楽しい四輪バギーを自作しよう!

不具合点の改修
03/21/2005 Updated


完成し、走らせたら走らせたで、色々出てくる具合の良くない点や故障。

1. キックペダル製作
2. 排気管の遮熱板追加
3. ステアリングナックルアーム延長
4. フロントフェンダー追加
5. サイレンサー交換
6. フロントサス ロアアームボールジョイント周り強化
7. ドライブシャフトの曲がり修正
8. フロントアクスル破損対策 ホイールオフセット変更
9. イグニッションコイル、プラグコード、プラグキャップ交換
10. フロントアクスル破損対策 (その2)
11. 内外輪ステア角修正
12. 燃料フィルター位置変更


キックペダル再製作

レバーを手で引き上げてエンジン始動する方法を採っていたのだが、これだと回転角が充分確保できず、クランクを回しきれないため、始動がとても困難になることが、初回の試走でわかった。


そこで2003年10月にまずやってみたのが、これ。
長い棒でペダルを作り、クルマの車載ジャッキで支えてキックする方法。
しかしこれでは、始動の度に付け外しの手間が掛かるし、何といっても、行った先でエンストしようものなら、車体を押して帰ってくるかペダルを取りに戻るハメになり、辛い。



で、月日は流れ、2004年5月になって、ようやく作り直したのがこれ。
ペダルは、前回用意したロッドに、バイクのキックペダル(車種不明、\100で購入)を溶接した。
ジャッキに代わり、ペダルを支えるための折り畳み式のA字型スタンドを作り、車体に取り付けた。 この台は、不要となったサマーベッドの足、その他のクズ鉄から作ったので、費用はゼロ。
t1.2という薄い肉厚のこのパイプは、バッテリー溶接機ではすぐに穴が開いてしまい、作業は思いのほか難航した。



塗装し、細かい部品を製作、取り付けて完成。
走行時は、A字型スタンドとキックペダルは折り畳まれ、スプリングを付けたフックで車体に引っ掛けておく。


エンジン始動の際は、サッとこの通り。


排気管の遮熱板追加

走っていると、背中が次第に耐え難いほどの熱さに襲われる。
原因は、シートのすぐ後ろに来ている、エキゾーストパイプ。
ここに遮熱板を追加して対策することにした。


シートの後ろ約40mm付近まで来ているエキパイ。


遮熱板には、以前に家のエアコンを取り替えた際に壁に残っていた取付板を再利用。
実はこれに使えると踏んでいたので、捨てずに取っておいたもの。
厚さも1mm以下で加工性が良く、かつメッキ鋼板なので防錆の点でも安心。


出来上がり。 見てくれはあまり良くないが、シートバック後方の目立たない場所ってことで、まあ良しとしよう。
効果のほどは、次回の走行時に確認しよう。


ステアリングナックルアーム延長

ハンドル操作の重さと、ロックtoロックが90度もない操作角を何とかしようと、ナックルアームの延長とステアリングシャフト操作角の拡大を施した。


部材を継ぎ足し溶接し、塗装して、ナックルアームは出来上がり。
ステアリングシャフト操作角拡大は、以前にいじったストッパーを元に戻すだけ。


フロントフェンダー追加

去る2年前の初走行で分かったのだが、フロントタイヤが跳ね上がる石や砂が、顔を直撃する。
またこのため、走り終える頃には、シートの上も砂だらけになってしまう。
そこで、ステアリングナックルを取り外したのを機会に、フェンダーを作り、追加してみた。


素材に選んだのは、近所の中古パーツ店で見つけた、車種不明のフェンダー、価格は\100。
これを2つに切断し、角を丸めて、左右用のフェンダー完成。


次に、フェンダーステーを製作。
素材は、不要になったサマーベッドの座面に使われていた、直径3mmの丸棒を使ったので、費用はタダ。
現物合わせで、微妙な曲げを調整。
丸棒の先端には、フェンダーを取り付けるための平板。 これもまた、廃品利用。


塗装して、フェンダーをボルトで固定すると、こんな感じ。


完成。
実は、フェンダーの幅がタイヤ幅より若干小さいのだが、まあ、何もないよりはだいぶましになるだろう。


サイレンサー交換

ZXR250という、4気筒バイク用のサイレンサーを、何も考えず使っていたのだが、やっぱりエンジン特性との相性が良くないせいか、ある領域のエンジン回転域で、加速感がガクッと落ち込むのが気になっていた。
単気筒なんだから、少なくとも単気筒用のサイレンサーがいいはず、と思い、交換する。


見つけてきたのは、スズキの何か用。
キズも少なく、とても綺麗なのだが、フェンダーと同じ中古パーツ店で\300。
エキゾーストパイプとの接合は差し込み式で、径はピッタリ同じ。
リング状のガスケットも付いている。


エキパイをフレームに吊るためのバンドを製作。
クルマのエキパイ遮熱板用のバンドが手元にあったので、これを加工。
ブラケットを、これまた廃材で作り、フレームに溶接、そこに加工したバンドでエキパイ先端を固定した。
サイレンサーをここに差し込に、サイレンサー口元にあるバンドを締めこんで固定する。


サイレンサーを吊る金具を作り、元のブラケットへ継ぎ足す。


完成の図。
やっぱり単気筒用だけあって、加速時のトルク感が回転にリニアに付いて来るようになった。


フロントサス ロアアームボールジョイント周り強化

まず、7/24/2004に破損した箇所を観察してみる。


キングピン内部に仕込んであるナットは、ねじ山が崩れてほぼ全滅。
対して、リンクボールボルトの方は、焼きが入っているためか、ねじ山は残っているものの、よく見ると、ボルト部自体が曲がってしまっている。


ロアアーム本体も、この通り変形。

考えてみると、今回の破壊の予兆として思い当たるフシが・・・。
以前、走らせた後で、ここが緩んでいたことがあった。
緩んでいた、ということは、走行中にボルトが揺すられたわけだが、その時既にナット側のねじ山が痛んでしまった可能性が否定できない。
今回、走行前に増し締めして原状回復したかに見えたが、実際はナットの締結力が充分出ていなかったものと思われる。
走行中の繰り返し負荷でボルトがナットをコジり続け、より弱いナット側のねじ山が完全に崩れ、ボルトが抜けた、ということだろう。

で、対策は以下の3点。
(1) キングピン下部固定点のねじピッチ縮小、ねじサイズアップ
現在のM10x1.5から、M12x1.25へ変更し、締結力の向上・安定化を図る。
(2) キングピン下部のナット止めを廃止、ボルトへ変更
M12x1.25ボルトを、頭部をキングピン側にして、キングピン下部へ溶接。
(3) ロッドエンド形式・サイズ変更
ロッドエンドは呼び12、穴あきタイプへ変更。 上述のボルトへ差し込み、下からダブルナットで固定する。 割りピンなど、万が一の抜け止めも忘れずに。


M12x1.25の細目ボルトナットに、呼び12のロッドエンド。
M12の細目、それもピッチ1.25は、ホームセンターではまず入手できないと思う。



ロッドエンドの首振角度を稼ぐため、ボルト頭とナット周囲を削る。
いずれも、ボール盤にくわえて回転させ、ヤスリで加工。


ボルトをキングピン下部に念入りに溶接。
ここにロッドエンドが通り、下から加工済みのナットで締め付けるという構造。



続いてロアアーム。
ねじ山を削り取ったM12高ナットを、ロアアーム下部に溶接。
ここへM12キャップボルトを通し、ロッドエンドを固定する。


塗装したこれら部品をガレージへ持ち込み、バギーへ装着。
割りピンを入れ、万が一ナットが緩んでも脱落はしないようにした。
フロントサスの破損は即転倒に繋がることを学習したので、ここは念入りに。
ロッドエンド類をおおまかに調整して終了。


完成。


ドライブシャフトの曲がり修正

ガレージフロントサスの修復が終わって、ふとリアへと目をやると、右リアタイヤの向きが歪んで見える。
よく見ると、ドライブシャフトが曲がっているではないか。
7/24の走行で右前方へ転倒した際、リアタイヤが一旦浮き上がったあと再び接地したのは覚えているのだが、思うに、その時右リアタイヤが地面からの横方向の入力をまともに受けたようだ。


夕方が近くなったとは言え暑いガレージ内で喉の渇きと戦いながら、ドライブシャフトAssyをサスアームごと降ろす。
自宅の作業台に載せ、ドライブシャフト部を見てみると、しっかり曲がっている。
写真はないが、ユニバーサルジョイントとシャフトの関係も、若干歪みが出ていた。
ホイールの歪みは全く無し。



プレスで押し、修正。
回転させて、ホイールハブ面のブレがほぼ治まっていることを確認。


その他ちょこっとした補強も加えて、取り敢えず完成。

全体的にみて、やっぱり強度面で不足感の否めないドライブシャフトAssy。
以前に補強を施した際に非分解式となったこともあり、作業性も最悪。
何とかしたいのだが、これを作り直すとなると、それはそれで気が重い。


フロントアクスル破損対策 ホイールオフセット変更

9/20/2004の走行会でフロントタイヤが飛んだ。
左周りのオーバルコースのため、右フロントに常に負担が掛かるのは仕方ないとして、何か対策をしなければ走れない。
気になっていたのが、フロントアクスルに掛かる曲げモーメントが大き過ぎるのでは、という点。
今付いているホイールでは、内側のベアリング端面はほぼタイヤのサイドウォールの位置。
この位置がもっと車両外側へ引っ込んでいて、かつトレッドが今と同じであれば、アクスルへの曲げモーメントは緩和されるはず、と思い、ホイールの変更も視野に入れて対策することにした。


左から、近所の中古部品屋で500円で買った、タイヤ付きのまあまあ綺麗なホイールと、解体屋、のゴミ箱の中から見付けたコケの生えたホイール。
ヤマハのジョグ系あたりのものか。
後者は解体屋でさえ「お勧めじゃないよ」と言う代物だったが、落ちていたボルトに通して回転させ、ブレが無いことだけ確認して入手。
ベアリングは交換前提なので、気にしない。 他に少し買い物をしたこともあり、これはタダで貰った。


今まで付いていたディオZXのものと比較。
写真では見えないが、ホイールリム外周端面を基準に、ディオZXでは15mm出っ張ったところ、ジョグで15mm引っ込んだところにベアリング端面がある。
つまり、30mmの差。 クルマで言うところのオフセット量の差にあたる。
ホイールリムの幅は、両車で同一。


ベアリングを抜いて、スペーサ込みの総幅を見てみる。
ディオZXでは81mm、ジョグでは51mm。 こちらの差も30mm。
オフセット量の差が30mmであることと併せて見ると、ホイール自体に対しての外側のベアリング端面位置が両車種で共通であるということが分かった。


ベアリングプラーは、このようなものをわざわざ買うハメになった。
内側にスペーサなど障害物のあるベアリングの抜き取りには、先端に引っ掛け用の爪のあるこの手のプラーが必要。


さて、このオフセット差30mm分のカラーを作り、キングピンに溶接する。
カラーとして、ねじ山をドリルで揉み取ったM10高ナットを使う。
50mmのものを使えば、ディオZXホイールの場合とトレッドはほぼ変わらず、アクスルシャフト長さもそのままでいける。
(ホイールオフセット30mm分 + ディオZXホイールと共に使用していた自作カラー高さ18mm = 48mm)
このカラー追加によるアクスルへの曲げモーメント低減こそが、今回のモディファイの狙いである。


ゴミのようだった(ゴミ箱にあったのだからホントにゴミだった)ホイールが、再塗装で見違えた。
全体を軽く磨いて足付けし、サビやコケも落として、使い道に困っていた耐熱スプレーのシルバーで塗装。
色を合わせるため、元々シルバーだった程度の良いほうも一緒に塗った。
これでもう、どちらがどちらだったかは分からない。


真新しいベアリングを圧入。 元々付いていたダストシールは使わないので、ベアリングはシールタイプとした。
タイヤとチューブをディオZXホイールから移し替えて、完成。
なお、ホイール単体の重さが、ディオZXのアルミキャストが2kgであるのに対して、ジョグのスチールホイールでは2.7kgと、大幅に増えてしまったのが少し心残りではある。


こんな感じになった。
このあと溶接部を塗装して、完成。


フロントアクスル破損対策 (その2)

10/24/2004の走行会で、またもや破損したフロントアクスル。
どんな強化材料を使っても、もはや10mm径では充分な耐久性は期待できそうにない。
一方、しばらく見ていなかったゼロハンカーのフロントホイールを外してみると、元の10mmから17mmに替えられていることを、実に遅まきながら発見。 道理で壊れないワケだ。
これを見た瞬間から、取るべき方策は一つに絞られた。


内径が17mmのベアリングで支持されるシャフトのたぐいであれば流用可能であると考え、最も選択肢の多そうな中型バイクのリアアクスル、およびその両端のベアリング間に入るスペーサを使うことにした。
径さえ合えば何でも良かったので、色々比較して値段の安かったヤマハSR400用のリアアクスルとキャッスルナットを2セットと、カワサキZRX-U用のスペーサを3本注文。
ベアリングは6903(このサイズは何故か品薄の模様)を購入。


ホイールベアリング間に入れる分を切り出す。
この両端面間の寸法は33mm。 元のスペーサでバラつきを数箇所で計ってみると、±0.05とシビア。
これほどの公差だと旋盤が欲しいところだが、ここは敢えて手持ちの道具を駆使して頑張ってみる。
全長を1mm弱ほど長めにカットしておき、グラインダー砥石の側面を使って面出しをしたあと、面間寸法を頻繁に測りながら慎重にグラインダー砥石の側面で端面を削り込んでいく。
砥石側面では、外周に近いところほど削られる量が多く、気を抜くと軸に対して面が斜めになってしまうので、スペーサを手で絶えず回転させながら砥石に当てるのがコツ。
最後に、ベアリングとの接触面を仕上げるため、面が光る程度まで耐水ペーパーで磨いて完成。
面間寸法を10箇所ほど計ってみたが、元と同じレベルの33±0.05になっていることを確認。
なお、グラインダー砥石の側面は本来は使ってはいけないと聞いたことがある・・・。


ホイール用スペーサを切り出して余った分は、キングピン側へ入れるカラーとして使う。
径25mmの穴をキングピン側に開け、万力で押し込んだ。
このあと、溶接および補強材の追加をして、形は完成。
カメラを落として故障させてしまったため、写真は撮れなかった。


ここで、全ての構成部品を一旦仮組みしてみる。
ホイールベアリング2個の間にスペーサを挟んだものが、実際にはホイール内に収まることになる。
アクスルは、元の折れた10mmボルト(写真中)と比べるとその太さは歴然。


ホイールにベアリングとスペーサを組み込む。
回転がスムーズであることを確認。 アウターレースをプレス(または叩いて)入れるのだが、押し込み過ぎると回転が渋くなるので注意が必要。
右の写真で、ホイールの外端面からベアリングが引っ込んでいるが、スペーサとしてのM16ナットはこの段差を埋めるためのもの。


シャフトを必要長さに切断し、頭部にねじ山を揉み取ったM16ナットを溶接し、アクスルの完成。
ホイールを仮組みしてみた図。
このあと溶接箇所などを一通り塗装して、修復完了。
この一連の修復の結果、強度アップしたはいいが、引き替えにばね下重量が大幅に増えた。
ともあれ、実際に走ってみて異常が無ければOK。



アクスル、ホイール、そして固定ナットの位置関係。
ホイールをアクスルに通したあと、ねじ山を揉み取ったM16ナットをスペーサとして入れ、クラウンナットで締め付け、緩み止めとして割りピンかベータピンを入れる構造。


ナットを締め込んでみて、ホイールが軽く回転することを確認して、全て完了。


イグニッションコイル、プラグコード、プラグキャップ交換

見るからに怪しいXLR250の、おそらく新車当時からのものと思われるイグニッションコイルとプラグコード、およびキャップ。
コードは外皮が経年劣化でカチカチに硬化し、プラグを外すたびに外皮の無いコイル根元で激しく屈曲を受けるため、中で断線していないか気になっていた。
おまけに、硬化した外皮をカッターナイフで剥いた際、下の被覆を所々傷付けてしまい、またそれがフレームのすぐ脇を通っているので、リークしてはいないか、今さらながら気になってきた。
走行中に謎の失速やエンストが起こるのは、ひょっとしてこいつのせいか、とも思い、交換してみる。


これが、元の怪しいヤツ。


入手した中古品。 ホンダの50ccスクータ用。 と言ってもXLR用とは抵抗値はほぼ同じ。
1次側・2次側共に抵抗値は正常で、断線などは無い模様。
プラグキャップは、近所の中古部品屋で100円で買ったプラグキャップへ交換。
キャップ込みでの抵抗値も正常であることをチェックしたのち、取り付けた。


完成。
プラグキャップがL字形状なので、コードの取りまわしが良くなり、脱着時のコード屈曲も少なくなった。


内外輪ステア角修正

本来なら、ステア時には内輪が外輪より僅かに多めに内側を向かなければならない。
これは、内輪と外輪の軌跡が、車両の軌跡上でクロスしてしまわないようにするため。
ところが我がバギーを見てみると、左右のタイヤはハンドルを切っても切らなくても常に並行。 これではいけない。


そこで、クルマで言うナックルアームの、タイロッド固定点を、車両外側へ移動。
移動量は、事前に方眼紙上でおおよそのシミュレーションをした結果に基づき、約12mmとした。
これが、コーナリング中の挙動の安定化に貢献するといいのだが。


燃料フィルター位置変更

過去の体験走行会で、高回転での運転中に息つきのような症状がたびたび起きていた。
燃料系統をシゲシゲと眺めていたら、原因らしき点に気付き、修正をした。
今まではコックが燃料フィルターの上流にあったため、コックを開いてガソリンをフィードする際、フィルター内に溜まったエアがタンクへ向かって抜けにくい状態、つまり新規のガソリンが常に流入し難い状態。
フィルタをコックとタンクの間に持ってきたら、エア抜け性が改善され、フィルタ内はガソリンで満たされる状態になった。



・・・ 続く

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