JP2014172583A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】車両の静電気を路面に放出する。
【解決手段】トレッドゴム１２は、トレッドゴム本体１４と、トレッドゴム本１４体を貫通する貫通部１６とを含む。貫通部１６の外端は、接地面２Ａの一部を構成し、貫通部１６の内端は、トレッド補強コード層９に接続されている。カーカス６とサイドウォールゴム３Ｇとの間に、サイドインスレーションゴム１８が設けられ、その外端部はクッションゴム１０に、内端部はクリンチゴム４Ｇに接続されている。トレッドゴム本体１４及びサイドウォールゴム３Ｇは、非導電性ゴム材からなり、貫通部１６、トレッド補強コード層９、クッションゴム１０、サイドインスレーションゴム１８及びクリンチゴム４Ｇは、導電性ゴム材からなる。貫通部１６、トレッド補強コード層９、クッションゴム１０、サイドインスレーションゴム１８及びクリンチゴム４Ｇが、リムＪから路面への導電路を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の静電気を路面に放出することが可能な空気入りタイヤに関する。

近年、小さな転がり抵抗と良好なグリップ性能とを得るために、多くのシリカが、空気入りタイヤのゴムに配合されている。一方、このようなタイヤは、シリカの非導電性に起因し、大きな電気抵抗を持つ傾向がある。電気抵抗が大きいタイヤは、静電気を車両に蓄積し、ラジオノイズ等の電波障害を引き起こすおそれがある。

従来、車両に静電気が蓄積されるのを防止するために、例えば、シリカリッチ配合のトレッドゴム本体と、導電性ゴムからなり前記トレッドゴム本体を貫通する貫通部とを有するトレッドゴムを具えた空気入りタイヤが提案されている（下記特許文献１参照）。このようなタイヤは、車両の静電気を、リム、クリンチゴム、サイドウォールゴム、カーカス、トレッド補強コード層及び貫通部からなる導電路で路面に放出する。

特開平９−７１１１２号公報 特開２００９−１２６２９１号

しかしながら、近年のサイドウォールゴムは、燃費性能の改善のために、多くのシリカが配合される傾向がある。このため、従来のタイヤでは、車両の静電気を路面に放出し難いという問題を有していた。
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、車両の静電気を路面に放出することが可能な空気入りタイヤを提供することを目的としている。さらに、本発明の他の目的は、タイヤ質量の大幅な増加を抑制することである。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記トレッド部の内部かつ前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されたトレッド補強コード層と、前記トレッド補強コード層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴムと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向内端に連なりかつ前記ビード部の外側面をなししかもタイヤがリムに装着されたときに前記リムと接触するクリンチゴムと、前記トレッド補強コード層のタイヤ軸方向の外端部と前記カーカスとの間に配されたクッションゴムとを具えた空気入りタイヤであって、前記トレッドゴムは、前記トレッド部の接地面の主要部を占めるトレッドゴム本体と、前記トレッドゴム本体を貫通する貫通部とを含み、前記貫通部のタイヤ半径方向の外端は、前記接地面の一部を構成し、前記貫通部のタイヤ半径方向の内端は、前記トレッド補強コード層に接続されており、前記カーカスと前記サイドウォールゴムとの間に、タイヤ半径方向にのびるサイドインスレーションゴムが設けられ、前記サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の外端部は、前記クッションゴムに接続されて終端し、前記サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の内端部は、前記クリンチゴムに接続されて終端し、前記トレッドゴム本体及び前記サイドウォールゴムは、体積固有抵抗が１．０×１０⁸Ωcm以上の非導電性ゴム材からなり、前記貫通部、前記トレッド補強コード層、前記クッションゴム、前記サイドインスレーションゴム及び前記クリンチゴムは、いずれも体積固有抵抗が１．０×１０⁸Ωcm未満の導電性ゴム材を含み、タイヤが前記リムに装着されたときに、前記貫通部、前記トレッド補強コード層、前記クッションゴム、前記サイドインスレーションゴム及び前記クリンチゴムが、前記リムから路面への導電路を形成することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記サイドインスレーションゴムの厚さは０．５〜１．０mmである請求項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、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記サイドインスレーションゴムと前記クッションゴムとの重なり長さが１〜７mm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、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記サイドインスレーションゴムと前記クリンチゴムとの重なり長さが１〜５mmである請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤのトレッドゴム本体及びサイドウォールゴムは、例えば、シリカリッチ配合が採用され、その体積固有抵抗が１×１０⁸Ωcm以上の非導電性ゴム材とされている。従って、タイヤは、小さな転がり抵抗及び優れたグリップ性能を持つ。

また、本発明の空気入りタイヤは、カーカスとサイドウォールゴムとの間に、タイヤ半径方向にのびる導電性のゴムからなるサイドインスレーションゴムが設けられている。サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の外端は、導電性のクッションゴムに接続されて終端し、サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の内端は、導電性のクリンチゴムに接続されて終端している。従って、サイドウォールゴムが非導電性であっても、タイヤがリムに装着されたときに、導電性の貫通部、トレッド補強コード層、クッションゴム、サイドインスレーションゴム及びクリンチゴムが、リムから路面への導電路を形成する。従って、本発明のタイヤは、車両で発生した静電気を路面に放出することができる。

また、サイドインスレーションゴムの外端部及び内端部の位置が限定されているため、タイヤの質量の大幅な増加が抑えられる。

本発明の実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 図１のトレッド部の部分拡大図である。 図１のビード部の部分拡大図である。

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に示されるように、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、ビードコア５が埋設された一対のビード部４とを有する。本実施形態では、空気入りタイヤ１として乗用車用のものが示されている。

図１には、空気入りタイヤ１の正規状態が示されている。正規状態は、タイヤが正規リムＪにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書中において、特に言及されていない場合、タイヤの各部の寸法等は、正規状態での値である。

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。

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" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａである。

空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるトレッド補強コード層９とを含んでいる。

カーカス６は、例えば、１枚のカーカスプライ６Ａから形成されている。カーカスプライ６Ａは、例えばビードコア５、５間を跨るトロイド状の本体部６ａと、その両側に連なりビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された一対の折返し部６ｂとを有する。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、硬質のゴムからなり、ビードコア５から半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム４Ｂが配されている。

トレッド補強コード層９は、トレッド部２において、カーカス６を拘束するためのコード材を含むものである。本実施形態のトレッド補強コード層９は、ベルト層７とバンド層８とを含んでいる。

ベルト層７は、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成されている。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、それぞれ、並列された金属コードの層である。各金属コードは、タイヤ周方向に対して、例えば１５〜４０度の角度で配列されている。ベルトプライ７Ａの金属コードと、ベルトプライ７Ｂの金属コードとは、互いに異なる向きに傾斜している。

バンド層８は、ベルト層７の外側に配置されたバンドプライ８Ａからなる。バンド層８は、並列された有機繊維コードの層である。有機繊維コードは、例えば、タイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列されている。

カーカスプライ６Ａ、ベルトプライ７Ａ、７Ｂ及びバンドプライ８Ａには、いずれもコードと、これらを被覆するトッピングゴムとからなるタイヤ用のプライが用いられている。各トッピングゴムは、例えば、充填剤としてカーボンブラックを豊富に含んだ導電性ゴム材である。従って、本実施形態においては、カーカス６及びトレッド補強コード層９は、導電性を示す。

本明細書において、「導電性」とは、物質が実質的に電気を通す性質を意味し、具体的には体積固有電気抵抗値が１．０×１０⁸（Ω・cm）未満の材料が示す性質である。

本明細書において、「非導電性」とは、物質が実質的に電気を通さない性質を意味し、具体的には体積固有電気抵抗値が１．０×１０⁸（Ω・cm）以上の材料が示す性質である。

さらに、本明細書において、ゴムの体積固有電気抵抗値は、１５cm四方かつ厚さ２mmのゴム試料に対し、電圧５００Ｖ、気温２５℃及び湿度５０％の条件で電気抵抗測定器を用いて測定された値が示されている。

サイドウォール部３のカーカス６の外側には、サイドウォールゴム３Ｇが配されている。サイドウォールゴム３Ｇは、サイドウォール部３の外側面を構成している。サイドウォールゴム３Ｇのタイヤ半径方向の外端は、カーカス６とトレッド補強コード層９との間にのびて終端している。サイドウォールゴム３Ｇには、エネルギーロスを小さくするために、シリカが多く配合された非導電性ゴム材が用いられている。これにより、空気入りタイヤ１は、小さな転がり抵抗を持つことができる。

ビード部４のカーカス６の外側には、クリンチゴム４Ｇが配されている。クリンチゴム４Ｇは、サイドウォールゴム３Ｇのタイヤ半径方向の内端と接続されている。空気入りタイヤ１がリムＪに装着されたときに、クリンチゴム４Ｇは、リムＪに接触することができるように配置されている。クリンチゴム４Ｇは、例えば、充填剤としてカーボンブラックが多く配合された導電性ゴム材からなる。

トレッド補強コード層９のタイヤ軸方向の外端部と、カーカス６との間には、クッションゴム１０が配されている。クッションゴム１０は、断面略三角形状であり、そのタイヤ半径方向の外面１０ａの少なくとも一部は、トレッド補強コード層９（ベルト層７）のタイヤ半径方向の内面に接続されている。クッションゴム１０は、例えば、充填剤としてカーボンブラックが多く配合された導電性ゴム材からなる。

トレッド補強コード層９のタイヤ半径方向外側には、トレッドゴム１２が配されている。トレッドゴム１２は、トレッドゴム本体１４と、貫通部１６とを含んでいる。

トレッドゴム本体１４は、シリカが多く配合された非導電性ゴム材からなる。トレッドゴム本体１４は、タイヤの転がり抵抗を低減するために、トレッド部２の接地面２Ａの主要部を占めている。本実施形態のトレッドゴム本体１４は、トレッド部２の少なくとも接地幅ＴＷ（図１に示される）の全域に配置されている。従って、空気入りタイヤ１の走行時、トレッドゴム本体１４によって、トレッドゴム１２の基本的な走行性能が発揮される。

トレッド部２の接地幅ＴＷは、正規状態において、トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離とされる。

トレッド端Ｔｅとは、正規状態のタイヤに正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させて得られる接地面の最もタイヤ軸方向外側の位置として定められる。

正規荷重とは、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荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば"最大負荷能力"、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 "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重である。

貫通部１６は、導電性ゴム材からなり、トレッドゴム本体１４を貫通している。本実施形態の貫通部１６は円柱状である。貫通部１６は、少なくとも１本設けられている必要があるが、タイヤ周方向に複数設けられているのが望ましい。

図２には、図１の空気入りタイヤ１のトレッド部２の部分拡大図が示されている。図２に示されるように、貫通部１６のタイヤ半径方向の外端１６ａは、トレッド部２の接地面２Ａの一部を構成している。貫通部１６のタイヤ半径方向の内端１６ｂは、トレッド補強コード層９のタイヤ半径方向の外面に接続されている。

貫通部１６の形状は何ら限定されるものではないので、タイヤ周方向にのびるものでも良い。貫通部１６は、トレッドゴム本体１４に比べて、小さい体積を持つ。従って、貫通部１６は、トレッドゴム本体１４によって期待される低転がり性能と高いグリップ性能とを妨げることがない。好ましくは、貫通部１６の体積は、トレッドゴム１２の全体積の１０％以下、より好ましくは５％以下とされる。

好ましくは、貫通部１６は、タイヤの直進走行時及び旋回走行時の双方で路面に接地できるように、タイヤ赤道Ｃの近傍に設けられる。

図１に示されるように、カーカス６とサイドウォールゴム３Ｇとの間には、タイヤ半径方向にのびるサイドインスレーションゴム１８が設けられている。本実施形態では、左右一対のサイドウォール部３、３それぞれに、サイドインスレーションゴム１８が設けられている。

サイドインスレーションゴムは、体積固有抵抗が１×１０⁸Ωcm未満の導電性ゴム材からなる。

サイドインスレーションゴム１８のタイヤ半径方向の外端部２０は、クッションゴム１０に接続されて終端している。また、サイドインスレーションゴム１８のタイヤ半径方向の内端部２２は、クリンチゴム４Ｇに接続されて終端している。

以上の構成を具えた本実施形態の空気入りタイヤ１は、リムＪに装着されたときに、貫通部１６、トレッド補強コード層９、クッションゴム１０、サイドインスレーションゴム１８及びクリンチゴム４Ｇを経て、リムＪから路面への導電路を形成する。従って、本実施形態の空気入りタイヤ１は、車両で発生した静電気を路面に放出することができる。よって、車両内でのラジオノイズ等の不具合が改善される。また、サイドインスレーションゴム１８の外端部２０及び内端部２２の位置が、それぞれ限定されているため、タイヤの質量の大幅な増加が抑えられる。なお、カーカスプライのトッピングゴムも導電性を有しているが、その厚さは小さい。このため、確実な導電路を形成するために、本実施形態のように、サイドインスレーションゴム１８を設ける必要がある。

図２に示されるように、サイドインスレーションゴム１８の厚さｔは、好ましくは、０．５〜１．０mmである。サイドインスレーションゴム１８の厚さｔが０．５mm未満の場合、導電性が低下するおそれがあり、逆に１．０mmを超えると、タイヤ質量が増加するおそれがある。

サイドインスレーションゴム１８のタイヤ半径方向の外端部２０は、クッションゴム１０のタイヤ半径方向の内側面１０ｂに接続されている。導電路を確実に形成しつつタイヤ質量のさらなる増加を抑制するために、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、サイドインスレーションゴム１８とクッションゴム１０との重なり長さＬａは、好ましくは１〜７mmである。

本実施形態において、サイドインスレーションゴム１８のタイヤ半径方向の外端１８ｏは、クッションゴム１０を越えて、ベルト層７の内側面に位置している。これにより、サイドインスレーションゴム１８の外端部２０は、ベルト層７にも電気的に導通させることができる。

図３には、図１の空気入りタイヤ１のビード部の部分拡大図が示されている。図３に示されるように、サイドインスレーションゴム１８のタイヤ半径方向の内端部２２は、クリンチゴム４Ｇに接続されて終端している。好ましくは、本実施形態のように、サイドインスレーションゴム１８の内端部２２は、クリンチゴム４Ｇと、ビードエーペックスゴム４Ｂとの間に挟まれて終端している。従って、サイドインスレーションゴム１８の内端１８ｉは、ビードエーペックスゴム４Ｂのタイヤ半径方向の外端４Ｂｅよりもタイヤ半径方向内方に設けられている。

上記のような実施形態では、サイドインスレーションゴム１８の内端部２２が、ビードエーペックスゴム４Ｂ及びクリンチゴム４Ｇによって、タイヤ軸方向内外から挟まれる。ビードエーペックスゴム４Ｂ及びクリンチゴム４Ｇは、サイドインスレーションゴム１８よりも硬質のゴムで構成されているので、空気入りタイヤ１の走行中、サイドインスレーションゴム１８の内端部２２への歪が軽減される。また、サイドインスレーションゴム１８は、硬質のゴムであるビードエーペックスゴム４Ｂ及びクリンチゴム４Ｇの界面の応力を緩和する。これにより、ビード部４の耐久性の低下を防止することができる。

導電路を確実に形成しつつタイヤ質量のさらなる増加を抑制するために、好ましくは、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、サイドインスレーションゴム１８とクリンチゴム４Ｇとの重なり長さＬｂは、１〜５mmとされる。

以上本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。

図１の基本構造を有したサイズ１７５／６５Ｒ１５の乗用車用空気入りタイヤが、表１の仕様に基づいて試作され、各性能がテストされた。また、比較のために、サイドインスレーションゴムを有しないタイヤ（比較例１）、及び、トレッド部を介して左右のサイドインスレーションゴムが連続しているタイヤ（比較例２）についても、テストが行われた。各タイヤは、表１に示されている構造以外は、同一である。主な共通仕様及びテスト方法は、次の通りである。

トレッドゴム本体の体積固有抵抗：１．１×１０⁸ 以上（Ωcm）
貫通部の体積固有抵抗：５．３×１０⁶ （Ωcm）
サイドウォールゴムの体積固有抵抗：３．５×１０¹³ （Ωcm）
クリンチゴムの体積固有抵抗：８．６×１０⁶ （Ωcm）
ベルト層のトッピングゴムの体積固有抵抗：１．５×１０⁶ （Ωcm）
バンド層のトッピングゴムの体積固有抵抗：１．１×１０⁷ （Ωcm）

＜タイヤの電気抵抗＞
ＪＡＴＭＡに基づいて、タイヤの電気抵抗が測定された。即ち、台板に対して絶縁状態で取付けられた水平な鋼板の上に、内圧２３０ｋＰａで１５×５．５Ｊのリムに装着された空気入りタイヤのトレッド部を接地させ、リムと鋼板との間の電気抵抗が、抵抗測定器を用いて測定された。ラジオノイズを抑制するためには、１００ＭΩ以下であることが必要である。

＜タイヤ質量＞
空気入りタイヤ１本当たりの質量が測定された。

＜転がり抵抗＞
各タイヤの転がり抵抗が、転がり抵抗試験機を用いて、測定された。測定条件は、次の通りである。
リム：１５×５．５Ｊ
内圧：２３０ｋＰａ
速度：８０km／ｈ
荷重：３．４ｋＮ

＜フラットベルトテスト＞
フラットベルト試験機を用いて、各タイヤのコーナリングパワーが測定された。測定条件は、次の通りである。結果は、コーナリングパワーを（ＣＰ）を荷重（Ｗ）で除した無次元値（ＣＰ／Ｗ）であり、数値が大きいほど、旋回時の回頭性が良いことを示している。
リム：１５×５．５Ｊ
内圧：２３０ｋＰａ
速度：２０km／ｈ
荷重：３．４ｋＮ
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、タイヤ質量の大幅な増加を抑制しつつ、小さな電気抵抗を有することが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ｇ サイドウォールゴム
４ ビード部
４Ｇ クリンチゴム
５ ビードコア
６ カーカス
９ トレッド補強コード層
１０ クッションゴム
１２ トレッドゴム
１８ サイドインスレーションゴム
２０ サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の外端部
２２ サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の内端部

Claims (4)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、
   前記トレッド部の内部かつ前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されたトレッド補強コード層と、
   前記トレッド補強コード層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴムと、
   前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、
   前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向内端に連なりかつ前記ビード部の外側面をなししかもタイヤがリムに装着されたときに前記リムと接触するクリンチゴムと、
   前記トレッド補強コード層のタイヤ軸方向の外端部と前記カーカスとの間に配されたクッションゴムとを具えた空気入りタイヤであって、
   前記トレッドゴムは、前記トレッド部の接地面の主要部を占めるトレッドゴム本体と、前記トレッドゴム本体を貫通する貫通部とを含み、
   前記貫通部のタイヤ半径方向の外端は、前記接地面の一部を構成し、前記貫通部のタイヤ半径方向の内端は、前記トレッド補強コード層に接続されており、
   前記カーカスと前記サイドウォールゴムとの間に、タイヤ半径方向にのびるサイドインスレーションゴムが設けられ、
   前記サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の外端部は、前記クッションゴムに接続されて終端し、
   前記サイドインスレーションゴムのタイヤ半径方向の内端部は、前記クリンチゴムに接続されて終端し、
   前記トレッドゴム本体及び前記サイドウォールゴムは、体積固有抵抗が１．０×１０⁸Ωcm以上の非導電性ゴム材からなり、
   前記貫通部、前記トレッド補強コード層、前記クッションゴム、前記サイドインスレーションゴム及び前記クリンチゴムは、いずれも体積固有抵抗が１．０×１０⁸Ωcm未満の導電性ゴム材を含み、
   タイヤが前記リムに装着されたときに、前記貫通部、前記トレッド補強コード層、前記クッションゴム、前記サイドインスレーションゴム及び前記クリンチゴムが、前記リムから路面への導電路を形成することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイドインスレーションゴムの厚さは０．５〜１．０mmである請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記サイドインスレーションゴムと前記クッションゴムとの重なり長さが１〜７mmである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記サイドインスレーションゴムと前記クリンチゴムとの重なり長さが１〜５mmである請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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