JPWO2006098407A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

トレッド部の一部に導電性ゴムを配置した空気入りタイヤにおいて、トレッド部の耐偏摩耗性を改善することを目的とする。トレッド部１２に発泡ゴムを配置すると共に、該トレッド部１２の一部に発泡ゴムを用いた発泡ゴム導電層１４を配置する。更に発泡ゴム導電層１４の発泡率をその他のトレッドゴム部２２に対し、相対的に高く設定することにより、該発泡ゴム導電層１４とその他のトレッドゴム２２との間の耐摩耗性の差によって生ずる偏摩耗を抑制することができる。

Description

本発明は、主として発泡ゴムからなるトレッド部の一部に導電性ゴム層を配置した空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤの補強剤としてはカーボンブラックを用いるのが一般的であった。近年、環境問題に対処すべく、自動車の燃費の改善が要請されており、タイヤの転がり抵抗の低減が課題とされている。この課題への対応として、ヒステリシスロスを発生させる原因となるカーボンブラックの配合量を減らして、シリカを補強剤として含有したトレッドゴムが開発されている。カーボンブラックの配合量を減らす一方でシリカを配合することにより、転がり抵抗が低減されると共に、濡れた路面での制動力（以下、ウエット性という。）が高くなる。しかしながら、シリカを配合したトレッドゴムは、カーボンブラックのみを配合したトレッドゴムに比べて電気抵抗が高く、ゴム変形時の内部摩擦等で発生した静電気を蓄積してしまうという問題があった。

また、一般に、スタッドレスタイヤでは、氷上性能を改良するために、トレッドゴムに発泡ゴムを使用することがあるが（下記の特許文献１参照）、更にウェット性能を向上させるために白色フィラーを配合することもある。この場合、タイヤとしての導電性が不足するため、タイヤに蓄積された静電気に対してアースの役割をする導電性の高いゴムをトレッド部に薄く配置するが（下記の特許文献２参照）、その導電性ゴムとして、発泡率が２％未満の所謂非発泡ゴムを用いていた。
特開昭６２−２８３００１号公報 特開平１０−８１１１０号公報

しかしながら、一般に非発泡ゴムは発泡ゴムに比較して耐摩耗性が高いため、上記したように、導電性ゴムに非発泡のゴムを使用すると、トレッド部が摩耗していくうちに、導電性ゴムの部分だけが残ってしまい、発泡ゴムとの間に偏摩耗が生じるという問題があった。

本発明は、上記事実を考慮して、トレッド部の一部に導電性ゴム層を配置した空気入りタイヤにおいて、トレッド部の耐偏摩耗性を改善することを目的とする。

請求項１の発明は、トレッド部に発泡ゴムが配設された空気入りタイヤであって、トレッド踏面に体積抵抗率１０¹⁰Ω・ｃｍ以下で白色フィラーが配合されない発泡ゴム導電層を部分的に配設したことを特徴としている。

請求項１に記載の空気入りタイヤでは、トレッド部に発泡ゴムを配置すると共に、該トレッド踏面に発泡ゴムを用いた発泡ゴム導電層を部分的に配置しているので、導電性ゴムに非発泡ゴムを用いた場合に比べ、トレッド部の偏摩耗が抑制される。

発泡ゴム導電層の体積抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍを超えると、タイヤに帯電した静電気を接地路面に十分に放電することができなくなるので、発泡ゴム導電層の体積抵抗率は１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が好ましい。

なお、発泡ゴム導電層の発泡率は、例えば２％以上である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記発泡ゴム導電層の発泡率が、前記発泡ゴムの発泡率以上である。

通常、カーボンフィラーが配合される導電性ゴムの方が、白色フィラーが配合されるトレッドゴムよりも耐摩耗性が高いが、請求項２に記載の空気入りタイヤでは、発泡ゴム導電層の発泡率を前記発泡ゴムの発泡率より相対的に高く設定しているので、該発泡ゴム導電層とその他のトレッドゴムとの間の耐摩耗性の差によって生ずる偏摩耗を抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記発泡ゴム導電層は、タイヤ周方向に延びる帯状をなすことを特徴としている。

請求項３に記載の空気入りタイヤでは、発泡ゴム導電層が、タイヤ周方向に延びているので、発泡ゴム導電層とその他のトレッドゴムとの間の偏摩耗を、タイヤ周方向にわたって抑制することができる。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部は、タイヤ径方向外側のキャップ部とタイヤ径方向内側のベース部とを有するキャップ・ベース構造をなし、前記ベース部に非発泡ゴムを配置し、かつ前記発泡ゴム導電層は、前記キャップ部に設けられると共に前記ベース部と接することを特徴としている。

キャップ・ベース構造において、キャップ部に導電性の低い発泡ゴムを配置し、ベース部に導電性の高い（例えばカーボンフィラーが配合された）非発泡ゴムを配置した場合、トレッド部の下層（タイヤ径方向の中心方向側）に帯電した静電気は、ベース部までは流れるものの、該ベース部の上層（タイヤ径方向の外周側）に導電性の低いキャップ部が存在するため、トレッド踏面まで流れることができず、接地路面に放電されない。

しかし、請求項４に記載の空気入りタイヤでは、キャップ部に発泡ゴム導電層を配置し、該発泡ゴム導電層がベース部と接するようにしているので、タイヤ内部に帯電した静電気をベース部から発泡ゴム導電層を通じてトレッド踏面まで流し、接地路面に放電させることができる。

請求項５の発明は、請求項４に記載の空気入りタイヤにおいて、前記発泡ゴム導電層を、前記ベース部から前記トレッド踏面に向かって、該トレッド踏面の法線方向に対してタイヤ幅方向に傾斜するように配置することを特徴としている。

請求項５に記載の空気入りタイヤでは、トレッド部における発泡ゴム導電層が、トレッド踏面の法線方向に対して平行ではなく、タイヤ幅方向に傾斜するように配置される。これにより、トレッド部において発泡ゴム導電層が、トレッド踏面の平面視で、タイヤ幅方向に一定の広さを占めることとなり、トレッド部における発泡ゴム導電層とその他のトレッドゴムとの間の耐摩耗性の差によって生ずる偏摩耗を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の空気入りタイヤによれば、トレッド部の一部に導電性ゴムを配置した空気入りタイヤにおいて、トレッド部の耐偏摩耗性を改善することができる、という優れた効果を有する。

発泡ゴム導電層がタイヤ径方向に配置された空気入りタイヤの断面図である。 発泡ゴム導電層がタイヤ径方向に対して傾斜して配置された空気入りタイヤの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
［第１実施形態］
図１に示す本実施形態に係る空気入りタイヤ１０のトレッド部１２は、タイヤ径方向内側となるベース部１８の外周に、トレッド踏面１２Ａ側となるキャップ部１６を重ねて配置した、所謂キャップ・ベース構造をなし、ベース部１８には非発泡ゴムが配置されている。

キャップ部１６には、例えば発泡率が２％以上である発泡ゴムのゴム成分１００重量部に対して白色フィラーが５０重量部以上配合された発泡ゴムが配設されている。全フィラー量のうち白色フィラーが９０％以上配合されたものを用いることができるが、これに限定されない。白色フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミ等が挙げられる。キャップ部１６は、白色フィラーの配合量が５０重量部以下のゴムよりも導電性が低い。

ベース部１８は、非発泡ゴムであるので、キャップ部１６よりも高い剛性を有し、またカーボンフィラーが配合されているので、導電性が高い。

キャップ部１６には、体積抵抗率１０¹⁰Ω・ｃｍ以下で白色フィラーが配合されない発泡ゴム導電層１４が配設されている。発泡ゴム導電層１４には、例えばカーボンフィラーを配合することで、体積抵抗率が小さくなるようにしている。

ここで、発泡ゴム導電層１４の体積抵抗率を１０¹⁰Ω・ｃｍ以下としたのは、これを超えると、空気入りタイヤ１０内に帯電した静電気を接地路面（図示せず）に十分に放電することができなくなるからである。

発泡ゴム導電層１４の発泡率は、２％以上であり、キャップ部１６のうち該発泡ゴム導電層１４を除く部分を構成するトレッドゴム２２（発泡ゴム）の発泡率以上である。具体的には、トレッドゴム２２の発泡率が２３％であるのに対し、発泡ゴム導電層１４の発泡率は２８％である。

発泡ゴム導電層１４は、タイヤセンターＣＬにおいて、キャップ部１６内に、トレッド踏面１２Ａの法線方向に向かい、かつ、タイヤ周方向に連続して設けられる。発泡ゴム導電層１４のタイヤ径方向内側はベース部１８と接すると共に、タイヤ径方向外側はトレッド踏面１２Ａに露出するように設けられる。発泡ゴム導電層１４の、タイヤ軸方向の幅は薄く形成され、その幅は０．５乃至３．０ｍｍが望ましい。また、なお、発泡ゴム導電層１４の配置はこれに限られず、タイヤセンターＣＬでなくてもよく、タイヤ周方向に断続的に設けられていてもよい。

発泡ゴム導電層１４を含むトレッド部１２に用いられる発泡ゴムの成分としては、−６０℃以下のガラス転移温度を有する重合物、例えば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴムの単独、並びにこれらの重合物の２種以上の混合物、又は、スチレン含有量３０％以下のスチレン−ブタジエンゴム４０重量部以下の混合物が好ましい。これらの重合物を用いることによりトレッド部１２は低温においても十分なゴム弾性を維持することができる。

発泡ゴムの独立気泡の平均気泡径は１乃至１２０μｍが望ましく、より好ましくは１０乃至１２０μｍである。ここで、発泡ゴムの独立気泡の平均気泡径が１μｍ未満では低温時の発泡ゴムの柔軟性或いはトレッドと路面間の水膜排除効果等が得られない。また、該平均気泡径が１２０μｍを越えると耐摩耗性能が低下し、更に、発泡ゴムの歪み復元力が低下し、所謂、耐ヘタリ性が悪化する。製造時においてもパーマネントセット性の低下により安定した形状を得ることが困難である。

また、発泡ゴムの発泡率は、１乃至５０％の範囲が望ましく、より好ましくは２乃至５０％である。発泡ゴムの発泡率が１％未満では、氷上性能の改善効果が得られず、また、５０％を越えると、耐摩耗性能が低下し、更に、発泡ゴムの歪み復元力が低下し、所謂、耐ヘタリ性が低下することに加え、製造時に安定した形状を得ることが困難である。
（作用）
空気入りタイヤ１０では、トレッド部１２のトレッドゴム２２に発泡ゴムを配置すると共に、該トレッド部１２の一部に発泡ゴムを用いた発泡ゴム導電層１４を配置しているので、導電性ゴムに非発泡ゴムを用いた場合に問題となっていたトレッド部１２の偏摩耗が抑制される。

詳しく説明すると、通常、カーボンフィラーが配合される導電性ゴムの方が、白色フィラーが配合されるトレッドゴム２２よりも耐摩耗性が高いが、発泡ゴム導電層１４の発泡率を該トレッドゴム２２に対して相対的に高く設定しているので、該発泡ゴム導電層１４とその他のトレッドゴム２２との間の耐摩耗性の差によって生ずる偏摩耗を抑制することができる。

キャップ・ベース構造において、キャップ部１６に導電性の低い発泡ゴムを配置し、ベース部１８に導電性の高い（例えばカーボンフィラーが配合された）非発泡ゴムを配置した場合、トレッド部１２の下層（タイヤ径方向の中心方向側）に帯電した静電気は、ベース部１８までは流れるものの、該ベース部１８の上層（タイヤ径方向の外周側）に導電性の低いキャップ部１６が存在するため、トレッド踏面１２Ａまで流れることができず、接地路面に放電されない。

しかし、空気入りタイヤ１０では、発泡ゴム導電層１４が、導電性の高いベース部１８と接すると共にトレッド踏面１２Ａに露出しているので、放電経路が確保されており、タイヤ内部に帯電した静電気をベース部１８から発泡ゴム導電層１４を通じてトレッド踏面１２Ａまで流し、接地路面に放電させることができる。
［第２実施形態］
図２において、本実施の形態に係る空気入りタイヤ２０では、発泡ゴム導電層１４を、ベース部１８からトレッド踏面１２Ａに向かって、該トレッド踏面１２Ａの法線方向に対して、タイヤ幅方向に傾斜するように配置している。

他の部分は、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
（作用）
空気入りタイヤ２０では、トレッド部１２における発泡ゴム導電層１４が、ベース部１８からトレッド踏面１２Ａに向かって、トレッド踏面１２Ａの法線方向に対して平行ではなく、タイヤ幅方向に傾斜するように配置される。これにより、発泡ゴム導電層１４がトレッド部１２において、トレッド踏面１２Ａの平面視でタイヤ幅方向に、一定の広さを占めることとなり、発泡ゴム導電層１４とその他のトレッドゴム２２との間の耐摩耗性の差によって生ずる偏摩耗を抑制することができる。静電気の放電作用については、第１実施形態と同様である。
（試験例）
表１に示す条件で、従来例と実施例に係る空気入りタイヤを試作し、体積抵抗率と偏摩耗レベルについて試験を行った。

空気入りタイヤの基本構造は図１に示される通りであり、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５、使用リムは６Ｊ−１５、内圧は前輪後輪共に２１０ｋＰａである。

体積抵抗率は、タイヤ周上３箇所において、タイヤとしての体積抵抗率を測定し、その最大値により評価した。偏摩耗レベルは、実車に空気入りタイヤを装着し、１０，０００ｋｍ走行後、タイヤ周上９箇所において、発泡ゴム導電層とその両脇のトレッドゴムとの段差を測定し、その平均値により評価した。

表１に示されるように、この試験例によれば、実施例は従来例と同等の体積抵抗率を確保しつつ、偏摩耗レベルは１／１０と大幅に改善されることが確認された。これは導電ゴム層に発泡ゴムを使用したことにより、トレッドゴムとの耐摩耗性の差が少なくなったためと考えられる。

産業上の利用性

本発明の空気入りタイヤによれば、トレッド部の一部に導電性ゴムを配置した空気入りタイヤにおいて、導電性ゴムの発泡率をその他のトレッドゴムに対して相対的に高く設定することにより、導電性ゴムとその他のトレッドゴムとの間の耐摩耗性の差によって生ずる偏摩耗を抑制し、トレッド部の耐偏摩耗性を改善することができる。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド部
１４ 発泡ゴム導電層
１８ ベース部
２０ 空気入りタイヤ
２２ トレッドゴム

Claims (5)

1. トレッド部に発泡ゴムが配設された空気入りタイヤであって、
   トレッド踏面に体積抵抗率１０¹⁰Ω・ｃｍ以下で白色フィラーが配合されない発泡ゴム導電層を部分的に配設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記発泡ゴム導電層の発泡率が、前記発泡ゴムの発泡率以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記発泡ゴム導電層は、タイヤ周方向に延びる帯状をなすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トレッド部は、タイヤ径方向外側のキャップ部とタイヤ径方向内側のベース部とを有するキャップ・ベース構造をなし、前記ベース部に非発泡ゴムを配置し、かつ前記発泡ゴム導電層は、前記キャップ部に設けられると共に前記ベース部と接することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記発泡ゴム導電層を、前記ベース部から前記トレッド踏面に向かって、該トレッド踏面の法線方向に対して、タイヤ幅方向に傾斜するように配置することを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
   
   

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