必要なDOMチューブの肉厚・サイズは?(ロールケージ用 外径/肉厚/内径ガイド)

ロールケージ用チューブは、外径(OD)と肉厚で指定され、内径で直接指定されることはありません。ほとんどの製作は、外径1.5インチから2.0インチ、肉厚0.083〜0.120インチの間に収まり、正確にどこに収まるかは、車両重量と、準拠する主催団体の規則書によって決まります。以下の数値は、複数の公開情報源から集めた参考範囲であって、お使いの具体的な規則書の代わりにはなりません。ここにあるすべての数値は、最終的な答えではなく、確認すべき出発点として扱ってください。

チューブのサイズの決め方(そして、内径が決して出発点にならない理由)

すべての規則書とサプライヤーは、チューブを外径 × 肉厚で指定します。内径は計算結果であって、独立した仕様ではありません。

内径 = 外径 − (2 × 肉厚)

例:外径1.75インチ、肉厚0.095インチのチューブの内径は、1.75 − (2 × 0.095) = 1.56インチです。外径が同じで肉厚が異なる2本のチューブを比較する場合、肉厚のほうが厚いチューブは、強度が高く、同時に内径が小さくなります。このトレードオフは避けられません。

用途別の参考サイズ

これらは、規則書の公開された要約と製作ガイドから集めた参考範囲であり、いずれかの公式規則書の写しではありません。車両重量、主催団体(SCCA、NASA、NHRA/SFI、FIA、Ultra4、SCORE)、さらには車両が公道走行用か、レース専用に作られたものかによっても、これらの数値は変わります。チューブを購入したりケージを製作したりする前に、お使いの具体的なクラスの最新の規則書で確認してください。団体ごとに異なり、規則は時とともに変わります。

DOMと4130クロモリ:材料の選択がサイズをどう変えるか

DOMとクロモリは、同等の強度に対して、価格もサイズの決め方も同じではありません。

クロモリの高い強度対重量比により、ビルダーが同じ強度目標で、小さい直径や薄い肉厚を使えるため、その代替を認める規則書は、通常、同等の強度を証明する書類を要求します。この方法をとる場合は、車検(テクニカル・インスペクション)のために、材料証明書を手元に置いておいてください。DOMとクロモリのどちらにするか、まだ決めていないなら、その判断はサイズを確定する前に行うべきです。根底にあるトレードオフについては、DOMチューブがこの価格である理由と、その強度の比較をご覧ください。

パイプとチューブ:同じものではない — チューブを使う

これは、特に構造用の製作で重要な区別で、価格だけで買い物をしていると間違えやすい点です。パイプとチューブは、サイズの決め方も等級も異なり、ロールケージ用として互換性はありません。

• チューブは構造部材です。実際の外径と肉厚でサイズと等級が決まり、ラベルの数値が、そのまま得られる数値です。
• パイプは圧力容器です。スケジュール方式のもとで呼び内径によってサイズが決まり、呼びの数値は実際の内径とは一致しません。同じ呼びサイズでは、パイプは、一般に、同程度のサイズの構造用チューブよりも、弱く、重く、寸法の一貫性が劣ります。

あらゆる構造用途、中でもロールケージが最も分かりやすい例ですが、パイプのほうが安く入手しやすい場合でも、パイプではなくチューブを使ってください。唯一の限定的な例外は、ASTM A513 Grade Bで、妥当な特性を持つ構造用パイプであり、レクリエーション用(公認外)の製作に現れます。私たちが把握する限り、公認レースでは承認されておらず、それは予算上の下限であって、既定の選択ではありません。

これは、関連してよく検索される質問「DOMパイプとは何か?」への答えでもあります。そのフレーズで検索する人は、ほぼ常にDOMチューブそのものについて尋ねており(プロセスの説明は、DOMチューブとはをご覧ください)、「パイプ」と「チューブ」は、カジュアルな検索では、ゆるく同義語として使われます。しかし、実際に製作用の材料のサイズを決めるなら、重要なのは、上の工学的な区別です。

曲げ代:チューブを曲げるとサイズが変わる

曲げが管をどれだけ変形させてよいかは、2つの別の規則が定めています。混同しないでください。

• 曲げ部の最小直径。複数の規則書の要約(ARA/FIA由来)は、曲げの最も薄い点での管の直径が、少なくとも管の呼び外径の90%でなければならないと規定しています。例:1.75インチのチューブは、どの曲げの最も狭い点でも、少なくとも1.75 × 0.9 = 1.575インチ必要です。
• 製作品質の目標としての楕円度。これとは別に、よく引用される製作の基準では、曲げの中央点での楕円度を8%以下にすることを目標としています(最も広い外径から最も狭い外径を引いた値を、呼び外径で割って測定)。これは、チューブ曲げ機器の情報源が推奨する品質目標であって、普遍的な規則書の要件ではなく、上の90%最小直径の規則とは異なる測定です。

肉厚も、曲げの外側で薄くなります。規則書が最小肉厚0.118インチを要求する場合、呼び0.120インチ(または0.125インチ)の素材を注文すれば、車検の検査員が超音波ゲージや開けた検査穴で確認したときに、曲げが規格を下回らないだけの余裕が得られます。

チューブを切る前に

車両重量と、お使いの特定の主催団体の最新の規則書が、サイズを実際に決める2つの変数であり、上の表のすべては、出発点としての参考であって、その文書の代わりにはなりません。ロールケージは安全構造です。製作に必要なサイズや肉厚について少しでも疑問があるなら、材料を曲げた後ではなく、購入する前に、規則書または車検員に確認してください。

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Danny Ni エンジニアリング＆機械システムのライター

Danny Niは、SYZ Machineでエンジニアリングを専門とするテクニカルライターで、機械部品、リンケージシステム、実際の用途に即したエンジニアリングを得意としています。アフターマーケットの車両部品、産業用ジョイント、機械の原理を扱い、複雑なエンジニアリングの概念を、エンジニア、製作者、業界のバイヤーに役立つ実践的な知見へと落とし込んでいます。

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