ステム長とアングル(角度)の影響 ロードバイクポジション調整

ロードバイクに乗る時間が長くなったり気候が暖かくなってくると【手足が伸びる】と言われています。 

おそらく本当に伸びるのではなくて、柔軟性が上がってくるからこう言われることがあるのでしょう。

多分ワタクシもポジションをバンバン変えていますが、手足が伸び続けているわけではないと思います。
もう三十路越えてるし、、、伸びないでしょう、、、
 

ということでステムを交換するときに役に立ちそうな【ステム長とアングル(角度)の影響】についてです。

しかしこのステムの寸法とか、メーカーによって測り方が違う場合がありますハンドルもしかりです。
いわゆるロードバイクでよく使う【芯↔芯】(中心から中心)の場合と、外側から図る場合なんかもあるようです。
アングル角も【±6°】と表記をするメーカーとか【82°】とか表記するメーカーがあります。
統一してくれると助かるのですが、、、

くれぐれも購入の際はご注意下さい。

※これから多くの図が出てきますが、実際の角度長さではありません。

ではステムを見ていきます。
ハンドルも入れておきましょう。
rect15783

カタログに載っている数値で主に出ているのは例えば

【ステム長/アングル 120mm/±10°
(ハンドル)クランプ径 31.8mm】

こんな数値です。

コラムは何種類かありますが、現在のロードバイクはほぼこのサイズです。
28.6mm(1-1/8インチ オーバーサイズ)

【ステム長+ハンドルリーチ】が実際のサドルからの距離に関係してきます。
3t
引用元bikebug URL:https://www.bikebug.com/3t-ergonova-team-stealth-carbon-handlebars-p-44809.html

もちろんハンドルの形状によっても距離に変化が出てきます。

ハンドルバーのリーチが長くてもブラケットの取り付け位置により前後するからです。

今回はステムが中心なのでハンドルに関してはサラッとです。



で交換の際に注意することろがもう一つ、
 image15801
スタックハイトです。 ※画像白線
物によってスタックハイト(コラムクランプ部の高さ)サイズが違うものがあります。
画像のようにある程度フォークのクランプ部に余裕があればいいのですが、スペーサーが入らないぐらいピッタリの場合はヘタすると幅が大きすぎて付かない場合や、逆に幅が足りない場合はスペーサーをたさないとイケない場合も出てきます。

 
で本題に入ります。

ステム長とアングルの関係です。
 
ステムに大してどのぐらい傾いて付いているかです。
rect15785

上の例を見てみると
【ステム長/アングル 120mm/±10°】こうあります。

【±】というのはひっくり返して逆向きに使えば逆になるでしょ、ってことです。

 
で画像を見ていただければわかると思うのですが、重要なことがもう一つ。
【ヘッド角】です。
自分の自転車のジオメトリー覚えていますか?

フォークがどれだけ傾いて付いているかということです。
image4144
Bianchi 公式ページより抜粋

ご自身のバイクの公式ページでジオメトリを確認してみると多分出ていると思います。

ちなみにSempreは71.5°、サイズによっても若干変わります


大体フレームのサイズにもよりますがロードバイクで71~73°ぐらいが多いでしょう。

ということはこれに【17°】付近の角度のステムをつければステムが地面とほぼ水平になるということです。 
ステムもメーカーに寄っては【73°】と表記するメーカーもあるでしょう。


今回は一般的な製品でよくある角度
【6°】【10°】【17°】の長めのサイズを見ていきます。


あぁ、、、sinθ、cosθ、tanθ、、、

尚数値を求めるのにはこちらのサイトを使用しました。
とても便利な世の中です。
計算サイト  http://www.calc-site.com/triangles/side_height

※計算が間違っていたらご指摘をお願い致します。

おそらくアナログな方法でもやっていますのでそこまでトンデモない数値は出ていないはずです。

では早速、、、角度の影響です。
rect15787
※ステムの長さを120mm、ヘッド角73°で計算

一番上は一般的な【17°】付近のステムで【水平状態】として考えます。

それが【6°】のステムになるとコラムクランプ~ハンドルクランプまでのはそこまで変わりませんが、注目していただきたいのは【高さ】です。

およそ10°ぐらいの傾きの差で2cm以上も差が出てきてしまいます。


ではもう少し他の長さのステムも見てみましょう。
 rect15789
【100mm】と【130mm】のステムです。

【130mm】でコラムクランプ~ハンドルクランプで2.5cmの高さの差が出てきます。

しかしこれはあくまでも【コラムクランプ~ハンドルクランプ】の場合です。


実際はクランプまでの距離といえばいわゆるフラット部を掴んでいる状態です。

通常はブラケット部をつかむと思います。

これはハンドル形状でも変わってきます。アナトミックシャローだとある程度指標になりそうです。横から見てステムからブラケット方向へまっすぐになりやすいからです。
rect27568

しかしワタクシの使っているシャローは、、、もうめちゃくちゃです。。。 更に計算は複雑に、、、


そういった場合は自分でこんだけやっといて何なんですが、ブラケットは計算にいれないで単純にハンドルクランプ部までで計算した方がいいですね。

せっかくなので、、、ハンドルクランプからブラケットまでが直線だとして考え、距離を仮に【110mm】とします。
(アナトミックシャロー形状だと直線的になりやすいです。)
rect15791
【120mm】のステムで角度が変わると約4.4cmも変わることがあります。

これはちょっととんでもない差です。

前述のようにハンドルの形状ブラケットの角度で変わりますのであくまでも一つの指標ぐらいでサラッと読み飛ばして下さい。



ということで計算方法です。

90° - (【ヘッド角】 + 【アングル角】) = 魔法の(?)係数(x)

【魔法の係数(角度)(x)】と【ステム長(斜辺)】でクランプ~クランプ間の直線距離と上がり(距離)がでます。
rect21407
計算サイト  http://www.calc-site.com/triangles/side_height

ヘッド角【73°】 と ステムアングル角【17°】で 【0】 となり、ステムの長さが直接【距離】になり【上がり(距離)は0】となります。



これを踏まえてコラム部を見てみます。
image15801

ワタクシのSempreの場合は先日ぶった切ってしまいましたが、上下に10mmずつスペーサーが入っています。

これをスペーサ1枚分(1cm)を下げるとどうなるのかというところです。 
rect15791-2
これはそんなに複雑ではないです。

【ヘッド角】 + 90° + a  = 180

斜辺(1cm下げるということ)と角度が出ればまたsinθ、cosθ、tanθ

単純に71.5°のヘッド角でスペーサー1cm分下げると3.2mm前に出るということです。
 73°でも約2.9mmです。



では実際の交換の時にどうするかというお話しです。
(上に図があるので73°のまま計算してみます)

現在【ヘッド角73°】【120mm/6°】ステムを使っていて 少し窮屈になってきました。

ということでハンドルを少し前に出したい場合はと言うと、、、

1.ハンドルの位置をスペーサー分(1cm)下げる
 →a.上記のように、3.2mm前にでる。
 →b.実際に下がるのは9.5mm
 ※お金がかからない方法です。ただし前傾はきつくなります。
rect28521


2.角度はそのままステムの長さを130mmに変える 
 →a.実質長さを変えても10mm増やしても実際に伸びるのは9.8mm
 →b.上方に1.9mm動きます。
  悪くないでしょう。一番正確かもしれません。
rect28521-5


3.ステムの長さをそのまま角度を【17°】に変える
 →a.6°から17°に変えるとブラケット部で2.2mm前にでる。
 →b.高さが22.9mm下がる
rect28521-52


4.ステムの長さをそのまま、角度を【10°】に変える
 →a.6°から10°に変えると1.3mm前にでる。これも多分分かんないぐらいでしょう。
 →b.8.3mm下がる
 距離は変わらず前傾がきつくなる感じです。
rect10572


5.ステムの長さを130mmに角度を【10°】に変える
 →a.11.2mm前方にでる
 →b.7.0mm下がる
rect1072



あぁ数字が一杯で混乱してきました。。。。

注)この計算はあくまでも【コラムクランプ~ハンドルクランプ間】のお話しです。
ワタクシはもう絶対にハンドルはこれと決まっているので調整はステムだけで調整する形になりますが、ハンドルの角度、コントロールレバーの角度等を変えればもっと変更幅を広くしたり、狭くしたりもできるはずです。

あくまでも計算上はというお話しですが、ステム選びは結構大変そうですね。

とこんなに色々な交換の仕方があり、サイズを自分仕様に調整できます。
これもロードバイクの楽しみの一つです。


どのぐらい調整したいのかでまずは計算してみて選ぶのがいいと思います。

最後にもう一度注意ですが、メーカーによって長さの測り方が違ったりはよくあることです。
どうしても心配な場合はもうステム外してお店に持って行って実際に比べて見てもらうがいいと思います。
もしくは同じメーカーのものであればサイズ設計に違いはでないことが多いでしょう。


※結構頑張って計算をしましたが、間違いがありましたらご指摘いただければすぐに訂正させて頂きます。 


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