オープンボデーの車重増加を検証する【R52構造研究】
一般に同型車種で、いわゆる屋根ありのクローズドボデーとオープンボデー(カブリオレ)がある場合、オープンボデーの方が車重は重くなり、それでもボデー剛性の低下を感じることがあると云われている。
このボデー剛性の低下だが、いわゆる強度ではなくて、ヤング率(もしくは係数)と云われる、弾性領域での話しなのだが・・・。
ここで、クローズドをオープンした場合、主たる剛性低下などは、どのような局面で表れるか、もしくは事故時などに問題になるのかを思考したのが写真1の図だ。つまり、アッパーボデーの不連続もしくは開放が、車体の前後方向での曲げの減少となるだろう。そして、同じくアッパーボデーの方形(いわゆるラーメン構造)が開放されることで、ねじり剛性の低下になるだろう。もう一つの問題は、事故などで転覆した場合だろう。フロントピラーの不連続は、アッパーピラーの曲げに関わる問題となる。なお、該当車は、リヤにもロールバーがボルト付けされるが、これも捻れ剛性と転覆の際の安全を考慮しているだろう。
ここでは最近入手して、現在各部の不具合を修復中のBMWミニ(通称R52型)と、過去何度も関わってきたR53(クローズドボデー)が、まったく同じエンジンで6MT(LSD付き)まで同一なので、種々何処がどう違うのかを検証してみたい。
なお、R52については、車検場まで名義変更とナンバー変更のため行き帰りしただけで、短時間しか乗っていなが、特段ボデー剛性が低下しているとまでの感覚は持たなかったが、いわゆるコーナーリングを攻めた時どうなのかは不詳だ。
まずは、それぞれの車検証から、車重や軸重を比べ整理したのが、添付の図1だ。これによると、者重はやはりオープンボデーの方が140kg重い。その内、前軸重で60kg、後軸重で80kg重くなっていることが判る。(写真2参照)
エンジンルームを覗くと、R53に付かない、ストラットタワーとサイドフレーム間を斜めに結ぶボルト付けブレースが左右に付く。しかし、このブレースはたかがM8ボルト2本であり、引き力というより押し防止(つまりサイドフレームが上反り)のためだろうと想像する。(写真3参照)
左リヤサイドガラスが動かなくなり部品手配の修復中だが、ガラス&レギュレターを抜き取る際に、上部から、アウターパネルとインアーパネルの厚さが明らかに異なり、インナーが極厚だ。ノギスで計測すると、アウターは一般的な1.0mm厚だが、インナーは2.0mmとサイドフレームに一般医使用されている1.6mmより厚い。(写真4参照)
Netで見れるBMWパーツリストで、R53とR52のサイドおよび後部部品リストを比べたのが写真5と6だが、赤丸印を付した部品が追加されたりしている部品だ。
一般に同型車種で、いわゆる屋根ありのクローズドボデーとオープンボデー(カブリオレ)がある場合、オープンボデーの方が車重は重くなり、それでもボデー剛性の低下を感じることがあると云われている。
このボデー剛性の低下だが、いわゆる強度ではなくて、ヤング率(もしくは係数)と云われる、弾性領域での話しなのだが・・・。
ここで、クローズドをオープンした場合、主たる剛性低下などは、どのような局面で表れるか、もしくは事故時などに問題になるのかを思考したのが写真1の図だ。つまり、アッパーボデーの不連続もしくは開放が、車体の前後方向での曲げの減少となるだろう。そして、同じくアッパーボデーの方形(いわゆるラーメン構造)が開放されることで、ねじり剛性の低下になるだろう。もう一つの問題は、事故などで転覆した場合だろう。フロントピラーの不連続は、アッパーピラーの曲げに関わる問題となる。なお、該当車は、リヤにもロールバーがボルト付けされるが、これも捻れ剛性と転覆の際の安全を考慮しているだろう。
ここでは最近入手して、現在各部の不具合を修復中のBMWミニ(通称R52型)と、過去何度も関わってきたR53(クローズドボデー)が、まったく同じエンジンで6MT(LSD付き)まで同一なので、種々何処がどう違うのかを検証してみたい。
なお、R52については、車検場まで名義変更とナンバー変更のため行き帰りしただけで、短時間しか乗っていなが、特段ボデー剛性が低下しているとまでの感覚は持たなかったが、いわゆるコーナーリングを攻めた時どうなのかは不詳だ。
まずは、それぞれの車検証から、車重や軸重を比べ整理したのが、添付の図1だ。これによると、者重はやはりオープンボデーの方が140kg重い。その内、前軸重で60kg、後軸重で80kg重くなっていることが判る。(写真2参照)
エンジンルームを覗くと、R53に付かない、ストラットタワーとサイドフレーム間を斜めに結ぶボルト付けブレースが左右に付く。しかし、このブレースはたかがM8ボルト2本であり、引き力というより押し防止(つまりサイドフレームが上反り)のためだろうと想像する。(写真3参照)
左リヤサイドガラスが動かなくなり部品手配の修復中だが、ガラス&レギュレターを抜き取る際に、上部から、アウターパネルとインアーパネルの厚さが明らかに異なり、インナーが極厚だ。ノギスで計測すると、アウターは一般的な1.0mm厚だが、インナーは2.0mmとサイドフレームに一般医使用されている1.6mmより厚い。(写真4参照)
Netで見れるBMWパーツリストで、R53とR52のサイドおよび後部部品リストを比べたのが写真5と6だが、赤丸印を付した部品が追加されたりしている部品だ。