ロードバイクの整備やカスタムの話になると、ベアリングの話題が出ることがあります。
「高性能ベアリングに交換したい」
「セラミックベアリングにすると軽くなるのか」
「グリスやシールの違いでどれくらい変わるのか」
こういった話は、ロードバイクでは比較的よく聞く内容です。
もちろん、個人的にはベアリングそのものの性能差はあると考えています。
実際に単体で触ってみても、軽く回るもの、しっとりと回るもの、シールの抵抗を感じるものなど、製品による違いはあります。
ただ、弊店でもさまざまな構造の車体やホイール、クランクを見ていると、話はそれだけでは終わらないと感じることがあります。
ベアリング単体では軽く回るのに、車体に組み込むと急に渋くなる。
新品のベアリングに交換したのに、思ったほど改善しない。
単体では問題がなさそうなのに、アクスルを締めると回転が重くなる。
あるいは、ガタがうまく取れない。
こういうことは、実際にあります。
また、オーナー様ご自身が気づいていない不具合に遭遇することも少なくありません。
そのたびに感じるのは、ベアリングの回転性能は、ベアリングだけで決まるものではないということです。
今回は、BB・ハブ・カーボンクランクなどの例を交えながら、ロードバイクのベアリング性能について、整備目線で感じていることを書いてみます。
ベアリングそのものの性能差
まず最初に書いておきたいのは、ベアリングそのものの性能差についてです。
個人的には、ベアリングの性能差は大なり小なりあると考えています。
ですので、「ベアリングなんて何を使っても同じ」とは思っていません。
シール構造、グリスの種類、内部すきま、加工精度、材質、耐久性などによって、回転の軽さや寿命には差が出ます。
また、同じ規格のベアリングであっても、用途によって向き不向きがあります。
回転の軽さを重視したベアリングが、必ずしも耐久性に優れているとは限りません。
反対に、シールが強いベアリングは防水性に優れる一方で、回転抵抗がやや大きく感じられることもあります。
ですので、ベアリングそのものの選択が無意味だとは思っていません。
ただし、その性能差は、ベアリング単体だけで決まるものではないとも思っています。
ベアリングは単体で回っているわけではない
通常、ロードバイクのベアリングは、ベアリング単体で空中に浮いて回っているわけではありません。
実際には、フレーム、BBシェル、ハブシェル、クランクシャフト、アクスル、スペーサー、シール、プリロード機構、締結トルクなど、さまざまな周辺パーツの中で回っています。
つまり、実際のベアリングの回転性能は「ベアリング単体の性能」ではなく、組み込まれた状態での性能として見る必要があります。
さらに言えば、実際に人が乗り、荷重がかかった状態でどう回っているのかも重要です。
単体では非常に軽く回るベアリングでも、実際に組み込んだ瞬間に渋くなることがあります。
逆に、単体ではそこまで軽く感じないベアリングでも、適切な精度の中にきれいに収まり、無理な力がかかっていなければ、実走では安定して使えることもあります。
では、なぜこのような差が出るのか。
ここからが今回の本題である、ベアリング単体の性能だけではない回転性能の話です。
回転精度に影響を与える要因
ベアリングの回転精度を考えるとき、ベアリングそのものの性能だけを見ても十分ではありません。
もちろん、ベアリング単体の性能差はあります。
しかし実際には、そのベアリングがどのような場所に入り、どのように保持され、どのような力を受けながら回っているのかが非常に重要になります。
ここでは、回転精度に影響を与える要因をいくつかに分けて考えてみます。
“受け側”の精度
まず重要なのは、ベアリングが入る“受け側”の精度です。
ここでいう受け側とは、BBであればBBシェルやBBカップ、ハブであればハブシェルのベアリング座面、その他であればベアリングが収まるハウジング部分のことです。
ベアリングは精密部品ですが、それが収まるハウジング側の精度が不十分であれば、理想的な状態では回りません。
たとえば、次のような状態です。
- ハウジングが真円ではない
- 受け側がきつすぎる
- 受け側が緩すぎる
- ベアリング座面が斜めになっている
- 左右の座面の位置関係がずれている
このような条件があると、ベアリング単体では軽く回るものであっても、実際に組み込んだときには渋くなることがあります。
また、回転が悪くなるだけではなく、ベアリングの寿命を極端に短くすることにもつながります。
特に受け側がきつすぎる場合、ベアリングの外輪に余計な力がかかる可能性があります。
逆に緩すぎる場合は、異音やガタ、座面の摩耗につながることがあります。
つまり、ベアリングの性能を活かすには、まずベアリングが収まる側の状態が非常に大切になります。
2つのベアリングの軸線
次に重要なのは、2つのベアリングの軸線です。
BBもハブも、多くの場合は左右2つのベアリングで1本の軸を支えています。
このとき大切なのは、片側のベアリングがきれいに入っているかだけではありません。
左右2つのベアリングの回転軸の中心が、きちんと出ているかが重要になります。
たとえば、左右のハウジングの位置関係がずれていたり、2つのベアリングの軸線がわずかに交差していたりすると、シャフトやアクスルは無理をしながら回ることになります。
この状態では、ベアリング単体がどれだけ良くても、実際の回転は重くなります。
また、構造によっては、左右のハウジングの精度を多少吸収できるものもあれば、ほとんど逃げがないものもあります。
多少の誤差を吸収できる構造なのか。
それとも、ハウジングの精度に強く依存する構造なのか。
ここも非常に重要です。
同じベアリングを使っていても、構造によって結果が変わるのは、この影響もあると考えています。
剛性
ベアリングを保持する部分の剛性も重要です。
たとえば、軽量化を狙いすぎるあまり、2つのベアリングの受け側が高負荷に耐えられず、わずかに動いてしまう構造だとします。
多くの場合、2つのベアリングにはアクスルやシャフトが通っています。
しかし、受け側が荷重によって歪めば、ベアリングの位置関係も変化します。
その結果、回転性能の低下だけではなく、異音やガタなどのトラブルにつながることがあります。
つまり、受け側の剛性も回転性能に影響を与えます。
ただただ軽ければ良いというわけではありません。
軽さと剛性、そしてベアリングを適切に保持する構造のバランスが大切だと思っています。
剛性は荒れた路面等を走行したときに差を感じることできることがあります。
組み付け手技
ベアリングは、ただハウジングに入れば良いというものではありません。
ベアリングは精密部品であり、衝撃や無理な力には決して強くありません。
組み付け時に力をかける方向や、力のかけ方を間違えると、どれだけ良いベアリングでも、その時点で状態を悪くしてしまうことがあります。
たとえば、次のような作業です。
- 外輪を押すべき場面で内輪に力をかける
- 斜めに入りかけた状態で無理に圧入する
- 必要以上に強く叩いて入れる
- 圧入後に横方向の力が残る
こうした作業では、見た目には問題なく入っているように見えても、内部には余計な負荷がかかっている可能性があります。
ベアリングは「入ったかどうか」ではなく、「入ったあとに無理なく回っているか」が大切です。
組み付け後に、アクスルやシャフトを通した状態で渋くならないか。
さらに、フレームやハブに固定した状態でも状態が変わらないか。
ここまで確認して、ようやくきちんと組めていると判断できると思っています。
完成状態での確認
最後に大切なのは、完成状態で確認することです。
ベアリング単体の軽さだけでは判断できません。
ハブ単体の空転だけでも判断しきれません。
クランクを取り付ける前の状態だけでも不十分なことがあります。
見るべきなのは、実際に使用する状態です。
BBであれば、クランクだけではなく、スペーサーを入れ、固定ボルトを指定トルクで締め、組み上がった状態です。
ハブであれば、ホイールをフレームに取り付け、スルーアクスルを指定トルクで締めた状態、またはクイックリリースを適切な固定力で締めた状態です。
その状態で無理なく回っているか。
締結後に急に渋くなっていないか。
ガタを消した結果、別の抵抗が増えていないか。
ここを見ないと、本当の意味での回転性能は判断しづらいと思っています。
ベアリング交換は、単なる部品交換ではありません。
周辺構造まで含めて、完成状態でどう回っているかを見る整備だと考えています。
そして、この「完成状態で見ないと分からない問題」の代表例が、次に触れる予圧の問題です。
予圧がかかる構造
ここから先は、ベアリングの回転に大きく影響する「予圧」についてです。
予圧というと難しく聞こえますが、簡単にいえば、ベアリングにあらかじめかけておく押し付け方向の力です。
ベアリングにとって、適切な予圧や荷重管理は重要な要素です。
しかし、構造や寸法、組み付け状態によっては、必要以上の力がかかってしまうことがあります。
この過剰な予圧がかかると、ベアリング単体では軽く回っていたものでも、組み上げた状態で急に渋くなることがあります。
特に厄介なのは、ベアリング単体や部品単体では問題が見えにくいことです。
組み上げて、締めて、実際の使用状態に近づけたときに、初めて回転の重さやガタとして現れることがあります。
ハブ構造と予圧
ハブは、構造的にベアリングへ予圧がかかりやすい部品だと考えています。
現在のディスクロードでは、スルーアクスルでホイールをフレームに固定します。
このとき、スルーアクスルを締めることで、ハブ全体には軸方向の締結力がかかります。
本来であれば、フレーム指定のトルクでスルーアクスルを締めた状態でも、ベアリングに問題が出ないように寸法設計されているべきです。
しかし実際には、ハブの構造、アクスルや内部スペーサーの寸法、ベアリングの圧入位置、エンドキャップの設計などによって、締結時にベアリングへ余計な力がかかってしまうことがあります。
たとえば、次のようなケースです。
- ベアリング単体では軽く回る
- ホイール単体でも問題なさそうに見える
- しかし、フレームに取り付けてスルーアクスルを締めると急に回転が重くなる
この場合、ベアリングそのものではなく、締結された状態でのハブ全体の寸法関係に原因があることがあります。
たとえば、ベアリングの内輪同士をスペーサーで受ける構造では、内側スペーサーの寸法が非常に重要です。
スペーサーがわずかに短ければ、スルーアクスルを締めたときにベアリングを横から押し込むような力がかかります。
その結果、単体では軽かったベアリングが、締結後に急に渋くなることがあります。
過去には、現在では非常に評価の高いメーカーのホイールでも、締め付け方によって回転が明らかに重くなってしまうものがありました。
これは特定メーカーを悪く言いたいわけではありません。
それだけハブという部品は、ベアリング単体ではなく、アクスルを締めた完成状態で見る必要があるということです。
カーボンクランクの組み付けに関して
最近よく見る構造のカーボンクランクも、注意が必要な部品です。
もちろん、カーボンクランクの構造自体が悪いという話ではありません。
軽量で剛性が高く、よくできた製品もあります。
ただし、SHIMANOのクランクとは構造が大きく異なるものが多く、組み付け時の調整をきちんと行わないと、回転が悪くなったり、最悪の場合はベアリングを傷めてしまうことがあります。
SHIMANOのクランクは、構造としてかなり扱いやすい部類だと思っています。
一方で、最近の一部カーボンクランクでは、確認すべき点が多くなります。
たとえば、次のような部分です。
- プリロードのかけ方
- スペーサー構成
- BBとの相性
- フレーム側の寸法
このあたりをきちんと見ないと、ガタと回転の軽さのバランスが取りにくい場合があります。
規定のトルクで締めると回転が重くなる。
横方向のガタを消そうとすると、今度はベアリングに負荷がかかる。
指定通りに組んでいるように見えても、実際にはBBやフレームとの組み合わせで調整が必要になる。
こういうことは少なくありません。
つまり、昨今のカーボンクランクは、ただポンと付ければ終わりというほど簡単ではありません。
軽量で魅力的な製品が多い一方で、構造的には組み付けに手間がかかるものもあります。
そこを理解せずに組んでしまうと、せっかくの高性能パーツであっても、回転性能を落としてしまうことがあります。
まとめ
ロードバイクのベアリングには、確かに性能差があります。
シール、グリス、精度、材質、耐久性などによって、回転の軽さや寿命に違いは出ます。
しかし、それは適切な環境に正しく組み込まれて初めて活きるものです。
ベアリングが入る側の精度、設計、剛性、スペーサー寸法、アクスルの締結、予圧、組み付け手技に問題があれば、どれだけ良いベアリングを使っても本来の性能は発揮されません。
良いベアリングを否定するつもりはありません。
高性能なベアリングを使う意味もあります。
ただし、それを活かすためには、ベアリングそのものだけではなく、受け側の精度、設計、組み付けまで含めて考える必要があります。
個人的には、ベアリング交換は単なる部品交換ではなく、システム全体を見る整備だと思っています。
