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ロードバイクのホイールって何?カーボンってどんな素材?

2018.4.21

ロードバイクのホイールはとても重要な役割を担っており、最も走行に影響しています。

ホイールは数種類のパーツに分けられ、それぞれ素材もステンレスやアルミ、カーボンによって製造されています。

今回はその中でもカーボンについて着目していきます。

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ロードバイクのホイール

素材として取り上げた「カーボン」に着目する前に、まずはロードバイクの中でホイールがどれほど重要なものなのかご説明しておきましょう。

ロードバイクだけでなく自転車全体、というより車と名前につくものには全てホイールがついています。

ホイールは車体を支える役目もありますが、回転体としての役割が大きく、車体を進めるためには必要不可欠です。

とりわけ、モーターバイクやロードバイクのような二輪車はその2つのホイールで、車体を支えているわけですから重要性は増します。

特にロードバイクなどの自転車は、モーターバイクなどと違い、エンジンが人間なのでさらに重要になってきます。

エンジンである人が、クランクに伝えた力がチェーンを伝わり、ホイールまで届きます。

その力をいかに減衰せずに路面に伝え推進力に変えるか、という役割を担っているのです。

それが減衰すればするほど、遠くまで走りたい、速く走りたいといったエンジン側の欲求を満たすことが出来なくなります。

それだけホイールは重要ということです。

また、そのホイールにはステンレス、アルミ、カーボンとあり、それぞれ特徴があります。

次はこれらについてみていきましょう。

ロードバイクのカーボン使用の位置付け

それでは、ロードバイクのホイールに使用されるステンレス、アルミ、カーボンについてそれぞれみていきましょう。

ステンレスはスポークにのみ使用されており、様々なホイールに使用されています。

たわみがあるため衝撃を吸収してくれますが、力の伝達効率が落ちます。

そのため、クリテリウムやロードレースのような加減速が繰り返されるようなレースには最も不向きですが、ロングライドには向いているとされています。

次にアルミは、ホイール全体の廉価~中位グレードまでのリムと、アルミリムのハイエンドクラスのスポークに使用されています。

特徴としては、減衰なく力を伝えてくれる半面、衝撃吸収性はないため路面からダイレクトに伝わってきます。

また、他2種と違い、どれだけ小さなダメージも蓄積してしまうといった特徴も持っているため、寿命が短いです。

同時に衝撃に対する耐性も低いため、横からの衝撃が加わるとスポーク破断といったこともあり得ます。

最後にカーボンですが、これは上位グレードのリムとスポークに使用されています。

特徴としては、縦方向の耐衝撃性に優れ、力の伝達効率もアルミには劣りますが、軽量、形の自由度がある、高価といった特徴があります。

半面、横からの衝撃には弱いため、アルミ同様スポーク破断の危険性は高いです。

また、日光に常にさらされているとカーボンは劣化します。

ロードバイクのカーボンホイール①

ここからは、ロードバイクのカーボンホイールについてみていきましょう。

カーボンホイールというのは、リムに用いられている素材がカーボンのものをいいます。

カーボンはリムの他に、ハブボディ、スポークに用いられます。

当然のことですが、フリーボディには用いられません。

ハブボディに使用されるのは軽量化のためです。

多くがアルミ製のハブボディですが、上位モデルになればなるほど重量への注目度は増しますし、少しでも軽量化しようとするとカーボン化しない手はありません。

幸い、ハブボディにかかる力はスポークが引っ張る、もしくはスポークに押されるだけで強く局所的な衝撃が加わるわけではありませんので、カーボンでも問題ありません。

スポークにカーボンが使用されるのも、軽量化のためが大きな理由です。

また、ホイールによっては一体成型となっており、ハブボディ、スポーク、リムが一体化しているものもあります。

その場合、スポークが折れたりした場合、補修は出来ませんので注意が必要です。

一体成型に利点としては剛性の向上と軽量化、無駄な部品を使用しないということが挙げられます。

ロードバイクのカーボンホイール②

最後にリムです。

リムの場合は、最近のトレンドであるホイールのワイドリム化が進めば進むほど利点が出てきます。

といいますのも、カーボンは絶対的にアルミリムに比べて剛性が低くなっています。

縦剛性も横剛性も劣りますが、ワイドリムになれば剛性を稼ぐことが出来ます。

また、ワイドリムになっても重量増は少なく、リムハイトを高くしても外周部に重量が偏りにくいという利点もあります。

そして、剛性と別のカーボンの弱点として熱問題もあります。

これは主にクリンチャーホイールで取り上げられる問題です。

これもアルミリムでは発生しない問題ではあるのですが、ディスクブレーキ化の波が進めばカーボンホイールはこの欠点が目立たなくなります。

完全にディスクブレーキ化はしないでしょうが、普及は進むでしょう。

そして、安価で、剛性が高く反応性がいいロードバイクに仕上げたい場合は、アルミリムのホイールという選択もあるでしょう。

ほどほどの値段で、軽くて衝撃吸収性の高いロードバイクに仕上げたい場合は、10~20万の価格帯のカーボンホイールを選ぶのが良いでしょう。

高価にはなってしまいますが、剛性が高く、エアロダイナミクスも高く、軽量といった最高峰クラスにいきたいのであれば、40~80万の所謂フラッグシップモデルのカーボンホイールとなります。

ロードバイクのカーボンホイールの重量

先程カーボンの特徴のひとつとして、『軽量』と書きましたが、どれほどの重量なのかをみていきましょう。

ロードバイク用のカーボンホイールは、価格帯として15万~70万まで幅広く存在しています。

15万の価格帯のホイールであれば、クリンチャーモデルであれば1550g程度、チューブラーモデルであれば価格帯は20万になりますが、1350g程度です。

若干価格帯が違いますが、クリンチャーモデルのほうが重いことにお気付きになりましたか?

これは、チューブラーがリムに丸いタイヤを接着するのに対し、クリンチャーの場合、チューブとタイヤをリムが支える構造のため、内側からの圧に耐えるだけのものにしなければいけないからです。

これらの問題はディスクブレーキが普及してくるとまた変化もあるでしょうが、現状はこのような重量差が出来てしまっています。

では、他のホイールの重量も見ていきましょう。

先程も書きましたが、最近のトレンドはワイドリムです。

ですが、その中でもヒルクライム用ホイールとして販売されているものはナローリムのものもあり、その中でも最軽量はホイール重量790g、リム重量195gになります。

ワイドリムとなると、ホイール重量1100g、リム重量280gが最軽量クラスでしょう。

これらはチューブラーモデルであり、クリンチャーモデルとなると重量は増加します。

クリンチャーモデルの場合は、ホイール重量1300g、リム重量340g程度が最軽量クラスでしょう。

ロードバイクのカーボンホイールの寿命

では最後に、カーボンホイールの寿命についてみていきましょう。

まず、最初に書いてある通り、カーボン素材は劣化します。

これはロードバイク自体にも言えることなのですが、正確にいうならばカーボンが劣化するというよりは中の樹脂が劣化するというほうが正しいでしょう。

日光に常にさらされていると、紫外線で劣化します。

自転車で走る以上、紫外線にさらされないといのは不可能ですが、保管の際は可能であれば室内に入れることをおすすめします。

これは当然ホイールにも同じことがいえます。

また、ホイールの場合はスポークの破断といった強制的な劣化もあり得ます。

カーボンスポークは縦方向の耐衝撃性能はありますが、横方向からの衝撃にはとても弱いです。

ですので、側面になにかぶつけてしまうと即破断といったこともあり得ます。

一体成型品の場合、この時点でホイール自体を廃棄しないといけなくなりますので、注意が必要です。

そして、雨等でホイール表面に小石やアルミ片等が付着した状態でブレーキをした際に、ブレーキシューとリムの間にそれが挟まりリムを傷つけてしまうということもあります。

この場合は一応使用可能ですが、外観ですごく目立ちますし、ある意味強制劣化による寿命と考えられます。

そのようなものがなかった場合は20000~30000km程度が寿命と考えてください。

寿命を迎えても壊れるわけではなく性能が著しく低下すると考えてください。

カーボンホイールのメリットデメリットを理解して使用しよう

カーボンホイールについて様々なご説明をしてきましたが、いかがでしたでしょうか。

カーボンホイールはアルミより上位グレードとされていますが、同リム幅リムハイトであれば剛性はアルミのほうが上なのは覆しようがない事実です。

ただし、同じ重量であれば、リムハイトが高くできるため剛性をそこで稼げます。

カーボンにも様々特徴がありますので、メリットデメリットを理解して使用していきましょう。

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