こぐ回数が変わる自転車ギアのクイズ
第1問へ坂道では軽く、平らな道では一回こいで遠くへ。自転車の変速は、ペダルと後輪の回り方の関係を変えるしくみです。歯のある輪を大きくすれば、どこでも同じように変わるのでしょうか。このクイズではチェーンを使う外装変速の自転車を中心に、前と後ろの歯数、進む距離、こぐ回転数を比べます。数字が出てくる問いも、歯数を一つずつたどるつもりで考えてみてください。図は回転の関係を整理する模式図です。実物を分解したり、走りながら歯数を数えたりする必要はありません。自転車に乗らない人も、二つの輪がつながるしくみとして楽しめます。
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0 / 10問 回答済み
第1問 ／ 10問
チェーンで駆動する普通の自転車で、ペダル側の回転を後輪側へ伝えるのは？
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答え：チェーン
チェーンは、ペダル側と後輪側の歯のある輪をつなぎ、ペダルに加えた力を後輪へ伝えます。二つの輪が直接かみ合う必要はありません。ここではチェーンで駆動する自転車を考えています。足で回すペダルと、地面を進む後輪の間にあるつながりに注目すると、外から見える部品の役割を整理できます。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: Gear Ratios」確認日 2026-10-05
- Trek「How to Shift Bike Gears」確認日 2026-10-05
第2問 ／ 10問
外装変速の「ディレイラー」が変速時に行うことは？
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答え：チェーンを別の歯の輪へ移す
ディレイラーはチェーンを横へ動かし、前のチェーンリングや後ろのスプロケットの別の歯に掛け替えます。選ぶ歯数が変わると、ペダルと後輪の回転の関係も変わります。外装変速のしくみについての問いであり、後輪のハブの中で変速する内装変速とは区別して考えましょう。
参考にした資料
- REI「How to Use Bike Gears」確認日 2026-10-05
- Trek「How to Shift Bike Gears」確認日 2026-10-05
第3問 ／ 10問
外装変速で前の歯数は同じ。後ろを歯数の多い輪へ変えると、同じ条件でのペダルの重さは？
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答え：軽くなる
後ろの歯数を増やすと、ペダルを一回転させたときの後輪の回転数が減り、同じ走行条件ではペダルが軽くなります。その代わり、一回転で進む距離も短くなります。後ろが大きいほど速く進む、とは限らないのが面白い点です。前の歯数と車輪の大きさは変えない条件で比べています。
参考にした資料
- Trek「How to Shift Bike Gears」確認日 2026-10-05
- Exploratorium「Science of Cycling: History of Drives & Gears」確認日 2026-10-05
第4問 ／ 10問
外装変速で後ろの歯数は同じ。前を歯数の少ない輪へ変えると、一回こいで進む距離は？
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答え：短くなる
前の歯数を減らすと、一回転で送るチェーンの量が減り、後輪の回転数も減ります。車輪の大きさが同じなら、一回こいで進む距離は短くなります。一方、同じ走行条件でのペダルは軽くなります。前と後ろでは歯数を増減したときの結果が逆なので、どちらを変えたかに注目しましょう。
参考にした資料
- Trek「How to Shift Bike Gears」確認日 2026-10-05
- Exploratorium「Science of Cycling: History of Drives & Gears」確認日 2026-10-05
第5問 ／ 10問
外装変速で前40歯・後ろ20歯。空転せず駆動しているとき、ペダル一回転で後輪は何回転？
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答え：2回転
前が一回転すると、チェーンは40歯ぶん進みます。後ろは20歯で一周するので、40÷20で2回転です。歯数そのものの差ではなく、前の歯数を後ろの歯数で割る比が手がかりになります。内装変速は含めず、チェーンが滑らず、後輪を駆動している状態を考えた計算です。
前40歯が一周すると、チェーンは40歯ぶん進みます。後ろ20歯では二周に当たるので、ペダル一回転に対して後輪は2回転です。外装変速で駆動中の模式図。輪の大きさは歯数の正確な縮尺ではなく、歯の形と変速機は省略しています。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: History of Drives & Gears」確認日 2026-10-05
- Rohloff「SPEEDHUB Handbook」19〜20ページ確認日 2026-10-05
第6問 ／ 10問
同じ外装変速の自転車で、前48歯・後ろ24歯と前36歯・後ろ18歯。一回こいで進む距離は？
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答え：同じ
48÷24も36÷18も2なので、どちらもペダル一回転に対して後輪が2回転します。同じ車輪を使い、滑らずに進む条件なら距離も同じです。前の歯数だけを比べると違う結果を予想しがちですが、後ろの歯数も合わせて見る必要があります。歯数が違っても、回転の比が等しい組み合わせがあります。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: History of Drives & Gears」確認日 2026-10-05
- SRAM「10-Tooth Cogs For the Win」確認日 2026-10-05
第7問 ／ 10問
外装変速で歯数比は前÷後ろ＝3、タイヤ外周は2m。滑らず直進すると、一回こいで進む距離は？
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答え：6m
ペダル一回転で後輪は3回転し、後輪一回転ごとにタイヤ外周の2mぶん進みます。したがって3×2で6mです。歯数比だけで距離が決まるのではなく、車輪の外周も必要です。ここでは滑りや空転を除いた計算なので、実際に道路で測った距離には条件による違いがありえます。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: Gear Ratios」確認日 2026-10-05
- Rohloff「SPEEDHUB Handbook」19〜20ページ確認日 2026-10-05
第8問 ／ 10問
自転車でいう「ケイデンス」は、何の回転の速さ？
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答え：ペダルをこぐ回転
ケイデンスはペダルをこぐ回転の速さで、通常は一分あたりの回転数で表します。車輪の回転数や自転車の時速とは別の量です。変速すると、同じ速さで走っていても必要なペダルの回転数が変わります。誰にでも一つの回転数が最適という問いではなく、何を数えているかを確かめています。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: Pedaling & Cadence」確認日 2026-10-05
- Trek「How to Shift Bike Gears」確認日 2026-10-05
第9問 ／ 10問
同じ車輪で同じ速さを保つ外装変速の自転車。歯数比を小さくしたら、必要なケイデンスは？
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答え：大きくなる
歯数比が小さくなると、一回こいで進む距離は短くなります。同じ時間に同じ距離を進むには、その分ペダルを多く回す必要があるため、ケイデンスは大きくなります。軽いギアと速くこぐことは両立します。速さ、車輪の大きさ、空転しないことをそろえて比べるのが、この問いの条件です。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: History of Drives & Gears」確認日 2026-10-05
- Rohloff「SPEEDHUB Handbook」19〜20ページ確認日 2026-10-05
第10問 ／ 10問
外装変速で前30歯・後ろ30歯から前30歯・後ろ15歯へ。一回こいだときの後輪の回転数は？
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答え：2倍になる
前の30歯はそのままで、後ろを30歯から15歯へ変えています。比は30÷30の1から、30÷15の2になるので、ペダル一回転あたりの後輪の回転数は2倍です。変速で車輪そのものが大きくなるわけではありません。歯数の組み合わせから、回転の関係を読み取れるようになります。
前30歯・後ろ30歯なら、ペダル一回転で後輪は1回転。前30歯・後ろ15歯なら、後輪は2回転します。外装変速で空転しない駆動中の比較。円は歯数の縮尺ではなく、歯の形とチェーンの経路は省略しています。
参考にした資料
- Exploratorium「Science of Cycling: History of Drives & Gears」確認日 2026-10-05
- Rohloff「SPEEDHUB Handbook」19〜20ページ確認日 2026-10-05
10問、最後まで考えました。
今回の結果
気になった解説を読み返して、発見を持ち帰りましょう。