JP4180903B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッドゴム層に不良導電性ゴムを使用したタイヤの通電性を安価に確保することができる空気入りタイヤの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、タイヤのウェット性能、耐摩耗性、転がり抵抗の低減を同時に満足させるため、トレッドゴム層をカーボンブラックに代えてシリカを高い割合で配合した不良導電性ゴムから構成した空気入りタイヤが提案されている。このような空気入りタイヤは、トレッドゴム層が電気の通電を遮断するため、車両に蓄積された静電気がタイヤホイールからビード部、サイドウォール部を経てトレッド部から路面にアースされず、そのためラジオノイズの発生や電気回路に悪影響を与えるといった問題がある。
【0003】
このような問題を解決するため、トレッド構造の一部にカーボンブラックを配合した良導電性ゴムからなる導電部をタイヤ接地面に出現するように設けて、タイヤの導電性を確保しようとする技術が提案されている。
【0004】
例えば、特開平8−34204号公報には、不良導電性ゴムからなるトレッドゴム層におけるタイヤ幅方向の一部に、トレッドゴム層の表面から底面に至るまで良導電性ゴムからなる導電性ストリップを設け、このストリップを通じて放電することが開示されている。
【0005】
また、特開平11−42720号公報には、不良導電性ゴムからなる外側ゴム層と良導電性ゴムからなる内側ゴム層とからなるトレッドゴム層について、その未加硫状態の帯状トレッドゴムに対し、外側ゴム層の表面から穿孔体を押し付けて内側ゴム層まで延びる充填穴を設けるとともに、この充填穴に良導電性ゴムを充填してタイヤ接地面に露出する導電体を設けることが開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平8−34204号公報。
【0007】
【特許文献2】
特開平11−42720号公報。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1では、導電性ストリップを設けるために、トレッドゴム層を幅方向において3つに分割した形状に押し出す必要があり、そのため、押出機の設備変更のための投資が大きくなり、製造コストの大幅なアップを伴うことになる。
【0009】
また、上記特許文献2では、押出機には変更を要しないものの、穿孔体により設けた充填穴に良導電性ゴムを充填するために、穿孔体に複雑な充填機構を組み込む必要があり、従ってこの場合にも設備投資は安価とは言えない。
【0010】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、トレッドゴム層に不良導電性ゴムを使用したタイヤの通電性を安価に確保することができる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。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、ベルト層の半径方向外側において、不良導電性ゴムからなりタイヤ接地面を形成する外側ゴム層と、該外側ゴム層の半径方向内側に位置する良導電性ゴムからなる内側ゴム層とを備え、前記外側ゴム層内に前記内側ゴム層からタイヤ接地面まで延びる良導電性ゴムからなる導電部が設けられた空気入りタイヤの製造方法であって、前記外側ゴム層と前記内側ゴム層とが積層された未加硫の帯状ゴム体に対し、前記内側ゴム層の裏面から突起物を当てて前記外側ゴム層の表面まで該突起物を貫通させ、これにより内側ゴム層の良導電性ゴムの一部を外側ゴム層の表面に出現させて前記導電部を形成し、その後、前記導電部を形成した帯状ゴム体をベルト層の半径方向外側に配して加硫成形するというものである。
【0012】
本発明によれば、未加硫の帯状ゴム体の裏面側から突起物を貫通させるという簡易な方法によってタイヤ接地面に出現する導電部を形成することができる。そのため、導電部を形成するための設備投資が安価であり、かつ、製造作業性も損なわないので、良好な導電性を有する空気入りタイヤを低コストにて製造することができる。
【0013】
本発明の製造方法においては、外側ゴム層がキャップトレッドゴム層であり、内側ゴム層がベーストレッドゴム層であってもよい。更に、この場合、内側ゴム層の裏面に良導電性ゴムからなるクッションゴム層を未加硫状態で積層しておいて、クッションゴム層の裏面から突起物を当ててクッションゴム層、内側ゴム層及び外側ゴム層の3層を貫通させることにより上記導電部を設けてもよい。
【0014】
本発明の製造方法においては、また、外側ゴム層がトレッドゴム層であり、内側ゴム層がクッションゴム層であってもよい。すなわち、トレッドゴム層が不良導電性ゴムからなる単層構造の場合であっても、その内側のクッションゴム層を利用することにより、上記導電部を確保することができる。
【0015】
本発明の製造方法においては、前記未加硫の帯状ゴム体に対し、押し出し後、冷却する前の加熱状態で、前記突起物を当てて外側ゴム層の表面まで該突起物を貫通させることが好ましい。このように加熱状態の帯状ゴム体に対して突起物を当てることにより、突起物を貫通させやすく、加工性に優れる。
【0016】
本発明の製造方法においては、前記導電部をトレッドショルダー部においてトレッドセンター部よりも配設密度を高く設定してもよい。ショルダー部は一般にセンター部よりも溝が少ないので、導電部をショルダー部に集中させることにより導電性を確保しやすい。また、ショルダー部はセンター部よりもタイヤ接地圧が小さいため、接地面に導電部を設けたことに起因するトレッドゴム層の破損が発生しにくい。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施形態について図1〜6に基づいて説明する。
【0018】
図6は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10の断面図である。タイヤ10は、一対のビード部12及びサイドウォール部14と、両サイドウォール部14間にまたがるトレッド部16とを備えて構成されており、トレッド部16の半径方向内側に配されたカーカス18が、そこから両側のサイドウォール部14を経てビード部12でビードコア20により係止され、また、トレッド部16におけるカーカス18の半径方向外側にベルト層22が配されている。
【0019】
ベルト層22の半径方向外側には、タイヤ接地面を形成する外側ゴム層であるキャップトレッドゴム層24と、その半径方向内側に積層された内側ゴム層であるベーストレッドゴム層26とからなるトレッドゴム層28が設けられている。キャップトレッドゴム層24は不良導電性ゴムからなり、ベーストレッドゴム層26は良導電性ゴムからなる。ここで、良導電性ゴムとは電気抵抗値が108Ω・cm以下のゴムのことをいい、ゴム成分中にカーボンブラック等の導電性材料が所定量添加されたゴムを挙げることができる。一方、不良導電性ゴムとは電気抵抗値が108Ω・cmよりも大きいゴムのことをいい、ゴム成分中にシリカを高い割合で配合したゴムを挙げることができる。
【0020】
キャップトレッドゴム層24内には、ベーストレッドゴム層26からタイヤ接地面まで延びる柱状の導電部30が多数設けられている。導電部30はベーストレッドゴム層26と共通の良導電性ゴムからなり、従ってタイヤ10には良好な導電性が確保されている。導電部30の配置及び数は特に限定されないが、タイヤがその周上のどこで接地しても少なくとも1つの導電部30が接地面内にあるように設けられることが好ましい。
【0021】
次に、このタイヤ10を製造する方法について説明する。まず、図1に示すように、押出機50により未加硫の帯状トレッドゴム52を押出成形する。帯状トレッドゴム52は、図3に示すように、キャップトレッドゴム層24とベーストレッドゴム層26とが共に未加硫の状態で上下に積層一体化されたものである。
【0022】
押し出された帯状トレッドゴム52は、ベルトコンベヤー54上を搬送されながら、冷却槽56に投入される前の加熱状態で穿孔加工に供される。穿孔加工は、図2に示すように周面に複数の突起物60を持つローラー58を、図1に示すようにベルトコンベヤー54の間に設けて、帯状トレッドゴム52を走行させながら、その下面からローラー58を押し当て転動させることにより行われる。詳細には、図3に示すように、ベーストレッドゴム層26の裏面(下面)から突起物60を当てて、キャップトレッドゴム層24の表面(上面)まで突起物60を貫通させる。すると、加熱状態の未加硫ゴムはある程度の柔軟性と粘着性を有するので、図4に示すようにベーストレッドゴム層26の良導電性ゴムの一部が突起物60とともに上方に引き伸ばされてキャップトレッドゴム層24の表面に露出する。このようにして帯状トレッドゴム52に形成される貫通孔32は、未加硫ゴムの柔軟性・流動性により冷却槽56に入る前に自然と塞がれ、これにより、図5に示すように、キャップトレッドゴム層24内にベーストレッドゴム層26から連続して上方に延び帯状トレッドゴム52の表面に露出する略テーパ状の導電部30が形成される。
【0023】
ここで、穿孔加工する際における帯状トレッドゴム52の温度については特に限定されないが、加工性を確保するため50℃以上であることが好ましい。
【0024】
また、突起物60の形状は、帯状トレッドゴム52を貫通する高さを持つものであれば特に限定されないが、帯状トレッドゴム52への挿入時における抵抗を小さくし、かつ、導電部30の導電性を確保するために十分な量の良導電性ゴムを表面に押し上げることができるように、図4に示すような錐体、より好ましくは円錐体であることが好ましい。
【0025】
上記のように穿孔された後、帯状トレッドゴム52は、冷却槽56で冷却され、その後、カッター62でタイヤ1本分の長さに切断される。そして、この切断された未加硫の帯状トレッドゴム52aを、公知のタイヤ成形方法に従ってベルト層22の半径方向外側に貼り付けて生タイヤを作製し、この生タイヤを加硫成形することにより、図6に示すようにタイヤ接地面に所定のトレッドパターンが刻まれた空気入りタイヤ10が製造される。
【0026】
以上説明した本実施形態であると、未加硫の帯状トレッドゴム52の裏面から表面まで突起物60を貫通させるという簡易な方法によって、タイヤ接地面に露出する導電部30を形成することができるので、少ない設備投資で、かつ、製造作業性も損なうことなく、良好な導電性を確実に確保することができる。
【0027】
図7は第2の実施形態に係る空気入りタイヤ40の断面図である。この実施形態では、導電部30がトレッドのショルダーリブ42のみに設けられており、センター領域のリブには導電部30は設けていない。そのため、この実施形態では、図8に示すように、軸方向の両端部のみに突起物60を有するローラー58aを用いて、上記の穿孔加工を行うものである。
【0028】
このようにショルダーリブ42のみに導電部30を設けることの利点は、(1) ショルダー部はセンター部よりも溝が少ないので導電性を確保しやすい点(穿孔箇所が溝内に配されると、その箇所では導電部30をタイヤ接地面に出現させることができず、導電性が発揮されないため)、及び、(2) ショルダー部はセンター部よりもタイヤ接地圧が小さいことから導電部30を設けたことに起因するトレッドゴム層28の破損を低減することができる点、にある。
【0029】
図9は第3の実施形態に係る空気入りタイヤ45の断面図である。この実施形態は、トレッドゴム層28が単層構造であってこれが不良導電性ゴムからなる外側ゴム層を構成する点、及び、このトレッドゴム層28とベルト層22との間にクッションゴム層46が設けられこれが良導電性ゴムからなる内側ゴム層を構成する点が、上記第1の実施形態と異なる。
【0030】
そのため、この実施形態では、未加硫の状態で積層一体化されたトレッドゴム層28とクッションゴム層46に対し、その下面から上記ローラー58を当てて突起物60により穿孔加工を行う。その他は第1の実施形態と同様である。
【0031】
なお、トレッドゴム層28とクッションゴム層46とは押出機により一体に押出成形してもよく、また、別々に押し出して一体に貼り付けてもよく、更に、押出成形されたトレッドゴム28の裏面にクッションゴム層46を形成するゴム組成物の流動体を塗布することによっても作製することができる。
【0032】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれにより限定されるものではない。
【0033】
下記表1に従って、不良導電性ゴム配合である配合Aと、良導電性ゴム配合である配合Bとを調製した。両配合には、共通の添加剤として、ワックスを2重量部、老化防止剤6Cを2重量部、ステアリン酸を3重量部、ZnOを3重量部、硫黄を2重量部、加硫促進剤NSを1.5重量部添加した。
【0034】
【表1】
【0035】
次いで、配合Aをキャップトレッドゴム層24(厚み=約7mm)に、配合Bをベーストレッドゴム層26(厚み=約4mm)に用いて、上記した第1の実施形態の構成を持つ乗用車用ラジアルタイヤを、タイヤサイズ:195/65R15として作製し、これを実施例1のタイヤとした。
【0036】
また、比較例として、下記表2に示す構成のタイヤを作製した。ここで、比較例1は配合Aからなる単層構造のトレッドゴム層を備えて穿孔加工を行っていない点で実施例1と相違するタイヤである。また、比較例2は穿孔加工をしていないことを除いて、実施例1と同じ構成を持つタイヤである。更に、比較例3〜5は穿孔加工のやり方が実施例1とは相違したものである。すなわち、比較例3は帯状トレッドゴムに対してその上面から突起物を当てて下面まで貫通しない穴を設けた例であり、比較例4は帯状トレッドゴムに対してその上面から突起物を当てて下面まで貫通させた例であり、比較例5は帯状トレッドゴムに対してその下面から突起物を当てて上面まで貫通しない(キャップトレッドゴム層の途中で終端した)穴を設けた例である。
【0037】
上記で得られた各タイヤについて、新品時の初期通電性と15000km走行後の摩耗後通電性を評価した。通電性は、タイヤをホイールに組み付け、内圧2kg/cm2とし、鉄板上に荷重400kgで押し付け、鉄板とホイールの間に200Vの電圧をかけて通電の有無及び電気抵抗値を測定した。電気抵抗値が108Ω・cm以下の場合を「○」、通電が確認できなかった場合を「×」とした。結果を表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】
表2に示すように、穿孔加工を全く行っていない比較例1,2では導電性が得られなかった。また、比較例3,4は穿孔加工を行っているものの、不良導電性のキャップトレッドゴム層側から加工しているので、満足した導電性は得られなかった。更に、比較例5では、良導電性のベーストレッドゴム層側から加工しているものの、キャップトレッドゴム層の表面まで貫通していないため、新品時での初期通電性が得られなかった。これに対し、良導電性のベーストレッドゴム層側からキャップトレッドゴム層の表面まで貫通させた実施例1では、新品時から摩耗後に至るまで満足できる導電性が確保されていた。
【0040】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、未加硫の帯状ゴム体の裏面から突起物を貫通させるという簡易な方法によってタイヤ接地面に出現する導電部を形成することができるので、良好な導電性を有する空気入りタイヤを低コストにて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る空気入りタイヤの製造工程の一部を示す概略図である。
【図2】 同製造工程で用いるローラーの斜視図である。
【図3】 同製造工程における穿孔加工時の斜視断面図である。
【図4】 図3の要部拡大断面図である。
【図5】 導電部が形成された帯状トレッドゴムの斜視断面図である。
【図6】 同実施形態に係るタイヤの断面図である。
【図7】 第2の実施形態に係るタイヤの断面図である。
【図8】 第2の実施形態における穿孔加工時の斜視断面図である。
【図9】 第3の実施形態に係るタイヤの断面図である。
【符号の説明】
10,40,45……空気入りタイヤ
24……キャップトレッドゴム層
26……ベーストレッドゴム層
28……トレッドゴム層
30……導電部
46……クッションゴム層
52……帯状トレッドゴム
60……突起物
Claims (5)
- ベルト層の半径方向外側において、不良導電性ゴムからなりタイヤ接地面を形成する外側ゴム層と、該外側ゴム層の半径方向内側に位置する良導電性ゴムからなる内側ゴム層とを備え、前記外側ゴム層内に前記内側ゴム層からタイヤ接地面まで延びる良導電性ゴムからなる導電部が設けられた空気入りタイヤの製造方法であって、
前記外側ゴム層と前記内側ゴム層とを積層してなる未加硫の帯状ゴム体に対し、前記内側ゴム層の裏面から突起物を当てて前記外側ゴム層の表面まで該突起物を貫通させ、これにより内側ゴム層の良導電性ゴムの一部を外側ゴム層の表面に出現させて前記導電部を形成する工程と、
前記導電部を形成した帯状ゴム体をベルト層の半径方向外側に配して加硫成形する工程と、
を含む空気入りタイヤの製造方法。 - 前記外側ゴム層がキャップトレッドゴム層であり、前記内側ゴム層がベーストレッドゴム層である請求項1記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記外側ゴム層がトレッドゴム層であり、前記内側ゴム層がクッションゴム層である請求項1記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記未加硫の帯状ゴム体に対し、押し出し後の加熱状態で前記突起物を当てて前記外側ゴム層の表面まで該突起物を貫通させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記導電部を、トレッドショルダー部においてトレッドセンター部よりも配設密度を高く設定した請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
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