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ボルトの一番大事な仕事。それは”繋ぐ”ということ。



 

【 ベータチタニウムの基本製品はTi-6Al-4V熱間鍛造−転造螺旋 】
ベータチタニウム製チタンボルトに換装する事によって得られる特性
●鉄、ステンレス系統の鋼材の1.5倍〜2倍前後の引張強度。
●高い耐力値(0.2%耐力)と低ヤング率(縦弾性係数)
●上記で示される特性による高いスプリングバック。
●比重で鉄系統の60%と云う軽量素材
●優れた耐腐食性
上記の様に非常に強く、締め付けトルクが安定しやすいというボルトとして一番大事な特性を実現することが出来ます。


合金はベースとなる素材の「質」が全て


世界に出回っているチタン合金のうち,約9割を占めるといわれるのは,アルミニウム(Al)を6%,バナジウム(V)を4%含むTi-6Al-4V。マフラーや装飾板を除き、強度部材としてバイクに使われている「チタン合金」もこのTi-6Al-4Vと云う国際規格に沿って精製された物が使用されています。
しかし、同じTi-6Al-4Vという配合率の合金といえどもその定義には幅があり、大元となる素材の加工条件が違えば単純に製品にした際の性能は必ずしも同じとは言えません。チタンにとって酸素含有量が多くなると材質としての撓りが低下しますし、不純物含有が多いと組織の結合力低下を招き破断や座屈を招く原因となるからです。
そこでベータチタニウムでは素材の精製精度に拘り、日本国内生産のTi-6Al-4V 材「TAB6400」を使用し、各種工業用鍛造ボルト、モーターサイクル用アクスルシャフト、車用のホイールナット等、様々な製品を作成しております。


最上級の精製規格をクリアした素材「プレミアムチタン」


「プレミアムチタン」その基準となるのはチタンを鉱石から材料にする過程、「スポンジチタン」に精製する際にどれだけ精度を上げる事が出来るか?ここに全てが掛かっています。ここで高精度、高精製され、最上級の精製規格をクリア出来たスポンジチタンのみが「プレミアムチタン」と呼ばれます。
日本はこの精製技術において飛び抜けた技術を持ち、世に出回るプレミアムチタンの実に90%近くが日本で精製されていると言われ、その質の高さと安定度から世界中の航空分野、宇宙開発分野へ使用されています。
そのプレミアムチタンという基準をクリアした素材を使い造られた規格品Ti-6Al-4V が、世界中でも日本国内での生産されたものみ適合する最高級の精製精度を持つ材料名「TAB6400(JIS)」なのです。

熱間鍛造の意味


一般にTi-6Al-4Vはα-β層域を持つ丸棒の鍛造材であり、巷に出回っている「64チタンボルト」とはこの丸棒よりただ切削した物が殆どです。
それに対しベータチタニウムでは同じくα-β層域を持つ丸棒の鍛造材ながら、更に厳密化された鍛造基準を義務付けされたTAB6400合金をベースに更にもう一度β変態点付近まで加熱し鍛造。これにより等軸α組織から非常に微細な針状α組織へと変態させ、只の切削ボルトでは得られない破壊靭性・亀裂伝播速度・耐クリープ性等、機械的性質に優れた高強度64チタンボルトを製造しています。

ボルト締結の要は軸力


ボルトは締め付ける事により、座面摩擦トルクと軸力トルクが発生します。この時、ボルトに働く座面摩擦係数が高い程より摩擦損失が発生し軸力が低下してしまうので、例えばコンロッドの締結ボルトの様にトルク管理がシビアな部分では、軸力を上げる為に指定のグリスを塗布し、摩擦係数を下げてやる事で軸力を弾性エネルギー(ボルト伸び)としてボルト内に有効に蓄え、引っ張り方向への強大な力に耐える事が出来る様に設計されています。この時、ねじ山に掛かる力がねじ山の斜面(ねじ山角度)から滑って緩まない様、ねじ山部分へ摩擦抵抗が掛かる斜面角度(リード角)がJISやISOによって決められており、一般に細目・並目とピッチ違いのものが使用用途に拠って分類、使用されています。



従って締め付けされたボルトのねじ山部分には、常に引っ張られる力と滑りにより緩み方向へ回転しようとする力が掛かっており、ここでボルトの性能を生かすには、ねじ山の成型如何に掛かっているのです。

金属組織の流れを切らない、ねじ山転造方式


ねじ山の成型方法には旋盤等の工作機械による切削と、転造機と呼ばれる工作機械に取り付けられたダイスにより転写された転造の二種類が存在します。切削と転造、使用箇所・用途により求められる物が違う為に成型方法のみを取り上げて優劣を付ける事は出来ませんが、「軸力による締結」を主眼に考えた場合、圧力成型により金属組織の流れを切らない転造方式の方が材料を塑性させられる分、強度の向上やねじ山表面部分の面粗度において優位に立ちます。


       【切削加工】                    【転造加工】

チタンを含め、インコネル600・700・800、ハステロイB・C、ジルコニウム、モネル、カーペンターなどの難削材の切削加工及び工業用高強度ボルトの製造を生業とするベータチタニウムでは、一部の特殊ボルトを除くほぼ全てのねじ山成型に転造方式を採用。締め付け時の摩擦による焼き付きやカジリが起きにくく、相手側のネジ山を傷めることなく締まりもスムーズになる等、正確な締め付けトルクの管理が必要な箇所で「精度の違い」を発揮します。



これらの違いがベータチタニウムで造られるTi-6Al-4V製品がバイクだけでなく、工作機械、精密機器、医療、航空等の分野においても採用されている理由なのです。


非常に強く、締め付けトルクが安定しやすいベータチタニウムのボルトはこちら
B-TITANIUM

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