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シマノのホイールの構造は?ホイール部品とその機能の解説!

2018.12.4

ホイールは、自転車の走りを支える重要なパーツであり、ホイールについて知識を深めることで異常を早期に発見でき、それが安全につながります。

そこでこの記事では、初心者の方向けに「ホイールがどのような部品から成り立っているのか」を解説します。

そして、それらのホイールの部品は広く普及しているシマノのホイールにおいてはどのような構造になっているのか、ということについてもお話しします。

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ホイールの肝となる部品!ホイールの重量の半分を占める「リム」!

ホイールでもっとも重量を占める部品が「リム」です。

「リム」とは、タイヤの台座となる輪っかの部分です。

この「リム」の形状によって、取り付け可能なタイヤの種類が異なります。

リムの形状はクリンチャー用、チューブラー用、チューブレス用の3種類が存在します。

シマノのロードバイク用ホイールでは、この3種類が全てラインナップされています。

「リム」の素材は、アルミニウムおよびカーボン素材が一般的です。

カーボンリムを使用したホイールは、アルミニウムリムを使用したホイールよりも軽量ですが高価です。

その反面、取り扱いの容易さではアルミニウムリムのホイールに劣ります。

シマノのロードバイク用ホイールでは、高性能なデュラエースシリーズのホイールにカーボンリム、エントリーグレードのホイールにはアルミニウムリム、といった具合に価格に合わせたリム素材を使用しています。

また、WH-R9100-C24等のホイールでは、アルミニウムリムをカーボンで補強したカーボンラミネートリムが採用されています。

ホイールの土台となる「ハブ」!シマノはカップアンドコーン式を採用し続ける

「ハブ」は、ホイールの中心部にある部品です。

「ハブ」には、ホイールの回転をスムーズにするベアリングが納まっています。

ロードバイクに使用されるホイールの場合は、カードリッジ式とカップアンドコーン式の2種類のべアリングがあります。

シマノのホイールの場合は、ハブのベアリングは全てカップアンドコーン式です。

その理由は、カードリッジ式ベアリングとは異なり、ベアリングに対する斜め方向の負荷にダイレクトに応力が働き、どのような負荷に対してもスムーズな回転が可能であるためです。

また、カップアンドコーン式のベアリングは「メンテナンスがしやすい」といったメリットもあります。

「ハブ」は、車種によって幅が異なっています。

具体的には、ロードバイク用ハブは、前100mm、後130mmおよび142mm、MTB用ハブは、前100mmおよび110mm、後142mmおよび148mmです。

これらの「ハブ」の幅の数値は、オーバーロックナット寸法と呼ばれています。

基本的には、オーバーロックナット寸法が異なる場合はホイールの互換性はありません。

ペダルからの力をホイールに伝達する部品「スプロケット」!

ホイールのハブには「スプロケット」という部品が取り付けられています。

この「スプロケット」は、チェーンと噛み合い、ペダルから入力された力をホイールへと伝達します。

「スプロケット」は8段から11段までのものが存在し、現在のロードバイクやMTBでは11段の「スプロケット」が主流です。

「スプロケット」の構成は、平地向けの構成と山岳向けの構成があり、走る場所に合わせたギア比の選択が可能です。

スプロケットの素材は主にスチールで、「スプロケット」の一部にチタンが使用されています。

「カセットスプロケット」では、11枚の「スプロケット」をそれぞれ分解できます。

この構造により、「スプロケット」の洗浄がしやすくなっています。

「スプロケット」の素材は主にスチールで、「スプロケット」の一部にチタンが使用されています。

また、軽量のアルミニウム製のスプロケットも存在しますが、変速性能ではスチール製のスプロケットに劣ります。

シマノのデュラエースの「スプロケット」の場合は、ロー側5枚にチタン製の「スプロケット」を採用しています。

「フリーホイール」はシマノとカンパでスプラインの形状が異なる!

ハブのスプロケットは、「フリーホイール」という部品を台座にしています。

この「フリーホイール」によって、脚を止めても慣性によってホイールが回転を続けます。

「フリーホイール」は、中子と外筒の2つの部品から構成されており、中子には2枚から4枚の跳ね上げ式の爪があります。

この爪と、外筒の内側に刻まれた波型の切りかけが噛み合うことにより動力が伝達されます。

走行中に脚を止めると、中子に対して外筒が相対的に逆回転になるため噛み合いが外れ、脚を止めてもホイールは回転を続けます。

この「フリーホイール」は取り外しが可能であるため、ホイールの「フリーホイール」部に問題が発生した場合でもこの部品だけの交換ができます。

なお、「フリーホイール」とスプロケットの噛み合い部分であるスプラインは、シマノとカンパニョーロで形状が異なります。

そのため、ホイールの購入時にはそのホイールに付属している「フリーホイール」が、シマノ用かカンパニョーロ用かをチェックする必要があります。

ハブとリムをつなぐ部品「スポーク」!組み方にシマノの技があり!

ホイール外周のリムと、ホイール中央部のハブをつないでいるのが「スポーク」という部品です。

「スポーク」の張力の調整は、「スポーク」のリム側の先端にあるニップルによって行います。

リムのセンターが多少狂った場合でも、「スポーク」の張力の調整によって修正が可能です。

「スポーク」には、断面が丸型の一般的なスポークのほか、平型のスポークも存在します。

通常のスポークは、ホイールが回転する際に空気の流れをかき乱しますが、平型のスポークは空気の乱れを比較的少なく抑えられます。

そのため、エアロ効果を高めた高性能なホイールのスポークに、平型スポークが多く採用されています。

「スポーク」の組み方は、ホイールの走行性能に大きな影響をおよぼすため、さまざまな「スポーク」の組み方が編み出されました。

たとえば、シマノのリアホイールはフリー側の「スポーク」本数を反フリー側の倍とすることで、「スポーク」張力のバランスを適正化し、ホイールの剛性と強度を向上させ、耐久性の高いホイールを実現しています。

使い方に注意!ホイールを固定する部品「クイックリリース」

ホイールをフレームに固定している部品が「クイックリリース」です。

「クイックリリース」により、工具を使わず簡単にホイールの取り外しができます。

「クイックリリース」のレバーの根元は、レバーをフレーム側に倒した際にレバーの根元の回転軸に対して、レバーの根元がフレーム側に張り出すカム構造になっています。

そのカム構造により、フレームのエンド部分がレバー側とナット側から押さえつけられることでホイールを固定しています。

シマノのホイールに搭載されるハブは、全てこの「クイックリリース」構造です。

しばしば、「クイックリリース」を普通のナットのように回してホイールを固定する、といった間違った使い方をしているケースが見受けられます。

この固定方法の場合ホイールの正しい固定力が発揮できず、走行中にホイールが外れる可能性があり、大変危険です。

「クイックリリース」は、レバーをフレーム側に倒した状態でレバーに印字されている「CLOSE」の表示が表側にある状態で使用してください。

ホイールの部品を知ってメンテナンスに役立てよう!

ホイールの部品のそれぞれの構造や役割についてお話ししました。

ホイールは自転車のなかでもダメージを負いやすいパーツであり、メンテナンス頻度の高いパーツであるといえます。

安全に自転車を使用するためにも、この記事を参考にホイールの部品について理解を深め、それらの部品に異常がないかチェックできるようになりましょう。

 - ホイール, ロードバイク, 自転車のパーツ