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2011年5月31日 (火)

ホイール考2011年5月 リムハイトの意味と手組VS完組

現時点での私の考えです。

ご趣味は何ですか?と聞かれたら、「自転車です」ではなく「ホイールです」と答えたいくらいホイールが好きな私ですが、今一度現段階での私の考えをまとめてみましょう。

いわゆるこれが本当のホイール考です。

まず考えるべきは前提条件。ホイールというのは複数要因が常に連動して動きまくる厄介な物体です。これを私は「あちらを立てればこちらが立たず」と表現していましたね。

そんな連動条件の中で、一つ考える指針を置きましょう。
ここでそれぞれの個性が出ると思います。

私は「剛性」、これを指針として置きます。

ここらへんが変なもんでしてねー
初心者の頃って毎日「剛性剛性」って言ってませんでした?(笑) そしてある程度わかってくると他の要因に逃げてみたりして。するとまた戻ってくるんですねぇ剛性に。ホイールって不思議なもんです。

と、いうわけで、最低条件として「ある一定の剛性を確保する」という前提を置いてみましょう。これでぐっと考えやすくなる。

さて、では剛性とはどういったものか。縦横ありますし、捻れなんてものも私は定義してました。
これには大きく分けて2つのアプローチがあると私は思います。そこから縦横捻れへと派生する。

すなわち、リム剛性とスポークに起因する剛性。この二つ。細かく言うとハブフランジなんてものもありますが、今はちょいとばかし無視してみます。

するとですね、まずリム剛性について考えてみれば、これは構造剛性や素材特性が非常に重要なことがわかります。
たとえばリムハイトの高いものはどういう意味があるのか。スポーク抜きの話ですよ。私はここでスポークも交えて論議したことがありましたね。
スポーク抜きならば、リムハイトはすなわち縦剛性を確保するものとなります。これが大事。わかりやすく言えば、ハイトが高いということは、縦剛性をリムに頼れるってことです。

じゃあスポーク。
やっぱりね、いろいろ議論してきましたが、スポークテンションは剛性に直結しますわ。いくら緩やかな相関だろうが、テンションは大事なんです。ある一定以上上げると意味ないとか、そんなん言われますけど、ほんなら50kgfと150kgfはどーなの?って話で、やっぱ実用範囲でかなり有意な差があるんですわな。
ほんでもってスポーク本数。これは今までの議論を補強するものになりますが、本数ってのは一番クリティカルな剛性ファクターになります。テンションも大事ですが、本数ってもっと大事。テンションで稼ぐところが本数で稼げちゃったりする。
もっと言えばテンションで稼げない場合がある、ってくらいに大事。次元が一つ違います。

結局じゃあまとめたら、リムハイトが高くて本数多くてテンション高いのが最高スペックってことになる。でもこれは剛性要因だけでの話。おそらく過剛性バリバリで使えたもんじゃない。
前提で定義したように、剛性の下限を割らない限りはOKなんですから、過剛性でもしゃーない。
でも、リムハイトが低くて本数少なくてテンション低いとゴミってことです。

じゃー下限に持っていこうかって話。バランスを変えていきます。
すると、リムハイトを高くすれば本数を少なくできるってことがわかって、ロープロファイルだと本数が要るってこともわかる。
テンション張る張らないの次元より、本数の次元は一つ上を行くから、ハイトと本数は密接な関係にあると思っていい。

ほんじゃ次のファクター。軽さを考えてみましょう。
そんなん簡単です。軽いと剛性落ちます。ほんでリムハイトを低くしても軽くなりますし、スポーク本数を少なくしても軽くなります。剛性と逆行するんです。
でも一個残ってる。テンション。ここが大事。軽いもんをバリバリに張れるか?ってこと。300g前後の昔のアルミリムが語ってくれてますね。現代のカーボンだとちょっと違いますが、大まかに言えば無理ってこと。
つまりまとめると、全てにおいて軽さは剛性に逆行する。
だから、軽いリムでリムハイトが低くて本数少なくてテンション低いとどーしょーも無いってこと。これって実在するホイールですよね。でもこれが大事(後述)。

ここで下限って話が出てくるんです。前提として剛性の下限を定義しましたから、これに沿うように軽さを適正化してやりましょう。
でもちょっと待って。まだファクターあるよね。そう、空力。

空力ってすごく重要。私みたいなアマチュア糞貧脚ライダーでも大事。とくにスポークの空力が大事。
リムハイトなんぞどーでもいい。50mmハイトの丸スポークと、30mmハイトのエアロスポーク、どっちが良いかなんてわかりきったことでしょう?
スポーク形状も大事だし、何より本数が大事。つまり剛性と空力は逆行する部分がある。
もちろん60mm以上、特に80mmとか90mmになると、さすがにリムでも空力は稼げます。知り合いの計算だと、リムハイト70mmでスポーク空力に拮抗するんだとか(静止状態での大まかな計算だとか)。

じゃあ大まかにこの3つのファクターで下限に沿わしてみると、こんな結果になる。

リムハイトはある程度欲しい。だって縦剛性をリムに頼って本数を少なくしたいから。本数減らせば空力も良くなるから。

じゃあどのくらい欲しいの?50mm要るの?要らないね。そこまで縦剛性要らないの。スポークで出せるところに食い込んでるから。だからと言って本数減らしたら横が無くなる。じゃーリムに頼れる空力はそんなに良いのかと言ったらそうでも無い。悪い意味で中途半端なんですよね、50mmって。

ほんじゃ25mmくらいでいいの?駄目駄目、本数が必要だもん。空力的に不利。テンションも落ちるでしょ。本数を稼いだところでテンション落ちたら意味が無いもの。確かに本数はテンションの一つ上を行くけど、テンションだって要らないわけじゃないんだから。
軽さは一番かもしれないけど、空力は駄目だし、剛性もちょっとねぇ。

だったら何mmが良いの?
35mm~40mmくらいですわ。このくらいが丁度良い。それなりに縦剛性頼れて、スポークで横剛性稼げて、本数もそこそこ少なくできて、テンションも上げれて、そこそこ軽くて、リム空力も50mmとそんなに変わらん。
(フロントに使う場合、ちょっと軽さに振る。下限剛性ラインスレスレで行く。本数を減らすんじゃなくて、単に重量を減らす。そういう削り方をするのが正解だと思う)


って結論が今の私の持論になっております。
つまりシマノの35mmとかすっげーオススメなんですわ今。もちろん完組そのまま使いませんよ。当たり前ですよそんなん。

これが下限って話。
こっからが凄い大事。

手組と完組のお話ですわ。
突き詰めると完組は手組ですけど、じゃー完組は手組と何が違うの?って話。そら設計の無駄のそぎ落とし方ですよ。
完組ってのは専用品を使える。だからギリギリを攻められる。だから利点がある。この利点をわからずに完組使う人は私どーかなーと思いまっせ。

ここに一つ穴があるんですよ。ギリギリって何さ、って話。

ギリギリって貴方のギリギリじゃないでしょ?

メーカーが設定したギリギリと、貴方のギリギリが同じなわけない。メーカーのホイールは豪脚さんも使うだろうし、何よりプロが使ったりする。そしてメーカーは商売。ぶっ壊れたらシャレにならん。そういうマージンの厚みを持ったギリギリが完組。

もちろん設計の無駄が完璧に削ぎ落とされてるから、ギリギリがそんな高いレベルにあっても良さが感じられるのはわかる。

でも下げたい。使うのは私。使うのはプロじゃない私。1200Wで駆動したりしないから。下りを100km/hで攻めたりしないから。
さっき上で実在するホイールですよね、って書いたけど、軽いリムでリムハイトが低くて本数少なくてテンション低いホイールでも、合う人には合うんですよ。実際に合う人が居るんですよ。逆に合わない人もたくさん知ってます。
この実在するホイールは、ちょうど下限を行き来する人が居る珍しいホイールなんです。

で、そういうところを調整できるのが手組。
ほんじゃ手組最強かってとそんなわけない。完組の設計に勝てるかっての。絶対負けるよ。でもギリギリはこちらで設定できる。

こういう戦いが完組と手組の戦い。

私なら、C35のスポークをcxrayに変えちゃう。本当はハブも削いで軽くしたい。ベアリングシステムとフランジ設計だけ使いたい。そんな感じ。フロントのリムはちょっと軽くしたい。そんな感じ。
欲を言えば本数も変えたい。

他を言えばzipp303。303のリムハイトをちょっとだけ落としたい。303のリアの組み方を変えたい。
そうそう、組み方でもずいぶん変わる。これはまた別に機会に話しましょう。


どうでしょう、これが私の現段階でのホイールに対する考え方です。
またこれからどんどん変わっていくでしょう。

とあるプロの方に言われたのは以下。

「お前はネメシスを組め」
「お前はディスクを履け」
「お前はキシリSL/ユーラス/R1クラスを履き倒せ」

まだどれも実現してません。これをやったら、また考え方が変わるでしょうね。
とりあえず、現段階はこういうことで。
ではまた。

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04.ホイール考」カテゴリの記事

コメント

いつも楽しく読ませていただいています。
ふと思ったのですが、ディープタイプのリムやスポークをコーティング系ワックス等でトゥルントゥルンにしたら体感できるほどエアロ効果が出たりするもんですかね?

もし試されたことがあればお話を聞きたいです。

RYOさん

リムをトゥルントゥルンにしたことはありますが、全く体感できませんでしたねぇ
まぁあの面積ですから、あまり意味が無いのかも。車のような大きな面積を持つものに対しては有効と聞いたことがありますが・・

 整理して下さって有り難うございます。

 剛性、重量、空力、の3つのポイントがあり、それら矛盾するファクターをどのようにバランスさせるか、ということでホイールは成り立っている、という御説明は非常に明快でした。

 その上で、出力の大きい人、低い人、があり、また、好みと曲面で3つのファクターのどれかを重視するわけなので、確かに正解はないのでしょう。

 実際の製品群で考えると、頭がぐちゃぐちゃになりそうですが、購入前の悩みもまた楽しみの一部なのかもしれません。

最近になってですがこちらを拝見しました。
本当に為になっています。

今回の更新
ふと気になりましたが
「完組ホイール」にちょっと手を加えたら
最高ジャマイカwになったホイールってカステさんは
出会ったことはありますか?
もしあるならそのホイールを晒してください

マジレスすると,リムをツルツルにするのは空気抵抗を減らす点ではマイナス効果になると思われます.

あれ、DURAホイールって7850からcx-ray使ってるんじゃなかったでしたっけ?

スポークの空気抵抗って、断面積よりも下流でのカルマン渦による抵抗がほとんどと思います。じゃあ渦が発生しないようにと、丸スポークの下流側になびくように薄いプラフィルムを張ってみたことがあります。断線形状はマチ針のようになります。
体感できるほどの変化はなかったんですが、ホイールを空転させる時の風切り音が小さくなったことだけはわかりました。
プラフィルムを張ったテープの粘着剤に埃がつくので、あっという間に汚らしくなったのですぐに剥がしましたけどね。

すいません、さきほど本文を読み返しまして
質問は愚問でした

tarouさん

これは一応現段階の考えなので、またころころ変わると思います。
この記事だって、意図的に隠しているところがありますし・・・(縦剛性しか扱ってないですからね) その程度のものだと思って読んでやってください。

購入前のあのワクワク感は、完組だろうと手組だろうとありますよね(笑)
あれはこういう趣味の醍醐味だと思います。

kagaさん

いえいえ。
ちなみに、「ちょっと手を加えたら」ってモノは、今まで出会ったこと無いような気がします。だいたいのものは「ちょっと」で済みそうに無いか、手を加えられない、のどちらかって感じですね。

エムズゥ

鮫肌のエアロ効果が凄いってのと似た話かな?
つるつるじゃないリムと、つるつるに磨いたリム、これでもやっぱり同じことが言えるの?
つるつるってのがどの程度かにもよるけど、クリア塗装を人間の手で均した程度って結構デカいファクターになっちゃうかな?

名無しさん

7850からcx-ray?
ほほーそれは初耳です そんなペラいスポークに見えないんですけどね。ちぃと確認してみまっす

こずさん

プラフィルムというものがどのような物が想像がつかないのですが、頑強なものなのでしょうか?
私も一度ビニテでやろうと思ったことがあったんですが、あれはバタつくのでかえって抵抗が大きくなるんですよね。

また、まち針の形状というのもどうなのでしょうか。私は専門では無いのでわかりませんが、頭と針の結合部分の凹んだところで流れが悪くなりそうです。車で言えば、Tバールーフで空気抵抗が増してしまうのと同じかなぁと。

きっちりと流線型にならずとも、Cx-ray程度の形になっていればまた話は別かな、というような気がします。私の考えですと、やっぱりちゃんとしたエアロスポークは効果があるように思います。

エアロスポークは確実に効果ありますよね

物理計算のソフトとかつかって試すとはっきり分かる事ですが
●●の科学ほど効果は無いのはエアロスポーク好きには内緒ですけどね(汗

けどエアロで増えた重量とエアロの効果はを天秤に掛けると
すこぶる微妙だな~と書いていて思いました。
当然プロみたいに下限が35kmなら当然効果ありでしょうけどね

その呼び方(笑)

リムつるつるがマズイ理由は,要するにZipp.
一言加えると自転車のホイールの速度域ならさっさと乱流遷移させた方が抗力が減ると思われるので.

リムのディンプル加工による効果は無いのでzippはディンプル加工したタイヤを作った

って話を思い出した

ひふみさん

エアロで重量が増えるとしたら、童貞のニューエアロかsapのCXあたりだと思いますが、あのへんのスポークはcx-rayに空力の方でも負けるので何とも・・・
とは言え、おっしゃる通り、やはりスポークで稼げるエアロ効果は凄いものがあると思います。

しかし35kkm/hも出さないと駄目ですかねぇ?(笑)
私の体感なんでアテになりませんが、30km/hくらいで十分効いてきてると思います。これはリムハイトを高くするよりずっと早い段階での体感になります。

また、ホイールを空転させるとよくわかるのですが、32hの丸と24hのエアロではびっくりするほど抵抗が違いますよね。私は乗って感じて「ほんまかいな」と思い、空転させて「あぁこりゃほんまやろな」と思いました。

まぁ全部私の体感なんでアレですが、やっぱスポークのエアロはデカいんやろなぁ~と思っとります。

エムズゥ

そらzippまで行けば効果すげーと思うけど、普通のリムで吊るしと磨いたのでどんくらい違うもんかいね?と思ったもんで。

プラフィルムってのは倉庫に眠ってたOPHシートの切ったやつです。カステさんの年齢だとOHPシートを知らないかも知れませんが、ビニテよりずっと腰があります。
皆さんのコメントのように丸スポークに比べてエアロスポークの効果はあると思いますが丸のままでお金かけずに対策はあるんじゃないかと実験してみました。
その後は人間の空力対策ってことでオートバイヘルメットのシールドを使ってミニカウルつけたり、リカンベント買ったりと邪道にそれまして、今は普通にロードのもどってきました。空力効果がはっきり分かったのは何と言ってもリカンベント(2輪の)でしたね。平地で50km/hに近づいた時に感じる空気の壁がほとんど無く、少しでも下り坂だと吸い込まれるように速度が上がっていきました。上り坂で全然スピードでないのと、注目を集めまくるのですでに売りましたが、空を見上げて乗るので、天気の良い日は気持ち良かったです。
 参考情報:リカンベント乗りはそれ以外の自転車を「アップライト」って呼ぶんですよ。

こずさん

いやいや、ゆとり全開な私でもOHPは使ってましたよ。今でもフィルムとして研究で使ったりします。
腰はありますが、やはりちょっと役不足感がありますね。あとマチ針構造(Tバールーフ構造)の欠点もどうにかして補いたいところ。私もちょっと考えてみますね。こずさんも新案ありましたら是非ともご報告ください。

人間の空力対策はスポークなんぞより莫大な効果があるでしょうね。自転車の走行抵抗のほとんどはエンジン本体ですもんね。
私もちょろっとリカンベントに乗ったことありますが、ありゃー明らかに速いです。もう少しエンジンに対する人間工学的な配慮があると、もう凄いことになりそう。
エコランの自転車(とは呼べない形になってるもの多数だけど)でエコを度外視したら、ほんっとに凄いもんが出来ると思います。
あっちの世界も楽しそう・・・

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