バイアスタイヤとラジアルタイヤの違いとは?

そんなの知ってるぜ!アレだろ?タイヤの中のヒモが放射状になってるのがラジアルで斜めなのがバイアスだろ?
だからラジアルの方が良いんだ、いろいろ
あと、ラジアルの方がグリップが良い、たぶん
恐らく大多数の方はこんな感じではないかと思います。

しかーし!
なぜそうなの?と言われると明確に答えられる方は少ないのでは?
皆様にささやかな幸せとバイクの知識をお送りするWebiQ(ウェビキュー)。
ラジアルタイヤこそが究極にして至高、バイアスタイヤはその廉価版……ではないのですよ!

まずはタイヤ構造の復習


ご存じのようにタイヤは全部ゴムで出来ているわけでは無く、内部にはヒモみたいな物がいっぱい入っています。
摩耗が限界突破したタイヤから中身が見えてしまっているタイヤ、1度くらいは目撃した事があるのでは?
(上の画像はタイヤが減り過ぎて中身のヒモが見えちゃってる例です。)

タイヤの内部に入っているヒモはシャレで入っているわけではなく、タイヤの形を決めるのと、タイヤの剛性を出す為に入っています。
パンクしにくくする意味もあるので強度も担っていますね。

もしヒモが入っていなかったらゴム製のタイヤは空気を入れるとまん丸に膨らんで風船のようになってしまいます。

まん丸のタイヤなんて笑っちゃうような話ですが、最初期のタイヤは風船のようにまん丸なのが基本でした。
世界初の空気入りタイヤが登場してからしばらくの間、タイヤの断面は単なる「丸」。

でもそのままでは空気を入れれば入れる程膨らんでしまうし、かといって低圧では路面の凸凹で潰れて穴が開いてしまうし……。
そこで、高圧の圧縮空気を入れても膨張しすぎないように内部にヒモを入れてグルグル巻きにしていたのが最初期のタイヤです。

その後タイヤを軽くするためにヒモの強度はどんどん上がり、ケブラー繊維が使われていた時期もあります。
現在は各種特殊繊維やスチールワイヤーを使うのが一般的です。

また、まん丸の断面ではコーナリング時にグニャグニャしてしまう(変形量が多い)ので、チューブレス化(ホイール側のゴムが不要になる)と併せてタイヤの高さを抑える方法を模索して来た歴史があります。

その中で高性能化のためにタイヤの部位によって役割を変える事が常識となって行き、路面と接地する部分を「トレッド」、トレッドの端からホイールに嵌っている間の部分が『横にある壁』に見える事から「サイドウォール」、ホイールに嵌ってタイヤとホイールリムをガッチリ固定する部分を「ビード」と呼ぶようになりました。

タイヤとホイールを一体化させる役割のビードには太くて強力なワイヤーを、路面からの衝撃を吸収する役割のサイドウォールにはしなやかな繊維を、路面と接地するトレッドには遠心力に耐えるためとグリップ力に耐える役割のためにしっかりした繊維を……。
それぞれの部位が求める機能に最適となるように種類を変えて積層されています。

ビードに内包してある太くて強力なワイヤーを「ビードワイヤー」と言い、このビードワイヤーを包み込みつつサイドウォールからトレッドを経由して反対側のビードまで達している一番大事なヒモを「カーカス」、トレッド面を支えるヒモを「ベルト」と呼びます。
なので、トレッドの摩耗が限界突破して見えているヒモはベルトという事になります。

ハイ、面倒な復習はこれでおしまい!

タイヤには剛性が必要


タイヤにはコーナリングでヨレないという性能が必要です。
4輪車で直線を転がっているだけなら別に丸い断面で多少タイヤ剛性が低くても大問題にはなりませんが、バイクに使う以上は例え直線でも必ず曲がる必要があります

というのも、バイクは直進時でも僅かに左右にステアリングが切れる事でバランスする乗り物だからです。
ステアリングが左右に切れてバランスするためには左右に切れたタイヤが車体を押し戻す必要がある事を意味しており、この反力を生むためにタイヤ剛性は非常に重要です。
剛性が無くてグニャグニャのタイヤだと乗れたシロモノでない事は、パンクした自転車やバイクに乗った経験がある方なら身に染みてわかるはず!

剛性確保のために登場したカーカスの巻き方


ド初期のタイヤ構造のようにヒモでグルグル巻きにする手法のままチューブレス化して使用するとヒドイ事になります。
ヒモ(カーカス)がリムに対して90度で交わる形になるとタイヤに剛性を出す事が出来ず、グニャグニャになってしまうからです。

この問題を解決するべく、カーカスを斜めに配置する方法が編み出されました。
ナナメ45度で配置したカーカスを交互に置くと、剛性が弱い横方向をもう一方の縦方向で補う事が出来るので、ガッチリとした剛性を出せるようになるのです。
『包帯を巻く時に斜めに重ねて巻くとしっかり巻ける』という経験を皆さまも自然に学んでいると思いますが、それと同じ原理です。

このナナメ配置方法は大成功で、一気にタイヤ性能が向上しました。
コーナリングの力が加わってもグニャグニャしないタイヤの完成です。

バイアスタイヤとは?


上記のように、カーカスを斜めに交互に配置したタイヤの事をバイアスタイヤと言います
カーカスが斜め(=BIAS)なのでバイアスタイヤ。

ところで、後述するラジアルタイヤが登場するまでの間、タイヤは全部バイアス構造でした。
なので、『バイアスタイヤ』という名称はラジアルタイヤが登場して初めて登場した言葉です。
(ラジアルタイヤ登場以前は単にタイヤと呼ばれていたはず)

また、カーカスが斜め45度で交互に配置されていると書きましたが、実は現在は45度配置ではありません。
性能向上の研究が進んだ結果、30~40度ぐらいの斜め配置になっており、直進時に必要な剛性と横方向の剛性のバランスを取っています。

バイアスタイヤはカーカスが斜めなので1枚では剛性バランスが崩れてしまうため、2枚のカーカスを交互に配置して補完相殺する必要があり、カーカスは最低でも2枚必要です。
強度が必要なら2枚セットでカーカス枚数を増やしていきます。

カーカスは途中で途切れてはダメなので(途切れた所から膨らんで風船みたいになってしまうから)、ビードからビードまでタイヤを横断しています。
もし2枚のカーカスで構成されたタイヤなら、2枚のカーカスがビードからビードまでタイヤ全体を横断しています。
するとどうなるかと言うと……、

トレッド部もサイドウォール部も感じ枚数のカーカスが巻き付いているので、どの部分も同じような特性を持つことになります。
固さも強度も剛性も、同じ構造なのだから同じに決まってます。

厳密にはトレッド部には遠心力による膨張を防止するためにベルトを巻くのでその分だけトレッド部の固さと強度と剛性が上がりますが、基本骨格としてはどこでも同じです。

あれれ??
部位によって最適な特性にしたいはずなのにこれではイマイチですよね?

しかしカーカスの斜め配置は崩せないし、構造上どうしても全体が同じ特性になってしまうのは仕方ありません。
ですので、タイヤの歴史はこの全体バランスの最適化を模索する歴史でもあります。

ラジアルタイヤとは?


タイヤというのは上記のようにバイアス構想であるのが常識でした。
だから部位によって最適な特性にしたいけれど出来ないという宿命を負っていました。

何とか出来ないものか?
衝撃吸収性を上げるにはサイドウォールのカーカスを減らすのが有効で、ド初期タイヤのようにカーカスをリムに対して90度に配置するのが理想的です。
しかしそれでは剛性が出せない……。

というワケで!サイドウォールの高さを減らし、変形する部分の面積を減らす事で剛性を確保する手法が編み出されました。
こうすればカーカスの枚数を増やさなくても剛性を出せます!
やったぜ!

それまでのバイアスタイヤでは円形に近かったタイヤ断面ですが、サイドウォール高が減る事でドンドン押しつぶされたような形になって行き、そうする事でたった1枚のカーカスをリムに対して90度に配置しただけの理想的配置でも剛性を出す事が出来るようになりました。
ラジアルタイヤの完成です!

ですので、低扁平タイヤの登場とラジアルタイヤの登場はセットです。
また、ホイールを横から見た際にカーカスが放射状(RADIAL)に配置されて見えるからラジアルタイヤと命名されたというワケ。

断面が円形だとタイヤの幅とタイヤの高さが同じになるので扁平率は100%ですが、サイドウォールの高さが減るとタイヤ幅よりもタイヤの高さが低くなるので扁平率が低くなります。
概ね扁平率70%程度からラジアル化が視野に入って来るそうです。
ラジアルタイヤに扁平率100%のタイヤが存在しないのは、そんな高いサイドウォールではラジアル構造だとタイヤ剛性が出せないからです。

また、サイドウォール高を低くして扁平率を下げる事で実現可能になったラジアル構造ですが、カーカスが1枚しかない状態ではトレッド部の剛性が低すぎるので、トレッド部にはバイアスタイヤよりも豪華なベルトを巻いて補強してあります。
こうする事で「しなやかに変形するサイドウォール」と「無駄な変形をしない高剛性のトレッド」を両立する事ができます。

部位によってタイヤの特性を変えた理想の構造です。

タイヤは常に進化している


わざわざサイドウォール高を減らしてまでラジアル化した理由ですが、実は『部位によって最適な特性を持たせたかったから』だけが理由ではありません

バイクのエンジンや車体が急速に進化していった80年代は、結果としてバイクのスピードがどんどん上昇していく事になりました。
それまでは夢の領域だった200km/hは軽く突破し、アウトバーンなどでは250km/hでの巡行も非現実的とは言えなくなってきました。

そうなると、それまでのバイアス構造のタイヤではもう耐えられない状況になって来ます。
具体的には……、
250km/h巡行に対応するにはその巡行速度に耐えられるタイヤの強度が絶対必要で、強度確保のためにカーカスを2枚、4枚、6枚と重ねていった結果、超重くなってしまいました。
大量のカーカスで締め上げられたタイヤは全体がガチガチになってしまうので、超高速域以外の普段のダンピング性能は最悪。
そんなガチガチのタイヤでもしなやかにグリップするにはトレッドゴムに超柔らかいゴムを採用しなければならず、そうすると耐久性が極端に悪化。
タイヤが超重いのでサスペンションもガチガチにしなければならず、ヒドイ乗り心地になってしまいます。
高速巡行に耐えるタイヤのために、全てのバランスが破綻する困った事態になってしまっていました。

そんな状況を打破する為にもラジアル化する必要があったのです。

タイヤの進化はトレッドゴムだけではなく、こうした目に見えない部分の進化も続いており、今ではその辺の普通のツーリングタイヤですら登場当時のハイグリップラジアルのグリップ性能を軽く凌駕しています。
現代の公道用スポーツツーリングタイヤなんて、もしかしたら当時のスリックタイヤよりハイグリップなのでは?と思いますが、これはトレッドゴムの進化だけでグリップがアップしているのではありません。

それぞれの特徴、メリット、デメリット

バイアスタイヤ

  • カーカスが斜めに配置されている
  • 繊維の強度方向を相殺するため、カーカスは必ず2枚組み1セット
  • タイヤ全体が同じような強度と剛性になる
  • 強度や剛性を上げるにはカーカス枚数を増やすしかない
  • 使用するカーカス枚数が多いので重い
  • 全体的な強度が同じなのでタイヤ全体でショック吸収する
  • 全体がたわむのでタイヤが暖まりやすい
  • 全体がたわむので低速や悪路で乗り心地が良い
  • カーカスを重ねるとタイヤ全体が高剛性になるので重量車向きになる
  • カーカスを減らすとタイヤ全体がしなやかになるので軽量車向きになる
  • 製造が簡単なので安い
  • 高荷重のコーナリングではトレッドが変形してしまうので安定感が得にくい

ラジアルタイヤ

  • カーカスの向きがリムに対して90度
  • 部位によって強度や剛性などの特性が変えられる
  • カーカスが1枚で済むので軽い
  • トレッド形状が安定しているので高荷重でも特性が変わらない
  • トレッドが暖まりにくい
  • サイドウォールが柔らかいので路面追従性が良い
  • 路面追従性が良いので柔らかいゴムでも摩耗が少ない
  • サイドウォールがしなやかなので高速走行時の乗り心地が良い
  • サイドウォールが薄いので横からの衝撃に弱い
  • 製造が難しいので価格が高い

見た目で判断できる?


「見た目では判断できない」というのが一般的な説です。
外見で判断するにはタイヤの横(サイドウォール)に記載されているサイズ表記の部分にラジアル構造である事を示す「R」という記号が入りますが、それ以外では判断できないというのが良く聞く話です。

確かにその通りなのですが、もうちょっと簡単に判断する方法も一応あります。

まず、オフロードタイヤはほぼバイアスタイヤです。
ブロックが高い公道走行不可なコンペ用タイヤは100%バイアスタイヤ。
オフロード系のタイヤでラジアル構造なのはビッグアドベンチャー系のリヤタイヤなど、一部の大排気量車両にしか使えない特殊なサイズでしか存在しません。

次に原付系のタイヤもほぼ100%の確率でバイアスタイヤです。
10インチのスクーター用なら絶対にバイアス。
17インチの大径タイヤもバイアス。
ミニバイクレースで使うハイグリップタイヤもバイアス構造になっています。

それ以外に、タイヤ幅が細い場合はだいたいバイアスと思って間違いありません。
リヤならタイヤ幅が140mm幅くらいからラジアルが登場しますが、それ以下の幅ならほぼバイアスと見て間違いありません。
理由は、それよ細い幅でサイドウォールの高さを低くして扁平率を下げると(=ラジアル化すると)、ホントにペラペラになってしまって衝撃吸収ゾーンが無くなってしまうからです。

余談ですが、バイク用タイヤはトレッド断面が丸くなければならないので扁平率を下げるにも限度があります。
フロント用では120/60というラジアルタイヤが存在しますが、恐らくこのあたりが限界でしょう。
(120/60の場合、サイドウォール高は10mm程度しかありません)

最近のトレンド


バイアスはラジアルっぽい構造に、ラジアルはバイアスっぽい構造になっているのが最近のトレンドです。

基本的に45度の角度でカーカスを構成するのが本来のバイアスタイヤですが、剛性コントロールするために(例えば敢えて直進方向の剛性を落としたいなど)カーカスの角度が緩くなってきています。
中には30度程度のタイヤもあるようで、かなりラジアルっぽい角度になっています。

ラジアルは逆で、本来カーカスの上に配置するトレッド部のベルトは円周方向に0度の角度で巻くものですが、これまた剛性コントロールなどの為に敢えて斜めに角度を付けたカーカスを追加して補強したりしています。
ラジアルタイヤのはずなのに構造図を見ると斜めの繊維図が描いてあったりするのはこのためです。

それぞれメリットとデメリットがあるので、メリットを組み合わせて行くとそういう事もあるのでしょう。
ラジアルタイヤのサイドウォールも低ければ低いほど良いというものではなく、敢えて高さを持たせて剛性を落としたりしているようです。

motoGPではトレッド部の形状は変えずに扁平率の低くないサイドウォールの高いタイヤ(=外径の大きなタイヤ)だったり、小径の16.5インチホイールでタイヤ外径は変えずにサイドウォール高を稼いだりしています。
この辺りは『扁平率は低ければ低いほどエライ』みたいな風潮のある4輪車と明確に違う部分ですね。

どの技術もいずれは市販タイヤにフィードバックされて行くので、今後も登場する各社の新作タイヤを期待して待ちましょう。
今現在のバイアスやラジアルですら、ひと昔前からは信じられない超性能ですけどね!

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