JP2018103831A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】磨耗末期での耐久性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】非導電性ゴムで形成され且つ接地面Ｅを構成するキャップゴム５０と、キャップゴム５０のタイヤ径方向内側ＲＤ２に設けられるベースゴム５１と、キャップゴム５０の厚み方向に延びてキャップゴム５０の内部を通り接地面Ｅからベースゴム５１の底面に至る導電ゴム５２と、を有する。キャップゴム５０とベースゴム５１との間の界面のうち導電ゴム５２に接する界面端Ｐ１は、界面端Ｐ１の周囲にある界面よりも径方向内側ＲＤ２に下がっている。【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。
特許文献１には、タイヤ赤道に、径方向に延びる導電ゴムが配置されたタイヤが開示されている。このタイヤでは、図５に示すように、導電ゴム５２がキャップゴム５０及びベースゴム５１を貫通しており、導電ゴム５２に接触する部分のベースゴム５１が径方向外側ＲＤ１に吸い上がるように延びている。
しかしながら、特許文献１のように、ベースゴム５１の端が径方向外側ＲＤ１に吸い上がるように延びたものでは、ベースゴムの端部に剛性差が生まれ、歪みが集中してクラックが生じるおそれがあり、耐久性が低下してしまう。
本開示は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、磨耗末期での耐久性能を向上させた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、非導電性ゴムで形成され且つ接地面を構成するキャップゴムと、前記キャップゴムのタイヤ径方向内側に設けられるベースゴムと、前記キャップゴムの厚み方向に延びて前記キャップゴムの内部を通り接地面から前記ベースゴムの底面に至る導電ゴムと、を有し、前記キャップゴムと前記ベースゴムとの間の界面のうち前記導電ゴムに接する界面端は、前記界面端の周囲にある界面よりも径方向内側に下がっている。
このように、構成によれば、ベースゴムの界面端が径方向内側へ下がることで、歪みの集中を回避でき、耐久性を向上させることが可能となる。
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Ｔ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ＲＤ外側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ＲＤ外側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、このタイヤＴ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層４を備える。カーカス層４は、一対のビード部同士１の間に設けられ、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トッピングゴムで被覆して形成されている。カーカス層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、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外側には、サイドウォールゴム６が設けられている。また、ビード部１におけるカーカス層４の外側には、リム装着時にリム（図示しない）と接するリムストリップゴム７が設けられている。本実施形態では、カーカス層４のトッピングゴム及びリムストリップゴム７が導電性ゴムで形成されており、サイドウォールゴム６は非導電性ゴムで形成されている。
トレッド部３におけるカーカス層４の外側には、カーカス層４を補強するためのベルト４ｂと、ベルト補強材４ｃと、トレッドゴム５とが内側から外側に向けて順に設けられている。ベルト４ｂは、複数枚のベルトプライにより構成されている。ベルト補強材４ｃは、タイヤ周方向に延びるコードをトッピングゴムで被覆して構成されている。ベルト補強材４ｃは、必要に応じて省略しても構わない。
図１及び図２に示すように、トレッドゴム５は、非導電性ゴムで形成され且つ接地面Ｅを構成するキャップゴム５０と、キャップゴム５０のタイヤ径方向内側に設けられるベースゴム５１と、を有する。キャップゴム５０の表面には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝５ａが形成されている。キャップゴム５０には、タイヤ周方向ＣＤに延びる主溝５ａと、主溝５ａによって区画される陸部と、が形成されている。トレッド部３は、キャップゴム５０の厚み方向に延びてキャップゴム５０の内部を通り接地面Ｅからベースゴム５１の底面に至る導電ゴム５２を有する。
上記において接地面Ｅ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。
本実施形態では、トレッドゴム５の両側端部にサイドウォールゴム６を載せてなるサイドウォールオントレッド（ＳＷＯＴ；side wall on tread）構造を採用しているが、この構造に限られるものではなく、トレッドゴムの両側端部をサイドウォールゴムのタイヤ径方向ＲＤ外側端に載せてなるトレッドオンサイド（ＴＯＳ；tread on side）構造を採用することも可能である。
ここで、導電性ゴムは、体積抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満を示すゴムが例示され、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１０８Ω・ｃｍ以上を示すゴムが例示され、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重量部に対して３０〜１００重量部で配合される。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。
導電性ゴムは、耐久性を高めて通電性能を向上する観点から、窒素吸着非表面積：Ｎ２ＳＡ（ｍ２／ｇ）×カーボンブラックの配合量（質量％）が１９００以上、好ましくは２０００以上であって、且つ、ジブチルフタレート吸油量：ＤＢＰ（ｍｌ／１００ｇ）×カーボンブラックの配合量（質量％）が１５００以上、好ましくは１７００以上を満たす配合であることが望ましい。Ｎ２ＳＡはＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８９に、ＤＢＰはＡＳＴＭ Ｄ２４１４−９０に準拠して求められる。
図２は、導電ゴム５２及びその周辺構造を示す断面図である。キャップゴム５０とベースゴム５１の間の界面のうち導電ゴム５２に接する界面端Ｐ１は、界面端Ｐ１の周囲にある界面よりも径方向内側ＲＤ２に下がっている。図２の例では、導電ゴム５２からタイヤ幅方向ＷＤに所定距離Ｌ１離れた部位Ｐ２と、界面端Ｐ１との間にある界面は、部位Ｐ２よりも径方向内側ＲＤ２に下がっている。図２では、所定距離Ｌ１は５．０ｍｍであり、部位Ｐ２から界面端Ｐ１に向けて径方向内側ＲＤ２に次第に下がっている。図２では、導電ゴム５２の幅Ｗ＜Ｌ１である。ベースゴム５１の部位Ｐ２での厚みＧ１は、１．５ｍｍである。ベースゴム５１の界面端Ｐ１での厚みＧ２は、１．０ｍｍである。
図３の例では、所定距離Ｌ１は１．５ｍである。ベースゴム５１の部位Ｐ２での厚みＧ１は、１．５ｍｍである。ベースゴム５１の界面端Ｐ１での厚みＧ２は、１．０ｍｍである。ここで、所定距離Ｌ１は、導電ゴム５２の幅Ｗ以上であることが好ましい。Ｌ１＜Ｗとなってしまうと、界面端Ｐ１が径方向内側へ急激に下がることになるので、歪み集中のおそれがあるからである。Ｌ１の最大値としては、主溝を超えない範囲であることが好ましい。図２及び図３のように、１．５ｍｍ≦Ｌ１≦５．０ｍｍが好ましい。
図２及び図３の例では、キャップゴム５０の主溝以外の厚みは、（Ｄ１−１．６）ｍｍ以上であることが好ましい。主溝５ａの深さはＤ１である。キャップゴム５０の主溝５ａ下部の厚みは、０．５ｍｍ以上あることが好ましい。ベースゴム５１の厚みは、（Ｄ１−１．６）ｍｍ未満であることが好ましい。これらの条件を満たせば、磨耗したとしてもトレッド表面にベースゴム５１が露出することを防止することができる。
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）耐久性（磨耗末期）
サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを用い、アスファルトまたはコンクリート路面を走行させ、界面セパレーションが発生するまでの距離を測定した。比較例１の結果を１００とする指数で表現した。距離が長い（指数が大きい）ほど、耐久性が優れる。試験条件は、空気圧を車両指定とし、荷重は乗員１名あたり５５ｋｇとして満員時の荷重とした。磨耗末期は、溝深さがＴＷＩ（Tire Wear Indicator）から０．５ｍｍとなるまで磨耗させた状態とした。
サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを用い、アスファルトまたはコンクリート路面を走行させ、界面セパレーションが発生するまでの距離を測定した。比較例１の結果を１００とする指数で表現した。距離が長い（指数が大きい）ほど、耐久性が優れる。試験条件は、空気圧を車両指定とし、荷重は乗員１名あたり５５ｋｇとして満員時の荷重とした。磨耗末期は、溝深さがＴＷＩ（Tire Wear Indicator）から０．５ｍｍとなるまで磨耗させた状態とした。
実施例１
図２に示す実施形態を実施例１とした。
図２に示す実施形態を実施例１とした。
実施例２
図３に示す実施形態を実施例２とした。
図３に示す実施形態を実施例２とした。
比較例１
図４に示すように、導電ゴム５２の周辺において、ベースゴム５１とキャップゴム５０の界面は水平に延びている。よって、導電ゴム５２と主溝５ａの中間におけるベースゴム５１の厚みＧ２と、界面端Ｐ１におけるベースゴム５１の厚みＧ１とは、共に１．５ｍｍで等しい。その他は、実施例１と同じである。
図４に示すように、導電ゴム５２の周辺において、ベースゴム５１とキャップゴム５０の界面は水平に延びている。よって、導電ゴム５２と主溝５ａの中間におけるベースゴム５１の厚みＧ２と、界面端Ｐ１におけるベースゴム５１の厚みＧ１とは、共に１．５ｍｍで等しい。その他は、実施例１と同じである。
比較例２
図５に示すように、導電ゴム５２からタイヤ幅方向ＷＤに所定距離Ｌ１離れた部位Ｐ２と、界面端Ｐ１との間にある界面は、部位Ｐ２よりも径方向外側ＲＤ１に上がっている。所定距離Ｌ１は１．５ｍｍであり、部位Ｐ２でのベースゴム５１の厚みＧ１は１．５ｍｍであり、界面端Ｐ１でのベースゴム５１の厚みＧ２は２．０ｍｍである。
図５に示すように、導電ゴム５２からタイヤ幅方向ＷＤに所定距離Ｌ１離れた部位Ｐ２と、界面端Ｐ１との間にある界面は、部位Ｐ２よりも径方向外側ＲＤ１に上がっている。所定距離Ｌ１は１．５ｍｍであり、部位Ｐ２でのベースゴム５１の厚みＧ１は１．５ｍｍであり、界面端Ｐ１でのベースゴム５１の厚みＧ２は２．０ｍｍである。
表１より、比較例２は比較例１よりも悪化している。これは、ベースゴム５１の界面端Ｐ１が径方向外側ＲＤ１へ上がっており、この端部に歪みが集中したためと考えられる。実施例１、２は、比較例１、２よりも耐久性が向上している。これは、ベースゴム５１の界面端Ｐ１が径方向内側ＲＤ２へ下がることで、歪みの集中を回避できたためと考えられる。
以上のように、本実施形態の空気入りタイヤは、非導電性ゴムで形成され且つ接地面Ｅを構成するキャップゴム５０と、キャップゴム５０のタイヤ径方向内側ＲＤ２に設けられるベースゴム５１と、キャップゴム５０の厚み方向に延びてキャップゴム５０の内部を通り接地面Ｅからベースゴム５１の底面に至る導電ゴム５２と、を有する。キャップゴム５０とベースゴム５１との間の界面のうち導電ゴム５２に接する界面端Ｐ１は、界面端Ｐ１の周囲にある界面よりも径方向内側ＲＤ２に下がっている。
このように、構成によれば、ベースゴム５１の界面端Ｐ１が径方向内側ＲＤ２へ下がることで、歪みの集中を回避でき、耐久性を向上させることが可能となる。
本実施形態では、導電ゴム５２からタイヤ幅方向ＷＤに所定距離Ｌ１離れた部位Ｐ２と、界面端Ｐ１との間にある界面は、部位Ｐ２よりも径方向内側ＲＤ２に下がっており、所定距離Ｌ１は、導電ゴム５２の幅Ｗ以上である。
この構成によれば、界面端Ｐ１が径方向内側へ急激に下がることを避けているので、歪み集中による耐久性悪化を防止することができる。
本実施形形態では、導電ゴム５２からタイヤ幅方向ＷＤに所定距離Ｌ１離れた部位Ｐ２と、界面端Ｐ１との間にある界面は、部位Ｐ２よりも径方向内側ＲＤ２に下がっており、所定距離Ｌ１は、５．０ｍｍ以下１．５ｍｍ以上である。
この構成が、好適な例である。
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。
５０…キャップゴム
５１…ベースゴム
５２…導電ゴム
Ｐ１…界面端
ＲＤ２…タイヤ径方向内側
Ｅ…接地面
５１…ベースゴム
５２…導電ゴム
Ｐ１…界面端
ＲＤ２…タイヤ径方向内側
Ｅ…接地面
Claims (3)
- 非導電性ゴムで形成され且つ接地面を構成するキャップゴムと、前記キャップゴムのタイヤ径方向内側に設けられるベースゴムと、前記キャップゴムの厚み方向に延びて前記キャップゴムの内部を通り接地面から前記ベースゴムの底面に至る導電ゴムと、を有し、
前記キャップゴムと前記ベースゴムとの間の界面のうち前記導電ゴムに接する界面端は、前記界面端の周囲にある界面よりも径方向内側に下がっている、空気入りタイヤ。 - 前記導電ゴムからタイヤ幅方向に所定距離離れた部位と、前記界面端との間にある前記界面は、前記部位よりも径方向内側に下がっており、
前記所定距離は、前記導電ゴムの幅Ｗ以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記導電ゴムからタイヤ幅方向に所定距離離れた部位と、前記界面端との間にある前記界面は、前記部位よりも径方向内側に下がっており、
前記所定距離は、５．０ｍｍ以下１．５ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
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