自転車道場

 skogenさん
小杉むさしさん
興味持っていただきありがとうございます。
「説明を分かってもらえないのは、たぶん僕が本当に理解できて無いからだ」by ファインマン

てな訳でもうちょっと考えました（この台詞 一度言ってみたかった ^^; ）。
ホイールの重さは自転車全体の重さの一部ですから、もちろん重くなればそれは負荷になります。ですが、せいぜい数100gなので、重量増の効果は小さいです。

また、慣性モーメント特有のフライホイールの効果も重さと回転速度の2乗に比例する訳ですが、ホイールは体重よりずっと軽いですし、回転速度は車速と同等なので、回転体としてのエネルギーが大きい訳ではありません。

ちょっと計算してみます。
人＋車体の重量を70kgとして36km/hで動いている自転車の運動エネルギーは3500Jになります。この時、回転体（700cのホイール）のエネルギーはリム+タイヤの重さを1.5kgとすると75Jとなります。（回転体のエネルギーは慣性モーメントとか回転速度を使って計算しなくても、単純に重量比で小さくなるので3500*1.5/70=75Jと計算したほうが簡単です。）

もし、10秒で30km/hまで加速する場合、(3500+75)J/10s=357.5Wが必要ですが、ホイールに与えられるエネルギーは7.5Wだけです。

自転車では「人＋自転車」と「ホイール」の運動エネルギーの比は重量比になっているので、軽いホイールはエネルギーの観点からは大きな影響は無い。これが私の理屈の全てと言っても良いです。

がちがちで変形がとても小さい自転車・ホイール・タイヤだと、体重を含めて自転車は全て一体で動きますから、ホイールの重さを独立なものとして感じる事は出来ないと思います。

しかし、実際にはペダルに加えた力に従ってあちこち変形しながら動くので、そのずれで各部の重さを感じ取る事があるかも知れません。ホイールが変形する場合、その大きさはホイールの重さとホイール全体の硬さに比例します。ですので、人が瞬間的に変形の大きさをホイールの重さとして感じる可能性はあります。（直感的には、この感覚で重さを正しく認識するのは難しんじゃ無いか、後述の「ホイール全体の性能」を重さとして感じている可能性が高いんじゃ無いかって思います）

現在の完組ホイールは「ランクが上がるほど、損失が小さく、頑丈に、軽く作られている」という背景も重要かと思います。軽く感じるとか、速度を乗せやすいとか、速度を維持しやすいとか、坂を登りやすいとか、ホイール全体の性能が効くので、そういった性能を重さとして感じるんじゃ無いかと思います。

なんか理屈ばかりになってしまいました。
定量的では無い「変形」とかを説明に使ってしまったので、ほんとに感じ取れないのか、やってみないと分からない気がしてきました。

今度、200gぐらいの重りをrs21のリムに貼り付けて、同じホイール、スポークテンション、タイヤを使い、リムの重さだけが違う状況を作って実験してみます。

以下、ペダリングに関する補足。

ペダルを踏んだ力は、クランクから始まって、チェーン、ディレーラー、ハブ、スポーク、タイヤを歪ませながら地面に伝わります。

このように変形する構造体はバネと考えることができます。

人ー→／＼／＼／ー→重り

こんな状況で、人が右に押すと、真ん中のバネは縮んで重りを右に運びます。
（伸びたバネを／＼／＼／、縮んだバネを /|/|/ で表してます）

　　人ー→/|/|/ー→重り
　　人ー→／＼／＼／ー→重り
　　　　人ー→/|/|/ー→重り
　　　　人ー→／＼／＼／ー→重り

縮んだままで押し続けて運べれば良いのですが、押して縮めて、休んで伸びて、また押して縮めて、を繰り返すと、バネを縮めるエネルギーを何度も人は出力しないといけません。これが下手なペダリングの一つなんだろうと思います。

道場長が言われる、「登り坂ってホイールの重量より、ペダリングスキルの方が差が大きい」という説明は、ホイールについて考察する前の私だと、天地がひっくり返るみたいな話だったと思います。でも、その説明が意味するところが、なんとなく分かった気がします。

。。。よーし、だいぶ分かった！後は上手に走るだけ、って体は言うこと聞かない訳で（苦笑）。

シマノのサイトにクイックレリーズの使い方に関する注意が掲載されてますね。
このお知らせの掲載は去年だと思いますが、クイック絡みの事故があったのかな。

http://cycle.shimano.co.jp/content/sic-bike/ja/home/customer-service/important_note/qr-important-anounce.html
偏心カムの構造図が載っています。安全な固定ポイントは知らない情報でした。
レバーは最後まで倒し込んでますが、その位置はレバーが解除され難い仕組みになってるんですね。

ちなみに、現行のFH-RS400-Sはハブはシルバーですが、クイックレバーが黒なので、それが好みじゃありません。マイパラスM-709のホイールを組む時に型落ちのFH-4600を探して買いました。もし、FH-RS400を買ってたら、11速対応のため初心者では組むのが難しかった可能性が高いですね。ティアグラだから10速だと思い込んでました。

ホイールの力学、ちょっと補足します。

「車体＋人」の重さにはリムの重さが含まれています。
リムの重さは並進運動のエネルギー(mv^2)/2と回転するのに必要なエネルギー(Iω^2)/2の両方が独立して存在するので、そう考えると、リムの重さmは運動エネルギーに対して2倍の効果があります。例えば、200gの増加は実効的に400gに相当します（実際には下記の理由で、2倍にはなりません）。

リムの速度はタイヤの外周部で計算しましたが、実際にはリムの半径はタイヤより小さく、リムの高さもありますから、ホイールの慣性モーメントは少し小さくなります（タイヤの外周より少し内側を回っているリムの速度は車速より少し小さい）。結果、ホイールの回転エネルギーは先に計算した値より10～20%ぐらい小さくなります。