チェーンの伸びは アウターとインナーリンクで違う

自転車のチェーンが伸びたと言われる状態になった時にアウターリンクとインナーリンクでは
違う事が起っています　それはどの様な事かご覧頂きます







自転車に使われているチェーンは走行する事に依り各部が摩耗し　チェーンを引っ張ると
チェーンが伸びたと表現される状態になります　それは全体が均一に伸びるのでしょうか
決してそうでは無い事に気が付いたのでここに書き留めておきます

だだこの記事はチェーンが伸びる原因を理解して頂かないと難しいかも分りません
そこにも少し触れて行きましょう



基本



チェーンの種類は幾つかに別れますが　どの様なチェーンも
アウターリンクとインナーリンクで構成されています



伸びの測定



チェーンの伸びをチェックする道具はこの様な物ですが
チェーンのローラーに道具を当てて測定します




測定ヶ所はリンクの中に道具を差し込み　ローラー間の距離、
寸法でその判断を行います



伸びる原因



今回の考察をする為に実際のチェーンを使い色々と考えて行きます
これはチェーンのアウタープレートを一ヶ所外し　インナーリンクが
見える様にしています




アウターリンクから　インナーリンクを外したところですが
使用時にはインナーリンクのブッシュの中にチェーンピンが
差し込まれていてここが屈折を繰り返します






インナーリンクです




インナーリンクのブッシュにチェーンピンが刺さった状態です
クランクを回し前後のギアを通過する時にここが折れ曲がり　
ギアを通り越すと真っ直ぐになる事を繰り返します




屈折を繰り返す事でブッシュの内側とピンが摩耗し遊び＝隙間が
大きくなります　そうしてブッシュの中心に有ったピンが、チェーンを
引っ張る事で芯ずれを起こします　これがチェーンが伸びる原因です

ここまではチェーンが伸びる理屈を簡単にまとめました
これ以下は想像力を働かせながら読んで頂ければ幸いです






チェーンの駆動部の摩耗が進んでも　アウターリンクに固定された
チェーンピンの位置は変らずそのままです




しかしインナーリンクに差し込まれているチェーンピンは
摩耗で大きくなったブッシュとの隙間分、任意の方向へ動きます　
その為チェーンを引っ張るとアウターリンク同士の距離が離れます

この様にチェーンが伸びるとアウターリンクとインナーリンクでは
チェーンピン間の距離に違いが出来ます




そして

チェーンの伸び測定器具の基準になる　ローラーの位置を考えた時
インナーリンクではブッシュの位置が変わらないので　ローラーの位置も変りません




アウターリンクではチェーンピンがインナーリンクのブッシュ内で
芯ずれを起こす事でローラー間の距離が広くなります

この結果チェーンが伸びるとインナーリンクより
アウターリンクの方がローラー間の距離が広くなります





実際の使用では均等に配置されたギアとの関係で
ローラー間の距離は大切です　しかしチェーンの構造上
伸びたチェーンではその寸法に歪みが出るのは仕方が
無い事なんでしょうか

※ 芯ずれはブッシュとローラーの間でも起りますが
それはアウター・インナーリンク双方で同じ影響を与えますので
今回はそれには触れていません





今回の記事は少し理屈っぽくなりお疲れになったかも分りませんね
この現象はチェーンが伸びた時だけでは無く　ブッシュとチェーンピンの間に隙間が
有る以上新品の時にも同じ様に起っています　ただアウターとインナーリンクの差が大きくなると
変速性能も落ち歯数が偶数のギアでは偏摩耗が大きくなります　それを避ける為にも早目の交換が望ましいのでしょう
Kino さん間違っているよ！　なんて言う所が有ればコメントでご指摘頂ければ幸いです

チェーンが伸びる現象の原因はこちらで詳しく書いています
過去記事　【 チェーンが伸びるとは その原因と症状 】

チェーンの規格 寸法の不思議

自転車に使うチェーンには規格が有りますがその寸法を測った事が有るでしょうか
規格の中で巾は複数の種類が有りますがピッチに付いては基本的に一つです　
今回はピッチについて不思議な事に気が付いたのでご紹介致します





自転車のチェーンについては時代の流れで短期間だけ製造された物も有りますが
基本的には 1/2"×1/8" や 1/2"×3/32" 等　ピッチと巾をインチ表示で表した物が主流です
この中で巾に付いては後部ギアの多段化でそれに応じた規格の物が出ているので今回は問題にしません
全てのチェーンに共通する 1/2" と言うピッチに付いて考えてみます






チェーンの寸法を測るのに使用した物では意味が無いので
新品の物を切り落したこの 厚歯用のチェーンを使い考察を
進めて行きます






これは 1/2"×1/8" と言う規格で　ピッチ 12.7mm インナーリンクの
内巾が 3.3mm と言う寸法の物です




ピッチ

ピッチと呼ばれる寸法はアウタープレートの外に見えている
チェーンピン中心間の距離の事を言います　今回はこのピッチを
アウターリンクとインナーリンクは同じなのか？　という疑問です




測定

それぞれのピッチの計測をしますが　この形状のチェーンピンの
中心を探すのはこの整備場所の環境ではとても困難です　

そこでローラーの外～外をそれぞれ測る事にします　今回はピッチ寸法を
正確に測るのが目的では無く　インナーリンクとアウターリンクの
比較が目的なのでこの方法で行います






今回はノギスを使い測定しますが　この様にチェーンに差し込むのは
ノギスの先が太く奥まで上手く入りません






チェーンを屈折させこの様な方法で測ります
これはインナーリンクを測っています




こちらはアウターリンクです　一度の計測では無く、数回ノギスを当て
複数回数字が一致した物を寸法として採用しました　実際簡単な様ですが
思いの外難しくそれ位慎重な計測が必要でした




こちらも測ってみましょう　これも新品を切り落した物で
薄歯用のチェーンです






シマノの HG チェーンで 6~8速用だったと思います
ピッチは同じく 1/2" 12.7mm の規格です




それぞれ測った物を紙に記載しました






最初に測った厚歯用のチェーン　メーカーは IZUMI です
ピッチは全て同じだと思っていましたが　これはインナーリンクの方が
広い結果が出ています






これはシマノの HG チェーン　薄歯用です　先程の厚歯用とは
寸法が異なりますが　やはりインナーリンクの方が広い様です






これはやはりシマノの HG チェーン 9速用で一度使った物です
チェーンの伸びを測定しても大丈夫判定ですが　参考にしてみます
先程の HG チェーンと同じ数字が出ています





今回の計測結果を簡単にまとめてみました　
今迄チェーンのピッチは全て同じだと思っていました　きっと多くの方達もそう思っていらっしゃるでしょう
私が調べた限りでは JIS規格も　ピッチ 12.7mm としか書かれていません
どうしてこの様な違いで製造されているのか解りませんが、とても不思議な事に出会った気がします





今回のアウターリンクとインナーリンクのピッチの違いには、やはり何か理由が有るはずですよね
1 リンク12.7mm に対して0.1～0.15mm の違い　これは 0.78～1.18％に値します
チェーンの交換時期の伸び率は 0.5～0.75％とも言われるので少し気になる数字です

こう言う事が解ったからと言って今迄問題無く使われていた物なので特に問題にする事では
無いと思いますが知識としては面白いですね　何故この様に造られているのか確実な事を
ご存知の方がいらっしゃればコメントで是非お教え下さいませ

※ 今回の記事については私の考え方の甘さも有り計測の方法に問題が有るかも分りません
その理由はコメント欄にございます併せてどうぞお読み下さい　　2018.2.25 加筆 Kino




今回の測定方法は　アウターリンクのローラーはインナーリンクに固定されたブッシュと
そこに差し込まれたたチェーンピンの間に有る隙間分　あらゆる方向に動きます
それを考慮せずに測定したもので今回の記事の主旨にそぐわない方法だったと思います
これも良い勉強だったと思い記事はこのまま残させて頂きます　　2018.2.26 追記 Kino

チェーンが伸びるとは その原因と症状

自転車整備の中でチェーンが伸びると言う事が良く言われます　またそれを測定する道具も有ります
チェーンはどの様な原因で伸びるのでしょうか　まさか金属のプレートが伸び続ける訳でも有りません
伸びると言う症状をチェーンの構造を見ながら詳しく解説させて頂きます





自転車に使われるチェーンの種類は幾つか有りますが　まず後ろのギアが一枚の物に多く使われる
厚歯用　後ろのギアが複数枚の物に使われる薄歯用とその一種 NARROW ナロータイプ　これらは
チェーンの巾で区別されますが　構造的にはピンの装着部にブッシュを使うタイプとそれが無い
ブッシュレスタイプ　自転車のチェーンはこの辺りで構成されています






これは厚歯用ですがチェーンの基本になる構造を持っています
前述の色々な種類のチェーンも基本的にはこれと同じ構造です






チェーンにはこの様に外側に有るアウタープレート＝アウターリンクと
内側に有るローラーリンク　またはインナーリンクと呼ばれる二つの
リンクで構成されています






チェーンを使っていると伸びると言う現象が起きそれを測定する為の
この様な道具も有ります




チェーンが伸びるとギアや変速性能に影響を与えるので交換をします
しかし金属で出来たプレートが限りなく伸び続ける訳も無くどの様な
原因で伸び続けるのかその原因を考えてみましょう








それを考える為にチェーンをカットして構造をもっと良く
見てみましょう　チェーンは先程の厚歯用ブッシュタイプです
一般的にローラーチェーンとも呼びます






ここでは通常の整備をする時と同じ様に　アウタープレートに
チェーンピンを残して切ります






ローラーリンク 2つと　アウターリンク 1つにしました








そこからさらに切り離して行きます








この様にローラーリンク＝インナーリンクとアウタープレート＝
アウターリンクに切り分けました




アウターリンクはプレートとチェーンピンで構成されています
このチェーンピンは押し出した状態です　通常は右側に差し込まれた
状態で使われています






ローラーリンクはインナープレートにローラーが挟まれています






ここからローラーリンクをさらに分解します　ブッシュに圧入された
インナープレートを外しました






ローラーです　これはブッシュに入れて有りますが　抵抗なく
外す事が出来ます






これがブッシュです　インナープレートに圧入されています
これがローラーの芯になり　ローラーはこの外で回転します
内部にはチェーンピンが刺さります






ここまで分解したチェーンの構成はこうなっています





分解したチェーンの構成を見易くしてみました　これが一般的なチェーンの構造です　
自転車に乗ってクランクを回転させるとチェーンは前ギアから～後ろギアを介して動きます
ギアを通過する時にチェーンは屈折しギアを通り越すと真っ直ぐになる事を繰り返します
その時にこの中の駆動部が動く事になります　この動作が伸びると言う症状に大きく関わってきます




ここで



通常のチェーン使用時のピンの状態を見ておきます
先程分解した時の様に　ピンを抜いてしまわずに
アウタープレートを外しました






チェーンを繋いだままアウタープレートのみ外しています






アウターリンクのピンからローラーリンクを抜きました
ピンの頭が大きいのでこれは固くて難作業です




ピンのここが実際にブッシュの中に入っている部分です



次に



ブッシュレスチェーンとはどの様な物でしょう　これの
構造も見てみましょう




これは Shimano シマノの HG チェーン　後のギアが複数の多段用には
とても良く使われています　巾の狭い NARROW ナロータイプでもあります






ローラーリンク＝インナーリンクを取り外しました








インナーリンクを分解するのに全く力は必要有りません
ローラーとインナープレートだけの構造です




ブッシュレスと言う様にローラーの芯になる　ブッシュが
有りません








ブッシュレスのチェーンはこのインナープレートに特徴が有ります




プレートを加工する事で突起を作り　ブッシュの役割を持たせています




左右のプレートを合せています　ローラーはこの間に入ります






ローラーは加工された部分を芯にして装着されます
これがブッシュレスチェーンの構造です




ローラーリンクをアウタープレートで挟み　チェーンピンで繋ぐ構造は
ブッシュタイプと同じです




伸びる原因

金属プレートも実際には伸びているのかも分りませんが、
それは私たちが用意出来る測定器具で測れる単位でも無く
またチェーンが伸びると言う症状にあまり影響を与えないのは
想像が出来ます




それよりは
この写真のブッシュでは　ピンが入る内径とローラーが装着される外径で
摩耗が進み金属が痩せて行きます




ローラーはブッシュと接する内径と　ギアと接する外径でも
摩耗が起ります





　
チェーンピンでもその外径＝外周で摩耗が起り　ピンが痩せます
ここまでがチェーンが動く事で摩耗が起る部分を見て頂きました





ここまで詳しくチェーンの構造と動く事で影響を与える部分を見て頂きましたが　
チェーンが動く事で屈折を繰り返し、駆動部の金属が摩耗します　それに依り各部の遊びや隙間が大きくなり　
チェーンに引っ張る力を加えると増えた遊び分が長くなります　その症状をチェーンが伸びると言い表しています

摩耗する部分も均一に摩耗が進むのではなく　力の加わる方向に依り歪に痩せて行ってるのではないでしょうか
屈折の度合を小さくしてやればその影響が少なくなりますから　変速に使うビックプーリーが有効だと言う事にも
繋がりますね　長い記事にお付き合い頂き有難うございました

LOCTITEが必要だと 友人がやって来た

まだ寒い日が続きますが自転車整備をしていた友人が整備に使う為 LOCTITE ロックタイトが必要だと
私の自転車小屋に取りにおいでになりました





私の友人の愛車 RIDLEY リドレイ　カーボンフレームの軽い自転車です　今迄整備は人に任せていた様ですが
最近自分でやりたいとメンテスタンドや工具を新たに揃え頑張っています 今回も綺麗に手入れがされていました




そんな友人の tom さん　とても爽やかな方です
お住まいも同じ宝塚市でそれ程遠くはありません




ロックタイトは私も使う事が有るので　何種類かは
買い置きしています






今回のリドレイのクランクはウルトラトルク
このフィキシングボルトには緩み止め剤を
使っておく方が安心です




ロックタイトには色々な強度の物が有りますが
ここには 222 位が丁度良いでしょう

強度を確認する為に、以前にはこの様な事をしています
人気記事です　【 LOCTITE 強度検証 】




222 を金魚に小分けしてお持ち帰り頂きます　
2 匹居ればしばらくは大丈夫でしょう　ロックタイトは嫌気性です
空気が遮断されると硬化する性質を持っています　保管する場合は
ロックタイトを一杯に入れずに空気も容器に入れておきます




先日タイランドへ仕事で行かれたらしいです　その時の
お土産を貰ったので今回は金魚と等価交換です（笑）





ロックタイトのこの 50ml の容器は自分の自転車整備だけに使うなら少し量が多いですね
それ程多用する物でも有りませんし、なかなか使い切れないと思います　少しで良いなら
10ml の物も有る様です、少し割高ですがそちらをお買いになれば良いかも分りません

TOPEAK トピーク オールスピード チェーン ツール

自転車用品の取り扱いメーカーの TOPEAKE トピークから販売されている自転車用工具
オールスピード チェーン ツール Art no. TPS-SP48 を購入しました
対応するチェーンの種類が多い工具です　どの様な工具か見てみましょう





トピークでは良く見る黄色い台紙にセットされたチェーン用工具 ALL SPEEDS CHAIN TOOL
オールスピード チェーンツールと言う商品名の工具です　品番は Art no. TPS-SP48 と有りますが
日本国内向けの web サイトではその品番は確認出来ません
私も購入前に webサイトの写真を見ましたが良く解らない部分も有りましたので　今回は色々な角度からの
写真をご覧頂きましょう






台紙から外す前はこの様にタイラップで本体が止められています






台紙の裏面は白色で簡単な使い方の図が載っています

webサイトの商品案内
オール スピード チェーン ツール スペック
・ 硬化スチール / エンジニアリング プラスチック
・ シングルスピード、シマノ HG(6～11速)、UG、IG、カンパニョーロ(～11速)、スラム(～12速)対応
・ チェーン フック
・ チェーンピン破断用穴
・ L86 x W28 x H128mm
・ 270g
上記の様に大変多くのチェーンに使える工具です




台紙から本体を外しました　ここから細部に亘るまでご覧下さい




工具本体は金属製のメッキ仕上げでハンドル部は樹脂製です
工具の頭が重いとも感じず適度なバランスを保っています






本体の質感は梨肌と言う程でも無く落ち着いたメッキです
取扱い説明書には日本語の表記も有ります






本体を上から見ています








この黒い部分は Campagnolo カンパニョーロ 11速のチェーンピンを
カシメる時に使う台座です　必要な時に動かしてセットします






ピンをカシメる時はこの位置で使います








少し違う角度から台座を見ています




工具の要　圧入ピン周りを見てみます






ハンドルを回す事でピンを出し入れ出来ます






本体からハンドルを外してみました








圧入ピンの装着部です　ピンは交換が可能です一度
取り外してみます　先端の取付け用ナットを外しました
英式バルブの虫ゴムを抑えているネジに似ています






ナットを外すとピンを引き抜けます　ピンの奥には一個
スチールボールが入っています






折角分解したのでボールを含めた駆動部にオイルを塗っておきます

取説には可動部分の潤滑にはテフロンベースの潤滑剤を注油して下さいと
書かれています　どうしてテフロンを指定するのか解りませんが　
たまたま今回使ったオイルはフッ素系です






先程のカンパのチェーンに使う黒い台座のハンドルに隠れ
本体に丸い異種金属が使われています




これは黒いハンドルをこの位置で保持する為のマグネット（磁石）ですね
試すと他の金属も引っ付きました






圧入ピンを出し入れする為のハンドルは　どうも軽合金の様です
触るとその様な質感で磁石も引っ付きません　その両先端の蓋には
穴が開けて有ります　これはチェーンに差し込んだアンプルピンの
先を折る為に使う様になっています






本体の樹脂製のハンドルは空洞です






ハンドルのお尻に有る蓋を開けると中には　チェーンフックと
圧入ピンの予備が入っています






このピンの予備は部品取りも出来ますが　結構良いお値段なので
付属しているのは有り難いです








チェーンフックはこの様な小さな物で可愛いです
使い方は台紙に記載されています






厚歯用のチェーンが有るので工具にセットしてみましょう




工具本体のチェーンをセットする部分はこの様になっています
2 つ有る凹凸の　左側が主架台　右側が副架台と呼ぶ様です
チェーンを切ったり繋いだりする時は　左側を使います






工具本体の 2つ並んでいる左側の　チェーン主架台に置きました




ハンドルを回し圧入ピンを　チェーンピンの芯に当てました
この後ハンドルを回し続けるとチェーンのピンが押し出されます




薄歯の多段用チェーンもこの様な状態で綺麗に収まっています





今回のチェーン用工具は 知り合いの優秀ななメカニックが持っているのを見てその容姿と
工具の持つ雰囲気が良かったので買ってみました　使用感その他に付いては使ってから
ご紹介させて頂きます　この商品のお値段 3200円（税別）価格と比べるとここまでは五重丸です