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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

くうきの はいって いない タイヤって、はしれるの?

空気のないタイヤは、月ではもう走っていた ── 空気の「クッション」を何で置きかえるか

エアレスタイヤの開発 ── 月面車の金属網から樹脂スポークへ、課題と実証(2005〜2025年)

分野:技術

つきの うえを はしった くるまの タイヤには、くうきが はいって いませんでした。パンクの しようが ない タイヤです。

それなのに、わたしたちの まちを はしる くるまは、いまも くうきの はいった タイヤです。どうして なのでしょう。くうきの しごとを べつの もので おきかえる むずかしさと、いま はじまって いる ためしを しょうかいします。

アポロ計画の月面車の車輪は、空気を入れずに形を保つ金属の網でできていました。パンクの心配がないタイヤは、じつは月で働いていたことになります。

それなのに、街を走る車のタイヤは今も空気入りです。空気はタイヤの中で、どんな仕事をしているのでしょうか。それを別のもので置きかえるときの難しさと、小さな乗り物から始まっている実証の様子が分かります。

アポロ計画の月面車は、亜鉛めっきした鋼のピアノ線を編んだ網の車輪で走った[1]。空気を使わないタイヤは、すでに月で実績をもつ。ところが、地上の乗用車では、空気入りが主流のままである。

空気が荷重の支えと衝撃の吸収を同時に担っているとすれば、それを樹脂のスポークで置きかえるとき、何が問題になるのか。このメモでは、NASA、ミシュラン、東洋ゴム工業、ブリヂストンの公表や報道から、課題と、小さな低速車から始まった実証の現状が分かる。

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1. つきの くるまの タイヤは、なにで できて いたの?

1. 月面車の車輪は、ピアノ線の網だった

1. 空気を使わない車輪の先例 ── アポロ月面車の金属網とNASAのスプリングタイヤ

アポロ 15・16・17ごうで つかわれた つきめんしゃの しゃりんは、くうきを いれる タイヤでは ありません。はりがねを あんだ あみで できて いました[1]。

てつの あみは、おされても ぐにゃっと へこんで、また もとに もどります。それで、くうきが なくても、でこぼこの みちを はしれたのでしょう。

のちに NASA は、はりがねの あみの タイヤを さらに かいりょうしました。かせいを たんさする くるま むけです。いわを つつむように へんけいして、パンクの しんぱいが ないと せつめいされて います[2]。

鋼のピアノ線を編んだ車輪

アポロ15・16・17号で使われた月面車の車輪は、亜鉛めっきをした鋼のピアノ線を編んだ網でできていました[1]。ゴムのタイヤに空気を詰めるのではなく、細い鋼線のしなやかさで形を保つ車輪です。

火星に向けて、さらに進んだ

この考えは、その後も受けつがれました。NASAのグレン研究センターは、鋼のばねを編んだ「スプリングタイヤ」をつくり、さらに形状記憶合金に置きかえた空気なしタイヤを、火星探査向けに研究しています。火星探査向けに研究されているタイヤは、岩を包みこむように変形する構造です[2]。

ここで一つ疑問が出ます。月で使われた車輪や、火星探査向けに研究中のタイヤがあるなら、街でも使えそうです。では、街の車で使うには何が違うのでしょうか。

アポロ月面車(LRV)の車輪は、亜鉛めっきを施した鋼のピアノ線を編んだ網で、空気なしで形を保つ構造だった。月面車はアポロ15・16・17号で使われた[1]。ここで空気の役目を引き受けているのは、網そのものの弾性である。

この系譜は終わっていない。NASAグレン研究センターは、鋼のばねを編んだスプリングタイヤを開発し、さらに形状記憶合金に置きかえた空気なしタイヤを火星探査向けに研究している。岩を包みこむように変形するため、パンクのおそれがないとされる[2]。

ただし、これらは低重力・低速・舗装されていない地表という条件の用途である。地上の道路で数十年使う乗り物にそのまま移せるかは別の問いで、次の章で空気の役目から確かめる。

2. くうきを やめると、なにが むずかしく なるの?

2. 空気の仕事は「クッション」。スポークで置きかえる難しさ

2. 空気の機能の代替 ── Tweelとnoair、速度と乗り心地の課題

くうきの はいった タイヤは、くるまを ささえながら、でこぼこを やわらかく うけとめて います。ざっくり いえば、ゴムの なかの くうきが クッションの やくめを して いるのです。

くうきを やめるなら、クッションの やくめを、タイヤの べつの ぶぶんが ひきうけなければ なりません。ミシュランが 2005ねんに はっぴょうした 「Tweel(トゥイール)」は、ポリウレタンの スポークが その やくめを しました[3]。

ただ、スピードが でると ぶるぶる ゆれが おおきく なる、と いわれます。じっさい、ゴルフカートや しばかり きなど、ゆっくり うごく のりもので つかわれました[3]。

とうようゴムこうぎょうの 「noair(ノアイア)」は、じゅしの X字の スポークで、じそく 120キロまで はしれました。ただし、これは しけんの ための コンセプトの タイヤです[4]。

空気がしていた仕事を、スポークが引き受ける

空気入りタイヤでは、中の空気が車の重さを支えつつ、でこぼこの衝撃をやわらげるクッションになっています。空気をやめるなら、この役目を別の部品が背負わなければなりません。

ミシュランは2005年に、タイヤとホイールを一体にした空気なしの「Tweel」を発表しました。ポリウレタンのスポークが、空気のクッションの役を果たします[3]。解説では、空気なしタイヤは速度が上がると振動が大きくなり、乗り心地が課題になるとされます。速度の目安は、スポークの設計によって変わります[3]。そのためTweelは、ゴルフカートや芝刈り機など、ゆっくり動く乗り物で使われました[3]。

X字のスポークが速度を押し上げた

東洋ゴム工業(トーヨータイヤ)は2006年から空気なしタイヤを研究し、2017年9月に「noair」を発表しました。樹脂のX字型スポークを使い、耐久性は従来の試作の8倍になり、時速120kmまでの走行が可能になったとされています[4]。ただし、120kmは試験条件でのコンセプトタイヤの値で、市販品の性能ではありません。

当時の発表で残る課題とされたのは、乗り心地と車内の騒音でした[4]。速さが出ても、乗る人の感じる心地よさが次の壁になっていました。

空気入りタイヤでは、空気が荷重を支えると同時に、路面の凹凸の衝撃を和らげるクッションにもなる。空気を使わないなら、この二つをスポークなどの形状と材料に分担させなければならない。

ミシュランは2005年にタイヤとホイールを一体化した「Tweel」を発表し、ポリウレタンのスポークが空気のクッションの役を担った。空気なしタイヤは速度が上がると振動が大きくなり、乗り心地が課題になるとされる。速度の目安は設計によって変わる[3]。商品化の年も資料によって2005年(発表)と2012年(販売)で揺れる。使われたのはゴルフカートや芝刈り機、スキッドステアなどの低速の乗り物だった[3]。

そこから速度を上げた例が、東洋ゴム工業(トーヨータイヤ)の「noair」である。同社は2006年に研究を始め、2017年9月に発表した。樹脂のX字型スポークの採用で耐久性は従来試作の8倍になり、時速120kmの走行が可能になった。ただしこれは試験条件でのコンセプトタイヤの値で、残る課題は乗り心地と車内騒音とされた[4]。

速度の数字は、Tweelが低速車で使われたこと、noairの試験での120kmと、条件がそれぞれ違う。数字だけを比べても性能は分からない、という見方が必要になる。

3. なぜ いま、また つくられて いるの?

3. 手間とむだを減らしたい ── いま求められる理由

3. 開発の動機 ── 点検の負担と資源の使い方

りゆうの ひとつは、タイヤの てんけんです。とうようゴムこうぎょうに よると、「もつ」より「かりる」ことが ふえると、タイヤに きょうみを もつ 人も てんけんする 人も へって いくそうです[5]。

2018ねん 4がつの しらべでは、のりようしゃ けいの くるまの 17.0パーセントで、くうきが たりませんでした[5]。

もうひとつは、タイヤを はやく すてない ことです。ブリヂストンの エアフリーは、さわる ゴムの ぶぶんだけを はりかえられ、スポークの じゅしは ねつで とかして つかいなおせる しくみと いわれます[7]。

点検する人が減っていく

東洋ゴム工業は、空気なしタイヤが求められる背景として、「所有からシェアへ」という流れの中で、タイヤの点検に関心を持つ人や、点検する人材が減っていくことを挙げています[5]。2018年4月のJATMA(日本自動車タイヤ協会)の調査では、乗用車系で空気圧が足りないタイヤが17.0%に見られました。これは当時の値で、最新の数字ではありません[5]。

早く捨てないために

もう一つの動機は、資源の使い方です。ミシュランは、パンクや側面の傷などで早く外されるタイヤが約20%あり、空気なしタイヤなら年に約3.2億本を減らせる可能性がある、と示しています。ただしこれはミシュランの試算で、事実の保証ではありません[9]。

ブリヂストンのエアフリーは、路面に触れるゴムの部分だけを張り替えるリトレッドができ、スポークの樹脂は熱で溶かして再資源化できる設計とされます[7]。

空気なしタイヤが求められる背景として、東洋ゴム工業は、「所有からシェアへ」という流れでタイヤの点検に関心を持つ人や点検する人材が減ることを挙げた。2018年4月のJATMA調査では、乗用車系で空気圧不足が17.0%あった[5]。ただし調査時点が古く、最新値ではない点に注意が要る。

資源面の動機もある。ミシュランは、パンクや側面の損傷で早期に外されるタイヤが約20%あるとして、空気なしタイヤで年約3.2億本を減らせる可能性を示した[9]。これは同社の試算であって、第三者が検証した値ではない。

ブリヂストンのエアフリーは、接地するゴムの部分だけを張り替えるリトレッドができ、スポークの樹脂は熱で溶かして再資源化できる設計とされる[7]。パンクをなくすだけでなく、タイヤを早く捨てない構造をねらう、という開発の方向は、点検の負担と資源の問題の両方に関わっている。

4. こうどうで はしる ところまで きた?

4. ブリヂストンのエアフリーは、公道の実証へ

4. ブリヂストン「エアフリー」── 2008年の開発から2024年の公道実証、低速車への想定

ブリヂストンは 2008ねんから、くうきを いれない タイヤを けんきゅうして きました。2024ねん 3がつには、こうどうで じっしょうを はじめ、なまえから 「コンセプト」を はずしました[6]。

S字の じゅしの スポークで おもさを ささえ、くうきを いれません。パンクも しません[6]。

のって みた 人の ほうこくでは、すこし かたさを かんじる ものの、のりごこちは わるく なく、おとも ふつうの タイヤと かわらない と ひょうかされました[7]。これは その 人の かんそうで、せいのうの ほしょうでは ありません。

まずは、ゆっくり はしる ちいさな のりもの から つかう ことが かんがえられて います[8]。

2008年の開発から公道へ

ブリヂストンは2008年から、空気の充填が不要な次世代タイヤを「エアフリーコンセプト」として開発してきました。2024年3月には、東京都小平市の近くの公道で実用化に向けた実証を始め、名前から「コンセプト」を外しました[6]。S字型の樹脂製スポークで荷重を支えるので、空気を入れる必要がなく、パンクもしません[6]。

乗ってみた人の印象

構造は、表面のゴムと、スポーク形状の熱可塑性樹脂のホイール部分でできた2ピースです。試乗レポートは、やや硬さを感じるが乗り心地は悪くなく、ロードノイズも普通のタイヤと遜色ない、と評しました[7]。これは書き手の感想で、性能の保証ではありません。

最初は「小さくて遅い乗り物」から

想定されているのは、2〜4人乗りの小型・超小型車や、時速20km未満で走るグリーンスローモビリティなどです。2024年10月の報道は、2026年の社会実装を目指していると伝えました。同じ報道では最高速度が時速60km程度とされましたが、これは当時の見込みです[8]。

前の章の「速度が出ても、乗り心地が壁」という問いに対して、答えは「まず、遅い乗り物で確かめる」という道に見えます。

ブリヂストンは2008年から、空気充填不要の次世代タイヤをエアフリーコンセプトとして開発してきた。2024年3月、東京都小平市近郊の公道で実用化に向けた実証を始め、名称から「コンセプト」を外した。S字型の樹脂製スポークで荷重を支える構造のため、空気充填が不要でパンクもしない[6]。開発開始年はWikipediaが2011年とするのに対し、同社発表は2008年であり、ここでは後者を採る。

構造は、表面のゴムと、スポーク形状の熱可塑性樹脂のホイール部分でできた2ピースである。試乗レポートでは、やや硬さを感じるが乗り心地は悪くなく、ロードノイズも普通のタイヤと遜色ない、と評された[7]。ただし評価はライターの感想であり、客観的な性能値ではない。

用途として想定されるのは、2〜4人乗りの小型・超小型車、時速20km未満のグリーンスローモビリティなど、低速の乗り物である。2024年10月の報道では、2026年の社会実装を目指しており、最高速度は時速60km程度とされた[8]。この60kmは2024年時点の報道上の見込みで、最新仕様とは限らない。

第2章の速度の話(Tweelの低速用途、noairの120km)と並べると、各社が最初の用途を低速車に絞る理由が見える。速度と乗り心地の両立が難しいなら、荷重と速度が小さい乗り物で実績を積み、設計・生産・認証の経験を積む。それが現実的な順序になっている。

5. ミシュランの あたらしい タイヤは どう なった?

5. ミシュランの「Uptis」── 発表から実走行試験へ

5. ミシュラン「Uptis」── 2019年の発表、実走行試験、「一から学ぶ」という認識

ミシュランは 2019ねんに、アメリカの GMと いっしょに、くうきの ない タイヤ「Uptis(アプティス)」を はっぴょう しました。2024ねんに のりようしゃへ いれる ことを めざして いました[9]。

でも、2024ねんの のりようしゃ むけは、じつげん して いません。そのかわり、シンガポールの はいたつ がいしゃと フランスの ゆうびん がいしゃが、2025ねんの おわりまで、50だいずつ で じっさいに はしって ためす けいかく だと、2024ねんの ほうどうで つたえられました[9]。

ミシュランの たんとうしゃは、せっけいも せいさんも にんしょうも ぜんぶ あたらしいので、いちから まなぶ ひつよう が ある と かたりました[9]。

乗用車への導入は、予定どおりには進まなかった

ミシュランは2019年にGM(ゼネラルモーターズ)と組んで空気なしタイヤ「Uptis」を発表し、2024年の乗用車への導入を目指していました[9]。ただし、2024年の導入は実現していないので、「発売済み」とは言えません。

2024年時点の報道では、2025年末までDHL(シンガポール)とフランスの郵便会社ラ・ポストが、各50台で実走行の試験を行う計画とされていました[9]。

「全部が新しい」という言葉

ミシュランの担当者は、空気なしタイヤは設計も生産も認証もすべて新しいので、一から学ぶ必要があると語りました[9]。試作を見たGizmodo Japanの記事は、チューブがなく空気圧の点検や釘の心配が減る利点を挙げる一方、試作ではゴムの弾力が弱めで沈みすぎるのでは、と感じたと書いています[10]。これは筆者の印象で、試作時点の話です。

ミシュランは2019年にGMと組んで空気なしタイヤ「Uptis」を発表し、2024年の乗用車導入を目指した[9]。しかし、この目標は達成されておらず、発売済みと読めるように書いてはならない。2024年時点の報道では、2025年末までDHL(シンガポール)とフランスの郵便会社ラ・ポストが各50台で実走行試験を行う計画とされた[9]。

遅れの背景として、同社の担当者は、設計・生産・認証のすべてが新しいので一から学ぶ必要があると述べた[9]。つまり、タイヤそのものの性能だけでなく、作って、基準に合うと確かめて、世に出す全体の道が新しい。

試作を見たGizmodo Japanは、チューブがなく空気圧点検や釘の心配が減る利点を挙げつつ、ゴムの弾力が弱めで沈みすぎるのでは、と感じたと書いた[10]。これは筆者の印象であり、試作時点の話に限られる。

実走行試験が配達用の車両で行われる点は、ブリヂストンが低速の小型車から始める道と、同じ考え方に見える。決まった走行距離や路線を、繰り返し走る乗り物のほうが、実績を数えやすいのかもしれない。これは記事から考えた見方である。

6. くうきの しごとを しらべて みよう

6. 空気の「クッション」を、自分の手で確かめる

6. 空気のクッションを確かめる、資料を読む

きょう できること

おうちの 人と いっしょに、ボールを ふたつ じゅんびして ください。ひとつは くうきが ぱんぱんの ボール、もうひとつは すこし くうきを ぬいた ボールです。

おなじ ボールで くうきの りょうだけを かえて、おなじ たかさから ゆかに おとし、はずみかたの ちがいを くらべて みましょう。

おでかけで できること

まちで ゆっくり はしる ちいさな バスや カートを みかけたら、タイヤの ようすを ながめて みましょう。

今日できること

大人と一緒に、空気をしっかり入れたボールと、少し空気を抜いたボールを用意します。同じボールで空気の量だけを変え、同じ高さから床に落として、跳ね方の違いを比べてみましょう。

次に、自転車のタイヤを指で押してみます。空気が多いときと少ないときで、押したときのへこみ方が違うことが分かります。空気入りタイヤの何を置きかえようとしているのかが、少し実感できるはずです。

見かけたらしてみたいこと

街で小さな低速の乗り物を見かけたら、タイヤの形を眺めてみましょう。この記事のようなスポーク形状のタイヤに出会えたら、それは実証の一場面かもしれません。

家でできる比較

大人と一緒に、空気をしっかり入れたボールと、少し空気を抜いたボールを用意し、同じボールで空気量だけを変え、同じ高さから落として跳ね方の違いを比べる。空気量による違いを観察できる。自転車のタイヤを指で押して、空気圧によるへこみ方の違いを見るのもよい。空気なしタイヤは、これを形状と材料で置きかえる試みである。

資料を読むなら

NASAグレン研究センターの記事(英語)は、鋼のばねから形状記憶合金への発展を伝えている。日本語では、乗りものニュースのエアレスタイヤの解説と、ブリヂストンの実証実験の紹介が読みやすい。速度の数字や評価は、時期や試験条件で変わるので、発表日と「コンセプトか、実証か、市販か」を確かめながら読むとよい。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文の参照番号は、下のリストの番号に対応します。速度や数値は、報道や発表の時点・試験条件のものです。

  1. SlashGear「Lunar Rover Tires」 https://www.slashgear.com/1907165/lunar-rover-tires-who-made-what-made-of (月面車の車輪の構造)
  2. NASA Glenn「The Little Tires That Could Go to Mars」 https://www.nasa.gov/feature/glenn/2020/the-little-tires-that-could-go-to-mars (スプリングタイヤ・形状記憶合金)
  3. Wikipedia「Airless tire」 https://en.wikipedia.org/wiki/Airless_tire (Tweelと速度の一般的な記述)
  4. MONOist「東洋ゴム noair」 https://monoist.itmedia.co.jp/mn/spv/1709/12/news044.html (noairの構造・速度・課題)
  5. 乗りものニュース「空気不要のエアレスタイヤが求められるワケ」 https://trafficnews.jp/post/80662 (点検の負担・2018年の調査)
  6. ブリヂストン 実証実験の紹介(bsrweb) https://bsrweb.jp/article/001829 (エアフリーの開発・公道実証)
  7. くるまのニュース 試乗レポート https://kuruma-news.jp/post/834911 (構造・試乗の印象・再資源化)
  8. MONOist「エアレスタイヤを地域の移動手段に」 https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2410/25/news100_2.html (想定用途・社会実装の目標)
  9. Ratchet+Wrench「Michelin testing airless tire technology」 https://www.ratchetandwrench.com/site-placement/latest-news/news/55020033/michelin-testing-airless-tire-technology (Uptisの試験・ミシュランの試算)
  10. Gizmodo Japan「ミシュランの空気なしタイヤ」 https://www.gizmodo.jp/article/michelin-air-less-tires-2024/ (試作を見た印象)

なおした ところ

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