材料科学とエレクトロニクスが自動車タイヤを革命的に変える

最古の自動車タイヤは単純なソリッドゴムストリップでしたが、業界の進化はCharles Goodyearのゴム加硫発見から始まりました。1846年、Robert Thomsonが最初の加硫ゴム空気入りタイヤを特許取得─最初の自動車より数十年早く─そして性能と安全性への絶え間ない追求に火を付けました。

ミシュラン兄弟が着脱式タイヤを導入すると市場は再び変化し、1970年代に登場したラジアルタイヤが、今日のほとんどの乗用車で標準となっています。

現在のメーカーは安全性、耐久性、性能、持続可能性のバランスを取っています。この包括的アプローチが、従来のトレッド設計をはるかに超えるブレークスルーを推進しています。

現在のタイヤ技術

騒音は現代車、特にエンジン音がない電気自動車でタイヤ音がより目立つため、主要な懸念事項です。タイヤ騒音には2つの主要な発生源があります：トレッドに閉じ込められた気泡から生じるパターンノイズ、およびタイヤ内部で空気がホイールに振動して生じるキャビティノイズです。これらの音への対処が今や重要な設計目標となっています。

2019年3月発売のBridgestone QuietTrackは、複数の短い斜め溝を備え、タイヤ回転時に空気を圧縮する代わりに逃がす設計です。溝は3種類の幅を持ち、互いに干渉して人間の会話と重なる周波数を減衰させます。トレッド溝のミリメートルオーダーの鋸歯が高周波ノイズをさらに分解し、全体設計は雪上と濡れた路面でのトラクションも向上させます。

図1. QuietTrackタイヤが騒音を低減─電気自動車にとって重要な機能（出典：Bridgestone）

タイヤ内部には、直径5 mmまでのパンクの最大80%を塞ぐ粘性シーラント層「Contiseal」を搭載。この技術によりパンクの可能性が大幅に低下し、路肩でのタイヤ交換が不要になります。

新興タイヤ技術

2017年発表のGoodyear Eagle 350 Urbanは、AI搭載センサーで形状とトレッドパターンをリアルタイム調整する球形コンセプトタイヤです。路面データに反応し、ブレーキング、ハンドリング、効率を向上させ、その場でのパンク修復も可能にします。

非空気圧のOxygeneタイヤは、空気圧を完全に排除した画期的な設計です。リサイクルタイヤダストから3Dプリントされ、サイドウォールに生きた苔を宿し、路面から水分と空気中のCO₂を吸収して光合成と酸素生成を支援。さらにLi-FiでIoTネットワークと接続し、車車間および車インフラ間通信を実現します。

2020年、GoodyearのreChargeタイヤが生分解性液体カプセルによるトレッド再生を導入。AIがドライバープロファイルごとにコンパウンドをカスタマイズし、変化する路面状況に動的に適応させます。

PirelliのCyberタイヤは、5G経由でデータを直接送信し、タイヤ、車両、ドライバー、外部道路インフラ間のリアルタイム通信ループを構築したマイルストーンとなりました。

図2. Pirelliは5Gネットワークと相互作用する初のタイヤ会社だと主張（出典：Pirelli）

MichelinのUptisは2024年発売予定で、組み立て式エアレスホイール構造を採用し、パンク、バースト、フラットのリスクを排除。原材料消費、タイヤ廃棄、スペアタイヤの必要性を削減し、より持続可能で資源効率の高いソリューションを提供します。

参考までに、GoodyearのTesla向けカスタムタイヤは騒音低減フォームを採用し、Citroënの自律コンセプト19_19は、乾燥時に硬化し濡れると軟化するタイヤを装備しています。

つながる未来の道

接続性は自動車の安全性と性能の基盤となります。5GとIoTにより、タイヤが重要データを中継し、先進運転支援システム（ADAS）と自律走行を強化。GoodyearのAndGoプラットフォームは、予測分析でフリートオペレーターとサービスネットワークを連携させます。

持続可能性も設計選択を推進します：3Dプリント、リサイクルおよびエコフレンドリーな材料、摩耗低減が、タイヤスクラップと環境負荷を低減。耐久性のある非空気圧タイヤとタイヤ・ホイール一体型コンセプトは、安全性向上とメンテナンス削減を約束し、ドライバーレスフリートに不可欠な属性となります。

数十年にわたる漸進的変化の後、タイヤ業界は変革的飛躍の瀬戸際にあります。

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