前回の記事で紹介しましたホイールを再度作り直しました。

Ford博士の理論を参考にしています。博士はスポークの中間部を細くしたバテッドスポークを使うことでホイールが体重の重みで地面部分が凹むのを軽減することが出来ると論証しています。

ホイールは出来るだけ真円を保つことが大切です。スポークを取り換えることだけで可能ならとても有効な方法です。安価に改良できるということでは最高です。

しかし細いスポークはねじれが生じやすいので取り扱いはとても難しいです。技術的な裏付けがないとダメです。

改良ではサピムのCX-RAYのような扁平スポークに取り換えるのが一番よいと考えますが価格的には3倍の値段ですのであまり現実的ではありません。最安値のホイールを改良するのですからスポークも安価であるほうが望ましいと思います。勿論CX-RAYに替えるなら一番良いでしょう。

前輪スポークの２ｍｍ丸スポークからTB2015（2.2/1,5/2.0mm）のトリプルバテッドに、後輪ドライブ側にはTB2018（2.2/1.8/2.0mm）のトリプルバテッド、後輪非ドライブ側にTB2015 （2.2/1.5/2.0mm）に交換することで剛性を下げることなく軽量化を図ることにしました。

Ford博士の理論では軽量化にはバテッドスポークが有効です。２ｍｍのストレートスポークを交換してリムの変形を少なくできるバテッドスポークに替えることで駆動ロスを減らせます。

もともと重量のあるリムは変形しにくいのでこのバテッドスポークに組み替えることでホイールの軽量化を図ると共にリムの変形を防ぐことが出来るので回転の効率は上がります。これは大きなポイントです。

今回のホイールは重量があります。漕ぎ出しはけっして軽くありませんがスピードに乗るとぐんぐんと加速するホイールが出来上がります。軽いホイールではありませんので登りも含めたオールラウンドのホイールではありません。しかしながら平地や丘陵地帯では力を発揮するホイールとなります。スポークをバテッドに取り換えるのは安価にグレードアップできる方法として期待できます。

完成車についている安価なホイールはとても良いサンプルとなるでしょう。高価なホイールに買い換える前に試すのも良いかと思います。

どうして格安ホイールを販売できるのか疑問に思い英国の通販サイトで購入しましたホイールです。サイトでの評価は割れています。失敗と思った人、値段なりという評価、コスパが良くて普段使いにはこんな素晴らしいホイールはないという評価、大きく左右に割れる評価です。

実際はどうなのか約12000円の格安アルミディスクホイールを分解して調べてみることにしました。

前輪９２０ｇ後輪１１８３ｇのホイールを分解しますとこのような部品でした。

リム　５７８ｇ

ハブ　前輪１６１ｇ　後輪４２２ｇ

スポーク　前輪24本　１７１ｇ　後輪24本１７２ｇ

ニップル　前輪24個　２３ｇ　後輪24個　２３ｇ

リムもハブもスポークもすべて非常に重い部品でした。

リムの５７５ｇは驚きです。この重量のリムは初めてです。

ハブの重量もびっくりします。

スポークは２ｍｍの丸スポークです。

ニップルはブラスです。

ハブの重さは気にはなりますが中心部の重さですのでホイールの回転には影響しないと考えます。とても重いハブですが重いということは丈夫ということでもあります。このハブの軸とフリーがスチールでした。重い理由はこれです。

いつも使うTNIのREVOハブは２４３ｇでボディーも軸もフリーもすべてアルミです。この違いが重量に出ています。ベアリングの性能差はあることはあるのでしょうがあまり問題ないと思っています。回転性能は十分と考えます。スチールの部品は重量に大きく影響しますが安価で丈夫です。軽くするためにアルミの部品にすれば値段が高くなります。この安価で丈夫なことは大きなマイナス要因ではありません。

リムは非常に重いリムでした。今まで軽量したリムの中で最も重いリムでした。普段重くても５００ｇくらいのリムばかりなので５７５ｇはびっくりしました。とても重いです。

シマノホイールでも安価なホイールを分解したときのリムは５５９ｇでした。この時も驚きましたがこれを上回るリムでした。しかし重いということは丈夫で剛性が高いということでもあります。この点が大切です。

自転車のホイールは回転して前に進むのですが地面に接しているところは常に凹んでいます。凹みは連続しているのですがこの凹みは駆動ロスにつながります。真円で凹みが少ないほどロスが少ない訳です。

重くて丈夫なリムは剛性があるので変形しにくいわけで、凹みが少なく真円に近い状態で前に進行するのではないかと考えます。漕ぎ出しは重いがスピードに乗ると凹まない分よく進むと考えます。登りには適しませんが平地では使えるリムとして有望です。

以前の記事に取り上げましたFord博士の理論ではバテッドスポークにすればストレートスポークよりも軽量化を図れてリムの凹みは少ないと実験証明しています。

重くても変形しにくいリムを使ってバテッドスポークでホイールを組みたてればFord博士の理論を使えると思います。駆動ロスの少ないホイールが出来ることになります。ホイールは軽いに越したことはありませんがよく走るホイールは軽さだけでもないということです。楽しみが出来ました。このホイールを組み替えてみます。

お客さまから11月20日のソフトスポーキング記事について賛同というか同じ経験をされたとご連絡いただきました。乗り味が柔らかくなるのでスポークテンションを緩くしておきますと自転車屋さんから言われたというお話です。

スポークのテンションを高い低いの調整で乗り味を変えるという方法は全く理にかなっていません。

柔らかく乗るということでスポークテンションを緩くするということはスポーク折れにつながります。ホイールにとって良いことではありません。お客様は緩く作られたスポークが何度も折れた経験があるので最終的にはご自分でホイールを作ることにしたといっておられます。

テンションを緩めて乗り味を柔らかくする。この考えは意外と広くはびこっています。あるビルダーさんの作ったホイールを点検させていただいたことがありますが前輪は７４ｋｇｆでした。このビルダーさんには適正値かもしれませんが私は緩いと思います。

ホイールは地面に接する場所は凹んでいます。この連続で前に進んでいるのですがテンションが緩いと凹む率も高くなります。均質にスポークテンションが７４ｋｇｆならまだ凹んでいるところは50ｋｇｆ以上を保つことが出来ますがテンションのバラつきが大きい場合に問題が起こります。クリンチャーの場合タイヤをはめるとビードが影響して１０～１５％スポークテンションが下がります。これはどんなホイールも同じです。テンションのバラつき度が高く、おまけに緩いスポークとなりますとスポークは折れやすいです。

下のグラフは同じホイールの後輪グラフです。今度は驚くばかりのハイテンションです。11枚のギアになったためどうしても左スポークは緩くなります。当然右側を高くするのですがハイテンション過ぎるのも問題です。

高いほうが良いのかということになりますが今度はリム、スポークの強度に影響しますので高すぎるのもだめです。この辺りは経験になりますが前輪は100~110kgf、後輪はドライブ側を１２０～１３０ｋｇｆあたりに納めるのが良いようです。しかし正解はありません。低すぎるのもだめ、高すぎるのもだめということです。ホイール作りは難しいです。

一輪車競技で全国的にとても有名な方がおられます。この選手にカーボンリムで作った一輪車の乗り心地を試していただきました。

一輪車なら体重がリムだけに荷重されます。選手所有のアルミリム一輪車と乗り比べていただき印象をお聞かせいただきました。結果は乗りやすくスピードが違うということでした。残念ながらタイムは測っていません。印象を伺っただけです。客観的なデータがないのでブログ記事にするのはためらったのですが敢えて記事にいたしました。

選手は2種類の車輪を持っておられました。どちらもアルミリムで作られています。

手組ホイールファンの一輪車はカーボンリムで作ったカーボン一輪車です。36mm高28mm幅の定番ホイールに使用するリムで作りました。今回の試乗で一輪車というものを初めて知ったのですが構造はとてもシンプルです。ハブもママチャリ用のハブみたいな構造で、直接ハブフランジ外側にベアリングを取り付けます。自転車のフォークにサドルを取り付けるというような構造です。いろいろと調べてみますと一輪車は奥が深いです。あまり詳しくないのですが演舞、スピード競技があるようです。

さて、今回使用しましたハブは48穴のハブでした。販売されているハブは36穴と48穴ハブがあります。今回は48穴ハブを使い、リムは24穴リムです。穴を一つ飛ばしで組むことにしました。

スポークはWing２１です。細いスポークですが乗り手の体重を考えますと十分剛性を得られると考えています。選手所有の一輪車のスポークは13番の太いスポークです。伺った話ではとても硬い乗り心地だそうです。やはりスポークが太いの影響していると思います。

作りました一輪車を選手に試していただきました。選手の一輪車とはずいぶん印象が違ったようです。転がりがアルミリムのホイールとは比較にならないくらい楽に回ったと話されています。

この結果を聞くのが目的です。 やはり思っていた通りでした。カーボンリムとアルミリムでは剛性が違います。自転車は乗り手の体重で地面に接する部分は凹んでいます。常に地面と接している部分は凹んでいる状態が続きます。ホイールが前にすすんでいる間は凹みが連続します。この凹みの大きさが大きいか小さいかが前に進む力に影響するわけです。リムの剛性が高いと凹みは少ない訳で、駆動ロスが少なく回転するということになります。ホイールの良し悪しはリムの剛性が大きく影響するということになります。

一輪車の場合とてもシンプルな構造なのではっきりとホイールの優劣が分かります。余計なものが入らないのでリムの剛性がはっきりします。選手の力が変わらなければホイールの良さで成績は大きく変わると思います。今回の試乗からカーボンリムの剛性が高いのがよくわかりました。一輪車のスピード競技にもカーボンホイールを使う選手が出てくると思っています。