JP2016088303A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カーカスプライとサイドウォールゴムとの間のエア入り不良を低減する構造を有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至りタイヤ径方向（ＲＤ）に延びるコードを非導電性ゴムで被覆したカーカス４と、サイドウォール部２においてカーカス４の外側に設けられ非導電ゴムで形成されるサイドウォールゴム６と、トレッド部３において接地面からタイヤ幅方向外側ＷＤ２の延びるトレッド導電部５ａと、ビード部１においてリムとの接触面を有する導電性のリムストリップゴム７と、サイドウォールゴム６とカーカス４との間に配置される導電性ゴムで形成される帯状の導電シート８と、を有する。導電シート８は、トレッド導電部５ａ及びリムストリップゴム７に電気的に接続されており、ビード部側からトレッド部側へ延びる側方端８ａ，８ｂがタイヤ径方向（ＲＤ）に対して傾斜して配置されている。
【選択図】図２

Description

本開示は、車体やタイヤに生じた静電気を路面に放出可能な空気入りタイヤに関する。

近年、燃費性能と関係が深いタイヤの転がり抵抗の低減を目的として、トレッドゴム及びサイドウォールゴムなどのゴム部材を、シリカを高比率で配合した非導電性ゴムで形成した空気入りタイヤが提案されている。ところが、かかるゴム部材は、カーボンブラックを高比率で配合した従来品に比べて電気抵抗が高く、車体やタイヤで発生した静電気の路面への放出を阻害するため、ラジオノイズなどの不具合を生じやすいという問題がある。

そこで、トレッドゴム及びサイドウォールゴムを非導電性ゴムで形成しつつ、導電性ゴムを設けて、通電性能を発揮できるようにした空気入りタイヤが開発されている。例えば特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、導電性ゴムをトレッド部における接地面からタイヤ幅方向外側に延ばし、非導電性ゴムのサイドウォールゴムとカーカスプライとの間を通してリムストリップゴムに接続して、導電経路を構成したタイヤが開示されている。

特許文献２には、非導電性ゴムのサイドウォールゴムと非導電性ゴムのカーカスプライとの間に配置する導電性ゴムを帯状にして、タイヤ周方向全体ではなくタイヤ周方向の一部のみに配置したタイヤが開示されている。

特開２００７−８２６９号公報 特開２００９−１５４６０８号公報

タイヤの成形工程の一つとして、カーカスプライに対してサイドウォールゴムを貼り付ける工程がある。当該工程においては、ビード部側からトレッド側に向けてステッチャというローラをサイドウォールゴムに押し当て、サイドウォールゴムとカーカスプライとの間の空気を抜く。しかし、空気が十分に抜けずに残留し、エア入り不良となってしまう場合がある。上記文献を含め従来技術には、サイドウォールゴムとカーカスプライとの間のエア入り不良を低減する有効な構造について提案されていない。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、カーカスプライとサイドウォールゴムとの間のエア入り不良を低減する構造を有する空気入りタイヤを提供することである。

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本開示の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至りタイヤ径方向に沿ったコードを非導電性ゴムで被覆したカーカスと、前記サイドウォール部において前記カーカスの外側に設けられ非導電ゴムで形成されるサイドウォールゴムと、トレッド部において接地面からタイヤ幅方向外側の延びるトレッド導電部と、前記ビード部においてリムとの接触面を有する導電性のリムストリップゴムと、前記サイドウォールゴムと前記カーカスとの間に配置される導電性ゴムで形成される帯状の導電シートと、を備え、前記導電シートは、前記トレッド導電部及び前記リムストリップゴムに電気的に接続されており、前記ビード部側から前記トレッド部側へ延びる側方端がタイヤ径方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。

導電シートにおけるビード部側からトレッド部側へ延びる側方端がタイヤ径方向に一致していると、カーカスのコードと同じ向きとなり、ステッチャで押さえてもエアが抜けにくい。しかし、上記構成のように、導電シートにおけるビード部側からトレッド部側へ延びる側方端がタイヤ径方向に対して傾斜していると、側方端が複数のコードに跨っており、側方端がエアを案内する役目を発揮し、エアの抱き込みが抑制されると考えられる。

本開示に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図。 カーカスと導電シートの関係を模式的に示す図。 他の実施形態におけるカーカスと導電シートの関係を模式的に示す図。 本実施形態における導電シートの断面図。 他の実施形態における導電シートの断面図。

以下、本開示の一実施形態の空気入りタイヤについて、図面を参照して説明する。

図１に示すように、空気入りタイヤは、一対のビード部１と、各々のビード部１からタイヤ径方向外側ＲＤ１に延びるサイドウォール部２と、両サイドウォール部２のタイヤ径方向外側ＲＤ１の端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。

また、このラジアルタイヤは、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るトロイド状のカーカス４を備える。カーカス４は、少なくとも一枚のカーカスプライにより構成され、その端部がビードコア１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカスプライは、タイヤ赤道ＣＬに対して略直角に延びるコードを非導電性ゴムからなるトッピングゴムで被覆して形成されている。カーカス４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム４ａが配置されている。

さらに、この空気入りタイヤは、非導電性ゴムで形成され且つトレッド部３におけるカーカス４の外側に設けられたトレッドゴム５と、非導電性ゴムで形成され且つサイドウォール部２におけるカーカス４の外側に設けられたサイドウォールゴム６と、導電ゴムで形成され且つビード部１におけるカーカス４の外側に設けられたリムストリップゴム７とを有する。リムストリップゴム７はリムとの接触面を有する。トレッドゴム５の内側には、カーカス４を補強するためにベルト４ｂが設けられ、そのベルト４ｂの外側にベルト補強材４ｃが設けられている。

本実施形態では、サイドウォールゴム６のタイヤ径方向外側ＲＤ１の端部をトレッドゴム５の両側端部に載せてなるサイドウォールオントレッド（ＳＷＯＴ）構造を採用している。なお、本実施形態では、トレッドオンサイド構造を採用しているが、この構造に限られない。トレッドゴム５の側部をサイドウォールゴムのタイヤ径方向外側ＲＤ１の端部に載せてなるトレッドオンサイド（ＴＯＳ）構造を採用することも可能である。

図１に示すように、トレッド部３を構成するトレッドゴム５には、導電性ゴムで形成されるトレッド導電部５ａが埋設されている。図中では、トレッド導電部５ａは接地面からタイヤ幅方向外側ＷＤ２に延びている。本実施形態では、トレッド導電部５ａがトレッドゴム５の幅方向外側ＷＤ２の端面に到達しているが、トレッド導電部５ａがトレッドゴム５の幅方向外側ＷＤ２の端部において底面に到達するようにしてもよい。トレッド導電部５ａは種々の形状に変更可能である。

上記において接地面は、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地する面であり、そのタイヤ幅方向ＷＤの最外位置が接地端Ｅとなる。なお、正規荷重及び正規内圧とは、ＪＩＳＤ４２０２（自動車タイヤの諸元）等に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧とし、正規リムとは、原則としてＪＩＳＤ４２０２等に定められている標準リムとする。

ここで、導電性ゴムは、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ未満のゴムが例示され、例えば原料ゴムに補強剤としてカーボンブラックを高比率で配合することにより作製される。カーボンブラック以外にも、カーボンファイバーや、グラファイト等のカーボン系、及び金属粉、金属酸化物、金属フレーク、金属繊維等の金属系の公知の導電性付与材を配合することでも得られる。

また、非導電性ゴムは、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ以上のゴムが例示され、原料ゴムに補強剤としてシリカを高比率で配合したものが例示される。該シリカは、例えば原料ゴム成分１００質量部に対して３０〜１００質量部で配合される。シリカとしては、湿式シリカを好ましく用いるが、補強材として汎用されているものは制限なく使用できる。非導電性ゴムは、沈降シリカや無水ケイ酸などのシリカ類以外にも、焼成クレーやハードクレー、炭酸カルシウムなどを配合して作製してもよい。

上記の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上混合して使用される。かかる原料ゴムには、加硫剤や加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等も適宜に配合される。

サイドウォールゴム６とカーカス４との間には、導電性ゴムで形成される帯状の導電シート８が配置されている。導電シート８のタイヤ径方向外側ＲＤ１の端部がトレッド導電部５ａに電気的に接続されており、導電シート８のタイヤ径方向内側ＲＤ２の端部がリムストリップゴム７に電気的に接続されている。導電シート８は、サイドウォールゴム６とカーカス４の間をタイヤ周方向全面に配置されているわけではなく、タイヤ周方向の一部のみに配置されている。図２は、カーカス４と導電シート８との関係を示す模式図である。図２に示すように、導電シート８は、タイヤ径方向（ＲＤ）に沿って長い帯状をなしている。導電シート８は、タイヤ軸方向に沿って見た場合に、ビード部側（ＲＤ２）からトレッド部側（ＲＤ１）へ延びる側方端８ａ，８ｂがタイヤ径方向（ＲＤ）に対して傾斜して配置されている。すなわち、前記側方端８ａ，８ｂは、タイヤ軸方向に沿って見た場合に、カーカス４のコードに対して傾斜しているので、導電シート８がカーカス４の複数のコードを跨ぐことになる。

本実施形態において、導電シート８の厚みは、０．３ｍｍとしているが、０．２ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下であることが好ましい。０．２ｍｍよりも薄いと通電機能を確保できないためである。２ｍｍよりも厚いと、導電ゴムのボリュームが多くなりすぎて、転がり抵抗が増大するおそれがあるからである。

本実施形態において、導電シート８の側方端８ａ，８ｂのタイヤ径方向（ＲＤ）に対する傾斜角度θは３０度としているが、これに限定されない。１０°以上且つ８０°以下であることが好ましい。

本実施形態において、導電シート８の幅は、一定としているが、図３に示すように、ビード部側からトレッド部側へ向かうにつれて幅狭となるように形成してもよい。図３のように先細り形状にした場合には、転がり抵抗の影響を受けやすいトレッド部側における導電シート８のゴム量が減るので、転がり抵抗の増加を抑制する意味で好ましい。また、根本（ビード部側）から先端（トレッド部側）にかけてステッチャで押さえるため、先太り形状に比べて先細り形状の方が、エアが抜けしやすい。先細り形状の場合において、ビード部側端部の幅は、６ｍｍ以上且つ５０ｍｍ以下であることが好ましい。トレッド部側端部の幅は、３ｍｍ以上且つ２５ｍｍ以下であることが好ましい。

本実施形態において、導電シート８は、図４Ａに示すように、厚み方向断面において矩形状をしているが、図４Ｂに示す形状にしてもよい。図４Ｂにおいて、導電シート８は、厚み方向断面において上端面８０及び下端面８１のみを有し、上端面８０は、下端面８１との接続部分以外は曲線のみで形成されている。上端面８０が変曲点のない曲線のみで形成されているので、角部がなくなりサイドウォールゴム６との接着性が高まり、エア混入を抑制することが可能となる。

導電シート８は、タイヤ周方向に１箇所設けてもよいが、タイヤ周方向に均等になるように複数箇所に配置するのが好ましい。例えば、２箇所配置するのであれば、１８０度毎に配置することが好ましい。３箇所配置するのであれば、１２０度毎に配置するのが好ましい。導電シート８を複数箇所に設ける場合には、ステッチャの軌道がタイヤ軸回りの回転軌道になるため、全ての導電シート８の傾斜方向が一致していることが好ましい。また、カーカス４、インナーライナーゴム４ａ及びサイドウォールゴム６の少なくともいずれか１つがジョイント部を有する場合には、これらのジョイント部と導電シート８の位置が周方向に均等になるようにすれば、ユニフォミティを向上させることが可能となる。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至りタイヤ径方向方向（ＲＤ）に沿ったコードを非導電性ゴムで被覆したカーカス４と、サイドウォール部２においてカーカス４の外側に設けられ非導電ゴムで形成されるサイドウォールゴム６と、トレッド部３において接地面からタイヤ幅方向外側ＷＤ２の延びるトレッド導電部５ａと、ビード部１においてリムとの接触面を有する導電性のリムストリップゴム７と、サイドウォールゴム６とカーカス４との間に配置される導電性ゴムで形成される帯状の導電シート８と、を備える。導電シート８は、トレッド導電部５ａ及びリムストリップゴム７に電気的に接続されており、ビード部側からトレッド部側へ延びる側方端８ａ，８ｂがタイヤ径方向ＲＤに対して傾斜して配置されている。

導電シートにおけるビード部側からトレッド部側へ延びる側方端がタイヤ径方向に一致していると、カーカスのコードと同じ向きとなり、ステッチャで押さえてもエアが抜けにくい。しかし、上記構成のように、導電シート８におけるビード部側からトレッド部側へ延びる側方端８ａ，８ｂがタイヤ径方向ＲＤに対して傾斜していると、側方端８ａ，８ｂが複数のコードに跨っており、側方端８ａ，８ｂがエアを案内する役目を発揮し、エアの抱き込みが抑制されると考えられる。

本実施形態では、導電シート８は、ビード部側からトレッド部側へ向かうにつれて幅狭となるように形成されている。この先細り形状によれば、エア抜き効果が向上する。また、先細りとなるので、トレッド部側の導電性ゴムを減らして転がり抵抗を低減できる。

本実施形態では、導電シート８は、厚み方向断面において上端面８０及び下端面８１のみを有し、上端面８０は、下端面８１との接続部分以外は曲線のみで構成されている。この構成によれば、角部がなくなりサイドウォールゴム６との接着性が高まり、エア混入を抑制することが可能となる。

本開示の構成と効果を具体的に示すために、下記実施例について下記の評価を行った。

（１）ユニフォミティ
ユニフォミティの指標の一つとしてＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）を測定した。所定内圧及び所定荷重を負荷し、タイヤが一回転する間にタイヤ軸に発生するラジアル方向の力を測定した。ＲＦＶは、計測した力の変動の大きさについて比較例１を１００として指数で表した。数値が小さいほど性能に優れることを意味する。

（２）エア入り不良
タイヤを所定本製作し、導電シートの貼り付け位置におけるエアー混入品の本数を調査し、不良率を算出した。比較例１を１００として指数表示し、数値が少ないほど、不良が少ないことを意味する。

比較例１
表に示すように、インナーライナーゴム４ａ、カーカス４及びサイドウォールゴム６のジョイント部を周方向に均等配置したうえで、いずれか２つのジョイント部の間に導電シート８を設けた。導電シート８は周上に１箇所のみ設けた。導電シート８のタイヤ径方向（ＲＤ）に対する傾斜角度θを０度とした。導電シート８の幅は、１０ｍｍで一定である。導電シート８の厚みは０．３ｍｍとした。導電シート８の断面形状は矩形状とした。

比較例２
３つのジョイント部の中間となり且つ周方向に均等になるように導電シート８を３箇所に設けた。それ以外は、比較例１と同じとした。

実施例１
導電シート８のタイヤ径方向（ＲＤ）に対する傾斜角度θを３０度とした。それ以外は、比較例２と同じとした。

実施例２
導電シート８の幅を図３に示すように、ビード部側からトレッド部側に向かうにつれて幅狭となる先細り形状にした。導電シート８のビード部側の幅は８ｍｍとし、導電シート８のトレッド部側の幅は５ｍｍとした。それ以外は、実施例１と同じとした。

実施例３
導電シート８の断面形状を図４Ｂに示すように、角無しの蒲鉾形状にした。それ以外は、実施例２と同じとした。

表１における特徴図は、タイヤ軸に沿ってタイヤを側方から見た場合に、インナーライナーゴム４ａ、カーカス４及びサイドウォールゴム６のジョイント部を○で示す。まあ、導電シート８の位置を棒で示している。

比較例２は比較例１に対してユニフォミティが向上している。これは、タイヤを構成する部材のジョイント部と導電シート８を周方向に均等配置すれば、ユニフォミティが向上することが分かる。

実施例１〜３は、比較例１、２よりもエア入り不良が低減していることから、導電シート８をタイヤ径方向に対して傾斜させることがエア入り不良の低減に効果があることが分かる。

実施例２は、実施例１よりもエア入り不良が低減していることから、導電シート８の幅について、ビード部側よりもトレッド部側が幅狭となる先細り形状にすることがエア入り不良の低減に効果があることが分かる。

実施例３は、実施例２よりもエア入り不良が低減していることから、導電シート８の断面形状を角無しの蒲鉾形状にすることがエア入り不良の低減に効果があることが分かる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、図１に示すように、導電シート８は、カーカス４とリムストリップゴム７の間で終端しているが、リムストリップゴム７との電気的な接続位置は適宜変更可能である。例えば、導電シート８をリムストリップゴム７のタイヤ幅方向外側ＷＤ２で電気的に接続してもよい。

１…ビード部
２…サイドウォール部
３…トレッド部
４…カーカス
５ａ…トレッド導電部
６…サイドウォールゴム
７…リムストリップゴム
８…導電シート
８ａ，８ｂ…導電シートの側方端
８０…導電シートの上端面
８１…導電シートの下端面

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至りタイヤ径方向に沿ったコードを非導電性ゴムで被覆したカーカスと、
   前記サイドウォール部において前記カーカスの外側に設けられ非導電ゴムで形成されるサイドウォールゴムと、
   トレッド部において接地面からタイヤ幅方向外側の延びるトレッド導電部と、
   前記ビード部においてリムとの接触面を有する導電性のリムストリップゴムと、
   前記サイドウォールゴムと前記カーカスとの間に配置される導電性ゴムで形成される帯状の導電シートと、を備え、
   前記導電シートは、前記トレッド導電部及び前記リムストリップゴムに電気的に接続されており、前記ビード部側から前記トレッド部側へ延びる側方端がタイヤ径方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記導電シートは、前記ビード部側から前記トレッド部側へ向かうにつれて幅狭になるように形成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記導電シートは、厚み方向断面において上端面及び下端面のみを有し、前記上端面は、前記下端面との接続部分以外は曲線のみで構成されている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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