自転車向けの新たなシャフトドライブ機構が考案される 61
ストーリー by hylom
信頼性はどうだろう 部門より
信頼性はどうだろう 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、
ドイツで開催された展示会｢EUROBIKE｣にて、ceramicspeed社が新たなシャフト・ドライブ自転車｢DRIVEN｣を発表した。まだコンセプト・デザイン段階であるものの、動力の伝達効率99%を達成しているという（ギズモード・ジャパン）。
クラウンギア状のスプロケットをローラーで駆動するデザインは確かにフリクションが少なそうだ。旧来のシャフトドライブ機構も高効率ではあるものの、様々な理由から広く普及することは無かったが、この新方式はどうなるだろうか。
昨今の多くの自転車ではチェーンを使ってクランクからの動力をホイールに伝えているが、チェーンは重く、また伝達ロスがあるという欠点があるそうだ。また、今までもシャフトを使って動力を伝える自転車向けの機構は存在するが、変速機構が複雑になるといった問題もあった。今回開発された機構は、チェーン式の自転車で使われるスプロケット（複数の歯車を重ね合わせたもの）に近いものを使っており、比較的シンプルに変速機構を実現できるのが特徴のようだ。
クラウンギヤ (スコア:2)
構造的にはクラウンギヤの派生って感じですね。
その駆動効率についてはちょっと見つけられなかったのですが、同様の構造であるベベルギヤが98～99% [khkgears.co.jp]だそうです。
今回のシステムはギヤ2つで99%と考えると、一つあたりは99.5%ぐらい。
普通のギヤに比べて、ロスが1/4～1/2に減らせられてるって感じでしょうか。
でも、効率が98%でも実用上は問題ないでしょうし、
議論すべきは自転車の変速機としての使い勝手ですかね。
単なるギヤよりも切り替えがスムースにいきそうな気はするのですが、
切替の瞬間にベアリングにものすごい負荷をかけそうな気もするし、よくわかんない。
「回転中の切り替え」が映像にないのは、そのあたりはまだまともに実現できてないのかも。
Re: (スコア:0)
伝達可能なトルクはどうなのでしょうね？歯がアルミっぽいのでガシガシ漕ぐと曲がったりしない？
回転しながらの変速は可能なのか？とか、クランクとリヤは空転なしのリジットなのか？とか。
Re: (スコア:0)
曲がる、というよりアルミの場合削れるのでは？
チェーンみたいにスプロケットと面で接してる訳じゃなく
歯車同士が点で接してるので、ある程度削れると全く接しなくなって前に進まなくなると思います。
あとシャフトの位置ぎめがチェーンホイールとスプロケット頼みでフレーム側に固定する仕組みが無いのが不安です。
石畳のような荒れた路面に入った途端に駆動系が暴れて歯車が欠けそうです。
Re: (スコア:0)
アルミなんて柔らかいもの使うんかね？
Re: (スコア:0)
個数が出るものじゃないと鉄は難しいんじゃ？
プレスの打ち抜きで作れるような形でもないし
ゴミを噛まないかな？ (スコア:1)
シャフトのローラーとギアの間にゴミを噛み込んでも大丈夫なのかな？
構造的には面白そうだけど、この部分の耐久性がどのくらいあるのだろうね。
Re:ゴミを噛まないかな？ (スコア:2)
頭の良くない人が、ぱっと思いついたような発明。
車輪側の歯の間隔が、ディスクドライブの制御方法で言うところの、
CLVではなくCAVになってるよう写真では見える。
シャフト側で歯の間隔を調整するのかもしれないけど、
そんなことより、遊星ギア使ったシマノのインター8でも使った方がいい。
＃これがフリクションドライブだったら、まだ良かったのに
シャフトドライブだとメンテナンスフリーにできるけど、
ならベルトドライブでもいいじゃんとか。
Re:ゴミを噛まないかな？ (スコア:1)
耐久力はわからんですが、ゴミに関して言えば、
ぱっと見だと、チェーン＋スプロケットにそれほど劣らないように思えますね。
少なくとも、一般的なベベルギアよりはゴミに強そうで、
密閉しなくていいぶん軽量化できる、って感じでしょうか。
で、ギアのかみ合わせで変速できるから、内装変速機とかも不要。と。
Re: (スコア:0)
これは素晴らしい。
気になるのは操作性、耐久性、メンテナンス性かな。
ちなみにプロやチャリオタは値段は気にしない。
Re: (スコア:0)
ちょっとぶつかっただけで高い修理代になりそう
Re: (スコア:0)
まずひと目見て「砂・雨・泥などに弱そう。」と思いました。
耐久性は今のままだと問題ありすぎ。
すでに指摘してる方 [srad.jp]がいますが、
実用化できるかどうかは、そういった問題を解決できるかどうかにかかっているでしょう。
結局、シャフトを軽量化した意味が無くなるオチがまっていそうな気が・・・
Re: (スコア:0)
MTBやシクロクロス向けに良さげな。
Re: (スコア:0)
ギズモードの記事の最初の写真を見るとわかりますが、シャフト側の受け部品がボールベアリング。
泥水や細かい砂などはベアリング内部に入り込み、走るほどにゴリゴリと摩耗もするしサビも早いでしょうね。
Re:ゴミを噛まないかな？ (スコア:1)
LLUはおろかZZすら使っていないのは機構サンプルだからでしょうね。
どこまで実用化できるのか楽しみです。
Re: (スコア:0)
まず普及しないとプロは使えない。レギュレーションが変えられるほど普及しないと。
チャリオタといっても手に入れて死蔵するコレクター系の人くらいしか興味ひかないものになる
Re: (スコア:0)
いや、シャフトとギアの間はそれほど心配ないと思う。たぶんこの機構の最もクリティカルな部分は、ローラー（フォロア？）だと思う。
フォロアの部分は転がり軸受け、それもボールベアリングになっているようで、ここの部分に塵や水が入るとあっという間に駄目になる。塵が入らないようにするには、全体を覆って密閉型にするか、フォロアを接触シール型にしてゴミが入らないようにしなけりゃならないんだけど、すると大型化してしまうはず。特に雨天時に耐えられるような防水シールを持たせるとかなり大型で無いと駄目じゃ無いだろうか。
フォロアを大型化すると、スプロケ
Re: (スコア:0)
ベアリングの部分を一体のセラミックで作れば……
Re: (スコア:0)
セラミックでも変わりませんよ。構造的な問題だから。
むしろ輪をかけて衝撃に弱くなる。さらに工作精度も悪化するから…
Re: (スコア:0)
ゴミが無くても、この構造だとギアの歯が欠けそう。欠けないにしても曲がりそう。
基本的には1個の歯ですべての力を受けることになるし、90度折り曲げている分通常のチェーン用のギアの歯よりも弱そう。
後輪のギア (スコア:1)
に足とか指とか突っ込んだら思いっきり削られそう
Re: (スコア:0)
削るというか、毟られるというか。
仮に実用化されても、プロのロードレースで使われるのはまだまだ先だろうな。
UCI はディスクブレーキですら落車の際に危険ということでようやく解禁したくらいだし。
Re: (スコア:0)
これって隙間に異物が入ったら即ロックしちゃいそう（最悪の場合破損？）
だとすると、製品化するにはもっと構造や部品数、重量が増えそう
Re: (スコア:0)
エンジニアリングサンプルとしてはコレで良いかもしれないけど、実用品は密閉する必要が有るのじゃないかな。
Re: (スコア:0)
密封し、重量やサイズの肥大化をおさえ、製造コストや値段を抑えられたら、
丸石のシャフトドライブくらいには売れそうですね
あとはメンテナンスコストがねぇ
この車種のみの専用部品・専用手順が必要では特殊すぎてまず店側が拒否する
店がメンテしてくれないと一般人には使い捨てにしかできない
単純な疑問だけど (スコア:1)
このシステムって、隣り合う波数の最大公約数によってはリアホイール1回転につき1回しか変速できないような気がする。
もしそうなら、街乗りだとかったるくてやってられないような。
＃レースならいいのかな。
Re: (スコア:0)
ギアがそれぞれ独立していれば、無理やり押してずらして合わせられるかと。
しかしそうすると重量的・構造的に肥大化を免れないか
動力の伝達効率99%を (スコア:0)
事実だったら凄いのだが。
Re: (スコア:0)
『チェーンの遊び（たるみ）がなくなることで、動力が99％という効率で伝わるようになったのだそうです。』
恐らく広い意味での力（エネルギー）を言ってるわけでは無いでしょうね
Re: (スコア:0)
変形、摩擦が無くならない限り無理
# 気が付くと車軸ボールがゴリゴリグリス
Re: (スコア:0)
ディレーラーなしのチェーン駆動の自転車で、最近のレシプロエンジンのタイミングチェーンに使われるような、バネ+ワンウェイ機構+油圧式のオートテンショナー付けたらどれくらい行くんですかね
Vベルト使ったCVT自転車って無いの？ (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Vベルトはねぇ。
基本的に規制品ベルトサイズで駆動系作らないといけないから手が出し辛いんですよ。
かわりにCVTならNuVinciとかはチョコチョコ使われて居ますね。
Re: (スコア:0)
ドライで使われるゴム製ベルトは伝達効率落ちるし、金属ベルトは密閉構造で潤滑油に浸かってる前提だし、適当なCVTがあるかな？
Re:Vベルト使ったCVT自転車って無いの？ (スコア:1)
VベルトCVTの伝達効率98%ってどこの話？って思ったのですが。
特定の条件なら出せるのかもしれないけど、基本的に定額の損失を払わないと成り立たないシステムなので低負荷での効率は原理的に低くなるし。四輪CVTはエンジン側の効率いいところをなぞるように制御することで素性の悪さを覆い隠してるだけだし。
それはともかく、おっしゃる通りゴムは論外だし、金属ベルトって人力でアレが滑らないようにする油圧をどうやって発生させるのかね。
Re: (スコア:0)
もうモータで動かしちゃえよ
Re:Vベルト使ったCVT自転車って無いの？ (スコア:2)
これでバッテリ無しの場合はどう判断されるのか？
Re: (スコア:0)
人間も回転数を上げすぎると効率は落ちるから、適度なケイデンスを維持する為に前2後12の24段変速を用意して、スプロケットに発電機を内蔵。ハブに内蔵したモーターで駆動すれば配線が短いから電力のロスもケーブルの断線によるトラブルも少なくなる。
丸石自転車 (スコア:0)
昔、丸石自転車がシャフトドライブだしてたけど
会社が傾いて結局普及しなかったんだよな
変速機は内装型でトラブルが多かったけど
結構長持ちしたなあ
阪神大震災のとき大活躍してくれたけど、その直後にギヤが壊れた
もう部品がないということであきらめたけど
たしかにチェーンより良かったよ
丸石だからフレームが頑強で軽いかどうかはよくわからなかったけど
被災地で瓦礫を担いで超えてたから軽かったのかな？
Re: (スコア:0)
「今なお改良し続けています」 [maruishi-cycle.com]だそうですよ。
ママチャリだけどフレームを総アルミにして軽量化を図っているとか。
リアスプロケットが (スコア:0)
おろし金みたいで厳ついですね。
内側に向けるとかすればいいんでしょうか。そうするとシャフトとの位置関係がめんどくさそう。
不安ならやはりカバーでも付けますか。
チェーン駆動の場合はスプロケカバーつけなくてもいいんですかね。
チェーンと比べて優れてるから発表してるんでしょうけど、
・重量は？バイクだとシャフトドライブの方が重くなっちゃうようです。
・力の向きを2回変えることになるのにホントにチェーンよりイイのか？
人力だとロール方向の力は気にならないんかしら。
昔(何年ぐらい前？)のシャフトドライブのバイク(BMW)だとロール方向の力が気になるとかならないとか。
Re: (スコア:0)
＞重量など
つ 丸石のシャフトドライブ
それに比べれば格段に軽量化が期待できます。
あとペダル漕いでるときの裾巻き込みの危険は主にフロント側のドライブで
リア側は遠いためほぼ無視できるかと
スカートとかの場合は巻き込み対策を考えないといけませんが、その辺は用途次第
UCIが認めるか (スコア:0)
競技用自転車でいければ流行るかもね
バイク（モーターサイクル）もチェーン (スコア:0)
バイクはチェーンの”あそび”が無駄以上の長所でもあるのでシャフトドライブではなくチェーンが主流と聞いたことがあるのだが
自転車でも無駄がないために足への負担が増えるとかデメリットがありそう
Re:バイク（モーターサイクル）もチェーン (スコア:2)
バイクでシャフトドライブが少数派なのは、
重さと価格のデメリットが大きい。
重さについては、実際に使う上ではどうでもい良いレベルだと思うが、
バイクは使えるかどうかを度外視してカタログスペックを需給共に重視するため、ちょっとの重さも躊躇するのでしょう。
価格については、部材のコストと設計コストの両面で高くなる。
部材のコストについては、
・構造材としてスイングアームのつくり：チェーンの場合は左右対称でただ作ればいいところ、シャフトは左右非対称の特殊な形状（シャフトを通すパイプであったり、片持ちしきであったり）
・ギヤ：チェーンの場合はスプロケットが消耗品。シャフトのハイポイドギヤは一生モノ。
設計コストについては、チェーンはいくつかの既存の規格から選択するだけだが、シャフトは機種ごとに固有の設計をしなければならない。
この辺のデメリットをあまり気にしない高価格なツアラーとかクルーザーでは採用例が多いです。
タイヤやエンジンオイルの交換が不可避なのは、バイクに限ったことではないのでおいといて、
チェーン駆動は、日々点検して伸びに対して張りを調整したり、チェーンとスプロケットを消耗品として交換したりせねばならない。カネをかけてシャフトにすれば回避できる問題を放置しており、交通機械としては未成熟である（個人の志向と感想です）。
Re:バイク（モーターサイクル）もチェーン (スコア:2)
元々、二輪車の想定寿命は四輪車より短いってのもありますし、より「雑」な使われ方（ヘビーデューティという意味ではない）されるので、長寿命見込めるけど整備が面倒な機構よりもしょぼいけど壊れたら交換でいいよね的な作りの方が、エンドユーザーにかかるコストの期待値を考えると理にかなってるのでしょう。
ドライブチェーンやスプロケは点検して劣化してたら替えてだけど、CVTのゴムベルトは定期交換部品だからね。
Re:バイク（モーターサイクル）もチェーン (スコア:1)
モータサイクルの場合、後輪を支持するスイングアームの支点と動力を取り出すドライブ軸（チェーンの前側）の位置がずれてないとモノを作れないので、チェーンの遊びはサスストロークによる変位の影響を吸収する意味もあります。
緩衝目的なら後輪ハブにゴムのダンパーが入ってますし、チェーンの遊びを積極的に緩衝に使うことはないです。
あと（遊びとは関係ないけど）、加速するとチェーンの上側が引っ張られるけど、この時リアサスが伸びる（後輪が地面に押し付けられる）向きの力が働くようなレイアウトにすることで、トラクションを高めるようになっています。
シャフトドライブには癖がある (スコア:0)
バイクのシャフトドライブの経験者から一言。デメリットは大有りです。
シャフトドライブには独特の「癖」があるんだなぁ。専門用語だと「トルク・リアクション」というそうな。表現するの難しいんだが、アクセルをガッと開けると、傾くというかユラっと来る。国産のV-MAXあたりは比較的マシだが、外車（モトグッチだったかな）に初めて乗ったときは一瞬あせった。
Re:シャフトドライブには癖がある (スコア:1)
>「トルクリアクション」
シャフト回転の反作用で車体が勝手にロールする感ですね。
それと、チェーン駆動だと加速時のグリップ増すのにちょうどいいくらいのテールリフトが、煩いくらい出るのと。
あれ (スコア:0)
転んで高速に回転してるアレが顔にあーなったら悲惨なことになりそう
シャフトドライブ (スコア:0)
特徴的な角度をしてるのかな？