自転車道場

Navratilovaさん
ドラムと、金属製のシュー（呼び名は？）との間にグリスを付けるなど思いもよりませんでした。

滑ってブレーキがきかなくなるのではと心配になりますね。
ちょっと調べてみたら、シマノの専用グリスには摩擦材が含まれれており、このグリスが摩耗剤の役割をしているそうです。
https://achapi2718.blogspot.com/2010/09/blog-post_17.html

私は、グリスの添加剤に摩耗剤のことも知りませんし、受け売りですので、誤りがあればご指摘ください。

 ゆったり登山家さん
スレ主です。
お時間いただいてしまいました。沢山の情報ありがとうございます。

道場にいる先輩方でもママチャリのローラーブレーキ？
なにそれ、知らんねぇ、って意見が割と多かったのは驚きでしたが、この際聞いてみてよかったです。

ローラーブレーキはまだ分解未経験で、現在グリス充填の必要に迫られていないので、今後純正品買うかどうか、また考えたいと思います。実験目的で、色々やるのは面白そうですが、ブレーキなのでほどほどにしたほうがいいですね。大人しく純正品かな。
モリブデン入りを入れればいいというわけでもなさそうなのですし。

何のグリスがいいのかは別として。ブレーキにグリスというのが結構考えさせられました。
鉄道のブレーキの話は特に面白そう。

自転車メンテを始めて、グリスを扱うとき例えばハブには、グリスは沢山で、潤滑が目的でしたが、今回のように、制動のためにグリスを使うというのが自分にも？？よくわからなかったですね。
滑らせるために使うんじゃなくて？って。

もうすでにローラーブレーキの内部の様子は皆さん把握されているかと思いますが、こちら以前ママチャリのフリー分解時にお世話になった自転車屋さんのブログ「サイクルショップはたの」さん
https://cs-hatano.hatenablog.com/entry/2011/07/06/120755
同じくローラーブレーキの分解のときの様子があります。

パーツが金属で構成されていて、サーボやバンドブレーキのようなゴムのシューで回転する後輪（ハブに取り付けたドラム）を止めるといったものとは違うんですね。
金属のシューで金属のドラムを止めると、グリスを介して。

これは私の体験ですが、うちのローラーブレーキ付きママチャリを後輪浮かせた状態で空転させるとグリスの接触抵抗からか、あまり回りません。このグリスは常時このシューとドラムの間に存在するので、ブレーキをかけていないときでも常にグリスが接触しているのか、抵抗が発生して回転がまあまあ渋いです。
サーボブレーキでは無接触なので、ジャンジャン回ります。
まあ自転車乗車時にはほかの回転抵抗のほうがはるかに大きいので、あまり影響はないかと思いますが。

tourneyさん、プロショップの方でしょうか。
私はバンドブレーキは、ちょっとあの制動時のキーキー音が無理なんですよね。あれさえなければ。
バンドブレーキのママチャリは現在保有していないのですが、サーボを所有していて分解もしました。
音鳴りもなく、ブレーキの効きもよいので好きです。

唐沢のサーボはごめんなさい経験なく、BSのダイネックス？ブレーキとやらを使用しています。
効きよくて好きなんです。なにやらアスベストが使われているらしくてすでに生産はしていないそうですが。

昔、タイヤ交換・ハブグリスアップ時にドラム内側ブレーキのあたり面にグリスが少量付着してしまい、
すぐにグリスを取り去ったんですが、まあ摩擦が弱くなってしまって焦ったときはありましたが。

 tour-neyさん
>これは私の体験ですが、うちのローラーブレーキ付きママチャリを後輪浮かせた状態で空転させると
グリスの接触抵抗からか、あまり回りません。

そこに気付ける方はごく少数です。そのとおりです。
そして、私がなぜドラムブレーキ(ローラーブレーキ以外)を好むかも、経験から分かると思います。

ダイネックスブレーキは整備性が悪くタイヤ交換が鬼面倒くさいこと、調整代が殆どないことと、精度の意味でハズレが多すぎるのも、経験してます。

唐沢さんのサーボブレーキは組み付け失敗すると面倒くさいので、バンドブレーキでいいかぁと諦めている(汗)ただブレーキも深いですよね。何かの参考になれば幸いです！

ママチャリは僅かな抵抗を削っていって、まともになります。削った結果がクロスバイクになりますけどね(笑)因みにプロショップではありません^^;ただの平の整備士です。(尚ここの住民？は整備士より整備士してますがw)

 クオリア44さん
摩擦力のコントロールにオイル、グリスを使用するのは、特に珍しい事じゃありません。
オートバイだと、一部の輸入車を除いて、潤滑用のエンジンオイルの中でクラッチを作動させる湿式クラッチが殆どですし。

因みに、オイルに接触しない乾式クラッチよりもハーフクラッチの操作が簡単になるのが利点です。また、消耗も少ない。私は乾式クラッチのBMWをハーフクラッチ多用でヒュンヒュンと走らせてたら、部品交換がかなり早くやって来ましたから。

あと、ローラーブレーキは走行抵抗が発生するのも常識です。

運営に怒られない場合には、ローラーブレーキは外してキャリパーブレーキに変更するのは、ママチャリレースの定番の改造です。

 うーむ。。。さん
>道場にいる先輩方でもママチャリのローラーブレーキ？
>なにそれ、知らんねぇ、って意見が割と多かったのは驚きでしたが、
趣味ですからね、、私の場合はママチャリは所有したことなく、レンタサイクルを何回か使ったことある位なので。

＞実験目的で、色々やるのは面白そうですが、ブレーキなのでほどほどにしたほうがいいですね。
真面目に検証するには結構大変です。安全を考えるには単にグリスを詰め替えて試すだけではなく、障害系の試験も必要で、公正妥当な範囲でそれぞれの方策を考慮しなければなりません。そして製品はそれに応じて設計し、部品を選定します。

障害を考え方を簡単に紹介すると、例えば自動車のブレーキの場合、オイルが漏れ効かなくなったときに備えて2～4系統になっていて、サイドブレーキは別系統が多いです。（例えば油圧は右前輪と左後輪、左前輪と右後輪を組みにして2系統、サイドブレーキはケーブル式など）
電気製品の電源の障害では、なにかパーツが壊れたときには切れる場合、短絡するどちらかの場合が多いですが、短絡は避けて切断する部品を使用し設計する(さらにヒューズも追加)
ソフトウェアでも例えばセキュリティが厳しいシステムで通信を制限するには、怪しい通信を遮断する(ブラックリスト)ではなく、通信してもいい相手だけを指定する(ホワイトリスト）など。

ローラーブレーキの場合は分かりませんが、長い下り坂をブレーキを掛けておりた場合、グリスが変質した場合、長期使用した場合、ケーブルが錆びてスムーズに動かない場合、パーツが摩耗や変形で正しく接触しない場合、上手く動かなかった場合などがぱっと思いつきます。それらが問題起きないように、問題が起きてもすぐ危険を及ぼさないように設計します。

BBやハブベアリングなどのグリスであれば問題があってもそんなに深刻な(命の危険を及ぼす)事態は考えづらいですが、ブレーキだと容易に想像できるので、私なら家族用は純正、自分用は試してみるかもといった次第です。まぁ自転車のブレーキの場合には前輪ブレーキが主ブレーキで後輪は副の関係になりますけど。

＞滑らせるために使うんじゃなくて？って。
厳密に言うと、制動するところで滑らせるために使っているようですね。
効き過ぎるブレーキを和らげる形で。

＞鉄道のブレーキの話は特に面白そう。
鉄道でも油を使っているんですよね。急カーブでキーキーうるさいところがありますが、あれはレールと車輪の出っ張ったところ(フリンジ)が擦れる音です。うるさいだけでなく、接触するとせり上がって脱線の原因となります。（20年くらい前に多数の死傷者を出した日比谷線脱線事故がこのパターン)
その防止に、定期的にレールに油を塗り、車輪との摩擦を減らします。踏面ではなく側面ですが、少しは踏面側にも回りそうだし、車輪にもつく。感覚的にはブレーキが効かなくならないかなと思ったんですが、実際に使われていることから分かるようにそうでも無く、問題なくコントロール出来る範囲のようですね。

 tukubamonさん
ローラーブレーキグリスの情報追加です。
3年ぶりに帰ってきたローラーブレーキ車、AZウレアグリス追加せず3年間使えました。

ブレーキの頻度にもよりますが、3年の間に3回もパンクしたそうなのでそれなりに走っていたと思われます。タイヤは、サイドにヒビがあり明らかに空気圧不足で走っていた感じ。

チェーンも2年くらい前に注油してあげたのですが、それ以来注したことも無かったようで、ミシン油が砂漠に染み込む水のように浸透してゆきました。

来週から子供の通勤自転車に使われますので、ウレアグリスの耐久性の追跡報告できると思います。

 Navratilovaさん  ママチャリのクランク外し

ママチャリのクランクフィキシングボルトにナット型とボルト型があることを知りました。
両方とも、スクエアタイプ規格のスピンドル用だと思うのですが、ボルト型はスピンドルの
端面に穴があるので、コッタレスの押す端面と接触する部分が少ないせいか、クランクを
抜き取ることができません。
ボルト型には、写真と異なるコッタレス抜き工具が必要なのでしょうか。

 鶏　泰造さん
ボルト用の貫工具が必要です。
×貫
◎抜き
　ボルト対応のものなら、ナット式でも外せます。私はシマノのTL-FC10を使っていますが、TAやストロングライトみたいな特殊なもの以外は、これで外せます。最近のサードパーティのものは良くわかりませんが、シャフトに当たるネジの頭が平らなものなら、大丈夫なんじゃないかと思いますよ。

でも写真を見た感じでは、この工具でも抜けそうに思えるんですけどねぇ。

 Navratilovaさん
鶏　泰造さん
全く動かなくなり抜けません。外して見るととコッタレスの押し棒の円周部分に線状の切子みたいなものが剥がれてきています。単にサードパティの固有の問題ですかね。頭は平らでしたが、今は周囲がわずかにテーパー状です。
TL-FC10を調べましたが、私のと構造は同じようです。
TAやストロングライトの意味は分かりませんでした。異なる規格でしょうか。
いずれにしろ、シマノTL-FC10なら外れるということが分かりました。

 チップインダブルボギーさん
Navratilovaさん
はじめまして。
普通のコッタレス抜きで外れないでしょうか。
過去にどちらのタイプも普通のコッタレス抜きで外せましたが。

鶏　泰造さん
シャフトのネジ穴に工具がめり込んで行ってしまっているのだとすると、工具側の焼きが甘いか、焼きが入っていないんだと思います。

TAとかストロングライトというのはフランス製の部品メーカーの名前で、クランク側のネジ規格が特殊なため、専用の工具じゃないとそもそもねじ込めません（余計な情報でした）。

 クオリア44さん
現在売ってるコッタレス抜きは殆ど全てオクタリン用と共用で、先端部にアダプターが最初から付いてるのを外して使います。

外さないて作業してる様に見えますけど、確認してみましょう。

 Navratilovaさん
チップインダブルボギーさん
鶏　泰造さん
ディープ･ インパクトさん

サポートありがとうございます。
お陰様で、クランク両方とも外すことができました。

左クランクは諦めて、右クランクに挑戦すると、問題なく外すことができました。
ということは、マキシィタイプかマイティタイプ（この名前初めて知りました）と
コッタレス抜き工具の相性の問題はないようです。

残る右クランクはハンマー叩きで外れました。自転車を立てたままだと叩きにくい
ので、台を用意してフレームを寝かせた状態にして、思いっきり叩き下ろすと3発目で
抜け落ちました。
寝かせた状態で叩くと、フレームに悪影響があるかも知れません。鉄製ママチャリは
頑丈でした。

話は、最初のチャレンジに戻りますが、コッタレス抜き工具は、最後まできちんと締め
込みスパナで固定しましたが、抜けませんでした。
そのとき、気になったのは、押し棒が、わずかに斜めになってしまうことです。
押し棒の先端が甘くシャフトの穴との干渉で、まっすぐ押せないのかなあと思いました。
なお、切子の輪の直径は、クランク内径ではなく、押し棒の直径でした。
安価なコッタレス抜き工具だからか、押し棒は使う前からわずかにぐらぐらしています。

ママチャリには不釣り合いかも知れませんが、この機会に軽くて長さが170mmのクランク
に変えようと思います。おすすめがありましたら教えてください。
タイヤ：27インチ
前：36T　1段
後：MF-TZ20 6段

自分で探したところでは、GRKWガードギヤクランクセット 36T がモノタロウにあります
が、残念ながら軽量ではないようです

よろしくおねがいします。

クオリア44さん
はい、確認しました。上の投稿の写真で右端にあるのが使用したコッタレス抜き工具で、
押棒先端部には何も付属品はついておりませんでした。

押棒先端の周囲は削り取られたように見えます。
クランクに取り付けるネジは山がなだらかになっています。これは、道場長ご指摘の通り
きちんと締め込まずに失敗した過去の残痕です。この工具はもうおしまいでしょうか。

鶏　泰造さん
もう使わないほうがいいですね。無理して使うと、部品を壊してしまいます。

工具の値段て、ほとんど「材質」と「精度」で決まりますから、目利きができない人は、安物には手を出さないほうがいいです。この工具は押し棒もネジ山も削れていますから、安い材質で焼きも入っていないものと思われます。

 Navratilovaさん
ディープ･ インパクトさん
鶏　泰造さん
引き続きフォローありがとうございます。

この工具はこれにてボツにします。次はシマノのを購入します。力を込めて使う工具は信頼できるメーカのものを選ぶようにします。何百円かの違いなんですが、安いものに手を出してしまいます。

自転車道場の掲示板は初心者にも対応していただけるので、本当に心強いです。
どうもありがとうございました。

skogenさん  タイヤ空気圧の決め方
空気圧の決め方にはいろいろな流儀があるかと思います。
ここでは少し実験的に議論してみます。

まず、タイヤの空気圧は高いほど転がり抵抗が減り、軽く走れるようになります。

空気圧が低いとタイヤの変形が大きくなり、転がり抵抗が増しますし、リム打ちの可能性が高くなります。

では、空気圧が高ければ高いほど良いかと言うと、そういう訳ではありません。通常のアスファルト道路では路面に凹凸があるため、空気圧が高いと凹凸に伴う振動をタイヤで吸収できなくなり、自転車全体が振動し、走行抵抗が増えます。また、タイヤと地面との接触（静止摩擦）を介した推進力が掛かりにくくなります。

という訳で、実測で適正空気圧を決める方法を紹介します。

結果を最初に書いておくと、空気圧は高くても低くてもダメで、振動が減衰する最適な空気圧があります。体重65kgぐらいだと、6 bar付近でした。

実測結果や説明は後ほど。

フロントの振動波形 振動の減衰率と第一バウンスの高さ

実験にはスマートフォンを使います。現在のスマートフォンは加速度センサが入っているので、簡単に鉛直方向の加速度を測定できます。スマートフォンはハンドルにしっかり固定します（私はミノウラのスマートフォンホルダを使いました）。今回使ったiPhone7の場合、100Hzで加速度変化をサンプリングできますから、自転車の振動だとぎりぎり振動波形を計測できます。

実際に乗車し、壁などに手を添え、静止状態からハンドルをホッピングでほんの少し持ち上げ、落ちた時にフロントがバウンスする振動を測定します。そして波形から減衰率を計算します。z方向の加速度の時間変化波形を図に示します（重力加速度は補正しています）。z方向の高さに変換した方が良いですが、今回は加速度波形そのものを使い、最初の上向きピーク（第一バウンス）と2番目の上向きピーク（第二バウンス）の面積比から減衰率を計算します。また、最初のバウンスの加速度の大きさをホッピングの上向き加速度で割った値（第一バウンスの高さ）を計算します。

サンプリングレートがぎりぎりで計測波形がガタついているため、3回の平均値を計算しています。

結果を図に示します。減衰率が大きいほど振動の振幅は速やかに小さくなります。つまりバウンスのような大きな振動が抑えられます。

Vittoria CORSA G+（ホイールはレーシングゼロ）だと、6barを超えると弾まなくなります。これはタイヤの空気バネが効かなくなり、弾まなくなるためです。この領域では自転車はガタガタと細かく振動する事になります。一方で、6bar以下では空気圧を変えても減衰率は変化しなくなります（これ意外な発見でした）。ですが空気圧を変えるとタイヤのばね定数が変わり、振動の周波数が変わります。

ここで注意が必要なのは、減衰率が高い＝「タイヤ」が弾まない＝路面のガタガタはそのまま車体の振動になる、ということです。

3barまで落とすと、タイヤはゴムまりのように弾むようになります。

以上より、最適な空気圧は6barだと考えました。タイヤ本来の衝撃吸収能力を活かせる最大の空気圧です。

Yksion Pro UST（ホイールはキシリウムエリート）は上限の7barまで測定してみました。こちらは5bar付近で振動の様子が変わりますから、5-6barが最適な空気圧だと考えられます。ですが、このタイヤは空気圧による振動の変化が小さく、空気圧を上げ過ぎてもマイナスの効果は小さいようです。

さて、以上の説明だと2つのタイヤの差は小さいように聞こえますが、Corsa G+とYksionには加速度の大きさと振動数の変化に違いがあります。例えば、YksionとCorsaを比較すると、第一バウンスの大きさが違います。この違いは乗り心地としてはっきり分かります。また、ホイールやフレームの違いも関係します。

その辺りの話はまた後日。

 クオリア44さん
ソレ、路面状況によって最適解が激変する事が分かっていて、特殊な計測器を装備して実装行しない限りは、最適値が分からないので、やっても無駄ですよ。
http://rbs.ta36.com/?p=37662#i-4

 @豆大福@さん
skogenさん
面白いですね。
Vittoria CORSA G+って確かメーカー指定のミニマムが6barでしたよね。（6bar-10barだったはず）

　私は同タイヤを体感ベストで5.8くらいで乗ってます。腰のないタイヤなのでこれ以上下げれないのもありますが。アスファルトの凸凹吸収の分で少し下げている部分を考えると6barは体感に近いです。

　うまく行けばタイヤ、ホイールの色々な組み合わせに対して、スマホ１つで最適解に近い数値を出せるようになりますね。ホイールとの関係も大きいと思うので続き早くぅw

ronjinさん
skogenさん素晴らしいですね。
路面状況のパラメータが入っていないので、これはほぼ平滑なアスファルトの場合と考えてよろしいのではと思います。ということは、最適な空気圧の上限値を確認できたことになりますね。

荒れたアスファルトや石畳のような所では若干空気圧を下げるほうが良いというのは
プロツアーでも常識？

CORSA G+の結果で弾まなくなるというのは、減衰が効いているからではと考えると、
8barが最適になってしまうという結果は気になる所です。

 skogenさん
まとめてご返事。
＞ クオリア44さん
Silcaの実験結果はこの掲示板でも紹介されていましたし、ITさんのブログも読んでますので、私の実験のヒントにもなっています。

でも、今回の実験の趣旨・解釈はちょっと違うんですよね。
ダンパー付き振動系の強制振動項が路面の凹凸で、今回の実験は強制振動項は無くて、系の自由振動だけを測定したものです。で、路面にありとあらゆる凹凸が存在し、一般的なアスファルト道のような比較的良い路面の場合、空気圧の上限は今回の最適値となります。

＞ タイトリスタさん
＞ @豆大福@さん
ホイールの違い、タイヤの違い気になりますよね。^^
タイヤの付替えとかで手間が掛かるので、まだ大まかな比較しかできてません。簡単な結果の紹介はそのうちやりますが、きちんとした比較は少し時間が掛かるかな。

＞ ronjinさん
おっしゃる通りで、路面の凹凸は入ってませんが、今回の結果の空気圧は一般的なアスファルト道を想定した場合の上限値になります。

減衰率に関する今回の結果の解釈は、ちょっと分かり難いかも知れません。
恐らく、空気圧が高いと減衰率が低く、圧が低いと減衰率が高い、と普通は考えると思います。結果はそうなっていません。

なぜか？

硬い鉄の玉を地面に落としたとします。その鉄の玉は弾みません。これが空気圧が高いタイヤの振る舞いに相当します。今回の説明の言葉を使うと、減衰率が高い、となります。ゴムまりは弾みますが、それが空気圧が低いタイヤです。バウンスは減衰しにくい。つまり、減衰率が低い、となります。

ダンパー付きの振動系が基本ですが、そこから少し解釈を進めないといけないようです。

 ひなもりももさん
これも自転車の楽しみ方のひとつですかね。
適正空気圧って人それぞれ違いますよね。
空気圧を変えて走ってみたほうが速いと思いますし、スマホで決めても確認走行必要だし。

 skogenさん
フレームによる違い
ひなもりももさん
はい、あくまで自転車の楽しみ方の一つです。多分に趣味的で、私なりの楽しみ方。^^;

走行して確認するのって、意外と難しいんですよね。
路面なのかタイヤなのか、ホイールが微妙に掛かりが悪い感じがする事があります。それが今回の空気圧の決め方を考えた理由です。例えば、レーシングゼロがなぜか私の脚に合わない、なぜそんな感じがするのか知りたかった。

乗り心地とはちょっと違っていて、できるだけ走行抵抗を小さくしながら、前に進む感じがダイレクトになるような上限の空気圧が知りたかった。

＝＝空気圧の比較のめんどくさい話に戻ります＝＝

さて、空気圧を上げると減衰率が上がるという結果の解釈ですが、なんか難しいです。解釈にちょっと自信なしです。

今回、観測した波形はフロントフォーク、ヘッドチューブを含めたハンドル部分での振動です。なので、減衰率はタイヤだけで考えることができなくなります。

空気圧を上げると、タイヤは衝撃を吸収しなくなり、フォーク・ヘッドチューブだけで吸収する。タイヤが跳ねないので（反発係数が小さくなるので）、振動はすぐに減衰する。そう解釈しています。

なんか小難しい話になりそうなので（いや、そもそもこのスレ自体が小難しい ^^;）、ホイールとフレームの違いの簡単な例を紹介しておきます。

クロモリフレーム（Tange #2）の結果です。ホイールは32Hでタンジェント組のオープンプロで、タイヤはRubino Pro3 23cです。

同じホイールをカーボンバイクに装着した結果と、Yksion ProとCorsa G+（どちらも25c）の振動の様子も表示しています。

波形の違いは一目瞭然で、フレームが違うと振動の仕方がガラリと変わります。という事は、フロントホイールの衝撃を吸収するのはフォークとヘッドチューブ周りですね。カーボンバイクの場合、ホイールが違っても、振動は基本的には同じです。つまり、ハンドルで感じる振動は基本的にフロント周りの変形によるものだと言えます。タイヤによってその振動の仕方が少し変化する、という感じなのかな。

この違いに比べると、ホイールやタイヤの差は小さいです。ラジアル組やタンジェント組の差は明確には出ませんでした。でも、今回のお話はこの小さな波形の違いが大事なんですよね。

なお、最初のガツンという第一バウンスは、ホイールとタイヤによって違いが出ますが、ホイールとタイヤのどちらが効くのかはまだ調べてません。この最初の衝撃は乗り心地に大きく影響すると思います。

今の所、タイヤが空気圧で衝撃を吸収する上限の空気圧が最適な空気圧だと思います。低い空気圧側から上げていった場合の境界は、
・減衰率が上がり始める空気圧
　（空気圧が低い領域ではタイヤの空気圧が仕事をするので減衰率は変わらない）
あるいは
・振動の周期が変わらなくなる空気圧
　（空気圧が低い側では空気圧を上げるとバネ係数が上がり、振動周期が短くなります）
だと考えています。いずれも、タイヤの空気バネを感じなくなる空気圧だと思います。

 クオリア44さん
ソレ、路面が完全平滑な専用トラックなら、常に最適値はタイヤの指定空気圧の上限になるけれど、舗装路だと平滑に近付く程に、最適値もタイヤの上限に向かって上がります。

舗装路の平滑度が数値で条件設定出来ない限りは、似非検証実験の数値が意味有るものになる訳はありません。

 skogenさん  

クオリア44さん

路面の平滑度云々というコメントを書かれるということは、私がやった実験の意味を理解されてないようですね。最初に書きましたが、Silcaの実験とは考え方が違います。そして、要素に分けない実験の結果は私の思考回路では一般化できません。

この手のダンパー系は、まず単体の振る舞いを調べます。それが分かれば強制振動項（路面の凹凸による振動）が加わった場合の挙動はおおよそ分かります。例えば、波形からフロントの固有振動数（25Hz程度）や減衰係数が分かります。そして、それらの空気圧依存性を調べるのが、今回の実験の趣旨です。精度は高くないですが、傾向は分かります。

ダンパー系の振る舞いはあちこちで解説されてますが、専門的なものとしては、次の説明なんかが良いと思います。

https://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_suppo
rt/newreport/dampingfactor/dampingfactor
_2.htm

この解説でも最初に自由振動を扱い、その後に強制振動の説明という順番になっています。説明に使われる2つの図がポイント。

ここまで理解できると、路面の平滑度の数値化だけでは条件が不足することが分かります。

そして、不足した条件が揃ったとしても、空気圧をどこに合わせて決めるのか、それは現実には難しい訳です。私が最適値とした空気圧はその考え方の一例を示したつもりです。

＝＋＝＋＝＋＝＋＝＋＝＋＝＋＝
以下補足。ウンチク話なので書き込むつもりは無かったのですが。。。

上記のページに横軸に周波数ω、縦軸に振幅xをとったグラフがあります。このグラフは次のように読みます。

ゆっくりとした周期で揺さぶられると、自転車は同じように振動し、速い振動には追従しない。固有振動数で揺さぶられると、系は盛大に振動する（共振する）。

つまり、路面の凸凹が固有振動数（共振周波数）となっていると、自転車の上下の振れはとても大きくなります。今回は’25Hzで、どれぐらいの周期かと言うと、30km/hで走っている時に33cm幅の凸凹を越えた場合です。例えば、33cm周期の段差舗装（コーナーとか下りにある凸凹のカラー舗装、通称ゼブラ）があると、自転車は盛大に振動します（運が悪いとシミーに遭遇します）。

この共振周波数を境として、短い周期（速い振動）の凸凹には車体は追従できず、だんだんと振動しなくなります。その伝わり方は固有振動数と減衰率に依存します。

固有振動数以上で外部から加わる振動の減衰の仕方はフロント周りに依存します。今回の例だと、クロモリフレームは減衰が遅く、カーボンフレームの減衰は速い。フレームが持っているダンパーとしての性能の違いです。段差などの過渡的な振動（大きな周波数から小さな周波数まで、いろいろな振動を生じます）を減衰させるのも、ダンパーの役目です。

空気圧を下げると固有振動数が小さくなります。速い振動（細かな凹凸）は相対的にグラフの右側に位置するようになり、振動はより大きく減衰します。

Silcaの実験は路面の状態によって走行抵抗が変わる、という表現をしています。そういう現象が起きるのは、強制振動の周期（路面から伝わる振動）が変わる事が理由で、ここで説明したような動きがタイヤとフレームで生じるためだと考えられます。

なお、Silcaの実験では速度についての言及が無いですが、上述の通り、路面の凹凸を強制振動項と考えると走行抵抗と最適空気圧は速度に依存します。

さて、ここで問題になるのは、最適の空気圧は体重、フレーム、タイヤによって変わるという事です。今回の結果は、あくまでも現在の私の体重（65kg）とフレームとタイヤについての計算です。

最適の空気圧がタイヤに依存していることは誰でも普通に体験していると思いますが、体重によって変わることを認識している人は少し減り、フレームに依存していることを知る人の割合はさらに減ると思います。

さてさて、要素に分けるという立場からは、フレームによる振動の吸収とタイヤによる吸収を分けたいので、スマホをハブ軸に取り付けて調べようかと思ってます。

スマホだけでいろいろ遊べるなんて、安上がりで簡単でしょ？　^^;

クオリア44さんは頑迷なのか、私の面倒くさい説明を読まれてないと思いますから、もう少し説明します。具体的には、クオリア44さんが心の拠り所にされていると思われる、Silcaの結果を説明してみます。

今回の結果から、フロントは図のような周波数応答をすると考えられます。固有振動数は25Hz付近ですから、路面の凹凸はそれより高い周波数になります。

とても単純に考えていますが、空気圧を下げると固有振動数は下がります。減衰率の変化はこの説明では使いません（私は一般化するために、最適空気圧の目安を決めるのに減衰率の変化を使っています）。

まず、100Hzのところに描いた上向きの矢印に沿って考えます。空気圧が上がり、固有振動数が上がると小さな凹凸を越えた時の自転車の振動は大きくなります。これは走行時に上下動によってエネルギーロスが増えることを意味します。

次に、75Hzのところに描いた上向きの矢印を考えます。これは繰り返し周期が大きな凹凸、つまり遅い振動が加わると、自転車は100Hzの時より大きく振動しすることを意味しています。

もう一つのグラフの横向きの点線矢印を考えます。
この点線と周波数応答の交点がSilcaが言うBreak Pointです。これは、振幅がある大きさを超えないように（エネルギーロスが一定値を超えないように）、という制限を加えると、凸凹の周期が大きいほど空気圧を下げないといけない事を意味しています。これがSilcaの結果です。

＃タイヤの空気圧によってタイヤの変形による走行抵抗は減るので、ブレークポイントは交点より少し右にずれます。

こういう路面と空気圧の関係については誰もが直感的に理解していたことです。特に、バンクを走ったことがある人だとすぐに分かります。

ではこの定性的な結果で最適な空気圧を決めることができるでしょうか？
上げ過ぎないように、ぐらいの指針しか立ちませんよね。

具体的にタイヤとホイールとフレームを決め、路面の平滑度と走行速度を一点に決めると、最適な空気圧が決まります。でも、現実には路面は時々刻々と変わり、走行速度も変わります。そんなこんなで、最適な空気圧の決定は難しく、結局、経験則で決めることになると思います。

skogenさん
つぶやきモードに突入中。^^;

上の書き込みを訂正します。
速度依存性はSilcaのテストに盛り込まれていました。

Silcaのテストの話をもう少し。

Silcaは転がり抵抗の測定にChung Methodを使ったと書いています。Chung Methodはパワーメータを使った走行抵抗（空気抵抗CdAと転がり抵抗Crr）の測定方法で、簡単に実施できます。自転車に乗る人って、こういう創意工夫で身の回りの機器で実験する、趣味的なところが面白い（私と同類の匂いがします ^^;）。

路面状態による走行抵抗の違いを測定するには特殊な測定器が必要って、誰か書いてた気がするけど、どっかの受け売りで書いたのかな。

Silcaは走行抵抗の概念をインピーダンスに拡張していますが、インピーダンスは周波数に依存します。一つ前の書き込みの縦軸の振幅比はインピーダンスから計算できます（正確にはモデルが少し違います）。

自転車の場合、周波数は走行速度に依存します。

さて、Chung MethodはCdAを速度の2乗の係数として、Crrを速度の係数として求めます。転がり抵抗は速度に依存しないと簡単化することも多いですが、きちんと速度依存性を入れてますね。

素晴らしい！

でも、インピーダンス（周波数応答）で考えた時、Crrをどう求めるのか？
そこんとこもう少し考えよっと。^^

周波数応答から空気圧を決める方法に目処が付いたので、話を完結させておきます。

まず、Silcaの最適空気圧の考えと、私の考えを比較します。
2つ前の書き込みでSilcaのブレークポイント（BP）の説明を書きました。ここではもう少し分かりやすく、作図で求めた例と、私が考える最適空気圧を図に示します。

両者に大差は無いのですが、最適空気圧はタイヤがカチンカチンになりに弾まなくなる空気圧より少し下です。

私の空気圧の決め方は減衰率が変化する境目の空気圧としました。この空気圧を境に固有振動数の変化が小さくなります。図から最適空気圧を得るには、固有振動数の変化で決めると考えた方が分かりやすかった。

この空気圧ではフレームとタイヤの両方で振動を吸収・減衰しています。これよりも空気圧が高いとタイヤによる振動吸収は小さくなり、主としてフレームが振動を吸収します。空気圧が低いとタイヤが吸収します。「タイヤとフレームの両方に仕事（振動の吸収）をさせるのが効果的」ですから、境目付近の空気圧が良い。

ところで、最近、Latexチューブを使っているんですが、最適空気圧が少し高くなりました。タイヤがカチンカチンで弾まなくなる空気圧が高くなったのが理由です。

という訳で、結論は至って自然で、「タイヤがゴムまりのように弾む空気圧よりは高く、硬く跳ねる空気圧よりは低く」が最適な空気圧の決め方です。

これ言葉で説明するのは簡単です。ですが、今回の加速度計を使った減衰応答を、体重を掛けた状態で測定してみて、ようやく弾み方の質的な違いを私は理解できました。その違いを感覚的に誰でも分かるか？微妙なところだと思います。

＝＝補足＝＝
図中に走行抵抗の等高線を引いてますが、これは「振動のエネルギー∝（振幅×周波数）の2乗」から考えたラインです。2乗の部分を図式解では無視してますが、まぁ、傾向は同じです。2乗すると、右図の空気圧に対する走行抵抗の変化の傾きはもう少し急になります（二次曲線は下に凸なので）。

ちょっとした不満。
インピーダンスは周波数依存性の概念ですが、路面抵抗のインピーダンスという表現は路面抵抗が周波数によって変わる、という状況を想像させます。しかし、上の図式解から分かるように、路面抵抗のタイヤ空気圧依存性は周波数によって変化しません（固有振動数より高い領域では周波数応答の曲線は平行）。

これは元のChung Methodと矛盾しません。つまり、Crrは速度の一次項の係数でしかありません（R∝Crr v＋CdA v^2）。ブレークポイントが空気圧による路面抵抗の低下と、路面の凹凸による増加のバランスで決まっているだけで、周波数依存のインピーダンスという概念を持ち込むのは、誤解を与えます。

実際、最適周波数を決めるのに、自転車で観測される振動の周波数を別の文献で調べ、今回の考察に反映させています。インピーダンスから損失を計算するには、自転車に加わる周波数帯が分かってないといけません。

私も最初はそこを間違って、難しく考えていました。簡単な現象を難しく説明するのは、あまり良いことでは無いかな。（って、私の小難しい説明は、試乗すれば分かることを難しく説明しようとしてるだけじゃ無いの？って言われそうですが。。。^^;）