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2008年11月10日 (月)

太い脚

 自転車に速さを追求?する人、結構多い。
 自転車に乗ると脚は細くなる!って言う人も、結構多い。

 さて、そういう質問も度々受けるので持論を展開してみる。

 自転車の速さ=速度と考えると、速さ=時間あたりの移動距離ということで、所要出力というのが決まる。自転車の走行時における出力は抵抗と平衡する必要があるが、その抵抗要素は、空気抵抗、転がり抵抗、駆動損失からなる。この合計が抵抗の総合計であり、これと等しい出力が必要と言う事だ。

 この内、空気抵抗っていうのは速度の二乗に比例して増大し、転がり抵抗は速度と一次的な関係で増大する。損失は複合的な要因が絡むので一意的には言えないが、空気抵抗、転がり抵抗に比べると少ない。
 例えば、無風、勾配無しで30km/hで走行すると空気抵抗は体型、ポジションにもよるけど約70W弱、転がり抵抗が20W、損失が5W位で合計100W弱。これが40km/hとなると、各々160W、30W、8W程度で合計200W弱、50km/hでは320W、40W、15Wで380W弱、60km/hでは540W、45W、25Wで610W弱となる。これから明らかなように、空気抵抗が大きく作用し、速度が高い程、二乗に効くので所要出力が大幅に増大するのである。

 ところで、出力とは時間あたりの仕事であり、車のエンジンでも判るように駆動トルク×回転数となる。自転車でも一緒でクランクを踏む力×回転数である。
 回転数とは、もろケイデンスであるが、このケイデンスの差に個人差は案外すくないモノ。ケイデンスの差が無い中で高出力を選るには、純粋に駆動トルクが大きくないと話しにならないのである。
 更に、脚の上下運動を回転運動に変えるクランク構造から、馬力から逆算したトルク値、ペダリング力は平均値(実効値)であり、出力波形がサインカーブとなっている事を考えると、単純に言っても最低で平均値の1.4倍のペダリング力を発生しなければ為らない筈。

 例えば、上の50[km/h]の速度は380[W]、これは0.52[PS]に相当する。これを回転数90[rpm]で得るとすると、トルクは4.1[kg・m]、クランク長が170[mm]なら踏む力の実効値が25[kgf]、最大では片足で35[kg]となる訳だ。ケイデンスを上げれば力は減らせるし、逆なら力が必要。60[km/h]なら610[W]、踏む力は55[kgf]にも増大する。それ程の力を生むには、何はともあれ筋肉が必要。回転数を倍に出来れば力は半分で済むといえばそうだが、簡単ではない。回転数を上げるには回すための筋肉も当然必要ということだ。駆動トルクとは、正しく踏む力、脚の筋力に依存する部分が大である。踏む力とは、筋断面に比例する訳であり、絶対的に高速度が出せる人っていうのは、踏む力が強い、即ち、筋断面が大きい=脚が太いと思うのである。
 競輪選手の脚が超高回転+超極太っていうのは、大きな力で高回転を回すことで高速走行が実現しているのである。

 いろんな所で、自転車で50[km/h]出た!60[km/h]出た!って話しは聞くけれど、少なくとも最大時において片足で50[kgf]オーバー、両足ならば100[kgf]オーバーのパワーが無いと出ないのでは?と思うのは間違いだろうか?

 因みに、人間の筋肉は断面積で1[cm^2]辺り10[kgf]の力を発生することが出来る。この断面辺りの力自体が骨格構造等による変換を経てペダリングパワーに繋がるのも事実であり、やはり、速度には出力、出力にはトルク、トルクには筋断面という関係は成り立っていると言える。

 ふと、そんな事を考えたりもするのであった。ところで、速度から所要出力の推算は可能、所要出力から想定回転数で除すれば軸トルク(軸に1mのテコで何キロ掛けるか)が求まる。軸トルクからペダルを踏む力はテコの原理で出る訳だが、その力が脚の屈伸運動の際に、脚の筋肉の収縮方向に対して関節等によるテコの原理でどれほどの筋断面が必要か?っていう事も、突き詰めれば判る訳だ。

 さて、追記だが、日曜日にはオ・モイヨWW号で太田川沿いを走行した。結構沢山のロードが居たけど、中にはウザイのも居る。遅いからスルーするのだけど、その途端に反応してくる奴も、、、喧嘩するのは面倒くさいからなんだけど、反応して抜き返す途端に急に失速するのは辞めて欲しい。失速、或いは速度落とすなら合図かなんかしないと、、、、車や単車と違いストップランプ無しで急に15km/h以上も失速すると危ない。こっちは、人がいればスローダウン、人が居なければ35~40km/hで淡々と走ってる。頑張って、前でウロウロされると、否が応でも自転車、乗り手が目に入る。イイ自転車、イイコンポ、カッコイイ装備、、、、でも、足らない物が一つ、、、、一番大事なものが一番足りてない。何と言っても、出力、持続力不足。
 見た目的に、オイラの上腕二頭筋より細いような脹ら脛で、、、、そら、無理だろう?回転挙げるにも、肩揺れすぎ、顎出過ぎ、、、、息吸えてないし、、、、続く訳無い、速度保てる訳がない。機材や格好に凝る前に、己の身体を作らないと、、、、

 それにしても、新興ブランドに多いのがこの手だ。

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