JP5065762B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ゴムストリップの巻付体によりトレッドゴムを形成したタイヤにおいて、前記ゴムストリップに例えばシリカリッチ配合の非導電性ゴムを用いた場合にも、車両内の静電気を路面に放電することを可能とした空気入りタイヤに関する。

自動車の低燃費性を高め、かつ排気ガスの低減化を促進するために、カーボンブラックに代えてシリカをトレッドゴムの補強剤として用いたタイヤが提案されている。このものは、低温側でのヒステリシスロスが高く維持されるため、優れたウエットグリップ性能を発揮する一方、高温側でのヒステリシスロスが低いため、転がり抵抗が減じるなど低転がり抵抗性能とウエットグリップ性能とを両立させるという利点がある。しかしその反面、シリカは電気絶縁性が高いため、タイヤの電気抵抗の増加を招き、静電気が車両に蓄積されることによりラジオノイズ等の電波障害を引き起こすなど、多くの電気的誤動作の原因となる。

そこで、例えば特許文献１には、図１１に示すように、トレッドゴムａのキャップゴム部ａ１に、リボン状のゴムストリップｂをタイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き重ねたストリップ巻付体ｃを用いた、所謂ストリップワインド方式のトレッド構造において、前記ゴムストリップｂの少なくとも一面に、導電材を用いた導電皮膜ｅを形成し、この導電皮膜ｅの外側縁がトレッド接地面ａｓに現れ、かつ内側縁がトレッド導電部ｆ（例えばベースゴム部など）と接するように構成したタイヤが提案されている。

この構造のタイヤは、前記ストリップワインド方式が有する利点、例えば大型のゴム押出機の使用やゴム押出成形体の中間在庫がそれぞれ不必要となり、タイヤ製造効率を高め、かつ工場等の省スペース化を図りうるなどの利点を発揮しうるとともに、前記ゴムストリップをシリカリッチ配合とすることにより、タイヤの低転がり抵抗性とウエットグリップ性とを高いレべルで両立させることが可能となる。しかも、前記導電皮膜ｅによって導電路が形成されるため静電気の蓄積を防止することも可能となる。

特開２００６−０６９３４１号公報

しかし前記構造では、ゴムストリップｂの一面に形成された導電皮膜ｅの外側縁をトレッド接地面ａｓで露出させ、かつ内側縁をトレッド導電部ｆと接触させるために、前記キャップゴム部ａ１を一層のストリップ巻付体で形成する必要がある。そのためには、幅広のゴムストリップｂを用い、かつこのゴムストリップｂをタイヤ軸方向線に対して大きく傾けた急勾配の姿勢で巻回することが要求される。

しかし、ゴムストリップの姿勢が急勾配の場合、ゴムストリップ間を充分に押圧することが難しくなるなど接着力が不足し易く、しかも旋回時にゴムストリップ間に作用する剪断力が増加するため、ゴムストリップ間にクラック等の亀裂損傷が発生し易い傾向を招く。又ゴムストリップの姿勢が急勾配の場合、
（１）ゴムストリップの半径方向外側縁側と内側縁側とでゴムの伸びに大きな差が生じるため、ゴムストリップの厚さ変化が大となる：
（２）ゴムストリップの貼り付け位置がタイヤ軸方向に僅かに位置ずれしただけでも、半径方向に大きな位置ずれが生じるなど断面形状に与える影響が大となる：
（３）姿勢が不安定となり、先に巻回されたゴムストリップの側面（斜面）に貼付ける際に前記斜面に沿って滑るなど位置ずれし易くなる：
などの理由により、ストリップ巻付体の形成精度が低下するという問題がある。

そこで本発明は、キャップゴム部を複数のゴム層部分に区分し、かつ各ゴム層部分を、導電性のゴムストリップ部、或いは導電性のゴムストリップからなる導電性巻回部を有するストリップ巻回体として形成するとともに、半径方向内外で隣り合うゴム層部分間において、前記導電性巻回部間を所定の接触巾にて接触させることを基本として、前記ストリップワインド方式を採用しつつ車両内の静電気を路面に放電することができ、しかも、キャップゴム部の成形精度を高めるとともに、ゴムストリップ間におけるクラック等の発生を抑制して耐久性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部が、リム組み時にリムと導通する導電性のトレッド導電部と、内周面が前記トレッド導電部に接する接触面をなしかつ外周面が路面に接地する接地面をなす環状のキャップゴム部とを具えた空気入りタイヤであって、
前記キャップゴム部は、前記接触面を有する半径方向最内側のゴム層部分と、前記接地面を有する半径方向最外側のゴム層部分とを含む複数のゴム層部分が半径方向内外に重置される複数層構造をなし、
しかも各ゴム層部分は、非導電性のゴムストリップ部と導電性のゴムストリップ部とが長さ方向に縦継ぎされた縦継ぎストリップをタイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き付けたストリップ巻回体からなり、かつ該ストリップ巻回体は、前記非導電性のゴムストリップ部からなる非導電性巻回部と、前記導電性のゴムストリップ部が１周以上かつ１０周以下の範囲で巻回する導電性巻回部とを具えるとともに、
前記半径方向最外側のゴム層部分において、前記導電性巻回部の外端部は１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の露出巾で前記接地面で露出し、かつ前記半径方向最内側のゴム層部分において、前記導電性巻回部の内端部が前記トレッド導電部と１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾で接触し、かつ半径方向内外で互いに隣り合うゴム層部分間において、半径方向内側の導電性巻回部の半径方向外端部と、半径方向外側の導電性巻回部の半径方向内端部とは１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾で互いに接触することを特徴としている。

又請求項２の発明は、前記縦継ぎストリップは、非導電性のゴムストリップ部が非導電性のゴム組成物Ｇａからなり、かつ導電性のゴムストリップ部が導電性のゴム組成物Ｇｂからなり、ゴム組成物Ｇａとゴム組成物Ｇｂとを順次選択して押出し、先行する一方のゴム組成物の後端に、他方のゴム組成物が接続して継ぎ換えされることを特徴としている。

又請求項３の発明は、前記露出巾、及び接触巾は、それぞれ３．０ｍｍ以上であることを特徴としている。
又請求項４の発明は、前記トレッド導電部は、少なくともベルト層を含むトレッド補強コード層又はその外側に配された導電性のベースゴム部であることを特徴としている。

なお本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態において特定される値とする。前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。

本願第１の発明の空気入りタイヤは、叙上の如く、キャップゴム部を、半径方向内外で互いに重置される複数のゴム層部分に分割するとともに、各ゴム層部分を、非導電性のゴムストリップ部と導電性のゴムストリップ部とが長さ方向に縦継ぎされた縦継ぎストリップを螺旋状に巻き付けたストリップ巻回体にて形成している。このようにキャップゴム部を複数のゴム層部分に分割することで、各ゴム層部分の厚さが減じられるため、縦継ぎストリップを螺旋状に巻回する際の姿勢を緩勾配とすることができる。従って、ゴムストリップ間における亀裂損傷を抑制して耐久性を高めるとともに、キャップゴム部を要求する断面形状により近い断面形状で形成しうるなどキャップゴム部の成形精度を向上しうる。

又各ゴム層部分には、前記導電性のゴムストリップ部が螺旋状に１〜１０周巻回してなる導電性巻回部が形成されるとともに、この導電性巻回部は、半径方向最外のゴム層部分では、接地面に所定の露出巾で露出し、半径方向最内のゴム層部分では、トレッド導電部と所定の接触巾で接触し、かつ半径方向内外で隣り合うゴム層部分間においては、導電性巻回部の端部は所定の接触巾で互いに接触している。従って、各ゴム層部分の導電性巻回部が互いに連なり、前記接地面からトレッド導電部に至る導電路を形成でき、静電気を放電しうる。

又前記第１の発明では、非導電性のゴムストリップ部と導電性のゴムストリップ部とを長さ方向に継いだ縦継ぎストリップを用いたのに対して、本願第２の発明の空気入りタイヤでは、非導電性のゴムストリップと導電性のゴムストリップとの２本を用い、タイヤ軸方向で隣り合う非導電性のゴムストリップ間に導電性ゴムストリップを介在させることにより、該導電性のゴムストリップが前記非導電性のゴムストリップとともに螺旋状に１〜１０周巻回する導電性巻回部を形成している。この第２の発明の場合も第１の発明と同様に、各ゴム層部分の導電性巻回部が互いに連なり、接地面からトレッド導電部に至る導電路を形成できる。従って、
車両内の静電気を導電路を通って路面に放電することが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの正規内圧状態を示す断面図、図２はそのトレッド部を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態（第１実施形態）の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるトレッド補強コード層７とを具える。

前記カーカス６は、前記ビードコア５、５を跨るトロイド状のカーカス本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるカーカス折返し部６ｂを具える。このカーカス６は、タイヤ周方向に対して例えば７０〜９０度の角度で配列したカーカスコードの配列体をトッピングゴムにて被覆した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。又前記カーカス本体部６ａとカーカス折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックス８が配設される。

前記トレッド補強コード層７は、ベルト層９及び／又はバンド層１０からなり、本例では、前記カーカス６に重置されるベルト層９と、そのさらに外側に重置されるバンド層１０とからなる場合を例示する。

前記ベルト層９は、タイヤ周方向に対して例えば１５〜４０度の角度で配列したベルトコードの配列体をトッピングゴムにて被覆した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ９Ａ、９Ａから形成される。前記ベルトコードは、プライ間相互で交差し、これによりベルト剛性を高めトレッド部２の略全巾を補強する。又バンド層１０は、タイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回されるバンドコードをトッピングゴムにて被覆したバンドプライ１０Ａからなり、前記ベルト層９を拘束し、操縦安定性、高速耐久性等を向上させる。前記バンドプライ１０Ａとしては、ベルト層９のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層９の略全巾を覆うフルバンドプライがあり、これらを単独で或いは組み合わせて使用される。本例では、バンド層１０が１枚のフルバンドプライからなるものを例示している。なお前記トレッド補強コード層７として、ベルト層９のみで形成することも、又はバンド層１０のみで形成することもできる。又前記ベルトコード及びバンドコードを総称して補強コードと呼び、前記ベルトプライ９Ａ及びバンドプライ１０Ａを総称して補強プライと呼ぶ場合がある。

ここで、前記カーカスプライ６Ａのトッピングゴム、及び補強プライのトッピングゴムは、従来の一般的なタイヤと同様、ゴム補強剤としてカーボンブラックを含み、これにより体積固有電気抵抗値を１．０×１０⁸ （Ω・cm）未満、好ましくは１．０×１０⁷ （Ω・cm）以下として導電性を確保している。また前記カーカス６のタイヤ軸方向外側には、サイドウォール部３のタイヤ外皮をなすサイドウォールゴム３Ｇが、前記ビード部４には、タイヤ外皮をなしかつタイヤ半径方向外端が前記サイドウォールゴム３Ｇに接続されかつタイヤ半径方向内端がリムに接触するクリンチゴム４Ｇがそれぞれ配されている。これらのゴム３Ｇ、４Ｇも、従来の一般的なタイヤと同様、ゴム補強剤としてカーボンブラックを含み、その体積固有電気抵抗値を１．０×１０⁸（Ω・cm）未満、好ましくは１．０×１０⁷ （Ω・cm）以下として導電性を確保している。

本明細書において、ゴムの体積固有電気抵抗値は、１５cm四方かつ厚さ２mmのゴム試料に対し、印加電圧５００Ｖ、気温２５℃、湿度５０％の条件で電気抵抗測定器（この例では、ADVANTESTER 8340A ）を用いて測定した値で表示している。

次に、前記空気入りタイヤ１は、前記トレッド補強コード層７のタイヤ半径方向外側に、トレッドゴム２Ｇが配される。本例では、このトレッドゴム２Ｇが、トレッド補強コード層７のタイヤ半径方向外側に重ねられたベースゴム部１１と、内周面がこのベースゴム部１１と接する接触面ＳＬをなしかつ外周面が路面と接地する接地面ＳＵをなす環状のキャップゴム部１２とで構成されたものが例示される。

前記ベースゴム部１１は、体積固有電気抵抗値が１．０×１０⁸ （Ω・cm）未満、好ましくは１．０×１０⁷ （Ω・cm）以下の導電性のゴム組成物で構成されている。またベースゴム部１１のタイヤ軸方向の両側縁は、前記サイドウォールゴム３Ｇに接続されている。このため、前記ベースゴム部１１は、リム組み時、本例ではトレッド補強コード層７のトッピングゴム、カーカス６のトッピングゴム、サイドウォールゴム３Ｇ及びクリンチゴム４Ｇ等を経てリムＪまで電気的に導通するトレッド導電部１３を構成する。なおサイドウォールゴム３Ｇ及びクリンチゴム４Ｇが導電性を有していれば、トレッド補強コード層７及びカーカス６の各トッピングゴムを非導電性とすることができ、又トレッド補強コード層７及びカーカス６の各トッピングゴムが導電性を有していれば、サイドウォールゴム３Ｇを非導電性とすることもできる。

次に、前記キャップゴム部１２は、前記接触面ＳＬを有する半径方向最内側のゴム層部分１４Ｌと、前記接地面ＳＵを有する半径方向最外側のゴム層部分１４Ｕとを含む複数のゴム層部分１４が半径方向内外に重置される複数層構造をなす。本例では、前記ゴム層部分１４Ｌ、１４Ｕ間に、中間のゴム層部分１４Ｍを設けた３層構造のものを例示している。そして、各ゴム層部分１４は、図３に示すように、非導電性のゴムストリップ部１５Ａと導電性のゴムストリップ部１５Ｂとが長さ方向に縦継ぎされた縦継ぎストリップ１５を、タイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き付けたストリップ巻回体４０によって形成される。

前記縦継ぎストリップ１５としては、本例では、非導電性のゴムストリップ部１５Ａが非導電性のゴム組成物Ｇａからなり、かつ導電性のゴムストリップ部１５Ｂが導電性のゴム組成物Ｇｂからなり、それぞれ同一断面形状を有して一つの押出口から押出し成形されたものを使用している。このような縦継ぎストリップ１５は、例えば図４に例示する、ゴム押出し装置１６を用いて連続的に形成できる。

具体的には、このゴム押出し装置１６は、非導電性のゴム組成物Ｇａ、及び導電性のゴム組成物Ｇｂをそれぞれ個別に押出す２台のゴム押出機本体１７ａ、１７ｂ、並びにそれらの前端に取り付く一つの押出しヘッド１８を具える。各前記ゴム押出機本体１７ａ、１７ｂは、ゴム投入口を設けたシリンダ１９内に、スクリュー軸２０を収納した周知構造をなし、前記スクリュー軸２０の駆動により、各ゴム組成物Ｇａ、Ｇｂを可塑化しながらシリンダ１９前端の吐出口から押し出ししうる。又前記押出しヘッド１８は、各前記吐出口からのゴム組成物Ｇａ、Ｇｂを下流側に案内する２本の個別ゴム流路２１ａ、２１ｂと、この２本の個別ゴム流路２１ａ、２１ｂが合流する選択室２２と、該選択室２２からのびる１本の下流流路２３と、この下流流路２３の下流端に位置する押出口２４とを有する。

前記選択室２２には、前記下流流路２３と、各個別ゴム流路２１ａ、２１ｂとを選択的に切り替えて連通する切替弁２５が配される。この切替弁２５は、本例ではボール弁２５Ａであり、図５（Ａ）、（Ｂ）に拡大して示すように、球面状の選択室２２内に、軸芯周りで回転可能に収容される。前記ボール弁２５Ａには、例えば切欠き状等の導通部２５Ａ１が設けられ、切替弁２５への切り替え操作（本例では前記軸芯周りの回転操作）により、前記下流流路２３と一方の個別ゴム流路２１ａとの間、及び下流流路２３と他方の個別ゴム流路２１ｂとの間をそれぞれ選択的に切り替えて導通できる。即ち、ゴム押出機本体１７ａからのゴム組成物Ｇａと、ゴム押出機本体１７ｂからのゴム組成物Ｇｂとを、順次選択して下流流路２３をへて押出口２４から押出しうる。このとき、前記切り替え時には、先行して下流流路２３を通る一方のゴム組成物（例えばＧａ）の後端に、他方のゴム組成物（例えばＧｂ）が接続して継ぎ換えされる。従って、前記押出口２４から、各ゴム組成物Ｇａ、Ｇｂからなるゴムストリップ部１５Ａ、１５Ｂが長さ方向に縦継ぎされた縦継ぎストリップ１５を連続的に押し出すことができる。

なお本例では、一方のゴム押出機本体からのゴム組成物が前記押出口２４から押し出されている間、他方のゴム押出機本体は停止され、他方のゴム押出機本体の内圧が過度に上昇するのを抑制しているが、好ましくは、個別ゴム流路とゴム押出機本体の例えばゴム投入口との間に、バイパス流路を形成し、切替弁２５が閉じているとき、ゴム組成物を個別ゴム流路からゴム投入口まで帰還させる如く構成するのが好ましい。

そして、このような縦継ぎストリップ１５を、タイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き付ける。これにより、各ゴム層部分１４を、それぞれ、前記非導電性のゴムストリップ部１５Ａが巻回された非導電性巻回部４１Ａと、前記導電性のゴムストリップ部１５Ｂが巻回された導電性巻回部４１Ｂとで形成している。ここで重要なことは、前記図２の如く、
（１） 各前記導電性巻回部４１Ｂが、導電性のゴムストリップ部１５Ｂが１周以上かつ１０周以下の範囲で巻回することにより形成されること：
（２） 前記半径方向最外側のゴム層部分１４Ｕにおいて、前記導電性巻回部４１Ｂの外端部が１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の露出巾ＷＵで前記接地面ＳＵで露出すること；
（３） 前記半径方向最内側のゴム層部分１４Ｌにおいて、前記導電性巻回部４１Ｂの内端部が前記トレッド導電部１３と１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾ＷＬで接触すること、及び
（４） 半径方向内外で互いに隣り合うゴム層部分１４、１４間において、半径方向内側の導電性巻回部４１Ｂの半径方向外端部と、半径方向外側の導電性巻回部４１Ｂの半径方向内端部とは１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾ＷＭで互いに接触することである。

このようなキャップゴム部１２は、複数のゴム層部分１４に分割されているため、各ゴム層部分１４の厚さが小となる。従って各ゴム層部分１４をストリップ巻回体４０にて形成する場合、前記縦継ぎストリップ１５を螺旋状に巻回する際の姿勢を、タイヤ軸方向に寝かせた緩傾斜とすることができる。従って、ストリップ間を容易にかつ充分な押圧力で押し付けでき、ストリップ間の接着力を高めうる。しかも旋回時の横力方向とストリップ間の界面との角度が浅くなるため、前記界面に作用する剪断力を減じることができ、前記接着力アップと相俟って、ストリップ間の亀裂損傷を抑制し耐久性を向上しうる。

又縦継ぎストリップ１５の姿勢が急傾斜の場合、
（１） ストリップの半径方向外側縁側と内側縁側とでゴムの伸びに大きな差が生じるため、ゴムストリップの厚さ変化が大となる：
（２） ストリップの貼り付け位置がタイヤ軸方向に僅かに位置ずれしただけでも、半径方向に大きな位置ずれが生じるなど断面形状に与える影響が大となる：
（３） 姿勢が不安定となり、先に巻回されたゴムストリップの側面（斜面）に貼付ける際に前記斜面に沿って滑るなど位置ずれし易くなる：
などの理由により、ストリップ巻付体の形成精度が低下するという問題があるが、前記姿勢を緩傾斜とすることで成形精度を向上することができる。

又各ゴム層部分１４には、前記導電性のゴムストリップ部１５Ｂからなる導電性巻回部４１Ｂが形成されるとともに、この導電性巻回部４１Ｂは、半径方向最外のゴム層部分１４Ｕでは接地面ＳＵで露出し、半径方向最内のゴム層部分１４Ｌでは、トレッド導電部１３と接触し、かつ半径方向内外で隣り合うゴム層部分１４間においては、導電性巻回部４１Ｂ同士が互いに接触している。即ち各ゴム層部分１４の導電性巻回部４１Ｂは互いに連なり、前記接地面ＳＵからトレッド導電部１３に至る導電路を形成でき、静電気を放電しうる。

このとき前記露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭがそれぞれ１．０ｍｍ未満では、電気的導通が不充分となって放電を不確実なものとする。そのために前記露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭは、それぞれ３．０ｍｍ以上、さらには５．０ｍｍ以上が好ましい。しかし前記露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭが大きすぎると、走行性能や耐偏摩耗性に悪影響が生じやすく、従って上限は１０．０ｍｍ以下、さらには７．０ｍｍ以下が好ましい。又同様の理由により、ゴムストリップ部１５Ｂの巻回数は１周以上かつ１０周以下が必要である。なお前述の露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭの規制範囲は、タイヤ一周に亘って維持されるべきである。

前記縦継ぎストリップ１５の断面形状としては、特に規制されないが、断面形状が、例えば台形、平行四辺形など巾方向両端部が剣先状をなすものが、前記露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭの確保、及びエアー溜まりの防止の観点から好ましい。

又本例では、前記キャップゴム部１２が、１本の縦継ぎストリップ１５からなる場合を示している。具体的には、例えば図６（Ａ）に例示するように、キャップゴム部１２のタイヤ軸方向の一端部（図６では左端部）を起点として他端側に向かって螺旋状に巻き付けた後、タイヤ軸方向他端部、一端部で順次折り返しながら巻回を行うことで、各ゴム層部分１４Ｌ、１４Ｍ、１４Ｕを連続的に形成している。この場合、各ゴム層部分１４Ｌ、１４Ｍ、１４Ｕ毎に、縦継ぎストリップ１５の傾斜の向きが相違するため、もしストリップ間に亀裂が生じた場合にも、その成長を層内で抑えることができる。又例えば図６（Ｂ）に例示するように、ゴム層部分１４Ｌ、１４Ｍ、１４Ｕ毎に、個別の縦継ぎストリップ１５を用いることができる。この場合、キャップゴム部１２のタイヤ軸方向の一端部から、各縦継ぎストリップ１５をスタート時間を少しづつ遅らせながら順次巻回していくことで、短時間でキャップゴム部１２を形成することができる。係る場合には、縦継ぎストリップ１５の傾斜の向きは、各ゴム層部分１４Ｌ、１４Ｍ、１４Ｕともに同一となる。

次に、前記非導電性のゴム組成物Ｇａとして、本例では、ゴム成分１００質量部に対してシリカを３０〜１００質量部配合した、シリカリッチ配合のゴムが用いられ、これにより低転がり抵抗性とウエットグリップ性とがより高いレベルで両立される。なお低転がり抵抗性、及びウエットグリップ性の観点から前記シリカの配合量の下限値は４０質量部以上がより好ましく、又上限値は８０質量部以下さらには６０質量部以下が好ましい。

前記ゴム成分としては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンの重合体であるブタジエンゴム（ＢＲ）、いわゆる乳化重合のスチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合のスチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）、イソプレンの重合体である合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンとアクリロニトリルとの共重合体であるニトリルゴム（ＮＢＲ）又はクロロプレンの重合体であるクロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴムが挙げられ、これらから選択されるゴムを単独で、又は２種以上をブレンドして使用する。

又前記シリカとしては、特に限定はされないが、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が１５０〜２５０ｍ² ／ｇの範囲、かつフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇ以上のコロイダル特性を示すものが、ゴムへの補強効果及びゴム加工性等の点で好ましい。なおシランカップリング剤としては、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、α−メルカプトプロピルトリメトキシシランが好適である。

又前記非導電性のゴム組成物Ｇａには、シリカのみならず、カーボンブラックを補助的に配合することができる。これは、他のゴム物性、例えばゴム弾性やゴム硬度等を適宜コントロールするのに役立つ。この場合、カーボンブラックの配合量は、シリカの配合量より少なく、とりわけゴム成分１００質量部に対して１５質量部以下、さらには１０質量部以下が望ましい。カーボンブラックの配合量が１５質量部を超えると、シリカによる低転がり抵抗性が損なわれる他、ゴムが過度に硬くなる傾向となり好ましくない。

前記導電性のゴム組成物Ｇｂとしては、本例では、ゴム成分１００質量部に対してカーボンブラックを３０〜１００質量部配合したカーボンリッチ配合のゴムが用いられる。ゴム成分としては、前述のジエン系ゴムから選択されるゴムを単独で、又は２種以上をブレンドして使用する。又カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積が７０ｍ² ／ｇ以上のＨＡＦ、ＩＳＡＦグレードのものが好ましく使用できる。なお前記非導電性のゴム組成物Ｇａ、及び導電性のゴム組成物Ｇｂには、要求されるゴム物性に応じて、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、軟化剤などの一般的なゴム用添加剤が適宜配合される。

次に、前記縦継ぎストリップ１５としては、図７に示すように、非導電性のゴム組成物Ｇａからなるストリップ本体４３の少なくとも上面、下面の双方に導電皮膜４４をコーティングすることにより形成してもよい。この場合、前記導電皮膜４４で被覆された範囲が導電性のゴムストリップ部１５Ｂをなし、前記導電皮膜４４で被覆されずにストリップ本体４３が露出している範囲が非導電性のゴムストリップ部１５Ａをなす。前記導電皮膜４４は、例えばストリップ本体４３をトレッド形成用のドラムに供給する途中において、溶媒中に導電材を溶解又は分散させた導電溶液を該ストリップ本体４３に塗布することにより形成できる。

ここで、前記導電材としては、導電性に優れるカーボンブラック及び金属粉体が好適に使用しうる。特にカーボンブラックは、ゴム補強剤として使用されているため安全性の観点から好ましい。又前記溶媒として、水及び有機溶媒が使用しうるが、塗布した導電溶液の乾燥時間の観点から、トルエン、ヘキサンなどの有機溶媒が好ましい。又ストリップ本体４３との接着強度を高める、及び粘度を高めて導電皮膜４４の厚さを充分に確保する等の観点から、前記溶媒にゴムをラテックス状に配合することも好ましい。このとき配合するゴムとして、前記ストリップ本体４３に用いるゴム成分と同様、ジエン系ゴムを用いることが接着強度の観点から好ましい。

次に、前記空気入りタイヤ１の他の実施形態（第２実施形態）を、図８、９を用いて説明する。前記第１実施形態の空気入りタイヤ１では、縦継ぎストリップ１５を用いてキャップゴム部１２を形成したのに対して、第２実施形態の空気入りタイヤ１では、非導電性のゴムストリップ４５と、導電性のゴムストリップ４６との２種類のゴムストリップを用いてキャップゴム部１２を形成したことのみ相違している。

具体的には、図８の如く、各ゴム層部分１４は、前記ゴム組成物Ｇａからなる非導電性のゴムストリップ４５が、タイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き付けられる非導電性巻回部４１Ａと、タイヤ軸方向で隣り合う前記非導電性のゴムストリップ４５、４５間に介在して該非導電性のゴムストリップ４５とともに螺旋状に１周以上かつ１０周以下、好ましくは５周以下の範囲で巻回する前記ゴム組成物Ｇｂからなる導電性のゴムストリップ４６からなる導電性巻回部４１Ｂとを具えたストリップ巻回体４０から形成されている。

そして、前記半径方向最外側のゴム層部分１４Ｕにおいて、前記導電性巻回部４１Ｂの外端部は１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の露出巾ＷＵで前記接地面ＳＵで露出し、かつ前記半径方向最内側のゴム層部分１４Ｌにおいて、前記導電性巻回部４１Ｂの内端部が前記トレッド導電部１３と１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾ＷＬで接触し、かつ半径方向内外で互いに隣り合うゴム層部分１４、１４間において、半径方向内側の導電性巻回部４１Ｂの半径方向外端部と、半径方向外側の導電性巻回部４１Ｂの半径方向内端部とは１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾ＷＭで互いに接触している。

ここで、前記導電性巻回部４１Ｂの露出巾ＷＵは、半径方向最外側のゴム層部分１４Ｕにおいて、導電性の各ゴムストリップ４６の外端部が接地面ＳＵでそれぞれ露出する露出巾ＷＵｂの総和ΣＷＵｂを意味する。又前記導電性巻回部４１Ｂの接触巾ＷＬは、半径方向最内側のゴム層部分１４Ｌにおいて、導電性の各ゴムストリップ４６の内端部が前記トレッド導電部１３とそれぞれ接触する接触巾ＷＬｂの総和ΣＷＬｂを意味する。又前記導電性巻回部４１Ｂの接触巾ＷＭは、半径方向内外で互いに隣り合うゴム層部分１４、１４間において、導電性の各ゴムストリップ４６の外端部と内端部とがそれぞれ接触する接触巾ＷＭｂの総和ΣＷＭｂを意味する。

又なお前記露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭの下限値は、前記第１実施形態の場合と同様、１．０ｍｍ以上であって、好ましくは３．０ｍｍ以上、さらには５．０ｍｍ以上が望ましく、又上限値は１０．０ｍｍ以下、さらには７．０ｍｍ以下が好ましい。なお第１実施形態において、前記縦継ぎストリップ１５が前述の図７の如き構造の場合、前記露出巾ＷＵ、接触巾ＷＬ、ＷＭは、前記第２実施形態の場合と同様、導電性巻回部４１Ｂをなす各導電皮膜４４における露出巾ＷＵｂ、接触巾ＷＬｂ、ＷＭｂの総和で表される。即ち、ＷＵ＝ΣＷＵｂ、ＷＬ＝ΣＷＬｂ、ＷＭ＝ΣＷＭｂである。

次に、このような導電性巻回部４１Ｂは、前記図９に示すように、非導電性のゴムストリップ４５をタイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き付けする途中において、導電性のゴムストリップ４６の一端４６Ｅの少なくとも一部を、既に巻付けられた非導電性のゴムストリップ４５上に重ね合わせて接合し、この非導電性のゴムストリップ４５の後を追って螺旋状に巻き付けすることにより形成できる。

この第２実施形態の空気入りタイヤ１においても、第１実施形態の空気入りタイヤ１と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す基本構造を有し、かつトレッドゴムのキャップゴム部及びベースゴム部を、ストリップワインド方式により形成した空気入りタイヤ（サイズ：２１５／４５ＺＲ１７）を、表１の仕様に基づいて試作した。そして、各供試タイヤの転がり抵抗、及びタイヤの電気抵抗を測定した。なお表１に示されたパラメータ以外は、各タイヤとも同一である。なお各タイヤともに、ベースゴム部、トレッド補強コード層のトッピングゴム、サイドウォールゴム、クリンチゴムは、それぞれ体積固有電気抵抗値が１×１０⁵（Ω・cm）の導電性ゴムからなり、リムとベースゴム部との間の導通は確保されている。

なお比較例１は、ゴム組成物Ｇｂ（表２）の導電性のゴムストリップのみを用いてキャップゴム部を形成し、比較例２は、ゴム組成物Ｇａ（表２）の非導電性のゴムストリップのみを用いてキャップゴム部を形成している。

又表１中のストリップの形態のＡ１は、図３に示す縦継ぎストリップ１５であって、ゴム組成物Ｇａ（表２）からなる非導電性のゴムストリップ部１５Ａと、ゴム組成物Ｇｂ（表２）からなる導電性のゴムストリップ部１５Ｂとから形成されている。又ストリップの形態のＡ２は、図７に示す縦継ぎストリップ１５であって、ゴム組成物Ｇａ（表２）によるストリップ本体４３からなる非導電性のゴムストリップ部１５Ａと、このストリップ本体４３の上面、下面にコーティングされた導電皮膜４４からなる導電性のゴムストリップ部１５Ｂとから形成されている。前記導電皮膜４４は、溶媒中にゴム組成物Ｇｂ（表２）を溶解したゴム糊を塗布することにより形成している。従って、ゴム組成物Ｇｂと実質的に同じ組成をなしている。又ストリップの形態のＢは、ゴム組成物Ｇａ（表２）からなる非導電性のゴムストリップ４５と、ゴム組成物Ｇｂ（表２）からなる導電性のゴムストリップ４６との２種類のゴムストリップを用いて非導電性巻回部、導電性巻回部を構成している。

＜転がり抵抗＞
転がり抵抗試験機を用い、下記の条件での転がり抵抗を測定した。評価は、従来例１を１００とする指数で評価した。数値が大きい方が転がり抵抗が小さく良好である。
リム：１７×７Ｊ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５．９ｋＮ
速度：８０ｋｍ／ｈ

＜タイヤの電気抵抗＞
図１０に示すように、絶縁板３０（電気抵抗値が１０¹²Ω以上）の上に設置された表面が研磨された金属板３１（電気抵抗値は１０Ω以下）と、タイヤ・リム組立体を保持する導電性のタイヤ取付軸３２と、電気抵抗測定器３３とを含む測定装置を使用し、ＪＡＴＭＡ規定に準拠してタイヤとリムの組立体の電気抵抗値を測定した。なお各供試タイヤＴは、予め表面の離型剤や汚れが十分に除去されており、かつ、十分に乾燥した状態のものを用いた。また他の条件は、次の通りである。
リム：アルミニウム合金製 １７×７Ｊ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５．９ｋＮ
試験環境温度（試験室温度）：２５℃
湿度：５０％
電気抵抗測定器の測定範囲：１０³ 〜１．６×１０¹⁶Ω
試験電圧（印可電圧）：１０００Ｖ

試験の要領は、次の通りである。
（１）供試タイヤＴをリムに装着しタイヤ・リム組立体を準備する。この際、両者の接触部に潤滑剤として石けん水が用いられる。
（２）タイヤ・リム組立体を試験室内で２時間放置させた後、タイヤ取付軸３２に取り付ける。
（３）タイヤ・リム組立体に前記荷重を０．５分間負荷し、解放後にさらに０．５分間、解放後にさらに２分間負荷する。
（４）試験電圧が印可され、５分経過した時点で、タイヤ取付軸３２と金属板３１との間の電気抵抗値を電気抵抗測定器３３によって測定する。前記測定は、タイヤ周方向に９０°間隔で４カ所で行われ、そのうちの最大値を当該タイヤＴの電気抵抗値（測定値）とする。

テストの結果、実施例のタイヤは、ストリップワインド方式でトレッドゴムのキャップゴム部を形成した場合にも、優れた低転がり抵抗性を維持しながら、タイヤの電気抵抗を低く抑えることができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 そのキャップゴム部の一部を拡大して示す断面図である。 縦継ぎストリップの一例を示す斜視図である。 縦継ぎストリップ形成用のゴム押出し装置の一実施例を示す断面図である。 ゴム押出し装置の機能を説明する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はキャップゴム部を形成するための縦継ぎストリップの巻回方法を説明する断面図である。 縦継ぎストリップの他の例を示す斜視図である。 キャップゴム部の他の例を示す断面図である。 その形成方法を例示する斜視図である。 タイヤの電気抵抗測定装置を概念的に示す略断面図である。 背景技術を説明するキャップゴム部の部分断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
７ トレッド補強コード層
９ ベルト層
１１ ベースゴム部
１２ キャップゴム部
１３ トレッド導電部
１４、１４Ｕ、１４Ｍ、１４Ｌ ゴム層部分
１５ 縦継ぎストリップ
１５Ａ 非導電性のゴムストリップ部
１５Ｂ 導電性のゴムストリップ部
３２ 非導電性のゴムストリップ
３３ 導電性のゴムストリップ
４０ ストリップ巻回体
４１Ａ 非導電性巻回部
４１Ｂ 導電性巻回部
Ｊ リム
ＳＬ 接触面
ＳＵ 接地面

Claims (2)

1. トレッド部が、リム組み時にリムと導通する導電性のトレッド導電部と、内周面が前記トレッド導電部に接する接触面をなしかつ外周面が路面に接地する接地面をなす環状のキャップゴム部とを具えた空気入りタイヤであって、
   前記キャップゴム部は、前記接触面を有する半径方向最内側のゴム層部分と、前記接地面を有する半径方向最外側のゴム層部分とを含む複数のゴム層部分が半径方向内外に重置される複数層構造をなし、
   しかも各ゴム層部分は、非導電性のゴムストリップ部と導電性のゴムストリップ部とが長さ方向に縦継ぎされた縦継ぎストリップをタイヤ軸芯廻りで螺旋状に巻き付けたストリップ巻回体からなり、かつ該ストリップ巻回体は、前記非導電性のゴムストリップ部からなる非導電性巻回部と、前記導電性のゴムストリップ部が１周以上かつ１０周以下の範囲で巻回する導電性巻回部とを具えるとともに、
   前記半径方向最外側のゴム層部分において、前記導電性巻回部の外端部は１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の露出巾で前記接地面で露出し、かつ前記半径方向最内側のゴム層部分において、前記導電性巻回部の内端部が前記トレッド導電部と１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾で接触し、かつ半径方向内外で互いに隣り合うゴム層部分間において、半径方向内側の導電性巻回部の半径方向外端部と、半径方向外側の導電性巻回部の半径方向内端部とは１．０ｍｍ以上のタイヤ軸方向の接触巾で互いに接触することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記縦継ぎストリップは、非導電性のゴムストリップ部が非導電性のゴム組成物Ｇａからなり、かつ導電性のゴムストリップ部が導電性のゴム組成物Ｇｂからなり、先行する一方のゴム組成物の後端に、他方のゴム組成物が接続されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。

Images