ピニオンロックナットの締め付けについて

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ピニオンロックナット(コンパニオンフランジナット)の締め付けは、ナントカNmでOKという単純なものではなく、 ピニオンギアを支える大小ベアリングのプリロードを考慮する必要があります。

ナットの締め付けに対し、逆方向に突っ張るのがディスタンスピースという部品で、 テーパ形状のベアリングレースとベアリングに適切なプリロードをかける働きがあります。

ベアリングへのプリロードは、コンパニオンフランジのナットの締め付け具合で調整し、ピニオンギアを回転させ摺動抵抗を測り確認します。

 

【ドライブ・ピニオン・ベアリング・プリロード】(整備書抜粋)
ロックナットを
128~284Nm (13~29kgf・m)
にて締め付けた時、
0.9~1.3Nm (9~14kgf・cm)
※オイルシール無し

【ロックナット締め付けトルク】
117~176Nm

 

ナニが難しいって、ディスタンスピースが締め付けトルクを吸収する構造になっているところで、 仮に120Nmで締め付けた後ロックナットを緩め、改めて同じトルクで締め付けると、 先ほどの締め付けで縮んだディスタンスピースをまた0Nmから120Nmかけて縮める事になりますよね?

なので、大事なのはベアリングプリロードを満足させる締め付けナットの位置ではないかと。

トルクレンチで締めてみて初めてわかったのですが、少しづつトルクを増やして締め付けていっても、 それはディスタンスピースを縮めるトルクであって、プリロードを再現する数値ではない感じがします。

要はナットの締め付けトルクは「成り行き」って事ですね。

また、ピニオンプリロードが出ないからと、より高い締め付けトルクをかけていけば、ベアリングを破損させる可能性がありますし、 どんな方法がベストなのか非常に悩ましいところ。

 

というわけでいろいろ確かめてみる。

1.ディスタンスピース単品のつぶれ
ケースには入れず、 ピニオン単品にベアリングやフランジを組む。
ロックナットを徐々に締め付けていくと、120Nm辺りからトルクが逃げていく感触があったので、 ディスタンスピースのつぶれるトルクはココでしょう。(個体差はあるかも知れない)

以降、120Nmからトルクが上がらないままどんどん締め付け角度は増えていき、ディスタンスピースは潰れていきます。

2. ディスタンスピースを抜いて締め付け
ロックナットを30Nm位で締め付けただけで、 コンパニオンフランジはほぼロック状態になった。
ということは、ロックナットの締め付けトルクは、ディスタンスピースあっての数値ってことですね。

3.NB2デフ各測定値(ユーズド)
・ピニオンハイト (ベアリングキャップ平面~ピニオン上面)
 63.93mm(9.95角アルミ棒含む)

・ピニオンスペーサー
 3.35mm(シックネスゲージ実測)

・ロックナットゆるみトルク
 170Nm

・ベアリングプリロード
 2.5kgf・cm(オイルシール付き)

・ピニオン先端~ロックナット上端(締め付け後)
 3.95mm

・ピニオンスプライン端面~ディスタンスピース上面
 56.3mm

・ディスタンスピース単品高さ
 47.8mm
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4.まとめ
ロックナットの締め付けトルクは「成り行き」なので、プレート型トルクレンチは必要。
締め付け前にディスタンスピース無しで組み、ロックナットを締め付けて、プリロードが厳しいところで止める。
で、ロックナットとピニオン先端(ネジ側)の高さをあらかじめ控えておけば、締め付け過多によるベアリング破損は防げる。
また、このタイミングでピニオンハイトも確認しておく。 

結論として、感覚的なところが大きく、「こんなもんだろう」という世界のようですね。

 

機械式LSD 「カーツ製」 の分解と、効きを弱める組み方

先日作ったSSTにデフをセット。
プレート型のトルクレンチでゆっくりトルクをかけて行き、 まずはデフォルトのイニシャルトルク測ってみます。

ズルッと滑った時の値は約70Nm(7Kg・m強)。
SSTにささるソケットは12.7sqのHEXでサイズは10。
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分解
で、おもむろに分解開始。1発目のゆるめはSSTにセットして。 4本全てゆるんだら作業台の上で分解します。
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ケース蓋へのテンションが無くなった位置です。結構なプリロードですね。
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パカッと開いたところ。蓋のセンターにはサイドギヤ用のメタル?が張り付いてました。
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サラバネ。クラッチプレート側に反っています。
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クラッチプレート(外爪)。ケースの溝にはまってます。逆に内爪はサイドギアにはまります。
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外爪→内爪→外爪→内爪→外爪→内爪で片側計6枚のクラッチプレートです。
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プレッシャーリングも外爪と同じケース外側のミゾにキチキチな感じで入ってます。
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プレッシャーリングを外すとサイドギア→ピニオン&ピニオン十字軸が外れてきます。
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反対側のプレッシャーリング~クラッチプレートを外したところ。サラバネが見えますね。
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組み立て(LSDの全体的な効きを弱くする方法)
まず、サラバネの方向を確認して (デフ内側に反っている)組み込み。
元々外爪内爪外爪内爪外爪内爪 (外内交互) に入っているクラッチプレートを

外爪外爪 内爪内爪 外爪内爪の順で入れます。

→プレッシャーリング→サイドギアを順次入れて...
ピニオン&ピニオン十字軸→サイドギア→プレッシャーリングの順に組んでいきます。
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以降、反対側も同じようにクラッチプレートの順番に注意して組んでください。
奥側と順番が逆になります。

まず内爪
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外爪
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内爪の次に内爪
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外爪の次に外爪
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サラバネ(中心の浮く面が外側になります)で、部品の組み込みは終了。
あとはケースの蓋をして、4本のM6ネジを10Nmで締めつけます。
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組み終わってからイニシャルを測ると、約60Nm。デフォルトに比べ、10Nmほど下がりました。


イニシャルトルクを落とす方法
クラッチプレートにWPC加工を施す、とカーツさんから教えていただきました。
イニシャルトルクはカーツの場合、出荷時6kg~7kg程度。
慣らしが終わる時点で約2kg程落ちて5kg程度になるそうです。


数度のオイル交換をしつつ使ってきましたが、ターンインでアンダーが出やすい、アンダー→オーバーステアが顕著など、機械式独特の動きはあるものの、程度はデフォルトより明らかに小さいです。

 

LSDのイニシャルトルク測定SST

機械式LSDのイニシャルトルクを測るSSTを作ってみました。
用意したのはNA8C(Sr.2)の中古ドライブシャフト2本で、早速分解します。
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まずブーツバンドのカシメをマイナスドライバー等で開き、太い方と細い方を外す。ブーツをずらすと、 グリスに埋もれたジョイントが顔を出します。
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ひるむ量(笑)のグリスを拭いていくと、ジョイントケースのフチにCリングが出てきます。
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張力は弱いので、軽くこじれば簡単に外れます。
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ドラシャを引き上げると分離完了。
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シャフトのボールベアリングケースは、先端のクリップを外すとコレまた簡単に分解できます。
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部品構成はこんな感じ。
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思ったより早く作業が終わり時間に余裕があったので、分離したベアリングケースを持ち、ウエダパワーサービスへ向かいます。

ちょうどお手すきのようでしたので、早速1つ目が旋盤にセットされました。
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どの様にカットしたかは、そのかたわれで想像してみてください。
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トルクレンチ側
シャフトの根元でカットし、センターにM12×1.75のタップを立てていただきました。
普通のボルトやキャップボルトなど選択肢があるのでコレがいいかなと。
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固定側
ケースの端を残してカットした面に、鉄の角材を置きます。
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溶接。
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最初、私が考えていたモノに対し、3倍以上のクォリティーと強度で出来上がりました(笑)img_20090722T104035199

 

おまけ
ウエダさんが作業されてる間、端材の山を見ていたら、ムムッと気になるモノを発見。
鉄パイプの輪切。
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まさかねーと思いつつ、何故か持っていたデフのサイドベアリングにあてがうと...img_20090722T104035856

クワーッ!あらかじめオーダーしたかのように、絶妙なクリアランスで収まったではないですか!
もしかしてウエダさん、コッソリ用意してくれてたんじゃ...(笑)

 

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ウエダさん、ありがとうございました。