タイヤ熟考Ver2「最速の空気圧」は意外と低い?インピーダンスという罠。TOP興味深い実験・データ・考察タイヤ熟考Ver2「最速の空気圧」は意外と低い?インピーダンスという罠。タイヤ熟考Ver2「最速の空気圧」は意外と低い?インピーダンスという罠。「タイヤと地面との摩擦による抵抗」ではなく、タイヤが地面と接地し、変形した際に発生する熱によるエネルギー損失、つまり「ヒステリシスロス(内部損失)」だという話をしました。何となく使っている「転がり抵抗」という言葉。冷静に考えると、上図の1のように地面とタイヤはこすれている訳ではありません。「転がり抵抗」=「ヒステリシスロス」+「インピーダンス」として、「インピーダンス」という要因にも触れて終わりました。今回は、この「インピーダンス」にフォーカスした話。実際は、そこまで難しい概念ではありません。【左】適切に近い空気圧で5mmの突起を踏んだ場合、タイヤが4mm吸収し、ホイール/車体/ライダーが1mm上下。【右】カンカンの空気圧で5mmの突起を踏んだ場合、タイヤは全く吸収せずに、ホイール/車体/ライダーが5mm上下。「ヒステリシスロス」は発生しませんが、その代わりにホイール/車体/ライダーが、5mmの衝撃を受け止めます。【左】「ヒステリシスロス」が発生するとは言え、タイヤは「空気圧」「タイヤゴムの弾性」がバネのように働くため、エネルギーロスは少なめ。路面からの振動を”サスペンション”のように吸収して飲み込んでしまうため、エネルギーロスは多め(極端な話、フレームにMTBのようなサスが付いていたら全然進まない)。「運動エネルギー⇒車体/ライダーでのエネルギーロス」この車体/ライダーにおいて失われてしまうエネルギーが「インピーダンス」の正体です。以下、ポンプメーカーSILCAが公表している「インピーダンス」に関する記事を紹介します。そのままという訳ではなく、分かりやすいように一部省略&追加、意訳、言い換え等をしています。「インピーダンス」というのは、あなたの身体全身を通して感じる振動吸収力です。以前は「サスペンションロス」または「伝達ロス」と呼ばれていたもので、これは、”高すぎる空気圧”、”細いタイヤ”、”荒れた路面”などが原因で、タイヤがうまく振動吸収できない場合に発生します。一般的には、単にタイヤの「ヒステリシスロス」を指しています。「ケーシング」(タイヤの”骨格”となる繊維)は、そうではありません。ケーシングが変形した際には”熱”(ヒステリシスロス)が発生します。(金属の一か所をグネグネ曲げると、その部分が熱くなるのと同じ現象)(ドラムを用いた実験のイメージ。実際はドラム表面にこのようなパターンは無い。)上のグラフは、ドラム上でタイヤを転がした測定結果です。空気圧が増加するにつれて「転がり抵抗」(正確にはCrr)が減少していることに注目してください。「ヒステリシスロス」の発生量が少なくなるためです。このようなデータは長年存在していて、これのせいで「空気圧は高ければ高いほど速い」と長い間信じられてきました。「路面の粗さ」そして「人体の非効率性」を考慮しておらず、したがって不完全です。アスファルトにおける転がり抵抗トム・アンハルトは、アスファルトにおける「転がり抵抗」を調べる実験を行いました。「実験室での滑らかなドラム」と「現実世界のアスファルト」。高い空気圧では大きく乖離してしまいました。「インピーダンス」による大きなロスが生まれるからです。比較的滑らかなアスファルト上で行われました。状態の悪い、荒れたアスファルトであれば、どういった結果になるのかという疑問が湧いてきます。逆に「ヒステリシスロス」より「インピーダンス」の影響が大きくなるということを、このグラフは示しています。一か月間、900メートルの道路を完全に閉鎖する「舗装プロジェクト」を発表しました。現実世界における「転がり抵抗」を明らかにしようするプロジェクトです。実験した路面こちらが最初の路面の状態。1インチ毎に8mmの均一なピークを持つコンクリートです。最終的には下の「綺麗なアスファルト」に仕上がりました。「粗めのアスファルト」のBPは100psi(≒6.9bar)「8mmのピークを持つコンクリート」のBPは60psi(≒4.1bar)と、相当に低いBPを越えると、Crrは急激に悪化するため、BPからズレるならば、低いほうにズレた方がマシ(「乗り心地」「グリップ力」の観点からも)。同じ場所にて、2年後に同条件にてテストを実施。その結果、2年後の方が「転がり抵抗」は小さくなりました。時間経過、そして何度も踏みしめられることで、硬くなったためだと考えられます。「分厚くて硬いケーシング」「薄くてしなやかケーシング」という、2種類のタイヤでの比較実験です。「ヒステリシスロス」「インピーダンス」いずれも抑えられ、どの空気圧においても「転がり抵抗」は、より小さくなりました。Crrのカーブは緩やかであり、ブレイクポイントから外れた際の「転がり抵抗」の増加量は少なく、その意味で空気圧の許容範囲は広いと言えます。「具体的に何気圧に設定すべきか?」という肝心要(かなめ)な問題について考えたいと思います。悲報......CORSAグラフェン2.0タイヤの転がり抵抗が微妙だと実験で判明4000sII比-15%は本当か?4000RSタイヤの路面抵抗をテストした結果。EVO3タイヤの「転がり抵抗」テスト結果。“タイヤ熟考Ver2「最速の空気圧」は意外と低い?インピーダンスという罠。AMたいへん興味深い記事、ありがとうございます!経験上、なめらかな路面でのヒルクライムでは「細いタイヤ+高空気圧」が速いのは体感できていたのですが...。実際の走行ではインピーダンスの方が重要そうですね。コンクリート路面の走りやすさがいい例ですよね。PM低血糖高血圧Mさん、はじめまして(^^)確かに「クリンチャー、チューブラーの違い」など、インピーダンスに関するデータはもっと欲しいですね!今までは7気圧強まで入れていたのですが、インピーダンスの影響を知ってからは、0.2気圧ほど落としました。返信コメントをどうぞ返信をキャンセルする。上に表示された文字を入力してください。坂に”魂”を燃やす男になるまでのストーリー(十三峠ベスト14分30秒)【使用機材】Cervelo『S5』7.1kg十三峠十三分切り世界観を覆すZWIFTの力!完全攻略データベース(仮)「ZWIFTは単なるバーチャルゲーム。”お遊び”だろ?」自分にもそう思っていた時期がありました。(134,194pv)2020年版ダイレクトドライブ式ローラー頂上決戦。8社18種を徹底比較してみた。(104,188pv)ビックプーリー頂上決戦。(83,238pv)世界最速のクリンチャータイヤを決める。