ノーマルクランクとコンパクトクランクの効率の違い
07-21-2015 03:00 PM   
#1

最近、コンパクトクランクからノーマルクランクに変えた若者が、ヤビツのタイムが落ちたと零していました。

以前、ノーマルクランクの方が効率は良いと聞いたことがあるんですが、明確な根拠を聞いたことがありません。チェーンリングの歯数が大きい方が、チェーンの移動量が少なく​て効率が良さそうだなーと感覚的には思うのですが。

例えば、ヤビツ峠を、クランク以外はすべて同じにして、ライダーの出力一定で登った場合に差は出るものでしょうか? ただし、全てインナー縛りで、ノーマルクランクは39T、コンパクトクランクは34Tとします。

baru (@barubaru24)
blog: 東京⇔大阪キャノンボール研究
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07-21-2015 03:03 PM   
#2

http://sky.geocities.jp/bicyclemechanics/a/1.htm

一応見つけた文献を。これを見ると、ライダーのパワーによって最適なチェーンリングの歯数が決まるようですが…

baru (@barubaru24)
blog: 東京⇔大阪キャノンボール研究
07-21-2015 05:26 PM   
#3

確かに、コンパクトクランクよりもノーマルクランクのほうがトルクがよく掛かる気がします。
ロードに乗り始めた時はインナー34Tで、その後39Tのノーマルクランクへ。11s化の時に36Tになりましたが、現在また39Tを使っています。

文献はなかなか興味深いですし、以前同じような計算をしたこともあります。
ただ、チェーン駆動の伝達効率って98%なんですよね。言い換えると、損失は2%に過ぎません。400Wで踏んだ場合でもロスは8Wです。

駆動側チェーンの損失ΔEはチェーンリング歯数に反比例しますが、一般的にロードで使う最小歯数34Tと最大の53Tを比べても、せいぜい1.56倍。
53Tでロスが8Wなら、34Tで12.5W。うーん、敏感な人なら感じられるか?
ただし、34Tと39Tを比べるとロスの比率は1.15倍。ロスは8Wから9.2Wに。1W少々の差は流石にわからないと思います。

余談ですが、チェーンたすき掛けでも張力が増えるためロスが増大します。
電動XTRは、自動的に効率のよいギヤを使えるよう、自動でフロント変速する機能がついていますね。

確かにノーマルクランクのほうが登りで気持ちいい。ではフィーリングが変わる理由はなにか。
ペダリングモニタを見ると、上り坂の踏み込みはざっくりクランク位置1時から5時で行っているのですが、これを角度に直すと120度、ちょうど3分の1回転です。
34Tでは、僕の踏み込みは34/3=11分割して後輪に伝えられます。
一方39Tでは、39/3=13分割。
歯数が大きくなると、チェーンの歯の掛かり具合に起因する脈動が少なくなり、スムーズに力が伝わるせいでフィーリングが向上するのでは?と予想しています。

なお、ホームコースの峠(5.8km +430m)を登った時、体重68kg(機材と装備込みで80kg弱)で平均パワー343W 平均ケイデンス74rpm 平均トルク22.2Nmでした。
具体的に数値を入れてロスの計算をしたい方がいらっしゃれば使ってみてくださいw


07-21-2015 09:18 PM   
#4

(07-21-2015 03:03 PM)barubaru24 さんは次のように書きました:  http://sky.geocities.jp/bicyclemechanics/a/1.htm

一応見つけた文献を。これを見ると、ライダーのパワーによって最適なチェーンリングの歯数が決まるようですが…

こちらの論文は現在、有料になってしまっていますが、査読を突破したまともな論文です。(まあ、分野によっては「すたっぷさいぼうは、あります!!」な論文もたまにはあり​ますが)ご参考まで。
http://cbnanashi.net/cycle/modules/newbb...7&forum=84
07-22-2015 12:11 PM   
#5

お二人ともありがとうございます。

確かに同じギヤ比のはずなのに、アウターのほうが走る感じはするんですよね。守衛のおじさん提示の論文で少し謎が溶けた気がします。

この話は奥が深そうだなぁ…

baru (@barubaru24)
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