JP2000085316A

JP2000085316A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2000085316A
Application number: JP10259987A
Authority: JP
Inventors: Iwao Suzuki; 巌鈴木; Yuichi Nishimaki; 優一西牧
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】作業性を損なわず、設備投資を抑えて優れた
低転がり抵抗と路面への十分な静電気放電特性とを両立
させる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部は低導電性ゴムのトレッドゴ
ムと、その内側の高導電性ゴムのトレッドアンダークッ
ションゴムと該ゴムからトレッド部表面まで放射方向に
延びる高導電性ゴム層とを有し、トレッドアンダークッ
ションゴムは0.2〜1.0mm の厚さとトレッドゴム内面幅
の70％以上の幅とを有し、tan δが0 .15〜0.25であり
体積抵抗率ρが10⁵〜10⁹Ω・cmのゴム物性を有し、高
導電性ゴム層は体積抵抗率ρが10⁴〜10⁶Ω・cmのゴム
物性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りタイ
ヤ、より詳細には低転がり抵抗空気入りラジアルタイヤ
に関し、特に、低転がり抵抗性と、車両に発生する静電
気の路面に対する有効な放電性とを両立させることがで
きる空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両、なかでも乗用車やトラック及びバ
スなどに発生帯電する静電気は乗員に対する電撃ショッ
クに止まらず、時には火花放電による車両故障や車両火
災の原因となるが、通常、空気入りタイヤに使用する各
部ゴムには導電性に優れるカーボンブラックが多量に配
合されているため、車両に発生する静電気はタイヤを介
し路面に放電されるため、上記のような不具合は発生し
ないのが普通である。

【０００３】ところが最近は経済性の面ばかりでなく特
に環境保全の観点から車両の一層の低燃費化要望が格段
に高まり、この要望に対応するため空気入りタイヤにも
従来にも増した低転がり抵抗タイヤの要求が強まってい
る。この要求の有力な解決手段としてトレッドゴムを主
とするゴムに、低転がり抵抗には不利な高ヒステリシス
ロス特性を有するカーボンブラックの大部分を低ヒステ
リシスロス特性のシリカに置換したゴムが積極的に採用
される傾向にある。

【０００４】しかしカーボンブラック配合量を大幅に減
少させるか又は微量とし多量のシリカを配合したトレッ
ドゴムは電気抵抗値が大幅に上昇し、その結果、車両の
静電気の帯電量が増し先に述べた火花放電による車両故
障や車両火災のうれいが生じ、そこまでゆかなくとも人
体への電撃ショックや車両搭載のラジオ受信にノイズ障
害が発生するなどの不具合が生じるようになった。

【０００５】車両と路面との間で静電気を放電する役目
を空気入りタイヤに代わり、車両の導電性材料と直接接
触させた静電気放電手段を車両に設ければ済むとはい
え、静電気放電手段は路面と擦れ合ったり衝突し合った
りするので摩滅や破損の都度、交換の手間を要する上、
摩滅や破損により放電効果を失っても気付かずにいれば
上記の問題が生じるなど、必ずしも万全な静電気放電手
段とは言いがたい。またトレッド部表面に高導電性ゴム
の薄いセメント層を形成する手段も試みられているが、
これはタイヤの生産性を低下させ、かつタイヤの走行が
進むにつれ接地部のセメント層が磨滅するので高導電性
の持続性に欠け、糊塗的手段に過ぎない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記不具合回
避のため、例えば特開平８−３４２０４号公報では、ト
レッドゴムの中央領域を除く領域にシリカ主体配合のト
レッドゴムを配置すると共に中央領域に従来のカーボン
ブラック多量配合になる高導電性ゴムストリップを配置
した押出トレッドゴムの適用タイヤを提案している。こ
の提案によれば通常のカーボンブラック配合になるベー
スゴムと結合する高導電性ゴム領域をトレッドゴム中に
設けているので、確かに静電気放電効果を有する低転が
り抵抗空気入りタイヤを提供することができる。

【０００７】また特開平９−３０２１２号公報は、低導
電性トレッドゴム両側にそれぞれ高導電性ゴムのトレッ
ドウイングを設け、各トレッドウイングはその一方側が
トレッド表面のショルダ領域を覆い、他方側をサイドウ
ォールゴムに結合させる空気入りタイヤを提案し、特開
平９−７１１１２号公報は、低導電性トレッドゴムのタ
イヤ半径方向内側の高導電性ゴム層と、このゴム層に結
合しトレッドゴム表面に１箇所以上で現れる高導電性ゴ
ム部材とを備える空気入りタイヤを提案している。

【０００８】しかし前記各公報が提案する空気入りタイ
ヤは、トレッドゴムをシリカ主体配合として低転がり抵
抗タイヤとしているのに、高導電性ゴム部材をトレッド
ゴムの一部に適用するため、高導電性ゴム部材の高ヒス
テリシスロス特性により折角の低転がり抵抗特性を大幅
に損ねる問題を抱えている。このことは、低転がり抵抗
特性を少しでも高めることが要求されている現在の傾向
に対し看過し得ない問題である。なおこれまで述べた空
気入りタイヤは主としてラジアルプライタイヤのことで
ある。

【０００９】従ってこの発明の請求項１〜３に記載した
発明は、タイヤ生産の作業性を損ねることなく、また従
来の製造設備に大幅な改造を施したり、製造設備を新設
することなく、高度な低転がり抵抗特性と、路面に対す
る良好な放電特性とを両立させることができる空気入り
タイヤ、特に空気入りラジアルタイヤを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載した発明は、一対のビー
ド部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール
部に連なるトレッド部とを有し、これら各部を補強する
１プライ以上のゴム被覆コード層よりなるカーカスと、
トレッド部を強化する２層以上のゴム被覆コード交差層
よりなるベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、ト
レッド部は、タイヤ半径方向外側の低導電性ゴムからな
るトレッドゴムと、タイヤ半径方向内側の高導電性ゴム
からなるシート状トレッドアンダークッションゴムと、
該トレッドアンダークッションゴムからトレッド部表面
まで放射方向に延びる高導電性ゴム層との複合ゴム層を
有し、トレッドアンダークッションゴムは、０．２〜
１．０ｍｍの範囲内の厚さと、トレッドゴム内面幅の７
０％以上の幅とを有し、かつ２５℃におけるｔａｎδが
０．１５〜０．２５の範囲内にあり、２５℃における体
積抵抗率ρが１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍの範囲内にあるゴ
ム物性を有し、高導電性ゴム層は、２５℃における体積
抵抗率ρが１０⁴〜１０⁶Ω・ｃｍの範囲内にあるゴム
物性を有することを特徴とする空気入りタイヤである。

【００１１】上記のトレッドゴムには、単一の配合組成
になる単一トレッドゴムの場合と、互いに配合組成が異
なるキャップゴムとベースゴムとの複合ゴムの場合とが
あり、いずれのトレッドゴムもその両側にウイング状の
ミニサイドウォールゴムを備える場合と、備えない場合
との双方がある。トレッドゴムの単一トレッドゴム及び
キャップゴムは全て、シリカ主体配合、そして少量のカ
ーボンブラックの従たる配合になり、低導電性を示すゴ
ムであり、ベースゴムとミニサイドウォールゴムとはカ
ーボンブラック配合とする一方で、その配合量を極力減
らし、低ヒステリシスロス特性と低導電性とを有するゴ
ムである。

【００１２】請求項１に記載した発明を実施するに当
り、好適には、請求項２に記載した発明のように、高導
電性ゴム層は、トレッド部の中央領域内に位置し、請求
項３に記載した発明のように、トレッドアンダークッシ
ョンゴムが、高導電性ゴム層と同一ゴムからなるもので
ある。ここにトレッド部の中央領域とはトレッド幅の１
／４幅をタイヤ赤道面両側にそれぞれ振り分けた領域を
指す。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の空気入りタイヤ
の実施の形態例を図１〜図４に基づき説明する。図１
は、この発明の空気入りラジアルタイヤの左半断面図で
あり、図２は、トレッド部における複合ゴムの別の例の
模式的断面図であり、図３は、図２に示すゴム例とは別
の複合ゴム例の模式的断面図であり、図４は、図２、３
に示すゴム例とは別のゴム例の模式的断面図である。

【００１４】図１において、空気入りラジアルタイヤ
（以下タイヤという）は、一対のビード部１（片側のみ
示す）と、一対のサイドウォール部２（片側のみ示す）
と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有
し、ビード部１内に埋設したビードコア４相互間にわた
り一対のビード部１、一対のサイドウォール部２及びト
レッド部３を補強する１プライ以上（図示例は２プラ
イ）のゴム被覆コード層よりなるカーカス５と、トレッ
ド部３を強化する２層以上（図示例は２層）のゴム被覆
コード交差層よりなるベルト６を備える。

【００１５】カーカス５のプライコードは、乗用車用タ
イヤの場合はナイロンコード、ポリエステルコードなど
の有機繊維コードであり、トラック及びバス用タイヤの
場合はスチールコードであり、これらプライコードは慣
例に従うカーボンブラック配合の高導電性ゴムで被覆し
てカーカスプライとする。ベルト６の各層のコードはス
チールコードとし、このスチールコードも慣例に従うカ
ーボンブラック配合の高導電性ゴムで被覆してベルト６
のコード層とし、互いに隣り合う層のコードはタイヤ赤
道面Ｅを挟み互いに交差する配列とする。

【００１６】トレッド部３は、タイヤ半径方向（以降は
半径方向と略す）最外側にキャップゴム７と、その半径
方向内側のベースゴム８と、キャップゴム７及びベース
ゴム８の両側に位置する一対のウイング状ミニサイドウ
ォールゴム９と、ベースゴム８の半径方向内側のトレッ
ドアンダークッションゴム１０との複合ゴム層を有す
る。ここでトレッドゴムは、ミニサイドウォールゴム９
を含み、トレッドアンダークッションゴム１０を除くゴ
ム部分とする。

【００１７】キャップゴム７は、低転がり抵抗特性を発
揮させるため従来の高ヒステリシスロス特性を有するカ
ーボンブラックの配合量を大幅に減量し、減量させたカ
ーボンブラックに見合うゴム補強効果を発揮させるに十
分な量のシリカを配合したゴムであり、ベースゴム８
は、低転がり抵抗特性発揮が主たる役割であるからカー
ボンブラックを最小限度に止めて配合することが必要で
あり、よって低導電性ゴムである。またミニサイドウォ
ールゴム９は、サイドウォールゴム１１と接合し、耐屈
曲疲労性に富む配合組成ゴムとする必要があるため最小
限度のカーボンブラック配合とし、キャップゴム７及び
ベースゴム８それぞれとは異なるゴムである。

【００１８】ここに、トレッドアンダークッションゴム
１０（図１で斜線を付す）は、ゴム補強剤に従来のカー
ボンブラックのみを充当するか又は主としてカーボンブ
ラックを充当して高導電性ゴムとした上で、０．２〜
１．０ｍｍの範囲内の厚さと、トレッドゴムの総幅Ｔｗ
の７０％以上の幅Ｃｗとを有するものとし、ベルト６の
最外側コード層に直接接合する。またトレッドアンダー
クッションゴム１０は、そのゴム物性として、２５℃に
おけるｔａｎδが０．１５〜０．２５の範囲内にあり、
かつ２５℃における体積抵抗率ρが１０⁵〜１０⁹Ω・
ｃｍの範囲内にあるものとする。

【００１９】さらにトレッド部３は、トレッドアンダー
クッションゴム１０と接合し、該ゴムからトレッド部３
の表面３ｔ、すなわち踏面３ｔまで放射方向に延びる幅
狭の高導電性ゴム層１２（図１で斜線を付す）を備える
ものとする。該ゴム層１２は、ゴム補強剤に所定配合
量、例えば６０〜７０重量部数のカーボンブラックのみ
を配合して導電性を高め、高導電性ゴム層１２の２５℃
における体積抵抗率ρは１０⁴〜１０⁶Ω・ｃｍの範囲
内にある。また高導電性ゴム層１２のタイヤ回転軸方向
厚さｔは０．１〜３．０ｍｍの範囲内が適合する。

【００２０】ビード部１を構成するゴムと、カーカス５
及びベルト６それぞれの被覆ゴムとは高導電性ゴムから
なるので、金属ホイールに組み付けたタイヤのトレッド
部３の高導電性ゴム層１２の踏面３ｔと車両との間は、
トレッドアンダークッションゴム１０を介して電気抵抗
値が小さく、よって車両に発生する静電気はタイヤを介
し路面に容易に放電される。

【００２１】その一方で、トレッドアンダークッション
ゴム１０は損失正接ｔａｎδの値が０．１５〜０．２５
の範囲内と小さいのでタイヤの転がり抵抗をそれほど損
なうことはなく、トレッドゴムの低転がり抵抗特性を十
分に活かすことができ、タイヤの優れた低転がり抵抗特
性と十分な静電気放電特性とを両立させることが可能と
なる。

【００２２】またトレッドアンダークッションゴム１０
は薄いシート状ゴム部材であるから、タイヤ製造の際
に、ゴムシート部材は圧延により高能率で容易に準備す
ることができ、このゴムシート部材をタイヤ成型の際に
ベルト６の構成部材の外周に張合わせれば済み、タイヤ
製造の作業性を著しく損なうこともない。さらにこの発
明ではトレッドアンダークッションゴム１０を高導電性
ゴム層１２と同じゴムとすることができ、この場合は下
記するようにトレッドアンダークッションゴム１０は高
導電性ゴム層１２と一緒に押出すことができるので、上
記のゴムシート部材の製造や張付けは不要となるので作
業性は格段に向上する。

【００２３】また図１に示すキャップゴム７、ベースゴ
ム８及びミニサイドウォールゴム９は従来のトリプル
（３基）タイプの押出装置の押出ヘッドに小型押出機を
取付け、この小型押出機に高導電性ゴム層１２又は、同
一ゴム質のトレッドアンダークッションゴム１０及び高
導電性ゴム１２となる未加硫高導電性ゴムを供給し、こ
の未加硫高導電性ゴムをキャップゴム７、ベースゴム８
及びミニサイドウォールゴム９となる未加硫低導電性ゴ
ムと共に一体に押出し、この一体押出トレッドを成型部
材として用いれば押出装置の大幅改造やクォドルップル
（４基）押出装置を新設せずとも済み、多額な設備投資
の必要はなく経済的である。

【００２４】図２〜図４は、図１に示すトレッドゴム
７、８、９をより簡単な構成とした例のトレッドゴムを
示し、図２に示すトレッドゴムは、ベースゴムと一対の
ミニサイドウォールゴムとを同一の低導電性ゴム８Ａと
した例であり、図３に示すトレッドゴムは、ベースゴム
８を省き単一キャップゴム７と一対のミニサイドウォー
ルゴム９とした例であり、図４に示すトレッドゴムは、
ベースゴム８と一対のミニサイドウォールゴム９とを省
いた単一キャップゴム７のみとした例であり、いずれの
例も高導電性ゴム層１２は、トレッドアンダークッショ
ンゴム１０と結合し、踏面３ｔに現れている。

【００２５】図２に示すトレッドゴム７、８Ａ、トレッ
ドアンダークッションゴム１０及び高導電性ゴム層１２
の場合と、図３に示すトレッドゴム７、９トレッドアン
ダークッションゴム１０及び高導電性ゴム層１２の場合
とは、前記したトリプルタイプ押出装置に小形押出機を
取付けた装置により全体を一体化して押出した未加硫ゴ
ムを成型の際に適用すれば作業性は向上し、そうでなけ
れば別に準備したトレッドアンダークッションゴム１０
用ゴムシート部材を成型時に張付ける。トレッドアンダ
ークッションゴム１０と高導電性ゴム層１２とが同一ゴ
ム質の際は従来のトリプルタイプ押出装置のみの使用で
済む。

【００２６】図４に示すトレッドゴム７、トレッドアン
ダークッションゴム１０及び高導電性ゴム層１２の場合
は、トリプルタイプ押出装置の使用で済み、トレッドア
ンダークッションゴム１０用ゴムシート部材の張付けは
不要であり、トレッドアンダークッションゴム１０と高
導電性ゴム層１２とを同一ゴム質とすれば従来のデュア
ル押出装置の使用で十分である。

【００２７】

【実施例】乗用車用ラジアルプライタイヤで、サイズは
１９５／６５Ｒ１５であり、トレッドゴムを除く構成は
図１に示すところに従い、実施例１は図１に示すトレッ
ドゴム７、８、９と高導電性ゴム層１２を、実施例２は
図２に示すトレッドゴム７、８Ａと高導電性ゴム層１２
を、実施例３は図３に示すトレッドゴム７、９と高導電
性ゴム層１２を、実施例４は図４に示すトレッドゴム７
と高導電性ゴム層１２をそれぞれ適用した。

【００２８】トレッドアンダークッションゴム１０は、
ゲージを０．３ｍｍとし、幅Ｃｗ＝０．８５×Ｔｗと
し、トレッドアンダークッションゴム１０と高導電性ゴ
ム層１２のゴムは同一ゴムとし、このゴムは後述の符号
Ｊのゴムであり、ｔａｎδ＝０．２２、体積抵抗率ρ＝
１．０×１０⁵Ω・ｃｍである。高導電性ゴム層１２の
厚さｔは１．５ｍｍとした。カーカス５は２プライの１
６７０Ｄ／２のポリエステルコードのゴム被覆層であ
り、ベルト６は２層のスチールコードのゴム被覆層であ
る。

【００２９】実施例１〜４のタイヤの効果を評価するた
め、高導電性ゴム層１２を備えていない従来例１〜３の
タイヤと、高導電性ゴム層をベースゴムと踏面３ｔとの
間に設けた従来例４、５のタイヤとを準備した。従来例
１〜５のタイヤはトレッドゴムを除き。他は全て実施例
に合わせた。

【００３０】実施例１〜４のタイヤと従来例１〜５のタ
イヤを供試タイヤとして、（i)転がり抵抗の測定；（ii) 新品タイヤでの２５℃におけるビード部１からト
レッド部踏面３ｔまでの電気抵抗値（Ω）の測定；（iii)トレッドゴム５０％摩耗時のタイヤの２５℃にお
けるビード部１からトレッド部踏面３ｔまでの電気抵抗
値（Ω）の測定；但し、上記（ii) 項及び（iii)項の電気抵抗値（Ω）
は、金属製のリムに組み付けたタイヤを金属製平板に所
定荷重で押圧した上で、リムと平板との間の電気抵抗を
測定したときの値である。（iv) 作業性評価；（v)設備投資評価；を実施した。これら（i)〜（v)の結果を、各供試タイヤ
のトレッドゴム構成及び高導電性ゴム層１２の諸元と共
に表１に示す。

【００３１】表１では、トレッドアンダークッションゴ
ム１０をＴＵＣゴムと略記し、転がり抵抗を係数であら
わしＲＲＣと略記し、このＲＲＣを従来例１のタイヤを
１００とする指数表示とした。値は大なるほど良い。ま
た作業性評価、設備（投資）評価は、悪いは×印、良い
は○印、非常に良いは◎印で記載した。

【００３２】また表１において、符号Ｆはシリカ配合の
低ヒステリシスロス低導電性ゴムであり、符号Ｇはカー
ボンブラック配合の低ヒステリシスロス低導電性ゴムで
あり、符号Ｈ、Ｊはカーボンブラック配合の高ヒステリ
シスロス高導電性ゴムである。符号Ｊは前述の通りｔａ
ｎδ＝０．２２、２５℃での体積抵抗率ρ＝１×１０ ⁵
・ｃｍのゴムである。なお先に述べた導電性向上を狙っ
た高導電性ゴムのセメントは従来例２のタイヤのみに塗
布した。実施例１〜３のタイヤ及び従来例１〜５のタイ
ヤに適用したミニサイドウォールゴムはカーボンブラッ
ク配合の全て同一ゴムである。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示す結果から、実施例１、２のタイ
ヤは従来例タイヤ１と全く変わらぬ低転がり抵抗特性を
備え、実施例３、４のタイヤでも僅かな低下率に止ま
り、しかも新品タイヤとトレッドゴム５０％摩耗時のタ
イヤとで変わらぬ良好な導電性を示し、従来例タイヤに
比し低転がり抵抗特性と路面に対する良好な放電特性と
の両立が達成されていることが分かる。また作業性及び
設備面でのチェック結果も従来例タイヤと同等以上の好
結果を示している。

【００３５】

【発明の効果】この発明の請求項１〜４に記載した発明
によれば、作業性を損なうことなく、かつ多額な設備投
資を伴うことなく、優れた低転がり抵抗特性と良好な路
面への放電特性とを両立させることが可能な空気入りタ
イヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態例の空気入りタイヤの左
半断面図である。

【図２】この発明による他の例のトレッドゴムとトレッ
ドアンダークッションゴムとの模式的断面図である。

【図３】図２に示す例とは別のトレッドゴムとトレッド
アンダークッションゴムとの模式的断面図である。

【図４】他の例のトレッドゴムとトレッドアンダークッ
ションゴムとの模式的断面図である。

【符号の説明】

１ビード部２サイドウォール部３トレッド部３ｔ踏面４ビードコア５カーカス６ベルト７キャップゴム８ベースゴム９ミニサイドウォールゴム１０トレッドアンダークッションゴム１１サイドウォールゴム１２高導電性ゴム層ｔ高導電性ゴム厚さＴｗトレッドゴム最大幅Ｃｗトレッドアンダークッションゴム幅Ｅタイヤ赤道面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビード部及び一対のサイドウォー
ル部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有
し、これら各部を補強する１プライ以上のゴム被覆コー
ド層よりなるカーカスと、トレッド部を強化する２層以
上のゴム被覆コード交差層よりなるベルトとを備える空
気入りタイヤにおいて、トレッド部は、タイヤ半径方向外側の低導電性ゴムから
なるトレッドゴムと、タイヤ半径方向内側の高導電性ゴ
ムからなるシート状トレッドアンダークッションゴム
と、該トレッドアンダークッションゴムからトレッド部
表面まで放射方向に延びる高導電性ゴム層との複合ゴム
層を有し、トレッドアンダークッションゴムは、０．２〜１．０ｍ
ｍの範囲内の厚さと、トレッドゴム内面幅の７０％以上
の幅とを有し、かつ２５℃におけるｔａｎδが０．１５
〜０．２５の範囲内にあり、２５℃における体積抵抗率
（ρ）が１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍの範囲内にあるゴム物
性を有し、高導電性ゴム層は、２５℃における体積抵抗率（ρ）が
１０⁴〜１０⁶Ω・ｃｍの範囲内にあるゴム物性を有す
ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】高導電性ゴム層は、トレッド部の中央領
域内に位置する請求項１に記載した空気入りタイヤ。
【請求項３】トレッドアンダークッションゴムが、高
導電性ゴム層と同一ゴムからなる請求項１又は２に記載
した空気入りタイヤ。