フレームとホイールの剛性、振動吸収性について質問を頂きました。
よくフレームやホイールには振動吸収性や剛性に分かれて性能の違いが挙げられます。
この違いにちょっとした妄想を抱いているのですが、例えば振動吸収性のいいフレームに剛性のあるホイールをつけたAというロードバイクがあったとします。今度はそれとは逆に剛性のあるフレームに振動吸収性のいいホイールをつけたBのロードバイクがあったとします。
もし、フレームとホイールの振動吸収力と剛性が同じレベルのものならAとBの乗り心地や走行性は同じ感覚をもつのでしょうか？
それとも例えばフレームの方が性能を感じやすいといったアドバンテージがあるのでしょうか？
回答いたします。
剛性と振動吸収性
まず剛性とは何なのか、振動吸収性とは何なのかというところから始めましょう。
剛性
剛性という言葉を定義すると、物体の変形しにくさとなります。
これについては前にも書いたことがありますが、
http://roadbike-navi.xyz/archives/1245
Ａという物体とＢという物体に同じ力をかけたとき、変形量が大きいほうを剛性が低いといいますし、変形量が少ないほうを剛性が高いと言います。
わかりやすく、輪ゴムと割りばしを例に挙げます。
同じ力を加えたとき、変形量が大きいのはどちらかわかりますよね。
当然輪ゴムのほうです。
割りばしのほうは、わずかにシナル程度ですね。
この場合、割りばしのほうが剛性が高いと言えます。
ところが、そのまま力を強くしていくと、輪ゴムはどんどん伸びますが、割りばしは折れてしまいました。
これが強度の違いです。
この場合、輪ゴムのほうが割りばしよりも強度は高いと言えます。
剛性と強度を混同している人も多いですが、正直無関係です。
剛性が低いから強度も低い、とは言えません。
さてフレームやホイールの剛性の話に戻ります。
フレームの場合、ペダリングに合わせてフレームは変形しています。
私が持っているハイブリッドローラーを使うとよくわかるのですが、
ペダリングに合わせて、ＢＢ付近が左右に動きます。
ここの変形量が少ないフレームを【ＢＢ周りの剛性が高い】というでしょう。
また路面からの衝撃、振動によってフレームはシナリます。
これは振動吸収性の一部を担っていると考えられます。
特にリアならシートステーですね。
次にホイールの剛性です。
ホイールの剛性は縦剛性、横剛性、捻じれ剛性に分けることができます。
縦剛性というのはホイールの縦方向への変形の話です。
なので縦剛性が高いホイールは、振動吸収性が悪いと言えます。
横剛性と捻じれ剛性はかなり近いのですが、ペダリングパワーが入力されたときに、ホイールは横に動いたり捻じれるように動きます。
これが横剛性、捻じれ剛性ですね。
横にグラグラ動くホイールがあったら、運動効率としては悪いですよね。
横剛性とか捻じれ剛性が低いホイールは、加速感が遅れてくるような感覚だったり、進まない感覚と評価されたりすることがあります。
振動吸収性
まずはフレームの振動吸収性です。
上で書いたような剛性によりシナリも、振動を減弱する一つの手段です。
それ以外に、フレーム素材自体の振動減弱性能もあります。
アルミフレームの場合、アルミという素材は振動を減弱する能力が低いのです。
カーボンフレームの場合、カーボンという素材自体が振動を減弱する効果が高いです。
ビアンキのオルトレＸＲ３なんかでは、カーボンの中にカウンターヴェイルという層を設けていますが、カウンターヴェイルは素材自体の振動減弱性能がかなり高いので、乗ってみるとわかりますがフレームがシナッて振動吸収しているというより、フレーム素材が振動を打ち消しているような感覚になります。
トレックのバイクに搭載されているアイソスピードとかは、システムで振動を減弱させている感じです。
シートポストをわざと動くような仕掛けを作り、振動を減弱させていながらも、剛性も保つという手法ですね。
次にホイールの振動吸収性です。
ホイールの場合、スポークが張ってありますが、スポーク自体のたわみが振動を減弱させていると考えられます。
そのため、一般的にはリムハイトが高くなるほど振動吸収性は落ちます。
理由は単純で、リムハイトが高い＝スポークが短い⇒スポークの変形量が少ない、となるからです。
リムハイトが高くなればなるほど、縦剛性は上がる傾向にあります。
素材的にカーボンリムのほうが振動減弱性能が高いはずですが、個人的にはアルミリムとカーボンリムでの顕著な振動吸収性の違いはわかりません。
恐らくですが、ホイールの場合、リムでの振動吸収よりもスポークの変形による振動減弱のほうが大要素なのではないでしょうか？
あとそもそもですが、ホイールよりも振動吸収性能が高いのはタイヤです。
タイヤは空気があ入っていてエアクッションの役割をしますので、ロードバイクのパーツの中で最も振動吸収性能が高いパーツと言えます。
フレームとホイールの組み合わせによる違い
質問者さんが言うような、【フレームとホイールの振動吸収力と剛性が同じレベルのものなら】という組み合わせを試したことがないので、正直なところわかりません。
ただ個人的な好みとしては、フレームよりもホイールが柔らかい感覚は、どうにも好きになれません。
フレームがソコソコ硬いのにホイールが柔らかいと、なんかペダリングしていて後輪が特にグニャグニャ動くような感覚で、どうも進まないというか疲れるんですね。
これが私の感覚です。
でも逆のことを言う人もいます。
ホイールはバネ感があるほうが好きだという意見ですね。
柔らかいホイールとバネ感があるホイールは、イコールではありません。
このあたりは表現が難しいですが・・・
私の好みでは、フレームよりもホイールのほうが硬くあって欲しい、という感じです。
これが逆になると、どうも気持ち悪いのです。
質問者さんが考えていることですが、
剛性が高いフレーム＋振動吸収性が高いホイール、振動吸収性が高いフレーム＋剛性が高いホイールは走行感は同じななのか？
これについてですが、恐らくは同じような走行感にはならないと思います。
ホイールのほうが地面に近く、回転体で動きが大きいものであるということも一つの理由ですし、そもそも上でも説明したようにフレームとホイールの剛性、振動吸収性はちょっと意味合いが違うと思います。
イメージですが、
・硬いフレーム＋柔らかいホイール
⇒足元が柔らかい感じだと、感覚的には踏み込むとグニャグニャするようなイメージとでも言いましょうか。
個人的には好きではありません。
・柔らかいフレーム＋硬いホイール
⇒足元が硬いので、個人的には好きな感覚です。
ちょっと表現しづらいですねｗ
足元であるホイールの硬さと、ホイールより重心が高い位置にあるフレームの硬さは、意味合いが違うと思います。
なので同じような剛性にはなりづらいと思いますし、根本的に別物として考えたほうがよいかと。
振動吸収性がいいフレームに、剛性が高いホイールは台無し？
追加でメールを頂きました。
もし振動吸収性が高いとされるフレームに剛性の高い(加速性のいい)ホイールをつけた場合、フレームの振動吸収性は多かれ少なかれ損なわれることになるのでしょうか？
例えばロングライド用に振動吸収性のいいフレームにしたのに、剛性の高いホイールにしたせいで本末転倒にならないのかなと、妄想してる次第です。(こういう相反する組み合わせは一般的に相性がいいと言われていますよね)
これについてですが、確かに
・振動吸収性が高いフレーム ＋ 振動吸収性が高いホイール
・振動吸収性が高いフレーム ＋ 剛性が高いホイール
この比較だと、前者のほうがバイク全体の振動吸収性はいいですし、後者の振動吸収性はちょっと落ちます。
ここで私が考えるのは、快適性です。
快適性という用語を、【剛性と振動吸収性のバランスが取れた状態】と定義します。
剛性が低いフレーム＋剛性が低いホイールの場合、おおむね振動吸収性についてはかなりいいでしょう。
ですが人によっては剛性不足で進みづらく、ペダリングしていて疲れると感じるかもしれません。
ここで大切なことですが、人それぞれ最適な剛性量は異なるという点です。
これが重要で、剛性と振動吸収性のバランスが取れてこそ、真の意味で【快適】なんだと思うんです。
なので【振動吸収はこれくらいで満足だから、あとは駆動剛性も欲しいな】、というバランス感覚が重要だと思うんです。
自分に最適な剛性量がどれくらいなのかを確かめるには、いろんなバイクに試乗したり、いろんなホイールを試すしかないです。
前に、私の紹介でキシリウムエリートＵＳＴを買った人がメールで書いてくれたことなのですが、
http://roadbike-navi.xyz/archives/5434
この方が乗っているのは、アルミフレームです。
完成車付属の鉄下駄からキシリウムエリートＵＳＴに変えたところ、走りの軽さにも満足頂いたようですが、振動吸収性の高さに驚いたそうです。
キシリウムエリートＵＳＴはチューブレスタイヤなので、タイヤ自体の振動吸収性はかなり高いです。
この方はいずれフレームも変えたいと思っているそうですが、キシリウムエリートＵＳＴを買ったことで、次のフレームの方向性が見えてきたようです。
キシエリＵＳＴにして振動吸収性がかなり上がり、これ以上の振動吸収性は要らないので、次に買うフレームは振動吸収性よりも剛性重視で
このような話を頂いています。
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ロードバイクの場合、振動吸収性のほとんどはタイヤです。
チューブレスタイヤは振動吸収性がかなり高いので、アルミフレームでも十分と言えるほどの振動吸収性はキシエリＵＳＴで確保したから、次のフレームは剛性重視でいいかなと思っているそうです。
逆にここで買ったホイールが硬すぎると感じたら、次に買うフレームは振動吸収性重視と考えていたのかもしれません。
ちなみにキシエリＵＳＴは、ホイール自体は剛性としてはまあまああるほうです。
この方の場合、チューブレスタイヤで振動吸収性は十分稼いだという意味ですね。
最終的なところでいうと、いろんなパーツを組み合わせて、自分好みのバイクを作り上げていくわけですので、答えはあるようでない世界です。
だからこそ迷いますよね。
いくつもホイールを買って試してみて、気に入ったホイール以外は転売するという手法もありますが、経済的にはなかなか出来ないですよね。
どれとどれを組み合わせれば自分好みのバイクになりそうなのか、それを考えていくのは楽しいことですね。
全く答えになっていないような気もしますが、要は答えがない世界です。
難しい話になりますが、フレームとの相性もあります。
雑誌などのインプレで書いてあるホイールインプレも、実は使っているフレームが何なのかも重要なんですね。
あと個人的には、フレームの違いよりもホイールの違いのほうが分かりやすいような気がします。
よく【ホイールを変えたらまるで違うバイクになった】という話を聞きますが、走行感への貢献度としては、フレーム＜ホイールなのかなと思っています。
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2011年頃からクロスバイクやロードバイクにはまった男子です。今乗っているのはLOOK765。
ひょんなことから訴訟を経験し(本人訴訟)、法律の勉強をする中で道路交通法にやたら詳しくなりました。なので自転車と関係がない道路交通法の解説もしています。なるべく判例や解説書などの見解を取り上げるようにしてます。
現在はちょっと体調不良につき、自転車はお休み中。本当は輪行が好きなのですが。ロードバイクのみならずツーリングバイクにも興味あり。
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