またまた、補足からのお話しになります。
内容が上手くまとめられていませんね!
どうもすみません・・・
新車を購入する場合、タイヤ・ホイールはリム部の振れ、空気圧、バランスやユニフォーミティと言った規格値に適合した物が装着されますが、
稀に、何故? と言う様な事が起こるそうです。
ディーラー整備士の方から伺った話しになりますが、
新車にも係わらずバランスが取れていないタイヤ・ホイールが装着されていると言うものです。
原因は色々有るかと思います。
*下記に紹介する内容は、過去に品質管理を担当されていた方にお話しを伺った内容です。
かなり前の話しなので、現在とは少し乖離しているかも知れません。
一つ目は、検査漏れによる誤出荷
例えば、バランサー設備のトラブルで、設備停止前後のタイヤ・ホイールが検査漏れで出荷された場合。
設備復旧中に手作業で組付けられたタイヤ・ホイールに、ウェイトの質量違いや取付位相違い等が有り、
検査漏れで出荷された場合など。
二つ目は、ウェイトの脱落
打込みウェイトの場合は、規格品外の取付による脱落と打込み不足による脱落です。
メーカーでは、組付ラインは出荷先毎に専用化されている場合が多いのですが、
或るメーカーの生産数が途中で増産となった場合、サイクルタイムの関係で増産は難し場合が有ります。
この様な場合、稼働率が低い他社向ラインで生産可能で有れば、設備改修が整うまでの期間、一時的に生産を行ったりします。
例えば、打込みウェイトを補給棚から作業棚に持ってくる際に、誤って違うメーカーのウェイトを作業棚に入れてしまった場合など。
メーカーが違えばウェイトを固定するクリップの溝形状やリムの板厚も異なる為、嵌合いがルーズになると脱落し易くなります。
*作業棚ではLED等で、どのウェイトを取付けるべきか作業者に指示が出るので、殆ど間違える事は有りません。
最近は、ロボットによるウェイト取付の自動化が多くなってきました。
打込み不足での脱落は、リムのフランジ形状に合わせての作業となり、作業者の技量に依る処が大きいと思われますが、
ホイールに傷を付けない様に、錘入りプラスチックハンマーを使い、作業マニュアルに記載される打込み力で打込みます。
打込み力が小さいとクリップの嵌合が甘く脱落する場合が有ります。
又、稀にクリップの溝寸法の不具合による脱落も有ります。
貼付ウェイトの場合は、意匠面のデザイン性により、アルミホイールでは貼付ウェイトが主流になっています。
貼付ウェイトは、予めウェイトに両面テープが貼られており、剥離紙を取って貼付けます。
貼付場所は、意匠面側はドロップの裏側辺り、非意匠面側はフランジの立上りの裏側辺りです。
*バランス修正としては、ハブ穴中心からウェイトの貼付け位置までの距離が短くなる為、
打込みウェイトによるバランス修正よりもウェイト質量が若干重くなります。
貼付質量が75g以下や100g以下と言う仕様も有りますが、ユーザーの方から異常品とクレームになる事も有ります。
*新車に装着されるアルミホイールでは、貼付ウェイトが平行に貼付けられる様に、段差や溝が施された構造になっています。
これにより手作業でもウェイトが平行に貼付ける事ができます。
極稀に、新人作業員や設備トラブル対応時に斜めにウェイトを貼付てクレームになる事も有ります。
一般的なアルミホイールは低・中圧鋳造で作られ機械加工後、塗装等の防錆処理を行いますが、
ここで問題になるのがホイール表面の「濡れ性」です。
一般の方は聞き馴れない言葉かもしれませんが ???
*昔は駅前辺りの映画館で良く見かけた言葉です。懐かしい・・・
新人の頃、アホな私目は「ぬれしょう？」と言って事務所のお姉様に「昼間っから何に考えてんの？」とか、
課長からは「もっと勉強せい!」と御叱りを受けた覚えがあります。トホホ・・・
漢字で書くと何か想像してしまうので、平仮名にします。
ぬれ性 ( wettability ) とは，主として固体に対する液体の親和性（付着しやすさ）を表すもので、
ここでの固体とはアルミホイール(塗装面)で、液体とは両面テープの粘着成分を表します。
ぬれ性が良い=接着に対する馴染みが良い(試薬のはじきが悪い)=接着性が良い
ぬれ性が悪い=接着に対する馴染みが悪い(試薬のはじきが良い)=接着性が悪い
と言う事になります。
簡易的に判断するには、ホイールの貼付表面にぬれ性試薬を滴下し、*２秒後液膜が破れるか否かで判定する測定方法です。
*2秒後とは、プラスチック-フィルム及びシート－ぬれ張力試験法（JIS K6768)に準拠した試薬の場合です。
通常は試薬の仕様になります。
手順はホイールの貼付表面に試薬を数滴滴下後、綿棒等で素早く塗り広げ液膜が破れるか否かで判定します。
ぬれ試薬はぬれ張力が異なる物を用意して、ぬれ張力の低い物から高い物へ変えて繰り返し試験を行います。(逆パターンも有ります)
ホイールの貼付表面を正確に2秒間でぬらす事ができる試薬を選ぶと、ぬれ張力が判定できると言う事です。
*濡れ試薬の張力には、(18)・(20)・22.6・25.4・27.3・30・31・・・64・65・67・70・73mN/mが有ります。
(18)・(20)はJIS K6768に非準拠
ぬれ性が良い=接着性が良い、とは、
固体表面に対する「ぬれ」を考えると，液体の表面張力(表面自由エネルギー)が大きいほど、
液体が広がるよりも凝集して丸まろうとする傾向が強く，固体表面に対して「ぬれ」難いと言う事になります。
接着性で考えれば、液体が持つ表面張力(表面自由エネルギー)が小さい方が接着に有利になります。
固体表面では、表面張力(表面自由エネルギー)が大きいほど「ぬれ」易く、ホコリや微粒子等が付着し易くなります。
個体の表面張力(表面自由エネルギー) > 液体の表面張力(表面自由エネルギー)
*表面張力(mN/m)と表面自由エネルギー(J/m2)は，物理量として等価な次元をもつ量で有って、
同じ単位系で表わすと数値は等しくなり、水の場合では温度が20℃で72.8mN/m=72.8mJ/m2となります。
但し、力としての表面張力はベクトル量で有り、向きを考慮する必要がありますが、
エネルギーとしての表面自由エネルギーはスカラー量で有り、向きという概念はありません。
次にアルミ表面、塗料、両面テープの粘着剤の表面張力を見てみましょう。
下記の数値は、大学や企業の研究論文等から抜粋したもので、
実際のアルミホイール、塗料やテープの粘着剤に使用されている材料の数値では有りません。
<参考値>
アルミ表面(酸化被膜面)=40～68(mN/m)
メタリック塗料=25～30(mN/m)
両面テープ粘着剤=10(mN/m)
アルミ表面(酸化被膜面) > 塗料 > 両面テープ粘着剤
上記の数値を見る限りでは、問題無く貼付けが出来る様に思えますが、
何故、納車までの間に脱落する場合が有るのでしょか？
一つの要因としては、ホイール表面に付着したホコリや油脂が表面張力を下げているからです。
組付メーカーでは、アルコールや界面活性剤等で貼付け表面を拭く事で、
一時的に表面張力を下げホコリや油脂を取り除き、ぬれ性を向上させてウェイトを貼付ています。
もう一つの要因として形状的な問題も有ります。
貼付面はリム内径となる為、平板形状のウェイトを貼付けると両端が接着しウェイト中央部は隙間となります。
どの程度の隙間になるのか小径ホイールで計算をしてみましょう!
<15inサイズのアルミホイールの場合>
リム基準寸法 D = 15 x 25.4mm = 381mm
リムの肉厚 t = 5.5mm *仮定寸法
リム内径 d = 370mm *ウェイト貼付面内径
<貼付ウェイトサイズ>
鉄製: 5gウェイト W:20mm x L:11.5mm x t:3.2mm
鉄製:10gウェイト W:19mm x L:23mm x t:3.3mm
隙間寸法 : h
ウェイト長 : L/2 = b ( 対辺 ) → 5g = 5.75mm 10g = 11.5mm
リム半径 : d/2 = r ( 斜辺 ) → 185mm
斜辺rに接する角度θからbの端点まで伸ばした線aを底辺とする直角三角形の図です。
計算方法は色々有ると思いますが、ここでは中学3年で習った三平方の定理(ピタゴラスの定理)を
使って計算してみます。
式は、a^2 + b^2 = r^2 で、底辺aを求めます。
a^2 = r^2 - b^2
a = √ ( r^2 - b^2 )
h = r - a となります。
<5gウェイトの隙間の場合>
h = 185 -√ ( 185^2 - 5.75^2 ) = 0.089 ≒ 0.09 mm
<10gウェイトの隙間の場合>
h = 185 -√ ( 185^2 - 11.5^2 ) = 0.358 ≒ 0.36 mm
上記の計算結果を見ると、ウェイト長さが短い5gの方が隙間が狭く貼付けには有利だと判ります。
貼付ウェイトの隙間は結局、粘着テープの厚みによる弾性に頼るしか有りません。
例えば、サンゴバン製V2800シリーズでは、1.6mmの粘着テープ厚が有りますから充分対応出来ると思います。
又、以前は指で押したり、錘入りプラスチックハンマーで叩いたりしていましたが、
最近は、エアシリンダや電動式の圧着治具で、加圧力を管理していますから脱落も殆ど有りません。
自分はユニフォーミティ測定機のセンサ感度を試験していた時に、
何も考えずにウェイトを貼付ていた為に、100km/hを超えた辺りでウェイトが剥がれ、
目の前を飛んで行ったりしていました。
急遽、廃材置き場から安全柵を持って来て、薄板を溶接し試験機の周りを囲んだりしていました。
何事も良く調べて行う事が安全第一だと知らされました。
今回は補足が長くなりましたので、本題はお休みとさせて戴きます。
あー! 懐かしや駅前映画館、風祭ゆき、畑中葉子、前から後ろから・・・
何の話や ・・・
*お話しの内容で間違い等ございましたらご教授願います。
内容が上手くまとめられていませんね!
どうもすみません・・・
新車を購入する場合、タイヤ・ホイールはリム部の振れ、空気圧、バランスやユニフォーミティと言った規格値に適合した物が装着されますが、
稀に、何故? と言う様な事が起こるそうです。
ディーラー整備士の方から伺った話しになりますが、
新車にも係わらずバランスが取れていないタイヤ・ホイールが装着されていると言うものです。
原因は色々有るかと思います。
*下記に紹介する内容は、過去に品質管理を担当されていた方にお話しを伺った内容です。
かなり前の話しなので、現在とは少し乖離しているかも知れません。
一つ目は、検査漏れによる誤出荷
例えば、バランサー設備のトラブルで、設備停止前後のタイヤ・ホイールが検査漏れで出荷された場合。
設備復旧中に手作業で組付けられたタイヤ・ホイールに、ウェイトの質量違いや取付位相違い等が有り、
検査漏れで出荷された場合など。
二つ目は、ウェイトの脱落
打込みウェイトの場合は、規格品外の取付による脱落と打込み不足による脱落です。
メーカーでは、組付ラインは出荷先毎に専用化されている場合が多いのですが、
或るメーカーの生産数が途中で増産となった場合、サイクルタイムの関係で増産は難し場合が有ります。
この様な場合、稼働率が低い他社向ラインで生産可能で有れば、設備改修が整うまでの期間、一時的に生産を行ったりします。
例えば、打込みウェイトを補給棚から作業棚に持ってくる際に、誤って違うメーカーのウェイトを作業棚に入れてしまった場合など。
メーカーが違えばウェイトを固定するクリップの溝形状やリムの板厚も異なる為、嵌合いがルーズになると脱落し易くなります。
*作業棚ではLED等で、どのウェイトを取付けるべきか作業者に指示が出るので、殆ど間違える事は有りません。
最近は、ロボットによるウェイト取付の自動化が多くなってきました。
打込み不足での脱落は、リムのフランジ形状に合わせての作業となり、作業者の技量に依る処が大きいと思われますが、
ホイールに傷を付けない様に、錘入りプラスチックハンマーを使い、作業マニュアルに記載される打込み力で打込みます。
打込み力が小さいとクリップの嵌合が甘く脱落する場合が有ります。
又、稀にクリップの溝寸法の不具合による脱落も有ります。
貼付ウェイトの場合は、意匠面のデザイン性により、アルミホイールでは貼付ウェイトが主流になっています。
貼付ウェイトは、予めウェイトに両面テープが貼られており、剥離紙を取って貼付けます。
貼付場所は、意匠面側はドロップの裏側辺り、非意匠面側はフランジの立上りの裏側辺りです。
*バランス修正としては、ハブ穴中心からウェイトの貼付け位置までの距離が短くなる為、
打込みウェイトによるバランス修正よりもウェイト質量が若干重くなります。
貼付質量が75g以下や100g以下と言う仕様も有りますが、ユーザーの方から異常品とクレームになる事も有ります。
*新車に装着されるアルミホイールでは、貼付ウェイトが平行に貼付けられる様に、段差や溝が施された構造になっています。
これにより手作業でもウェイトが平行に貼付ける事ができます。
極稀に、新人作業員や設備トラブル対応時に斜めにウェイトを貼付てクレームになる事も有ります。
一般的なアルミホイールは低・中圧鋳造で作られ機械加工後、塗装等の防錆処理を行いますが、
ここで問題になるのがホイール表面の「濡れ性」です。
一般の方は聞き馴れない言葉かもしれませんが ???
*昔は駅前辺りの映画館で良く見かけた言葉です。懐かしい・・・
新人の頃、アホな私目は「ぬれしょう？」と言って事務所のお姉様に「昼間っから何に考えてんの？」とか、
課長からは「もっと勉強せい!」と御叱りを受けた覚えがあります。トホホ・・・
漢字で書くと何か想像してしまうので、平仮名にします。
ぬれ性 ( wettability ) とは，主として固体に対する液体の親和性（付着しやすさ）を表すもので、
ここでの固体とはアルミホイール(塗装面)で、液体とは両面テープの粘着成分を表します。
ぬれ性が良い=接着に対する馴染みが良い(試薬のはじきが悪い)=接着性が良い
ぬれ性が悪い=接着に対する馴染みが悪い(試薬のはじきが良い)=接着性が悪い
と言う事になります。
簡易的に判断するには、ホイールの貼付表面にぬれ性試薬を滴下し、*２秒後液膜が破れるか否かで判定する測定方法です。
*2秒後とは、プラスチック-フィルム及びシート－ぬれ張力試験法（JIS K6768)に準拠した試薬の場合です。
通常は試薬の仕様になります。
手順はホイールの貼付表面に試薬を数滴滴下後、綿棒等で素早く塗り広げ液膜が破れるか否かで判定します。
ぬれ試薬はぬれ張力が異なる物を用意して、ぬれ張力の低い物から高い物へ変えて繰り返し試験を行います。(逆パターンも有ります)
ホイールの貼付表面を正確に2秒間でぬらす事ができる試薬を選ぶと、ぬれ張力が判定できると言う事です。
*濡れ試薬の張力には、(18)・(20)・22.6・25.4・27.3・30・31・・・64・65・67・70・73mN/mが有ります。
(18)・(20)はJIS K6768に非準拠
ぬれ性が良い=接着性が良い、とは、
固体表面に対する「ぬれ」を考えると，液体の表面張力(表面自由エネルギー)が大きいほど、
液体が広がるよりも凝集して丸まろうとする傾向が強く，固体表面に対して「ぬれ」難いと言う事になります。
接着性で考えれば、液体が持つ表面張力(表面自由エネルギー)が小さい方が接着に有利になります。
固体表面では、表面張力(表面自由エネルギー)が大きいほど「ぬれ」易く、ホコリや微粒子等が付着し易くなります。
個体の表面張力(表面自由エネルギー) > 液体の表面張力(表面自由エネルギー)
*表面張力(mN/m)と表面自由エネルギー(J/m2)は，物理量として等価な次元をもつ量で有って、
同じ単位系で表わすと数値は等しくなり、水の場合では温度が20℃で72.8mN/m=72.8mJ/m2となります。
但し、力としての表面張力はベクトル量で有り、向きを考慮する必要がありますが、
エネルギーとしての表面自由エネルギーはスカラー量で有り、向きという概念はありません。
次にアルミ表面、塗料、両面テープの粘着剤の表面張力を見てみましょう。
下記の数値は、大学や企業の研究論文等から抜粋したもので、
実際のアルミホイール、塗料やテープの粘着剤に使用されている材料の数値では有りません。
<参考値>
アルミ表面(酸化被膜面)=40～68(mN/m)
メタリック塗料=25～30(mN/m)
両面テープ粘着剤=10(mN/m)
アルミ表面(酸化被膜面) > 塗料 > 両面テープ粘着剤
上記の数値を見る限りでは、問題無く貼付けが出来る様に思えますが、
何故、納車までの間に脱落する場合が有るのでしょか？
一つの要因としては、ホイール表面に付着したホコリや油脂が表面張力を下げているからです。
組付メーカーでは、アルコールや界面活性剤等で貼付け表面を拭く事で、
一時的に表面張力を下げホコリや油脂を取り除き、ぬれ性を向上させてウェイトを貼付ています。
もう一つの要因として形状的な問題も有ります。
貼付面はリム内径となる為、平板形状のウェイトを貼付けると両端が接着しウェイト中央部は隙間となります。
どの程度の隙間になるのか小径ホイールで計算をしてみましょう!
<15inサイズのアルミホイールの場合>
リム基準寸法 D = 15 x 25.4mm = 381mm
リムの肉厚 t = 5.5mm *仮定寸法
リム内径 d = 370mm *ウェイト貼付面内径
<貼付ウェイトサイズ>
鉄製: 5gウェイト W:20mm x L:11.5mm x t:3.2mm
鉄製:10gウェイト W:19mm x L:23mm x t:3.3mm
隙間寸法 : h
ウェイト長 : L/2 = b ( 対辺 ) → 5g = 5.75mm 10g = 11.5mm
リム半径 : d/2 = r ( 斜辺 ) → 185mm
斜辺rに接する角度θからbの端点まで伸ばした線aを底辺とする直角三角形の図です。
計算方法は色々有ると思いますが、ここでは中学3年で習った三平方の定理(ピタゴラスの定理)を
使って計算してみます。
式は、a^2 + b^2 = r^2 で、底辺aを求めます。
a^2 = r^2 - b^2
a = √ ( r^2 - b^2 )
h = r - a となります。
<5gウェイトの隙間の場合>
h = 185 -√ ( 185^2 - 5.75^2 ) = 0.089 ≒ 0.09 mm
<10gウェイトの隙間の場合>
h = 185 -√ ( 185^2 - 11.5^2 ) = 0.358 ≒ 0.36 mm
上記の計算結果を見ると、ウェイト長さが短い5gの方が隙間が狭く貼付けには有利だと判ります。
貼付ウェイトの隙間は結局、粘着テープの厚みによる弾性に頼るしか有りません。
例えば、サンゴバン製V2800シリーズでは、1.6mmの粘着テープ厚が有りますから充分対応出来ると思います。
又、以前は指で押したり、錘入りプラスチックハンマーで叩いたりしていましたが、
最近は、エアシリンダや電動式の圧着治具で、加圧力を管理していますから脱落も殆ど有りません。
自分はユニフォーミティ測定機のセンサ感度を試験していた時に、
何も考えずにウェイトを貼付ていた為に、100km/hを超えた辺りでウェイトが剥がれ、
目の前を飛んで行ったりしていました。
急遽、廃材置き場から安全柵を持って来て、薄板を溶接し試験機の周りを囲んだりしていました。
何事も良く調べて行う事が安全第一だと知らされました。
今回は補足が長くなりましたので、本題はお休みとさせて戴きます。
あー! 懐かしや駅前映画館、風祭ゆき、畑中葉子、前から後ろから・・・
何の話や ・・・
*お話しの内容で間違い等ございましたらご教授願います。
