//Logo Image
作者:游景鈺,徐業良(2002-08-19);推薦:徐業良(2002-08-19)
附註:本文為接受日馳企業股份有限公司委託,針對該公司「自行車27變速系統產品開發計畫」產品規格驗證項目進行第三者驗證之內容。

日馳公司「自行車27變速系統產品規格第三者驗證報告

本實驗室接受日馳企業股份有限公司(以下將簡稱日馳公司)委託,對於該公司「自行車27變速系統產品開發計畫」產品規格進行第三者驗證,下表列出接受日馳公司委託後之第三者驗證時程表:

1. 第三者驗證進行時程表

8/4

接受日馳公司委託。

8/9

收到日馳公司驗證程序報告。

8/13

至日馳公司實際觀察各項產品規格驗證,日馳公司出席人員為襄理蔡明志以及參與各項測試之工程師。

8/19

完成第三者驗證報告

日馳公司所研發之「自行車27速變速系統」之規格驗證包括以下幾個項目:

(1)   大齒盤組規格與功能驗證

(2)   後飛輪組規格與功能驗證

(3)   後變速器規格與功能驗證

(4)   前變速器規格與功能驗證

(5)   變速撥桿規格與功能驗證

(6)   鏈條規格驗證

本報告將就此六驗證項目之原計畫規格及規格驗證方法作一概略描述,並報告第三者驗證結果。第三者驗證重點在於測試設備設計依據及是否有適當校正、測試程序是否符合相關測試標準或有其他依據、日馳公司所提供之驗證程序報告之測試結果是否滿足原計畫規格、以及現場取得之部分測試數據是否符合日馳公司所提供之驗證程序報告之測試結果。其中現場取得之部分測試數據因短時間無法完成嚴謹之測試,僅用來與日馳公司所提供之驗證程序報告之測試結果作一對照參考,數據並不列出。

1.       大齒盤組規格驗證

1.1  原計畫規格

A.         重量低於700g

B.         44/32/22,鋁冷鍛曲柄需符合曲柄落鎚實驗

C.         動態強度達到1000N/1000000cycle

D.         靜態強度450kgf以上

E.          齒片偏擺0.35mm以內

1.2  規格驗證方法

l          測試設備:

A.         一般電子秤

B.         衝擊試驗機

C.         動態強度測試機

D.         萬能測試機,弘達儀器製造,型號HT-9102,最近校正日期2002/3/26

E.          偏擺試驗機

l          測試原理與測試標準:

A.         參考指標性產品Shimano XT之大齒盤與曲柄之重量制定產品規格,量測方式以電子秤直接量測大齒盤與曲柄重量。

B.         依照日本JIS D9415標準進行垂直與水平衝擊試驗,將衝擊試驗機調整至標準規範之高度,分別對試件施以水平以及垂直衝擊。

C.         依照德國DIN 79100-2規範將大齒盤連同曲柄安裝於動態強度測試機,藉動態強度測試機模擬一踩踏力施於曲柄,連續測試1,000,000次,並觀察大齒盤與曲柄是否有破壞或鬆動情形。

D.         依照日本JIS D9415規範固定大齒盤與曲柄,以萬能試驗機施一力於曲柄,並紀錄試件破壞或齒盤與曲柄間有位移發生時之施力大小,其值即為試件之靜態強度。

E.          依照日本JIS D9418標準進行測試,固定大齒盤連同曲柄於一軸,沿大齒盤元周之平面量測其齒盤偏擺量。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告1~3頁。

1.3  第三者驗證結果

(1)   測試設備除萬能試驗機外與電子秤之外,其他測試設備皆為按照相關國際標準自行設計定作之測試機台,於各項試驗前已完成校正工作。

(2)   與相關標準對照後,衝擊試驗機台、動態測試機台設計原理與測試程序與國際標準相符,而靜態測試機則依照國際標準藉由萬能試驗機達成。偏擺試驗僅測試軸向偏擺,無徑向偏擺,與JIS D9418標準略有出入,但原計畫規格亦僅規範軸向偏擺。

(3)   2為日馳公司所提供之驗證程序報告之數據,測試結果均達到其產品規格。

(4)   各項測試現場取得之數據與表2數據或有些微差距,但均在產品規格範圍之內。其中動態強度測試需較長時間,並未要求現場取得測試數據。

2. 大齒盤規格驗證數據

測試項目

測試結果

說明

重量

683g

重量需低於700g

衝擊試驗

無破壞或鬆動情形

在標準規範之測試條件不得有破壞或鬆動情形

動態強度

無破壞或動情形

在標準規範之測試條件不得有破壞或鬆動情形

靜態強度

484.8kgf

需大於450kgf

齒片偏擺

0.35mm以內

標準規範中齒片偏擺需小於0.8mm,而指標性商品齒片偏擺為0.35mm

2.       後飛輪組規格驗證

2.1  原計畫規格

A.         齒片偏擺0.2mm以內

B.         齒片強度800kgf以上

C.         齒間距控制量:2.6±0.2mm以內

D.         耐蝕性:鹽霧試驗24小時以上無腐蝕現象

E.          重量低於300g

2.2  規格驗證方法

l          測試設備:

A.         偏擺測試機

B.         齒片強度拉力機,工研院製造,最近校正日期91/5/30

C.         塊規

D.         鹽霧試驗機,成嘉儀器製造,最近校正日期91/7/26

E.          電子秤

l          測試原理與測試標準:

A.         依照日本JIS D9418標準測試程序,固定飛輪組並保留旋轉之自由度,並設置一量表,以馬達藉由皮帶帶動飛輪組,藉以量測飛輪旋轉時齒片之偏擺量。

B.         依照日本JIS D9418標準,固定飛輪組,將鏈條至於最大齒片,並藉由鏈條對此齒片施力,標準規定須施力大於500kgf而不變形。

C.         參考指標性產品Shimano XT規格,並以塊規堆疊成2.42.8mm2.6±0.2mm)直接量測齒片間距是否藉於此範圍之間。

D.         參考業界測試標準,將飛輪組置於鹽霧測試機中,以鹽霧測試機產生酸鹼值介於6.5~7.2之間之鹽霧,持續測試24小時。

E.          參考指標性產品Shimano XTShimano XTR規格,以電子秤直接量測飛輪組重量。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告第11~13頁。

2.3  第三者驗證結果

(1)   測試設備除塊規與電子秤之外,其他測試設備皆為自行設計定作之測試機台,於各項試驗前已完成校正工作。

(2)   與相關標準對照後,齒片強度拉力機設計原理與測試程序與國際標準相符,而其他試驗項目雖沒有相關標準規範,其測量方式仍合理而可信。偏擺試驗僅測試軸向偏擺,無徑向偏擺,與JIS D9418標準略有出入,但原計畫規格亦僅規範軸向偏擺。

(3)   3為日馳公司所提供之驗證程序報告之數據,測試結果均達到其產品規格。

(4)   各項測試現場取得之數據與表3數據或有些微差距,但均在產品規格範圍之內。其中耐蝕性試驗需花費24小時,並未要求現場操作測試,僅觀察先前測試後之試件。

3. 後飛輪組規格驗證數據

測試項目

測試結果

說明

齒片偏擺

0.148mm(平均值)

標準規範需小於0.5mm

齒片強度

812.25kgf(平均值)

標準規範需大於500kgf

齒片間距控制量

介於2.6±0.2mm範圍之中

指標性產品之規格為2.6±0.2mm

耐蝕性

經過24小時無腐蝕痕跡

業界檢驗標準為16~24小時

重量

272.5g

指標性產品Shimano XT以及XTR分別為300g262g

3.       後變速器規格驗證

3.1 原計畫規格

A.         重量低於300g

B.         齒容量43T以上(包含43T

C.         操作力變化量在3.5kgf以內

D.         疲勞測試:6kgf/20,000 cycles

E.          變速器晃動量

3.2 規格驗證方法

l          測試設備:

A.         電子秤

B.         不需測試設備

C.         操作力測試機

D.         疲勞測試機

E.          晃動量測試機

l          測試原理與測試標準:

A.         參考指標性產品Shimano XTShimano XTR規格,以電子秤直接量測後變速器重量。

B.         由大齒盤齒數與飛輪齒數計算。

C.         測量變速器由最小齒切換至最大齒之操作力大小。

D.         施以一6kgf之力模擬鏈條產生之阻力於變速器,重複操作變數器做動20,000次。其施力值並無標準規範,6kgf為實際測量正常情形鏈條於後變速器產生之阻力而制定,其規格制定則為實際對指標性產品Shimano XT測試而制定。

E.          固定變速器,量測施500g之力於變速器時變速器之位移量。本測試並無標準規範,規格制定以相同之條件測試指標性產品Shimano XT而制定。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告第22~25頁。

3.3 第三者驗證結果

(1)   操作力測試機、疲勞測試機、晃動量測試機為按照其實驗需求所設計製作之測試機台,其中包含應變規以及游標卡尺等一般性量測儀器並無校正資料外,其餘機台部份於試驗前已完成校正工作。

(2)   各項測試是參考指標性產品Shimano XTShimano XTR之規格而制定,各項測試之重要參數中,疲勞測試中所施6kgf之力為實際試驗鏈條於後變速器產生之阻力所得之數值,而晃動量測試中所施500g之力為自行設定之數值。

(3)   4為日馳公司所提供之驗證程序報告之數據。其中晃動量規格並未詳細列出,僅有相同實驗條件下,指標性產品之規格作為參考。晃動量測試之結果較相同實驗條件下指標性產品之規格稍大。其他項目測試結果均符合產品規格。

(4)   各項測試現場取得之數據與表4數據或有些微差距,但均在產品規格範圍之內。其中疲勞測試需較長之試驗時間,並未要求現場操作測試。

4. 後變速器規格驗證數據

測試項目

測試結果

說明

重量

290.5

指標性產品Shimano XT以及XTR分別為300g262g

齒容量

43

與指標性產品Shimano XT規格相同

操作力變化量

最大操作力差2.8kgf

其自訂規格為3.5kgf以內

疲勞測試

無破壞或變形現象

 

晃動量測試

0.8~0.9mm

指標性產品Shimano XT規格為0.7~0.8

4.       前變速器規格驗證

4.1 原計畫規格

A.         重量低於138g

B.         齒容量22T以上(包含22T

C.         操作力在4~6kgf以內

D.         疲勞測試:10kgf/5000 cycles

E.          變速器晃動量:施力3公斤晃動量需小於2.4mm,施力5公斤需小於3.5mm

4.2 規格驗證方法

l          測試設備

同後變速器所使用之測試設備。

l          測試原理與測試標準

A.           參考指標性產品Shimano XTShimano XTR規格,以電子秤直接量測前變速器重量。

B.           由大齒盤齒數計算。

C.           測量變速器由最小齒切換至最大齒之操作力大小。

D.           施以一10kgf之力模擬鏈條產生之阻力於變速器,重複操作變數器做動5000次。其施力值並無標準規範,10kgf為實際測量正常情形鏈條於前變速器產生之阻力而制定,其規格制定則為實際對指標性產品Shimano XT測試而制定。

E.            固定變速器,分別量測施3kgf5kgf之力於變速器時變速器之位移量。本測試並無標準規範,規格制定以相同之條件測試指標性產品Shimano XT而制定。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告第34~41頁。

4.3 第三者驗證結果

(1)   測試設備之設計與校正資料與後變速器相同。

(2)   各項測試是參考指標性產品Shimano XTShimano XTR之規格而制定,各項測試之重要參數中,疲勞測試中所施10kgf之力為實際試驗鏈條於前變速器產生之阻力所得之數值,而晃動量測試中所施3kgf5kgf之力為自行設定之數值。

(3)   5為為日馳公司所提供之驗證程序報告之數據。其中重量測試方面並未達到其產品規格,其主要原因為測試所使用之變速撥動片為快速成型之鑄造件,重量較重,而未來實際量產時將使用鈑金件。日馳公司產品驗證程序報告第40頁指出,根據日馳製造經驗,預期之撥動片重量將可以降低至50g以內,使整體重量符合其產品規格,但此項估計仍須具體數據(如CAD實體模型重量估計)佐證。其他項目測試結果均符合產品規格。

(4)   各項測試現場取得之數據與表5數據或有些微差距,但均在產品規格範圍之內。其中疲勞測試需較長之試驗時間,並未要求現場操作測試。

5. 前變速器規格驗證數據

測試項目

測試結果

說明

重量

204.5g

指標性產品Shimano XT以及XTR分別為131g138g

齒容量

22

與指標性產品Shimano XT規格相同

操作力

操作力介於4~6kgf

其自訂規格為3.5kgf以內

疲勞測試

無破壞或變形現象

 

晃動量測試

3kgf1.15mm(平均值),5kgf1.55mm(平均值)

指標性產品Shimano XTShimano XTR規格分別為3公斤2.4mm0.9mm5公斤3.5mm1.5mm

5.       變速撥桿規格驗證

5.1原計畫規格

A.         重量低於300g

B.         定位精度0.15mm以內

C.         最大操作力低於4~6kgf

5.2規格驗證方法

l          測試設備

A.         電子秤

B.         把手行程測試機

C.         拉力量測器

l          測試原理與測試標準

A.     參考指標性產品Shimano XTShimano XTR規格,以電子秤直接量測變速撥桿重量。

B.      本實驗並無標準規範,規格制定以相同之條件測試指標性產品Shimano XTR而制定。藉由把手行程測試機分別測量上鏈與下鏈時各變速檔位下驅動內線之位移量,連續測量10次計算其定位誤差。

C.     本測試並無標準規範,測試方式直接以拉力量測器量測操作變速器變速,於各檔為所需之操作力,規格制定並未列出相關依據。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告第46~52頁。

5.3第三者驗證結果

(1)   把手行程測試機為按照其實驗需求所設計製作之測試機台,量測的部份僅有一游標尺為測量儀器,其他試驗所使用之儀器為一般電子秤以及拉力量測器,上述三者皆為一般性測量儀器,並無校正資料。

(2)   各項測試中重量與定位精度,是參考指標性產品Shimano XTShimano XTR之規格而制定,定位精度測試中,於驅動內線一端施以3.74kg之法碼,為自行設定之測試參數。操作力測試並未列出規格訂定及測試方式之參考依據。

(3)   6為日馳公司所提供之驗證程序報告之數據,測試結果均達到其產品規格。

(4)   各項測試現場取得之數據與表6數據或有些微差距,但均在產品規格範圍之內。

6. 變速撥桿規格驗證數據

測試項目

測試結果

說明

重量

206.5g

指標性產品Shimano XT以及XTR分別為248g252g

定位精度

0.07mm

與指標性產品Shimano XTR定位精度為0.15mm

操作力

最大操作力為4.15kgf

 

6.       鏈條規格驗證

6.1 原計畫規格

A.     抗拉強度大於1000kgf

B.      Pin power大於200kgf

C.     Pin硬度HV520以上(HRA76以上)

D.     長度變形控制介於-0.08%~0.24%

E.      重量小於310g

6.2規格驗證方法

l        測試設備:

A.         萬能試驗機

B.         萬能試驗機

C.         硬度試驗機

D.         長度量測機

E.          電子秤

l        測試原理與測試標準:

A.         依據日本JIS D9417標準,以萬能試驗機施力於鏈條試件,根據標準其鏈條試件件必須至少五節以上,量測鏈條拉斷時之施力值。

B.         依據日本JIS D9417標準,以萬能試驗機施力於鏈銷(pin),量測固定栓鬆脫時之施力值。

C.         依據日本JIS D9417標準,以硬度測試機直接量測鏈銷、鏈襯套與鏈滾輪硬度。

D.         依據日本JIS D9417標準,以長度試驗機量測施加12.5kgf之荷重時之鏈條長度變形量。

E.          參考指標性產品Shimano XT,以電子秤直接量測鏈條重量。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告第56~63頁。

6.3第三者驗證結果

(1) 鍊條規格驗證為日馳公司委託委託雅邦公司進行,並未在現場驗證測試機台。

(2) 與相關標準對照後,日馳公司所提供之驗證程序報告中敘述之測試機台設計原理與測試程序與國際標準相符。

(3) 7為日馳公司所提供之驗證程序報告之數據,測試結果均達到其產品規格。

(4) 各項測試並未在現場取數據。

7. 鏈條規格驗證數據

測試項目

測試結果

說明

抗拉強度

1045kgf(平均值)

標準規範需大於820kgf,指標性產品Shimano XT1000kgf以上

PIN POWER

381.2 kgf(平均值)

標準規範需大於80kgf,指標性產品Shimano XT200kgf以上

PIN硬度

HV821(平均值)

標準規範序大於HV520

長度變形控制

介於1~2之間(平均值)

標準規範需介於-0.08%~3.048之間

重量

305.9g(平均值)

規格為310g以下,指標性產品Shimano XTShimano XTR規格為304g

7.       整合系統驗證報告

7.1 原計畫規格

A.         Shimano變速系統元件相容

B.         定點上鏈機率95%以上,定點下鏈率65%以上

C.         重量1960g以內

7.2 測試原理與測試標準

l        測試設備:

A.         導線偏移量測試機、把手行程測試機

B.         自行車測試機,為日馳公司之「27速變速系統產品開發計畫」所研發之測試設備

C.         電子秤

l        測試原理與測試標準:

A.         量測Shimano變速系統元件與日馳變速系統元件交互搭配使用時,各種不同的搭配在上下鏈之穩定區域是否有交集,並將此穩定區域與日馳變速撥桿之各檔位行程包容區比對,若穩定區域與把手包容區有交集,則表示各項系統元件可與Shimano系列產品相容。

B.         將變速系統安裝於自行車測試機量測。

C.         將先前實驗中各項變速元件之重量加總可得。

詳細測試步驟列於日馳公司產品驗證程序報告第64~66頁,Shimano compatible驗證部份則分散列於日馳公司產品驗證程序報告中大齒盤組、後飛輪組、後變速器、前變速器以及變速撥桿驗證報告之後。

7.3 第三者驗證結果

(1)   Shimano相容性試驗,需逐一測試日馳變速器與Shimano變速器元件交互搭配使用之各項數據,程序十分複雜,並未要求現場操作測試,僅對其測試原理以及測試設備進行驗證。詳細閱讀日馳公司產品驗證程序報告並與日馳公司人員討論後,認為其驗證程序與結果應屬合理可信。

(2)   進行第三者驗證前並未獲得定點上下鏈機率測試之詳細測試報告,故現場驗證時並不知有此項測試,未及要求現場觀察測試機台。然而日馳公司產品驗證程序報告中說明此測試設備為其「27速變速系統產品開發計畫」所開發之測試設備,其設計與測試原理應屬研究計畫審查內容一部份,因此本報告中對此部分未做驗證。

(3)   經過計算,重量測試為1963g,超出其規格,主要為前變速器超出重量規格,而導致整體重量過高,前變速器過重之主要原因已於前變速器規格驗證中敘述。