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Low-Tech Cycling

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シクロクロスとか個人タイムトライアルとか好きみたいです。フリーランスのITエンジニアで、ところにより物書き。

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まだカンチブレーキで消耗してるの？

ムシャクシャしてやった。タイトルはなんでもよかった。カンチレバーブレーキ調整のポイントを整理する。よく効くカンチブレーキが必要なら、低いチドリ、ナロープロファイルで近代的なカンチブレーキ、良いブレーキシューとリムを良い状態で使う。制動力をきめるもの自転車用ブレーキとしてディスク、Vブレーキ、デュアルピボット、カンチレバーなどなど、さまざまな形態の製品が流通している。いずれのブレーキも回転するホイールを制動する力は　F = μP で表すことができる。制動力 F は、ブレーキシューとリムの摩擦係数 μ 、ブレーキシューをリムに押し付ける力 P で決定される。「よく効くブレーキ」がほしければ Pを大きくする → メカニカルアドバンテージの大きなブレーキシステムを使う μを大きくする → 良いリムと良いブレーキシューを良い状態で使うこの２点に注目する。 Pを大きくするまずは押し付ける力Pを大きくするため「ブレーキレバーを強く握る」以外にできること。ポイントはメカニカルアドバンテージ。現在流通しているブレーキシステムは梃子やパスカルの原理など、なんらかのかたちで「力の増幅」を利用している。ブレーキレバーの入力を増幅してより大きな力でブレーキシューやパッドを押しつける。この入力と出力の比率がメカニカルアドバンテージ、または倍力。メカニカルアドバンテージが大きいほど容易にPが大きくなり、よく効くブレーキができあがる。自転車で利用されるデュアルピボット、Vブレーキ、ディスクなど大半のブレーキシステムは設計者が設定し実装した固有のメカニカルアドバンテージで作動し、メカニックにそれを変更する余地はない。そんななかメカニカルアドバンテージを任意に設定できる珍しいブレーキシステムが存在する。それがカンチレバーブレーキ。カンチブレーキのメカニカルアドバンテージMAは、メカニックが設定できる2要素と、製品固有の1要素、合計3つの要素で決定される。 MA = 1/sin γ ・sin β・(PA/DO) "Cantilever Brake Geometry: Setup and Mechanical Advantage" 2010 Benno Belhumeurより "Can...

Mt.富士ヒルクライム目標タイム別おすすめスプロケット特集

なんという釣りタイトル。 Mt.富士ヒルクライムのコースを"一定ペース"で走った際の速度の分布を、目標タイム別にまとめてみました。その分布を元にケイデンスを一定に保つにはどんなギアが必要になるか見てみるよ。基準とする目標タイムは 1時間05分 1時間15分 1時間30分 1時間45分 2時間00分 2時間30分 3時間00分の7パターン。Mt.富士ヒルクライムのコースをそれぞれの目標タイムに収まる一定のパワーで走った場合の速度を物理シミュレーションして調べました。パワーが一定なので急勾配では速度が低下し、緩斜面では増加します。速度の分布まずそれぞれ目標タイムごとにスタートからゴールまでの速度の分布を見てみます。最初に、ゴールドの何かをもらえる1時間05分速度域ごとの滞在時間を縦軸に積み上げてます。例えば15.0km/hで走る時間を合計すると10秒ていどですが、15.5km/hでは100秒、16.0km/hでは130秒、30km/hでは20秒弱といった感じです。右側に"30T"とか目盛りがありますがとりあえず無視してください。つぎにシルバーの1時間15分全体的に左(低速)にシフトします。続いてブロンズの1時間30分 1時間45分 2時間00分 2時間30分 3時間00分これらの図から、目標タイムごとの最高・最低速度と中心的な速度域を読み取ることができます。例えば目標タイム1時間30分の場合は、最大35km/h・最小8km/h前後の幅があり、殆どの時間10〜20km/h周辺の速度で登ることになります。ギア構成同じ表に代表的なギア構成で、ケイデンス80rpmで走った場合の速度を重ねてみます。Mt.富士ヒルクライムのゴールタイムは1時間30分前後が中央値になるので、その速度分布図に重ねます。まず完成車についてきてそうな前52-39T、後ろ12-25Tのギアの組み合わせ。青丸が前39Tと後ろ25-23-21-19-17-16-15-14-13-12Tを80rpmで回した際の速度で、赤丸が前52Tと後ろ25-12Tを80rpmで回した際の速度。こちらは縦軸がスプロケットの歯数(右側目盛り)です。例えば39x23T(青丸の左か...

Mt.富士ヒルクライムシミュレータ

例によって(ry 山梨側の富士スバルラインを登る Mt.富士ヒルクライムが週末に控えております。僕はロード男子35〜39歳クラスで、性懲りもなく第3スタート。楽しみですね。自転車物理シミュレータの脳内サイクリング Rev.1ではアスリートクラス以外の各クラスのタイム計測区間の勾配データを元に、自転車の速度の推移やゴールタイムをシミュレートすることができます。脳内サイクリング > Mt.富士ヒルクライム以前のデータよりもより詳細な勾配の変化を再現してるので、速度の細かな推移を見ることができます。 Mt.富士シミュレーション例自分のパワーをご存知の場合はその値を。ご存じない場合はヤビツ峠などほかのコースもいくつか登録してますので、そちらで色々試してみると類推できるのかなと思います。ぼくはこれを使って使用するスプロケットを選んだりしてます。が、一番の不確定要素は自分自身なんですよね...

ロードバイクにMTB用10速ドライブトレインを装着

すごく・・・大きいです・・・前50-34Tの後ろ11-34Tになったよ。漢らしいような気さえしてきた。美ヶ原やターンパイクみたく急坂+平坦〜下りと極端なコースではワイドなギア比が欲しい... けどフロントはSRMから替えたくないし、スプロケットで対応するにもロード用じゃせいぜい11-28Tや12-30T... ってことでそーいうコースはMTBのリアディレイラーとスプロケットをいれてカバーすることにした。シフター ST-6600G (Ultegra SL 10速) ディレイラー RD-M972-SGS (XTR 9速) スプロケット CS-M980 (XTR 10速) チェーン CN-7901 (Dura-Ace 10速) ロード用とMTB用コンポーネントの混合ドライブトレイン。平坦を走る限りはトルクかけててもパキッと変速する。ただ、21Tから19Tに上げる時まれにチェーンが一瞬引っかかる時があるので、機会があればXTR10速用のチェーン(CN-M980)とかを試してみたい。旧(9速)XTRのRD-M972-SGSのトータルキャパシティは45Tってことで、アウターxロー(50x34T)もインナーxトップ(34x11T)も余裕のテンション。対応するスプロケットは最大34TってことですがたぶんCS-M980の11-36Tいれてもだいじょうぶなんじゃないかな。調べはじめた当初は「10速のスプロケットに9速用のリアディレイラー」ってのにピンとこなかった。けど、いろんな人に相談したり調べたりする過程で何となく理解できた。キモは変速ケーブルの移動量とリアディレイラーの移動量の比率"Actuation ratio"。 Actuation ratioはメーカー(またはシリーズ)によって差異があって Shimano convention ("2:1") SRAM convention ("1:1" Exact Action ) Campagnolo convention Suntour's convention とかがある(" Derailleur gears" Wikipedia より)。 ...

走行抵抗の比率の変化

頭の痛い仕事でひとしきり唸り終えた後は、「インドアトレーナーに最適な負荷装置」はどんなもんなんだろう？とか優雅に思索を巡らせたりする今日この頃のメモ。全然優雅じゃねー。一定速度で走る自転車にかかる抵抗は空気抵抗転がり抵抗勾配抵抗の3つで、それぞれの比率は速度や勾配に応じて変化する。3つの走行抵抗の比率の変化を勾配0、1、3、6、12、18%ごとにプロットしてみた。走行抵抗の推移(勾配0) 走行抵抗の推移(勾配1%) 走行抵抗の推移(勾配3%) 走行抵抗の推移(勾配6%) 走行抵抗の推移(勾配12%) 走行抵抗の推移(勾配18%) 横軸が速度[km/h]で縦軸が仕事率[W]。青が空気抵抗[W]、赤が勾配抵抗[W]、緑が転がり抵抗[W]。黄は3つを合算した全走行抵抗[W]。抵抗は[N]なんだけど、比較しやすいように速度[m/s]をかけて仕事率[W]でプロットしてる。勾配0だと空気抵抗が支配的だけど、1%でも勾配がつくと3抵抗がそれぞれトントンになってくる。さらに勾配がつくとすぐに勾配抵抗が支配的になる。そして源泉徴収される税金のように転がり抵抗がどんな場面でもついてまわってる。抵抗として発生する力[N]は空気抵抗[N] = 0.5 x 大気密度[kg/m^3] x 空気抵抗係数 x 速度[m/s]^2 転がり抵抗[N] = 質量[kg] x 重力加速度[m/s^2] x 転がり抵抗係数勾配抵抗[N] = 質量[kg] x 重力加速度[m/s^2] x sin arctan(勾配[%]/100) 上記3つの力に速度[m/s]をかければ必要な仕事率[Nm/s=J/s=W]を得られる。質量[kg]が軽ければ余剰パワーをつかってより素早く(大きな加速度[m/s^2]で)加速できる。各グラフは上記の式につぎのパラメータで計算したもの。質量(ライダー+自転車+装備品): 75[kg] 重力加速度: 9.81[m/s^2] 大気密度: 1.226[kg/m^3] 空気抵抗係数: 0.295 転がり抵抗係数: 0.005 「自転車競技は空気抵抗との戦い」なのは事実だと思うのだけど、ほんのちょっと勾配がついただけで「重力との戦い」に変わっていく。あー「体重との戦い」って言った方がいいかも。もちろん下り勾配もあるロードレースとかなら総合すると±0で「空気抵抗との戦い...

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