自転車チェーン

自転車チェーン
ローラーチェーンとスプロケット

自転車チェーンは、ペダルからの動力を自転車の駆動輪に伝え、自転車を推進するローラーチェーンです。ほとんどの自転車チェーンは普通の炭素鋼または合金鋼で作られていますが、錆を防ぐため、または単に美観のために ニッケルメッキされているものもあります

歴史

自転車で以前使用されていた旧式のチェーン設計には、ブロックチェーン、スキップリンクチェーン、シンプソンレバーチェーンなどがあります。最初のチェーンは、ブッシングのないシンプルな設計でした。これらには、信頼性に固有の問題があり、現代のチェーンよりも摩擦（および機械効率の低下）が少し大きかったのです。これらの制限を念頭に、ドイツのディアマント自転車会社のネフォイト兄弟は、1898年にブッシングを使用するローラーチェーンを設計しました[ 1 ]。最近では、「ブッシングレスローラーチェーン」設計がブッシングチェーンに取って代わりました。この設計は、ブッシングの軸受面を内側のサイドプレートに組み込み、各プレートがブッシングの半分を構成します。これにより、チェーンの組み立てに必要な部品数が減り、コストが削減されます。また、チェーンは横方向の柔軟性が高く、これは現代のディレイラーギアリングに必要です。なぜなら、チェーンラインはすべてのギア選択で常にまっすぐになるとは限らないからです[ 2 ]

最初のソリッドブッシュローラーの特許は、1880 年に Renold Chain 社によって申請されました。

チェーン駆動自転車の初期の例としては、1869年のギルモットとマイヤー[ 3 ] 、 1879年のローソン、1884年のマッカモン[ 4 ] 、 1884年のスターリーローバー、1895年のディアマント[ 1 ]などがある。

安全自転車が登場する以前の自転車にはチェーンがなく、ペダルは通常駆動輪に直接取り付けられていたため、最高速度は車輪の直径によって制限され、結果として前輪を可能な限り大きくした設計となっていました。有効ギア比を上げるためにさまざまなリンケージ機構が発明されましたが、あまり効果はありませんでした。チェーン駆動を使用すると、駆動スプロケットと従動スプロケット間の機械的利点によって最高速度を決定できるようになり、メーカーは安全のために駆動輪のサイズを小さくすることができました。また、可変ギアの開発も可能になり、サイクリストは地形や道路の傾斜、および自分の力に合わせてギア比を臨機応変に 調整し、さまざまな速度で効率的で適切なケイデンスを実現できるようになりました。

効率

自転車のチェーンは非常にエネルギー効率が高く、ある研究では98.6%という高い効率が報告されています。[ 5 ]クリーンな実験室環境で行われたこの研究では、効率は潤滑状態によって大きく左右されないことがわかりました。[ 5 ]スプロケットが大きいほど、圧力点が車軸から遠ざかり、ベアリングへの負担が軽減され、内輪の摩擦が減少するため、より効率的な駆動が得られます。チェーンの張力が高いほど効率的であることがわかりました。「これは実際には、摩擦だけに基づいて予想される方向ではありません。」[ 5 ]

メンテナンス

チェーンケースで保護されたシティサイクルのチェーン

チェーンは定期的に洗浄と給油を行う必要があり、給油前には必ず洗浄を行う必要があります。チェーンを長持ちさせるための鉄則は、汚れたチェーンに給油しないことです。汚れたチェーンに給油すると、ローラーに研磨粒子が入り込んでしまうからです。[ 6 ]

別の方法としては、（比較的安価な）チェーンを頻繁に交換する方法があります。そうすれば、適切なメンテナンスはそれほど重要ではなくなります。一部の実用自転車には、チェーンを完全に覆うチェーンガードが装備されており、チェーンの摩耗やメンテナンスは事実上不要になります。リカンベント自転車では、チェーンが汚れを吸着するのを防ぎ、またライダーの脚に油や汚れが付着するのを防ぐため、チェーンはチューブに通されていることが多いです。

潤滑剤

自転車のチェーンを、添加物を含まない純粋なパラフィンワックスに浸しています。ベタベタした膜は、ワックスが固まりかけていることを示しています。チェーンを取り外す必要があります

自転車のチェーンをいかに潤滑するのが最善かは、自転車乗りの間でよく議論される問題である。[ 7 ]

ウェットルーブ

オイルのような液体潤滑剤はリンクの内側に浸透し、簡単には消えませんが、すぐに汚れを吸着します。ウェットルーブがリンクに十分に浸透した後、チェーンの外側は汚れの付着を防ぐため、乾拭きしてください

ドライ潤滑剤

ワックスやテフロンを含むことが多い「ドライ」潤滑剤は、蒸発する溶剤で輸送され、使用中も清潔に保たれますが、耐久性が低く、頻繁なメンテナンスが必要です。[ 8 ]

ワックス潤滑

2020年頃から、サイクリストの間では、オイルベースの潤滑剤の代わりに固形ワックス潤滑剤（例えば、100%パラフィンワックスや独自配合物[ 9 ] ）を使用する新たなトレンドが生じています。浸漬ワックスは使用中もよりきれいな状態を保て、適度に耐久性がありますが、最初のワックス浸漬の前に初期の徹底的な脱脂（例えば、ホワイトスピリットに続いてイソプロパノールを使用する）と、必要に応じてワックスを溶かして再ワックスをかけるための基本的な器具が必要です。[ 8 ]再ワックスは、走行条件に応じて200～400キロメートルごとに必要になる場合があります（埃っぽい、濡れている、または泥だらけの条件ではより頻繁な再ワックスかけが必要になる場合があります）。1つの一般的な方法は、安全対策として、洗浄したチェーンをボウルに入れ、ワックスを鍋で直接溶かすのではなく湯煎で溶かすことです。これにより、煙を最小限に抑え、火災の危険となる可能性のあるワックスの過熱を回避します。または、同じ目的を果たすチェーンワックス溶解器具を購入することもできます。[ 10 ]ワックスがけは毎回少し手間がかかるため、多くのサイクリストは一度に2～3本のチェーンにワックスをかけ、ワックスが減ってきたら1本ずつ順番に交換します。長距離の自転車旅行者は、ワックスがけ済みの予備チェーンを携帯している場合もあります。また、ワックスが減ってきたら、現場でドリップワックスで潤滑油を塗布することもできます。

チェーンの取り外し

チェーンツール

ほとんどの直立型自転車では、チェーンは右チェーンステーとシートチューブで形成される右後方の三角形を通ります。したがって、三角形を分割できない場合（通常はシートステー）を除き、チェーンを分離（または「切断」）する必要があります。チェーンは、チェーンツールまたはマスターリンクで切断できます。マスターリンク（コネクティングリンクとも呼ばれます）を使用すると、チェーンをより簡単な工具で、あるいは工具なしでも取り付けたり取り外したりして、清掃や交換を行うことができます。[ 7 ]

シマノやカンパニョーロの10速チェーンなど、一部の新しいチェーン設計では、外れたチェーンの取り付けまたは再取り付け時に専用の交換ピンが必要になります。この代わりに、 SRAM Power LinkやWippermann Connexなどのマスターリンクを取り付ける方法もあります。[ 11 ]

摩耗

リンク数は同じだが、摩耗の程度が異なる4種類の自転車チェーン。摩耗の結果、チェーンが伸びていることがわかります
チェーンの摩耗度を測定するツール。チェーンのリンク数を正確に測定し、チェーンの過度な摩耗を検出する。ツールの両側で異なる摩耗度を測定する。

チェーンの摩耗は、しばしば誤解を招く「チェーンの伸び」と呼ばれることもありますが、長時間のサイクリングで問題となります。摩耗は、ブッシングとピン（またはSedis設計ではハーフブッシング、つまりブッシングがインナープレートの一部である「ブッシングレス」とも呼ばれる）の材料が削られることで生じ、サイドプレートの伸びではありません。[ 12 ]ペダリングによって生じる張力は、サイドプレートの伸びを引き起こすには不十分です。摩耗したチェーンのリンク間の間隔は、 1 ⁄ 2インチ（12.7 mm）の仕様よりも長いため、リンクがスプロケットの歯の間隔にぴったりと収まりません。その結果、スプロケットの摩耗が進み、ディレイラーのドライブトレインでは「チェーンスキップ」が発生する可能性があります。チェーンスキップとは、ペダリングの張力によってチェーンがスプロケットの歯の上を滑り上がり、次の歯列に移動（「スキップ」）する現象で、動力伝達が低下し、ペダリングが不快になる現象です。

チェーンの摩耗はリンクに入り込む汚れによって著しく悪化するため、チェーンの寿命は洗浄と潤滑の状態によって大きく左右され、機械的な負荷には左右されません。[ 6 ]使用方法や洗浄方法にもよりますが、チェーンの寿命はクロスカントリー走行や全天候型走行などでは1,000キロメートル（600マイル）しか持たない場合もありますが、適切にメンテナンスされた変速機チェーンであれば3,000～5,000キロメートル（2,000～3,000マイル）、完全に手入れされた高品質チェーン、シングルギアチェーン、またはフルカバーチェーンガード付きのハブギアチェーンであれば6,000キロメートル（4,000マイル）以上も使用できます。[ 13 ] [ 14 ]

ニッケルは比較的焼き付きにくい金属であるため、ニッケルメッキチェーンは可動部分にある程度の自己潤滑性も与えます。

チェーンの摩耗率は非常にばらつきがあります。摩耗を測定する方法の一つは、定規や機械工用の定規を使うことです。[ 15 ]もう1つの方法は、チェーン摩耗測定ツールを使うことです。このツールには通常、スプロケットとほぼ同じサイズの「歯」が付いています。このツールを軽い負荷がかかったチェーンに取り付け、歯が完全に落ちてしまった場合はチェーンを交換する必要があります。

新しいチェーンの20個のハーフリンクは10インチ（254 mm）の大きさで、古いチェーンが10インチになる前に交換することをお勧めします。+1 ⁄ 16インチ（256 mm）（摩耗率0.7%）。 [ 7 ]より控えめな制限は、古いチェーンの24個のハーフリンクが12インチの場合です+1 ⁄ 16インチ (306 mm) (摩耗率0.5%)。チェーンがこの限界を超えて摩耗すると、リアスプロケットも摩耗しやすくなり、極端な場合にはフロントチェーンリングも摩耗しやすくなります。この場合、スプロケットの歯が不均一に摩耗するため（極端な場合はフック状に摩耗する）、チェーンを交換しても前述の「スキップ」が続く可能性があります。チェーンの交換時期を逃し、摩耗したスプロケットカセットとチェーンリングを交換するのは、摩耗したチェーンを交換するよりもはるかに費用がかかります。

サイズ

内側のサイドプレートから反対側のサイドプレートまでフルブッシングを備えた古いタイプの自転車チェーンリンクの分解図。(1) 外プレート、(2) 内プレート、(3) ピン、(4) ブッシング、(5) ローラー

現代の自転車に使用されているチェーンのピッチは1 ⁄ 2インチ（12.7 mm）で、これはピンの中心からピンの中心までの距離です。ANSI規格#40では、「#40」の「4」はチェーンのピッチを1/8インチ単位で表しています。また、ISO規格606（メートル法）#8では、「8」は1/16インチ単位で表しています。ローラーの直径は5 ⁄ 16インチ（7.9 mm）です。

この分解図では古いタイプのチェーンはフルブッシングになっていますが、現代の自転車チェーンは内側のプレートに「ハーフブッシング」が組み込まれており、シェルドン・ブラウンはこれを「ブッシングレス」または「ブッシュレス」と呼んでいます。[ 7 ]

1976年：シマノは1976年頃[ 16 ]から1980年[ 17 ]にかけて、10mm（約3⁄8 インチ）ピッチの独自の10ピッチデュラエーストラック専用システムを短期間製造した。これはシマノデュラエース10ピッチと呼ばれていた。シマノ10ピッチシステムは、チェーンやスプロケットなどのANSI規格#40（1/2インチ）と互換性がなく[ 18 ] [ 19 ] 、日本競輪協会によって禁止され、協会の衰退の一因となった。[ 16 ]

チェーン幅

チェーンのローラー幅（内側のプレート間の内部幅）は、 3 ⁄ 32 インチ（2.4 mm）、1 ⁄ 8 インチ（3.2 mm）、5 ⁄ 32 インチ（4.0 mm）、または3 ⁄ 16 インチ（4.8 mm）です

ディレイラー付きの自転車では、チェーンの外側の幅（接続リベットで測定）も重要です。チェーンが歯車セットに対して広すぎて、次に大きいスプロケットに擦れてしまうため、また、チェーンが狭すぎて 2 つのスプロケットの間に落ちてしまうため、チェーンが狭すぎてもいけないからです。

チェーンは、サポートできるリアスプロケットの数（3～13）によっても識別できます。次のリストを使用すると、出所が不明なチェーンを測定して適合性を判断できます。

  • 6速 – 7.3 mm ( 9 ⁄ 32インチ) (シマノ HG)、7.1 mm ( 9 ⁄ 32インチ) (SRAM、シマノ IG)
  • 7速 – 7.3 mm ( 9 ⁄ 32 インチ) (シマノ HG)、7.1 mm ( 9 ⁄ 32 インチ) (SRAM、シマノ IG)
  • 8速 – 7.3 mm ( 9 ⁄ 32 インチ) (シマノ HG)、7.1 mm ( 9 ⁄ 32 インチ) (SRAM、シマノ IG)
  • 9速 – 6.5～7.0 mm ( 1 ⁄ 4～9 ⁄ 32 インチ) (全ブランド)
  • 10速 – 6.0～7.0 mm ( 1 ⁄ 4～9 ⁄ 32 インチ) (シマノ、カンパニョーロ)
  • 10速（ナロー） – 5.88 mm（7 ⁄ 32 インチ）（カンパニョーロ、KMC）
  • 10速（ナロー、方向） – 5.88 mm（7 ⁄ 32 インチ）（シマノCN-5700、CN-6700、CN-7900）
  • 11速 – 5.5～5.62 mm ( 7 ⁄ 32～7 ⁄ 32 インチ) (カンパニョーロ、KMC、シマノ CN-9000)
  • 12速 – 5.3 mm ( 13 ⁄ 64 インチ) (SRAM)
  • 13速 – 4.9 mm幅 – カンパニョーロ Ekar [ 21 ]

このトピックについては、ウィキブック「自転車のメンテナンスと修理」に詳細が記載されています。

チェーンの長さ

新しいチェーンは通常、ほとんどのアップライトバイクに十分な長さの標準長さで提供されます。ドライブトレインが正しく機能するためには、取り付け前に適切な数のリンクを取り外す必要があります。ピン接続リンクはチェーンツールで押し出すことで短くすることができ、リンクを追加することで長くすることができます。[ 22 ]

ディレイラーギアの場合、チェーンは通常、最大のフロントチェーンリングと最大のリアスプロケットに噛み込むことなく変速できる長さである一方、最小のフロントチェーンリングと最小のリアスプロケットに変速した際にリアディレイラーが全てのたるみを吸収できないほど長くはありません。これらの要件を両方満たすには、リアディレイラーが自転車で使用されているギアレンジと互換性がある必要があります。チェーンへの負担と摩耗のため、大/大と小/小のギアの組み合わせ（クロスチェーン）を使用することは、一般的に推奨されません。[ 23 ]

シングルスピードの自転車とハブギアの場合、チェーンの長さはクランクとリアハブの距離、およびフロントチェーンリングとリアスプロケットのサイズに合わせる必要があります。これらの自転車には通常、水平ドロップアウト、トラックエンド、リアハブまたはボトムブラケットの偏心機構など、微調整のための機構が備わっています。極端な場合には、チェーンのハーフリンクが必要になることもあります。

バリエーション

軽量化のため、中空ピンやリンクに切り欠きのあるチェーンが製造されています。[ 24 ]耐食性を高めるためにステンレス鋼製のチェーンも製造されています。 [ 25 ]軽量化のためにチタン製のチェーンも製造されていますが、高価です。[ 26 ]最近のトレンドは様々な色のチェーンで、少なくとも1つのメーカーが電動自転車専用のチェーンモデルを提供しています。[ 27 ]

メーカー

著名な自転車チェーンメーカーには以下が含まれます。

参照

参考文献

  1. ^ a b lydia.net (2014年9月4日). “Die ganze Geschichte” . www.diamantrad.com (ドイツ語). 2017年1月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年12月30日閲覧。
  2. ^ 「チェーンのメンテナンス」。
  3. ^ 「ギルメットとマイヤーの自転車、1869年」ブリッジマン・イメージズ2015年1月3日閲覧。
  4. ^ 「McCammon Safety Bicycle」 .サイエンスミュージアム. 2012年5月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年1月3日閲覧。
  5. ^ a b c Spicer, James (1999年8月19日). 「ペダルパワープローブは自転車のエネルギー消費が少ないことを示している」 . 2008年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月13日閲覧。
  6. ^ a b Brandt, Jobst. 「チェーンの手入れ、摩耗、スキップ」。2008年12月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年12月3日閲覧。
  7. ^ a b c d “Sheldon Brown: Chain Maintenance” . 2008年12月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年12月3日閲覧。
  8. ^ a bチェーンのワックスがけ vs. ウェットルーブ（埃、泥、砂利除去） – The Pro's Closet
  9. ^チェーンワックス - より速く、より良く、より安価な方法 - In The Know Cycling
  10. ^ワックスポット対決：Silcaチェーンワックスシステム vs. Elite Gourmet Mini Slo – The Pro's Closet
  11. ^ 「Sheldon Brown: Chains from Harris Cyclery」。2008年12月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年12月3日閲覧。
  12. ^シェルドン・ブラウン. 「チェーンのメンテナンス：チェーンの「伸び」」. 2013年8月20日閲覧。
  13. ^ 「KMC：チェーンの摩耗を最小限に抑える方法」。2013年4月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年7月27日閲覧。
  14. ^ 「KMC：チェーンのメンテナンス時期」 2013年4月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年7月27日閲覧。
  15. ^ 「定規を使ってチェーンの摩耗を測る方法」 RoadBikeReviewコンポーネントフォーラム。 2012年4月24日閲覧。
  16. ^ a b「Dura-Aceの歴史」 。 2016年12月30日閲覧。
  17. ^ 2013 年 5 月 6 日、progettopistavintage.blogspot.dk引用: 「... 1970 年代のある時期に、シマノの人々はチェーンのピッチを 10 mm に減らすという素晴らしいアイデアを思いつきました... 1980 年代のある時期に、10 mm ピッチ シリーズは廃止されました...」
  18. ^ bikeforums.net: シマノが10mmピッチチェーンの生産を中止した理由引用: 「…10mmピッチチェーンには、新しいチェーン、新しいハブ、新しいスプロケット、新しいチェーンリング、新しいチェーンウィップが必要でした。基本的に、クランクアームのスパイダーを除いて、ドライブトレインに接触するほぼすべての部品が10ピッチチェーンと互換性がありませんでした…」
  19. ^ Shimano#Shimano 製品引用: 「... メトリック チェーン - Shimano は、従来の 0.5 インチ ピッチではなく 10 mm ピッチのチェーンを設計しました...」
  20. ^シェルドン・ブラウン. 「Chain」 . 2012年5月14日閲覧。
  21. ^ 「Campagnolo Ekar 13速ドライブトレインはグラベル向けに作られています」。2020年9月24日。
  22. ^ 「チェーン交換：自転車のディレイラー」パークツール、2015年8月24日。 2018年7月21日閲覧。
  23. ^ 「クロスチェイニング：良い点、悪い点、そして醜い点」 Noble Cycling . 2018年3月27日. 2018年7月21日閲覧。
  24. ^ Warren Rossiter (2007年6月1日). 「KMC x10sl ゴールドロードチェーン」 . BikeRadar.com. 2013年3月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年3月26日閲覧。KMCは、無駄を削ぎ落としたプロファイルとスロット付きプレート（CampagもUltra 10速チェーンで採用している）と、全てを繋ぐ中空ピンによってこれを実現しました。
  25. ^ 「Interbike Tech: Retro Fondriest、ソーラーハイドレーションパック、オーガニック栄養など」 VeloNews、2012年9月20日。2013年4月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年3月26日閲覧。Wippermannは、同社のブラックエディションステンレススチール製ConneXチェーンが、市場で最も頑丈で耐腐食性に優れたディレイラーチェーンであると主張している。
  26. ^ Daniel Carruthers (2010年1月4日). 「台中バイクウィーク総括」 . BikeRadar.com.オリジナルより2019年4月13日アーカイブ. 2013年3月26日閲覧. YBNのチタンチェーン…180米ドル（約110ポンド）なので、あまり見かけないでしょう。
  27. ^ 「KMC、Bosch e-Bikeドライブシステム向けコンポーネントを発表」。Bike Europe。2012年1月27日。2013年1月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年2月6日閲覧。
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