JP2007276736A - 空気入りタイヤ、除電体の製造方法および空気入りタイヤの組立方法ならびに除電方法 - Google Patents

空気入りタイヤ、除電体の製造方法および空気入りタイヤの組立方法ならびに除電方法 Download PDF

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Abstract

【課題】静電気の放電を抑制することができる空気入りタイヤ、除電体の製造方法および空気入りタイヤの組立方法ならびに除電方法を提供すること。
【解決手段】空気入りタイヤ1が路面100上を回転することで帯電するこの空気入りタイヤ1の電気的な極性と同一の極性に、空気入りタイヤ1が路面100上を回転する際に、空気入りタイヤ1に接触することで帯電する除電体2を備える。空気入りタイヤ1が路面100上を回転した際、路面100によって空気入りタイヤ1が帯電しようとする電気的な極性と、除電体2によって空気入りタイヤ1が帯電しようとする電気的な極性とが異なる。従って、空気入りタイヤ1に発生する静電気が除電体2に発生する静電気により中和され、タイヤが帯電することが抑制される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、空気入りタイヤ、除電体の製造方法および空気入りタイヤの組立方法ならびに除電方法に関するものである。
一般に、タイヤの電気抵抗値は、105〜1010Ω程度あるため、電気を通し難い物体、すなわち絶縁体である。このタイヤは、路面上を回転することで、路面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返す。ここで、物体どうしが接触・剥離および摩擦を繰り返すと、一方の物体がプラスに帯電し、他方の物体がマイナスに帯電する。つまり、物体どうしが接触・剥離および摩擦を繰り返すと、各物体は、静電気が帯電した状態である帯電状態となる。従って、タイヤも、路面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すため、電気的にいずれかの極性、すなわちプラスまたはマイナスに帯電し、帯電状態となる。
電気的にいずれかの極性に帯電した物体を電気的に中性とする、すなわち静電気を除電するために、路面に静電気を放電する技術が提案されている。例えば、特許文献1,2に示す従来のタイヤは、路面と接触する部分の一部あるいは全部を導電性を有する混合物で構成している。従って、タイヤが電気的にいずれかの極性に帯電し、帯電状態となると、導電性を有する混合物を介して静電気がアースである路面に放電され、タイヤを除電するものである。
特開2000−127720号公報 特開平10−338004号公報
ところで、上記特許文献1,2に示す従来のタイヤは、タイヤが帯電状態となり、静電気を路面に放電することで、タイヤを除電するものである。ここで、静電気が放電される対象の物体に凹凸が形成されていると、凸部に向かって静電気の放電が起こり、強い電磁波が発生する。従って、上記従来のタイヤにおいても、路面は凹凸で形成されているため、この路面と接触する部分から静電気を放電すると、強い電磁波が発生する。この発生した強い電磁波は、タイヤが装着されている車両に搭載されている電子機器、特に電波を用いる電子機器にノイズなどの悪影響を及ぼす虞があった。
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、静電気の放電を抑制することができるタイヤおよびタイヤの除電方法を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる空気入りタイヤでは、空気入りタイヤが路面上を回転することで帯電する当該空気入りタイヤの電気的な極性と同一の極性に、前記空気入りタイヤが路面上を回転する際に、当該空気入りタイヤに接触することで帯電する除電体を備えることを特徴とする。
また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記除電体は、帯電列において、前記空気入りタイヤを挟んで、前記路面が位置する電気的な極性側と、逆の極性側に位置する物体で構成されていることを特徴とする。
また、この発明にかかる除電体の製造方法では、空気入りタイヤが路面上を回転することで帯電する電気的な極性を決定する手順と、前記空気入りタイヤが路面上を回転する際に、当該空気入りタイヤの内壁面と接触することで、当該空気入りタイヤが帯電する電気的な極性と同一の極性に帯電する物体を決定する手順と、前記決定された物体により除電体を製造する手順とを含む。
また、この発明にかかるタイヤの組立方法では、上記空気入りタイヤの前記除電体を前記空気入りタイヤの内壁面と接触するように配置する手順と、前記空気入りタイヤを前記除電体とともにリムにリム組みする手順と、を含むことを特徴とする。
また、この発明にかかる空気入りタイヤの除電方法では、前記空気入りタイヤが路面上を回転する際に、当該空気入りタイヤの内壁面と接触することで、当該空気入りタイヤが路面上を回転することで帯電する当該空気入りタイヤの電気的な極性と同一の極性に帯電する除電体を備え、前記空気入りタイヤを路面上で回転させることを特徴とする。
これらの発明によれば、空気入りタイヤが路面上を回転すると、空気入りタイヤは、路面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返し、例えば帯電列におけるタイヤおよび路面の位置に基づいた極性に空気入りタイヤが帯電しようとする。一方、空気入りタイヤが路面上を回転すると、この空気入りタイヤの内壁面と接触する除電体は、この空気入りタイヤに対して接触・剥離および摩擦を繰り返し、例えば帯電列における空気入りタイヤおよび除電体を構成する物体の位置に基づいた極性、すなわち上記空気入りタイヤが帯電しようとする電気的な極性と同一の極性に帯電しようとする。このとき、空気入りタイヤが路面上を回転する際に、除電体2と接触する空気入りタイヤ1は、この除電体2が帯電しようとする電気的な極性と逆の極性に帯電しようとする。つまり、路面によって空気入りタイヤが帯電しようとする電気的な極性と、除電体によって空気入りタイヤが帯電しようとする電気的な極性とが異なる。従って、空気入りタイヤ内で、電子の移動が発生するので、空気入りタイヤの路面との接触により発生する静電気が除電体との接触により発生する静電気により中和され、空気入りタイヤが帯電することが抑制される。これにより、空気入りタイヤの帯電量を抑制することができ、静電気の放電を抑制することができる。
また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記除電体は、少なくとも前記空気入りタイヤの内壁面が形成する空洞部に配置され、当該空気入りタイヤが路面上を回転することで、転動することを特徴とする。
この発明によれば、除電体は、空気入りタイヤが路面上を回転すると、空洞部で転動し、空気入りタイヤの内壁面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すことができる。従って、空気入りタイヤの路面と接触する部分に除電体を設ける場合と比べて、空気入りタイヤの路面に対する性能、例えば、制動性能、コーナリング性能などを悪化させることなく静電気の放電を抑制することができる。
また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記除電体は、リング状であり、少なくとも前記空気入りタイヤの内壁面が形成する空洞部に配置され、当該空気入りタイヤが路面上を回転することで、前記内壁面と相対移動することを特徴とする。
この発明によれば、除電体は、空気入りタイヤが路面上を回転すると、この空気入りタイヤがリム組みされたリムを中心として空洞部で回転し、空気入りタイヤの内壁面に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すことができる。従って、空気入りタイヤの路面と接触する部分の静電気を放電させることができる導電性を有する混合物により構成する場合と比べて、空気入りタイヤの路面に対する性能、例えば、制動性能、コーナリング性能などを悪化することなく静電気の放電を抑制することができる。
また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記除電体は、当該除電体の外周面が前記空気入りタイヤの内壁面にすべて接触することを特徴とする。
この発明によれば、除電体は、空気入りタイヤが路面上を回転しても、この空気入りタイヤがリム組みされたリムを中心として空洞部でほぼ回転しない。しかしながら、空気入りタイヤが路面と接触すると空気入りタイヤが変形するため、この除電体も空気入りタイヤの変形に応じて変形する。従って、除電体は、変形を繰り返すことで、空気入りタイヤの内壁面に対して摩擦を繰り返すことができる。また、この除電体は、その外周面が空気入りタイヤの内壁面にすべて接触しているため、空洞部内での音の発生を抑制することができる。これらにより、空気入りタイヤの路面と接触する部分に除電体を設ける場合と比べて、空気入りタイヤの路面に対する性能や騒音を悪化させることなく静電気の放電を抑制することができる。
また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記除電体は、外周面にタイヤ径方向外側に突出し、かつタイヤ周方向に連続する複数の突起部が形成されていることを特徴とする。
また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記除電体は、タイヤ周方向に連続する波状であることを特徴とする。
これらの発明によれば、空気入りタイヤが路面上を回転すると、リング状の除電体の複数の突起部や、波状の除電体ではタイヤ径方向外側の複数の凸部が空気入りタイヤの内壁面に対して摩擦を繰り返すことができる。つまり、空気入りタイヤの内壁面に対して、除電体の摩擦箇所を多くすることができる。従って、除電体が帯電した際の帯電量を増加することができ、空気入りタイヤの帯電量をさらに抑制することができ、静電気の放電をさらに抑制することができる。
この発明にかかる空気入りタイヤは、帯電することが抑制でき、除電体の製造方法および空気入りタイヤの組立方法ならびに除電方法は、空気入りタイヤが帯電することを抑制できるので、静電気の放電を抑制することができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下の実施例では、空気入りタイヤとは、乗用車、トラック、バスなどに装着される中空のタイヤである。
図1は、この発明にかかる空気入りタイヤの構成例を示す図である。また、図2は、帯電列を示す図である。図3−1および図3−2は、空気入りタイヤの除電方法を示す図である。なお、図1は、リムにリム組みされた空気入りタイヤのタイヤ径方向における断面図である。なお、11は、路面100と接触するトレッド面である。また、12は、空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナである。
除電体2は、空気入りタイヤ1の内壁面が形成する空洞部Sに配置されている。なお、この空洞部Sは、空気入りタイヤ1がリム3にリム組みされることでタイヤ周方向に連続する閉鎖された空間となる。
この除電体2は、円柱状に形成されている。ここで、除電体2の幅は、タイヤ幅よりも狭いことが好ましく、さらにはトレッド面11のタイヤ幅方向における長さよりも狭いことが好ましい。除電体2は、空気入りタイヤ1が路面100上を回転すると、この空洞部Sの内部を転動し、インナーライナ12に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すことができる。
また、除電体2は、空気入りタイヤ1(除電体2が空洞部Sに配置されていない空気入りタイヤ)が路面100上を回転することで帯電するこの空気入りタイヤ1の電気的な極性と同一の極性に帯電する物体で構成されている。ここで、除電体2の製造方法、特に除電体2として用いる物体の決定方法について説明する。
まず、空気入りタイヤ1が路面100上を回転することで帯電する電気的な極性を決定する。具体的には、例えば空洞部Sに除電体2を配置せずにリム3にリム組みした空気入りタイヤ1を実際に装着した車両を路面100で走行させることで帯電させ、電気的な極性、すなわちプラスあるいはマイナスのいずれかであるかを調べることで決定する。次に、空気入りタイヤ1、特にインナーライナ12に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すことで、上記空気入りタイヤ1が帯電する電気的な極性と同一の極性に帯電する物体を選定する。そして、選定した物体で除電体2を製造する。
ここで、物体が電気的にいずれかの極性に帯電するかは、帯電列によって表される。帯電列は、物体どうしが接触・剥離および摩擦によって、電気的な極性のいずれかに帯電しやすいかの順列を定めたものである。例えば、図2に示すように、路面100がアスファルトのみで構成されている際に、空気入りタイヤ1がこの帯電列においてマイナス側に位置するのであれば、空洞部Sに除電体2を配置していない空気入りタイヤ1が路面100に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すと、マイナスに帯電することとなる。
従って、除電体2を構成する物体は、この帯電列において空気入りタイヤ1を挟んで路面100が位置する電気的な極性側と反対側、すなわちマイナス側に位置する物体、例えばポリプロピレン、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ポリエチレン、塩化ビニルなどから選定する。これにより、除電体2は、空気入りタイヤ1に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すことで、空洞部Sに除電体2が配置されていない空気入りタイヤ1が帯電する電気的な極性と同一の極性であるマイナスに帯電することとなる。つまり、空気入りタイヤ1は、除電体2に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すことでプラスに帯電することとなる。
なお、空洞部Sに配置される除電体2は、1個以上であれば良く、複数個であっても良い。また、除電体2の形状は、上記円柱状に限定されるものではなく、例えば、球状や、楕円球状であっても良い。除電体2は、空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナ12を損傷させず、空洞部S内を転動できることが好ましい。さらには、インナーライナ12との接触面積が広いことが好ましい。
次に、この発明にかかる空気入りタイヤ1が路面100上を回転した際の状態について説明する。空気入りタイヤ1が路面100上を回転すると、この空気入りタイヤ1が路面100に対して接触・剥離および摩擦を繰り返す。従って、空気入りタイヤ1は、図3−1に示すように、例えば帯電列(図2参照)における空気入りタイヤ1と路面100との位置に基づいた極性であるマイナスに帯電しようとする。また、路面100は、同図に示すように、プラスに帯電する。
空気入りタイヤ1が路面100上を回転すると、除電体2が空気入りタイヤ1の空洞部Sを転動する。従って、除電体2は、空気入りタイヤ1、特にインナーライナ12に対して接触・剥離および摩擦を繰り返す。これにより、除電体2は、図3−2に示すように、例えば帯電列(図2参照)における空気入りタイヤ1と除電体2との位置に基づいた極性であるマイナス(路面100によって空気入りタイヤ1が帯電しようとする電気的な極性と同一の極性)に帯電する。また、空気入りタイヤ1のうち除電体2が接触する部分は、同図に示すように、プラス(路面100によって空気入りタイヤ1が帯電しようとする電気的な極性と逆の極性)に帯電しようとする。
つまり、路面100によって空気入りタイヤ1が帯電しようとする電気的な極性と、除電体2によって空気入りタイヤ1が帯電しようとする電気的な極性とが異なる。従って、空気入りタイヤ1内で電子の移動が発生し、空気入りタイヤ1の路面100との接触により発生する静電気が、この空気入りタイヤ1の除電体2との接触により発生する静電気により中和され、空気入りタイヤ1が帯電することが抑制される。これにより、空気入りタイヤ1を0Vあるいはほぼ0Vとすることができ、空気入りタイヤ1の帯電量を抑制することができる。従って、路面100に凹凸があっても、帯電量が0あるいは少ない(例えば、±3kV以下)ので、静電気の放電を抑制することができる。つまり、静電気の放電が抑制され、強い電磁波が発生することが抑制されるので、空気入りタイヤ1が装着されている車両に搭載されている電子機器、特に電波を用いる電子機器にノイズなどへの悪影響を抑制することができる。
上記実施例では、空気入りタイヤ1が路面100上を回転する際に、除電体2を空洞部S内で転動させるが、この発明はこれに限定されるものではない。図4〜図7は、除電体の他の構成例を示す図である。なお、図4〜図7に示す除電体4〜7を構成する物体は、上記除電体2と同様である。
例えば、図4に示すように、除電体4は、リング状であっても良い。この除電体4は、リム3の外周と空気入りタイヤ1のインナーライナ12との間に配置される。この除電体4は、その外径dが空気入りタイヤ1の内径Dよりも小さく設定されている。従って、この除電体4は、空気入りタイヤ1が路面100上を回転すると、この空気入りタイヤ1がリム組みされたリム3を中心として空洞部Sで回転することとなる。これにより、除電体4は、空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナ12に対して相対移動し、このインナーライナ12に対して接触・剥離および摩擦を繰り返す。従って、空気入りタイヤ1の路面100と接触する部分であるトレッド面11を路面100に対して静電気を放電させることができる導電性を有する混合物により構成する場合と比べて、空気入りタイヤ1の路面100に対する性能、例えば、制動性能、コーナリング性能などを悪化することなく静電気の放電を抑制することができる。
また、例えば、図5に示すように、除電体5は、リング状であって、その外周面が空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナ12にすべて接触するようにしても良い。除電体5は、リム3の外周と空気入りタイヤ1のインナーライナ12との間に配置される。この除電体5は、その外径dが空気入りタイヤ1の内径Dと同一あるいは、若干大きく設定されている。従って、除電体5の外周面は、空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナ12にすべて接触することとなる。つまり、この除電体5は、空気入りタイヤ1が路面100上を回転しても、この空気入りタイヤ1がリム組みされたリム3を中心として空洞部Sでほぼ回転しないこととなる。ここで、路面100上を回転する空気入りタイヤ1は、この路面100と接触する部分が変形する。つまり、この除電体5も空気入りタイヤ1の変形に応じて変形することとなり、この除電体5は、変形を繰り返すことで、インナーライナ12に対して摩擦を繰り返すこととなる。従って、上記と同様に、空気入りタイヤ1の路面100に対する性能、例えば、制動性能、コーナリング性能などを悪化することなく静電気の放電を抑制することができる。また、この除電体5は、その外周面がインナーライナ12にすべて接触しているため、空洞部S内での音の発生を抑制することができる。これらにより、この発明にかかる空気入りタイヤ1は、騒音を悪化させることなく静電気の放電を抑制することができる。
また、例えば、図6に示すように、除電体6は、本体部61と、複数の突起部62とにより構成しても良い。本体部61は、リング状である。突起部62は、本体部61の外周面にタイヤ径方向外側に突出して形成されるとともに、この本体部61の外周面においてタイヤ周方向に連続して複数形成されている。除電体6は、リム3の外周と空気入りタイヤ1のインナーライナ12との間に配置される。この除電体6も、その外径(複数の突起部62を含む外径)が空気入りタイヤ1の内径と同一あるいは、若干大きく設定されている。従って、除電体6の複数の突起部62は、空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナ12にすべて接触することとなる。上述のように、路面100上を回転する空気入りタイヤ1がこの路面100と接触する部分が変形するため、インナーライナ12と接触している複数の突起部62が変形を繰り返すこととなる。つまり、空気入りタイヤ1が路面100上を回転することで、リング状の除電体6の複数の突起部62がインナーライナ12に対して摩擦を繰り返すことができ、このインナーライナ12に対して、除電体6の摩擦箇所を多くすることができる。これにより、除電体6が帯電した際の帯電量を増加することができ、空気入りタイヤ1の帯電量をさらに抑制することができ、空気入りタイヤ1の路面100に対する性能、例えば、制動性能、コーナリング性能などを悪化することなく、静電気の放電をさらに抑制することができる。
また、例えば、図7に示すように、除電体7は、タイヤ周方向に連続する波状であっても良い。除電体7は、リム3の外周と空気入りタイヤ1のインナーライナ12との間に配置される。この除電体7も、その外径(タイヤ径方向外側の複数の凸部71までの外径)が空気入りタイヤ1の内径と同一あるいは、若干大きく設定されている。従って、除電体7のタイヤ径方向外側の複数の凸部71は、空気入りタイヤ1の内壁面であるインナーライナ12にすべて接触することとなる。上述のように、路面100上を回転する空気入りタイヤ1がこの路面100と接触する部分が変形するため、インナーライナ12と接触している波状である除電体7が変形を繰り返すこととなる。つまり、空気入りタイヤ1が路面100上を回転することで、波状の除電体7の複数の凸部71がインナーライナ12に対して摩擦を繰り返すことができ、このインナーライナ12に対して、除電体7の摩擦箇所を多くすることができる。これにより、除電体7が帯電した際の帯電量を増加することができ、空気入りタイヤ1の帯電量をさらに抑制することができ、空気入りタイヤ1の路面100に対する性能、例えば、制動性能、コーナリング性能などを悪化することなく、静電気の放電をさらに抑制することができる。
また、上記実施例においては、帯電列において路面100と空気入りタイヤ1との位置が離れているほどそれぞれの帯電量が多くなる。従って、除電体2,4〜7を構成する物体も、帯電列において空気入りタイヤ1を挟んで路面100と同じあるいはそれ以上離れている位置の物体を選定することが好ましい。これにより、除電体2,4〜7が帯電しようとする帯電量が空気入りタイヤ1が帯電しようとする帯電量に近づくため、空気入りタイヤ1の帯電量を0に近づけることができ、静電気の放電を効果的に抑制することができる。
上記実施例では、除電体2,4〜7が設けられていない空気入りタイヤ1が路面100に対して接触・剥離および摩擦を繰り返すと、マイナスに帯電するとしたが、空気入りタイヤ1を構成する部材などによっては、プラスに帯電する場合がある。この場合、除電体2,4〜7は、帯電列において空気入りタイヤ1よりもプラス側に位置する物体により構成されることとなる。
以上のように、この発明にかかる空気入りタイヤ、除電体の製造方法および空気入りタイヤの組立方法ならびに除電方法は、静電気を放電する空気入りタイヤに有用であり、特に、静電気の放電を抑制するのに適している。
この発明にかかる空気入りタイヤの構成例を示す図である。 帯電列を示す図である。 空気入りタイヤの除電方法を示す図である。 空気入りタイヤの除電方法を示す図である。 除電体の他の構成例を示す図である。 除電体の他の構成例を示す図である。 除電体の他の構成例を示す図である。 除電体の他の構成例を示す図である。
符号の説明
1 空気入りタイヤ
11 トレッド面
12 インナーライナ
2 除電体
3 リム
4 除電体
5 除電体
6 除電体
61 本体部
62 突起部
7 除電体
71 凸部

Claims (10)

  1. 空気入りタイヤが路面上を回転することで帯電する当該空気入りタイヤの電気的な極性と同一の極性に、前記空気入りタイヤが路面上を回転する際に、当該空気入りタイヤに接触することで帯電する除電体を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 除電体は、帯電列において、前記空気入りタイヤを挟んで、前記路面が位置する電気的な極性側と、逆の極性側に位置する物体で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記除電体は、少なくとも前記空気入りタイヤの内壁面が形成する空洞部に配置され、当該空気入りタイヤが路面上を回転することで、転動することを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記除電体は、リング状であり、少なくとも前記空気入りタイヤの内壁面が形成する空洞部に配置され、当該空気入りタイヤが路面上を回転することで、前記内壁面と相対移動することを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記除電体は、当該除電体の外周面が前記空気入りタイヤの内壁面にすべて接触することを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記除電体は、外周面にタイヤ径方向外側に突出し、かつタイヤ周方向に連続する複数の突起部が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記除電体は、タイヤ周方向に連続する波状であることを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤ。
  8. 空気入りタイヤが路面上を回転することで帯電する電気的な極性を決定する手順と、
    前記空気入りタイヤが路面上を回転する際に、当該空気入りタイヤの内壁面と接触することで、当該空気入りタイヤが帯電する電気的な極性と同一の極性に帯電する物体を決定する手順と、
    前記決定された物体により除電体を製造する手順と、
    を含むことを特徴とする除電体の製造方法。
  9. 上記請求項1〜7のいずれか1つに記載の前記空気入りタイヤの前記除電体を当該空気入りタイヤの内壁面と接触するように配置する手順と、
    前記空気入りタイヤを前記除電体とともにリムにリム組みする手順と、
    を含むことを特徴とする空気入りタイヤの組立方法。
  10. 前記空気入りタイヤが路面上を回転する際に、当該空気入りタイヤの内壁面と接触することで、当該空気入りタイヤが路面上を回転することで帯電する当該空気入りタイヤの電気的な極性と同一の極性に帯電する除電体を備え、
    前記空気入りタイヤを路面上で回転させることを特徴とする空気入りタイヤの除電方法。
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