ホイールバランスの偏心質量とパワーロスの関係・・・。

2014/06/07
13:33

最近非常にお問い合わせも多く、施工させて頂く事も多くなった、ホイールのウェイトバランス。

車とかバイクではホイールウェイトバランスを取るのは当たり前なのに自転車ではなぜ当たり前ではなかったのか？

確かに車とかバイクに比べれば自転車のホイールの回転速度って大した事ありません。
しかし、ホイール自体も軽いし、自転車も軽いし、そんな自転車って軽いからこそ影響も大きくなるのでは？と思うのは僕だけでしょうか？

まずは僕はそんなに難しい計算とか出来ないので、調べたり計算したりすると、なんとな～く答えが出てきたような・・・。あってるかどうかが怪しいですが・・・。

まずホイールって高ければ高いほどバランスが取れてると思ってませんか？
今まで施工した中では、アルミリムよりもカーボンリムのほうが偏心質量が偏ってる事のほうが多く、多いもので10g近く狂ってるのもあります。
あれだけ重量の重いホイールとタイヤを履いた車でも5gとか10gの重りをつけたりするだけなのに、いくら回転速度が遅い自転車のホイールでも、ホイールなどが軽い分影響が大きくなるのでは？って思うわけです。

ホイールバランスが崩れてる原因として、リムのつなぎ目とか、バルブの重さとかサイコンのマグネットの重さとか様々です。

具体的にホイールバランスが崩れてると、後輪を高速で回した際、これだけ自転車がぶれてしまいます。

逆にホイールのウェイトバランスをとることにより、これだけ安定して回るようになります。

では、どのくらい変わるのか？

一般的に偏心質量1グラムあたり0.5ワットのパワーロスが発生する事がわかってるそうです。（時速60ｋｍ時）

では0.5ワットはどんなものか？

モデルケースとして身長170ｃｍ、体重が60kg、自転車重量が8kg、男性でロードバイクで走った場合、
時速25kmなら93ワット、時速26kmなら101ワット、時速30kmで走ったら145Wの動力が必要になります。

偏心質量が前後に10gずつ狂ってるとしたら、10Wのパワーロスにつながります。
（もちろん速度によって異なるので正確な数字は違うはず・・・）

って事は平均時速で約1km変わってくるって事？？？？ですかね？

こんな単純な計算ではないものの、平均時速1ｋｍって言うとたいした事なさそうながら、1kmって結構な差だと思います。

例えば200kmの長距離サイクリング、又はブルベを行ったとします。

平均時速20kmで走れば所要時間は10時間です。
これが平均速度が1km上がり、21kmで走ったとしたら、9時間31分で走れると言うことになり29分も短縮できます。
これが300kmブルベなら44分も短縮できる計算になります。

まあ、様々な条件があるので単純計算できないものの、その程度の差ではないかな～って事です。

では少しでも軽くしたホイールに10gとかのウェイトを取り付けて、どの程度マイナスな部分があるのか・・・。

例えば1600gのホイールだと0.6%。この程度ならそんなに気にする事ないのかな～って思います。

さてさて・・・・。詳しい計算方法がわかりませんが、こんな計算であってるのか・・・・？？？（汗）

はじめまして。カンシと申します。「一般的に偏心質量1グラムあたり0.5ワットのパワーロスが発生する事がわかってるそうです。（時速60ｋｍ時）」
こちらの出典(ソース)を教えてもらうことはできますか？どのような条件で測定したものか知りたいので。

2014/06/08(14:54)
カンシ URL
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Re: タイトルなし

カンシ様。こんにちは。
0.5Wについては、YSロードさんのページで書かれてました（http://www.ysroad.net/support/tech/wheel/）
ただ自転車は人間が乗って操作してるので押さえつける力とか路面のデコボコの突き上げとか様々な条件があるでしょうから、加速度とか様々な要素も入れないと簡単には数値が出ないと思うのですが、どのような計算をすれば出るのでしょうかね～。

2014/06/08(15:01)
サイクルショップ金太郎　店長 URL
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お教え頂きありがとうございます。ホイールのバランス取り自体は走行時の振動の減少に効果がありそうなのはわかるのですが、それによる省力化が果たしてここまで明確な差が出るのかと思い質問させて頂きました。リンク先ワイズロードのデータの信憑性も調査したいものです(こんなに沢山のレビューが！というのは健康食品にありがちな売り文句なので、気になりました)

2014/06/08(18:33)
カンシ URL
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Re: タイトルなし

カンシさん、確かにどこまでか？というのは難しい問題ですね。効果を感じれると思われる方もいらっしゃるのも事実ですし、感じない方が居てるのも事実です。
プラシーボ効果と言う言葉もありますしね。
ただ個人的にはヒルクライム程度の速度域だと効果が少なく、同じ速度で30km以上の速度で平均して走るなら効果が高く感じます。
実際に私の自転車で試したのですが、路面に吸い付き安定したようには感じました。

2014/06/08(19:14)
サイクルショップ金太郎　店長 URL
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プロフィール

サイクルショップ金太郎　店長

Author:サイクルショップ金太郎　店長
大阪の堺にある自転車店「サイクルショップ金太郎」の店長が運営するブログです。

高校の頃より自転車競技を始め、ピストを中心にＭＴＢやロードのレースにも参加してました。

競技時代は、現在マトリックスパワータグの監督でアジアチャンピオン＆アトランタオリンピック代表でもある安原さんや、日本チャンピオン、元日本代表監督の元でみっちり自転車競技を行ってました。
その後大型自転車専門店に就職し、勉強させて頂き店長の経験を踏まえこのサイクルショップ金太郎をオープンさせて頂きました。

経験を生かし、自転車の素晴らしさなどをお伝えしていきたいと思っております。