自転車好きな方なら、ご自分で自転車の整備点検からパーツ交換まで行なっているのではないでしょうか。
整備・点検・交換のときは、様々な注意点がありますが、今回は、特に注意したいベアリングについてお伝えします。
ただの丸い玉と侮ってはいけません。ベアリングには種類やサイズ、そして大切な役割があるのです。
そもそもベアリングって何？
自転車のパーツのひとつである「ベアリング」とは、別名を「軸受」とも言い、回転を行う部分が滑らかに動くようにするためのものです。
何かを動かすと、それを止めるための力が同時に働きます。
これを「摩擦力」と言って、物と物が触れ合うことで発生します。
対象物が重ければ重いほど大きくなります。
ベアリングには「転がり軸受」と「滑り軸受」の2つに分けられます。
転がり軸受は、二つの輪の間に玉を入れ、それが転がる仕組みになっています。
滑り軸受よりも使う力は小さくて済み、サイズこそ決まっているものの、その寸法や型はあらゆる種類が揃っています。
最適なタイプを好きに選べるため、設計の自由度が高いことが挙げられます。
主な材質は、ステンレス鋼、セラミックス、プラスチックなど実に様々です。
一般的なタイプは、「外側と内側の輪」「ボール」「保持器」の3つで構成されています。
この原理は他の機械にも応用されているようです。
滑り軸受は、軸と軸受がスムーズに接触することで動きます。
性能としては、これをメインに据え、後は回転速度、負荷、剛性、サイズなど細かい部分を調整していくと、軸受に関する問題点は、ほとんどこの軸受で解決出来てしまいます。
そのため、幅広い使い方が期待出来るのです。
主な材質は鋼鉄やステンレス鋼などの金属類です。
自転車におけるセラミックベアリングの長所
自転車のベアリングを追求していくと、最終的に辿り着くのは、セラミックかと思われます。
あらゆる素材で製作されていますが、コストが低いというのは、性能よりも重視されるくらい有り難い要素だったりしますからね。
セラミック製のベアリングを使ったもので、一風変わったところでは、競技用のヨーヨーがあります。
これを使うと一人前と言われているほど、高い評価を得ているようです。
セラミックの良いところは、ちょっとやそっとでは、すり減らず摩擦係数も低いので、回転数が上がっても熱がほとんど発生しないところでしょう。
玉と軸受もセラミックにすれば、潤滑油を使う必要がなくなるので、かなりの高温にも耐え抜くことが出来ます。また、薬品に対する耐性も持ち合わせています。
硬度も高く、滅多なことでは形も変わりません。
熱による膨張もまず起きないため、他の素材と比べると遊びの少ないベアリングが作れるのです。
さらに通常使用される金属よりも軽いので、サイズが同じならセラミックの方が軽くなります。
このようにメリットしかないのですが、値段は非常に高価です。
現在、最も性能の高いセラミック製のベアリングは何万円もするため、なかなか手が出せません。
そしてセラミックタイプは、玉だけを取り替えると虫食いを起こしたり、割れやすくなるといった報告もいくつか見られます。
自転車のベアリングのサイズ
自転車のベアリングは、軸受に負荷が掛かっても、突っ掛からずスムーズに動くようにするためのものです。
その品質は、JIS等級というランク付けがなされています。
この中でランク「1」と認定されたものは、飛び抜けた精度を持っていると言えるでしょう。
とはいえ、ベアリング内部のボールの性能だけを良くしても意味がありません。
BBの基本的な使い方を確認すれば分かりますが、十分どころかそれ以上のスペックを秘めています。
取り替えられる部分のベアリングを、精度の高さで知られているセラミック製のボールに全て変更したという、こだわりを見せる人も中にはいるそうです。
ベアリングのサイズは部位によって異なりますが、交換可能なものは「ボトムブラケット」「ヘッド小物」「前後ハブ」「フリーホイール」「ペダル」です。
サイズによっては、数多く入荷しないこともあるらしいので、まずはサイズの確認と、ボールの数を調べておくと役に立つかと思われます。
自転車のベアリングのサイズはどれだけある？
自転車のベアリングに使われているボールはいくつかのランクが付けられており、最も高性能なものは「G3等級」とされています。
「3」「10」「500」など、数字が大きいほど形や表面の粗さ、サイズなどの数値が悪くなります。
ステンレス製のボールは、どれだけ精度が優れていても、ほとんど3桁に達しており、特にSUS304のものは、素材の硬度との兼ね合いによっては、G500以上を目指すことも難しいと言われています。
同じステンレス製でも、SUS440Cになると焼き入れが行われることで、そのぶん硬くなるため、G3等級に達するものが作れるそうです。
しかし、決して簡単には出来上がらないので、大手メーカーでしか作られてはいないようです。
実際に、ベアリングとして組み込まれているボールは、一番良いグレードでも、Gが3桁ですし、100辺りでようやく普通と見なされ、G60まで行くとクオリティが高いものとして扱われます。
G20のものなどが使われることは、まずありません。
ちなみに、自転車を専門としている人からすれば、そこまで高性能のボールを使わなくても良いのではないかと認識されています。
確かに性能は段違いかもしれませんが、普通に使っているぶんには、大きな差は付かないし、そんなに精度を求めなくてもいいとのことです。
もしもボールの品質に意味があるなら、他のメーカーにも採用されているはずでは？ という意見もあるようです。
ベアリングのサイズは自転車のパーツごとで違う
ベアリングのサイズは、自転車のパーツによって異なります。
主力となっているのは「5/32」「3/16」「1/4」の3つです。
ベアリングを見れば、何故そのような造りにしたのかを知ることが出来ます。
今回は、シマノの製品を見ていきたいと思います。
まず、リムの種類の違いは、ベアリングへの影響はないようでした。
そして見ていくと、ハイエンドモデルになるほどベアリングが小さいことが判明しました。
これは、サイズが大きいほど回転数が減るので、そのぶん耐久力が増すからです。
反対に、小さいとそれだけ軽くなりますが、耐久性は落ちてしまいます。この難点に、シマノは材質を変えることで対処しました。
2種類の自転車があったとして、ベアリングとサイズは同じだったとします。
しかし使われた素材や強度はどれも違います。どう使われるかに合わせて、最適なものを選んでいるからです。
例えば、WH-9000のベアリングは、スチールからステンレスに変えたところ、今までよりも丈夫になりました。
ただホイールには、大抵フロントが3/16インチ、リアが1/4インチのものを使っていることが多いようです。
どのグレードにも使いやすいからでしょう。
他のブランドやモデルでは、この組み合わせを適用しているところが多く見られます。
シマノは派手さこそありませんが、乗り方に合わせたベアリングを提供するようにしています。
ベアリングにサイズ以外で重要なこと
自転車のメーカーとして有名な「シマノ」は、ベアリングに対して、パーツの材質に合わせて、硬さを変えるほどのこだわりを持っています。
最も硬いのは、値段もトップクラスのカップで、後から修繕出来る部分ほど柔らかくなっており、下手をすれば、破損を招くきっかけとなるような傷を作ることを防ぎます。
そのため、このベアリングは材質を変えない方が良いでしょう。
これはサイズと同じくらい大事なことです。
最近は、セラミック製のベアリングに交換することもあるようですが、これは性能こそ向上するものの、いくつかのリスクも付いてきます。
シマノのハブの場合、別の種類への変更を想定していないので、本体の寿命が少し早まってしまいます。
金属よりも軽くなるのは嬉しいですが、セラミックを組み込めるハブ以外には、多めのグリスを塗り付けることをおすすめします。
もしグリスがなければ、虫食いが起こるタイミングが早いといったデメリットが発生するでしょう。
ただ、これはグリスの量が問題点であることが多いので、塗る量を増やせば解決するかと思われます。
まとめ ベアリングはとても大切なパーツ
ベアリングは、とても細かい部分のパーツですが、自転車を動かすのにかかせないものです。
このパーツがダメになると、ペダルが回らなくなったりするので、自転車は本当によく考えて作られているなーと思います。
パーツ交換をご自分でするときは、くれぐれも取り扱いにご注意ください。