パワーメーターを使ったトレーニングに必要な8つの知識

October 30, 2024 Zoe Roberts

パワーメーターはサイクリングのあり方を間違いなく一変させ、サイクリストのトレーニング方法だけでなく、レースでの戦略をも変えました。多くのレクリエーションサイクリストやオンラインサイクリストにとって、パワーメーターの普及はパフォーマンスを定量的に測定できる指標となりました。しかし、パワーメーターを使ったトレーニングでは、明らかな問題が生じます。それは、パワーデータが非常に不正確になる可能性があるということです。そのような場合、パワーデータはどれほど信頼できるのでしょうか？

同じ工場で同じ条件下で製造されたパワーメーターであっても、実際の使用状況ではわずかなばらつきが生じることがあります。これは、パワーメーターの精度について議論する際に最初に生じる誤解の一つです。すべてのパワーメーターには公称精度範囲が表示されており、市場で最も優れた製品では±1%の精度を謳っています。これは「真のパワー」を指していると誤解されがちですが、実際には、この精度はパワーメーター自体の相対的なものです。つまり、パワーメーターの測定値は日ごと、あるいは月ごとに±1%変動する可能性があるということです。つまり、これがパワーメーターの最大の欠点を浮き彫りにしています。つまり、パワーメーターの精度は真のパワーよりも、メーター自体の測定値によって大きく変動するということです。

「真の力」とは何でしょうか?

「真のパワー」とは、エネルギー消費量に基づいて計算された出力です。サイクリストとして、私たちが注目するパワーの単位はワットです。ワットは、時間当たりの仕事量、つまりエネルギーの単位です。ワットはジュール/秒で表すこともできます。ジュールは、1ニュートンの力が1メートルの距離に及ぼす仕事量と定義されるエネルギーの単位です。

自転車のパワーは、ペダルに加えられた力とクランクの角速度を掛け合わせることで計算されます。簡単に言えば、パワーとはペダルに加えた力とケイデンスを掛け合わせた値です。

実際には、自転車に乗るサイクリストのパワー出力を正確に測定することは、見た目よりもはるかに複雑で、最終的な測定値には多くの変数が影響します。パワー測定場所から使用する機器、走行中の環境条件まで、あらゆる要素が最終的なパワー測定値に影響を与えます。パワーメーターの視点から見ても、内部のひずみゲージとパワー測定値を計算するソフトウェアはそれぞれ異なり、最終的には「真のパワー」に関するパワーメーターの精度に影響を与えます。

一貫性は正確さよりも重要

トレーニングデータの信頼性においては、正確性よりも一貫性がはるかに重要です。パワーメーターを比較ツールではなくトレーニングツールとして使用する場合、実際に算出されるパワー数値はほとんど意味を持ちません。より重要なのは、パワーメーターが毎日同じ出力で一貫したデータ測定を提供することです。

例えば、パワーメーターが実際のパワーより25ワット高く計測した場合、「真のパワー」としては非常に不正確である可能性がありますが、一貫して25ワット多く計測している限り、そのデータは参考値として価値があります。トレーニングにおいては、正確な数値を得ることよりも、評価のための一貫したデータを得ることの方が重要です。

複数のパワーメーターのデータを比較する場合、問題が発生する可能性があります。これは、屋外でサイクリング中にトレーナーを使用するサイクリストが頻繁に遭遇する問題です。自転車のパワーメーターとトレーナーの測定値に大きな差がある場合は、屋内トレーニング中に両方のデバイスを同時に使用することで、疑わしい点を迅速に検証または排除することができます。

天候は一部のパワーメーターに大きな影響を与える可能性がある

一部のパワーメーターには、走行中の精度を向上させるためのアクティブ温度補正（ATC）機能が搭載されています。パワーメーターは材料のわずかな変形を測定するためにひずみゲージを使用しているため、温度変化によってひずみゲージやそれが取り付けられている材料が膨張または収縮する可能性があります。走行中の温度変化を考慮しないと、パワーメーターの精度が公称範囲から大きく逸脱する可能性があります。

ATC搭載のパワーメーターでは、この現象はそれほど心配する必要がありません。ライド前にゼロキャリブレーションを実施しておけば、あとはパワーメーターが処理してくれます。

パワーメーターにATC（自動温度調整）機能が搭載されていない場合は、比較的正確なデータを維持するために追加の手順が必要です。ライド開始時にゼロ点調整を行うだけでなく、データの精度を確保するために、ライド中の気温変化時にもゼロ点調整を行う必要がある場合があります。

電力測定の場所

パワーメーターの精度に影響を与えるもう一つの要因は、パワー測定の位置です。自転車で最も安定してパワーを測定できる場所はリアハブです。リアハブは、受ける力が最小限で、安定した測定位置を確保できます。ハブベースのパワーメーターはかつて非常に人気がありましたが、近年ではクランクベースやペダルベースのパワーメーターが市場で人気を集めており、その人気は低下しています。

クランクまたはチェーンリングベースのパワーメーターは、ランダムな力を受けることが少なく、衝撃、損傷、摩耗の可能性が低いため、一般的に精度と安定性に優れています。一般的に、純正クランクから改造されたパワーメーターよりも、純正パワーメーターの方が精度が高いです。

ペダル式パワーメーターは、設置位置、サイズの制限、そしてペダルに伝わる不規則な力などにより、正確かつ安定したパワー測定が最も難しいと言えるでしょう。ペダル式パワーメーターの主な利点は、複数の自転車間での切り替えが容易なため、複数の自転車を所有するサイクリストにとって理想的です。

パワー測定の位置は、最終的なパワー測定値に大きな影響を与える可能性があります。ハブベースのパワーメーターは、サイクリストの出力とハブの間で発生する伝達効率の損失を考慮します。しかし、ペダルやクランクベースのシステムでは、この損失は考慮されません。伝達効率の損失は通常10ワット未満ですが、それでもパワーメーターの精度は±1%から±5%に上昇する可能性があります。

片面または両面

これは、データエラーにつながる最も明白な領域かもしれません。ライダーの総合出力を測定する両面パワーメーターやシステム全体のパワーメーターと比較すると、片面パワーメーターには常に誤差が生じます。左右対称のライダーは存在しません。左右の脚の出力差がほとんどないライダーもいますが、すべてのライダーにおいて脚の出力差は存在します。この差は低強度ではほとんど無視できますが、ライダーが最大出力に近づくにつれて顕著になります。つまり、短時間のパワーバーストを正確に測定したい場合、片面パワーメーターは「真の」パワーを大幅に過小評価または過大評価する可能性があります。

例えば、ピーク出力が1000ワットで、左右のバランスが48%対52%の場合、左側のパワーメーターは出力の48%、つまり480ワットを読み取り、これを2倍にすると960ワットと計算されます。一方、右側のパワーメーターを使用する場合は、出力の52%、つまり520ワットを読み取り、これを2倍にすると1040ワットと計算されます。この単純な例では、左右のパワーバランスが4%ずれると、パワー測定値に8%の差が生じる可能性があります。

したがって、片側パワーメーターは、特定のトレーニングではなく、パワートレーニングの入門ツールや、より一般的なデータ収集に最適です。筋肉のアンバランスは時間の経過とともに変化するため、各脚の出力のパーセンテージ差も変化する可能性があり、手動での補正精度が低下します。

キャリブレーションとゼロキャリブレーション

もう一つの混乱の原因は、キャリブレーションとゼロキャリブレーションの区別です。ゼロキャリブレーションは単にキャリブレーションと呼ばれることもあり、これが混乱をさらに悪化させています。ゼロキャリブレーションは、基本的にライド中のパワーメーターを「ゼロ」にすることで、キッチンスケールの風袋引きボタンのように、ペダル、クランク、チェーンリング、またはハブに負荷がかかっていない状態を一時的に定義します。

キャリブレーションは、通常、メーカーが工場で実施する複雑なプロセスです。このプロセスでは、パワーメーターの「傾き」、つまりワットの定義が定義されます。パワーメーターは時間の経過とともに「真のパワー」と測定値の間に乖離が生じる場合があり、パワーメーターの傾きをリセットするための再キャリブレーションが必要になります。具体的には、パワーメーターの特定のポイントに既知の質量を吊り下げる作業が一般的ですが、これは通常、ユーザーが個別に行うことはなく、工場での再キャリブレーションが必要となります。

パワーは信頼できる指標ですか?

パワーは非常に信頼できる指標ですが、絶対的なものではありません。トレーニングの絶対的な指標を探している場合、パワーメーターにはいくつかの欠点があるかもしれません。特に、異なるバイク間や屋内と屋外のライド間でのトレーニングデータを比較したい場合、その欠点は顕著です。

パワーはトレーニングデータを収集する最も客観的な方法の一つですが、データの妥当性は主に、同じパワーメーターで収集された他のデータとの比較によって決まります。自分のパワーデータを友人のパワーデータと比較する場合、測定された真のパワーの精度は異なる可能性があるため、具体的な数値はほとんど意味がありません。

サイクリストが現在のパフォーマンスを、異なるパワーメーターで記録された過去のパフォーマンスと比較しようとする場合、トレーニング休止後に異なる機器に切り替えると、サイクリング能力の正確な比較が難しくなることがあります。この現象を知らない人にとっては、非常に落胆するかもしれません。