FC2ブログ

記事一覧

アルミスポークの話

みんな大好き、ワタシも大好き、レーゼロ。
そんなレーゼロはアルミスポーク。
他にもカンパのシャマル、マビックのキシリウムプロとかがそうみたい。

スポークの材料は主に、スチール、ステンレス、アルミ、カーボンで、値段もこの順番。
レーゼロのスポークは1本1000円以上。
高額なサピムのCX-RAYの倍以上のお値段。
アルミって結構お高い金属。

このお高いアルミ、スチールやステンレスに対して、スポークの材料として見たとき有利なのか。
そもそも、どうしてレーゼロはアルミスポークを使ってて、ボーラとかスピード40Cはアルミじゃないのか。
ホイールを組んだこともない素人が、素人なりに考察。
当然、例によって妄想なので、裏は取ってないし、正しい保証もない。

スポークといえば、スポークテンション。
まずは引っ張り方向について。
ホイールというか、シャフトにだけど、上から重量をかけると、ホイールは上下にわずかにつぶれる。
スポークテンションはこういう変形を抑えてくれる。
以下、リムの剛性は同じとして、スポークの違いだけ考える。

引っ張り方向にスポークに力をかけたときにどうなるのかは、ヤング率を調べればいい。
ヤング率は、マテリアルの変形しやすさを数値で表したもの。
アルミ合金は70~75GPa、スチールとステンレスが200GPaくらい。
ヤング率が大きいと、変形に大きな力が要るっていう意味で、スチールとかステンレスをアルミと同じくらい変形させるには、3倍の力が必要。
同じ力で引っ張ったら、アルミスポークのが変形が大きいから、ホイールに組んでも縦横剛性で負ける。
…ダメじゃん。

同じ太さのスポーク同士なら、同じ力で引っ張ると、アルミスポークは3倍くらい伸びちゃう。
この、同じ太さなら、というのがミソで、じゃ、太くしちゃえばいい。
だからアルミスポークはぶっとい。
細いアルミスポークなんてのはお呼びじゃない。
太くすると重くなっちゃうけど、アルミはスチールの重さの40%くらい。
アルミを太くして引っ張り方向への強度を同じにすると、重量的にはスチールと同じくらいになる。

ここまでだとアルミスポークは、材料由来の低強度を、材料由来の比重の軽さでリカバリーしているだけ。
ホイールを上下に潰すシミュレーションで縦剛性を見るとあんまり違いはないし、スポーク太い分空力悪くなるし、お値段高くなるし、いいことない。
それに引っ張り強度っていう、金属が伸び切っちゃう限界値もアルミはスチールの半分くらいだから、スポークテンションの上限値も低い。
以前、どっかのコラムに載っていたのは、こういうことかな。

でも、もう1つ考えるべきことがあって、それが駆動方向へのスポークの変形。
スポークが伸び縮みする方向じゃなくて、張ったスポークを横に曲げようとしたときにどうなるか。
曲げにくいスポークで組んだホイールは、蹴り出しとか、スプリントとかのトルクの変化にダイレクトについてくる。
いわゆる、かかりのいいホイールって奴。

こっちもヤング率を考えればよくて、スチールスポークはアルミより3倍曲げにくい。
ところが。
曲げにくさは、引っ張り方向に比べて、形状の影響がずっと大きい。
直径が1.2倍になると約2倍、1.5倍になると約5倍、2倍になると16倍も曲げにくくなる。
ごんぶとスポークの真価はここにある。
材料由来の低いヤング率を取り返して、おつりがくる。
軽さは正義。

もちろん、同じことはカーボンにも言えるから、カーボンスポークにはさらに優位性があることになる。
だからハイエンドのホイールの一部はカーボンスポークを使っている。
ここではテンションゼロのときの曲げにくさの話をしているけど、テンションが同じなら形状がモノをいう。
スチールがどんなに強くても、スポークテンションの上限はせいぜい倍だから、形状の優位はそのくらいじゃひっくり返らない。

どっかのブログの第1STと第2STの議論はこういうことかな。
順番逆だけど、曲げにくさが第1、引っ張り方向の強度が第2。
アルミスポーク使うと、第2は同じくらいだけど第1が高くなって、縦横の剛性は同じなのに、かかりが良い、というホイールになる。
ちなみにレーゼロの第1STと第2STを持ってくると、やはり第1がかなり高いみたい。

じゃマビックとカンパ以外のメーカーが何故アルミスポークやらんのか。
ワタシが推測するに、理由はコスト。

ディープリムはスポークが短いので、スポークの変形量が少ないから、曲げにくさの恩恵が小さい。
一方でスポークが太くなると、リムの穴が大きくなって、せっかくのリムの剛性が下がる。
エアロにも良くない。
つまり、ディープにはアルミスポークは向いてない。
アルミスポークはローハイトリムで、その威力を発揮する。

ホイールメーカーの立場で考えてみる。
スポークとハブが専用品になって、そのために他のディープのラインナップと別の型とか在庫とかが必要で、コストが上がる。
商売としてどうなんだろ。
性能いいのは分かってても、投資しないといけないし、なかなかやらない気がする。
レーゼロの価格が安いかはさておいて、競争力のある値段なのは、とびきりいっぱい売れてるからじゃないかな。
スポンサーサイト



コメント

コメントの投稿

非公開コメント

プロフィール

Tsutomu Chonan

Author:Tsutomu Chonan
アラフォーおじさんサイクリスト。
Zwifter

愛車:
TREK DOMANE4.3 (2013)
YONEX CARBONEX HR

戦績:
29. 富士ヒル2019
1:07:09.40 年代別24位

28. 大磯クリテ第6戦
チームTT 2位🥈
エリート 15位

27. 大磯クリテ第5戦
エリート DNF

26. TOKYOエンデューロ 2019 in 彩湖
1hソロ 6位

25. みんなのタイムトライアルジャパン 1st stage
セミクラシックTT男子 9位

24. 大磯クリテ第3戦
エキスパート 2位🥈

23. 大磯クリテ第2戦
チームTT 優勝🥇
エキスパート DNF(落車)

22. 大磯クリテ第1戦
ミディアム 2位🥈

21. 宮ヶ瀬クリテ第1戦
ミディアム 13位

20. 富士ヒル2018
1:10:22.50 年代別52位

19. みんなのタイムトライアルジャパン 3rd stage
セミクラシックTT男子 11位

18. もてぎサイクルマラソン
DNF(落車)

17. 大磯クリテ第3戦
スポーツ2組目 2位🥈

16. みんなのタイムトライアルジャパン 1st stage
セミクラシックTT男子 5位

15. 大磯クリテ第2戦
スポーツ2組目 DNF(落車)

14. はやま南郷ヒルクライムスプリント2017
準々決勝敗退

13. 第12回 川崎マリンエンデューロ
2hソロ 2位🥈

12. ビルクライム2017
55位

11. 秋のしもふさクリテ
ビギナーI 6位
ビギナー決勝ラウンド 15位

10. 富士チャレ2017
ソロ100 33位

9. 第2回Super Cycle Enduro in 下総
3hソロ 11位

8. そでがうらサマーサイクルロードフェスタ2017
ビギナーI 16位
ビギナー決勝ラウンド 22位

7. 宮ヶ瀬クリテ
ビギナー2組目 2位🥈

6. 第11回 川崎マリンエンデューロ
2hソロ 24位

5. 富士ヒル2017
1:17:26.06 年代別171位

4. 第1回 フクアリクリテ
スポーツ 11位

3. 大磯クリテ第6戦
ビギナー2組目 3位🥉

2. はやま南郷ヒルクライムスプリント2016
準々決勝敗退

1. 富士ヒル2016
1:24:13.91 年代別243位