NCロードスターヒッチメンバー兼ジャッキアップバー自作。

ごきげんよう。オタクです

ロートスターってタイヤは載るんですが、タイヤしか乗らないんですよ。
DIY精神で積載量を増やしてあげることにしましたのでどうか最後までお付き合いください。

はじめに

ロードスターで走行会に行ったとき、タイヤ2本で満載になりました。
ジャッキも積めないんですヨ。

ということなのでヒッチメンバーを製作し、ヒッチメンバーカーゴを使用して積載量を増やそうということになりました。

いい機会なのでヒッチメンバー兼ジャッキアップバーとして機能させることとします。

設計検討

いつも通り予算と加工性に重きを置いて設計検討していきます。ちゃんと強度もちょっとだけ考慮します。

前提は
・市販の規格サイズの鉄骨を使用
・曲げ加工等はなし、
・溶接構造
・純正のリーンホースと置き換え

詳細の検討をする前に材料を購入してしまいました。
t=2.3 50*100 L=1000mmで950円程の鉄骨と
t=2.3 300*300で700円程のの鉄板を調達。

また、ヒッチレシーバー部はさすがに製作できませんのでヒッチメンバーの素材を売っている業者に発注しました。
50*50の角穴でt=4.5 L=200mmのレシーバーです。3000円程度でした。（ヤフオクで売ってます）

ここで、頭の中でなんとなく設計した最終形状を3Dモデル化して2パターンの解析を行います。
1.ヒッチメンバーカーゴを使用し、カーゴの先端部分に60kgの負荷
2.軽トレーラーを想定しヒッチボール部に75kgの垂直荷重と200kgの牽引方向への負荷
材質はSPHCを想定しました。

条件は車体側の取付部の接触面とボルト座面を固定し、
カーゴ使用想定パターン時は、1000mmの剛体ビーム先端に100kg、
トレーラー想定時はヒッチレシーバーの接触面に静荷重を与えます。
CAEの知識は疎いのでかなり乱暴な解析となりましたが画面がカッコいいのでいいでしょう。

全景を載せてもいいのですが面白くないので応力が一番立っているところの拡大図を見せます。

ヒッチメンバーカーゴ使用時はリブ部分に840MPaも応力が立ちました。
現実でそんな応力が立ったら確実に割れますが、やはり2.3mmの板厚では応力が立ってしまうようですね
がんばって溶接ビードを再現したりラウンドを付けてもこのくらいの数値で安定したので諦めました。
応力集中部以外では平均80MPa以下となり、取付部含めいい感じの数値となりましたのでヨシとしました。

また、通常牽引時では最大応力部で170MPa程度となったのでこれもヨシ。

ちなみにリブを立てたのはかっこいいからです。
市販のヒッチメンバーでは板厚が6~9mm程度だったので薄板でリブを立て板厚の差による剛性の違いを断面形状で稼ぎました。

CAEによって通常使用時では強度的に致命的でないことが分かったので製作に入ります。

製作、開始です！

曲げ加工等はありませんので切断と溶接が主な作業となります。

まずは角材に孔を開けて車体への取付できるようにします。
車体からはボルトが出ていますのでセンターを出して正確に孔を開けます。緊張の瞬間です。

端部が開放していると弱そうなのでしっかり全周溶接し塞ぎます。

ギャップのある箇所に関しては写真のように溶接棒の被覆を剥いでギャップ部分において半自動で溶接すると抜け落ちづらいです。
また、鉄骨の板厚は2.3に対して、レシーバーの板厚は4.5近くありますので溶け込み深さを確保すると2.3の鉄骨は溶け落ちてしまいますのでレシーバーをストーブかなんかで予熱してから溶接します。