当方はシクロクロスレースに、通勤に、ブルべに、 CX900 というシクロクロス用自転車に乗っている。 2016 年は多分疲れていた。 ……いや、憑かれていたかもしれない。 まぁ、ともかく、そんなこんなで、「いつかはロード自転車に乗りたい」と思っていた心が一時的にくじけていた。 そんなもんだから、ロード用自転車の積立金は散財したし、トレーニングもしなくなった。
だが、 2016 アタック！ 299 に出ることにして、少し改心した。 このままじゃイカン！ そう思った。
そこで、ロード熱を上げるためにメカニカルドーピングに手を付けることにしたのだった。
自転車は軽くなれば登りは早くなれるし、平地では加速がよくなるからして、軽いことが正義である。 ハッキリいって、 CX900 は重い(約 13kg)。 だから、部品の一部を変えても、重いものは重い。 重いってことは、早くならん。 じゃぁ、効果でないじゃないか！ 議論終わりっ！
いやいやいやいやいや、それじゃ、何も変わらないじゃないか。 メカニカルドーピングには軽量化以外にも、（禁止されているがモーターをつけるなどして）パワーを増すとか、（たぶん禁止されているがエアスポイラーをつけるなどして）空気抵抗を減らすとかあるじゃないか。 幸い自転車は平地なら必要パワーは重量に関係ないそうだ。 そうか！ じゃぁ、平地用の装備なら、メカニカルドーピングして意味がありそうだ。 平地で問題になるのは何か、……それは空気抵抗だ。
当方は、従来から、小さい出力をいかに効率的に回して走るかということに腐心している。 考えてみたことを主にブルべで、試し、実施している。 わりと成功したのは空気抵抗対策で、ドロップハンドルの下の部分、通称下ハンをブルべでもかなり長い間握っている。 空気抵抗を減らすためには、エアスポイラーをつけるだけじゃなくて、前面投影面積を減らすとか、ブツ（人間を含む）の形状を変えるなどがある。 エアスポイラーは形状を変える方向だが、要は取り付けないでそういう形をしていればよいわけだ。 下ハンを握るというのはこのうちの前面投影面積を減らすことに役立っていると思う。 下ハンを握るといいことは他にもあって……
まぁ、ともかく、下ハンを握るといいことが多いような気がするので、最近は下ハンを握っている時間のほうが長い気がする。 アルゴリズムというか、条件としては……速度 0 の青信号からの出発時は他の人と同じ体勢だが、 20km/h ～ 30km/h （平均的には 25km/h ）に達すると下ハンを握るようにしている。 無風平地という条件のもとの経験上の目測だが、 110W で 22km/h くらい、210W で 30km/h くらいで巡航できるように思う。 実際には、微妙にアップダウンがあったり、風があったり、路面のデコボコなど様々な走行抵抗がある。
多分、身体の発生させる空気抵抗は非常に大きいが、他に効率化できるところがあるんじゃないか？ そう、前輪だ。 前輪は自転車の先端にあって、空気の壁を切り裂くのだ。 後輪は、脚がそばにあるし、クランク回すためにペダルを動かして動いているし、シートポストもあるし、効率化できるのか疑問だ。 よって、前輪に投資をして、効果が本当にでるのかを確認してみたいと思った。
最初に使っていた前輪はカーブで対向車線をはみ出してきたトラックを避けて、草の山だと思った石積みに刺さったときに、変形した。 まぁ、変形といっても、 200㎞ のブルべに行って、70㎞ 地点くらいだったから、 130㎞ ほど漕いで帰ってこられるくらいの小さな変形だったが、修理不能で壊れたのであきらめた。 その後使っているのは ARAYA AR713 というホイールだ。 普通のアルミホイールだ。 断面も普通の作りのようだ。
どういうホイールに変えるかと考えた時に、空気抵抗を減らすならディスクホイール、バトンホイール、ディープリムホイールなどがある。 しかし、ディスクホイールは横風が強い時には非常に危ないらしい。 特に前輪はステアリングも行うわけだし、一般的にも後輪にディスクホイールを採用していても、前輪についているのは見たことがない→不採用。 バトンホイールは、当方が出入りしている自転車屋さんが、アレは重いと言っていたので、不採用。 よって、ディープリムホイールにすることにする。
自転車屋さんのツーリングで見るのは FULCRUM が多いかな。 カンパニョロとか ZIPP とか MAVIC とかもあるらしい。 話を聞いてるとエラく高そうだ。 当方の偏見だが、 SHIMANO なら、凄くお金を出さなくても、ほどほどの高性能なモノをリリースしていると思っているので、ビックリするほど高性能じゃないけど、お安いものをだしていそうだ。 ってな、ことで目をつけたのが、 WH-RS81-C50-CL だ。
重量は、たぶん他のお高いモノと比較すれば当然に重い。 しかし、当方はレースではなく、ブルべや通勤に使えるのではないかと思ってコレを選んでみた。 いや、通勤路は信号が多いだろという指摘は正しい。 結局ラクにはならなくて、差があるかわからなかった。
当方には、風洞があるわけでもなく、条件を整えた周回路を走って測定することもできない。 よって、通勤路で測定してみることにした。 当然に信号があり、タイミングがいい時もあれば、悪い時もあって、雨も降り、追い風や向かい風が吹き、偶然にも箱トラ（箱が後ろにくっついているトラックで、ドラフティングには最適♪）の後ろにつくことができるときもあった。 そういういろんなノイズは何回も走れば平均化して真の値に漸近すると思ったので、数をこなして、それを元データとした。 なお、当方は文科系なもので、今回使用したのは加算平均しかつかっていない。 本当は、標準偏差とか、大学の偏差値みたいなのをだすことで評価できるハズだが、調べても理解できないので、グラフと加算平均しか使っていない。 下の方の資料データのところに、置いとくので、もっと詳しく分析してくれるとありがたい。
当方の通勤コースは、当方がかってに短いほうから、 10 、11 、 13 、 19 と呼ぶコースがある。 数字が飛んでいるけど、かつては 12 や 14 や 15 もあったが、この四つに集約された。 往路と復路で概算で 100m ほど差があるのは、自動車で走れるルートを走行しているからだ。 どういうことかというと、「一方通行・自転車除く」ってところは、一方通行を順行するからだ。
会社は自宅から見て西にあるので、出勤時はほぼ東から西へ向かって走り、だんだん低くなっていくというルートだ。 面倒だったので、毎回スタート時の標高を正しくしていたわけではなく、当方の自宅から出発するわけだが、出発して 30 秒後の標高を絶対標高 12m とし、その後を相対標高として集計した。 csv ファイルでの標高は m 単位だったが、加算平均したら、なめらかな標高曲線になった。 もっともきれいにでたのは、出発しておよそ 11㎞ 先から始まる小さいでっぱりだが、これは橋だ。 ところどころ針のように飛び出しているのはたぶん異常値が影響しているのだと思う。
最後は駐輪場に入れて停めるわけだが、そこで道のりは終わるハズなんだが、全てがきっちり同じ道のりの測定で終了しているわけではない。 というのも会社は 10 階なので、その分を拾って標高が上がっている。 道のりはそれくらい（多分 200m くらい）の誤差があることを念頭に読んでくれ。
図はクリックすると拡大されるハズ
とりあえず、数をこなせるということから、往路で、パターン 13 とした。 夜勤の出勤の夕方もたまにあるが、たいていは朝の 08:00 ～ 08:40 くらいを走っていたと思う。 復路は 17:30 ～ 22:00 だし、体調の変化も大きかったと思うので、朝がいいと思った。 2016 年 4 月 9 日～ 2016 年 12 月 13 日の間で、コース 13 で出勤した 65 回のデータだ。 買い物したり、他のコースパターンで出勤したりしたときは含まれていない。 空気圧はだいたい 90psi 入れて、二週間に一回程度調整した。 タイヤはパナレーサーのクローザープラスだ。 チューブは両方とも R'Air というもので、バルブは RS-81 には 80mm のロングバルブと AR713 48mm のバルブとちょっと違うが、それ以外は同じようにした。
csv ファイルは見ればわかるように、基本は出発してからの経過時間が絶対軸だ。 それに対して、出発してからの道のりが km 単位で精度は 1/1000 で記録されている、つまりは m 単位で残っている。
ここで、軸を道のりとした。 およそ 13km なので 13,000 点のデータだと細かすぎるように思ったので、 10m 単位に丸めて平均を取っている。 使ったスクリプトも下に置いておくので、テキトーに使ってくれ。
速度 0 、つまり止まっているときは意味がないので、それは削除した。
保存してあるデータディレクトリの 13a が AR713 で走ったときのデータで、 13ar が RS81 で走ったときのデータだ。 csv を見ればわかる通り、心拍やケイデンスなどもあったりするが、生かせないので、放置している。
本当は、その速度はそのときは早いのか遅いのか、平均と標準偏差から求められると思う。 もっと言えば、全てのデータがあるので、大学の偏差値みたいに 75 の最高に難しいところから 25 の誰でも入れるようなという状況を、速度に比してパワーがいらない（最高に良い）状況から、速度を上げるにはスゲー大変なところまでのような数字が出せるかもと思って、調べてみたがちっとも理解できない。 統計をきちんと学んでないのでわかるわけもない。 結局、よくわからんまま集めて集計してみた。
パワー W ÷速度 km/h で道のりの場所別に集計したのが下の図だ。 グラフとしては下に行くほど効率が良い。 つまり、 10W で 10km/h でる（効率 1 ）より、 10W で 100㎞/h でる（効率 0.1 ）ほうが良いということだ。
図はクリックすると拡大されるハズ
13a が AR713 で走ったときのデータで、 13ar が RS81 で走ったときのデータだ。
グラフを見てもどっちが上かよくわからん。 で、平均値を引いてみると、およそ効率 5 のところに、両方とも並んだ。 100W のとき 20km/h の速度ってことだね。 統計的に差があるかどうかはわからんが、だいたい同じあたりにありそうだ。 強いて言えば、ディープリムじゃない AR713 のほうが、少し効率が良い。
効率はあまり変わらんとすると、速度はどうなんだ？ となる。 実際には早いほうがエラいに決まっているからして、それを見たい。
図はクリックすると拡大されるハズ
13a が AR713 で走ったときのデータで、 13ar が RS81 で走ったときのデータだ。
速度が下方向にとがって落ちているところはおそらく信号だ。 それを見つつ、解説すると…… 自宅から走り始めて、家の近所では 15km/h も出てなくて、ママチャリにバンバン抜かれている。 ってか、住宅街の細い路地でスピード出したらコワいだろう？ 誰か飛び出して来たら止まれないじゃんよ。 まぁ、それは置いといて、自宅から 400m くらいのあたりから速度があがる。 800m くらいから最初のスタートダッシュポイントだ。 その信号が青になってから、必死こいて漕がないと次の信号は青（およそ 400m くらい）で通過できないのだ。
信号を通過すると商店街をぬけ、およそ 2.5km 先の信号でとまって、ここからがまたスタートダッシュポイントだ。 丁字路を下から登るように正面に信号があって、結構な傾斜だ。 ここを青信号と同時にスタートして 200m 先の信号を青信号の間に通過するのだ。 チンタラしてると当然に引っかかる。
そして 3㎞ 付近に二つ大きな交差点があって、ここを抜けると本格的巡航チャレンジだ。 若干のビミョーなアップダウンを繰り返しながら、 -0.1% の下り基調といえるかどうかよくわからないほとんど平地な道のりを西へ進む。 11km ちょっと手前の橋のタモトで信号を通過するとおよそ 700m の橋なんだが、ここまでくるともうヘタレていて、時に 40km/h を超えるような速度はもう出せない♪ 最後は、かるーく流して駐輪場へ入る。
えっ？ お前のくだらないコースの感想はいいから、グラフから何が読み取れるかって？ スマヌ、読み取れるのは次の二点だけだった。 平均速度は、 AR713 よりも RS81 のほうが高いことが見て取れる。 実際、グラフの山でほとんどのところで RS81 のほうが上にあるから、 RS81 のほうが早いことがわかる。
もう一つわかることは、速度が上昇傾向にあるとき、すなわち右上がりのところでは AR713 のほうが上にあるところ多い。 ここから読み取れることは AR713 のほうが加速性能は良いといえる。 それは、 RS81 は速度が乗るまで、道のりが必要ってことかなと。
効率比較のグラフと速度比較のグラフを合体させてみた（下図）が何もわからん。 これは意味がなかったな。
図はクリックすると拡大されるハズ
13a が AR713 で走ったときのデータで、 13ar が RS81 で走ったときのデータだ。
まぁ、結果がすべてというか、スピードを出すにあたり、 AR713 と RS-81 とで効率はあまり差がなく、平均速度は RS-81 のほうが早い。 つまりは、信号で停止しているときを除き、減速中と加速中を含めて、 AR713 はおよそ 27km/h 、 RS-81 はおよそ 28km/h で走行できたといえる。 効率は、どちらもあまり変わらないから、 RS-81 のほうが少しパワーが必要だっただろう。
ここで注目は平均速度に差があるのに、パワーと速度の効率はあまり変わらないということだ。 どういうことかというと、速度が上がると、空気抵抗は速度の二乗に比例するらしい。 ということは、 27^2 : 28^2 → 729 : 784 ……つまり、 RS-81 のほうが 7.5% ほど効率がわるくなっていいハズである。 が、効率グラフでは 7.5% の差があるようには見えない。
たぶん、 RS-81 は AR713 と比較すると、微妙な差かもしれないが、空気抵抗の影響が速度の二乗というほどには効かないリムでありそうだ。
加速については結果の通り AR713 のほうが良いようだ。 ディープリムである RS-81 は慣性質量が AR713 よりも大きそうに見える。 多分、いわゆるリム部の質量が大きいため、慣性質量が大きい、すなわち加速時には大きな力が必要であると言えよう。
正直言って、もっと統計を駆使したいが、加算平均しか出し方がわからない。 したがって、それだけで、本当に差があるのか？ この章の表題に「 SHIMANO WH-RS81-C50-CL は買いか？ 」なんて書いていいのか。 そんな傲岸不遜なことを書いて僭越ではないのか？ 様々な疑問が当方の頭の中でぐるぐる回る。
ということで、条件を付けることにした。 つまり、下の条件でなら、「買い」だ。 参考にしてくれ。
上記を満たすのは、当方の場合、通勤路は平均速度はガンバってるので上がるが、加速が大変だ。 まぁ、修業中の身としては、ソレを否定するものではないので、いいこととする。 乗っていて、ラクになった実感は全くない。 効果が高かったという実感はブルべのタイムに表れている。 200km のブルべでは、最短でも 9 時間半くらいだったが、 8:34 の記録がでたし、 300㎞ のブルべで 12:46 を記録して、 AR713 を使っていた時よりも 5% 以上早くなっている。 400㎞ も 600km も過去最高の平均速度になっている。 長くなると必ず山があるので、重量がいろいろ問題になっているハズだが、特に問題を感じてはいない。 それよりも、信号の少ないイナカ道を、夜間走行することで、平均速度が向上するという、本来は山道には向かないホイールであっても、カバーしてトータルで早くなるという現象を引き起こしている。 そういうところから、当方には買ってよかったホイールであると思っている。
使用したデータは下の通り。 もっと、カッコよく統計処理をしてくれる方がいたら、是非（無償で！）お願いしたい。 さらには別の切り口で、こういう差があるぞとか教えてくれるともっとありがたい。
展開するとディレクトリが二つできて、 13 のほうが AR713 の時のパワーや速度などのデータファイル群で、 13R のほうが RS-81 の時のデータファイル群だ。 それらを下のスクリプトで前処理を行って、表計算ソフトに食わせてグラフを作った。
途中経過を含む CSV ファイル時間を主軸だったのを、道のりを主軸に変更しつつ、道のりを 10m 単位に変えるとか、標準標高を 12m にするとかのスクリプトは下の通りだ。
#!/bin/sh
#スタート後 30 秒後の標高を 12m にして、道のりを抽出しつつ、主軸を時間から道のりに変更
FILENAME1=$1
LINENUM=$(( $(cat $FILENAME1 | wc -l) -5 ))
TRUEHEIGHT=12
BASEHEIGHT=$( tail -n $((LINENUM -30 )) $FILENAME1 | cut -d , -f 9 | head -n 1 )
ADJUSTMENT=$(( TRUEHEIGHT - BASEHEIGHT))
tail -n $LINENUM $FILENAME1 | while read LINE
do
DISTANCE=$(echo $LINE | cut -d , -f 5 )
ALTITIDE=$(echo $LINE | cut -d , -f 9 )
echo $DISTANCE,$((ALTITIDE+ADJUSTMENT))
done
#!/bin/sh
# 道のりを m 単位から 10m 単位に丸めて、標高を m 単位から cm 単位にする
FILENAME1=$1
FILENAME2=/tmp/alt0.csv
cat $FILENAME1 | sort -n > $FILENAME2
NOUSENUMBER="0"
LOOPCOUNTER=0
TEMPALTITUDE=0
TEMPDISTANCE=0
DISTANCE2=0
cat $FILENAME2 | while read LINE
do
DISTANCE1=$(echo $LINE | cut -d , -f 1 )
if [ $DISTANCE1 = "0" ] ; then
:
else
DISTANCE=$(echo "scale=2;("$DISTANCE1")/1" | bc )
if [ $DISTANCE = $DISTANCE2 ] ; then
ALTITUDE=$(echo $LINE | cut -d , -f 2 )
LOOPCOUNTER=$(( LOOPCOUNTER + 1 ))
TEMPALTITUDE=$(( TEMPALTITUDE + ALTITUDE ))
else
echo -n $DISTANCE2,
echo "scale=2;"$TEMPALTITUDE/$LOOPCOUNTER | bc
LOOPCOUNTER=0
TEMPALTITUDE=0
fi
DISTANCE2=$DISTANCE
fi
done
#!/bin/sh
#速度 0 つまり停止を除いて、パワー÷速度の比を計算しつつ、主軸を時間から道のりに変更
FILENAME1=$1
LINENUM=$(( $(cat $FILENAME1 | wc -l) -5 ))
tail -n $LINENUM $FILENAME1 | while read LINE
do
SPEED=$(echo $LINE | cut -d , -f 3 )
if [ $SPEED != "0" ] ; then
DISTANCE=$(echo $LINE | cut -d , -f 5 )
POWER=$(echo $LINE | cut -d , -f 4 )
POWER2SPEEDRATIO=$(echo "scale=30;"$POWER/$SPEED | bc )
echo $DISTANCE,$SPEED,$POWER,$POWER2SPEEDRATIO
fi
done
#!/bin/sh
# 道のりを m 単位から 10m 単位に丸めて、ある道のり地点での速度の平均を計算する
FILENAME1=$1
FILENAME2=/tmp/speed0.csv
cat $FILENAME1 | sort -n > $FILENAME2
NOUSENUMBER="0"
LOOPCOUNTER=0
TEMPSPEED=0
TEMPDISTANCE=0
DISTANCE2=0
cat $FILENAME2 | while read LINE
do
DISTANCE1=$(echo $LINE | cut -d , -f 1 )
if [ $DISTANCE1 = "0" ] ; then
:
else
DISTANCE=$(echo "scale=2;("$DISTANCE1")/1" | bc )
if [ $DISTANCE = $DISTANCE2 ] ; then
SPEED=$(echo $LINE | cut -d , -f 2 )
LOOPCOUNTER=$(( LOOPCOUNTER + 1 ))
TEMPSPEED=$( echo "scale=2;("$TEMPSPEED+$SPEED")" | bc )
else
echo -n $DISTANCE2,
echo "scale=2;"$TEMPSPEED/$LOOPCOUNTER | bc
LOOPCOUNTER=0
TEMPSPEED=0
fi
DISTANCE2=$DISTANCE
fi
done
#!/bin/sh
# 道のりを m 単位から 10m 単位に丸めて、ある道のり地点でのパワーの平均を計算する
FILENAME1=$1
FILENAME2=$2
cat $FILENAME1 | sort -n > $FILENAME2
NOUSENUMBER="0"
LOOPCOUNTER=0
TEMPRATIO=0
TEMPDISTANCE=0
DISTANCE2=0
cat $FILENAME2 | while read LINE
do
DISTANCE1=$(echo $LINE | cut -d , -f 1 )
if [ $DISTANCE1 = "0" ] ; then
:
else
DISTANCE=$(echo "scale=2;("$DISTANCE1")/1" | bc )
if [ $DISTANCE = $DISTANCE2 ] ; then
RATIO=$(echo $LINE | cut -d , -f 4 )
LOOPCOUNTER=$(( LOOPCOUNTER + 1 ))
TEMPRATIO=$( echo "scale=2;("$TEMPRATIO+$RATIO")" | bc )
else
echo -n $DISTANCE2,
echo "scale=2;"$TEMPRATIO/$LOOPCOUNTER | bc
LOOPCOUNTER=0
TEMPRATIO=0
fi
DISTANCE2=$DISTANCE
fi
done
当方は RS-81 は前輪しか持ってない。 えー、だって効果があるかわからないモン買ってもしょうがないじゃん。 というのは表向きの理由で、実はパワータップで測定しているから、後輪にはめられないっすよ。 後輪を RS-81 にしたら、パワーが測定できない。 ってなことで、前輪だけね。 だいたい、当方の自転車は CX900 というシクロクロス用の自転車なんだから、いわゆるロードバイクじゃない。 たとえばフロントフォークとかシートポストとかハンドルとかブレーキ（カンチブレーキね）などの空気抵抗も考慮されていない。 そういう効率化を目指すなら、ロードバイクに乗れよって感じですな。
ということで、終わった。 質問・意見・感想も歓迎だ。
あーそうそう、当方でできる測定ならやってみるよ。 金がないから、機材を貸してくれるとかならね。 なんせ、持ってる自転車が CX900 の一台きりだからさ。 もちろん、当方に寄付してくれて、測定しろという相談も乗る。 以上、本当に終わり。
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