ロードレーサータイヤの太さと性能

ロードレーサータイヤについてお尋ねします。太いのと細いのどちらが有利（速い）なのでしょうか。通念としては細い方が速いとなっているのですが、次のような考えはどうでしょう。

まずタイヤのころがり抵抗を考えて見ましょう。タイヤ直径に関係なく、同じ空気圧で同じ重量を支える場合は同じ変形量になり、接地面積はほぼ同じとなります。さて、タイヤのころがり抵抗は、地面への粘着・引き剥がしと、ゴムの変形・戻りの合計です。前者は設置面積が同じなら一定、後者はタイヤ直径が大きいほど小さい。よってタイヤは太い方が転がり抵抗がすくないと結論付けられそうです。

次にタイヤ重量を考えて見ましょう。これは単純に太い方が重くなる。

最後に空気圧です。細いタイヤの方がより容易に高い空気圧を得ることができるのかもしれません。（ぼくの持っているタイヤは700ｃ×25は八気圧、21は10気圧です。）

以上のファクタを考えると、同じ空気圧にする限り、加速時は細いタイヤが有利。いったん巡航速度になれば、太いタイヤが有利となるみたいです。

ぼくは21と25の2台持っていて、同じ八気圧1/3入れているのですが、25の方が相当速いです。ただ、自転車重量・構造等ありますから、これだけでは結論付けられませんが。

No.1 ベストアンサー 回答者： suiran2 回答日時： 2008/08/28 09:28

あなたの面白いレポートに評論を加えます。

転がり抵抗とはタイヤの変形等により熱としてエネルギーを失うことです。ですから高反発性のコンパウンドの使用でタイヤの変形を防ぐことが転がり抵抗の低下に繋がります。一般にグリップ力の高いタイヤは転がり抵抗が大きくなり，堅くてグリップ力の小さなものは転がり抵抗は小さくなります。この材質の違いがかなり大きな割合を示します。

接地面積については，同じ接地面積であってもその形状により大きく左右されます。前後に長いものより左右に長い形状の方が転がり抵抗は小さくなります。つまり太いタイヤほど転がり抵抗は小さくなります。また，接地面積を小さくすればするほど転がり抵抗は小さくなります。つまり，高圧タイヤほど変形も少なく接地面積も少なくなりますから転がり抵抗は小さなものになります。

以上の理由から世界の自動車タイヤメーカーは，転がり抵抗を小さくしようとコンパウンドが高反発性で幅広の扁平タイヤの開発競争をしてきたわけです。昔の自動車はふわふわ感がありましたが，現在はその感じが無くなってガッシリ感があるのは，タイヤの影響も大きいですね。ですからご質問者さんのご指摘のように，自転車でも高反発性のコンパウンドを使用し高圧に耐えるようにした太いタイヤが，一番転がり抵抗が小さいことになります。

さてここまでは空気抵抗がない場合の話です。または25km/h以下の低速の場合です。自転車は極めて馬力の小さな乗り物ですから空気抵抗の影響は極めて大きなものです。空気抵抗は速度の二乗に比例しますから30km/h以上では太いタイヤは転がり抵抗の小ささより空気抵抗の大きさの方が大きく影響します。当然リムの形状も影響します。40km/hでは25km/hの2.6倍の空気抵抗ですから，レーサーはタイヤを少しでも細く，少しでも高反発力の高圧タイヤを求めるわけです。

空気抵抗は，私のように40km/hなど何分かしか維持できない老人ライダーにとっては別な次元の話ですし，シティサイクルやクロスバイクでも余り関係のない話と思います。ですからそれらの自転車は31c～35cを履かせている自転車が多いのだと思います。老人には25c～28cが一番良いですね。蛇足ですが，タイヤが軽いほど，ホイルが軽いほどバネ下加重が軽くなりますから，漕ぎ出しは軽く，操作性が高まり，高速を維持しやすいことは言うまでもありません。

この回答へのお礼

へんとうがおそくなってすみません。

あれからいろいろ調べてみました。

タイヤの太いほど路面抵抗が少ない。でも細い方が強度が出し安く空気圧が上げやすい。結局あまり変わらないでしょう。

自転車は路面抵抗より空気抵抗の方が圧倒的に大きい乗り物です。（30km／hなら75％が、40km/ｈなら85％が空気抵抗、空気抵抗＝速度二乗に比例）

タイヤが速度の影響は空気抵抗のほうが大きい、ということで前方投影面積を考えてみました。形状や後方への影響は難しくて無視。

前後のタイヤの径が二ミリ増えるとスポークが前後三本が増えたのと同じ（理由：スポークは標準2ミリです。空気抵抗は速度二乗ですから車輪上部は4倍ので水平部は1倍下で部は0倍の抵抗、平均すればスポークの上下2本増で2ミリ分×ルート2が増えた抵抗。これを前後タイヤにすると約3本分が増）

タイヤ径を25＞19に代えても前後で9本分ですね。フレームで考えると立管+シートポストの径が12mm増えたのと大体同じ。これぐらいはクロモリからアルミに代えれば太くなります。

ツールに行く人は別として、草レースなら関係ないんじゃないかなって思えるぐらいの差です。タイヤを細くするよりエアロリムをつけましょう。ぼくの場合はスポーク数は20本減りました。

タイヤ径で問題になるのは、走行安定性です。石を踏んだ場合、進行方向に垂直の溝や段差があった場合、太いタイヤの方が安定するのではないでしょうか。素人にはこちらの意味のほうが大きいとおもいます。

じつは21チューブラ（ノーマルリム・クロモリ・トライアスロン用で直進優先）と25クリンチャ（エアロリム・アルミ前カーボン・ロード用、前傾が強い）の2台持っていますが、乗っていてタイヤの差はわかりません。エアロリムをつける前から、後ろの方が圧倒的に早いです。

いろいろ考え次のタイヤは太めを選ぼうかと思います。

お礼日時：2008/10/24 06:01

No.2 回答者： eye3 回答日時： 2008/08/28 11:28

一番抵抗が少ないのは２５Cである。

という話を何度か聞いたことがあります。しかし、それは重量や空気抵抗を抜いた理論の上での話で、実際にどうかというのは、使い道や組み合わせる自転車によって違うので、結論が出ていなのではないでしょうか？
また、２３Cと書いて売られていても、メーカーによって実測では２１～２５Cくらいのバラつきはありますよね？

私の考えでは、２３Cが一番多くラインナップされているので、高性能でバランスがとれているのは、２３Ｃなのではないでしょうか。（メーカーが実験してラインナップは決めると思うので）
たぶん２１Ｃより細くなると、速度の維持が難しくなるので山岳で使うか、スプリンター系の筋肉の持ち主でないと厳しいと思います。

といっておきながら、そんなにスピードが変わらないわりに乗り心地が全然違うので、わざわざ２５Ｃを探して使っているのですがね・・・

この回答へのお礼

返答が遅くなってすみません

下の方の回答にも書いたのですが、世の中では細い方が路面抵抗が減るという変な議論が流れてまして、疑問に思っていました。ただし細い方が空気圧をあげられ、ゴムの変形量が減り、結果として路面抵抗が減るのはそのとおりですけど。ちなみにトラック用19ミリはロードの1.5倍13気圧だそうです。次は高気圧タイヤがほしくなりました。

あなたの回答にありますように、タイヤが太い方が路面の状況に対応しやすいのではと思います。

お礼日時：2008/10/24 06:07