(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部と、前記ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、一対の前記ビード部の間に設けられたトロイド状のカーカス層と、前記トレッド部の前記カーカス層の外側に設けられたトレッドゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドゴムが、非導電性ゴムで形成され且つ接地面を構成するキャップ部と、前記キャップ部のタイヤ径方向内側に設けられるベース部と、導電性ゴムで形成され且つ前記トレッドゴムの厚み方向に延びて接地面から前記トレッドゴムの底面に至る導電部とを有し、
前記トレッドゴムの厚み方向の中央部における前記導電部の厚みを相対的に大とし、前記トレッドゴムの厚み方向の両端部における前記導電部の厚みを相対的に小とし、
前記導電部が、タイヤ子午線断面で、両側の側面がタイヤ幅方向の同方向に湾曲した略三日月形状をなし、接地面における前記導電部の厚みが０．１〜０．５ｍｍ、前記トレッドゴムの底面における前記導電部の厚みが０．１〜０．４ｍｍ、前記トレッドゴムの厚み方向の中央における前記導電部の厚みが０．６〜１．５ｍｍに設定され、前記導電部の三日月形状の内側における曲率半径が５〜４５ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
一対のビード部と、前記ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、一対の前記ビード部の間に設けられたトロイド状のカーカス層と、前記トレッド部の前記カーカス層の外側に設けられたトレッドゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドゴムが、非導電性ゴムで形成され且つ接地面を構成するキャップ部と、前記キャップ部のタイヤ径方向内側に設けられるベース部と、導電性ゴムで形成され且つ前記トレッドゴムの厚み方向に延びて接地面から前記トレッドゴムの底面に至る導電部とを有し、
前記トレッドゴムの厚み方向の中央部における前記導電部の厚みを相対的に大とし、前記トレッドゴムの厚み方向の両端部における前記導電部の厚みを相対的に小とし、
前記導電部が、タイヤ子午線断面で横向きＴ字形状をなし、接地面における前記導電部の厚みが０．１〜０．９ｍｍ、前記トレッドゴムの底面における前記導電部の厚みが０．１〜０．４ｍｍ、前記トレッドゴムの厚み方向の中央における前記導電部の厚みが０．６〜１．５ｍｍに設定されることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体やタイヤで発生した静電気を路面に放出することができる空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の低燃費化と関係が深い転がり抵抗の低減や、濡れた路面での制動性能（ウェット制動性能）の向上を目的として、トレッドゴムをシリカ高配合とした空気入りタイヤが提案されている。ところが、かかるトレッドゴムは、カーボンブラック高配合としたものに比べて電気抵抗が高く、車体やタイヤで発生した静電気の路面への放出を阻害するため、ラジオノイズなどの不具合を生じ易いという問題があった。
【０００３】
そこで、シリカ等を配合した非導電性ゴムからなるトレッドゴムに、カーボンブラック等を配合した導電性ゴムからなる導電部を埋設して、通電性能を発揮できるようにした空気入りタイヤが開発されている。例えば、特許文献１〜３に記載のタイヤでは、図５〜８に示すように、非導電性ゴムからなるキャップ部を備えたトレッドゴム１０ａ〜１０ｄに、該トレッドゴムをタイヤ幅方向に分割する導電部１８〜２１を設けて、静電気を放出するための導電経路を形成している。
【０００４】
ところで、本発明者の研究によると、図５のトレッドゴム１０ａでは、コーナリング時において非導電性ゴムに対する導電部１８による横方向からの支持が十分でなく、タイヤ外側と内側の剛性バランスが崩れて、操縦安定性能が低下しやすいことが判明した。導電部１８の厚みを増やすことで、操縦安定性能が改善される傾向にあるものの、その場合には、トレッドゴムに非導電性ゴムを使用することによる改善効果、即ち転がり抵抗の低減効果やウェット制動性能の向上効果が犠牲になる。
【０００５】
一方、図６のトレッドゴム１０ｂでは、トレッドゴム１０ａに比べて、非導電性ゴムに対する導電部１９の接触面積が大きく、比較的に操縦安定性能を確保しやすい。しかし、導電部１９の厚みが一律であるため、この厚みが小さい場合には、非導電性ゴムを十分に支持できずに操縦安定性能が低下しやすく、トレッドゴムの成形効率の点でも不利である。また、導電部１９の厚みが大きい場合には、トレッドゴムに非導電性ゴムを使用することによる改善効果が犠牲になる。
【０００６】
図７のトレッドゴム１０ｃでは、導電部２０の厚みがトレッドゴム１０ｃの底面側で大きくなっており、転がり抵抗の低減に寄与の高いベース部のボリュームが減ることになるため、転がり抵抗の低減効果が損なわれやすい。また、コーナリング時において非導電性ゴムに対する導電部２０による横方向からの支持が十分でなく、操縦安定性能が低下する傾向にある。
【０００７】
図８のトレッドゴム１０ｄでは、トレッドゴム１０ａに比べて、非導電性ゴムに対する導電部２１の接触面積が大きく、比較的に操縦安定性能を確保しやすい。しかし、導電部２１の厚みがトレッドゴム１０ｄの底面側で大きく、ベース部のボリュームが減るために、転がり抵抗の低減効果が損なわれやすい。のみならず、導電部２１の厚みが接地面側でも大きく、路面に接する非導電性ゴムが減ることになるため、ウェット制動性能の向上効果も損なわれる傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２９４４９０８号公報
【特許文献２】特開平１１−１３９１０７号公報
【特許文献３】特開平１１−２０４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操縦安定性能を確保するとともに、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果を良好に発揮できる空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部と、前記ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、一対の前記ビード部の間に設けられたトロイド状のカーカス層と、前記トレッド部の前記カーカス層の外側に設けられたトレッドゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴムが、非導電性ゴムで形成され且つ接地面を構成するキャップ部と、前記キャップ部のタイヤ径方向内側に設けられるベース部と、導電性ゴムで形成され且つ前記トレッドゴムの厚み方向に延びて接地面から前記トレッドゴムの底面に至る導電部とを有し、前記トレッドゴムの厚み方向の中央部における前記導電部の厚みを相対的に大とし、前記トレッドゴムの厚み方向の両端部における前記導電部の厚みを相対的に小とし、前記導電部が、タイヤ子午線断面で、両側の側面がタイヤ幅方向の同方向に湾曲した略三日月形状、または横向きＴ字形状をなすものである。
【００１１】
かかる構成によれば、トレッドゴムの厚み方向の中央部で導電部の厚みを大きくできるとともに、図５の如きトレッドゴムに比べて、非導電性ゴムに対する導電部の接触面積が大きくなる。それ故、コーナリング時に非導電性ゴムを導電部で横方向から十分に支持し、タイヤ外側と内側の剛性バランスを保って操縦安定性能を確保できる。また、トレッドゴムの厚み方向の両端部では導電部の厚みが小さくなるため、ベース部のボリュームや路面に接する非導電性ゴムを確保して、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果を良好に発揮できる。
【００１２】
加えて、本発明では、トレッドゴムの厚み方向の中央部で導電部の厚みを大きくしていることから、押出成形法によってトレッドゴムを成形する場合において、該トレッドゴムの成形効率を有利にできる。即ち、複数のゴムを共押出するときの押出速度は、断面積が最小のゴムの押出速度に合わせる必要があるため、総じて遅くなりがちであるが、本発明では、トレッドゴムの厚み方向の中央部で導電部の厚みが大きく、導電部の断面積を相応に大きくできることから、押出速度を速めてトレッドゴムの成形効率を高められる。
【００１３】
本発明では、前記導電部がタイヤ子午線断面で略三日月形状をなすものが好ましい。かかる構成では、導電部の両側の側面がタイヤ幅方向の同方向に湾曲した形状となり、導電部の厚みが全体的に小さくても、コーナリング時に非導電性ゴムを横方向から十分に支持し得るため、タイヤ外側と内側の剛性バランスを保って操縦安定性能を確保できる。また、導電性ゴムのボリュームを抑えて、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果を良好に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図
【図２】図１の導電部を拡大して示す断面図
【図３】本発明の別実施形態に係るトレッドゴムを示す断面図
【図４】本発明に含まれない形態に係るトレッドゴムを示す断面図
【図５】比較例１に係るトレッドゴムを示す断面図
【図６】比較例２に係るトレッドゴムを示す断面図
【図７】比較例３に係るトレッドゴムを示す断面図
【図８】比較例４に係るトレッドゴムを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１に示した空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備えている。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビード１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。
【００１６】
一対のビード部１の間にはトロイド状のカーカス層７が設けられ、その端部がビード１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカス層７は、少なくとも１枚（本実施形態では２枚）のカーカスプライにより構成され、該カーカスプライは、タイヤ周方向に対して略９０°の角度で延びるコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。カーカス層７の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム５が設けられている。
【００１７】
ビード部１のカーカス層７の外側には、リム装着時にリム（不図示）と接するリムストリップゴム４が設けられている。また、サイドウォール部２のカーカス層７の外側には、サイドウォールゴム９が設けられている。本実施形態では、カーカス層７のトッピングゴム（カーカスプライのトッピングゴム）、リムストリップゴム４、後述するベルト層６及びベルト補強層８のトッピングゴムが、それぞれ導電性ゴムで形成され、サイドウォールゴム９が非導電性ゴムで形成されている。
【００１８】
トレッド部３のカーカス層７の外側には、複数枚（本実施形態では２枚）のベルトプライにより構成されたベルト層６と、実質的にタイヤ周方向に延びるコードをトッピングゴムで被覆してなるベルト補強層８と、トレッドゴム１０とが設けられている。各ベルトプライは、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードをトッピングゴムで被覆して形成され、該コードがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。ベルト補強層８は、必要に応じて省略しても構わない。
【００１９】
トレッドゴム１０は、非導電性ゴムで形成され且つ接地面を構成するキャップ部１２と、キャップ部１２のタイヤ径方向内側に設けられるベース部１１と、導電性ゴムで形成され且つトレッドゴム１０の厚み方向に延びて接地面からトレッドゴム１０の底面に至る導電部１３とを有する。ベース部１１は、キャップ部１２とは異種のゴムからなり、例えば２５℃でのｔａｎδが０．３５以下の低発熱性に優れるゴムが採用される。本実施形態では、ベース部１１が非導電性ゴムで形成されている例を示すが、導電性ゴムで形成しても構わない。
【００２０】
ここで、導電性ゴムとは、体積抵抗率が１０８Ω・ｃｍ未満であるゴムを指し、例えば原料ゴムに補強剤としてカーボンブラックを高比率で配合することにより作製される。カーボンブラック以外にも、カーボンファイバーや、グラファイト等のカーボン系、及び金属粉、金属酸化物、金属フレーク、金属繊維等の金属系の公知の導電性付与材を配合することでも得られる。また、非導電性ゴムとは、体積抵抗率が１０８Ω・ｃｍ以上であるゴムを指し、例えば原料ゴムに補強剤としてシリカを高比率で配合することにより作製される。
【００２１】
上記の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上混合して使用される。かかる原料ゴムには、加硫剤や加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等も適宜に配合される。
【００２２】
導電部１３を形成する導電性ゴムは、導電部１３の耐久性を高めて通電性能を向上する観点から、窒素吸着比表面積：Ｎ２ＳＡ（ｍ２／ｇ）×カーボンブラックの配合量（質量％）が１９００以上、好ましくは２０００以上であって、且つ、ジブチルフタレート吸油量：ＤＢＰ（ｍｌ／１００ｇ）×カーボンブラックの配合量（質量％）が１５００以上、好ましくは１７００以上を満たす配合であることが好ましい。Ｎ２ＳＡはＡＳＴＭ  Ｄ３０３７−８９に、ＤＢＰはＡＳＴＭ  Ｄ２４１４−９０に準拠して求められる。
【００２３】
導電部１３は、トレッドゴム１０をタイヤ幅方向に分割するように設けられ、その上端が接地面に露出し、その下端がトレッドゴム１０の底面に露出してベルト補強層８に接続されている。車体やタイヤで発生した静電気は、リムから、リムストリップゴム４、カーカス層７、ベルト層６、ベルト補強層８及び導電部１３を介した導電経路を通じて路面に放出される。ベース部１１を導電性ゴムで形成した場合には、リムから、リムストリップゴム４、カーカス層７、ベース部１１及び導電部１３を介した導電経路となる。
【００２４】
導電部１３が露出する接地面は、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地するトレッド部３の表面を指す。正規リムは、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"、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim"となる。
【００２５】
正規内圧は、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 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。また、正規荷重は、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であれば上記の表に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用である場合には内圧１８０ＫＰａの対応荷重の８５％とする。
【００２６】
図２に拡大して示すように、このタイヤでは、トレッドゴム１０の厚み方向ＴＤの中央部における導電部１３の厚みを相対的に大とし、トレッドゴム１０の厚み方向ＴＤの両端部における導電部１３の厚みを相対的に小にしている。具体的には、厚み方向ＴＤの中央における導電部１３の厚み１３Ｔｍ、接地面における導電部１３の厚み１３Ｔｔ、及び、トレッドゴム１０の底面における導電部１３の厚み１３Ｔｂが、１３Ｔｍ＞１３Ｔｔ、且つ、１３Ｔｍ＞１３Ｔｂという関係を満たす。
【００２７】
厚み１３Ｔｍは、０．６〜１．５ｍｍに設定される。この厚み１３Ｔｍが０．６ｍｍ以上であることによって、操縦安定性能を確保しやすくなるとともに、１．５ｍｍ以下であることによって、導電性ゴムのボリュームを抑えて、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果をより良好に発揮できる。また、導電部１３の全幅Ｗは、例えば１．５〜３．５ｍｍに設定される。
【００２８】
厚み１３Ｔｔは、０．１〜０．５ｍｍに設定される。これが０．１ｍｍ以上であることによって、通電性能を確保しやすくなるとともに、０．５ｍｍ以下であることによって、ウェット制動性能の向上効果をより良好に発揮できる。また、厚み１３Ｔｂは、０．１〜０．４ｍｍに設定される。これが０．１ｍｍ以上であることによって、通電性能を確保しやすくなるとともに、０．４ｍｍ以下であることによって、転がり抵抗の低減効果をより良好に発揮できる。
【００２９】
本実施形態では、導電部１３がタイヤ子午線断面で略三日月形状をなしており、導電部１３の両側の側面がタイヤ幅方向の同方向に湾曲した形状となる。それ故、導電部１３の厚みが全体的に小さくても、コーナリング時に非導電性ゴム（キャップ部１２）を横方向から十分に支持して操縦安定性能を確保できる。また、導電性ゴムのボリュームを抑えて、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果を良好に発揮できる。この形状において、曲率半径Ｒは５〜４５ｍｍに設定される。
【００３０】
このような導電部１３を有するトレッドゴム１０は、押出成形法によって簡便に得られる。押出成形法では、キャップ部１２とベース部１１と導電部１３との共押出により、所定の断面形状を有するトレッドゴムが帯状に成形され、その端部同士をジョイントすることにより環状のトレッドゴム１０が成形される。本発明では、導電部１３の断面積を相応に大きくできることから、共押出における押出速度を速めて、トレッドゴムの成形効率を高められる。
【００３１】
本発明の空気入りタイヤは、上記の如きトレッドゴムを設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等に構成でき、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。
【００３２】
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。
【００３３】
［別実施形態］
（１）前述の実施形態では、導電部がタイヤ子午線断面で略三日月形状をなす例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば図３のような横向きＴ字形状をなす導電部１４でもよい。この導電部１４においても、トレッドゴム１０の厚み方向ＴＤの中央部における厚みが相対的に大であり、トレッドゴム１０の厚み方向ＴＤの両端部における厚みが相対的に小となっている。
【００３４】
図３の例において、厚み方向ＴＤの中央における導電部１４の厚み１４Ｔｍは、０．６〜１．５ｍｍに設定される。また、接地面における導電部１４の厚み１４Ｔｔは、０．１〜０．９ｍｍに設定され、トレッドゴム１０の底面における導電部１４の厚み１４Ｔｂは、０．１〜０．４ｍｍに設定される。この形状において、導電部１４の厚みが大となる部分の高さ１４Ｈｍは、例えばトレッドゴム１０の厚み１０Ｔの４０〜６０％に設定される。
【００３５】
（２）図４に、本発明に含まれるものではないが、導電部の他の例を示す。（Ａ）は、導電部１５の両側の側面がタイヤ幅方向の異方向に湾曲した例であり、（Ｂ）は、導電部１６が断面十字形状をなす例であり、（Ｃ）は、導電部１７の両側の側面がタイヤ幅方向の異方向に屈曲した例である。接地面及びトレッドゴム１０の底面における導電部の厚みが同じであれば、図４の導電部１５〜１７に比べて、図２，３の導電部１３，１４の方が、導電性ゴムのボリュームが抑えられ、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果に優れる。
【００３６】
（３）本発明は、タイヤ子午線断面において複数の導電部が現れるように構成しても構わないが、導電性ゴムのボリュームを極力低減する観点から、前述の実施形態のようにタイヤ子午線断面に１つの導電部が現れるように構成することが好ましい。その場合、タイヤの横方向のユニフォミティを向上するうえで、タイヤ赤道（センターライン）を通るように導電部を配置することが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。
【００３８】
（１）操縦安定性能
実車（１．５Ｌクラスの国産セダン）にタイヤを装着して車両指定の空気圧でドライバー１名乗車時の荷重が負荷される状態で直進走行やコーナリング走行を実施し、ドライバーの官能試験により評価した。従来例の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。
【００３９】
（２）転がり抵抗
国際規格ＩＳＯ２８５８０（ＪＩＳＤ４２３４）に準じて、時速８０ｋｍ／ｈにおける転がり抵抗を測定し、その逆数を算出した。従来例の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど転がり抵抗に優れていることを示す。
【００４０】
（３）ウェット制動性能
上記実車にタイヤを装着して濡れた路面を走行させ、時速１００ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈまでＡＢＳ制動を行い、第５輪により計測した制動距離の逆数を算出した。従来例の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほどウェット制動性能に優れていることを示す。
【００４１】
（４）通電性能
静電気を路面へ放出しうる導電経路が存在する場合を○、存在しない場合を×として、通電性能を評価した。
【００４２】
評価に供したタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、導電部の形状を除いて、各例におけるタイヤ構造やゴム配合は共通である。導電部の寸法は表１に示す通りであるが、従来例では導電部を設けておらず、比較例４では導電部２１の厚みが小となる部分の高さ２１Ｈｍを４ｍｍとし、実施例１では導電部１３の曲率半径Ｒを３０ｍｍとし、実施例２では導電部１４の厚みが大となる部分の高さ１４Ｈｍを４ｍｍとした。評価結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0005389868.tif 000002
【００４４】
表１に示すように、実施例１，２では、従来例や比較例１〜４と比べて、操縦安定性能を確保しながら、転がり抵抗の低減効果とウェット制動性能の向上効果を良好に発揮できている。
【符号の説明】
【００４５】
１    ビード部
２    サイドウォール部
３    トレッド部
７    カーカス層
１０  トレッドゴム
１１  ベース部
１２  キャップ部
１３  導電部
１４  導電部
【図１】
0005389868.tif 000003
【図２】
0005389868.tif 000004
【図３】
0005389868.tif 000005
【図４】
0005389868.tif 000006
【図５】
0005389868.tif 000007
【図６】
0005389868.tif 000008
【図７】
0005389868.tif 000009
【図８】
0005389868.tif 000010