CN1974238A - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

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CN1974238A CNA2006101606086A CN200610160608A CN1974238A CN 1974238 A CN1974238 A CN 1974238A CN A2006101606086 A CNA2006101606086 A CN A2006101606086A CN 200610160608 A CN200610160608 A CN 200610160608A CN 1974238 A CN1974238 A CN 1974238A
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Abstract

本发明公开了一种充气轮胎(10)，其中电阻值小于胎面橡胶体(11a)的电阻值的多个导电橡胶构件(20)以沿充气轮胎(10)的圆周方向的预定间距、从胎面橡胶体(11a)的外周表面嵌入胎面橡胶体(11a)中。每个导电橡胶构件(20)的充气轮胎(10)径向方向上的外端面(20a)暴露在胎面部(11)的外周表面(11c)上。每个导电橡胶构件(20)的径向方向上的内端(20b)与形成在胎面部(11)的径向内侧位置处的钢带束层(15)相接触或者与形成在胎面橡胶体(11a)和钢带束层(15)之间的导电橡胶层(11b)相接触。

Description

充气轮胎及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎和制造该充气轮胎的方法，更具体地，涉及一种能够将车体中的静电放电至路面的充气轮胎以及制造该充气轮胎的方法。
背景技术
通常，在车体中使用的充气轮胎需要具有各种性能，特别是优秀的湿抓地、转弯、高速和耐磨性能。为了使得轮胎具有这些性能，已知使用例如含有高比率的硅酸的硅酮橡胶的橡胶材料构成充气轮胎的胎面部。
因为上述的橡胶材料具有高电阻，其不能将车体中的静电放电至路面。因此，静电在车体中积聚，从而造成汽车收音机的无线电波受到干扰。
为了克服上述问题，如日本专利申请公开号：9-71112(专利文件1)中所公开的内容，本申请人提出了一种能够将车体中的静电放电至路面的充气轮胎。如图8所示，在充气轮胎1中，胎面部2设有由导电橡胶材料构成的导电构件3。导电构件3的导电层3a设置在胎面橡胶体4的径向内侧。贯穿部3b从导电层3a径向朝外突出。贯穿部3b的梢部暴露在胎面表面5上，该胎面表面5是胎面部2的外表面。贯穿部3b的梢部接触路面。从而，如图8中的箭头标记6所示，在车体中产生的静电荷被传导并放电至路面。因此，可以防止在车体中的静电积聚，进而防止汽车收音机的无线电波受到干扰。
在专利文件1所公开的轮胎中，胎面部2在轮胎制造工厂中利用挤压机通过挤压模制而形成。于是，在为胎面部2提供用作放电措施的导电构件3的情况下，形成胎面部2的胎面橡胶体4和导电构件3两者均需要通过挤压机从一个嘴(cap)挤出。于是，需要装备用于形成用作放电措施的导电构件3的另一个挤压机。因此，轮胎制造成本变高。
通过由挤压模制形成用作放电措施的导电构件3，暴露在胎面表面5上的导电构件3的贯穿部3b连续地在轮胎的圆周方向延伸。因为胎面橡胶体4的磨损量和导电构件3的磨损量彼此不同，在它们之间由于汽车行驶而导致的磨损程度存在差异。如上所述，贯穿部3b的梢部沿胎面表面的圆周方向连续地暴露在胎面表面5上。于是，容易形成周向连续的磨损线，这使得轮胎外观不美观。
专利文件1：日本专利申请公开号：9-71112。
发明内容
考虑上述问题，作出本发明。因此本发明的目的在于提供一种充气轮胎，作为放电措施的导电橡胶构件可方便地安装在该充气轮胎上，而无需使用用于放电用途的挤压机，且其可以有效地将车体内的静电放电至路面，而不会产生在轮胎的圆周方向上连续的磨损线；本发明的目的还在于提供一种制造该充气轮胎的方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种充气轮胎，其中电阻值小于胎面橡胶体的电阻值的多个导电橡胶构件沿充气轮胎的圆周方向以预定的间距、从胎面橡胶体的外周表面沿充气轮胎的径向方向嵌入在胎面橡胶体中；每个导电橡胶构件的充气轮胎径向上的外端面暴露在胎面部的外周表面上；使得每个导电橡胶构件的充气轮胎径向方向上的内端与在胎面部的充气轮胎径向方向上的内侧位置处形成的带束层相接触或者与在胎面橡胶体和带束层之间形成的导电橡胶层相接触；并且导电橡胶构件成形为导电橡胶构件能够从胎面橡胶体的外周表面楔入胎面橡胶体内。
导电橡胶构件是楔状或者圆锥形的，从而它们能够沿轮胎的圆周方向以预定的间隔、从胎面橡胶体的外周表面楔入胎面部内。导电橡胶构件不是柱形的。即，在其轴向方向上，导电橡胶构件的截面面积不是恒定的，而是，导电橡胶构件为圆锥形的。即，导电橡胶构件沿充气轮胎的径向方向从其外端到其内端逐渐地变小。更具体地，当锥形的导电橡胶构件楔入胎面部内时，其尖部破碎而变成截头圆锥形。优选地，导电橡胶构件是圆锥形的，但是导电橡胶构件还可以是角锥形的。
因为导电橡胶构件是圆锥形的，它可以容易地从胎面橡胶体的外周表面楔入胎面橡胶体内，并且确保使得胎面橡胶体中的导电橡胶构件的径向内端接触设置在胎面部的内侧位置处的带束层或者接触设置在胎面橡胶体和带束层之间的导电橡胶层。
因为暴露在胎面表面上的导电橡胶构件的外端面具有所需的面积，使得确保其外端面能够与路面相接触。因此，车体的静电可以放电至路面。
优选地，暴露在胎面表面上的导电橡胶构件的外端面的直径设置成不大于10mm。这是因为即使导电橡胶构件的外端面的直径设置成大于10mm，也不可能使其电阻更小，而轮胎的滚动阻力会受到不利地影响。优选地，导电橡胶构件的外端面的直径设置成不小于1mm。导电橡胶构件的长度对应于轮胎的径向尺寸而变化。
优选地，导电橡胶构件沿轮胎的圆周方向以30mm到100mm的间距设置在胎面表面上。这是因为如果导电橡胶构件以大于100mm的间距设置，当汽车行驶时，恐怕至少一个导电橡胶构件不会接触路面。在另一方面，如果导电橡胶构件以不大于30mm的间距设置，胎面表面有多个在胎面表面和路面之间的接触范围内接触路面的导电橡胶构件。一个导电橡胶构件足以将车体的静电放电至路面。
导电橡胶构件可以沿轮胎的圆周方向成行地形成。但是可以取决于轮胎尺寸而在轮胎的轴向方向上形成多行导电橡胶构件。当导电橡胶构件在轮胎的轴向方向上成多行形成在胎面表面上时，优选地，将它们设置成Z字形。在此情况下，轮胎能够灵活地应对路面的凹陷和凸起。
优选地，至少一个导电橡胶构件以如下方式设置在夹着赤道(设置在轮胎轴向方向的中心处的圆周线)的区域中，即导电橡胶构件的外端面暴露在胎面部的外周表面上，并且使得至少一个导电橡胶构件与路面相接触。特别优选地，沿着赤道在轮胎的圆周方向上设置导电橡胶构件。
通过将导电橡胶构件设置在赤道区域中，可以确保使得在汽车的行驶和停止期间至少一个形成在胎面部上的导电橡胶构件与路面接触，进而接连地将车体的静电放电至路面。
如上所述，根据本发明，通过沿轮胎的圆周方向以预定的间距将导电橡胶构件暴露在胎面表面上，导电橡胶构件的暴露表面接触路面。因此，车体的静电经过车体→胎体→带束层(→导电橡胶层)→导电橡胶构件放电至路面。从而，可以防止静电在车体中积聚，并且因此防止汽车收音机的无线电波受到干扰。
不是通过将导电橡胶构件连续地延伸，而是通过将它们以预定的间距设置——即通过将导电橡胶构件在胎面表面点状分布，将本发明的导电橡胶构件沿轮胎的圆周方向设置在胎面表面上。因此，即使由于胎面橡胶体的耐磨性与胎面橡胶构件的耐磨性不同而使得胎面橡胶体的磨损量和胎面橡胶构件的磨损量彼此不同，也可以防止导电橡胶构件在胎面表面形成线性线，这与专利文件1所公开的充气轮胎不同，专利文件1中，导电橡胶构件沿着轮胎的圆周方向在胎面表面连续地延伸，并由此形成线性线。因此，导电橡胶构件不会损害轮胎外观。
在专利文件1所公开的充气轮胎中，胎面橡胶体和导电橡胶构件需要由挤压机从一个嘴挤出。在另一方面，在本发明中，导电橡胶构件可以通过从胎面橡胶体的外表面将导电橡胶构件楔入胎面橡胶体的方法而形成。因此，在所有轮胎制造步骤中，不必安装用于在通过挤压模制形成胎面橡胶的步骤中为胎面部提供导电橡胶构件的设备。因此，可以降低轮胎的制造成本。
导电橡胶构件的体积电阻率设置成小于胎面橡胶体的体积电阻率。胎面橡胶体的体积电阻率设置成不小于1.0×108Ω·cm。导电橡胶构件的体积电阻率设定为小于1.0×108Ω·cm，优选地不大于1.0×107Ω·cm。
此后介绍测量胎面橡胶体的体积电阻率和导电橡胶构件的体积电阻率的方法。为了使得导电橡胶构件具有高的导电性，通过模制其中添加了导电剂的橡胶成分形成导电橡胶构件，其中导电剂包括由碳或金属粉末构成的电子导电剂或/和离子导电剂。
将轮辋安装在施加了200kPa的内压的充气轮胎上；充气轮胎被安装在导电的轮胎安装轴上；使得导电金属盘与胎面部的表面相接触，导电橡胶构件暴露在该胎面部的表面上；且，电阻测量仪介于轮胎安装轴和导电金属盘之间；并且，当根据JATMA要求测量其电阻值时，对轮胎安装轴施加一定电压而获得的充气轮胎电阻值为1.0×106Ω到1.0×108Ω、优选地为6.0×106Ω到8.9×107Ω。
优选地，使其碳的百分比含量大于其他导电性赋予装置的碳的百分比含量。
胎面橡胶体还包含碳作为其增强成分。包含在导电橡胶构件中的碳的含量设置成大于包含在胎面橡胶体中的碳的含量。
详细地，有利的是导电橡胶构件包含的碳的质量百分比不小于15％，不大于30％。如果导电橡胶构件包含的碳的质量百分比小于15％，导电橡胶构件的电阻值不会变得充分地小，从而车体的静电不能充分地放电至路面。更有利地，导电橡胶构件包含的碳的质量百分比不小于17％，最有利地，它包含的碳的质量百分比不小于20％。
导电橡胶构件包含的碳的质量百分比不大于30％。有利地，导电橡胶构件包含的碳的质量百分比不大于25％，更有利地，它包含的碳的质量百分比不大于20％。如果导电橡胶构件包含的碳的质量百分比大于30％，轮胎的滚动阻力变大。由此，燃料消耗变高，橡胶的硬度变得过高。
胎面橡胶体包含的碳的质量百分比不大于20％。有利地，胎面橡胶体包含的碳的质量百分比不大于17％，更有利地，它包含的碳的质量百分比不大于15％。如果胎面橡胶体包含的碳的质量百分比大于20％，轮胎的滚动阻力变大，燃料消耗变高。如果胎面橡胶体包含的碳的质量百分比不大于5％，胎面橡胶体没有被充分地增强，从而容易磨损。
当胎面橡胶体的电阻值和导电橡胶构件的电阻值通过改变包含在其中的碳的含量而改变时，优选地，使胎面橡胶体和导电橡胶构件由相同的橡胶成分构成，从而防止胎面橡胶体的磨损量和导电橡胶构件磨损量之间产生差异。
对于橡胶成分，可以使用天然橡胶、丁苯橡胶、聚丁橡胶、合成异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶。这些橡胶单独地使用或者以两种或多种的结合物的方式使用。
为了使得导电橡胶构件具有高的导电性，导电橡胶构件可以包含其他的导电填料来代替碳或者包含导电填料和碳的结合物。对于导电填料，可以列出Ag、Ni、Cu、Zn、Fe、Al、不锈钢、钛和硫酸钡。
代替例如导电填料和碳的电子填料，导电橡胶构件可以包含由包含F-官能团、SO4官能团的有机金属盐构成的离子导电剂。
可以将导电橡胶成分添加到导电橡胶构件的橡胶成分。
本发明提供了一种制造所述充气轮胎的方法。在此方法中，在进行硫化步骤之前，从胎面橡胶体的外周表面将导电橡胶构件楔入胎面橡胶体内。在此之后，将胎面橡胶体硫化。
根据上述的制造方法，仅仅通过将导电橡胶构件楔入轮胎的胎面橡胶体内，可以嵌入导电橡胶构件，用于将车体的静电放电至路面。从而，在整个轮胎制造步骤中，不必在通过挤压模制形成胎面橡胶的步骤中同时地形成胎面橡胶体和导电橡胶构件。因此，不必安装另一个挤压机用于为胎面部提供导电橡胶构件，从而降低了制造设备的成本。
如上所述，根据本发明，本发明的导电橡胶构件以预定的间距沿轮胎的圆周方向点状分布在轮胎的胎面表面上，导电橡胶构件暴露在胎面部的外周表面上而使得导电橡胶构件的暴露表面与路面相接触。因此，可以使车体的静电放电至路面并防止静电在车体中积聚。因此，可以防止汽车收音机的无线电波受到干扰。此外，磨损量不同于胎面橡胶条的磨损量的导电橡胶构件不是沿着轮胎圆周方向连续地设置在胎面表面上，而是以预定间距间隔设置在胎面表面上。因此，即使胎面橡胶体和导电橡胶构件之间存在磨损量的差异，也可以防止导电橡胶构件形成线性线，因此，不会损害轮胎外观。
本发明的导电橡胶构件不是在胎面表面上沿轮胎的圆周方向连续地延伸而是点状分布。因此，在本发明中，导电橡胶构件可以从胎面部的外表面楔入胎面部中。于是，与专利文件1所公开的导电橡胶构件不同，在本发明中，不必通过用挤压机从一个嘴挤压模制而形成胎面橡胶体和导电橡胶构件。因此，不必安装用于为胎面部设置导电橡胶构件的设备。从而，可以降低轮胎制造成本。
附图说明
图1示出本发明的一个实施方式的充气轮胎的剖视图。
图2A示出图1所示的充气轮胎的胎面部的主要部分的放大剖视图。
图2B示出导电橡胶构件的立体图。
图3示出胎面表面。
图4示出制造充气轮胎的方法。
图5示出该实施方式的变例。
图6示出橡胶样品。
图7示出测量充气轮胎的电阻值的方法。
图8示出传统的充气轮胎。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式的充气轮胎进行描述。
图1到4示出用于汽车的本发明充气子午线轮胎10(此后仅称为轮胎10)的实施方式。图1是沿着子午线的剖视图，示出包括其轴的充气子午线轮胎10。
如图1所示，轮胎10具有胎面部11；一对胎侧部12，其从胎面部11的两端向轮胎10的径向内端延伸；和胎圈部13，其在胎侧部12的轮胎10径向方向上的内端处装配在车轮的轮辋17中。轮胎10还包括胎体14，其从胎面部11经过胎侧部12延伸至胎圈部13，并绕胎圈部13的胎圈芯16折回。胎体14的端部固定至其体部。轮胎10还包括钢带束层15，其设置在胎面部11的内侧、胎体14的轮胎10径向外侧。
胎面部11由以下构件构成：胎面橡胶体11a，其设置在胎面部的径向外侧；导电橡胶层11b，其形成在胎面橡胶体11a和钢带束层15之间；和导电橡胶构件20，其从胎面橡胶体11a楔入至导电橡胶层11b。
如图2B所示，每个导电橡胶构件20为截头圆锥形。截头圆锥的轴线沿轮胎的径向方向延伸。导电橡胶构件20的轮胎径向方向上的外端面20a暴露在胎面表面11c上未形成接触路面的胎面表面11c的花纹沟11d的部分处。每个导电橡胶构件20的轮胎径向方向上的内端20b接触在胎面部11的轮胎径向方向上的内侧中形成的钢带束层15。
即，导电橡胶构件20在从胎面表面11c到钢带束层15的范围内穿过胎面部11的胎面橡胶体11a和胎面部11的导电橡胶层11b。
导电橡胶构件20的外端面20a优选地为圆形且直径为5mm。导电橡胶构件20的内端面20b的直径为2mm。
如图1和3所示，沿轮胎的轴向方向以一定的间距在胎面部11上设置三个导电橡胶构件20，中间的导电橡胶构件20设置在位于胎面表面11c的轮胎轴向方向上的中心处的轮胎赤道CL上，其他两个导电橡胶构件20以距赤道CL一定的间距间隔设置在赤道CL的两侧。
如图3所示，沿轮胎的圆周方向以30mm到100mm间距间隔设置导电橡胶构件20。
导电橡胶构件20均设置在胎面部11上在汽车行驶期间接触路面的区域中。
导电橡胶构件20含有用作导电性赋予剂的碳，其质量百分比不小于15％、不大于30％。通过挤压模制形成的导电橡胶构件20的体积电阻率设定为小于1.0×108Ω·cm，优选地为1.0×107Ω·cm。
导电橡胶构件20的橡胶成分与胎面橡胶体11a的橡胶成分相似。
胎面部11的胎面橡胶体11a含有每100份质量的橡胶成分中占10份质量的碳，用作增强材料。因此，胎面橡胶体11a的体积电阻率不小于1.0×108Ω·cm。即，导电橡胶构件20的体积电阻率设定为远低于胎面橡胶体11a的体积电阻率。
设置在胎面橡胶体11a的内侧的导电橡胶层11b由与胎面橡胶体11a的橡胶成分相同的橡胶成分组成。但是，导电橡胶层11b含有的碳比胎面橡胶体11a多，从而将导电橡胶层11b的体积电阻率设定为1.0×107Ω·cm，其小于1.0×108Ω·cm。在导电橡胶构件20的内侧的导电橡胶构件的外周表面接触导电橡胶层11b。由此，导电橡胶构件20导通。此外，导电橡胶构件20的内端面20b接触钢带束层15。由0此，导电橡胶构件20导通。
使用天然橡胶、丁苯橡胶等作为胎面橡胶体11a、导电橡胶层11b、导电橡胶构件20的橡胶成分。
如图4所示，在制造硫化前的生胎10’的步骤中。圆锥形导电橡胶构件20从胎面部11的外表面楔入胎面部11中，直到圆锥形导电橡胶构件20的尖点接触钢带束层15并由于破碎而变成截头圆锥形，如图2所示。在此之后，将轮胎10’进行硫化以获得在其胎面表面11c上形成有胎面花纹的轮胎10。
根据上述的结构，楔入胎面部11中的导电橡胶构件20暴露在胎面表面11c处。因此，导电橡胶构件20的暴露表面接触路面。从而，如图1的箭头标记所示，车体的静电经过车体→胎体14→钢带束层15→导电橡胶层11b→导电橡胶构件20放电至路面。因此，可以防止静电积聚，从而防止汽车收音机的无线电波受到干扰。
由于导电橡胶构件20不是沿着轮胎的圆周方向X连续地延伸而形成，而是沿轮胎的圆周方向X以一定的间距间隔开导电橡胶构件20而形成，可以通过将导电橡胶构件20楔入胎面橡胶体11a中而将导电橡胶构件20安装在胎面橡胶体11a上。因此，在整个制造轮胎的步骤中，不必安装用于在通过挤压模制形成胎面橡胶的步骤中为胎面部11设置导电橡胶构件20的设备。因此，能够以低成本制造轮胎。
图5示出上述的实施方式的变例。
在变例中的轮胎10中，圆锥形导电橡胶构件20沿轮胎的径向方向延伸，其中，导电橡胶构件20的轮胎径向方向上的外端20a暴露在胎面表面11c的一部分处，且导电橡胶构件20的轮胎径向方向上的内端20b楔入导电橡胶层11b中。变例的轮胎10与上述的实施方式不同之处在于导电橡胶构件20的内端20b不接触钢带束层15。
上述结构还使得车体的静电经过车体→胎体14→钢带束层15→导电橡胶层11b→导电橡胶构件20放电至路面。因此，可以防止静电在车体中积聚，从而防止汽车收音机的无线电波受到干扰。
变例具有与上述实施方式相同的结构、操作和效果。于是，变例中与实施方式相同的部件用与实施方式相同的标号表示，在此省略了其说明。
对本发明的各示例的充气轮胎和比较例的充气轮胎说明如下。
示例1到5的充气轮胎和比较例1、2的充气轮胎的轮胎尺寸为195/65R15，轮辋尺寸为15×6.5-JJ，气压为200kPa。每个示例和比较例的轮胎均安装在2000cc的汽车上。在汽车上设有一个测试仪以评价操纵稳定性、驾驶的舒适性程度、汽车收音机噪音和振动。
示例1到5的充气轮胎的导电橡胶构件和比较例2的导电橡胶构件通过模制相同的导电橡胶形成。示例1到5的充气轮胎的胎面部和比较例1、2的充气轮胎的胎面部用相同的胎面橡胶。
为了获得导电橡胶，在混炼包含用作其橡胶成分的SBR、氧化锌、硬脂酸、防老剂、芳香油和硫以及碳黑的各导电橡胶构件的混合物之后，在模具中模制每个示例和比较例的混合物以将各导电橡胶构件成形为如下所述的结构。
为了获得胎面橡胶，在混炼包含用作其橡胶成分的SBR、二氧化硅、氧化锌、硬脂酸、防老剂、芳香油和硫以及占质量的12％的碳黑的胎面橡胶体的混合物之后，通过挤压机模制该混合物。
通过以下方法测量导电橡胶构件的体积电阻率和胎面橡胶的体积电阻率。对于导电橡胶构件，制备橡胶混合物以获得硫化橡胶片。由橡胶片形成图6示出的橡胶样品30(a＝1mm，b＝20mm，L＝70mm，总长度A≥100mm)。在绝缘带结合到橡胶样品30的表面之后，将用作电极31、31的导电性胶涂布到绝缘带上，且电极31、31以预定的间距间隔开。
在使得样品在23±2℃保持48小时之后，测量23±2℃下电极31、31之间的电阻值R。此后，将数值代入方程Rv＝(a×b×R)/L中以计算体积电阻率。
通过与用于测量导电橡胶的体积电阻率相同的方法计算胎面橡胶的体积电阻率。
结果为在示例和比较例2中使用的导电橡胶的体积电阻率是6.0×106Ω·cm，其小于1.0×108Ω·cm。胎面橡胶的体积电阻率是2.0×109Ω·cm，其不小于1.0×108Ω·cm。
表1示出示例1到5和比较例1、2的轮胎结构以及评价结果。
表1
  比较例1  比较例2   示例1   示例2   示例3   示例4   示例5
导电橡胶结构 未形成  直径：10mm，柱形(未接触钢带束层和导电橡胶层) 直径：5mm，圆锥形 直径：10mm，圆锥形 直径：20mm，圆锥形 直径：10mm，圆锥形 直径：10mm，圆锥形
  导电橡胶中的含碳量(质量百分比) 0 30 30 30 30 20 15
  电阻值(W)   1.6×109  1.5×109   8.0×106   6.0×106   6.2×106   1.2×107   8.9×107
  质量(指数)   100  100   100   100   101   100   100
  操纵稳定性   3  3   3   3   3   3   3
  驾驶舒适程度   3  3   3   3   3   3   3
  汽车收音机噪音   产生  产生   未产生   未产生   未产生   未产生   未产生
  振动   3  2.5   3   3   2.5～3   3   3
示例1
示例1的充气轮胎的结构与上述的实施方式的轮胎的结构相似。更具体地，在混炼导电橡胶成分之后，将其在模具中圆锥形地模制以获得导电橡胶构件。暴露在胎面部的外端面上导电橡胶构件的正圆形的直径为5mm。
在混炼橡胶成分之后，通过挤压机模制经混炼的橡胶成分以获得胎面橡胶。
在硫化成形之前，将导电橡胶构件楔入胎面橡胶中，且导电橡胶构件沿轮胎的轴向方向以30mm的间距间隔设置，沿轮胎的圆周方向以50mm的间距间隔设置。此后，将胎面橡胶在180℃下加热10分钟以将其硫化成形。
当通过如下所述的方法测量时，所形成的轮胎的包括导电橡胶构件的暴露部分的胎面表面的电阻值为8.0×106Ω。假定以后所述的比较例1的轮胎的质量(指数)为100，则示例1的轮胎的质量为100。
如图7所示，通过使用具有绝缘盘51、设置在绝缘盘51上的导电金属盘52、保持轮胎T的导电的轮胎安装轴53和电阻测量仪54的测量设备、根据JATMA要求测量包括轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面表面的电阻值。
在将轮胎T的表面上的脱模剂和污物充分地清除并将轮胎T充分地干燥之后，将轮胎T安装在由铝合金制成的导电轮辋(16×7JJ)上。内压(200kPa)和负荷(5.3kN：80％最大负荷能力)被施加至轮胎T。测试环境温度(测试室的温度)设定为25℃。湿度设定为50％。金属盘52的表面被光滑地抛光。金属盘52的电阻值设定为不大于10Ω。绝缘盘51的电阻值设定为不小于1012Ω。电阻测量仪的测量范围为1.0×103Ω到1.6×1016Ω。施加不小于100V、不大于1000V的测试电压以获得具有导电橡胶构件的暴露部分的轮胎胎面表面的电阻值。
测试以如下程序进行。
(1)在通过用皂碱液将脱模剂和污物充分地清除以及将轮胎T充分地干燥后，将轮辋安装到轮胎T上。
(2)在轮胎T在测试室中保持2小时后，将轮胎T安装在轮胎安装轴53上。
(3)执行施加负荷的预热工作。更具体地，将负荷施加至轮胎T持续0.5分钟。在从轮胎T移除负荷之后，在轮胎T上再次施加负荷0.5分钟。在从轮胎T移除负荷之后，在轮胎T上再次施加负荷2分钟。
(4)此后，将不小于100V、不大于1000V的电压施加至轮胎安装轴53。在经过5分钟后，通过介于轮胎安装轴53和所述导电金属盘52之间的电阻测量仪54测量包括轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面表面的电阻值。
示例2
设置在胎面部上的导电橡胶构件的暴露表面形成为直径为10mm的正圆形。使得导电橡胶构件的轮胎径向方向上的内端与钢带束层相接触。导电橡胶构件含有占质量百分比30％的碳。
包括所形成轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面部的表面的电阻值为6.0×106Ω。假定以后所述的比较例1的轮胎的质量为100(指数)，则示例2的轮胎的质量为100。
示例3
设置在胎面部上的导电橡胶构件的暴露表面形成为直径为20mm的正圆形。使得导电橡胶构件的径向方向上的内端与钢带束层相接触。导电橡胶构件含有占质量百分比30％的碳。
包括所形成轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面部的表面的电阻值为6.2×106Ω。假定以后所述的比较例1的轮胎的质量为100(指数)，示例3的轮胎的质量为101。
示例4
设置在胎面部上的导电橡胶构件的暴露表面形成为直径为10mm的正圆形。使得导电橡胶构件的轮胎径向方向上的内端与钢带束层相接触。导电橡胶构件含有占质量百分比20％的碳。
包括所形成轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面部的表面的电阻值为1.2×107Ω。假定以后所述的比较例1的轮胎的质量(指数)为100，则示例4的轮胎的质量为100。
示例5
设置在胎面部上的导电橡胶构件的暴露表面形成为直径为10mm的正圆形。使得导电橡胶构件的轮胎径向方向上的内端与钢带束层相接触。导电橡胶构件含有占质量百分比15％的碳。
包括所形成轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面部的表面的电阻值为8.9×107Ω。假定以后所述的比较例1的轮胎的质量(指数)为100，则示例5的轮胎的质量为100。
比较例1
比较例1的轮胎没有设置导电橡胶构件。轮胎的胎面部表面的电阻值为1.6×109Ω.
比较例2
使用与示例2的导电橡胶构件相同的导电橡胶构件。使得导电橡胶构件的轮胎径向方向上的内端不与导电橡胶层和钢带束层相接触。
包括所形成轮胎的导电橡胶构件的暴露部分的胎面部表面的电阻值为1.5×109Ω。假定以后所述的比较例1的轮胎的质量(指数)为100，则比较例2的轮胎的质量为100。
通过将每个示例和比较例的轮胎安装在车体上评价操纵稳定性、驾驶舒适程度、汽车收音机噪音和振动。
分五个级别评价操纵稳定性、驾驶舒适程度和振动。有较大分数的轮胎优于有较小分数的轮胎。根据汽车收音机是否产生噪音评价汽车收音机的噪音。
如表1所示，在示例1到3的轮胎中(其中导电橡胶体的一端暴露在胎面表面上，而其另一端与钢带束层相接触)，已确认通过减小电阻，车体中的静电被放电，由此能够防止产生收音机噪音。
在另一方面，在未设有导电橡胶构件的比较例1的轮胎中和设有既不与钢带束层相接触也不与导电橡胶层相接触的导电橡胶构件的比较例2的轮胎中，电阻未下降，因此汽车收音机产生噪音。
已经确认，安装在胎面橡胶体上的导电橡胶构件不会在轮胎质量、操纵稳定性、驾驶的舒适程度以及轮胎的振动方面造成不利的影响。还已经确认，当导电橡胶构件的暴露表面的直径为20mm时的电阻与导电橡胶构件直径为10mm时的电阻几乎没有差别。当在其暴露表面直径为20mm的导电橡胶构件被压入胎面部中时，胎面部的规格的均匀性的精度劣化。由此，观察到不均匀性造成的振动。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其中电阻值小于胎面橡胶体的电阻值的多个导电橡胶构件每个以沿所述充气轮胎的圆周方向的预定间距、从所述胎面橡胶体的外周表面沿所述充气轮胎的径向方向嵌入到所述胎面橡胶体中；每个所述导电橡胶构件的充气轮胎径向方向上的外端面暴露在胎面部的外周表面上；每个所述导电橡胶构件的充气轮胎径向方向上的内端与形成在所述胎面部的充气轮胎径向方向上的内侧位置处的带束层相接触或者与形成在所述胎面橡胶体和所述带束层之间的导电橡胶层相接触；并且，所述导电橡胶构件成形为使得所述导电橡胶构件能够从所述胎面橡胶体的外周表面楔入所述胎面橡胶体中。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，每个所述导电橡胶构件为圆锥形，使得每个所述导电橡胶构件的截面积从设置在所述胎面橡胶体的外周表面上的所述导电橡胶构件的外端向其内端逐渐地变小；暴露在胎面表面上的所述导电橡胶构件的外端面的直径设定为不大于10mm。
3.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎面橡胶体的体积电阻率设定为不小于1.0×108Ω·cm；且每个所述导电橡胶构件的体积电阻率设定为小于1.0×108Ω·cm；并且，所述导电橡胶构件含有添加了包括由碳或导电填料构成的电子导电剂或/和离子导电剂构成的导电剂的橡胶成分。
4.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎面橡胶体和所述导电橡胶构件含有碳；并且
所述导电橡胶构件含有的碳的质量百分比高于所述胎面橡胶体的含有的碳的质量百分比；且所述导电橡胶构件含有的碳的质量百分比不小于15％、不大于30％。
5.如权利要求4所述的充气轮胎，其中，所述胎面橡胶体含有的碳的质量百分比不大于15％。
6.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，至少其中一个所述导电橡胶构件的径向外端面暴露于与路面接触的、夹着所述充气轮胎的赤道的区域中。
7.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，轮辋安装在施加有200kPa内压的充气轮胎上；所述充气轮胎安装在导电的轮胎安装轴上；使得导电金属盘与胎面部的表面相接触，其中所述导电橡胶构件暴露在该胎面部的表面上；电阻测量仪介于所述轮胎安装轴和所述导电金属盘之间；在根据JATMA要求测量充气轮胎的电阻值时，对所述轮胎安装轴施加电压而获得的充气轮胎电阻值为1.0×106Ω至1.0×108Ω。
8.如权利要求2所述的充气轮胎，其中，所述胎面橡胶体的体积电阻率设定为不小于1.0×108Ω·cm；每个所述胎面橡胶构件的体积电阻率设定为小于1.0×108Ω·cm；并且，所述导电橡胶构件含有添加了包括由碳或导电填料构成的电子导电剂或/和离子导电剂的导电剂的橡胶成分。
9.一种制造根据权利要求1所述的充气轮胎的方法，其中，在执行硫化步骤之前，将导电橡胶构件从胎面橡胶体的外周表面楔入胎面橡胶体中，并在此后硫化所述胎面橡胶体。
10.一种制造根据权利要求2所述的充气轮胎的方法，其中，在执行硫化步骤之前，将导电橡胶构件从胎面橡胶体的外周表面楔入胎面橡胶体中，并在此后硫化所述胎面橡胶体。
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