ホイール豆知識

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ホイールの歴史(2)

ホイールの歴史

遥かな昔から人類が物を運搬する道具の根幹をなしてきたホイール=車輪。この車輪がなくて自動車が成り立たず、現代社会の発展を文字通り足下で支える重要な役割を果たしています。その車輪を英語で言うところのホイールという言葉は、現在は一般には車輪全体を指すほか、車輪のタイヤを除いた部分の呼称に用いられています。これはタイヤが近代になって車輪に付けられたものであるためです。ちなみに車輪は英語でheel(ホイール)、フランス語ではRoue(ルー)、そしてドイツ語ではRad(ラート)と呼ばれていますが、原意はいずれも輪のように丸いものを意味しています。

タイヤの誕生(1)

今につながるタイヤは、自転車が普及した時期に誕生しました。初めてゴムを使ったタイヤが登場するのは19世紀半ばのことです。ゴムは中央アメリカのアステカやマヤの原住民が最初に注目し、防水などに利用したと伝えられています。それを西洋に持ち込んだのは、あのクリストファー・コロンブスです。航海の途中に寄った西インド諸島で天然ゴムを入手し、スペインに持ち帰ったと言われています。そのまま忘れ去られていましたが、18世紀後半に防水布や消しゴムの原料として使われ、再び注目を集めるようになったのです。グッドイヤーUSAの資料には、1791年にイギリスのピールが天然ゴムを用いた防水布を発明したと書かれています。ヨコハマタイヤの資料では1770年にゴムを消しゴムや防水布に使用した、と書かれていますが、このごろにゴム製品が実用化されたことは間違いありません。1819年にはイギリスのハンコックがゴム練りロール機を発明しました。生ゴムの棒を木の車輪に巻いたソリッド(中が空洞になっていない)タイプのタイヤが発明されるのは1835年です。

タイヤの誕生(2)

その4年後の1839年、アメリカのチャールズ・グッドイヤーが偶然にゴムの加硫法を発見し、ゴムの精練に成功しました。ゴムの加硫法というのは、ゴムを温度変化に強くし、弾力を保つための方法のことです。生ゴムに硫黄を加えて過熱すると弾性が出ることを発見し、1844年にはその特許を取っています。この発見はゴム製品の工業的な利用を可能にしました。1846年にはゴムの低温加硫法も発見されています。これ以降、優れた工業材料として認められ、タイヤなどのゴム製品が次から次へと誕生しました。グッドイヤーは事業には失敗しましたが、ゴム製タイヤの発明者のひとりとして近代史の中に名をとどめています。彼が発見した加硫法なくして、ゴムとタイヤの進化は考えられなかったのです。加硫法の発見が引き金となり、スコットランド(英国と記載されている書物もある)のR.W.トムソンが空気入りタイヤを発明しました。

タイヤの誕生(3)

1845年のこと。蒸気自動車の車輪に使うためのもので、ゴムを塗って気密性を高めた長い袋状のキャンバス織物に空気を入れ、なめした革で包んでいます。これを数十個のボルトで木製リムに固定しました。世界で初めてとなる画期的な空気入り(ニューマチック)タイヤでしたが、トムソンは特許を取っただけで普及させる努力をしていません。そのため多くの人々に知られることはありませんでしたた。このレースにミシュラン兄弟は、新設計の空気入りニューマチックタイヤを持ち込みました。レースでは半数以上のクルマがボルドーまで辿り着けずにリタイアに終わっています。が、ミシュラン兄弟のプジョー・ルクレールはみごとに完走を果たしました。しかも驚いたことに、22回ものパンクを喫し、スペアチューブを交換しながらの完走だったのです。パンクが多かったのは道が悪かったことと、30本もの重いスペアチューブを積んでいたからで、積荷の重さは尋常ではなかったようです。それでも、走っているときは乗り心地がよく、快適だったそうです。

タイヤの誕生(4)

レース後、ミシュラン兄弟は、詰めかけた新聞記者に「10年後には、すべてのクルマが空気入りタイヤを履いているだろう」と豪語しました。ですがそれよりももっと早く、5年後には空気入りタイヤが一般的になり、ソリッドタイヤは姿を消しています。パンクが多かったことを教訓に、ミシュラン兄弟は強靭で質の高いゴムを開発し、スポークの角度にも改良を加えました。1899年にはミシュラン製の空気入りタイヤを履いた電気自動車、ラ・ジャメ・コンタンが最高速100キロの壁を破っています。

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19世紀末からの歴史

19世紀末から20世紀初めにかけては科学技術も飛躍的に進んだ時代で、新たなる素材の探求も盛んに行われていました。そこで見出された金属がアルミニウムで、1854年に初めて製造されています。それまで用いられていた鉄や鋼などの金属に比べ、はるかに軽量なアルミニウムは、20世紀に入ると早速自動車技術者に注目され、鋳物や板を車体に使ったりクランクケースや吸気マニホールドをアルミ化したクルマも登場し、アルミブロックを採用したV型8気筒エンジンなども開発されています。もっともホイールについては自動車メーカーや車輪メーカーが新技術を注いでゆくのはまだスチール素材の方で、1914年にはミシュランがスチールホイールを開発し、19年になるとシトロエン10CVタイプAに4穴ボルトホールのディスクタイプのスチールホイールが採用されました。また、塗装技術に関しても、当初は自然乾燥の吹き付けエナメル塗装を施していましたが、17年ごろからは焼き付け塗装によるペイントが採用されています。これにより、生産性や耐久性そして仕上がりの美しさもアップしたのです。

ホイール(車輪)の構造と摩擦

ホイール(車輪)は物体を地表に押し付ける力があるとき、その物体を地表に沿って効率的に動かすことを可能にする機械(機構)です。摩擦面の摩擦を低減するのに軸受が使われます。最も単純な最古の軸受は単なる丸い穴で、そこに軸を通した(すべり軸受)。これ以降、ミシュランの快挙と功績は素晴らしいものがあります。1905年、悪路に強いレザー被膜に加え、雪道に強いメタル・リベット付きのスパイクタイヤを送り出しました。1908年に最初のトラック用複輪タイヤを開発し、1914年には装着と脱着の楽なスチールホイールの生産を開始します。車輪と軸は常に組み合わせて使われ、軸に対して車輪が回転するか、本体内で軸が(車輪と共に)回転します。どちらにしても機構的には同じです。車輪と軸を使う際の抵抗力が単に物体を引きずった場合よりも小さくなるのは次のように説明できます。

タイヤとホイールは切っても切れない仲!

ホイールの素材

ホイールの素材には下記のように色々なものがあります。

イカシタ車!イカシタホイール!