この記事はCycle Worldに掲載されました。
かつて、デイトナの練習走行中にピットレーンを歩くのは目の保養であり、大きな魅力の一つはファクトリーバイクに使われた軽量なマグネシウム製パーツでした。私が自作したカワサキH2-R750には、1970～71年型500ccトリプルから引き継いだ、ありきたりなグレーの鋳造アルミ製イグニッションカバーとプライマリーギアカバーが付いていました。しかし、ファクトリーバイクでは、これらのパーツはダウ19と呼ばれることもある金色のクロム酸処理で仕上げられていました。魅力的なのは、入手困難で、エキゾチックで、素晴らしいからです。1976年、ヤマハがデイトナに4気筒モノショックの0W-31エンジンを搭載した、入手困難なTZ750バージョンを持ち込んだとき、マグネシウム製パワージェットキャブレターは、奇妙な、まるで毛羽立ったような茶色でした。おそらく、二クロム酸処理によるものでしょう。他のプロセスは、生産型 TZ750 の黒いクラッチ カバーとクラッチ リリース レバーに見られるように、塗装の下地を提供するのに使用されます。
これらの部品に特別な仕上げが施されているのは、海賊に不快感を与えるためではありません。マグネシウムは反応性の高い金属であり、特に腐食に弱いため、必要不可欠なものでした。（航空機エンジンのオイルポンプを所有していますが、チョークのようなもので覆われているように見えますが、実際にはひどく腐食したマグネシウムです。）
マグネシウムは密度が1.8と低いため、レーシングマシンへの使用に適しています。つまり、この金属を一定体積で使用した場合、同体積の水のわずか1.8倍の重さしかありません。鉄と鋼の密度はそれぞれ7.8、アルミニウムの密度は2.8なので、マグネシウムが好まれるのは当然です。自動車業界がインテークマニホールドやラジエーターヘッダータンクなどの部品に特殊プラスチックを採用し始めたのは周知の事実です。マグネシウムと同様に、マグネシウムの目的は軽量化ですが、プラスチックは耐腐食性を備えています。
軽量であることは通常、欠点を伴うものですが、マグネシウムの場合はヤング率で示される剛性の低さです。ヤング率は、材料が張力や圧縮を受けた際の長さの変化に耐える能力の尺度です。鋼鉄の場合、この係数は約3000万ですが、マグネシウムの場合はその5分の1しかありません。これを超希少金属であるベリリウムと比較してみましょう。ベリリウムの密度はマグネシウムと同じですが、ヤング率は約4400万と、鋼鉄よりも硬いのです。人生は妥協の産物です。ベリリウムは高価であり、Beの破片や粉塵を吸い込むとベリリウム症、つまり金属中毒を引き起こします。
さらに厄介なのは、マグネシウムが中程度の高温（華氏200度以上）でも応力を受けると、その挙動、すなわちクリープ抵抗です。多くのエンジニアがマグネシウムを「バター」とみなすのは、この特性のためです。1930年代、ベロセット・モーターサイクルのレーシングエンジニアだったハロルド・ウィリスは、マグネシウムを「トラブルメタル」と呼んでいました。マグネシウムホイールのパイオニアであるエリオット・モリスがロッキード社の友人にマグネシウム合金に関する最新情報を尋ねたところ、「もうあんな厄介な金属には手を出さない。今ではどんなものでも持ち上げられるエンジンがあるんだから」と言われました。
しかし、マグネシウムは加えられた応力に順応する性質があり、数十年にわたりケニー・ロバーツと共に数々のレーシングプロジェクトに携わってきたバド・アクランドはマグネシウムを高く評価しました。彼はアルミニウムよりもマグネシウムのクランクケースを好むと述べています。
ホンダが不振に終わった楕円ピストン4ストロークV4エンジンNR500を廃止し、代わりに2ストローク3気筒エンジンNS3を投入した時、フレディ・スペンサーは2年目に500cc世界選手権のタイトルを獲得した。マグネティッククランクケースは使用中に徐々に変形したが、600km走行時に再加工することで元の寸法に戻すことができた。当初の計画は正しかったが、スペンサーの高回転ダウンシフトと低速ギアでのオーバーレブにより、叩き潰されたクランクケースは600km走行時点で「スクラップ同然」の状態になっていた。
これが、今日のレーシングバイクにおいてマグネシウムが主にホイール、ケースカバー、そして小さく扱いにくい鋳物部品として使用されている理由を説明しています。自動車業界はCAFE燃費基準を満たすために常に軽量化を追求しており、シートフレームなどに用いられる改良型マグネシウム合金の開発に資金を投入しているため、将来的にはバイクにマグネシウムがさらに多く使用されるようになると予測する人もいます。
エリオット・モリスが1973年に7本スポークのバイクマグを初めて発売した際、彼はユーザーに対し、ホイールを年に一度は剥離し、浸透液でひび割れの有無を確認するよう強く勧めました。表面に染料を塗布します。ひび割れがあれば、染料が浸透します。その後、ホイールを溶剤で洗浄し、吸収性の白いチョークで軽く塗ると、ひび割れはチョークのコーティングに染み込んだ染料の色のついた線として現れます。今日では、多くのレーシングマグホイールは鍛造製法で作られており、素材の疲労強度が大幅に向上しています。鍛造ホイールによって、より細いスポークでも安全に使用できるようになりました。多くのライダーが、舗装路でもダートでも、より「柔らかく」、より柔軟なホイールの性能を好むからです。
マグネシウムピストンと空冷シリンダーを使った実験は行われたものの、成功には至りませんでした。フォルクスワーゲンは、ビートルの水平対向4気筒エンジンのクランクケースにマグネシウムとアルミニウムの合金を使用したことで有名です。
マグネシウムの反応性による大きな影響の一つとして、切削片や薄片は空気中で容易に発火し、強烈な白光を発して燃えることがあります。1978年6月のある日、マグネシウム板からブレーキディスクキャリアを機械加工していた時、鈍くなった工具が旋盤上の切削片に摩擦熱で点火し、工場が火事になりそうになるほどの炎をあげました。どうしてもマグネシウムを加工する必要がある場合は、非常に鋭利な切削工具のみを使用し、切削片が堆積しないように注意してください。
数年後、私はブレンボのマルケジーニ社製マグホイール工場を見学し、マグネシウム片の取り扱いに関してそこで取られている入念な予防措置を目にしました。
昔の写真用フラッシュバルブを覚えている方はいらっしゃいますか？プラスチックコーティングされたガラス球の中に、酸素の中で絡み合ったマグネシウムの「ウール」が封入されていました。電気で点火すると、鮮やかな光のパルスが発せられました。
第二次世界大戦中のボーイングB-29爆撃機のエンジンによく見られた事故の一つが、吸気火災、つまり吸気システム内の圧縮混合気が逆火によって点火する現象でした。この現象によってマグネシウム製のスーパーチャージャー・ディフューザー鋳物が発火した場合、11名の乗組員は30秒から60秒以内に飛び降りなければならず、その前に激しい炎がアルミニウム製の主翼桁に吹き返し、翼が折れてしまいます。歴史家はB-29エンジンのクランクケースはマグネシウム製だったとしばしば主張してきましたが、これは誤りです。実際には鍛造鋼でした。
交通史を学んでいる方なら、「エレクトロン」と呼ばれる軽合金について聞いたことがあるかもしれません。この合金は、ツェッペリンのフレームやヒストリックレーシングカーに使用されていました。これらの合金は、通常、マグネシウム90%、アルミニウム9%、その他1%で構成されていました。
マグネシウムは軽量であるだけでなく、鋳造や機械加工が容易であるため、さまざまな用途に適しています。
