自転車タイヤ タイヤを履きかえるだけで自転車は変わります! 楽しく交換しましょう!
自転車タイヤの「チューブラータイヤ」はゴム製のインナーチューブを袋状の布(「カーカス」または「ケーシング」と呼ぶ)で縫い包み、接地面のトレッド部にゴムを張ったタイヤの事です。自転車チューブに更に、頑丈なゴムの円周状カバー(ケーシング)を被せたものと考えてください。
タイヤの最も古い形であり、初期の安全型自転車はこの形でしたが、現在ではロードレースやトラックレースなどの競技用のものがほとんどです。カーカス部分は綿やケブラー繊維のような合成繊維、一部の高級品は絹が使用される。ホイールのリムには、リムセメントと呼ばれる接着剤や専用の両面テープを使用し貼り付けて使用します。軽く、しなやかで高圧に耐えるため走行抵抗が低いなど、同じレベルのコストと技術を投入した場合にはクリンチャータイヤに対して絶対的に有利な構造になっています。単純な構造ゆえにリム、タイヤ自体共に軽量で、乗り味がしなやかであり、またリムのタイヤ接触部に鋭い角を持たないためパンクの主原因のひとつであるスネークバイト(リム打ちパンク)が殆ど起こらず、したがってパンクし難い。また構造上断面の真円度が高いためコーナリング特性に優れるなどのメリットもあります。また、ホイールを使い捨てにする覚悟さえあれば、パンクした状態でもある程度走り続けることが可能になります。ちなみに最初期のツール・ド・フランスではタイヤはチューブラーしか選択肢がなく、またルールも現在のチーム制と違いサポートカーもなく故障は自前で修理しなければならないという原則があったため、パンクしたら張り付いたチューブラータイヤに歯で噛み付いて無理矢理はがしていたということです。チューブラーの欠点は、修理や交換の手間がかかるという事と、ランニングコストが高い事です。パンク修理の手間が非常にかかる上に、修理しても初期性能を復活させることが難しいので、チューブラータイヤは事実上使い捨てになります(ただ、クリンチャータイヤもチューブは事実上使い捨てとなっています)
自転車タイヤの種類にはクリンチャー、チューブラー(丸)、チューブレスおよびエアレス(ソリッド)の4種類があります。この内、クリンチャータイヤが最も多く使用されています。
@ クリンチャータイヤ
タイヤの円周両端部(ビード)にワイヤと呼ぶ鋼製またはアラミド繊維製のロープをを埋め込んで、リムのビード座と結合するようにしたタイヤ。ほとんどの自転車に使われています。タイヤ質量はロード用が220グラム前後そしてマウンテンバイク用が500グラム前後。
A チューブラータイヤ(丸タイヤ)
主に競技用の軽量丸タイヤのこと。チューブを包み込んで、チューブ状に縫い合わせたタイヤ。チューブラーはチューブ状という意味。縫い合わせ面はリムと接着する。ロードレーサーなどのロード系の自転車に使われる。相手のリムは、タイヤと接する部分の断面が円弧状になっている、チューブラーリム。クリンチャータイヤに対する、チューブラータイヤ(丸タイヤ)の利点は:
・タイヤおよびリムが軽い。リムテープがいらない。そのため前後輪合わせて500gほど軽い。
・回転部が軽いので加速性および制動性が良い。
・空気圧を高圧にできるので、ころがり抵抗が小さい。
・パンクした場合の安定性および安全性が大きい。
・緊急の場合は、パンクした状態でなんとか走れる。
・蛇噛みパンクは起こしにくい。
欠点は:
・リムに接着しなければならず、すぐには走れない。ただし、丸テープ用の粘着テープを使うと直ぐに乗ることができる。
・高価。 尚、クリンチャーリムに取付ける丸タイヤとして、チューブラークリンチャータイヤと称しているタイヤがある。
B チューブレスタイヤ
チューブは使わず、チューブレスタイヤとリムの間に空気を入れ、タイヤビードとリム内側壁との間で空気を密閉するタイヤ。リムとしてWOリム(クリンチャーリム)を使う方式およびUSTと呼ばれる専用リムを使う方式がある。MTB用のタイヤとして使われる。オフロードでは異物が刺さるパンクよりも岩または倒木などによるリム打ちパンクが多く、チューブレスタイヤはチューブが無いためリム打ちを起こさない。 パンク修理には一般のチューブ用のパッチを内面に貼り付けます。
C エアレスタイヤ(ソリッドタイヤ)
チューブが無く空気を入れる必要のないタイヤ。利点は空気を定期的に入れる必要のないことおよびパンクしないこと。多くは、ポリウレタンに微小な独立気泡を無数に入れて、タイヤに成形しています。空気タイヤのリム(クリンチャーリム)が使える形状に作られている。質量は空気タイヤ(タイヤ+チューブ+ふんどし)と同等または空気タイヤよりやや大きい。ただし、携帯空気入れを装備している場合と比較すると全体として軽くなる。エアレスタイヤはやや弾みやすい。外観(写真はリムに装着)は空気タイヤと変わらないが質感は異なる。ごく一部の自転車、幼児用自転車および車椅子には、エアレスタイヤを使っているものがあります。
■タイヤ磨耗
タイヤの磨耗量は走行距離にほぼ比例する他、タイヤが支持する荷重(自転車と人の合計)にほぼ比例します。例えば、体重70kg、と60kgの人が同一タイヤの質量10kgの自転車で走る場合、(10kg+70kg)/(10kg+60kg)=1.14より、体重70kgの人のタイヤは、60kgの人のタイヤより約14%多く磨耗することになります。後輪タイヤは駆動に使われるので、前輪と後輪の重量配分割合以上に磨耗します。立ち漕ぎ及びスプリントなどの加速により、後輪タイヤはより磨耗する。ブレーキ掛けによる減速によっても前後輪タイヤは磨耗します。タイヤ空気圧は磨耗に影響し、低空気圧は磨耗を早める。タイヤの材質は磨耗に影響する。カーボンブラックの割合が大きいと磨耗が少ない。トレッドが磨耗してコードが見えるようになると寿命の合図です。予備タイヤがなく旅行などの長距離走行中にこのようになった場合は、応急処置として前輪タイヤを後輪に付けることにします。ロード用タイヤが磨耗し交換時期になると、タイヤ質量は磨減により約10%減少しています。前後タイヤの交換ですが前輪タイヤよりも後輪タイヤの方が早く磨耗します。後輪はその駆動摩擦力に対応して、タイヤはスリップしている。スリップ率は1%以下と思われますが、このスリップによりタイヤは磨耗する。磨耗により後輪タイヤの取替えが必要となります(この時点では、前輪タイヤはさほど磨耗していない)前輪と後輪のタイヤを交換すると、自転車当たりのタイヤ寿命を長くすることが出来きます。ただし、前輪タイヤが磨耗するほどの超長時間で見た場合は、あまり意味が無くなります。
■タイヤ老化
タイヤのゴムは老化(劣化)して、ひび割れなどが生じます。老化は主に酸化によって起こります。酸化の要因としては次のようなものがあります。(1)空気中のオゾン及び酸素、(2)直射日光(紫外線)、(3)熱、及び(4)ストレス(応力)。ゴムのストレス酸化による老化は次のようにして実験できます。2本の輪ゴムを用意し、一方は2倍以上に伸びるように本などに巻く。他方は自然の状態にしておくと伸ばしたものは元に戻らないようになります。タイヤには老化防止剤が配合されています。また、自転車はタイヤに直射日光が当たらない場所に保管するのがいいと思います。