Casting:鋳造の話その2・砂落ち

mag - コピー (4)_1
(3S-Gのカバー・シリンダ・ヘッド←部品図名称w)


 鋳物の話、続けます。

 トップ画像のマグネシウム(以降元素記号Mg.で表記w)ヘッドカバー。この鋳物は素材段階で樹脂含浸
(窯内で減圧。次に熱硬化性?樹脂に浸し加圧、を繰り返し内部の巣を樹脂で孔封し、漏れ止め)
 済み、勿論熱処理(靭性を与える。T6だったかと)済み、鋳型の組み合わせ不良
(端組み、はぐみと言います)
 もなく寸法精度も問題なし。機械加工も済んで
(端組みがあるとバリが出たりした分寸法が変わり、加工部分が鋳物に対してずれたりする)
 機械部品、機能部品として機能上、何の問題もない良品なのですが
「商品」としてNG品、なのです。
 一体どこが?

 TOYOTAのAが潰れているのが判りますか?

 これが「砂落ち」です。

 この場合砂型のAの内側の△の出っ張り
(鋳物が凹状の場合鋳型は凸状になる)
 が何かの弾みで(?)ポロっと取れてしまった(!)のです。職人が型を組む際それに気付けば取れた部分を糊付けして補修するところですが、わからなかったようです。
 レース用の、高価な、Mg.製の特別なヘッドカバー、それもあの神経質な(笑)トヨタの「商品」です。これは納品できません。あるいは厳しい検品に引っかかったのかもしれませんが(笑)
 と、Mg.鋳造とはかように「歩留まりが悪い」
(納品数に対し多く吹かねばならない=不良品発生率が高い)
 いかにもmanufactureな仕事なのでした。

 以上キャッチーな例として挙げましたが本来の「砂落ち」とは・・・
 ポロっとではなくパラパラっと(笑)
 なのです。

 砂型の主要部分が欠けるより、例えば職人の手が触れた等で、型の表面の砂がほんの少し削れ落ちることの方がはるかに多いのです。そしてその砂粒は下型の凹部分すなわち製品部分に溜まります。
 これが「砂落ち」です。
 型を並べた段階であればその砂粒をエアで吹き飛ばせば
(実際にはカタカナの「イ」の形に繋いだ断面積の異なるパイプとエアガンで吸い出す)
 問題ないのですが、型を組む時パラパラっとなるのは残念ながら防げないのです。
 するとどうなるか?

 砂粒の分、鋳型は膨らむのですから鋳物は凹む方向、すなわち製品に(貫通しないまでも)穴が開く、のです。
先頃アップした、モントーヤを支えた・・・
indy.jpg
プレナムチャンバーアッパー
 砂落ち
 その裏側は、ご覧の通りのリブ形状・・・ 
 このリブの峰、上部の穴(欠け)これが「砂落ち」です。いかにもポロっと、感じがしませんか?

 前稿と前後しますが・・・
 このチャンバーアッパー、複雑なリブ形状があるため裏面が下型の珍しい例です。
(上がりは中心のボスに。平たい形状ゆえ問題は少なかった)
 鋳物のリブの峰の頂点は下型凹部の底面、になります(解りますよね?)。

 そして同じく前稿のモーターサイクルのジェネレーター・カバー・・・
mag_1.jpg
表面に凸状の刻印があります。 
 これに砂落ちが起きると・・・
 下型にある刻印が埋まり、文字が消えたり本来フラットな部分に凹ができたり(=凸が少なくなったり)するのです。

 以上のように「砂落ち」は鋳造屋が避けねばならない代表的なケアレスミスのひとつなのです。



 さて「砂落ち」に似たワードに「砂落とし」があります。

 鋳造(冶金=やきん、とも言います)の世界では・・・
 冷えて固まった(といってもまだチンチン!に熱い場合が多いw)鋳物を砂型から掘り出し(笑)ブラシや振動機
(道路工事的器具でw同様かそれ以上の騒音を発します!)
 をかけワークを砂の付いていない綺麗な状態にする事、です。

 しかしエンジン・チューニングの世界では古くから
「鋳物のザラつきを滑らかにする」
意味で使われているようです。

 50年前の、鋳鉄製エンジンの時代なら・・・

 鋳物屋の仕事が粗く、ワークに砂が付着したまま、なんてことが恐らくあったでしょう。結構強固にこびりついているとはいえ何時剥がれるかは判らないそれら砂粒。剥がれればエンジンへ悪さするのは必然です。
 それを未然に防ごう、といわば「精密組み立て」の概念からはじまったのが「砂落とし」なのだろうと自分は考えます。

 現在、自身のXJ900のエンジンを超精密組み立て中(笑)私の機械いじりの「心の師匠」吉村誠也氏もクランクケース内面に
「ザラつきがあれば全てサンドペーパーをかけた・・・」
そうです。
 しかし技術的には砂の付着は既に払拭されているはずなのに?
 ましてや「砂落ち」なら凹ゆえ指先には感じ難いはず、なのに??
 なぜ、凸のザラつきが??

 やはり「砂落ち」なのでしょう。
 上型(うわがた、です)と下型内面(側面)からの微小な砂落ち。その砂粒が落ちた跡(鋳型の凹)が鋳物の微小な突起になるのです。
 件のプレナムチャンバー、裏面を見ると確かに凸凹があります。
砂落とし 
(赤が砂落ち、黄色が出っ張り)
 そしてその微小砂落ち以外にもうひとつ、型を抜く(木型を砂型から離す)際、木型表面にくっついた砂が引っ張られ出っ張ることもあるのです。一番上の黄色はそれくさいです(笑)木型に砂を詰める前に「離形剤」を塗布しますが、その塗りムラ等で発生します。

 以上のように、エンジンチューニングにおける「砂落とし」はもはや必要ないでしょう。というよりそのワードが実情に合わなくなった、というべきかもしれません。吉村師匠のように、指先に感じるザラつきを滑らかにするのが正解です。これを「砂落とし」というのはちょっと・・・。
 DIY(?)エンジン組み立てで
「ようし昔ながらの砂落としだあ!」
とエンジン内面にやたらリューターを当てるのは、過ぎたるはなんとやら(笑)今となっては過度の「ポート研磨」と同様慎むべき
「心情的チューニング」
なのではないでしょうか(笑)

 長くなりました。今週はここまで<(_ _)>

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  1. 2016/07/31(日) 17:59:30|
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Casting:鋳物の話

mag - コピー_1
(これはレア物。何用か判りますか?)
 鋳物の、鋳造一般の話をしましょう。

 以前「マグネシウムの話」として鋳造について書きました。
マグその1 その2 その3 その4 
オイルパン その2
 F3の記録 その2
 久し振りのその続編、重複する部分もあるかと思いますがお付き合い頂きましょう(笑)興味ある向きの期待には応えたいと思います。

 まず改めて砂型鋳造一般から。

 砂型とは製品(ワーク)に等しい「空間」を残し組み合わせた文字通り砂でできたブロック状の「鋳型」のことです。
 もちろん砂型に対し金型、という言葉もあります。以前・・・
CB750K0
CB750K0
 の話題でも触れましたが・・・
 砂型が鋳造毎に作り、壊すのに対し反復使用が可能なのが金型です。当然量産向きですが高コストでもあります。脆い砂型に比べ強固なので湯(ゆ、溶湯)を注ぐ際、圧力をかけること(≒鍛造)もできます。といっても自分の居た会社は砂型(すなわち手作業!)専門、このブログも少量生産のレーシング・パーツが主題なので金型については触れません。
 ちなみに鋳造することを「吹く」と言います。また加圧しない鋳造を重力鋳造と言ったりもします。
mag_1.jpg 
 トップ画像の某2輪コンストラクター(笑)のスペシャル・パーツの鋳造を考えてみましょう。
 まず木型を制作します。
 木型屋さんの仕事です。機械加工して製品となるよう部品接合面等加工部分に加工代を足した、製品と同じ形状の木製モデルを表面と裏面の2つを作ります。
 この時寸法はやや大きく作ります。
 金属溶湯は固体状態より膨張、体積が増えています。冷えて固まったときに正しい寸法になるように、設計図面寸法に対し一定の系数を掛けた数値で造るのです。マグネシウムの場合1.03だったかと(厳密には違うのですが)アルミも同じ数値でした。そう、アルミとマグは型を共用できるのです。
 普通、表面になる面を下型にします。いわゆる巣(≒気泡等の鋳造不良)は鋳物上部が現れやすいのでそれを嫌って上下逆にする可能性はありますが、稀です。
 砂の塊りに作りたい部品の表と裏をそれぞれ押し付け、その2つを重ねる、イメージです。
法案
(大急ぎで描きましたw)
 鋳物に対し砂型はこれくらいの大きさ。隙間に湯道等を這わせます。
 鋳造不良を防ぐべく湯は「静かにしかもなるべく早く」注ぎます。それを実現するため湯口、湯道(堰=ランナー。プラモと同じw)の取り回しを工夫します。
 また湯が固まってゆく際、熱い(=流動性のある)湯を供給し続けなければ鋳物の組織が粗く(巣とは異なる、スポンジ状に)なってしまいます。それを防ぐための最後に固まる湯だまり、「上がり」を鋳物の上部に立てます。マグの場合湯自体が軽いので押し湯を効かす(=組織を安定させる)意味もあり上がりは製品より大きくなります。
鋳込み終わって砂型を壊し、取り出した鋳物はこんな形。
鋳物
(湯口から上がりへの湯の流れ、想像できますか?)
 上図黄色部分が製品になります。上がりと堰は切断します。そう、上下型が逆だと上がり切断面が製品表面に来てしまう、のです。
 ここで鋳造一般でよく聞く「中子」について。
 中子(なかこ)とは鋳物の中空部分を「埋める」砂型です。砂の塊りを中に浮かせることはできないので中子からステー(巾木と言います)を出し、上下型で挟んで浮かし固定します。

 前述の通り、砂型に対し鋳物を上下逆にすることは可能です。縦にだってできます。普通はしませんが(w理由は後述)
 ここで鋳造への理解を深めて頂くため(笑)同じ鋳物を「縦に吹く」ことを想定してみましょう。

 表面は上下に「抜く」ことは可能ですが、裏側は製品の影(?)になってしまい、型を抜くことができません。この裏側部分は(閉じてはいないものの)鋳物の中空部分とも考えられます。
そこで中子の出番です。
ほうあん 
(巾木を嵌めて浮かせる)
 中子が鋳物の肉厚分だけ宙に浮いていて、そこに湯が行き渡る、のです。
 しかしこの法案では・・・
 上がりの立て難さ、製品の組織の密度(≒丈夫さ)が上部と下部で異なってしまう可能性、鋳物表面に型の分割線(パーティングライン)が来てしまう、只でさえ脆い砂型が上下に高くなる等々問題だらけ(!)
 ゆえにこういう鋳造法案は決して採らない、のです。

 また、複雑な形状の鋳物(例えばクランクケース等)の場合は鋳型が複数になる事もあります。3段重ねの場合もあります。そしてこの木型の分割方法こそ実は、木型屋さんの腕(頭w)の見せ所なのです。


 駆け足での説明になってしまいましたが(笑)お解り頂けたでしょうか?
 続きます。

  1. 2016/07/24(日) 12:00:29|
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ゴール目前での逸勝・もう一つ:TOYOTA lost immediate Championship at WRC'98,like CART& Le Mans.


(当時は隔週だったオートスポーツ誌の切抜)
 予告通り(?)トヨタの、ゴール目前でのトラブル・・・のエピソードをもう一つ。

 O・アンダーソン率いるTTE/TMGは’98年、正式にWRCに復帰
(=セリカGT-fourでのリストリクター違反処分明け!)前年から周到に用意した新しいWRカー・・・
WRcar.jpg
カローラWRC
 は快走。ドライバー選手権ではC・サインツがたった2点のビハインドで2位(トップはT・マキネン)マニュファクチャーズでは4点リードのトップで最終戦RAC(その年から正式名称Rally of GB)を迎えたのでした。

 ちなみにこの車、製作はドイツ・ケルン主導とはいえエンジンはお馴染みの3S-G・ターボ。その開発はTRDと東富士研究所も深く関与、ということで自分の鋳造会社も・・・
mag - コピー (4)_1 
(カバー・シリンダ・ヘッド)
  mag - コピー (2)_1
(ターボのハウジング)
 といったマグネシウム・パーツの供給に関わっていました。
 そのラリーGB’98は序盤から波乱の展開。
 ポイント・リーダー、マキネンが珍しいハード・クラッシュ(!)でなんとリタイア。これでチャンピオンの目が出たサインツはすぐさま安全走行に切り替え、リーダーはC「マクラッシュ」マクレーに。そして今度はそのマクレーがエンジン・トラブルでリタイア(!)リーダーは三菱のR・バーンズに。一方トヨタの僚友、蛸坊主(失礼)D・オリオールもクラッチ・トラブルでリタイア、とトヨタのコンストラクターズ・タイトルにも暗雲が立ちこめ・・・
 そこでサインツはますます安全走行に徹し、カンクネン、ティリーのフォード2台の先行をも許し4位キープ・・・ところがそのサインツを襲う、それまでも数々の不運に遭遇した彼にして最大級の不運・・・
sainz.jpg 
( ・・・ )
 ゴール300m手前でのエンジン・トラブルでリタイア!
 聞くところによると、コンロッドが足を出すくらいのブロー(!)だったそうで残りたったの300mをセルで走らせるのもままならない程だったとか(TT)
 かくして、掴みかけた’98WRCのダブル・チャンピオンはゴール直前に(このブログの文脈では、またしてもw)トヨタの手をすり抜けた、のでした。
 「逃した魚」としてはコレが一番大きかったかもしれませんね。

 以降、鋳物(≒ワークス・レーシング・パーツw)の話を続けましょう。お楽しみに。

 
[ゴール目前での逸勝・もう一つ:TOYOTA lost immediate Championship at WRC'98,like CART& Le Mans.]の続きを読む
  1. 2016/07/17(日) 20:31:15|
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祝・当選(?)万能川柳


(5番目のお方、単なる読者の頃から注目してます)

 やった。久し振りに毎日新聞「万能川柳」載りました!

 このコーナーは同紙が誇る人気コンテンツで・・・
 これを読むためにマイニチを取り続けている人がいるくらいだそうで、実際に投稿数も同業他社のそれを遥かに凌駕するのだとか。てえことはそれだけ「狭き門」ってことで(笑)
 このブログをはじめて3年半になりますが、やっと掲載4回目
(通算で5回目w)です。
  万柳   6-10.jpg
万柳 万能川柳
(左上はブログ開始以前のもの、別冊総集編より)
 その間ほぼ休みなく毎週投稿しているのですが・・・。
 毎月何度もその名前を紙面で見かける常連さん、例えばトップ画像の
舞蹴釈尊(=まいける・・・w)さん等は一体どんだけ投稿していらっしゃるんでしょうか?
 それとも単に句の出来が段違い(!)なのか・・・その可能性が高そうですね(笑)
 ちなみにその投稿ルールは・・・
 ハガキのみ(=メール不可)1枚に5句書き込め、投稿枚数に制限なし
 というもので、例えば
「今回は3句しか書けなかったわ」
とか、あるいは
「自信の句を1つだけ」
なんて人もいるようです。自分はもったいないので(笑)毎回きっちり5句アップしてます。
 またその5句の配置で
「自信作を一番右にする」
とか
「2番目が載り易い」
なんて説(デマ?)もあるようです(笑)

 毎週5句で毎月2~30句は作っている計算ですが、そうやって地道に積み上げて行くしか道はない、ということを今回改めて感じ・・・
 精進します。

[祝・当選(?)万能川柳]の続きを読む
  1. 2016/07/10(日) 12:00:38|
  2. 万能川柳
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初勝利目前での失速:TOYOTA lost immediate First CARTwin,like 2016Le Mans.


(フィニッシュ直後のパドック・・・!)

 CARTもてぎ2000の話の続き・・・

 雨天順延の翌朝(宿の確保には難儀・・・w)晴れてレース・デイ。プログラムは順調に消化、決めのフレーズでエンジン始動!
「Lady & gentlemen,start your engines ! 」 
グリッドには注目の女性ドライバー(!)がいたのです。フレーズがちょっと変わっていました(笑)
 無事スタートが切られました。
 ローリング・スタートです。ポールのモントーヤは速いだけでなくローリング・スタートも抜群に上手く(F1でも何度かそのセンスを披露してましたねw)ティーム・メイトJ・ヴァッサー共々快調です。

 ここで日本では馴染みのないオーバル・レースについて・・・
 2つの直線を、バンクを持つ複数(2か4)のコーナーで繋いだ楕円形(長円?Dシェイプとかも)コースを周回するオーバル・レースは何より超高速が特徴です。バンクもその高速を維持したまま曲がるためにあります。一番スピードを出した者が勝つといういかにもアメリカ人好みの、シンプルさが魅力なのです。
 最長で2マイルのコースは高速ゆえ1ラップは短く(30秒以下)しかも300から500マイル(=ちょっとした耐久並みのレース距離)と周回数は多く給油は必須。当然タイアも、ということでピット・インも多く、当然ラップ・リーダー交替も頻繁になります。
 クラッシュがあった場合には安全のため即イエロー・コーションになるのもオーバルの特徴です。この時のピット・インも自由、順位変動の要因となります。
 またスロットル全開時間も非常に長いので、ちょっと右足を緩めるだけでもすぐ差がつきます(←鉛の足、なんて表現もw)。
 以上のような複数の要因が重なって、オーバーテイクの多さは通常のサーキット(彼の地ではロード・コースと言います)の比ではありません。ぶっちぎりの独走なんて絶対と言って良い程ありません。抜きつ抜かれつの連続に目が離せない、のがオーバル・レースなのです。

 以上の解説(?)から・・・
  全車最後のピットイン直後のポジションがリザルトに結びつく、のがお解り頂けるでしょう。
(そこまでは「流して」見るっていうMLBっぽい?楽しみ方もありますw)
matsushita コピー 
(My work,available.)
 話を2000もてぎに戻します。

 バッサーはレース中盤、トラブルでリタイヤ。
「同じトラブルがモントーヤにも・・・?」
とのファンの不安をよそに前年チャンピオンは快走を続け・・・ラップリーダーで最後のピット・イン。この後イエロー、ローリングがあっても
「奴なら、大丈夫・・・!」
とトヨタの、記念すべきCART(それも母国しかも敵地での)初勝利へモントーヤのピット・アウトを見送ると・・・

 なんと、まさかの失速!

 そのまま一周してピットインそしてピット・アウト!
「いったい、何が・・・?」
放送席を含め全く情報がないままモントーヤはスピードを取り戻し、追い上げを開始しますが時すでに遅し。
 トヨタのCART初勝利は潰えたのでした。
montoya.jpg 
 フィニッシュ直後、先にリタイヤして既に着替えたバッサーに慰められるモントーヤ。この時周りを見回すと、ジャーナリストはおろかカメラマンすら誰もおらず・・・自分だけの(!)オリジナル・ショットです。

 レース後の情報によると・・・
 最後のピット・インの際、給油担当者が誤ってエンジン最上部に剥き出しの・・・
matsushita コピー - コピー
ポップ・オフ・バルブ
 に接触(!)接続コードを外してしまったのが原因でした。
 最後の最後のピット・インではその、外れたコードを指し直した(!)のだそうです。

 先日のルマンでの最終ラップ。ストップしたドライバー中嶋は無線で
「No power ! 」
と訴えていたそうです。エンジンは回っていたもののターボの、過給圧が失われていたそうな。ピットでモニタリングできたのでしょう。そして原因が判らないままとりあえず電気的な再起動を試み・・・動き出せたものの回復は叶わず、という結果になった訳です。
 翻って2000もてぎ、ポップ・オフ・バルブのコードが外れたエンジンの反応は・・・?やはり2016ルマン同様
「No power ! 」
だったことでしょう。
 しかも同様にターボ過給圧を失って、なのでした。


  1. 2016/07/03(日) 11:53:07|
  2. Magnesium&Race
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