JP2000190709A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP2000190709A
JP2000190709A JP10371134A JP37113498A JP2000190709A JP 2000190709 A JP2000190709 A JP 2000190709A JP 10371134 A JP10371134 A JP 10371134A JP 37113498 A JP37113498 A JP 37113498A JP 2000190709 A JP2000190709 A JP 2000190709A
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sidewall
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの電気抵抗を低減する。 【解決手段】 トレッドゴム9は、シリカによって補強
された絶縁性ゴム材からなる主トレッドゴム部9aと、
導電性ゴム材から形成されかつ主トレッドゴム部9aと
ともに接地面をなし、しかも接地面の端縁からタイヤ軸
方向外側へ接地巾TWの4〜15%の距離を隔てて終端
する外導電部9bとを含む。この外導電部9bは、厚さ
が0.01〜1.0mmのシート状をなして横溝の溝壁、
溝底を含むトレッド外表面に露出してタイヤ周方向に連
続する。そして外導電部9bは、導電性のウイングゴ
ム、サイドウォールゴムおよびクリンチゴムを介してリ
ムとの間で導電通路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカを配合した
トレッドゴムによる優れたウエット性能などを維持しつ
つ、タイヤの電気抵抗の過度の上昇を防止でき、車両に
発生する静電気を路面へと効果的に放電しうる空気入り
タイヤに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年で
は、トレッドゴムの充填材として、カーボンに代えて又
はカーボンを減らしつつシリカの採用が進んでいる。シ
リカは、結合材を介してゴムと強固にかつ化学的に結合
する。そのため、シリカにより補強されたトレッドゴム
は、耐摩耗性が高く、しかもゴムとシリカがいわゆる
「点」で結合しているため、ゴムが動きやすくかつ粘着
力に富むこととなり優れたウエットグリップ性能を発揮
することが知られている。
【0003】しかしながら、シリカは電気絶縁性が高
く、タイヤの電気抵抗を増す傾向があるため、車両に静
電気が溜まりやすいという欠点をもたらす。このような
静電気の蓄積は、例えばガソリンスタンドで燃料タンク
の蓋を開けようとした際に、火花を発生させる危険があ
り、また車両の走行中にラジオノイズ等の電波障害を引
き起こすなど電気的誤動作の原因ともなる。
【0004】本発明はこのような問題に鑑み案出なされ
たもので、シリカによって補強された主トレッドゴム部
を有するトレッドゴムを具えた空気入りタイヤにおい
て、シリカによる優れたウエット性能などを維持しつつ
タイヤ電気抵抗を効果的に低減し、しかもこれらの特性
をタイヤの使用初期から摩耗限度に至って安定して発揮
しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド部か
らサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る
カーカスを具えるとともに、正規リムにリム組みしかつ
正規内圧を充填し正規荷重を付加して平面に接地させた
接地面内に、タイヤ軸方向の少なくとも一方の接地面の
端縁からのびる3本以上の横溝を含む空気入りタイヤで
あって、前記カーカスの外側に、トレッド部に位置する
トレッドゴムと、このトレッドゴムの両端に配されてバ
ットレス面を形成するウイングゴムと、ビード部に位置
しかつリムと接触するクリンチゴムと、該クリンチゴム
と前記ウイングゴムとの間を継ぎかつサイドウォール部
に位置するサイドウォールゴムとを配するとともに、前
記トレッドゴムは、シリカによって補強された体積固有
抵抗値が1×108 (Ω・cm)以上の絶縁性ゴム材から
なる主トレッドゴム部と、体積固有抵抗値が1×108
(Ω・cm)未満の導電性ゴム材から形成されかつ主トレ
ッドゴム部とともに前記接地面をなし、しかも接地面の
端縁からタイヤ軸方向内側へ接地巾TWの3〜35%の
距離を隔てて終端する外導電部とを含み、かつこの外導
電部は、厚さが0.01〜1.0mmのシート状をなして
前記横溝の溝壁、溝底を含むトレッド外表面に露出して
タイヤ周方向に連続するとともに、前記ウイングゴム、
サイドウォールゴムおよびクリンチゴムを前記導電性ゴ
ム材を用いて形成する一方、前記外導電部を前記ウイン
グゴムに連続させたことを特徴としている。
【0006】ここで、「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ETR
TOであれば "Measuring Rim"となる。また、「正規内
圧」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、各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 "TI
RE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURE
S" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION P
RESSURE" とするが、タイヤが乗用車用であるときには
200kPaとする。また「正規荷重」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、各規格がタ
イヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最
大負荷能力、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 "LOAD CAPACITY"とし、タイヤが乗
用車用のときには「空気圧−負荷能力対応表」の空気圧
200kPa時の負荷能力の80%とする。
【0007】またゴム部材についての「体積固有抵抗
値」は、15cm四方かつ厚さ2mmのゴムの試料片を作成
し、ADVANTESTER8340Aの電気抵抗測定
器を用いて測定した値で表示する。なお測定条件は、印
加電圧1000V、気温25℃、湿度50%とする。
【0008】本発明の空気入りタイヤは、トレッドゴム
として、シリカによって補強される主トレッドゴム部を
含むことにより、良好なウエット性能と低転がり抵抗性
能を発揮しうる。また、この主トレッドゴム部自体は、
体積固有抵抗値が大きく絶縁性を示すが、本発明の空気
入りタイヤは、導電性ゴム材から形成されかつこの主ト
レッドゴム部とともに接地面をなす外導電部をも具えて
いる。
【0009】そして、この外導電部は、導電性ゴム材か
らなるウイングゴム、サイドウォールゴム、さらにはク
リンチゴムを介してリムまでの導電通路を形成しうる。
従って、例えば自動車の走行により、そのボディと空気
との摩擦で生じた静電気は、リム、クリンチゴム、サイ
ドウォールゴム、ウイングゴム、そして外導電部により
路面へと放電され、自動車のラジオノイズ、スパークな
どが効果的に防止される。
【0010】ここで、前記外導電部は、厚さが0.01
〜1.0mm、またタイヤ軸方向の巾が接地面の端縁から
タイヤ軸方向外側へ接地巾TWの3〜35%の小巾かつ
シート状をなす必要がある。すなわち、外導電部の厚さ
が1.0mmを超えると、主トレッドゴム部にて発揮され
るウエット性能と耐摩耗性能を阻害する傾向があり、逆
に0.01mm未満のもでは導電効果に劣りかつ製造困難
だからである。同様に、外導電部の巾が接地巾TWの3
%未満では、放電能力が低下し、逆に35%を超えても
タイヤの電気抵抗を低下させる効果は実質的に頭打ちと
なるからである。
【0011】また外導電部は、このような小厚さをなす
ため、タイヤの慣らし走行による初期の摩耗により、そ
の多くが消滅することになるが、本発明の外導電部は、
横溝の溝壁、溝底を含むトレッド外表面に露出して設け
られるものであるため、横溝の溝壁に沿った外導電部は
摩耗によっても失われず、逐次路面と接することができ
る。従ってこの横溝の溝壁で残存する外導電部が路面と
接触することにより、車両の静電気を放出することが可
能である。なおこのとき、外導電部の厚さを主トレッド
ゴム部の利点を損なわないように小厚さとしたこととの
関係上、接地面に外導電部を有する横溝が3本以上形成
されている必要がある。すなわち、前記溝壁に残存した
外導電部では、前記横溝が接地面内に3本未満のときに
は、タイヤの電気抵抗を下げることができず静電気の放
電が効果的に行われないからである。
【0012】また前記外導電部は、タイヤ軸方向の巾が
2〜5mmでかつ部分的に厚さを増してタイヤ周方向に連
続する導電補助部を含むことが望ましい。このような小
巾をなす補助導電部は、その厚さを大とすることで、ト
レッド部が摩耗した場合であっても、横溝の溝壁以外の
箇所でも路面と接地することが可能となり、効果的にタ
イヤの電気抵抗を低減しうる。
【0013】また、前記ウイングゴムは、溝深さが1.
6mmとなる摩耗限度時において1mm以上のタイヤ軸方向
の巾を有して前記接地面を形成でき、かつタイヤ子午線
断面において前記サイドウォールゴムと3mm以上の接触
長さを有することが望ましい。これによって、ウイング
ゴムをも路面との間で導電作用を発揮し得るほか、ウイ
ングゴムとサイドウォールゴムとの絶縁をより確実に防
止しうる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明のより具体的な実施
の一形態を図面に基づき説明する。図1には、本実施形
態に係る空気入りタイヤ1をリムJにリム組みしかつ正
規内圧を充填した無負荷の状態のタイヤ子午線断面を示
している。図のように、本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を経てビード
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
の内部に配されたベルト層7とを具える乗用車用のもの
が例示されている。
【0015】前記カーカス6は、本例では1枚のカーカ
スプライ6Aから形成され、前記ビードコア5、5間を
跨ってのびる本体部6aと、この本体部6aの両側に連
なりかつ前記ビードコア5の周りをタイヤ軸方向内側か
ら外側に向けて折り返された折返し部6b、6bとを具
える。またこれらの本体部6a、折返し部6bの間に
は、硬質のビードエーペックスゴム8が配され、ビード
部4を補強している。このカーカスプライ6Aは、例え
ばコードをタイヤ赤道Cに対して75〜90度の角度で
配列したラジアル構造をなし、カーカスコードには本例
ではポリエステルコードが採用されるが、その他ナイロ
ン、レーヨン、ビニロン、アラミドなどの各種の有機繊
維コードや、スチールコードなどが採用できる。
【0016】また前記カーカス6の外側には、トレッド
部2に位置するトレッドゴム9と、このトレッドゴム9
のタイヤ軸方向両端に配されてバットレス面Bを形成す
るウイングゴム10と、ビード部4に位置しかつリムJ
と接触するクリンチゴム12と、該クリンチゴム12と
前記ウイングゴム10との間を継ぎかつサイドウォール
部3に位置するサイドウォールゴム12とが配され、本
例ではトレッドゴム9がサイドウォールゴム11の上に
重なるTOS(トレッドオーバーサイドウォール)構造
を例示している。
【0017】これらのウイングゴム10、サイドウォー
ルゴム11およびクリンチゴム12は、いずれも体積固
有抵抗値が1×108 (Ω・cm)未満の導電性ゴム材で
形成される。なおこのような導電性ゴムは、一般的には
ゴム基材に対するカーボンの配合量を適宜調節すること
によって容易に得ることができ、好ましくはその体積固
有抵抗値を1×107 (Ω・cm)未満とするのが望まし
い。
【0018】前記ベルト層7は、本例では平行に配列し
たスチールコード配列体の両側をトッピングゴムで被覆
した2枚のベルトプライ7A、7Bで構成されている。
前記スチールコードは、タイヤ赤道Cに対して15〜4
0度の角度で配列される。また2枚のベルトプライ7
A、7Bは、前記スチールコードが交差するように重ね
合わせて配置される。
【0019】図2には、そのトレッド部2の展開図を示
している。本実施形態では、トレッド面2aにタイヤ周
方向に連続して直線状でのびる4本の縦主溝G1、2本
の縦細溝G2、およびこれらの溝G1、G2と交わる向
きにのびる横溝G3を具える。前記横溝G3は、タイヤ
赤道C側へとのびその手前で途切れるものを例示してい
るが特にこれに限定されるものではない。そして、横溝
G3は、タイヤを正規リムJにリム組みしかつ正規内圧
を充填し正規荷重を付加して平面に接地させた接地面内
に、タイヤ軸方向の少なくとも一方の接地面の端縁Eか
らのびる3本以上が含まれることとなる。
【0020】次に、前記トレッドゴム9は、本実施形態
では、シリカによって補強されることにより体積固有抵
抗が1×108 (Ωcm)以上となる絶縁性ゴム材からな
る主トレッドゴム部9aと、体積固有抵抗値が1×10
8 (Ω・cm)未満の導電性ゴム材から形成されかつ主ト
レッドゴム部とともに接地面をなす外導電部9bとを含
むものを例示している。
【0021】前記主トレッドゴム部9aは、本例ではト
レッドゴムの主要部をなし、またシリカ配合によって、
ウエットグリップ性能を高め安全走行に寄与しうるとと
もに、ドライ路面での転がり抵抗の低減を図り低燃費化
に役立つ。このような性能をより効果的に発揮するため
には、特に限定されるものではないが、例えばゴム基材
100重量部に対して、シリカを30〜100重量部、
好ましくは40〜70重量部、さらに好ましくは40〜
60重量部配合したゴム材を用いるのが好ましい。ここ
で、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。
【0022】またゴム基材としては、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)、クロロプ
レンの重合体であるクロロプレンゴム(CR)などを挙
げることができ、これらの1種又は2種以上をブレンド
したゴムも用いうる。
【0023】前記外導電部9bは、そのタイヤ軸方向の
外縁eを前記ウイングゴム10に連続させている。これ
によって、外導電部9bは、導電性ゴム材からなるウイ
ングゴム10、サイドウォールゴム11、さらにはクリ
ンチゴム12を介してリムJまでの導電通路を形成し、
車両にて発生した静電気をこの導電通路9bを経由して
路面へと放電でき、例えば自動車のラジオノイズや火花
などの不具合を効果的に防止しうる。
【0024】またこの外導電部9bは、本例ではトレッ
ド外表面の両端部に設けられているが、少なくともタイ
ヤ軸方向の一方側に設けられていれば足りる。また、外
導電部9bは、接地面の端となる端縁Eからタイヤ軸方
向内側へ前記端縁E、E間のタイヤ軸方向距離である接
地巾TWの3〜35%の距離Xを隔てて終端することが
必要である。この距離Xが接地巾TW3%未満の場合に
は、外導電部9bの路面への放電能力が低下するからで
ある。好ましくは4%以上かつ35%以下とする。
【0025】また外導電部9bは、図4に示す如く、厚
さtが0.01〜1.0mmのシート状をなして前記横溝
G3の溝壁Gw、溝底Gbを含むトレッド外表面に露出
してタイヤ周方向に連続することが必要である。前記外
導電部9bの厚さtが1.0mmを超えると、主トレッド
ゴム部9aにて発揮されるウエット性能、耐摩耗性能を
阻害する傾向があり、逆に0.01mm未満のもでは放電
能力に劣りかつシート状としての製造が困難な傾向があ
る。なお「シート状」とは、その厚さが、タイヤ軸方向
で前記厚さtの範囲において均一なもの、又は変化する
ものの双方を含む意味である。
【0026】また外導電部9bは、このような小厚さを
なすため、タイヤの慣らし走行などの初期の摩耗によ
り、その多くが消滅することになるが、本発明の外導電
部9bは、横溝G3の溝壁Gw、溝底Gbを含むトレッ
ド外表面に露出して設けられているため、図3に摩耗後
のトレッド面を例示する如く、横溝G3の溝壁Gw、G
wに沿った外導電部9bは摩耗によっても失われず、逐
次路面と接することができる。またそのタイヤ軸方向の
外域eは、前記ウイングゴム10と連続する。従ってこ
の横溝G3の溝壁Gwで残存する外導電部9bが路面と
接触することにより、車両の静電気を放出することが可
能になる。
【0027】また、外導電部9bの厚さtが、主トレッ
ドゴム部9aの利点を損なわないように0.01〜1.
0mmの小厚さであるため、前記横溝G3の溝壁Gwに残
存した部分だけでは放電能力が低下するおそれがある
が、本発明では接地面に横溝G3が3本以上形成されて
いるため、この溝壁G3に残存した外導電部9bだけで
も最低限の放電能力を発揮することができる。好ましく
は、外導電部9bをその溝壁Gwに具える横溝G3が接
地面内に合計4本以上有するものが特に好ましい。
【0028】なお本実施形態の外導電部9bは、タイヤ
軸方向の巾W2が2〜5mmでかつ部分的に厚さを大とし
てタイヤ周方向に連続する導電補助部9cを具えたもの
を例示する。したがって、このような補助導電部9c
は、その厚さt2を他の部分の厚さt1よりも大とする
ことにより、トレッド部2が摩耗した場合でも、図3に
示す如く、横溝G3の溝壁Gw以外の箇所、すなわち接
地面にてタイヤ周方向に連続してこの補助導電部9cを
路面と接地させることが可能となり、より一層効果的に
タイヤの電気抵抗を低減しうる。なお補助導電部9cは
図示の位置、本数に限定されず、種々の変更が可能であ
る。
【0029】また、このような放電効果は、タイヤの使
用初期から摩耗限度、すなわち乗用車用タイヤにあって
は図4に示す如く、溝深さYが1.6mmとなった時点ま
で効果的に維持することができる。特に、前記ウイング
ゴム10が、前記摩耗限度時において1mm以上のタイヤ
軸方向の巾W1を有して前記接地面を形成することによ
って、その効果が一層向上する。またウイングゴム10
は、タイヤ子午線断面において前記サイドウォールゴム
11と3mm以上の接触長さLを有することが特に望まし
い。これによって、導電通路をより確実に確保しうる。
【0030】以上、本発明の一例について詳述したが、
例えばトレッドゴム9は、主トレッドゴム9aの内側
に、シリカ配合でないベースゴムなどを配しても良いの
は言うまでもない。
【0031】
【実施例】タイヤサイズが195/65R15であり図
1に示す構造を有するタイヤを表1の仕様に基づき試作
するとともに、各試供タイヤの電気抵抗値、ウエット性
能及び耐摩耗性を測定して性能を比較した。なおトレッ
ドゴム、ウイングゴム、サイドウォールゴム、クリンチ
ゴムの各部に使用するゴム材料のゴム組成を表2に示し
ている。
【0032】1.タイヤ電気抵抗:供試タイヤを、標準
リムに空気圧200kpaでリム組した状態で、時速1
00kmで3時間の実車ならし走行をした後、ドイツの W
DK、 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」に基づき測定された。すなわち、図5に示
すように、台板30に対して絶縁状態で取付く鋼板31
上に、前記リム組みタイヤ1を、荷重450kgで垂直
に接地させ、標準リムRの中央部と鋼板31との間の電
気抵抗を、印可電圧1000ボルトの抵抗測定器32を
用いて測定する。測定時の気温25℃、湿度は50%で
あった。
【0033】2.ウエット性能:前記リム組みタイヤを
前記ならし走行した後、排気量2000ccのFRセダ
ンタイプの国産乗用車両の全輪に装着し、低摩擦係数の
タイルを敷き詰めたテストコースにて、水を散布した
後、円旋回してスリップする時の最高速度を測定し、1
0点評価によって表示している。指数の大きい方が良好
である。
【0034】3.耐摩耗性:試供タイヤを装着した前記
乗用車両を用い、速度80km/Hでスラローム走行を
30km、また速度100km/Hから停止までの0.
5Gの急制動を乾燥路面で10回繰り返して行った後、
外観の異常摩耗の有無を調べた。また摩耗限度時の外観
を調べた。テスト結果などを表1、表2に示す。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明の空気入りタ
イヤは、シリカによる優れたウエット性能と低転がり抵
抗性能を維持しつつタイヤ電気抵抗を効果的に低減し、
しかもこれらの特性をタイヤの使用初期から摩耗限度に
至って安定して発揮しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す空気入りタイヤの断面
図である。
【図2】トレッド部(新品体)の展開図である。
【図3】トレッド部(初期摩耗後)の展開図である。
【図4】そのトレッド部を拡大した部分断面図である。
【図5】タイヤの電気抵抗の測定方法を説明する概略図
である。
【符号の説明】
2 トレッド部 3 サイドウオール部 4 ビード部 5 ビードコア 6 カーカス 7 ベルト層 9 トレッドゴム 9a 主トレッドゴム部 9b 外導電部 10 ウイングゴム 11 サイドウォールゴム 12 クリンチゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B60C 13/00 B60C 13/00 E 19/08 19/08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレッド部からサイドウォール部を経てビ
    ード部のビードコアに至るカーカスを具えるとともに、
    正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填し正規荷重を
    付加して平面に接地させた接地面内に、タイヤ軸方向の
    少なくとも一方の接地面の端縁からのびる3本以上の横
    溝を含む空気入りタイヤであって、 前記カーカスの外側に、トレッド部に位置するトレッド
    ゴムと、このトレッドゴムの両端に配されてバットレス
    面を形成するウイングゴムと、ビード部に位置しかつリ
    ムと接触するクリンチゴムと、該クリンチゴムと前記ウ
    イングゴムとの間を継ぎかつサイドウォール部に位置す
    るサイドウォールゴムとを配するとともに、 前記トレッドゴムは、シリカによって補強された体積固
    有抵抗値が1×108(Ω・cm)以上の絶縁性ゴム材か
    らなる主トレッドゴム部と、 体積固有抵抗値が1×108 (Ω・cm)未満の導電性ゴ
    ム材から形成されかつ主トレッドゴム部とともに前記接
    地面をなし、しかも接地面の端縁からタイヤ軸方向内側
    へ接地巾TWの3〜35%の距離を隔てて終端する外導
    電部とを含み、 かつこの外導電部は、厚さが0.01〜1.0mmのシー
    ト状をなして前記横溝の溝壁、溝底を含むトレッド外表
    面に露出してタイヤ周方向に連続するとともに、 前記ウイングゴム、サイドウォールゴムおよびクリンチ
    ゴムを前記導電性ゴム材を用いて形成する一方、 前記外導電部を前記ウイングゴムに連続させたことを特
    徴とする空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】前記外導電部は、タイヤ軸方向の巾が2〜
    5mmでかつ部分的に厚さを増してタイヤ周方向に連続す
    る導電補助部を含むことを特徴とする請求項1記載の空
    気入りタイヤ。
  3. 【請求項3】前記ウイングゴムは、溝深さが1.6mmと
    なる摩耗限度時において1mm以上のタイヤ軸方向の巾を
    有して前記接地面を形成でき、かつタイヤ子午線断面に
    おいて前記サイドウォールゴムと3mm以上の接触長さを
    有することを特徴とする請求項1又は2記載の空気入り
    タイヤ。
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