JP4319264B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリカ配合のゴム組成物を絶縁性乃至不良導電性材としてトレッドに用いた導電性を有する空気入りタイヤにおいて、特に製造容易でかつ耐摩耗性を発揮する導電タイヤ構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、湿潤路走行性能及び転がり抵抗の低減を実現すべくトレッドゴムの充填剤としてカーボンブラックのかわりに絶縁性乃至不良導電性材であるシリカを配合する技術が公知となっている。この技術に伴い静電荷の発生によるラジオノイズや静電スパークが問題となっているが、トレッド構造の一部にカーボンブラックを配合した導電部材を別途設け、タイヤの導電性を確保しようとする技術が開示されている。
【０００３】
例えば、特開平８−３４２０４号及び特開平９−７１１１２号は、タイヤトレッドゴムの一部にトレッドストリップの表面から底面に至るまで導電性ストリップを設け、この導電性ストリップを通じて放電していく技術である。特開平８−１２０１２０号、同８−２４４４０９号、同８−２３０４０７号は、トレッド接地面に導電性の高い独立したゴム組成物からなる薄膜を付し、タイヤの帯電性を解消しようとする技術である。特開平８−２５８５０３号及び特開平９−３０２１２号は、独立した導電性の外側トップトレッドキャップ層をトレッドの外皮として形成しこの外皮を通じて放電する技術である。
【０００４】
【発明が解消しようとする課題】
しかし、特開平８−３４２０４号及び特開平９−７１１１２号は、トレッドストリップの表面から底面に至るまで導電性ストリップを設ける必要から、製造し易い構造であるとは決していい難く、また導電性ストリップの配置容積が大きくなるためシリカ主配合のトレッドゴムの容積が減少して湿潤路走行性能及び転がり抵抗の改善効果が低下する。一方、特開平８−１２０１２０号、同８−２４４４０９号、同８−２３０４０７号は、導電性ゴム層を導電性ゴムを吹き付けるなどの方法で実現できるため製造面からは優れているが、タイヤの長期使用によって導電性ゴム層が摩耗し、接地面表層に導電性に劣るシリカ配合のゴムが現出すると、たとえ陸部の端縁部に導電性ゴム層が残存するとはいえ、その面積は大幅に減少する結果、放電時間が長くなる。特開平８−２５８５０３号及び特開平９−３０２１２号は、導電性の外側トップトレッドキャップ層をトレッドの外皮として形成しているため、導電性ゴム層を導電性ゴムを吹き付けて形成する前記技術と比較すれば耐摩耗性は良好であるが、ゴムを薄くストリップ状にのばすため、やはり製造上困難である。
【０００５】
このように、簡易に製造ができ、かつ使用による摩耗の問題を解消した導電性に優れたタイヤは、いまだ提供されていないのが現状である。
【０００６】
本発明の課題は、簡易に製造でき、かつ長期使用により摩耗しても導電性を確保することができる空気入りタイヤを提供しようとするところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の問題について鋭意検討を重ねた結果、絶縁性乃至不良導電性ゴム組成物からなるトレッドと、ショルダー部表面を覆い、端部がこのトレッドの接地端領域まで延びる延長サイドウォールとを備え、当該延長サイドウォールが導電性ゴム組成物からなる空気入りタイヤを採用した。
【０００８】
本発明の空気入りタイヤは、上記のタイヤ構造を有しているため、帯電している車両では静電荷は例えば金属製のリムから導電性ゴム組成物からなる延長サイドウォールを通じてその端部より路面に放電することになる。しかも、本発明のタイヤは、上記の通りの簡単なタイヤ構造であるため、概略的には、例えばリム間にかけわたされたカーカスにベルト、トレッドゴムを順に配置し、これに、端部がトレッドの接地端領域まで延びる延長サイドウォールを配置してグリーンタイヤを製造した後、加硫成形するだけで簡単に製造することができる。
【０００９】
従って、従来の様に導電性ゴム部材を別途用意してこれをタイヤ組立の段階で配置したり、導電性ゴム部材を特殊な形状や構造でトレッドに組み込んだり、独立した導電性ゴム部材をサイドウォールの内側や外側に配置する必要がない。因って、本発明のタイヤは、タイヤ製造上大幅な工程数の削減となり、電気抵抗を低減し得るタイヤとしては実用上きわめて優れている。
【００１０】
上記延長サイドウォールは、通常用いられているカーボンブラック含有のゴム組成物からなるサイドウォールであればそれが導電性材として機能することからそのまま使用できる。従来タイヤとして、サイドウォールをトレッドの外面に配置してタイヤの組立を行うものもあるが、本発明の様に、電気抵抗を低減する手段として、サイドウォールを延長し、端部がトレッドの接地端領域まで延びる延長サイドウォールとするタイヤは提供されていない。
【００１１】
ただ、通常用いられているサイドウォールは、路面に直接接地するトレッドゴムとは相違して上下方向のたわみには強いが耐摩耗性に乏しいゴムである。
従って、かかるサイドウォールの特質により、延長サイドウォールは、トレッドの接地端領域側に延びる耐摩耗性ゴム部と、ビード部側に延びる耐屈曲性ゴム部で構成することが望ましい。具体的には、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部は耐摩耗性を発揮する配合組成物からなるゴムで構成し、耐屈曲性ゴム部は通常のサイドウォールで構成し、それぞれを一体押し出し成形により一体化した延長サイドウォールを用いて実施できる。かかる場合、例えば、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部は、耐摩耗性及び導電性を持たせるために、カーボンブラックが２５〜１００ｐｈｒ配合のトレッド配合組成物からなる耐摩耗性ゴム部で実施できる。また、カーボンブラックが２５〜１００ｐｈｒ配合しているトレッド配合組成物に、シリカ配合した耐摩耗性ゴム部で実施することもできる。
【００１２】
なお、ここで「トレッド配合組成物」とは、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムブレンドで、カーボンブラック含有量が２５〜１００ｐｈｒの範囲にある組成をいい、耐摩耗性、耐ウェット性に優れるものである。一方、通常のサイドウォールの配合組成物は、天然ゴム、ブタジエンゴムのブレンド系が多く使われ、カーボン含有量が２５〜１００ｐｈｒの範囲にあり、他に老化防止剤、ワックス等を混入させてなる組成をいい、耐疲労性に優れているが、耐摩耗性及び耐ウェット性は前記トレッド配合に比べて劣るものである。
【００１３】
この延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部と耐屈曲性ゴム部の境界面については、格別限定されるものではなく、適用されるタイヤに応じて相対的に設計できるものである。ただ、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部は、路面への接地に対して要求される性能であるため、少なくともその必要不可欠な領域において設定すれば足りる。そして、延長サイドウォールの耐屈曲性ゴム部も耐屈曲性を必要とする領域に設定すれば足りる。
【００１４】
かかる見地から、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部と耐屈曲性ゴム部の境界面は、トレッドの溝内に形成されたスリップサイン位置を示す棚部上面位置からタイヤ幅方向に延ばした仮想延長線上又は当該仮想延長線上の位置よりタイヤ径方向内側の近傍位置に形成することが好ましい。ここで「スリップサイン」とは、タイヤの摩耗使用限界を示すインジケーターであり、溝の内部の一部において棚部の上面で構成されており、この棚部の存在によって、摩耗によって溝の一部が切れて残溝がなくなってみえる部分を示している。一般には、乗用車タイヤではトレッド表面から１．６ｍｍ、ライトトラックタイヤでは２．４ｍｍ、トラックバスタイヤでは３．２ｍｍの溝深さの位置が例示できる。
【００１５】
これによって、走行時にトレッド表面が摩耗し、タイヤの摩耗使用限界を示すタイヤのスリップサインがトレッド表面に現れた際、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部もほぼ同時期に摩耗使用限界となる。
【００１６】
ただ、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部は、耐摩耗性ゴム部を使用しているとはいえ、シリカ主配合のトレッドゴムと比較すれば耐摩耗性は乏しいことから、本発明では、さらに延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部ではタイヤ径方向内側に向かうにつれてその断面厚みが漸増している構成を採用することが望ましい。これによって、走行中、タイヤの延長サイドウォールの接地端部がタイヤトレッドゴムと共に摩耗していっても、接地する延長サイドウォールの端部は必ず一定量の導電領域を確保することができ、構造上常に電気抵抗を低減するタイヤとすることが可能となる。
【００１７】
また、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部と耐屈曲性ゴム部の境界面は、上記耐摩耗性ゴム部の断面厚みがタイヤの内側から外側にむかって漸減している様に設計することがが望ましい。これによって、上下方向のたわみに強い延長サイドウォールの耐屈曲性ゴム部がタイヤの内側に張り出し、そうでない耐摩耗性ゴム部がタイヤの外側に張り出す構造となって、旋回時における湿潤路走行性能の低下を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る空気入りタイヤの一実施例を示す半断面図である。図１において、１は絶縁性乃至不良導電性ゴム組成物からなるトレッド、２はショルダー部ＳＡ表面を覆い、端部がトレッド１の接地端領域３まで延びる延長サイドウォールである。この延長サイドウォール２は導電性ゴム組成物で構成されている。４はベルト部、５はカーカス、６はビードコア、７は金属製のリムである。
【００１９】
延長サイドウォール２は、図示の通り、トレッド１の接地端領域３側に延びる耐摩耗性ゴム部２１と、ビード部側に延びる耐屈曲性ゴム部２２で構成されている。本実施形態の耐摩耗性ゴム部２１は、例えば、カーボンブラックが２５〜１００ｐｈｒの範囲内で配合された下記のトレッド配合からなるゴム組成物で構成されており、ビード部側に延びる耐屈曲性ゴム部２２との一体押し出し成形により一体形成されている。
【００２０】
（耐摩耗性ゴム部２１のゴム組成物）
本ゴム組成物は、
スチレンブタジエンゴム ６５重量部
天然ゴム ３５重量部
上記ゴム１００重量部に対して、
カーボンブラック ８０重量部
アロマチックオイル ４３重量部
ステアリン酸 ２重量部
亜鉛華 ３重量部
老化防止剤６Ｃ ２重量部
ワックス ２重量部
加硫促進剤ＣＺ １．５重量部
硫黄 １．５重量部
が配合されている。
【００２１】
（耐屈曲性ゴム部２２の配合組成物）
また、耐屈曲性ゴム部２２は、例えば、下記の通常のサイドウォールのゴム組成物から構成されている。
本ゴム組成物は、
ブタジエンゴム ６０重量部
天然ゴム ４０重量部
上記ゴム１００重量部に対して、
カーボンブラック ５０重量部
アロマチックオイル １５重量部
ステアリン酸 ２重量部
亜鉛華 ３重量部
老化防止剤６Ｃ ４重量部
ワックス ２重量部
加硫促進剤ＣＺ １．０重量部
硫黄 １．５重量部
が配合されている。
【００２２】
延長サイドウォール２の耐摩耗性ゴム部２１と耐屈曲性ゴム部２２の境界面２３は、図示の通り、タイヤショルダー側の周方向溝８内の一部に形成された棚部９の上面からタイヤ幅方向に延ばした仮想延長線ＳＬ上の位置よりタイヤ径方向内側の近傍位置に形成されている。周方向溝８内の一部に形成された棚部９の上面位置は、既述の通り、スリップサインを示している。
【００２３】
また、延長サイドウォール２の耐摩耗性ゴム部２１は、図示の様に、耐屈曲性ゴム部２２から連続して延びているが、本実施形態の場合、耐屈曲性ゴム部２２方向に向かうにつれてその断面厚みが漸増する構成となっている。
【００２４】
従って、本実施形態の空気入りタイヤを普通乗用車等の車両に装着して使用した場合、帯電している車両では、矢印に示す様に、静電荷は金属製のリム７から延長サイドウォール２の耐屈曲性ゴム部２２を経て、又は金属製のリム７からカーカス５を介して耐屈曲性ゴム部２２を経て、端部が接地端領域３にまで延びている耐摩耗性ゴム部２１に至り、この耐摩耗性ゴム部２１より路面に放電することになる。
【００２５】
本実施形態の空気入りタイヤは、既述の様に、導電性材である延長サイドウォール２をそのまま利用した導電構造を採用しているため、独立した導電性ゴム部材を別途用意してこれをタイヤ組立の段階で配置したり、独立した導電性ゴム部材を特殊な形状や構造でトレッドに組み込んだり、独立した導電性ゴム部材をサイドウォールの内側や外側に配置する必要がない。
【００２６】
従って、本実施形態の空気入りタイヤを製造するにあたっては、サイドウォールがトレッドの外側に配置する構造のタイヤを製造する場合と同様に製造すればよく、概略的には、リム間にかけわたされたカーカスにベルト、トレッドゴムを順に配置し、これに、ショルダー部が耐摩耗性ゴム部であるサイドウォールを配置してグリーンタイヤを製造した後、加硫成形するだけで簡単に製造することができる。また、独立した導電性ゴム部材をサイドウォールの内側や外側に配置する構成でもないので、サイドウォール本来の機能を阻害することもなく、従前通りの働きを延長サイドウォール２に持たせることができる。
【００２７】
また、本実施形態のタイヤの場合、上記延長サイドウォール２の耐摩耗性ゴム部２１を、耐屈曲性ゴム部２２方向に向かうにつれてその断面厚みが漸増する構成を採用しているため、延長サイドウォール２が摩耗していっても、接地する耐摩耗性ゴム部２１は必ず一定量の導電領域を確保することができ、構造上常に電気抵抗を低減するタイヤとすることが可能である。
【００２８】
なお、断面厚みが漸増する上記の耐摩耗性ゴム部２１の場合、その断面厚みは格別限定されるものではないが、０．２〜５．０ｍｍの範囲で断面厚みが漸増する様に設定することが好ましい。
【００２９】
また、本実施形態のタイヤの場合、カーボンブラックが２５〜１００ｐｈｒ含有しているトレッド配合組成物からなるゴムで構成し、耐屈曲性ゴム部２２との一体押し出し成形により形成する構成であるため、延長サイドウォール２の欠点を補いゴム材料上も耐摩耗性を向上する構成となっている。
【００３０】
しかも、本実施形態のタイヤの場合、延長サイドウォール２の耐摩耗性ゴム部２１と耐屈曲性ゴム部２２の境界面２３としては、上記耐摩耗性ゴム部２１の断面厚みがタイヤの内側から外側にむかって漸減している構造であるため、上下方向のたわみに強い耐屈曲性ゴム部２２がタイヤの内側に張り出し、そうでない耐摩耗性ゴム部２１がタイヤの外側に張り出す構造となって、耐屈曲性ゴム部２２の機能が発現し易い構造となっており、これにより旋回時における湿潤路走行性能の低下を防止している。
【００３１】
なお、絶縁性乃至不良導電性ゴム組成物からなるトレッド１は、電気抵抗値が１０⁸ Ω・ｃｍを超えるシリカの充填配合によって構成されている。具体的なシリカの含有率は３０〜１００ｐｈｒとし、カーボンブラックの含有率は２０ｐｈｒ未満とする配合例で実施することが可能である。
【００３２】
また、延長サイドウォール２の耐摩耗性ゴム部２１は、電気抵抗値が１０⁸ Ω・ｃｍ以下とするカーボンブラックの配合で確保することができる。具体的には、既述の通り、カーボンブラックが２５〜１００ｐｈｒ含有しているトレッド配合組成物からなるゴムで構成することができる。
【００３３】
なお、延長サイドウォール２の耐屈曲性ゴム部２２は、既述の通りの公知のサイドウォール配合組成物で実施可能である。耐屈曲性ゴム部２２の厚みも特に限定されるものでなく、延長サイドウォール２の耐摩耗性ゴム部２１の厚みと同じであってもよく、また異なる厚みであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、絶縁性乃至不良導電性ゴム組成物からなるトレッドと、ショルダー部表面を覆い、端部がこのトレッドの接地端領域まで延びる延長サイドウォールとを備え、当該延長サイドウォールが導電性ゴム組成物からなるため、車両が帯電した場合でも、かかる延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部を通じて路面に放電することが可能となる。
【００３５】
しかも、本発明のタイヤは、従来タイヤの様に、導電性ゴム部材を別途用意してこれをタイヤ組立の段階で配置したり、導電性ゴム部材を特殊な形状や構造でトレッドに組み込んだり、独立した導電性ゴム部材をサイドウォールの内側や外側に配置する必要がない。因って、本発明のタイヤは、タイヤ製造上大幅な工程数の削減となり、簡易に製造できる。更にまた、独立した導電性ゴム部材をサイドウォールの内側や外側に配置するタイヤと異なり、サイドウォールの機能を損なうことがない。従って、本発明のタイヤは、電気抵抗を低減し得るタイヤとしては実用上きわめて優れている。
【００３６】
またさらに、延長サイドウォールを、トレッドの接地端領域側に延びる耐摩耗性ゴム部と、ビード部側に延びる耐屈曲性ゴム部で構成し、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部と耐屈曲性ゴム部の境界面については、タイヤのスリップサインを示す溝内の棚部上面位置からタイヤ幅方向に延ばした仮想延長線上又は当該仮想延長線上の位置よりタイヤ径方向内側の近傍位置に形成し、延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部はタイヤ径方向内側に向かうにつれてその断面厚みが漸増しているタイヤとした場合は、長期使用により延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部が摩耗しても導電性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示す半断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド
２ 延長サイドウォール
２１ 耐摩耗性ゴム部
２２ 耐屈曲性ゴム部
２３ 境界面
ＳＡ ショルダー部
３ 接地端領域
４ ベルト部
４１ ベルトエッジ部
ＳＬ 仮想延長線

Claims (1)

1. シリカ配合のゴム組成物からなる絶縁性乃至不良導電性材のトレッドと、
   トレッドのショルダー部表面を覆い、端部がこのトレッドの接地端領域まで延びる導電材の延長サイドウォールとを備えており、
   前記延長サイドウォールは、トレッドの接地端領域側に延びる耐摩耗性ゴム部と、ビード部側に延びる耐屈曲性ゴム部で構成され、
   前記トレッドは、シリカの含有率が３０〜１００ｐｈｒとし、カーボンブラックの含有率が２０ｐｈｒ未満であり、前記耐摩耗性ゴム部は、カーボンブラックを２５〜１００ｐｈｒ含有しており、
   前記延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部と耐屈曲性ゴム部の境界面は、トレッドの溝内に形成されたスリップサイン位置を示す棚部上面からタイヤ幅方向に延ばした仮想延長線上又は当該仮想延長線上の位置よりタイヤ径方向内側の近傍位置に形成されており、
   前記延長サイドウォールの耐摩耗性ゴム部ではタイヤ径方向内側に向かうにつれてその断面厚みが漸増している空気入りタイヤ。

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