JP2009274473A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ外表面に帯電する静電気を効率的に放電することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】この空気入りタイヤは複数の放電体５０を備え、各放電体５０は一端がタイヤ外表面側に支持されるとともに他端がタイヤ外表面から突出している複数の導電性繊維５１を有し、各導電性繊維５１は直径が３０μｍ以下且つ体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下である。このため、各放電体５０における導電性繊維５１の他端においてコロナ放電が発生し易く、放電体５０がタイヤ外表面におけるトレッド部１０の溝１１内に設けられているので、トレッド部における各放電体５０の近傍に発生した静電気が導電性繊維５１の他端からコロナ放電によって徐々に且つ継続的に放電される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば乗用車、トラック、バス等に用いられる空気入りタイヤに関するものである。

一般に、この種の空気入りタイヤは、トレッド部からビード部に亘ってタイヤの外表面がゴム材料から成るので、転動時の路面との接触や摩擦の際、または接地したトレッド部が路面から離れる際に、タイヤの外表面に静電気が帯電し易く、帯電した静電気が路面上の導電体に接触した際に瞬間的に放電し、その放電によって生ずる電磁波によって車の電気系の機器にノイズ等の影響を与える。

また、他の空気入りタイヤとして、導電性ゴムから成るベースゴム層とベースゴム層を覆うように形成されたキャップゴム層とからトレッド部を構成し、キャップゴム層の溝内にベースゴム層の一部を突出させた突起部を設け、突起部が路面に接触するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１７７３１９号公報

ところで、後者の空気入りタイヤでは、突起部が導電性ゴムから成り、突起部が路面上の導電体に接触した際に、突起部の近傍に帯電している静電気が路面側に放電されるようになっているが、突起部が路面上の導電体に接触するまでは突起部から有効な放電が行われず、突起部が導電体に接触した際にタイヤに蓄電されている静電気が瞬間的に放電されるので、放電による電磁波の発生を防止する上で有効ではないとう問題点があった。

また、突起部が路面上の導電体に接触することにより放電が行われるので、車両の旋回時にのみ路面と接触するショルダー部に帯電している静電気を効率的に放電することができないという問題点もあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤ外表面に帯電する静電気を効率的に放電することができる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、導電性繊維を有する放電体を備え、前記導電性繊維を、一端がタイヤ外表面側に支持されるとともに他端がタイヤ外表面から突出するように設け、直径が３０μｍ以下且つ体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下となるように構成している。

これにより、放電体は一端がタイヤ外表面側に支持されるとともに他端がタイヤ外表面から突出している導電性繊維を有し、導電性繊維は直径が３０μｍ以下且つ体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下であることから、放電体の導電性繊維の他端においてコロナ放電が発生し易い。このため、例えば放電体がタイヤ外表面におけるトレッド部の溝内に設けられている場合は、トレッド部における放電体の近傍に発生した静電気が導電性繊維の他端からコロナ放電によって徐々に放電される。即ち、タイヤ外表面において静電気を放電したい部分に放電体を設けることにより、放電体の近傍の静電気がコロナ放電によって徐々に放電される。

本発明によれば、タイヤ外表面において静電気を放電したい部分に放電体を設けることにより、放電体の近傍の静電気をコロナ放電によって徐々に放電することができるので、タイヤが路面上の導電体に接触しなくても、タイヤ外表面に帯電している静電気を効率的に放電することができ、静電気の瞬間的な放電による電磁波の発生を防止する上で有利である。

図１乃至図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１はタイヤの断面図、図２は放電体の正面図、図３はトレッド部の要部断面図である。

この空気入りタイヤは、カーカス部材１、ベルト部材２、ビード部材３等を有する周知の自動車用空気入りタイヤである。また、この空気入りタイヤは、図１に示すように、路面に接地するトレッド部１０と、タイヤ幅方向両側に設けられてホイールのリム（図示せず）に装着されるタイヤ幅方向一対のビード部２０と、各ビード部２０からそれぞれタイヤ径方向外側に向かって延びるように設けられたタイヤ幅方向一対のサイド部３０とを備えている。トレッド部１０には周知の溝１１が形成されるとともに、溝１１によって複数の陸部１２が形成され、溝１１及び陸部１２によってトレッドパターンが構成されている。

溝１１内には複数の放電体５０が取付けられている。放電体５０は、直径が３０μｍ以下且つ電気抵抗が１０⁶Ωｃｍ以下の複数（本実施形態では３本）の導電性繊維５１と、各導電性繊維５１の一端が取付けられたアンカー部材５２から成る。導電性繊維５１は例えば有機導電性繊維、金属コーティング繊維、炭素複合繊維から成ることが好ましい。ここで、導電性繊維５１には単繊維が含まれるとともに、複数の単繊維を撚り合わせた糸状のものも含まれる。また、導電性繊維５１はその長さ方向の体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下となるように構成されている。この体積抵抗率は、導電性繊維５１の長さ方向の電気抵抗を単位体積（１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍ）当りで示した値である。導電性繊維５１は３本ずつ束ねられ、３本の放電体５０の一端がアンカー部材５２の上端に取付けられている。アンカー部材５２は例えば金属材料から成り、下端側がやじり状に形成され、上端側にかえし部５２ａが形成されている。また、３本の導電性繊維５１はその上端側が互いに間隔をおいて配置されるようにアンカー部材５２によって支持されている。

アンカー部材５２が溝１１の底部に差し込まれることにより、各放電体５０が溝１１内に取付けられている。尚、アンカー部材５２に接着剤を塗布してから差し込むことも可能である。さらに、アンカー部材５２を設けずに、各導電性繊維５１に直接接着剤を塗布し、各導電性繊維５１を溝１１内に直接取付けることも可能であり、この場合は各導電性繊維５１によって放電体が構成される。また、かえし部５２ａによって放電体５０の脱落が防止されている。また、各放電体５０のアンカー部材５２が溝１１の底部に差し込まれることにより、一端がタイヤ外表面側に支持されるとともに他端がタイヤ外表面から突出するように導電性繊維５１が設けられる。ここで、タイヤ外表面には、トレッド部１０の溝１１の底面や壁面も含まれており、トレッド部１０にサイプが形成されている場合は、サイプの底面や壁面も含まれている。

また、各放電体５０は空気入りタイヤのトレッド部１０の接地幅内に配置されている。ここで、前記接地幅はＪＡＴＭＡで規定されている接地幅である。さらに、各放電体５０は導電性繊維５１が陸部１２の接地面よりもタイヤ径方向の外側に突出しないように構成されている。

以上のように構成された空気入りタイヤは、トレッド部１０からビード部２０に亘ってタイヤの外表面がゴム材料から成るので、転動時の路面との接触や摩擦の際、または接地したトレッド部１０が路面から離れる際に、タイヤの外表面に静電気が帯電する。

ここで、各放電体５０は一端がタイヤ外表面側に支持されるとともに他端がタイヤ外表面から突出している複数の導電性繊維５１を有し、各導電性繊維５１は直径が３０μｍ以下且つ体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下であることから、各放電体５０における導電性繊維５１の他端においてコロナ放電が発生し易い。また、放電体５０がタイヤ外表面におけるトレッド部１０の溝１１内に設けられているので、トレッド部における各放電体５０の近傍に発生した静電気が導電性繊維５１の他端からコロナ放電によって徐々に且つ継続的に放電される。即ち、タイヤ外表面において静電気を放電したい部分に放電体５０を設けることにより、放電体５０の近傍の静電気がコロナ放電によって徐々に且つ継続的に放電される。

このように、本実施形態によれば、タイヤ外表面において静電気を放電したい部分に各放電体５０を設けることにより、各放電体５０の近傍の静電気をコロナ放電によって徐々に放電することができるので、タイヤが路面上の導電体に接触しなくても、タイヤ外表面に帯電している静電気を効率的に放電することができ、静電気の瞬間的な放電による電磁波の発生を防止する上で有利である。

また、転動中のタイヤは路面との接触や摩擦の際、または接地したトレッド部１０が路面から離れる際に帯電するが、各放電体５０が接地幅内に配置されているので、タイヤに帯電する静電気を効率良く放電することができる。

また、前記放電体５０を、複数本の導電性繊維５１と、各導電性繊維５１が束ねられるように各導電性繊維５１の一端を支持するとともにタイヤ外表面に差し込まれるアンカー部材５２とから構成したので、タイヤ外表面に複数の放電体５０を容易に取付けることが可能であり、各放電体５０をタイヤ外表面における任意の位置に取付けることも可能である。

尚、各放電体５０を、トレッド部１０のセンター部側における単位面積あたりの導電性繊維５１の本数よりもトレッド部１０のショルダー部４０側における単位面積あたりの導電性繊維５１の本数の方が多くなるように配置することも可能である。この場合、トレッド部１０のショルダー部４０側は、センター部に比べて車両の旋回時、制動時、高速走行時、重荷重時に荷重が大きくなり、帯電量も増大するので、効果的に放電可能である。また、トレッド部１０のショルダー部４０側が車両の旋回時に路面と接触し、車両が直進している間は路面と接触しないタイヤの場合は、車両が直進している間はショルダー部４０側に帯電している静電気が路面上の導電体側に放電することがないが、トレッド部１０のセンター部側よりもショルダー部４０側の方が導電性繊維５１の単位面積あたりの本数が多いので、ショルダー部４０側に帯電する静電気を効率的に放電することが可能である。

また、トレッド部１０がタイヤ幅方向一方側と他方側とでゴム材質が異なるように構成されている場合に、タイヤ幅方向一方側の単位面積あたりの導電性繊維５１の本数よりもタイヤ幅方向他方側の単位面積あたりの導電性繊維５１の本数の方が多くなるように構成することも可能である。これにより、例えばトレッド部１０のタイヤ幅方向他方側が静電気の帯電し易いゴム材質から成る場合に、タイヤ幅方向一方側よりも他方側の方が単位面積あたりの導電性繊維５１の本数が多いので、タイヤ幅方向他方側に帯電する静電気を効率的に放電することが可能である。

尚、本実施形態では、アンカー５２に複数本の導電性繊維５１を取付けて導電体５０を構成したものを示したが、アンカー５２に１本の導電性繊維５１を取付けて導電体５０を構成することも可能である。

また、本実施形態では、アンカー５２を溝１１の底部に差し込むものを示したが、図４に示すように、アンカー５２を溝１１の壁面に差し込むことも可能であり、アンカー５２をサイプの底部に差し込むことも可能である。さらに、図５に示すように、陸部１２の接地面側に凹部１２ａを形成し、凹部１２ａ内に放電体５０を設けることも可能である。また、放電体５０をサイド部３０やビード部２０に設けることも可能である。

尚、本実施形態では、導電性繊維５１が陸部１２の接地面よりもタイヤ径方向の外側に突出しないように構成したものを示したが、導電性繊維５１が陸部１２の接地面よりもタイヤ径方向外側に突出するように構成することも可能であり、この場合でも前述と同様の作用効果を達成可能である。

また、本実施形態では、前記放電体５０を複数本の導電性繊維５１とアンカー部材５２とから構成したものを示した。これに対し、前記放電体５０を、複数本の導電性繊維５１と、トレッド部１０の溝１１内に装着されるとともに各導電性繊維５１の一端を支持する帯状部材５３によって構成することも可能である（図６参照）。この場合、帯状部材５３は可撓性を有していることが好ましく、プラスチック、金属、ゴム材料等から成る。また、帯状部材５３は接着剤等によってトレッド部１０の溝１１内に固定される。アンカー部材５２の代わりに帯状部材５３を設けた場合でも、アンカー部材５２を設ける場合と同様の作用効果を達成することが可能である。

さらに、各導電性繊維５１の一端を帯状部材５３によって支持するとともに、帯状部材５３のタイヤへの取付面側にアンカー部材５２を設けることも可能である（図７参照）。また、帯状部材５３をトレッド部１０の溝１１に沿ってタイヤの全周に亘って延びるように形成することも可能である。

図８は、タイヤの全周に亘って延びるように形成された帯状部材５３を有する放電体３をトレッド部１０に３つ装着した空気入りタイヤ（実施例）と、各放電体５０を設けていない空気入りタイヤ（比較例）とで、トレッド部１０の表面の電気抵抗値、ホイールから接地面までの電気抵抗値及び走行中のトレッド部１０の表面の平均帯電量を比較した表である。尚、トレッド部１０の表面の電気抵抗値は、シシド静電気社製の表面抵抗測定器ＭＥＧＡＲＥＳＴＡによって測定したものであり、ホイールから接地面までの電気抵抗値は、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製の高抵抗測定器Ｒ８３０Ａによって測定したものであり、走行中のトレッド部１０の表面の平均帯電量は、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の帯電量測定器ＳＫによって測定したものである。また、トレッド部１０の表面の電気抵抗値及びホイールから接地面までの電気抵抗値は、気温１５℃、湿度３４％の条件で測定したものであり、走行中のトレッド部１０の表面の平均帯電量は、気温７℃、湿度４０％、車両排気量３０００ｃｃ、走行速度４０ｋｍ、タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６の条件で測定したものである。

図８によると、トレッド部１０の表面の電気抵抗値では、各放電体５０が表面抵抗測定器に接触しないので、実施例と比較例の結果が同等となっている。また、ホイールから接地面までの電気抵抗値では、各放電体５０の導電性繊維５１が接地面に接触するので、各放電体５０が接触する分だけ実施例の抵抗が小さくなっている。また、走行中のトレッド部１０の表面の平均帯電量は実施例の方が明らかに少ない。即ち、各放電体５０による放電効果が明確に認められる。

本発明の一実施形態を示すタイヤの断面図 放電体の正面図 トレッド部の要部断面図 本実施形態の第１変形例を示すトレッド部の要部断面図 本実施形態の第２変形例を示すトレッド部の要部断面図 本実施形態の第３変形例を示す放電体の斜視図 本実施形態の第４変形例を示す放電体の斜視図 評価結果を示す表

符号の説明

１…カーカス部材、２…ベルト部材、３…ビード部材、１０…トレッド部、１１…溝、１２…陸部、２０…ビード部、３０…サイド部、４０…ショルダー部、５０…放電体、５１…導電性繊維、５２…アンカー部材、５２ａ…かえし部、５３…帯状部材。

Claims (9)

1. 導電性繊維を有する放電体を備え、
   前記導電性繊維を、一端がタイヤ外表面側に支持されるとともに他端がタイヤ外表面から突出するように設け、直径が３０μｍ以下且つ体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下となるように構成した
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記放電体をトレッド部の溝内に配置した
   ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
3. 前記放電体をトレッド部の陸部に設けられた凹部内に配置した
   ことを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ。
4. 前記各放電体を接地幅内に配置した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記放電体を、トレッド部のセンター部側における単位面積あたりの導電性繊維の本数よりもトレッド部のショルダー部側における単位面積あたりの導電性繊維の本数の方が多くなるように配置した
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の空気入りタイヤ。
6. 路面に接地するトレッド部と、タイヤ幅方向両側に設けられてホイールのリムに装着される一対のビード部と、各ビード部からそれぞれタイヤ径方向外側に向かって延びるように設けられた一対のサイド部とを備え、
   前記トレッド部を、タイヤ幅方向一方側と他方側とでゴム材質が異なるように構成し、
   放電体を、トレッド部におけるタイヤ幅方向一方側の単位面積あたりの導電性繊維の本数よりもタイヤ幅方向他方側の単位面積あたりの導電性繊維の本数の方が多くなるように配置した
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の空気入りタイヤ。
7. 前記放電体を、複数本の導電性繊維と、各導電性繊維の一端を支持するとともにタイヤ外表面に差し込まれるアンカー部材とから構成した
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の空気入りタイヤ。
8. 前記放電体を、複数本の導電性繊維と、トレッド部の溝内に装着されるとともに各導電性繊維の一端を支持する帯状部材とから構成した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
9. 前記帯状部材を、トレッド部の溝に沿ってタイヤの全周に亘って延びるように形成した
   ことを特徴とする請求項８記載の空気入りタイヤ。

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