今日の目的は一つ。通勤用クロスバイク（ブリヂストン製・7速）のフロントVブレーキシューを新品に交換し、リムへの当たり面を左右対称に調整すること。この自転車はほぼ毎日往復15kmほど使っているので、ブレーキの状態は安全に直結する。2年以上使い続けたシューは溝がほぼ消えており、先週の雨天走行で制動距離が目に見えて伸びた。溝なしのゴムがアルミリムを直接削りはじめると補修費用が大きく跳ね上がるので、今週末を限界と判断した。午前中に作業を入れ、見込みは1時間だったが実際には2時間かかった。
交換手順は以下のとおり。
- ブレーキワイヤーのアジャスターを最大まで緩め、アーチを開いてインナーワイヤーをアウターから解放する。
- シュー固定ナット（10mmスパナ）を外し、旧シューとワッシャー類をトレイに並べて組み順を写真で記録する。ワッシャーは球面・平面・歯付き座金の三種あり、順番を誤ると角度調整ができなくなる。
- 新シュー（BBB BBS-16、前後2ペアセット）を仮組みする。このシューには球面ワッシャーが付属しており、トーイン調整の自由度が高い。
- 上端2mm・下端1mmのトーインになるよう球面ワッシャーの向きを決め、仮締めで揺れがないことを指で確認してから本締め6Nmをかける。
- 保護メガネを着用してからレバーを5〜6回強く握り、シューのズレと当たり面の均一性を目視確認する。ブレーキダストが目に飛び込みやすい工程なので省略しない。
- ワイヤーアジャスターでテンションを調整し直した後、10回フルブレーキングを行って当たり面を馴染ませる。
ステップ4で詰まった。左側アーチのブラケット取付角度が右側に対して数度ずれており、付属の球面ワッシャーセットで調整できる範囲を超えていた。最大に調整してもシュー上端とリムの隙間が3mmになってしまい、右側の2mmと非対称になる。トーインが左右で違うと制動タイミングがずれて片効きになるため、そのまま組むわけにはいかない。手持ちの金属シムを探したが適切な厚さのものがなかった。結果として、FDMプリンタでウェッジ型スペーサーを造形して対処することにした。
寸法は厚さ0.8mm、ウェッジ角2度。まず材料はPLA（レイヤー高0.2mm、ノズル245℃、ベッド60℃、インフィル100%、壁周回数4、造形時間9分）を使った。形状も寸法も問題なく仕上がったが、本締め6Nmをかけた瞬間にスナップした。PLAは剪断応力とクリープ変形に弱いという、教科書どおりの失敗だった。失敗ログ①：「応力集中が発生する薄肉締結部品にはPLAを使わない」。
材料をPETGに切り替えて同形状を再造形した（ノズル240℃、ベッド90℃、冷却ファン50%、造形時間11分）。今度は6Nmをかけても変形も割れも起きなかった。取り付け後の当たり面は上端2.0mm・下端0.9mmに収まり、この用途なら十分だと判断した。試走2kmで異音なし、制動感も左右均等になった。ブレーキタッチはやや柔らかく感じたが、これはワイヤーの初期伸びによるもので、数日後に再調整すれば落ち着くはずだ。リムに2年分の偏摩耗があるので、来月の点検で振れと肉厚も確認する予定だ。
次回やるなら、スペーサーを本組みに投入する前に万力で6Nm相当の締付力を模擬してプレス試験する工程を挟む。今回は材料を替えて2回プリントし、その都度作業を止めたことで20分以上をロスした。事前に破壊試験を1サイクル入れておけば一発で通せた。また、左側ブラケットの角度ズレはフレーム側のダボ精度に起因する可能性があるので、次回の部品交換時に角度を実測してから対処法を考えたい。FDMで締結部品を作るときはPLAを候補から外す——今日の一番の収穫はそこだと思う。
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