Casting:XRE 0=GSV-R@MotoGP


(クランク室中心直下の穴に注目・・・)

 国内にマグネシウム鋳造屋は数える程しかないことは以前書いた通り。ということは国内各メーカーが手配するマグ製ワークスパーツに「当たる」可能性も高くなるのです。

 2001年のある日、機械加工等部品製作の「手配屋」さん(←そういう人がいる)が新規製作部品の見積もりで図面が持ってきました。
 よく見ると・・・
 背の低い円筒が5つちょうどオリンピックのマークのように連なった形状の部品でした。
「これは・・・?!

時は翌年に新カテゴリーMotoGPの開幕を控えた頃。そこで走らせるマシンの情報も関連誌上を少しづつ賑わしはじめていました。そして伝え聞くホンダのニューマシンは、独創的なV5気筒(!)であることも。その図面のメーカー名等は伏せられていましたが

「これは、ホンダの5気筒に違いない!」

そう確信した自分は工場長に進言しました。

「これはホンダの新しいグランプリマシンの部品です。作れること自体が名誉だと思います。ぜひ受注すべき、です!」

『なるほど、君がそこまで言うならそうなんだろう。この鋳物は・・・特に吹き難いこともなさそうだし、出す見積もり(=金額)ちょっと頑張ってみようか!』

残念ながらそのホンダRC211V(因みにVは5の意、だそうな)の吸気系パーツ鋳造の「入札」は通らず、受注できませんでしたが・・・


 一流の会社には一流の仕事が来る



 を実感したエピソードでした。


 一方旧来というか当時現役のGP500の方では・・・

rgv.jpg

スズキのRGVガンマ


 のクランクケース・アッパーやクラッチ側カバー、排気デバイスのカバー等は我社の製品でした。そのプロトタイプの(スクエア4からV4になった)頃から受注していて・・・

 その縁で、開幕翌年から参戦を発表したスズキのMotoGPマシン

GSV-R

(この本で今稿、書く気になりました・・・)


 のエンジン部品製作にも関わることになったのです。

 GPマシンのクランクケースは整備性への配慮から、すべからく上下割りです。VΓの時はそのアッパーを吹いていました。そして今回・・・

GSV-R 形式名 XRE 0(ゼロ)

gsvr.jpg 

(非常にコンパクトなエンジン)


 ではクランクケース・ロワを手掛けることになりました。アッパーはスズキ内製もしくは他社(神戸製鋼かどこかw)で吹くはず。そう、組み合わせる部品(この場合はアッパーとロワ)双方を同じ工場に発注することは、ことレースの世界では稀なのです。
 
 工場とは言いつつ少量生産の場合全ての作業は職人の手間。手作りみたいなものです。となれば2つの仕事を同時に進めるのは無理があり、多かれ少なかれ複数の部品製作には納品タイムラグが生じます。ということは・・・


 相方が揃わず組みつけられない


 という状態が発生するという可能性が高く・・・そのリスクヘッジのため別の工場に手配するのです。スピードが命のモータースポーツの世界ならではの話ではあります。

 そのXRE0のクランクケース・ロア、その色から一目で判るようにマグネシウム製。開発を早めるためそれまでのRGVΓの車体に載るよう非常にコンパクト、幅の狭さは驚異的です。VΓのエンジンがパワーを求め掃気ポートの断面積を大きく取り、500ccとしては幅広く見えたのと対照的です。

画像左というか上(合面)側がクランク室・・・

xre0.jpg

右下がミッションです。

ひっくり返してオイルパン取り付け面側。
xre.jpg
 内側の正方形の穴2つがトップ画像の窪みと繋がっています。

 と、結構複雑な形状の鋳物ですがご理解頂けたでしょうか(笑)
 しかし、このXRE0最初のプロトタイプは「短命」でした。
 極く少数の第一ロットを納めると間もなく新しい図面が届いたのです。設変です。最初の仕様はベンチで回しただけで「使い物にならない」ことが判明したのでしょう。RACERSにもそういった記述が。

 実際にはどんな問題があったのでしょうか?

 超高回転での振動等に問題があったのか、クランクシャフト支持剛性不足だったのか、全体の剛性を上げるためでしょう、重量増には目をつぶり材質がアルミに変更されたのです。
 また、クランク室内の残留オイルとクランクウェブの干渉もあったのかもしれません。
 例の正方形の2つの穴ではオイルスカベンジング能力不足もあったのでしょう。そのためのオイルポンプ追加はナンセンスです。というわけで、クランク室とミッション系を仕切る半円筒状の壁がそっくり撤去され、そこに剛性確保のため「素通しの井桁」状のごついリブが与えられました。この改変によってクランクケース内部形状はちょっと見「換気扇フィルター」のようになりました。
 現代のエンジンではオイル回収等のフリクションロス低減は重要で、前述の新しいホンダの5気筒でも「セミ・ドライサンプ」なる新機軸(不勉強で未確認w)が導入されているそうです。

 その第2仕様は画像がなく、文面での解説となりましたが、ご理解頂けたでしょうか?

 この稿、続きます。
 
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  1. 2016/08/29(月) 12:13:32|
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Casting:Colors of Mg.マグネシウムの色・その2

CG増刊
(Lamborghini Miura wheel・・・Best styling ever! )

 マグ色、の続きです。

 自分の最初の車がコレです。
Suzuki Fronte Coupe GXCF
フロンテ 
(レアな前ベルコの4スポーク4.5-10、後ATSの5スポーク5.0-10)
 当時からMg.の色が大好きで、折角のアルミホイールをわざわざ自分で塗って履いてました。その頃はどこでも売っていた・・・
この缶スプレー
can.jpg
 (ただの金色、の類似品もw)
 の色は微妙に赤味が入った渋い色で、相当マグっぽく見えます。愛用してました。後にはモーターサイクルのキャストホイールまで・・・
カンパ5本スポーク
 こんな感じに見えるよう、このスプレーで噴きました。形は全然違いましたが(笑)
 

 自分がマグ色に目覚めたきっかけは大昔TVで見た映画でした。

(この傑作!についてはそのうち別稿を・・・)
 劇中登場するフェラーリ・グランプリカーの履くホイールが同社ストリートカーと全く同じデザイン(!)・・・
pit.jpg
 (=星形5スポーク)
 なところに痺れた少年十字野郎(変態?ですねw)は以来
「端部に薄さが見える」
鉄板プレスっぽいホイールを卑下し(?)滑らかで
「各部に肉厚を感じる」
鋳造ホイールに入れ込んでいったのでした。そしてそのフェラーリ・グランプリカーの履くホイールの「輝く銅色」にも魅かれ・・・その色こそ前稿のマグ色なのでした。
「この素晴らしい色のホイールはマグネシウムで、フェラーリくらいしか使えない超高級品」
と刷り込まれたのです。

 そして、その熱狂(?)に拍車をかけたのがトップ画像(の本とホイール)でした。
「この色、このデザイン。こんなにかっこいいホイールがあるのか!?」
そのデザイナー(スタイリスト)はCar Styling Design - BBSでの「ミウラ論争」再燃を恐れ触れませんが(笑)
 とにかく数多あるアルミホイールとは一線を画すそのスタイリングの素晴らしさ、独創性に惚れ込んだのでした。
 どれくらいの熱の入れようだったか、というと・・・
 のちにネットオークションでの出品を発見した時は(当然w)実車を持つ力も予定もないのに入札しそうになったり、とか似たデザインの・・・
mel.jpg
(代理店FETのカタログにはなかった)
 ストリートカー用ホイール(もちろん本家本元Campagnolo製、
でも4穴・・・)をPCDが合わないにもかかわらず買いそうになったり、とかしたくらいです(汗)
 一方、モーターサイクル趣味でも・・・
MV1.png 
フォンタナのダブルパネル・ドラムブレーキ
 の渋い肌とかにも惹かれるようになり・・・
 そうやってMC弄りが嵩じてゆくと、レースバイクだけでなく市販車でも極く一部にMg.が使われていることを知り、実例も見かけるようにもなりました。裏側が褐色の、ホンダエルシノアのエンジンカバーとかヤマハTY125のRブレーキ・シュープレート等です。自分の某イタリア車のクラッチ・ボスも例の「緑がかった褐色」でした。


 そして時は流れ’97年、春・・・
 なんと当時無職(!)だった自分は大森の職安
(当時日本一の登録職数とかw)で一枚の興味深いカードを見つけたのです。その紙面には
『・・・レーシングカーや工作機械等の部品の鋳造・・・』
とあります。
「これは・・・マグネシウム屋に違いない・・・!」
数日後スーツ姿の自分は綱島のその会社の応接室におりました。面接です(汗)
 そこにはその会社が過去に手掛けた部品の数々が展示されておりました。結構アバウトなところのある会社でしたから(笑)埃を被ってはいましたが憧れのレース・パーツです。一番目を引くのが大きな、10Jはあろうかという金色のホイール。センターロックでした。そして何かのインダクションボックス、燃焼室が6ヶ並んだシリンダーヘッドもあります。
「片バンク?・・・12気筒?F1か・・・??」
2輪の部品も、キャブレター、ジェネレーターカバー、スロットル・・・その興味津津さが伝わったのでしょう(?)自己紹介もそこそこに「見学会」となりました。面接の工場長(後の専務)が
『何か質問は?』
それを受けて自分
「ここにあるのはほとんど黒っぽいですが、よくある緑っぽいのは何が違うんですか?」
普通は業務のことを聞くところでしょうが(!?)

 そして目にとまった2輪の、片側ドラムのブレーキのハブ。
 わざわざマグで造るハブってのは当然レース用、それも多分ワークスパーツでしょう。良~く見ると・・・
 スポーク穴部分から外周部へ向けて角度をつけた「切り欠き」があります。ホイールをバラさずにスポークを(横から)交換できるようになっているのです。競技中の(?)メカニック作業時間短縮への配慮です。
 はじめからスポーク折損(とその交換)が想定されるような過酷な環境、そこでワークスマシンを走らせる競技?ということは・・・
「これはパリ・ダカ用ですか?」
『えっ?わかるの・・・?』
『凄いね・・・』
顔を見合わせる工場長と営業担当Kさん・・・。

 この質問が決め手となって自分は採用されたのでした(笑)

[Casting:Colors of Mg.マグネシウムの色・その2]の続きを読む
  1. 2016/08/21(日) 14:54:49|
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Casting:Colors of Mg.マグネシウムの色

フェラーリP
(ホイールの、この色!)
 今週はマグネシウムの色について。
 自分的には以前から書きたかったことなので、ようやくって感じです(笑)

 Mg.は、吹き終わった直後はAl.とほとんど見分けがつかない
(プロでも難しい)銀白色です。そして非常に酸化し易いことも何度か書きました。
 Mg.は特に水分を与えるでもなくそのまま空気中に置いておくだけで酸化が進行し、Al.の腐食と同様な(=盛り上がるような)白い粉を噴いてしまいます。塗装して空気(≒酸素)を遮断すれば酸化は防げますがそれでは万一剥離があった場合、地肌が剥き出しになってしまいます。
 Mg.が使われるのは置き物ではなく機械部品、道具です。厳しい使用への耐性、製品としての安定性を確保するためMg.製品はすべからく酸化被膜処理を施されます。加えてその皮膜は塗装下地としても地肌よりずっと優れているのです。
 そう、一般にMg.の色と思われている・・・
mag - コピー_1
 トップ画像のホイールのような得も言えぬ銅(あかがね)色や、このジェネレーターカバーのような茶褐色は全てその表面処理の色なのです。

 Mg.鋳物は少なくとも2回は表面処理されます。
 最初は、吹き終わって砂型を壊して取り出され、上がりや堰を切り取ってその切断面や鋳造上不可避なパーティングラインの処理(≒削り取る)といった「仕上げ」作業が全て終わった段階で鋳造工場内で行われます。熱処理もしくは樹脂含浸といった外注先へ送る前にその間の酸化防止として施されるのが・・・
 JISの定めるMg.表面処理1種「MX1」という簡易な酸化処理です。
 一般には「仮防錆」と呼んでます。
 常温の重クロム酸ナトリウム、硝酸混合溶液に数分浸し、水洗、乾燥させる、というものですが、かなりアバウトな感じがしませんか?(笑)
 これは溶液の調合具合はもちろん気温や浸漬時間、洗い方や乾燥の際の加熱具合でも微妙に色合いが変化します。この「仮防」で鋳物の表面は(光沢の少ないw)金色に近い、淡い茶褐色に変化します。これが一般にマグ色と思われている色かもしれません。
mag - コピー (2)_1 
(この色です)
 そのアバウトさゆえ、ロットによって色が違う(!)ということは頻繁に起きますが・・・あくまで仮防なので問題なし。
 機械加工後、納品直前にもう一度防錆処理するのです。この「仮防」に対して「本防」と呼ばれたりする2度目の処理は外注です。メッキ工場に出します。
 JIS3種「MX3」といいます。
 これは外注なので比較的色の安定性はあり、概ね黒褐色になります。
 yox88.jpg  xre.jpg
(何の部品か判りますか?)
xre0.jpg  mag - コピー (4)_1
(場合によっては緑がかって見える場合も・・・)
 エンジン屋さんやレース屋さんなら、この色がマグ色と感じている向きも多いことでしょう。

 因みに淡い色の例とした(上の)ハウジング・コンプレッサは・・・
 加工まで済んだ段階でどこか肉厚不足(←中子のズレで発生する)でもあったのでしょう、本防せず廃棄されるはずだったものをとりあえずMX1で再処理したもの、ゆえにこの色なのです。

 以上は通常のMg.合金である、AZ91の場合です。

 AZ91より強度、靭性、耐熱性、鋳造性(≒湯の粘度)といった物性を高めた高級Mg.合金の一つとして前稿で取り上げた・・・
mag - コピー (3)_1 
(スープラのターボの)
 ZE41があります。
 これはセリウム(?)ランタン(??)といった希土類金属(=レア・アース???)を含むだけでなく、鋳造方法にも厳格な規格があるゆえ扱える工場も限られる、という大変高価な合金です。
 このZE41、当然というべきかAZ91とは発色が違うのです。当然仕上げが終われば仮防液に漬けるのですが、そうすると・・・
 より金色に近いというか、実はトップ画像のホイールの色、になります。

 ではなぜ上の画像、スープラのコンプレッサが金色というより結構くすんだ黄土色に見えるのか?
 最初のカローラ・ターボ同様の理由で取り残された(?)スープラ・ターボ。外注に出されずに放置された間に結構酷く腐蝕してしまい
(ZE41は未処理だとAZ91よりずっと酸化し易い)
 それを綺麗に除去すべく強くサンドブラストかけたため表面が荒れた、からでしょう。
supra.jpg
(この画像は少し色味を弄ってますが・・・)
 このエンジン画像なら、より金色っぽいのがお判り頂けるでしょう。

 ZE41には、合金として内包するレアアースとの相性の問題で、本防錆としてMX3をかけることはありません。
 JISの5種「MX5」と呼ばれる艶のない、陽極酸化処理(≒アルマイト。皮膜厚可変)か
 同じく「MX9」と呼ばれる光沢のある化成処理(=寸法変化なし)
 が施されます。
 この後者、MX9(もしくはZE41×MX1?)があの、’60年代のF1を含む・・・
amon.jpg
(追悼C・エイモン・・・)
pit.jpg 
(・・・右はエンツォでしょうか?)
  #17 
(前後の色違いに注目!個体差でしょうか・・・?)
 レーシング・フェラーリのホイールの、あの色(!)なのです。

 あの色が好きでマグ業界に入った(?)と言っても過言ではない自分です。この稿、熱く続きます(笑)
 

  1. 2016/08/14(日) 13:46:48|
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Casting:Turbo の話

ホンダF1ターボ
( F1用。1.5L相等のEx.側と1000馬力相等のIn.側の大きさの差!)


 鋳物の話題、今回はターボについて。

 鋳物屋時代、レース用ターボの吸気(給気)側ハウジングは何種類か作りました。
(排気側は超高温ゆえ素材は鋳鉄、軽合金屋の出番はありません)
 そして全てはわざわざ市販(標準)品とは異なる、専用のハウジングを作ろうという、いわゆるワークス・パーツです。凝ったものばかりでした。

 とりあえずターボ一般について解説を。
 ご存じの通りターボ・チャージャーとは、排気ガスをまとめてタービン・ブレード(羽根≒風車w)に当て回転力を得、タービンと同軸のコンプレッサー(過給器≒これも風車w)を回し吸気を圧縮してパワーアップをはかるデバイスです。
 いくら排気ガスを、と言っても例えばマフラーを通り過ぎた、素手で触れるくらいの排気ガスをブレードに当ててもそれでは本当に風車程度の力しか生みません。燃焼室を出たばかり(=爆発直後)の高温高圧(高エネルギー状態)の排気を最小限の空間(排気タービン・ハウジング)内でブレードに当てることによって強い回転力が得られるのです。
turbin.jpg 
(矢印がEx.ハウジングとブレードの接点。同軸の上側がIn.)
 昔、知人のストリートカーチューナー氏に聞いた説明・・・
「熱っつい排ガスがハウジングとブレードに仕切られた狭い空間の中に閉じ込められ、もう一回爆発する、イメージ・・・」
正に腑にストンと落ちる感じ、でした。
 まだ膨張しようとする力が残っている高エネルギー状態の排ガスを当てて強い回転力を得る、ということです。
 そのために排気タービン・ハウジングはなるべくエンジンに近づけなければなりません。場合によっては
「集合部まで各気筒等長」
という基本を外してでも可能な限りEx.マニフォールド短くするのがターボのセオリーなのです。

 今やカウンターフローのエンジンはほぼ絶滅し(笑)吸気側は、排気側から見ればシリンダーヘッドを挟んで向こう側にあります。
 ターボ・チャージャーは同軸である構造上、給気コンプレッサー・ハウジングとタービン・ハウジングは隣接しています。ゆえに圧縮された空気はヘッドの反対側まで運ばれることになります。
 この距離が長ければエンジンの反応が悪化するのはご理解頂けるでしょう。現在ではこの移動距離間に給気温を下げるインター・クーラーを設けるようになっているので、その「必要悪」感は相当減じましたが(笑)それでも短いに越したことはありません。
  Ex.ポート直下に最適化されたターボ。当然コンプレッサーもすぐ横にあり、そこから出た給気はヘッドを跨ぐべく(インター・クーラーを置く位置にも寄りますが)その通路は、強く曲げられます。
adopter.jpg 
(こんな感じ)
 この構造上不可欠な「曲げ」による給気管の「遠回り」を少しでも解消しようとしたのがTRD、JGTC用スープラのハウジング・コンプレッサ(部品図名称)なのです。
mag - コピー (3)_1
 (口が最初から曲がって・・・)
 ターボ・レスポンスの改善には効果があるとはいえ、わざわざそのためだけに新しい部品をイチから起こす(!)流石
「金に糸目はつけない」
ワークス・パーツ、といったところでしょう。当然材質はマグネシウム。通常のアルミに比べ軽い分、やや耐熱性に劣るMg.です。排気に近く熱的に厳しい条件を考慮して通常のMg.(AZ91)より耐熱性の高い、当然より高価(AZ91の数倍!)なZE41を選んでいます。
 形状が違うためコンプレッサーのスクロール(断面積変化)形状も標準品とは異なる独自のもので・・・
 いかに贅沢なものかお解り頂けたでしょうか?

 これは鋳造自体も難物でした。
 スクロール部分の「中子」、細くなった部分が太い部分に融合しているのですが・・・
 そこが折れてしまうのです。
 これを防ぐには中子に、補強となるリング状の芯金(しんがね=針金)を入れればよいのです。しかし砂型から鋳物を取り出す際、中子を形作っている砂は崩せるものの芯金はそのまま鋳物内部に残ってしまいます。
「どうやってそれを取り出すか?」
これを解決したのは自分のアイデア、でした(!)
 芯金の両端を小さいフック状に曲げ、外せるようにしたのです。このスペシャル芯金なくしてこの鋳物は作れなかった、筈です。

 スープラのエンジン全景写真がオートスポーツにありました。
 右下、口が前方を向いているのがハウジング・コンプレッサ。
 等長とは思えない、集合部までが極端に短いEx.マニフォールド。
 前稿で取り上げたカバー・シリンダ・ヘッドも見えます。
supra.jpg
左上、Al.製プレナム・チャンバも作りました。

 ゴール目前でチャンピオンを逃したカローラWRカー
WRcar.jpg
TMG(TTE)で制作されたこのラリーカーのターボも作りました。
mag - コピー (2)_1
(首は曲がっていません)
 これは数が出ました。ドイツに沢山送りました。
 ワークスカーは当初(GTスープラよりずっと少ない)2台でしたが・・・WRCの過酷さを物語ります。設計年次はスープラ以前でもあり、材質はAZ91でした。
 またこれはちょくちょく設計変更(せっぺん)する訳にはいかない、FIAのホロモゲーション部品でもありました。

 しかし前述スープラ用コンプレッサのスクロール形状の結果が良かったので・・・
「何とかその新形状を導入したい」
とトヨタは考えました。
 加えて同じ頃同車用コンプレッサは思いの外、数が出るのが問題となっていました。車体の方がより重要なのでしょう(?)それに回せる予算はさほど潤沢ではないということで、新形状ハウジング・コンプレッサはコストダウンのためAl.で吹くことになりました。もちろん木型もキャリーオーバー。変更は中子のみです。
 しかしこれはホモロゲーション部品。申告なしに変更はできません。内部形状だけなら設変は判らないのですが、材質を変えたがため外観形状は同じでも「色」が変わってしまうのです。

 Mg.は吹いた直後はAl.と同じ銀白色。見た目はほとんど見分けがつきません。しかしMg.はそのままではすぐに(場合によっては一晩で)白い粉を吹いてしまうほど酸化し易く、それを防ぐためMg.鋳物は例外なく仕上げ後すぐに溶液に漬け防錆処理を施されます。溶液の調合によって色合いは微妙に変わりますが、その表面処理によってMg.の表面は褐色に染まります。
 そう、一般にマグネシウム色として認知されているあの「茶褐色」は実は防錆処理の色なのです。

 WRCのホモロゲーションは見た目の変化は見逃しません。そこでTRDの持ちかけてきた注文は
「アルミをマグっぽい色にできるか?」
でした。コストダウンのためのAl.化です。納品状態でMg.版より安価でなければなりません。さほどコストはかけられない、といった訳で・・・
 懇意の化学工場に相談です。
「アルミをマグっぽい色にできますか?」

 幸いその工場の技術力は大したもので何度かやり取りの後、希望通りに調色したアルマイト処理がリーズナブルなコストで可能となりました。

 こうしてより高性能になった一方、結構重くはなったインチキ(笑)ホモロゲ部品たる新型Al.ハウジング・コンプレッサは無事海を渡ったのでした。
wrc.jpg
(これはどちらか、判りませんねえ・・・w)

 今回も長くなりました。以上で<(_ _)>

  1. 2016/08/07(日) 14:00:52|
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