JP2006143208A - 局在化導電性ゴム - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ中の電荷を大地に良好に導通させるタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤは、クラウン帯域（Ｓ）、ビード領域（Ｂ）及びサイドウォール帯域（Ｆ）を有する。クラウン帯域は、地面に接触するようになっている。ビード領域の構成要素（５）は、導電性である。本発明の特徴によれば、サイドウォール帯域（Ｆ）の構成要素は、導電率の非常に低い材料で作られる。タイヤは、導電性材料で作られていて厚さ及び幅の小さな少なくとも１つの導電性ストリップ（８）を有する。導電性ストリップは、これが接触しているクラウン帯域（Ｓ）の内部から、導電性ストリップがホイールと接触状態にあるよう設計された構成要素（５）と接触状態にあるビード領域（Ｂ）まで延びる経路に沿って半径方向に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、輸送用車両に取り付けられるようになったタイヤの分野に関する。特に、本発明は、導電率の非常に低い導体である配合ゴムで作られたタイヤ中の電荷の流れに関する問題に取り組む。

最新式のタイヤは、これらの耐横揺れ性を向上させると共に燃料消費量を減少させるため、主要充填材として、非導電性の充填材、例えばシリカを含有した配合ゴム又は少量のカーボンブラックを含む配合ゴムから成っている。

かかる配合ゴムを用いることは、タイヤトレッドの生産において普及しており、乾いた地面、濡れた地面又は氷で覆われた地面に対する性能、耐摩耗性及び耐走行騒音性を向上させる点においてもかかる配合ゴムの利点が得られる。例示として、この種のタイヤは、欧州特許第５０１，２２７号明細書に記載されている。

しかしながら、これら配合ゴムの使用は、車両が横揺れしているときの静電荷の蓄積及びトレッドを構成する配合ゴムの非常に高い抵抗率に起因して地面にこれら電荷が逃げないことと関連した問題を伴う。或る特定の状況が存在しているとき、タイヤに蓄積した静電気は、車両の乗員が車両の本体に触ったときに激しい電気ショックを乗員に及ぼす場合がある。この静電気は又、放電により生じるオゾンに起因してタイヤの老化を早める場合がある。地面及び車両の性状に応じて、これにより搭載ラジオがこれの発生する電波妨害に起因して不具合を生じる場合がある。

したがって、電荷がクラウンブロックから地面に流れて消散させることができるようにする多くの解決策が提案された。

米国特許第５，５１８，０５５号明細書は、導電率の非常に低い配合ゴムで作られたトレッドが純粋な導電性配合ゴムの層で覆われたタイヤを記載している。この層は、電荷を逃げ去ることができるようそれ自体導電性のサイドウォール配合ゴムと接触状態にある。

別の解決策が、欧州特許出願公開第６５８，４５２号明細書に開示されており、この欧州特許出願公開明細書は、配合ゴムのストリップ又は導電性配合ゴムで作られたインサートの追加を記載しており、このストリップ又はインサートは、好ましくはタイヤの周囲全体にわたって半径方向に延び、トレッドの外面をクラウンプライのうち１枚又はカーカス補強材、或いはタイヤのトレッドに触れていて、十分に良好な電気の導体である任意他の部分に連結しており、所用の導電率は、適当なカーボンブラックの存在により与えられる。

例えば欧州特許第９２５，９０３号明細書又は欧州特許第９６３，３０２号明細書に開示されているように、トレッドが導電性であり又は導電率の非常に小さな材料の１つ以上の層を有するかどうかに応じてこの原理の多くの改良がなされた。

しかしながら、これら方法の全ての目的は、トレッドの外面をこのすぐ隣のタイヤのクラウンの内部帯域の導電性を有する部分、例えばサイドウォール、クラウン補強プライ又はカーカス補強プライに連結することである。すると、電荷は、車両に連結されたホイールリムからリムと接触状態にあるビード領域を通り、サイドウォールに沿って流れてカーカス補強プライを構成する配合ゴム又はサイドウォール保護ゴムを通ってクラウン帯域の内部に向かって流れ、最終的にクラウン帯域の上述の内部からクラウン補強材及びトレッドを通って地面に流れることにより、地面に逃がされる。

しかしながら、耐横揺れ性を向上させることを目的とする最近のタイヤの開発により、タイヤを形成し、そしてタイヤの使用中、機械的な仕事を行なうことができる大抵の組成においてシリカを主成分とする配合ゴム又は非常に少ない炭素含有量を有する配合ゴムが用いられることとなった。これは、トレッド、サイドウォール、カーカス補強プライ又はクラウン補強プライ、クラウン補強異形要素及びビード補強異形要素及び内部密封ゴムを作るために用いられる配合ゴムの場合にそうである。かくして、これら材料は全て、導電率が非常に低いという特徴がある。

機能がホイールリムと炭素を主成分とする充填材を含む配合ゴムで作られているタイヤの下方部分との接触状態を確保することにあるタイヤの構成要素、例えば、ビード補強リング又はビード保護ゴムだけは、依然として電気を通す性質を有している。

本発明の目的は、本質的に非常に小さな導電率を有する配合ゴムで作られたタイヤ中で電荷を導通させる解決策を提供する。

しかしながら、後で理解されるように、本発明は、荷重を支持するために加圧下の或る量の空気を包囲する外側タイヤケーシングと、例えば欧州特許第１，０５６，６０４号明細書に記載されている１つ以上の自立型要素で形成されたいわゆる非空気圧タイヤの両方に利用できる。

非常に低い導電率を有する材料は、抵抗率が１０⁸オーム／ｃｍ以上である材料を意味していると理解されたい。これと同様に、電気を導通させる材料は、抵抗率が１０⁶オーム／ｃｍ未満である材料である。これら材料は、適度な弾性を有し、これら材料は、ゴムのような性質のものであってもよく、そうでなくてもよい。

欧州特許第５０１，２２７号明細書（EP0,501,227B1） 米国特許第５，５１８，０５５号明細書（US5,518,055） 欧州特許出願公開第６５８，４５２号明細書（EP0,658,452A1） 欧州特許第９２５，９０３号明細書（EP0,925,903B1） 欧州特許第９６３，３０２号明細書（EP0,963,302B1） 欧州特許第１，０５６，６０４号明細書（EP1,056,604）

かくして、一般に、本発明は、ホイールに取り付けられて荷重を支持するようになったタイヤであって、
−クラウン帯域（Ｓ）を有し、該クラウン帯域は、地面に接触するようになった外面及びクラウン帯域の内部を備え、
−ホイールとタイヤの接触状態を確保するよう設計されたビード領域（Ｂ）を有し、ホイールと接触状態にあるビード領域の構成要素（５）は、導電性であり、
−クラウン帯域（Ｓ）とビード領域（Ｂ）を連結するよう設計されたサイドウォール帯域（Ｆ）を有するタイヤに利用できる。

本発明のタイヤは、
−サイドウォール帯域（Ｆ）の構成要素は、導電率の非常に低い材料で作られ、
−タイヤは、導電性材料で作られていて厚さ及び幅の小さな少なくとも１つの導電性ストリップ（８）を有し、該導電性ストリップは、導電性ストリップが接触しているクラウン帯域（Ｓ）の内部から、導電性ストリップがホイールと接触状態にあるよう設計された構成要素（５）と接触状態にあるビード領域（Ｂ）まで延びる経路に沿って半径方向に配置されていることを特徴とする。

以下において、説明は、クラウン帯域（Ｓ）が、少なくとも１つのクラウン補強プライを有する円周方向クラウン補強材及びクラウン補強材の周りに円周方向に配置されていて、外面が地面と接触状態にあるトレッドを有し、クラウン帯域が、２つの端部がビード領域（Ｂ）に繋留されたカーカス補強プライに取り付けられ、ビード領域がホイールとの接触状態を確保するよう設計されていて、導電性材料で作られたビード保護ゴムから成る空気圧型のタイヤへの本発明の利用に関する。カーカス補強プライに加えて、サイドウォール帯域は、タイヤを横方向衝撃から保護する異形要素を有するのがよい。

サイドウォール保護ゴム及びカーカス補強プライゴムを作るために用いられる配合ゴムは、導電率が非常に低い。これらの条件下において、クラウン帯域Ｓとビード領域Ｂとの間の導電路は存在しない。というのは、上述のことに加えて、カーカス補強プライは、その下に半径方向に設けられた構成要素、例えば密封ゴムと絶縁体を構成するからである。 トレッド又はクラウン補強材を作るために用いられる配合ゴムが電気を通すかどうか又は導電率が非常に低いかどうかは大きな問題ではない。後者の場合、タイヤは、電荷がトレッドの外面からその半径方向内面に流れることができるようにする先行技術で知られている手段を有する。クラウン帯域の内部から地面への電荷の流れは、トレッドだけを通って又はクラウン補強材とトレッドを通って生じるのがよい。

ビード保護ゴムを作るために用いられる配合ゴムは、導電性である。
導電性材料で作られていて厚さ及び幅の小さな少なくとも１つの導電性ストリップは、導電性ストリップが接触しているクラウン帯域（Ｓ）の内部から、導電性ストリップがホイールと接触状態にあるよう設計された構成要素（５）と接触状態にあるビード領域（Ｂ）まで延びる経路に沿って半径方向に配置されている。

クラウン補強材を作るために用いられる配合ゴムが導電性であるかないかに応じて、クラウン帯域の内部と接触状態にある導電性ストリップの端部は、電荷がストリップの端部と地面との間を流れることができ、そしてクラウン補強材及びトレッドにより形成された組立体を通り又は直接トレッドを通って流れることができるようクラウン補強材の上又は下に位置決めされており、トレッドは、トレッドを作るために用いられる配合ゴムの性状に応じて、トレッドの表面と上述の内部との間で半径方向に位置決めされたインサートを備えることができ又はこれを備えない。
本発明の利点及び特徴は、図面を参照して本発明の具体化例の説明を読むと明らかになろう。

図１に示すタイヤは、２つの端部１０を上に曲げることによりビード補強リング２の周りに繋留されたカーカスプライ１を有している。ゴム６は、サイドウォールを保護している。クラウン補強材３は、互いに上下に半径方向に配置された数枚の円周方向クラウン補強プライ３１，３２，３３，３４から成っている。トレッド４が、摩耗層４１及びその下に位置する層４２を有している。これら層は、導電率の非常に低い材料で作られているので、導電性インサート４３が、トレッド及びその下に位置する層をこれらの周囲全体に沿って半径方向に横切って延びている。クラウン補強異形要素７が、クラウン補強プライの軸方向端部のところに設けられており、これらの目的は、これらプライの軸方向端部を支持（７１）し、又は連結解除（７２）することにある。異形要素９が、ビード領域の充填を行なっている。ビード保護ゴム５は、ビード領域とホイールリムとの接触状態を確立している。

点線が、クラウン帯域Ｓ、ビード領域Ｂ及びサイドウォール帯域Ｆをそれぞれ包囲している。
この例では、ビード保護ゴム５及びインサート４３を作るのに必要な配合ゴムだけが、導電性である。かくして電荷は、クラウン帯域Ｓとビード領域Ｂとの間を自由には流れることはできない。

クラウン帯域とビード領域との間の電荷の導通を確保するため、導電性ストリップ８は、その端部のうち一方がビード補強ゴム５と接触状態にあり、その他方の端部が、トレッドの半径方向内面に当たり、タイヤの回転軸線に半径方向最も近いところに位置するトレッドの部分に相当するインサート４３の部分と接触状態にあるような仕方で、サイドウォール保護ゴムとカーカス補強材との間に配置されている。

幅及び厚さの小さな導電性ストリップ８は、導電性配合ゴムで作られている。ストリップの幅は、数ミリメートルから最高２又は３センチメートルまでの範囲にあるのがよく、この幅は、上述のストリップを製造して用いる仕方に合わせられている。これは、これよりも小さな又は大きな幅を有するストリップの製造を排除するものではない。これと同様に、非限定的な例として、厚さは、１／１０ミリメートル又は１／２０ミリメートルから１又は２ミリメートルまでの範囲にあるのがよい。この場合も又、限度は、製造方法及び意図した使用で決まる。

図２に示す実施形態は、サイドウォール保護ストリップの下に配置された第１の導電性ストリップ８１を有し、その端部のうち一方は、ビード保護ゴム５の内面と接触状態にある。第２の導電性ストリップ８２が、その端部のうち一方が、トレッド４，４１，４２の半径方向内面のところで終端するインサート４３と接触状態にあるような仕方でトレッドの下の配置されている。導電性ストリップ８１，８２の２つの自由端部は、カーカスを全体として円筒形の形状からドーナツ形の形状に成形した後、カーカスへのクラウンの組付け中、互いに接触状態に置かれる。

図３に示す実施形態は、第１の導電性ストリップ８１をカーカス補強プライ上に布設し、端部のうち一方がトレッド４の半径方向内面に当たるインサート４３の部分と接触状態にある導電性ストリップ８２をクラウン補強材の周りに上に曲げてその端部が先にカーカス補強プライ１上に布設された導電性ストリップ８１の端部と接触するようにすることにより作られる。

サイドウォール６の端部をトレッド４の側方ウイングの下に位置決めすると、端部のうち一方がビード補強ゴム５と接触状態にある導電性ストリップ８１をサイドウォール保護ゴムの半径方向外端部周りに上に曲げてストリップ８１の端部がトレッドの下に位置決めされた導電性ストリップ８２の端部と接触し、図４に示すように導電性ストリップ８２の他方の端部がトレッドの半径方向内面に当たるインサート４３の部分と接触状態あるようにするのがよい。

これらの全ての実施形態において、クラウンと異形カーカスを、導電性ストリップ８１，８２の端部を接触状態に置くことができるほど十分な円周方向の精度で組み立てることが必要である。

トレッド４及びクラウン補強材３を作るために用いられる配合ゴムが導電性である場合、導電性ストリップの端部が図５に示すようにクラウン補強材３の半径方向内部と接触状態にあれば十分である。すると、電荷は、クラウン補強材の半径方向内部と接触状態にある導電性ストリップ８の端部から直接クラウン補強材３及びトレッド４を通って流れる。

図６に示す類似の形態は、トレッド４が非常に低い導電率の配合ゴムから成るが、このトレッド４が導電性配合ゴムで作られた円周方向インサート４３を有し、このインサートが、このトレッド４の厚さ全体にわたり半径方向に配置され、クラウン補強材３の半径方向外部と接触すれば十分である。すると、電荷は、クラウン補強材３及びインサート４３を通って流れる。

図７に示す最後の形態は、トレッド４１及びクラウン補強材３が導電率の非常に低い配合ゴムで作られ、下に位置する層４２が導電性配合ゴムで作られているタイヤの場合を示している。この場合、トレッドは、電荷が地面と下に位置する層４２との間で流れることができるようにするインサート４３を有する。

これら条件下において、電荷の流れを可能にするためには、導電性ストリップ８１が、一端部において下に位置する層４２と接触し、その他端部においてビード保護ゴム５の内面と接触状態にあれば十分である。
この最後の解決策の具体化例は、クラウンブロックを異形カーカスに対して円周方向に差し向ける場合に特別な予防措置を講じる必要がないので特に有利である。加うるに、下に位置する層４２は、所望の導電特性を全て備えた状態で厚さがほんの数十分の１ミリメートルの簡単な連結ゴムから成ることが可能である。

導電性ストリップ８，８１，８２がタイヤの一方の側部又は他方の側部、或いは両方の側部に位置決めされているかどうかは大した問題ではない。
これと同様に、所望の経路に導電性配合ゴムで作られたゴム溶液を吹き付けることにより上述した導電経路に類似すると共に導電性ストリップの位置決めと同等の導電性経路を構成することは、問題なく可能である。この薄い溶液層は、厚さの小さな導電性ストリップと同一の導電特性を有し、例えばスプレー又はブラシを用いて定位置に被着させることができる。

上述した実施形態の目的は、本発明を実施する特定の方法及び最も一般的な種々のタイヤ製造方法において可能な改造例を示すことにある。かくして、本発明の発明思想から逸脱しないで、当業者であれば、より特定の具体化に適した改造例を見出すことに困難さはない。
かくして、本発明の範囲内に属する限り、図６に示すような導電率の非常に低い自立型要素から成る非空気圧タイヤを、導電性材料で作られたストリップ８をタイヤ４を支持しているクラウンＳの部分と、導電性であってタイヤをホイールに固定する手段５が設けられたビード領域の間に配置することにより導電性にすることができる。

ビード保護ゴム及びインサートに用いられる配合ゴムだけが導電性であるタイヤの半径方向半断面図である。 図１のタイヤとほぼ同じであるが、導電性ストリップの第１の変形実施形態を有するタイヤの半径方向半断面図である。 図１のタイヤとほぼ同じであるが、導電性ストリップの第２の変形実施形態を有するタイヤの半径方向半断面図である。 図１のタイヤとほぼ同じであるが、導電性ストリップの第３の変形実施形態を有するタイヤの半径方向半断面図である。 クラウン補強材及びトレッドが導電性配合ゴムを用いて作られたタイヤの半径方向半断面図である。 クラウン補強材が導電性配合ゴムを用いて作られ、トレッドが非常に低い導電率の配合ゴムを用いて作られたタイヤの半径方向半断面図である。 クラウン補強材が非常に低い導電率の配合ゴムを用いて作られ、その下に位置する層が導電性配合ゴムで作られたタイヤの半径方向半断面図である。 電気を通さない自立型要素を含む状態で作られた非空気圧タイヤの半径方向断面図である。

符号の説明

１ カーカスプライ
２ ビード補強リング
３ クラウン補強材
４ トレッド
５ ビード保護ゴム
６ ゴム
７ クラウン補強異形要素
８ 導電性ストリップ
３１〜３４ クラウン補強プライ
４１ 摩耗層
４２ 摩耗層の下に位置する層
４３ インサート
Ｂ ビード領域
Ｆ サイドウォール帯域
Ｓ クラウン帯域

Claims (10)

1. ホイールに取り付けられて荷重を支持するようになったタイヤであって、
   −クラウン帯域（Ｓ）を有し、該クラウン帯域は、地面に接触するようになった外面及び前記クラウン帯域の内部を備え、
   −前記ホイールと前記タイヤの接触状態を確保するよう設計されたビード領域（Ｂ）を有し、前記ホイールと接触状態にある前記ビード領域の構成要素（５）は、導電性であり、
   −前記クラウン帯域（Ｓ）と前記ビード領域（Ｂ）を連結するよう設計されたサイドウォール帯域（Ｆ）を有するタイヤにおいて、
   −前記サイドウォール帯域（Ｆ）の構成要素は、導電率の非常に低い材料で作られ、
   −前記タイヤは、導電性材料で作られていて厚さ及び幅の小さな少なくとも１つの導電性ストリップ（８）を有し、該導電性ストリップは、前記導電性ストリップが接触している前記クラウン帯域（Ｓ）の前記内部から、前記導電性ストリップが前記ホイールと接触状態にあるよう設計された前記構成要素（５）と接触状態にある前記ビード領域（Ｂ）まで延びる経路に沿って半径方向に配置されていることを特徴とするタイヤ。
2. 前記クラウン帯域（Ｓ）は、少なくとも１つのクラウン補強プライから成る円周方向クラウン補強材（３，３１，３２，３３，３４）と、前記クラウン補強材の周りに円周方向に配置されたトレッド（４，４１，４２）とを有し、前記トレッドの外面は、前記地面と接触状態にあり、前記クラウン帯域は、両端部が前記ビード領域（Ｂ）に繋留されたカーカス補強プライ（１）に取り付けられ、前記ビード領域は、前記ホイールとの接触状態を確保するよう設計されていて、導電性材料で作られたビード保護ゴム（５）を有し、それにより空気圧タイヤが成形されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
3. 前記トレッド（４，４１，４２）は、導電性であり、前記クラウン補強材（３，３１，３２，３３，３４）を構成する要素は、非常に低い導電率を有し、前記導電性ストリップ（８）は、前記トレッドの前記半径方向内面と接触状態にあることを特徴とする請求項２記載の空気圧タイヤ。
4. 前記トレッド（４，４１，４２）は、電気を通さず、前記トレッドは、導電性配合ゴムで作られていて、前記トレッド（４）の厚さ全体にわたり半径方向に延びるインサート（４３）を有し、前記クラウン補強材（３，３１，３２，３３，３４）を構成する前記要素は、非常に低い導電率を有し、前記導電性ストリップ（８）は、前記トレッド（４，４１，４２）の前記半径方向内面に当たる前記インサート（４３）の部分と接触状態にあることを特徴とする請求項２記載の空気圧タイヤ。
5. 前記導電性ストリップ（８）は、第１のストリップ（８１）及び第２のストリップ（８２）を有し、前記ストリップは各々、互いに接触状態にある一端部を有し、前記第１のストリップ（８１）の他端部は、前記ビード保護ゴム（５）の前記内面と接触状態にあり、前記第２のストリップ（８２）の他端部は、前記トレッド（４，４１，４２）の前記半径方向内面と接触状態にあることを特徴とする請求項３記載の空気圧タイヤ。
6. 前記導電性ストリップ（８）は、第１のストリップ（８１）及び第２のストリップ（８２）を有し、前記ストリップは各々、互いに接触状態にある一端部を有し、前記第１のストリップ（８１）の他端部は、前記ビード保護ゴム（５）の前記内面と接触状態にあり、前記第２のストリップ（８２）の他端部は、前記トレッド（４，４１，４２）の前記半径方向内面に当たる前記インサート（４３）の部分と接触状態にあることを特徴とする請求項４記載の空気圧タイヤ。
7. 前記トレッド（４，４１，４２）は、電気を前記外面から前記内面に導通させることができる手段を有し、前記クラウン補強材（３，３１，３２，３３，３４）を構成する前記要素は、導電性であって前記手段と接触状態にあり、前記導電性ストリップ（８）は、前記クラウン補強材の前記半径方向内部と接触状態にあることを特徴とする請求項２記載の空気圧タイヤ。
8. 前記トレッド（４，４１，４２）は、電気を通さず、前記トレッドは、電気を前記外面から前記内面に導通させることができる手段（４３）を有し、前記トレッドは、その内面上に配置されていて、導電性配合ゴムから成る下に位置する層（４２）を有し、前記下に位置する層は、前記手段（４３）と接触状態にあり、前記クラウン補強材（３，３１，３２，３３，３４）を構成する前記要素は、非常に低い導電率を有し、前記導電性ストリップ（８）は、一端部が前記下に位置する層（４２）と接触状態にあることを特徴とする請求項２記載の空気圧タイヤ。
9. 前記導電性ストリップは、所望の経路に沿って吹き付けられたゴム溶液で作られていることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一に記載の空気圧タイヤ。
10. 前記タイヤは、１つ以上の可撓性自立型要素（９）によって支持された円周方向トレッド（４）を有し、前記自立型要素は、非常に低い導電率を有していて前記トレッドの内部に設けられ、前記要素は、非空気圧タイヤを形成するような手段（５）によってホイールに連結されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。

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