スピードメーターの暴走(振れ)の原因を考える

本日もご覧いただき、ありがとうございます。

北陸ツーリングの高速道路上で再発したスピードメーターの唸りと針の暴走。
症状は、遅い車を追い越す時に追い越し車線を時速100キロプラスアルファで走った時にメーターから唸り音が発生し、同時にメーターの針が踊り始めます。
具体的には、追い越しを完了して速度を時速100キロに落としても(速度はギアを6速に入れた状態のタコメーターの回転数で見当が付きます)、針は概ね120キロから180キロまでの間を不定周期で乱高下するというもの。

ない頭を使って原因を考えてみます。
今回は1枚の図以外はぜ～んぶ文字です。退屈かもしれません(^^;

下の図は以前分解して観察した記憶をもとにメーターの構造を簡単に図式化したものです。


下からのびてきている存在感の薄い青色の棒状のものは、ホイールからのびてきているスピードメーターケーブルの先端のシャフトで、オレンジ色のメーター側の回転を受ける回転軸(シャフト)に刺さっています。
オレンジ色のシャフトには緑色の永久磁石(マグネット)がついていて、これがメーターケーブルから伝わった回転を受け取って回転します。
そして、そのマグネットと数ミリの隙間を隔てて紺色の鉄製と思われるプレート(実物はドーム状のもの)がかぶさっていて、マグネットの回転を受けて、磁力で同様に回転しようとしますが、ピンク色のゼンマイ状のスプリングの力でゼロ位置に戻そうとする力が働き、この力とマグネットの回転させようとする磁力がバランスして走行中の速度が表示される、という仕組みです。

【参考記事】
　スピードメーターに注油とグリスアップ

いままで発生している一連の不具合は、このシャフト(オレンジ色)の回転部分にガタが出てマグネット(緑色)が首を振り、プレート(紺色)に接触した、または、シャフトがプレート側にせり出してしまってマグネットがプレートに接触したのではないか、と考えていました。

しかし、先日来いただいているコメントを拝見していて、そうではなく、別の原因ではないかと思い至りました。

ポイントはいくつかあるのですが、
■100キロ以下で走行しているときは発生したことがない
■いちど発生するとスピードを30キロ近辺まで落とさないと復旧しない
■暴走が止まると何事もなかったかのように正常に速度をさす
■前兆として、タウンスピードでも指針の細かい振動が発生する
■メーターケーブルにほつれが発生する
といったところですが、今回は最後の2件については確認できていません。

こうした今までの様子と、22日の記事にいただいたコメントを総合して考えると、この針の暴走は以下のようなメカニズムかと。

■オレンジのシャフトの回転フリクションが大きくなってくる
これは注油する前後でアーレンキーを差し込んで、手回しした感触を比べてみてフリクションの増大を確認できています。

■このフリクションはスピードが上がってシャフトの回転が速くなるほど大きくなる
だから低速では出なかったのでしょう。

■メーターケーブルがこのフリクションに負けて一時的に回転が鈍る
つまり、オレンジのシャフトの回転フリクションによってシャフトの回転に要する力が大きくなり、そのフリクションにメーターケーブルが負けてケーブルのチューブの中で雑巾を絞るようにねじれてしまうのだろうと思われます。

■限界点を超えると、こんどはケーブルの反力にフリクションが負けてシャフトが回る
しかし、当然のことながらケーブルも際限なくねじれることはなく、ある限界点に達してねじれることができなくなると、こんどはオレンジシャフトのフリクションが回転力に負けて回ります。
この時、ねじれたケーブルが元に戻ろうとする力がケーブルそのものがホイールによって回されている回転に加わり、シャフトは実際にホイールがケーブルを回している回転以上の回転を受け取って回されます。
この加速された回転によって、実際には100キロしか出ていないはずなのにそれ以上の速度をさしてしまう。

■あとはこれの繰り返し
おそらく、ここでケーブルのねじれが解放された時点でオレンジシャフトは正常な回転数まで戻るのだと思いますが、ここでまたフリクションがケーブルをねじり始め...という形でこのサイクルが繰り返されるのだと思います。


それなら100キロで走っているなら、ねじれが解消された時に針は100キロまで下りてきて、120キロ以上をさすことはないのではないか、という疑問もわきます。
それは、恐らくメーターの針を支えるパーツ、たぶん紺色プレートの回転軸のどこかに設置されているダンパーのせいだと思われます。
その存在を確認できていませんので図には書き込んでいませんが、そのダンパーがシャフトのフリクションによる停止でもたらされる針の急降下を妨げているのだと思います。
だから、針が実際の速度にまで下りきる前に、上記のサイクルが繰り返されてしまう。

では、そのダンパーとは何のためのダンパーか?
想像ですが、特に急発進をした際に、急に緑マグネットが回転をあげることによって、針が過敏に跳ね上がるのを防ぐ、つまりピンクのスプリングとのバランスを助ける目的と、もう一つは走行中の振動などによって針が振れるのを防ぐ目的でしょう。
こう考える根拠は、もう25年くらい前にCar Graphic TVで、イタリアのクルマに仮付されたタコメーターの針がほんの軽いブリッピングでレッドゾーンまで跳ね上がったことに驚いた松任谷正隆さんに、編集長が『たぶんダンピングがきいていないんでしょう』と解説していたのを覚えていたことです。

さて、これで唸り音まで説明できているかどうかはいささか疑わしいのですが、ケーブルがほつれてしまうことは説明できていると思います。

この推測があたっているなら、そして冒頭の図がフリクションが発生する箇所を適切に示しているなら、どこに注油をすればよいかがわかってきます。
先日、CRCを噴いた矢印の部分ですね～

長くなってしまったので、何を使うかは次回に(^^)


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