JP2019018725A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】導電部の耐久性を向上させることができ、帯電抑制性能を維持することができる。【解決手段】一対のビード部10と、一対のビード部10間に架け渡される少なくとも1層のカーカス層13と、カーカス層13のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層14と、ベルト層14のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴム15と、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置される一対のサイドウォールゴム16とを備える空気入りタイヤ1であって、一対のビード部10間に、少なくとも一箇所の分離部53を有して延在する導電部52を備え、且つ、導電部52が、線状構造を有すると共に、線状構造が、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る導電線状体521を含んで構成される。【選択図】図2

Description

本発明は、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、導電部の耐久性を向上できる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関する。
従来の空気入りタイヤの中には、車両走行時にて車両に発生する静電気を路面に放出するために、アーストレッドを用いた帯電抑制構造が採用されているものがある。アーストレッドは、キャップトレッドを貫通してタイヤ接地面に露出する導電ゴムである。この帯電抑制構造では、車両からの静電気がベルト層からアーストレッドを介して路面に放出されて、車両の帯電が抑制される。
一方で、近年では、タイヤの低燃費性能を向上させるために、キャップトレッド、アンダートレッド、サイドウォールゴムなどを構成するゴムコンパウンドのシリカ含有量を増加させる傾向にある。シリカは絶縁特性が高いため、キャップトレッドのシリカ含有量が増加するとキャップトレッドの抵抗値が増加して、タイヤの帯電抑制性能が低下する。
このため、従来の空気入りタイヤの中には、帯電抑制性能を向上させるために、ビード部からベルト層まで連続して延在する導電部を備えているものがある。かかる構成を採用する従来の空気入りタイヤとして、例えば、特許文献1〜3に記載される技術が知られており、特許文献1〜3に記載された空気入りタイヤには、タイヤ幅方向における両側に位置するビード部同士の間に亘って導電部が配設されている。これにより、導電部は、ビード部からベルト層まで連続して配設されるため、車両に発生する静電気をビード部からベルト層まで流すことができ、ベルト層からアーストレッドを介して路面に放出することができる。
特開2009−154608号公報 特表2013−528525号公報 特開2014−133467号公報
ここで、車両の走行時における空気入りタイヤには、車両の走行状態に応じた様々な方向の荷重が作用するため、空気入りタイヤは、トレッド部やサイドウォール部等の各部が変形しながら回転する。導電部が配設される空気入りタイヤが変形した場合、トレッド部やサイドウォール部等の変形に伴って、導電部も変形する。導電部が変形をする際には、導電部に作用する張力も変化しながら変形するが、これらの変形が繰り返されると、繰り返し変形による疲労や繰り返し変化する張力によって、導電部は断線する虞がある。
導電部が断線した場合、ビード部とベルト層との間で断線をすると、ビード部とベルト層との間の電気抵抗が上昇するため、導電部による、車両の帯電を抑制する性能が低下することになる。このため、ビード部からベルト層まで連続して延在する導電部の耐久性を、走行距離に関わらず継続して確保し、帯電抑制性能を維持し続けるのは、大変困難なものとなっていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導電部の耐久性を向上させることができ、帯電抑制性能を維持することのできる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部と、前記一対のビード部間に架け渡される少なくとも1層のカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムと、前記カーカス層のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置される一対のサイドウォールゴムとを備える空気入りタイヤであって、前記一対のビード部間に、少なくとも一箇所の分離部を有して延在する導電部を備え、且つ、前記導電部が、線状構造を有すると共に、前記線状構造が、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る導電線状体を含んで構成されることを特徴とする。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記分離部は、前記ビード部と前記ベルト層との間の領域以外に位置することが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部は、前記一対のビード部と前記ベルト層との間のそれぞれの領域のうち少なくとも一方の領域では、前記ビード部と前記ベルト層との間に連続して配設されることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記分離部は、前記ベルト層のうちタイヤ幅方向における幅が最も広い前記ベルト層のタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴムが、タイヤ接地面を構成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内側に積層されるアンダートレッドとを有し、且つ、1×10^8[Ω・cm]未満の体積抵抗率を有すると共に、少なくとも前記キャップトレッドを貫通してタイヤ接地面に露出するアーストレッドを備えることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記分離部の端部と、前記アーストレッドにおける前記分離部の端部から最も近い位置との距離DがD≦50[mm]となることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部が、少なくとも1本の前記導電線状体を含む複数本の線状体を撚り合わせて成ることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部が、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ前記導電線状体と、1×10^8[Ω/cm]以上の電気抵抗率をもつ非導電線状体とを撚り合わせて成ることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電線状体が、金属繊維であり、前記非導電線状体が、有機繊維であることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部が、前記カーカス層と隣接部材との間に挟み込まれて配置されることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層のコートゴムの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上であることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部の総繊度が、20[dtex]以上1000[dtex]以下であることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部の伸び率が、1.0[%]以上70.0[%]以下であることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴムが、タイヤ接地面を構成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内側に積層されるアンダートレッドとを有し、且つ、前記キャップトレッドの60[℃]のtanδ値が0.25以下であり、前記キャップトレッドの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォールゴムの60[℃]のtanδ値が0.20以下であり、前記サイドウォールゴムの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあることが好ましい。
また、上記空気入りタイヤにおいて、前記導電部は、前記カーカス層が有するカーカスコードに対して交差することが好ましい。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、線状構造を有すると共に前記線状構造が1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る導電線状体を含んで構成される導電部を、空気入りタイヤを構成する部材の組み立て時に一対のビード部間に延在させる第1工程と、前記導電部に切れ込みを入れる第2工程と、加硫前のリフトによって前記導電部の切れ込みを分離させる第3工程と、を含むことを特徴とする。
本発明に係る空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法は、導電部の耐久性を向上させることができ、帯電抑制性能を維持することができる、という効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図2は、図1のタイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面から一方側の領域の詳細図である。 図3は、図2に示すアーストレッドの詳細図である。 図4は、図2のA部詳細図である。 図5は、図2のB−B方向の断面図であり、トレッド部の位置での導電部の配置構造についての説明図である。 図6は、導電部単体の説明図である。 図7は、図1に示すカーカス層を展開した状態の模式図であり、カーカスコードと導電部との関係を示す説明図である。 図8は、実施形態1に係る空気入りタイヤの製造方法の一部を示すフロー図である。 図9は、実施形態2に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図であり、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面から一方側の領域の詳細図である。 図10は、図9のC部詳細図である。 図11は、図10に示すカーカス層を展開した状態の模式図であり、アーストレッドと導電部52との関係を示す説明図である。 図12は、実施形態1に係る空気入りタイヤの変形例であり、導電部の第1部材と第2部材とがオフセットされる状態を示す説明図である。 図13は、実施形態1に係る空気入りタイヤの変形例であり、導電部がカーカスコードに対して交差して配設される状態を示す説明図である。 図14は、実施形態1に係る空気入りタイヤの変形例であり、導電部がカーカスコードに対して交差して配設される状態を示す説明図である。 図15は、実施形態1に係る空気入りタイヤの変形例であり、導電部の第1部材と第2部材とが接触して配設される状態を示す説明図である。 図16は、実施形態2に係る空気入りタイヤの変形例であり、アーストレッドが周方向主溝を跨いで形成される状態を示す説明図である。 図17は、実施形態2に係る空気入りタイヤの変形例であり、分離部とアーストレッドとが重ならない状態を示す説明図である。 図18は、実施形態2に係る空気入りタイヤの変形例であり、分離部とアーストレッドとが重ならない状態を示す説明図である。 図19は、実施形態2に係る空気入りタイヤの変形例であり、導電部の第1部材と第2部材とがオフセットされる状態を示す説明図である。 図20は、実施形態2に係る空気入りタイヤの変形例であり、導電部がカーカスコードに対して交差して配設される状態を示す説明図である。 図21Aは、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図21Bは、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図21Cは、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
以下に、本発明に係る空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態1]
[空気入りタイヤ]
図1は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1を示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、タイヤ径方向の片側領域を示している。また、同図は、空気入りタイヤの一例として、乗用車用ラジアルタイヤを示している。
なお、同図において、タイヤ子午線方向の断面とは、タイヤ回転軸(図示省略)を含む平面でタイヤを切断したときの断面をいう。また、符号CLは、タイヤ赤道面であり、タイヤ回転軸方向にかかるタイヤの中心点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面をいう。また、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいう。
この空気入りタイヤ1は、タイヤ回転軸を中心とする環状構造を有し、トレッド部2と、一対のサイドウォール部3、3と、一対のビード部10、10と、カーカス層13と、ベルト層14と、インナーライナ18とを備える(図1参照)。このうち、一対のサイドウォール部3、3と、一対のビード部10、10とは、それぞれタイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面CLの両側に1つずつが配設されている。
一対のビード部10、10は、一対のサイドウォール部3、3のタイヤ径方向内側に位置しており、それぞれビードコア11と、ビードフィラー12と、リムクッションゴム17と、チェーファ20とを有している。即ち、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面CLの両側には、一対のビードコア11、11と、一対のビードフィラー12、12と、一対のリムクッションゴム17、17と、一対のチェーファ20、20とが配設されている。
一対のビードコア11、11は、複数のビードワイヤを束ねて成る環状部材であり、一対のビード部10、10のコアを構成する。一対のビードフィラー12、12は、一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されてビード部10を補強する。
カーカス層13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造、或いは複数のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、タイヤ幅方向における両側に位置するビード部10、10間に、トロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13のカーカスプライは、スチール、或いはアラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどの有機繊維材から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成されている。このカーカス層13のカーカスプライは、タイヤ周方向に対するカーカスコードの延在方向の傾斜角として定義されるカーカス角度が、絶対値で80[deg]以上95[deg]以下の範囲内になっている。
例えば、図1の構成では、カーカス層13が、単層構造を有し、タイヤ幅方向両側のビードコア11、11間に連続して架け渡されている。また、カーカス層13の両端部が、ビードコア11及びビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止されている。つまり、カーカス層13は、タイヤ子午線方向の断面視における両端部付近が、ビードコア11及びビードフィラー12のタイヤ幅方向内側からタイヤ径方向内側を通り、タイヤ幅方向外側に巻き返されている。
また、カーカス層13のカーカスプライは、カーカスコードのコートゴムの60[℃]のtanδ値が、0.20以下であることが好ましく、また、カーカスコードのコートゴムの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上であることが好ましい。これらにより、タイヤの転がり抵抗が低下する。かかる体積抵抗率を有するコートゴムは、例えば、カーボン配合量が少ない低発熱コンパウンドを使用することにより生成される。さらに、コートゴムは、シリカを使用せずに構成されても良いし、シリカを含有させて補強されても良い。
なお、60[℃]のtanδ値は、(株)東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪10%、振幅±0.5%、周波数20Hzの条件で測定される。
また、体積抵抗率(体積固有抵抗)は、JIS K6271規定の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−体積抵抗率及び表面抵抗率の求め方」に基づいて測定される。一般に、体積抵抗率が1×10^8[Ω・cm]未満、もしくは表面抵抗率が1×10^8[Ω/cm]未満の範囲にあれば、部材が静電気の帯電を抑制可能な導電性を有するといえる。
一対のビード部10、10が有する一対のリムクッションゴム17、17は、タイヤ幅方向両側のビードコア11、11及びカーカス層13の巻き返し部のタイヤ径方向内側にそれぞれ配置されて、リムRのリムフランジ部に対するビード部10の接触面を構成する。リムクッションゴム17の体積抵抗率は、1×10^7[Ω・cm]以下であることが好ましい。
ベルト層14は、一対の交差ベルト141、142と、ベルトカバー143とをタイヤ径方向に積層することにより構成され、カーカス層13のタイヤ径方向外側に配置されてカーカス層13の外周に掛け廻されている。一対の交差ベルト141、142は、スチール或いは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、タイヤ周方向に対するベルトコードの延在方向の傾斜角であるベルト角度が、絶対値で20[deg]以上65[deg]以下の範囲内になっている。また、一対の交差ベルト141、142は、ベルト角度が相互に異符号となり、ベルトコードの延在方向を相互に交差させて積層される、いわゆるクロスプライ構造になっている。即ち、一対の交差ベルト141、142は、タイヤ周方向に対するタイヤ幅方向へのベルトコードの傾斜方向が、互いに反対方向になっている。ベルトカバー143は、コートゴムで被覆されたスチール或いは有機繊維材から成る複数のコードを圧延加工して構成され、ベルト角度が絶対値で0[deg]以上10[deg]以下の範囲内になっている。また、ベルトカバー143は、交差ベルト141、142のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
トレッド部2は、ゴム組成物であるトレッドゴム15を有して構成され、カーカス層13及びベルト層14のタイヤ径方向外側に配置されていると共に、空気入りタイヤ1のタイヤ径方向の最も外側で露出している。このため、トレッド部2は、外周表面が空気入りタイヤ1の輪郭の一部を構成している。また、トレッド部2を構成するトレッドゴム15は、キャップトレッド151と、アンダートレッド152とを有している。
キャップトレッド151は、トレッド部2のタイヤ径方向における最も外側に位置してタイヤ接地面を構成するゴム部材であり、単層構造を有しても良いし(図1参照)、多層構造を有しても良い(図示省略)。キャップトレッド151の60[℃]のtanδ値は、0.25以下であることが好ましい。また、キャップトレッド151の体積抵抗率は、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあることが好ましく、1×10^10[Ω・cm]以上の範囲にあることがより好ましく、1×10^12[Ω・cm]以上の範囲にあることがより好ましい。これらにより、空気入りタイヤ1の転がり抵抗が低下する。かかる体積抵抗率をもつキャップトレッド151は、カーボン配合量が少ない低発熱コンパウンドを使用し、また、シリカ含有量を増加させて補強することにより生成される。
また、アンダートレッド152は、キャップトレッド151のタイヤ径方向内側に積層される部材である。アンダートレッド152の体積抵抗率は、キャップトレッド151の体積抵抗率よりも低いことが好ましい。
一対のサイドウォール部3、3は、それぞれサイドウォールゴム16を有して構成され、一対のサイドウォール部3、3が有する一対のサイドウォールゴム16、16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されている。サイドウォールゴム16の60[℃]のtanδ値は、0.20以下であることが好ましい。また、サイドウォールゴム16の体積抵抗率は、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあることが好ましく、1×10^10[Ω・cm]以上の範囲にあることがより好ましく、1×10^12[Ω・cm]以上の範囲にあることがより好ましい。これらにより、空気入りタイヤ1の転がり抵抗が低下する。かかる体積抵抗率をもつサイドウォールゴム16は、カーボン配合量が少ない低発熱コンパウンドを使用し、また、シリカ含有量を増加させて補強することにより生成される。
なお、キャップトレッド151の体積抵抗率の上限値、アンダートレッド152の体積抵抗率の下限値、サイドウォールゴム16の体積抵抗率の上限値及びリムクッションゴム17の体積抵抗率の下限値は、特に限定がないが、これらがゴム部材であることから物理的な制約を受ける。
インナーライナ18は、タイヤ内表面に配置されてカーカス層13を覆う空気透過防止層であり、カーカス層13の露出による酸化を抑制し、また、タイヤに充填された空気の洩れを防止する。また、インナーライナ18は、例えば、ブチルゴムを主成分とするゴム組成物、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂中にエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物などから構成される。特に、インナーライナ18が熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマー組成物から成る構成では、インナーライナ18がブチルゴムから成る構成と比較して、インナーライナ18を薄型化できるので、タイヤ重量を大幅に軽減できる。
なお、インナーライナ18の空気透過係数は、一般に、温度30[℃]でJIS K7126−1に準拠して測定した場合に、100×10^−12[cc・cm/cm^2・sec・cmHg]以下であることが好ましく、50×10^−12[cc・cm/cm^2・sec・cmHg]以下であることがより好ましい。また、インナーライナ18の体積抵抗率は、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあることが好ましく、一般に1×10^9[Ω・cm]以上であることが好ましい。
ブチルゴムを主成分とするゴム組成物としては、例えば、ブチルゴム(IIR)、ブチル系ゴムなどが採用され得る。ブチル系ゴムは、例えば、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)などのハロゲン化ブチルゴムであることが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えばナイロン6(N6)、ナイロン66(N66)、ナイロン46(N46)、ナイロン11(N11)、ナイロン12(N12)、ナイロン610(N610)、ナイロン612(N612)、ナイロン6/66共重合体(N6/66)、ナイロン6/66/610共重合体(N6/66/610)、ナイロンMXD6、ナイロン6T、ナイロン9T、ナイロン6/6T共重合体、ナイロン66/PP共重合体、ナイロン66/PPS共重合体〕、ポリエステル系樹脂〔例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンイソフタレート(PEI)、ポリブチレンテレフタレート/テトラメチレングリコール共重合体、PET/PEI共重合体、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸/ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えばポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS)、メタクリロニトリル/スチレン共重合体、メタクリロニトリル/スチレン/ブタジエン共重合体〕、ポリ(メタ)アクリレート系樹脂〔例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリメタクリル酸エチル、エチレンエチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレンアクリル酸共重合体(EAA)、エチレンメチルアクリレート樹脂(EMA)〕、ポリビニル系樹脂〔例えば酢酸ビニル(EVA)、ポリビニルアルコール(PVA)、ビニルアルコール/エチレン共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニル/塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン/メチルアクリレート共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリクロルフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフロロエチレン/エチレン共重合体(ETFE)〕、イミド系樹脂〔例えば芳香族ポリイミド(PI)〕などが採用され得る。
エラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴムおよびその水素添加物〔例えばNR、IR、エポキシ化天然ゴム、SBR、BR(高シスBRおよび低シスBR)、NBR、水素化NBR、水素化SBR〕、オレフィン系ゴム〔例えばエチレンプロピレンゴム(EPDM、EPM)、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム(M−EPM)〕、ブチルゴム(IIR)、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム(ACM)、アイオノマー、含ハロゲンゴム〔例えばBr−IIR、Cl−IIR、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物(Br−IPMS)、クロロプレンゴム(CR)、ヒドリンゴム(CHC、CHR)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、塩素化ポリエチレン(CM)、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン(M−CM)〕、シリコーンゴム〔例えばメチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム〕、含イオウゴム〔例えばポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えばスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー〕などが採用され得る。
[帯電抑制構造]
従来の空気入りタイヤの中には、車両走行時にて車両に発生する静電気を路面に放出するために、アーストレッドを用いた帯電抑制構造が採用されているものがある。アーストレッドは、トレッドゴムに埋設されてタイヤ接地面に露出する導電ゴムである。この帯電抑制構造では、車両からの静電気がベルト層からアーストレッドを介して路面に放出されて、車両の帯電が抑制される。
一方で、近年では、上記のように、タイヤの転がり抵抗を低減して低燃費性能を向上させるために、キャップトレッド、アンダートレッド、サイドウォールゴムなどを構成するゴムコンパウンドのシリカ含有量を増加させる傾向にある。シリカは絶縁特性が高いため、キャップトレッドのシリカ含有量が増加すると、キャップトレッドの体積抵抗値が増加してタイヤの帯電抑制性能が低下する。
そこで、本実施形態1に係る空気入りタイヤ1は、帯電抑制性能を向上させるために、以下の構成を採用している。
図2は、図1のタイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面CLから一方側の領域の詳細図である。図3は、図2に示すアーストレッド51の詳細図である。これらの図において、アーストレッド51及び導電部52にはハッチングを付してある。
図1に示すように、本実施形態1に係る空気入りタイヤ1は、帯電抑制構造5として、アーストレッド51及び導電部52を備える。アーストレッド51は、図2に示すように、トレッドゴム15の踏面に露出し、キャップトレッド151及びアンダートレッド152を貫通してベルト層14に導電可能に接触する。即ち、アーストレッド51は、少なくともキャップトレッド151を貫通してタイヤ接地面に露出する。本実施形態1では、アーストレッド51は、キャップトレッド151及びアンダートレッド152を貫通し、タイヤ径方向における内側の端部がベルトカバー143に導電可能に接触する。これにより、ベルト層14から路面への導電経路が確保される。
また、アーストレッド51は、タイヤ全周に渡って延在する環状構造を有し、その一部をトレッド踏面に露出させつつタイヤ周方向に連続的に延在している。従って、空気入りタイヤ1の転動時にて、アーストレッド51が常に路面に接触することにより、ベルト層14から路面への導電経路が常に確保される。本実施形態1では、アーストレッド51のタイヤ幅方向における幅は、トレッド部2にタイヤ周方向に延びて形成される周方向主溝6の溝幅よりも狭くなっており、タイヤ幅方向に隣り合う周方向主溝6同士の間に形成されている。
また、アーストレッド51は、トレッドゴム15よりも低い体積抵抗率を有する導電性ゴム材料から成る。具体的には、アーストレッド51の体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]未満であることが好ましく、1×10^6[Ω・cm]以下であることがより好ましい。
導電部52は、図1及び図2に示すように、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率を有し、カーカス層13に沿って一対のビード部10、10間に延在して配置されている。一対のビード部10、10間に延在する導電部52は、タイヤ径方向外側の位置ではベルト層14に対してタイヤ径方向に重なり、導電部52のタイヤ径方向内側の端部は、ビードコア11の近傍に位置してリムクッションゴム17に接触している。これにより、導電部52からベルト層14に至る導電経路が確保されると共に、リム嵌合面からリムクッションゴム17を介して導電部52に至る導電経路が確保される。
また、一対のビード部10、10間に延在する導電部52は、少なくとも一箇所の分離部53を有してビード部10、10間に延在している。導電部52の分離部53は、本実施形態1では、一対のビード部10、10とベルト層14との間のそれぞれの領域のうち、一方の領域のビード部10とベルト層14との間に位置している。つまり、分離部53は、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部3、3のうち、一方のサイドウォール部3側に位置しており、他方のサイドウォール部3側には形成されていない。これにより、導電部52は、一対のビード部10、10とベルト層14との間のそれぞれの領域のうち少なくとも一方の領域では、ビード部10とベルト層14との間に連続して配設され、少なくとも一方のビード部10からベルト層14までの導電経路が確保される。
なお、本実施形態1では、ビード部10とは、リム径の測定点からタイヤ断面高さSHの1/3までの領域をいう。また、タイヤ断面高さSHとは、タイヤ外径とリム径との差の1/2をいい、空気入りタイヤ1を規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
ここで、規定リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、或いはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、或いはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、或いはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、JATMAにおいて、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧180[kPa]であり、規定荷重が最大負荷能力の88[%]である。
図4は、図2のA部詳細図である。導電部52は、分離部53によって2つに部材に分離されており、以下の説明では、分離部53によって分離される一方に部材を第1部材54とし、他方の部材を第2部材55として説明する。第1部材54は、本実施形態1では、導電部52における、分離部53からタイヤ径方向外側に延びて、タイヤ幅方向における両側のサイドウォール部3、3のうち分離部53が位置する側のサイドウォール部3の反対側のサイドウォール部3が位置する側のビード部10まで延びる部材になっている。一方、第2部材55は、導電部52における、分離部53からタイヤ径方向内側に延びて、タイヤ幅方向における両側のサイドウォール部3、3のうち分離部53が位置する側のサイドウォール部3が位置する側のビード部10まで延びる部材になっている。
分離部53は、第1部材54の端部54aと第2部材55の端部55aとが離間することにより形成されている。分離部53での離間距離S、即ち、第1部材54の端部54aと第2部材55の端部55aとの距離Sは、S≦100mmの範囲になっている。このように分離部53で分離される第1部材54の端部54aと第2部材55の端部55aと離間距離Sは、好ましくはS≦60mmの範囲、より好ましくはS≦20mmの範囲である。
図5は、図2のB−B方向の断面図であり、トレッド部2の位置での導電部52の配置構造についての説明図である。図6は、導電部52単体の説明図である。これらの図において、図5は、ベルト層14及び導電部52の径方向断面図を模式的に示している。また、図6は、導電部52の撚り線構造を示している。
導電部52は、導電線状体521を含む線状構造を有している。かかる導電部52は、少なくとも1本の導電線状体521を含む複数本の線状体を撚り合わせて成る撚り線構造を有している。なお、導電部52は、導電物質から成る単線のコードであっても良い(図示省略)。導電部52が線状構造を有する構成では、導電部がタイヤに追加設置されたゴム層から成る構成と比較して、タイヤの転がり抵抗が小さい点で好ましい。
導電線状体521は、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る線状体である。従って、導電線状体521は、導電性物質から成る単繊維自体、糸自体、或いは、コード自体を意味する。従って、例えば、金属や炭素繊維などから成るコード、ステンレスなどの金属を繊維化して成る金属繊維などが、導電線状体521に該当する。
導電部52の撚り線構造(図6参照)としては、例えば、(1)複数本の炭素繊維を撚り合わせて成る構造、(2)1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率を持つ導電線状体521と、1×10^8[Ω/cm]以上の電気抵抗率をもつ非導電線状体522とを撚り合わせて成る構造などが挙げられる。線状体の撚り線構造は、特に限定がなく、任意のものを採用できる。
上記(2)における非導電線状体522としては、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などを採用できる。特に、導電部52が、金属繊維から成る導電線状体521と、ポリエステル繊維等の有機繊維から成る非導電線状体522とを撚り合わせて成る混紡糸であることが好ましい。
電気抵抗率[Ω/cm]は、繊維の糸長方向に長さ3[cm]以上の試験片を採取し、試験片の間(両端間)に500[V]の電圧をかけて、測定環境20[℃]、20[%]RHの条件下、東亜電波工業(株)製の抵抗値測定機「SME−8220」を使用して測定される。
また、導電部52の総繊度が、20[dtex]以上1000[dtex]以下の範囲にあることが好ましく、150[dtex]以上350[dtex]以下の範囲にあることがより好ましい。総繊度の下限を上記の範囲とすることにより、タイヤ製造時における導電部52の断線が抑制される。また、総繊度の上限を上記の範囲とすることにより、タイヤ転動時における導電部52の断線が抑制される。
総繊度は、JIS L1017(化学繊維タイヤコード試験方法 8.3 正量繊度)に準拠して測定される。
また、導電部52の伸び率、即ち、導電部52の伸度が、1.0[%]以上70.0[%]以下の範囲にあることが好ましい。伸度を1.0[%]以上とすることにより、タイヤ製造時における導電部52の断線が抑制される。また、伸度を70.0[%]以下とすることにより、タイヤ転動時における導電部52の断線が抑制される。
線状体の伸度は、JIS L1017(化学繊維タイヤコード試験方法 8.5 引張強さ及び伸び率)に準拠して測定される。
また、本実施形態1では、導電部52は、ヤーンであり、カーカス層13と隣接部材との間に挟み込まれて配置される。また、導電部52は、図6に示すように、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電線状体521と、1×10^8[Ω/cm]以上の電気抵抗率をもつ非導電線状体522とを撚り合わせて成る撚り線構造を有している。
ヤーンとは、カーカス層13の表面に沿って配置される線状体であり(図6参照)、グリーンタイヤ成型工程にて、カーカス層13と隣接部材との間に微少な隙間を形成して残留エアを排出させる機能を有する。
例えば、本実施形態1では、図2及び図5に示すように、導電部52は、カーカス層13の内周面側に位置し、カーカス層13とインナーライナ18及びタイゴム19との間に挟み込まれて配置されている。
このとき、導電部52とインナーライナ18との距離が、1.0[mm]以下であることが好ましく、0.5[mm]以下であることがより好ましい。特に、インナーライナ18が熱可塑性樹脂から成る構成では、タイヤ転動時の摩擦により静電気が発生して、インナーライナ18が帯電する。従って、導電部52がインナーライナ18に近接して配置されることにより、インナーライナ18から導電部52への導電経路が適正に確保される。
図7は、図1に示すカーカス層13を展開した状態の模式図であり、カーカスコード131と導電部52との関係を示す説明図である。カーカス層13が有するカーカスコード131は、タイヤ周方向に対して80[deg]以上95[deg]以下の範囲内で傾斜しているが、導電部52は、カーカス層13のカーカスコード131に沿った方向に延びている。即ち、導電部52は、カーカスコード131に対してほぼ平行になる向きで配設されている。このように、カーカスコード131に対してほぼ平行に配設される導電部52は、カーカスコード131に対する角度が30[deg]以下の範囲内であるのが好ましい。
本実施形態1に係る空気入りタイヤ1では、これらのように帯電抑制構造5が構成されることにより、リムRからリムクッションゴム17、導電部52及びベルト層14を通りアーストレッド51に至る経路を、車両から路面へ静電気を放出するための導電経路として用いることができる。
なお、リムクッションゴム17、カーカス層13のコートゴム及びベルト層14のコートゴムは、リムRからアーストレッド51に至る導電経路となる。このため、これらのゴムの体積抵抗率が低く設定されることが好ましい。これにより、リムRからアーストレッド51に至る導電効率が向上する。
また、本実施形態1に係る空気入りタイヤ1では、導電部52のタイヤ径方向内側の端部が、ビードコア11の近傍まで延在してリムクッションゴム17に接触している。かかる構成では、リム嵌合面からリムクッションゴム17を介して導電部52に至る導電経路が適正に確保される点で好ましい。
しかし、これに限らず、導電部52のタイヤ径方向内側の端部が、ビードコア11の径方向内側まで延在しても良い(図示省略)。また、導電部52のタイヤ径方向内側の端部が、ビードコア11を包み込むように巻き上げられて配置されても良い(図示省略)。これにより、リム嵌合面から導電部52への導電性がさらに向上する。また、導電部52のタイヤ径方向内側の端部が、リムクッションゴム17に接触することなく、例えば、ビードフィラー12の近傍で終端しても良い(図示省略)。かかる構成にしても、リム嵌合面から導電部52への導電性が必要十分に確保される。または、導電部52のタイヤ径方向内側の端部が、空気入りタイヤ1の表面に露出し、直接リムRに接するように配設しても良い(図示省略)。このような構成にすることにより、リムRから導電部52への導電性を、さらに向上させることができる。
[空気入りタイヤの製造方法]
次に、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の製造方法について説明する。図8は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の製造方法の一部を示すフロー図である。空気入りタイヤ1の製造時には、まず、空気入りタイヤ1を構成する部材ごとに加工を行い、加工した部材を組み立てる。即ち、トレッドゴム15やサイドウォールゴム16等のゴム部材や、ビードコア11、カーカス層13、ベルト層14等の各部材をそれぞれ加工し、加工した部材を組み立てる。
その際に、一対のビード部10、10間に導電部52を延在させて導電部52を配置する(ステップST11、第1工程)。つまり、空気入りタイヤ1を構成する各部材の組み立て時に、カーカス層13に沿わせて一対のビード部10、10間、或いは一対のビードコア11、11のそれぞれの近傍同士の間に、導電部52を延在させる。この導電部52は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1で用いる導電部52であり、線状構造を有すると共に線状構造が1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る導電線状体521を含んで構成される。
次に、導電部52に切れ込みを入れる(ステップST12、第2工程)。つまり、一対のビード部10、10間に延在して配置される導電部52に対して、導電部52が配置されている状態で、分離部53を形成する位置に切れ込みを入れる。実施形態1に係る空気入りタイヤ1では、タイヤ幅方向における両側に位置するビード部10、10とベルト層14との間の領域のうち、一方のビード部10とベルト層14との間の領域に分離部53が形成されるため、導電部52の切れ込みは、一方のビード部10とベルト層14との間の領域に入れる。
なお、この場合における導電部52の切れ込みは、導電部52を完全に切断してもよく、または、完全には切断せずに一部が繋がったままでもよい。
次に、タイヤをリフトさせて切れ込みを分離させる(ステップST13、第3工程)。この場合におけるタイヤのリフトは、グリーンタイヤの成形時におけるリフトと、グリーンタイヤの加硫時におけるリフトの両方を含む。このうち、グリーンタイヤの成形時におけるリフトは、空気入りタイヤ1を構成する各部材を組み立てた後、成形機によってタイヤ径方向における内部側からタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に膨張させる工程になっている。また、グリーンタイヤの加硫時におけるリフトは、グリーンタイヤを加硫成形用の金型に入れると共にグリーンタイヤのタイヤ径方向における内部側にブラダーを入れ、ブラダーによってタイヤ径方向における内部側からタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に膨張させる工程になっている。
導電部52には、このようにグリーンタイヤの成形前に各部材を組み上げた状態のタイヤ、または加硫時のグリーンタイヤをリフトさせることによって、導電部52の延在方向の張力が作用し、導電部52は、切れ込みの部分が分離する。つまり、導電部52に切れ込みを入れる際に、導電部52を完全に切断した場合は、切断した部分の端部同士が、導電部52に作用する張力によって互いに離れる方向に離間する。また、導電部52に切れ込みを入れる際に、導電部52を完全に切断せずに一部が繋がった状態の場合は、導電部52は、この繋がっている部分が、導電部52に作用する張力によって切断された後、切断された部分の端部同士が互いに離れる方向に離間する。グリーンタイヤを形成するために空気入りタイヤ1を構成する各部材を組み上げる際に、一対のビード部10、10間に延在させて配置した導電部52に入れた切れ込みは、このように加硫前のリフトによって切れ込みの端部同士を分離させる。これにより、導電部52に分離部53を形成する。
[作用・効果]
実施形態1に係る空気入りタイヤ1を車両に装着して走行すると、空気入りタイヤ1におけるトレッド部2の表面のうち、下方に位置して路面に対向する部分が路面に接触しながら当該空気入りタイヤ1は回転する。空気入りタイヤ1は、このようにトレッド部2の表面が順次路面に接触することにより、路面との間で摩擦力を発生させることができる。これにより、車両は、空気入りタイヤ1と路面との間の摩擦力によって、駆動力や制動力、旋回力を路面に伝えることができ、これらの駆動力、制動力、旋回力によって走行することができる。
また、車両の走行中には静電気が発生することがあり、このような静電気は、リムRからリムクッションゴム17、導電部52、ベルト層14を通ってアーストレッド51に流れ、アーストレッド51から路面に放出される。これにより、車両に発生した静電気は路面に放出され、静電気による車両の帯電が抑制される。
ここで、車両の走行時には、車両の走行状態に応じて発生する荷重によってトレッド部2やサイドウォール部3等が変形しながら回転する。これにより、一対のビード部10、10間に配設される導電部52も、トレッド部2やサイドウォール部3等が変形に伴って変形する。導電部52は、導電線状体521を含む線状構造となっているため、導電部52の変形が繰り返されると、繰り返し変形による疲労や繰り返し変化する張力によって、導電部52は断線する虞がある。
導電部52が断線をすると、リムRからアーストレッド51に至る導電経路が分断されるため、車両に発生した静電気が路面に放出され難くなるが、本実施形態1に係る空気入りタイヤ1は、導電部52は分離部53を有している。これにより、導電部52に大きな張力が作用するような状況でも、分離部53の離間距離S、つまり、第1部材54の端部54aと第2部材55の端部55aとの距離が変化することができ、分離部53の離間距離Sが変化することにより、導電部52の引張り応力が大きくなり過ぎることを抑制することができる。従って、導電部52に大きな張力が作用したり、張力が繰り返し作用したりすることに起因する導電部52の断線を抑制することができ、新品の空気入りタイヤ1の使用開始後の走行距離が長くなっても、導電部52による導電性を維持することができる。この結果、導電部52の耐久性を向上させることができ、車両の帯電を抑制する性能である帯電抑制性能を維持することができる。
また、導電部52は、一対のビード部10、10とベルト層14との間のそれぞれの領域のうち少なくとも一方の領域では、ビード部10とベルト層14との間に連続して配設されるため、リムRからアーストレッド51に至る導電経路を、より確実に確保することができる。つまり、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部3、3のうち、少なくとも一方のサイドウォール部3に配設される導電部52は、分離部53を有さずにビード部10からベルト層14にかけて連続して配設されている。このため、導電部52が分離部53を有さないサイドウォール部3側のビード部10とベルト層14との間の導電経路を確保することができるため、タイヤ幅方向における両側のビード部10、10とベルト層14との間のそれぞれの領域のうち、少なくとも一方の領域のビード部10とベルト層14との間の導電経路を、より確実に確保することができる。この結果、導電部52の耐久性を向上させつつ、帯電抑制性能をより確実に確保することができる。
また、アーストレッド51は、1×10^8[Ω・cm]未満の体積抵抗率を有すると共に、少なくともキャップトレッド151を貫通してタイヤ接地面に露出するため、ベルト層14側から路面への導電経路を、アーストレッド51によって確保することができる。これにより、導電部52から路面への導電経路を確保することができ、リムRからアーストレッド51に至る導電経路を、より確実に確保することができるため、リムRと路面との間の電気抵抗を、より確実に下げることができる。この結果、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。
また、導電部52は、少なくとも1本の導電線状体521を含む複数本の線状体を撚り合わせて成るため、所望の電気抵抗率を確保しつつ、導電部52の強度を確保することができる。即ち、導電部52を複数本の線状体の撚り線構造とすることにより、導電部52が単線である構成と比較して、繰り返し疲労や伸びに対する強度を向上させることができる。この結果、帯電抑制性能を確保しつつ、より確実に導電部52の耐久性を向上させることができる。
また、導電部52が、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電線状体521と、1×10^8[Ω/cm]以上の電気抵抗率をもつ非導電線状体522とを撚り合わせて成るため、所望の電気抵抗率を確保しつつ、導電部52の弱点を非導電線状体522によって補うことができる。この結果、導電部52の強度や耐熱性、寸法安定性を適正に確保することができ、より確実に導電部52の耐久性を向上させることができる。
また、導電部52は、導電線状体521が金属繊維であり、非導電線状体522が有機繊維であるため、導電部52の強度や耐熱性、寸法安定性を、より確実に適正に確保することができる。この結果、より確実に導電部52の耐久性を向上させることができる。
また、導電部52が、カーカス層13と、インナーライナ18やタイゴム19等の隣接部材との間に挟み込まれて配置されるため、導電部52を、タイヤ内部に埋設することができる。これにより、導電部52がタイヤ表面に露出する構成と比較して、タイヤ製造時やタイヤ使用時に不必要な位置で導電部52が断線する事態になることを抑制することができる。この結果、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。
また、カーカス層13のコートゴムの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上であるため、コートゴムにおけるカーボン配合量を低減することができる。この結果、タイヤ転動時におけるコートゴムの発熱を抑制することができ、空気入りタイヤ1の転がり抵抗を低減することができる。
また、導電部52の総繊度が、20[dtex]以上1000[dtex]以下であるため、導電部52の総繊度を適正化することができる。つまり、導電部52の総繊度が20[dtex]以上であることにより、タイヤ製造時における導電部52の断線を抑制することができる。また、導電部52の総繊度が1000[dtex]以下であることにより、タイヤ転動時における導電部52の断線を抑制することができる。
また、導電部52の伸び率が、1.0[%]以上70.0[%]以下であるため、導電部52の伸び率を適正化することができる。つまり、導電部52の伸び率が1.0[%]以上であることにより、タイヤ製造時における導電部52の断線を抑制することができる。また、伸び率が70.0[%]以下であることにより、タイヤ転動時における導電部52の断線を抑制することができる。
また、キャップトレッド151の60[℃]のtanδ値が0.25以下であり、キャップトレッド151の体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあるため、例えば、キャップトレッド151のシリカ含有量を増加させて、これらの範囲にすることができる。これにより、空気入りタイヤ1の転がり抵抗を低減させることができる。
また、サイドウォールゴム16の60[℃]のtanδ値が0.20以下であり、サイドウォールゴム16の体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にあるため、例えば、サイドウォールゴム16のシリカ含有量を増加させて、これらの範囲にすることができる。これにより、空気入りタイヤ1の転がり抵抗を低減させることができる。
また、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の製造方法は、空気入りタイヤ1を構成する部材の組み立て時に一対のビード部10、10間に導電部52を延在させる第1工程と、導電部52に切れ込みを入れる第2工程と、加硫前のリフトによって導電部52の切れ込みを分離させる第3工程と、を含むため、導電部52に、容易に、且つ、確実に分離部53を形成することができる。この結果、導電部52の耐久性を向上させることができ、帯電抑制性能を維持することができる。
[実施形態2]
実施形態2に係る空気入りタイヤ1は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1と略同様の構成であるが、導電部52の分離部53が、ベルト層14が配設される範囲に位置する点に特徴がある。他の構成は実施形態1と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。
図9は、実施形態2に係る空気入りタイヤ1を示すタイヤ子午線方向の断面図であり、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面CLから一方側の領域の詳細図である。図10は、図9のC部詳細図である。図11は、図10に示すカーカス層13を展開した状態の模式図であり、アーストレッド51と導電部52との関係を示す説明図である。実施形態2に係る空気入りタイヤ1は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1と同様に、アーストレッド51と導電部52とを備える帯電抑制構造5を有している。このうち、アーストレッド51は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1と同様に、トレッドゴム15の踏面に露出し、キャップトレッド151及びアンダートレッド152を貫通してベルト層14に導電可能に接触している。また、導電部52は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1と同様に、カーカス層13に沿って一対のビード部10、10間に延在して配置されている。
導電部52は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1と同様に、カーカス層13に沿って配置されるが、分離部53の位置が実施形態1とは異なっており、実施形態2に係る空気入りタイヤ1では、分離部53は、ビード部10とベルト層14との間の領域以外に位置している。具体的には、導電部52の分離部53は、ベルト層14のうちタイヤ幅方向における幅が最も広いベルト層14、即ち、ベルト層14を構成するベルトプライである交差ベルト141、142とベルトカバー143とのうち、タイヤ幅方向における幅が最も広いベルトプライのタイヤ径方向内側に位置している。つまり、導電部52の分離部53は、タイヤ幅方向における位置が、ベルト層14がタイヤ幅方向において配設されている範囲内で、タイヤ径方向における位置が、ベルト層14のタイヤ径方向内側に配置される。本実施形態2では、導電部52の分離部53は、タイヤ幅方向における一部の位置が、アーストレッド51のタイヤ幅方向における位置と重なっている。
これにより、導電部52は、分離部53によって分離される2つ部材のうち、第1部材54は、分離部53よりもタイヤ幅方向における一方側に位置し、第2部材55は、分離部53よりもタイヤ幅方向における他方側に位置する。また、導電部52は、タイヤ幅方向における幅が最も広いベルト層14のタイヤ径方向内側に分離部53が位置しているため、第1部材54と第2部材55とのいずれも、少なくとも一部のタイヤ幅方向における位置が、タイヤ幅方向におけるベルト層14が配設されている位置と同じ位置になっている。これにより、導電部52は、分離部53によって分離される第1部材54と第2部材55との双方が、ビード部10とベルト層14との間に連続して配設される。
また、導電部52は、分離部53の端部54a、55aと、アーストレッド51における分離部53の端部54a、55aから最も近い位置との距離Dが、D≦50[mm]となっている。つまり、第1部材54の端部54aと、第2部材55の端部55aとは、それぞれアーストレッド51との距離Dが、D≦50[mm]になっている。なお、分離部53の端部54a、55aとアーストレッド51との距離Dは、好ましくはD≦30[mm]であり、より好ましくはD≦10[mm]である。
これらのように、実施形態2に係る空気入りタイヤ1では、導電部52の分離部53は、ビード部10とベルト層14との間の領域以外に位置するため、ビード部10とベルト層14との間の導電経路を、より確実に確保することができる。これにより、帯電抑制構造5による導電経路を確保しつつ、導電部52に分離部53を設けることができる。この結果、帯電抑制性能をより確実に確保しつつ、導電部52の耐久性を向上させることができる。
また、分離部53は、ベルト層14のうちタイヤ幅方向における幅が最も広いベルト層14のタイヤ径方向内側に位置するため、分離部53によって分離される導電部52の第1部材54と第2部材55とのいずれも、少なくとも一部のタイヤ幅方向における位置を、タイヤ幅方向におけるベルト層14が配設されている位置と同じ位置にすることができる。これにより、導電部52は、一対のビード部10、10とベルト層14との間のそれぞれの領域で、ビード部10とベルト層14との間に連続して配設することができ、導電部52における、タイヤ幅方向における両側の位置で、ビード部10とベルト層14との間の導電経路を確保することができる。従って、一対のビード部10、10とベルト層14との間のそれぞれの領域のうち一方の領域のみ、ビード部10とベルト層14との間に連続して配設される場合と比較して、ビード部10とベルト層14との間の導電経路が2倍になるため、リムRと路面との間の電気抵抗を、より確実に下げることができる。この結果、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。
また、分離部53の端部54a、55aと、アーストレッド51における分離部53の端部54a、55aから最も近い位置との距離Dが、D≦50[mm]であるため、導電部52とアーストレッド51との間の電気抵抗を下げることができ、リムRと路面との間の電気抵抗を、より確実に下げることができる。この結果、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。
[変形例]
なお、実施形態1、2に係る空気入りタイヤ1では、導電部52は、分離部53で分離する第1部材54と第2部材55とが、導電部52の延在方向に離間しているが、第1部材54と第2部材55とが離間する方向は、導電部52の延在方向以外であってもよい。図12は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、導電部52の第1部材54と第2部材55とがオフセットされる状態を示す説明図である。分離部53で分離する導電部52の第1部材54と第2部材55とは、例えば、図12に示すように、タイヤ周方向にオフセットされて配置されていてもよい。この場合、第1部材54と第2部材55とは、導電部52の延在方向における一部の位置が、互いに重なって配設されていてもよい。つまり、タイヤ周方向にオフセットされる第1部材54と第2部材55とは、タイヤ径方向における一部の位置、またはタイヤ幅方向における一部の位置が、互いに重なって配設されていてもよい。第1部材54と第2部材55とがオフセットされて配置されている場合でも、分離部53での離間距離S、即ち、第1部材54の端部54aと第2部材55の端部55aとの距離Sが、S≦100mmの範囲であればよい。
また、実施形態1、2に係る空気入りタイヤ1では、導電部52は、カーカス層13のカーカスコード131に対してほぼ平行になる向きで配設されているが、導電部52は、カーカスコード131に対して平行以外の向きで配設されていてもよい。図13、図14は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、導電部52がカーカスコード131に対して交差して配設される状態を示す説明図である。導電部52は、例えば、図13に示すように、カーカス層13が有するカーカスコード131に対して交差する方向に延在する方向に配設されていてもよい。つまり、導電部52は、タイヤ径方向やタイヤ幅方向に延びつつ、タイヤ径方向やタイヤ幅方向に対してタイヤ周方向に傾斜する向きで配設されていてもよい。導電部52がカーカスコード131に対して交差する場合、導電部52とカーカスコード131との相対的な角度θ、即ち、カーカスコード131に対する導電部52の傾斜角θは、0[deg]≦θ≦60[deg]の範囲内であるのが好ましい。
また、導電部52が、カーカス層13のカーカスコード131に対して交差する方向に延在する場合、分離部53で分離する第1部材54と第2部材55とは、図14に示すように、導電部52の延在方向に交差する方向にオフセットして配置されていてもよい。この場合、図12に示す変形例と同様に、第1部材54と第2部材55とは、導電部52の延在方向における一部の位置が、互いに重なって配設されていてもよい。
車両の走行に伴って空気入りタイヤ1が変形をする際には、カーカス層13に対しては、カーカスコード131の延在方向に張力が作用するため、導電部52がカーカスコード131に平行に配設される場合、導電部52に対しても、導電部52の延在方向に張力が作用し易くなる。この場合、導電部52は、分離部53が設けられているとしても、大きな張力が繰り返し作用した際に、分離部53以外の位置で断線する虞があるが、導電部52が、カーカスコード131に対して交差する方向に延在する場合、張力の方向と導電部52の延在方向とが異なるため、導電部52には大きな張力が作用し難くなる。これにより、導電部52が、分離部53以外の位置で断線することを抑制することができ、より確実に導電部52の耐久性を向上させることができる。
また、実施形態1、2に係る空気入りタイヤ1では、分離部53で分かれる第1部材54と第2部材55とは、互いに離間して配設されているが、第1部材54と第2部材55とは離間していなくてもよい。図15は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、導電部52の第1部材54と第2部材55とが接触して配設される状態を示す説明図である。導電部52の第1部材54と第2部材55とは、分離部53で分かれつつ、図15に示すように互いに接触して配設されていてもよい。導電部52の第1部材54と第2部材55とが互いに接触して配設されている場合でも、導電部52に張力が作用した際には、第1部材54と第2部材55との相対的な位置関係が変化することにより、導電部52の引っ張り応力が大きくなり過ぎることを抑制することができる。これにより、導電部52の断線を抑制することができる。
また、第1部材54と第2部材55とが互いに接触するため、第1部材54と第2部材55との間で導電可能になり、第1部材54のタイヤ径方向内側の端部が位置する側のビード部10とベルト層14との間の領域、及び第2部材55のタイヤ径方向内側の端部が位置する側のビード部10とベルト層14との間の領域を、それぞれ導電経路とすることができる。これにより、ビード部10とベルト層14との間の導電経路を増加させることができるため、リムRと路面との間の電気抵抗を、より確実に下げることができる。この結果、導電部52の耐久性を向上させつつ、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。
また、実施形態1、2に係る空気入りタイヤ1では、アーストレッド51は、タイヤ幅方向における幅が周方向主溝6の溝幅よりも狭い幅で形成され、タイヤ幅方向に隣り合う周方向主溝6同士の間に形成されているが、アーストレッド51の形態はこれ以外でもよい。図16は、実施形態2に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、アーストレッド51が周方向主溝6を跨いで形成される状態を示す説明図である。アーストレッド51は、図16に示すように、タイヤ幅方向における幅が周方向主溝6の溝幅よりも広い幅で形成され、周方向主溝6をタイヤ幅方向に跨いで形成されていてもよい。アーストレッド51が周方向主溝6を跨いで形成される場合も、アーストレッド51は、タイヤ全周に渡って延在する環状構造を有し、その一部がトレッド踏面に露出しつつタイヤ周方向に連続的に延在する。これにより、アーストレッド51の接地面積は大きくなるため、リムRと路面との間の電気抵抗を、より確実に下げることができ、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。一方で、アーストレッド51を増加させると、転がり抵抗が増加し易くなるため、アーストレッド51のタイヤ幅方向における幅やタイヤ幅方向における配設位置は、帯電抑制性能と転がり抵抗との兼ね合いで適宜するのが好ましい。
また、実施形態2に係る空気入りタイヤ1では、導電部52の分離部53のタイヤ幅方向における一部の位置が、アーストレッド51のタイヤ幅方向における位置と重なっているが、分離部53のタイヤ幅方向における位置とアーストレッド51のタイヤ幅方向における位置とは、重なっていなくてもよい。図17、図18は、実施形態2に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、分離部53とアーストレッド51とが重ならない状態を示す説明図である。導電部52の分離部53は、例えば、図17に示すように、分離部53のタイヤ幅方向における全ての位置が、アーストレッド51のタイヤ幅方向における位置と異なっていてもよい。また、アーストレッド51のタイヤ幅方向における幅が、図16に示すように周方向主溝6の溝幅よりも広い形態である場合においても同様に、図18に示すように、分離部53のタイヤ幅方向における全ての位置が、アーストレッド51のタイヤ幅方向における位置と異なっていてもよい。
分離部53のタイヤ幅方向における位置とアーストレッド51のタイヤ幅方向における位置と異なる場合でも、分離部53の端部54a、55aとアーストレッド51との距離Dが、D≦50[mm]となっていればよい。即ち、第1部材54の端部54aとアーストレッド51との距離D、及び第2部材55の端部55aとアーストレッド51との距離Dが、それぞれD≦50[mm]となっていればよい。
図19は、実施形態2に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、導電部52の第1部材54と第2部材55とがオフセットされる状態を示す説明図である。図20は、実施形態2に係る空気入りタイヤ1の変形例であり、導電部52がカーカスコード131に対して交差して配設される状態を示す説明図である。また、導電部52は、分離部53のタイヤ幅方向における位置とアーストレッド51のタイヤ幅方向における位置とが異なる場合でも、図19に示すように、第1部材54と第2部材55とで、タイヤ周方向にオフセットされて配置されていてもよい。また、導電部52は、分離部53のタイヤ幅方向における位置とアーストレッド51のタイヤ幅方向における位置とが異なる場合でも、図20に示すように、導電部52の延在方向が、カーカス層13のカーカスコード131の延在方向に対して交差していてもよい。
導電部52は、分離部53のタイヤ幅方向における位置がアーストレッド51のタイヤ幅方向における位置と異なっている場合でも、第1部材54の端部54aとアーストレッド51との距離D、及び第2部材55の端部55aとアーストレッド51との距離Dを、それぞれD≦50[mm]にすることにより、導電部52とアーストレッド51との間の電気抵抗を下げることができる。この結果、リムRと路面との間の電気抵抗を、より確実に下げることができ、より確実に帯電抑制性能を確保することができる。
また、実施形態1、2に係る空気入りタイヤ1では、導電部52は1本が設けられているのみであるが、導電部52は複数本が設けられていてもよい。この場合、複数の導電部52は、タイヤ周方向に等間隔で配設されるのが好ましい。
また、導電部52が複数設けられる場合において、分離部53がビード部10とベルト層14との間の領域に位置する場合には、分離部53は、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部3、3のそれぞれに、少なくとも1つずつが配設されるのが好ましい。つまり、導電部52が複数設けられる場合において、分離部53がビード部10とベルト層14との間の領域に位置する場合には、分離部53は、タイヤ幅方向における両側に位置する双方のサイドウォール部3、3に分散して配設されるのが好ましい。
また、導電部52が複数設けられる場合において、分離部53が、ベルト層14のうちタイヤ幅方向における幅が最も広いベルト層14のタイヤ径方向内側に位置する場合も同様に、分離部53は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面CLの両側に分散して配設されるのが好ましい。
[実施例]
図21A〜図21Cは、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。以下、上記の空気入りタイヤ1について、従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ1と、本発明に係る空気入りタイヤ1と比較する比較例の空気入りタイヤとについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、空気入りタイヤ1の転がり抵抗の低さについての性能である低転がり抵抗性能と、空気入りタイヤ1の新品時と試験走行後のそれぞれの帯電抑制性能とについて行った。
性能評価試験は、JATMAで規定されるタイヤの呼びが195/65R15 91Hサイズの空気入りタイヤを、試験タイヤとして用いて行った。低転がり抵抗性能についての評価試験は、ドラム径1707[mm]の室内ドラム式タイヤ転動抵抗試験機が用いられ、JATMA Y/B2015年版の測定方法に準拠して、試験タイヤの転がり抵抗を測定することにより行った。低転がり抵抗性能は、転がり抵抗の測定結果を、後述する従来例の転がり抵抗の逆数を100とする指数で示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が低く、低転がり抵抗性能が優れていることを示している。
また、空気入りタイヤ1の新品時の帯電抑制性能についての評価試験は、JATMA規定の測定条件に基づき、株式会社アドバンテスト製のR8340A ウルトラ・ハイ・レジスタンスメータを使用して、試験タイヤの電気抵抗[Ω]を測定した。また、試験走行後のそれぞれの帯電抑制性能についての評価試験は、ドラム径1707[mm]の室内ドラム式タイヤ転動抵抗試験機で、空気圧200[kPa]、荷重が規定荷重の80[%]、速度81[km/h]の条件にて、60分走行後に、JATMA規定の測定条件に基づき、(株)アドバンテスト製のR8340A ウルトラ・ハイ・レジスタンスメータを使用して、試験タイヤの電気抵抗[Ω]を測定した。新品時と試験走行後の帯電抑制性能は、測定した数値が小さい程、電気抵抗が低く、帯電抑制性能が優れていることを示している。
評価試験は、従来の空気入りタイヤの一例である従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ1である実施例1〜12と、本発明に係る空気入りタイヤ1と比較する空気入りタイヤである比較例との14種類の空気入りタイヤについて行った。このうち、従来例の空気入りタイヤは、導電部52に分離部53が設けられていない。また、比較例の空気入りタイヤは、導電部52に分離部53が設けられているものの、導電部52の電気抵抗率が1×10^8[Ω/cm]以上の大きさになっている。
これに対し、本発明に係る空気入りタイヤ1の一例である実施例1〜12は、全て導電部52に分離部53が設けられており、導電部52の電気抵抗率は1×10^8[Ω/cm]未満になっている。さらに、実施例1〜12に係る空気入りタイヤ1は、アーストレッド51の有無や、アーストレッド51やキャップトレッド151、カーカス層13のコートゴムの体積抵抗率、キャップトレッド151やサイドウォールゴム16の60[℃]のtanδ値、導電部52の分離部53の位置(サイドウォール部3に位置するか、ベルト層14のタイヤ径方向内側に位置するか)、導電部52の分離部53の端部54a、55aとアーストレッド51との距離、導電部52は導電線状体521と非導電線状体522とが撚り合わせたものであるか否か(導電部52の構造)、導電部52の総繊度、導電部52の伸び率が、それぞれ異なっている。
これらの空気入りタイヤ1を用いて評価試験を行った結果、図21A〜図21Cに示すように、実施例1〜12に係る空気入りタイヤ1は、従来例や比較例と比較して、走行後の帯電抑制性能が新品時の帯電抑制性能に対して大幅に低下することなく、新品時と走行後との間で、帯電抑制性能を同程度に維持することができる。つまり、実施例1〜12に係る空気入りタイヤ1や、これらの空気入りタイヤ1を製造する際における空気入りタイヤ1の製造方法は、導電部52の耐久性を向上させることができ、帯電抑制性能を維持することができる。
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
5 帯電抑制構造
51 アーストレッド
52 導電部
521 導電線状体
522 非導電線状体
53 分離部
54 第1部材
54a、55a 端部
55 第2部材
6 周方向主溝
10 ビード部
11 ビードコア
12 ビードフィラー
13 カーカス層
131 カーカスコード
14 ベルト層
141、142 交差ベルト
143 ベルトカバー
15 トレッドゴム
151 キャップトレッド
152 アンダートレッド
16 サイドウォールゴム
17 リムクッションゴム
18 インナーライナ
19 タイゴム
20 チェーファ

Claims (17)

  1. 一対のビード部と、前記一対のビード部間に架け渡される少なくとも1層のカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムと、前記カーカス層のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置される一対のサイドウォールゴムとを備える空気入りタイヤであって、
    前記一対のビード部間に、少なくとも一箇所の分離部を有して延在する導電部を備え、且つ、
    前記導電部が、線状構造を有すると共に、前記線状構造が、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る導電線状体を含んで構成されることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記分離部は、前記ビード部と前記ベルト層との間の領域以外に位置する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記導電部は、前記一対のビード部と前記ベルト層との間のそれぞれの領域のうち少なくとも一方の領域では、前記ビード部と前記ベルト層との間に連続して配設される請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記分離部は、前記ベルト層のうちタイヤ幅方向における幅が最も広い前記ベルト層のタイヤ径方向内側に位置する請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記トレッドゴムが、タイヤ接地面を構成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内側に積層されるアンダートレッドとを有し、且つ、
    1×10^8[Ω・cm]未満の体積抵抗率を有すると共に、少なくとも前記キャップトレッドを貫通してタイヤ接地面に露出するアーストレッドを備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記分離部の端部と、前記アーストレッドにおける前記分離部の端部から最も近い位置との距離DがD≦50[mm]となる請求項5に記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記導電部が、少なくとも1本の前記導電線状体を含む複数本の線状体を撚り合わせて成る請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記導電部が、1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ前記導電線状体と、1×10^8[Ω/cm]以上の電気抵抗率をもつ非導電線状体とを撚り合わせて成る請求項1〜7のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記導電線状体が、金属繊維であり、前記非導電線状体が、有機繊維である請求項8に記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記導電部が、前記カーカス層と隣接部材との間に挟み込まれて配置される請求項1〜9のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  11. 前記カーカス層のコートゴムの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上である請求項1〜10のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記導電部の総繊度が、20[dtex]以上1000[dtex]以下である請求項1〜11のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  13. 前記導電部の伸び率が、1.0[%]以上70.0[%]以下である請求項12に記載の空気入りタイヤ。
  14. 前記トレッドゴムが、タイヤ接地面を構成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内側に積層されるアンダートレッドとを有し、且つ、
    前記キャップトレッドの60[℃]のtanδ値が0.25以下であり、前記キャップトレッドの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にある請求項1〜13のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  15. 前記サイドウォールゴムの60[℃]のtanδ値が0.20以下であり、前記サイドウォールゴムの体積抵抗率が、1×10^8[Ω・cm]以上の範囲にある請求項1〜14のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  16. 前記導電部は、前記カーカス層が有するカーカスコードに対して交差する請求項1〜15のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  17. 線状構造を有すると共に前記線状構造が1×10^8[Ω/cm]未満の電気抵抗率をもつ導電物質を線状に成形して成る導電線状体を含んで構成される導電部を、空気入りタイヤを構成する部材の組み立て時に一対のビード部間に延在させる第1工程と、
    前記導電部に切れ込みを入れる第2工程と、
    加硫前のリフトによって前記導電部の切れ込みを分離させる第3工程と、
    を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
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