なぜタイヤに窒素ガスを入れるのか?窒素ガスを入れるメリットについて

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    さて車のタイヤには空気が入れられていることが多いですが、
    最近では空気の代わりに窒素を入れる人も増えているみたいです。

     

    中には何が良いのか理由も分からずに周囲の人に勧められるがまま、
    タイヤに窒素を入れているような人もいるのではないでしょうか。

     

    空気の代わりに窒素を入れると、どんなメリットがあるのか疑問に感じている人も多いですよね。

     

    そこでこのページではタイヤに窒素ガスを入れる理由とは?
    またタイヤに窒素ガスを入れるメリットについて簡単に解説しています。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.タイヤに窒素ガスを入れるメリットについて

     

    ではタイヤに窒素ガスを入れるメリットについて見ていきましょう。

     

    簡単にタイヤに窒素ガスを入れるメリットを挙げると下記のようになります。
    (もう少し後でそれぞれを詳しく解説していきます)

    • 窒素はタイヤを透過しにくいので抜けにくい
    • 窒素を使用するほうが素材が劣化しにくくなる
    • 火災や爆発などの危険が小さくなる
    • 水分を含まないのでタイヤ内の圧力が安定する

     

    まず窒素ガスというのはそのまま気体(ガス)の窒素のことを指していて、
    車だけでなく飛行機などのタイヤにも窒素ガスは入れられていることが多いです。

     

    そして窒素を入れるということは、タイヤの中に入っていた空気と窒素が交換されることを意味します

     

    もともと空気自体が窒素約80%・酸素約20%で構成されているので、
    ほとんど窒素と酸素の混合気体と言っても過言ではないですが、微量ずつ他にも気体が含まれています。

     

    なのでこれから解説するタイヤに窒素ガスを入れるメリットについては、
    空気に含まれていた約20%の酸素を窒素に置き代えたことによるものだと認識してください

     

    またタイヤに窒素ガスを入れる理由はメリットと同じものですので、
    窒素ガスを入れる理由=窒素ガスを入れるメリットとしてご覧ください。

     

    さてタイヤに窒素ガスを入れるメリットをそれぞれ簡単に解説していきます。

     

    窒素はタイヤを透過しにくいので抜けにくい

    まず窒素は酸素よりもタイヤに使用されている素材(ゴム)を、
    透過する性質が小さい物質になります

     

    これを簡単に言えば酸素よりも窒素の方が、タイヤの中から抜けにくいということです。

     

     

    ゴムと言ってもその種類はいろいろありますが、
    多くのゴムの場合で酸素は窒素の約2〜3倍透過率が高いです。

     

    これは窒素よりも酸素の方が物質としてわずかに小さいため、
    タイヤに使用されているゴムの間をすり抜けやすいんですね。

     

    なのでタイヤの中の空気を窒素に代えることによって、
    タイヤの中の空気が自然と抜けているという現象が起こりにくくなります。

     

    ただしタイヤの中に窒素を入れれば決して抜けなくなるというわけではなく、
    ”少しだけ酸素(空気)よりも抜けにくくなる”ということなので注意してください

     

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    窒素を使用するほうが素材が劣化しにくくなる

     

    これについても空気に含まれている酸素が影響しています。

     

    酸素は様々な物質と反応して劣化させる”酸化”という現象の原因となり、
    タイヤに使用されている素材も酸化によって劣化してしまいます

     

    鉄が錆びて表面がパリパリとはがれているのを見たことはあるかと思いますが、
    あれは鉄の表面に酸素が触れることで反応する(酸化する)ことで起こるものです。

     

    またタイヤが劣化する原因は酸素と反応する酸化以外にも、
    熱(温度)や光(紫外線など)のような要因もあります。

     

    なのでいくつか存在するタイヤを劣化させる要因のひとつを、
    タイヤに窒素を入れることにより抑えることになるというわけです。

     

    火災や爆発などの危険が小さくなる

     

    これは空気に含まれている酸素と、わずかに空気に含まれている水素が影響しています。

     

    酸素は燃やす力を大きくさせる性質を持っていて、
    水素は酸素と違って水素そのものが燃える性質を持っています
    (酸素はあくまで燃える力を大きくするだけで、酸素そのものは燃えません)

     

    タイヤの中に空気が入っているとすると、酸素と水素(少し)も必ず含まれています。

     

    そしてブレーキをかけるとタイヤと路面で摩擦が起きることにより、
    摩擦熱が発生するのでタイヤ内の温度も高くなります。

     

    そうなればもしかするとタイヤの中の水素自体が爆発して、
    そのあと酸素によって燃焼が大きくなり火災に繋がる恐れがあります

     

    可能性としては小さいものですが空気の代わりに窒素を入れることで、
    火災や爆発が起こる危険を最小限に抑えることができます。

     

    水分を含まないのでタイヤ内の圧力が安定する

    空気中には水分が含まれていて、このことを私たちは湿度と言います。

     

    水分は温度変化によって体積が膨張したり、圧縮したりするのをご存知でしょうか。

     

     

    液体の水から気体の水蒸気に変化させると、
    水のときよりも水蒸気のほうが体積は約1700倍に膨張します

     

    タイヤに空気を入れるときには水分は気体の水蒸気になっていますが、
    タイヤ内の温度が下がれば水蒸気の状態から液体の水に変化します。

     

     

    そして水蒸気が液体の水に変化すると体積が約1700倍小さくなるので、
    タイヤの中にかかる内圧は減った体積分だけ小さくなります。
    (反対に温度が上がって水蒸気に変化すると大きくなります)

     

    タイヤの内圧は程よい強さを保つのが重要で、強すぎても弱すぎてもダメです。

     

    このように水分が含まれていると温度変化によって、
    タイヤの内圧も変化するので弱くなったり強くなったりして安定しません。

     

    タイヤに入れる窒素は製造する過程で水分をなくしているので、
    水分がタイヤの中に入らないのでタイヤの内圧が安定しやすくなります。

     

    また中には水分が含まれている空気ではなく乾燥させて水分をなくした、
    ドライエア(乾燥空気)という空気を使用しているタイヤもあります。

     

    以上が「なぜタイヤに窒素ガスを入れるのか?窒素ガスを入れるメリットについて」でした。

     

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    2.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • 窒素は酸素よりもゴムを透過しにくいので、空気よりも抜けにくい。
    • 窒素を入れることで、素材の酸化による劣化を防ぐことができる。
    • 酸素や水素による火災や爆発の危険が小さくなる。
    • 水分の温度による体積変化で起こる、タイヤの内圧の変化が小さくなる。

     

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