カーボンスポークとスチールスポーク
カーボンロードおよびグラベルホイールの最新トレンドの一つはカーボンスポークの登場です。従来はスチールスポークが使われてきましたが、技術の進歩により複数の選択肢が生まれています。この記事ではカーボンスポークとスチールスポークの違いを探り、カーボンスポークの将来について考察します。
スチールスポークの設計
現在のほとんどのスチールスポークはJベントではなくストレートプルです。ストレートプルスポークは軽量で疲労が少なく、金属の曲げによる脆弱性が減ります。スチールスポークは信頼性が高く成熟した技術であり、軽量化も可能です。例えばSapim CX-Rayスポークはニップル込みでわずか4.7グラムです。スチールスポークは丸みのある断面やエアロブレード形状がありますが、複雑な形状を作るのは強度を損なわずに材料を増やす必要があるため制限があります。
カーボンスポークの設計
カーボンスポークはトライアスロンやタイムトライアル用のホイールで始まり、各ホイールに3～4本の大きなスポークがありました。これらのホイールは通常のロードやグラベルライドにはあまり実用的ではありませんでしたが、空力面での利点がありました。その後、より多くのスポークを持つ伝統的なホイールが登場しました。これらのホイールは日常のライダーにとってより実用的になりましたが、大きな欠点がありました。スポークやリムが一本でも壊れると、リム全体が損なわれて廃棄しなければならなかったのです。これはスポークがハブとリムの両方に接着されていたためです。
新しいカーボンスポークは、スチールスポークと同じくらい簡単に交換できるようになり、便利で大幅に無駄が減りました。
主な違い
スチールスポークと交換可能なカーボンスポークを比較すると、いくつかの違いがあります。
価格
製造コストの関係で、カーボンスポークは製造により多くの費用がかかり、場合によってははるかに高価です。カーボンリムが合金リムよりもはるかに高価で手間がかかるのと同様に、スポークも同じことが言えます。さらに、規模の経済や研究開発の影響で、最新世代のカーボンスポークはさらに高価になっています。
重量
カーボンスポークは、最も軽いスチールスポークよりもかなり軽量に作ることができます。第2世代および第3世代のカーボンスポークはニップル込みで約3.5グラム、第4世代のスポークはニップル込みで約2.1グラムです。最軽量のスチールスポークであるSapim CX-Rayはニップル込みで4.7グラムです。
応答性
カーボンスポークは同等のスチールスポークよりもはるかに剛性が高いです。これによりパワー伝達が向上します。バランスを取るために、同じ強度と剛性を得るには少ない本数のスポークで済みます。
耐久性
一般的に、スチールスポークの方がカーボンスポークより安全だという考えがありますが、実際にはそうとは限りません。接着されたスポークは、不均一さや初期設計の欠陥により故障しやすいです。一方、交換可能なカーボンスポークは大きな変革をもたらしました。ワールドツアーレースの過酷な条件にも耐えられますし、スチールスポークよりもねじり強度がはるかに高いです。もちろんクラッシュで折れることもありますが、スチールスポークも同様です。長年カーボンスポークを扱い、プロのバイクチームや顧客と話してきた結果、カーボンスポークはスチールスポークと同じくらい信頼性が高く安全だと確信しています。
カーボンスポークの比較
スチールスポークは非常に成熟した技術ですが、カーボンスポークは革新が進み、世代を重ねるごとに改良されています。カーボンスポークがどのように変化し、私たちのホイールでどのタイプを使っているのか見ていきましょう。
第1世代カーボンスポーク
第1世代のスポークは、多くの人に馴染みのあるものです。これらのスポークはハブとリムの両方に接着されていました。画期的で、今後の技術の道を切り開きました。修理が難しいこと、高コスト、故障率の高さなどいくつかの大きな欠点はありましたが、とても魅力的です。モノコックカーボンホイールには特別な魅力があります。これらは交換可能なスポーク設計に徐々に取って代わられつつありますが、TTやトライアスロンのトライスポークを含む多くの現代ホイールにとって重要な存在です。
第2世代カーボンスポーク
第二世代カーボンスポークが市場に登場すると、すぐに大きな変革をもたらしました。カーボンスポークホイールの製造がより容易になり、均一性によって安全性も向上しました。これらは現在、カーボンスポークホイールで主に使用されているスポークです。通常のスチールスポークと同様に簡単に交換可能です。ただし、リムにはスポーク同士が接触しないように特定の角度でカスタムのスポーク穴加工が必要でした。
第二世代スポークには新しい世代に比べていくつかの欠点があります。まず、すべて丸型のスポークヘッドを使用しているため、スポークのねじれが非常に起こりやすく、空力性能が悪化する可能性があります。加えて、第二世代スポークは比較的新しいため、品質管理の問題が起こりやすかったです。
さらに、これらのハブ設計はオープンフランジである傾向があり、スポークの張力が失われるとスポークが外れる可能性がありました。稀ではありますが、この可能性は存在し、多くのライダーにとって懸念材料でした。
第三世代カーボンスポーク
第三世代スポークがそれ以前の世代と異なる点は、機械的に固定できるようになり、スポークのねじれが起こらなくなったことです。これにより、第二世代スポークに比べて大きな空力上の利点があります。これらのスポークは徐々に普及していますが、まだ少数派です。第三世代スポークを使用するには特別に設計されたハブも必要です。当社のものを含むいくつかのハブ設計は、スポークが外れる可能性を完全に排除しています。
第四世代カーボンスポーク
現在のところ、わずか数ブランドのみが第四世代スポークの採用を始めています。第四世代スポークが第二世代および第三世代のスポークに比べて持つ主な利点は二つあります。これらの新しいスポークは50%以上軽量で、ニップル込みで約2グラムしかありません。当社のスポークがこれほど軽量であるのは、チタン製のねじ部品とスポークヘッドを使用しているためです。さらに、これらは大幅なコンプライアンス（しなやかさ）を提供し、スチールスポークの乗り心地を実現しています。当社は最も軽量なスポークを使用しており、Berdスポークよりもさらに軽量です。
