카본 스포크 휠의 승차감
카본 스포크의 휠을 검토할 때, 절대 분리할 수 없는 것이 「승차감」입니다.
넷의 감상을 봐도, 「굳다」라고 하는 분과 「부드럽다」라고 하는 분이 계십니다.
탄소 스포크의 휠이 단단한지 부드러운 지
실은 이것 미니벨로 좋아하는 필자에게는 이유를 알고 있습니다.
탄소 스포크 휠의 오해에 대해 알려드립니다.
의견이 나뉘는 이유 중 하나는 '누구의 감상인가'라는 것입니다.
평상시, 20 인치의 미니 벨로를 타고 있는 필자는, 700c×25의 크로스 오토바이에도 타고 있습니다.
예를 들어, 맨홀 뚜껑 같은 장소를 지나면 미니 벨로나 크로스 자전거에서도 단차를 느낍니다.
이 때는, 단이 크기 때문에 느끼는 방법은 사람에 의한 것입니다만, 누구라도 깨닫는다고 생각합니다.
이것은 비교할 수 없습니다.
길의 옆홈과 아스팔트의 단차는 미니벨로 쪽이라고 전혀 느끼지 않습니다.
크로스 자전거 쪽에서는 분명히 단차를 느낍니다.
이 시점에서 "크로스 자전거 (700c × 25) 쪽이 승차감이 단단하다"고 느끼고 있습니다.
이것과 비교하면, 미니 벨로의 타이어는 후떡후냐입니다.
그 때문에, 보통의 자전거를 타고 있는 쪽이, 카본스포크의 휠의 자전거를 타면 「단단하다」라고 느끼는 것은 틀림없습니다.
한편, 평상시부터 로드 오토바이를 타고 있는 분은, 가는 타이어가 당연하니까, 카본 스포크의 휠의 자전거를 타고도 「딱딱하다」라고는 느끼지 않습니다.
오히려 철의 스포크와 비교하면 부드럽게 느끼는 것이 보통이라고 생각합니다.
그리고는, 느끼는 방법이나 추억도 있으므로, 거기도 영향을 줄 것입니다.
■ 탄소의 기계적 특징
좋아한다든가, 싫다든가, 그렇게 말한 감정을 일절 넣지 않고 말한다고 하면, 기계 설계자이기도 한 필자가 카본에 대해 다른 기사로 알려 드렸습니다.
비중을 비교하면 철은 7.87, 탄소는 2.25.
똑같은 모양의 휠을 만들었다면 철로 만들면 7.87kg 때 카본으로 만들면 2.25kg입니다.
이것은 재료적인 특징이므로 누가 해도 100% 같은 결과가 됩니다.
다음에 「강도」를 생각하면, 이것은 「인장 강도」라고 하는, 재료를 당겼을 때에 얼마나의 힘으로 끌어당기는지의 데이터가 있습니다.
철은 400MPa이고 탄소는 1240Mpa입니다.
수치를 보면 약 3배의 강도가 있습니다.
이 인장 강도는, 어느 정도까지 구부릴 때 견딜 수 있는지의 계산에도 사용되므로, 무게는 1/3로 강도는 3배라고 생각해도 좋을 것입니다.
카본 스포크 휠의 가벼움의 비밀
여기에서는 사람에 따라 달라지는 요소인데, 위와 같이 똑같은 형태의 휠을 철과 탄소로 만드는 것은 없을 것입니다.
필자가 설계한다고 하면, 강도가 3배라고 알고 있으므로, 그만큼 가늘게 하거나 해, 한층 더 경량화를 목표로 합니다.
단순히 1/3로 해도 철과 동등한 강도가 있으므로, 그 이상은 오버 스펙이라고 생각하는 것입니다.
철보다 강하다고는 해도, 가늘어지면, 편향되기 쉬워지는 것은 틀림없습니다.
수중에 있는 철제의 스포크를 계측해 보면, 일본과 대만의 경우, 13번(2.34mm), 14번(2mm), 해외의 물건이라고 1.8mm, 2.0mm였습니다. (필자가 수중의 스포크를 캘리퍼스로 측정했을 뿐이므로, 공식인지는 불명)
카본 스포크는, 에어로의 경우 플랫하게 되어 있으므로, 가는 쪽이라고 0.9 mm, 넓은 쪽으로 2.2 mm이었습니다. (Sapim CX-Ray)
이것으로 어느 것이 굵은지 알기 어려운군요.
그래서 단면적으로 비교해 보겠습니다.
직경 2mm의 스포크의 단면적은 반경×반경×π이므로 1mm×1mm×3.14=3.14㎟가 됩니다.
한편, 에어로스포크 쪽은, 0.9mm×2.2mm로, 모서리의 R부분을 무시하고 사각형으로 계산해도, 1.98㎟밖에 없습니다.
사실 모서리 R이 없기 때문에 더 좁아야합니다.
위의 예에서 철: 탄소 = 3.14:1.98로 약 30% 재료가 감소되었습니다.
카본의 경우, 아직 오버 스펙이므로, 번호를 내려 갈 수도 있습니다.
66% 삭감한 곳에서 철 스포크와 동등한 강도입니다.
이처럼 철과 탄소를 비교하면 비중뿐만 아니라 체적도 줄일 수 있으므로 2중의 의미로 가볍게 할 수 있습니다.
가늘어지는 분, 편향하기 쉽게 할 수 있으므로, 부드러운 승차감의 카본 휠이 많아지는 것이 자연스러운 생각입니다.
단지, 취향도 있으므로, 너무 체적을 떨어뜨리지 않고, 굳이 굳게 느끼는 홀도 있으니까, 선택할 때는, 스포크의 굵기나 개수 등에 주목해 보면 참고가 된다고 생각합니다.
요약
철과 탄소의 재료적 특징을 비교하면 탄소는 철의 1/3의 무게로 3배 강하다.
철보다 3배 굽힘이나 인장에 강한 재료이므로, 철로 만드는 것보다 스포크를 가늘게 하거나 갯수를 줄이거나 할 수 있습니다.
그만큼 경량화할 수 있지만, 가늘게 할 수 없기 때문에 승차감은 철 홀에 비해 부드럽게 느끼는 경우가 많다.
굳이 굳게 하고 있는 것도 있으므로, 스포크의 가늘고나 개수로 비교하면 참고가 된다.
외부 라이터：오쿠노 아키라
