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JP7207240B2 - 空気入りタイヤ及びグリーンタイヤの製造方法 - Google Patents

空気入りタイヤ及びグリーンタイヤの製造方法 Download PDF

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JP7207240B2 JP2019160624A JP2019160624A JP7207240B2 JP 7207240 B2 JP7207240 B2 JP 7207240B2 JP 2019160624 A JP2019160624 A JP 2019160624A JP 2019160624 A JP2019160624 A JP 2019160624A JP 7207240 B2 JP7207240 B2 JP 7207240B2
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Description

本発明は、ウェット操縦安定性能や転がり抵抗性能を維持しつつ、導電性能を高めた空気入りタイヤに関する。また、本発明は、このような空気入りタイヤを製造するにあたって用いるグリーンタイヤの製造方法に関する。
タイヤの転がり抵抗はグリップ力と相反するものであり、転がり抵抗が比較的小さい濡れた路面に於いてはグリップ力が特に弱くなる。このため、従来、優れたウェット操縦安定性能と低転がり抵抗係数(RRC)との両立が求められている。
ウェット操縦安定性能を向上させる手法としては、リブを膨出させることで、接地形状を均一化させつつ排水性能を高める技術が知られている。これに対し、RRCを低減させる手法としては、キャップトレッドゴム、アンダートレッドゴム、及びサイドウォールゴムなどを構成するゴムコンパウンドのシリカ含有量を増加させる技術が知られている。
しかしながら、シリカは絶縁性に優れる物質であるため、キャップトレッドゴム等のシリカ含有ゴムの抵抗値が増大し、タイヤの帯電防止機能が低下するおそれがある。このため、近年では、トレッド部に導電性ゴムを配置してタイヤに帯電防止機能を付与する技術が知られている。
例えば、トレッド部には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、主溝に区画された陸部とが設けられ、陸部は、タイヤ回転軸を含む横断面において、第1エッジと、第2エッジと、これらの間でタイヤ半径方向外側に向かって凸の円弧状のプロファイルを有する踏面と、導電性のゴムからなる導電部とを含み、導電部は、タイヤ半径方向の内端から、踏面で露出するタイヤ半径方向の外端に向かって第1エッジ側に傾斜しており、内端は、タイヤがリムに装着されたときにリムと電気的に導通するタイヤ内部構造材に接続されており、踏面上において、外端のタイヤ軸方向の中心位置は、陸部のタイヤ軸方向の中心位置上又はそれらよりも第1エッジ側にある空気入りタイヤが開示されている(特許文献1)。
特開2018-154187号公報
通常、タイヤ新品時から摩耗末期に至るまで、各陸部において接地圧が最も高い部位のタイヤ幅方向位置はほとんど変わらない。しかしながら、特許文献1に開示された図3、図6等を見ると、導電部23がタイヤ径方向に移動するにつれてタイヤ幅方向位置が変化している。このため、特許文献1に開示された技術では、タイヤ新品時から摩耗末期に至るまで、接地圧の高い部位に導電部23が存在するとは言い難く、ひいては優れた導電性能を持続的に実現できないおそれがある。
また、特許文献1に開示された技術の採用にあたり、タイヤ帯電防止機能を効率的に付与するには、路面との接触の可能性が最も高い領域である、タイヤ径方向に最も膨出する位置を含む領域(以下、最大膨出領域)に導電部を形成することが肝要である。
しかしながら、最大膨出領域は、加硫時に金型が最後に接触する領域であることから、その周囲に存在する非導電性の未加硫ゴムが最大膨出領域に流れ込む場合が想定される。これにより、本来露出させるべき導電部が埋没して、特にタイヤ新品時において優れた導電性能が担保されないおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ウェット操縦安定性能や転がり抵抗性能を維持しつつ、さらに導電性能を高めた空気入りタイヤを提供することにある。
本発明に係る空気入りタイヤは、少なくとも2本の周方向主溝によって少なくとも1つの陸部が区画形成され、上記陸部のうちの少なくとも1つが、基準円弧に対してタイヤ径方向外側に膨出する膨出陸部であり、トレッド部が非導電性ゴムと導電性ゴムとにより形成され、
正規リムに組んで正規内圧を付与した無負荷状態におけるタイヤ子午断面視で、上記膨出陸部のタイヤ径方向外側に最も膨出した膨出頂点位置を中心とした上記膨出陸部の5%幅の領域を除く領域に、上記導電性ゴムが形成されており、
上記基準円弧は、
上記陸部とタイヤ幅方向に隣り合う2つの周方向主溝の4つの開口端のうちの少なくとも3つを通り、上記開口端よりもタイヤ幅方向内側に中心を有し、最大曲率半径を有する円弧であるか、或いは
上記陸部とタイヤ幅方向内側に隣り合う周方向主溝の2つの開口端と接地端とを通り、上記開口端よりもタイヤ幅方向内側に中心を有し、最大曲率半径を有する円弧である。
本発明に係る空気入りタイヤでは、膨出陸部を形成すること及びトレッド部に導電性ゴムを含ませることを前提として、膨出陸部における導電性ゴムの形成領域について改良を加えている。その結果、本発明に係る空気入りタイヤによれば、ウェット操縦安定性能や転がり抵抗性能を維持しつつ、導電性能を高めることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を示す斜視図である。 図2は、図1に示す膨出陸部のタイヤ子午断面図である。 図3は、図2に示す膨出陸部に含まれる導電性ゴムの形成位置の一例を示す図である。 図4は、本発明の実施形態に係る膨出陸部の平面図である。 図5は、本発明の実施形態に係るグリーンタイヤの製造方法を実施した後に加硫を行った製品タイヤのトレッド部を示すタイヤ子午断面図である。
以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態(以下に示す、基本形態及び付加的形態1から6)及び本発明に係るグリーンタイヤの製造方法の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。また、当該実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、当該実施形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。
<空気入りタイヤ>
[基本形態]
以下に、本発明に係る空気入りタイヤについて、その基本形態を説明する。以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。さらに、タイヤ幅方向とは、上記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)に向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から離れる側をいう。なお、タイヤ赤道面とは、空気入りタイヤの回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。
図1は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を示す斜視図である。同図に示すトレッド部10は、タイヤ赤道面CLを境とした片側を示すものであり、ゴム材(トレッドゴム)を含み、空気入りタイヤのタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤの輪郭となる。このトレッド部10の表面は、空気入りタイヤを装着する車両(図示せず)が走行した際に路面と接触する面であるトレッド表面12として形成されている。
トレッド表面12には、少なくとも2本の(図1に示すところではタイヤ赤道面CLの片側において2本の)周方向主溝14、16によって少なくとも1つの(同図に示すところではタイヤ赤道面CLの片側において3つの)陸部18、20、22がタイヤ幅方向内側から外側に順に区画形成されている。
また、図1に示す例では、陸部18、20、22のうちの少なくとも1つ(同図においては陸部20)が、以下に詳述する基準円弧CBに対してタイヤ径方向外側に膨出する膨出陸部である。なお、図1に示す太点線は膨出陸部20の膨出頂点位置を通る線である。
ここで、基準円弧とは、図1の陸部20のタイヤ幅方向両側に隣り合う周方向主溝14、16の4つの開口端P1、P2、P3、P4のうちの少なくとも3つを通り、これらの開口端よりもタイヤ径方向内側に中心を有し、最大曲率半径を有する円弧(同図では点線で示す円弧CB)である(基準円弧1)。
なお、図1に示す陸部22は膨出陸部ではないが、陸部22のようにそのタイヤ幅方向の片側に溝が無い場合に基準円弧を設定する場合には、陸部のタイヤ幅方向片側に隣り合う周方向主溝の2つの開口端(陸部22の場合は開口端P3、P4)と図示しない接地端を通り、これらの開口端及び接地端よりもタイヤ径方向内側に中心を有し、最大曲率半径を有する円弧を、基準円弧とする(基準円弧2)。
また、上述した基準円弧1、2のいずれについても、陸部のタイヤ幅方向端部に面取り部がある場合には、面取り部のタイヤ径方向最外側点を隣接している溝の開口端とした上で、基準円弧1、2の欄において説明した通りに基準円弧を設定するものとする(基準円弧3)。
次に、図1に示すトレッド部10は、非導電性ゴムと導電性ゴムとにより形成されている。ここで、非導電性ゴムは、通常のタイヤ成型用ゴム(例えば、天然ゴム(NR)、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)、及びブチルゴム等)と、所定の配合剤(カーボンブラック、シリカ、オイル、樹脂、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫促進材、及び硫黄等)とを含むものであれば、特に限定されない。但し、転がり抵抗性能を重視する場合は、カーボンブラックの配合量が比較的低い低発熱コンパウンドを使用することが肝要である。
これに対し、導電性ゴムとしては、上記の非導電性ゴムの各材料に加えて、導電性を担保するために微粉末状の導電物質であるフィラー(導電フィラー)を混ぜ合わせたゴムを使用することができる。フィラーの代表例はカーボンブラックであり、その添加量を調整して導電性能を調整することができる。また、各種金属粉末をフィラーとして使用することもできる。
図2は、図1に示す膨出陸部20のタイヤ子午断面図であり、より具体的には、(図示しない)正規リムに組んで正規内圧を付与した無負荷状態における膨出陸部20のタイヤ子午断面視である。なお、図2に示す太点線は膨出陸部20の膨出頂点位置を通る線である。
ここで、正規リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、又はETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、又はETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。
以上に示す構成を有することを前提として、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、図2に示すように、膨出陸部20のタイヤ径方向外側に最も膨出した膨出頂点位置PAを中心としてタイヤプロファイルに沿った膨出陸部20の5%幅の領域RCを除く領域RSに、導電性ゴム20aが形成されている。なお、トレッド部10を構成するゴムのうち、膨出陸部20の導電性ゴム20a以外の部分は全て非導電性ゴムからなる。
(作用等)
本発明の実施形態では、図1、図2に示すように、基準円弧CBに対してタイヤ径方向外側に膨出する膨出陸部20が存在する。このため、タイヤの接地形状を、特にタイヤ幅方向において均一化させるとともに、優れた排水性能を実現することができる(作用1)。なお、基準円弧CBからの膨出量は、排水性能を考慮すると、0.1mm以上とすることが好ましく、0.2mm以上とすることがさらに好ましい。これに対し、基準円弧CBからの膨出量は、タイヤの接地形状の均一化を考慮すると、2.5mm以下とすることが好ましく、0.5mm以下とすることがさらに好ましい。
また、本発明の実施形態では、例えばシリカを含有した非導電性ゴムが、トレッド部10のうち、膨出陸部20の導電性ゴム20a以外の全ての領域において形成されている。これにより、転がり抵抗係数(RRC)を低減させて優れた転がり抵抗性能を実現することができる(作用2)。
さらに、本発明の実施形態では、図2に示すように、膨出陸部20のタイヤ径方向外側に最も膨出した膨出頂点位置PAを中心とした膨出陸部20の5%幅の領域RCを除く領域RS(具体的には、位置PAの少なくとも片側の領域RS)に、導電性ゴム20aが形成されている。即ち、図2に示す例では、導電性ゴム20aが膨出頂点位置PAからタイヤ幅方向にずれた位置に形成されている。このため、導電性ゴム20aのタイヤ径方向外側表面が、加硫時に金型が最後に接触する領域とはならず、非導電性の未加硫ゴムが当該表面上に流れ込むことを防止することができる。従って、図2に示す例では、本来露出させるべき導電部が加硫後にも確実に露出することとなり、特にタイヤ新品時において優れた導電性能が担保される(作用3)。なお、膨出頂点位置PAを中心とした膨出陸部20の10%幅の領域RCを除く領域に、導電性ゴム20aが形成されている場合には、非導電性の未加硫ゴムが導電性ゴムの表面上に流れ込むことをさらに確実に防止することができ、タイヤ新品時においてさらに優れた導電性能が担保されることとなる。なお、導電性ゴム20aの形成による効果を十分に担保すべく、タイヤ新品時のタイヤ表面からウェア・インジケータが現れる摩耗末期に表面となるタイヤ径方向位置までの、導電性ゴム20aの全ての形成位置は、膨出頂点位置PAを中心とした膨出陸部20の5%幅の領域を除く領域とする。
従って、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤでは、特に、膨出陸部における導電性ゴムの形成領域について改良を加えることで、上記作用1~3が相まって、ウェット操縦安定性能や転がり抵抗性能を維持しつつ、導電性能を高めることができる。
また、図1、2に示す導電性ゴム20aのタイヤ周方向における合計周長(タイヤ周方向における寸法、以下同様。)を、膨出陸部20のタイヤ周方向における合計周長の5%以上とすることで、特に導電性能を高めてタイヤ内部構造物から路面へ静電気の放出を確実に行うことができる。
なお、以上に示す、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、その全体を図示しないが、従来の空気入りタイヤと同様の子午断面形状を有する。即ち、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、タイヤ子午断面視で、タイヤ径方向内側から外側に向かって、ビード部、サイドウォール部、ショルダー部及びトレッド部を有する。そして、上記空気入りタイヤは、例えば、タイヤ子午断面視で、トレッド部から両側のビード部まで延在して一対のビードコアの周りで巻回されたカーカス層を有し、上記カーカス層のタイヤ径方向外側に、上述したようなベルト層及びベルトカバー層を備える。
[付加的形態]
次に、本発明に係る空気入りタイヤの上記基本形態に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態1から6を説明する。
(付加的形態1)
図3は、図2に示す膨出陸部20に含まれる導電性ゴム20aの形成位置の一例を示す図であり、上部にはその平面視での導電性ゴム20aの形成位置を、下部にはそのタイヤ子午断面視での導電性ゴム20aの形成位置を、それぞれ示している。なお、図3における上部と下部とについての、タイヤ幅方向位置は一致している。
基本形態においては、図3の下部に示すように、タイヤ子午断面視で、膨出頂点位置PAから導電性ゴム20aのタイヤ幅方向中心位置PBまでの、タイヤプロファイルに沿った寸法LEと、膨出陸部20のタイヤプロファイルに沿った全寸法Lrと、膨出頂点位置PAに近い周方向主溝の深さGDと、膨出頂点位置PAにおけるベルト層26までのトレッドゲージTrGaと、膨出頂点位置PAにおける基準円弧CBからの膨出量Hoと、膨出頂点位置PAを境界としてタイヤ幅方向寸法が広い側のプロファイルラインに沿った膨出陸部の寸法Laとが、
LE≧(0.05×Lr/2)+(GD/TrGa)×(Ho/Lr)×La
を満たすこと(付加的形態1)が好ましい。
なお、図3における符号Lbは、膨出頂点位置PAを境界としてタイヤ幅方向寸法が狭い側のプロファイルラインに沿った膨出陸部20の寸法を示す。
ここで、上記不等式において、項(0.05×Lr/2)については、「膨出頂点位置PAを中心にプロファイルに沿った5%の領域が導電性ゴムの形成禁止領域であること」を意味する。また、商(GD/TrGa)は「溝の深さ率」を意味する。さらに、商(Ho/Lr)は「膨出陸部20の膨出度」を意味する。加えて、数値Laは上述のとおり膨出頂点位置PAを境界としてタイヤ幅方向寸法が広い側のプロファイルラインに沿った寸法を意味する。なお、数値Laについては、発明者が寸法LEに関する多数の実験データとの関係を分析した結果、上記不等式の右辺において当該不等式の一部として組み込むことが妥当な補正値である。なお、上記不等式は、図3において、膨出陸部20の膨出量が大きいほど、膨出陸部20のタイヤ幅方向寸法が広いほど、膨出頂点位置PAに近い周方向主溝の深さが大きいほど、トレッドゲージTrGaに対して上記の周方向主溝の溝深さが大きいほど、数値LEが大きくなるように設定したものである。
通常、指標「溝の深さ率」が大きいほど、及び/又は、指標「膨出陸部20の膨出度」が大きいほど、加硫時のゴム流れが大きくなる傾向にある。このため、発明者は、これらの指標の積に補正値Laを乗ずるとともに、さらに導電性ゴムの形成禁止領域を示す項(0.05×Lr/2)を加味した値よりも、寸法LEを大きくすることが妥当であるとの知見を得た。以上により、上記不等式を満たせば、導電性ゴム20aのタイヤ径方向外側表面が、加硫時に金型が最後に接触する領域とはなる可能性が極めて低くなり、ひいては未加硫ゴムが当該表面上に流れ込むことをさらに高いレベルで防止することができる。
なお、本付加的形態1において、仮に、図3下部の寸法LEが寸法Laよりも大きくなる場合については、図3における導電性ゴム20aのタイヤ幅方向中心位置PBから遠い側の陸部端部(同図においては右側の端部)を陸部端部として、上記不等式において寸法Laの代わりに寸法Lbを使用するものとする。
(付加的形態2)
基本形態又は基本形態に付加的形態1を加えた形態においては、図2に示すように、タイヤ子午断面視で、導電性ゴム20aのタイヤ幅方向寸法は、トレッド表面から少なくともアンダートレッド24のタイヤ径方向外側位置(同図の位置PC)までのいずれのタイヤ径方向位置においても、図3に示す寸法Lrの2%以上50%以下であること(付加的形態2)が好ましい。なお、図2における符号24よりもタイヤ径方向外側の領域はキャップトレッドの形成領域である。
上記寸法を、タイヤ表面から位置PCまでのいずれのタイヤ径方向位置においても、図3に示す寸法Lrの2%以上とすることで、トレッド部10全体の電気抵抗をさらに低減させることができ、導電性能をさらに高めることができる。これに対し、上記寸法を、タイヤ表面から位置PCまでのいずれのタイヤ径方向位置においても、図3に示す寸法Lrの50%以下とすることで、トレッド部10において、比較的軽い非導電性ゴムの割合が過度に低下することを避け、転がり抵抗性能をさらに高めることができる。
なお、上記寸法を、タイヤ表面から位置PCまでのいずれのタイヤ径方向位置においても、図3に示す寸法Lrの3%以上15%以下とすることで、上記効果がそれぞれさらに高いレベルで奏される。
また、導電性ゴム20aは、キャップトレッド及びアンダートレッドの領域内であれば、トレッド表面12からタイヤ径方向内側のいかなるタイヤ径方向位置まで形成してもよい。但し、トレッド部10の導電率を極めて高くする場合には、導電性ゴム20aをアンダートレッドのタイヤ径方向内側端部まで形成することが好ましい。
さらに、導電性ゴム20aは、タイヤ径方向の位置が変化するにつれてタイヤ幅方向寸法が変化するような形状とすることもできる。この場合、タイヤ子午断面視で、導電性ゴム20aの外輪郭は、直線で構成されていても曲線で構成されていてもよく、また、複数の直線及び/又は曲線から構成されていてもよい。
(付加的形態3)
基本形態又は基本形態に付加的形態1、2の少なくともいずれかを加えた形態においては、図2に示すように、タイヤ子午断面視で、基準円弧CBと、導電性ゴム20aのタイヤ幅方向中心線LCと、のなす角θが60°以上90°以下であること(付加的形態3)が好ましい。ここで、基準円弧CBが実質的に曲線であることを考慮すると、実際には基準円弧CBを、導電性ゴム20aのタイヤ幅方向中心位置PBと当該位置PBに近い側の膨出陸部端部とを結んだ直線に置き換えて、上記角度θを測定するものとする。
上記なす角θを60°以上とすることで、加硫時に導電性ゴム20aがその周囲の非導電性ゴムに巻き込まれることを確実に防止することができる。また、上記なす角θを60°以上とすることで、導電ゴムと非導電ゴムの界面が大きくなるという理由により、導電性ゴム20aと非導電性ゴムとの剥離を確実に防止することができる。
また、上述のとおり、加硫時に導電性ゴム20aがその周囲の非導電性ゴムに巻き込まれることを確実に防止すること等を考慮すると、なす角θはできる限り大きいことが好ましい。このため、本付加的形態3においては、なす角θを90°以下とした。
(付加的形態4)
基本形態又は基本形態に付加的形態1~3の少なくともいずれかを加えた形態においては、導電性ゴム20aが、タイヤ赤道面CLを中心とした接地幅の50%の領域に形成されていること(付加的形態4)が好ましい。
通常、タイヤ赤道面CLとその近傍領域は路面との接触の可能性が最も高い領域となる。このため、導電性ゴム20aを、タイヤ赤道面CLを中心として接地幅の50%の領域に形成することで、導電性ゴム20aがより確実に路面と接触することが担保され、ひいては導電性能をさらに高めることができる。
なお、導電性ゴム20aを、タイヤ赤道面CLを中心として接地幅の45%の領域に形成した場合には、上記効果がさらに高いレベルで奏されるためより好ましく、40%の領域に形成した場合には、上記効果が極めて高いレベルで奏されるためさらに好ましい。
(付加的形態5)
図4は、本発明の実施形態に係る膨出陸部の平面図であり、図4中、符号E1、E2は膨出陸部20のタイヤ幅方向端部であり、符号26はタイヤ幅方向に対して傾斜し、かつ膨出陸部20の一端E1から延在して陸部内で終端する4本の細溝(又はサイプ)である。基本形態又は基本形態に付加的形態1~4の少なくともいずれかを加えた形態においては、図4に示すように、膨出陸部20のタイヤ幅方向中心線Lを境界としたタイヤ幅方向片側の領域X、Yのうち、溝面積比が小さい領域Yに、導電性ゴム20aが形成されていること(付加的形態5)が好ましい。なお、図4に示す例では領域Xには4本の細溝(又はサイプ)が形成されているが領域Yには溝(又はサイプ)は形成されていないので、領域Yが溝面積比の小さい領域となる。
図4に示すように、中心線Lを境界とした場合に溝面積比が小さい領域Yに、即ち接地圧がより均一な領域に、導電性ゴム20aを形成することで、結果的に導電性ゴム20aがより接地することとなり、ひいては、導電性をさらに高めることができる。
なお、中心線Lを境界とした2つの領域において溝面積比が等しい場合には、いずれの領域に導電性ゴム20aを形成することもできる。但し、この場合は、膨出頂点位置が存在しない方の領域に導電性ゴム20aを形成することがより好ましい。これは、導電性ゴム20aが加硫時に金型が最後に接触する領域となる可能性をより低くするためであり、ひいては未加硫ゴムが導電性ゴム20aの表面上に流れ込む可能性がより低くなるためである。
さらに、中心線Lを境界とした2つの領域において溝面積比が等しく、かつ、膨出頂点位置が膨出陸部のタイヤ幅方向中央に存在する場合は、タイヤ赤道面CLに近い方の領域に導電性ゴム20aを形成することがより好ましい。これは、通常、タイヤ赤道面CL付近が接地圧の最も高いタイヤ幅方向位置となることから、タイヤ内部構造物から路面へ静電気の放出をより効率的に行うことができるためである。
(付加的形態6)
基本形態又は基本形態に付加的形態1~5の少なくともいずれかを加えた形態においては、導電性ゴムの体積固有抵抗値が10×10Ω・cm未満であること(付加的形態6)が好ましい。ここで、体積固有抵抗値とは、15cm四方かつ厚さ2mmのゴムの試料を用い、印加電圧500V、気温25℃、湿度50%の条件で電気抵抗測定器を用いて測定した値である。
導電性ゴムの体積固有抵抗値を、10×10Ω・cm未満とすることで、導電性能をさらに高めてタイヤ内部構造物から路面へ静電気の放出をより確実に行うことができる。なお、導電性ゴムの体積固有抵抗値が5×10Ω・cm未満である場合には、上記効果をさらに高いレベルで奏することからさらに好ましく、1×10Ω・cm未満である場合には、上記効果を極めて高いレベルで奏することから極めて好ましい。
<グリーンタイヤの製造方法>
次に、本発明に係るグリーンタイヤの製造方法について説明する。
本発明の実施形態に係るグリーンタイヤの製造方法は、上述した空気入りタイヤ(基本形態及び付加的形態1~6)の製造に際して使用するグリーンタイヤの製造方法である。
本発明の実施形態に係るグリーンタイヤの製造方法は、従来の製造方法と同様に、製品タイヤの内面形状に凡そ対応する外面形状を有するコア上に、カーカス及びベルトを含むタイヤ構成部材を貼り付け、次いで、アンダートレッドゴムとキャップトレッドゴムと押し出し一体成形して得たトレッドをベルトのタイヤ径方向外側に形成する方法である。
このような一連の製造工程を前提とし、本発明の実施形態に係るグリーンタイヤの製造方法では、特に、製品タイヤの膨出頂点位置に対応する上記一体のトレッドの位置を中心とした上記膨出陸部に対応する部分の1~3%幅の領域を除く領域であって、かつ、一体のトレッドのうち少なくともキャップトレッドゴムの領域に、導電性ゴムを形成する。
図5は、本発明の実施形態に係るグリーンタイヤの製造方法を実施した後に加硫を行った製品タイヤのトレッド部を示すタイヤ子午断面図である。加硫は、加硫用金型の内壁に、例えば、図1に示す溝及び陸部に対応する凸部及び凹部を形成し、この金型を用いてトレッドパターンを制御することにより実施する。上述したグリーンタイヤの製造方法を実施した後に、上記のような加硫工程を経た製品タイヤは、図5に示すように、トレッドゴム28について、導電性ゴム28aと非導電性ゴム28bが所定の位置に収まるようになり、図1~図4に示す空気入りタイヤを得ることができる。
これは、グリーンタイヤにおいて、導電性ゴムの形成領域を、製品タイヤの膨出頂点位置に対応する位置から予め外すことで、導電性ゴムのタイヤ径方向外側表面が、加硫時に金型が最後に接触する領域とはなり得ず、ひいては未加硫ゴムが当該表面上に流れ込むことを確実に防止することができるためである。
なお、グリーンタイヤを製造する際に用いる上述した一体のトレッドでのタイヤ幅方向における導電性ゴムの形成禁止領域は、製品タイヤでのタイヤ幅方向における導電性ゴムの形成禁止領域よりも、1%ほど小さくすることが好ましい。これは、加硫を経ることで、導電性ゴムの方が非導電性ゴムよりも収縮率が小さいからであり、上記値は、本発明の実施形態における導電性ゴムに配合される導電フィラーの配合量に鑑みた値である。
タイヤサイズを195/65R15 91Hとし、図1~4の少なくともいずれかに示す形状の発明例1から7の空気入りタイヤ及び従来例の空気入りタイヤを作製した。なお、これらの空気入りタイヤの細部の諸条件については、以下の表1、表2に示すとおりである。なお、表1、表2中、LE(mm)は膨出頂点位置から導電性ゴムのタイヤ幅方向中心位置までの、タイヤプロファイルに沿った寸法を、Lr(mm)は膨出陸部のタイヤプロファイルに沿った全寸法を、GD(mm)は膨出頂点位置に最も近い周方向主溝の深さを、TrGa(mm)は膨出頂点位置におけるトレッドゲージを、Ho(mm)は膨出頂点位置における基準円弧からの膨出量を、La(mm)は膨出頂点位置を境界としてタイヤ幅方向寸法が広い側のプロファイルラインに沿った膨出陸部の寸法を、それぞれ示すものである。また、表1、表2中、なす角θ(°)とは、タイヤ子午断面視で、基準円弧と、導電性ゴムのタイヤ幅方向中心線と、のなす角を意味する。なお、表1、表2に示すその他の諸項目については、いずれも、上述した本明細書の記載に準拠したものである。
このように作製した、発明例1から7の空気入りタイヤ及び従来例の空気入りタイヤについて、以下の要領に従い、ウェット操縦安定性能、転がり抵抗性能、及び導電性能についての評価を行った。なお、いずれの性能評価も、供試タイヤを15×6.5Jのリムに組んで空気圧を230kPaとして行った。
(ウェット操縦安定性能)
路面が濡れたテストコースを試験車両(排気量2000cc)で走行し、テストドライバーによる操縦安定性能のフィーリング評価試験を実施し、従来例を100(基準)とした指数評価を行った。この結果を表1、表2に併記する。なお、この数値は大きいほどウェット操縦安定性が優れていることを示す。
(転がり抵抗性能)
室内ドラム試験機を用い、各供試タイヤに4kNの荷重を負荷した状態で、50km/hにおける抵抗力を測定し、従来例を100(基準)とした指数評価を行った。この結果を表1、表2に併記する。なお、この数値は大きいほど転がり抵抗性能が優れていることを示す。
(導電性能)
各供試タイヤについて、アドバンステスト社製のウルトラ・ハイ・レジスタンスメータ(R8340A)を用いてトレッド部とビード部との間の電気抵抗値を測定し、電気抵抗値の逆数を求めて、従来例を100(基準)とした指数評価を行った。この結果を表1、表2に併記する。なお、この数値は大きいほど導電性能が優れていることを示す。
Figure 0007207240000001
Figure 0007207240000002
表1、表2によれば、本発明の技術的範囲に属する(即ち、膨出陸部における導電性ゴムの形成領域について改良を加えた)発明例1から発明例7の空気入りタイヤについては、いずれも、本発明の技術的範囲に属さない、従来例の空気入りタイヤに比べて、ウェット操縦安定性能や転がり抵抗性能を維持しつつ、優れた導電性能を実現することができることが判る。
10 トレッド部
12 トレッド表面
14、16 周方向主溝
18、20、22 陸部
20a、28a 導電性ゴム
24 アンダートレッド
26 ベルト層
28 トレッドゴム
28b 非導電性ゴム

Claims (8)

  1. 少なくとも2本の周方向主溝によって少なくとも1つの陸部が区画形成され、前記陸部のうちの少なくとも1つが、基準円弧に対してタイヤ径方向外側に膨出する膨出陸部であり、トレッド部が非導電性ゴムと導電性ゴムとにより形成されている空気入りタイヤであって、
    正規リムに組んで正規内圧を付与した無負荷状態におけるタイヤ子午断面視で、前記膨出陸部のタイヤ径方向外側に最も膨出した膨出頂点位置を中心とした前記膨出陸部の5%幅の領域を除く領域に、前記導電性ゴムが形成されており、
    前記基準円弧は、
    前記陸部とタイヤ幅方向に隣り合う2つの周方向主溝の4つの開口端のうちの少なくとも3つを通り、前記開口端よりもタイヤ径方向内側に中心を有し、最大曲率半径を有する円弧であるか、或いは
    前記陸部とタイヤ幅方向内側に隣り合う周方向主溝の2つの開口端と接地端とを通り、前記開口端よりもタイヤ径方向内側に中心を有し、最大曲率半径を有する円弧であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. タイヤ子午断面視で、前記膨出頂点位置から前記導電性ゴムのタイヤ幅方向中心位置までの、タイヤプロファイルに沿った寸法LEと、前記膨出陸部のタイヤプロファイルに沿った全寸法Lrと、前記膨出頂点位置に近い前記周方向主溝の深さGDと、前記膨出頂点位置におけるトレッドゲージTrGaと、前記膨出頂点位置における前記基準円弧からの膨出量Hoと、前記膨出頂点位置を境界としてタイヤ幅方向寸法が広い側のプロファイルラインに沿った前記膨出陸部の寸法Laとが、
    LE≧(0.05×Lr/2)+(GD/TrGa)×(Ho/Lr)×La
    を満たす、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. タイヤ子午断面視で、前記導電性ゴムのタイヤ幅方向寸法は、トレッド表面から少なくともアンダートレッドのタイヤ径方向外側位置までのいずれのタイヤ径方向位置においても、前記寸法Lrの2%以上50%以下である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. タイヤ子午断面視で、前記基準円弧と、前記導電性ゴムのタイヤ幅方向中心線と、のなす角θが60°以上90°以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記導電性ゴムが、タイヤ赤道面を中心とした接地幅の50%の領域に形成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記膨出陸部のタイヤ幅方向中心線を境界としたタイヤ幅方向片側の領域のうち、溝面積比が小さい前記領域に、前記導電性ゴムが形成されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記導電性ゴムの体積固有抵抗値が10×10Ω・cm未満である、請求項1から6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  8. 製品タイヤの内面形状に凡そ対応する外面形状を有するコア上に、カーカス及びベルトを含むタイヤ構成部材を貼り付ける工程と、
    アンダートレッドゴムとキャップトレッドゴムとを押出し成形して一体のトレッドとする工程と、
    前記一体のトレッドを、前記ベルト上に貼り付ける工程と、
    を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の空気入りタイヤを製造するにあたって用いるグリーンタイヤの製造方法であって、
    製品タイヤの膨出頂点位置に対応する前記一体のトレッドの位置を中心とした前記膨出陸部に対応する部分の1~3%幅の領域を除く領域であって、かつ、前記一体のトレッドのうち少なくともキャップトレッドゴムの領域に、導電性ゴムを形成する、ことを特徴とするグリーンタイヤの製造方法。
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