スポーツサイクルのジオメトリー
フレームジオメトリーは用途種別によって大きく変わる。用途種別というと、短距離、高速、前傾姿勢〜長距離、低速、アップライトということだろう。ピストが前傾度が高く、次いで、ロード、スポルティーフ、ランドナー、、、となる。同じ人間が乗るので、骨長は同じだけど、前傾度が変わるので、自転車と身体の接地点（BB、サドル重心点、グリップ位置）の地面に対する位置関係が微妙に変化するのである。変化しないのは、基本的に接地点間の距離である。
ロード基準でピストのように前傾度が高い姿勢に変化させるには、BB位置からみてサドル重心点は前方に移動する。正確には接地点を結んだ三角形がBBを中心に前方に回転するので前方に移動し、下方に下がるということ。併せてグリップ位置も下がる。逆に、スポルティーフ、ランドナーのようにアップライトに姿勢を立てる場合は、サドル重心点は接地点三角形をBBを中心に後回転させるために、後ろ側、上方に移動する。
つまり、シート角でいえば、ロード基準でピストは立ち気味、スポルティーフは寝気味となる。
更に、グリップ位置はロード基準でピストのグリップ位置は下方に移動するので、ステム位置はロードより下げた位置にセットする必要がある。そのために、トップチューブ位置は低く位置する。更に、低位置にステムをセットするので、ステム長とトップチューブ長のオーバーラップ（重複長さ）が少なくなるので、それだけでロードよりピストはグリップ位置が遠くになる。そのために、トップチューブ長は前傾度を大きくすると、オーバーラップが減る分だけトップチューブ長を短く定義しなければならない。勿論、ハンドル位置を下げるためには、ヘッド位置を下げる必要があるので、シートチューブ長も短めにする必要がある。逆に、スポルティーフの場合は、アップライトな姿勢故に、オーバーラップが大きくなるので、その分だけトップチューブ長を長く定義する必要があり、ハンドル位置を高く保つためにヘッドパイプ位置を上方にセットするためには、連動してシートチューブ長も長めを選ぶ必要がある。
これが基本である。後は、長距離向けの自転車程、安定性重視でハンガー下がりを大きめに取る傾向が強い。ハンガー下がりが大きいと、BB〜トップチューブの長さが大きめであってもスタンドオーバーハイトが問題無く確保出来るので、この考え方は非常に合理的なのが理解出来る。
現実問題、どんな乗り手であっても、フレームサイズが少々違っても、シートポストの突き出し量、セットバック量の調整で適切なサドルポジションを得る事は可能だが、フレームサイズの制限で乗車ポジションが作れないポイントは、実はサドル高さというよりも、ハンドル高さである場合が多い。大きな前傾度が必要なピストや競技用ロードの場合、非常に低いグリップ位置を確保する必要があり、大きなフレームサイズの場合、ヘッドパイプ位置が下げられないので、シートが下げられてもハンドルが下げられなければ無意味であり、ハンドル位置が適切なステムセットポジションにおいて前傾状態が作れる必要がある。
同様にアップライトな姿勢を求めるスポルティーフ、ランドナーでは、ステムを突き出せる限界長さを考えると、小さすぎるフレームでは下半身はアップライト向けの後乗りポジションでありながら上半身は前傾度の高い姿勢が強要されて身体に負担が及ぶのである。
そういう車型に応じたハンドル高さが得られる位置にヘッドパイプがあるというのが大事で、ヘッドパイプ位置が決まれば自ずとシートパイプ長、所謂CT値が決まるのである。その上でサドル位置を決めた状態が最もバランスの良い状態ということになる。
ロード基準でピスト、ロード基準でスポルティーフはどの程度のジオメトリーの違いが生まれているか？は、望む前傾度、アップライト度合次第だけど、ロードからピストでハンドル位置を50mm下げたければ、接地点三角形をBBを中心にハンドル位置が50mm下がるように作図した際の回転角度が、シート角の増加量となる。ハンドル位置で50mmというと、サドル位置で概ね30mm程度前傾する、これはシート角でいうと1.5°程度である。それに伴い、ステムオーバーラップが10mm程度減少してリーチが伸びるので、トップ長かステム長を10mm程度短くする必要が出てくる。
逆に、スポルティーフ狙いでハンドルポジションを30mm上げたければ、サドル位置で20mm程度後傾する。シート角でいうと1°弱だろう。ハンドルハイトが高くなる事でオーバーラップが増えるので、その分トップ長を長くしなければ窮屈となるために、概ね10mm程度はトップ長を伸ばすのが良い。スポルティーフ等では安定性重視でホイールベースを伸ばしたり、トークリアランスを確保する意味で、ステムで対処するよりもトップ長を伸ばす方がメリットが大きいので、敢えてトップ長を伸ばす方が合理的なのである。
前傾度、アップライト度合を何処まで求めるか？だが、ロード基準で50mm前傾〜30mmアップライトなら、トップ長で−10〜＋10mm程度、シート角なら＋1.5°〜−1°といったところ。それぞれのポジションが標準的なパーツアッセンブルで得られるようなフレームサイズというのが適切なサイズであるだろう。
フレームサイズの大小で言えば、ロード基準でピスト、ＴＴバイクなら小さな目なフレーム、スポルティーフ、ランドナーなら大きめなフレームというのが適切な選択と言える。
最近は、ロードバイク以外でも驚異的なシートポストの突き出しと大きな落差のある低いハンドル位置の自転車を見掛けるが、昔のサイクリストの感覚で言えば非常に違和感の大きな仕様に見える。以上のような条件を満たした上でシートポストの突き出し量はどのくらいになるか？というと、選ぶサドル、ピラーにもよるが、スポルティーフ、ランドナー系で拳一つ分、7〜8cm程度、通常のロードで10cm程度、TTバイク、ピストバイクで12〜15cm程度となる。最も突き出しの少ない場合でもサドル上面〜トップチューブの落差は13cm程度は確保される筈であり、この程度が確保されていれば、スタンドオーバーハイトも股下に干渉することも無い。
このように、乗車姿勢によって明確にフレームは異なるものであり、本来は、ロードのピスト化、ロードのスポルティーフ化というのは有り得ないのである。ロードはロード、ピストはピスト、スポルティーフはスポルティーフなのである。
具体的に自分の場合、どの程度の位置にハンドル位置を持ってくるか？は好みだが、自分の場合、ピストの場合は、サドルツラ面から見て−100mm、TTバイク、競技系ロードの場合で−70mm程度、通常ロードで−30mm程度、スポルティーフで面一〜最高で＋20mm程度である。フレームサイズはピストで520mm、CM-1000で490mm（スローピング）、ステンレスロードで520mm、BSロードで530mm、ユーラシアが530mm、東叡が535mmというパターン。トップ長はスポルティーフが540mm、前傾度の高いモデルで520mm、通常ロードで530mmというモノ。シート角はピスト系が75.5°、ロード系が74.5°〜75°、スポルティーフが74°というパターンである。
自身、スローピング初車のラングスター（520mm）ではフレームが大きすぎる事で乗りやすいポジションを得るために結構苦労したし、理想のスポルティーフ作りでは、微妙に大きすぎるフレーム（570mmの小林ロード、555mのルマン、550mmのシルクR2-4）では何某かの不満を抱えてきた。フレームサイズ、拘って所有し続けるには結構重要なファクターである。