JP2019188949A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】導電性が低いゴムが用いられる場合でも、タイヤ全体としての導電性をさらに高め得るタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ10は、カーカス40のタイヤ外側の表面である外側面40a、及びカーカス40のタイヤ内側の表面である内側面40bの少なくも何れかに設けられる表面コード80を備える。表面コード80は、導電性を有し、少なくともビード60と接する領域からトレッド20に亘って、タイヤ幅方向に沿って設けられ、タイヤ周方向において所定の距離を隔てて複数設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ全体としての導電性を高め得るタイヤに関する。

近年、環境保護の観点から、低転がり抵抗（RR）の空気入りタイヤ（以下、タイヤ）が普及している。このような低RRのタイヤでは、一般的に、カーボンブラックの含有量を抑えたゴムが用いられる。カーボンブラックは導電性物質であるため、タイヤとしての導電性が低下する。

そこで、タイヤの骨格を形成するカーカスに導電性のコードを織り込む構造が知られている（特許文献１参照）。これにより、タイヤを経由して、車両に帯電した静電気を効率良く放出し得る。

特開2015-171848号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載のタイヤでは、導電性のコードがゴムで被覆されたカーカスに織り込まれており、カーカスの外側には露出していないため、車両と地面との間に導電性の高いパス（回路）を形成する観点では改善の余地がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、導電性が低いゴムが用いられる場合でも、タイヤ全体としての導電性をさらに高め得るタイヤの提供を目的とする。

本発明の一態様は、路面（地面R）と接するトレッド（トレッド20）と、リムホイール（リムホイール130）に係止される一対のビード（ビード60）と、前記ビードにおいてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返されるカーカス（カーカス40）とを含むタイヤ（空気入りタイヤ10）であって、前記カーカスのタイヤ外側の表面である第１表面（外側面40a）、及び前記カーカスのタイヤ内側の表面である第２表面（内側面40b）の少なくも何れかに設けられる表面コード（例えば、表面コード80）を備え、前記表面コードは、導電性を有し、少なくとも前記ビードと接する領域から前記トレッドに亘って、タイヤ幅方向に沿って設けられ、タイヤ周方向において所定の距離を隔てて複数設けられる。

上述したタイヤによれば、導電性が低いゴムが用いられる場合でも、タイヤ全体としての導電性をさらに高め得る。

図１は、空気入りタイヤ10の一部分解斜視図である。 図２は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。 図３は、空気入りタイヤ10が装着される車両100の左側面図である。 図４は、車両と地面との間における導電パスの構成を模式的に示す図である。 図５は、空気入りタイヤ10のビード60の部分を含む一部拡大断面図である。 図６は、表面コード80の径方向に沿った断面図である。 図７は、変更例に係る表面コード80Mの径方向に沿った断面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）タイヤの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10の一部分解斜視図である。図２は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。図２では、タイヤ赤道線CLを基準とした片側のみが示されているが、空気入りタイヤ10は、タイヤ赤道線CLを基準として線対称の形状である。

図１及び図２に示すように、空気入りタイヤ10は、路面（地面）と接するトレッド20を備える。

トレッド20には、空気入りタイヤ10に要求される性能に応じて適切なブロック及び溝（サイプを含む）が形成される。トレッド20のタイヤ径方向内側には、ベルト層30及びカーカス40が設けられる。トレッド20は、トレッド20においてタイヤ径方向内側に設けられるトレッドアンダークッションゴム21（TUC）を含む。

ベルト層30は、一対の交錯ベルトによって構成される。ベルト層30は、有機繊維コード（または金属コード）をゴムで被覆した構造を有する。なお、ベルト層30は、キャップ層などの追加のベルトを含んでもよい。

カーカス40は、空気入りタイヤ10の骨格を形成する。カーカス40は、ビード60においてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返される。カーカス40は、有機繊維コードをゴムで被覆した構造を有する。

カーカス40のタイヤ径方向内側には、リムホイール130（図２参照）に組み付けられた空気入りタイヤ10に充填された気体（空気）漏れを防ぐシート状のゴムであるインナーライナー50が設けられる。

ビード60は、タイヤ周方向に沿った設けられる一対の円環状の部材であり、リムホイール130に係止される。ビード60は、ビードコア61と、折り返されたカーカス40（折り返し部41：図５参照）間の空隙を埋めるスティフナー62とを含む。なお、スティフナー62は、ビードフィラーと呼ばれてもよい。

ビードコア61のタイヤ径方向内側、つまり、リムホイール130寄りには、リムホイール130との摩擦によるカーカス40などの損傷を防止するチェーファー70が設けられる。

空気入りタイヤ10は、主に、乗用自動車（ミニバン及びSUVを含む）に好適に用い得るが、乗用自動車に限定されず、トラック及びバスに用いられてもよい。本実施形態では、空気入りタイヤ10は、転がり抵抗（RR）が抑えられ、一定の基準（例えば、一般社団法人日本自動車タイヤ協会のラベリング表示及びグレーディング）を満たす。

本実施形態では、トレッド20、ベルト層30及びカーカス40は、低RRを実現するため、カーボンブラック（導電性物質）含有量が所定値以下のゴムによって構成される。なお、トレッド20、ベルト層30及びカーカス40全てではなく、一部が当該ゴムによって構成されてもよい。なお、当該所定値以下のゴムとは、上述した基準を満たし得るカーボンブラックの配合を意味する。各部材の当該所定値は、他部材のゴム物性などとの関係により変化し得る。

空気入りタイヤ10は、車両100（図１及び図２において不図示、図３参照）に帯電した静電気を放出するため、導電性の高いパス（回路）を形成する。以下、このようなパスを導電パスという。

具体的には、トレッド20は、トレッドアンダークッションゴム21からトレッド20の表面までタイヤ径方向に沿って設けられたアンテナ部25を有する。

アンテナ部25は、導電性の高いゴムによって構成される。アンテナ部25に用いられるゴムの電気抵抗値（体積固有抵抗率）は、例えば、1.0×10⁷Ω・cm未満あることが好ましい。

また、カーカス40のタイヤ外側の表面、及びカーカス40のタイヤ内側の表面には、表面コード80が備えられる。

表面コード80は、導電性を有する。具体的には、表面コード80の表面の電気抵抗値（表面抵抗率）は、50Ω/sq.以下であることを意味する。

表面コード80は、空気入りタイヤ10の製造時（加硫時）におけるエア溜まりを防止する機能も有する。このようなコードは、ブリーダーヤーンと呼ばれてもよく、通気性を有する。

本実施形態では、表面コード80は、導電性塗料が塗布された有機繊維コードによって構成される。つまり、表面コード80は、エア溜まりを防止するブリーダーヤーンに、導電性を付加したものである。

表面コード80は、タイヤ周方向において所定の距離を隔てて複数設けられる。当該距離は、特に限定されないが、トレッド20の接地面内に複数の表面コード80が位置するような距離とすることが、導電パスの確実な形成の観点から好ましい。

本実施形態では、表面コード80は、一方のビード60から、トレッド20を介して他方のビード60まで設けられる。

（２）車両と地面との間における導電パス
次に、空気入りタイヤ10が装着される車両と地面との間における導電パスの構成について説明する。

図３は、空気入りタイヤ10が装着される車両100の左側面図である。図４は、車両と地面との間における導電パスの構成を模式的に示す図である。

図３に示すように、車両100は、導電パスに関する構成要素として、車体110、サスペンション120（足回り）、及びリムホイール130に組み付けられた空気入りタイヤ10を有する。空気入りタイヤ10、具体的には、空気入りタイヤ10のトレッド20（図１及び図２参照）は、地面Rに接する。このような構成要素を経由する導電パスによって、車両100がアースされ、車両100に帯電した静電気が地面Rに放出される。

図４に示すように、導電パスは、車体110−サスペンション120−リムホイール130−チェーファー70（図１及び図２参照、以下同）−表面コード80−トレッドアンダークッションゴム21（TUC）−アンテナ部25−地面Rを経由する。

なお、空気入りタイヤ10を構成する各部材間は、必ずしも短絡している状態ではないが、リムホイール130との接触するビード60のタイヤ径方向内側面からアンテナ部25のタイヤ径方向外側面までの間における電気抵抗値は、静電気を放出するために十分な導電性を有する程度の値以下であればよい。

また、表面コード80に加えて、カーカス40が補助的に導電パスを形成してもよい。同様に、アンテナ部25以外のトレッド20が補助的に導電パスを形成してもよい。

（３）表面コード80の具体的構造
図５は、空気入りタイヤ10のビード60の部分を含む一部拡大断面図である。図５に示すように、表面コード80は、外側コード80a及び内側コード80bを含む。なお、図５は、表面コード80（及びチェーファー70）の配置状態を模式的に示している。

外側コード80aは、カーカス40のタイヤ外側の表面である外側面40a（第１表面）に設けられる。内側コード80bは、カーカスのタイヤ内側の表面である内側面40b（第２表面）に設けられる。

なお、タイヤ外側とは、図５に示すように、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったカーカス40の断面における表面コード80の位置に応じて、タイヤ幅方向外側またはタイヤ径方向外側を意味する（但し、折り返し部41を除く）。タイヤ内側とは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったカーカス40の断面における表面コード80の位置に応じて、タイヤ幅方向内側またはタイヤ径方向内側を意味する（但し、折り返し部41を除く）。

図５に示すように、外側コード80aは、カーカス40の外側面40aに接触した状態で、カーカス40に沿って設けられる。同様に、内側コード80bは、カーカス40の内側面40bに接触した状態で、カーカス40に沿って設けられる。

また、本実施形態では、外側コード80a及び内側コード80bは、折り返し部41の途中で終端している。

図６は、表面コード80の径方向に沿った断面図である。図６は、表面コード80の断面形状を模式的に示す。図６に示すように、表面コード80は、複数の有機繊維の原糸81が撚られた撚り糸構造を有する。

表面コード80を構成する原糸81の本数は特に限定されないが、本実施形態では、上述したように、ブリーダーヤーンの機能を兼ねているため、表面コード80は、ブリーダーヤーン（エア溜まり防止）の機能に必要な程度の原糸81の本数とすることが好ましい。

また、表面コード80の引張強度及び繊維径（繊度）もブリーダーヤーンに用いるコードと同様で構わない。表面コード80としては、ポリエステル繊維またはアラミド繊維などを用い得る。

撚り糸構造の表面コード80の外表面は、導電性塗料82によって覆われている。このような表面コード80は、複数の原糸81が撚られた表面コード80を導電性塗料の液体に浸すことによって製造できる。なお、図６では、それぞれの原糸81の外表面が導電性塗料82で覆われているが、表面コード80の中心部分では、必ずしもそれぞれの原糸81の外表面が導電性塗料82で覆われていなくても構わない。

また、液体の導電性塗料82に浸す時間に応じて導電性塗料82の膜厚Tを制御することができ、表面コード80の導電性（電気抵抗値）も制御できる。

導電性塗料82としては、カーボンブラックを溶かした水性の溶液（導電性セメントと呼ばれてもよい）を用い得る。例えば、市販されているAcheson Colloids Co.社製のElectrodag 112が挙げられる。Electrodag 112では、25μm厚での電気抵抗値が50Ω/sq.以下と示されている。

（４）変更例
図７は、変更例に係る表面コード80Mの径方向に沿った断面図である。表面コード80Mは、表面コード80の代替として用い得る。

図７に示すように、表面コード80Mも、表面コード80と同様に、複数の有機繊維の原糸81が撚られた撚り糸構造を有する。表面コード80Mを構成する原糸81は、撚られる前に状態において、導電性塗料が塗布される。実際には、撚られる前の原糸81が導電性塗料の液体に浸される。

この結果、表面コード80Mは、原糸81それぞれの外表面が導電性塗料83によって覆われているのみであり、表面コード80の導電性塗料82のような膜厚Tは有してない。なお、製造工程の簡略化の観点からは、表面コード80が表面コード80Mよりも好ましいが、表面コード80Mは、表面コード80と比較すると、導電性を確保しつつ、導電性塗料の消費量抑制及び重量軽減を図り得る。

（５）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、空気入りタイヤ10では、カーカス40の外側面40a及び内側面40bには、導電性を有する表面コード80（外側コード80a及び内側コード80b）が設けられる。表面コード80は、ビード60と接する領域からトレッド20に亘って、タイヤ幅方向に沿って設けられるとともに、タイヤ周方向において所定の距離を隔てて複数設けられる。

このため、トレッド20などに導電性が低いゴムが用いられる場合でも、空気入りタイヤ10全体としての導電性をさらに高め得る。これにより、車両100に帯電した静電気をより確実に地面Rに放出でき、車両100に静電気が帯電することによる問題（ラジオへのノイズ混入、乗り降り時における乗員への放電など）を効果的に防止し得る。

さらに、表面コード80は、ブリーダーヤーンの機能を兼ねているが、導電性塗料を塗布する（正確には、導電性塗料の液体に浸す）ことによって、原糸81間の間隔（クリアランス）を確保でき、表面コード80のエア吸収力の低下を抑制し得る。

また、表面コード80の場合、上述したように、複数の原糸81が撚られた表面コード80を導電性塗料の液体に浸すことによって製造できるため、表面コード80Mと比較すると、製造工程の簡略化に寄与する。

一方、表面コード80Mの場合、表面コード80と比較すると、導電性塗料の消費量抑制及び重量軽減を図り得る。

表面コード80（表面コード80M）は、一方のビード60から、トレッド20を介して他方のビード60まで設けられる。このため、地面Rまでの導電パスを確実に形成し得る。

また、本実施形態では、トレッド20、ベルト層30及びカーカス40は、カーボンブラック（導電性物質）含有量が所定値以下のゴムによって構成される。このため、空気入りタイヤ10の低RRを実現しつつ、空気入りタイヤ10の導電性を高め得る。

（６）その他の実施形態
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、上述した実施形態では、表面コード80（表面コード80M、以下同）は、一方のビード60から、トレッド20を介して他方のビード60まで設けられていたが、表面コード80は、もビード60と接する領域からトレッド20に亘って、タイヤ幅方向に沿って設けられていればよい。つまり、表面コード80は、何れか一方のビード60からトレッド20まで設けられていればよい。

また、表面コード80は、カーカス40の外側面40aまたは内側面40bの何れか一方のみに設けられていてもよい。この場合、導電パスの形成の容易性の観点から、外側面40aに表面コード80（外側コード80a）を設けることが好ましい。また、外側コード80aと内側コード80bとは、導電パス形成の観点から何れかの位置で接続されていてもよい。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

10 空気入りタイヤ
20 トレッド
21 トレッドアンダークッションゴム
25 アンテナ部
30 ベルト層
40 カーカス
40a 外側面
40b 内側面
41 折り返し部
50 インナーライナー
60 ビード
61 ビードコア
62 スティフナー
70 チェーファー
80, 80M 表面コード
80a 外側コード
80b 内側コード
81 原糸
82, 83 導電性塗料
100 車両
110 車体
120 サスペンション
130 リムホイール

Claims (5)

1. 路面と接するトレッドと、
   リムホイールに係止される一対のビードと、
   前記ビードにおいてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返されるカーカスと
   を含むタイヤであって、
   前記カーカスのタイヤ外側の表面である第１表面、及び前記カーカスのタイヤ内側の表面である第２表面の少なくも何れかに設けられる表面コードを備え、
   前記表面コードは、
   導電性を有し、
   少なくとも前記ビードと接する領域から前記トレッドに亘って、タイヤ幅方向に沿って設けられ、
   タイヤ周方向において所定の距離を隔てて複数設けられるタイヤ。
2. 前記表面コードは、複数の有機繊維の原糸が撚られた撚り糸構造を有し、
   前記撚り糸構造の外表面が導電性塗料によって覆われている請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記表面コードは、複数の有機繊維の原糸が撚られた撚り糸構造を有し、
   前記原糸それぞれの外表面が導電性塗料によって覆われている請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記表面コードは、一方のビードから、前記トレッドを介して他方のビードまで設けられる請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。
5. 少なくとも前記トレッドは、導電性物質の含有量が所定値以下のゴムによって構成される請求項１乃至４の何れか一項に記載のタイヤ。

Images