Headset_(bicycle_part)
ヘッドセットは、自転車のフォークと自転車のフレームのヘッドチューブの間に回転可能なインターフェースを提供する自転車のコンポーネントのセットです。フォークのステアラーが通過するチューブをヘッドチューブと呼びます。一般的なヘッドセットは、ヘッドチューブの上部と下部に押し込まれた2つのカップで構成されています。2つのカップの内側にはベアリングがあり、ベアリングカップとステアラーの間の摩擦が少なくなっています。
インストール前
のスレッドレスヘッドセットの部品
コンテンツ
1 サイズ
2 タイプ
2.1 スレッド
2.1.1 内部
2.2 スレッドレス
2.2.1 一体型ベアリングカップ
2.2.2 内部
2.3 スレッドヘッドセットとスレッドレスヘッドセットの比較 2.4 調整可能なヘッド角度
3 ベアリングタイプ
4 標準測定
4.1 フォークの寸法 4.2 円筒形ボアヘッドチューブ 4.3 一体型ヘッドチューブ（面取り付き）
5 摩耗モードと故障モード
6 アドオン
7 参考文献
8 外部リンク
サイズ
ねじ山付きヘッドセット
従来の自転車のヘッドチューブとヘッドセットは、直径1インチ（25 mm）のステアラーチューブ（フォークカラムとも呼ばれます）用のサイズになっています。現在、多くのフレームおよびフォークメーカーは、直径1⅛インチのステアラーチューブを中心に部品を製造しています。ヘッドチューブとヘッドセットの直径が大きいため、自転車のステアリング部分に剛性が加わります。
一般的なサイズ
1 “”または1インチ（25.4 mm）。これには、さまざまな寸法のフォーククラウン（フォークステアラーチューブのベース）がある場合が一部のヘッドセットを取り付けるには、フライス盤 26.4 mm（ ISO）
27.0 mm（ JIS）
他のサイズも一般的になりつつあり、常にそうなっています。
1.125 “”または1⅛インチ（28.575 mm）、元々はTioga””Avenger””のブランド
1.25 “”または1¼インチ（31.75 mm）、元々はGary Fisher “”Evolution””のブランド
OnePointFive国際規格で使用されている1.5″”または1½インチ（38.1 mm）。
キャノンデールヘッドショック。Headshokステアラーは1.5″”に近いですが、実際には1.5625″”または1 9/16インチ（39.6875 mm）です。1.5 “”とHeadshokのヘッドチューブの寸法は非常に似ており、最小プレス深さのみが異なります。
1.5インチから1⅛インチの「テーパー」ヘッドセット（2009年以降）。下部ベアリングは剛性を高めるために1.5インチで、上部ベアリングは軽量化のために1⅛インチであり、既存のステムインターフェースと一致します。
ヘッドセットのスタックの高さは、ヘッドセットコンポーネントの組み立てられた高さの合計であり、スレッドレスシステムの場合はステムであり、ヘッドチューブに押し込まれるタングと（スレッドヘッドセットの場合）の厚さを差し引いたものです。ロックナットのトップシール。フレームとフォークのスタックの高さは、ステアラーチューブの長さとヘッドチューブの長さの差です。フレームとフォークよりもスタックの高さが高いヘッドセットは適合しないため、スタックの高さは重要です。ロックナットが十分にねじ込まれない（ねじ切り）か、ステム用のスペースがありません（ねじ山なし）。ヘッドセットのスタックの高さがフレームやフォークよりも低い場合は、違いを補うためにスペーサーが追加されます。
タイプ
ベアリングが所定の位置に保持される方法（ロックナットまたはクランプステムを使用）、またはベアリングが配置される場所（ヘッドチューブの内側または外側）によって区別できるヘッドセットには、いくつかの異なるタイプが
スレッド
緩いボールベアリングネジ付きヘッドセットの1⅛
の 分解図
2016BrodieQuantum自転車の内部ベアリング付きネジ付きヘッドセット
ネジ付きヘッドセットは、ネジ付きステアラーチューブを備えた従来のタイプのフォークで使用されます（上の写真を参照）。ねじ山付きヘッドセットには、クラウンレース、下部ベアリング、下部フレームカップ（「下部ヘッドチューブレース」として示されている）、上部フレームカップ（「上部ヘッドチューブレース」として示されている）の8つのパーツが 、アッパーベアリング、アッパーレースまたはコーン、ワッシャー、ロックナット。
一般的なヘッドセットの取り付け順序は次のとおりです。ステアラーチューブは、自転車のフォークメーカーによって適切な長さに切断され、ステアラーの上部1〜2インチ（2.5〜5.1 cm）は、圧延プロセスを使用してねじ切りされます。このプロセスにより、材料が失われることはなく、ダイや旋盤の切断のようにステアラーが弱くなることはありません。ねじ山付きフォークでは、ステアラーのねじ山は上部の1〜2インチのみを使用する必要があるため、フォークはさまざまな長さで販売されています。長すぎるフォークを使用する必要がある場合、つまりフォークステアラーが十分にねじ込まれていない場合、自転車整備士はダイを使用してねじを伸ばすことができます。スレッドを1インチ程度より遠くにカットする必要がある場合、これはお勧めしません。ちなみに、製造後にスレッド化されていないステアラーをスレッド化しようとしないでこれにより、ステアラーチューブが弱くなります。スレッドは通常ISO規格であり、1インチ×24 tpiですが、他の規格も存在します。ヘッドチューブを正面に向けてから、特別なプレスを使用してカップをヘッドチューブに押し込み、正方形で真になっていることを確認します。フォーククラウンに面してから、特別なプレスでクラウンレースをフォーククラウンに押し付けます。これにより、それが正方形で真であることも確認されます。次に、ベアリングをクラウンレースの上に配置し、その後、ステアラーチューブをヘッドチューブに挿入します。アッパーベアリングはアッパーカップに配置され、アッパーレースはステアラーにねじ込まれます。アッパーレースの上にワッシャー（多くの場合キー付きワッシャー）を配置し、その上にロックナットをねじ込みます。
遊びを取り除くためのヘッドセットの調整は次のとおりです。上部カップのベアリングに接触するまで、上部レースまたはコーンをねじ込みます。上部コーンを回転させ、さらに1/8または1/4回転させることにより、わずかな予圧が加えられます。次に、ロックナットを締め、ヘッドセットの遊びとスムーズな動作を確認します。必要に応じて再調整が行われます。
クイルの種類のステムは、下部にくさびが付いた上からステムにフィットするエキスパンダーボルトを使用してフォークのステアラーチューブに取り付けられます。ステムはステアラーチューブの内側にフィットし、なしで正しい高さに調整できます。ヘッドセットを乱す。ステムを解放して調整できるようにするには、ステムの上部にあるボルトを数回転ほど外し、ボルトを鋭くたたいてくさびを外します。
内部
スレッドレスヘッドセットと同様に、スレッドヘッドセットも内部に配置できます。内部デザインでは、レースとコーンがヘッドチューブに埋め込まれ、整然とした流線型の外観を作り出しています。おそらくプラスチックのリングを除いて、フォーククラウンとヘッドチューブの間にコンポーネントは見えず、ロックナットだけがヘッドチューブの上部から突き出ています。2016 Brodie Quantumのステアリングアセンブリの画像では、ロックナットがプラスチックカバーによって見えないように隠されています。ヘッドチューブの幅の広い上部と下部にはベアリングが含まれています。クイルステムがステアリングチューブに挿入されます。
スレッドレス
カートリッジベアリングスレッドレスヘッドセットの1⅛の分解図
スレッドレスヘッドセットは、より最近の設計です。米国特許5095770は、Cane Creek Cycling Componentsが所有し、2010年9月29日に失効しました。このタイプのヘッドセットは、Dia-Compe（現在のCane Creek）の登録商標「Aheadset」 によって参照されることが多く、ライセンスに基づいて製造されています。従来のヘッドセットと同様に、2セットのベアリングとベアリングカップを使用します。スレッドヘッドセットとは異なり、スレッドレスヘッドセットにはスレッドトップヘッドセットレースがなく、スレッドステアラーチューブを使用しません。代わりに、ステアラーチューブはフォークからヘッドチューブを通ってヘッドセットの上まで伸び、上部に固定されたステムによって所定の位置に保持されます。
スレッドレスヘッドセットを締めるには、ステム上部のキャップのプリロードボルト（またはキャップボルト）を締める必要がこのボルトは、ステアラーチューブの内側を下向きの力でつかむことによってアンカーとして機能するステアラーチューブに打ち込まれたスターナットに接続されています。一部の設計では、スターナットを自己拡張ウェッジに置き換えることができます。ボルトはステムをスペーサー（通常はアルミニウム）に圧縮し、スペーサーはヘッドセットのベアリングカップを圧縮します。プリロードボルトはフォークをバイクに固定しません。予圧を設定した後、フォークを所定の位置に固定するためにステムボルトを締める必要がベアリングに遊びがないように調整する必要がありますが、フォークが拘束や過度の摩擦なしにスムーズに回転できるようにします。
スレッドレスヘッドセットシステムでは、ステムとプリロードボルトをステアラーチューブの正しい位置に配置するためにスペーサーが重要です。したがって、ステムのスタックの高さが重要になります。フォークのステアラーチューブは、ステムがクランプされるのに少なくとも十分なステアラーチューブがヘッドセットの上に突き出たままになるように、長さにカットする必要がステアラーチューブがステムより長く切断されている場合は、スペーサーを使用してステムとコニカルコンプレッションワッシャーの間の隙間を埋めます。より良い空気力学のために最大のサドルからハンドルバーへの落下を求める自転車レーサーは、多くの場合、スペーサーを使用せず、ヘッドセットのベアリングカップスタックの高さとステムの高さに正確に一致するようにステアラーチューブをカットします。
ステアラーチューブを最小の長さに切断すると、より高いステムまたはより高いスタック高さのヘッドセットカップに切り替えることができなくなります。このカット後にハンドルバーの高さを上げるには、新しいフォーク、より角度のある立ち上がりのあるステム（一部のステムはより高い高さにひっくり返すことができます）、またはステアラーチューブにクランプしてより高いクランプ位置を与える特別なアダプターを購入する必要がオリジナルのステム。さらに、ベテランのレーサーよりも柔軟性が低い可能性がある多くのライダーは、ハンドルバーの高さを増やし、サドルからハンドルバーへの落下を減らし、より直立した快適なライディングポジションを提供したいと思うかもしれません。所有者がヘッドセットをスタックの高さが少し高いものと交換したいだけの場合は、自転車屋やフレームビルダーがヘッドチューブをフライス加工またはリフェーシングして、スタックの高さを1〜2mm増やすことができます。フォークを交換して多くのスレッドレスフォークステアラーチューブは、調整を可能にするために必要以上に長くカットされ、ステムの上のステアラーチューブは、ハンドルバーの高さを微調整するためにステムの上または下に移動できるスペーサーと積み重ねられています。多くの場合、これらのスペーサーはアルミニウムまたはカーボンファイバーですが、チタンスペーサーも利用できます。
一体型ベアリングカップ
比較的最近の開発である統合ヘッドセットは、スレッドレスヘッドセットの上部と下部のベアリングカップを廃止し、代わりにフレームのヘッドチューブに直接ベアリングを固定します。統合されたヘッドセットは、その美的魅力で時々好まれ、ヘッドセットアセンブリに含まれる部品の数を減らします。統合ヘッドセットの著名な規格には、CaneCreekの「IS」や、メーカー名以外は無名のCampagnoloの規格が主要なヘッドセットメーカーであるChrisKingは、統合ヘッドセットの実装に反対する激しい議論を行っています。キングの主張の根拠は、ベアリング「シート」を備えたヘッドチューブは、合理的な精度で機械加工されるにはほど遠いということです。したがって、ヘッドセットカートリッジのベアリングは、自転車のヘッドチューブにやや緩く収まります（圧入ではありません）。使用中、スラスト荷重がかかると、ベアリングはシート内で揺れ、柔らかいフレームの素材に簡単に損傷を与えます（一部のチタンフレームは一体型ヘッドセット用に製造されていますが、多くの場合アルミニウムです）。フレームに十分な損傷がある場合、特にフレームがアルミニウム合金でできている場合は、フレームを交換するしかありません（チタンとスチールは修理できる可能性がありますが、通常は消費者に多大なコストがかかります）。キングはまた、統合型ヘッドセットはやや安価で設置にかかる時間が短いため、統合型ヘッドセットは多くの大手自転車メーカーにとって主にコスト削減策であると主張しています。
内部
セミインテグレーテッドヘッドセットと呼ばれることもある内部ヘッドセットには、従来のスレッドレスヘッドセットのすべての部品が含まれますが、ベアリングはヘッドチューブの外側ではなく内側に配置されます。一体型ヘッドセットとは異なり、内部ヘッドセットはベアリングとフレーム自体の間にカップを採用しています。内部ヘッドセットの著名な標準には、ChrisKingのInSetとCaneCreekのZeroStackが含まれます。これらの設計では、ヘッドチューブの内径が44.0mmです。
スレッドヘッドセットとスレッドレスヘッドセットの比較
スレッドヘッドセットは、いくつかの理由で、より高品質の自転車でスレッドレスヘッドセットに最近置き換えられました。
スレッドレスステアラーチューブ付きのフォークは、販売時にサイズにカットでき、メーカーは異なるフレームサイズで同じフォークを使用できるため、メーカーにとって安価です。比較すると、ねじ山付きステアラーチューブを備えたフォークは、フレームのヘッドセットチューブの長さと一致している必要がしたがって、自転車メーカーは、フレームサイズごとに異なるサイズのフォークを製造または購入する必要が
通常の六角レンチを使用して、スレッドレスヘッドセットベアリングを調整できます。比較すると、ねじ山付きヘッドセットのベアリングを調整するには、大きくて比較的高価なレンチが必要です。それらのサイズは、一般的に、それらを道路に運ぶことを妨げる。
スレッドレスヘッドセットとフォークは取り付けが速く、製造コストを節約できます。
スレッドレスヘッドセットとフォークは、同等のスレッドヘッドセットとフォークよりもわずかに軽量です。
スレッドレスステムがフォークにしっかりと取り付けられ、ハンドルバーの剛性が向上しています。
メンテナンスされていない自転車では、水がネジ付きヘッドセットのステムとステアラーチューブの間に流れ込み、腐食や焼き付きを引き起こす可能性が
ネジ式ヘッドセットにもいくつかの利点が
ネジ山付きステアラーチューブは工場でフレームに合わせられており、ハンドルバーの高さの調整が簡単になります。
ネジ付きヘッドセットは、一般的なネジなしヘッドセットのステムよりも広い範囲で垂直方向に調整できるクイルステムを使用しています。
調整可能なヘッド角度
少なくとも1つのメーカーであるCaneCreekは、ステアリング軸の角度を変更できるアフターマーケットのスレッドレスヘッドセットベアリングキットを提供しています。他のすべてが同じままである場合、これはバイクの幾何学的な軌跡を変更します。
ベアリングタイプ
自転車のヘッドセットベアリングは通常、ボールベアリングであり、ルーズボール、ケージボール、またはカートリッジに事前に密封されています。ニードルベアリングもご利用いただけます。
統合された1⅛””ヘッドセットのカートリッジベアリングの異なる標準を区別することが重要です。互いに互換性のない3つの統合された標準が数字（45 / 45、36 / 45、36 / 36）は、彼らが使用するカートリッジベアリング。これらのベアリングはすべて同じように見えます。
カンパニョーロ標準：45/45。（多くの場合、Campagnolo標準と呼ばれます）これは、BMXフレーム、BMXから派生したダートジャンプフレーム（トランジショントレイルまたはパークなど）で一般的です。それらはロードバイクでも一般的です。最も一般的な3つのメーカーは、Campagnolo、FSA、CaneCreekです。この規格のヘッドチューブの内径は42.0mmです。
ケインクリークスタンダード：36/45。マウンテンバイクのフレームとかなりの数のロードフレームで非常に一般的です。ヘッドチューブが統合されたGiant製のほとんどのフレームは、この標準を使用しています（これは多くの自転車に相当します）。2つの主要メーカー：FSAとCaneCreek。この標準のヘッドチューブの内径は41.1mmで、Cane Creekは、CCStandardヘッドセットがヘッドセットのトップキャップの下に0.25mmのシムを使用してCampagnoloStandardヘッドチューブに収まると主張しています。
FSA標準：36/36。いくつかのニッチなブランドを除いて、完全に統合されたヘッドセット（フレームに座っているベアリング）にこの標準を使用する人は誰もいません。すべてのFSAの半統合（内部カップ）ヘッドセットと一部の標準ヘッドセットで使用されているため、36/36ベアリングはまだたくさん
標準測定
フレームおよびヘッドセットのメーカーは、いくつかのサイズ基準を開発しました。
フォークの寸法
フォークスタンダード
ステムクランプ径（公称）
クラウンレースシート径（公称）
1 “”ISO
25.4 mm
26.43 mm
1 “”JIS
25.4 mm
27.03 mm
1⅛」
28.6 mm
30.015 mm
1¼””
31.8 mm
33.0 mm
1.5インチ
38.1 mm
39.76 mm
円筒形ボアヘッドチューブ（従来型および半統合型/ゼロスタック）
ヘッドチューブID（公称）
ヘッドチューブ標準
ヘッドチューブタイプ
29.9 mm
1 “”JIS
伝統的
30.1 mm
1 “”ISO
伝統的
33.95 mm
1⅛””標準
伝統的
36.95 mm
1¼””標準
伝統的
41.4 mm
1″”ZeroStack ZeroStack 44.0 mm
1⅛””ZeroStack ZeroStack 49.61 mm
1.5″”標準
伝統的
55.95 mm
1.5″”ZeroStack
ZeroStack
一体型ヘッドチューブ（面取り付き）
ヘッドチューブID（公称）
ヘッドチューブ標準
ヘッドチューブタイプ
38.15 mm
1″”ケインクリーク統合標準
統合
41.1 mm
1⅛””ケインクリーク統合標準
統合
42.0 mm
1⅛””イタリア語/カンパニョーロ統合標準
統合
47.0 mm
1¼”統合標準
統合
52.1 mm
1.5″統合標準
統合
摩耗モードと故障モード
自転車のヘッドセット、特にフェンダーのないヘッドセットは、フロントタイヤから投げ出される水や砂にさらされ、錆や急速な摩耗を引き起こします。より優れたヘッドセットは、ゴム製のリップシールまたは「O」リング（汚れたスカート）を使用して水が入らないようにしますが、成功の度合いはさまざまです。ベルクロ留めの外部ネオプレンバンドは、下のレースを包んで保護するために利用可能であり、クリーニングのために取り外し可能です。一部のサイクリストは、フォークを取り外し、下部のレースの上に古いインナーチューブのセクションを取り付けて再組み立てします。これは、利便性は劣りますが、同じ機能を実行します。
乾燥した状態でのみ、および/またはフェンダーを使用して乗る自転車では、通常の故障モードは、レースのピッチングまたは誤ったブラインリングによって引き起こされる、自転車の世界では「インデックス」と呼ばれるステアリングの漸進的なノッチです。原因の誤解; 真のブラインリングは、ボールを軸方向にレースに押し込むだけで発生し、フォーククラウンをハンマーで繰り返し叩いても、このダメージを再現することはほとんど不可能です。ピットはヘッドチューブの前後ではるかに深く、実際にはフォークブレードの屈曲によって引き起こされ、それがステアラーチューブに伝達されます。これによりベアリングの位置がずれ、フレッチング、小さな振幅、大きな応力の動きが発生し、ボールが置かれているポイントでレースから金属が引き裂かれます。
解決策は、ヘッドセットに45度のインターフェースを持たせ、この屈曲運動に対応できるようにすることです。これにより、レースの相対的な位置合わせが維持され、ボールベアリングが純粋な軸方向および回転方向の荷重を受けることができます。Shimanoカートリッジベアリングヘッドセットは、カートリッジが押し込まれたカップに対して動くことを可能にすることによってこれを行いますが、Stronglightローラーベアリングヘッドセット、およびほとんどのスレッドレスヘッドセットは、カップに対して動くことができる緩い上下のレースを持っています。したがって、最近のヘッドセットは、誤ったブラインリングに悩まされることはめったにありません。
あまり一般的ではないヘッドセットの障害は、実際にはフレームの障害です。ヘッドチューブは伸びることができるため、締まりばめと思われるヘッドセットカップがチューブ内で緩むことがラグレスフレームは最も脆弱です。ラグ付きフレームでは、ラグがヘッドチューブの上部と下部を補強し、通常、このタイプの伸びを防ぎます。緩んだカップは、 Loctite 660などの保持剤で固定できます。一部のメーカーは、この状況に対処するために少し大きめのカップを製造しています。影響を受けるのは通常、下のカップです。
アドオン
フロントカンチレバーブレーキまたはセンタープルブレーキにケーブルストップを提供するために、ヘッドセットにハンガーを組み込むことができます。これは、トップレースとネジ付きヘッドセットの場合はロックナットの間のワッシャーの一部として、またはスレッドレスヘッドセットの場合、トップレースとステムの間のスペーサー。
参考文献
^ バーネット、ジョン（2006）。Barnettのマニュアル：自転車の力学のための分析と手順。VeloPress。pp。5–2から5–3。ISBN 978-1-884737-87-9。
^ 「ヘッドセットの購入に関するアドバイス」。2011年7月26日にオリジナルからアーカイブされました。
^ ブラウン、シェルドン。「用語集：スレッドレスヘッドセット」。
^ Bicycleheadsets.com（所有者：CaneCreek）。「SHISの概要」。
^ クリスキング。「統合されたヘッドセットの説明」（PDF）。2010年9月23日にオリジナル（PDF）からアーカイブされました。
^ Chris King InSetの仕様： http ：//chrisking.com/files/pdfs/InSetTechTable6-10-A%20Web.pdf ^ Cane Creek識別ガイド：www.canecreek.com/manuals/Headset_Instructions/Other/Headset_Identification_and_SpecificationGuide.pdf ^ Matt Pacocha（2011年12月23日）。「CaneCreekAngleSetレビュー」。BikeRadar 。
^ 「StronglightBicycleComponentsJD A9 Threaded Headset withNeedleBearings」。
^ ケインクリーク。「ヘッドセットの基準」。2010年5月13日にオリジナルからアーカイブされました。
^ ブラント、ジョブスト。「インデックス付きステアリング」。シェルドンブラウン。
外部リンク
ウィキブックスの自転車には、次のトピックに関するページがヘッドセットのオーバーホール
コモンズには、ヘッドセット（自転車部品）に関連するメディアが
ParkToolのヘッドセットのタイプと標準
シェルドンブラウンのヘッドセットベビーベッドシート”