ボトムブラケット （ＢＢ）

自転車探険！

概要

カップアンドコーン ボトムブラケット

カートリッジ ボトムブラケット

•  概要
    本体（外殻）、クランク軸、左右の密閉軸受および固定用ねじ付きリングが一体となったボトムブラケット。ＢＢユニットとも呼ばれる。 本体右には、フレームのポトムブラケットシェル（ＢＢシェル、後記）に固定するねじが付いている。左は固定用ねじ付きリングで固定する。
    クランクと連結するクランク軸端の形状としては、四角テーパ、オクタリンクおよびＩＳＩＳがある。
    クランク軸からクランクを外すには、クランク抜きを使う。 ワンキーリリース方式のクランクは六角レンチで外すことができる。
  

  表１  ボトムブラケットねじ

  規格	ねじ	左側	右側
  ＩＳＯ、ＪＩＳ	１．３７０ｉｎ ｘ ２４山	右ねじ	左ねじ
  イタリアン	Ｍ３６ ｘ ２４山	右ねじ	右ねじ

•  ねじの種類
    ねじは表１に示すように、（ＩＳＯ、ＪＩＳ）および（イタリアン）の２種類がある。ＩＳＯおよびＪＩＳは左側が右ねじそして右側が左ねじとなっている。イタリアンは左右とも右ねじとなっている。
  
  
•  四角テーパー
  

  シェル幅	Ｌ
  ７０	５２
  ７３	５５

    クランク軸の両端の断面が四角でテーパーとなっている連結方式。クランクは同じく四角でテーパーの付いた穴があいている。
  ＪＩＳおよびＩＳＯの規格がある。ＪＩＳとＩＳＯを比べると、２°のテーパー（面勾配）は同じであるが、ＩＳＯテーパーはＪＩＳテーパーよりテーパー部が少し長く、先端の四角幅が少し狭い。 そのため異なる規格のクランクが軸に入る位置は少し異なる。ＪＩＳに準拠しているのはシマノなど、そしてＩＳＯに準拠しているのはカンパニョーロなど。
  軸端にはＭ８の雌ねじがあり、Ｍ８のボルトでクランクを軸に固定する。締付トルクは３５Ｎｍ。四角テーパーＢＢとも言う。
  四角テーパーのクランク軸の付いたボトムブラケットはフランスのストロングライト社が１９４０年代に初めて世に出した。
  
  

• Ｖ１		Ｖ２

   オクタリンク
    カートリッジボトムブラケットのクランク軸とクランクとのシマノの連結方式。８歯のセレーション（スプライン）を使っている。オクタは「８」のこと。 当初出たＶ１形（ＸＴＲ、ＤｕｒａＡｃｅ、Ｕｌｔｅｇｒａ、１０５ ）及び
  その後に出たＶ２形（ＤｅｏｒｅＸＴ、ＤｅｏｒｅＬＸ、Ｄｅｏｒｅ、Ｔｉａｇｒａ、Ｓｏｒａ）がある。 スプラインの外径は等しいが、その長さ及び幅が異なるために互換性がない。Ｖ１は長さ５ｍｍ、幅２．２ｍｍそしてＶ２は長さ９ｍｍ、幅２．８ｍｍ。
  
  
•  ＩＳＩＳ
    クランクと連結するクランク軸のスプラインに対するメーカー規格。オクタリンクはシマノの特許のため無償で使えないので、メーカー数社が対抗して作った規格。 国際規格であるかの如き紛らわしい名称となっているがメーカー（Race Face Performance Products、TruvativおよびSRAM など）の規格。スプラインの歯は１０歯で、その断面形状はスプロケットの歯と似ている。スプライン長さは１６ｍｍで片側１°のテーパーが付いている。クランクはＭ１５のボルトで固定する。軸の強度および軸受などの構造などは、メーカーによって異なる。オクタリンクは８歯で断面形状も異なるため互換性はない。

外部ボトムブラケット

ホローテック II

• 概要
     中空クランク（ホローテック）と外部ボトムブラケットの組合せ方式に名づけたシマノの商品名。
  ２００３年にＸＴＲそして２００４年にＸＴおよびデュラエースのクランクとして導入された。
  
  
• 特徴
     右クランクとクランク軸を一体にすることにより、部品点数を減らして軽量化すると同時に剛性も向上させている。
  右クランクはクランク軸と一体にすることにより、オクタリンクの構造においては右クランク固定ボルトが弛む可能性があることに対する対策としている。
  ボトムブラケットシェル（ＢＢシェル）に対して外部軸受け（左写真）となっているため、中空軸は太く、軸受は大きくそして軸受間距離は長くなっている。Ｑファクターは少し大きい。
  
  
• 構造
     軸受部はＢＢシェルの内ねじにねじ込む。ＢＢシェル両端面の平行度が必要。 軸受はカートリッジ軸受を使っている。クランク軸の左端はスプラインとなっており、クランク穴のスプラインとかみ合ってトルクを伝達する方式はクランク端は２つ割りとなっており、５ｍｍ六角レンチを使って２本のボルトで１－２－１－２－の順に交互に締める。
  締付トルクは１０～１５Ｎｍ。軸端がオクタリンクとなっている方式もある。
  

  表２  アダプター間距離 ［ｍｍ］

  シェル幅	スペーサー厚さ		ブラケット厚さ	合計
  	左	右
  ６８	２．５	２．５ ｘ ２	０	７５．５
  	２．５	２．５	２．５
  ７３	０	２．５	０
  	０	０	２．５

• ＢＢシェル幅
     シェル幅は６８ｍｍおよび７３ｍｍに対応している。異なるＢＢシェル幅に対してはスペーサーで調節する。
  スペーサー（３個付属している）の厚さおよびブラケット厚さによって左右のアダプター（軸受部）間距離は７５．５ｍｍとなるようにしている（表２）。 ブラケット厚さはＥ形ディレイラーのブラケットおよびチェーンガイドのブラケットに対応する。
  
  
• 工具
     軸受部および左クランクの取付けに専用工具（外部ボトムブラケット工具およびキャップ締付工具）が必要。

ウルトラトルク

• 概要
     カンパニョーロ社のクランクセットと外部ボトムブラケットの組合せ方式の商品名。２００６年に出した。
  
  
• 特徴
     カートリッジ形よりも太い中空軸とすることにより、軸の横剛性および捩り剛性を大きくしようとしている。 左右の外部軸受を半軸の端より入れることができるので、外部ボトムブラケットであるにもかかわらずＱファクターは大きくなっていない。
  
  
• 構造
     左右のクランクは中空半軸と一体となっており、ＢＢシェルの中央部で外径１０ｍｍのボルト１本で固定する（１０ｍｍのソケットレンチを使う）。
  半軸の端面は鋸歯状継手（ハース継手）となっており、自動的な芯出しおよびトルク伝達ができる。外部軸受はカートリッジ軸受を使っている。
  
  
• ＢＢシェル幅
     ボトムブラケット（ＢＢ）シェル幅は６８ｍｍ。
  
  
• 工具
     軸受部の取付けに外部ボトムブラケット工具そして１０ｍｍの半軸連結ボルト回しにクランクセット工具（右図）が必要。

プレスフィットＢＢ

ＢＢ３０

• 概要
     クランク軸径が３０ｍｍのボトムブラケット（ＢＢ）。Cannondale社が２０００年に始めた。 ＢＢ３０はＢＢと軸受の接合方式であり、クランク軸の長さ及びクランクとの接合方法は規定していない。
  
  
• 特徴
     クランク軸の材質をアルミ合金として軽量化し、剛性は軸径を太くすることにより確保しようとしている。
  ＢＢシェル径が大きいので、立管、下管およびチェーンステイに太い管を使うことができて、フレームの剛性を大きくできる。
  
  
• 構造
     ＢＢシェルを一部切断して、中の軸受および軸を見せた写真を上に示す。外径４２ｍｍの軸受がシェルに圧入されている。
  外径４４ｍｍ、幅１ｍｍの環状の溝に 止め輪（スナップリング）を入れて、軸受が左右に動かないようにしている。
  
  
• ＢＢシェル
     標準のＢＢ３０シェルの断面寸法図を右に示す。図中のΦはファイではなくマルと読み（ＪＩＳ）、直径の記号。
  製作の寸法公差は省略した。シェル外径は規定していない。
  カートリッジ軸受をＢＢシェルの中に入れるので、フレームにはオーバーサイズのＢＢシェルが必要。
  シェル幅は６８ｍｍなので、外部軸受のボトムブラケットよりＱファクターは小さくなる。 ただし、後輪スプロケットに対応したチェーンラインおよびチェーンステイの形状寸法によっては、Ｑファクターはあまり小さくならない。
  ＢＢシェルは軸受を取付けるための機械加工が必要。
  
  
• 工具
     軸受の取外しおよび取付に専用の工具（一例は右図）が必要。軸受の圧入には、ヘッドセットプレスを使うこともできる。
  
  
• アダプター
     軸径３０ｍｍのクランク軸を使うＢＢ３０ボトムブラケットに取付けて、軸径２４ｍｍの外部ボトムブラケットのクランク軸が使えるようにする
  左右一対のアダプター（適合部品、右図）。 アダプターはＢＢ３０の左右の軸受に圧入し、クランク軸の軸受としてはＢＢ３０の軸受を使うことになる。
  
  
  

軸受

外輪	保持器	内輪	転動体

• カートリッジ軸受
     カートリッジ軸受は、軸受を構成している内輪、外輪、転動体（玉、ころまたは針）および保持器を一体として組み付けた軸受。 グリースの漏れおよび異物の侵入防止のためのシールまたはシールドが付いている形が使われる。 シールの付いた軸受はシール軸受そしてシールドの付いた軸受けはシールド軸受と呼ばれる。 工業用に使われている軸受は全てカートリッジ軸受であるためカートリッジという用語は使わないが、自転車にはカップアンドコーン軸受も使われているので区別するために使われることがある。
  
  
• シール軸受
     シールが付いた軸受。グリースの漏れ防止、防塵および防水を目的として、外部との間にシールを設けた軸受。潤滑のためにグリースを封入してある。
  シールはニトリルゴムが一般的で、非接触形および接触形がある。
  
  
• シールド軸受
     シールドの付いた軸受。シールドは金属板を加工した環状の保護部品。
  
  
• カップアンドコーン軸受
    

  カップ	コーン

  自転車に使われる伝統的な玉軸受。カップとコーンの間に、保持器が付いた玉が入る。
    カップ（わん）形の外輪とコーン（円錐）形の内輪の間で玉が転がり回転摩擦を低減する。 わん形の外輪を使用することによって、半径方向および軸方向の荷重を同時に受けられるようになっている。 軸が安定するよう左右一対のカップとコーンを左右対称に使用する。写真はハブ軸受のカップとコーン。
  
  
• 玉材質
     玉の材質としては、鋼およびセラミックがある。セラミック球を使った軸受は、セラミック軸受と呼ばれる。

軸受の点検

駆動トルク

ボトムブラケットシェル

• シェル
    シェルはボトムブラケットを取り付ける円筒形の部品。
  
  

• 表３  ボトムブラケットシェルの仕様

  規格	シェル幅	シェル内径	ねじ	左側	右側	用途
  ＩＳＯ、ＪＩＳ	６８ｍｍ	３４ｍｍ	１．３７０ｉｎ ｘ ２４山	右ねじ	左ねじ	ロード車、ＭＴＢ
  イタリアン	７０ｍｍ	３５ｍｍ	３６ｍｍ ｘ ２４山	右ねじ	右ねじ	ロード車
  オーバーサイズ	７３ｍｍ	３４ｍｍ	１．３７５ｉｎ ｘ ２４山	右ねじ	左ねじ	ＭＴＢ
  ＢＢ３０	６８ｍｍ	４２ｍｍ	ねじなし	なし	なし	ロード車、ＭＴＢ

  仕様
    ボトムブラケットの仕様を表３に示す。同表のシェル内径は、小数点以下を四捨五入してある。 シェル内側にはボトムブラケットを付けるねじが切ってある。 イタリアン以外は、右側が左ねじとなっているので右側は右に回すと緩む。なお、左側は左に回すと緩む。ボトムブラケットとシェルの接合部はお互いに適応していなければならない。 ＭＴＢはタイヤ幅が広いため、タイヤがチェーンステイと接触しないように、その間隔を広くする必要がある。従って、シェル幅も一般には広い形を使う。
  

  溶接式		ラグ式

• 連結方式
     シェルは下管、立管およびチェーンスティと連結する。これらの管とシェルを連結する方式には、溶接式（ラグレス式）およびラグ式がある。
  ラグ式シェルはシェルとラグが一体になっている。ラグ式は管端がラグで補強される上、溶接による熱ひずみがない。
  
  
• ＢＢフェーシング工具
     ＢＢシェルの端面の仕上げ又はＢＢシェル幅を短くするための切削工具。
  右ねじブッシング及び左ねじブッシングにグリースまたは潤滑油を付けて
  ＢＢシェルにねじ込む。
  ねじはシェル端面より中に入るようにする。張力調整ナットで切削圧力を調節する。
  ハンドルでカッターを回して切削する。切削油を使うのもよい。
  ボトムブラケット フェーシング カッターまたはＢＢフェーシング カッターとも呼ばれる。
  
  
• ＢＢタッピング工具
     ＢＢシェルが溶接などで変形したねじを修正、並びにねじの塗料および錆びの清掃のためのねじ切り工具。
  ねじは１．３７ｘ２４ｔｐｉ（英、ＩＳＯ、ＪＩＳ）、３５ｍｍｘ１ｍｍ（フレンチ）および３６ｍｍｘ２４ｔｐｉ（イタリアン）の３種類がある。
  ハンドルでタップを回してねじを切る。切削油を使うのがよい。
  ボトムブラケット タッピングセットまたはＢＢタッピングカッターとも呼ばれる。

偏心ボトムブラケットシェル

左ねじ

工具

• ロックリングスパナ
     ボトムブラケット（ＢＢ）のロックリングを回すためのスパナ。ロックリングの２つ以上の切り欠きにはめる２つ以上の爪が付いている。 ３歯は外径４６ｍｍ用そして１歯は外径４０ｍｍ用。ロックリングレンチとも呼ばれる。
  
  
• ピンスパナ
    ボトムブラケットなどのロックリングなどを回すためのピン付きスパナ。 ロックリングなどの２つの穴または切り欠きにはめる２つのピンまたは爪が付いている。ピン径は２．３ｍｍおよび２．９ｍｍなど。
  
  
• ボトムブラケット工具
     カートリッジ形ボトムブラケット（ＢＢ）の取付・取外し用の工具。内部ＢＢアダプター（固定リング）の２０歯スプラインに工具のスプラインを入れて回す。
  回すのに、３６ｍｍ六角レンチを使う形（シマノTL-UN74-S）、３６ｍｍ六角レンチと１／２（１２．７ｍｍ）ソケットレンチの両方使える形（シマノTL-UN66）および３６ｍｍ六角レンチと３／８（9.53mm）ソケットレンチの両方が使える形がある。 ３６ｍｍレンチとしては、ねじ付きヘッドセット用のヘッドセットレンチが使える。
  
  
• 外部ボトムブラケット工具
    外部ボトムブラケット（イクスターナルＢＢ）のアダプター（１６切込み）をボトムブラケットシェルに取付けるための工具。
  柄が付いた形およびソケットレンチで回す形がある。柄付形はレンチを必要とせず、締付時に工具の歯とアダプターの切込みとの噛み合いが見える。 キャップ締付工具が付属している。ソケットレンチ形（丸形）はトルクレンチを使って所定トルクで締付けることができる。締付トルクは３０～５０Ｎｍ。
  
  
• キャップ締付工具
    ホローテック IIなどの左クランクのキャップを締め付けるための工具。
  シマノの商品番号はＴＬ－ＦＣ１６。締付トルクは０．４～０．７Ｎｍ。
  
  
• プレスフィットＢＢ取付け工具
    プレスフィットＢＢ（プレスフィット ボトムブラケット又は圧入ＢＢ）を取付けるための工具。
  六角穴付きボルトを六角レンチで回して、ボトムブラケットを圧入（プレスフィット）する。
  右図の圧入ＢＢ取付け工具はシマノ製。
  
  
• プレスフィットＢＢ取外し工具
    プレスフィットＢＢ（プレスフィット ボトムブラケット又は圧入ＢＢ）を取外すための工具。
  右図の圧入ＢＢ取外し工具はシマノ製。

ボトムブラケット下がり

ボトムブラケット上がり