最近話題のアシストいらずのシリコンゴムが付いたクランクが紹介されています。
例えば、フリーパワーのようなものです。テレビでも紹介され、坂道をすいすいと登っています。
確かにこれが事実なら、電動アシスト自転車は、いらなくなります。
私は乗ったことは無いのですが、その構造から、原理や使い方、効果などがおおよそわかります。
ユーチューブやブログでも乗ってみた人の感想などがありましたので、それらを参考に、このクランクについて、考察してみたいと思います。
構造としては、踏み込む力でシリコンゴムを縮ませ、力のかからない上下死点でシリコンゴムの戻る力を利用して、タイヤを回しています。
ママチャリでは、上から踏む力だけしか漕いでいませんから、当然引き足も使えませんし、上下死点でも力がかかっていません。片足では、せいぜい一回転の1/4か1/3しか踏んでいません。両足で、1/2から2/3であり、残りの位置は力がかかっていません。
これが何に影響するのかというと、平坦なら惰性で進んでいるので、踏んでいない時もスピードは落ちづらいのですが、上り坂では、漕いでいない間は減速してしまうということです。そのため、減ったスピードの分をまた回復させなければならないので、漕ぐたびに強く踏まなければならないということです。
このゴムクランクの構造は、上下死点での減速を防ぐために、ゴムの回復力を利用しています。
特に上り坂では、力がかかっていない時はスピードが落ちてしまいます。
要するに、上り坂では踏む力を均等にして、スピードの減少を減らして、平らな道路のように、踏んだ後も惰性で進んでいるような感覚があります。
ただ、このシステムは新しいものではなく、バネ付きのクランクなどは昔もあったようです。
坂で効果はあるといいましたが、実は長い上り坂では効果があまりありません。
なぜかというと、長い上り坂では、単純に重力に逆らって荷物を持ちあげる力が必要になるからです。
物理で言う位置エネルギーであり、ｆ＝ｍ・ｇ・ｈ（重さ×重力ｘ高さ）が、その必要な力になります。
（例えば、坂を上って100ｍの高さまで行くのに、自転車と自分の体重で100kgあったとします。そうすると、重力加速度を9.8m/s^2として、98000J（ジュール）となります。このエネルギーは単純に軽くなれば、高さが減れば、減らすことが出来ます）
ヒルクライムは、体重と車体の重量に比例して、必要なエネルギーが増えていきます。あとは摩擦などを減らす以外、楽になる方法はありません。
そのため、最初にスピードが乗っている時はいいのですが、だんだん重くなり、疲労度は変わらなくなります。
このゴムクランクの機能は、「減速させずらい」ということです。
ですから、坂に入る前に、スピードを出さなければなりません。そのスピードを維持したまま、慣性が効いているかのように、スピードが落ちづらくなるからです。
そのため、坂道で止まった状態からスタートするときは、スタートする力と、ゴムを縮める力の両方が必要になります。余計に力が必要ということです。体重を利用すれば、効果は期待できますが、体重の軽い人や筋力の弱い人は、苦労すると思います。
子どもなどのまだ自転車に慣れていない人は、スタートでよくふらつきます。
スピードが出ていないのと、踏み方が弱くて踏み終わった後スピードが落ちて止まりそうになってしまうからです。
しかし、このクランクでは、踏み込んだ後も進む力が発生しているので、思った以上に加速してくれます。
スタート時は、止まり続ける慣性が働いているので、急にはスピードは出ません。ですので、踏み込んだ時だけ加速するより、長い時間加速してくれる、このクランクの方が安定感が増します。
踏むときに、進める力とゴムを縮める力の合わせた力を使います。普通に踏む力より、余計に力が必要だということです。
体重のある人ならば、立ち漕ぎの要領で体重を乗せてしまえばゴムを縮めることが出来ますが、軽い人ではそれを縮めることが出来ず、かえって苦労します。また筋力もないと、体重を乗せることも難しいです。（一応、ゴムの力の種類もあるようですが）
女性で乗った感想や口コミでは、多少楽だけど、疲れると言っていました。
検証しているのが、男性ばかりなのも問題ですね。
ロードバイクに乗って、ビンディングシューズを使い、効率の良いペダリングを意識している人は、このクランクを使う意味がありません。
それは、自分の足でそのクランクの回し方が出来ているからです。
ロードバイクのペダリングは、上死点、下死点で減速しないように、回すようにペダリングを意識しています。上下死点で十分な力をかけられるわけではありませんが、かなり近い動きになっています。
先ほど、長い坂では効果が無いといいましたが、前述のとおり、軽ければ軽いほど、楽になります。
このクランクは部品点数が増えてしまうため、重量的には重くなります。
ロードバイクなどは軽さを重視して、乗り手の技術に頼って、坂を楽に上れるようにしていますので、方向性としては逆になります。
私はレンタルサイクルのママチャリで、坂を上ったことがありますが、本当につらいです。ロードバイクの倍くらい疲れますし、8%くらいの坂を上った後に、足が疲れ切って動かなくなりました。
シリコンゴムを縮めること自体、エネルギーを使います。
100のエネルギーを入れても100返ってきません。１とか2とかは、熱エネルギーに変わって、動力には使えません。
細かい話をすれば、このシステムの重さは不利になりますし、エネルギーのロスもあるので、長距離ではデメリットになります。
また、ペダルをこぐ、クランクを回す回転数（ケイデンス）を多くすると、その分縮めるエネルギーロスが増えます。回数が多いほど、ロスが多いということです。
出来れば高回転で回すのではなく、ゆっくり回した方が効果的です。
まとめると、効果がありそうなのは、体重がある男性などで、短い上り坂や平坦でのスタートです。
また、ロードバイク乗りのようなペダリングをしない、踏み込むだけの人にも効果があります。
これらより、信号の多い街中では重宝しそうですね。
また、ちょっとした坂、陸橋、橋、土手などの短い坂は結構ありますので、役に立ちそうです。
電動アシスト自転車は、都会では結構見ます。というか、奥様が軽自動車代わりに子どもを乗せて疾走しています。
実用性であれば、電動アシスト自転車なのかもしれません。