リアブレーキキャリパー交換

ブリードプラグはチタン製

リアブレーキから何やらかすかにキーキー音がする。そろそろパッドも交換する時期な気もするし、ばらしてみよう。

ばらしてみると、案の定ブレーキパッドは残り1mmもないといったところだ。中古のブレーキパッドがあるので早速取り替えようと思ったところで気がついた。このブレーキキャリパーは片押しなので、キャリパーはフローティングされている。そのキャリパーをマウントしているベースの一部がディスクに当たって削れているのだ。

このベースって動くんだっけ?

疑問に思いながらもとりあえず交換することにした

このブレーキキャリパーは、リアブレーキをディスク化した時に取り付けたもので、カワサキZZR1100のキャリパーだ。ヤフオクで手に入れた中古のものだが、腐食してキャリパー内部もピストンも、一部かじったようになっていた。

いつかは取り替えたいと思い、ヤフオクに出品されるのをたまにチェックしていた。入札する条件は、見た目の状態がいいもの、ブレーキパッドの残りが多いもの、そして中古のブレーキパッド代だと考えれば割に合う金額のものだ。

ざっくり言ったら送料込みで2000円と言ったところ。

そんな理由で、今ブレーキキャリパーは2組持っている。そのうちの1つのベースを使おう。ロフトから引っ張り出したブレーキキャリパーから、ベースを外し錆をワイヤーブラシで落として、耐熱ブラックのスプレーを吹いた。

塗装を乾燥させている間に新しいパッド(と言っても中古のキャリパーについていた中古パッドだが)をセットしようと、ピストンを押し戻しかけて気がついた。小径側のダストシールが飛び出ている。

こいつはピストンを外さないと元の位置には戻せないだろう。いや、たとえピストンを外しても、潰れて変な癖がついているから、元通りにはならないだろう。どうせダストシールを新品に取り替えるなら、これを機会にキャリパーごと全交換だ!

キャリパーサポートの位置の謎

それはそれとしてベースが削れた理由を解明しておこうと、手にはつかないぐらいに塗料が乾燥したベースを仮付けしようとしてみた。

入らない

キャリパーサポートとディスクの間にベースが入らないのだ。測ってみると、リスクとキャリパーサポートの隙間は10.5mmに対してベースの厚みは11.5mmだった。入ろうはずがない。

なぜだろう。4年前にこの構成にしてから、何度もブレーキパッドを交換したが、こんな風になったことは一度もなかった。なぜ突然?

アクスルシャフトが貫いている部品たちをじっと見る。右から、右カラー、キャリパーサポートカラーのつば、キャリパーサポート、左カラーとなっている。ふと思いついてキャリパーサポートをディスクの方に押してみた。

動いた

キャリパーサポートがディスクの方に寄った。こんな状態で走っていたのか? キャリパーサポートの位置を元に戻してディスクとの隙間を測ってみたが先ほどと同じ10.5mmだった。キャリパーサポートが動くことは大きな問題だが、それ以上に入るはずのない隙間に部品をねじ込んでいたことはもっと大きな問題だ。

謎が高まったので、作業をやめて過去の資料を調べることにした。過去の資料というのは、部品の流用をするときに、パーツの寸法や組み立て方を考察するための手書きの資料だ。

クリアファイルにプロジェクトごとに入れてある資料から、リアブレーキをディスク化した頃のものを探し出す。

キャリパーサポートについて「左へのスラスト方向の移動をどうする」という言葉を見つけた。やはりそのことには当時から気づいていたらしい。しかし、それ以上の情報は得られなかった。

そうだ 当時の写真を見てみよう

Googleフォトで当時の写真を探してみてわかった。キャリパーサポートのカラーの入れ方が違ったのだ。

前述の通り、リアブレーキにはZZR1100のものを使っている。なぜこれを使うかというと、対向ピストンのキャリパーは、スポークにぶち当たって使えない。これは当初ZRX1100のキャリパーを試してみてわかったこと。片押しピストンでアクスルシャフトの下にキャリパーがくるものは、これぐらいしか見つからなかった。キャリパーを下にしたい理由は、スイングアームがZRX1100であり、それはキャリパーが下だからだ。

ZZR1100のキャリパーサポートは、アクスルシャフトに対して、ニードルベアリングとカラーで接続される。カラーは、片端にツバがあり、キャリパーサポートはそちらには動かない。では、ツバがない側への移動は、どう抑制していたかというと、おそらく純正状態では、トルクロッドで抑えていたのではないかかと思う。

ところが我がWのトルクロッドは、両端ともロッドエンドベアリングとなっている。これは自由に動くのが売り。なので自由に動いていたわけだ。当初はツバを左に組んでいたから、ディスク方向に動くことはなかった。右には動くのだが、トルクロッド両端の位置の関係上、右に動くようには思えない。当時もそう考えたのかは覚えていない。

では、いつひっくり返ったのか? それはおそらく去年、キャリパーサポートの腐食が気になって、塗装したときに間違えて組み立てたのだと思われる。こういう時、流用チューンはあぶない。作り上げた時の記録をきちんと作っておかないと、こんなことになる。

キャリパーのリフィニッシュ

必要なゴム部品を注文し、それが届くまでの間に、キャリパーをリフィニッシュする。内部の腐食、外側の塗装や汚れを、ワイヤーブラシやルーターできれいに落とした。

塗料は耐熱が良いのだろうが、前回の塗膜はオーブンレンジで乾燥させたというのに、パーツクリーナーに負けてしまうものだった。今回は2液性のウレタン塗料でやってみる。塗る前に試してみたが、パーツクリーナーにも耐えそうだった。

試しにハケ塗りでいけるかやってみたが、まったく話にならなかったのでエアブラシで塗った。こちらが施工前(ただし程度は同様の別物)

そしてこちらが施工後

ブリードプラグにチタン製をおごってみたが、ゴムキャップをかけると、ほとんど見えなくなる。まあ、ただの自己満足。

キャリパーの取付

今回ついでに錆び始めたトルクロッドの取付ボルトも取り替えた。このボルトはボルトの谷径で強度計算しているのだが、半ねじのものを使って、少しでも強度を稼いでいる。本当はピンにしたいのだが、適当なものを見つけられなかった。今回は更にねじでない部分を長くして強度を稼ごうと吟味してボルトを選んだが、新旧比べてみるとまったく同じだった。

ベースにキャリパーを組みつけ、中古のパッドを取りつけた。まだ5ミリ残っているので、ほぼ新品みたいなものだ。

キャリパーサポートに3本のボルトで固定する。ベースとディスクの隙間は3.5ミリあった。この隙間をいくつにするかで、リアブレーキをディスク化した時に悩んだ。初めの設定は失敗で、パッドが外れてしまったぐらいだ。片押しピストンのキャリパーの動きにとらわれすぎてしまったのだろう。ただ、よくよく考えてみれば、ベースに保持される外側のパッドとベースの相対的な関係は、パッドの厚みしか変化しないということと、パッドが完全にすり減っても、バックプレートを保持できていればいいということだ。

今の隙間の3.5ミリだと、パッドが完全にすり減った時に0.5ミリしか保持されないので少々心もとない。あと2ミリディスク側に寄せよう。更に、今のカラーの外径は、キャリパーサポートのカラーの外径に合わせて28ミリとなっている。これを38ミリとして、キャリパーサポートが外側にも移動しないようにしよう。

カラーの交換

ミスミに注文していたカラーが届いた。以前は気がつかなかったのかもしれないが、仕上げにアルマイトを選ぶことができた。

カラーの変遷 初回(失敗)

前回

今回

キャリパーサポートが、だんだんディスクに近づいているのがわかる。

交換終了したキャリパー

キャリパー交換完了

ブレーキホースつなぎ替え時のブレーキフルードにも、パーツクリーナーにもやられない塗膜ができた。あとは、使用時の熱に耐えられれば文句無しだ。

さようなら 油圧スイッチ

防水マイクロスイッチをブラケットでセットする

自分の心とWに傷を負った伊豆ツーリングから帰ってきて数日後。リアブレーキの復活について考察する。伊豆ツーリングの話はこちら。

ねじれてブレーキフルードが盛れ出した油圧スイッチだったが、それ以前から漏れていたので、メーカーの変更も考慮に入れ、油圧スイッチについて検索してみた。すると、スイッチからのブレーキフルードの漏れは、経年劣化による、あるあるのようだ。こんなもの交換するのも面倒くさいし、これを機会にメカニカル(油圧じゃないという意味)スイッチに変えたい。

油圧スイッチ部分からブレーキフルードが漏れる

ということでマイクロスイッチを探す。大きさと防水、b接点でいけるという条件で見つけたのがこれ。

オムロンD2FW-G271M

IP67で安心。

なぜb接点使いにするのかというと。普通に考えれば、なにかの動作に伴ってライトを点灯させるならa接点を使う。しかし今回のように、ブレーキペダルの小さい動作で接点が閉じ、そこからもブレーキペダルの変位が続くような時にa接点を使うと、その変位量にスイッチが追随しなければならない。b接点、ブレーキペダルが標準位置の時に開路してあげて、ブレーキペダルが動き出したら、どこまで動こうとペダルとスイッチはまったく連動しなくていい。b接点ながら、通常時開=ノーマルオープンという謎な状態だ。

スイッチをどこに置けば、目立たず、なおかつ加工も簡単にできるか、取り外した右ステップを眺めて検討する。ステップホルダーにアングルを固定しブラケットとすることにした。スイッチレバーを押すのは、ブレーキペダルの高さ調整用のエキセントリックカムの固定ボルトを長くして、そこにアングルでもつけよう。

スイッチを注文する。配達予定は金曜日。会社じゃないとブラケットを作るのが簡易な作業ではなくなるので、どうしても会社でやりたい。しかし実物がない。  CADデータをダウンロードできたので、それをプリントして取付位置を検討しブラケットを作った。

CADデータを印刷して、スイッチのレイアウトを考える

実物が来たのでつけてみる。

紙で考えていた通りにはいかず、つかの間戸惑ったが、スイッチレバーを押すためのアングルを無くしたらちょうどよくなった。

防水マイクロスイッチをブラケットでセットする

テスターを使って、どの線がb接点か探り線をつないだ。

テスターでb接点を探す

今回の作業のついでに、バンジョーボルトをブリーダープラグ付きにした。エア抜きが瞬殺。

リアマスターのバンジョーボルトをブリーダープラグ付きにしたからエア抜きが簡単

動作はばっちり。油圧スイッチでなくすと、タッチが良くなるなんて情報もあったが、ちょっとそこまではわからないかな。ただ、これでもうブレーキフルード漏れから解放されて、もやもやもすっきりした。

アクスルシャフトの大径化対策その2 -W650を倒立フォーク化-

ディスクもキャリパーもブレンボ!

ZX-6Rのフロントフォークを使うことによって、スラクストンのホイールベアリングを、Φ20からΦ25へ変更する話の続き。前の話はこちら

注文していたベアリングやカラーが届いた。

大径化対応のオイルシール、ベアリング、厚みを補うカラー

そろそろ作業にかかろうかと思うのだが、どんなことに注意したらいいか、念のため確認してみよう。

ネットで検索してみた。

意外なことがわかった。何十年か前にもやったことがあるが、その時知っていたか、いささか怪しい。どういうことかというと、片側のベアリングの位置は、左右のベアリングの間にあるディスタンスカラーで決定するということだ。

ベアリングなんて、ホイールに止まる部分があり、そこまで押し込んで位置が成立するものだと思ってた。

では、ディスタンスカラーで片側のベアリングの位置が決まる構造だと、なにを注意しなければならないか? ディスタンスカラーで位置が決まる側のベアリングは、アウターレースとインナーレースの両方を押して圧入しなければならないということだ。

ベアリングはディスタンスカラーまで到達し接触する。ベアリングはスラスト方向にミクロレベル(?)の遊びがあり、当然正しい位置はその遊びの中心だ。だが、アウターレースだけ押して圧入していると、遊びの中心を通り過ぎて「アウターレースの外側寄り – ボール – インナーレースの内側寄り」という接触ラインができあがる。そこには、不必要な摩擦が生じることになるということだ。

アウターレースの外径にあうソケットのこまを探せばいいと思っていたがそうはいかないことがわかったので、ベアリングの外径より少し小さい外径で、内径より少し大きい内径のドーナツ状の板を、厚めのワッシャを加工してつくった。

アウターレースとインナーレースを同時に押せる厚いワッシャー

ベアリング圧入

まずは固定側のベアリングを圧入する。圧入に使うのはM12の全ねじボルト。

M12全ねじボルトを使って、ベアリングを圧入する

こちら側のベアリングは、ホイールの壁に当たるまで入れるだけなので気を使うことはなし。続いてそのベアリングを固定するためにスナップリングをはめるのだが、アクスルシャフトが太くなることによって変更したベアリングは、元のベアリングより3ミリ薄い。これは、中のボールが小さくなるから当然のこと。

左:純正ベアリング 右:大径化ベアリング

その不足した厚みを補う特注のカラーを入れる。

不足したベアリングの厚みを補うカラーを挿入

これはもちろんミスミさん。カラーを押さえるようにスナップリングをはめる。きちんと溝に入ったか、しっかり確認する。

スナップリングをはめ終えたらホイールをひっくり返し、ディスタンスカラーを入れる。これももちろんミスミさん。下の写真は外側のカラーとディスタンスカラー。外側のカラーは無電解ニッケルメッキで、ディスタンスカラーは処理無しとした。

外カラーとディスタンスカラー

そしてもう一方のベアリングをセットし、この作業のために加工したワッシャをあてがって、圧入開始。

手ごたえを感じてやめる

圧入用のボルトをばらして中をのぞくと、ディスタンスカラーが斜めになって止まっている。やばいやばい すぐにやめてよかった。アクスルシャフトを差し込んで、斜めになったディスタンスカラーをまっすぐに直す。再度全ねじボルトをセットして、最後まで圧入する。

ベアリングを入れ終わったら、オイルシールも同様に全ねじボルトを使用して圧入した。

ベアリングとオイルシールの圧入完了

キャリパーとディスクの確認

アクスルシャフトの大径化への対策が完成したので、ようやくフロントフォークにタイヤを装着できるようになった。ここで確認しておきたいのが、キャリパーとディスクの関係。ディスクが、キャリパーの溝の中にキャリパーに触れることのない位置にあるか。これはキャリパーのアキシャル方向の位置。

また、ディスクの正しい位置にブレーキパッドがあるか。ラジアル方向の位置も重要だ。早速組み立ててみる。

ディスクもキャリパーもブレンボ!

おさらいで書いておくが、各部品の流用元はこうなっている。

フロントフォーク ZX-6R(2007)

フロントホイール スラクストン(水冷モデル)

ブレーキキャリパー GSX-R1000(2005)

ブレーキディスク デイトナ675R(2014)

ブレーキディスクはデイトナ675R用として出品されていたが、パーツリストを見る限りスラクストンと同じ部品。ちなみにディスク自体にオフセットは無く、まったいら。アキシャル方向は、これだけの多メーカーの組み合わせながら、ほとんどキャリパーの中心にディスクがきている。

キャリパーとディスクのアキシャル方向の位置は問題なし

想定外だったのがラジアル方向。ディスク径はZX-6Rが300Φでスラクストンが310Φ。なので、キャリパーにカラーかませれば解決。と思っていたのに、ブレーキパッドがディスクからはみ出ている・・・ 測ってみると、きっちり5ミリ。

ブレーキディスクとブレーキパッドの位置があっていない

これは痛い。送料含めて49000円で買ったブレンボキャリパーが使えないなんて。

どうすりゃいい?

腱鞘炎でフロントブレーキを握れない2

腱鞘炎で右手が痛い

直動バルブ

腱鞘炎で痛む右手のために、リアブレーキの圧力で前後連動させようかという話の続き

ソレノイドバルブとマニホールドの組み合わせがダメだとわかったあとも、まだ通勤の電車の中で「油圧 切り替え」などと検索していたある時、使えそうなものを発見した。それはホースの入口と出口が短く直線的に構成されていて、その上に頭でっかちなソレノイドがついているやつ。直動バルブというらしい。価格も安く、5000円以下で手に入りそう。

重さも350グラムと軽い。これなら2個使っても、それほどの重量増でもないだろう。あとは、ブレーキの圧力に耐えられるかだ。製品としての耐圧力はMPa(メガパスカル)で表示されている。ブレーキの圧力がどれほどのものか、リアブレーキをディスク化して、改造車検をとった時の資料を見てみる。


1.車両装置の計測と計算

①ブレーキペダル・レバー比 n

L1:ブレーキペダル支点からブレーキペダル踏面の距離 = 135mm

L2:ブレーキペダル支点からマスターシリンダープッシュロッド取付部中心までの距離 = 30mm

n =L1 / L2=135 / 30=4.5

②マスターシリンダーの面積 A

ZRX1100(ZRT10C)14mm・リヤマスターシリンダー使用

D:ピストン直径=14mm

π:円周率=3.14

A = (D * D * π) / 4

=(14 * 14 * 3.14) / 4

=153.9mm2


この後、キャリパーピストン押力Feを求めていたのだが、その手前のマスターシリンダーの押力Fmを計算する。

キャリパーピストン押力Fm

F:ブレーキペダル操作力=350N(この数値は保安基準だかで決められている)

n:ブレーキペダルレバー比=4.5

A:マスターシリンダーピストン面積=153.9

Fm = F * n / A

= 350 * 4.5 / 153.9

= 10.23N/mm2

1N/mm2=1MPa だから

ブレーキホース内の圧力は、およそ10MPaとなる。安全率を1.6として、バルブには16MPaは耐えてもらわないといけないことがわかった。ミスミで直動バルブの耐圧を1個1個確認していく。

無い・・・

耐圧はたいてい1MPa程度。この直動バルブというやつは、高い圧力の制御をする前提のものではないようだ。残念ながら、あきらめるしかない。

ソレノイドバルブとマニホールドの組み合わせと直動バルブがだめになったので、一周まわってブレーキラインロックに戻ってきた。もうこれしかないか・・・

そんな時、通勤の定期が切れる日が近づいてきた。3月に入り少し暖かくなってきている。バイク通勤に戻そうか? ただ、この右手の痛みは気になる。試しに1日行ってみるか? 一人では緩めることができなかったフロントアクスルシャフトを手伝ってもらって緩めてもおきたいし。

久しぶりの早朝のエンジン始動。アイドルアジャストスクリューを少し締め込み、メインスイッチをオフのままスタータープランジャーを引いて一発キック。

吸い込んだガソリンが揮発するのを待ってメインスイッチを入れ、クラッチレバーを握って時計の8時ぐらいまで踏み下ろす。クラッチレバーをはなして10時ぐらいまでキックペダルを戻したら、そのまま踏み下ろす。ネットで見つけた、Wのキックの儀式。

かからない 気配すらない

5回ほどやっても変わらないので、もう一度スタータープランジャーを引いてキック。

ブシュポッ

スタータープランジャーを戻してキックすると、Wが息を吹き返した。

走り出して懸念していた右手の痛みは、ブレーキに関してはそれほど影響がないように思えた。それはリアブレーキだけで十分な制動力があったからだ。先日換えたブレーキパッドの当たりが出てきたのかもしれない。

これなら、前後ブレーキ連動に、それほど執着するする必要はないかも。そんなことを思いながら、久しぶりのWの加速を楽しんだのであった。

ブレーキキャリパーのレストア

ブレーキキャリパー塗装完了

ZX-10のリアブレーキキャリパーのレストアをする。現状はこんな感じ。

はげはげキャリパー

元々の色が金色だったはず。その上に黒がペイントされているが、どっちにしろ、ところどころ剥げかかっていてこの有様。これを1度全て塗装を剥がし、もう一度ペイントする。

型押しキャリパー特有のスライド部分のゴムブーツは、ボヨンボヨンになっていて、既に本来の機能を果たせていないから交換しよう。ブリーダープラグのゴムキャップも同様だ。

大事なピストン部分を確認。ピストンシールはギリギリ大丈夫かな。ここはケチって交換せず。ピストンは? ありゃあ ちょっと腐食してるじゃん・・・ 軽くペーパーをかけて目をつぶっておく( ̄▽ ̄)

キャリパーボディーはルーターや耐水ペーパーで塗装を落とす。あまり深追いはしない。

古い塗装を剥ぎ終わったキャリパーボディー

旧塗装をはぎ終わったキャリパー

耐熱つや消しブラックで塗装

耐熱つや消しブラックを塗装

嫁が不在な時を見計らって、オーブンレンジで加熱。

レンジでチン♪(うそ)

完成 あのハゲハゲキャリパーから仰天チェンジ♪ 

ブレーキキャリパー塗装完了

きれいにできあがったところで、キャリパーサポートのアクスルシャフト上の軸方向の位置を考えることにした。

キャリパーサポートの位置を考察する

対向ピストンのブレーキキャリパーはリジットに固定されるので、キャリパーの溝の中心にブレーキディスクがくる位置にキャリパーサポートの位置を決めればいい。

ところがこれに対し片押しピストンのブレーキキャリパーはフローティング構造になっている。

キャリパーサポートにキャリパーベースが固定される。この固定はリジット。このキャリパーベースにロッドが2本立てられ、そのロッドにキャリパー本体は貫かれるように装着される。ブレーキパッドの摩耗に伴いキャリパー本体はこのロッド上を移動する。

中古パーツなので、ブレーキパッドは半分ぐらいの厚みになっている。この状態でキャリパー本体はキャリパーベースに対してどこにいればいいのだろう?

キャリパーサポートの位置を考察する

考える

キャリパーが移動できる範囲は20ミリぐらい。パッドの磨耗は半分ぐらいだから、移動範囲の中心でいいんじゃないか?

これが大きな間違いだとわかるのは、まだ先の話。

Fマスターシリンダーをブレンボに交換

BremboのマスターにRideaのブレーキレバー

650になったからにはそれなりのストッピングパワーを!

具体的にはフロントディスクの320Φにして、ブレーキキャリパーをブレンボにして、ブレーキマスターはラジアルポンプにする計画。

既にブレーキキャリパーはヤフオクで落札していたのだが、ブレンボのラジアルポンプがお安く出品されているのを発見。入札、そして無事落札したのである。

ブレーキマスターが到着して初めて気づいたのだが、これはセミラジアルだった。現行のモデルではない。調べてみると、どうやらドゥカティやカワサキのバイクの標準装着パーツとして使用されていたものらしい。

眺める

かっこいい

別体のリザーブタンクは長年の憧れだった

ただ、レバーが長くないか?

他にも問題が。ミラーを取り付けるネジ穴がない。

ミラー取り付け用の金具を別途取り付けるという方法もあるが、ハンドルにそんなスペースは存在しない。ブレーキマスターの取り付け金具にミラー取り付け用のネジ穴を備えたものを購入。ブレンボの他のモデル用だが、えぐいデザインが気に入った。

ブレンボのセミラジアルマスターシリンダー

リザーブタンクステーはブレーキマスターの取り付けボルトと共締めするものを選定。ところが長さを見誤って1度買い直した。

交換前の純正のブレーキマスター

純正マスターシリンダー

もっさりしている。交換してみた。

Bremboセミラジアルマスターシリンダー

一撃で、やりそうな見た目に変わった。しかし、やはりレバーが長い。完全にバーエンドから飛び出ている。これは、かっちょいいレバーに交換する必要があるな。

レバーが長い

いろいろ調べた結果、このブレーキマスターは、Ducatiのストリートファイターに使われているものと判明。その車種用のブレーキレバーをウェビックで検索して、選んだのがリデアという台湾のメーカーのもの。

Rideaのブレーキレバー

削り出し風でシャープな印象。アルマイト仕上げの色を選べ、レバーはガンメタ、アジャスターはブラックを選択。やばい、かなりかっこいい! いつか、クラッチレバーもこれに交換したい。

ブレーキマスターを交換して、本質的なところのタッチという点も合格。