JP2014133467A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】電気抵抗を小さくし得る空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部２と、サイドウォール部３と、ビード部４とを有する空気入りタイヤである。一対のビードコア４間をのびているトロイド状のカーカス６を具える。カーカス６は、並列されたカーカスコードがトッピングゴムで被覆されたカーカスプライ６Ａを含む。カーカスプライ６Ａのトッピングゴムに沿って一対のビードコア５間をトロイド状にのびる導電性糸１０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気抵抗を小さくし得る空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤのトレッドゴムやサイドウォールゴムには、多くのシリカが配合される傾向がある。シリカは、タイヤの転がり抵抗を小さくし、ウェットグリップ性を高める利点をもたらす。一方、シリカは導電性に劣るため、タイヤの電気抵抗の増加を招く。電気抵抗が大きいタイヤは、静電気を車両に蓄積させ、ラジオノイズ等の電波障害を引き起こしやすい。関連する文献としては、次のものがある。

特開平０９−０７１１１２号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、一対のビードコア間をのびる導電性糸を設けることを基本として、電気抵抗を小さくし得る空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち、請求項１記載の発明は、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方端に設けられかつビードコアが埋設されたビード部とを有する空気入りタイヤであって、前記一対のビードコア間をのびているトロイド状のカーカスを具え、前記カーカスは、並列されたカーカスコードがトッピングゴムで被覆されたカーカスプライを含み、前記カーカスプライの前記トッピングゴムに沿って前記一対のビードコア間をトロイド状にのびる導電性糸が設けられていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、前記導電性糸は、タイヤ周方向に距離をあけて複数本設けられている請求項１記載の空気入りタイヤである。

また、請求項３記載の発明は、前記導電性糸は、タイヤ周方向に距離をあけて複数本設けられており、前記距離は、８０〜１２０mmである請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また、請求項４記載の発明は、前記導電性糸は、前記ビードコア間において、前記カーカスプライのタイヤ外面側に設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項５記載の発明は、前記導電性糸は、カーボンファイバーを含む請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項６記載の発明は、前記カーボンファイバーは、７０〜１７０デニールである請求項５記載の空気入りタイヤである。

また、請求項７記載の発明は、前記トレッド部の内部には、前記カーカスの外側に配されかつスチールコードが並列されたベルト層と、前記ベルト層と電気的に導通する体積固有抵抗値が１０^８Ωcm未満のゴムを含むトレッドゴムとが設けられ、前記導電性糸は、前記ベルト層に接続されている請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、一対のビードコア間をのびているトロイド状のカーカスを具える。該カーカスは、並列されたカーカスコードがトッピングゴムで被覆されたカーカスプライを含む。また、本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライのトッピングゴムに沿って前記一対のビードコア間をトロイド状にのびる導電性糸が設けられている。

このような空気入りタイヤは、小さな電気抵抗を持つ。従って、車両の静電気の蓄積が抑制される。また、導電性糸は、一対のビードコア間をトロイド状にのびているので、トレッド部と、両側のサイドウォール部とに連続した広い範囲の導電路を形成することができる。従って、例えば、ビード部とトレッド部とに導電性ゴムを配置することにより、簡単な構造で車両の静電気をリムから路面へとより積極的に逃がすことができる。

本実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。 （ａ）は導電性糸を直線状に設けたタイヤの側面透視図であり、（ｂ）は導電性糸をジグザグ状に設けたタイヤの側面透視図である。 （ａ）は導電性糸が直線状に設けられたカーカスプライの拡大斜視図、（ｂ）は導電性糸がジグザグ状に設けられたカーカスプライの拡大斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 他の実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 他の実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 タイヤの電気抵抗測定装置を概念的に示す略断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ１（以下、単に「タイヤ」ということがある）の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。ここで、正規状態とは、タイヤを正規リム（図示省略）にリム組みし、かつ、正規内圧を充填した無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。

前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向の内方端に設けられかつビードコア５が埋設されたビード部４とを有する。本実施形態の空気入りタイヤ１は、一対のビードコア５間をのびているトロイド状のカーカス６と、該カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるベルト層７とを具える。本実施形態では乗用車用空気入りタイヤが示されている。

カーカス６は、並列されたカーカスコードがトッピングゴムで被覆された少なくとも１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成される。カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびてビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含む。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのび、かつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４が適宜補強される。

カーカスコードは、例えば、アラミド、レーヨンなどの有機繊維コードが採用される。カーカスコードは、例えば、タイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０°の角度で配列される。

カーカスプライ６Ａのトッピングゴムは、従来の一般的なタイヤと同様、ゴム補強剤としてカーボンブラックを含む。カーカスプライ６Ａの体積固有電気抵抗値は、１０^８Ω・cm未満、好ましくは１０^７Ω・cm以下であり、導電性が確保される。なお、本明細書において、導電性がを有するゴムとは、１０^８Ω・cm未満のゴムであり、１０^８Ω・cm以上のゴムは、非導電性のゴムである。

ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４０度の角度で傾けて配列した少なくとも１枚、本実施形態ではタイヤ半径方向に内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを、各ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがトッピングゴムで被覆されて形成される。トッピングゴムは、カーカスプライ６Ａと同様のゴムが好適に採用される。

本実施形態のベルトコードには、スチールコードが採用されるが、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いられる。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に設けられたトレッドゴム１１、サイドウォール部３でカーカス６のタイヤ外面側に設けられたサイドウォールゴム１２、ビード部４のタイヤ外面側に設けられるリムずれ防止用のクリンチゴム１３、及び、タイヤ内腔面１５を形成する空気非透過性に優れたインナーライナゴム１４を含む。

トレッドゴム１１、サイドウォールゴム１２は、従来の一般的なタイヤと同様、ゴム補強剤としてシリカを多く含んだゴム部材が採用され得る。これらのゴム部材の体積固有抵抗値は、例えば、１０^８〜１０^９Ω・cmの範囲である。

クリンチゴム１３及びインナーライナゴム１４には、ゴム補強剤としてカーボンブラックを多く含んだゴム部材が採用され得る。これらのゴム部材の体積固有抵抗値は、例えば、１０^６〜１０^７Ω・cmの範囲である。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、カーカスプライ６Ａのトッピングゴムに沿って一対のビードコア間をトロイド状にのびる導電性糸１０が設けられている。導電性糸１０は、小さい電気抵抗を持っている。従って、このような空気入りタイヤ１も、小さな電気抵抗を持ち、車両の静電気の蓄積が抑制される。また、導電性糸１０は、一対のビードコア５間をトロイド状にのびているので、トレッド部２と、両側のサイドウォール部３とに連続した広い範囲の導電路を形成することができる。従って、例えば、ビード部４とトレッド部２とに導電性ゴムを配置することにより、簡単な構造で車両の静電気をリムから路面へとより積極的に逃がすことができる。

導電性糸１０は、例えば、カーカスプライ６Ａの本体部６ａのタイヤ外面側に設けられている。従って、導電性糸１０は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４までのび、ビードコア５のタイヤ半径方向内側を通り、折返し部６ｂに沿って折返し部６ｂの外端１６までのびる。このような導電性糸１０は、ビード部４で折返されているため、ビード部４の電気抵抗は効果的に小さくなる。

図２（ａ）及び（ｂ）には、タイヤ１の側面透視図が示されている。図２（ａ）に示されるように、導電性糸１０は、例えば、タイヤ周方向に距離をあけて複数本設けられるのが望ましい。図２（ａ）の実施形態の導電性糸１０は、タイヤ放射方向と平行に直線状にのびる。導電性糸１０は、タイヤ周方向に等間隔で設けられるのが望ましい。このような導電性糸１０は、タイヤ１全体の電気抵抗を均一に小さくし、トレッド部２及びサイドウォール部３に連続した広い範囲の導電路を形成することができる。

図２（ｂ）に示されるように、導電性糸１０は、タイヤ放射方向に対してジグザグ状又は波状にのびても良い。このような導電性糸１０は、図２（ａ）の例に比して、各々の糸の長さを大きくし、車両の静電気の蓄積をさらに効果的に抑制する。

タイヤ周方向で隣合う導電性糸１０、１０の間隔ｄが小さくなると、タイヤの生産性が低下するおそれがある。逆に、前記間隔ｄが大きくなると、タイヤ１の電気抵抗が小さくならないおそれがある。このため、前記間隔ｄは、好ましくは８０mm以上、より好ましくは９０mm以上であり、好ましくは１２０mm以下、より好ましくは１１０mm以下である。なお、前記間隙ｄは、隣合う導電性糸１０、１０のタイヤ周方向の間隔が最大となる位置での間隔を意味し、本実施形態では、タイヤ赤道Ｃ上での間隔である。

図３（ａ）及び（ｂ）は、導電性糸１０が配されたカーカスプライ６Ａの拡大斜視図が示されている。図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、導電性糸１０は、カーカスプライ６Ａのトッピングゴム２１の表面２１ｓにカーカスコード２２のコード長手方向に沿って設けられるのが望ましい。

図４は、図１のＡ−Ａ断面に相当している。図４に示されるように、導電性糸１０は、サイドウォールゴム１２との間に導電性糸１０に沿った微小な空隙２４を形成する。このような空隙２４は、トッピングゴム２１の表面２１ｓとサイドウォールゴム１２の表面１２ｓとの間に生じる残留空気を導電性糸１０に沿わせて外部に排出し、エアー残り不良を抑制するのに有効である。

本明細書において、導電性糸１０とは、体積固有電気抵抗値が１０^６Ω・cm以下の糸を意味する。導電性糸１０の体積固有電気抵抗値は、好ましくは１０^５Ω・cm以下、より好ましくは５×１０^４Ω・cm以下である。このような導電性糸１０は、効果的にタイヤの電気抵抗を小さくする。

導電性糸１０には、例えば、カーボンファイバーが好適に採用される。カーボンファイバーは、優れた導電性を有し、かつ、タイヤの繰り返し変形に対しても高い耐久性を持つ。

導電性糸１０の太さは、好ましくは７０デニール以上、より好ましくは７５デニール以上であり、好ましくは１７０デニール以下、より好ましくは１１０デニール以下である。導電性糸１０の太さが小さくなると、タイヤ走行中の歪により、破断するおそれがある。逆に、導電性１０の太さが大きくなると、サイドウォール部３の外面に導電性糸１０に起因する凹凸部が生じ、外観を悪化させるおそれがある。

車両の静電気をより効果的に路面に逃がすために、トレッドゴム１１は、ベルト層７と電気的に導通する体積固有抵抗値が１０^８Ω・cm未満のゴムを含むのが望ましい。このようなトレッドゴム１１は、ベルト層７及びカーカスプライ６Ａのトッピングゴムを介して導電性糸と電気的に連通し、タイヤの電気抵抗をより一層小さくする。

近年、トレッドゴム１１は、転がり抵抗を低減するために、シリカリッチ配合のゴムが採用され得る。このようなトレッドゴム１１は、電気抵抗が大きくなるおそれがある。車両の静電気を路面に放出させるために、トレッド部２には、路面とベルト層７とを電気的に連通させる端子部２５が設けられるのが望ましい。端子部２５は、導電性のゴムからなり、一端がトレッド接地面２ｓに露出し、他端がベルト層７に接続する柱状又はタイヤ周方向にのびる副次的なゴム部材である。このようなトレッド部は、低転がり抵抗を発揮しつつ、車両に蓄積した静電気が、効果的に路面に放電される。

図５に示されるように、導電性糸１０は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａのタイヤ内腔面１５側に設けられても良い。このような導電性糸１０は、ビード部４で導電性のクリンチゴム１３と電気的に導通するため、より効果的に車両の静電気をリムから路面に逃がすことができる。また、このような導電性糸１０は、その本数及び太さを大きくしても、サイドウォール部３の外面に凸部を形成せず、外観を損ねるおそれが無い。

図６に示されるように、導電性糸１０は、本体部６ａの外面側及びタイヤ内腔面側の両側に設けられても良い。これにより、さらに広い範囲の導電路が形成され、車両の静電気の蓄積がより効果的に抑制される。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうる。

図１、図５又は図６の基本構造を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、タイヤの電気抵抗、サイドウォール部の外観、生産性がテストされた。また、比較例１として、導電性糸が設けられていないタイヤについても、同様にテストされた。テスト方法は以下の通りである。

＜タイヤの電気抵抗値＞
図６に示されるように、絶縁板３０（電気抵抗値が１０^１２Ω以上）の上に設置された表面が研磨された金属板３１（電気抵抗値は１０Ω以下）と、タイヤ・リム組立体を保持する導電性のタイヤ取付軸３２と、電気抵抗測定器３３とを含む測定装置が使用され、ＪＡＴＭＡ規定に準拠してテストタイヤＴとリムＲとの組立体の電気抵抗値が測定された。なお各テストタイヤＴは、予め表面の離型剤や汚れが十分に除去され、かつ、十分に乾燥した状態のものが用いられた。また他の条件は、次の通りである。
リム材料：アルミニウム合金製
リムサイズ：１７×７Ｊ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５．３ｋＮ
試験環境温度（試験室温度）：２５℃
湿度：５０％
電気抵抗測定器の測定範囲：１．０×１０^３ 〜１．６×１０^１６Ω
試験電圧（印可電圧）：１０００Ｖ

試験の要領は、次の通りである。
（１）テストタイヤＴをリムに装着しタイヤ・リム組立体を準備する。この際、両者の接触部に潤滑剤として石けん水が用いられる。
（２）タイヤ・リム組立体を試験室内で２時間放置させた後、タイヤ取付軸３２に取り付ける。
（３）タイヤ・リム組立体に前記荷重を０．５分間負荷し、解放後にさらに０．５分間、解放後にさらに２分間負荷する。
（４）試験電圧が印可され、５分経過した時点で、タイヤ取付軸３２と金属板３１との間の電気抵抗値を電気抵抗測定器３３によって測定する。前記測定は、タイヤ周方向に９０°間隔で４カ所で行われ、そのうちの最大値を当該タイヤＴの電気抵抗値（測定値）とする。

＜サイドウォール部の外観＞
サイドウォール部に導電性糸に起因する凸部が生じていないかが、試験者の肉眼により観察され、下記の３段階評価が行われた。
Ａ：凸部が生じておらず、良好である。
Ｂ：凸部が生じているが、製品として使用できるレベルである。
Ｃ：凸部が生じており、製品として使用できないレベルである。

＜生産性＞
各テストタイヤの生産性について、下記の３段階評価が行われた。
Ａ：従来タイヤの生産性と同程度であり、良好である。
Ｂ：従来タイヤの生産性より劣るが、問題無いレベルである。
Ｃ：従来タイヤの生産性より劣り、製品として大量生産できないレベルである。
テスト結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１のタイヤは、比較例に比べて、電気抵抗が有意に小さくなっていることが確認できた。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
１０ 導電性糸

Claims (7)

1. トレッド部と、一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方端に設けられかつビードコアが埋設されたビード部とを有する空気入りタイヤであって、
   前記一対のビードコア間をのびているトロイド状のカーカスを具え、
   前記カーカスは、並列されたカーカスコードがトッピングゴムで被覆されたカーカスプライを含み、
   前記カーカスプライの前記トッピングゴムに沿って前記一対のビードコア間をトロイド状にのびる導電性糸が設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記導電性糸は、タイヤ周方向に距離をあけて複数本設けられている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記導電性糸は、タイヤ周方向に距離をあけて複数本設けられており、前記距離は、８０〜１２０mmである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記導電性糸は、前記ビードコア間において、前記カーカスプライのタイヤ外面側に設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記導電性糸は、カーボンファイバーを含む請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーボンファイバーは、７０〜１７０デニールである請求項５記載の空気入りタイヤ。
7. 前記トレッド部の内部には、前記カーカスの外側に配されかつスチールコードが並列されたベルト層と、前記ベルト層と電気的に導通する体積固有抵抗値が１０^８Ωcm未満のゴムを含むトレッドゴムとが設けられ、
   前記導電性糸は、前記ベルト層に接続されている請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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