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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, der an einer Fahrzeugkarosserie oder einem Reifen erzeugte statische Elektrizität bzw. elektrostatische Aufladungen an eine Straßenoberfläche entladen kann.
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In den letzten Jahren ist zum Zweck der Verringerung eines Rollwiderstands, der starken Einfluss auf eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs hat, der Vorschlag gemacht worden, einen Bestandteil des Reifens aus einem nicht leitfähigen Gummimaterial zu bilden. Beispielsweise kann bei Herstellung eines Laufflächen-Gummimaterials aus einem nicht leitfähigen Gummimaterial, in das ein hoher Anteil Siliziumdioxid eingemischt ist, der Rollwiderstand reduziert werden, und ferner kann auch der Effekt einer Verbesserung der Bremsleistung auf einer nassen Straßenoberfläche (Nass-Bremsleistung) erzielt werden. Zum Verbessern des Effekts eines reduzierten Rollwiderstands ist es wirksam, ein Abdeck-Gummimaterial einer Karkassenlage und ein Seitenwand-Gummimaterial mit einem nicht leitfähigen Gummimaterial zu bilden.
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Bei einem Reifen, bei dem das nicht leitfähige Gummimaterial in der vorstehend beschriebenen Weise verwendet wird, wird ein Leitungsweg unter Verwendung eines leitfähigen Gummimaterials gebildet, um ein solches Problem, wie z. B. Funkstörgeräusche und dergleichen, zu verhindern. Wenn das Abdeck-Gummimaterial der Karkassenlage und das Seitenwand-Gummimaterial durch das nicht leitfähige Gummimaterial gebildet werden, ist es notwendig, den Leitungsweg in einem seitlichen Bereich des Reifens zu bilden, wie dies bei den Patentdokumenten 1 bis 4 der Fall ist.
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Das Patentdokument 5 offenbart eine Karkasse, bei dem ein Gummi-Flächenkörper in einem Verbindungsbereich als Zwischenlage vorgesehen ist, jedoch betrifft keines der genannten Patentdokumente einen Reifen, der nicht leitfähiges Gummimaterial verwendet, noch schlagen sie ein Verfahren zum Bilden des Leitungswegs in dem seitlichen Bereich des Reifens vor.
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Bei den vorstehend genannten Patentdokumenten handelt es sich um folgende:
| Patentdokument 1: | ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2009-023 503 A |
| Patentdokument 2: | ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2009-006 975 A |
| Patentdokument 3: | ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2007-008 269 A |
| Patentdokument 4: | ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2006-143 208 A |
| Patentdokument 5: | ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 10-006 414 A . |
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten tatsächlichen Situation erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Luftreifens, mit dem der Effekt einer Reduzierung des Rollwiderstands durch Reduzieren eines leitfähigen Gummimaterials zum Bilden eines Leitungswegs in einem seitlichen Bereich des Reifens verbessert werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Luftreifen, wie er im Anspruch 1 angegeben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Luftreifen, der Folgendes aufweist: ein Paar Wulstbereiche; Seitenwandbereiche, die sich von den Wulstbereichen in Reifendurchmesserrichtung jeweils nach außen erstrecken; einen Laufflächenbereich, der mit einem in Reifendurchmesserrichtung äußeren Ende von jedem der Seitenwandbereiche verbunden ist; eine Karkassenlage, die sich von dem Laufflächenbereich jeweils über den Seitenwandbereich bis zu dem Wulstbereich erstreckt; sowie ein Seitenwand-Gummimaterial, das an Außenseiten der Karkassenlage in den Seitenwandbereichen vorgesehen ist; wobei die Karkassenlage Verbindungsbereiche aufweist, die durch überlappendes Anordnen von Endbereichen von Lagenelementen in Verbindung miteinander an einer Vielzahl von Positionen in Reifenumfangsrichtung gebildet sind; wobei mindestens einer der Verbindungsbereiche mit einem Gummiband versehen ist, das zwischen den Endbereichen der Lagenelemente angeordnet ist und zu einer Oberfläche der Karkassenlage freiliegt; wobei ein Abdeck-Gummimaterial der Karkassenlage und das Seitenwand-Gummimaterial durch ein nicht leitfähiges Gummimaterial gebildet sind und das Gummiband durch ein leitfähiges Gummimaterial gebildet ist; und wobei in dem Laufflächenbereich ein Leitungsweg gebildet ist, der von einer Bodenkontaktfläche, die mit einer Straßenoberfläche in Kontakt treten kann, zu dem Gummiband führt; und wobei in dem Wulstbereich ein Leitungsweg gebildet ist, der von einer äußeren Oberfläche des Wulstbereichs, die mit einer Felge in Kontakt treten kann, zu dem Gummiband führt.
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Bei diesem Reifen ist der Leitungsweg in dem seitlichen Bereich des Reifens durch das Gummiband gebildet, das in dem Verbindungsbereich der Karkassenlage vorgesehen ist. Der Leitungsweg in dem seitlichen Bereich des Reifens steht über den in dem Laufflächenbereich gebildeten Leitungsweg mit der Straßenoberfläche in elektrisch leitender Verbindung, und steht über den in dem Wulstbereich gebildeten Leitungsweg mit der Felge in elektrisch leitender Verbindung.
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Auf diese Weise ist es möglich, die an der Fahrzeugkarosserie und dem Reifen erzeugte elektrostatische Aufladung über die Leitungswege an eine Straßenoberfläche zu entladen. Ferner ist im Vergleich zu dem Fall, in dem das Abdeck-Gummimaterial der Karkassenlage und das Seitenwand-Gummimaterial durch leitfähiges Gummimaterial gebildet sind, eine Reduzierung des leitfähigen Gummimaterials zum Bilden des Leitungswegs in dem seitlichen Bereich des Reifens möglich, wobei es ferner möglich ist, den Rollwiderstand noch weiter zu vermindern.
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Vorzugsweise weist die Karkassenlage einen Hauptkörperbereich, der sich von dem Laufflächenbereich über den Seitenwandbereich bis zu dem Wulstbereich erstreckt, sowie einen Umschlagbereich auf, der um einen in dem Wulstbereich eingebetteten Wulstkern in einer Reifenbreitenrichtung von einer Innenseite zu einer Außenseite umgeschlagen ist, wobei der in dem Laufflächenbereich gebildete Leitungsweg mit dem Gummiband in Verbindung steht, das zu der Oberfläche an der in Reifendurchmesserrichtung äußeren Seite des Hauptkörperbereichs freiliegt, und wobei der in dem Wulstbereich gebildete Leitungsweg mit dem Gummiband in Verbindung steht ist, das zu der Oberfläche an der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite oder an der in Reifendurchmesserrichtung inneren Seite des Umschlagbereichs freiliegt. Bei der Konstruktion, bei der die Karkassenlage den Umschlagbereich aufweist, ist es somit möglich, den von dem Laufflächenbereich zu dem Wulstbereich führenden Leitungsweg in effizienter Weise zu bilden.
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Es ist bevorzugt, dass das Gummiband mit einem zwischengeordneten Bereich, der von den Endbereichen des Lagenelements eingeklemmt ist, sowie mit Überstandsbereichen versehen ist, die in Reifenumfangsrichtung von den Endbereichen des Lagenelements hervorstehen, wobei die Dicke des Gummibands in dem zwischengeordneten Bereich kleiner ist als die Dicke des Gummibands in dem Überstandsbereich. Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist es möglich, eine in dem Verbindungsbereich gebildete Stufe der Karkassenlage deutlich zu vermindern, und es besteht die Möglichkeit, einen Verfahrensdefekt, wie z. B. das Eindringen von Luft, zu unterbinden.
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Bei dem genannten Verfahren ist es bevorzugt, dass der Überstandsbereich in einer Richtung abgeschrägt ausgebildet ist, die von dem zwischengeordneten Bereich wegführt. Mit der vorstehend genannten Konstruktion ist es möglich, die in dem Verbindungsbereich gebildete Stufe der Karkassenlage deutlich zu reduzieren, und ein solcher Verfahrensdefekt, wie z. B. das Eindringen von Luft, lässt sich in effektiver Weise unterbinden.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch deutlicher beschrieben; darin zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung einer Hälfte entlang eines Reifenmeridians zur Erläuterung eines Beispiels eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines wesentlichen Teils einer Karkassenlage;
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3 eine Schnittdarstellung bei Betrachtung in der Richtung eines Pfeils A-A in 2;
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4 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines modifizierten Beispiels eines Gummibands;
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5 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines modifizierten Beispiels eines Gummibands;
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6 eine perspektivische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines modifizierten Beispiels einer Anordnung eines Gummibands; und
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7 eine perspektivische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines modifizierten Beispiels einer Karkassenlage.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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Ein in 1 dargestellter Luftreifen T weist folgendes auf: ein Paar Wulstbereiche 1, Seitenwandbereiche 2, die sich von den jeweiligen Wulstbereichen 1 in Reifendurchmesserrichtung nach außen erstrecken, einen Laufflächenbereich 3, der mit den in Reifendurchmesserrichtung äußeren Enden der jeweiligen Seitenwandbereiche 2 verbunden ist, eine Karkassenlage 7, die sich von dem Laufflächenbereich 3 über die jeweiligen Seitenwandbereiche 2 zu dem jeweiligen Wulstbereich 1 erstreckt, sowie ein Seitenwand-Gummimaterial 11, das an der Außenseite der Karkassenlage 7 in den Seitenwandbereichen 2 vorgesehen ist.
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Der Wulstbereich 1 beinhaltet einen ringförmigen Wulstkern 1a, der aus einem Bündel von Stahldrähten oder dergleichen mit einer Gummibeschichtung gebildet ist und in dem Wulstbereich 1 versenkt bzw. eingebettet ist.
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Die Karkassenlage 7 ist durch Beschichten von Karkassenkorden (siehe 3), die in einer zu einer Reifenumfangsrichtung in etwa orthogonalen Richtung ausgerichtet verlaufen, mit einem Abdeck-Gummimaterial gebildet. Als Material für den Karkassenkord wird vorzugsweise organisches Fasermaterial, beispielsweise ein Polyester, Rayon, Nylon und Aramid, und Metall, beispielsweise Stahl, verwendet.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die Karkassenlage 7 einen Hauptkörperbereich 71, der von dem Laufflächenbereich 3 über den jeweiligen Seitenwandbereich 2 bis zu dem jeweiligen Wulstbereich 1 reicht, sowie einen Umschlagbereich 72, der in Reifenbreitenrichtung um den jeweiligen Wulstkern 1a von einer Innenseite auf eine Außenseite umgeschlagen ist. Ein Innenauskleidungs-Gummimaterial 9 zum Aufrechterhalten eines Luftdrucks ist an einer Innenseite der Karkassenlage 7 vorgesehen.
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Der Laufflächenbereich 3 ist mit einem Laufflächen-Gummimaterial 10, das eine Bodenkontaktfläche bildet, einem Gürtelelement 6, das von einer Außenseite in Reifendurchmesserrichtung mit der Karkassenlage 7 in Kontakt tritt, sowie mit einem Gürtelverstärkungselement 8 versehen, das in Reifendurchmesserrichtung auf die Außenseite des Gürtelelements 6 laminiert ist. Ein leitfähiger Bereich 13 ist in das Laufflächen-Gummimaterial 10 eingebettet.
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In 1 ist der leitfähige Bereich 13 in Form einer dicken Linie dargestellt, um eine einfache Differenzierung in der Zeichnung zu ermöglichen. Bei dem Reifen T wird eine Konstruktion mit an der Seite befindlicher Lauffläche verwendet, bei der ein Endbereich des Laufflächen-Gummimaterials 10 an einem Endbereich des Seitenwand-Gummimaterials 11 angebracht ist, jedoch ist die Konstruktion nicht darauf beschränkt.
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Das Gürtelelement 6 ist durch eine Vielzahl von (zwei bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) Gürtellagen 6a und 6b gebildet. Die Gürtellagen 6a und 6b sind durch Beschichten der Gürtelkorde, die unter einem Neigungswinkel von beispielsweise ca. 20° in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, mit einem Abdeck-Gummimaterial gebildet, wobei sie derart laminiert sind, dass sich die Gürtelkorde in zueinander gegenläufigen Richtungen zwischen den Lagen kreuzen. Das Gürtelverstärkungselement 8 ist durch Beschichten von im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Verstärkungskorden mit einem Abdeck-Gummimaterial gebildet. Das Gürtelverstärkungselement 8 kann auch weggelassen werden.
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Der Wulstbereich 1 ist mit einem Felgenstreifen-Gummimaterial 4, das eine Seitenfläche des Wulstbereichs 1 bildet, sowie mit einem Wulstschutzband 5 aus Gummi ausgebildet, das eine Bodenfläche des Wulstbereichs 1 bildet. Das mit dem Felgenstreifen-Gummimaterial 4 verbundene Seitenwand-Gummimaterial 11 bildet eine Seitenfläche des Seitenwandbereichs 2.
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Das Felgenstreifen-Gummimaterial 4 ist an einer in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite des Umschlagbereichs 72 angeordnet und tritt mit einem Felgenhorn einer Felge in Kontakt, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist.
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Das Wulstschutzband 5 aus Gummi ist in Reifendurchmesserrichtung innenseitig von dem Umschlagbereich 72 angeordnet und tritt mit einem Wulstflächenkörper der Felge in Kontakt, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist.
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Die Karkassenlage 7 weist Verbindungsbereiche 20 auf, die durch überlappendes Anordnen der Endbereiche der Lagenelemente 70 in Verbindung miteinander an einer Vielzahl von Stellen gebildet sind, wie dies in 2 gezeigt ist, und zwar beispielsweise an zwei bis vier Stellen in der Reifenumfangsrichtung. Die Verbindungsbereiche 20 erstrecken sich etwa parallel zu den Karkassenkorden von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Karkassenlage 7 in Reifenbreitenrichtung.
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Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, beinhalten die Verbindungsbereiche 20 Verbindungsbereiche, die in einem Schritt vor der Herstellung des Reifens gebildet werden, sowie einen oder mehrere Verbindungsbereiche, der bzw. die in einem Schritt zum Herstellen des Reifens gebildet wird/werden. Der Verbindungsbereich, in dem ein noch zu beschreibendes Gummiband 30 vorgesehen ist, kann durch einen beliebigen der Verbindungsbereiche gebildet sein.
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In einem Schritt vor der Herstellung des Reifens wird als erstes das Lagenelement durch Beschichten einer Vielzahl ausgestreckt und ausgerichtet angeordneter Karkassenkorde mit dem Abdeck-Gummimaterial gebildet, wobei das Lagenelement auf eine Größe entsprechend der Reifenbreite zugeschnitten wird, so dass die Karkassenkorde etwa orthogonal zu der Reifenumfangsrichtung verlaufen. Als nächstes werden die durch Schneiden gebildeten Lagenelemente in der Reifenumfangsrichtung zusammengefügt (Bilden des Verbindungsbereichs 20), und es wird ein einzelnes Materialsstück mit einer einer Reifenumfangslänge entsprechenden Länge oder eine lange Rolle hergestellt.
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Bei dem Reifenherstellungsvorgang wird das einzelne Materialstück oder das durch Abwickeln von der Rolle sowie durch Schneiden auf eine gewünschte Länge gebildete einzelne Materialstück um eine Reifenherstellungstrommel gewickelt, und Endbereiche desselben werden miteinander verbunden (Bilden des Verbindungsbereichs 20). Infolgedessen wird die ringförmige Karkassenlage 7 gebildet.
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Zumindest einer der Verbindungsbereiche 20 ist mit dem Gummiband 30 versehen, das zwischen den Endbereichen der Lagenelemente 70 eingefügt ist und zu einer Oberfläche der Karkassenlage 7 freiliegt, wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist. In 2 ist das Gummiband 30 schwarz eingefärbt, um eine Unterscheidung in der Zeichnung zu vereinfachen.
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Zum Reduzieren des Rollwiderstands ist der mit dem Gummiband 30 versehene Verbindungsbereich 20 vorzugsweise an einer Stelle oder an zwei Stellen in Reifenumfangsrichtung vorgesehen. Das Gummiband 30 ist von in Reifenumfangsrichtung vorhandenen Endbereichen eines Paares von einander überlappenden Lagenelementen 70 eingeklemmt und ist mit diesen in integraler Weise verbunden.
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Bei dem Reifen T sind das Abdeck-Gummimaterial der Karkassenlage 7 und das Seitenwand-Gummimaterial 11 durch ein nicht leitfähiges Gummimaterial gebildet, und das Gummiband 30 ist durch ein leitfähiges Gummimaterial gebildet. Ein Leitungsweg, der von der Bodenkontaktfläche, die mit einer Straßenoberfläche in Kontakt treten kann, zu dem Gummiband 30 führt, ist in dem Laufflächenbereich 3 gebildet, und ein durch das Gummiband 30 gebildeter Leitungsweg in einem Reifenseitenbereich kann über den genannten Leitungsweg in elektrisch leitende Verbindung mit der Straßenoberfläche treten bzw. an diese elektrisch entladen.
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Ein Leitungsweg, der von der Seitenfläche des Wulstbereichs 1, die mit einer Felge (nicht gezeigt) in Kontakt treten kann, zu dem Gummiband 30 führt, ist in dem Wulstbereich 1 gebildet, und der durch das Gummiband 30 gebildete Leitungsweg in dem Reifenseitenbereich kann über den Leitungsweg in dem Wulstbereich 1 mit der Felge in elektrisch leitende Verbindung treten.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Laufflächen-Gummimaterial 10, das Abdeck-Gummimaterial des Gürtelelements 6 sowie das Abdeck-Gummimaterial des Gürtelverstärkungselements 8 jeweils aus nicht leitfähigem Gummimaterial gebildet, und der in dem Lauffläche-Gummimaterial 10 vorgesehene leitfähige Bereich 13 ist aus leitfähigem Gummimaterial gebildet.
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Der leitfähige Bereich 13 erstreckt sich in kontinuierlicher Weise von einem Ende, das zu der Bodenkontaktfläche freiliegt, zu dem anderen Ende, das sich bis zu dem Gummiband 30 erstreckt, wie dies in 1 gezeigt ist, wobei das andere Ende mit dem Gummiband 30 (z. B. in einem Bereich X in 2) verbunden ist, das zu der Oberfläche an der in Reifendurchmesserrichtung äußeren Seite des Hauptkörperbereichs 71 freiliegt. Wie vorstehend erwähnt, ist der in dem Laufflächenbereich 3 gebildete Leitungsweg durch den leitfähigen Bereich 13 gebildet.
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Ferner ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Felgenstreifen-Gummimaterial 4 durch leitfähiges Gummimaterial gebildet. Das Felgenstreifen-Gummimaterial 4 bildet die Seitenfläche des Wulstbereichs 1, die mit der Felge in Kontakt tritt, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist, sowie mit der Karkassenlage 7 in Reifenbreitenrichtung von der Außenseite in Kontakt tritt, wie dies in 1 gezeigt ist, sowie mit dem Gummiband 30 (z. B. in einem Bereich Y in 2) verbunden ist, das zu der Oberfläche auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite des Umschlagbereichs 72 freiliegt. Wie vorstehend erwähnt, ist der in dem Wulstbereich 1 gebildete Leitungsweg durch das eigentliche Felgenstreifen-Gummimaterial 4 gebildet.
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An der Fahrzeugkarosserie erzeugte elektrostatische Aufladungen werden von der Felge über den durch das Felgenstreifen-Gummimaterial 4 gebildeten Leitungsweg des Wulstbereichs 1, den durch das Gummiband 30 gebildeten Leitungsweg in dem Seitenbereich des Reifens sowie den durch den leitfähigen Bereich 13 gebildeten Leitungsweg des Laufflächenbereichs 3 entladen.
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Da die Menge des leitfähigen Gummimaterials zum Bilden des Leitungswegs in dem Seitenbereich des Reifens der Menge des Gummibands 30 entspricht, lässt sich der Effekt einer Reduzierung des Rollwiderstands im Vergleich zu dem herkömmlichen Reifen steigern. Der Leitungsweg, der in der vorstehend beschriebenen Weise von der Felge zu der Bodenkontaktfläche führt, kann zumindest auf einer Seite in Reifenbreitenrichtung vorgesehen sein.
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Bei dem Reifen T ist der Leitungsweg ferner durch das Gummiband 30 gebildet, das einen Teil der Karkassenlage 7 bildet. Im Vergleich zu der Konstruktion, bei der das einem unabhängigen Element entsprechende leitfähige Element zwischen der Karkassenlage 7 und dem Seitenwand-Gummimaterial 11 angeordnet ist, lässt sich somit das Gewicht des Reifens reduzieren, so dass wiederum der Rollwiderstand vermindert werden kann, und eine gleichmäßige Ausbildung lässt sich verbessern, wobei es zusätzlich möglich ist, eine an der Oberfläche des Seitenwandbereichs 2 in Erscheinung tretende Ungleichmäßigkeit zu vermindern, so dass sich das äußere Erscheinungsbild verbessern lässt.
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Ferner kann in dem mit dem Gummiband 30 versehenen Verbindungsbereich 20 die Haltbarkeit aufgrund der Tatsache verbessert werden, dass eine haftende Verbindung zwischen den Lagenelementen 7 vermieden werden kann, in die die Karkassenkorde 17 eingebettet sind.
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Unter dem nicht leitfähigen Gummimaterial ist ein Gummimaterial zu verstehen, bei dem ein inhärenter Widerstandswert höher ist als 8 MΩ·cm und das z. B. durch Mischen eines Gummi-Rohmaterials mit Siliziumdioxid als Verstärkungsmittel in einer hohen Rate hergestellt wird. Das Siliziumdioxid wird z. B. in einer Menge von 30 bis 100 Gewichtsteilen in Relation zu 100 Gewichtsteilen der Gummikomponente eingemischt.
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Als Siliziumdioxid kann vorzugsweise ein Nass-Siliziumdioxid verwendet werden, jedoch kann ohne Einschränkung auch jedes beliebige andere Material verwendet werden, das allgemein als Verstärkungsmaterial eingesetzt wird. Das nicht leitfähige Gummimaterial kann durch Mischen von gebranntem Ton, hartem Ton, Kalziumkarbonat oder dergleichen zusätzlich zu dem Siliziumdioxid, wie z. B. gefällte Kieselsäure, Kieselsäureanhydrid oder dergleichen hergestellt werden.
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Ferner kann für das leitfähige Gummimaterial ein Material, das keinerlei Siliziumdioxid enthält oder in das Siliziumdioxid in einer geringen Rate gemischt ist, als in das Gummi-Rohmaterial ein gemischtes Verstärkungsmaterial verwendet werden, wobei dieses in erster Linie einen hoch dispergierten Ruß enthält.
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Wenn das Abdeck-Gummimaterial der Karkassenlage 7 und das Seitenwand-Gummimaterial 11 durch das vorstehend genannte nicht leitfähige Gummimaterial gebildet werden, lässt sich die Steifigkeit des Seitenbereichs des Reifens steigern, so dass sich hierdurch eine Verbesserung der Lenkstabilität erreichen lässt, während ein Anstieg des Rollwiderstands unterdrückt wird.
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Unter dem leitfähigen Gummimaterial ist ein Gummimaterial zu verstehen, bei dem ein inhärenter Widerstandswert gleich oder geringer ist als 8 MΩ·cm und das z. B. durch Mischen eines Gummi-Rohmaterials mit einem Ruß als Verstärkungsmittel in einer hohen Rate hergestellt wird. Der Ruß wird z. B. in einer Menge von 30 bis 100 Gewichtsteilen in Relation zu 100 Gewichtsteilen der Gummikomponente eingemischt.
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Außer dem Ruß kann das leitfähige Gummimaterial durch Mischen eines bekannten, Leitfähigkeit erzeugenden Materials, wie z. B. Karbonmaterial mit darin enthaltenem Karbonfasermaterial, Graphit und dergleichen, oder ein Metall mit einem Metallpulvermaterial, Metalloxid, Metallflocken und dergleichen gebildet werden.
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Was das vorstehend genannte Gummi-Rohmaterial anbelangt, können folgende Materialien als Beispiele genannt werden: Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR), Isopren-Kautschuk (IR), Butyl-Kautschuk (IIR) und dergleichen. Diese Materialien können allein oder in Kombination verwendet werden.
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Das vorstehend genannte Gummi-Rohmaterial wird in angemessener Weise mit einem Vulkanisationsmittel, einem Vulkanisationsbeschleuniger, einem Weichmacher, einem Antioxidationsmittel und dergleichen gemischt. Ferner bietet der vorstehend genannte, inhärente Widerstandswert einen spezifischen Durchgangswiderstand, der bei 23°C auf der Basis der Norm JIS K 6271 gemessen wird.
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Wie in 3 gezeigt, ist das Gummiband 30 mit einem zwischengeordneten Bereich 31 versehen, der durch die Endbereiche der Lagenelemente 70 eingeklemmt ist, und ist ferner mit Fortsatz- bzw. Überstandsbereichen 32 versehen, die in der Reifenumfangsrichtung von den Endbereichen der Lagenelemente 70 hervorstehen. Die in dem Laufflächenbereich 3 und dem Wulstbereich 1 gebildeten Leitungswege sind jeweils mit einem Paar von Überstandsbereichen 32 verbunden, die sich in der Reifenumfangsrichtung von dem zwischengeordneten Bereich 31 zu beiden Seiten erstrecken.
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Um diese Verbindung einfach zu gestalten, sind die Längen W1 und W2 der Überstandsbereiche 32 vorzugsweise gleich oder größer als 5 mm, wobei sie in weiter bevorzugter Weise über 5 mm liegen. Zum Reduzieren des Rollwiderstands sind die Längen W1 und W2 ferner vorzugsweise gleich oder kleiner als 10 mm. Ein Überlappungsbereich W3 der Lagenelemente 70 beträgt beispielsweise 5 mm bis 10 mm.
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Zum Unterdrücken eines Eindringens von Luft bei der Herstellung des Reifens ist die Dicke T2 der Karkassenlage 7 in dem Überstandsbereich 32 vorzugsweise gleich oder kleiner als die Dicke T1 der Karkassenlage 7 in dem zwischengeordneten Bereich 31. Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dicke Tr des Gummibands 30 festgelegt ist, erfüllen die Dicke Tr sowie die Dicke Tp des Lagenelements 70 eine Relation von T1 = Tr + 2Tp, T2 = Tr + Tp. Die Dicke Tr beträgt z. B. 0,3 mm bis 1,0 mm, und die Dicke Tp beträgt z. B. 0,9 mm bis 1,5 mm. In 1 ist die Karkassenlage 7 dargestellt, die in einer durch den zwischengeordneten Bereich 31 hindurchgehenden Position geschnitten ist.
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In einem in 4 dargestellten modifizierten Beispiel ist die Dicke Tr1 des Gummibands 30 in dem zwischengeordneten Bereich 31 kleiner vorgegeben als die Dicke Tr2 des Gummibands 30 in dem Überstandsbereich 32. Infolgedessen ist es möglich, eine in dem Verbindungsbereich 20 gebildete Stufe der Karkassenlage 7 zu reduzieren, so dass beispielsweise der Prozessdefekt eines Eindringens von Luft unterbunden werden kann. Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist die Dicke Tr1 z. B. mit 0,2 bis 0,5 mm vorgegeben, und die Dicke Tr2 ist z. B. mit 0,5 mm bis 1,0 mm vorgegeben.
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Bei einem modifizierten Beispiel, wie es in 5(A) gezeigt ist, ist die Dicke Tr1 kleiner ausgebildet als die Dicke Tr2, und der Überstandsbereich 32 ist in einer Richtung abgeschrägt ausgebildet, in der sich der Überstandsbereich von dem zwischengeordneten Bereich 31 weg erstreckt. Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist es möglich, die in dem Verbindungsbereich 20 gebildete Stufe der Karkassenlage 7 gut zu reduzieren, so dass sich z. B. das Entstehen des Prozessdefekts eines Eindringens von Luft effektiv unterbinden lässt.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist die Dicke Tr1 beispielsweise in der vorstehend genannten Weise vorgegeben, wobei der maximale Wert der Dicke Tr2 beispielsweise mit 0,5 bis 1,0 mm vorgegeben ist und der minimale Wert der Dicke Tr2 beispielsweise mit 0,1 bis 0,3 mm vorgegeben ist.
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In 5(A) wird der abgeschrägte Überstandsbereich 32 vorab in integraler Weise mit dem zwischengeordneten Bereich 31 gebildet, während in 5(B) der Überstandsbereich 32 getrennt von dem zwischengeordneten Bereich 31 ausgebildet ist. Mit anderen Worten, das Gummiband 30 in 5(B) ist durch ein Element 31a mit einer feststehenden Dicke Tr1 sowie abgeschrägte Elemente 32a gebildet, die später an beide Enden des Elements 31 angesetzt werden.
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In diesem Fall ist es einfach, das Gummiband 30 beim Herstellen des Reifens in Relation zu dem Verbindungsbereich 20 zu positionieren, und die Produktionseffizienz lässt sich steigern. Die vorstehend genannte Konstruktion mit der späteren Anbringung kann auch bei einer Formgebung Anwendung finden, bei der der Überstandsbereich nicht abgeschrägt ausgebildet ist, wie dies in den 3 und 4 der Fall ist.
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Das Gummiband 30 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist von dem einen Ende der Karkassenlage 7 bis zu dem anderen Ende derselben vorgesehen und erstreckt sich über die gesamte Länge des Verbindungsbereichs 20; jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konstruktion beschränkt, solange das Gummiband an einer Stelle vorgesehen ist, die zum Bilden des Leitungswegs erforderlich ist. Wie z. B. bei dem in 6 gezeigten Gummiband 30 kann das Gummiband auch durch den Laufflächenbereich 3 in Segmente unterteilt sein oder auch nicht bis zu dem Endbereich der Karkassenlage 7 reichen.
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Solange der Leitungsweg in dem Seitenbereich des Reifens mit der Straßenoberfläche in elektrisch leitende Verbindung treten kann bzw. an diese elektrisch ableiten kann, unterliegt die Formgebung des in dem Laufflächenbereich 3 gebildeten Leitungswegs keinen besonderen Einschränkungen. Es kann z. B. ein leitfähiger Bereich vorgesehen sein, bei dem das eine Ende zu der Bodenkontaktfläche freiliegt und das andere Ende zu der Bodenfläche des Laufflächen-Gummimaterials 10 freiliegt und mit dem Gürtel-Verstärkungselement 8 in Verbindung steht.
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In diesem Fall wird kann der von der Bodenkontaktfläche zu dem Gummiband 30 führende Leitungsweg gebildet werden, indem das Abdeck-Gummimaterial in dem Gürtel-Verstärkungselement 8 und dem Gürtelelement 6 jeweils durch das leitfähige Gummimaterial gebildet wird und das Gürtelelement 6 mit dem Gummiband 30 in Kontakt gebracht wird (z. B. in einem Bereich Z in 2), das zu der Oberfläche der Karkassenlage 7 freiliegt.
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Solange der Leitungsweg in dem Seitenbereich des Reifens mit der Felge in elektrisch leitende Verbindung treten kann kann, unterliegt die Formgebung des in dem Wulstbereich 1 gebildeten Leitungswegs keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann das Felgenstreifen-Gummimaterial 4 durch das nicht leitfähige Gummimaterial gebildet werden, und der aus dem leitfähigen Gummimaterial gebildete leitfähige Bereich kann in einen Innenbereich desselben eingebettet werden.
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In diesem Fall kann der von der Seitenfläche des Wulstbereichs 1 zu dem Gummiband 30 führende Leitungsweg gebildet werden, indem das eine Ende des leitfähigen Bereichs mit dem Gummiband 30 verbunden wird (z. B. in einem Bereich Y in 2), das zu der Oberfläche der Karkassenlage 7 freiliegt, und indem das andere Ende des leitfähigen Bereichs zu der Seitenfläche des Wulstbereichs 1 freigelegt wird, die mit der Felge in Kontakt treten kann.
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Die Außenfläche des Wulstbereichs 1, die mit der Felge in Kontakt treten kann, beinhaltet nicht nur die Seitenfläche des Wulstbereichs 1, sondern auch die Bodenfläche des Wulstbereichs 1, die mit dem Wulstflächenkörper der Felge in Kontakt tritt, wenn der Reifen auf der Felge montiert wird. Somit kann der in dem Wulstbereich 1 gebildete Leitungsweg derart ausgebildet werden, dass er von der Bodenfläche des Wulstbereichs 1 bis zu dem Gummiband 30 reicht.
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In diesem Fall ist das Wulstschutzband 5, das durch das leitfähige Gummimaterial gebildet ist, oder der leitfähige Bereich, der in das durch das nicht leitfähige Gummimaterial gebildete Wulstschutzband 5 eingebettet ist, mit dem Gummiband 30 verbunden, das zu der Oberfläche auf der in der Reifendurchmesserrichtung inneren Seite des Umschlagbereichs 72 freiliegt. Das Felgenstreifen-Gummimaterial 4 kann durch das nicht leitfähige Gummimaterial gebildet sein.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel veranschaulicht, bei dem eine Karkassenlage 7 vorhanden ist, wobei jedoch auch eine Vielzahl von (beispielsweise zwei) Karkassenlagen vorgesehen sein kann. In diesem Fall kann der Leitungsweg sichergestellt werden, indem die beiden Verbindungsbereiche in der Dickenrichtung der Karkassenlagen einander benachbart zwischen den sich gegenseitig überlappenden Karkassenlagen angeordnet werden und die Gummibänder miteinander in Kontakt gebracht werden. Alternativ hierzu kann das Abdeck-Gummimaterial in den partiellen Karkassenlagen durch leitfähiges Gummimaterial gebildet werden.
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Die Karkassenlage 7 ist nicht auf die Konstruktion mit dem Umschlagbereich beschränkt, sondern kann auch in der in 7 exemplarisch dargestellten Weise derart ausgebildet sein, dass ein Endbereich nach innen umgeschlagen ist. Der in dem Laufflächenbereich 3 gebildete Leitungsweg und der in dem Wulstbereich 1 gebildete Leitungsweg stehen mit dem in dem Verbindungsbereich 20 vorgesehenen Gummiband 30 in Verbindung, in der gleichen Weise wie dies bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist.
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Das Gummiband 30 kann in diesem Fall nur zu einer Fläche freiliegend ausgebildet sein, die mit einer äußeren peripheren Seite der Karkassenlage 7 in Kontakt gelangt. Die Karkassenlage 7 ist in Reifenbreitenrichtung an dem Laufflächenbereich 3 getrennt und weist in dem Laufflächenbereich 3 separierte Endbereiche auf, die voneinander getrennt sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann im Umfang der vorliegenden Erfindung in verschiedenartiger Weise verbessert und modifiziert werden.
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Beispiele
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Im folgenden wird ein Beispiel erläutert, das die Konstruktion und die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung konkret veranschaulicht. Eine Auswertung der jeweiligen Eigenschaften erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise.
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(1) Rollwiderstand
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Der Rollwiderstand des Reifens wurde in einem Trommel-Lauftest gemessen, bei dem ein Rollwiderstand-Testgerät verwendet wird. Ein Resultat eines Vergleichsbeispiels 1 ist mit 100 vorgegeben, wobei der Rollwiderstand anhand einer Indexzahl ausgewertet wird. Dabei bezeichnet ein kleinerer Zahlenwert einen geringeren Rollwiderstand.
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(2) Gleichmäßigkeit
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Auf der Basis eines Testverfahrens, wie es in JIS D 4233 definiert ist, wurde die Radialkraft-Schwankung gemessen, und die Gleichmäßigkeit eines Reifens wurde ausgewertet. Im spezielleren wurde ein Schwankungsbetrag einer Reaktionskraft in Radialrichtung gemessen, die durch das Drücken des Reifens gegen eine rotierende Trommel unter einer vorbestimmten Last erzeugt wurde, wobei der Reifen rotationsmäßig bewegt wurde, während eine Distanz zwischen den beiden Wellen konstant gehalten wurde, wobei ein Kehrwert berechnet wurde.
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Ein Resultat des Vergleichsbeispiels 1 ist mit 100 vorgegeben, wobei die Gleichmäßigkeit anhand einer Indexzahl ausgewertet wird. Dabei bezeichnet ein höherer Zahlenwert einen geringeren Schwankungsbetrag und damit eine bessere Gleichmäßigkeit.
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(3) Lufteindring-Defekt
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In Relation zu der Reifenanzahl (ca. 1000), bei der ein Vulkanisationsvorgang angewendet wird, wurde eine Rate der Reifenanzahl untersucht, bei der ein Lufteindring-Defekt erzeugt wurde. Ein Resultat des Vergleichsbeispiels 1 ist mit 100 vorgegeben, wobei der Lufteindring-Defekt anhand einer Indexzahl ausgewertet wird. Dabei bezeichnet ein niedrigerer Ziffernwert eine stärkere Unterdrückung der Entstehung des Lufteindring-Defekts.
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Die Größe des für die Auswertung vorgesehenen Reifens beträgt 195/65R15, wobei die Reifenkonstruktionen und die Gummizusammensetzungen in jedem der Beispiele gleich sind, mit Ausnahme der Konstruktion, die den Leitungsweg in dem seitlichen Bereich des Reifens betrifft. In dem Vergleichsbeispiel 1 ist ein Gummi-Flächenkörper als separates Element vorgesehen, wobei dieser von dem Laufflächenbereich über den Seitenwandbereich bis zu dem Wulstbereich reicht, und wobei der Gummi-Flächenkörper zwischen der Karkassenlage und dem Seitenwand-Gummimaterial sowie zwischen der Karkassenlage und dem Felgenstreifen-Gummimaterial angeordnet ist. In der Tabelle 1 weisen die Dicken Tr2 des Gummi-Flächenkörpers in den Arbeitsbeispielen 3 und 4 beide die maximalen Werte auf. Tabelle 1
| | Vergleichsbeispiel 1 | Arbeitsbeispiel 1 | Arbeitsbeispiel 2 | Arbeitsbeispiel 3 | Arbeitsbeispiel 4 |
| Konstruktion | Separates Element angeordnet | FIG. 3 | FIG. 4 | FIG. 5(A) | FIG. 5(B) |
| Dicke der Karkassenlage | 1,2 mm | Tp: 1,2 mm | Tp: 1,2 mm | Tp: 1,2 mm | Tp: 1,2 mm |
| Dicke des Gummi-Flächenkörpers | 0,5 mm | Tr: 0,5 mm | Tr1: 0,3 mm
Tr2: 0,5 mm | Tr1: 0,3 mm
Tr2: 0,5 mm | Tr1: 0,3 mm
Tr2: 0,5 mm |
| Rollwiderstand | 100 | 99 | 97 | 96 | 96 |
| Gleichmäßigkeit | 100 | 101 | 102 | 103 | 103 |
| Lufteindring-Defekt | 100 | 98 | 97 | 95 | 95 |
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Wie in der Tabelle 1 gezeigt ist, ergibt sich bei den Arbeitsbeispielen 1 bis 4 ein geringerer Rollwiderstand als bei dem Vergleichsbeispiel 1. Man ist der Ansicht, dass dieses Resultat durch die Tatsache bedingt ist, dass das leitfähige Gummimaterial zum Bilden des Leitungswegs in dem seitlichen Bereich des Reifens relativ geringer vorgesehen ist. Ferner ist in den Arbeitsbeispielen 2 bis 4 der Rollwiderstand niedriger als in dem Arbeitsbeispiel 1, die Gleichmäßigkeit ist verbessert, und die Entstehung des Lufteindring-Defekts ist unterdrückt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wulstbereiche
- 1a
- Wulstkern
- 2
- Seitenwandbereiche
- 3
- Laufflächenbereich
- 4
- Felgenstreifen-Gummimaterial
- 5
- Wulstschutzband
- 6
- Gürtelelement
- 6a
- Gürtellage
- 6b
- Gürtellage
- 7
- Karkassenlage
- 8
- Gürtelverstärkungselement
- 9
- Innenauskleidungs-Gummimaterial
- 10
- Laufflächen-Gummimaterial
- 11
- Seitenwand-Gummimaterial
- 13
- leitfähiger Bereich
- 17
- Karkassenkorde
- 20
- Verbindungsbereich
- 30
- Gummiband
- 31
- zwischengeordneter Bereich
- 31a
- Element
- 32
- Überstandsbereich
- 32a
- abgeschrägtes Element
- 70
- Lagenelement
- 71
- Hauptkörperbereich
- 72
- Umschlagbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-023503 A [0005]
- JP 2009-006975 A [0005]
- JP 2007-008269 A [0005]
- JP 2006-143208 A [0005]
- JP 10-006414 A [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm JIS K 6271 [0055]
- JIS D 4233 [0077]
