JPWO2008044289A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
特殊なタイヤ製造工程を要さずに、かつ部材や工程の追加を不要として従来工法により製造することができる、転がり抵抗とウェット性能に優れるとともに導電性を有する空気入りタイヤを提供する。ビードコア１２の周りを折り返し係止された１プライのカーカス１４と、ビード部１１に配されたリムストリップ１９と、一端部が前記カーカス１４に接触するとともに他端部がトレッド部１３の接地端領域の表面に露出するウィング２４とを備えた空気入りタイヤ１０において、カーカスプライ２５の被覆ゴムと前記リムストリップ１９及びウィング２４とが導電性ゴム材料によって連続する導電路に形成され、前記導電路のみを該タイヤ１０の通電経路とし、前記通電経路以外の他の部材は導電性ゴム材料或いは非導電性ゴム材料から選択し使用される。
Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、より詳細には、シリカ配合などのトレッドを有しタイヤの転がり抵抗とウェット性能を改善するとともに車両に帯電した静電気を放電することのできる、従来工法により製造される空気入りタイヤに関する。
空気入りタイヤの転がり抵抗や湿潤路面での走行性能（ウェット性能）を改善すべく、トレッドのゴム組成物に補強剤として従来のカーボンブラックに代えてシリカを配合する技術が公知となっている。このシリカ配合技術に伴い車両に帯電された静電荷により、マンホールの上などをタイヤが通過する際に放電現象が起こりラジオノイズや電子回路部品への悪影響、またショートの発生などが問題となっている。
従来、かかる問題を解決するために、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設け、タイヤの導電性を確保しようとする技術が提案されている。例えば、下記特許文献１の技術は、カーボンブラックを含む導電性薄膜をトレッド及びサイドウォールの外表面に敷設し、この導電層を通じて放電することが記載されている。また、特許文献２の技術は、タイヤクラウン部にトレッド表面から底面に至るまで導電性インサートを設け、このインサートに接触する導電性材料でなる導電性ストリップが導電性のビード領域でホイールと接触状態にあることで静電気を放電することが開示されている。
特開平８−２３０４０７号公報
特開２００６−１４３２０８号公報
しかし、特許文献１の技術は、シリカ配合によるトレッドの転がり抵抗及びウェット性能の改善効果は上記カーボンブラックを含む導電性薄膜を敷設することよって減少し、本来の効果を充分発揮し難くなっている。また、カーボンブラックを含む導電性薄膜をトレッド及びサイドウォールの外表面に敷設するすることから部材と工程の追加を要し、生産性の悪化やコストの上昇が見込まれる。
特許文献２の技術は、導電性のインサートとストリップを別途設ける必要から、部品点数が増加し、また特殊な工程を要して製造し易い構造であるとはいい難く生産性の低下が予測される。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、特殊なタイヤ製造工程を要さずに、かつ部材や工程の追加を不要として従来工法により製造することができる、転がり抵抗とウェット性能に優れとともに導電性を有する空気入りタイヤを提供するものである。
請求項１に記載の発明は、一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りを折り返し係止された少なくとも１枚のカーカスプライを有するカーカスと、前記ビード部に配されてリム及び前記カーカスに接触するリムストリップと、一端部が前記カーカスに接触するとともに他端部がトレッド部の接地端領域の表面に露出し路面に接触するウィングとを備えた空気入りタイヤにおいて、少なくとも前記リムストリップ及びウィングとの接触面側のカーカスプライ被覆ゴムと、少なくともいずれか一方のサイド部における前記リムストリップ及びウィングとが導電性ゴム材料によって連続する導電路に形成され、前記導電路のみを該タイヤの通電経路とし、前記通電経路以外の他の部材は導電性ゴム材料或いは非導電性ゴム材料から選択し使用されることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項２に記載の発明は、前記カーカスが、前記一対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された表裏両面が前記導電性ゴムによって被覆された少なくとも１枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライの折り返し部が前記リムストリップに接触してなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。
請求項３に記載の発明は、前記カーカスが、前記一対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された少なくとも１枚の第１カーカスプライと、前記トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り前記リムストリップに接触し係止される第２カーカスプライからなり、前記第２カーカスプライのタイヤ外側面の前記第２カーカスプライ被覆ゴムが導電性ゴム材料からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。
請求項４に記載の発明は、前記カーカスが、前記一対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなり、該カーカスの内面側のカーカスプライが折り返し部において前記リムストリップに接触しながらタイヤ径方向外方に前記ウィングに至るまで延びて該ウィングに接触して係止されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。
請求項５に記載の発明は、前記導電性ゴム材料が電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満のゴム組成物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
請求項６に記載の発明は、前記導電性ゴム材料が、ジエン系ゴムをゴム成分とするゴム組成物からなり、窒素吸着比表面積が２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックを該ゴム組成物全体の１４体積％以上含有することを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤである。
請求項７に記載の発明は、前記非導電性ゴム材料が、非カーボンブラック系補強剤を補強剤として含有するゴム組成物からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。
請求項８に記載の発明は、前記非カーボンブラック系補強剤がシリカであることを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤである。
本発明の空気入りタイヤは、導電性のカーカスプライを利用してリムストリップからウィングに至る通電経路を形成することで、従来技術で開示されているような特殊なタイヤ製造工程を要さずに、部材や工程の追加を不要として従来工法により製造することができる、シリカ配合等による優れた転がり抵抗とウェット性能を備えながら導電性を有するタイヤを提供でき、シリカ配合等の非導電性タイヤを使用した車両に帯電する静電気によるノイズや電子部品への悪影響、ショートの問題などを解消することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明にかかる第１の実施形態の空気入りタイヤ１０を示す半断面図である。
図１は、本発明にかかる第１の実施形態の空気入りタイヤ１０を示す半断面図である。
空気入りタイヤ（以下、空気入りタイヤを単に「タイヤ」という）１０は、一対のビード部１１に夫々埋設されたビードコア１２の周りにタイヤ内側から外側に折り返し係止された１枚のカーカスプライ２５からなるカーカス１４と、該カーカス１４のタイヤ径方向の外周側に位置するトレッド部１３と、該カーカス１４のサイド部に位置するサイドウォール部１６と、トレッド部１３の内側でカーカス１４との間に配された２枚の交差ベルトプライからなるベルト１８を備えている。
タイヤ１０は、ビード部１１のタイヤ軸方向外側にリムストリップ１９が配され、そのリムストリップゴム２３の外側面はリムに接触し、その内側面は前記カーカスプライ２５の折り返し部分１４ａに接触している。
タイヤ１０は、図１に示すように、サイドウォール部１６のタイヤ径方向外側端部がトレッド部１３における主接地部をなすクラウン部１５の両端部上に重なるサイドウォールオントレッド（ＳＷＯＴ）構造をなしている。すなわち、前記サイドウォール部１６の外側端部が、タイヤ周上で前記トレッド部１３の両周縁部表面を覆ってトレッド接地端領域となるショルダー部１７を形成している。
ショルダー部１７には、その上端部がトレッド接地端領域の表面に露出し路面に接触するとともに下端部が前記カーカスプライ２５に接触するウィング２４が、トレッドゴム２１両端部とサイドウォールゴム２２のタイヤ径方向外側端部の間に配されている。
従って、カーカスプライ２５は、トレッド部１３からショルダー部１６においてウィングゴム２４の下端部に接触しながらサイドウォール部１６を経てビードコア１２の周りを折り返してリムストリップゴム２３のタイヤ内面側に接触し、サイドウォール部１６においてプライ折り返し端部１４ｂが係止されている。これにより、リムストリップ１９とウィング２４はカーカスプライ１４を介して連続化されるようになる。
また、タイヤ１０は、前記トレッド部１３の内側に配された２枚の交差ベルトプライからなるベルト１８と、さらにベルト１８の外周にはタイヤ周方向に対しほぼ０°の角度でらせん状に巻回されたコードからなる１枚のキャッププライ２０を有するラジアル構造の乗用車用タイヤを示している。
前記カーカスプライ２５には、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維コードが、ベルト１８のベルトプライにはスチールコード、アラミド繊維などの剛直なコードが、またキャッププライ２０にはナイロン、ポリエステルなどの熱収縮性の比較的大きいコードが補強材として用いられている。
トレッド部１３の主接地部に当たるクラウン部１５をなすトレッドゴム２１は、タイヤ１０の転がり抵抗やウェット性能の向上に寄与するためゴム組成物のｔａｎδを低くするように、補強剤として従来のカーボンブラックに置換して沈降シリカ、無水ケイ酸などのシリカ類、焼成クレー、ハードクレーなどのクレー類、炭酸カルシウムなどの非カーボンブラック系補強剤を補強剤とするゴム組成物が使用される。特に、転がり抵抗などの改善効果の大きいシリカが好ましく用いられる。
これらの非カーボンブラック系ゴム組成物では、シリカなどの非カーボンブラック系補強剤の配合量として、カーボンブラックの種類や置換量にもよるが、通常ゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部、好ましくは４０〜８０重量部で配合される。
シリカの場合、シリカの種類は特に制限されないが、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が１００〜２５０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上の湿式シリカが補強効果と加工性の点から好ましく、東ソーシリカ工業（株）製のニプシールＡＱ、ＶＮ３、デグサ社製のウルトラジルＶＮ３などの市販品が使用できる。また、ビス（トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィドなどのシランカップリング剤の併用が好ましい。
トレッドゴム２１におけるカーボンブラックとしては、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ、ＨＡＦなどが耐摩耗性や発熱性の観点から好ましい。
トレッドゴム２１のゴム組成物は、ゴム成分として天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などのジエン系ゴムが、それらの単独あるいはブレンドゴムで一般に使用される。また、ゴム用配合剤のオイル、ワックスなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、樹脂類、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などが適宜配合される。
さらに、転がり抵抗などの改良効果を向上するために、サイドウォール部１６のサイドウォールゴム２２にも、トレッドゴムと同時に上記非カーボンブラック系補強剤を補強剤としてゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部程度含むゴム組成物が使用されている。
上記非導電性のサイドウォール２２としては、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含むブタジエンゴム（ＶＣＲ）などのジエン系ゴムの単独あるいはブレンドをゴム成分とし、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックが該ゴム組成物全体の１４体積％未満含まれることで得られる。
また、カーボンブラックのＮ２ＳＡが２５ｍ２／ｇ未満ではゴム組成物の強度低下により耐久性が低下し、１００ｍ２／ｇを超えるとヒステリシスロスが大きくなり転がり抵抗や発熱が大きくなる。
Ｎ２ＳＡが２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックとしては、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ級のカーボンブラックが挙げられる。
また、非カーボンブラック系補強剤として、シリカ、クレー、炭酸カルシウムなどを適量でカーボンブラックと併用してもよく、さらにゴム用配合剤のオイル、ワックスなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、樹脂類、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などが適宜配合される。
これにより、トレッドゴム２１とサイドウォールゴム２２は、転がり抵抗やウェット性能を向上するものとなるが、反面ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上となって非導電性ゴムとなる。その結果、タイヤ１０は非導電性となってタイヤとしては各部材の組み合わせにより電気抵抗が１０９Ω以上の非導電性タイヤとなるため、車両に帯電した静電気をトレッド部１３から路面に放電することができなくなる。
上記車両に帯電する静電気の問題を解決するために、本実施形態のタイヤ１０は、カーカスプライ２５の表裏面の被覆ゴム（トッピングゴム）に、いずれも電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが適用され、かつ前記リムストリップゴム２３とウィングゴム２４が少なくともいずれも一方のサイド部において、電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが適用され形成される。これにより、リムストリップゴム２３とカーカスプライ２５のトッピングゴム及びウィングゴム２４が連続する導電路に形成される。
タイヤ１０は前記導電路のみを通電経路とし、車両に帯電する静電気をリムからリムストリップゴム２３とカーカスプライ２５のトッピングゴムを通じてショルダー部１７表面に露出し路面に接触するウィングゴム２４上端部から路面に放電することができる。
このような導電性のゴム組成物は、カーボンブラック配合量を適宜調整することで容易に得ることができ、好ましくはゴム組成物の電気抵抗率が１０７Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。
上記導電性のトッピングゴムとしては、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含むブタジエンゴム（ＶＣＲ）などのジエン系ゴムの単独あるいはブレンドをゴム成分とし、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックが該ゴム組成物全体の１４体積％以上含まれることで得られる。
カーボンブラック量が１４体積％未満では、ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上になり導電性が悪化する。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡが２５ｍ２／ｇ未満ではゴム組成物の強度低下により耐久性が低下し、１００ｍ２／ｇを超えるとヒステリシスロスが大きくなり転がり抵抗や発熱が大きくなる。
Ｎ２ＳＡが２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックとしては、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ級のカーボンブラックが挙げられる。
また、非カーボンブラック系補強剤として、シリカ、クレー、炭酸カルシウムなどを適量でカーボンブラックと併用してもよく、さらにゴム用配合剤のオイル、ワックスなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、樹脂類、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などが適宜配合される。
本実施形態では、カーカスプライ２５のタイヤ外面側がウィングゴム２４の下端部に接触し、プライ２５のタイヤ内面側がビードコア１２を折り返した後にリムストリップゴム２３の内面側に接触することで、カーカスプライ２５のトッピングゴムを介して通電されるので、カーカスプライ２５の表裏両面のトッピングゴムに導電性ゴムを適用する必要がある。
なお、カーカスプライ２５は、有機繊維コードが所定の打ち込み数で製織された接着剤処理済みのスダレ織物を、Ｚ型カレンダーや３本ロールカレンダー２台をタンデムに配したタイヤ工業で一般的に使用される繊維コード用カレンダー装置を用いて、従来工法により該スダレ織物の両面に所定のゴム厚みにトッピング加工し得られる。このようなカーカスプライは、以下の第２、第３の実施形態でも同様にして得られる。
上記導電性のリムストリップゴム２３としては、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＶＣＲなどのジエン系ゴムの単独あるいはブレンドをゴム成分とし、Ｎ２ＳＡが７０〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックが該ゴム組成物全体の１４体積％以上含まれるものである。
カーボンブラック量が１４体積％未満では、ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上になり導電性が悪化する。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡが７０ｍ２／ｇ未満ではゴム組成物の耐摩耗性低下によりリムこすれによるビード部損傷を起こしやすくし、１００ｍ２／ｇを超えるとヒステリシスロスが悪化し転がり抵抗や発熱が大きくなる。
Ｎ２ＳＡが７０〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックとしては、ＨＡＦ級のカーボンブラックが挙げられる。
また、非カーボンブラック系補強剤として、シリカ、クレー、炭酸カルシウムなどを適量でカーボンブラックと併用してもよく、さらにゴム用配合剤のオイル、ワックスなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、樹脂類、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などが適宜配合される。
また、導電性のウィングゴム２４としては、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＶＣＲなどのジエン系ゴムの単独あるいはブレンドをゴム成分とし、Ｎ２ＳＡが２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックが該ゴム組成物全体の１４体積％以上含まれるゴム組成物が適用される。
カーボンブラック量が１４体積％未満では、ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上になり導電性が悪化する。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡが２５ｍ２／ｇ未満ではゴム組成物の強度低下により耐久性が低下し、１００ｍ２／ｇを超えるとヒステリシスロスが悪化し転がり抵抗や発熱が大きくなる。
Ｎ２ＳＡが２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックとしては、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ級のカーボンブラックが挙げられる。
また、非カーボンブラック系補強剤として、シリカ、クレー、炭酸カルシウムなどをカーボンブラックと併用してもよく、さらにゴム用配合剤のオイル、ワックスなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、樹脂類、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などが適宜配合される。
そして、本実施形態においては、左右のビード部１１間を連結するカーカスプライ２５を通電経路とするので、導電性のリムストリップ１９及びウィング２４が少なくともタイヤサイド部のいずれか一方に配されていればよく、その配置は特に制限されない。すなわち、導電性のリムストリップ１９及びウィング２４がいずれかのサイド部の１つずつ配されていればカーカスプライ２５を通電経路とする静電気の放電性を確保することができる。
導電性のリムストリップ１９及びウィング２４の配置例を具体的に述べると、（１）タイヤ両サイド部に導電性のリムストリップ及びウィングを配置する。（２）片側のサイド部のみに導電性のリムストリップ及びウィングを配置し、他方側のサイド部には非導電性のリムストリップ及びウィングを適用する。（３）一方のサイド部に導電性のリムストリップと非導電性のウィングを配置し、他方のサイド部には非導電性のリムストリップと導電性のウィングを適用する。または、この逆の配置である。
すなわち、タイヤ１０の両側のサイド部のリムストリップゴム２３とウィングゴム２４に導電性ゴムを適用する（１）の場合が、タイヤの導電性を高める観点では好ましいが、前記（２）、（３）の配置によってもタイヤの電気抵抗は若干上昇するが、タイヤの導電性は確保することができ実用上は問題なく、これにより、非導電性ゴムの使用量を増すことでタイヤ１０の転がり抵抗やウェット性能を向上することができる。
非導電性のリムストリップ２３ゴムとしては、上記導電性ゴムとカーボンブラックの配合量のみを変更することにより得られる。すなわち、Ｎ２ＳＡが７０〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックがゴム組成物全体の１４体積％未満で含まれるゴム組成物である。
カーボンブラック量が１４体積％以上では、ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満になり導電性を有するようになるが、転がり抵抗の向上が得られなくなる。
また、非導電性のウィングゴム２４としては、上記導電性のウィングゴムとカーボンブラックの配合量のみを変更することにより得られる。すなわち、Ｎ２ＳＡが２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックがゴム組成物全体の１４体積％未満で含まれるゴム組成物である。
カーボンブラック量が１４体積％以上では、ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満になり導電性を有するようになるが、転がり抵抗の向上が十分得られなくなる。
さらに、図１に示すタイヤ１０では、トレッドゴム２１が１体構造のトレッドを示しているが、トレッド部１３がキャップ／ベース構造をとる場合は、キャップゴムには転がり抵抗やウェット性能の観点から非導電性ゴムが適用されるが、ベースゴムには導電性あるいは非導電性ゴムから適宜選択することができる。また、ベルトのトッピングゴム、ビードフィラーなど他の部位も通電経路を持たせない範囲で導電性あるいは非導電性ゴムから適宜選択することができるが、転がり抵抗やウェット性能の改善の観点から非導電性ゴムを選択することが好ましい。
なお、上記実施形態では、１枚のカーカスプライからなる１プライ構造タイヤに基づき説明したが、２枚あるいはそれ以上のカーカスプライをビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返し係止させた２プライ構造以上のタイヤにも本発明は適用できることは勿論のことである。
（第２の実施形態）
図２は、本発明にかかる第２の実施形態の空気入りタイヤ３０を示す半断面図である。
図２は、本発明にかかる第２の実施形態の空気入りタイヤ３０を示す半断面図である。
タイヤ３０は、２枚のカーカスプライ４５、４６からなる２プライのカーカス３４と、該カーカス３４のタイヤ径方向５の外周部に位置するトレッド部３３と、該カーカス３４のサイド部に位置するサイドウォール部３６と、トレッド部３３の内側でカーカス３４との間に配された２枚の交差ベルトプライからなるベルト３８を備えている。
タイヤ３０は、ビード部３１のタイヤ軸方向外側にリムストリップ３９が配され、リムストリップゴム４３の外側面はリムに接触し、その内側面は前記カーカス３４に接触している。
タイヤ３０は、図２に示すように、サイドウォール部３６のタイヤ径方向外側端部がトレッド部３３における主接地部をなすクラウン部３５の両端部上に重なるＳＷＯＴ構造をなしている。すなわち、前記サイドウォール部３６の外側端部が、タイヤ周上で前記トレッド部３３の両周縁部表面を覆ってトレッド接地端領域となるショルダー部３７を形成している。
ショルダー部３７には、その上端部がトレッド接地端領域の表面に露出し路面に接触するとともにその下端部が前記カーカス３４に接触するウィング４４が、トレッドゴム４１両端部とサイドウォールゴム４２のタイヤ径方向外側端部の間に配されている。
カーカス３４は、一対のビード部３１に夫々埋設されたビードコア３２の周りにタイヤ内側から外側に折り返し係止された１枚のカーカスプライ４５からなる１ｓｔプライと、トレッド部３３からサイドウォール部３６を経てビード部３１のリムストリップ３９に至りリムストリップゴム４３の内面側に接触し、そのプライ端部４６ａがビード部３１にて係止する２ｎｄプライからなる２プライタイヤを構成している。
本実施形態のタイヤ３０は、図２に示すように、２ｎｄのカーカスプライ４６が、トレッド部３３からビード部３１に至る間に、２ｎｄプライ４６のタイヤ外側面が前記ウィングゴム４４の下端部とリムストリップゴム４３の内面側とに接触する。これにより、リムストリップ３９とウィング４４は２ｎｄのカーカスプライ４６を介して連続化される。
また、タイヤ３０は、前記トレッド部３３の内側に配された２枚の交差ベルトプライからなるベルト３８と、さらにベルト３８の外周にはタイヤ周方向に対しほぼ０°の角度でらせん状に巻回されたコードからなる１枚のキャッププライ４０を有するラジアル構造の乗用車用タイヤを示している。
前記カーカスプライ４５、４６には、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維コードが、ベルト３８のベルトプライにはスチールコード、アラミド繊維などの剛直なコードが、またキャッププライ４０にはナイロン、ポリエステルなどの熱収縮性の比較的大きいコードが補強材として用いられている。
タイヤ３０は上記第１の実施形態のタイヤ１０と同様に、トレッド部３３のトレッドゴム４１は、タイヤ３０の転がり抵抗やウェット性能の向上に寄与するためゴム組成物のｔａｎδを低くするように、補強剤として従来のカーボンブラックに置換して沈降シリカ、無水ケイ酸などのシリカ類、焼成クレー、ハードクレーなどのクレー類、炭酸カルシウムなどの非カーボンブラック系補強剤を補強剤とするゴム組成物が使用される。特に、転がり抵抗などの改善効果の大きいシリカが好ましく用いられる。
このトレッドゴム４１のゴム組成物は、シリカなどの非カーボンブラック系補強剤が、カーボンブラックの種類や置換量にもよるが、通常ゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部、好ましくは４０〜８０重量部で配合されたものが使用される。
さらに、転がり抵抗などの改良効果を向上するために、サイドウォール部３６のサイドウォールゴム４２にも上記非カーボンブラック系補強剤を補強剤として、ゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部含むゴム組成物が使用されている。
これらの非導電性のトレッドゴム４１やサイドウォールゴム４２としては、上記第１の実施形態で説明したゴム組成物が使用できるので、本実施形態では、そのゴム成分、カーボンブラック量などの配合内容の説明は省略する。
これにより、トレッドゴム４１やサイドウォールゴム４２は、転がり抵抗やウェット性能を向上するものとなるが、反面ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上となって非導電性ゴムとなる。その結果、タイヤ３０は非導電性となってタイヤとしては各部材の組み合わせにより電気抵抗が１０９Ω以上の非導電性タイヤとなり、車両に帯電した静電気をトレッド部３３から路面に放電することができなくなる。
上記車両に帯電する静電気の問題を解決するために、本実施形態のタイヤ３０は、２ｎｄプライ４６のタイヤ外面側のトッピングゴムに電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが適用され、かつ前記リムストリップゴム４３とウィングゴム４４が少なくともいずれも一方のサイド部において、電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが適用され形成される。これにより、リムストリップゴム４３と２ｎｄプライ４６のトッピングゴム及びウィングゴム４４が連続する導電路に形成される。
タイヤ３０は前記導電路のみを通電経路とし、車両に帯電する静電気をリムからリムストリップゴム４３とカーカスプライ４５のトッピングゴムを通じてショルダー部３７表面に露出し路面に接触するウィングゴム４４上端部から路面に放電することができる。
経てウィングゴム４４に至る通電経路が形成され、車両の静電気をショルダー部３７表面に露出し路面に接触するウィングゴム２４上端部から路面に放電することができる。
このような導電性のゴム組成物は、カーボンブラック配合量を適宜調整することで容易に得ることができ、好ましくはゴム組成物の電気抵抗率が１０７Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。
上記導電性のトッピングゴムとしては、第１の実施形態で説明したゴム組成物が使用できるので、本実施形態では、そのゴム成分、カーボンブラック量などの配合内容の説明は省略する。
本実施形態では、２ｎｄプライ４６のタイヤ外面側がリムストリップゴム４３及びウィングゴム４４の下端部に接触し通電経路を形成するので、２ｎｄプライ４６のタイヤ内面側や１ｓｔプライ４５には非導電性ゴムを用いてもよい。
そして、本実施形態においても、左右のリムストリップ４３の内面側に接触してビード部３１間を連結する２ｎｄプライ４６を通電経路とするので、導電性のリムストリップ３９及びウィング４４が少なくともタイヤサイド部のいずれか一方に配されていればよく、その配置は特に制限されない。すなわち、導電性のリムストリップ３９及びウィング４４がいずれかのサイド部に１つずつ配されていれば２ｎｄプライ４６を通電経路とする静電気の放電性を確保することができる。
また、リムストリップゴム４３とウィングゴム４４に使用される導電性及び非導電性ゴムとしては、上記第１の実施形態で説明したゴム組成物が使用できるので、本実施形態では、そのゴム成分、カーボンブラック量などの配合内容の説明は省略する。
さらに、図２に示すタイヤ３０では、トレッドゴム４１が１体構造のトレッドを示しているが、トレッド部３３がキャップ／ベース構造をとる場合は、キャップゴムには転がり抵抗やウェット性能の観点から非導電性ゴムが適用されるが、ベースゴムには導電性あるいは非導電性ゴムから適宜選択することができる。また、サイドウォール、ベルトのトッピングゴム、ビードフィラーなど他の部位にも通電経路を持たせない範囲で導電性あるいは非導電性ゴムから適宜選択することができるが、転がり抵抗やウェット性能の改善の観点から非導電性ゴムを選択することが好ましい。
なお、上記では１枚のカーカスプライ４５をビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返し係止させた２プライ構造のタイヤで本発明を説明したが、２枚あるいはそれ以上のカーカスプライをビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返し係止させた第１カーカスと、トレッド部３３からサイドウォール部３６を経てビード部３９に至る第２カーカスからなる３プライ以上のタイヤにも本発明は適用することができる。
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態の空気入りタイヤ５０を示す半断面図である。
図３は、第３の実施形態の空気入りタイヤ５０を示す半断面図である。
タイヤ５０は、２枚のカーカスプライ６５、６６からなる２プライのカーカス５４と、該カーカス５４のタイヤ径方向の外周側に位置するトレッド部５３と、該カーカス５４のサイド部に位置するサイドウォール部５６と、トレッド部５３の内側でカーカス５４との間に配された２枚の交差ベルトプライからなるベルト５８を備えている。
タイヤ５０は、ビード部５１のタイヤ軸方向外側にリムストリップ５９が配され、リムストリップゴム６３の外側面はリムに接触し、その内側面は前記カーカス５４に接触している。
タイヤ５０は、図３に示すように、サイドウォール部５６のタイヤ径方向外側端部がトレッド部５３における主接地部をなすクラウン部５５の両端部上に重なるＳＷＯＴ構造をなしている。すなわち、前記サイドウォール部５６の外側端部が、タイヤ周上で前記トレッド部５３の両周縁部表面を覆ってトレッド接地端領域となるショルダー部５７を形成している。
ショルダー部５７には、その上端部がトレッド接地端領域の表面に露出止路面に接触するとともに下端部が前記カーカス５４に接触するウィング６４が、トレッドゴム６１両端部とサイドウォールゴム６２のタイヤ径方向外側端部の間に配されている。
カーカス５４は、一対のビード部５１に夫々埋設されたビードコア５２の周りにタイヤ内側から外側に折り返し係止された１ｓｔプライ６５と２ｎｄプライ６６の２枚のカーカスプライからなり、２ｎｄプライ６６は、ビードコア５２を折り返してビード部５１でそのプライ端部６６ａが係止され、１ｓｔプライ６５はビードコア５２を折り返してリムストリップ５９に接触し、さらにサイドウォール部５６をタイヤ径方向外方に延びてショルダー部５７に至りプライ端部６５ａがウイング６４に接触して係止されている。従って、タイヤ５０は、サイドウォール部５６で実質３枚構造のカーカス５４を形成する２プライタイヤを構成している。
本実施形態のタイヤ５０は、図３に示すように、１ｓｔのカーカスプライ６５が、ビードコア５２を折り返した後、ビード部３１からショルダー部５７に至る間に、プライ６５のタイヤ外側面がリムストリップゴム６３の内面側とウィングゴム６４の下端部とに接触するようになる。これにより、リムストリップ５９とウィング６４は１ｓｔプライ６５を介して連続化される。
また、タイヤ５０は、前記トレッド部５３の内側に配された２枚の交差ベルトプライからなるベルト５８と、さらにベルト５８の外周にはタイヤ周方向に対しほぼ０°の角度でらせん状に巻回されたコードからなる１枚のキャッププライ６０を有するラジアル構造の乗用車用タイヤを示している。
前記カーカスプライ６５、６６には、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維コードが、ベルト５８のベルトプライにはスチールコード、アラミド繊維などの剛直なコードが、またキャッププライ６０にはナイロン、ポリエステルなどの熱収縮性の比較的大きいコードが補強材として用いられている。
タイヤ５０は上記第１の実施形態のタイヤ１０と同様に、トレッド部５３のトレッドゴム６１は、タイヤ５０の転がり抵抗やウェット性能の向上に寄与するためゴム組成物のｔａｎδを低くするように、補強剤として従来のカーボンブラックに置換して沈降シリカ、無水ケイ酸などのシリカ類、焼成クレー、ハードクレーなどのクレー類、炭酸カルシウムなどの非カーボンブラック系補強剤を補強剤とするゴム組成物が使用される。特に、転がり抵抗などの改善効果の大きいシリカが好ましく用いられる。
このトレッドゴム６１のゴム組成物は、シリカなどの非カーボンブラック系補強剤が、カーボンブラックの種類や置換量にもよるが、通常ゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部、好ましくは４０〜８０重量部で配合されたものが使用される。
さらに、転がり抵抗などの改良効果を向上するために、サイドウォール部５６のサイドウォールゴム６２にも上記非カーボンブラック系補強剤を補強剤としてゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部含むゴム組成物が使用されている。
これにより、トレッドゴム６１やサイドウォールゴム６２は、転がり抵抗やウェット性能を向上するものとなるが、反面ゴム組成物の電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上となって非導電性ゴムとなる。その結果、タイヤ５０は非導電性となってタイヤとしては各部材の組み合わせにより電気抵抗が１０９Ω以上の非導電性タイヤとなり、車両に帯電した静電気をトレッド部５３から路面に放電することができなくなる。
上記非導電性のトレッドゴム６１やサイドウォールゴム６２としては、第１の実施形態で説明したゴム組成物が使用できるので、本実施形態では、そのゴム成分、カーボンブラック量などの配合内容の説明は省略する。
上記車両に帯電する静電気の問題を解決するために、本実施形態のタイヤ５０は、１ｓｔプライ６５のビードコア５２折り返し後のサイドウォール部５６でのタイヤ外側面のトッピングゴムに、いずれも電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが適用され、かつ前記リムストリップゴム６３とウィングゴム６４が少なくともいずれも一方のサイド部において、電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが適用され形成される。
これにより、リムストリップゴム６３と１ｓｔプライ６５のトッピングゴム及びウィングゴム６４が連続する導電路に形成される。
タイヤ５０は前記導電路のみを通電経路とし、車両に帯電する静電気をリムからリムストリップゴム６３とカーカスプライ６５のトッピングゴムを通じてショルダー部５７表面に露出し路面に接触するウィングゴム６４上端部から路面に放電することができる。
このような導電性のゴム組成物は、カーボンブラック配合量を適宜調整することで容易に得ることができ、好ましくはゴム組成物の電気抵抗率が１０７Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。
上記導電性の１ｓｔプライ６５のトッピングゴムとしては、第１の実施形態で説明したゴム組成物が使用できるので、本実施形態では、そのゴム成分、カーボンブラック量などの配合内容の説明は省略する。
本実施形態では、１ｓｔプライ６５のサイドウォール部５６におけるタイヤ外面側がリムストリップゴム６３の内面側及びウィングゴム６４の下端部に接触し通電経路を形成するので、１ｓｔプライ６５のサイドウォール部５６におけるタイヤ内面側や２ｎｄプライ６６には非導電性ゴムを用いてもよい。
そして、本実施形態においても、左右のリムストリップゴム６３とウィング６４に接触してビード部５１間を連結する１ｓｔプライ６５を通電経路とするので、導電性のリムストリップ５９及びウィング６４が少なくともタイヤサイド部のいずれか一方に配されていればよく、その配置は特に制限されない。すなわち、導電性のリムストリップ５９及びウィング４４がいずれかのサイド部の１つずつ配されていれば１ｓｔプライ６５を通電経路とする静電気の放電性を確保することができる。
また、リムストリップゴム６３とウィングゴム６４に使用される導電性及び非導電性ゴムとしては、上記第１の実施形態で説明したゴム組成物が使用できるので、本実施形態では、そのゴム成分、カーボンブラック量などの配合内容の説明は省略する。
さらに、図３に示すタイヤ５０では、トレッドゴム６１が１体構造のトレッドを示しているが、トレッド部５３がキャップ／ベース構造をとる場合は、キャップゴムには転がり抵抗やウェット性能の観点から非導電性ゴムが適用されるが、ベースゴムには導電性あるいは非導電性ゴムから適宜選択することができる。また、ベルトのトッピングゴム、ビードフィラーなど他の部位にも通電経路を持たせない範囲で導電性あるいは非導電性ゴムから適宜選択することができるが、転がり抵抗やウェット性能の改善の観点から非導電性ゴムを選択することが好ましい。
なお、上記実施形態では２枚のカーカスプライからなる２プライのタイヤに基づき本発明を説明したが、１枚のカーカスプライをビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返しサイドウォール部５６を経てショルダー部５７に至り係止された１プライ構造のタイヤにも適用できることは勿論である。
以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこの実施例により限定されるものではない。
表１に記載のカーカスプライのトッピング用、リムストリップ用及びウイング用のゴム組成物についてカーボンブラック配合量を調整した導電性ゴムと非導電性ゴム、表２に記載のカーボンブラック配合のサイドウォール用及びシリカ配合によるトレッド用の非導電性ゴム組成物を、表に記載の配合処方（重量部）に従い、容量２００リットルのバンバリーミキサーを使用し常法により混練し調製した。使用したゴム成分、配合剤は下記である。なお、カーボンブラックの体積％は配合量（重量部）からの計算値である。
・天然ゴム（ＮＲ）：タイ製 ＲＳＳ＃３
・ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）ＢＲ１５０Ｂ
・スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：ＪＳＲ（株）１５０２
・プライトッピングゴム用カーボンブラックＦＥＦ：東海カーボン（株）シーストＳＯ
・リムストリップゴム用カーボンブラックＨＡＦ：東海カーボン（株）シースト３
・ウィングゴム用カーボンブラックＦＥＦ：東海カーボン（株）シーストＳＯ
・トレッドゴム用カーボンブラックＩＳＡＦ：東海カーボン（株）シースト６
・サイドウォールゴム用カーボンブラックＦＥＦ：東海カーボン（株）シーストＳＯ
・シリカ：東ソーシリカ工業（株）ニプシールＡＱ
・シランカップリング剤：デグサ社、Ｓｉ６９
・アロマオイル：ジャパンエナジー（株）Ｘ−１４０
・パラフィンワックス：日本精蝋（株）オゾエース−０３５５
・老化防止剤６Ｃ：大内新興化学工業（株）ノクラック６Ｃ
・ステアリン酸：花王（株）ルナックＳ−２０
・酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）亜鉛華１号
・硫黄：細井化学工業（株）５％油処理粉末硫黄
・加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）ノクセラーＮＳ−Ｐ
各ゴム組成物の電気抵抗率を、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて測定し、表１、２に示した。測定条件は、印加電圧１０００Ｖ、気温２５℃、湿度５０％である。
・ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）ＢＲ１５０Ｂ
・スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：ＪＳＲ（株）１５０２
・プライトッピングゴム用カーボンブラックＦＥＦ：東海カーボン（株）シーストＳＯ
・リムストリップゴム用カーボンブラックＨＡＦ：東海カーボン（株）シースト３
・ウィングゴム用カーボンブラックＦＥＦ：東海カーボン（株）シーストＳＯ
・トレッドゴム用カーボンブラックＩＳＡＦ：東海カーボン（株）シースト６
・サイドウォールゴム用カーボンブラックＦＥＦ：東海カーボン（株）シーストＳＯ
・シリカ：東ソーシリカ工業（株）ニプシールＡＱ
・シランカップリング剤：デグサ社、Ｓｉ６９
・アロマオイル：ジャパンエナジー（株）Ｘ−１４０
・パラフィンワックス：日本精蝋（株）オゾエース−０３５５
・老化防止剤６Ｃ：大内新興化学工業（株）ノクラック６Ｃ
・ステアリン酸：花王（株）ルナックＳ−２０
・酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）亜鉛華１号
・硫黄：細井化学工業（株）５％油処理粉末硫黄
・加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）ノクセラーＮＳ−Ｐ
各ゴム組成物の電気抵抗率を、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて測定し、表１、２に示した。測定条件は、印加電圧１０００Ｖ、気温２５℃、湿度５０％である。
得られたゴム組成物を用いて表３に示す組み合わせにより、プライトッピングゴム、リムストリップゴム及びウィングゴムを導電性ゴム（表３では「○」で表示）又は非導電性ゴム（表３では「×」で表示）に変更した、図１に示す１プライ構造のラジアルタイヤ（１９５／６５Ｒ１５ ８８Ｓ）を製造し、電気抵抗及び転がり抵抗を下記方法により測定した。比較例５は、リムストリップからトレッドにかけてカーボンブラック配合による厚み０．２ｍｍ、幅１０ｃｍの導電性ゴムシート（電気抵抗率＝２×１０７Ω・ｃｍ）を貼り付け、タイヤの導電性を確保したものである。なお、トレッドゴム、サイドウォールゴムは表２に記載のトレッドゴムとサイドウォールゴムを各タイヤで共通に使用した。
カーカスプライは、１６７０ｄｔｅｘ／２のポリエステルコード、打ち込み密度２２本／２５ｍｍの接着剤処理済みスダレ織物を、Ｚ型カレンダーを備えた一般生産用のタイヤコード用カレンダー装置を使用し、表１記載のプライトッピング用の導電性ゴム又は非導電性ゴムを使用し、スダレ織物の両面に仕上がり厚み１．３ｍｍでトッピング加工したトッピング反を用いた。
また、ベルトは２＋２×０．２５構造のスチールコード、打ち込み密度１８本／２５ｍｍの２プライ（交差角度４５°）、キャッププライは９４０ｄｔｅｘ／２のナイロン６６コード、打ち込み密度２８本／２５ｍｍを共通に使用した。
タイヤの電気抵抗は、タイヤ１０を標準リムＲ（１５×６ＪＪ）に空気圧２００ｋＰａでリム組し、排気量１６００ｃｃのＦＦ式国産乗用車に装着し時速１００Ｋｍで３時間の実車ならし走行をした後、ドイツのＷＤＫ、Ｂｌａｔｔ ３で規定される「荷重下でのタイヤ電気抵抗の測定手順」に基づき測定した。すなわち、図４に示すように、台板１３０に対して絶縁状態で設置した銅板１３１上に、前記リム組みタイヤ１０を、荷重４００ｋｇで垂直に接地させ、標準リムＲの中央部と銅板１３１との間の電気抵抗を、印可電圧１０００ボルトの抵抗測定器１３２を用いて測定した。測定時の気温２５℃、湿度５０％である。結果を表３に示す。
転がり抵抗は、タイヤを標準リムに空気圧２００ｋＰａでリム組し、転がり抵抗測定用の１軸ドラム試験機を使用し、負荷荷重４００Ｋｇ、時速６０Ｋｍでの転がり抵抗を測定した。比較例１を１００とする指数で表し、数値が大きいほど転がり抵抗が高く燃費性が劣ることを示す。結果を表３に示す。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車などの４輪車の他に、オートバイなどの２輪車、３輪車、５輪以上のバスやトラック、トレーラー、産業用車両など各種車両に使用することができる。
１０……空気入りタイヤ
１１……ビード部
１２……ビードコア
１３……トレッド部
１４……カーカス
１６……サイドウォール部
１９……リムストリップ
２４……ウィング
２５……カーカスプライ
１１……ビード部
１２……ビードコア
１３……トレッド部
１４……カーカス
１６……サイドウォール部
１９……リムストリップ
２４……ウィング
２５……カーカスプライ
Claims (8)
- 一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りを折り返し係止された少なくとも１枚のカーカスプライを有するカーカスと、前記ビード部に配されてリム及び前記カーカスに接触するリムストリップと、一端部が前記カーカスに接触するとともに他端部がトレッド部の接地端領域の表面に露出し路面に接触するウィングとを備えた空気入りタイヤにおいて、
少なくとも前記リムストリップ及びウィングとの接触面側のカーカスプライ被覆ゴムと、少なくともいずれか一方のサイド部における前記リムストリップ及びウィングとが導電性ゴム材料によって連続する導電路に形成され、前記導電路のみを該タイヤの通電経路とし、前記通電経路以外の他の部材は導電性ゴム材料或いは非導電性ゴム材料から選択し使用される
ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記カーカスが、前記一対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された表裏両面が前記導電性ゴムによって被覆された少なくとも１枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライの折り返し部が前記リムストリップに接触してなる
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記カーカスが、前記一対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された少なくとも１枚の第１カーカスプライと、前記トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り前記リムストリップに接触し係止される第２カーカスプライからなり、前記第２カーカスプライのタイヤ外側面の前記第２カーカスプライ被覆ゴムが導電性ゴム材料からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記カーカスが、前記一対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなり、該カーカスの内面側のカーカスプライが折り返し部において前記リムストリップに接触しながらタイヤ径方向外方に前記ウィングに至るまで延びて該ウィングに接触して係止されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記導電性ゴム材料が電気抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満のゴム組成物である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 - 前記導電性ゴム材料が、ジエン系ゴムをゴム成分とするゴム組成物からなり、窒素吸着比表面積が２５〜１００ｍ２／ｇのカーボンブラックを該ゴム組成物全体の１４体積％以上含有する
ことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。 - 前記非導電性ゴム材料が、非カーボンブラック系補強剤を補強剤として含有するゴム組成物からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記非カーボンブラック系補強剤がシリカである
ことを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤ。
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