内装ギアハブのバイヤーズガイド

内歯車ハブとは何ですか、どのように機能し、誰が製造しているのですか?

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ポール・ノーマン著

公開日: 2023 年 6 月 6 日午後 2 時

内装ギアハブは、リアハブ内に収容された密閉ユニット内で自転車に複数のギアを提供します。

現在、ギア付きのほぼすべてのバイクにはディレイラー システムが搭載されています。 しかし、長い間、「ハブ ギア」とも呼ばれる内装ギア ハブがギアシフト機構として好まれてきました。

内部ギアハブを備えたさまざまな自転車を今でも購入できますが、都市走行用に設計された自転車で最も一般的に見られます。

ここでは、静止時にシフトできることと、メンテナンスの必要性が低いことが、他のタイプのドライブトレインに比べて魅力的な利点となります。

ギアハブは電動自転車にも適しており、一部のギアハブは完全に自動変速機を備えています。

2 速および 3 速のギア ハブはまだ入手可能ですが、新しいシステムでは 7、8、または 14 速のギアが提供され、連続可変オプションもあります。

最新の内装ギア ハブのギア スプレッドは、ほとんどのディレイラー システムと同等かそれ以上です。

この詳細なバイヤーズ ガイドでは、内装ギア ハブ、その利点と欠点、ディレイラー ドライブトレインとの比較、利用可能なオプションについて知っておくべきすべての概要を説明します。

内装ギア ハブは、自転車の後部ハブ内に収容されたギアのセットを介して 2 ～ 14 のギア比を提供します。

通常、ハブはシングルスピードのドライブトレインを介して回転し、単一のリアスプロケットがハブに動力を伝達します。

内歯車ハブが正確にどのように機能するかはモデルによって異なりますが、一般的に、ハブの内部には、多くのオートマチック車のギアボックスで使用されているような遊星歯車のセットがあります。

歯車は常に連動しており、シフトロックおよびロック解除クラッチを使用してアクティブなギアを変更しますが、使用されていないギアはハブ内でアイドル状態になっています。

古いシステムでは、シフトはハンドルバーからハブの中心まで延びるケーブルを介して開始されました。

一部のギア ハブでは依然としてこのメ​​カニズムが使用されていますが、現在では電子式およびワイヤレス シフト内装ギア ハブも利用可能です。

場合によっては、ギアハブには、バックペダルでブレーキを操作するコースターブレーキやドラムブレーキ (シマノの改良型はローラーブレーキと呼ばれます) が組み込まれている場合もあります。 他のギアハブにはディスクブレーキローター用の標準マウントが付いていますが、制動力のためにリムブレーキを使用しているものもあります。

内装ギアハブの主な利点は、ギアが内装にあることです。

つまり、天候から保護され、メンテナンスの必要性が低くなります。

ブランドによれば、たとえば、Rohloff ギアハブは、最高の状態で機能し続けるために毎年オイル交換するだけで済みます。

シマノは、ハブは最初の 12 か月のサービスの後、2 年ごとにサービスを受ける必要があると述べています。

ドライブトレインの外部部分をメンテナンスする必要があります。 ただし、これらは通常シングルスピードであるため、一般にディレイラードライブトレインよりも清掃とメンテナンスが簡単です。

ドライブトレインの「シングルスピード」外側部分の直線的なチェーンラインは、チェーンの摩耗と摩擦損失が少ないことを意味します。

メーカーは、一般に耐久性が高い、幅広で耐久性の高いドライブトレイン コンポーネントを使用することもできます。

このシンプルなチェーンラインは、内歯車ハブをベルトドライブと組み合わせることができることも意味します。 これらは、ほぼメンテナンスフリーのパフォーマンスを提供でき、チェーンよりもクリーンな傾向があります。

内接歯車ハブのもう 1 つの利点は、遊星歯車が常に噛み合っていることです。

これは、シフトが非常にスムーズになり、日常的な調整の必要性が少なくなることを意味します。 ペダルをこがない状態でギアを変更することもできるので、特に信号で停止しているときに便利です。

内部ギアハブは高負荷を伝達できるため、電動自転車モーターと併用するのに適したオプションです。

ギアチェンジも通常、ディレイラーシステムを使用するよりも速く、電子ハブギアを使用すれば、電動自転車の自動ギアチェンジも可能です。

内装ギアハブの主な欠点はその重量です。

最も単純なシステムでも約 1kg から始まります。 3 つ以上の速度を備えたより複雑なシステムでは、2kg を超える場合があります。

例外は、約 500g のクラシファイド 2 速ハブ ギア システムです (このシステムについては以下で詳しく説明します)。 クラシファイドによれば、一般的なダブルチェーンセットと交換用に設計されたフロントディレイラーよりも約20g重いだけだという。

内装ギアハブも高価になる場合があります。 Rohloff 14 速ギアハブの価格は 1,000 ポンド / 1,500 ドル以上、Classified システムの価格は約 2,000 ポンド / 2,500 ドルです。

Shimano のギアハブははるかに安く、約 250 ポンド/250 ドルです。

これはサイクリングコンポーネントの観点からは大した金額ではありませんが、通常使用されるクロスバイクの場合、新しい自転車の追加コストのかなりの部分を占めます。

Sturmey-Archer などのハブはわずか 70 ポンドで入手できますが、これらは一般に非常に重いです。

ディレーラー システムの場合、カセットを異なるギア比のセットに交換するのは比較的簡単ですが、ギア ハブの場合は、ハブが提供する範囲に縛られます。 ただし、フリーホイールやチェーンリングを交換することで、合計航続距離をより簡単またはより難しくすることができます。

何か問題が発生した場合、メンテナンスはディレーラー システムよりも複雑で、費用がかかる可能性があります。

パンクの修理も、一般にディレイラーよりもはるかに困難です。 ほとんどのハブは 15 mm ナットで固定されているため、走行時にはスパナを携行する必要があります。

ハブギアは耐候性を備えているため、通常は信頼性が高くなります。

内部のオービタル ギアは継続的に噛み合っているため、ディレイラー スプロケットとは異なり、摩耗やシフトによる歯への負荷がかかりません。

ディレーラーシステムの問題の主な原因は、ディレーラーハンガーの位置がずれることで、シフトミスや騒音が発生します。

ハブ内のギア自体の位置ずれが発生する可能性はほとんどありません。損傷または腐食して交換が必要になる可能性があるのは、シフト ケーブルなどの外部部品だけです。 これはシフトの品質に影響を与える可能性があります。

ディレーラーも損傷しやすいです。 ぶら下がったビットがなくなると、ギアハブがより適切に保護されます。

ギアハブとディレイラーシステムの主な違いは、ギアハブの追加重量と価格です。

ただし、ギアハブは、メカニズム内の摩擦が大きいため、よくメンテナンスされたディレーラーシステムよりも効率が低下する可能性があります。

ロフロフ氏は、その効率は 95 ～ 98.5% でディレイラー システムに匹敵すると主張しています。 ディレイラーギアの効率はコンポーネントの摩耗とクロスチェーンの程度に大きく依存すると指摘しています。

一部のライダーにとっては、カセットを交換することで利用可能なギア比を簡単に変更でき、ディレイラー システムの範囲が広がることが魅力となる場合があります。 ただし、ギアハブが使用されているほとんどの自転車にとって、それは重要な要素ではないと思われます。

ハイエンドのディレイラー システムは、ギア ハブよりも多くのギア比を提供しますが、ダブル チェーンセットでは通常、ギア比がある程度重複することに注意してください。

ギア比が大きいほど航続距離が伸びるとは限りません。 理論的には、特定の範囲内でより多くのオプションがある可能性がありますが、必ずしも範囲が広いとは限りません。

一方、ギアハブは通常、合計数が少なくても、より均等なギアの進行を提供するように設計されています。

最高仕様のギアハブは、ディレーラーシステムと同様に最低レシオと最高レシオの間の範囲を提供しますが、低価格のシステムの場合はその範囲が狭い場合があります。

自転車用内装変速機のもう 1 つのオプションはギアボックスです。 これはギアハブと同様の技術を使用していますが、ドライブトレインのクランクセット端にギアを配置します。

ディレイラーシステムと比較して、信頼性と静止状態でシフトできるという同様の利点がありますが、重量と価格という欠点も同様です。 ただし、中央に配置することで重量の分散に役立ちます。

ピニオンは最も有名なギアボックス メーカーです。

ギアボックスはドイツ製で、最大 18 速まで対応します。 ただし、ギアボックス用に特別に設計された自転車フレームが必要で、Rohloff ギアハブと同様に高価です。

内装ギアハブは、一部の新しいバイクでディレイラーの代わりに提供されるオプションです。

これらは通常、都市型ハイブリッドであり、耐候性、高い信頼性、メンテナンスの手間がかからないという利点があります。

内装ギアハブが搭載されている他の自転車には、同様の理由でカーゴバイクや電動ハイブリッドバイクなどがあります。 どちらの場合も、高いトルクスループットとシフトの容易さが利点です。

内部ギアハブを備えたほぼすべてのタイプの自転車のニッチな例を見つけることができます。 たとえば、ツーリングバイク、グラベルバイク、マウンテンバイクなどに見られます。

はい、標準のハブ間隔に合わせてギア ハブが入手できるため、ほとんどのバイクを内装ギア ハブを使用するように変換できます。

ハブ自体に加えて、ハブをホイールに組み込む必要があることに注意してください。 既存のホイール リムを再利用することもできますが、ギア ハブは通常、ディレイラーやシングルスピード ハブより幅が広いため、新しいスポークが必要になります。

ホイールの組み立ては芸術であり、経験がない限り、専門家に任せるのが最善であり、その場合、より多くの費用がかかります。 ギアハブを組み込んだ既製ホイールも見つかりますが、一般的には入手できません。

内装ギアハブを中心に設計されたバイクには、チェーンを張らせる何らかの方法が含まれています。通常は、ホイールを前後にスライドさせてチェーンを張らせることができる水平ドロップアウトです。

あなたのバイクがディレイラーシステム用に設計されている場合は、ほぼ確実にチェーンテンショナーが必要になります。

ほとんどのディレイラー バイクは垂直ドロップアウトを使用しており、前後の動きはありません。 代わりに、ディレイラーがチェーンを張ります。

チェーン テンショナーは、通常、チェーンの下側の走行部分に張力を与えるバネ付きプーリーです。 これらは通常、安価で、うまく機能します。

複数のチェーンリングがある場合は、フロントディレイラーも廃止する必要があります。

さらに、ディレイラーのシフターは内装ギアハブとは異なるケーブルプル比を使用する傾向があるため、新しいシフターも必要になります。

ローラー ブレーキまたはコースター ブレーキを組み込んだギア ハブが必要な場合は、アクション アームをフレームに固定する必要があります。

場合によっては、これに対応するようにフレームを特別に設計する必要があります。標準のフレームは、ブレーキ アームからの余分な負荷に耐えられるほど十分に強く作られていない可能性があります。

従来のマルチスピードハブギアを販売している主なブランドは、高価な 14 スピードハブを備えたドイツの Rohloff です。 3 ～ 8 速の幅広いオプションを備えた Shimano と、3 ～ 8 速のギアを備えたハブを製造する常に信頼できる Sturmey-Archer です。

ほとんどのハブ ギアはレジャー ライダーや通勤者を対象としていますが、より新しいシステムが Classified ハブです。 軽量でワイヤレス電子式で、ギアは 2 つだけですが、ダブル チェーンセットとフロント ディレイラーの代替品として機能するように設計されたパフォーマンス オプションです。

ドイツのブランド Rohloff は、ほぼ伝説的な Speedhub という 1 つの製品だけを製造しています。

Speedhub には、526 パーセントのギア範囲を持つ 14 ギアが詰め込まれています。

ディスクブレーキまたはリムブレーキに使用できる幅広いバリエーションがあります。

電子式および機械式シフト オプションが利用可能であり、ファット バイクと互換性のあるバージョンもあります。 マウンテンバイカーにもブースト間隔のアクスルが備わっています。

Rohloff は、ハブのメンテナンスが簡単であることを自慢しています。ブランドによれば、必要なサービスは年に 1 回のオイル交換だけです。

電動自転車でもうまく動作し、180ミリ秒で変速できるという。

ただし、非常に高価で、1,000ポンド/1,500ドルを超えます。 重量もあり、バージョンによっては2kg近くあります。

Shimano は 3 つのハブ ギア システムを提供しています。

その主力製品は Alfine シリーズで、8 速と 11 速のバリエーションがあります。

11 速の Alfine ハブは 409% のギアレンジを持ち、電動自転車と非電動自転車で使用できます。

重量は 1.7kg 未満で、ディスク ブレーキ ローターを受け入れます。

8 速バージョンも同様の重量と 307% のギアレンジを備えています。

Alfine ハブは、機械式シフト バージョンと同様に、Di2 電子シフト方式でも利用できます。

Shimano Nexus ギア ハブは 3 速、7 速、または 8 速からお選びいただけます。

8 速ハブの最大ギア範囲は 307% で、機械式シフトと Di2 オプションがあります。

重量は約 1.6kg ですが、7 速ハブのスチール製ケーシングにより、ギアハブの重量は約 2kg になります。 3 速バージョンは機械式シフトのみを備え、重量は 1kg 未満です。

Shimano は、STEPS 電動自転車ドライブトレインの一部としてハブ ギア システムも備えています。

これは 5 速で、電子シフト バージョンと機械シフト バージョンが用意されています。 ローラーブレーキまたはコースターブレーキを備えたバージョンも利用できます。

電子シフト バージョンは、モーターの電子機器と連動して自動シフトを提供するように設定できます。

少なくとも英国では、祖父母の物置を覗いたことがあるなら、スターミー・アーチャー製のリアハブギアを備えた錆びたスチールバイクを見つけたことがあるかもしれません。

このブランドは 100 年以上の歴史があり、主な製品はハンドルバーにボルトで固定された雑草のような見た目のシフト レバーで操作される 3 速ハブ ギアです。

1950 年代にフランスが侵攻し、新しい牙の付いたディレイラーが登場するまで、イギリスで製造された複数のギアを備えたほぼすべてのバイクにはスターミー・アーチャー ハブが装備されていました (フランス語の言葉で、実際にはそれよりも前の発明です)ハブギア）。

時代は進み、Sturmey-Archer は現在、最大 8 速のハブ ギアとカラー陽極酸化オプションを製造しています。 ギア/ドラムブレーキの組み合わせハブも引き続き提供します。

Sturmey-Archer ハブは、Rohloff や Shimano と同じ遊星歯車システムを使用しています。 Sturmey-Archer ハブの重量は約 1kg からです。

内歯車ハブ市場への比較的新しい参入者は、ベルギーのブランド、Classified です。

上記の他の内装ギアハブはリアディレイラーとカセットを置き換えることを目的としていますが、Classified システムはフロントディレーラーとダブルチェーンリングを置き換えます。

リアディレイラーおよび Classified 独自の 11 または 12 スピード カセットで動作するように設計されています。

分類されたハブは、ダブル チェーンセットで提供される 2 つのギヤ比と同等の 2 つのギヤ比を提供します。ライダーは、状況に応じて、標準、セミコンパクト、コンパクト、またはサブコンパクト ダブル チェーンセットで提供されるギヤ比と同等の比を選択できます。選択されたシングルチェーンリングのサイズ。

Classified システムは、フロント ディレイラーよりも高速であると主張されており、さらにギアが常に噛み合っているため、負荷がかかった状態でもシフトでき、レシオを変更するときにシフトミスやチェーンのスリップのリスクがありません。

電子シフトレバーとハブ間のワイヤレス接続によって作動します。 また、サテライト シフターを実行して、機密ハブが機械的なグループセットと連携できるようにすることもできます。

Classified は、標準的な 2×11 または 2×12 ディレイラー システムと同様の重量であり、他のハブ ギア システムの欠点の 1 つを解消すると主張しています。

マウンテンバイクにも使用できるようになりました。

Enviolo ギア ハブは他のシステムとは少し異なる動作をし、連続的に可変のギアを提供します。

ギアの歯ではなく、ハブ内のボールが動力を伝達します。 ボールの回転軸はツイストシフトにより手動で変更されるか、自動的に変更されます。 これにより、変速比を無段階に変更することが可能となる。

自動システムでは、希望のケイデンスを指定すると、ハブがギアリングを自動的に調整して、定義されたレベルに維持します。 停止時には自動的にシフトダウンして発進が容易になります。

電動自転車システムのコントローラーに接続して、単一の制御ポイントを提供できます。 Enviolo ギアは 256 ～ 380% のギア範囲を提供します。

ディスク、リム、ローラーブレーキのオプションがあり、最大 100Nm の荷重に耐えられる電動カーゴバイク用に設計されたモデルもあります。 Enviolo ハブの重量は約 2kg から始まり、高耐久オプションでは 2.4kg 以上になります。

ポールはほぼ 10 年にわたり、自転車テクノロジーについて執筆し、サイクリングに関するあらゆることをレビューしてきました。 彼は Cycling Weekly に 5 年間勤務し、CyclingNews、Cyclist、BikePerfect などのタイトルでも執筆しており、BikeRadar にも定期的に寄稿しています。 技術面では、リム幅から最新のサイクルコンピューターまであらゆるものをカバーしています。 彼は、Cycling Weekly で最初の電動バイクのいくつかをレビューし、それらが今日の洗練されたマシンに発展する様子を取材し、電動に関するすべての専門家になる途中です。 ポールはグラベルが発明される前から夢中で、シクロクロスバイクでサウスダウンズを越えたり、チルターンの泥だらけの道を走ったりしていた。 彼はクロスカントリーマウンテンバイクにも手を出しました。 彼が最も誇りに思っているのは、クロッサーでサウス ダウンズ ウェイを完走したことと、ロードバイクでモンテ グラッパに登るという長年の野望を達成したことです。

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