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セラミックベアリングの効能（自転車用）
- セラミックベアリングの効果とは真実なのか？
- セラミックベアリングの優位性とは？
- 自転車用ベアリングの精度と回転性能について
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回答ではありませんが 気になったこと 耐久テスト600時間は少なすぎると思いますが2桁か3桁ぐらい足りない？ またハブ用 BB用ではベアリングの条件が違いすぎますね BB用は動的条件が過酷です トルク変動が大きいですし偏荷重ですよね さらにそれを支えるハウジングが皮一枚みたいな物です これではいくらベアリングそのものが精度良くても性能が発揮出来ないと思います B.Bのシャフトを軽量化出来ないのもここら辺が問題なのかな セラミックの優位はグリースの粘性による抵抗が無いということだけかも
自転車のお話で楽しそうなのでちょっと寄り道してみました。 機械組立からの見方になりますが、 環境条件を除いた場合、セラミックベアリングは、高剛性、高速ベアリングという見方です。 皆さんご存知のように、セラミックは衝撃に弱いのは歴然で、これをカバーするためにボールをはじめとする構成部品の精度を上げているようです。軽いことが、高速向きということになります。 言ってみれば、高級品ということになりますが、同時に、価格は高くなり、グリス選定、変形しないということで予圧管理もシビアになっていきます。 自転車部品という世界の中で、セラミックベアリングの優位性がどの程度か？という疑問(テーマ)ですが、名称のインパクトはあっても、技術的な優位性があるようにも思えません。 通常の精密ベアリングのほうが、コストパフォーマンスはずっと上でしょう。 ちなみに、恥ずかしながら、精密ベアリングをグリスアップ前に脱脂洗浄後、不用意に触って駄目にしてしまったことがあります。精度が良すぎると扱いが難かしくなるという例です。 ボールだけを高精度ものにするというのは、どうでしょうか、効果なしとは思いませんが、アフターマーケットのやり方じゃないですか？製品開発、製品設計の方であれば、踏ん張りどころと思いますけど。 内外径の精度も規格で決まっていたように思います。NTN、NSKなどメーカーのホームページか、JIS規格で確認できると思います。
ベアリングの専門家ではないですが、無類の自転車好きです。 ベアリングについては、昔、ボールベアリングを２個起こした事があります。 （起こす ← 新規設計の意味ね。勿論、設計はベアリングメーカー。） 自転車のベアリング＝カップ＆コーンは、 精度の悪いフレームや偏摩耗したハブでも、調節して組めるのが最大の長所、 と考えています。 予圧も自分の好みで変えられます。 決戦用にはやや弛めに、ロングツーリングには耐久性を考慮してややきつく。 Q1.は、私も回転抵抗に大差が生じるとは思えません。 Q2.の、優位性も、ちと疑問。 Q3.の、低粘度グリースと、低緊縛力のシールには、期待しちゃう。 何故か二つ目のQ3.は、 カップ＆コーンの調節が安定するファクタの方が、影響大では？ Q4.の、台湾ベアリングの個体差。組み立てがいい加減すぎると思います。 ホームセンターで安い自転車を買いますが、全部バラして組み直します。 リム組もやり直さないと、危なくて乗れたものではありません。 Q5.の、精度等級ですが、総合的な部品精度の筈ですね。 二輪車には特殊な高精度のものを多用します。 型番の後にＰ＊＊の様な記号が付いたり、熱処理も特殊なものを使います。 一般汎用品と比べると、寿命が２～４倍違います。 街乗りの自転車に使っても差は無いかも？ セラミックベアリングの前に、普通の深溝玉軸受等に代えてみるのが、 テストとして面白いと思いますよ。 予圧を調整出来る方法を残して、何とか工夫出来ませんか？ ひょっとして、島野の方ですか・・？ ハブの三信さん？ 英国スピードウェル社が、オールアルミフレームを発表したのが、 ７０年だったかな？・・トラックレーサーに組んで４kgを切ったのが衝撃！ 最近の自転車は凄いね。ふぅ。 > ミニマムロットが非常に多いのではないのですか？ まぁ、バイクですから、数万台分で・・。 > リヤの場合既に6902を4個使っています。 そこなんですよ。 個人的には、もっと違った構造でも良いのでは？と考えています。 > 左右ベアリング間はカラーが入っているので > 与圧調整も不要（不可）な作りです。 まぁ、バイクと同じ様な構造になっていますよね。 ところで、バイクに最後まで残っていたカップ＆コーンの箇所、 （自転車からの進化の名残りであった）ヘッドステアリングですが、 近年、一部の機種からテーパーローラーに変わりつつあります。 関連部品の加工精度も高める必要があり、予圧がハンドルの切れ具合に 大きく影響するので、難しい部分もあります。 ベアリングのフリクションについては、メーカーに問い合わせると、 引き摺りトルクを調べて回答してくれます。（数値データが得られます。） 一度、テスト的に、具体的に話を進めてみては？ どうやら、質問者氏はハブメーカーさんと見た。本気で、三信さん？ （マイヨールだよって言わないよね？） ＃ ｍｙｔｅｃさんの回答に、私の名前があってビックリ！ ＃ 二輪車なら何でも好きな鶴屋を、今後とも宜しく。（一輪車も好きだ！）
お礼
ホントに自転車にお詳しいですね。 ベアリングを起こすのって、ミニマムロットが非常に多いのではないのですか？スゴイですね！ 私も殆ど貴殿と同じ意見です。 カップ&コーンは精度がラフでも使用できますし、予圧も変更可能ですが、裏を返せばクイックレリースの締め加減の影響を受けるので、ベストな調整は ユーザーには非常に難しいものになります。またラジアルベアリングより抵抗が大きくなると思います。 いま使用しているハブは、リヤの場合既に6902を4個使っています。 左右ベアリング間はカラーが入っているので与圧調整も不要（不可）な作りです。（DTのハブと同じ構造です） 当初よりは安定した精度は出せるようになってきたのですが、あと一歩と言うところです。 他の方の意見を聞いても、やはりセラミックベアリングの優位性は それほど大きいとは思えません。 ただ自転車自体が非常にメカロスの少ない乗り物なので、例えばベアリングだけの変更だけでフリクションが何％小さくなると言った様なデータがあれば説得力があるなと思い質問しました。 ご意見参考になりました、ありがとうございます。
ちらみだけの感想 自転車は結構乱雑に扱われると思うので（高級車はそれなりの人が乗るからそんなことないかもしれませんが） セラミックだとベアリングが割れないかな？ （ハウジング内にあるうちは、割れていても、機能する？かもしれない）
お礼
競技用の自転車は今や６ｋｇ台で作る事も可能で、扱いも丁寧にされます。 自転車自体が非常にメカロスの少ない乗り物なので、例えばベアリングだけの変更だけでフリクションが何％小さくなると言った様なデータがあれば説得力があるなと思い質問しました。 噂で聞いたのですが、セラミックベアリングはパリダカのレースでパジェロのハブにも使われていたそうで、いまはかなり強度はあるそうです。 ご意見参考になりました。
ベアリング業界の人間ではありませんが ほとんどの問に関して貴殿のお考えの通りだと思います。 単純に付加価値を付けてイメージを良くする為でしょう。 Q1に対して 比重が違いますので無視できる程度の極わずかな差は有ると考えます。 Q2に対して 超高速の分野では優位性は間違いありません。 Q3に対し 高精度のベアリングを精度の悪いハウジングに入れても全く意味がありません。 シールカバーは通常、外輪又は内輪に固定され殆ど抵抗にはなりません。 グリスは抵抗の少ない始動性の良いグリスがありますし 耐水性が高く焼きつきにくい物もあります。 Q4に対し 調べた事が無いので・・・・ Q5に対し 精度の違いは 真球度・玉と玉の寸法バラツキ・回転精度 等です 精度の観点からは圧入する程度の精度ではそれほど差は無いように思います。 他社との違いを前面に出す為には軸受構造を根本的に変える方がインパクトがあると思います。 荷重の観点で見ますとセラミックと鋼製小径ボールとでは大差ないのでは？ 小径アンギュラの2ｹ組みなんてどうですか？ スラスト(アキシヤル)もラジアル荷重も十分剛性が出せます。 ＜鶴屋南木 先生が自転車好きとは！！＞ すみません、余計な事で・・・・ 本題に戻して 複式アンギュラて言う手も有ります。 高精度ベアリングは未だに海外のメーカーが強いようです。 暇なときに見てみるのも面白いですよ。 福田交易 http://www.fukudaco.co.jp/
お礼
細かなアドバイスありがとうございます。 自転車の場合、ホイールのスラストの力は小さいのでアンギュラまでは必要ないかと思います。 何よりまず軽量化と、フリクション低減が重要ですので、ラジアルで充分かと思います。 貴殿の回答とほぼ同意見でしたので、安心しました。 以前シマノが、ニードルとラジアルを組み合わせたB.Bを作った事がありましたが、予圧の調整の難しさと抵抗の大きさで、あまり良い評価は得られませんでした。 自転車は他の機械と異なり、出力の非常に小さな人間が操りますので、本来体感できないようなフリクションにまでこだわります。 その結果、最近はセラミックベアリングに神話が生まれ、一流の選手までが効能を謳って商売道具にしています。 超高速や、高温下などでこそセラミックの特色は生かされると思いますが、自転車での摩擦低減と言うのは体感レベルではなく、単なるメーカーの宣伝材料だと思います。 ただそれにしては非常に高価すぎて、何も知らないユーザーが馬鹿を見るので、自転車ではセラミックが優位性が無い事をデーターとして立証したかったわけです。 ご意見ありがとうございました。
大変面白い内容を検討していて、羨ましく思います。 貴殿も、会社への出勤が楽しくて！楽しくて！でしょう。 さて、小生は自転車の製造に関しては素人です。 また、セラミックに関しても、略同じ状況です。 が、何故スチールベアリング ⇒ セラミックベアリング変えるのか？ 一番大きな理由は、貴殿の記述の冒頭にも出ている“軽さ”では？ スチールの比重；7.8程度、セラミックの比重；3.5程度 で半分以下。 その他の性能は、スチール製と略同等で、寿命は最悪１ヶ月間（破損 ではなくて、高性能維持が）なら、小生では採用です。 Q1～Q6までを確認項目として、貴殿叉は貴社でセラミックベアリング とスチールベアリングの比較データを取ってみては如何でしょうか？ 叉は、自転車の総合パーツメーカーである“シマノ”さんに問い合わせ てみるか、共同テストするか。
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確かにレースまでセラミックなら重量は軽くなるのですが、いま自転車用に出ているものは、ボールのみセラミックです。 それで得られる軽量化は、あまりに小さいです。 最近はカップ&コーン式のハブの、ベアリングのみセラミックにするというキットを出しているメーカーもあるのですが、その硬度からレースへの攻撃性が無いのか心配になります。 セラミックのフリクション云々よりも、実際はシールの抵抗を減らした方が大きいはずですが、そのようなベアリングがありません。 セラミックベアリングを使うというのは、乗り手にとってフラシーボ効果も大きいため、なかなか一概に否定されません。 この程度のフリクションを、どうやって計測するかは悩みますが、またトライしてみます。 ありがとうございました。
お礼
色々アドバイスありがとうございます。 他の方の意見を聞いても、やはりセラミックベアリングの優位性は それほど大きいとは思えません。 ただ自転車自体が非常にメカロスの少ない乗り物なので、例えばベアリングだけの変更だけでフリクションが何％小さくなると言った様なデータがあれば説得力があるなと思い質問しました。 ご意見参考になりました。