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タイヤの構造

タイヤの構造は、トレッド部、ショルダー部、サイドウォール部、ビード部に大別され、ゴム層やベルト、カーカス、ビードワイヤーなどによって構成されています。
その中身は、多大な荷重を支えながら高速で回転し、発熱や外部からの衝撃を受け止めながら、空気の漏れを防ぎ、熱を逃がすなど、たいへん緻密な構造になっています。

タイヤ安全のブログ-断面

《トレッド部》

路面と直接接する部分で、カーカスを保護するとともに摩耗や外傷を防ぐタイヤの外皮。
表面にはトレッドパタンが刻み込まれており、濡れた路面で水を排除したり、
駆動力・制動力が作用 した際のスリップを防止したりする。

《ショルダー部》

タイヤの肩の部分で、カーカスを保護する役目を持つ。

《サイドウォール部》

走行する際に最も屈曲の激しい部分。 カーカスを保護する役目を持つ。
タイヤサイズ、メーカー名、パタン名などが表示されている。

《ビード部》

カーカスコードの両端を固定し、同時にタイヤをリムに固定させる役目を負っている部分。
ビードは高炭素鋼を束ねた構造。

《ベルト》

ラジアル構造のトレッドとカーカスの間に円周方向に張られた補強帯。
カーカスを桶のたがの様に強く締付けトレッドの剛性を高めている。
主にスチールコードを使用。

《カーカス》

タイヤの骨格を形成するコード層の部分。
タイヤの受ける荷重、衝撃、充填空気圧に耐える役割を持っている。
タイヤの種類・サイズ等によりポリエステル、ナイロン、レーヨンコードを使用。

《インナーライナー》

チューブレスタイヤのチューブにあたる物で、チューブと同じ高密度ゴムをタイヤの内部に貼り付ける事で空気圧の低下を抑制しています。

ラジアルタイヤとバイアスタイヤ

バイアスタイヤはゴムの繊維(カーカス)を、層ごとにクロスさせて重ねていく構造になっています。

このようにしてタイヤ全体の強度を上げているわけです。
カーカスはタイヤに対して斜めに配置されている事になり、斜めという意味で「バイアス」タイヤと呼ばれています。

かつてはタイヤと言えばバイアスタイヤだったのですが、今ではラジアルタイヤが広く普及し、こと乗用車用のタイヤとしてはバイアスはまず見なくなりました。
現在でもバイアスタイヤが使われているのは、一部の応急用タイヤ、大型トラック・ダンプ用タイヤ、二輪車用タイヤ、産業機械用タイヤ、などです。

タイヤ安全のブログ-バイアス

ラジアルタイヤはカーカスがトレッド面(地面に接する面)と直角になるようにして作られています。
タイヤを横から見ると、中心から放射状にカーカスが伸びているように見えます。
そのため、放射状という意味の「ラジアル」タイヤと呼ばれています。
このような構造ではタイヤの強度が不足するので、ラジアルタイヤではトレッド面に補強をするためのベルトを入れています。
このベルトは路面からの衝撃が伝わるトレッド面を補強・保護し、またタイヤ全体の構造を支えて形を整える「たが」の役割も担っています。
ラジアルタイヤはこの通りトレッド面の性能重視の構造になっているので、逆に言うとタイヤ側面のサイドウォール部が非常に弱くなっています。
実際に車を運転していて、路肩に寄せる時に縁石でタイヤを擦ったりすると、けっこう簡単にタイヤをダメにしてしまいますので注意が必要です。
自動車においてはラジアルタイヤを採用する事でタイヤのたわみが小さくなり、タイヤ寿命や燃費、運動性能などに良い影響を与えます。

タイヤ安全のブログ-ラジアル

バイアスタイヤがラジアルタイヤに比べて完全に劣っているわけではありませんが、乗用車用タイヤに求められる性能を考えると、今後はバイアスタイヤの出番はなさそうです。

「チューブレスタイヤ」とは

皆さん自転車のタイヤにはチューブというものが入っていることはご存知でしょうか? かつて、タイヤと言えばチューブタイヤが主流でした。タイヤ内部にチューブを入れて、空気を閉じ込めていたタイヤです。現在では自転車やトラクターなどの一部で使われているのみで、自動車のタイヤはチューブレスタイヤになっています。

チューブレスタイヤは、タイヤ内部に「インナーライナー」という高気密性のゴムシートが貼付けられています。これがチューブの役割りを果たし空気漏れを防いでいるため、チューブが必要ないのです。

タイヤ安全のブログ-チューブレス

《メリット》

①チューブがないため、チューブによるトラブルが発生しません。
②釘などが刺さっても急激な空気漏れを起こしにくく、走行中の事故防止に貢献します。
③タイヤ内部の空気が直接リムに触れるため、熱の放散が良くなります。
④部品数が減ります。

《デメリット》

①ビード部に傷がつくと、空気漏れを起こしやくなります。
②ホイールのリムに傷や変形があったり、リムバルブのトラブルがあると、空気漏れを起こすことがあります。
③空気圧の低下に気づきにくいことがあり、気づかずに走行してしまうと、タイヤ損傷につながることがあるため、マメな点検が必要です。

トレッドパターンの種類

タイヤには路面と接する部分(トレッド)にトレッドパターンと呼ばれる模様が立体的に刻まれています。その模様(パターンデザイン)は、タイヤにとって重要な役割を持っており、用途に応じて大きく4つに分類されています。

《トレッドパターンの役目》

1.クルマの駆動力・制動力等を路面に伝えます。
2.路面の水を排水し、トレッドゴムを路面に密着させます。
3.スリップや横滑りを抑制し操縦安定性を向上させます。
4.騒音を抑えたり、乗り心地を向上させます。

《トレッドパターンの主な種類と特徴》

リブ型

タイヤ安全のブログ-リブ

操縦性、安定性が良い。
ころがり抵抗が少ない。
タイヤ音が小さい。

ラグ型

タイヤ安全のブログ-ラグ

駆動力、制動力が優れています。
非舗装路でのけん引力が優れています。

リブラグ型

タイヤ安全のブログ-ブロック

リブ型とラグ型を併用したもので両方の特徴を合わせ持っています。

ブロック型

タイヤ安全のブログ-リブラグ

積雪路、泥ねい路用として多く使用されます。
駆動力、制動力が優れています。

実際のタイヤのパターンデザインでは、用途や発揮する性能の重要度などにより、いずれかのパターンを基本に他のパターンを組み合わせたり、さらに左右で非対称にしたり、方向性(進行方向が決められたもの)を設けたりしますから、複雑なパターンデザインとなり、ひと目では分かりにくくなっているのです。