Côté design, la gamme s’inspire également de ce que l’on voit sur le Dura-Ace ou Ultegra. Au niveau du pédalier, celui-ci adopte le design 4 branches.
La transmission inclut un nouveau pédalier semi-compact 52-36 dents, mais aussi une version 50-34 et 53-39 dents, une nouvelle cassette 11-30 (CS-R7000) et une cassette 11-34 dents compatible 10 vitesses (CS-HG700-11) pour coller aux besoins des pratiquants en cyclo-cross, gravel.
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Le petit plateau a été positionné de telle manière que les effets de chaîne croisées ou sauts de chaînes soient réduits sur les vélos de compétition montés en freins à disque.
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Le dérailleur arrière à chape longue optionnelle (RD-R7000-GS) peut accepter une cassette d’un étagement 11-34 dents et a un profil bas SHIMANO Shadow RD pour se placer au plus près de la cassette et éviter les sauts de chaîne.
Aussi bien sur les leviers mécaniques (ST-R7000) que sur les manettes hydrauliques (ST-R7020/25), le changement de vitesses a été revu pour opérer plus rapidement et de manière plus souple avec un déclenchement plus rapide comparé au millésime précédent (série 5800). Le dérailleur avant offre un meilleur dégagement de la roue, un nouveau design de la plaque basculante et une vis (clé allen 2mm) pour ajuster la tension du câble.
La grande nouveauté du 105 est l’ajout à sa gamme de freins à disque. Les nouveaux étriers au standard imposé par le constructeur Nippon, le Flat-Mount BR-R7070, sont compatibles avec des plaquettes ICE TECHNOLOGIES et les disques SM-RT70 (existe désormais en 140mm) répondant aux normes UCI pour offrir un refroidissement efficace.
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Les leviers de frein hydraulique (ST-R7020) ont sensiblement le même design que les Ultegra ST-R8020, avec une large plage d’ajustement de la garde pour s’adapter aux différentes tailles de mains. Afin d’offrir encore plus de personnalisation, le groupe 105 R7000 propose une version de leviers (ST-R7025) pour les petites mains avec une inclinaison et un positionnement plus proche du cintre pour une meilleure prise en main.