僕の前に道はある 僕の後ろに轍が出来る

元サイクリストが綴る自転車や散歩を中心としたブログです。

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自転車のギヤ比

小径車に乗り始めて間もないのですが、
コンパクトで扱い易いというメリットは確かに大きい一方で、 それ以上に思ったより前に進まない、ハンドルのぶれが大きく不安定である、 というデメリットも感じるようになってきました。

そんなのは乗る前から判っていること、それを承知で買ったには違いないのですが、 やはり実車に乗ってみないと判らないことは多いようです。

まず、思ったよりスピードが出ない。 これは、体力の低下の問題が一番大きいのですが、ランドナーと比較して、 同じパワーを使った分、それだけスピードが出ているか、というあくまで体感的なものですが、 どうもランドナーのほうが楽に前に進むような気がしてならないのです。

そこで、科学的に(?)これを究明してみようと思います。 所詮文科系の頭ですから、細かいところは間違っているかもしれませんし、 詰めが甘い部分はお許しを。

クランクを1回転すると後輪はどれだけ回転するかは、 チェンリングの歯数÷フリーの歯数 で決まる。 タイヤ1回転でどれだけ進むかは、タイヤの外周で求められるので、 クランク1回転で進む距離は、 チェンリングの歯数÷フリーの歯数×タイヤの外周 ということになる。

自転車のタイヤの外周はJIS規格で決められております。 http://www.jisc.go.jp/app/pager?id=87057

wheel.jpg 資料によれば、一般的なタイヤサイズはこうです。
自分の乗ったことがある車種を基準としてます。
700×25C 686mm ロード
26×1(3/8) 666mm ランドナー
20×1(3/8) 527mm 小径車 (私のは1/8なので520mmと仮定)

ここで、ごく一般的なギヤ比を以下と仮定して、1回転で進む距離を計算してみます。
ロード 52×42T 13~23T
ランドナー 48×32T 15~28T
小径車 56×44T 11~24T
(自分の乗っていたものが基準なので、今はもっとワイドレシオになっていると思います)

ロードのトップギヤ(一番重いギヤ)に入れた時
52÷13×686=2744mm
ランドナーのトップギヤ(一番重いギヤ)に入れた時
48÷15×520=2131mm
小径車のトップギヤ(一番重いギヤ)に入れた時
56÷11×520=2647mm
という数字が出ます。
計算上は、昔乗っていたロードとほぼ同じで、ランドナーに至っては明らかな違いがあることが判ります。

ロードレーサーと同じギヤ比を小径車で実現しようと思えば、
フリーは11Tより小さいものは無いようですので、
2744÷520×11=58.04..
となるので、58T以上のチェンリングを替えれば、ロードレーサー並みになるということです。
(浦和サイクルセンターからは60Tのオリジナルを勧められました。)
しかし、
体感的にはどう考えても、それほどのスピードは出ないし、クランクを回したパワーがマシンに伝わっていない。
これを一番感じるのは、ある程度のスピードが出した状態で、クランクの回転を止めた時です。
普通は、クランクを回さなくても惰性である程度までスピードがキープされるはずだが、小径車はスピードの落ち方が顕著なようです。
これをどう表現していいのかと思っていたら、うっすらと頭の中に高校か中学かで習った物理の法則が浮かんできた。確か「慣性の法則」というやつだと思います。

さらにいうと、小径車は外周のうちで接地する面の割合が大きくなります。したがって転がる間にも路面抵抗の結果、スピードのロスを受ける。これも小径車が不利になる理由の一つなのでしょう。

ここから先はどう証明してよいのか判らない。タイヤの大きな自転車と小径車の乗り心地の違いはこういうことなのでしょう。

こうしたロスを加味したうえで、ロードレーサーと小径車と同じ動力性能を出すためのギヤ比は幾つになるのだろう。

これ以上は、...もう少し勉強が必要なようです。今日はこの辺で。

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