ローターボルトはせん断するように設計されていますか？

私は初めてディスクブレーキをいじくり回していましたが、再組み立て中に2本のボルトをきれいに切断することができました。

奇妙なことに、両方ともヘッドを引きちぎり、ねじ山付きシャフトをハブのタップ穴に残しました。両方の場合、ブルノーズプライヤーを使用してシャフトを取り外すことができました。

遺骨をよく見ると、頭部はシャフトに固定されている場所で引きちぎられています。これは設計上の弱点ですか？

いいえ、所有していないので、トルクレンチを使用していませんでした。これは私の欲しいもののリストの上位にあります。

タイトルの質問に直接対処するには：

ローターをせん断するように設計する理由はなく、使用する材料が通常許容するよりも簡単に個々のボルトを切断できるようにすることは意味がありません。何かがディスクの穴に引っ掛かり、ホイールがロックする可能性があると主張するかもしれませんが、スポークやベアリングに何かが引っかかるなどの危険性が常にあり、「これらの状況から保護します。

また、ボルトが破損しても、ディスクが自由に回転することはありません。ヘッドが破損しても、ディスクが自由に回転できないためです。どちらかといえば、ディスクが一方の端で外側に飛び出し、ブレーキがかかりやすくなります。

ここでのボルトの故障は「設計による」ものではありません（誰かが意図的に部品を破壊して交換部品の販売を増やしている場合を除く）。

薄型のボタンキャップソケットネジには、設計上の弱点があります。ボタンは、ヘッドの周りの材料の量を減らし、埋め込み式の六角またはTorxソケットも同じように、正確にネジ本体とヘッドの界面で行います。拡大写真のこの部分を拡大すると、ヘッドがネジの残りの部分に接続されている素材がどれだけ少ないかがわかります。

特に通常のソケットレンチでトルクスビットを使用している場合は、薄型のヘッドでトルクの推奨事項に従うことに注意する必要があります。サイドノートとして、これは自転車部品のトルク仕様のための素晴らしいガイドです。ローターボルトは、ローターの反りを防ぐために、過トルクにしないでください（同じトルクでトルクをかける必要があります）。

あなたができる2つのこと：

• トルクレンチは安価であり、低レンジ（<11 Nm）と高レンジ（20-6 0Nm）の2つが必要です。ビームタイプのトルクレンチは、校正されていない安価なクリッカータイプのトルクレンチよりも正確です。低域に関しては、多くの自動車用トルクレンチは、自転車の部品、特にカーボンフレームに十分な低さを示していません。ブレーキローターのトルクは、Avidでは6.2 Nm、Shimanoでは2〜4 Nmに制限されています。これは2〜10 Nm（88インチ/ lb、手動で帝国修正を行う必要があります）になる25米ドルの安価なレンチです。自転車の小さな部品やカーボンフレームに最適です。最近のディスクブレーキのアップグレードに使用しました。

  

• ネジ山が頭まで届かないトルクスネジまたは六角ネジを見つけることができれば、少し強くなります。ただし、これにより、保持されるマテリアルの深さが制限されないことに注意する必要があります。ディスクブレーキローターは、新品のときは1.6〜1.8mmの厚さであると考えているため、ネジ切りされていないシャンクは約1.25〜1.5 mmしか必要ありません。これは長すぎます：

  

あなたが過失ではないかもしれないことに注意してください。最初にハブとローターを組み立てた酔ったキツネザルは、工場でトルクをかけすぎて致命的にネジを弱めた可能性があります。そのため、ブレーキをやり直したときは、弱体化したコンポーネントで作業していました。

補足として、ボタンキャップのネジ頭は本質的に弱いものですが、上部とここの拡大写真は、素材がほんのわずかであるという点で少し極端に見えます-トルクスソケットは通常よりもさらに奥にあるように見えます。したがって、ネジ自体の製造上の欠陥を除外しないでください...それは、それが設計上の特徴であり、バグではない可能性があることも除外すべきではありません-ローターのボルトを締めすぎてローターをゆがめないように設計されています。

6ボルト設計のディスクブレーキローターには、M5ファスナーが取り付けられています。新しいM5ボルトの頭部を切断するには、かなりのトルクが必要です。中抵抗ボルトの設計トルクは通常5 Nmです。急激に故障する前に、少なくとも2倍のトルクを取る必要があります。10 Nmのトルクは、10 cmのレバーにかかる10 kgの重量とほぼ同じです。これは、一般的なハンドツール（たとえば、L字型X25六角形キー）を使用する場合、かなりの労力を必要とします。

これは使用済みのボルトで発生したため、故障の別の理由を疑う必要があります。たとえば、応力腐食割れ（SCC）または腐食疲労（CF）。

「[SCC]は腐食環境での亀裂形成の成長です。特に高温で引張応力を受ける通常の延性金属の予期せぬ突然の破損につながる可能性があります。」[ 1 ]

「[CF]は腐食性環境での疲労です。これは、腐食と繰り返し荷重の共同作用による材料の機械的劣化です。」[ 2 ]

軟鋼（すなわち、延性、オーステナイト鋼）は、塩素にさらされるとSCCの危険にさらされることがよくあります。（スイミングプールの上の木製のトラス屋根は、SCCが原因でボルトが破損するため、崩壊することで有名です。）

この場合の環境は特に腐食性ではありませんが、以前のボルトの締めすぎは、材料のSCCに対する感受性を大幅に高める可能性があります。腐食性の原因は塩である可能性があり、これは寒い気候で高濃度の道路で非常に一般的です。

ファスナーの破損の他のいくつかの原因は、Hudgins et al [[3]]の記事で説明されています。また、ファスナーが破損した表面を示して説明します。ファスナーと写真を比較して、さまざまな破損モードに関連する典型的な構造を特定することができます。すべての場合において、延性の過負荷が発生したこと、つまり最後の頭が頭につかまっていることがわかるはずです。

tl; dr腐食により、ボルトが破損して容易に破裂する可能性があります。これは、締め具を締めすぎると発生しやすくなります。

トリビア ここに適合するドイツの古いことわざがあります：「最初の祭りのダンアブ！」。おおよその翻訳は、「最初はきつい、次に壊れている」です。

[3]：A Hudgins、B James、FASM、Avanced material＆processes、2014年8月、18-22 http://www.asminternational.org/documents/10192/20564188/amp17208p18.pdf/5cddb014-2b4a-40a1-b0f6 -07b58906754d

私はディスクブレーキを備えたロードバイクを所有しており、過去数年間で何度もオン/オフを切り替えており、ボルトシャーリングで問題が発生したことは一度もありません。

過度のトルクをかけない限り、ボルトの頭は簡単にはずれません。M5ローターボルトの場合、パークは以下を推奨します。

Shimano-18-35インチポンド、2.0-4.0 Nm

Avid-55インチポンド、6.2 Nm

マグラ-35 in-lb、4.0 Nm

ヘイズ-50 in-lb、5.6 Nm

私もトルクレンチを所有していません。ローターボルト、ハンドルバー、シートポストなどの小さなボルトにかけるトルクの大きさについては、かなり良い感触があると思います。 。ボルトに磨耗/疲労/欠陥がある可能性がありますので、新しいものをお勧めします。よく尋ねると、LBSから無料で入手できます。