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ギヤ比を計算する

今年の春~夏にかけてLOW-RACERの仕様変更を行った時に、ギヤ比を把握するための個人的なツールを作ってみました。

(表-①)
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それまでLOW-RACERの駆動系には、フロント:ロードレーサー用ノーマルクランク&チェーンリング・リヤ:MTB用カセットスプロケットが組み込まれていました。 MTB用カセットスプロケットは低いギヤ比まであるので多少の上り坂でも対応できる反面、ワイドレシオ過ぎてシフトアップする度にギヤが重くなり過ぎるので、どうも加速の繋がりが悪くて仕方がありませんでした(車重が約17kgと重量級なのでギヤ比の甘さはパワーでごまかせず、脚への負荷となって顕著に現れます…)。

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通常、仕様変更とは一度に全てのパーツをゴッソリ変更すると効果や不具合が生じた場合に何が原因なのかが分からなくなるので、部品を一つず交換しながら相対的な変化のデーターを取りつつコツコツ積み上げる作業となります。 クランク長テストの時に手に入れたロングクランクがコンパクトクランクだった為、フロントのギヤ比が53T-39Tから50T-34Tに変わった事でロー側のギヤ比が低くなり過ぎてしまいました。 そしてリヤホイールを交換して一定のテストが済んでから、カセットスプロケットもロードレーサー用の10速クロスレシオへの交換に踏み切ったので、比較的短期間で前後のギヤの丁数が変わった事になります。 それにも拘らずギヤレシオ選びが一発で的中したのは、予め冒頭の表でとても入念な計算をしていたからに他なりませんでした。

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ギヤ比の変更は闇雲に行っても適切な答えは得られません。 そこで自動車での経験を生かして自分なりにエクセルでギヤレシオの計算表を作り、初期のギヤ比との相対的な数値を計算した上でカセットスプロケットを選ぶ事にしました。

(表-②)
13111101_3

 

エクセルに強い人なら一目見ただけでピンと来ると思いますが、上の表のグレーのセルにフロントチェーンリングやリヤカセットスプロケットの数値を記入すると、カラフルなセルにギヤレシオの数値が自動的に入るように計算式を埋め込んであります。 このギヤレシオはクランクを一回転するとリヤホイールが何回転するかが数値で現れています。 数値が大きいほどペダルをこぐ脚にかかる負荷が重くなる事を意味しますので、「ギヤ比の数字と言われてもピンと来ない」という場合は、「ペダルの重さの数字」と考えれば何となく感覚的に分かってくるでしょう。
当時は数値表だけで計算・把握してカセットスプロケットを選んだのですが、後日オマケでグラフ(表の数値が反映されます)を付けてみると更に見易くなりました。

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全ての候補を記載した(表-①)の中から有力候補として最後まで残った物を抜粋したのが(表-②)です。 紺色のグラフが初期の仕様、ピンクと水色が有力候補だった仕様です。 紺色の初期仕様は下は低すぎて上は高過ぎました。 特にトップギヤに近くなるにつれて角度が急になっており、これは高速域でシフトアップするほどペダルが一気に重くなるギヤ比のギャップが続く事を意味します。 高速域ではただでさえ空気抵抗も含めた負荷が大きいので、ギャップは低速域にあるほど乗り越えやすく高速域にあるほど乗り越え難くなります。 そして高速域に大きなギヤ比のギャップがあるとそれが一つの壁になってしまい、「シフトアップすると加速できずに失速するジレンマ」が生じ易い訳です。
フロントチェーンリングが小さいMTB用のカセットスプロケットの高速側は、MTBの下りで車速を高速域に乗せる為にハイギヤード化していきますので言わば下り専用のギヤレシオであり、平地におけるリカンベント・ローレーサーの高速域に適さないのは無理もありません。

一方でピンク色と水色の二つの有力候補のグラフを見てみると、比較的似通ったギヤ比ながら6速以降で少し差がある事が分かります。 水色のグラフは10速ギヤの5速から6速にシフトアップする時に、それまでに比べて一気に重くなるギャップがある事を意味します。 これに対してピンク色のグラフはほぼ一定の割合でギヤ比が変化しており、トップギヤのギヤ比がやや落ちるものの特定のシフトアップの時だけ一気に重くなるというギャップはありません。
このカギを握るのはピンク色のグラフの6速である16Tという丁数です。 多くのロード用カセットスプロケットでは「高速域じゃないから脚力で何とかなるでしょ?」とばかりに17Tの次は2丁飛んで15Tとなっている傾向がありますが、いわゆる軽いロードレーサーの車重に対してほぼ倍もある重量級のLOW-RACERを走らせる為に、その代償としてトップギヤの11Tを捨ててまでこの16丁に拘る事によって、盛豚の脚力で重量級のLOW-RACERを走らせても、中速域と高速域の境界線となる40km/hあたりでの加速の繋がりが良くなり、非常に走り易くなりました(もっと軽量なレーサーなら16Tを省いて高速寄りにセットアップできるんですけど…)。

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数値化してみるととても分かり易いので、個人的にギヤ比を変更する時にはこうしたエクセルの表が必須アイテムだと思っています(こんな大げさな物を使わないと把握できない盛豚の頭が悪いだけかもしれませんが…)。

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コメント

スローケイデンスで優雅に走りたい願望を持つ私としては、リアが26インチと小径なためチェーンリングは53Tを採用しているもののスプロケ11Tは必需品です。
現在手頃な54Tを探し中です。
確かに、ロングで疲れてきた時や峠の登りなどではギアの繋がりが悪いとエネルギー効率が悪くストレスに感じたり、後のスタミナに影響したりします。

このところの盛豚先生の話は難しくてあきません!(笑)

私には難しい話はサッパリなので、単純に感覚でギヤ設定してます(汗)
盛豚さんと同じく私も700Cのリカンベントには16Tは必須だと感じてました。

ちなみにM5もX-LOWもアウター50Tに対して、普段仕様には11~23Tのノーマル10S。
峠仕様には11~27Tのチューンド10S。
どちらもノーマルフリーに16Tが入ってるのですが、ローレーサーに11Tは譲れませんので、峠仕様は12~27Tノーマルフリーに11Tを追加して、17&19Tを抜いて代わりに18Tを入れた11・12・13・14・15・16・18・21・24・27Tに。
変速性能は衰えますがロングでも疲れにくくて気に入ってます。

>えむきゅうさん
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私も追い風の中や緩やかな下り坂ではスローケイデンスで優雅に走りたくなりますね~。 確かにリアが26インチだと53Tチェーンリングと11Tトップは必需品でしょうね。 ついでと言ってはナンですが54Tと言わず58Tや60T(←私のBSMに組み込んだサイズ)も如何でしょうか?(笑)
ロングライドの後半や上りではギヤの繋がりが悪いと疲労度が倍増しますので、適切なギヤレシオって本当に大事ですよね。

>やまおかさん
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私の話が難しいなんて言いながらご自分では改造スプロケットなんてもっと難しい事しちゃってもう!(笑)
表やグラフや理屈ばかり並べましたけど、つまるところ私も単純に肉体的感覚で「○速にシフトアップするとやけに重くなるな!」というフラストレーションを解消する為にギヤ設定してます…。
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>700Cのリカンベントには16Tは必須だと感じてました。
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やまおかさんもそう感じられましたか! 「重量級のLOW-RACERだけの問題かも」とか「やまおかさんやfoxさんやニコラスさんには全然必要ないんだろうなぁ…」なんて思いつつ、個人的には700Cで中速域から高速域への加速を繰り返す上では16Tが絶対条件とさえ考えていましたよ。 
追い風に乗ると私でさえもアウター50Tに対してトップ11Tが欲しくなりますけど、16Tと11Tが同居してるカセットスプロケットって、ローが21Tか23Tのハイクロスしかないんですよね。 それにしてもカスタムスプロケットは思いつきもしませんでした…。
良いギヤ比は走り易くなりますから速さだけでなく疲労や負傷の軽減にも繋がりますので、妥協したくないところですね。 最新の11速仕様ならこの辺りも解決できるのでしょうか…。

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