前輪ホイールを作成

スポークテンションの均一化が重要である一例をお知らせします。

 

仮組が終わり振れ取台に乗せて振れ取台のダイヤルゲージだけを頼りに組み上げました。

テンションメーターのチェックを省いて作り上げました。縦振れ横振れも少なくきれいに回るホイールです。ストレスリリーブも行いきれいに回っています。

 

テンションメーターでチェックしました。グラフがこれです。

グラフを見ると強く引っ張っている点が3カ所ありこれによりバランスが取れています。このためホイールの回転は綺麗に振れなく回っています。普通ならきれいに回るのでこれで完成となります。

 

この状態で長期間使っていますとスポークテンションの緩い部分から振れが起こります。スポークにかかる力が偏ることになり大きく力がかかっている部分に金属疲労を起こしやすくなります。これがスポーク折れ、ニップル飛びを起こすことになります。

 

このときの対処方法はスポークテンションの均一化です。均一にスポークを引っ張っていれば力は均等に分散されます。テンションの偏りを防ぐことがとても重要です。

スポークテンションを測り前後のスポークを緩めたり強めたりしてできるだけ均等にします。100%同一にする必要はありません。振れと均一化の一番ころ合いのいいところを求めることが必要です。

できるだけ均一になるようにして振れを出来るだけ抑えるように再調整したグラフがこれです。

この状態で完成です。回転ロスが少なくトラブルも最小限に防ぐことができるホイールです。

 

グラフツールを紹介します。

パークツールのテンショングラフツール、スポークサービスのツール、どちらも使いやすいのでお勧めです。

https://spokeservice.ca/utilities/spoke-tension

https://www.parktool.com/blog/repair-help/wheel-tension-balance-app-instructions

2クロス3クロスホイールのスポークテンションを考える②

下記のオフセットリムを使ってホイールを作ることも考えました。

 

キンリンXR31RT ERD 580mm 3mmオフセット

 

シマノ FH6700 24h 左右PCD 44/45mm 左CTF38.2mm右18.7mm

 

右2クロス左2クロスでスポーク長を計算します。

結果はこうです。

左 280.1mm 右 278.2mm

 

後輪スポークテンションは下記の式で左右均衡します。

リムのスポークホールが3mmずれるということはハブのセンターが3mmずれると考えます。

左テンション=右テンション*(18.7+3)/(38.2-3)*(280.1/278.2)

=右テンション*(21.7/35.2)*(280.1/278.2)

右テンションを100としますと

100*0.616*1.007=62.0

左は62.0で均衡します。

 

通常のノーマルリムで2/3クロスの場合

 

左を3クロスでスポーク長を出しますと

左 291.6mm 右 278mm

 

後輪スポークテンションは下記の式で左右均衡します。

左テンション=右テンション*(18.7/38.2)*(291.6/278)

右テンションを100としますと

100*0.489*1.049=51.3

左は51.3で均衡します。

 

10.7%違います。あくまで理論上の話です。

 

3mmオフセットのリムを使うと2クロス/3クロスなどのスポークの組み方を工夫しなくても約10%左のテンションを高めることができます。

 

シマノホイール一番下位のホイールでもオフセットリムを使っています。低コストで高いパフォーマンスを得るにはオフセットリムを使うことがベストの方法と考えられます。

他に2:1組などがありますがこの場合ハブは専用ハブが必要です。

いろいろ手組されている方のブログにはヨンロクと書かれています。なるほど左右2クロスで組むより2%左テンションが上がるのですが劇的にホイールのパフォーマンスが向上すると期待してはいけないと思います。

オフセットリムを使えばいい話です。

 

 

2クロス3クロスホイールのスポークテンションを考える

下記のリム、ハブを使って後輪ホイールを作ろうと思います。

 

キンリンXR31T ERD 580mm

 

シマノ FH6700 24h 左右PCD 44/45mm 左CTF38.2mm右18.7mm

 

右2クロス左2クロスでスポーク長を計算します。

結果は

左 280.6mm 右 278mm

 

後輪スポークテンションは下記の式で左右均衡します。

左テンション=右テンション*(18.7/38.2)*(280.6/278)

右テンションを100としますと

100*0.489*1.009

左は49.3で均衡します。

 

左を3クロスでスポーク長を出しますと

左 291.6mm 右 278mm

 

後輪スポークテンションは下記の式で左右均衡します。

左テンション=右テンション*(18.7/38.2)*(291.6/278)

右テンションを100としますと

100*0.489*1.049

左は51.3で均衡します。

 

2%違います。あくまで理論上の話です。この差は大きいのか小さいのか?

大きいといえば大きいし、なんやそれだけという人もあると思います。

私は作りやすい2クロス2クロスでやろうと思っています。

アルミニップルの弱点

今販売されているアルミニップルは7075アルミニウムを使っていますのでとても堅牢です。しかし強度的にはブラスの方が安定感はあります。重量の事を考えますと32hのホイールではブラスは32g、アルミでは10gで22g軽くできます。外周部で22gの減量は大きいとおもいます。

完組ホイールはブラスを使われていることが多いのはトラブルを避けるためと考えます。

いま販売されているアルミニップルは強いがブラスには劣る、ではどうすれば生かせるのかを考えます。

結論から言いますとニップルの頭部が残っていてスポークが短い場合注意が必要です。

アルミニップルの弱点をよく理解してホイール作りをおこなうが大切です。

赤の→ここで壊れる

「アルミニップルの逆戻りはだめ、一発勝負で作ること」と書いているフォーラムを見ましたが私はおかしなこといってるなと思いました。少しくらい逆戻りをしても今のニップルは強くてそんなことは気にする必要ないと思います。テンションの調整時には逆回りもありと思います。

アルミニップルの弱点はスポークが短い時に起こるのです。上、右図のようにスポークがニップル頭部のネジの最後の部分までスポークが回っている状態ではニップルは壊れません。ニップル頭部分までスポークのネジ部分が入っていますとニップルが折れることはありません。

スポーク長の計算するのに注意が必要です。

 

私の場合、

以前に書きましたがERDを測るときの準備する200mmのスポークにニップルを取り付けますがこのニップルのネジを一番深いところまで回してスポークを準備しています。

200mmのスポークにニップルを取り付ける
スポークの頭が見えます
ニップルネジ部分の最後までスポークを通す

 

ERDを計算するときから長めのスポークになるようにしておけばアルミニップルを使っても問題ないスポーク長になります。スポーク長が小数点の場合切り上げします。例えば280.1は281でスポーク長を出します。

計算を間違ってアルミニップルの頭の部分までスポークが来なかった場合ブラスニップルにするかスポークをやり直しする方がいいと思います。今のアルミニップルは堅固な材料を使っていますので壊れにくいです。しかしスポーク自体がニップルの最後のネジ部分まで来ていない場合は経年変化で折れることが予測されます。十分注意が必要です。

私はまだ一度もニップルの頭が飛んだトラブルにあったことはありません。

  • スポークテンションを揃えておけばニップルは緩み難い。
  • ニップルのネジの最後まで回せる長さにする。つまり長めのスポーク長です。

この2つを守ればいいのです。軽量化につながるアルミニップルを使わない手はないと思います。

カラースポークのホイール

カラースポークのストックが沢山あり、いい機会に使おうと思っていました。

シマノハブセット アルテグラのディスコンHB6700,HF6700バルク品が手に入りました。バルクですので少し傷があったりしますが新品です。

スポーク長の計算、スポークカットといつものように行い組み立てました。

スポークテンションはいつものように前輪は100~110kgfで後輪は120kgf前後で仕上げるのですがここで注意が必要です。

カラースポークはテンションメーターの換算表では正確に測れません。スポークの表面にペイント処理がされていますとテンションメーターは正確に読み取れません。15~20%違うといわれています。

ではどうしたらいいのか?

テンションメーターのキャリブレーションが必要です。私はキャリブレーション用の道具を持っていますのでカラースポークを使っての100kgf、120kgfを計測してホイールを作ることにしました。

校正中 100kgf、120kgfを測る

今回のような場合は特殊と思います。カラースポークはあまり販売されていませんしカラースポークのホイールもほとんどない状態です。時々赤色のフルクラムを見受けるくらいです。知っておかれるといいくらいの話ですが、赤のフルクラムを持っておられる方はテンションの基準が分からないし緩んだスポークを戻すにもテンションメーターで正確に測れないということです。新品の時に測っておくことが必要です。

 

別に走れるからそんなにテンション、テンションという必要はないという方が多いと思いますが私は気になります。せっかくのいいホイールが正しくパフォーマンス出せないなら残念です。

Light Bicycle カーボンリム

カーボンホイールを久しぶりに作ろうと思いリムを物色していました。

今まではGigantexのリムを買っていましたが海外の有名なビルダーのブログを読むと出てきましたのがLight Bicycleのリムでした。

価格的にもリーズナブルで評判もいいので買ってみました。

チューブラーリムを買ったのですが説明書きが付いていました。

Wheel Building Tips and Instructions

***Important, please read carefully***

以下 略

 

要点として

ビルダーを選ぶのに経験あるビルダーがけっしてプロフェッショナル ビルダーではありません。感覚だけでホイールを作っているビルダーはたくさんいるが カーボンホイールはそれでは不十分でしっかりとテンションメーターを使用してスポークテンションを均一に且つ適切なストレスリリーブ(なじみだし)を行う事が必要ですと書いています。

 

ニップルに注油

スポークのネジ部分とリムとニップルが触れる部分に少量のオイルを注してテンションを上げるのを助けスポークのねじれを防ぎます。

 

お勧めのスポーク

丸スポークを使う場合は2.0/1.8/2.0mmまで、DTならコンペティションでストレイトスポーク2.0mmスポークは丈夫すぎてカーボンホイールには向かないと書いています。CXRAYなどの扁平スポークはお勧めです。

 

スポークテンション

スポークはテンションの均一を測り右も左も許容誤差は5%以内に収める。テンションは120kgf~130kgfに収めしっかりとストレスリリーブ(なじみだし)を行う。

 

以上の様な事を書いた説明書でした。

 

ホイール作りの基本を書いています。読んでいてカーボンホイールは難しそうに書いていますが、丁寧にテンションメーターで確認しながら作ればそんなに難しくありません。

材料費は高くなりますがアルミリムと比べて狂いが少ないのでかえって作りやすいと思います。

 

ファーストホワードのカーボンホイールは全く普通の手組ホイールと同じです。リムも中華リム、ハブはDT、スポークも市販品です。特別に作ったハブを使っているわけでもありません。熟練のビルダーが作ったとしても全くの手組ホイールです。F4Rはウエムラサイクルで18万円、Wiggleでは15万円前後で販売されていますが私には納得できないホイールです。赤いラベルがいいのかもしれませんがメーカーのブランド戦略に乗る必要はないと思うのですがどうでしょうか?

スポークテンション上げる前に

ホイールを組み始める前に忘れてはいけない大切な手順をお話します。

仮組が終わったときに30秒ほどの手間をかけることで狂いの出にくいホイールに仕上がります。

 

スポークのラインを正しくセットすることです。何それ?ですがスポークをハブに通してテンションを上げる前にスポークの曲がる角度を正しくセットすることです。その方法に写真のようにドライバーの様な棒状のものをスポークの間に通しスポークの曲がる角度を調整します。24hのハブでしたら左右12本のスポークですので片方6回ひねるだけです。

入りと出のスポークの角度を調整

図のようにスポークの曲がり角度を調整し真っすぐにします。このことによりテンションアップ後にスポークが緩むことを防ぎます。

大阪の有名なショップではスポークの曲がっているところをプラハンマーで軽くたたいているところを見ました。この方法ですとヘッドアウトのスポークを触ることができませんので私は棒状のものでひねる方法がいいと思っています。

このひと手間でスポークは真っすぐになりテンションアップ後も狂いが出にくいホイールに仕上がります。なんでもないひと手間ですがあまり知られていないことのようです。

失敗作でもよく回る

3年以上メインで使っているホイールです。

チューブラーホイールです。

前輪

リム キンリン TB25 32h

ハブ シマノ HB5700 32h

スポーク ホシ スターブライト 2.0mm

ニップル アルミ 赤

後輪

リム キンリン TB25 32h

ハブ シマノ FH5700 32h

スポーク ホシ スターブライト 2.0mm

ニップル アルミ 赤

32h 3クロスの仕様です。手組ホイールの基本です。

キンリンTB25 は430gぐらいの軽量リムですが25mmの高さがあるので剛性はしっかりしています。アルミニップルを使っていますので外周部はとても軽く仕上がっています。

多スポークホイールですがトラブルの少ないホイールとして気に入っています。

ずっと気にしなかったのですが空気を入れるときになんか狭いなと思っていましたがわかりました。

スポークをリムに通す時に位置を間違えていました。1穴間違っていました。位相を間違えていたのです。後輪は正常にスポークを通しています。しかし前輪は1穴間違ってスポークを通した為バルブ位置がスポーク間の狭い位置になっています。

ホイールの回る性能には影響ないのですが見た目が悪いのと空気を入れにくいという欠点があります。

最初にスポークを通す穴を間違えてしまいました。組みかえればいいのですが1穴位相を変えるということはスポークの出と入りを変えることになるのでハブに傷がついた形になります。これはハブ穴を壊す原因になるのでもう組み替えすることはあきらめました。

よく見ないとわからないのですがホイールとしては失敗作になります。ホイールの性能はとてもいいのでずっとそのまま使っています。タイヤを張り替えるときにテンションアップの調整を行っています。全体としてはハブが重いので重量のあるホイールですが踏み込んだ時の反応のいいコスパのいいホイールです。安価でよく回る入門チューブラーホイールとしてお勧めします。

前輪よりコツンコツンと変な音

ロードバイクに乗っていて何か変な音が聞こえてきました。止まって何か当たっているのかなとバイクを持ち上げて車輪を回しますと何も聞こえてきません。また乗りますと一定間隔でコツンコツンと音がします。最初何かわかりませんでした。色々調べてみてやっとわかりました。タイヤチューブのバルブの部分が原因でした。チューブのバルブ部分を固定するナットを締めずにいました。

ナットは1gですが外周部に1g狂うとバランスが崩れると思いナットをつけずにそのままで使っていました。

1g

現にナットのないチューブもあります。音の原因はこれです。ここから音が出ていました。

VALVINATORという名前でビニールの製品が売られているのを知りました。しかしバルブが動かないようにすればいいだけの事なので何か代用できないかと考えて電気工事の絶縁テープを使うことにしました。この様にします。

大阪のウエムラサイクルで教えてもらった方法に水道管のシールテープを使う方です。この方法も簡単で有効です。リムのバルブ穴に合わしてバルブ金具にシールテープを巻くだけです。ホームセンターに100円ほどで売っている一番小さい巻きを買ってきていつも携帯しています。

エンヴィのメンテナンス依頼がありました

以前ホイールを販売した方より連絡があり別のホイールの振れ取をしてほしいと連絡がありました。できるだけの事はしますが手に負えない場合は送料代金お返しいたしますと返事しましたら送られてきました。

 

エンヴィ フロント35mm/リア45mm

ハブ   クリスキング 20/24h

スポーク サピムcxray シルバー

ニップル インナーニップル

 

上記のホイールでした。高級ホイールです。セットで20万円以上のリムとハブは7,8万円、スポークは1本350円と材料だけでも30万円以上します。弁償するのは大変ですので慎重に行いました。

エンヴィホイール
フロント 570g 軽い
スプロケットがついて982gです

前後共に若干の振れはありますが気にするほどではありません。テンションを調べますと下のグラフの様な状態でした。

スポークテンションはびっくりするほど緩い状態でした。特にフロントは緩い。緩いスポークはスポーク折れの原因になります。

ほとんど振れは無いのですがスポークテンションは緩いということは作った人のテンションメーターが狂っていたか、メーターなしで作って振れ取だけを一所懸命行って作り上げたホイールでした。リムの剛性を生かせていません。

フロント 左58kgf右57.4kgf テンション偏差 左21%/右11%

リア   左46kgf右104kgf テンション偏差 左26%/右47%

右に極端に緩い部分があり左も全体のスポークテンションが揃っていません。

ゆっくりテンションアップを行いました。

エンヴィのリムは固く普通のカーボンリムと比べても音が違います。剛性が非常に高いリムです。

前輪 テンション修正後 左108.5kgf 右106.9kgf 偏差1.8%右3.3%

後輪 テンション修正後 左55.3kgf 右130.0kgf 偏差左4.1%右4.6%

2時間ほどで図のようになりました。

フロント100kgf/リア120kgfの目標でしたがリム剛性が高いのでテンションは少し高めにしました。

最小の振れ且つ最大限のスポークテンション均一化を目標に、ころ合いのいいところで納めました。

中古ホイールを買われたのか、使っていてこのような緩い状態になったのかはうかがっていませんが、中古ホイールでしたらこの様なリスクがあるということです。見た目だけではわかりません。

数日前に中古ホイールのリスクの事を書いたすぐにこんな話が起こりました。