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タイヤ(英 Tire、Tyre)とは、車輪のリムを丸く囲む帯状の構造で、路面・地面あるいは軌道の上を転がる踏面(トレッド)を形成するものの総称。ここではゴムタイヤについて述べる。

◆ 概要

ゴムタイヤとは衝撃の緩和や、安定性の向上などを目的に、車輪(ホイール)の外周にはめ込むゴム製の部品。自動車、自転車、オートバイ、モノレールや新交通システム、地下鉄などの一部の鉄道車両、航空機(飛行機)、建設機械など地上を移動する多方面の輸送機器に使用される。

自動車や自転車などの輸送機器用では中空構造をしており、通常、空気や窒素ガスなどの気体が入れられているが、フォークリフトなど、一部の用途では、一輪あたりの負担力を上げるため、中実構造のソリッドタイヤ(俗称・ノーパンク)も使われている。

気体が抜けてもしばらくは走れる、ランフラットタイヤも出回り始めた。

◇ 成分

・ 天然ゴム

・ 合成ゴム

・ 硫黄

・ 亜鉛

・ カーボンブラック(粉末状の炭素)

・ 湿式シリカ(別名ホワイトカーボン)

・ アクアパウダー

・ スチール ラジアル構造のカーカスを締め付けるベルト(たが)の部分。

・ オイル

等

◇ 歴史

1867年に車輪の外周にゴムを取り付ける手法がもちいられるようになり、それまでの金属、木の車輪から脱皮する事になる。当時のゴムタイヤは空気入りではなく、ソリッドゴム(総ゴム)タイヤであった。

空気入りタイヤは1845年にイギリスのロバート・ウイリアム・トムソンが発明し、特許を取得をしていたが、実用化には至らず、1888年にイギリスの獣医師ジョン・ボイド・ダンロップが自転車用の空気入りタイヤを実用化するまで待たなければならなかった。

自動車用の空気入りタイヤとしては、フランス人のアンドレ・ミシュラン、エドゥアール・ミシュランのミシュラン兄弟が、1895年に開催されたパリからボルドーまでを往復する、全行程1200kmのレースに使用したのが最初である。このレースでミシュラン兄弟は100回近いパンクにもめげず、規定時間を超過しながらも完走した。

耐久性に問題があったとは言え、乗り心地、グリップ力、安定性に格段に優れていることを証明した空気入りタイヤは、これ以降急速に普及する事になる。

◇ 構造

タイヤには、大きく分けて2種類の構造を持ったタイヤがある。タイヤ内部のカーカス(後述)がタイヤの回転方向に対して垂直になっている「ラジアルタイヤ(以下ラジアル)」と、斜め方向になっている「バイアスタイヤ(以下バイアス)」である。一般的にいって、バイアスは居住性(俗にいう乗り心地)に優れ、一方のラジアルはバイアスに対して操縦性・走行安定性が優れており、更にトレッド変形が少なく耐摩耗性に優れタイヤ自体の発熱も少ないなどの利点があるが、バイアスと比べ、高価となる。

かつてはタイヤといえば普通はバイアスタイヤを指していたが、ラジアルタイヤは1947年にミシュランが最初に実用化し、レースには1978年のF1で使われたのが最初であった[外部リンク] JAMAGAZINE 2007年2月号-日本自動車工業会]。その後ラジアルの耐久性や操作性が向上し、大量生産による量産効果で価格も下がったために、車やバイクでは2008年現在ほとんどラジアルであり、バイアスはスペアタイヤや小型バイク、農業機械、建設機械等の一部に使われる程度である。

スチールラジアルタイヤに入れられている鋼線(鋼)とゴムは接着性が良くないので、銅めっきが施されている。この技術的課題の克服が、スチールコード入りのラジアルタイヤの実用化に時間を要した一因である。加硫によってゴムに数%含まれる硫黄と銅が強力なイオン結合を形成する。1970年代以降のスチールコードは、銅メッキで現在はより強度があるブラス(真鍮)メッキになった。近年は鋼線とゴムとの接着をナフテン酸コバルトというものを介在させる界面活性剤で解決する方法が見付かったが環境に悪影響を与える可能性があるので普及には時間がかかる見込みである。

また、スチールコードの代わりにアラミド繊維を使用する例もある。ばね下質量が減るため路面追従性が向上する。

航空機用タイヤについては、すでにバイアスによる生産技術がある程度確立していたこともあり、離着陸を繰り返すとF1よりも過酷な状況で働くための安全性が求められたため、自動車やバイクでラジアルが広まった後もバイアスが使われ続けたが、2000年以降は航空機のような過酷な状況下でも十分な耐久性と安全性を持ったラジアルが生産されるようになっている[外部リンク]http://www.designnewsjapan.com/news/200604/17aero_yokohama-gomu.html、[外部リンク]http://www.bridgestone.co.jp/info/news/2008032101.html。因みに航空機で初めてラジアルタイヤを採用したのは、軍用機はF-15E戦闘爆撃機で、民間機ではエアバスA320(ブリヂストン製)である。

またかつてはタイヤの内部に空気を閉じ込めるチューブを入れることを前提としたチューブタイヤが主流であったが、現在はホイールとタイヤのみで空気を保持するチューブレスタイヤが主流となっている。ただし現代でもチューブタイヤは自転車やオフロード・トラッカー系のバイクや旧車風のバイク、果てはトラクターなどの一部の農業機械や一部の建設機械で使われ続けている。これはホイールリムをスポークが貫通していることや、空気圧を低くセッティングするなどの理由により、ホイールとタイヤのみでは気密を保てないためである。

リム組みされた一般的なチューブレスラジアルは、以下のような部位と構造を持っている。

; 1 - ブレーカーコード

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