| 自転車のヘッドセット整備 2005/8/22製作 |
| 【もくじ】 ・ノーマルステムのマウンテンバイク(古いMTB) ・買い物自転車 (ノーマルステム) ・ノーマルステムのイラスト解説 ・アヘッドステム解説 (現在のMTB) ・アヘッドステムの高さ調整 |
<参考にさせて頂いたページ> ・サイクルベースあさひ ステムのサイズについて ・サイクルベースあさひ ステム交換の時の落とし穴 ・自転車修理屋M.B.M > 自転車ハンドル高さ調整方法 ・寿サイクル > 業務用ステム抜き工具 ・Park Tool Co. > Repair Help and Education > Threaded Headset Service <参考文献> ・丹羽隆志『初心者のためのMTBメンテナンスブック』 成美堂出版 2004 ・クリス・シドウェルズ『バイク・リペア・マニュアル』 山と渓谷社 2007 ・飯倉清『ロードバイクトラブルシューティング』圭文社2006 |
古典的な仕組みの「ノーマルステム」には様々な呼び方があり、ステアリングコラムにネジ溝(スレッド)が切ってあるので「スレッドヘッド」とも呼ばれます。また、英語版Wikipedia("stem")では、Quill Stem(クイルステム)と表記されています。"quill"とは「中空軸(シャフト)」という意味の英単語のようです。(Yahoo辞書"quill") |
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また、"Crown race"(下玉押し)はフォークコラムパイプの根元に専用工具で圧入されます。 <参考リンク> ・自転車探検 > ヘッドセット ・Park Tool Co. > Repair Help and Education > Threaded Headset Service |
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| ノーマルステムのマウンテンバイク (古いMTB) | |
長さのあるものを選ぶのがポイントです。短いものでは力が入らずに緩まない場合があります。 100円から外国製の高級品までありますが、この1.5mm〜6mm 7本セット 500円(台湾製)などが入手しやすいかもしれません。 |
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ステム(stem)はフロントフォーク中央に位置するコラム(Fork Column ,steerer tube)とハンドルバーを接続する部品です。"Column"は「柱(はしら)」などを意味する単語です。 |
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六角ねじを回すときは、レンチがボルト穴の奥までしっかりと入っているかを十分に確認します。ボルト穴にゴミが入っていたら取り除きましょう。六角レンチがボルト穴の奥までしっかりと入っていない状態で力を加えてしまうと、六角穴を変形させてしまう恐れがあるからです。 |
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六角ボルトが奥まっていて叩きにくい場合には、左の画像のように六角レンチを当てて叩く方法もあります。ただし、叩いた弾みで六角レンチが飛ぶ恐れもあるので、「叩き系」の作業をするときは保護メガネ(ゴーグル)をかけましょう。 テーパーウス式の構造や外し方につきましては、自転車修理屋M.B.Mの「自転車ハンドル高さ調整方法」にて、大変分かりやすく解説されています。 |
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抜けない場合はCRC556などの浸透性潤滑剤をパイプ内に吹き、しばらく時間をおきます。その後プラスチックハンマーなどで衝撃を与えては車輪を固定した上でハンドルを左右に動かして様子を見るという方法があります。ただし、プラハンで叩く時の力加減を誤ると、直すつもりが壊してしまいかねません。ある程度のところまでやって上手くいかないならば、プロにお願いするのもひとつの手段です。 寿サイクルサイト内の業務用ステム抜き工具がたいへん参考になります。 |
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なお、ヘッドセットやフロントフォークの整備はメンテナンススタンドを利用すると作業がはかどります。 ・自作金属製メンテナンススタンド(2007) ・自作木製メンテナンススタンド(2005) |
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引き上げボルトを締めこむと「ウス」は引き付けられ、斜めの形状に沿って「ウス」が動きます。すると、「ウス」と「ステム」はフォーク側パイプの内壁に押し付けられて固定されるという仕組みです。 |
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「ウス」とステムシャフトは一直線になっています。この状態ならばフォーク側のパイプからスポッと外れます。 |
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フレームのヘッドチューブの内側にフォークのコラムパイプが入ります。そのコラムパイプ内側にクイルステムが差し込まれる形となっています。 |
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・ロックナット ・カンチブレーキアウター受け ・ワッシャー ・上ワン(上玉押し)) |
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この車両は「カンチブレーキ」というブレーキなので、こうした台座が必要となります。 |
この車両はオーバーサイズフレームのため、上ワンの二面幅は36mmでした。ちなみにノーマルサイズだと32mmだそうです。 |
グリスは僅かに残ってはいるものの黒く汚れて劣化していたので、ブレーキクリーナー(スプレー式脱脂洗浄剤)で汚れた油分を除去しました。 |
それぞれリテーナーの向きにご注意ください。 |
・ダストシール ・リテーナーベアリング ----------------- ・フォーク ・ダストシール ・リテーナーベアリング ・カップ(上わん) ・舌付ワッシャ ・カンチブレーキ台座 ・ロックナット |
80g蛇腹カートリッジ用グリスガンにつきましては、上記の「各種グリスと使用上のヒント」に掲載しています。また、70ccのミニグリースガンにつきましては、「手の平サイズミニグリースガン」の項目でご紹介しています。合わせてご覧下さい。 |
逆に、前輪を持ち上げてハンドルを左右に切ると、スムーズさに欠けたゴリゴリとした感触がする場合は締めすぎていることになります。 ヘッドにガタが無く、且つゴリゴリしないというのが目標となります。調整できたら上ワンをヘッドスパナなどで押さえながら、ロックナットを締めます。 |
アヘッドステムは高さを調整する為にスペーサー(輪っか)を入替えることで調整しますが、その調整幅は限られるようです。 ノーマルステムは「引き上げボルト」を6mm六角レンチで緩め・締めるだけで高さ調整できますし、調整幅も広めです。 |
こういうときは「引き上げボルト」を六角レンチで緩めることで真っ直ぐに直すことができます。 |
左の画像ではカンチブレーキのシュー取り付け部分を目標にしています。 |
ロックリングと上ワンが「オーバーサイズ」の36mmだったため、ベアリング調整には36mmのスパナが2本必要となります。 大きめのモンキーでも実は開口幅が30ｍｍ弱だったりする場合があります。自転車整備に使用する場合、中途半端なサイズを買ってしまうと、「もうちょっとだけど入らない」という状況になるかもしれません。 これはトップ工業株式会社製"HM-300TBハイパーレンチ"というタイプです。開口幅37mmまで開くのでとても重宝しています。目盛りは39ｍｍまで刻んでありますが、実際に開くのは37ｍｍまでです。 |
【参考リンク】 ParkTool HCW-15ヘッドスパナ 32mm x 36mm ヘッドスパナの自作 (Takaよろず研究所) |
| 買い物自転車(ママチャリ)編 |
買い物自転車(ママチャリ)も「ノーマルステム」が用いられており、分解手順も上記のマウンテンバイクと同様です。 |
鉄のハンマーではボルトや六角レンチを変形させてしまいます。 |
緩めたボルトに衝撃を与え、噛み込んでいる「ウス」を落とすのがポイントです。ステム自体を叩いてしまうと、かえって「ウス」が食い込んでしまいます。 |
ただし、長年の風雨によって内部がひどく錆び付いている場合は自転車店に依頼するのもひとつの方法かもしれません。寿サイクルサイト内の業務用ステム抜き工具がたいへん参考になります。 新車時に丁寧に組み立てられた自転車は、ステム内部やウス、引き上げボルトに薄くグリスが塗られており、錆を予防する処置が施されています。これが後年になって修理をする際に、すんなり外れるか、固着して四苦八苦するかの違いにもなります。 また、雨ざらしで保管していた自転車の場合も苦戦が予想されます。 |
| ノーマルステムのイラスト解説 |
引き上げボルトを必要以上に緩めていくと、「ウス」がボルトから外れてしまいます。こうなるとボルトを締める方向へ回しても空回りするだけになります。 落としてしまった場合は、一旦ステムを引き抜きます。そして、上から針金などで引っかける、自転車のフレーム自体をひっくり返すなどしてウスを回収します。 【困る場合 ウスを落としてしまい、かつステムが外れない】 引き上げボルトを緩めすぎてウスを落としてしまっても、ステムさえ外せば上から回収できます。ところが、長年の風雨にさらされた影響で錆(さび)が内部に発生し、ステムが外れない場合、上からウスを回収できません。 こうした場合は、自転車店にて専用工具を使ってステムを外してもらう方法が考えられます。また、前輪と前泥よけ、前ブレーキを外すことで、下からウスを回収できるかもしれません。いずれにせよ、こうした状況に陥らないように注意しましょう。 |
ボルトが締められていくと、「ウス」がステムパイプの中へ引き込まれていき、割り込み部分が広がって固定されるというしくみです。 緩めたボルトを叩くことで噛み込みを外すという作業の意味がここにあります。逆に、ステム自体を叩くと、かえってステムパイプが「ウス」に食い込もうとします。 |
×の状態で引き上げボルトを締めようとしても、「ウス」が空転してしまいます。 組み立てるときは「ウス」が空転しないように、ステムパイプの切り欠きと「ウス」の凸が噛み合う位置までセットしてから行ないます。 |
黒いゴム部品は水や塵の進入を防ぐ為のカバーです。カバーは上に引っ張り上げておきます。 |
JISノーマルサイズのロックナットは32mmとされていますが、今回のような30mmなどもあります。工具を購入する際はナットの寸法をノギスなどで測る必要がありそうです。 |
フックの突起を切り欠きに合わせて回します。画像はロックナットを装着したままですが、実際はロックナットを緩めるなり、外すなりしてから「切り欠きリング」を回します。 大きめのウォーターポンププライヤでも回せる事は回せますが、リングに目立つ傷が入ってしまいます。 |
このスパナの場合はサイズの異なるフックが2カ所ありますので、しっかりと引っかかる方を使用します。 |
| 「ノーマルステム」と「アヘッドステム」の構造について 2007/6/4 |
フォークから伸びている「ステアリングコラム」パイプにはネジが切ってあり、ここでロックナットを締めることで上下のベアリングを固定しています。ネジのことを英語で"Thread"(スレッド)というので、別名「スレッドヘッド」とも呼ばれます。 買い物自転車などの一般車はこの方式です。また、1990年代中頃以前のマウンテンバイク・ロードバイクにも採用されていました。 長所は「ヘッド」と「ステム」が独立しているので、ハンドルの高さを幅広く調整することが可能な点です。 短所は「ステアリングコラム」パイプの中にステムのパイプを入れるという2重の構造になっているので、過酷なレースレベルでは剛性や重量の問題があったようです。 |
それでは「アヘッドステム」(スレッドレスステム)を見ていきましょう。ステアリングコラムにネジが切られていないので、「スレッドレスステム」とも呼ばれます。 フレームのヘッドから飛び出している「ステアリングコラム」パイプがずいぶんと長くなっています。 |
「ステアリングコラム」パイプの内側には、「スターファングルナット」というアンカーナットが打ち込まれています。 この段階では上下の「玉押し」が固定されておらず、ベアリングはガタガタしています。 ステムを「ステアリングコラム」にセットしたとき、コラムパイプの先端はステムの上面から数ミリ奥に位置している状態にあります。これは「引き上げボルト」がステムを押し下げるために空間が必要だからです。 |
すると、ステム全体が押し下げられ、上下の「玉押し」(ベアリング)を押しつけます。 「引き上げボルト」を調整し、ゴリゴリせず、かといってベアリングがガタガタしないように調整します。 ステムの側面にある「固定ボルト」をゆるめた状態でベアリング調整をするのがポイントです。 |
すると、今度は「ステム」によって上下の「玉押し」(ベアリング)が強固に固定されます。 理屈の上では「引き上げボルト」にはもう直接的な力は加わりません。「ステム」の固定力で力を受け止めているからです。 長所は剛性と軽量化のようです。つまり、フォークから伸びる「ステアリングコラム」を直接ステムで固定しているので剛性面で有利になります。また、シンプルな仕組みは軽量化にも繋がります。 短所はハンドルの高さ調整がほとんど出来ないという点です。実際には「スペーサー」も挟まっており、スペーサーをコラムの上にしたり下にしたりすることで、15mm程度は調整できるようですが、ノーマルヘッドに比べると調整幅は微々たるものになります。 |
| スペーサーによる高さ調整 2009/3/5 |
スペーサーは「外す」のではなく「入れ替える」という点がポイントです。 |
必要なスペーサーを外してしまうと、ステムからステアリングコラムが飛び出した状態になります。すると、引き上げボルトを締めてもトップキャップがステアリングコラムに底付きしてしまい、ステムには力が伝わりません。 本来「引き上げボルト」と「トップキャップ」はベアリングの当たり具合を調整するための部品です。ステム側面の固定ボルトを締めれば抜けることはありませんが、ベアリングのガタは残ったままとなります。 <参考リンク> サイクルベースあさひ ステム交換の時の落とし穴 <参考文献> ・飯倉清『ロードバイクトラブルシューティング』圭文社2006 66頁 「アヘッド」 |
| <Takaよろず研究所内の関連リンク> ・各種グリスと使用上のヒント 2005/7/25 ・手の平サイズグリースガン 2005/8/11 ・買い物自転車のクランクベアリング修理 2005/4/17 ・ポンコツ自転車の前ハブベアリングＯＨ 2005/4/22 ・買い物自転車のリアハブOH 分解編 2005/4/24 ・買い物自転車のリアハブOH 組み上げ編 2005/4/24 |
<参考にさせて頂いたページ> ・サイクルベースあさひ ステムのサイズについて ・サイクルベースあさひ ステム交換の時の落とし穴 ・自転車修理屋M.B.M > 自転車ハンドル高さ調整方法 ・寿サイクル > 業務用ステム抜き工具 ・Park Tool Co. > Repair Help and Education > Threaded Headset Service <参考文献> ・丹羽隆志『初心者のためのMTBメンテナンスブック』 成美堂出版 2004 ・クリス・シドウェルズ『バイク・リペア・マニュアル』 山と渓谷社 2007 ・飯倉清『ロードバイクトラブルシューティング』圭文社2006 |
http://www.geocities.jp/taka_laboratory/ 2005/8/22製作 2007/6/4補足 2007/8/20修正 2008/5/15一部修正 2009/3/4追加 2012/4/13更新 |