サイクリングパワー指標の解説：NP, IF, VI, W'bal

よりスマートなトレーニングとレースのための高度なパワー指標を理解する

平均パワーを超えて：なぜ高度な指標が重要なのか

平均パワーは鈍い道具です。同じ平均パワーの2つのライドでも、エフォートがどれだけ変動したかによって、生理学的コストは大きく異なる可能性があります。1時間一定の250Wは、150Wと400Wの間を行き来して平均250Wになるのとでは、全く異なる感覚です。

ここで高度なパワー指標の出番です。標準化パワー (NP)、強度係数 (IF)、変動指数 (VI)、そしてW' Balance (W'bal) は、効果的にトレーニングし、レースのペース配分を正しく行い、エフォートの真のコストを理解するために必要な、ニュアンスのある理解を提供します。

クイック比較：ロード vs MTB

  • ロードクライミング (10分): 平均246W, NP 246W, VI = 1.00
  • MTBクライミング (10分): 平均220W, NP 265W, VI = 1.20
  • 結果: 平均パワーが低いMTBのエフォートの方が、生理学的には実際にはきつい

標準化パワー (NP): 可変エフォートの真のコスト

標準化パワー (NP) は、パワー出力と疲労の非線形関係を考慮することで、ライドの生理学的「コスト」を推定します。閾値を超える高強度のエフォートは、定常状態のライディングと比較して不釣り合いに疲労を増加させます。

NPの背後にあるアルゴリズム

NPは、ハードなエフォートを強調する加重計算を使用します：

  1. 30秒移動平均: 秒単位のノイズを平滑化
  2. 4乗する: 高強度のエフォートを増幅 (200W⁴ 対 300W⁴ は巨大な差)
  3. 4乗値の平均を取る: 加重されたエフォートの平均を見つける
  4. 4乗根を取る: ワットに戻す

簡略化された計算式

NP = ⁴√( [30秒移動平均パワー]⁴ の平均 )

4乗の加重は、400Wまでの10秒間のサージが、200Wで20秒間走るよりもはるかに体に「コスト」がかかることを意味します。

NPが最も重要な場合

🚵 マウンテンバイク

MTBレースは可変パワーによって定義されます。典型的なXCレースには、FTPを超える5-25秒のサージが80回以上含まれます。平均パワーは真のエフォートを過小評価します。

XCレースの例:

  • 平均パワー: 245W
  • 標準化パワー: 285W
  • VI: 1.16 (非常に変動的)
  • 解釈: レースは245Wではなく、一定の285Wで走ったように感じられました

🏁 クリテリウムとサーキットレース

クリテリウムは、コーナーからの絶え間ない加速、アタック、位置取りのエフォートを特徴とします。サージと回復のパターンは、平均パワーに対して高いNPを生み出します。

クリテリウムの例:

  • 平均パワー: 220W
  • 標準化パワー: 265W
  • VI: 1.20
  • 60分間で300Wを超える加速が88回

🚴 サージのあるグループライド

アタックやブリッジのエフォートを伴うアグレッシブなグループライドは、巡航ペースが適度に感じられても高いNPを生み出します。

NPが役に立たない場合

タイムトライアル、一定の登り、ソロのテンポライドは、平均パワーとほぼ等しいNPを生み出します (VI = 1.00-1.03)。これらの場合、平均パワーで十分です。

🔬 研究の基礎

Andrew Coggan博士は、ATP枯渇、グリコーゲン利用、乳酸蓄積、および心血管ストレスが強度とともに（線形ではなく）指数関数的に増加することを示す生理学的研究に基づいて、標準化パワーを開発しました。4乗の関係はこの非線形疲労反応を近似します。

出典: Allen, H., & Coggan, A.R. (2019). Training and Racing with a Power Meter (3rd Edition). VeloPress.

強度係数 (IF): 相対的なエフォートの定量化

強度係数 (IF) は、機能的作業閾値パワー (FTP) に対してライドがどれだけきつかったかを表します。これは標準化パワーとFTPの比率です。

計算式

IF = 標準化パワー (NP) / FTP

例:

FTPが300Wのライダーが、NP 255Wでライドを完了した場合:

IF = 255 / 300 = 0.85

これは中程度～ハードなエフォートを表します。

強度係数の解釈

IF 範囲 エフォートレベル ワークアウト例 持続可能時間
< 0.65 イージー/回復 リカバリースピン、イージーグループライド 3-6時間以上
0.65-0.75 エンデュランス/中程度 長い定常ライド、ベーストレーニング 2-5時間
0.75-0.85 テンポ/中程度～ハード テンポインターバル、スポルティーフペース 1-3時間
0.85-0.95 閾値/ハード スイートスポット、閾値インターバル 40-90分
0.95-1.05 FTP/非常にハード FTPテスト、40km TT 30-60分
1.05-1.15 VO2max/極めてハード VO2maxインターバル、クリテリウム 10-30分
> 1.15 アナエロビック/最大 ショートTT、トラックパシュート < 10分

トレーニングへのIFの活用

セッション設計

目標IFはワークアウト強度の処方に役立ちます：

  • イージーデイ: IF < 0.65 で回復を確実にします
  • テンポセッション: IF 0.80-0.85 で有酸素能力を構築します
  • 閾値ワーク: IF 0.90-1.00 でFTPを向上させます

レース分析

レース後のIFは、ペース配分が適切だったかどうかを明らかにします：

  • IFが高すぎる: スタートが速すぎて、最後に失速した
  • IFが適切: 均等なエフォート、強力なフィニッシュ
  • IFが低すぎる: 力を温存しすぎて、エネルギーが残っていた

TSS計算におけるIF

IFは、強度と時間を組み合わせて総トレーニング負荷を定量化するトレーニングストレススコア (TSS)の重要な要素です。

TSS 計算式

TSS = (IF)² × 時間 (時間) × 100

IFは2乗されるため、強度はトレーニングストレスに指数関数的な影響を与えます。

変動指数 (VI): 安定性指標

変動指数 (VI) は、ライド中のパワー出力がどれだけ変動したかを測定します。これは標準化パワーと平均パワーの比率です。

計算式

VI = 標準化パワー (NP) / 平均パワー

例:

NP 270W、平均パワー 250W のライド:

VI = 270 / 250 = 1.08

中程度に変動のあるエフォート（サージのあるグループライドに典型的）。

種目別VIベンチマーク

🚴 ロードサイクリング

ライドタイプ 典型的なVI 特徴
タイムトライアル 1.00-1.02 完全に安定的、最適なペーシング
ソロクライム 1.02-1.05 安定したエフォート、最小限の変動
ロードレース 1.05-1.10 いくつかのアタック、位置取りエフォート
クリテリウム 1.15-1.25 絶え間ない加速、非常に変動的

🚵 マウンテンバイク

ライドタイプ 典型的なVI 特徴
XC レース 1.10-1.20+ 1レースで88回以上のサージ、非常に変動的
トレイルライド 1.08-1.15 テクニカルセクション、登り、下り
エンデューロ 1.15-1.30+ 短い爆発的なエフォート、間の回復

なぜ高いVIが重要なのか

アナエロビックストレスの増加

高いVIは、閾値を超える頻繁なエフォートを示し、W'（無酸素容量）を繰り返し枯渇させます。これは、同じ平均パワーで一定に走るよりもはるかに疲労します。

グリコーゲン枯渇

変動のあるエフォートは、同じ平均パワーの定常エフォートよりも多くのグリコーゲンを消費します。VIの高いライドは、より頻繁な補給を必要とします。

神経筋疲労

繰り返しの加速とハードなエフォートは、心血管負荷が予測する以上の神経筋疲労を生み出します。

種目を区別するためのVIの使用

VIは、ロードサイクリングとマウンテンバイクを区別する主要な指標です：

🚴 ロードサイクリスト

VI: 1.02-1.05

安定したパワー、最小限のサージ。FTPと閾値での持続パワーに焦点を当てます。

🚵 マウンテンバイカー

VI: 1.10-1.20+

バーストパワー、頻繁なサージ。反復性とW'管理に焦点を当てます。

⚠️ ペーシングへの影響

ペーシングが重要なレース（ロードレース、TT、マラソンMTB）では、VI < 1.05 を目指します。すべてのサージは一定のライディングよりもコストがかかり、スタート時の高いVIは最後での失速を意味します。

例外: クリテリウムとテクニカルMTBレースは本質的に高いVIを必要とします。この要求のために具体的にトレーニングしてください。

W' Balance (W'bal): あなたのアナエロビックバッテリー

W' Balance (W'bal) は、ライド中の残りの無酸素容量をリアルタイムで追跡します。これは、クリティカルパワー (CP) を超えるエフォートのためにどれだけのエネルギーが残っているかを示すバッテリーゲージのようなものです。

W'とCPの理解

クリティカルパワー (CP) は、長時間持続できる最大パワーであり、有酸素代謝と無酸素代謝の境界です。FTPに似ていますが、より科学的に堅牢です。

W' (Wプライム) は、CPを超える仕事のための有限の容量であり、キロジュール (kJ) で測定されます。典型的な値は15-25 kJの範囲です。

CPとW'の例え

CP = 持続可能なペース (平坦な道路を無限に走るようなもの)
W' = サージ用バッテリー (限られた時間しか使用できないブーストボタン)

CPを超えて走ると、W'を消費します。CP未満で走ると、W'は回復しますが、回復は消費よりも遅いです。

W'balの仕組み

CPを超える枯渇

CPを超えて走る毎秒、CPをどれだけ超えているかに比例してW'を「消費」します：

  • CPが280Wのとき300Wのエフォート → 20 J/sでW'を消費
  • CPが280Wのとき350Wのエフォート → 70 J/sでW'を消費 (はるかに速い！)

CP未満での回復

CP未満で走ると、W'は指数関数的に回復し、時定数は約300-500秒です（疲労レベルに依存）。

簡略化されたW' Balanceの方程式

消耗: W'bal は (Power - CP) / 秒 で減少
回復: W'bal はW'maxに向かって指数関数的に回復

実際のモデル (Skiba, Bartram) はより複雑で、回復率に対する疲労の影響を考慮しています。

実世界の例：MTBレース

シナリオ: テクニカルな登りを含むXC MTBレース

ライダープロフィール:

  • CP: 280W
  • W': 18,000 J (18 kJ)

レースセグメント:

  1. スタートサージ (20秒 @ 400W):
    • W' 消費: (400-280) × 20 = 2,400 J
    • W'bal: 18,000 → 15,600 J (残り87%)
  2. 回復ペダリング (60秒 @ 220W):
    • W' 部分的回復: ~1,800 J
    • W'bal: 15,600 → 17,400 J (残り97%)
  3. テクニカルな登り (5分 @ 平均320W, 6回のサージで380W):
    • 持続的なCP超えのエフォート + サージによる大幅なW'枯渇
    • W'bal: 17,400 → 4,200 J (残り23%)
  4. 下りでの回復 (3分 @ 150W):
    • W' 回復: ~6,000 J
    • W'bal: 4,200 → 10,200 J (残り57%)

分析: ライダーは別のハードなエフォートに耐えることができますが、W'balを20%未満に枯渇させないようにすべきです。そうしないと、アタックに反応できなくなります。

レース戦略へのW'balの活用

ペーシング戦略

  • 登りでW'balを監視する: 頂上でアタックに反応できないほど深く使いすぎないでください
  • 回復期間を最大化する: 下りや平坦なセクションで軽くペダルを漕ぎ、W'を再充電します
  • 最後のエフォートを計画する: スプリントや最後の登りのためにW'がどれだけ残っているかを知っておいてください

トレーニングへの応用

  • インターバル設計: W'を繰り返し枯渇/回復させるようにインターバルを構成します (反復性を構築)
  • レースシミュレーション: レース固有のシナリオでW'balを管理する練習をします
  • 弱点の特定: 低いW' = より多くのアナエロビック容量ワークが必要

💡 MTB固有のW'balトレーニング

バーストインターバル: 2分間のテンポ (90% FTP) + 15秒間のサージ (150% FTP)、6-8回繰り返し

これはXCレースの要求をシミュレートします：持続的なテンポと繰り返しのサージ。CPとW'回復率の両方を鍛えます。

関連: クリティカルパワーとW'の計算方法を学ぶ

🔬 研究の基礎

W'balモデリングは、クリティカルパワーの概念 (Monod & Scherrer, 1965) に由来し、W'再構築のためのPhilip Skibaの2012年モデルによって改良されました。最近の研究は、可変強度運動における疲労困憊までの時間の予測因子としてW'balを検証しています。

出典:

  • Skiba, P.F., et al. (2012). Modeling the Expenditure and Reconstitution of W'. Medicine & Science in Sports & Exercise.
  • Jones, A.M., et al. (2019). Critical Power: Theory and Applications. Journal of Applied Physiology, 126(6), 1905-1915.

パワー指標の比較

指標 測定するもの 計算式 最適な使用例
平均パワー 平均出力 ワットの合計 / 秒 定常エフォート (TT, ソロクライム)
標準化パワー (NP) 生理学的コスト (加重) ⁴√( [30秒平均]⁴ の平均 ) 可変エフォート (クリテリウム, MTB, グループライド)
強度係数 (IF) FTPに対する相対的エフォート NP / FTP セッション強度処方
変動指数 (VI) パワーの安定性 NP / 平均パワー ペーシング分析, 種目比較
W' Balance (W'bal) 残りのアナエロビック容量 複雑 (Skibaモデル) リアルタイムレース戦略, インターバル設計

種目別の実践例

🚴 ロードタイムトライアル (40km)

  • 平均パワー: 320W
  • NP: 325W
  • IF: 0.98 (FTP = 332W)
  • VI: 1.02
  • W'bal: 最小限の枯渇 (CP付近を維持)

分析: 完璧にペース配分されたTT。VIが1.0に近い = 最適な安定性。IF 0.98 = 最大持続可能エフォート。

🏁 クリテリウム (60分)

  • 平均パワー: 225W
  • NP: 275W
  • IF: 0.83 (FTP = 332W)
  • VI: 1.22
  • W'bal: 繰り返しの枯渇/回復 (300W超えのサージ88回)

分析: 高いVIはサージと回復のパターンを明らかにします。NPが平均より50W高いことは真のコストを示しています。W'balの管理が重要でした。

🚵 XC MTB レース (90分)

  • 平均パワー: 245W
  • NP: 285W
  • IF: 0.86 (FTP = 332W)
  • VI: 1.16
  • W'bal: 非常に変動的、複数の深い枯渇

分析: 平均パワーはエフォートを40W過小評価しています。MTBに典型的な高いVI。テクニカルな登りでのW'bal枯渇は、下りでの賢い回復を必要としました。

🏔️ 登りを含むグランフォンド (5時間)

  • 平均パワー: 195W
  • NP: 215W
  • IF: 0.65 (FTP = 332W)
  • VI: 1.10
  • W'bal: 登りで枯渇、下りで回復

分析: IFは5時間持続可能な中程度。VI 1.10は登りでのサージによるもの。この期間では適切な補給が重要です。

よくある質問

なぜNPは常に平均パワーよりも高いのですか？

NPは高強度のエフォートをより重く評価します。なぜなら、それらは不釣り合いな疲労を生み出すからです。4乗計算は平均を超えるサージを増幅し、NP ≥ 平均パワーとなります。完全に一定のエフォートの場合、NPは平均パワーと等しくなります (VI = 1.0)。

さまざまなワークアウトでの「良い」強度係数とは何ですか？

回復: IF < 0.65 | エンデュランス: IF 0.65-0.75 | テンポ: IF 0.75-0.85 | 閾値: IF 0.85-0.95 | FTPテスト: IF 0.95-1.05。IFが高いほどきついセッションですが、持続可能性は時間に依存します。

すべてのライドで低いVIを目指すべきですか？

いいえ。タイムトライアルやソロクライムは、最適なペーシングのために低いVI (1.00-1.03) の恩恵を受けます。しかし、クリテリウム、MTBレース、グループライドは必然的に高いVI (1.10-1.25) になります。目標イベントに合ったVIプロファイルでトレーニングしてください。

W'balはFTPとどう違いますか？

FTP（またはCP）はレートであり、ワット単位の持続可能なパワーです。W'は容量であり、FTPを超えるエフォートのために利用可能な総エネルギーで、キロジュール単位で測定されます。FTP = 継続的に運転できる速度、W' = その速度を超えるバースト用のニトロタンクのサイズ、と考えてください。

トレーニングでW'を改善できますか？

はい。高強度インターバル（VO2max、アナエロビック）は、8-12週間でW'を10-20%増加させます。スプリントトレーニング、坂道リピート、およびショートインターバル（120-150% FTPで30秒-3分）は、特にW'の開発をターゲットにしています。

クリティカルパワーは必要ですか、それともFTPで十分ですか？

基本的なトレーニングには、FTPで十分です。しかし、MTB、クリテリウム、または可変強度のイベントに参加する場合、CPとW'をモデル化することは、ペーシング戦略やいつアタックできるかを理解するために大きな利点をもたらします。CPはFTPよりも科学的に堅牢です。

なぜMTBはロードサイクリングよりもVIが高いのですか？

MTBの地形は可変パワーを要求します：障害物を越える加速、テクニカルセクションでのサージ、下りでの回復。ロードサイクリング（特にソロ）は一定のパワーを許容します。この根本的な違いは、MTBライダーには持続的な閾値パワーだけでなく、反復性とW'管理という異なるトレーニングが必要であることを意味します。