こんにちは、コウです^^
それでは今日も元気よくやっていきましょう!
本日のテーマはこちら。
【禁断チューニング】アウター54T以上のチェーンリングはアマチュアにも有効か検証してみた
こういうテーマでやっていこうと思います^^
近年、ツール・ド・フランスを走るワールドチームをはじめ、チェーンリングの大径化が加速しています。
通常、ロードバイクの完成車に付属するクランクのチェーンリングといえば、セミコンパクトと呼ばれる52-36Tか、コンパクトと呼ばれる50-34Tが一般的です。
少し前でも53-39Tというノーマルクランクまでが、一般向けクランクの最大歯数でした。
それが最近のレース界隈では、標準が54T以上ですよ!
52Tと比べてももうでかいのなんのって^^;
TTになると60Tという選手も現れるくらい、大径化が進んでいるようです。
タイヤもリムもでかくして、チェーンリングもでかくして、とにかくでかくするのが流行なのか…という感じではありますが、チェーンリングの大径化も一応理にかなってはいるようです。
ここで疑問が一つ。
私含め、アマチュアサイクリストにも恩恵はあるのか?
今回はここに焦点を当てて、実際に大径チェーンリングを用意して検証してみました^^
機材選びは大好きな私ですが、久しぶりに色々と多くの学びを得ることが出来ました。
但し、一点だけ誤解なきようお願いしたいことがあります。
今回の記事の結論は、使用者である私の力量不足に起因する結論となっています。
大径チェーンリングそのものの良し悪しを論じるものではございません。
大径チェーンリングを取り入れようか検討中の方にとっても、そうでない方にとっても、お役立て出来るようしっかりまとめますので、ぜひ参考にしてみて下さい!
大径チェーンリングにするメリット
駆動抵抗の低減
海外はこの手の研究がいくつかあるんですよね^^
「フリクションロスに一定の効果あり」との結論が出ています。
例えばトラックサイクリングを主に据える「Velobike」のこちらのページ。
こちらで述べているメリットとしては、主に以下の通り。
- テンションがかかっているチェーンの距離が1%短くなる
- 同じギア比でもリアスプロケットが大きいと4.3%駆動抵抗を低減できる
2番はリアディレイラーのビッグプーリーの理論からも想像がつきますね^^
1番はそのままだとメリットを実感しにくいですが、言い換えるとチェーンステーが短くなるのと似た効果があるよってことです。
ペダルを踏んで、チェーンにテンションがかかりますよね。
ギアとギア間の距離が短ければ、その間のチェーンのリンク部分で吸収される、即ちロスするパワーが減るよねってことを述べているわけです^^
では実際、どのくらいの差が生まれるのでしょう?
距離にして1%っていう事なので、簡易的に計算してみましょう。
雑な設計図ですが(笑)
チェーンステー405mm、BBドロップ70mmのフレームがあるとします。
この時、スプロケットとBB軸間の距離は398mmになります。
チェーンステーが1%短くなるということはざっと4mm短縮されるってことで、駆動効率に絞るとチェーンステー400mmのフレームに近い特性になるって事です。
ジオメトリーに詳しい方からしたら、かなりの変化ですね^^
また同じギア比でもチェーンリングが大径であれば、チェーンが1枚分ロー側へ動くので、チェーンが真っ直ぐになりやすいというメリットもあります。
チェーンの駆動抵抗の一つに、斜めに捩じられる事による摩擦があります。
プロが大径チェーンリングを使う真の理由はここにある、という考察もあります。
特に集団内にいればスリップストリームで空気抵抗は大きく減らせますから、あと減らせるのは転がり抵抗と駆動抵抗くらいしかありませんからね。
理にかなったセッティングと言えます^^
最高速度の向上
スプロケット側のギアはスラムなど一部コンポを除き、大抵は11Tか12Tです。
理屈で考えれば、ツール・ド・沖縄のように長い下りを持つレースでは、大径チェーンリングにすることでより高い速度域に対応できます^^
私なりに解釈したメリットとしては上記のような感じになります。
では、デメリットはあるのでしょうか?
もちろんあります^^;
大径チェーンリングにするデメリット
単純に重い
歯が増える分チェーンリングがでかくなりますから、当然重くなります。
例として、11速最後のデュラエース「FC-R9100」のカタログ値を参照すると、
- 52-36T:624g
- 55-42T:650g
と、約25gの差が出来ます。
25g。
機材で軽量化しようとすると、そこそこの難易度の差ですよね。
52T、53Tよりギア比が大きく飛ぶ
アマチュアサイクリストにとって看過し難い問題がこれです。
チェーンリング歯数/リアスプロケット歯数=ギア比
というのは周知の事実ですが、実際どのくらい開くのでしょう。
52T | 53T | 54T | 55T | |
---|---|---|---|---|
11T | 4.73 | 4.82 | 4.91 | 5.00 |
12T | 4.33 | 4.42 | 4.50 | 4.58 |
13T | 4.00 | 4.08 | 4.15 | 4.23 |
14T | 3.71 | 3.79 | 3.86 | 3.93 |
15T | 3.47 | 3.53 | 3.60 | 3.67 |
16T | 3.25 | 3.31 | 3.38 | 3.44 |
17T | 3.06 | 3.12 | 3.18 | 3.24 |
19T | 2.74 | 2.79 | 2.84 | 2.89 |
21T | 2.48 | 2.52 | 2.57 | 2.62 |
23T | 2.26 | 2.3 | 2.35 | 2.39 |
25T | 2.08 | 2.12 | 2.16 | 2.20 |
ギア比そのものは、チェーンリングの歯数が大きくなっても、リアスプロケットを1枚ずらせば何とかなりそうに見えますね^^
ですが、リアスプロケット間のギア比同士の差を見てみると、こうなります。
計算方法は「ギア比差=リアスプロケット小のギア比 – リアスプロケット大のギア比」です。
52T | 52Tギア比差 | 53T | 53Tギア比差 | 54T | 54Tギア比差 | 55T | 55Tギア比差 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
11T | 4.73 | 0 | 4.82 | 0 | 4.91 | 0 | 5.00 | 0 |
12T | 4.33 | 0.39 | 4.42 | 0.40 | 4.50 | 0.41 | 4.58 | 0.42 |
13T | 4.00 | 0.33 | 4.08 | 0.34 | 4.15 | 0.35 | 4.23 | 0.35 |
14T | 3.71 | 0.29 | 3.79 | 0.29 | 3.86 | 0.30 | 3.93 | 0.30 |
15T | 3.47 | 0.25 | 3.53 | 0.25 | 3.60 | 0.26 | 3.67 | 0.26 |
16T | 3.25 | 0.22 | 3.31 | 0.22 | 3.38 | 0.23 | 3.44 | 0.23 |
17T | 3.06 | 0.19 | 3.12 | 0.19 | 3.18 | 0.20 | 3.24 | 0.20 |
19T | 2.74 | 0.32 | 2.79 | 0.33 | 2.84 | 0.33 | 2.89 | 0.34 |
21T | 2.48 | 0.26 | 2.52 | 0.27 | 2.57 | 0.27 | 2.62 | 0.28 |
23T | 2.26 | 0.22 | 2.3 | 0.22 | 2.35 | 0.22 | 2.39 | 0.23 |
25T | 2.08 | 0.18 | 2.12 | 0.18 | 2.16 | 0.19 | 2.20 | 0.19 |
例えば52Tと55Tのチェーンリングで、リアスプロケット11~13Tのギア比を見比べると、12→11Tで0.03、13→12Tで0.02だけ55Tの方が大きなギア比になっています。
つまり計算上は、スプロケットの歯が小さくなればなるほど乗り越えていくギア比の壁が厚くなり、よりトルクを求められるようになるという事です。
要するに、めっちゃ脚力要るで!って話ですね(笑)
クランク丸ごと交換してしまおう!
過去にアウターチェーンリングを52Tから53Tに変えた過去がありますが、1Tの差でもかなり違うと思ったんですよね。
なので私は10速コンポの時から、アウターは52Tを使い続けています。
この歯1枚が超えられないんです…^^;
故に55Tなんて未知の世界ですよ。
ただ、ギア比自体はスプロケットの歯数で絶対値は変わります。
その上数字で書き起こしてみると、ギア比の飛び方も0.01単位で増えるだけだから、結構小さく見えるわけですよ。
なので、「大径チェーンリングと大径スプロケット、ついでにリアディレイラーのプーリーも大径にしちゃおうぜ!」理論は個人的にずっと考えていました。
ビッグプーリーは今は否定的な立場ですけどね(笑)
斜度5%までのアップダウンならアウターローのネガもあまり出ないし、重い以外のデメリットが見当たらないわけです。
てことで、あれこれ机上の考察ばかりなのもアレなので…
用意しました^^
泣く子も黙るデュラエース。
シマノラインナップ中最多の歯数となる55-42T!
52Tのクランクと比べると、アウターチェーンリングの大きさに圧倒されます(笑)
単純にチェーンリングを変えてでかくするだけなら、Amazonでよく見かける偶数歯のナローワイドチェーンリングも検討しました。
が、以下の理由でクランク丸ごと交換をチョイス。
- 偶数歯による偏摩耗
- インナーギアが無い事によるアップダウン、低速域へも対応
特に偶数歯は偏摩耗しやすいです。
クランク1回転の間、同じ歯ばかりが負荷を受けるのでね。
52Tや、コンパクトな50Tをお使いの皆様、要注意ですよ。
比較検証
使用するバイクはこちら。
- KIMERA 55-42T 12-28T仕様
- KIMERA 52-36T 11-25T仕様
写真の仕様のまま乗っています。
リアスプロケットは、52Tと55Tで歯の位置とギア比の関係が変わるのをなるべく避ける為、新たに12-28Tを用意しています。
最近はKIMERAばかり乗っています(笑)
テストコースは、これまた最近のお気に入りコース、鈴鹿スカイラインを含んだ一周70キロのコースです^^
鈴鹿スカイライン自体があまりにキツいので参考になるか分かりませんが、クランクの違いを比べて来ました!
以下、インプレッションです。
出だし
普通です。
前後のギアが大きいだけでギア比は大きく変わらないので、ギア比なりの加速感が得られます。
若干52Tよりも下死点までトルクがかかり続けていると言いますか、少し重めな感触はありましたね。
低速加速 25km/h程度
上記と同様、普通です。
中速加速 35~40km/h程度
この辺りから差が表れ始めます。
まず加速させ始めた瞬間。
ここで出足が少し遅れる感触があります。
52Tならスパッと下死点までペダルが落ちるところが、ジワーっとゆっくり落ちていくような感覚。
それゆえに、素早くペダルを下ろそうとすると52Tより「踏み」を強制されます。
スプリント
正直加速初期は、キレの良い加速は全くありません^^;
52Tと同じ感覚で踏もうとしても、硬いのか?歯が大きいからか?とにかく52Tよりペダルが落ち切るのが遅いんです。
下死点までずっと踏んでる状態が続きます。
故に、ケイデンスが全然上がってきません。
結果、速度が伸びない(笑)
どんなに頑張って踏んでも50キロ前半が関の山です。
こりゃだめだ…と思ったのですよ。
しかし、一瞬ですが鬼のような加速を見せるゾーンがあるんです。
特に歯食いしばって踏みまくってる訳でも無いにも関わらず、その区間にピンポイントで踏むとグワッと進むゾーンがあります。
探ってみたところ、「12〜3時」の位置で最もトルクがかかるように踏むと一番進む事に気づいたんですね^^
するとどうでしょう。
そこに絞って踏み、それ以外の区間は踏まなくても60キロ前後まで伸びるようになったのです。
何回試しても同じ結果です。
そこを越えたら重ったるいだけのペダリングになるので、ともかく不思議な感触でした。
巡行
ここはかなりネガティブなポイントです。
踏み続けさせられます。
相変わらずケイデンスも上がり辛い状態が続きます。
しかも、自分から踏みに行くのではなく、機材側から強制してくるんですよ。
しかも下死点までなかなかトルクが抜けないから、踏み抜いている感が有りません。
まるでローラートレーニングのようです。
原因は恐らく、チェーンがかかっている範囲が広いからでしょう。
ただ、追い風になると、丁度良い負荷のギアがあればぐんぐん速度が伸びます!
52Tだと追い風じゃスカスカになるところが出てくるのですが、55Tは逆にトルクがかかり続けるのが功を奏していると考えます。
ダウンヒルもそうですが、55Tはこういうシチュエーションには強いです^^
ヒルクライム
意外に結構上れます^^
42-28だとギア比1.5。
鈴鹿スカイラインは場所によっては斜度10%を越えます。
スプリンターには確かに厳しいコースですが、「チェーンリング歯数の多さ」に起因するネガは見られません。
割と踏んでいけます(笑)
変速性能
フロント変速は歯数差が大きい程性能が低下します。
55-42は歯数差13T、一方52-36は16T。
歯数差最小と最大、しかもデュラエースクランクなのも手伝い、凄く素早く変速します^^
シマノの肝を存分に味わえますね。
これだけでもデュラエースを買った甲斐があるというものです!
…と、ここまでなら大きな影響無くレースに使えると思ったのですが、実際レースに投入してみたら評価が一変しました。
実は滋賀で行われた草津ナイトレースに一度参加しており、その際に55T仕様のKIMERAを実戦投入してみたんです。
琵琶湖のほとりにある博物館のバスロータリーを使った、1周1.3キロのクリテリウムレース。
一度集団の波に乗れば楽なはずなんですが…評価が一変した理由は次の通り。
加速の緩急
巡行、中速加速、スプリント。
これらの項目で、下死点まで踏み切れない重ったるさを述べました。
これが顕著に出ました。
コーナー立ち上がってからの再加速が非常に重く、踏んでも加速してるはずなのに加速していかない。
これがインターバルがかかる度に来るんだから、たまったものではありません^^;
常に下死点まで踏み切れないもどかしさと闘っており、パワー不足で押し負ける感触に襲われ続けました。
ダンシングしようが、あまり差はありません。
この一件を以て、現時点での私の実力では、大径チェーンリングをレースに投入するのは「無し」という結論に至りました。
考察
何度かパンくずみたいにぽろぽろ書いていますが、今一度考えをまとめます。
52Tと55Tを互い違いに乗り比べ、脚に受ける負担がどう違うのか?
私が思うに、こういう事ではないかと考えます。
- 52T:リアギア選択から来る重さ(ギアを変えれば踏み切れる)
- 55T:チェーンの移動量から来る重さ(52Tとほぼ同じギア比でも上死点・下死点まで荷重がのしかかってくる)
なぜ全域に渡って重めの踏み味を感じたのかというと、チェーンリングを一周する間に移動する”チェーンのコマ数”の差が効いているのではないかと推測します。
例えばスプロケットの位置を調整し、インナーとアウターでほぼ同じギア比にした状態でペダリングしてみましょう。
多少インナー側の方がギア比重めになる方が分かりやすいかもしれません。
チェーンフリクション関連の実験では、「駆動効率上は明らかにアウターの方が効率良く走れる」という結論がありますが、実際はどうか?
何をどう頑張っても、インナーの方がペダルは軽く回ります。
チェーンのねじれの影響、スプロケットの歯の大きさなど諸々加味した場合、駆動効率上はスプロケットの歯が大きい方が優位なはずなのです。
ですが、感触としてはインナーの方が軽く回るわけです。
この中で残った要素と言えば、“チェーンリング1回転当たりにおけるチェーンの移動量”しかありません。
という事で、トラック競技の世界に詳しい方に伺ってみました。
私のバイクのフィッティングも担当頂いている方です^^
あくまでも伝聞ですので真偽の程は不明ですが、その昔大径チェーンリングが競輪界を席巻した時代があるそうです。
ギアは1速完全固定な競輪競技ですから、ケイデンスが変わらないならば、当然チェーンリングは大きい方がスピードアップしますよね。
ただし、常に負荷がかかるからどうしてもペダルは回る方ではなく「踏み寄り」になり、回転は落ちていきます。
その当時から、「大径チェーンリングは、脚力とケイデンスのバランスを脚力寄りに崩す」というのが通説になったそうです。
ちなみに大径チェーンリングが流行った頃はあまりにレースが高速化し過ぎたが故に、今現在の競輪規則ではギア比縛りがあります。
この中でペダルが「踏み寄り」になるというのは、私が52Tから53T、あるいは今回の55Tに変えた時に感じたポイントです。
実際私のバイクも、55-42Tのクランクを付けた状態でフィッティングをお願いしたところ、サドルを5mmほど前へ、2mmほど上げてもらっています。
先も書きました通り、やはりペダリングの主要素が「踏みこみ」に傾倒するわけです。
その方が当然トルクは乗せやすくなるのですが、ケイデンスで加速の緩急をいなす走り方が出来ないので、脚が売切れたら終わりです。
フィッティングを受ける前から私自身「回転を上げづらい…」と感じていたのですが、間違いではなかったようです。
つまるところ、結論的には以下の通りとなります。
52Tと同じ感覚で押し切れる脚力が無ければ、大径チェーンリングはただの大リーグ養成ギプスにしかならない
というわけです^^;
ロードバイクにはスプロケットがありますが、それでなんとかなるものではないという事です。
【まとめ】
最後に、まとめ行きましょう!
今回のテーマは以下の通り。
【禁断チューニング】アウター54T以上のチェーンリングはアマチュアにも有効か検証してみた でした。
そして、本稿の結論は以下の通り。
踏める人は使いましょう
これですね^^
私の主張としては、大径チェーンリングが悪いという話でなく、もっと脚力がある人向けの機材であるというのが最終的な結論です。
私自身ただのアマチュアサイクリストですが、TTが得意というわけでもないです。
人にはそれぞれ踏み切れる限界の歯数がある、それが分かっただけでも非常に大きい収穫になりました^^
あくまでも私には適さなかったというだけで、大径チェーンリングが全くダメという結論ではない事、ご注意下さい。
以上、参考になると嬉しいです^^
それでは今日も、ありがとうございました!
お久しぶりです。すてげです。
昔から気になってた内容でついコメントしてしまいましたw
1.テンションがかかっているチェーンの長さ に関しては、図面で検証したところ分かりませんでした。。。
コウさんの図面上では50-20tで399mm、55-22tで400mm。スプロケのPCDで仮想的に算出しました。
僕個人としては、チェーンのテンションが変わること=チェーンステーに与える力が減る が大要素かなと思ってます。
50t比で4%~10%の変化量があるので。
55tでのチェーンテンションは735w/160rpmで400N程はあります。それの10%となるとフレームの撓り(ウィップ感)は結構変わるんじゃないかと思います。
すてげさん
ご無沙汰です。
ブログ最初のコメントを付けて頂き、ありがとうございます!
お元気にしておられますか?
再度図面引いてみましたが、確かに同じ数値になります。
すいません、かなり端折った図面を掲載していました。。。
参照元によると「46Tx13T」と「60Tx17T」という極端な歯数差で実験していましたので、52Tが55Tに変わったところでチェーンステーが短くなるのと同義という部分は、微々たる差ですね。
> チェーンのテンションが変わること=チェーンステーに与える力が減る
大変興味深いです。
10%も変われば、最終的に脚が受ける負担もかなり低減できそうです。
ただ、実際乗ってみて感じた事ですが、私の場合同じ速度で走っても心地良く回せるケイデンスが下がったのです。
そうなると同じワット数でも、ペダルを踏むトルクが増える≒踏んだ瞬間を切りとるとチェーン、チェーンステーには大きな力が加わっている、と考えられなくもありません。
日本のレースは比較的短時間なのでこの限りではないですが、海外のロードレースは集団だと長時間一定速度で進行しますから、そういうシーンでビッグチェーンリングが真価を発揮するのかもしれません。
巡航がずっと続くTTでもチェーンステーへのウィップなどに良い影響を与えそうに思います。
コウさん
記念すべき1コメ、有難く頂戴しましたw
元気にはしてますが、昔ほど速くは走れませんw
そこまで極端だと多少変わりはしそうですね。
チェーンテンションの変化に関してですが、最終的にフレームの剛性感(変形量)に関わってくるというのは如何でしょう?
乱暴に言うと「大径チェーンリングはフレームの剛性を上げる」みたいな。
キメラみたいな硬そうなフレームだと、52→55の変化(6%)でも相当硬く感じそうです。
インナーの方が軽く回る、スカスカ気味に感じるのはその辺りかと。
55tにした時の変化と、インナーに落とした時の変化が真逆であれば多分そうなんだと思ってますw
巡航に関してはどうなんでしょうね。。。w
相応の出力があるなら活きるのかなぁと。
TT向けのダンシングには向いてる感じはしました
すてげさん
こんにちは。
私も同じです、かつての力はありません(笑)
今年はレース活動再開に向けて、ちょこちょこ走ってます。
確かに最終的には、フレームのしなり量として表面化しますね。
ギアの大小で与える力が変化すれば、チェーンステーを撓らせる力も変わると…。
そしてキメラは実際阿保みたいに硬いので、チェーンステーも撓るまでに相当な力をかける必要があります。(10年以上前のフレームとは思えませんw)
そこに55Tの重ギアが入った状態で乗ったので、もはや岩盤です(笑)
ただこれを応用すれば、
・比較的撓りやすいミドルクラスのフレーム→55Tを付けてトルクに寄せる(フレームが撓る分反発は少なそうなので)
・キメラみたいなカチコチフレーム→52T~50Tを付けてケイデンスに寄せる
という棲み分けが出来そうですね。
ディスク全盛の今、そんなフニャフニャフレームが存在するのか怪しいですが…(笑)