サイクリングのバイオメカニクスとバイクフィット

デッドスポットとは、上死点と下死点の付近の移行点を指し、そこでは脚が前進方向の力を加えるのに不利な位置にあります。機材の欠陥ではありません。

出典：サイクリングのコーチングとバイオメカニクスの一般資料 · 想起

ほとんどのライダーでは、強い大腿四頭筋と大臀筋が駆動するダウンストロークが、比較的弱いアップストロークと違って、推進の仕事の大半をこなします。

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ビンディングでペダルに固定していれば、上方向に引き上げることは力学的に可能になりますが、多くのライダーがそのために使う股関節屈筋は比較的弱いため、正味の貢献は小さいままです。

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足首の角度をわずかに変えると、足首を固定したままでは力を効果的に加えにくい位置をペダルが通過するときにも、力を有効に加え続けられます。

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円を描く動きを意識的に誇張しようとすると、筋肉を非効率に動員しがちで、ほとんどのライダーにとって、推進力の向上に見合わないままエネルギーを使うことになります。

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効率とは、加えた力の総量に対する、有用で前進方向の力の比率のことであり、単なるストローク数や距離、見た目のことではありません。

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力の方向はクランクが回るにつれて絶えず変わり、推進に最も有用な角度は、円のうちダウンストロークの部分に集中しています。

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純粋な筋力は上限を決めますが、その筋力がストロークの中でどれだけうまくタイミングを合わされ、方向づけられるかが、実際にどれだけがペダルに伝わるかを決めます。

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疲労とともに細かな運動制御が衰えると、ストロークをなめらかに保つ正確なタイミングが崩れがちで、ペダリングがぎこちなくなって表れることがよくあります。

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力がどこで自然に弱くなったり無駄になったりするかを知れば、ライダーとコーチは、もっと力を出せばすべて解決すると考えるのではなく、技術の改善に的を絞れます。

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パワーはおおよそ力にケイデンスを掛けたものなので、パワーを一定に保つなら、ケイデンスを上げた分だけ、1ストロークあたりの力を相応に下げなければなりません。

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1分間に回数の多い軽い収縮は、同じ全体のパワー出力であっても、回数の少ない強い収縮より、筋肉の局所的な疲労が小さく感じられることがあります。

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重いギアを踏み込むと、1ストロークごとにより大きな力が求められるため、高めで軽いケイデンスよりも、筋肉に強い負荷がかかり、局所的な疲労が速くたまりがちです。

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Bernardらは、60、80、100rpmのどれも3kmランに影響しなかったと報告し、Tewは10kmで影響を認めませんでした。ある研究はエネルギーコストの点で低いケイデンスを、別の研究は序盤のピッチの点で高いケイデンスを支持しており、定まったルールはなく、トライアスリートがロードレーサーより低いケイデンスを選ぶという証拠もありません。

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軽いギアをより速く回すと、同じ全体のパワーで、筋肉への負荷をいくらか減らす代わりに、心拍数に表れる、心肺機能が担う負担が高まります。

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ライダーは、楽に感じられて慣れたケイデンスに落ち着く傾向があり、研究によれば、それが代謝コストを最小にする正確な数値であるとは限りません。

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丘や風といったレース条件がケイデンスの変化を強いるため、幅広い範囲で練習しておけば、1つの理想的な数値だけでなく、いろいろな状況で効率を保つ能力が身につきます。

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筋肉が疲れると、1ストロークあたり同じ力を生み出すのが難しくなり、ライダーがパワーを保とうとしていても、自然な反応としてケイデンスが落ちることがよくあります。

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筋線維タイプやトレーニング歴といった個人差によって、そのライダー自身の効率的なケイデンスの範囲がどこにあるかが変わります。

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ケイデンスは、トライアスリートが意図的に使えるレバーであり、心肺への負荷と筋肉への負荷、そしてバイクのパフォーマンスとランに向けた脚のフレッシュさを引き換えにできます。

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ペダリングの1回ごとに脚が伸びきらないと届かないとき、脚を届かせるために腰が揺れることが多く、これはサドルが高すぎることの目に見えるサインです。

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サドルが低すぎると、ストロークの上部でひざの屈曲が余分に必要になり、適切に設定した高さよりも膝蓋骨に大きな負担がかかることがあります。

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サドルを前後にスライドさせると、ストロークの要所でペダル軸に対するひざの位置が変わります。これはサドルの高さとは別の効果です。

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サドルを前に出すと、腰がより開いた角度に回り、低いエアロの胴体姿勢に合い、ランに向けた脚の準備にもやさしいことが多いです。

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ストロークの下部でひざがわずかに曲がった状態が残るようにするのは、広く使われている実用的な出発点で、そこからさらに調整していきます。

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数分間なら害がないと感じる小さな伸びすぎでも、長いライドの数千回のペダリングの中では、実際の負担として蓄積することがあります。

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けがの後のフィッティングの判断は、通常、痛めた特定の部位への繰り返しの負荷を減らすことを目的とするもので、すべてのけがに共通する1つの固定ルールがあるわけではありません。

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サドルからペダルまでの総距離にはシューズとペダルのスタックも含まれるため、そこを変更すると、サドル自体を動かさなくても実効的な高さが変わります。

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胴体を低く前に移すと、体重と角度がサドルにかかる負荷が変わるため、ポジションを変えたときにはサドルも見直すことになりがちです。

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高さは主にひざの伸展を左右し、前後位置は主にペダルに対するひざの位置を左右します。これらは別々に調整する価値のある、2つの異なる力学的な変数です。

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リーチとは、サドルとハンドルの間で胴体と腕がカバーしなければならない水平方向の距離を指し、バイク全体の長さや腕の可動域のことではありません。

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スタックはハンドルバーの高さを表し、リーチとは別の寸法で、ヘッドセットのスペーサーだけでなく、ほかの要因にも左右されます。

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胴体を平らにすると前面の面積と抵抗が減りますが、その形を長く保つには、より高い姿勢よりも股関節とハムストリングスの柔軟性が求められます。

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リーチが長すぎると、胴体がより遠くまで伸ばされ、適切にフィットしたリーチよりも多くの体重が手と肩にかかります。

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トライアスロンのバイクは、通常、単独のタイムトライアルより長く、その後にランが続くため、最後のわずかなエアロの利得よりも、持続できることのほうが重視されることがよくあります。

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ハンドルバーの幅をおおよそ肩幅に合わせるのは、ロードスタイルのポジションでコントロール、呼吸のゆとり、快適さのバランスをとる、一般的な出発点です。

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胴体を縮めすぎると、股関節と胸の角度が狭まり、持続的なきつい運動中に十分で楽な呼吸が妨げられることがあります。

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体は、新しいより攻めたポジションに合わせて柔軟性と耐性を適応させる時間を必要とするため、フィッターは変更を段階的に導入することがよくあります。

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リーチとスタックの組み合わせが合っていないと、背骨が支えのない丸まった形に押しやられ、適切にフィットしたコックピットよりも腰に大きな負担がかかることがあります。

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胴体の角度は2つの寸法が合わさって決まるため、リーチとスタックを1つにまとめた判断として扱うほうが、どちらか一方だけを調整するよりも、通常は一貫したフィットになります。

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股関節の角度を縮めると、ストローク全体を通して大臀筋とハムストリングスが十分に働く度合いが制限されることがあり、非常に低いポジションがパワーをいくらか損なうことが多いのはそのためです。

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空気抵抗はおおよそ速度の2乗で増えるため、平坦または起伏のある地形での一般的なレース速度では、通常、わずかな重量増のコストを上回ります。

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レースのストレスから離れてポジションを練習しておけば、ライダーは、レース中にそれを実際にうまく保つために必要な柔軟性と快適さを身につけられます。

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ポジションをわずかに開くと呼吸と空気の流れが楽になり、運動そのものに加えて暑さがすでに生理的な負担を上乗せしているときには、それがより重要になります。

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股関節とハムストリングスの可動域は、あるライダーが、パワーや快適さを損なわずにどこまで縮めたポジションを保てるかの、実用上の上限を決めます。

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写真では、実際の空気抵抗がわからないまま、そのポジションが攻めて見えると示唆できるだけですが、テストなら、実際の空力的な効果を直接測れます。

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低く縮めたポジションを保つには、体幹と上半身の持続的な努力が必要で、疲労がたまるにつれてそれが衰え、ポジションが崩れていきがちです。

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空気はライダーと機材の全体を流れるため、ヘルメットの形状やウェアの表面は、体のポジションとあわせて、総抗力を大きく増やしたり減らしたりしえます。

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コックピットのフィット全般と同じように、より攻めたエアロポジションは、体の柔軟性と耐性により多くを求めますが、それは練習とともに少しずつ育ちます。

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紙の上で最も極端なポジションが役に立つのは、ライダーがパワーを出し続けながら、ランに向けた状態でフィニッシュできる場合だけで、これは人によって異なります。

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フロートがあると、足は1つの固定された角度にロックされるのではなく、足首とひざでわずかに回転できます。これを好むライダーの関節もあります。

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固いクリートは、ストロークのたびに足を、ひいてはひざを、1つの固定された回転の軌道に押し込みますが、フロートがあればひざは自分自身の自然なラインに落ち着けます。

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クリートを前後に動かすと、主要な力の伝達点である足の母指球が、ペダル軸の上でどこに位置するかが変わります。

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クリートをより後ろにすると、バイク中のふくらはぎへの負荷を減らせることがあり、ランに向けてふくらはぎをフレッシュに保つ点を、トライアスリートの一部は重視します。

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Qファクターは、ペダル間の幅だけを測る純粋な寸法であり、ギア比、ホイールの重さ、サドルの高さとは別のものです。

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ライダー自身の股関節幅に対してQファクターが広すぎたり狭すぎたりすると、不自然な脚の角度を強いられることがあり、それが数千回繰り返されると不快感の原因になります。

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足が自然に置かれる角度に逆らい続けると、ストロークごとにひざの負担につながりかねないため、フィッターは通常、足自身の角度から始めます。

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負荷がかかっていない状態での足の角度は、負荷時に足がどう収まりたがるかの目安としてたいてい妥当であり、クリート位置を決める実用的な出発点になります。

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シューズとクリートのシステムが違えばスタックハイトや形状も異なる場合があり、それによって実質的なサドル高や足の位置が、無視できない程度に変わることがあります。

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足はペダルを実際に駆動する唯一の接点なので、その位置はペダリング動作の他のあらゆる部分がどれだけうまく機能するかに影響します。

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フィッティングの専門家が注目する標準的な診断パターンです。サドルが低すぎると余分な屈曲を膝の前側が受け止めます。サドルが高すぎる場合に出る膝の裏側のサインとは対照的です。

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フィッティングの専門家は、これをサドルが高い状態の典型的な特徴とみなします。実質的に遠すぎるペダルに繰り返し届かせようとすると、膝の前側ではなく裏側の組織に負担がかかります。

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バーに手を置いた部分に長時間、集中して圧力がかかると、気温に関係なく神経が圧迫されてしびれが起こることがあります。

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ライダーの体重が姿勢とサドルの形状によってどう分散されるかは、単なるパッドの厚みよりも重要なことが多くあります。パッドだけでは悪い圧力パターンを直せないからです。

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コックピットがライダーの柔軟性に対して長すぎたり低すぎたりすると、サドルとは関係なく、腰が無理で支えのない形に追い込まれることがあります。

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サドルが高すぎると、ペダルを踏むたびに足首が伸びすぎ、その繰り返しの負荷が時間とともにふくらはぎやアキレス腱の痛みにつながることがあります。

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フィッティングの問題が1回のライドで故障を引き起こすことはまれです。小さなストレスが何千回ものペダリングで積み重なることで、やがて症状が現れます。

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フィッティングを変えた直後の違和感は、我慢して押し切ったり無視したりせず、原因を調べる価値のあるサインです。調整が行きすぎている可能性を示していることがあります。

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トレーニングによって柔軟性や体組成が変化すると、何年も前に決めたフィッティングは、いまのライダーに本当に合うものとずれていくことがあります。

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フィッティングの誤りは、種類によって異なる部位に、はっきり違う形で負荷をかけます。そのため、痛みの場所は原因を絞り込むうえで本当に役立つ手がかりになります。

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幾何学的な決定的違いは、シートチューブ角がより立っていることです。これにより、一般的なロードバイクのジオメトリと比べて、ライダーの股関節が前方に回転します。

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空力のためにすでに低くなっている上体に対して股関節を前方に移動させると、シートアングルが寝ているロードバイクの場合よりも、股関節の角度を開いたまま保てます。

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トライアスロンバイクのフィッティングは、直後に続くランに対応しなければなりません。ロードレース用のフィッティングでは、そうした要件を考慮する必要はまったくありません。

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単独のタイムトライアルは通常より短くそこで終わりますが、トライアスロンのバイクは長く、その後にランが続きます。どちらも、最大限ではなく持続可能なポジションへ向かわせる要因です。

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バイクが長いほど、わずかな快適性の損失が積み重なっていきます。そのため、ロングディスタンスのトライアスロンでは、短いタイムトライアルよりも持続性を優先する方向にフィッティングの優先順位が移ります。

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トライアスロンのバイクは、サポートのあるロードレースより長く、補給の頻度も少ないことが多いため、車載の水分・栄養の収納がフィッティングの一部になります。

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トライアスロンのコースは、周回コースで行うロードレースほど技術的な難しさを求められないことが多く、ハンドリング面の代償をあまり払わずに、フィッティングをより純粋な空力寄りにできます。

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プロのロード用フィッティングは、ロードレース固有の要件に合わせて最適化されています。その要件はトライアスロンの距離や、ラン後という実情とはかなり異なるため、そのまま真似するのは賢明ではありません。

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フロントエンドが低いと、極端なステムやスペーサーの設定に頼らなくても、低い上体姿勢を実現して維持できます。

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シートアングル、距離のプロフィール、そして後に続くランの組み合わせが、フィッティングの優先順位を本当に変えます。ロード用のフィッティングにエアロバーを足すだけの話ではありません。

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剛性とは、ペダリング時の負荷でフレームがどれだけ変形するかを指し、重量、仕上げ、駆動系の容量とは別の特性です。

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フレームをたわませるのに使われた力は、バイクを前進させる加速には使われない力です。これが、過度なたわみが小さな効率の損失とみなされる基本的な理由です。

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剛性が非常に高く乗り心地の硬いフレームは、長いレースでライダーをより早く疲れさせることがあり、パワー伝達がより直接的になることによるわずかな効率の向上を相殺しかねません。

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強くトルクのかかる力走では、柔軟なホイールが目に見えて変形することがあり、その変形の一部は前進の推進力にならないエネルギーです。

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垂直方向の剛性と横方向の剛性はほぼ独立した設計特性なので、フレームは垂直方向では路面の振動を和らげつつ、パワー伝達が重要な部分では剛性を保てます。

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ペダリングの力はちょうどボトムブラケットのところでクランクを通して加わるため、その部分の剛性は、力がどれだけ直接伝わるかに大きな影響を及ぼします。

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クランク長は、機械的なてこの腕の長さと、ペダリング中に到達する膝と股関節の角度の両方を変えます。どちらも、力がどれだけ効率よく加わるかに影響します。

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Rinardのたわみ試験とBicycle Quarterlyの二重盲検試験では、フレームのたわみによるエネルギー損失は測定できませんでした。したがって、剛性は速さが実証された向上ではなく、乗り味やハンドリングの好みです。平坦なコースでは、重量や剛性よりも空力のほうがはるかに重要です。

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体重が重くパワーの大きいライダーは、軽いライダーより同じ部品を明らかに大きくたわませるため、必要な剛性はライダーごとに異なります。

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最大限の剛性によるわずかな効率の向上は、長いレースでの快適性の低下と疲労という代償に上回られることがあります。これは、あらゆる剛性の選択に当てはまるトレードオフです。

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これは典型的なサドル高のパターンです。サドルが低いと、ペダルを踏み下ろした最下点で膝の屈曲が大きくなり、膝の前側に負荷がかかりやすくなります。

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リーチとスタックは一緒に上体の角度を決めます。他の組み合わせは、フィッティング要素とそれが実際に果たす役割が合っていません。

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柔軟性、故障歴、疲労には個人差があるため、技術的に正しい数値であっても、すべての体にとって快適さが保証されるわけではありません。

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コックピットを下げるのは空力ポジションに関する判断であり、サドルを前に出すのはサドルの前後位置に関する判断です。他の組み合わせはこの状況に合いません。

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ケイデンスは、1回のペダリングあたりの力と、ペダルの回転を通じて関節にかかる負荷を直接変えます。これは単なるトレーニング記録上の数字ではなく、力学的な効果です。

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これこそが空力ポジションのトレードオフです。股関節の角度を攻めすぎると、ランで万全の状態で必要になる筋肉を消耗させかねません。

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サドルがわずかに高いといった、小さくて繰り返されるフィッティング上のストレスは、徐々に故障へと積み重なるパターンです。挙げられた他の、すぐにはっきりわかる出来事とは異なります。

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3つのフィッティング要素はそれぞれ、ペダリングの異なる局面で関節の角度を形づくり、合わさってペダリング姿勢全体を決めます。

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柔軟性が向上すると、当初のフィッティングが想定していたよりも効果的なポジションが可能になることがあります。故障後にフィッティングを見直す理由と同じで、きっかけが喪失ではなく向上であるという違いだけです。

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スイムと同じく、生の努力量よりも、ペダリング、ケイデンス、フィッティングがその努力をどれだけ効率よく速度に変えられるかのほうが重要です。

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