タイヤビードブレイカー製作(1)

最近、狂ったように工作をしています。と書いていて思ったのですが、それが平常運転でした。物心ついて以来、そういえばずっとそんなもんでした。

しかし、子供の頃の工作と大人の工作には大きな違いがあります。子供は作品を作ることに注力すれば良いのですが、大人になるとなぜか、作品自体だけでなく、製作過程をデザインすることや、製作に必要な道具を製作することに多大な知力や電力や筋力を費やす必要が出てきます。ほんと、なぜなんでしょうか。

というわけで、最近の道具製作プロジェクトの筆頭であった、タイヤビードブレイカーの登場です。うちの本業である自転車にはあまり関係ないのですが、自動車やモーターサイクルなどのチューブレスタイヤを組み替える際に必要となる工具です。

チューブレスタイヤの断面を見ると、通常最も肉厚があって頑丈なのがビード部分、つまりタイヤにとってはホイールとの唯一の接点となる部分です。ここがへなちょこだと空気が漏れるし、駆動力が滑って逃げるし、しまいには内圧に負けてタイヤが弾けて大事故になりますから、しっかりきっちり嵌っているのが基本です。で、タイヤ交換(夏タイヤとスタッドレスのそれぞれホイール付き別個セットを履き替えるとかじゃなく、減ったタイヤを外して新品に換えるような場合)には、必ずこのビードを落とす必要があります。ホイールの内側には逃げがあるので、外端にピチッと嵌っているタイヤビードを内に落とすわけです。それによって初めて、タイヤレバーを突っ込んだりしながらタイヤとホイールの知恵の輪を解くことができるのです。

余談ですが、ビードをホイールの逃げ(リセス)に落とさないとタイヤが外せないというのはチューブ入りの自転車タイヤでも基本的には同じことです。私も昔はタイヤレバーを曲げたり折ったりしたもんですが、それは単純に知恵の輪が出来ていないだけでした(というか今ではタイヤレバーをほとんど使わなくなりました)。MTBなどのチューブドはチューブレスに比べるとビードのはまりがユルユルなので、知恵の輪が分かっていなくても何とかなっちゃうせいで知識不足に気づかないのもよくある話です。また、一部の国産リムなどでほとんどリセスの無い設計のものがあったりして、変な時代でした。チューブレスだって、リセス無しで脱着できるほど緩いビードだったら一周キレイに座らせるのが難しくなり、タイヤ振れの原因になります。

話は戻ってビードブレイカーですが、まず落としたかったのがスモウローラー用にと思って試しに組んでいたバルーンタイヤです。

単管で枠を組み、その中でジャッキベースを使って押し下げます。これがまた、全然ダメでした。車屋さんが使うタイヤチェンジャー付属のビードブレイカーだと圧迫力が確か2~3トンだと思いますが、力の大きさもさることながら、圧迫の軌跡がきちんとコントロールされていないと力が逃げて失敗するようです。この直前には単管の自在クランプを支点とするテコ型も試しましたが、自在クランプだと片持ち支点と同じ力の逃げ方をするので、これまたダメでした。タイヤやホイールがズタズタに傷ついても良ければオプションは増えるんですけどね。

真っ直ぐ押せるものというと、あれかな? ということでバージョン2です。まず、直交クランプをバラします。今回のプロジェクトには右のHoryのものが良い具合でした。

ちなみにやたらと単管にこだわっていますが、一応理由があります。うちに何本か転がっているし、ってのもひとつですが、ビードブレイカーみたいな骨組みのかさばる道具は分解できるようにしておきたいというのが最大の理由です。で、骨組みやらテコやらに使える強度があって、壊れたらすぐ代わりを買ってこられる部材というと、48.6mm規格の単管が最強なわけです。サビにも強いし。

このへんはメーカーによって違いがありますが、Horyの直交クランプをバラすとこうなります。6mmのリベット4本をドリルで揉んで抜くと、裏に回り止めのポッチが2個とそれを受ける穴が開いています。さすが、頭いい構造ですね。色が変なのは、一応錆止めに亜鉛スプレーを塗ったからです。

バラした直交クランプと組み合わさるように、こんな部材を用意します。

できました! ジャッキの頭形状の都合で直接クランプを付けられず、手間が増えましたが、まあ良いでしょう。タイヤに当たる部分はDIYの良き友、まな板です。曲線が汚く見えるのは、多様なホイールサイズに対応すべくRと直線を組み合わせた贅沢シェイプにしたからです。

レッドロケット号プロジェクト最大の工作となったリアバンパーも、まさか初めてヒッチレシーバーチューブに受け入れるお客さんがビードブレイカーになるとは思いもしなかったでしょう。

しかし。

表側は何とか落ちたものの、リセスまでが遠くて落としづらい裏側はブレイクできず。だいたい、シザージャッキに大した横剛性がある訳がないし。回すのめんどいし。トラックのリアエンドなんて荷重かからないから車体が持ち上がる一方だし。よく考えたら、ひどい構想でした。失敗です。

溶接機に悩む

溶接作業環境なしでは生きられなくなってしまった弱い私の心は今、溶接機を買い足そうか悩みまくっています。具体的には、エンジン溶接機を買ってしまおうかなという、DIYレベルで言えば6合目から7合目くらいの検討事項です。

ちなみに、以下溶接について語りますが、私はあくまでも素人ですし、上手くもありません。ましてやうちの自転車製品を自分で溶接したりもしていません。リビドーバイクカンパニーの自分用初期プロトタイプくらいまでなら自分でやるのもアリですが、そういうDIY程度のお話が今回の対象範囲です。

溶接というのは金属などの素材を溶かしてくっつける技術で、かなりの幅があります。代表的なのは電気アークでバチバチやるものです。他には、ガスで炙って溶かしたりとか、摩擦圧接とか、レーザーを使ったり高周波でチンしたり、素材や目的によって様々です。そして、それぞれの手法について専用の道具が存在するわけです。

エンジン溶接機とは一般に、電気アーク溶接のうち被覆アーク溶接(建築現場でよくバチバチしてるアレ)という手法に用いる道具の一種です。ちなみに自転車のフレームでよく使われるTIG溶接や、自動車業界ではDIYからメーカーの機械化ラインに至るまで登場機会の多い半自動溶接なども電気アーク溶接ですので、被覆アーク溶接を「アーク溶接」と略すのはやめましょう。略すなら「被覆アーク」か「手棒」の方が良いです。同様になぜかエンジン溶接機のみを表す言葉のつもりで「ウェルダー」と言う人も在るようですが、「『トラック』と言えばダンプトラックを指すに決まってるだろ」てな主張と同レベルで無茶なのでやめましょう。

で、本題の溶接機選びなのですが、鉄もアルミもチタンもやりたいならTIGです。アルゴンガスの用意とか、敷居はやや高いですが。鉄やステンレスのやや薄い物をなるべくキレイに簡単に、というなら半自動です。いわゆるノンガス半自動なら、道具も技術面でも最も敷居が低いと言えるでしょう。鉄系だけでいいんだけど、たまには板厚6mmとか10mmとか厚物もやりたい、練習の苦労は厭わない、好きな言葉は「ロバスト性」、というなら手棒になるわけですが、手棒の溶接機選びはかなりトリッキーなのです。

パッと見、手棒の溶接機ってめちゃめちゃ手頃です。100V電源用の機械だと下は1万円以下のものまで色々とあります。しかし、5分もネット検索すれば大体つかめることを改めて強調させてもらいますが、100Vの手棒溶接機はゴミです。ごく簡単に理由を説明するなら、100Vコンセントからは、規格上、溶接に必要なだけの電力を取り出せないからです。「USB電源で使えるお手軽ミニ電子レンジ」みたいなものが無理なのと一緒です。

100V手棒機の立ち位置を自転車で例えれば、MTBルック車です。どちらもホームセンターでいくらでも売っているけれど、プロでもアマチュアでも本気の人は検討する価値のない選択肢です。いくら工夫しようと腕を磨こうと魔改造しようと、どうにもなりません。さらに100V機は、MTBルック車よりたちが悪いことに、悪い道具でがんばった経験が後の肥やしになる率も低いと私は思っています。なぜなら、きちんと溶け込まさった溶接という感覚を知ることができないからです。

「溶け込み」という溶接用語は、英語に言い換えて「penetration」と言うと意外に分かりやすいのですが、どれだけ奥までズガーンと溶かさったかということです。溶接目の盛り上がりはあって当然なのですが、その下の部材間の境界部分が溶けていることが重要なのです。ある程度の溶け込みが達成できないなら、溶接構造にする意味がありません。ボルト・ナットやリベット接合の方がマシです。機材が悪くて溶け込まないから薄物オンリーで…って言うんなら、半自動とかTIGにすれば?って話です。限界の低い機材は、大抵その限界内でも性能が低いもんです。

一方、100V手棒機より安いくらいの道具コストで鬼溶け込みを得る手段として、「カーバッテリー3個直結からの直流手棒溶接」なんてのもあります。実際かなり使えます。ただしこんな悪魔との契約みたいな美味しい話ですから裏はありまして、まず色々と危険です。機材も長持ちはしません。

カーバッテリー溶接の問題として、作業中のバッテリー消耗が激しく、常に同じ条件での作業が不可能なので、練習効率が悪いこともあります。これはスポーツでも人格形成でもペットのしつけでも何でも同じことですが、何かをまともにやるには一定の環境が必要です。その中でみな、自分のアクションに対してどういうリアクションが返ってくるのかという情報を元に、基礎を習得し、動作や行動を最適化させていくわけです。スカッシュボールを壁に打って跳ね返る方向が毎回ランダムだったら練習にならないし、「待て」とか「ヨシ」みたいな号令やその意味するところ、守ったときの報奨や違反したときの懲罰が毎回違ったら混乱するし、ストレスにもなるわけです。

ではDIY用途で溶け込みバッチリ、ストレスフリーな手棒機材をどう選ぶか、というと、200V電源機なら割と何とかなるようです。そして、200V環境が手に入らない場合のラストリゾートとして、エンジン溶接機の出番があります。本当はTIGだって何だって欲しい私ですが、たまに溶接したくなる厚物対策として、またいつか起きるかもしれない停電対策として、エンジン溶接機(大抵は発電機としても機能します)いっちゃうか、というのが現在の流れです。

というか、つい今しがた、この文章を書いている最中に一気にポチッと買ってしまいました。ちょっと出物があったもので。テンション上がっているのが半分、本体重量80kgにビビっているのが半分といったところです。まずは、荷降ろしのために慌てて身体を鍛えないといけません。

道具作りとハブ分解の日

弊社製品「Clicker Hub」の在庫はけっこう豊富なのですが、ちょっと思いついたことがあるので幾つか全バラにしてみました。

ほとんどの部分は大した工具なしで分解できてしまうのですが、1箇所難関があります。

このラチェット機構のハブ側、鋼のギザギザの輪っかがハブシェルにねじ込んである構造です(まあよくある造りです)。で、このハムスター洗濯板みたいなのもこの際バラしたいわけです。そんな工程なんて聞いたことないというか、それ用の工具なんて見たことないというか、普通は外さない前提の部品です。ペダルを漕ぐたびにネジが締まりこんでいく方向に力がかかりますし、逆向きにはうまい取っ掛かりがないわけで。うむむ、作らなきゃ、工具。

最初は分厚い鉄板から切り出すのか~、ダルいな~、と思ってましたが、工具を作るには工具から作るのが早いだろうとひらめきまして。工具箱を漁るとACSのフリーホイールリムーバーが直径ドンピシャです。ここ10年使ってない工具だからどうしちゃっても良いでしょう。四ツ爪ってのも最高です。2つでは工具としての安定感に難があり、3つだと製作中に直径寸法が測定できないからです。

何やらものづくりの神様が降りてきたらしく、目見当でハンドグラインダーを振り回すことしばし、サクッと完成しました。もともと引っ掛かり代がないところを何とかする工具なので、余分な遊びは厳禁です。かと言って叩き込んで使うようだとハムスター洗濯板を傷つけてしまいますしネジを回す抵抗も増えますから、クリアランスはゼロから100分の5mmくらいで。で、その通りにできちゃいました。

このように万力に固定して使うと楽です。新品だとそんなに鬼締めしないものなので、手でグイッと回せば外れます。キツければ、ハブシェルをヒートガンで少し炙ります。ハブシェルのアルミの方が鉄より熱膨張係数が大きいので、ほんのり温めればもう余裕です。

というわけでさっぱりとひん剥いてみました。さて、どうしようかな。

リハビリ用に固定ちゃんを組むの巻

バラしてしまい込んでいたトラックバイクを組み直してみました。フレームその他主要コンポーネントはススキノを代表するBMXライダーの一人ユウゴからの頂き物、後輪はサムさんからのギフト、ペダルは友人ジョニーからの喜捨と、なんだか究極のお恵みコラボ自転車になりました。

ちょうど1年前に傷めた左足首が相変わらず骨壊死で不調なのですが、ちょっとは運動して筋力を維持しないと悪循環だよね、と今更気づいたのが主な動機です。シンプルな道具は組み立てが早く済んで良いものです。前輪に空気を入れていたらショボボボーンと音がしてチューブがかんぴょうの干場みたいになったので交換して、チェーンも新しいものを張って、ストラップ付きのペダルは友達のエアロバイクにレンタル装着中なのでとりあえず目に付いたBMXペダルを付けて、あとは4年前のままです。

こちらはその4年前のヒトコマ。フォークと前輪のクリアランスが極小なせいもあり、スティアラーチューブ内へのゴミの巻き込みがひどいです。

ほら、こんなに。

これの何が問題かというと、汚いとか重いとかだけじゃなく、しょっぱいんです。積雪期の道路に撒かれる融雪剤の成分、思いっきり平たく言えば、塩。これがガツンと効いてきます。雪国の自動車は、下回りからものすごい勢いで錆びていきます。自転車も同じこと。バンクの中でぬくぬくと育ってきたこの箱入り娘を、外の世界の邪悪な手合いから守ってあげなくてはなりません。

おおピッタリ。チューブラータイヤの時代を知っている人には当たり前のことですが、リムの穴ふさぎなど、コルクは昔から自転車の良い友達でした。

整形して完成です。この技はダウンヒルバイクなんかにも便利です。コルクの径はナイフで削って調節しても良いですし、ちょうど良いコルク栓を持つ究極のワインを求めて世界を放浪するのもまた乙なものでしょう。

ものづくり考

「ものづくり」に対するこだわりというものが、日本の産業界の強みとしてよく言われます。製品の完成度を高めること、不良品率を限りなくゼロに近づけること、などなど。

製造業におけるそうした特色は、確かに存在します。一方、デフレーションと、消費者がそもそも完璧な製品を求めるよりも価格に動かされているのではないかという割り切った判断のもと、またコストの制約から生産拠点の海外シフトが進む中、そうしたキャラクターが揺らいでいるのも事実でしょう。

…という大きい話は置いておいて、私の愛するDIYの世界では、ものづくりに関する日本の立ち位置が微妙だな~、と感じた話をします。

最近、ひょんなことからサイレンとキルスイッチと蜂の巣が装備された自動車を買いました。ちょっと自分色に染めてやろうと思いまして、色々と改造をしている最中です。メインのひとつは、ボディリフト。車のボディ(ウワモノ)とシャーシ(背骨)の間にゲタを履かせて高くして、隙間ができた分だけ大きなタイヤを履いて幸せになろう、という企画です。大事な部分を自分で工作するのはたいそう緊張するもので、失敗しないように情報収集をしました。その過程で日本と海外の四駆いじりの現状を垣間見たのですが、ちょっとこれはいかがなものか、と感じることがありました。

ボディリフトを単純に説明すると、ボディとシャーシがネジで締結されている箇所にブロックをはさみます。車種によって違いますが、すごく大雑把に言って10箇所ほど。例えば高さ50mmのブロックをかますと、半径が50mm大きなタイヤを履けます。すると車軸より下のクリアランス(最低地上高)もまた50mm高くなり、走破性が上がります。その割に、エンジンやサスペンションやらといったシャーシ側の構造は変わっていないので、車の動力性能は目立って悪化しません。(他の方法、例えば長いバネを使って車高を上げる場合は、それなりの弊害があるため、ある程度の割り切りが必要です。)

この時に用意するものとして、ブロックはもちろんですが、その分長いボディマウントボルトが必要になります。ここが重要なポイントです。このボルト選びに、加工する者の資質が透けて見えると言っても過言ではありません。

で、見ていてぶっ飛んだのが日本の例。「ステンレスのボルトを特別に用意して入れました!」って。ステンレスというのは鉄系の合金で、錆びにくいのが利点なのですが、強度が低いんです。ただでさえ改造して負荷が増大した箇所に、純正よりも強度の低い部品を使うというのは、自殺行為です。一方アメリカの四駆フォーラムでは、自作ボディリフトをしたいという新米にベテランがアドバイスします。「グレード8以上のボルトを使え」と。さすが、DIYと言えば溶接機を持っていて当たり前なお国柄です。ちなみにグレード8というのは、日本を含めたISO系の工業規格での強度区分10.9に相当する高強度ボルトです。自転車でもおなじみのクロームモリブデン鋼でできています。ネジというのは見た目が似たようなものでも、材質や製造方法によって強度に何倍もの差があるのです。ステンレス愛というのは、DIY道の1合目か2合目あたりで多くの人が引っかかるポイントに見えるのですが、もしもステンレスがそれほど優れた材料なら、船舶がいまだに鉄で作られているのは何故でしょうか?

また、ブロックの材質も問題です。日本では、鉄のブロックを入れていてボディにヒビが入ったとか、アルミのブロックでアルマイト加工の色がキレイだとか、そんな話が多いです。一方、アメリカやオーストラリアでは、主流は樹脂系にシフトしつつあるようです。ナイロン66とか、超高分子量ポリエチレンとかです。これも、部材に要求される強度や特性を考えれば合理的なチョイスです。

「どんな仕様でも、実際に壊れないならいいじゃん」という考えもあるかも知れませんが、それは違います。自動車部品の設計基準を大雑把に推測して、安全率が2だとしましょう。つまり、通常使用で想定される負荷の2倍で壊れる設計ということです。なぜ安全率を高くするかというと、製造上の誤差や使用上の過負荷、経年劣化などに対して余裕を持たせるためです。で、適当な改造をして強度が半分になれば、通常使用では壊れなくても、その先のマージンが全く無いわけです。さらに、そうした設計思想に理解が無いレベルの加工者であれば、安全率が1を下回っていてもイザという瞬間まで気づかないわけで。

私は結局、自分の車種がマイナーすぎて既成の改造キットも無く、また自分が求めるものも十分に具体的であったことから、イチからボルトを手配し、ブロックも国内のプラスチック屋さんに特注しました。このブロックがまた素晴らしい出来でして、今まさに撫で回しながら甘いため息を鼻から噴出しているところです。そう、日本のものづくりは健在なのです。ただそれが、本当にそれに値する豊かな土壌にあまねく降り注げば素晴らしいと、私は願うのです。

*2016-10-29追記: ボディリフトの単純な説明のところ、分かりやすいようにちょっとだけ書き直しました。

  • 記事カテゴリー

  • 月別アーカイブ