科学に近づく:26mmと30mmのロードタイヤの比較
科学に近づく:26mmと30mmのロードタイヤの比較
ロードバイクに最適なタイヤ幅は?26mmと30mmのタイヤをテストしてみました。
タイヤ幅の選択は、ロード・サイクリングにおいて常に最も熱く議論されるトピックのひとつだ。伝統的に、幅の狭いタイヤ(23mm以下)が使用されてきたのは、一般的に軽量であるため、より速いと認識されてきたからだ。しかし、最近のトレンドは逆の方向に向かっている。転がり抵抗が少なく、乗り心地が良いとして、メーカーはサイクリストに幅広タイヤ(28mm以上)の使用を勧めている。
しかし、ロードサイクリングに最適なタイヤ幅は?タイヤ幅を無限に広げることはできないので、この疑問に答えるため、筆者らは2種類のサイズのピレリP-Zero Race TLRタイヤを使って2つのテストを行った:700×26mmと700×30mmだ。26mmサイズは標準的な狭いタイヤ幅を表し、30mmサイズはロードバイクではかなり幅広とされる幅を表すために使用された。最初のテストは室内でローラートレーナーを使って行ったが、2回目はより良い検証のために、様々な路面コンディションのトラックで屋外テストを行った。屋内テストでは、幅の狭いタイヤと広いタイヤの転がり抵抗の違いについて、ある程度信頼できるデータが得られるはずだが、実走行での各タイヤセットの適合性を評価することも極めて重要だ。結局のところ、転がり抵抗は最終的には路面状況によって決まるのです。
私たちの経験では、ロードタイヤの幅に関しては、快適性、転がり抵抗、空力特性の間でバランスを取る必要がある。例えば、幅の広いタイヤは快適かもしれないが、それを使うと空力的な利点が少し犠牲になるかもしれない。正確なバランスはあなたのバイクやライディングスタイルによりますが、あなたのニーズに合ったいくつかの提案をします。
インドア・ローラー・トレーナー・テスト
屋外では、風や頻繁なスタートなど、さまざまな変動要因が存在するため、実環境でのデータテストは最良の選択肢とは言えません。インドア・ローラー・トレーナーで屋内を走れば、よりコントロールされた環境で、特定の変数をよりよくテストすることができる。
屋内ローラー台テスト その1:タイヤ幅
テストは簡単だ。幅の異なる2組のタイヤを用意し、一定速度で一定間隔でローラーに乗せる。そして、その速度を維持するのに必要なパワーを記録する。自転車、ホイール、ライディングポジションなど、その他はすべて一定で、タイヤ空気圧も毎回同じ、26mmと30mmのタイヤともに90psiまで空気を入れる。一方の幅が他方より速ければ、目標速度を維持するために必要な出力は低くなるはずだ。そして、この幅の方が転がり抵抗が少ないと推測できる。
このテストでは、目標速度は時速40kmで、インターバルは5分間だった。各テスト間隔の前に、平均時速10kmで5分間のウォームアップを行い、すべてのシステム要素を一定の作動温度にした。各テストは2回繰り返され、一貫性を確保するために平均値が取られた。
ローラーの表面は道路よりもはるかに滑らかであるため、このテストが実走行を完全に再現しているわけではないことを認識することが重要である。また、ローラーの直径が小さいほど変形が大きくなるため、タイヤは舗装路と比較してローラー上でわずかに異なる変形をする。しかし、試験変数をコントロールするための実証済みの方法であることに変わりはない。
すべてのテストは、ICANのカーボンロードFL1を装着したロードバイクで行われた。 UCI軽量カーボンディスク グラベル/ロード用ホイールセット (40C-UL)。前述の通り、テストに使用したタイヤはピレリP-ZERO Race TLRで、サイズは700×26mmと700×30mm。タイヤの構造とラバーは同じで、違いはタイヤ幅だけだ。これらのタイヤはチューブレス対応だが、タイヤ交換を容易にするため、ブチル製のイナーチューブを装着してテストした。その結果、チューブレスに比べて転がり抵抗がわずかに増加したが、2つのホイールの差は目立たなかった。パワーは、テスト開始時に校正されたパワーペダルを使用して記録した。
結論
ラン01 |
ラン02 |
ラン03 |
ラン04 |
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ホイールセット | カーボン・ディスク・ロード・ホイールセット 50C-UL | カーボン・ディスク・ホイールセット 50C-UL | カーボン・ディスク・ホイールセット 50C-UL | カーボン・ディスク・ホイールセット 50C-UL |
タイヤモデル | ピレリP-ZEROレースTLR | ピレリP-ZEROレースTLR | ピレリP-ZEROレースTLR | ピレリP-ZEROレースTLR |
タイヤサイズ | 700x30mm | 700x30mm | 700x30mm | 700x30mm |
ウォームアップ時間 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
ラップタイム | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
タイヤ空気圧(psi/bar) | 90 / 6.2 | 90 / 6.2 | 90 / 6.2 | 90 / 6.2 |
ラップ平均パワー(ワット) | 153 | 153 | 153 | 153 |
ラップ距離(km) | 3.34 | 3.34 | 3.34 | 3.34 |
ラップ平均時速 | 40.1 | 40.1 | 40.1 | 40.1 |
結果 | ||||
タイヤサイズ | 700x30mm | 700x26mm | 違い | |
等圧での平均出力(ワット) | 152 | 166 | 14 |
ローラー台で時速40kmのサイクリングに30mmタイヤを履いた場合、平均152ワットの出力が必要だが、26mmタイヤを履いて時速40kmで走ると平均166ワットの出力が必要で、その差は14ワットである。空気力学を無視し、完全に滑らかな路面で同じ圧力をかけた場合、幅の広いタイヤの方が幅の狭いタイヤよりも圧倒的に速くなる。
同じ空気圧であれば、幅の広いタイヤの方がウォールテンションが高く、コンタクトパッチが短く広いからだ。1つ目の要因は、タイヤの曲げによって失われるエネルギーが少ないことを意味し、2つ目の要因は、短くて広い接地面が摩擦損失を減らすため、転がり抵抗を減らすことを意味する。
このテストは重要なポイントを見逃している。実走行ではタイヤの空気圧が重要なのだ。
インドア・ローラー・トレーナー・テスト その2:タイヤ幅と空気圧
幅の広いタイヤを実地で使用する場合、一般的には幅の狭いタイヤと同じ空気圧にはしない。そうすることで、幅の広いタイヤのテンションが高くなり、幅の狭いタイヤよりも硬くなり、不快感が増す。空気圧90psiの30mmタイヤは、想像できるようにかなり硬い。幅の広いタイヤを使うメリットのひとつは、より快適であることだが、タイヤの空気圧が高すぎると、現実の世界ではそのメリットを享受することができない。
ローラーやサーキットのような非常に滑らかな路面では、タイヤの空気圧と張力を高くすれば、変形によって失われるエネルギーが少なくなり、接地面積が小さくなるため、転がり抵抗が減少します。しかし、路面がそれほど滑らかでない現実の世界では、タイヤケーシングを変形させて路面の振動を吸収させたいため、幅の広いタイヤは幅の狭いタイヤよりも空気圧を低くする必要がある。タイヤの空気圧を上げすぎると、バイクは路面の凹凸を乗り越えてしまい、グリップとスピードが低下する。
したがって、ローラーテストの第2部では、タイヤサイズに基づいてタイヤ空気圧を調整する。つまり、幅の広いタイヤでは空気圧を低く、幅の狭いタイヤでは空気圧を高くする。これは、実際の使用状況をより正確に反映させるだけでなく、幅の広いタイヤの張力増加による転がり抵抗の優位性を相殺します。
ピレリの推奨によれば、体重約64kgの場合、26mmタイヤは83psi、30mmタイヤは65psiで走らせるべきで、これが今回のテストでテストした空気圧だ。
結論
ラン05 |
ラン06 |
ラン07 |
ラン08 |
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ホイールセット | カーボン・ディスク・ロード・ホイールセット 50C-UL | カーボン・ディスク・ホイールセット 50C-UL | カーボン・ディスク・ホイールセット 50C-UL | カーボン・ディスク・ホイールセット 50C-UL |
タイヤモデル | ピレリP-ZEROレースTLR | ピレリP-ZEROレースTLR | ピレリP-ZEROレースTLR | ピレリP-ZEROレースTLR |
タイヤサイズ | 700x30mm | 700x30mm | 700x30mm | 700x30mm |
目標速度 | 時速40キロ | 時速40キロ | 時速40キロ | 時速40キロ |
ウォームアップ時間 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
ラップタイム | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
タイヤ空気圧(psi/bar) | 83 / 5.7 | 83 / 5.7 | 65 / 4.5 | 65 / 4.5 |
ラップ平均パワー(ワット) | 165 | 165 | 170 | 170 |
ラップ距離(km) | 3.34 | 3.34 | 3.33 | 3.33 |
ラップ平均時速 | 40.1 | 40.1 | 40 | 40 |
結果 | ||||
タイヤサイズ | 700x30mm | 700x26mm | 違い | |
等圧での平均出力(ワット) | 170 | 165 | -5 |
推奨空気圧の場合、30mmタイヤを使用すると平均170ワットの出力が必要なのに対し、26mmタイヤを使用すると平均165ワットの出力が必要となる。完全に平滑な路面では、エアロダイナミクスを考慮しなければ、26mmタイヤの方が5ワット有利だ。
では、なぜ幅の狭いタイヤは幅の広いタイヤよりも突然転がり抵抗が小さくなるのか?ここでもまた、変形張力とタイヤ空気圧が関係している。空気圧83psiの26mmタイヤは、空気圧65psiの30mmタイヤよりもたわみが少なく、ローラーとの接触も少ない。これはまた、30mmのタイヤがバイクと私の体の重さでより圧縮され、変形ロスが増え、コンタクトパッチのサイズが大きくなることを意味する。各タイヤサイズのタイヤ空気圧を正確に調整して、まったく同じ変形張力、つまり剛性を生み出すとすれば、転がり抵抗はおそらく同じになるだろう。
ローラーテストの結論
結論として、同じタイヤ空気圧であれば、幅の広いタイヤの方が幅の狭いタイヤよりも転がり抵抗が少ないことが、我々のローラーテストによって示された。しかし、タイヤ空気圧を実走行用に調整すると、この利点は消えてしまう。実走行が重要なのは、それが私たちのバイクの使い方だからであり、最適なタイヤ幅を選ぶにはやはり慎重な検討が必要だ。
実際の道路を走るのはどうだろう?
ほとんどの人は実際の路面を走ることが多いので、ローラーテストがすべてを物語っているわけではないのは明らかだ。ローラーテストは最終的に大きな違いを示さないかもしれないが、経験上、幅広のタイヤは快適性を向上させ、荒れた路面での空力による運動エネルギー損失を減らすことができる。
振動吸収と制御
実際の道路では、ロードタイヤはショックアブソーバーとして機能し、路面からの振動を跳ね返すのではなく、吸収する必要がある。これはスピードを維持し、快適性とグリップを提供するのに役立つ。そのためには、路面が荒くなるにつれてタイヤの空気圧を下げる必要がある。しかし、非常に荒れた路面では、細すぎるタイヤでは大きな段差を吸収するのに十分な容積がなく、リムで底付きする可能性が高くなります。例えば、ポットホールにぶつかった場合、タイヤがリムと障害物の間に押し潰され、ブローアウトを起こしてタイヤとリムの両方を損傷する可能性がある。
この問題は、体重の重いライダーとバイクの場合、タイヤにかかる下向きの圧力が大きくなるため、さらに悪化する。この点を考慮し、ピレリは、例えば体重96kg以上(またはライダーとバイクを合わせた重量がそのサイズ)のライダーには、700×25mmより小さいタイヤの使用を避けるよう推奨している。
エアロダイナミクス
一方、振動の減衰がそれほど重要でない良好な路面では、幅の狭いタイヤは、風にさらされる前面面積をわずかに減らすことで、わずかながら空力的な利点をもたらすかもしれない。最近の エアロ・ロードバイク とホイールは、25 mmのタイヤで最も空気抵抗が小さくなるように設計されています。経験則として、一般的にリムの外幅はタイヤよりもわずかに広い方がいい。ただし、これは良い道でタイムトライアルやロードレースに出場する人だけが考慮すべきことかもしれない。
全体的なコツは、振動減衰、グリップ、空力のバランスが自分に合ったタイヤを見つけることだ。荒れた路面をゆっくり走るのであれば、振動減衰性とグリップが優先されるため、幅広のタイヤを選ぶことになる。一方、滑らかな路面を高速で走るのであれば、幅の狭いタイヤの空力的な優位性はわずかでも価値があるかもしれない。
実世界での印象
ローラーデータは管理された条件下でのタイヤ間の転がり抵抗の違いを示しているが、多くの人にとって最も重要なのは実際の道路での性能である。より主観的なインプレッションを集めるため、私たちはブリストルの南にある様々な路面を備えた2.7kmのループで両タイヤモデルをテストした。このループは、舗装されたばかりの上り坂、典型的な "普通の "イギリス道、不完全な下り坂、そしてその間にある短くて平坦な、ほとんど壊れていない道を巧みに組み合わせている。
今回のテストでは、ピレリが推奨するタイヤ空気圧を使用した:26mmタイヤは83psi、30mmタイヤは65psiだ。設定した平均パワーで走った時間を測定することで、ある程度のデータ収集を試みることもできるが、このテストはオープンロードで行われたため、ライダーや環境の変数の影響を排除することは難しい。例えば、風速、交通量、ブレーキングやライン選択における個人差はすべてデータを歪め、大きな誤差をもたらす可能性がある。
したがって、このテストの目的はデータを集めることではなく、各タイヤ幅が実世界でどのような性能を発揮するかを知ることだった。
実走行の結論
予想通り、滑らかな舗装路では2つのタイヤ幅の差はわずかだった。良好な路面では、700×26mmに比べて幅広の700×30mmタイヤのタイヤ容積の増加は、快適性に目立った影響を及ぼさなかったが、空力的なペナルティがわずかにあったことは確かだ。
路面が荒れてくると、ワイドタイヤの快適性とグリップの利点がはっきりとわかるようになった。イギリスの "普通の "道でも、ワイドタイヤのほうが明らかに快適だった。さらに、路面が荒れてくると、ワイドタイヤのグリップ力は自信を与えてくれた。これは特に下り坂で顕著で、ワイドタイヤは安定感をより高めてくれた。
細いタイヤは悪路で速く感じるかもしれないが、私たちが経験した高周波の振動はかなり不快だったことに注意することが重要だ。タイヤ空気圧ガイドで説明したように、幅の広いタイヤを低い空気圧にすると、タイヤが路面と接触する頻度が高くなり、転がり抵抗を減らすことができる。
では、どうすれば転がり抵抗を低くできるのか?
これは複雑なテーマですが、タイヤが生み出す転がり抵抗は、その構造とゴムの配合に大きく左右されます。一般的に言って、薄くて柔らかいゴムを使った軽いタイヤの方が、パンク防止などの機能を備えた重くて厚い硬いタイヤよりも速いのが普通だ。夏用タイヤと冬用タイヤの違いを体感してほしい。お察しの通り、ロードタイヤはほとんどの場合、スピードと耐久性のトレードオフの関係にある。最適な選択はあなたのライディングスタイルによる。紙のように薄く軽量なタイヤは、完璧な道でのタイムトライアルには適しているが、予定外の遠出や地元の砂利道でのロングライドには適さないかもしれない。
タイヤ幅はどの程度にすべきでしょうか?
ローラーテストによれば、同じ空気圧であれば、幅の広いタイヤの方が幅の狭いタイヤよりも転がり抵抗で有利である。しかし、このアドバンテージは現実の世界に出ると消えてしまう。現実の世界では、「幅の広いタイヤの方が速いのか」という質問に対する答えは、より微妙なものとなる。幅の広いタイヤは幅の狭いタイヤよりも転がり抵抗が少ないとは言えないが、タイヤのテンションを正規化すれば、転がりは遅くならないはずだ。ワイドなタイヤは快適で、グリップ力も高い。より快適で自信に満ちたバイクは、地形によっては全体的に速く走ることもできる。
したがって、タイヤ幅は、ダンピング要件、グリップ、空力など、他の基準に基づいて選択することができる。最終的には、バイクのセットアップで何を達成したいかを天秤にかける必要がある。
もしあなたのバイクに十分なクリアランスがあれば、私たちは一般的に28mmタイヤをお勧めする。
上質な路面やタイムトライアルでレースをする場合、25mmというやや細めのタイヤは、高速走行時に空力的に若干有利になるかもしれない。しかし、ラフロードでレースをする場合は、少し幅広のタイヤの方が良いかもしれない。
特に荒れた路面を頻繁に走ったり、グラベル・セクションを走ったりする場合は、30mm(またはそれ以上)のタイヤを選ぶと、転がり抵抗を犠牲にすることなく、快適性、グリップ、ハンドリングが向上する。