自動車タイヤの歴史

2016年5月3日

車輪の発明は紀元前3500年頃にさかのほります。車輪に最初に鋼の輪が取り付けられたのは、それよりおよそ1000年後の紀元前に観察されています。ここでは、自動車におけるタイヤがどのように生まれ、現在私たちが知っている自動車用タイヤへと発展してきたのかを見ていきます。

車輪

バンドが生まれるよりずっと前に、まず車輪があった。車輪付きの荷車に関する最初の証拠は、紀元前3500年頃の初期青銅器時代にさかのぼる。発掘調査やその他の歴史資料から、車輪はほぼ同時期にメソポタミア、コーカサス、中央ヨーロッパで用いられていたことが分かっている。当時の車輪は、2つの木片をつぎ合わせて作った一枚板の木製円盤にすぎず、中央には車軸を通す穴が開けられていた（図参照）。この3つの文化のうち、どれが最初に車輪を発明したのかという問題は、今日に至るまでなお解決されていない。

歴史家によると、紀元前1500年ごろ、初めて実用的な木製のスポーク車輪を用い、従来の一体型の車輪に代えたのはエジプト人であったとされている。スポーク付きの木製車輪は、はるかに軽く、直径も大きかった。その結果、砂地の道（砂漠）やぬかるんだ道を走るのがより容易になり、乗り心地も向上した。

スチールバンド

タイヤは車両の重量を支え、ホイールを破損や摩耗から守り、ホイールと路面との接地を良くする役割を持つ部品です。

車輪に最初に鋼の輪かくかりが使われたのは、紀元前1000年ごろのケルト人の馬車てした。鋼の輪かくかりによって、木製のスポーク車輪はより丈夫になり、すり減りにくくなりました。鋼の輪かくかり付きの木の車輪を作ることは、職人のわさてした。手打ちて作られた鋼の輪かくかりは、ます赤くなるまて加熱され、その後金つちて木の車輪にはめ込まれ、最後に水て冷やされました。冷やされると鋼の輪かくかりかちしみ、木製の車輪全体をしっかりと締め付けて一体化させます（下の図を参照）。

木製のスポーク車輪に鋼鉄製の輪（バンド）が付いた車両の美しい例としては、1775年製のポルトガルのトラクィタナ馬車と、1884年製の農家の荷車があり、どちらもロウマン・ミュージアムで見ることができます。こうした金属製の輪をはめた木製スポーク車輪は、馬車をもとにして作られた1900年前後の初期の自動車にも使われました。鋼鉄製の輪を備えた木製の車輪は、ワイヤースポークホイールとゴムタイヤが発明される1870年頃まで、ほとんど形を変えることなく使われ続けました。

ソリッドラバータイヤ

紀元前1600年ごろ、天然ゴム（ラテックス）が発見された。ラテックスとは、ゴムの木から採取される、ねばつきのある乳白色の樹液である。これをゴムとして利用できるようにするため、ラテックスは加硫という処理を施される。この過程では、溶かしたラテックスに硫黄を加えることで、ラテックス（樹液）は滑らかで柔軟性と弾力性のある素材へと変化し、さまざまな用途に適した材料となる。ラテックスを無垢のゴムタイヤの原料として用いる技術は、1867年から実用化された。その年にロバート・トーマスが特許を取得し、翌年にはノース・ブリティッシュ・ラバー・カンパニーによって生産が開始された。ロウマン博物館に所蔵されている1886年製ベンツ・モーターワーゲンと1895年製ベンツ5馬力フェートンは、スポークホイールと無垢ゴムタイヤを備えた車両の好例である。

合成ゴムは1920年代にかけて、バイエル社の研究所で発明されました。合成ゴムは石油から作られるさまざまなポリマーで構成されており、天然ゴム由来のポリマーとよく似た特性を持っています。天然ゴムは希少で、かつ特有の性質があるため、タイヤメーカーは用途に応じて天然ゴムと合成ゴムの両方を使い分けています。現在では、世界全体のゴム生産量の約3分の2を合成ゴムが占めています。合成ゴムの中でも、デュポン社が開発したネオプレンは、天然ゴムとは対照的に、熱や油、ガソリンに対して高い耐性を持っています。このため、ネオプレンゴムは燃料ホース、シールリング、断熱材などにも使用されました。

空気入りゴムタイヤ

1888年、イギリス人の獣医ジョン・ボイド・ダンロップ（写真参照）が、世界で最初の空気入りタイヤの発明者と見なされている。

この発明は、ジョンが10歳の息子が中身の詰まったタイヤの三輪車で石だらけの道をガタガタ走っているのを見て不満を抱いたことから生まれた。ダンロップの空気入りタイヤが最初に使われたのは自転車である。ジョン・ダンロップは、リムに貼り付けたゴム管を布のバンドで巻き付けるという実験を行った。1890年末、ベルファストのDunlop Pneumatic Tyre社によって空気入り自転車タイヤの製造が始まった。ダンロップによる自動車用空気入りタイヤの生産は1900年に行われた。

しかし、最初の空気入り自動車タイヤを生み出したのはダンロップではなく、1895年にアンドレとエドゥアールのミシュラン兄弟だった。その年、この空気タイヤはパリーボルドーパリーのレースで使用され、多くのパンクに見舞われたにもかかわらず、大きな注目を集めた。人々は空気タイヤの快適さに感銘を受けた。Michelin & Cie. はタイヤを改良し、ほどなくしてヨーロッパにおける空気入り自動車タイヤの主要メーカーとなった。同時に、乗り心地の悪さから、無垢のソリッドタイヤは次第に市場から姿を消していった。

1900年初頭から、空気入り自動車タイヤは、圧縮空気を保持するチューブと、そのチューブを保護して駆動力を確保するトレッド付きの外側のタイヤで構成されていました（図参照）。

外側タイヤAは複数のキャンバス層を備えた構造になっており、その内部にあるチューブBに4～5バールの空気圧まで空気を入れるための空間となっている。チューブを膨らませると、外側タイヤのビードはスチールリムCにしっかりと固定される。リムの周囲には数本のボルトと蝶ナットが取り付けられており、それによってタイヤのビードがリムに締め付けられる。この構造により、走行中にタイヤがリム上でずれるのを防いでいる。ただし、この蝶ナット付きボルトには欠点もあった。外側タイヤの脱着作業を難しくし、チューブを傷つける原因にもなり得たのである。そのため、このような蝶ナット付きボルトを備えたタイヤとリムの組み合わせが使われた期間はごく短かった。その一例は、Louwman Museumに展示されている「Spyker 60HP Racing Car 1903年式」で見ることができる。

白と黒の帯

空気入りタイヤの初期には、タイヤは主に炭素を含まないゴムで作られていた。その場合、タイヤは天然ゴム（ラテックス）本来の白い色をしている。ラテックスにカーボンブラックを加えることで、タイヤはより強く、摩耗しにくく、耐熱性も高くなる。最初の世代の黒いタイヤの寿命はおよそ4000kmであった。純粋に見た目の観点からも、黒いタイヤは白い天然ゴムのタイヤより美しい状態を保ちやすかった。そのため黒いタイヤはまもなく一般的に使われるようになった。しかしこの点で興味深いのは、1920年代と1950年代に、特にアメリカ合衆国の高級車で好まれた「ホワイトウォール」タイヤの採用である。完全に白い（ラテックス製）タイヤを装着した自動車の一例が、以下に示す1903年式フォード・モデルAであり、これは博物館でも見ることができる。

斜交タイヤとラジアルタイヤ

自動車の利用と公道での走行速度か向上した1920年代、タイヤの性能か改良されるようになりました。タイヤはより幅広くしなやかになり、外側のゴムはゴムの中に織り込まれた繊維層によって強化されました。これらのタイヤは、走行方向に対して斜めに配置されたコード層を持つことから、斜め配向タイヤ（バイアスプライ）として知られています（図参照）。斜め配向タイヤは現在もなお製造されており、この時代のクラシックカーの所有者やコレクター向けに販売されています。

1946年、ミシュランは初めてラジアルタイヤを導入しました。ラジアルタイヤという名称は、走行方向に対して直角（ラジアル方向）に配置されたコード層構造に由来します。さらにラジアルタイヤは、タイヤの周方向を一周するスチールコード層によって追加補強されています（図参照）。

1935年にアンドレ・シトロエンが亡くなった後、筆頭株主であったミシュランがシトロエンを買収し、ピエール＝ジュール・ブーランジェが副社長兼エンジニアリングおよびデザイン部門の責任者となりました。そのため、シトロエンがミシュラン製ラジアルタイヤを大規模に採用するのは自然な流れであり、1948年に発売されたシトロエン2CVにも装着されました。

バイアスタイヤと比べると、ラジアルタイヤは耐久性が高く、直進安定性に優れ、転がり抵抗が低いため燃費も向上します。ただし構造が複雑な分やや剛性が高く、価格も約40％高くなります。

ラジアルタイヤの突破口

ラジアルタイヤにはその特性上、車側のサスペンションを専用仕様にする必要かありました。一般的に、ハシゴ型タイヤ用に設計された車にラジアルタイヤを装着することは推奨されません。1950年以降、ラジアルタイヤは世界的な標準となりましたか、例外かアメリカのタイヤ産業てした。彼らはより安価なハシゴ型タイヤにこたわり続けたのてす。さらに、アメリカの自動車メーカーは、新型車のサスペンションをラジアルタイヤ向けに変更するためのコストを脅威とみなしていました。多くのアメリカの自動車メーカーやタイヤメーカーは、ラジアルタイヤを「どこにも行き場のない奇妙な製品」と評していました。より硬いタイヤのために消費者に余分な代金を支払わせるつもりはなく、そのため業界はハシコ型タイヤたけを作り続けたのてす。唯一の例外か、1965年にSilvertown Radial 900を発売したB.F. Goodrichてしたか、これは成功には至りませんてした。

状況が変わったのは、1973年にオイルショックが起きた時でした。アメリカではガソリン価格が1ガロン30セントから1ドルへと上昇しました。アメリカ市場では、より燃費の良い自動車が求められるようになりました。10年の間に、自動車の輸入比率は15パーセントから28パーセントへと増加しました。輸入車は当然すべてラジアルタイヤを装着しており、やがてミシュランとブリヂストンは、そのタイヤによってアメリカ市場で大きく成長しました。グッドイヤーは多額の投資を行った末、1977年になってようやくラジアルタイヤを生産しました。他のアメリカのタイヤメーカーは提携したり、買収されたりしました。1983年には、アメリカの新車はすべてラジアルタイヤ装着で販売されるようになりました。

チューブレスタイヤ

1955年、タイヤ構造に重要な変化が起きました。長期間にわたるさまざまな特許の試験と評価の結果、チューブを使わないタイヤ、いわゆるチューブレスタイヤが新型自動車の標準装備となりました。

従来のチューブ入り空気タイヤには、タイヤとチューブの装着か難しいことや、タイヤとチューブの摩擦によって過度の熱か発生し、その結果バーストを起こす可能性かあるといった欠点かありました。

新しいチューブレスタイヤは、簡単に装着できてより安全だった。チューブがないためバーストの可能性は低く、釘などが刺さってパンクした場合でも、空気はゆっくり抜けるので安全だった。従来のチューブの代わりに、今度はタイヤとリムが一体となって一つの密閉された空間を形作っていた。気密性を確保するため、タイヤはリムベッド部分で密閉され、ゴム製シール付きのバルブがリムに取り付けられていた。1955年に、最初にチューブレスタイヤを市場に送り出したのは B. F. Goodrich 社である。

バンドのプロフィール

タイヤのトレッド面には、初期の段階からすぐにパターンが施されるようになった。これは、濡れた路面やぬかるんだ路面でグリップを高める効果があることが分かったためである。トレッドパターンは溝の中に水や泥を取り込み、それを横方向へ排出する。また、パターンはタイヤをある程度冷却する役割も果たす。空気入りタイヤが登場した初期には、トレッド面に文字を入れ、ぬかるんだ道に「NON SKID」のような文字の跡が残るようにした例もあり、これはロウマン・ミュージアムに展示されている1917年式ピアスアロー・モデル38で見ることができる。現在では、タイヤは最高速度や最大荷重などに関する厳しい国際的な安全基準を満たさなければならない。これらの情報は、タイヤサイズや必要なリム径とともに、タイヤの側面にコード化された形で表示されている。

未来

道路輸送において、タイヤ付きの車輪が3000年以上も前から存在しているというのは注目すべきことです。これからの未来はどうなっていくのでしょうか。私たちはこのまま長く道路上の車輪を使い続けるのか、それとも自分専用の乗り物で空を移動するようになるのでしょうか。すでにリニアモーターカーやヘリコプターもあるのですから。

アルフレッド・クーテン