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最近のカーボンホイールはなぜ幅が広いのか?ホイール技術に関する疑問は?

機材情報
UnsplashJon Cartagenaが撮影した写真
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カーボンホイールが一般的になり、通勤でも使う人もチラホラ見かける。

エントリーモデルから、カーボンホイールに乗っている人もいるし、かなり一般的に浸透してきたと言っても良いだろう。

性能も上がっているが、新しい技術で疑問に思うこともある。例えば、何故リムの幅が広がっているのか。カーボンリムは冬でも使って良いのかなど、疑問が出てくるのは当然だ。

 

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なぜ最近のホイールは幅が広いのか?

Roval Rapide CLX II  左がフロント、右がリアのリム形状 Image credit: Roval

 

最近売られているバイクのほとんどがディスクブレーキになっている。

これは明らかに、ホイールがディスクブレーキに対応するために大きく変化しなければならないことを意味する。ディスクブレーキのメリットのひとつは、ホイールがリムブレーキキャリパーの制約を受けなくなったことだ。

最近のホイールは幅が広くなり、上記のRoval Rapideフロントホイールのように、最も幅の広いところでなんと35mmというリムもある。

 

しかし、なぜこれほど幅広のホイールが必要なのだろうか?

主な理由は安定性だ。昔は、カーボンリムはV字型だった。

しかし、すぐにU字型のプロファイルの方が横風での影響が少ないと認められるようになった。リムの幅がどんどん広くなるという考え方は、基本的にはこの延長線上にあり、失速を減らそうというものだ。

タイヤが幅広になったことも一因だ。クラシックな19mm幅のリムに28mmのタイヤを履かせると、「電球効果」が生じ、コーナーで負荷がかかったときにタイヤのサポートが弱くなる可能性がある。

リム内部幅を増して同じタイヤをリムに取り付けると、タイヤはより丸みを帯びた形状になり、接触領域の形状に影響を与え、その結果、グリップとトラクションに影響を与える。

 

photo DT SWISS

 

幅の広いタイヤの接触領域は短くなるため、タイヤは変形しやすくなり、転がり抵抗は減少する。

内側の幅を広げると、コーナリングやスプリント中のタイヤの横方向の屈曲が減少し、ハンドリングの安定性とステアリングの精度も向上する。

タイヤの設置面積も減るので、タイヤ幅が広く、リム幅も広がっていく傾向にある。

 

リムはタイヤより幅が広い方がいいのか?

多くのブランドは、究極のスピードのためには、ホイールリムの幅をタイヤよりも広くすべきだと主張している。

メーカーが105の法則について話しているのを見たことがあるかもしれない。1997年にZippが当時のタイヤ幅の主流23mmとリム幅の組み合わせでエアロ効果を比較した研究だ。

これは、最大限の効率を得るには、リムの最も幅の広い部分がタイヤの105%程度であるべきだというもの。

もちろん、これは厳密な科学ではないが、ほとんどのホイールメーカーは、ホイール幅がタイヤ幅より少し広い方が性能的にベストだという意見で一致しているようだ。

 

日常的なライディングに最適な深さは?

これは昔からある質問で、地形や天候、ライダーとしての優先順位によって答えは変わってくる。

ほとんどのライダーは少なくとも性能や効率に関心があると思うので、40mm前後のディープホイールをお勧めする。平坦でも坂道でも、年間を通して快適に乗れるホイールだ。

とはいえ、ここ10年ほどの間にホイール技術はかなり進歩したので、多くのライダーはそれ以上の深さで走れるようになった。50mmのディープホイールでも競技用としては軽量で、風が強くなってもしがみつくようなことはない。

横風も受けながしてくれる形状となっている。

最近はヒルクライムでも、Huntの Hill Climb SL Discホイールのように963gと超軽量のものもある。これは常用はできないけど、カーボンホイールの選択の範囲は広がっている。

 

カーボンホイールは冬でも使える?

ディスクブレーキが大量に普及したことで、厄介なカーボン製ブレーキに頼る必要がなくなった。高価なホイールのリムを摩耗させることもない。

冬でも使えるのかの質問の答えは、ハイだ。

理想的なコンディションでなくてもカーボンホイールを使うことはできる。ただし、多用する場合は1~2年でベアリングを交換する必要があることを覚えておいておかないといけない。

もしホイールにアルミのスポーク・ニップルが付いていれば、それも時間とともに腐食する可能性がある。

冬の間にホイールセットを使うつもりなら、真鍮製のスポーク・ニップルが付いたホイールセットを探す価値があるかもしれない。

 

カーボンスポークの方が良いのか?

Image credit: cadex

 

このCadex 50ホイールセットのような最近のトップエンドホイールセットでは、スポークにカーボンを使用するのが人気となっている。

カーボンファイバーは、強度対重量比が非常に高い。そのため、カーボンスポークを採用したホイールは、強度を維持したまま、軽量化、剛性アップ、さらにはスポーク数の削減が可能になることもある。

しかし、マイナス面もある。いくつかのブランドに話を聞いてみると、否定できないプラス面だけでなく、マイナス面もたくさんあることがわかった。

  • 第一に、スチールスポークよりもかなり高価で価格も高くなる。
  • 第二に、誰もスチールスポークの張力を正確に最大にすることはしていなかったので、カーボンスポークのホイールがより硬いのであれば、スチールスポークでも、多少重くなるとはいえ、製造することは可能だった。
  • 第三に、カーボンスポークはブレードのついたスチールスポークよりも太いため、エアロ性能に劣るという考え方がある。

Image credit: Hunt

 

例えば、ホイールブランドのHuntが発表した上のグラフは、青い線がカーボンスポーク、緑の線がスチールスポークの同じリムを表している。ご覧の通り、Y軸のグラム単位の抗力は、スチールスポークの方がわずかに小さい。

では、次のホイールセットはカーボンスポークにすべきだろうか?

カーボンスポークを使うべき時と場所というものがある。究極の低重量、高性能、高剛性を求めるのであれば、そうだろう。

カーボンスポークによって、Cadex Ultraのようなホイールは性能の限界に挑戦することができる。

しかし、すべてのホイールセットがカーボンスポークに移行することは望ましくない。カーボンスポークは、ホイールのフィーリングを硬くし、価格を押し上げ、メンテナンス性を悪くすると思われる。

私もMavicのR-SYSのカーボンスポークが折れて大変な思いを何度もした。現在は、入手困難なために(すでに製品がない)ので、使えなくなった。

 

中国から買うべきか、それとも定評のあるブランドにこだわるべきか?

Image credit: YOELEO

 

最近のカーボンホイールの疑問では、中国から買うべきか、それとももっと定評のあるブランドにこだわるべきか、というものもある。私も悩んだ。

ご存知の方も多いだろうが、カーボンホイールのほとんどは、どんなラベルが貼られていようと、アジアからのものだ。

AliexpressやWishのようなところからホイールを注文することも可能だ。しかし、何かがうまくいかなかった場合、結果はかなり大惨事になる可能性がある。

これらのサイトからのホイールがすべて悪いというわけではないが、品質管理や保証の状況が少しいい加減なことがあると聞く。個人的には、そのようなリスクは負いたくない。

結論から言えば、中国から直接購入するのはありだ。しかし…よく調べ、レビューを読み、慎重に行動し、保証情報を確認し、関税に注意すること!

まあ、また円高になってから考えたほうが良いかも。

 

なぜ波打つような形状のホイールがあるのか?

Image credit: princetoncarbon

 

ZippとPrinceton Carbon Worksは、この波状のリムプロフィールを採用した2つのブランドだ。

横風の安定性と空力性能という2つの理由から、この形状を採用している。しかし、それはどのように機能するのだろうか?

横風の中を走っているとしよう。横からの風がホーイルを押し、突然、ハンドルが取られることを経験するはずだ。

この瞬間、実際に起こったことは、ホイールのリムが側面の圧力上昇に耐えられなくなったということだ。この圧力がすべて波及し、すべてが乱流となり、ホイールは圧力が非常に低くなったこの領域に吸い戻される。

リムが深ければ深いほど、圧力は高まる。リムが深ければ深いほど、圧力は高まり、事実上、圧力を遮る壁が大きくなる。

波のようなリムのアイデアは、渦を繰り返し排出することで、この圧力が大きな塊ではなく、たくさんの小さな塊になって放出されるようにすることだ。

 

ホイールも他のものと同じように統合されていくのだろうか?

Image credit: SyncrosBike

 

ハブ、スポーク、リムが一体化したものはすでに登場している。

LightweightとMavicがこのアイデアを最初に普及させたが、より現代的なリリースもたくさんあり、Syncrosのホイールもその一例だ。

 

ハブシェル、スポーク、リムを一体化することで、剛性や重量など性能面で有利な面もあるが、ひとつだけ大きな欠点がある。スポークが折れると、とてもとても高価なホイールセットが台無しになってしまうのだ!

折れないという補償はない。私のように車から外れたホイールキャップが転がってきてスポークが折れたこともある。何が起こるはわからないのだ。

 

フックレスリムは未来なのか?

Photo pacenticycledesign.co.uk

 

自転車業界は数年前、私たちをフックレスに夢中にさせようとしたが、失敗した主な理由は、準備が整っていなかったからだと思う。

ここ数年でも大きな変化があった。

ロードサイクリストはチューブレスを受け入れるようになり、ETRTO(欧州タイヤとリム技術機関が定めるヨーロッパのタイヤ規格 The European Tyre and Rim Technical Organisation)の規格も改善され、ほとんどの人が幅広のタイヤを使うようになった。

また、チューブレスタイヤやフックレスタイヤの選択肢も増え、以前はチューブレスタイヤやフックレスタイヤがないことが大きな欠点だった。

フックレスホイールは軽量であるだけでなく、安価で製造が容易であるため、メーカーが再び協調して移行に取り組むようになるのはそう先のことではないだろう。

結局のところ、フックレスはクルマで非常にうまく機能しているのだから、チューブレスが増えればさらに増えていくはずだ。

 

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