データの洞察ワイドリムとワイドタイヤは本当に効果的か?リム幅の異なるロード、グラベル、マウンテンタイヤをテスト
近年、リムの幅が広くなっていることは広く知られている。ハンドリングを向上させ、タイヤの空気量を増やすために、数年前まで一般的だった内幅17mmや19mmのリムに55mmのタイヤを組み合わせる人はもういない。サイクリストは、同じタイヤが幅の広いリムと幅の狭いリム(例えば、自転車の転がり抵抗テストでよく使われる17.8mmのテストリム)でどのような性能を発揮するのか知りたがっている。
そこで、3種類のロードタイヤ、3種類のグラベルタイヤ、3種類のマウンテンタイヤを18mm、22mm、26mmのリムでテストした。その結果、リム幅とタイヤ幅の比率は0.32から1.04の範囲に及んだ。記事の最後では、すべてのテストデータを組み合わせて、最適なリム幅とタイヤ幅の組み合わせを推奨している。
膨大な量のデータを集めたが、同じカテゴリー内の同じような幅のタイヤ間の差はわずかだったので、各タイヤカテゴリー(ロード、グラベル、マウンテン)の結果を平均した。
テストのセットアップと条件 カーボンファイバーホイール
テストタイヤ
転がり抵抗試験はすべて転がり抵抗試験機で行った。シマノLX670ハブに32本のDTチャンピオン2.0スポークを使用。ハブベアリングはわずかに緩くなるように調整した。リム重量に若干のばらつきがあるため、すべてのテストホイールで42.5kgの荷重が一定になるように調整した。
- 18mmリム
- 22mmリム
- 26mmリム
すべてのテストではチューブレスリムとチューブレスタイヤを使用した。リム幅が広いほどインナーチューブが伸びるため、幅の広いタイヤを履いたほうが有利な場合もあるが、すべてのテストにチューブレスリムとチューブレスタイヤを使用することで、リム幅がタイヤ性能にどのように影響するかについて最も正確なデータが得られると考えている。3つのリム幅それぞれについて、4つの異なるタイヤ空気圧をテストし、より多くのデータを収集し、性能向上を最大化する方法をよりよく理解した。
転がり抵抗試験条件
- すべてのタイヤにチューブレスシステムを採用
- スピード:28.8 km/h
- ホイール荷重42.5 kg
- 温度:21.5~22.5 °C
- ダイヤモンドプレートドラム表面
- ドラム直径:77cm
ロードタイヤと18mm、22mm、26mmリムの組み合わせ
25mm幅のロード・タイヤは通常、15~18mm幅のリムと組み合わされるが、22mmと26mmのリムにも装着し、その性能をテストした。タイヤ空気圧100psi/6.9barで、異なるリムでのタイヤの高さと幅は以下の通り:
ホイール幅 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 18/25=72% | 22/25=88% | 26/25=104% |
タイヤ幅 | 26.4 mm | 28.1 mm | 29.8 mm |
タイヤの高さ | 23.7 mm | 23.8 mm | 23.9 mm |
リム幅が1mm広くなるごとに、25mm幅のロードタイヤを装着した場合、約0.425mm広くなることがわかる。つまり、リム幅が4mm広くなるごとに、次のサイズのタイヤを選ぶのと同じことになる(例:26Cは28Cに、28Cは30Cに)。また、タイヤ幅が広くなるということは、同じ空気圧であればタイヤが硬く感じられるということでもある。
次に転がり抵抗試験である。3本のタイヤの平均転がり抵抗を、4種類のタイヤ空気圧設定と異なるリム幅で測定する。同じ空気圧でも幅の広いタイヤほど硬く感じるため、組み合わせによっては実際に調整が必要になる可能性が高いことに注意(例えば、26Cのリムに120psiの空気圧は、ほとんどの人にとって硬すぎるだろう)。
タイヤ空気圧 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 72% | 88% | 104% |
120 psi 転がり抵抗 | 8.5 W | 8.6 W | 8.1 W |
100 psi 転がり抵抗 | 9.1 W | 9.1 W | 8.9 W |
80 psi 転がり抵抗 | 10.2 W | 10.1 W | 9.7 W |
60 psi 転がり抵抗 | 11.9 W | 11.7 W | 11.1 W |
平均転がり抵抗 | 9.93 W | 9.88 W | 9.45 W |
上のテストでは、各リム幅に同じタイヤ空気圧を使用した。幅の広いタイヤほど転がり抵抗が小さいことは明らかだ。有意差はないものの、その傾向は明らかだ。ただし、タイヤ幅が18Cリムの26.4mmから26Cリムの29.8mmに拡大したため、この結果を直接タイヤセットアップの指針にするのは問題があるかもしれない。同じレベルの快適性を維持するためには、幅の広いタイヤはタイヤ空気圧を低くする必要がある。
以下のテストでは、異なるリム幅で快適性が同等になるようにタイヤ空気圧を調整した。22Cリムのタイヤ空気圧は変更せず、18Cリムの空気圧を6%上げ、26Cリムの空気圧を6%下げた。6%の調整はタイヤ幅の変化にほぼ対応している。
タイヤ空気圧 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 72% | 88% | 104% |
転がり抵抗(127-120-113 psi) | 8.3 W | 8.6 W | 8.3 W |
転がり抵抗(106-100-94 psi) | 8.9 W | 9.1 W | 9.0 W |
転がり抵抗(85-80-75 psi) | 9.9 W | 10.1 W | 10 W |
転がり抵抗(64-60-57 psi) | 11.5 W | 11.7 W | 11.5 W |
平均転がり抵抗 | 9.65 W | 9.88 W | 9.70W |
快適性に基づいてタイヤ空気圧を調整した後、すべてのセットアップの性能がほぼ同じであることがわかる。22Cのセットアップのほうがわずかに性能が悪いようだが、その差は測定誤差によるものと考えられるほど小さい。
ロードバイクの結論
リム幅がタイヤ幅の72%を超える場合、それ以上リム幅を広げても転がり抵抗は増加しないと結論付けている。25mm幅のロードタイヤの場合、適切なリム幅は約17~18Cであり、これは今日のほとんどのロードバイクの標準的な構成に一致している。28mm幅のタイヤの場合、最適なリム幅は19~20Cです。
グラベルタイヤと18mm、22mm、26mmリムの組み合わせ
テストした3本のグラベルタイヤは以下の通り:
- パナレーサー グラベルキング TLC 40-622
- コンチネンタル テラ・スピード TR 35-622
- ミシュラン・パワーグラベル 35-622
ここでは、リム幅がやや幅広のタイヤにどのような影響を与えるかを調べ、その結果をロードバイクの結果と比較する。3本のグラベルタイヤの平均タイヤ公称幅(36.67mm)を使って、リム対タイヤ公称幅比を計算した。テストに使用したグラベルタイヤの公称リム対タイヤ幅比は、49%(18Cリム)、60%(22Cリム)、71%(26Cリム)である。ほとんどのグラベルバイクのリム幅は19mmから25mmであり、このデータセットは現実の状況をかなり代表している。
リム幅 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 49% | 60% | 71% |
タイヤ幅 | 35.2 mm | 36.4 mm | 37.6 mm |
タイヤの高さ | 33.0 mm | 33.1 mm | 33.3 mm |
リム幅が1mm増加すると25mmロード用タイヤが約0.425mmワイドになるロードバイク用リムとは異なり、グラベル用リムではリム幅が1mm増加してもタイヤ幅は約0.3mmしか広がらない。タイヤの高さもリム幅による変化は少なく、リム幅が8mm増加しても0.3mmしか高くならない。
同じタイヤ空気圧で転がり抵抗のテストを開始し、4段階のタイヤ空気圧設定と異なるリム幅で3つのタイヤの平均転がり抵抗を測定した。ロードバイクと比較すると変化は目立たないが、同じタイヤと空気圧でもリム幅が広い方が体積が大きいため有利である。
タイヤ空気圧 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 49% | 60% | 71% |
同一圧力での転がり抵抗 | 15.5 W | 15.5 W | 15.3w |
転がり抵抗の調整 | 16.5 W | 16.4 W | 16.1 W |
転がり抵抗の調整 | 18.2 W | 17.7 W | 17.4 W |
転がり抵抗の調整 | 21.2 W | 20.7 W | 20.2 W |
平均転がり抵抗 | 17.85 W | 17.58 W | 17.25 W |
その変化の傾向は明らかにロードバイクのそれと似ている。幅広のリムはタイヤの容積を増やし、同じ荷重下でのタイヤの沈み込みと変形を減らすため、同じタイヤ空気圧でも幅広のリムの方が転がり抵抗で有利になる。
そして、タイヤ空気圧を同じ快適レベルに調整した。リム幅の異なるグラベルタイヤは寸法変化が少ないため、タイヤ空気圧の調整幅も小さくなる。22Cを基準として、18Cリムのタイヤ空気圧を3%上げ、26Cリムのタイヤ空気圧を3%下げる。
タイヤ空気圧 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 49% | 60% | 71% |
同一圧力での転がり抵抗 | 15.4 W | 15.5 W | 15.4W |
転がり抵抗の調整 | 16.3 W | 16.4 W | 16.3 W |
転がり抵抗の調整 | 17.9W | 17.7 W | 17.6 W |
転がり抵抗の調整 | 20.9 W | 20.7 W | 20.5 W |
平均転がり抵抗 | 17.63 W | 17.58 W | 17.45 W |
その変化の傾向は明らかにロードバイクのそれと似ている。幅広のリムはタイヤの容積を増やし、同じ荷重下でのタイヤの沈み込みと変形を減らすため、同じタイヤ空気圧でも幅広のリムの方が転がり抵抗で有利になる。
そして、タイヤ空気圧を同じ快適レベルに調整した。リム幅の異なるグラベルタイヤは寸法変化が少ないため、タイヤ空気圧の調整幅も小さくなる。22Cを基準として、18Cリムのタイヤ空気圧を3%上げ、26Cリムのタイヤ空気圧を3%下げる。
同等の調整を行った結果、グラベルタイヤは幅の異なるリムで同様の性能を発揮することがわかった。興味深いことに、グラベルタイヤは幅の広いリム、具体的には26Cで最高の性能を発揮し、ロードタイヤは幅の狭いリム、具体的には18Cで最高の性能を発揮する。
リムとタイヤの公称幅の比率を見ると、グラベルタイヤは71%で最も転がり抵抗が大きく、ロードタイヤは72%で最も転がり抵抗が大きい。この差は大きくないが、リムとタイヤの公称幅比が0.7前後であれば、タイヤの転がり抵抗は最適であると結論づけられる。
グラベルタイヤの結論
グラベルタイヤについては、18C、22C、26Cのリムを使った場合の性能差は非常に小さいという結論になる。ほとんどのグラベルバイクのリム幅は19~25mmなので、この点を調整してもほとんど改善されないようだ。
マウンテンバイク用タイヤと18mm、22mm、26mmリムの組み合わせ
テストしたマウンテンバイク用タイヤは以下の3本:
- コンチネンタル レースキングプロテクション 55-622(29×2.2)
- マキシス アスペン EXO TR 57-622 (29×2.25)
- ヴィットリア・メスカル TNT G+ 2.0 55-622 (29×2.25)
コスト削減と軽量化のため、比較的幅の狭いリムを装備したマウンテンバイクは今でもよく見かける。内幅17mmや19mmのリムは時代遅れになったかもしれないが、21~25mmのリムは今でもよく見かける。今回選んだタイヤを18mm、22mm、26mmのリムに組み合わせると、リムとタイヤの公称幅比は32%から47%になる。このテストでは、幅の狭いリムが幅の広いタイヤとどのように組み合わされるかを見ることができる。
通常通り、タイヤ空気圧35psi/2.4barの場合、異なるリムでのタイヤの高さと幅は以下のようになる:
リム幅 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 32% | 40% | 47% |
タイヤ幅 | 55.3 mm | 56.4 mm | 57.5 mm |
タイヤの高さ | 54.5 mm | 55.1 mm | 55.7 mm |
リム幅によるマウンテンバイクのタイヤ幅の変化は、予想以上に小さい。18mmリムから26mmリムでは、タイヤ幅は2.2mmしか増加しない(リム幅が1mm増加するごとに、タイヤ幅はわずか0.275mm増加する)。しかし、ロード、CX、グラベルタイヤとは異なり、タイヤの高さは大幅に増加する。おそらく、幅の狭いリムに幅広のタイヤを装着した場合、地面とのサイドウォールの角度が大きくなり、タイヤの高さが押し上げられるからだろう。
同じタイヤ空気圧で転がり抵抗を測定した。
タイヤ空気圧 | 18C | 22C | 26C |
---|---|---|---|
リム/タイヤ標準比 | 32% | 40% | 47% |
55psiでの転がり抵抗 | 18.4 W | 18.2 W | 17.7 W |
45psiでの転がり抵抗 | 54.5 mm | 55.1 mm | 55.7 mm |
35psiでの転がり抵抗 | 19.8 W | 19.5 W | 18.9 W |
25psiでの転がり抵抗 | 22.3 W | 21.8 W | 21.1 W |
平均転がり抵抗 | 19.58 W | 19.28 W | 18.73 W |
この結果は興味深い。調整後、異なるタイヤ空気圧、リム、タイヤの組み合わせは、同じような快適性レベルを提供するが、幅広のリムは明らかに転がり抵抗に大きな利点をもたらす。
リムとタイヤの公称幅比を見ると、32%の狭いリムから47%の広いリムに替えると、転がり抵抗を約3%減らすことができる。
マウンテンバイクの結論
これらのテスト結果に基づき、マウンテンバイクの25mm以下の細いリムは廃止されるべきである。幅広リムはハンドリングを向上させるだけでなく、転がり抵抗も減らす。(今おっしゃったコストと重量の懸念は?)
結論
上のグラフは、すべてのテスト結果を集約したもので、この研究のサマリーとなっている。
タイヤ空気圧を同じ快適性レベルに調整した後、リム幅の違いが転がり抵抗に与える影響は最小であることがわかった。タイヤが最適な低転がり抵抗性能を示すのは、リムとタイヤの公称幅の比率が65%から75%の間である。50%から80%の比率の範囲では、タイヤは99%の最高の低転がり抵抗性能を維持する。リムとタイヤの公称幅の比が0.5を下回ると、低転がり抵抗性能は顕著に低下する。しかし、0.3という低い比率であっても、タイヤはピーク時の低転がり抵抗性能の95%を維持している。
リムとタイヤの公称幅比を0.65から0.75の間に維持することを目指すべきか?1%の転がり抵抗の改善はごくわずかであり、他で簡単に得られるからである。さらに、すべてのトレッドパターンのタイヤが幅の広いリムに適しているわけではない。幅広のリムはタイヤのプロファイルを平らにし、ターン中にバイクが傾くと、タイヤの未踏領域を使用することでコントロールを失う可能性がある。
すべてのリムとタイヤの組み合わせをカバーする普遍的な推奨を提供することは、明らかに非現実的です。私たちは、リム幅がタイヤの公称幅の少なくとも50%以上であることを推奨し、その上で、ライディングスタイルのアグレッシブさ、体重やバイクの重量、空力性能など、具体的なタイヤの特性やあなた自身の要求を考慮することをお勧めします。