JPH1016513A - ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐湿潤路面スキッド性、耐摩耗性を維持しな
がら転がり抵抗を小さくするとともに静電気による問題
が生じないラジアルタイヤを提供する。 【解決手段】 シリカまたはシリカとカーボンブラック
で補強されたゴム組成物でなる主トレッドゴムの長手方
向の一方の端に、体積抵抗率が１０⁷ Ω・cm以下のゴム
組成物でなる１mm以上の長さを有する導電ゴムを連設し
たトレッドゴムの少なくとも１つを、順次、導電ゴム側
の端に主トレッドゴム側の端を接合して環状にされると
もに、導電ゴムの長さの合計がタイヤ周長の３％以下で
あるトレッドからなるラジアルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トレッドゴムがシ
リカで補強されたゴム組成物でなる導電性を有するラジ
アルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球の温暖化、自動車の増加に伴
う排気ガスの増加等の環境問題から燃料効率のよい自動
車の開発が進められており、タイヤについても運転の安
全性につながる湿潤路面での耐スキッド性、経済性につ
ながる耐摩耗性を維持しながら、転がり抵抗を小さくし
た低燃費性タイヤの開発が進められている。タイヤの転
がり抵抗はトレッドに用いたゴム組成物のヒステリシス
ロスに依存するところが大きく、ヒステリシスロスが小
さくなれば転がり抵抗が小さくなる。一方、耐湿潤路面
スキッド性はトレッドに用いたゴム組成物のヒステリシ
スロスと摩擦特性に関係し、ヒステリシスロスが小さく
なれば耐湿潤路面スキッド性が低下し、摩擦が大きくな
れば耐湿潤路面スキッド性がよくなるが、耐摩耗性が低
下する。一般的に、転がり抵抗を小さくすれば、耐摩耗
性、耐湿潤路面スキッド性等が悪くなる傾向にある。し
かし、環境問題を解決するために、耐摩耗性、耐湿潤路
面スキッド性を維持しながら、転がり抵抗を小さくする
ゴム組成物の研究が続けられている。通常、タイヤのト
レッドゴムはジエン系ゴムをカーボンブラックで補強し
たゴム組成物で形成されるので、転がり抵抗性を小さく
するため、ゴムのミクロ構造及びカーボンブラックのコ
ロイド特性、カーボンブラックの配合量等について検討
がなされている。その結果、ゴムとしては、ガラス転移
点の低いもの、溶液重合で得られた１、２ビニル結合含
有量の多いものが使用され、カーボンブラックとして
は、粒子径が大きいもの、粒子凝集体の大きさが特定さ
れたもの、粒子凝集体径の分布が特定されたものが使用
されている。それに加えて、カーボンブラックとオイル
の配合量を少なくして転がり抵抗を小さくする方法が行
われている。しかし、これらの方法で、耐摩耗性、耐湿
潤路面スキッド性を維持しながら、さらに大幅に転がり
抵抗を小さくすることが困難であるので、他の方法が検
討され、溶液重合ＳＢＲにシリカを配合する方法が欧州
特許ＥＰ０５０１２２７Ａ１号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動車に乗って走行し
ているとき、静電気が、振動で衣服と座席が摩擦した
り、合成樹脂製部品同士が摩擦したりして車体、或るい
は繰り返し変形するタイヤ構成部品の界面に発生する。
従来のタイヤは、タイヤ構成ゴム製部品の全てをカーボ
ンブラックが大量に配合され、導電性の大きいゴム組成
物で形成していたので、車内或るいはタイヤに発生した
静電気はトレッドを通って路面に導かれてアースされ、
静電気による問題は生じていなかった。しかし、シリカ
はカーボンブラックと異なって導電性が悪く、シリカの
みで補強されたゴム組成物或るいはカーボンブラック含
有量の少ないゴム組成物は電気抵抗が大きくなり、体積
抵抗率が１０¹³〜１０¹⁴Ω・cmのレベルになって絶縁体
として機能することがある。これらのゴム組成物でトレ
ッドが形成された場合、トレッドが電気絶縁体となっ
て、車体或るいはタイヤに発生した静電気がアースされ
にくくなり、車体及びタイヤに静電気が蓄積されて高圧
になる。この高圧静電気が、瞬間的に放電されるとき、
カーラジオ、オーデイオにノイズを発生させ不快にさせ
るだけではなく、降車時に乗員の身体を通ってアースさ
れ、電気ショックを与えることがあり、また、制御装置
に組み込まれた電子回路を誤作動させる虞がある。

【０００４】電気抵抗の大きいゴム組成物でなるトレッ
ドを具えたタイヤから発生した静電気をリークさせるた
め、特開平８−３４２０４号公報に、長さ方向に延びる
トレッド用ゴム組成物で構成されたトレッドストリップ
と、トレッドストリップの幅内で長さ方向に延設され、
トレッドストリップの表面から底面まで延設された体積
抵抗率が１０⁸ Ω・cm以下のゴム組成物でなる導電性ス
トリップとでトレッドゴムを形成し、導電性ストリップ
を通してアースする方法が提案されている。上記のトレ
ッドストリップの幅内に、トレッドストリップの表面か
ら底面に達する導電性ストリップを周方向に延設してな
るトレッドを具えたタイヤは、トレッドストリップと導
電性ストリップは機械的特性が異なるので、走行中の接
地時の繰り返し変形の状態が両者の間で異なり、そのた
めに変形状態に食い違いができる両者の界面に歪みが集
中して段差摩耗が生じやすくなり、取り外し時期が早め
られることがある。また、カーブを走行しているとき、
タイヤの荷重中心がタイヤの幾何学中心からずれ、接地
面がトレッドの側端の一方に偏って導電性ストリップが
路面に接触しなくなることがある。

【０００５】本発明の目的は、耐湿潤路面スキッド性、
耐摩耗性を維持しながら転がり抵抗を小さくするととも
に、静電気による問題が生じないラジアルタイヤを提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】湿潤路面スキッド性能を
維持しながら、転がり抵抗を小さくするためにシリカで
補強したゴム組成物でトレッドゴムを形成して、トレッ
ド部の電気抵抗が大きくなっても、導電性のゴム組成物
でなる導電ゴムを、表面を露出させながら、トレッドを
横断するようにして配置し、車体またはタイヤに発生し
た静電気を導電ゴムを通して路面に導くことにより、静
電気の蓄積を防止する。

【０００７】本発明は、タイヤ周方向に対し直角に配列
した多数のコードで補強されたケーシングのクラウン部
がトレッドで覆われ、ケーシングとトレッドの間に多数
のコードで補強されたベルトを配置するラジアルタイヤ
において、トレッドが、シリカまたはシリカとカーボン
ブラックで補強され、温度６０℃で測定した損失正接が
０．２５以下のゴム組成物でなる主トレッドゴムとそれ
の長手方向の一方の端に、体積抵抗率が１０⁷ Ω・cm以
下のゴム組成物でなる導電ゴムを連設したトレッドゴム
の少なくとも１つを、順次、導電ゴム側の端に主トレッ
ドゴム側の端を接合して環状にしたものであって、同時
に、導電ゴムのタイヤ周方向に測定した長さが１mm以上
であって、個々の導電ゴムの長さの合計をタイヤ周長の
３％以下にしたラジアルタイヤである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を、図面を参照しながら、
以下に説明する。図１は、本発明のラジアルタイヤの１
実施例の断面が表された斜視部分図である。本発明のラ
ジアルタイヤ１は、タイヤ周方向に対し直角に配列した
多数のコードで補強されたケーシング２のクラウン部の
外面がトレッド３で覆われ、ケーシング２とトレッド３
の間に多数のコードで補強されたベルト４が配置してな
る。トレッド３は、ヒステリシロスが小さいゴム組成物
でなる主トレッドゴム５の一方の端に、断面が主トレッ
ドゴムと同形状であって、電気抵抗が小さいゴム組成物
でなる導電ゴム６を連設したトレッドゴム７の１つ、ま
たは複数を、順次、導電ゴム側の端８に主トレッドゴム
側の端９を接合し、全体を環状にして形成される。上記
の導電ゴム６のタイヤ周方向に測定した長さＬは、１mm
以上にされ、同時に個々の導電ゴム６の長さＬの合計が
タイヤ周長の３％以下にされる。トレッドを上記構造に
することにより、車体及びタイヤに発生した静電気は、
導電ゴム６を通って路面に導かれる。カーブを走行する
とき重心位置が中心線から移動して、ケーシングが変形
し、接地面がトレッドの幅方向の一方に偏っても、回転
毎に導電ゴムの一部は必ず路面に接触し、静電気が蓄積
されることがない。また、物性を異にした隣接するゴム
部品の周方向に延びる界面がないので、トレッドに異常
摩耗が発生しにくくなる。導電ゴムの長さＬを１mmより
短くした場合、アース効果が小さくなり、長さの合計が
タイヤ周長の３％より大になれば、主トレッドゴムが持
つ優れた耐湿潤路面スキッド性及び耐摩耗性を維持しな
がら、転がり抵抗を小さくした特徴が薄められる。

【０００９】他の実施例の右半分の断面を表す図２に示
すように、トレッドは、タイヤの径方向外側に位置して
湿潤路面スキッド抵抗及び耐摩耗性を重視したヒステリ
シスロスが小さいゴム組成物でなるトレッドゴム７とト
レッドゴム７の内側に隣接配置してヒステリシスロスな
らびに電気抵抗が小さいゴム組成物でなるサブトレッド
ゴム１０とトレッドゴム７の側端に配置するスカートゴ
ム１１とで形成され、主要部はトレッドゴム７とサブト
レッド１０の２層構造である。トレッドゴム７は、前記
したタイヤと同様に、主トレッドゴムと導電ゴムを交互
に配列して形成される。トレッドゴムの厚さはトレッド
に設けられた溝１２の深さとほぼ同じにされ、トレッド
の使用中に摩耗する部分は耐摩耗性と耐湿潤路面スキッ
ド性が確保され、摩耗に関係しないサブトレッドゴムは
耐摩耗性と耐湿潤路面スキッド性を無視し、導電性を維
持しながらヒステリシスロスを可及的に小さくしたゴム
組成物で構成することにより、タイヤ全体としてのヒス
テリシスロスは前記のトレッドがトレッドゴムの１層で
構成されたタイヤより転がり抵抗を小さくすることがで
きる。

【００１０】本発明のラジアルタイヤの主トレッドゴム
５に用いるゴム組成物は、ゴム１００重量部（以下、重
量部を単に部と言う）に対し、０〜３０部のカーボンブ
ラック及びカーボンブラック量と合算して４０部以上、
１００部以下になるようにされた量のシリカが配合され
る。カーボンブラックの配合量が３０部より多くなれ
ば、転がり性能と摩耗性能とのバランスが崩れ、一方の
性能をよくすれば他方の性能が悪くなる。シリカ配合量
とカーボンブラック配合量の合計が４０部より少なくな
れば、耐摩耗性が劣り、１００部より多くなれば転がり
抵抗が大きくなる。導電ゴム６に用いるゴム組成物は、
ゴム１００部に対しカーボンブラックを４０部以上配合
して体積抵抗率が１０⁷ Ω・cm以下にされたものであ
る。体積抵抗率が１０⁷ Ω・cmより大きくなれば、車体
またはタイヤ等に発生した静電気が路面にリークしにく
くなって車体及びタイヤに蓄積され、蓄積されて高電圧
になった静電気が、瞬間的に放電してカーラジオ、オー
デイオにノイズを発生させたり、降車時乗員の身体を通
ってアースし、ショックを与えることがあり、制御装置
に組み込まれた電子回路、或るいはナビゲーション装置
等の電磁波利用装置を誤作動させる虞がある。

【００１１】本発明のラジアルタイヤに使用されるゴム
組成物は、前記したシリカ或るいはカーボンブラックに
加えて、トレッド用ゴム組成物に一般に配合される各種
添加剤が任意に配合され、その配合量も一般的な量にさ
れる。任意に配合される添加剤として、例えば硫黄、加
硫促進剤、軟化剤、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、
老化防止剤などが挙げられる。

【００１２】

【実施例】以下に実施例ならびに比較例によって、本発
明を詳述する。尚、文中においては、重量部を単に部と
言う。

【００１３】表１に記載するゴム成分１００部に対し、
表１に各記載量のカーボンブラック、シリカ、シランカ
ップリング剤（デクサ社製、商品名Ｘ５０Ｓ）、オイル
及び上記配合剤に加えて、亜鉛華３部、ステアリン酸２
部、老化防止剤（商品名サントフレックス１３）１部、
ワックス１部、加硫促進剤（ＣＢＳ）１部、硫黄１．７
部を配合して、バンバリーミキサーで混合し、ゴム組成
物を得た。得られた各ゴム組成物について、下記に記載
する方法によって体積抵抗率、損失正接、耐摩耗性の試
験を行い、結果を表１に示した。 体積抵抗率：ＪＩＳ Ｋ６９１１に記載の方法 損失正接：レオロジー社製のＤＶＥレオスペクトラーを
用い、温度６０℃における剪断条件で測定。 耐摩耗性：ＪＩＳ Ｋ６２６４に記載のピコ摩耗試験機
による方法

【００１４】

【表１】 注 （１）：スチレン含有量２０％、ビニル結合量６０
％の溶液重合スチレンブタジエンゴム （２）：デグサ社製、商品名Ｘ５０Ｓ

【００１５】前記各ゴム組成物を用いて、表２に記載す
る各構造のサイズ１８５／７０Ｒ１４のラジアルタイヤ
を試作し、下記試験法に従って、転がり抵抗、湿潤路面
スキッド抵抗、タイヤ電気抵抗及びカーラジオノイズの
試験を行い、結果を表２に示した。転がり抵抗試験：米
国の自動車技術者協会規格ＳＡＥ Ｊ１２６９に準拠し
て測定し、結果を下記の式で計算した指数で示した。値
が小さいほど好ましい。 （試作タイヤの測定値）×１００／（比較例１タイヤの
測定値） 湿潤路面スキッド抵抗試験：試作タイヤを自動車に取り
付けて、速度を増加させながら５mm深さに水没した円周
路を走行し、横滑りが始まる限界速度を測定し、結果を
下記の式で計算した指数で示した。値が大きいほど好ま
しい。 （試作タイヤの限界速度）×１００／（比較例１タイヤ
の限界速度） タイヤ電気抵抗試験：実施例タイヤ及び比較例タイヤに
ついては、抵抗計の端子をビード部と導電ゴムのそれぞ
れに当接し、比較例１、２、３タイヤについては、抵抗
計の端子をビード部とトレッドゴムのそれぞれに当接
し、電圧を直流１００ｖにして、電気抵抗を測定した。 カーラジオノイズ試験 １台の自動車に同じタイヤを４本取り付けてカーラジオ
を掛けながら走行し、静電気の放電によるカーラジオの
ノイズの程度を官能評価し、許容できるものを○、許容
できないものを×で示した。

【００１６】

【表２】

【００１７】従来のカーボンブラックで補強されたゴム
組成物でトレッドゴムを形成した比較例１に比し、本発
明の各実施例タイヤは耐湿潤路面スキッド性を維持しな
がら転がり抵抗が小さくなっている。比較例２は、トレ
ッドを補強剤にカーボンブラックのみを用い、配合量を
少なくしてヒステリシスロス（損失正接）を小さくした
Ｄ配合で形成したしたものであって、比較例１に比し転
がり抵抗が小さくなるが、耐湿潤路面スキッド性は低下
する。比較例３は、補強剤にシリカを用いてヒステリシ
スロスを小さくしたＡ配合のみでトレッドを形成したし
たものであって、転がり抵抗及び耐湿潤路面スキッド性
はよいが、導電ゴムを備えていないのでカーラジオのノ
イズが大きくなる。比較例４は導電ゴムの長さの合計が
タイヤの周長の３％より大きくなった例であって、実施
例２に比し改良指数が小さく、シリカを用いた特徴が減
殺されている。

【００１８】

【発明の効果】カーボンブラックの配合量を３０部以下
または０にし、シリカで補強したゴム組成物でトレッド
ゴムが形成されることにより、耐摩耗性及び耐湿潤路面
スキッド性が維持されながら転がり抵抗が小さくなり、
シリカで補強したゴム組成物でなるトレッドゴムの欠点
であった電気抵抗が大きいことによるタイヤの静電気蓄
積が、電気抵抗が小さい導電ゴムをトレッドゴムに挿設
することにより、解消され、静電気が原因する障害が防
止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラジアルタイヤの１実施例の断面が表
された斜視部分図である。

【図２】本発明のラジアルタイヤの他の実施例の右半分
の断面図である。

【符号の説明】

２ ケーシング ３ トレッド ４ ベルト ５ 主トレッドゴム ６ 導電ゴム １０ サブトレッドゴム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ周方向に対し直角に配列した多数
   のコードで補強されたケーシングのクラウン部がトレッ
   ドで覆われ、ケーシングとトレッドの間に多数のコード
   で補強されたベルトを配置したラジアルタイヤにおい
   て、トレッドが、シリカまたはシリカとカーボンブラッ
   クで補強されたゴム組成物でなる主トレッドゴムの長手
   方向の一方の端に体積抵抗率が１０⁷ Ω・cm以下のゴム
   組成物でなる導電ゴムを連設したトレッドゴムの少なく
   とも１つを、順次、導電ゴム側の端に主トレッドゴム側
   の端を接合されてなり、同時に、導電ゴムのタイヤ周方
   向に測定した長さが１mm以上であって、かつ、個々の導
   電ゴムの長さの合計がタイヤ周長の３％以下であること
   を特徴とするラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 ケーシングの径方向外側に位置するトレ
   ッドが、径方向外側に配置するトレッドゴムと該トレッ
   ドゴムの内側に配置するサブトレッドゴムの２層構造で
   なる請求項１記載のラジアルタイヤ。