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2010年2月16日 (火)

ホイール組は頭脳労働

更新が滞りましたが、なんとか生きてます(笑

Img_1018

生来のメカ好きが高じてホイール組に取り組み始めております。

それに係わる道具も発注済です。(*^。^*)

道具納品前に、ホイール組とは何たるかを把握するために情報収集し、手持ちの教材でできるところまで訓練をしておきます。
この手の作業は、理論を概括的に把握したら同じ作業を繰り返して、(本人にとって)特別な作業を手慣れた普遍的な作業へと練度を上げていくのがいいようです。そうすることで細部へ気配りする余裕が生まれ、精度も上がっていくわけです。当社の若手育成の手法と同じです。
まぁ、その過程では様々な失敗があるわけですが、同時に様々なチャレンジもあってそこが楽しい。

手持ち教材には、何年か前にSW230で組んでもらったクロモリロード用のホイールがあります。古いshimano105ハブにMAVIC OPEN PRO。こいつを材料にバラしたり組み立てたり何遍も楽しませてもらう予定。
小遣いが貯まったところで、新品パーツで組み上げようという目論見。

まず作業に入る前に座学。
ペダリングの力で自転車を走らせるってことは、つまるところハブに繋がったスポークでリムを引っ張るってわけ。なのでラジアル組は後輪にはあり得ない。タンジェント組というらしいスポークをクロスさせる組み方になる。
何本おきにクロスさせるかで、4本組(=2クロス)、6本組(=3クロス)、8本組(=4クロス)が基本にある。それぞれに引っ張り側のスポークをハブフランジの外から通すか内から通すか、左右のフランジでその通し方を同じにするか対称にするかでJIS組、イタリアン組とかがある。なんか井上さんて方の考えた方法もあるらしい。ま、JISとかイタリアンとかは美意識の問題で機能的に大きな差はないと思われる。
ホイールを丈夫にするために、交差させるところでスポーク同士の内外をかえる。これを「綾(あや)」という。綾取りですな。

実際に新品パーツで組み上げるには、パーツの各部寸法を取得してスポーク長を計算しなくちゃならない。スポークメーカーのDT Swiss やSAPIMのサイトで計算してもらえるが、今回は自分で計算方法も理解してみることにする。最終的にはエクセルで作成することにする。
と、大げさなことはなく予定のパーツが決まって必要な部分の寸法がわかれば、単純な幾何計算で算出できる。余弦定理とピタゴラスの定理がわかればいいだけ。仕事でいつも接しているので私には簡単。
ただ現実には3点の補正が必要。

まずはハブのスポーク穴の遊び分の補正。計算はスポーク穴のセンターで算出するので、スポークの製品規格の呼び長さに合わせるためマイナスする。

次はニップルに収まるスポーク分の補正。これはニップルがリムから頭を出す出面と、スポークをニップルのどこまでねじ込むことにするかで決まるな。これはプラス。

三点目は張力によるスポークの伸び。径1.8mmのステンレス製スポークに1000Nの張力を加えると300mmのスポークが0.6mm伸びるらしいので無視はできない。(スポークは1mm単位で売っているので四捨五入で変わる可能性がある)ま、豪快に(笑)1mm減らすことにする。

DT Swiss のスポーク長計算サイトで検算してみても自作エクセルと答えは同じになるので一安心。ただこのサイトはMAVIC OPEN PROの場合でリムの有効径をリム径+5mm×2=604mmとしている。このため計算値小数点以下一位を切り捨てても1mm程度は長めに算出しているようだ。外国を含めた他のサイトではOPEN PROの有効径を602mmとしているところが多い。
SAPIMのサイトはハブの各寸法の測定位置が、
・ハブフランジの外-外を測定していること
・ハブフランジ・スポーク穴の外径ラインをPCDとしていること
から、さらに長めに計算値が算出されそうです。実際、DTの計算式や当社エクセル計算よりも1mm長く答えが出ます。

Sketchupwheel_1

この辺をふまえて、CADやGoogle Sketchup(いやー、便利なソフトだ)で6本組イタリアンのシミュレーションをしてみます。ほとんどが脳内シミュレーションとなるような作業ですが、計算上のスポーク長を立体視することができました。
綾の分、線延長を割り増しした方がいいような気がしてきましたが、「ロードバイクの科学」を読み返してみると0.1mm程度らしいので、無視する。(なんか細かい計算をしてみても、スポークの製品長が1mm刻みなので無意味かなぁ)
リム側のスポーク穴オフセット量もわからないので今回は無視。
バルブ穴とハブのロゴが向き合うように配置するのが御作法らしいが、脳内シミュレーションでは方法がよくわからない。実際にやってみて理解することにした。

---今日はここまで---
いままでのところ問題なく進んでおりますが、誤解や無知はご容赦のうえご指導願います
m(_j_)m

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