コグセット

自転車において、カセットまたはクラスター^[1]は、後輪のハブに取り付けられた複数のスプロケットのセットです。コグセットはリアディレイラーと連動して、ライダーに複数のギア比を提供します。カセットにはフリーホイールとカセットの2種類があり、カセットは比較的新しいものです。カセットとフリーホイールは同じ機能を果たし、取り付けたときの見た目もほぼ同じですが、重要な機械的な違いがあり、互換性はありません。

フリーホイール（ブロックとも呼ばれる）は、単一のスプロケットまたはスプロケットセットで構成され、内部にラチェット機構があり、ねじ付きハブに取り付けられた本体に取り付けられています。ねじ付きリアハブは、製造国に応じてさまざまなねじパターンで利用できましたが、フランスと英国のねじが最も一般的でした。英国サイクルエンジニア協会（CEI）のねじが国際標準として採用され^{[いつ？ ] 、現在は}英国標準サイクル（BSC）として知られています。これは、標準のフリーホイールがねじ込まれる標準化された右ねじ1-3/8インチ-24 TPI（M34.925×1.058 mm）です。^[2]これにより、異なるブランドのフリーホイールを異なるブランドのハブに取り付けることができます。

マルチスプロケットフリーホイール設計の主な欠点は、駆動側ベアリングがフリーホイールの内側に配置されていることであり、時間の経過とともにスプロケットが追加されるにつれて、ベアリングが内側に移動し、駆動側アクスルサポートから遠ざかります。これにより、アクスルにかかる曲げ応力が大きくなり、アクスルが曲がったり、破損したりする可能性があります。 マルチスピードフリーホイールは、1980年代後半まで、高品質の高級自転車に一般的でした。^[3]サンツアー - 前田工業（日本）は、スプロケット間の間隔を狭め、標準の5速フリーホイールと同じ幅でありながら、標準よりも狭いチェーンを必要とするコンパクトな6速フリーホイールを発表しました。 このコンセプトは、ヨーロッパのフリーホイールメーカーであるRegina（イタリア）とMaillard（フランス）によって模倣されました。^[4]マルチフリーホイールのスプロケットの数が増え、物理的に幅が広くなるにつれて、フリーハブの設計は、ねじ付きハブに関連する車軸/ベアリングの問題を克服し、フリーホイールの設計に取って代わり始めました。今日^{[いつ? ]} 7速以上の新しい自転車にフリーホイールが付いていることはまれです。一部の新しいシングルスピード 自転車、特にBMXやユーティリティバイク 、および低価格のマルチギア自転車は、フリーホイール付きで製造され、販売され続けています。

ペダルをこぐ力でフリーホイールがハブに締め付けられるため、取り付けに工具は必要ありません。ラチェット機構により、スプロケットを反時計回りに回してもフリーホイールが緩むことはありません。フリーホイールは、フリーホイールの外側の端にあるスプラインまたはノッチ セットにかみ合う、多くの専用フリーホイール取り外し工具の 1 つを使用してハブから取り外すことができます。ペダルをこぐときにフリーホイールが締め付けられる大きなトルクのため、取り外しにはかなりの労力が必要になることが多く、フリーホイールによってはそのまま取り外せないものもあります。フリーホイールを取り付ける前にフリーホイールのネジ山にグリースを塗っておくと、将来フリーホイールを取り外すときに便利です。

カセットは、カセットには一連の直線スプラインがあり、スプロケットとカセット互換ハブ（フリーハブと呼ばれる）との間の機械的接続を形成し、このフリーハブにはラチェット機構が含まれているという点で、フリーホイールと区別されます。カセット全体は、ねじ付きロックリングによってハブに固定されます。1980 年代後半から 1990 年代前半の一部のカセット システムでは、ねじ付きの小さなスプロケットを使用して、より大きなスプライン付きスプロケットを固定しています。カセットは取り付けられているときはフリーホイールに似ていますが、取り外すと、フリーホイールの内部ラチェット機構がないため、明らかに異なります。

カセット内のスプロケットは、取り付けを容易にするために、通常 3 つの小さなボルトまたはリベットで固定されています。これにより、フリーハブ本体から取り外されたときに、スプロケットとスペーサーが正しい順序と位置に保たれます。摩耗によりスプロケットを交換する必要がある場合、またはユーザーが利用可能なギア比を変更したい場合は、ラチェット機構ではなく、スプロケットのみを交換します。カセットでは、マイクロドライブシステムのように、歯数の少ないスプロケットを使用することもできます。^[5]

フリーハブ本体と呼ばれるラチェット機構は、ほとんどのハブで依然として交換可能ですが、ハブの構造部品を形成します。カセット システムには、ドライブ側の車軸ベアリングがフリーホイールの後ろの車軸の中心に向かって後退するのではなく、フレームの近くに配置できるという大きな利点があります。これにより、後車軸にかかるストレスが大幅に軽減され、車軸が曲がったり壊れたりすることが極めて少なくなります。

1970年代後半に導入されて以来^[6]、カセットは高級自転車から始まり、次第に安価な自転車にも採用されるようになり、ますます多くの自転車に採用されるようになりました。今日^{[いつ? ]、}ディレイラーギアを備えた自転車の大半は この新しいデザインを採用しています。

時が経つにつれ、歯車セットのスプロケットの数は、第二次世界大戦前の3枚か4枚から、1950年代から1970年代にかけては5枚、そして2010年代^{[いつ? ]}の現代の自転車では8枚、9枚、10枚、11枚、12枚、さらには13枚にまで増えました。リアスプロケットが追加されるにつれて、組み合わせは広くなり、スプロケットの間隔は狭くなりました。このスペースを作る方法の1つは、車軸の長さ(オーバーロックナットの距離として測定—古い。[7])を増やすことでした。これにより、フレーム内で車輪^を中央に配置するために、ネジ付きハブを備えた後輪駆動側の皿をさらに必要としました。ねじ付きハブではハブフランジの間隔は短くならず、むしろ車軸の長さが 120 mm OLD (5 速/コンパクト 6) から 126 mm OLD (6 速/コンパクト 7) を経て、ロードバイクでは 130 mm OLD (ねじ付き 7 速) まで増加しました。MTB のリア間隔は通常 135 mm OLD です。1978年から導入されたShimanoカセット ハブのもう 1 つの利点は、リア ハブ フランジの間隔がねじ付きハブよりも広く、そのため、ディッシュが少なく、ベアリング ストレスの増加や車軸の破損の問題がなく、より強力なホイールを製造できることです。

インデックスシフトが導入される前は、5速またはコンパクト6速フリーホイールの幅は約32 mmでした。インデックスシフトの導入により、標準化されたスプロケット間隔が必要になったと思われます。シマノとカンパニョーロはどちらも独自の規格を考案し、SRAMは後にスプロケット間隔とカセット幅に関してシマノに倣いました。初期のシマノ6速および7速カセットの幅は36 mmで、初期の8速は40 mmでした。その後、シマノは再び変更し、8～11速カセットを41.5 mm、第2世代の7速を38 mmに標準化しました。カセットハブのスプロケットキャリアが41.5 mmに広がったため、ハブフランジ間の距離が減少しました。

Shimano と SRAM の場合、カセット間隔は次のように発展しました。初期の Shimano 7 速カセットは幅 36 mm、スプロケット間隔は 3.65 mm ですが、レバーとリアディレイラーは、幅 38 mm、スプロケット間隔 3.2 mm の後期 Shimano 7 速カセットとは互換性がありません。8 速カセットは、第 2 世代 Shimano 7 よりも 41.5 mm 広くなっています。このため、機能的には互換性のあるシフターになりますが、フリーハブ本体は専用になるか、8 速ハブに 7 速カセットを取り付ける場合はスペーサーを使用する必要があります。8 速と 9 速のカセットとフリーハブ本体の幅は同じ (41.5 mm) ですが、9 速のスプロケットは互いに接近しています。そのため、シフターには互換性がありませんが、同じフリーハブ本体を使用します。この発展は 10 速カセットでも続きましたが、11 速カセットにも広がりました。それらとともに、より幅の広い（シマノ ロード 11 スピード）か、まったく異なる（幅が異なり、どちらも 10 歯のコグ用のスペースを提供する SRAM XD、XDr）新しいフリーハブ ボディが登場しました。12 スピードでは、シマノは新しいフリーハブ ボディ（マイクロスプライン）も導入しました。

この進歩により、ギア比のより細かい調整が可能になりましたが、より薄い金属部品の使用により、チェーンのいわゆる「伸び」により、チェーンとスプロケットの寿命が短くなるという影響がありました。これは、チェーンの荷重支持面の摩擦摩耗によって伸びが生じることによって発生します。そのため、9 速システムのチェーンとスプロケットは、8 速システムよりも頻繁に交換する必要があります。^{[要出典]ハブ フランジが狭くなったことでホイールの}ディッシュが増え、他のすべての要因が同じであればホイールが弱くなりますが、スポークとリムの強度と信頼性が向上したことで、この影響は十分に相殺され、ディッシュが増えたにもかかわらず、ホイールの強度は一般的に高くなっています。

シフトランプは、リアスプロケットとフロントチェーンリングにある複雑な歯の形状で、シフト中にチェーンを拾い上げたり落としたりするように設計されています。これにより、これまで可能だったよりも大きな負荷でのシフトが可能になり、よりスムーズでクリーンなシフトが可能になります。さまざまなシステムが、シマノではHyperglide、カンパニョーロでは UltraDrive 、SRAMでは OpenGlide というブランド名で販売されています。チェーン自体は、シフトのしやすさと、特定のメーカーのシフトランプとのインターフェイスを考慮して特別に製造されており、異なるタイプのチェーンを使用すると、最適なシフトが得られない場合があります。

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• フロントフリーホイールまたはフリーホイールクランク、ボトムブラケットのフリーホイール機構
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• フリーホイールとフリーハブの基本的な修理情報が記載されたPark Toolsのウェブページ
• カセット クラスターの交換方法 (ビデオ)