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自転車は軽い方が速いって本当?

      2016/11/25

自転車は軽い方が速いって本当?

こんにちは、じてんしゃライターふくだです。
自転車って軽いほうが速いっていうのはイメージ的には何となく分かるのですが、どのくらい軽いと体感できるものなんでしょう? むしろ、軽いと速いって本当なんでしょうか?
そんな質問を頂きました。
自転車の軽さと速さについて考えてみましょう。

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自転車は軽いと本当に速いの?①

軽いと本当に速いのかという疑問は実はかなり的を射ています。
自転車は軽量化にこだわり始めると、10gの軽量化に何万円も出すというちょっとクレイジーな世界に突入してしまいます。
実際、軽量化とはそこまで効果があるものでしょうか。
もちろん、重いよりは軽いほうが良いというイメージはあります。
ただ、軽いから具体的にどう良いのかというのは難しい問題です。

分かりやすい方法としては、ボトルに水を入れるか入れないかで走り比べてみましょう。ボトルに500mlの水を入れて入れば実に500g差です。
さすがに500gとなると重さが違うのもある程度は体感出来るのですが、平地だと意外と走っていて気にならない程度の差というのも事実です。
「水のボトルが空になったから、速度がすごく上がった」
というのはレースのスプリントやヒルクライムでもない限り、あまり聞かない話です。

自転車は軽いと本当に速いの?②

「じゃあ、軽ければ速いっていうのは都市伝説なの?!」
都市伝説というわけではありません。
最初の加速や上り坂では500g違えばある程度は変わります。
ただ、10gに数万円出すというのは、やはりちょっとやり過ぎかもしれません。
たしかに、1kgの軽量化も1gからコツコツ始めないと辿り着きませんが、あまり大金を使う軽量化は少し考えものです。どのくらいの重さにどの程度の金額が出せるかというのは考えておいた方が良いでしょう。
例えば、タイヤやチューブの軽量化は、さほど金額も高くないですし、消耗品ですから、レースの時だけ軽量化するということも出来るので効率が良いと言う人もいます。
一方、サドルを数十グラム軽量化するためにウン万円出すというのはあまり効率の良い軽量化とは言えないかもしれません。さらに、サドルは軽量性よりも、座った時の快適性やペダルの踏みやすさなども考えないといけません。

単純な話ですが、運動エネルギー、位置エネルギーは質量に比例します。
同じ速度を出すにしても、重い物質の方が多くのエネルギーが必要です。加速していく時には、軽い物質の方が有利です。
しかし、逆に軽い物質の方が減速するのも速いです。持っている運動エネルギの量が少ないですからね。
空気抵抗は、形状が同じものであれば重いものも軽いものでも等しく掛かります。同じ力でブレーキすれば、軽いものの方、運動エネルギーが少ないものの方が減速するのは早いです。
ですから、あまり安易に軽い=速いというわけにもいきません。

そうは言っても、やはり軽いほうが速い!

そう考えて行くと、軽い=速いというのは都市伝説のような気がしてきます。
しかし、それでも全ての乗り物にとって軽さとは正義だと言われます。軽い=低燃費、同じ燃料を使えば軽い方が遠くまで運べる。飛行機でも何でも新素材開発と言えば、いかに軽いかというのはとても大事な問題です。

物体が前に進めば、空気抵抗が掛かります。空気抵抗がなければ、軽ければ軽い方が素晴らしいというのは間違いありません。
しかし、現実には空気抵抗は存在します。しかも、速度を上げるほどに空気抵抗は上がっていきます。
さらに自転車の場合、人間の身体という風の抵抗をいっぱい受ける形状の物質が乗っています。

ただ、空気抵抗は、速度が遅い間はさほど大きいものではありません。
ヒルクライムレースで軽量化が大事なのは、重力に逆らって上に登るということもありますが、速度が出ない分、空気抵抗の影響が少ないということも大きいんですね。
これはヒルクライムのみならず、信号のストップアンドゴーでも同じですね。

本当に一切登らない、信号がほとんどなくてストップアンドゴーがないという場合には、車体重量というのはあまり考えなくても良いですが、現実問題として、日本国内ではそういう道はなかなかないでしょうから、やはり軽さも大事です。

軽い以外で速い自転車!エアロ?!①

自転車を速くするための方法としては、軽さ以外で言えばエアロ、空力を良くしてやるということです。
最も空気抵抗に対して有利とされているのがリカンベントという自転車です。上半身を後ろに倒して寝そべるように乗ります。一番空気抵抗を受ける人間の身体を寝かせて、空気抵抗を削減するというものです。
これは、平地では本当に速いです。
短距離用のトラックを1時間の内に何周できるかで距離を測るアワーレコードという競技があります。ロードバイクでの世界記録は50キロ台中盤ですが、リカンベントに空気抵抗を良くするためのカウルを付けた車体では実に90キロを越える記録が出ています。
一時間ずっと時速90キロで人力で走るということですから、もはや狂気と言っても良いかもしれません。

そのくらい人間の身体が空気を受けることでロスする力というのは大きいんですね。

「じゃあ、ロードバイクじゃなくて、リカンベントでレースすれば良いじゃん?!」
リカンベントは平地は速いのですが、山が登れないんですね。
ロードバイクが優秀なのは、山も登れて、平地も走れて、コーナーも鋭く曲がれて。そう、ロードバイクとはどんな状況でも速く走り続けられる自転車なんです。

軽い以外で速い自転車!エアロ?!②

リカンベントまで行かなくても、ロードバイクにもエアロ系のものがあります。
最近流行っていますよね。
ただ、現実問題としてフレームをエアロ形状にしても、人間の身体がエアロ形状になるわけではないですから、リカンベントほどの効果は得られません。

ただ、同じ重量であればエアロに優れているものの方が速いです。プロのレースでは6.8kgという車体重量の規制があります。
ですから、時代が進んで6.8kg以下の自転車はどこのメーカーも簡単に作れるようになったので、どうせ同じ軽さならエアロにしようというのが今の時代の流れですね。

自転車のフレームよりエアロ効果が高いと言われるのがホイールです。
ディープリムホイールやディスクホイールという、スポークを隠して空気抵抗を減らすものです。
自転車フレームのエアロ化は、正直、値段や開発技術ほどの大きい効果は見込めないのですが、ホイールのエアロ化はある程度の速度になれば明確に感じることが出来ます。
ホイールは当然、自転車と同じ速度で前に進みながら、しかも回転し続けているので、空気とぶつかる回数が多いんですね。
かつてのディープリムホイールは非常に重たかったのですが、それでも十分に効果がありました。現在では、カーボン技術の進歩により、アルミの普通のホイールよりフルカーボンのディープリムホイールの方が軽いというのは当たり前のことになりつつあります。
値段が高く、雨の日などのブレーキ性能が悪いとデメリットも少なからずありますが、性能で言えば間違いなく圧倒的にフルカーボンのディープリムホイールは優れています。
特に高速域でも走る機会が多いという人は、フルカーボンディープリムの恩恵が多く得られるでしょう。

軽いじゃない速さ?快適さ!

軽い以外で自転車を速くする方法はエアロ以外にもう一つあります。意外と思われるかもしれませんが、快適さです。

「レースのためのバイクとは速さこそが全てで、そのためにはガチガチに硬くて、快適性なんてゼロの方が良い」
そういう時代が昔はありました。
『硬い自転車=力をしっかり受け止めてくれてよく進む自転車』
という常識があった時代です。
しかし、最近では、快適だけど、なおかつ力もしっかり受け止めてくれてよく進む自転車がどんどん出来ています。

実際、快適性が大切というのは、プロの選手のフォームを昔と今で見比べても分かります。
昔はハンドルを低く、遠く、ハンドルのドロップポジションを握ってきつい前傾姿勢で走り続けることこそ美学でした。
しかし、昨今では選手はドロップポジションじゃなくブラケットポジション(ブレーキレバーの上)を握る時間も長いです。ドロップポジションは今やスプリントのタイミングで使うものというイメージさえあります。かつては山岳でもドロップポジションで登り続ける選手も少なからずいました。
快適に走ることで最後の勝負どころの力を保存できるという考え方なのかもしれません。
当たり前ですが、プロ選手も人間なので出来れば楽がしたいということなのかもしれません。

ロードバイクのレース、特にツール・ド・フランスなどの大きなレースは一日で終わりません。次の日もレースが続きます。
快適に走るということが速く走ることにもつながる場合もあるんですね。

まとめ「軽い=速いとは限らない」

自転車は軽ければ速いのかというお話でした。
確かに軽いと有利な面も多いですが、自転車は総合的にいろいろな面から考えないといけないので、ただ軽ければ良いというわけではないのですね。
ついつい部品などを選ぶ時に重量が書いてあると、軽い方が魅力的に見えることが多いですが、軽さだけで選ぶのはちょっと安易かもしれません。
こういうところが自転車のちょっと難しいところでもありますし、おもしろいポイントでもあるんですね。

 - 自転車全般, 自転車種別 速度