JPH04294089A - タイヤウオーマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タイヤウオーマー、
すなわち、オートレースの直前に競走用二輪車や自動車
のタイヤを暖めるのに用いるウオーマーに関する。

【０００２】

【従来の技術】オートレースのスタート直後においては
、二輪車や自動車のタイヤが所望温度に到達していない
ため路面の把握が十分でなく、加速性能が良くない。 この難点を矯正するため、タイヤウオーマーを用いてス
タート直前に二輪車や自動車タイヤを暖めることが行わ
れている。

【０００３】タイヤウオーマーは、可撓性耐熱プラスチ
ックフィルム製または布帛製の袋に平行線状に多数の縫
着線を設けて細長い筒状路を形成し、この筒状路の中に
ニクロム線、鉄クロム線または銅ニッケル線を挿入して
直列抵抗加熱回路を形成したシート状発熱体から構成さ
れており、これをタイヤのトレッド面を覆うようにタイ
ヤの外周に巻き付け、通電してタイヤのトレッドを加温
するものである。上述のような構成をもつ従来のタイヤ
ウオーマーは、均一発熱性の点で満足できるものではな
く、また可撓性および耐屈曲疲労性に劣り、使用時の折
れ曲げにより断線トラブルを生じ易い。

【０００４】可撓性を有する発熱体として、カーボン粒
子または金属粒子を合成樹脂中に分散させてなるカーボ
ン粒子または金属粒子の導電層で糸条の外周を被覆した
糸状発熱体が提案されている（特開昭６２−１００７７
１号公報）。この糸状発熱体は、糸条を被覆する導電層
を利用して発熱させるので、その抵抗値が大きく電流量
が小さいため、大きな面積の対象物では十分な温度が得
られないという問題点の他に、糸を急角度で折り曲げる
ことが困難である。従って、この糸状発熱体をタイヤウ
オーマーに応用することは困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来のタイヤウオーマーの難点を克服し、可撓
性、耐屈曲疲労性、均一発熱性、安全性、形態安定性に
優れたタイヤウオーマーを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、不連続な
導電性金属線と非導電性繊維とを混合して糸状に集合さ
せてなる可撓性糸状発熱体を経糸方向に、非導電性糸条
を緯糸方向にそれぞれ配置して織成した細巾織物からな
り、該細巾織物の両端部にそれぞれ電極となる導電線金
属線が緯糸として織込まれ、該金属線緯糸は複数個に分
割されて短かい長さの電極を構成しており、電流が細巾
織物の両端部の金属線電極の間を往復しつつ織物の長手
方向に沿って直列状に流れるように、該分割された複数
個の金属線電極のそれぞれと経糸を構成する可撓性糸状
発熱体の複数本とが直列回路を形成している織物状発熱
体を具えていることを特徴とするタイヤウオーマーによ
って達成される。

【０００７】本発明のタイヤウオーマーは、具体的には
、タイヤのトレッド部を被覆するに十分な巾を有し且つ
タイヤの外周を周回するに十分な長さを有する比較的細
長い上述のような織物状発熱体を袋体の中に収納したも
のである。以下、本発明のタイヤウオーマーを詳細に説
明する。

【０００８】本発明のタイヤウオーマーの主体をなす織
物状発熱体は、その経糸が、不連続な導電性金属線と非
導電性繊維とを混合して糸状に集合させてなる可撓性糸
状発熱体（以下、「発熱糸」と略称する）からなる。本
発明で使用する発熱糸を構成する導電性金属線としては
鉄、銅、アルミニウムなどの延展性の良い導電性金属の
繊維が用いられる。好ましい金属線は、直径が４〜３０
μｍ　、繊維長が１００〜８００ｍｍの範囲にあるステ
ンレススチール繊維である。

【０００９】不連続な導電性金属線は、非導電性繊維と
混合して糸状に集合させて（すなわち、混紡して）発熱
糸とする。非導電性繊維と混紡することによって発熱糸
の体積固有抵抗を所望の値に調節することができる。導
電性金属線と非導電性繊維の配合量は、発熱糸の重量に
基づき前者が２０〜６０重量％、後者が８０〜４０重量
％であることが好ましい。

【００１０】混紡糸の断面において、上記のような直径
および繊維長を有するステンレススチールからなる不連
続繊維が２０本以上含まれ、且つ下撚係数が６，５００
〜１３，５００の範囲にある混紡糸から形成される発熱
糸は特に好ましい。そのような混紡糸の複数本を合糸し
、これに上撚を付与してコード糸を形成し、上撚が下撚
の撚方向と反対方向の撚を有し、上撚係数と下撚係数の
比が０．５〜１．５０の範囲にあり、コード糸の電気抵
抗値が０．０５〜１０Ω／ｃｍの範囲にあり、抵抗値変
動係数ＣＶ％がＣＶ≦１０を満足するコード糸は発熱糸
として最適である。

【００１１】導電性金属線からなる不連続繊維と混紡す
る非導電性繊維としては、合成繊維、再生繊維、天然繊
維が使用されるが、なかでも全芳香族ポリアミド繊維（
アラミド繊維）は、その耐熱性が高いので導電性金属線
の不連続繊維が発熱して温度が上がっても劣化したり発
火したりすることがないので好ましい。この他、耐熱性
繊維の好ましい例としてはポリベンズイミダゾール繊維
、ポリイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維な
どの耐熱性高分子からなる繊維が挙げられる。

【００１２】不連続な導電性金属線と非導電性繊維とか
ら混紡糸を形成するには、導電性金属線と非導電性繊維
を引き揃えて牽切装置に供給して該金属線と非導電性繊
維をともに長さ１００〜８００ｍｍの不連続繊維とする
方法が好ましく採用される。

【００１３】本発明のタイヤウオーマーの主体をなす織
物状発熱体は、上述の導電性金属線を含む可撓性発熱糸
と非導電性糸とを経糸とし、非導電性糸条を緯糸として
織成した織布からなる。緯糸として用いる非導電性糸条
としては、前述の導電性金属繊維と混紡するのに用いら
れるものと同様なものから選ぶことができる。織物状発
熱体は、タイヤのトレッドを被覆するに十分な巾、通常
５〜５０ｃｍの巾を有し、且つタイヤの外周を周回する
に十分な長さ、通常１００〜２５０ｃｍの長さを有する
比較的細長い織物とすることが好ましい。

【００１４】織物状発熱体は、その両端部分に、それぞ
れ電極となる導電性金属線が緯糸として織込まれ、該金
属線緯糸は、複数に分割されて短かい長さの電極を構成
している。図１は、織物状発熱体を示しており、該発熱
体１は、不連続な導電性金属線を含む可撓性発熱糸から
なる経糸２と非導電性糸からなる経糸２′とがある間隔
に配列され、非導電性糸条が緯糸（図示せず）として織
込まれ、さらに、発熱体の両末端部分には電極となる導
電性金属線３，３′が緯糸として織込まれたものである
。図１に例示される経糸は、導電性金属線を含む可撓性
発熱糸２（１本）と非導電性糸２′（２本）とが交互に
配列した構成となっている。

【００１５】発熱体の両末端部に織込まれた金属線緯糸
３，３′は複数個に分割されて短い長さの電極を構成し
ている。図１に示す例では、織物状発熱体の一端の金属
線緯糸３は、２つに分割され、他端の金属線緯糸３′は
３つに分割されている。不連続な導電性金属線を含む可
撓性発熱糸からなる経糸２と非導電性糸からなる経糸２
′は、図１に示す例では４つに区分され、それぞれの両
端は短かい長さに分割された導電性金属線緯糸３，３′
に接続している。織物状発熱体１の一端に取付けられた
陽極リード＋と陰極リード−との間で、電流が織物の両
端部の金属線電極３，３′の間を往復しつつ織物の長手
方向に沿って直列状に流れるように、導電性金属線緯糸
３，３′と４つに区分された可撓性発熱糸の経糸２とが
直列回路を構成している。４つに区分された発熱糸の経
糸群のそれぞれは、複数の可撓性発熱糸の経糸から構成
されるので、個々の経糸群に着目すると並列回路が構成
されていることになる。

【００１６】織物状発熱体１の両端部の金属線緯糸３，
３′の分割数は、格別限定されるものではなく、一端の
ものが分割されず他端のものが２分割され（すなわち、
両端部の合計電極数が３）、経糸が２つに区分されたも
のが最小の例である。一般に、一端の金属線緯糸がＮケ
に分割され、他端が（Ｎ＋１）ケに分割されるが、その
合計分割数（２Ｎ＋１）は３（Ｎ＝１）〜１５（Ｎ＝７
）であることが好ましい。この分割数が多過ぎると、発
熱体の電気容量が低過ぎて許容される時間内にタイヤを
所定温度まで加温することができない。反対に、発熱体
１の両端部の金属線緯糸３，３′を全く分割しない場合
は、発熱均一性が悪くなるとともに、電気容量が高過ぎ
てタイヤを所定温度まで加温する時間が非常に短かくな
って温度制御が困難となり取扱い性、安全性の面で問題
である。発熱体１の両端部に織込む金属線緯糸の巾は０
．３〜４ｃｍ程度である。

【００１７】また、図１に例示したように、導電性金属
線を含む可撓性発熱糸２と非導電性糸２′とは交互に配
列する。繰返し単位中の発熱糸２と非導電性糸２′の本
数はいずれも１〜６本であることが好ましい。また、織
物の両端縁部４′は非導電性糸条のみで構成することが
好ましい。発熱体の両端部に織込む金属線緯糸は、導電
性金属線であれば格別限定されないが、前記のような耐
熱性繊維の芯糸に金属箔を螺旋状に巻き付けたものが可
撓性に富むので好適に使用される。いわゆる可撓電線と
呼ばれる直径３０〜１００μの導電性金属線を撚合わせ
たものであってもよい。

【００１８】適当な発熱速度および発熱均一性を得るに
は、織物状発熱体は次の条件を満足することが好ましい
。 ０．０５Ｓ＜Ｉ２　Ｒ＜０．５Ｓ ここで、Ｓ：面積（ｃｍ）２　、Ｉ：電流の強さ（アン
ペア）、Ｒ：抵抗（オーム）である。Ｒの大きさは、織
物状発熱体の両端部の金属線緯糸の分割数（換言すれば
前記経糸の区分数）を変えることによって任意の値に設
定することができる。Ｉ２　Ｒが０．０５以下であると
、発熱が不良で昇温時間が長く、所定時間内に所定温度
（約８０℃）まで加温することができず、またＩ２　Ｒ
が０．５以上であると電気容量が大き過ぎて昇温時間が
短かく温度制御が困難となる。

【００１９】本発明のタイヤウオーマーは、前述のよう
な織物状発熱体がその主体をなしており、タイヤウオー
マーの代表的一例は図２（平面図）および図３（図２の
Ａ−Ａ′線）に沿う断面図）に示され、また、他の代表
的一例は図４に示される。図３に示す例においては、タ
イヤウオーマー５は、前述のような発熱体１にアルミニ
ウム蒸着フィルムまたはシートのような熱反射体８およ
び不織布支持体７とを重ねて、これらを絶縁性布帛製の
袋６の中に収納したものである。安全性（絶縁性）およ
び取扱い性の面から、タイヤウオーマーは、図３に示す
ような袋６のさらに外側に外袋（図示せず）を設けた二
重絶縁構造とすることが好ましい。図３に示すタイヤウ
オーマー５はその下側が使用時なタイヤと接する側であ
る。図２に示すように、タイヤウオーマー５の端部は発
熱体の陽極リードおよび陰極リードに通電し易い構成に
する。

【００２０】図４に示す例においては、前述のような発
熱体１を絶縁性布帛（例えば、ガラス基布にシリコーン
ゴムを含浸せしめたもの）製の袋９に収納し、この袋９
と不織布支持体７（例えば、ポリメタフェニレンイソフ
タルアミド繊維のようなアラミド繊維製）とを絶縁性袋
１０の中に収納してなる二重絶縁構造となっている。但
し、袋９は省くこともできる。図４に示すタイヤウォー
マーはその上側が使用時にタイヤと接する側である。図
４に示す例において、絶縁性袋１０は、例えば、ポリメ
タフェニレンイソフタルアミド繊維のようなアラミド繊
維の基布にポリウレタンフィルムをラミネートしたもの
で構成することができる。ポリウレタンフィルムは予め
セラミックを約１０重量％程度混入したうえ作成したも
のが特に好ましい。セラミックの混入により、タイヤウ
オーマーの使用時に熱放射によるタイヤ内部への焼付効
果が増強され、加熱効果が促進される。アラミド繊維の
基布は耐熱性および難燃効果の点で優れている。

【００２１】使用に際しては、自動車レースにおけるス
タートの直前にタイヤウオーマーがタイヤのトレッド部
を覆うようにタイヤの外周に巻き付け、発熱体に通電し
て発熱せしめる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明のタイヤウオーマーに用いられ
る織物状発熱体の製造例および発熱特性試験の結果につ
いて説明する。 （イ）発熱体用織物の製造 製造例１ 体積固有抵抗が１０−５Ω・ｃｍオーダーを有し、直径
１２ミクロンの太さを有するステンレススチールの連続
長繊維を１５００本束ねたものにポリパラフェニレンテ
レフタールアミド長繊維（単繊維繊度２デニール）を約
２７００本束ねたものを重ね合わせて、平均繊維長さ約
３１０ｍｍ、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維
の混率が５０％、ステンレススチールの不連続繊維の本
数が約７５本の混紡糸（合計繊度５００デニール）を得
た。該混紡糸に下撚として５００Ｔ／Ｍの撚を付与し、
該混紡糸を４本合糸した後、上撚として３５５Ｔ／Ｍの
上撚を付与して可撓性発熱糸Ａを得た。この可撓性発熱
糸Ａ（合計繊度２０００デニール）の体積固有抵抗は１
０−４Ω・ｃｍのレベルであった。可撓性発熱糸Ａ１０
０本と上記と同じポリパラフェニレンテレフタルアミド
長繊維糸Ｂ（但し、合計繊度は５００デニール）２００
本とを経糸に用い、また、緯糸にポリパラフェニレンテ
レフタルアミド長繊維糸Ｂのみを用いて織上げ巾２０ｃ
ｍの細巾織物を織成した。経糸密度は３８．１本／イン
チ、緯糸密度は４５本／インチであった。

【００２３】電極用に使用する金属線は、前記ポリパラ
フェニレンテレフタルアミド長繊維糸Ｂを芯糸に使用し
、該芯糸に直径０．１ｍｍの銅線を箔としたものを巻き
付けることによって調製した。細巾織物の経方向の１９
０ｃｍの長さ部分の両端のすぐ外側に緯糸として該電極
用金属線を２０本打込んで発熱体用織物（Ｐ）を作成し
た。

【００２４】製造例２ 製造例１と同様に細巾織物を織成し、電極用金属線を打
込んで発熱体用織物（Ｑ）を作成した。但し、経糸とし
て可撓性発熱糸Ａ２０本とポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド長繊維糸Ｂ２８０本とを用いた。

【００２５】製造例３ 製造例１と同様に細巾織物を織成し、電極用金属線を打
込んで発熱体用織物（Ｒ）を作成した。但し、経糸とし
て可撓性発熱糸Ａ２００本とポリパラフェニレンテレフ
タルアミド長繊維糸Ｂ１００本とを用いた。

【００２６】（ロ）発熱体細巾織物の製造図１に示すよ
うに、発熱体用織物（巾２０ｃｍ）の一端の電極用金属
線緯糸（３）はその中央で切断し、また、他端の電極用
金属線緯糸（３′）は２ケ所で切断して３つに分割した
。金属線緯糸（３′）の両末端にはそれぞれ陽極リード
線および陰極リード線を取付け織物状発熱体を作成した
。可撓性発熱糸Ａを含む経糸３００本は４つに区分され
、４つの経糸群のそれぞれは、両末端の短かい長さの電
極用金属線緯糸（３，３′）を介して隣接する経糸群と
電気的に接続され、全体として直列回路を構成している
。

【００２７】さらに、別の態様（図示せず）として、発
熱体用織物の両端部の電極用金属線緯糸を合計１ケ所で
切断して２つの経糸群にした織物状発熱体、両端部の電
極用金属線緯糸を合計５ケ所で切断して６つの経糸群に
区分した織物状発熱体、および両端部の電極用金属線緯
糸を合計９ヶ所で切断して１０ケの経糸群に区分した織
物状発熱体を作成した。 （ハ）発熱体特性の評価 １００Ｖ電源を用いて各織物状発熱体に通電し、発熱特
性および安全性を評価した。発熱特性としては発熱均一
性および昇温時間を評価した。発熱均一性は織物全表面
の温度を測定し、そのバラツキにて判定した。昇温時間
は通電開始からタイヤウオーマーとしての要求温度８０
℃に到達するまでの時間である。また、安全性は極端な
発熱ムラ、急激な温度上昇その他の要因に基づくあらゆ
る問題点を考慮して評価した。評価結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明のタイヤウオーマーは、可撓性お
よび耐屈曲疲労性に優れ、安全で取扱いが容易であり、
また、均一発熱性および形態安定性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤウオーマーの主体をなす織物状
発熱体の平面図である。

【図２】本発明のタイヤウオーマーの一例を示す平面図
である。

【図３】図２に示すタイヤウオーマーのＡ−Ａ′線に沿
う断面図である。

【図４】本発明のタイヤウオーマーの他の一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　織物状発熱体 ２　　　　　　　　不連続な導電性金属線と非導電性繊
維とからなる可撓性糸状発熱体（経糸） ２′　　　　　　非導電性繊維糸 ３，３′　　導電性金属線からなる電極（緯糸）５　　
　　　　　　タイヤウオーマー ６　　　　　　　　袋体 ７　　　　　　　　不織布支持体 ８　　　　　　　　熱反射用フィルムまたはシート９　
　　　　　　　袋体 １０　　　　　　袋体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　不連続な導電性金属線と非導電性繊維
   とを混合して糸状に集合させてなる可撓性糸状発熱体を
   経糸方向に、非導電性糸条を緯糸方向にそれぞれ配置し
   て織成した細巾織物からなり、該細巾織物の両端部にそ
   れぞれ電極となる導電性金属線が緯糸として織込まれ、
   該金属線緯糸は複数個に分割されて短かい長さの電極を
   構成しており、電流が細巾織物の両端部の金属線電極の
   間を往復しつつ織物の長手方向に沿って直列状に流れる
   ように、該分割された複数個の金属線電極のそれぞれと
   経糸を構成する可撓性糸状発熱体の複数本とが直列回路
   を形成している織物状発熱体を具えていることを特徴と
   するタイヤウオーマー。