エコマイレッジ ディスクブレーキ対応法

2020年からエコマイレッジチャレンジ(とりあえず、地方大会のみ？)でディスクブレーキが義務づけされるということで、その対応方法の一例を私の知ってる範囲で書いておきます。

制動力・安全性確保がレギュレーション改定の趣旨なのは理解できますが、個人的には『ディスクブレーキ』に固定する意味が理解できません。ディスクブレーキが絶対に制動力を確保できる手段では無いと考えます。おそらく、油圧リムブレーキ(マグラHS-33とか)の方が確実に制動力を担保できるでしょう・・・。
部品の種類を規制するなら『ディスクブレーキ』に縛るんじゃなくて、『油圧ブレーキ』に縛るべきだと思ってます。

しかし、エントラントのブレーキに対する意識に差があるのは事実です。以前より、ブレーキを安全部品として捉えていないのか、軽視している方がおられるのも事実です。
エントラントはより安全な車両を製作する義務があります。

と言うことで、ディスクブレーキしか使えなくなったとして、自転車用部品から選定する方法を書いておきます。
どうすればいいのかわからず悩んでる方に参考になれば幸いです。

1.部品選定

先ずは自転車の部品を勉強することが大事です。
勿論、ディスクブレーキの部品を知っておく必要があります。

1-1.ブレーキディスクの種類

自転車用のブレーキディスクは外径が、φ120、140、160、180、203 [mm]のものが一般的に流通しています。
ディスク厚みは大体2ミリで、φ140～がMTBで一般的に使うサイズで流通量が多いです。


 
ブレーキディスク固定方法は大きく2つの規格があり、

・シマノ規格センターロック
・P.C.D.44mm 6×M5で固定するもの(汎用規格、内径33 [mm])

です。

※シマノSLXの例 (出典：シマノ社website)

センタロック

6穴

参考

1-2.ブレーキキャリパ

ブレーキキャリパは大きく分けて、

・ワイヤ式
・油圧式
・上記のミックス

ワイヤ式のブレーキは比較的安価で、パッドクリアランスが広めに取れる気がします。

私のオススメは油圧式です。制動力がドライバーの握力に依存せず、コントロール性も高いです。

キャリパの横方向（軸方向）位置を調整するときや、パッドクリアランスを調整するときはパッドスペーサを使用します。
(ZDP Shopで売ってます)

2.ハブの選定

当たり前ですが、ホイール側はブレーキディスクが取り付けることが出来るハブが必要です。
旋盤があれば自作することは容易ですので、市販品から選定するとして書いていきます。

現在、下記のタイプのハブを使用している場合はディスクブレーキの移行が容易です。

・MTB用ハブ　：　勿論、ブレーキディスク取り付けが出来るもの
・ピスト用両切ハブ　：　ハブ両端にカセット（スプロケット）を付けるためのおねじが切ってあるもの
 
MTB用のハブならもちろん、何も考えずに直接ブレーキディスクが取りつきます。
シマノのハブであればシマノ規格のディスクであることが多いかと思います。
シマノ規格ハブに６穴ディスクを取り付けることは出来ます（アダプターが売ってます）。

上記以外のハブを使用している場合はハブを変更して、ホイールを組み直す必要があります。
ホイール組の話はここでは割愛しますが、自分でホイールを組む気力のある方はネットで別途検索してみてください。自分でやる気が無い方は自転車屋さんに頼んでください。
自転車屋さんからすると大変割りの悪い仕事なのは理解して依頼します。
引き受けてもらえるかどうかは自転車屋さん次第です・・・。

3.キャリパの取り付け

弊チームでは以前、電気エコラン用に下図のようなキャリパの保持を行いました。
（この場合、キャリパは1ヶです）

後輪シャフトにキャリパを付けるブラケット（プレート）を取り付け、 ブレーキキャリパが車軸にぶら下がっているような構造です。

この構造ですと、ハブ（ブレーキディスク）とブレーキキャリパの横方向の位置関係は間違いなく担保されます。
このままでは回転方向に支えが無く、ブレーキとして成立しないのでトルクロッドでブレーキのトルクを受けます。プレートに対しねじれ（横方向の力）が掛からないよう、トルクロッドの端部はロッドエンドを使用するなどし、動きに自由度を持たせます。もしくは、プレートに回り止めを設けてフレームで直接回転を受けるなどします。

てか、バイクの後輪は同様の構造ですね・・・。

4.その他

以前にZDP池田さんに教えて頂きましたが、ブレーキディスク修正ツールは持っておくと便利です。
ブレーキディスクを自作していたころは材質が悪くよく歪んだのでよく使いましたが、最近はあんまり使わんけど・・・。
Park Tool DT-2



以上、知ってることつらつら書いただけなので、突っ込み等、大歓迎です。
質問もあればどうぞ。

WEM関西GP2018。

結果は3位でした。昨年が1位だっただけに見かけ上ダウンですが、スーパー棚ボタだっただけ なので3位で十分満足です。

ドラは梶原。初めてですが、Ｅｇ、ＥＶの経験もそこそこありますし、まぁ、なんとかなるで しょう。
ただ、慣れてないことは確かなので練習走行15分と予選30分はみっちり当てる予定で。
今年は昨年の９０分→６０分に。ただし電池の量は同じ。
昨年の実績を元になんとなく計算すると目標周回数は40周くらい。昨年比15秒は早いラップタ イムで走らないといけない。

昨年はさばいばる・・・

一応、関西勢なので当日移動。5時過ぎにファクトリを出て7時半過ぎに到着、設営。
ゆるく車検を通して、練習走行。
ラップタイムはマズマズ予定通りで行けそう。電力消費はちょっと多いかな？
バランスするところを探す。

予選は30分間。セッション中のベストタイムで決勝のスターティンググリッドを決める感じ。
グリッドには拘らず、30分間連続で決勝の走行パターンを確認する作業。
さて、走行パターンを修正していくか・・・と思ったとこで後輪がパンク。ハーフスピンして 停車。
今回のレース前にチェーンラインを修正するためにシム調整して
タイヤの位置が数ミリ横にズレたのが原因かな？？
タイヤ・チューブ交換と合わせてカウルの開口部をリュータなどで切り取り対策。

あと、練習走行の段階から速度設定が速かった(無負荷40km/hくらい)のでギア比を落とす作業 。
ギア比を落としすぎるとどうしょうも無くなる（速い分にはボリューム絞れば良いので）ので ちょっと速目が
良いですが、練習走行・予選で走行パターンに自信を持てるレベルでは無かったのでビビッて 、
ドライブ側のスプロケを1ランクダウンに留めた。チェンの長さはそのままでいけた。ラッキ ー。
序盤の段階で最高速＋1～2km/h程度が頃合かな？

決勝スタート。
序盤から第3グループのトップ？　タイムと消費はまずまずバランスしてるので無理なくとい う感じでは
ありますが、走行パターンを変えてみたりしてもあまり変わらず、と言うか悪くなるので結局 初期の走行パターンに戻す。コー
スが狭くてテクニカルなので多少のタイムと消費のバラつき は許容する必要があります。
序盤からタキオン、アヒルさんの第1グループ、ミツバ、エンドレス、ＥＶＦの第2グループか らはジリジリ離されますが、
第2グループにはラップされるほどは離されない感じ。
中盤、ミツバさんとエンドレスさんのペースがちょっと落ちてきた。序盤に飛ばしすぎたのか な？
ＥＶＦさんは終盤でパンクのようでピットで修理中。

終盤で積算電力は予定よりトータルで1Whとか余り気味。
昨年と同じ感じで気が付いたら表彰台圏内を走行中。電気をギリギリまで使い切ったと言うレ ベルではありませんが、そこそこ
電気を使ってゴール。タキオンとアヒルさんは２周先。
ちょっとどう足掻いても追いつける差ではなかったので、棚ボタ込みですが、今回の結果は満 足です。

モータのチョイスがミスってたり、ラップタイムがもう数秒速ければな～と言うとこあります が、この辺は次回の課題です。

Ene-1 GP SUZUKA2018。

2018年鈴鹿仕様のポイント。

いつのまにか15mkで鈴鹿も4年目。
鈴鹿はこれまで過去３年マトモに走れた記憶がない（１年目：スピン、２年目：スーパーオー バーペースによりコースレコード
樹立、３年目:１周目の１コーナでスピン→リタイヤ）
ので、３本を無難にまとめるのが目標・・・。


●昨年との変更点（改善点）
車両の整備性、信頼性upとドライバーが安心してコースを攻められるようになることを重視しました。

・フロントフェンダ作り直し
　剛性が無くて整備性が悪かったりイマイチだったのを積層構成見直し等で剛性アップ。
・フロントフェンダに小窓追加＋ミラー位置変更
　斜め前方の見切りを良くするために小窓とミラーの位置（フェンダ→アッパカウル固定）変更。結構変わると思います。

・ハンドル周り作り直し
　昨年作り直したハンドルが昨年の関西ＧＰで折れたので、構造設計から見直して再製作。　ついでに、最小限の作業でハンドル高さと前後位置の調整が出来るようにした（複数ドライバー対応）。
前後方向は長穴でハンドルバー～リンクがごっそり動く構造、高さ方向はハンドルバーの下にシムを入れて調整します。

・しっぽ作り直し
　しっぽ（テールカウル）が大分くたびれてきたのと、補修補修でなんか重くなってるので　再製作。型を昨年借りてきて１年くらい放置してましたが・・・。
1k相当目付けの開繊カーボンを使いましたがwet積層の限度と、色々しっかりと作りすぎ？
が、特に軽くなった訳でもなく・・・ちょっと綺麗になったぐらいか・・・？

・ヘルメット変更
　ヘルメットをアライのHyper-T proに変更。コンパクトなヘルメットなのでドライバーの頭の位置も少し上がって、視界が良くなった・・・ハズ。

・ブレーカ再選定
　新たに4種類ほど5Aブレーカを選定して、放電試験。以前より落ちにくいブレーカに変更。

・鈴鹿用ＤＤモータの製作
　これまでのキットモータ＋チェン駆動で特に気になっていたのが、チェンの駆動ロス。シングルフリーも付いてたので、その分のロスも含めると結構、効率が落ちていたのではないかと思われます(特に高速域)。
　ミツバ鈴鹿用ＤＤ (M0324、M0348)をベースに製作し、速度設定を変更した巻線仕様としています。コア厚が25mmなので、トップチームが多く使っている30mmコアよりも低負荷よりの効率が　良いのかな？と言うのと、平角線のマグネットワイヤを使うことで高負荷よりの改善を狙い ました。が・・・ちょっと速度設定が速過ぎた。

DDの最大のメリットは左右バランスの改善かもしれません。意外と減速モータは左右バランスが悪いです。


色々と準備したレースでしたが一番大きかったのは、試走会までに大物作業（特にFRP関係）を終わらせてレースまでに余裕 を作ったことだったと思います。
ま、なんだかんだで3本まとまって走れたし、ある程度の結果(総合4位、クラス3位)も付いてきたので、めでたし、 めでたし。

2017まとめ。

すっかり放置しているため１年分まとめて更新ですｗ

メイン車両の15mk-2は今年は空力関連を中心に改良を行いました。

ノーズ下のエアロや・・・









 


Ｒｒフェンダ等々・・・。













失敗作のＲｒカウル・・・。

5月に下総高校のエコラン用風洞をお借りしてアイテムの効果確認を行いました。

各レースの結果は下記の通り。

・鈴鹿
15mk-2(赤)：リタイヤ
14mk-1(ベニヤ、KV-2)：リタイヤ

赤いのは1stアタックでスピン、ベニヤは3rdでパンク。
車両の性能的にも？？でした・・・。


・WEM関西
優勝

久しぶり(2015 NATS以来)のWEM GP＋初開催レースでイマイチ慣れない部分もありましたが、灼熱のサバイバルレースをドライバーの根性で走りきっての優勝でした。

なお、車両性能は・・・。


・もてぎ
KV-1総合6位  （タイムアタック：2位）

こちらも2年ぶりのもてぎ。
前回との大きな変更点はモータをキットモータからDD(M0124)に変更したぐらいですが、
速度設定も効率域もトルクもほぼ同じなので
モータの効率向上分記録を伸びることを期待してたのですが・・・。

なんかイマイチ・・・。
タイムアタックは走行パターンがバッチリで2位だったのがせめてもの救いでした。



今年もボチボチ頑張ります。


*おしらせ*
今年のソーラーカー製作講習会で「電気エコラン用木製モノコック車両の製作と実戦」と題して発表させていただきます。木製モノコックの作り方から設計のポイントを解説します。
締め切りは2月17日のようですのでお近くの方は是非。
詳細はZDPにて http://zdp.co.jp

making of ベニヤカウル。

ずいぶん前にプライベートのFBに投稿してたやつの転載です。
去年のエネワンにベニヤカウルの車両で参戦してKV-2クラス優勝＋デザイン賞なんて初めて頂いたのでちょこっと。

正直、ベニヤでカウルはお金も手間も掛かってネタ以外の何でもないのでオススメ出来るものではありませんが、２次曲線のカウルでもそこそこ行けるんだ～と思って頂ければ。

色々あって6月末から2年前に製作した木製フレームに合わせてカウルを製作する必要が出たのですが、今更プラダンとかはあり得ないので以前からやってみたかったスティッチ&グルー工法(の真似事)でカウルを作ることにしました。
やりたかった事できてラッキーくらいしか考えてなくて、普通に走ればクラス3位くらいで良いや程度の気合いでした・・・。

14mk1_2016

鈴鹿ではオール木の車体で随分珍しがって頂けたのですが、業界的には池上さんの電池くんやGHクラフトチームの車体で木製フルモノコックがトライされてて二番、三番煎じ感は否めないと思っているのですが・・・w
先入観(？)で木だと重くて弱いイメージを持たれている方も多いのですが、木材はCFRP等に比べて最良ではないと思いますが、工夫次第で良いものが作れる材料だと思ってます(偉そうに言えるほど使いこなせていません)。
特に、今回のような二次曲面カウルを製作する際は繊維で持っている材料なので捻り形状も作りやすく、思い通りの二次曲面カウルが作れる良い素材だと思いました。




長くなりましたが、ここから本題です。
スティッチ&グルーはカヤック、ヨットなんかの業界で型を成型せずに船体を手軽に作る工法として個人ビルダーを中心にメジャーな手法(のよう)です。
船体の展開形状に切り出した合板と合板同士を銅線で縒って縫い合わせ(スティッチ)→継ぎ目をパテで整形→ガラスクロステープをFRP積層(グルー)→表 面をガラスクロスで積層してコーティングと言う流れが基本らしいのですが、エコランカウルは水に浮かぶ訳では無いので継ぎ目のパテは出来るだけ省略、表面 の処理もエポキシ樹脂だけを塗るようにしました。また、ガラスクロスの手持ちが殆ど無いのでカーボンクロス使いました。

材はカヤックなんかでは3mm前後厚の板を使うようですが、エコランカウルなので耐水性とかも抜きで軽く！と言うことでシナベニヤの中で曲げベニヤと呼ばれる物で最薄の1.6mm厚の板をチョイスしました。
サブロク定尺で4枚買いましたが、12mmのランバーコアと3mmのラワンベニヤがオマケで付いてきましたw

曲げシナベニヤ t1.6

見よう見まねで始めましたが、どっからどう考えても展開図の作図精度と切り出し精度が完成精度に影響するので珍しく3D CADでカウルの絵を描いて展開図を作成しました。2D CADで感性で翼型を描いたのをベースに断面図を作図し、3D CADに断面図を移して面を貼りました。なんか面倒くさいけど、3D慣れしてないのでこれが一番マシ・・・。

3D CAD図

ベニヤは予め余裕を見てカットしておき、2枚を継いで長い材料を作ります。継ぎ方はスカーフジョイントがメジャーなようですが、時間が無くて面倒なので(？)斜めにカットして突き合わせ、CFテープをＦＲＰ積層して継いどきました。

板の突合せ

突合せ部をCF 1ply＋ピールプライ積層

作図した展開図をセブンイレブンのゼロックスでコピーしてベニヤに貼り付け切り出します。(印刷屋さんで大きく印刷すれば良いんですが、土日やってない・・・。)
切り出しはピラニアソーで行ったあと、左右の板を重ねてクランプしてからサンダで外周を削って仕上げ。
アンダカウルはスティッチ&グルーではなく、3mmの化粧ベニヤで作ったフロアに側板をグルーガンで仮止めしたあと、樹脂パテで角にフィレット →CFテープでオーバレイアップ。硬化後、4mmのシナベニヤで作ったフランジを5分間エポキシで接着→樹脂パテ→CF。

切り出した床板＋切り出して接いだ側板

床板と側板を固定

フランジを接着

アッパカウルは出来上がったアンダカウルにアッパ用のフランジ板を仮固定し、下部をアンダカウル同様に製作。

展開形状に切り出した部材

アンダー側をジグにアッパを組み立てていく

カド部をCFテープ＋エポキシで積層

さて、ここからスティッチ&グルーですよ。
先に作ったアッパカウルの下部にパネルを銅線(1.0mmのマグネットワイヤ)でスティッチしていきますが、形状が保持出来なかったのでスタイロで断面形状を作って接着しておきます。

しっぽのスティッチ

スタイロ断面

スタイロ断面をガイドにしてスティッチ組み立て

スティッチのやり方は完全手探りでしたが、出来る限り外より(5mm以内)、板が薄くて波打つのでピッチは細かい(20～30mm)方が良かったです。銅線をよっていくとあら不思議、形が決まってきます。

銅線を通しただけ

屋根の部材を仮置き

スティッチして形を整える

あとは内側の角をCFテープを積層。アッパは殆ど鈍角なので樹脂パテも省略。
側面から組み立てていき、屋根は左右2枚を先に仮スティッチしたものを本体に合わせて組み立てました。CFテープが硬化後、銅線をほどき、抜き取るor切るで処理します。
最後に裏、表面にエポキシ樹脂を塗ってコーティング仕上げとしました。

スタイロ断面の端材を足にして作業

全部のカドに積層した状態　（きたない）

カタチになった

コーティングが硬化したら窓を超音波カッタで切り抜き→抜きカスをガイドに窓用の樹脂板を切り出し→両面テープとビニテで窓貼り。
あとはフレームとの固定具、アッパ～アンダを固定するフック、ロックなど作って完成。

型紙を使って窓抜き

なかみ

なかみ

中身のフレームは14年に製作したもの (14mk1)をベースに一部補強と、特電モータに合わせて設計されていたリア周りをミツバ Kt-Mに合わせて作り直したくらい。
特別な所はこれと言ってナシ。

7月に入ってから材を切り始める無謀なスケジュールでしたが、皆様の協力を頂いて何とか完成しました・・・。新しい工法を試すことで得られることは多かったですね！