ファンデルワールス力とバイクの意外な関係

ファンデルワールス力とバイク

タイヤを低圧にしてもグリップ力は思ったほど上がりません。

ファンデルワールス力の基礎知識

ファンデルワールス力は、分子と分子の間に働く弱い引力のことです。電子が瞬間的に偏ることで、プラスとマイナスの偏りが生じ、その静電気力によって分子同士が引き合います。

参考）【高校化学】ファンデルワールス力とはいったいなに？働くものは…

この力は全ての物質に働きます。分子間力や凝集力とも呼ばれ、化学結合の中では最も弱い部類に入るのが特徴です。瞬間的な電荷の偏りによって生じるため、引力も一瞬だけ働くような性質を持っています。

電子の数が多いほど、つまり原子番号が大きいほどファンデルワールス力は強くなります。バイク関連では、コーティング剤やチェーン潤滑剤などの製品開発に、この分子間力の性質が応用されています。

参考）https://2rinkan.blog.jp/sagamihara-2rinkan/2294503

バイクタイヤのグリップ力と分子間力

タイヤのグリップ力は「摩擦係数×荷重」で決まります。この摩擦力は、凝着摩擦とヒステリシス摩擦の2つで構成されています。

参考）プロドライバーが教える！タイヤのグリップ力を120％発揮させ…

凝着摩擦は、タイヤゴムと路面が接触する際に分子レベルで引き合う力です。ここにファンデルワールス力が関係しますが、実際のグリップではヒステリシス摩擦の方が大きな役割を担います。ヒステリシス摩擦は、ゴムが路面の凹凸に追従して変形する際のエネルギー損失によって生まれる摩擦です。

参考）タイヤのグリップを生み出すもう一つの摩擦”ヒステリシス摩擦”…

オフロード走行では逆の現象が起こります。路面がタイヤに食い込むことで、凝着摩擦が主な支えとなるのです。

つまり凝着が基本です。

バイクの場合、コーナリング時の荷重移動がグリップに大きく影響します。バンク角が大きくなるほど横グリップを多く使うため、スロットルやブレーキに使える縦グリップの割合が減少します。横グリップと縦グリップの合計が100を超えると転倒リスクが高まるため、グリップ配分の理解が安全走行につながります。

参考）タイヤの空気圧を下げてもグリップしない理由とグリップメカニズ…

ファンデルワールス力を活用したバイク用コーティング

バイク用コーティング剤の中には、ファンデルワールス力を利用した製品があります。特殊なコーティング表面の分子構造が、分子間力による汚れの密着を防ぐ仕組みです。

参考）KeePer LABO Blog バイク×エコダイヤキーパー…

エコダイヤキーパーは代表的な製品の一つです。コーティング被膜が親水性や撥水性を持ち、水や汚れが塗装面に付着しにくくなります。ホコリが積もっても塗装面には直接くっつかないため、洗車の頻度を減らせます。

参考）バイクコーティングの効果と種類ごとの特徴について解説 - ト…

コーティングには3年程度の耐久性があります。施工することで紫外線や酸性雨、排気ガスなどから塗装を保護し、長期間にわたってバイクの外観を美しく保てます。定期的な洗車の手間も軽減されるため、日常メンテナンスが楽になるでしょう。

参考）https://ysroad.co.jp/shimbashi-triathlon/2024/02/15/91457

これは使えそうです。

雨天走行後や海沿いを走った後は、早めに洗車してコーティングの効果を維持させましょう。塩分や汚れが付着したままだと、コーティング被膜の劣化が早まる可能性があります。

参考）バイクコーティングのやり方は？必要な道具と施工手順を解説

ファンデルワールス力を使ったチェーン潤滑技術

バイクのチェーンメンテナンスにも、ファンデルワールス力を応用した製品が登場しています。シングルナノサイズのチタン粒子が、ファンデルワールス力によって金属表面に付着する仕組みです。

参考）チタンの鎧　株式会社クレストヨンド

チタンナノ粒子は小さなベアリングのように作用します。チェーンの摩擦を減らし、シフトチェンジを滑らかにする効果が期待できます。強いトルクがかかるとチタン粒子が噛み合い、駆動系の伝達力を向上させます。

ファンデルワールス力は結合力としてそれほど強くありません。でも、そのおかげで表面をチタン粒子が自由に動き、一度離れてもまた付着するため長寿命を実現しています。

結論は長寿命です。

通常のチェーンメンテナンスは500km走行ごと、または雨天走行後に実施するのが望ましいとされています。清掃してからチェーンオイルを均等に塗布することで、チェーンの寿命を延ばせます。海水や凍結防止剤が付着した場合は、早めに洗浄しましょう。

参考）バイクチェーンのメンテナンス頻度はどのくらい？

ファンデルワールス力とバイクメンテナンスの今後

ファンデルワールス力を活用した技術は、バイクメンテナンスの効率化に貢献しています。分子レベルの結合を利用することで、従来にない防汚性能や潤滑性能を実現しているのです。

自転車業界でもマクハルのような新しいシーラント技術が登場しています。液体がタイヤ内でゴムの膜になり、パンクや空気漏れを防ぎます。タイヤ内で固体になるため駆動抵抗が少なく、軽量という利点があります。

参考）https://ysroad.co.jp/shimbashi/2025/09/24/96730

バイクの場合も同様の技術応用が期待されます。分子間力を制御する技術が進化すれば、メンテナンス頻度がさらに減り、走行性能も向上するでしょう。

意外ですね。

ブリヂストンなどのタイヤメーカーは、分子間結合を利用した複合コンパウンド技術を開発しています。センター部とショルダー部で異なるコンパウンドを使い、高温での分子間結合により一体成型することで、グリップ性能と耐摩耗性を両立させています。このような技術革新により、バイクタイヤの性能は年々向上しています。

ナノテクノロジーを応用した製品開発が進めば、ファンデルワールス力を精密にコントロールできるようになります。メンテナンス用品だけでなく、タイヤやチェーン本体の性能向上にも役立つでしょう。分子レベルでの表面処理技術は、今後のバイク業界における重要な研究テーマの一つです。

ブリヂストンのバイクタイヤ技術解説ページ
こちらのリンクでは、ナノプロテック技術やコンパウンド設計の詳細について、専門的な解説が掲載されています。タイヤ技術の最新動向を知りたい方におすすめです。

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