タイヤに静電気を除電する驚きの仕組みがある～導電スリット～

トヨタが考案したアルミテープチューニングだが、タイヤにもアルミテープを貼ることで効果が得られた。との書き込みを見かけた。

気になってタイヤの仕組みについて調べていくと、タイヤそのものに除電させるような構造が組み込まれていることがわかった。タイヤメーカーも静電気の抵抗がタイヤの転がりに悪影響を与えるのをわかっている、ということの表れではないのか。

メーカーが公表した特許資料

タイヤの除電について記載されていた

ここで紹介するのは横浜ゴムの資料。それによると、

一般に、タイヤの電気抵抗値は、１０⁵～１０¹⁰Ω程度あるため、電気を通し難い物体、すなわち絶縁体である。このタイヤは、路面上を回転することで、路面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返す。ここで、物体どうしが接触・剥離および摩擦を繰り返すと、一方の物体がプラスに帯電し、他方の物体がマイナスに帯電する。つまり、物体どうしが接触・剥離および摩擦を繰り返すと、各物体は、静電気が帯電した状態である帯電状態となる。従って、タイヤも、路面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すため、電気的にいずれかの極性、すなわちプラスまたはマイナスに帯電し、帯電状態となる。

静電気が放電される対象の物体に凹凸が形成されていると、凸部に向かって静電気の放電が起こり、強い電磁波が発生する。従って、上記従来のタイヤにおいても、路面は凹凸で形成されているため、この路面と接触する部分から静電気を放電すると、強い電磁波が発生する。この発生した強い電磁波は、タイヤが装着されている車両に搭載されている電子機器、特に電波を用いる電子機器にノイズなどの悪影響を及ぼす虞があった。

タイヤから発生した静電気が強い電磁波を発生させ、電磁波が電子機器や電波を用いる機器にノイズを発生させる。と危惧されている。

これはトヨタがアルミテープの狙いが除電なのと同じ原理。以前からタイヤメーカーも静電気が及ぼす悪影響について、知っていたのだろう。

少し検索するとブリジストンの導電スリット、という仕組みのページがたくさん出てくる。なのでこういった仕組みはブリジストンだけのものなのかと思っていたが、やはり各メーカーのタイヤにしっかり除電させるような仕組みが備わっているみたいだ。

シリカには導電性能がない

タイヤの材料として多く使われているシリカ、という物質には導電性能がない。代わりに転がり性能を獲得できるため、燃費の向上が期待できる他、ウェット性能向上にも寄与するという。現在はこの材料を多く使用しているようだ。

以前はタイヤの原料にカーボンを使っていたので、何も考えずとも除電されていたはず。そもそも帯電しなかったかもしれない。

そこでこういった技術を確立させて、シリカメインのタイヤでも効率よく除電させよう。という話だ。

タイヤの除電方法

１部分にカーボン材質を使う

これについてはこちらのページがわかりやすく解説しています。

画像のタイヤの１部、色が濃くなっている部分がある。それが導電スリットと呼ばれている部分で、この部分から放電させている。放電の方法は各メーカーで異なるかもしれないが、おそらくはそう変わらない方法だろうと考えている。ちなみにこのタイヤはクギが刺さっているようで、それでも奇跡的にパンクせずに１万ｋｍ程走った。

ミシュランプライマシー３でもこの方法が採用されていて、よくよく見てみるとタイヤの中央に薄く、黒い線が入っている。国内でも海外でもタイヤの静電気を除去しようという考えは共通のようだ。

アルミテープの効果が見られない場合はタイヤが除電しているから？

ハンドルコラム下に貼るのは基本のポイントであるけど、ここの静電気はタイヤから昇ってくるものだとされている。タイヤ自体の放電が十分であれば、コラム下に貼ったアルミテープチューニングは体感ができなくなるのではないかと思う。

そもそもアルミテープチューニングは性能低下を防ぐための施策で、本来ある性能を本来以上にアップさせるためではない。性能が上がった。と感じるのは帯電によって性能が妨げられていたために、除電することによって本来の性能が得られたから。

そう考えればコラム下のアルミテープが体感できない、という話も納得がいく。

タイヤはゴムだから導電しないわけではなかった

今回調べていく中で最も驚いた部分はタイヤは導電するもの、ということ。一般的に車のタイヤはゴムだから電気は通さない。という認識だと思うけど、そうではなかった。

導電スリットの存在も知らなかったし、カーボンを配合させているということも知らなかった。車にはまだまだ興味のあるメカニズムがたくさん詰まっている。