固定ギヤ自転車は英語でFixed Gear BikeとかFixieと呼ばれています。Wikipediaによると固定ギヤBikeの定義は「フリーホイールを持たない自転車。大抵は1速で、後輪ギヤはフリーホイール機構を持たないハブに取り付けられる」と書かれています。
大抵の固定ギヤBikeはディレーラ（変速装置）を持たないので走行中は1速固定です。
固定ギヤBikeの最大の特徴は、フリーホイール（フリーハブ）を持たない為、ペダル軸と後輪のギヤ軸がチェーンによって常に直結状態にあり、後輪が回転している限りペダルを動かし続けなければならない事です。
フリーハブを持つ通常の自転車のように走行中にペダルを止めて惰性走行（Coastと言う）をする事は不可能です。またペダルの回転速度は後輪の回転数、つまり走行速度とギヤ比によって決まる為、ペダルを回転させる脚の動きは常にペダルの回転に追従させる必要があります。うっかり気を許して走行中に脚を止めようとすると、たちまちペダルによって脚を蹴り上げられます。
特に下り坂やダンシングの途中でこのような事態になると、体が前に投げ飛ばされそうになるので怖い思いをします。私も怖い経験をしました。
固定ギヤBikeも殆どは1速なのでSingle Speed Bikeの一つですが、固定ギヤBikeとはリヤホイールのハブにフリー機構を持たない（＝クランクと後輪が直結）自転車の事を指し、Single Speed Bikeとはフリーハブを持った自転車の事を言います。ママチャリもSingle Speed Bikeですね。
よく固定ギヤBikeは楽しいと聞きます。私もまだまだ固定ギヤ入門者なので偉そうな事は言えませんが、ダイレクト感が好きです。
ダイレクト感とは、Bikeの持つ運動エネルギーを体で感じられること、地形の起伏をよりダイレクトに感じられることではないかと思います。ギヤ比は1速固定の為ギヤシフトとか余計な事は考えずひたすらペダルを回すだけのシンプルさも気にいっています。
私は固定ギヤBikeを専らロードトレーニングの一環として愛用しています。固定ギヤは自転車が動いている限り常にクランクが回転するのでペダルワークの練習になります。もしクランク回転とペダリングの動きが一致しなければ自転車が（クランクが）教えてくれます。クランクが脚を蹴り上げてきます！
また上り坂ではギヤが重くなってもシフト出来ないので我慢してギヤを踏んで走るしかなく、筋力トレーニングにもなります。LSD目的で使っても常に脚は動かさなければならないので、通常のBikeより効果的と思います。100Kmもノンストップで固定ギヤで走れば結構良い運動になりますよ。
フリーホイールとは被駆動軸の回転速度が駆動軸より速くなった場合、噛み合いが解除される機構を持った装置のことで、図で言うと真ん中の斜線部が駆動軸、外側の大きな丸が被駆動軸になります。
Bikeを停止させるためには車輪の回転を止める必要があります。固定ギヤBikeの場合、ペダルと後輪車軸が直結状態にある為脚でペダルを進行回転方向と逆の向きに踏めば速度は早めに落ちます。
ギヤ比によってはペダルを逆踏みして後輪をロックさせて停止させることも可能です。従ってブレーキレバーの装着は不要と考える人も居るようですが、私は公道走行をするならブレーキレバーの装着は必須と考えます。
トラック競技場を走行する場合は競技使用なのでブレーキの装着はかえって危険を招く恐れがあるので例外ですが・・・。
ブレーキレバーの装着が必要と考える理由は2つあります
固定ギヤ化する際に悩むのがギヤ比設定ではないでしょうか？
ギヤ比はチェーンリングとリヤコグの歯数を組み合わせて変えます。多くの場合、チェーンリングに42T、リヤコグに16T、17Tを装着するケースが多いのではないかと思いますが最適なギヤ比の選択はタイヤサイズ、脚力、ペダリングスキル、使用目的、走行環境、走行地形によって様々と思います。
軽いギヤ比設定だと登りは良いですが、平地や特に下り坂ではペダルを高速回転させる技術が必要があります。余りに軽いギヤ比設定だと平地でも簡単に脚が回りきってしまいます。一方重いギヤ比だと登り坂で脚力が必要になります。
コース状況（起伏や道路事情）と脚力、ペダルを回せる最高回転数（最高ケイデンス）を総合判断してギヤ比を設定するのが良いのではないでしょうか？
グラフに示しましたように、例えば時速50Kmで走る状況がある場合、700X23C、42TX17Tの設定では160RPMのケイデンスで安定してペダルを回せる技術が必要になります。最高ケイデンスが160RPM未満のライダーはこのギヤ設定では50Km/hで走行出来ない事になります。下り坂では50Km/hを超える事も珍しく無いので１７Tより歯数の小さなリヤコグが必要になります。
一般的な最適ギヤ比についてはSolo
Velo Fixed Gear Bikesのサイトで、60インチか70インチ台になるようにするのが良いと紹介されています。
ギヤ比60インチ？？何それ？と思われるでしょう。計算方法は以下の通りです。
ギヤ比＝チェーンリング歯数/リヤコグ歯数 X タイヤ装着時の直径（インチ）※1インチ＝2.54cm
例えばチェーンリングに42T、リヤコグに16Tを装着し、タイヤ700X23Cを履いた時のギヤ比は42/16 X 26.28=69（インチ）になります。
因みに私の固定ギヤBikeの場合、タイヤは27インチ1-1/8なので700Cより若干タイヤ径が大きくなっています。ギヤはフロント42T、リヤ14Tなのでギヤ比は42/14X27=81（インチ）になります。700X23Cのタイヤを履いた場合に換算すると53TX17Tくらいのギヤを使っている事になります。
タイヤ装着時の直径の計算はCatEyeのデータを使いました
固定ギヤBikeはパンクなどの際にリヤホイールの脱着が普通のBikeより若干面倒です。
多くの固定ギヤBikeは後輪車軸とフレームエンドのドロップの固定にナットを使っています。ナットの脱着にはスパナや六角レンチ等の工具が必要となり若干面倒です。ナットを使う理由ですが、固定ギヤBikeに適したフレームは後輪車軸を水平方向に動かせるようになっているので、走行中に後輪車軸が動かないように強力な固定力を得る為と、チェーンテンション（張力）調整をやり易くする為ではないかと私は思います。
上で書いたように、固定ギヤBikeに使われるフレームのドロップ部分は後輪車軸が水平方向に前後出来るようになっている為、ただホイールをフレームに装着しただけではホイールはチェーンステイ左右の中央に位置しない事が多々あります。
チェーンステイ左右の中央に後輪が位置するように調整が必要になります。ホイールのセンター出しが出来ていないと走行中にBikeが左右に揺れて振動の原因になります。
後輪ホイールのセンター出しは目視で行っています。チェーンテンション調整の最終調整時にホイールリムがチェーンステイ左右の中央に来るように確認しながらリムを掴んで位置調整し、ホイールを固定します。チェーンテンションを確保しながらの作業になるのでそれなりに力を使います。
後輪ホイール脱着時に行う重要な作業です。
固定ギヤBikeはディレーラ（変速装置）を装備しないので、チェーンテンション管理を手作業で行う必要があります。
チェーンテンションが緩いと走行中にチェーンが脱落して危険です。場合によってはチェーン脱落が後輪ロックやクランクロック等を招きかねない為、チェーンのテンション管理は非常に大切な作業です。
Fixed Gear for the Roadに後輪ホイールの装着方法が紹介されています。
私も同サイトに紹介されている方法を実施しています。この方法を知ってからはチェーンテンション調整やホイールセンター出しが比較的楽になりました。ではその装着方法を紹介します。
後輪をフレームに仮止めする。
この段階ではチェーンテンションは重要ではなく、手でリアホイールを引っ張り、チェーンがピンと張れる程度になっていれば良い。
この段階ではホイールのセンター出しは出来ていなくてOK
左右のどちらか「片方の」固定ナットを緩める
緩んだ側の車軸を手で動かし（フレーム後方に動かす）ナットを再び締める
次に反対側のナットを緩める
車軸を手で動かし（フレーム後方に動かす）ナットを再び締める
この時、ホイールのセンター出しを行うようにする。
センター出しはホイールのリムを掴んでチェーンステイ左右の真ん中にリムがくるようにする
以上の手順を終える事によりチェーンテンションは適正になっているはずだが、確認の為クランクを回してチェーンがスムースに動くか確認する
チェーンテンションがきつ過ぎるとクランクの回転が渋くなるポイントが出てくるので確認する。
（後輪ははBikeスタンドか何かで床面より浮かせておく必要があります）
クランクは短く
固定ギヤBikeのクランク長は普段乗るBikeより1サイズ短いものが良いと思います。固定ギヤはコーナーリング中もクランクは回転し続けるので、タイトなコーナーリングではペダルが路面に接触する危険性があります。
信号待ち等で停止する時、片方の足はペダルから外して片方の足だけがペダルに付いた状態で待つケースが殆どだと思います。（ビンディングペダルの場合）さて次に発進しようとした時、最初に踏み込む足（つまりペダルに付いたままの足）のペダル位置によっては上手く発進出来ない場合があると思います。
通常のBikeの場合、クランクを逆回転させれば発進しやすい位置までペダルを持って来るのは容易ですが、固定ギヤBikeはそうは行きません。後輪を動かさないとクランク位置は変わらないのです。発進し易い位置にペダルを持って来るスマートな方法として次の方法があります。もしご存じない方はお試しあれ、使えます。
固定ギヤBikeに乗るには必ずしも新車購入は必要ありません。もし使っていない古いロードバイク（あるいはMTB)をお持ちなら、それを流用する事で十分です。但し固定ギヤBikeに即転用出来るかは注意が必要です。
確認すべき点はフレームのドロップアウトの構造です。ドロップアウトとは後輪車軸をフレームに挿入する部分の事です。最近のロードバイクフレームのドロップアウトは垂直型と呼ばれる形状のものが大半で、この垂直型はそのままでは固定ギヤBikeに転用が難しいです。理由はチェーンテンション調整が殆ど出来ないからです。
 |
 |
 |
| 水平型ドロップアウト | 垂直型ドロップアウト | 準水平型ドロップアウト |
固定ギヤ専用フレームのドロップアウトは水平型になっていて車軸の水平方向の移動が容易になっています。
古いロードバイク（1970年代）のドロップアウトは準水平型などのものが多く、車軸の斜め方向の移動が可能になっている為チェーンテンションの調整が可能です。
最近のBikeはドロップアウトの形状が垂直型になっているので、このままではチェーンテンション調整が出来ません。チェーンテンションは既に書きましたように非常に重要です。ドロップアウトが垂直型になっているロードBikeやMTBをチェーンテンショナー無しで固定ギヤ化する為の便利なハブがWhite
Industries社から製品化されています。
ENO Eccentric Rear Hubと言う商品名です。ハブ車軸中心からオフセットした位置にフレームとの取り付けボルトが位置することで、ホイール装着時に自動的にチェーンテンションが確保されるという事のようです。
またこのハブはFlip Flopハブで片方はフリーハブになっており、もう片方は固定ハブになっているので、最近のロードBikeもMTBもこれを使えば固定ギヤBikeとしてもシングルスピードBikeとしても使えそうです。
固定ギヤBikeは大抵はディレーラを持たないので走行中のギヤ比変更は出来ませんが、Flip-Flopと呼ばれるハブの両側にコグを装着出来るように設計されたハブを使えば左右に歯数の異なるコグを装着できるので、停止してホイールを外し左右をひっくり返せば、違うギヤ比で走れます。
Flip-Flopハブの中には片方にはフリーホイール機構を設けたハブもあるので、一つのホイールで固定モードとフリーモードの使い分けが出来る便利なものもあります。
米国オハイオ州在住のN氏のブログ、風を感じて（自転車記）Ⅱに片方をフリーにしたFlip-Flopハブを使って組んだ固定ギヤBikeの紹介が掲載されています。
このアイディアだと固定ギヤBikeとしても、また1速固定ではあるが普通のBikeと同じようにペダリングを止めても走行が可能なBikeとしても使えて便利です。 固定ギヤBikeを起伏の激しいコースで使うのは大変（下りが特に大変）なので片方をフリーにしたFlip-Flopハブがあると便利だと思います。
最近のロードBikeフレームをSingle
Speed化（固定ギヤ化ではない）するのに便利なモノ
最近のロードBikeフレーム＆MTBをSingle Speed化するのに便利なモノが製品化されています。 Single Speed Bikeは固定ギヤBikeとは違います。SprocketsのサイトではSingle
Speed Bikeとはフリーハブを使った1速仕様のBikeを事を意味しています。従ってSingle Speed Bikeは普通の自転車と同じようにペダルを止めても自転車は進みます。
Single Speed Bikeも固定ギヤBikeと同じようにチェーンテンション、チェーンラインが重要です。チェーンテンションが確保されていなければ走行中にチェーンが脱落してしまう事もあります。
しかし、ドロップアウトが垂直型になったフレームではチェーンテンションの調整は殆ど出来ません。そこで便利なのがチェーンテンショナーと呼ばれる部品です。各社様々なタイプのものを製品化しています。
例えばSurlyの” Surly Singleator
”というテンショナー。
内部にテンション調整用のスプリングが組み込まれているので、チェーンテンション調整を手作業で行う必要はありません。
またチェーンラインの調整も出来るようになっていますので、便利な一品ではないでしょうか？装着はディレーラを外してディレーラの代わりにSingleatorを装着するだけです。
。あくまでもフリーハブを使ったSingle Speed化の為のテンショナーです。
