kapaの自転車ブログ

旧Twitterもやってます。https://twitter.com/HpKapa自転車以外も呟きます。改造について:書くまでもないですが、マネするときは自己責任でお願いします。

シートポスト限界線について


サドルを上げる際、シートポスト(サドルが付いてる棒)に限界線というのがあってそれ以上上げてはいけないというのをご存じの方は多いと思います。

このMINIMUMと書いてあるところの ||||||||||||||| って感じの刻印です。
なんでこんなものがあるかって言うと、差し込みが少ないとテコの原理でシートポストやシートチューブ(シートポスト差し込むところ)、シートクランプ(シートポストを締め付けてがっちり固定するところ)に設計値以上の力が掛かるからです。
でまあ、今回はその限界線についてのお話
 
サドルをもっと高く上げたいけど限界線まで上げてるから上げられない。
そんな時はシートポストを長い物に交換します。
あと50mm上げたいから今のシートポストより50mm・・・
ってやると失敗します。
このへんパーツメーカーによっていい加減なんで必ずではないのですが、限界線から下の長さも変わってきます。
ええ、失敗したことがありますとも。
考えてみれば当たり前なのですが同じ比率だけ伸ばしてやる必要があるんですね。

図のようにシートチューブに差し込まれているシートポストの長さをb、残りのシートポストの長さをaとするとシートチューブ端(シートクランプがある部分)にシートポストに掛かった力が倍増されて伝えられます。
力点にかかった力は(a+b)/b倍されて伝わります。
想定内であれば壊れないのでしょうが、シートポストを引き出すと分母であるbが小さくなり作用点にかかる力が大きく増えます(加えて分子も加算されます)。
差し込み長bが同じでシートポストだけ伸ばした(長い物に交換した)場合は分母が変わらないので引き出した場合よりは小さい変化ですが確実に作用点に掛かる力が増えます。
作用点シートチューブなのでシートチューブが破壊される可能性と、当然シートチューブに力を掛けたのと同じだけシートポストにも力が掛かりポストが破壊される可能性も増します。
実際にシートポストが曲がる、シートチューブが割れるなどのトラブルが発生するようです。
シートポスト長が長くなっても自転車を破壊しないために、限界線を入れる場所は上下の比率が同じである必要があるんですね。
図右下の例は分かりやすいようaとbの比率を同じにして長さを2倍にして計算したものです。
作用点に掛かる力が同じであることが数値でわかります。
(数値適当だけど単位要るかな?kgfでもNでも適当にいれちゃって、長さ部分はmでもcmでもなんでもいい)
逆にシートポスト引き出したパターンもあった方がいいかな?
作用点に掛かる力=10kgf×(4m+2m)/2m=30kgf
作用点に掛かる力=10kgf×(5m+1m)/1m=60kgf
このパターンではbが半分になると倍の力が掛かりました。
影響の大きさが分かったと思います。

ということで、50mm上げたかったらシートポストをもう70mmとか80mmとか長いものを用意しないとダメということです。
おそらくメーカーごとに基準があるので(もしくは適当)一律の法則は無いと思います。
購入前に調べて購入してください。
そういえば、自分の失敗談ここで書いてました↓。
モンテ AL-FDB161 改造
 
さて、例外というかこれはどうなの?という自転車もあります。

ママチャリです。
大抵シートチューブよりシートポストが細く、シートチューブ上部が絞ってあります。

そうするとシートポスト長が有効に使われず、作用点と支点の距離が短くなってしまうんですね。
ちょっとママチャリ3台調べてみましたが、2台は絞っている部分が短く40mmしかありません。
一方シートポストの限界線は下から70mmの位置にありました。
これはつまり、
・境界線を越えて30mm(70-40mm)シート高上げても、長いシートポストに交換して元のシートポスト最大+30mmの高さにしても(aの部分は同じ)結果は同じ
ということ。
メーカーに聞けばおそらく
「シートポスト交換しても元の高さより上げないで」
と答える事でしょう。
・・・もう何年もシートポスト長くして乗ってるよ・・・
f:id:kapa0:20200908120938j:plain
うちのママチャリはハイテン鋼だし、もともとシートクランプ部分は鉄巻いて溶接、シートピンの太いボルトで締め付け、でそれなりに強度があるから今のところ大丈夫なのかも知れません。
そういえば、シートポスト買う時にレビュー見てたら限界線を越えてないのにポストが曲がった。体重は標準的というレビューを何件か見ました。
うちのママチャリのように絞り部分が短いがフレーム側は強度があって大丈夫だけど、長くしたシートポスト側が負けたという事例かもしれません。
 
実はママチャリのように外から見て分かる事例だけでなく↓の2つのような折りたたみ自転車
AL-FDB140 vs AL-FDB141(ルノーとキャプテンスタッグの14インチ折りたたみ自転車)
も、シートチューブとシートポストの間に樹脂製のカラーが入っているので(頻繁に上下するので傷付き防止)ママチャリ同様差し込んでるシートポスト長が有効に使われていない可能性が高いです。
こちらも厳密にはシートポスト長くしてもダメなのかも?

※カラーが入っているパターンを追記 図解しておきます↓

 短いシートポストをカラーと被るギリギリまで引き出したパターンと長いシートポストを同じ高さにしたものはシートチューブに掛かる力が同じという事が分かるでしょう。


 
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