カーボンリム温度測定実験！

しぇ～、90.3℃！！ 溶ける～。でも溶けない（＾＾）

前回紹介した、ダウンヒル用の秘密兵器（？）、自作サーモカメラによるカーボンホイールの温度測定の結果紹介です。

（ディスクじゃない）カーボンホイールは、「ダラダラ長くかけるのではなく、短く強くかける！」というのが鉄則ですが、それを裏付けるような面白いデータを撮ることができました。

ただ、自分が想像していたのとは全く違う結果だったので、チトおどろきです。

やってみるもんですねぇ（＾＾）

温度測定実験の条件

サーモデータ記録中。画面、90度ずれてたナ（＾＾；

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

場所はもちろん、ヤビツのダウンヒルです。

約12kmの距離をだいたい30分くらいで下ってきます（平均24km/h。遅・・・）

撮影用のサーモセンサ（MLX90640）は左の下ハンドルに付けているので、ホイールの左側を少し上から目線で撮影することになります。

だいたい、こんな角度で撮影しています。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

この角度ですので、ホイール以外に路面も映り込んでしまいますが、この日のヤビツ頂上付近の気温は26℃だったので、ホイールの方が温度は高そうです。

また、走行中（記録中）は画面には最高温度しか出ない（しかもプログラム間違えて横向き・・・）なので、特に気にすることなく、普段の走りで下っています（ヤラセなし。笑）

以降のサーモ画像やグラフは、SDカードに記録されたセンサーの生データを元に、家に帰ってからオフラインで生成したものです。

1500個の画像データ（＾＾； これから連結して動画にしてみると・・・？

動画で見てみると？

１秒１コマで撮影しているので、30分で1800枚のPNG画像が生成されますが、センサーケーブルを長く取り回し過ぎたせいか通信エラーが多くて、実際には1500枚ほどのサーモ画像が得られました。

これら大量の画像を連結して、１つの動画にしてみました。

動画は実時間の10倍速です。

ブレーキをかけるたびにリムが熱くなっていることが分かります。

また、動画の右側にはブレーキシューが居ますが、予想に反してあまり熱くなっていないことも分かります。

ブレーキシューの外側からの撮影なので見えているのは、正確にはシューホルダになります。

リムと接触するゴムは熱くなっても、外側のシューホルダまでは伝わってないのかもですね。

温度変化の様子をもう少し詳しく

毎秒の最高温度も記録していますので、それをプロットしたのがこちらのグラフ。

最高温度の時間変化。わずか数秒で激しく上下しています。

ブレーキをかけると急激に温度が上昇しているのが分かります。

また、ブレーキを解除すると同じように急激に冷えているのも分かります。

基本的に、下りでは（上りも・・・）飛ばさないので、ほとんど強いブレーキはかけない走りをしています（シューも5年に1回くらいしか交換してないし）

ただ、１カ所、道が狭くなっているところで対向車が来てしまったため、強めのブレーキをかけています。（といっても、もともと20km/hだったのを5km/hくらいに下げたレベルですが）

この時（6分46秒付近）、吹き出しても描いていますが、わずか２秒で３０℃→９０℃まで急上昇しています。

この日の最高温度の様子。わずか２秒で90℃に！！ 7分20秒あたりは緩いブレーキ。

これだけでビックリですが、その後、ブレーキを解除したらわずか２秒ほどで50度くらいまで冷やされて、２℃、いや２度ビックりです。

この時の様子を、１倍速の動画で見てみると・・・

やはり、一瞬で90℃まで上昇して真っ赤になり、すぐに冷えていることが分かります。

さらに、この時の実際の温度分布を、Excelさんのヒートマップで表示してみると、こんな風になります。
（セルの並びは、手違いで左右逆向きになってしまい、ゴメンナサイ。直すの面倒・・・）

Excelでセンサーデータをもとにヒートマップを描いてみる（左右逆向きでゴメンナサイ）。

シューの直後のリムは90℃まで到達していますが、その先の方では、早くも冷却されて60℃くらいになっているのが分かります。

もちろん、１周したあと（シューの手前、図の左）ではさらに冷えて、40℃程度しかないのが見えます。

この時の走行速度は5km/hくらいなので、ホイールの回転はすごく遅いとは思いますが、それでも冷却の速さにオドロキです。

今回の実験成果

今回の温度測定実験では、以下のことがわかりました。

• ブレーキをかけると瞬時にリムは高温になる
• ブレーキを解除すると数秒で常温に戻る

なんか、事前に予想していたのと全然違いました。もっとゆっくりした温度変化（上昇も下降も）と思っていたので・・・。

まだ、１回しか実験していないのでハッキリは分からないですが、なんとなく、以下のようなことが推測できます。

• カーボンリムはトンデモなく熱伝導が悪い
• なので、ブレーキをかけると表面「だけ」が熱くなる
• 表面だけなので熱容量はすごく小さく、瞬時に高温になる
• 同じ理由で、ブレーキ解除するとすぐに放熱される

もしかすると、こういう挙動になるように、メーカーが苦労してリムのブレーキ接触面を工夫しているのカモしれませんね。

メーカーさんが推奨する、「長く緩いブレーキはやめてね。かけるなら急ブレーキで」という注意書きは納得です。

緩くても長くかけ続けていると、リム本体（表面だけでなく）・タイヤも含めてみんな熱くなってしまうのかもしれません。

自分の場合、たいてい前後交互にかけているのですが、ここ以外で60℃を越えることはありませんでした。

まとめと今後

こういった話は、たまに雑誌などで見ていましたが、実際に自分で測ってみるとなかなか面白いものでした。

ただ、まだ１回しか測っていないのでなんとも判断しかねるところもあります。

なので、次回はアルミホイール（SHAMAL）でも同じ測定をしてみようかなと思います。

アルミはカーボンよりは熱伝導が良いので、もう少し緩い温度変化（上昇も下降も）になるのでは？と期待しています。

下界まで下りてくると、ホイールやフォークより、路面の方が熱い。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

まぁ、世の中はディスクホイールが主流になるようなので、こういう話も昔話になるんでしょうかねぇ・・・（寂

ちなみに、ミニベロのディスクブレーキも測っています（＾＾）

12年ぶりの新車は流行の油圧ディスクブレーキ車！

fotopota.sakuraweb.com

こちらは予想通り、長くかけてると平気で100℃を超えるし、なかなか冷えませんでしたが、制動力も含めて何も問題なし。

やっぱり、ディスクいいなぁ・・・（ぼそ）

ディスク（ミニベロ）の様子。この後、常温に戻るのにだいぶ時間かかってました。