ケイデンスと引き脚
自転車のペダリングで効率良く高い出力を求める。
効率良くという事から考えれば、クランク角度に対して最も効率的にトルクを伝える事が出来る瞬間にターゲットを当ててペダルを踏むということ。効率が悪い時に低い伝達率でペダルを踏むよりも瞬間にターゲットを絞る方が無駄がない。
ただ、トータルの出力といえば、長い時間トルクを掛ける方が大きくなるのも理屈であり、トルクを掛ける時間を絞るのであれば、クランクの回転数を高め、時間あたりでトルク伝達の機会を増やせば良いというのも理屈である。
基本、クランクは回転運動。脚の動きは往復運動である。踏む力が最大となるのは、脚の関節角度から言えば限られた範囲である。関節角度が限られた状態で筋肉の収縮も限られた状態となる。この状態が発生出来るトルクの最大値ということになる。この瞬間にペダルを踏むというのが発生出来る力を高い割合でペダルに伝える事が出来るということである。
大事なのは、時間あたりのペダルに動力を伝える回数を増やすことであり、時間あたりのペダルを踏む回数、つまりクランクの回転数、ケイデンスが鍵になる訳だ。
これは、昔も記事にしたことがある。
70.我流ペダリングの自己暗示(2011/3)
である。
ただ、この理屈は、前提として最大の効率点以外のクランク位置に動力を上手く伝えることが難しい回転域という話。つまり、時間あたりの動力伝達回数を高めた高ケイデンスの時の話である。
逆に言えば、低ケイデンスで脚の回転が緩やかな状態で、その状態毎にペダルを回す力を生み出す事が出来る時には、その限りではない。ケイデンスが高くなればなる程、複雑な脚の動きであったり力の掛け方に留意するのが難しくなるけど、ケイデンスが低く四肢の動きを支配出来るのであれば、話は変わってくる。
脚の動きがペダル回転数に追随可能である範囲ならば、クランク角度でポイント的な動力伝達に拘るのではなく、クランク角度に応じてペダルを回す力を伝え続ける事も動力を高める方法として成り立つ訳だ。
ペダルを踏む瞬間以外にクランクを回す力を生み出す。動力源となる脚の動きは上下往復運動であり、一方の脚が下方に押されている時、他方の脚は上方に引き上げられている。この往復運動における上向きの力をペダル回転に利用するというのが、所謂引き脚ということになる。引き脚によってペダルを引き上げる意識が維持し続ける事が可能で在れば、間違いなく動力を引き上げる事は可能だ。
実際、シングルスピードのピストバイクで15％級勾配のヒルクライムを行うと、ケイデンスは30rpm程度となる。そんな時、ペダルは踏み込むだけでなく、反対の脚を思いっ切り引き上げている。この引き上げている状態でも確実に動力が生まれている。ピストバイクと同じギア比でクリップ等無しでは、同じ勾配を上るのは困難だけど、クリップで足が固定されていれば、なんとか登坂可能である。この脚を引き上げる動作を意識してペダル回転に同期出来る回転数はどれ程か？が引き脚がペダリングに寄与出来る回転数の上限ということになるわけだ。
これを自分なりに調べてみると、引き脚が意識して持続出来るケイデンスといえば、上限で100〜110rpm程度である。これ以上となると引き脚よりも踏むタイミングを外さない事。引き脚側では、寧ろペダリングとの接触を意識出来ない状態の方が回転を上げやすいようである。
まぁ、感じ方だから個人差があって当然だけど、印象としては、一定の回転数以上では踏む瞬間に注力して回転数を引き上げる事。一定の回転数以下では動力を伝達する時間を長く確保することが有効という事だ。
ただ、これらは走行環境次第で使い分けるのが良いかも知れない。
引き脚を活用するというのは、クランク回転の長い時間において動力を伝える事になる。ケイデンスを高めるのはクランク回転の瞬間に動力を伝える事である。ただ、動力の伝える時間あたりの回数、周波数でいえば、引き脚を使えば低周波数、回転重視だと高周波数ということ。動力波形でいえば、振幅が小さいなだらかな波形、振幅が大きい小刻みな波形の違いということ。
動力伝達が抜けると失速するけど、失速というのは走行抵抗によるもの。抵抗が大きい程、動力が無い時の失速が大きくなる。抵抗が小さい状態は慣性が勝るので動力を伝えずとも失速しない。
これを考慮すれば、登坂時、強い向かい風の時、大きな加速が要求される時、こんな時が引き脚を考慮したペダリングを行い、高速巡航のような低抵抗状態では、ケイデンス重視のペダリングを行うというのが良いのかも知れない。
自身は常用ケイデンスは30〜170rpm程度。引き脚を意識するのは30〜100rpm程度で高負荷時。具体的には上り坂、強い向かい風の時。逆に110rpm以上で高速巡航時は小さな力で回転数を稼ぐ時という風に使い分けている。
こういう意識を実感するなら、軽めのギアの固定シングルに乗れば良く判るような気もする。軽めのギアでも常用で50km/h辺りを想定すれば、ロールアウトは5.3m程度。このロールアウトで登坂、向かい風、加速に対応するには、低ケイデンスからの高負荷ペダリングが必要。逆に、これで50km/hを伺おうとすれば160rpm以上も想定しないといけない。回転域に応じたペダリングの試行錯誤をすれば、各々に発見が生まれるのでは無いだろうか？