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ヘッドセットの種類とベアリングについて
- ヘッドセットの種類には、外部ヘッドセット（ノーマルタイプ）と内部ヘッドセットがある。
- 内部ヘッドセットには、段付き型と段無し型があり、見た目やベアリングの配置に違いがある。
- セミインテグラルタイプは、外部ヘッドセットから内部ヘッドセットへの過渡期のタイプである。
- BERSERGA
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- 自転車・マウンテンバイク
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整備をされる方であれば、 アンギュラコンタクトはテーパーローラーベアリングと同一で 「圧着トルク」あるいは「初期加圧」がないと、 ベアリングとして機能しないというのをご存じではないかと思います。 そこがすべての間違った認識の始まりだと思われます。 ＞A1 ＞「内部ヘッドセット段付き型」というのは、ヘッドチューブ内に段付き加工が施してあり ＞、圧入するベアリングはそこで止まるため、過圧入防止のためのストッパーは必要ありません。 ・・・えっとそんなにフレーム側というのは決まった形式ではないんです。 自動車のようにベアリング規格が統一されだしたのもごく最近。 ましてやそのベアリングが入る箇所の形というのは 各フレームメーカーに任されています。 あえていうのであれば 「ベアリングを押すための段付きが必須なのがインターナルヘッドセット」で 「段付きが必要ではないのがセミインテグラル」 とはいえます。しかし。 ほとんどのセミインテグラルヘッドセット用フレームは、 カップ圧入の精度を出すため「段付きカット」されているものが多いです。 ですので、質問者さんがおっしゃる「段付きフレーム頭管がインテグラル用」という 短絡思考は間違いです。 A3 ＞＞はあ？？？ぜんぜん。 ＞＞普通に必要です。 インナーレースのほかに、下玉押しがあります。 じゃないと、フォークとベアリングが固定されません。 ＝ベアリングのインナーレースとフォークがくるくる回転しちゃいませんか？ ＞それとも、そうではなく、やはりベアリングは非分解でボールの姿は見えず、 ＞インナーレースとは別に下玉押しが存在するのでしょうか？ ＞（自分でも、書いててなんだよそれ、って感じですが） ＞普通のオープンタイプにおける下玉押しとは、 ＞イコール、ロアー側のアンギュラコンタクトのインナーレース、です。 ＞シールドベアリングでは、違うのでしょうか？ ご自分でも書かれていますが、 その通りです。 ご自分の文をよく読んでください。自己矛盾していますよ？ ご自分で＞シールドベアリングといっておきながら、 後半では＞オープンタイプにおける下玉押し・・・といっていますよ？ ・シールドベアリングを「フォーク側で固定・加圧するため」に下玉押しは絶対必要です ・インナーレースとは別に自転車には下玉押しが必要です。 ＞A4 ＞うーん、分解できちゃうんですか・・・ ＞オープンタイプとどう違うのやら・・・？ よく考えてみてください。アンギュラコンタクトで、ベアリング自体が奥まったり手前に出たりという 厚み変化の動きもするのです。 これが分解可能か非分解かは、単なるシールの作りの差であって、 機能的にはあまり違いがありません。 ＝極端な話、金属シール（リップ）がつけられていて非分解なだけで リップ破壊するとどのアンギュラコンタクトベアリングも分解はできます。 まあそれは普通のフラットなシールドベアリングでも同一ですね。 ですので、 非分解だから水のシール性が優れているわけではない のです。 ＝樹脂シール部をより大きくとった分解型のベアリングを カンパが採用しているのにも逆に合点がいきます。 完全密閉だと逆に樹脂リップ部が少なくて 水分が進入しやすくなるということもあります。 自転車における従前のオープンタイプは 基本的に水分進入する前提での 「水分が入った後どうするか」という構造で作られています。 ＝水の抜けをよくする穴、水が入っても劣化しにくい 回転性能に劣るカルシウムグリス。 これは、BB・ハブ・ヘッドいずれのベアリングでも同じです。 ベアリングに対する考え方が 自転車と自動車では違います。 回転速度も保持重量も違いますので当然ですが。
その他の回答 (3)
ベアリングをフレームで直に受けるのかカップで受けるのかの違いで区別されてます。またヘッドチューブ内径も違いますので互換性はないです。 ：インターナルの一種としてインテグレーテッド、ゼロスタック（セミインテグレーテッド）が存在 自転車の世界では長い間カップ＆コーンが常識でしたのでそうでない形の通常の機械の場合のボールベアリングを全てシールド、カートリッジと呼ぶのが慣習になっています。またベアリングを分解して洗浄するのも普通の事だったので分解できるカートリッジという物も誕生するわけです。 http://www.hozan.co.jp/cycle/support/repairhelp/trivia.htm ホーザンの解説
お礼
なるほど、一般的な工業用、自動車用とは呼称が違うわけですね。 オープンタイプでなきゃ、みんなカートリッジ、みたいな部分もあるわけですか。 （ちょっと乱暴っちゃ乱暴ですが・・・） 分解できるけどカートリッジベアリング・・・うーん（笑） 長年自動車業界にいた人間から見ると、「なにそれ？」な部分もありますが、まあ、自転車ではそれが普通、ということですよね。 郷に入っては郷に従え、ですね。 回答ありがとうございました。
- surukire
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Q3 Ａ３ 下玉押し（カップ部分）は、カートリッジベアリングですので存在しません。 ただ、フォーク側に取り付けるカートリッジベアリングのインナーレースを支えるための部品（フォークスレーブ）は有ります。アウターレースはヘッドチューブが保持する。中には、フォークコラム根本の製造誤差を吸収するためか割りが入っている物もあります。 Q4 A4 今使っている奴は確か、アウターレースが外れると思います。組み込めば後は知らない。グリスアップは可能ですが、多分ゴリゴリ言うまでほっときます。 １．２は、自分で使わないので気にしたことも無く、わかりません。
お礼
シールドベアリングの場合、ベアリングインナーレースそのものは外れない物も外れる物もあるけれど、いずれにしてもフォーク側にはベアリングを押し込むためのスペーサーのようなパーツはある、ということですね。 回答ありがとうございました。
- ka2_abe
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Q1:インテグラルヘッドセット＝内部ヘッドセット段付き型、ゼロスタックヘッドセット＝内部ヘッドセット段無し型用、と判断しましたが、合ってますか？ ？？？意味がよくわかりませんが・・・まあ「間違い」。 ゼロスタックというのは要するにインテグレーテッド規格のヘッドセットの廉価版でして、 ベアリング＋ヘッド内蔵カップがついている形式です。 これからヘッドカップを取り除いて、フレームでベアリングを保持するようにすると インテグレーテッド規格のヘッドセットになります。 ですので、セミインテグラルはそのカップを内部で保持する段付きが不必要とはいえません。 一応フレームに圧入するカップには外ベロがついていて フレームにそれ以上はいらないようになりますが、 それとフレーム側の段付き加工は全く一致しません ＝頭管内径のみが大きな違い。 Q2：セミインテグラルタイプとは、どういうものでしょうか？ ノーマルタイプ（外部ヘッドセット）からインテグラルに移行する過渡期に現れたタイプでしょうか？ 外見上で、ノーマルやインテグラルと見分けがつくのでしょうか？ いいえ。というか、ほぼGIANTが作った規格と言い切っていいですね。 ほかのメーカーでの採用車はほぼありません。 「インテグレーテッド規格」ができ、カンパの「ヒドゥンセット」ができ、 インテグラルヘッドの見た目がレーシングであることから、 廉価な加工技術＝ベアリング受けを頭管だけで行わない規格 としてGIANTが後出しで作ったのが 「セミインテグラル＝インテグレーテッド＋カップ」という形式です。 ただ。 これは各社も後追いして、特にMTBで その耐久性がよいとされ、 このロードから始まったインテグラル化がMTBに波及することになった一つの優れた機能として セミインテグラル＝ゼロスタックという形式が広まっていきました。 各フレームメーカーでも、 当初は独自規格や独自のカップをフレームに装着したりなどして ぐちゃぐちゃでしたが、今は、インテグラル・ヒドゥン・そしてこのゼロスタック。 三つに統合された感がありますね。 Q3:インテグラルやゼロスタック、ノーマルに関わらず、シールドベアリング採用のヘッドセットの場合は、フォークへの下玉押し取付けが不要（下玉押しはベアリングから外れない）と思っておりますが、正しいでしょうか？ はあ？？？ぜんぜん。 普通に必要です。 ただ、TIMEなどのフォーク（当方使用中ですが）では 最初からヒドゥン互換の下玉押しに形状が整形されています。 ＝インテグラルに準じて整形してあるもの、1.25インテグラルや1.5インテグラルに準じて 整形してあるものなどがたくさん出てきていますが、 機能としての下玉押しは、アンギュラコンタクトベアリングには必須のものです。 Q4:セミカートリッジベアリングというのは、どういうベアリングなのでしょうか？ オープンタイプともシールドベアリングとも違うようですが、ちょっと想像がつきません。 グレード的にもオープンとシールドの中間のようですが・・・ アウターレースにボールリテーナがグリスとダストシール込みで組み付けられていて、インナーレースだけ外れる・・・とか？ これまたGIANTなどの車のヘッドセットを外してみるとわかります。 BBなどでも「セミカートリッジ」というものがありますね。 あれ同様に、 普通は非分解のシールで覆われているベアリングが、 分解可能になっています。 シール部・ボールリテーナー部・カップ部と分解できます。 インナーレースというより「カップ」形状のものがつけられています。 また、 BBとちがい、中には ボールリテーナーがシリコン樹脂でできており、 まるで「シリコンゴムに埋め込まれたボール」にしか見えない、 非常に密閉性の高いベアリングも この「セミカートリッジ」に含まれてきます。 カンパ純正の（レコードも）ヒドゥンセットなどは、 まったく謳っていませんが実はこの「セミカートリッジ式」です。 かなり間違えている部分が多い認識だと思います。
お礼
A1 ＞＞？？？意味がよくわかりませんが・・・まあ「間違い」。 えーと、意味がわからないのに、なぜ間違い、と？ 自転車探検！の参照先を見ていただければわかりますが、「内部ヘッドセット段付き型」というのは、ヘッドチューブ内に段付き加工が施してあり、圧入するベアリングはそこで止まるため、過圧入防止のためのストッパーは必要ありません。 これをインテグレーテッド型とも呼ぶ、とは自転車探検！でも明記されています。 しかし「内部ヘッドセット段無し型」というのは、ヘッドチューブ内部の段差でベアリングを止めるのでなく、ベアリングとヘッドチューブの間にカップ（受け）を入れて、そのリブがひっかかって止まるようになっています。 これは、ka2_abeさんのゼロスタックの説明と同じかと思うんですが、どう違うんでしょうか？ A2 ＞＞セミインテグラル＝ゼロスタックという形式が広まっていきました。 あ～・・・メーカーによって、セミインテグラルと言ったり、ゼロスタックと言ってるだけで、同じ物を指している言葉なわけですね。 なんとなく語感から、ノーマルタイプとインテグラルの過渡期に生まれた、半分内臓された中途半端な形式なのかなー、などと思ってしまいました。 これは素直に勉強になりました。 A3 ＞＞はあ？？？ぜんぜん。 ＞＞普通に必要です。 はあ？？？ それって、インナーレースがベアリングから外れて、中のベアリングボールが丸見えになる、ということでしょうか？ であれば、それってSealed（密封）ベアリングと呼べないのでは・・・？ 私は本職が自動車整備士なので、シールドベアリングというのは、非分解で、ダストシールがついており、内部にグリスが詰め込まれているため、メンテナンス不要（不能）なベアリング、と認識しておりますが？ であれば、インナーレース（下玉押し）が外れてしまう、というのは、それはほんとにシールドベアリングなのでしょうか？ ・・・と、ここまで書いてから思い至ったのですが、もしかして、ヘッドセット用アンギュラコンタクトは、自動車用のホイールベアリングなどと違い、インナーレースは非分解ではなく、スポンと抜けてしまうんでしょうか？ （自動車のホイ－ルベアリングに使われるダブルアンギュラコンタクトでは、インナーレースがボール列中心より奥まで、先端はボール列の内接円の径よりわずかに大きく、軽圧入されているため、ベアリング単体でインナーレースを引っ張っても抜けてきません） まあ、単体では抜けてしまっても、組み付けた状態でダストシールと密着していれば、シールドベアリングとしての機能は保てるかとは思いますが・・・ なんていうか・・・それをシールドベアリングと呼ぶのに少し抵抗がある感じです。 インナーレース（上下玉押し）を抜けば、内部のグリスの詰め替えなどもできてしまう、ということですよね？ まあ、メンテナンス性という点では、むしろ望ましい部分もありますが。 それとも、そうではなく、やはりベアリングは非分解でボールの姿は見えず、インナーレースとは別に下玉押しが存在するのでしょうか？ （自分でも、書いててなんだよそれ、って感じですが） 普通のオープンタイプにおける下玉押しとは、イコール、ロアー側のアンギュラコンタクトのインナーレース、です。 シールドベアリングでは、違うのでしょうか？ A4 うーん、分解できちゃうんですか・・・ オープンタイプとどう違うのやら・・・？ まあ、これに関しては、いずれ自分の自転車のフォークを抜いて、実物を見てみるのが一番確実そうですね。 （せっかくセミカートリッジのヘッドセットなんですしね） 百聞は一見にしかず、とも言いますし。 なんか、ますます謎が深まった部分もありますが、回答ありがとうございました。
お礼
ゼロスタック/セミインテグラルに関しては、だいたい理解できました。 ヘッドチューブ内径を小さめに作っておいて、ベアリングの外径に合わせた寸法で削り出して精度を出しているから、セミインテグラルでも内部に段差がある物が多い、ということですね。 まあ、最終的には、インテグラルかセミインテグラルかは、ステムを外してみて、ベアリングが単体で入っているのか、カップを使っているのか、現物を見て判断してみないとわからん、ということですね。 下玉押しに関しては・・・正直、その程度はヘッドセットと一体成型できないもんかねえ、と思ってしまいます。 もともとのオープンタイプでも、下玉押しは圧入してますが、上玉押しはただ入れるだけですしねえ。 必ずしも圧入されてなくても、現実的にはフォークとフォークスレーブ（スリーブ？）間の摩擦抵抗が、ベアリングの回転抵抗より小さくなって、ベアリングが回転せずにスレーブが空回りする、とは思えないんですが・・・ 仮に空回りしたとしても、それだけ回転抵抗が少ないのであれば、軸受けメタルと同じで、それはそれで充分実用になると思うんですよね・・・ （本来の位置とは別の場所で回転を受けていますけどね） 要するに、いちいち玉押しをフォークに押し込まなくてはならない、という、めんどくさい作業を簡略化できないものか、と思った次第です。（笑） （まあ、圧入ではなく、上玉押しのようにただスポンと入れるだけの物もあるのかもしれませんが・・・） シールドベアリングのインナーレースが外れる件に関しては、レースが外れようが外れまいが、組み付け状態でダストシールとちゃんとくっついていれば、実用上は全く支障ないのはわかっちゃいるんです。 なんていうか、シールドベアリング＝非分解、というイメージがあるんで、気分的にスッキリしないだけです。（笑） バラけてしまうなら、シールドベアリングじゃなくて、セミシールドベアリングじゃないの？ みたいに考えてしまうわけですね。 だって、フタが開いてしまうなら、密封とは言えないじゃないですか・・・ Sealed Bearingという語意からは、厳密に言えば外れているのは確かですね。 いろいろとありがとうございました。