閑話休題(1) タイヤの太さと転がり抵抗の関係

質問

このサイトで良くタイヤを細くすると転がり抵抗が減ると回答している回答者がおります。

しかし，これは間違いで，他の条件が同じならば，タイヤは太いほど転がり抵抗は減ります。自動車でも省エネ車が履いている省エネタイヤは扁平タイヤです。何故そうなのかをきちんと説明して下さい。

回答No.8

sirasak · ベストアンサー

補足ありましたので再回答です。

細いタイヤは軽く作れるからなど他の条件で選ばれると言うことですか？

考えても分かりませんし、面白いですね。
論文はありますよと言われるのですから、その論文のURLを是非補足願います。

補足

元論文は大変古いものと思います。現在では教科書にさえその理論は載っています。簡単な例で説明しますと，空気圧等が同じ条件ならば接地面積は変わりません。しかし，接地形状が異なります。縦長の接地形状と横長の接地形状では，横長の方が変形が少なくなりますから転がり抵抗は少なくなります。

例えば，ロードの細いタイヤはパンクのリスクがありますから心配ですが，少し太めのタイヤで空気圧が少ない場合と多く入れた場合で比較してみて下さい。これは接地形状だけでなく接地面積も変化しますから正確ではありませんが，どれほど接地形状と接地面積が転がり抵抗に影響するか実感できると思います。

やったことはありませんが23Cにクロスバイクにも使用出来るママチャリ用のポンプでエアを入れて走るとおそらくタイヤ交換した感激はないのではないかと思います。

ですから転がり抵抗を少なくするのに効果的なことは，高圧にすることです。高圧にすればするほど接地面積を減らすことが出来ますし，接地形状の変化も少なくなります。また，タイヤを硬くすることです。タイヤが硬くなれば変形率は下がり，接地形状が変化しにくくなります。

しかしながら一番体感として感じるメリットは，ご指摘のようにタイヤの軽量化であると思います。100g軽量化すればホイールを何百グラムか軽量化したと同じ効果が得られます。この効果は日本のように信号で直ぐ止まりストップアンドゴーの繰り返しの条件では，巡航速度に速く達することが出来ますから，長時間走れば走るほど平均速度が上がります。しかし，巡航速度に大きな変化はありません。

プロがタイヤを太くしている理由は，それらとは全く異なったものです。カンチェラーラとコンタドールの石畳区間の走りを後輪タイヤの動きをクローズアップで比較した映像がありました。カンチェラーラは27Cで走りますが，タイヤはずっと接地したままです。一方のコンタドールは跳ねまくりで接地していない時間があります。タイヤは，あまりに高圧で細いと撥ねてトラクションがかからなくなるようです。カンチェラーラのようにダンシングしないことも路面が荒れている場合は有効なのだと思います。

ブリジストンの飯島選手からあるチームが，ヒルクライムイベントで使用するタイヤが細すぎだし，高圧すぎるとアドバイスをもらいました。24Cのチューブラタイヤで空気圧を極めて高圧に入れていた選手が空気圧を低くしてからは，その効果のためかってよりも比較にならないくらい良い成績を上げています。

たかがタイヤされどタイヤですね。だからロードバイクは面白いのかも知れません。金がかかりすぎますが…

回答No.7

hoehoe1357

省エネ車がなにかが判りませんが、一般のハイブリッド車等のモーター、バッテリーを搭載している車両の場合は普通のガソリン車よりも重量が増加しているので、ブレーキ性能やコーナーリング性能を確保するために高性能の扁平タイヤを装備しているのではないでしょうか、いまどき燃費向上の為に安全性を犠牲にするほど車のメーカーも愚かではないでしょう。

回答No.6

sirasak

タイヤが細い自転車は転がり抵抗が減るし、太いタイヤのものは抵抗が増えるのを経験していますし、
スポーツ自転車がママチヤリのような太いタイヤで走っていないし、
電車が太いレールを走らないのはその証拠と考えて、
止まっている抵抗と動抵抗を考慮せずに考えますと、

条件が空気圧など同じならば，タイヤは太いほど接触面積が大きくなるので単位面積当たりの荷重が減る結果、
転がり抵抗が減るのでしょうが、面積が大きい分トータルの接触抵抗がどのように変わるのか？が
理解できません。
普通に考えると細いタイヤの方が接触抵抗が小さいと思います。

扁平タイヤは側面の強度が大きいので空気圧が同じでも弾性が硬くなって、空気圧が大きいのと等価になるので地面との接触面積が減る効果により、トータルの転がり抵抗が減るのかもしれないと考えます。

分からないのはオートレースで極端な幅広ストリップタイヤがあることですが、恐らく空気圧が高くされて接触抵抗が小さくなるのを幅を広くすることで接触抵抗を適度に増やして適度にしている？
走行安定性以外にこのようなことが似ているのではないか？と思いますが分かる方は教えて欲しいです。

どこにタイヤと転がり抵抗の記事があるのでしょうか？あれば質問されないはずなので、
きちんとした立証論文が無いのでしょう。

補足

論文はありますよ。だから普段回答している回答者の皆さんにわざと聞いているのです。タイヤの転がり抵抗は，接地形状の変形に比例します。これがほぼ90%を占めます。空気圧等全ての条件が同じですと細いタイヤほど接地形状が縦に長くなります。タイヤの同一地点は接地している時間が長くなるのです。つまり回転しますと細いタイヤほど接地形状の変化が大きく転がり抵抗は大きくなるのです。

それでは細いタイヤほどスピードが出ると錯覚するものは何なのかですが，この原因は転がり抵抗ではありません。全く別な原因なのです。それに関して第二段の閑話休題にするつもりでしたが，「馬鹿発見器」ではないというご指摘がありましたのでやめておきます。

回答No.5

t_ohta

『条件を同じにして』の条件はどこまで同じにするんでしょう。

自転車カテゴリーの質問なので自転車の話だとすると、自転車用タイヤはタイヤ幅によって適正空気圧が変わってきます。
細いタイヤの方が適正空気圧は高圧なので、『条件を同じにして』の条件が『空気圧は共に同じ空気圧にセットする』とした場合は太いタイヤの方が適性空気圧に対して高い方に寄る事になります。
例えば細いタイヤの適正空気圧と同じ空気圧を太いタイヤにセットすると、太いタイヤの方は適正空気圧より高い空気圧になるのでパンパンに膨らんでいる事になります。
そうすると接地面積は太いタイヤの方が小さくなるので転がり抵抗が減ります。

『条件を同じにして』の条件が『空気圧は共に適正空気圧にセットする』になると、幅が広いタイヤの方が接地面積が大きくなるため転がり抵抗が大きくなります。

回答No.4

chiha2525_

＞タイヤは太いほど転がり抵抗は減ります。

ここはバカッターことバカ発見器ではありません。

補足

「バカ発見器」ん～。閑話休題シリーズを続けていくつもりだったのですやりにくくなりましたね。第二段のギア比と歯数の関係でこのシリーズは終わりにしようかなと思います。

回答No.3

aoi_hoshi

いやいや。タイヤは太いと転がり抵抗は増えますよ。単純に地面との設置面積が増えますから。

質問者様がいうように省エネタイヤは扁平タイヤです。これは太さを大きくしているのではなく
タイヤの直径におけるゴム（タイヤ）の割合を減らすのが目的です。

タイヤが回転するとわずかながら変形します。その変形が転がり抵抗を増やします。
ですのでアルミやスチールのホイールの割合を大きくし、ゴムを減らせば転がり抵抗は減ります。

タイヤの幅を小さくし、扁平率をあげたタイヤが最も転がり抵抗は小さくなります。
（もっというと空気圧を上げ、硬いゴムを使用すればさらに転がり時の変形を防げるので
　燃費は向上します）

補足

「タイヤが回転するとわずかながら変形します。その変形が転がり抵抗を増やします。」

そうですよね。だからロード用タイヤで太さ以外の条件が同じならどちらが回転する際に太い方が変形が多くなるわけですか。

回答No.2

t_ohta

いやいや、自動車も究極の省エネタイヤは極細ですよ。
http://dime.jp/genre/170637/

扁平タイヤが優れている点は、接地部分が潰れにくいので転がり抵抗が減るのです。
他の条件が同じならば，タイヤは細いほど転がり抵抗は減ります。

補足

ブリジストンの細い省エネタイヤは条件が同じではありません。条件を同じにしての話しです。

回答No.1

noname#208350

んっ!?・・・

其処では無く　自転車の動力と　自動車の動力の違いですよ・・・

確かに　自動車は　太いタイヤの方が良い・・・

然し乍ら　自転車は　自分の体力を利用するので　細いタイヤの方が良いのです・・・

エンジンと人間の体力の違いですよ・・・

補足

そうか車とヒトでは，転がり抵抗は違った物理学の世界なのですね。新説ですね。