着目的は性能とビジュアルの向上、
そして軽量化です。

CADによる計量で軽量化

設計者は軽量化を常には意識しています。
少しでも軽くしたいところです。

では、どのように重量を計算しているかと言うと
ズバリ、CADです。

今のCADは、材料を入力すれば重量を算出してくれます。
ひと昔前は、体積までしか測定できなかったので、
比重をかける必要がありました。

でも、軽くするだけの設計ではダメです。
必要なだけの強度を確保することも重要です。

では、どのように強度を計算しているかと言うと、
これもズバリ、CADです。

設計した部品に荷重と力の方向を入力すれば
強度解析で安全率を計算してくます。

安全率とは

耐荷重100kgのベンチに100kgをのせた場合、安全率は1となります。
ではこのベンチを耐荷重120kgで作った場合、安全率は1.2となります。

そして、この1より多い数値を 「安全マージン」 と言います。
よく使う、安全マージンって言葉はここからきています。

最後は経験と実績

CADによる計量は、実際の製品とほぼ同じ結果となります。
でも強度解析は違います。

解析結果はあくまで机上の理論です。
また、残留応力や応力腐食割れなど予期せぬことも起こります。

よって、最後は設計者の経験と実績が物を言います。
僕のように失敗ばかりしてきた設計者は優秀ですよ~(笑)

今回はここまで、
最後まで見ていただきありがとうございます。

チタン
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この記事を書いた人
モトロオーナー

10代のとき『特攻の拓』の天羽時貞のバイクがカッコいいと思いSRを購入
  ⇩
カッコいいカフェレーサーをつくりたいという気持ちから某パーツメーカーに就職
  ⇩
自分で設計から製造までしたくなり退社し、マシニングを学ぶ
  ⇩
ROCKMANを起業
  ⇩
新たな挑戦を繰り返し
結果パーツメーカー、レースチームで多数の製品開発を行う
  ⇩
心機一転、元ROCKMANとMotoをかけて ”モトロックマン" と改名し、今に至る

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