JP5369179B2 - 非導電性コンパウンド及び電荷流通可能経路を有するタイヤ - Google Patents

Description

本発明の分野は、輸送車両に装着されるようになったタイヤの分野である。特に、本発明は、導電性ではないゴムコンパウンドを用いて作られたタイヤ中の電荷の流れの問題に取り組む。

転がり抵抗の向上及び燃料消費量の減少を目的として、現代におけるタイヤは、主成分充填剤含有量として、例えばトレッドストリップを作るために用いられる非導電性充填剤、例えばシリカを含むゴムコンパウンドで構成されている。この種のタイヤは、例示として欧州特許第０５０１２２７号明細書に記載されている。

かかるゴムコンパウンドの抵抗率が非常に高いのでこれらゴムコンパウンドの使用に伴って、静電気の発生を回避すると共に車両が走行しているときに電荷が大地又は路面に流れることができるようにする多くの技術的解決策が開発された。電荷の発生と関連した欠点は、機器製造業者には周知であり、車両に取り付けられた無線受信器の動作を妨害したり、乗っている人が車両から降りる際にその人に電気ショックを与えたり、或いはオゾンの生成の結果としてタイヤの老化を加速させるという様々な結果をもたらす。

それ故、タイヤ製造業者は、これら欠点のないタイヤを市場に出すという仕事に取り組んだ。米国特許第５５１８０５５号明細書は、非導電性コンパウンドで作られたトレッドストリップが導電性コンパウンドの薄い層で被覆されたタイヤを記載している。この層は、サイドウォールコンパウンドと接触状態にあり、かかるサイドウォールコンパウンドは、それ自体、電荷が流れることができるようにする電気の導体でもある。

欧州特許第０６５８４５２号明細書に記載された別の解決策では、インサートをトレッドストリップ中に配置する。このインサートは、好ましくはタイヤの周囲全体にわたって半径方向に延びており、かかるインサートは、導電性ゴムコンパウンドで作られていて、トレッドストリップの外面をクラウン補強プライのうちの１枚かタイヤトレッドと境を接していて、十分な導電性を持つタイヤの任意他の部分かのいずれかに連結しており、これらプライの各々は、導電性である。トレッドストリップが導電性又は非導電性の材料の１つ又は２つ以上の層から成っているかに応じて、この原理に対して多くの改良が施され、これら改良策は、例示として欧州特許第０９２５９０３号明細書又は同第０９６３３０２号明細書に記載されている。

これら方法全ての目的は、トレッドストリップの外面をこれにすぐ隣接して位置し、導電性という性質を持つタイヤのクラウンの内側ゾーンの部分、例えばサイドウォール、クラウン補強プライ又はカーカス補強プライに連結することにある。

しかしながら、最近におけるタイヤの開発は、再び転がり抵抗の向上を目的としており、かかる開発により、タイヤの走行段階中に機械的仕事を行う役目を果たすタイヤの構成部分の大抵のものの中にシリカを主成分とする弱導電性コンパウンドがかなり広く用いられている。かくして、かかるコンパウンドは、トレッドストリップ中へのこれらの使用に加えて、サイドウォール、カーカス補強プライ、クラウン補強プライ又はそれどころかクラウン補強異形要素を製造するために用いられている。

機能がリムとケーシングの下側領域との接触をもたらすことにあるタイヤのこれら要素、例えばビード補強リング又はチェーファだけが炭素を主成分とする充填剤を含むコンパウンドを用いて作られ、かかる要素は、依然として、導電性という性質を持つ。

欧州特許第０５０１２２７号明細書 米国特許第５５１８０５５号明細書 欧州特許第０６５８４５２号明細書 欧州特許第０９２５９０３号明細書 欧州特許第０９６３３０２号明細書

本発明の目的は、本質的に弱導電性又は導電性の極めて弱いゴムコンパウンドで作られたタイヤ中における電荷の伝導に対する解決策を提供することにある。

弱導電性ゴム材料という用語は、１０⁸オーム／ｃｍ以上の抵抗率を持つゴムを主成分とする材料である。同様に、導電性ゴム材料は、抵抗率が１０⁶オーム／ｃｍ未満のゴムを主成分とする材料を意味している。

かくして、一般に、本発明は、ホイールに取り付けられるようになっていて、特に転がり抵抗を減少させるよう設計されたタイヤに関する。このタイヤは、参考までに言えば、次の要素を有している。即ち、
‐トレッドストリップ、このトレッドストリップの半径方向外面は、路面に接触するようになっており、このトレッドストリップは、一般に、弱導電性ゴムコンパウンドで作られると共に例えば欧州特許第０６５８４５２号明細書に記載されているトレッドストリップの場合と同様、電気を導くことができる手段を有する。
‐クラウン補強ベルト、このクラウン補強ベルトは、互いに重ね合わされた複数枚の補強プライで作られており、各補強プライは、互いに平行であると共に弱導電性のゴムコンパウンドで被覆され且つ周方向と所与の角度をなしている細線を含み、クラウン補強ベルトは、トレッドストリップの半径方向内面、特にトレッドストリップ中に設けられていて、電気を導くことができる手段接触状態にある。
ホイールとタイヤとの密な接触を保証するようになったビード領域、このビード領域は、ビード補強リング及びホイールのリムに接触するようになったチェーファを有し、チェーファは、導電性ゴムコンパウンドで作られており、
‐互いに重ね合わされた１枚又は２枚以上のカーカス補強プライ、これらカーカス補強プライは、これらの半径方向内側端部がビード補強リングに固着され、弱導電性ゴムコンパウンドで被覆された細線を更に有する。細線は、互いに平行であり且つ周方向と所与の角度、一般的に言って９０°をなす。カーカス補強プライは、その中心がクラウン補強ベルトの半径方向内側クラウン補強プライと接触状態にある。
‐サイドウォールゾーン、このサイドウォールゾーンは、カーカス補強プライを保護するようになっていて、一般に、弱導電性ゴムコンパウンドで作られている。

細線という用語は、全く広い意味に理解されるべきであり、細線を構成する繊維又は金属材料或いは細線がゴムへの密な結合を促進するために施される場合のある処理、例えばゴム引き又は表面処理とは無関係に、モノフィラメント、マルチフィラメント、コード又はもろより糸又はその均等集成体を含む。

上述した形式のタイヤで生じる問題は、導電路をトレッドストリップとリムとの間に提供するという課題であり、というのは、補強プライは、カバーのクラウンとカーカス補強プライとの間で電荷を伝えることがもはやできないからである。

本発明の目的は、電荷が流れることができるようにする経路を有する上述した形式のタイヤを提案することによりこの課題に対する解決策を提供することにある。

本発明のタイヤは、互いに重ね合わされた複数枚の補強プライで形成されているクラウン補強ベルトを有する。各補強プライは、互いに平行であると共に弱導電性のゴムコンパウンドで被覆され且つ周方向と所与の角度をなしている細線から成る１つ又は２つ以上のプライ部分の周方向巻回の結果として得られ、これら部分の周方向端部のフェースが突き合わせ継手を形成するよう互いに突き合わされている。

このタイヤは、導電性の連続直線状要素が、補強プライの各々の半径方向上側部分にわたって周方向に延びると共に第１の補強プライの半径方向上側部分から、第２の補強プライの突き合わせ継手の２つのフェース相互間を通過して、第１の補強プライのすぐ上に重ねられた第２の補強プライの半径方向上側部分にクロス掛けされ、連続直線状要素が、ベルトの半径方向内側補強プライの半径方向下側フェースの全て又は一部にわたって延びている内側リーダ及びベルトの半径方向外側補強プライの半径方向上側フェースの周囲の全て又は一部にわたって延びている外側リーダを有することを特徴とする。

この場合に必要なことは、直線状要素の外側リーダをトレッドストリップの内面に接触させるということだけである。この表面も又弱導電性材料で作られる場合、公知のように、電気を路面と接触関係をなすようになったトレッドストリップの外面とトレッドストリップの半径方向内側部分との間で導く手段が提供される必要があり、この手段、例えばインサートをクラウンベルトの半径方向外面上に延びる外側リーダに接触させる必要があろう。

同様に、内側リーダは、カーカス補強プライの半径方向外面と接触状態にある。この半径方向外面が弱導電性ゴムコンパウンドで作られている場合、この場合も又、公知のように、電気をカーカス補強プライの中心の半径方向上側フェースからチェーファの内側フェースに導く手段が設けられる必要があり、この内側リーダをカーカス補強プライに設けられた上述の手段と接触関係をなすよう位置決めする必要があろう。

このように、電荷は、路面と接触状態にあるトレッドストリップの外面からホイールのリムまで伝えられ又は導かれることになる。

連続直線状要素は、導電性ゴムコンパウンドで被覆された１本又は２本以上の連続細線で作られるのが良く、或いは、変形例として、同様に導電性材料で作られた薄く且つ細幅のストリップで作られても良い。

本発明は又、本発明のタイヤに組み込まれるのに適したタイヤのクラウン補強ベルトを製造する方法を提供する。

以下の説明は、本発明の幾つかの好ましい実施形態及び図１〜図８の記載に基づいている。

本発明のタイヤの概略斜視図である。 このタイヤの概略断面図である。 本発明のクラウン補強ベルトを製造する好ましい方法の一段階の概略斜視図である。 本発明のクラウン補強ベルトを製造する好ましい方法の別の段階の概略斜視図である。 本発明のクラウン補強ベルトを製造する好ましい方法の別の段階の概略斜視図である。 本発明のクラウン補強ベルトを製造する好ましい方法の別の段階の概略斜視図である。 電荷を逃がす手段を有するカーカス補強プライ上に布設された本発明の補強ベルトの展開図である。 電荷を逃がす手段を有するカーカス補強プライ上に布設された本発明の補強ベルトの展開図である。

本発明を例示する目的で図１に示されているタイヤ１は、トレッドストリップ１１を有し、このトレッドストリップは、電気を路面と接触関係をなすようになったトレッドストリップの外面とトレッドストリップの半径方向内側部分との間で導く手段１１０，１１１，１２を有している。

これら手段を構成するには、導電性ゴムコンパウンドを用いて作ったトレッドストリップを用意し又は好ましくは、弱導電性コンパウンド１１０で作られていて、トレッドストリップを半径方向に貫通して延びるインサート１１１を備えたトレッドストリップ１１を形成するのが良い。トレッドストリップ１１は、それ自体導電性コンパウンドで作られ又はトレッドストリップ中の手段と同様電荷が流れることができるようにする手段を含む下層１２を更に有するのが良い。

クラウン補強ベルトは、２枚の補強プライ１３，１４で構成され、かかる補強プライの細線は、タイヤの周方向と所与の角度をなす。

カーカス補強プライ１５は、その２つの半径方向下端部がビード補強リング１６０，１６１に固着されている。

図２は、タイヤ１の半径方向断面図であり、タイヤのビードとホイールのリムとを接触させるようになったチェーファ１７０，１７１を示している。これらチェーファは、カーカス補強プライ１５と接触状態にあり、これらチェーファは、電気を内側部分からホイールのリムと接触状態にある外側部分に導くことができる手段を有する。好ましくは、これらチェーファ１７０，１７１は、導電性ゴムコンパウンドを用いて作られる。

最後に、タイヤ１は、スカッフリブ１８０，１８１を有する。これらスカッフリブは、好ましくは、弱導電性ゴムコンパウンドで作られる。

カーカス補強プライ１５は、電荷をカーカス補強プライの半径方向外面からチェーファ１７０，１７１の内側部分に伝えることができる手段１５１を有している。

カーカス補強プライ１５は、例示として、弱導電性コンパウンドで被覆された細線で作られている布幅部１５０を集成することにより作られ、かかる布幅部を真っ直ぐな細線プライ切断機械で製作するステップ中、まだ公開されていない本出願人名義の仏国特許出願第０８５２５５６号明細書に記載されているように、導電性コンパウンドで被覆された細線で作られているストリップ１５１の一部がこれら布幅部中に挿入される。

連続要素２０、この特定の場合、導電性ゴム材料で作られたストリップがクラウン補強プライ１３，１４の半径方向外側部分上に周方向に延びている。

内側リーダ２１がカーカス補強プライに設けられた手段１５１と電気的接触関係をなす補強プライ１４の半径方向下側フェース上を延びている。外側リーダ２２が下層１２と接触関係をなすよう補強プライ１３の半径方向外面上を延びている。

電荷は、次の順番で、即ち、
‐トレッドストリップ１１、このトレッドストリップは、路面と接触関係をなすようになったトレッドストリップの半径方向外側部分とトレッドストリップ１１の半径方向内側部分１２との間に導電路を形成する手段（１１１，１２）を有する、
‐連続要素２０の外側リーダ２２、この外側リーダは、下層１２と接触状態にあり、
‐内側リーダ２１、この内側リーダは、カーカス補強プライ１５に設けられた手段１５１と接触状態にあり、
‐上述の手段１５１、この手段は、電荷をホイールリムと接触関係をなすようになっているチェーファ（１７０，１７１）に導く、
を通って流れる。

図３、図４、図５及び図６は、本発明のタイヤを成型するようになったクラウン補強ベルトの一実施形態を示している。

クラウンベルトは、コンポーネント受け入れ面としての役目を果たす円筒形の成型用型３上で作られる。この円筒形型をその軸線ＸＸ′回りに回転させる。この円筒形型は、半径方向に動かすことができる円形要素で構成されている。

連続要素、この特定の場合、導電性ゴムコンパウンドで被覆された細線２０をアプリケータ手段４に送り出すことができる手段（図示せず）が設けられている。

内側リーダ２１は、受け入れ面上に直接布設される。この内側リーダの長さは様々であって良い。具体的に説明すると、カーカス補強プライが導電性である場合、カーカスプライと内側リーダの接触は、かなり短い長さにわたり作られるのが良い。これとは対照的に、カーカス補強プライが弱導電性材料で作られると共に電荷を逃がす手段１５１が方位角方向に局所化されている場合、内側リーダ２１が図４に示されているようにクラウン補強ベルトの半径方向下側フェースの周囲全体にわたって延びるようにすることが賢明である。

図７及び図８は、タイヤ１がカーカス補強プライを有するこの場合を示しており、カーカス補強プライの細線は、弱導電性ゴムコンパウンドで被覆されている。電荷をカーカス補強プライの半径方向外側部分からチェーファ１７０，１７１に導くことができる手段１５１は、図１に示されているタイヤの場合と同様、半径方向に差し向けられている。手段１５１も又、周方向と所与の角度をなすのが良く、この特定の場合、手段１５１は、導電性材料で作られたゴムのストリップから成るのが良い。

内側リーダと手段１５１を折り重ねることを目的とする方位角作業を回避するため、内側リーダ２１を延長させ、これが丸一回転するようにし、その結果、リーダが半径方向内側クラウン補強プライ１４の内側フェースの周囲全体にわたって延びるようにすることが可能である。

次に、巻回作業を利用して円筒形型が丸一回転を達成するようにすることによって第１のクラウン補強プライ１４を布設する。連続直線状要素２０がプライ１４の上面上を延びるようにするステップが採られる。

補強プライ１４の２つの半径方向端部１４１，１４２を互いに突き合わせて突き合わせ継手１４０を形成する。細線２０は、図５に示されているように、受け入れ面３の半径方向上側部分から、プライ１４の突き合わせ継手１４０の２つのフェース１４１，１４２相互間を通過して、補強プライ１４の半径方向上側部分にクロス掛けされている。

正確に同一の仕方で巻回を行うことにより次の部分１３を布設する。すると、細線２０は、補強プライ１３の半径方向上面上を延びて外側リーダ２２を形成する。プライ１３の周方向端部１３１，１３２を互いに突き合わせて図５及び図６に示されているように突き合わせ継手１３０を形成し、細線２０が突き合わせ継手１３０の２つのフェース１３１，１３２相互間を通るようにする。

かくして、連続的に布設された細線の長さは、内側リーダの長さとクラウン補強ベルトの周長にプライの枚数から１を引いた数を乗算して得られた長さと及び外側リーダの長さとの合計に一致している。

補強ベルトを構成する補強プライの枚数は、この説明の裏付けをなすために用いられている２枚のプライ１３，１４には限定されない。布設されるべきプライの枚数がこれよりも多い場合、プライ積み重ね作業を単に繰り返せば済み、それにより、連続直線状要素２０をプライの各々に突き合わせ継手を形成する周方向端部のフェース相互間に通すようにする。

同様に、上述の説明は、型３の周長に実質的に等しい長さのクラウン補強プライに関する。したがって、上述の原理は、クラウン補強プライが細幅ストリップの部分の周方向における並置によって形成される場合又は細線が例えば欧州特許第２４８３０１号明細書に記載されているように受け入れ面上に投げ出される場合にも当て嵌まることが指摘されるべきである。

上述の段落で言及したように、連続直線状要素２０を導電性材料で作られた薄いストリップで作るのが良い。ストリップの幅は、有益には、１０〜２０ｍｍであるのが良く、その厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍである。

連続直線状要素２０を導電性コンパウンドで被覆された１本又は２本以上の細線で作ることができる。この場合、半径方向におけるクラウンベルトの運動を局所的に妨げる細線の恐れをなくすために連続直線状要素を周方向に垂直な横方向に波の状態に布設するのが有利であることが判明している。波パターンの振幅は、ベルトの可能な限り最大の半径方向伸張に従って決定される。また、同等の結果を達成することができるように十分な弾性を備えた細線を選択することが可能である。

Claims (12)

1. 互いに重ね合わされた複数枚の補強プライ（１３，１４）で形成されているクラウン補強ベルトを有するタイヤ（１）であって、各補強プライが、互いに平行であると共に弱導電性のゴムコンパウンドで被覆され且つ周方向と所与の角度をなしている細線から成る１つ又は２つ以上のプライ部分の周方向巻回の結果として得られ、前記部分（１３，１４）の周方向端部のフェース（１３１，１３２，１４１，１４２）が突き合わせ継手（１３０，１４０）を形成するよう互いに突き合わされている、タイヤにおいて、導電性の連続直線状要素（２０）が、前記補強プライの各々の半径方向上側部分にわたって周方向に延びると共に第１の補強プライの半径方向上側部分から、前記第２の補強プライの突き合わせ継手（１３０，１４０）の２つの前記フェース（１３１，１３２，１４１，１４２）相互間を通過して、第１の補強プライのすぐ上に重ねられた第２の補強プライの半径方向上側部分にクロス掛けされ、前記連続直線状要素は、前記ベルトの半径方向内側補強プライ（１４）の半径方向下側フェースの全て又は一部にわたって延びている内側リーダ（２１）及び前記ベルトの半径方向外側補強プライ（１３）の半径方向上側フェースの周囲の全て又は一部にわたって延びている外側リーダ（２２）を有する、タイヤ（１）。
2. 前記内側リーダ（２１）は、前記クラウン補強ベルトの前記半径方向内側プライ（１４）の半径方向下側フェースの周囲全体にわたって延びている、請求項１記載のタイヤ（１）。
3. 前記連続直線状要素（２０）は、導電性ゴムコンパウンドで被覆された１本又は２本以上の細線で作られている、請求項１又は２記載のタイヤ（１）。
4. 前記連続直線状要素（２０）を構成する前記細線は、これら細線が前記クラウン補強ベルトの半径方向伸張を局所的に妨げないようにするのに十分な弾性を有する、請求項３記載のタイヤ（１）。
5. 前記連続直線状要素（２０）は、横方向に対して波を形成するように巻かれている、請求項３又は４記載のタイヤ（１）。
6. 前記連続直線状要素（２０）は、導電性ゴムコンパウンドの薄い細幅ストリップで作られている、請求項１又は２記載のタイヤ（１）。
7. 弱導電性ゴムコンパウンド（１１０）で作られたトレッドストリップ（１１）を更に有し、前記トレッドストリップ中には、路面と接触するようになった前記トレッドストリップの外面と前記外側リーダ（２２）の延びている前記クラウン補強ベルト（１３）の外面と接触状態にある前記トレッドストリップの半径方向内側部分との間で電気を導く手段（１１１，１２）が設けられ、前記外側リーダ（２２）は、この外側リーダが前記トレッドストリップ中に配置された前記手段（１２）と接触関係をなすように前記タイヤ内に位置決めされている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ（１）。
8. 前記トレッドストリップ（１１）は、前記外面を前記クラウン補強ベルト（１２）と接触状態にある前記トレッドストリップの前記半径方向内側部分に連結する導電性材料で作られた周方向インサート（１１１）を有する、請求項７記載のタイヤ（１）。
9. ‐ホイールと前記タイヤとの密な接触を保証するようになったビード領域を更に有し、前記ビード領域は、ビード補強リング（１６０，１６１）及びホイールのリムに接触するようになったチェーファ（１７０，１７１）を有し、前記チェーファ（１７０，１７１）は、導電性ゴムコンパウンドで作られており、
   ‐互いに重ね合わされた１枚又は２枚以上のカーカス補強プライ（１５）を更に有し、前記カーカス補強プライは、これらの半径方向内側端部が前記ビード補強リング（１６０，１６１）に固着され、前記カーカス補強プライは、互いに平行であり且つ周方向と所与の角度をなす弱導電性ゴムコンパウンドで被覆された細線で構成され、前記カーカス補強プライは、その中心が前記クラウン補強ベルトの半径方向内側クラウン補強プライ（１４）の半径方向下側フェースと接触状態にあり、前記カーカス補強プライは、電気を前記カーカス補強プライ（１５）の前記中心の半径方向上側フェースから前記チェーファ（１７０，１７１）の内側フェースに導く手段（１５１）を有し、
   前記内側リーダ（２１）は、この内側リーダが前記カーカス補強プライに設けられた前記手段（１５１）と接触関係をなすように位置決めされている、請求項７又は８記載のタイヤ（１）。
10. 請求項１〜９のうちいずれか一に記載のタイヤ組立体用のクラウン補強ベルトを製造する方法であって、
    ‐連続直線状要素（２０）のリーダ（２１）を受け入れ面（３）に巻き付け、
    ‐前記連続直線状要素を第１のクラウン補強プライ（１４）の半径方向外面に被着させることにより巻回することによって前記第１のクラウン補強プライ（１４）を布設し、
    ‐前記第１の補強プライ（１４）の２つの周方向端部（１４１，１４２）を互いに突き合わせて突き合わせ継手を形成し、前記連続直線状要素（２０）を前記突き合わせ継手（１４０）の２つのフェース（１４１，１４２）相互間に通し、
    ‐前記連続直線状要素（２０）を次の補強プライの半径方向外面に被着させることにより巻回することによって前記次の補強プライを布設し、
    ‐前記補強プライの前記２つの周方向端部を互いに突き合わせて突き合わせ継手を形成し、前記連続直線状要素を前記突き合わせ継手の２つのフェース相互間に通し、
    ‐前記２つの作業を必要に応じて何回も繰り返し、
    ‐前記連続直線状要素（２０）を最後の補強プライ（１３）の半径方向外面に被着させることにより巻回することによって前記最後の補強プライ（１３）を布設し、
    ‐前記補強プライ（１３）の前記２つの周方向端部（１３１，１３２）を互いに突き合わせて突き合わせ継手（１３０）を形成し、前記連続直線状要素を前記突き合わせ継手（１３０）の２つのフェース（１３１，１３２）相互間に通す、方法。
11. 前記受け入れ面は、円筒形型（３）から成る、請求項１０記載の方法。
12. 前記受け入れ面は、成型された生タイヤから成る、請求項１０記載の方法。

Images