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HOME > 自転車コラム > とある自転車掲示板の保管庫 > フレームが軽いほうが坂道が楽な理由

坂道はフレームが軽い自転車の方が楽ですよね?

  坂道はフレームが軽い自転車の方が楽ですよね?
坂道で徒歩に比べ自転車での登坂が厳しいのって色々な理由があると思いますが、どんな理由があるんでしょう?
8〜10kgのおもり(自転車)を高いところに運ばなきゃいけないんだから
それと、上り坂だと常に負の方向に加速力がかかる事になっちゃうから
徒歩の時は坂道の途中で足を止めても少しの力だけでその場に留まれるけど
自転車の時は勝手に下に落ちちゃうでしょ
色々はないよ。
高校物理やれば最初の方ですぐ分かるよ。
自転車の方が歩行より数十倍だか100倍だか効率が良い訳だけどそれも平地故な訳で
傾斜で自重を支えるだけでも力が必要になってくると
それが数十倍にも100倍にも掛かってくると考えると仕方ないよなーと
あと人間は立ってるだけだと傾斜地でも負荷を意識しないけど
自転車だとNo.256939さんの仰る通りかなと
実技的にはギアをとことん軽く出来たとしても素人にはケイデンスが上がり過ぎるし
スピードが遅過ぎると平衡保つの大変だし
一旦止まるとゼロ次加速が毎回襲いかかるしで
技術的にも難しくなりますな〜
時間当たりの酸素要求量が多大になると無酸素運動になるし
斜度や距離にもよるけど、徒歩じゃなくジョギングと自転車だったら、同じ速度だったら自転車の方が楽だよな
10%勾配の坂でもインナーローで回してれば軽く10km/h程度出ちゃうしねぇ
重い軽いもそうだけど
坂道だと剛性が結構影響する、フレームとかホイールとか
大昔の柔らかいアルミフレームで葡萄坂登ったら、入れる力が全部吸収されちゃう気がしたし、
カーボンフレームに軽量リム+トリプルバデッドのかなり弱いホイールで登った時は、何だか後ろを引きずってるような気がしたよ
その後、シャマルに変えたら何の問題も無かった
少々重くても、剛性のシッカリした構成の自転車の方が楽だと思ったよ
ヒルクライムとかレース的視点とは違うんだけど
「徒歩と比べて」自転車で坂道がきついのは
ひとえにその勾配にギア比が足りてないからだと思う

徒歩と比べてということは4km/h前後だよね(登りならもう少し低いだろうけど)
4km/hで登れるギアがついてればどんな坂もたいていきつくないし
実際そんなギア比(0.42)作って登ったりしてみたが37%位の勾配でもシッティングで
くるくる回せて足の負担全然ないよ。回せるから4km/hでもふらつかないんだ

既存の自転車のギア比というか構造として、平地や舗装路に対してすごく効率いいけど
勾配とか段差とかに対しては対応幅が狭いんじゃないかなと思う。
だから多段クロスに進んだりするんじゃないかと

人間の徒歩とかは自転車みたいに効率はよくないけど
あらゆる地形や勾配に無理なく対応できるから逆な感じ
>「徒歩と比べて」自転車で坂道がきついのは
スタンスだよ、そう思う(今になって)
徒歩は、やっぱ休める
自転車は、休めない

物凄く大雑把に言ってるが、言いたいことはわかってくれると思う
休めない、休んじゃならないんだよ自転車は
それがキツイ
舗装路の坂という条件付では登りでも自転車の方がエネルギー効率みたいのは
まだ良い気がする(ごめんソースとか計算なんてないw)。ギア比の大きい不足がなければ

本当は運転者の出力と、その勾配や全体重量なんかの抵抗に
ちょうど良いギア比があると楽で速度も速いんだろうけどね。
ロードバイクギアなんて一般人の出力と日本の勾配全然考慮してない気がする
きつい登りでも8km/h以上出さないといけないようなギア比だし。だからこそハマるのかもしれないけど
>回せるから4km/hでもふらつかないんだ
タイヤサイズによる
インチが大きければ大きいほど低速になると角運動量が減り、足が回っててもタイヤが回ってないのでふらつくよ
なるほど
確かにクランク回転同じでもタイヤ径によってその回転数とそれによる安定性みたいのが変わりそうだね

でも4km/hの試したの700cだからタイヤ径が小さいからフラつかなかったわけでもないみたい
重く感じるギアを極低速でダンシングみたいにギリギリ回そうとすると
それだけけでフラついちゃうから、そういう害がでないって感じかな

さすがに3km/h台になると一応進めるけどフラついて無駄が多いしサイコンが計測してくれなくなったw
もの凄く感覚的で悪いんだけど、
徒歩で足を動かしてるほどには「感覚的に」前に進まない苛立ってのを
初心者の時は感じたなあ
だから降りてバイクを押したくなる
>でも4km/hの試したの700cだからタイヤ径が小さいからフラつかなかったわけでもないみたい
3キロと4キロだと33%(もしくは25%)も違う訳だから
それまで安定して回せていたのがペダルが重くなって
ペダリング(=タイヤの回転)にムラが出たのかもですね
No.256986・No.256988の書き込みを読んでいて思ったんだけれども
自転車がふらつくのって車速のムラが原因なのかなーと
>徒歩で足を動かしてるほどには「感覚的に」前に進まない苛立ってのを
判る判る
その感覚私も苦手〜
>それまで安定して回せていたのがペダルが重くなって
>ペダリング(=タイヤの回転)にムラが出たのかもですね
>No.256986・No.256988の書き込みを読んでいて思ったんだけれども
>自転車がふらつくのって車速のムラが原因なのかなーと

加減速の繰り返しになってきつくなる感じですか?、坂道でスピード落として惰性無くすとスゴく疲れる気がする、かえって頑張ってスピード維持する方が楽な感じ、気のせいかな。
引用レス中の時速4km/h用のギア比用意した者だけど
自分の場合は90rpmとかで回せるギアだから加減速によるフラ付きはほとんど感じなかった
だから4km/h位までは平気で3km/h台に入ってもそれはないけどフラついたのは
二輪車特有のセルフステアリング性が速度の低下で失われたんじゃないかと

ただ登りで一般的なギア比でそれが不足した状態とかダンシングなんかだと
ペダリング最中の加減速の変動がフラきやきつさの要因になる感じはする
んで登りは頑張ってスピード維持した方が楽な感じがするのも感じる

ちょっと話がそれるし単なる憶測なんだけど
平地だとペダルとめてもほとんど失速せず進むけど登りは即失速するよね
登りがキツかったりケイデンスが落とした方が効率いいのはそのせいもあるんじゃないかと思う
(出力が足らなかったり勾配がきつすぎて速度と回転数が落ちるのとは別に)
もちろん重力による抵抗がすごくあるのは大前提で他の点でねw

ペダリングで360度力加え続けられるならその問題はでない気がするけど
実際力入れられる区間は限られるし高回転になればなるほどそれが少なくなる
となると力入れてないタイミングでは失速大きくなるし加減速大きくなるよね
失速すれば加速する時取り返すのに力いるし、その点ケイデンス低い方が
長い区間トルク加えられるような気がするし速度出せば失速度合いも減るような感じが
何が言いたいのかはっきりしてくれ
登りは大変
>二輪車特有のセルフステアリング性が速度の低下で失われたんじゃないかと
言われて見ると自転車のシート持って片手で自転車を押してると
少し勾配がキツくなると歩いてる速度は同じでも途端に自転車がグラついて安定しなくなる
4キロが3キロになったってことはそれだけ傾斜も大きくなった訳で
踏力がより要求されるからか傾斜が大きくなったからか(ベクトルで演算するような意味で)は判らないが
傾斜が大きくなるだけでハンドルの安定性が下がるものなのかもしれませんね
>平地だとペダルとめてもほとんど失速せず進むけど登りは即失速するよね
>ペダリングで360度力加え続けられるならその問題はでない気がするけど
やっぱりこの2行も無視は出来ない気がするかな
まぁ俺も詳しい考察やまとめもなしに適当に書いててすごく分かりにくかったと思うけど

登りがきつくなったりフラついたりする要因って結構多岐にわたるような気がする

それらの対策としてはその勾配に適したギア用意した上で出来る限り速度維持する事なのかな
フラ付きや加減速の負担抑えてきつい区間短くすませられるから
これ個人的な疑問でさっき適当に挟んだから余計ワケわかんなくなったけど
俺力ないから平地じゃ100rpm前後の方が出力高く維持しやすし
TTとかアワーレコードでもソレ位の回転が定番なのに登りだと100rpmなんて辛いんだよねー

まぁ登りは普通せいぜい座り80-90rpm位までが定番だしそう体感から俺もそうしてるけど
理由がいまいちはっきり分からない。そういうもんだし困ってはないんだけどさw

例の人気ある本だと「速度と冷却が落ちる登りでは熱の放熱が多すぎるから回転が低い方がよいのでは」
とあったけど短めの登りでも高回転だと体温じゃなくて心肺や足全体に無駄な負荷ある感じあるし。
>TTとかアワーレコードでもソレ位の回転が定番なのに登りだと100rpmなんて辛いんだよねー
私はあんまりケイデンスは高くない方だと思うんだけど
流石に下りとかだと普段より高いケイデンスでもそんなに酸欠にならずに漕げます
これは1漕ぎ当たりの負荷(酸素要求量)が低いからですよね
登りだとやっぱりギア落としても脚に掛かる負荷が高いからケイデンスが下がるんじゃないでしょうかね?
そして負荷が高いほど1漕ぎ当たりに要求される酸素量も大きいくなる
登りは1漕ぎ当たりの負荷が大きいから
登りの高回転維持で心肺能力や脚の酸素が奪われるのは当然なのではないかと
あと登りは馬力だけではなく常時トルクも要求されるから──
なる程スピードにムラが出ると疲れるのは速度回復の為にトルクを要求されるからですね
向かい風で荷物が重い方が疲れないのはそれでか
>登りは1漕ぎ当たりの負荷が大きいから

なるほど、同じ回転数だとしても1回転の負荷が高くて
酸素必要量が増えると回転低くしないとということですか納得かも

足の負荷減らすのにギア比必要以上に落としてくるくる回せる状態にしたら
100rpmできるかなーと思ったけどやっぱり息切れと足も動かしすぎて疲れた感じで駄目だった
  考えてみたら速度変動起きにくいように極力全周にわたって力入れてたから
同じ1回転でも負荷量や必要酸素量が増えてたのかも・・
大発見だ
ケイデンスとトルクとの積に着目すればいいのか
>酸素必要量が増えると回転低くしないとということですか納得かも
肉体の限界になる時って
脚が酸欠になるときと心肺機能に限界くるときがあるじゃないですかー
と言いつつ平地で車気にして知らない内にオーバーペースしていると
肉体は平気なのに脳が酸欠になる私(これはこれで結構恐い)
>ケイデンスとトルクとの積に着目すればいいのか
車業界では馬力とトルク分けるのに
自転車業界ではトルクのトの時も見たことないのは不思議ですね
向かい風の時は失速が少ない慣性質量が大きい方が楽な気がするんですが〜と書くと
『軽い方が楽に決まってるだろこのボケ』以外の返事を見た記憶ありませんし(これぞ常識論)
車でもトルク掛かってるとき(加速中)は燃費悪いですよね(酸素要求量とイコールかと)
そして人体は燃費の悪い行為を行うと加速度的に疲労する
言われて見るとなる程我ながら発見だ
また向かい風の理論?
なんどめだ?

向かい風10m/sが定常的に吹いてるとする
5kgのチャリと15kgのチャリに同じエンジンを載せる
スタート→5kgのチャリが余裕でリード
そのまま走り続ける→5kgのチャリがじわじわとリードを広げる
おっとここで10sだけ11m/sの向かい風が! →15kgのチャリがわずかにリードを縮める
おっとここで10sだけ9m/sの向かい風が! →5kgのチャリがわずかにリードを広げる

空力やエンジンが同じで、ドラフティング等が無ければ軽い方が有利だ
間違う要素は無い

リアルな話となると「重くて空力の良いパーツ」やら「重くて振動が少ないフレーム」やらがある
軽いばかりが有利じゃないのは確か
>そのまま走り続ける→5kgのチャリがじわじわとリードを広げる
前提が間違ってる
定常走行に入ってからの向かい風に因るロスの話をしているんだが
別に加速領域で重い方が有利だろうなんて私も一言も言ってない
問題は重い方が軽い方より向かい風による速度ロスが少ないってこと
1キロ失速したのと2キロ失速したので比べると
2キロ失速したのの方が元の速度に戻るのに『余計なエネルギーが要る』
上り坂を登っているときと同じで
加速トルクが掛かっている分エネルギー&体力ロスが大きいんじゃない?って話し
場合によっては重い方は定常運転でシッティングのまま
軽い方は追いつくために立ち漕ぎでガツガツ踏めと
この場合重いことが空力パーツ付けてるのと同じ効果があるって表現すれば
軽いばかりが有利とは限らない例足りうる『可能性がある』って納得して頂けます?
検証項目としては『重量差からくる風による失速速度の差が発生するか』だけで充分な気がします
それを取り戻す必要があるならば、体力を消耗するトルクの掛かったペダリングを軽い方は余計にしなければならないんですから
補足ですが全備重量が重かったから風による失速率が低かったのではなく
重量物が背中にマウントされているとペダリングの踏力が強くなる(無理やりペダルを押し込もうとすると体が浮きそうになったりしません?)結果
『荷物が重い方が向かい風で速度維持が楽だった』だけな可能性もありますけどね
本人が意識しないだけで体力を余計に消耗している=エネルギー効率は低いけど速度を維持しやすい、とか
でも、同じ距離をしょっちゅう立ち漕ぎでダンシングするよりは
トータルエネルギー効率=体力消耗では有利な気もしますが
つーか消費エネルギーよりも体力の消耗(一時的な大トルクを要求されない)の方が自転車に於ける『効率』としては大切な気もします
この説が正解だった場合、車重と人間の重量トータルが同じでも
人間が重い方が有利ってことになりますね(前の書き込みはトータル質量の違いが論点なのでまた別の話ですが)
フライホイール君の再来か
>少々重くても、剛性のシッカリした構成の自転車の方が楽だと思ったよ

1台目アルミカーボンバックの完成車を買って
2台目はカーボン(かなり重い)で組んだ。
アルミ完成車のフレーム重量は測ってないけど
多分カーボンフレームのが重いと思う。

同じタイヤ、ホイールでもカーボンのが
加速感、坂も少し楽な感じで気持ち良いね。

軽量化だけじゃなくて剛性も大事なんだと思ったよ。
皆長ぇ
三行で頼む
電動アシストで無問題。
>皆長ぇ
>三行で頼む
@いろんな理屈があるみたいだが
Aもうこじれちゃってるから
Bこのスレでみんなが納得して丸く収まる答えが出ることはない
だから
@楽かどうかは分からないけど
A自分のお気に入りの自転車で走れば
B楽しいと思う
ってことでいいんじゃないのもう
俺も()多用する方だしアレなお方なんだけどw

そんな重い荷物自分で背負うのは疲労の点で考えた事なかったし
浮き上がりロスが出ないように強いトルクかけるときは腕で浮き上がり抑えるものだと思ってたけど
人間が重いと踏み込みでの効率が変わるかもという点は考えた事なかったなぁ
というか加減速関連とはいえ坂道の話とかなり逸れてるw

とりあえず登りじゃペダリングの中で加減速の繰り返しに近い状態だと
フレーム重量よりはホイールやタイヤが軽い方が楽だと思うな
というかフレーム重量って普通範囲だとせいぜい1kg以内位だよねぇ
それ位だとその日の具合とメシと飲み物程度で・・
>とりあえず登りじゃペダリングの中で加減速の繰り返しに近い状態だと
加減速が少ない方が無駄なトルクが掛からなくて疲労が少なく済むんじゃね?という意味で
誰だったか忘れたけど山岳コースで軽い踏力でクルクル回す走り方で優勝して登りのパラダイムを変えたとかいう人
結局こういうことだったんじゃないかなと
向かい風の話を出したのもトルク変動こそが肉体的な疲労を招くという意味で同根だってお話
時速30キロで走り続けるのと
同じ時間スピードを維持しようとしながらもムラがある場合でどっちが疲れるか?って話(重い方が速度は維持しやすいし、加速は肉体疲労を加速する)
向かい風の中スピード上げるのしんどいっしょ?
実は上り坂と似た条件なんだよね(上り坂と違って重さからくるデメリットは特に無いけど)
>加減速の繰り返しになってきつくなる感じですか?、坂道でスピード落として惰性無くすとスゴく疲れる気がする、かえって頑張ってスピード維持する方が楽な感じ、気のせいかな。
この一言って読み解くことでいろんな疑問が氷解するくらい結構重要なことを含んでいたと思うんですよね

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