JP4977144B2 - 空気入りタイヤの装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの装着方法に関し、車両に帯電した静電気を路面に確実に放電させることができる空気入りタイヤの装着方法に関する。

転がり抵抗及び湿潤路面での走行性能（ウェット性能）を改善すべくトレッドのゴム組成物に補強剤としてシリカを配合する技術が公知となっている。ところで、車両に帯電された静電気は、従来のカーボンブラック配合を用いたタイヤではリムからビード部、サイドウォール部を経てトレッド部に到り路面に放電されるが、シリカ配合技術に伴いトレッドゴムの導電性が悪化し静電気が路面に流れることができず、マンホールの上などをタイヤが通過する際に車両に帯電された静電気が放電現象を起こすことで、ラジオノイズや電子回路部品への悪影響、ショートの発生などが問題となっている。

従来、かかる問題を解決するために、トレッド構造の一部にカーボンブラックを配合した導電部材を設け、タイヤの導電性を確保しようとする技術が提案されている。例えば、下記特許文献１及び２は、タイヤトレッドの一部にトレッド表面から底面に至るまで導電性ストリップを設け、この導電性ストリップを通じて放電していく技術である。特許文献３は、カーボンブラックを含む導電性薄膜をトレッド及びサイドウォールの外表面に敷設し、この導電層を通じて放電する技術である。また、特許文献４は、シリカ配合のトレッドの両側に良導電性のトレッドウィングを配置し、当該トレッドウィングからトレッド表面を覆う良導電性の外側トップトレッドキャップ層を前記トレッドウィングと共に押出一体成形してトレッド部材を構成し、このトレッド部材を用いてタイヤ成形するというもので、放電はこの外側トップトレッドキャップ層の外皮を通じて行われる技術である。
特開平８−３４２０４号公報 特開２００６−１４３２０８号公報 特開平８−２３０４０７号公報 特開平９−３０２１２号公報

しかし、特許文献１、２の技術は、トレッドストリップの表面から底面に至るまで導電性ストリップを別途設ける必要から、部品点数が増加し、また特殊な製造工法を要するものとなる。しかも導電性ストリップの配置容積が大きくなるためシリカ配合のトレッドの接地面積が減少して転がり抵抗やウェット性能の改善効果が低下する問題があった。

特許文献３の技術も、シリカ配合によるトレッドの転がり抵抗及びウェット性能の改善効果は上記カーボンブラックを含む導電性薄膜を敷設することよって低下し、本来の効果を充分発揮し難くなる。また、カーボンブラックを含む導電性薄膜をトレッド及びサイドウォールの外表面に敷設する工程を別途必要としている。

特許文献４の技術は、導電性の外側トップトレッドキャップ層をトレッドの外皮としてトレッド表面を覆う構造であることから、シリカ配合によるトレッドの転がり抵抗及びウェット性能の改善効果は上記導電性の外側トップトレッドキャップ層によって低下し、また、トレッドの外皮として導電性の外側トップトレッドキャップ層をトレッドの外表面に別部材として押出成形により別途作製しなければならないことから、部品点数が増加し、また製造し易い構造であるとはいい難い。

このように、上記従来技術によるタイヤは、いずれもシリカ配合によるトレッドの転がり抵抗及びウェット性能の改善効果を充分確保しながら導電性を確保し、かつ簡易に製造できるものではなかった。

本発明の課題は、シリカ配合等によるタイヤの転がり抵抗やウェット性能の改善効果を得ながら、特殊なタイヤ製造工法を必要とせず、車両に帯電される静電気を確実に路面に放電させることができる空気入りタイヤの装着方法を提供することにある。

本発明者は、上記の問題について鋭意検討を重ねた結果、上記のような特殊なタイヤ製造工法による導電性タイヤを必要とせず、既存の一般的工法による非導電性タイヤを使用しながら車両の静電気を確実に路面に放電させることができる空気入りタイヤの装着方法を見出し本発明に到達した。

本発明は、複数の空気入りタイヤを車両に装着する空気入りタイヤの装着方法において、１本のタイヤが該タイヤのリム接触部からトレッド接地部にかけて連続的に導電性ゴムを使用した電気抵抗が１０^９Ω未満の導電性タイヤであり、残りのタイヤが非導電性ゴムを少なくともトレッド接地部に使用した電気抵抗が１０^９Ω以上の非導電性タイヤであることを特徴とする空気入りタイヤの装着方法である。

本発明において、前記導電性タイヤが、軸重の最も大きい車軸に装着されることが効果的である。

本発明の空気入りタイヤの装着方法によれば、車両装着タイヤの内の１本の導電性タイヤから車両の静電気を確実に放電することができるので、残りの装着タイヤは既存の一般的工法による非導電性タイヤを使用することで、非導電性タイヤの転がり抵抗やウェット性能などの特長を活かすことができる。従って、従来技術に記載されている特殊工法による導電性タイヤが不要となるので、既存の製造工程により製造されるタイヤにより上記問題を解決し、かつ特殊工法による上記タイヤ性能の欠点も解消することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの装着方法を示す模式図である。

図に示す車両Ａは、ＦＦ方式の排気量１６００ｃｃクラスの国産乗用車であり、装着タイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５ ８８Ｓ、使用リムはスチール製の標準リム１５×６ＪＪである。

車両Ａに装着されたタイヤは、図に示す通り、フロントの左軸（ＦＬ）とリアの両軸（ＲＲ、ＲＬ）の３軸には同一のタイヤＴ１が装着され、フロントの右軸（ＦＲ）にはタイヤＴ１とは別仕様のタイヤＴ２が装着されている。タイヤＴ１とＴ２は、タイヤのトレッド接地部に適用されるゴム組成物のみが異なるもので、タイヤ内部構造、タイヤコードなどの補強材料、トレッドパターン、トレッド以外の各部位に使用されるゴム材料は同一である。

上記タイヤＴ１及びＴ２は、共に一般的な内部構造を有するラジアルタイヤである。タイヤＴ１、Ｔ２は図２のタイヤ半断面図に示すように、一対のビード部４に夫々埋設されたビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたポリエステル、レーヨンなどの有機繊維コードを用いた１枚のカーカスプライからなるカーカス６と、該カーカス６のクラウン部外周に位置するキャップゴム２１とベースゴム２２からなるキャップ／ベース構造のトレッド部２と、該カーカス６のサイド部に位置するサイドウォール部３と、前記トレッド部２の内側でカーカス６との間に配されたスチールコードを用いた２枚のベルトプライからなるベルト７と、該ベルト７の外周にタイヤ周方向にらせん状に巻回されたナイロンコードからなるキャッププライ８を備え、タイヤ内面には空気圧を保持するインナーライナー１０が配されている。

上記タイヤＴ１は、転がり抵抗やウェット性能を改善する目的で、トレッド部２のキャップゴム２１には、転がり抵抗やウェット性能の改善に寄与するゴム組成物が使用されている。

このようなゴム組成物としては、主要な補強剤として従来のカーボンブラックに代えて、沈降シリカや無水ケイ酸、合成ケイ酸塩などのシリカ類、焼成クレーやハードクレーなどのクレー類、炭酸カルシウムなどの非カーボンブラック系の非導電性補強剤を配合したゴム組成物が使用されている。中でも、上記従来技術において述べたシリカが転がり抵抗やウェット性能の改善効果が大きいことからカーボンブラックに代わる主要な補強剤として使用されることが多い。

この非カーボンブラック系補強剤配合のゴム組成物は、転がり抵抗やウェット性能の改善するためには、例えばシリカ配合の場合は、通常ゴム成分１００重量部に対してシリカを３０〜１００重量部、好ましくは４０〜８０重量部配合される。

例えば、上記のシリカとしては、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が１００〜２５０ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のシリカが補強効果と加工性の点から好ましく、東ソーシリカ工業（株）製のニプシールＡＱ、ＶＮ３、デグサ社製のウルトラジルＶＮ３などの市販品が挙げられる。

導電特性を有するカーボンブラックに代えて非導電性の非カーボンブラック系補強剤を配合した上記シリカ配合のようなゴム組成物は、ゴム組成物の電気抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ以上となり非導電性を示すようになる。この非導電性ゴムをトレッド部２のキャップゴム２１に使用すると、トレッド接地部が非導電性となるためタイヤＴ１としては電気抵抗が１０^９Ω以上の非導電性タイヤとなる。

従って、タイヤＴ１は転がり抵抗やウェット性能を改善することができるが、トレッド接地部が非導電性となり、車両に帯電された静電気をリムからビード部４及びサイドウォール部３のゴム材料を通じてトレッド部２から路面に放電することができなくなって、このタイヤＴ１を車両Ａの４輪に装着すると上記ラジオノイズや電子回路部品に悪影響することになる。

また、タイヤの転がり抵抗やウェット性能をさらに向上するために、トレッド部２だけでなくサイドウォール部３やビード部４などのタイヤ各部位にも非導電性ゴムが使用されるようになり、タイヤはますます非導電化される傾向にある。

そこで、本発明においては、ＦＲに装着されるタイヤＴ２を、電気抵抗が１０^９Ω未満の導電性タイヤとすることで、車両に帯電した静電気をタイヤＴ２を通して路面に放電するものである。

このタイヤＴ２は、タイヤを構成する各部位の内で、少なくとも静電気の通電経路となるリムと接触するビード部４と、ビード部４に続くサイドウォール部３及びキャップゴム２１の少なくとも接地端部に電気抵抗率１０^８Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムが連続的に使用される。

上記通電経路の形態は特に限定されることはない。例えば、タイヤＴ２の全体に導電性ゴムを適用してもよい。また、リボン状の導電性ストリップゴムをビード部４のリム接触部からサイドウォール部３を経てトレッド部２の接地部まで連続的に配置するものでもよく、静電気の通電経路が確保できる手段であれば何ら制限されない。

これにより、タイヤＴ２を通して車両に帯電した静電気を路面に放電することができるので、ラジオノイズや電子回路部品への悪影響などの問題を解消することができる。

このタイヤＴ２に使用される導電性ゴムは、主要な補強剤として従来のカーボンブラックを配合したゴム組成物が使用でき、他の導電性材料を配合したゴム組成物でもよく、ゴム組成物の電気抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ未満であればよい。より好ましくは電気抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。

すなわち、タイヤＴ２としては、従来からの一般的なカーボンブラック配合のゴム組成物を用いたタイヤを使用することができる。カーボンブラックのグレードとしては、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦなど各種のものが使用できる。

従って、本実施形態は、車両に帯電された静電気を、車両に装着される４本のタイヤの中で１本の電気抵抗が１０^９Ω未満の導電性タイヤＴ２を通じて路面に放電するものであり、さらにタイヤの導電性を確実にするために、タイヤＴ２の電気抵抗は１０^８Ω未満であることがより好ましい。

ここで、車両Ａの４軸中の２軸に導電性タイヤＴ２を装着すると、タイヤＴ１がもたらす転がり抵抗やウェット性能の改善効果が減少することなり、また放電効果もタイヤＴ２の１本で十分の効果を発揮することができる。

上記タイヤＴ１及びＴ２の各部位に用いられるゴム組成物は、ゴム成分としては従来から空気入りタイヤに用いられてきた、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などのジエン系ゴムが、それらの単独あるいはブレンドで使用される。また、ゴム用配合剤としてオイル、ワックスなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、樹脂類、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤などが適宜配合される。また、シリカ配合には、シランカップリング剤を併用することができる。

また、本発明においては、導電性タイヤＴ２の装着位置は、特に限定されないが、車両の軸重の最も重い車軸に装着されることが好ましい。これは、軸重の大きい車軸では、タイヤにかかる負荷が大きくなりトレッド部の接地面積が大になることから放電効果を高めることができるからである。

本発明の空気入りタイヤの装着方法は、上記乗用車などの４輪車の他に、オートバイなどの２輪車、さらに３輪車や５輪以上のバスやトラック、トレーラー、産業用車両など、複数の空気入りタイヤを装着する車両に適用することができる。

なお、ゴム組成物の電気抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて測定される。測定条件は、印加電圧１０００Ｖ、気温２５℃、湿度５０％である。

また、タイヤの電気抵抗は、タイヤ１を、標準リムＲに空気圧２００ｋＰａでリム組した状態で、時速１００Ｋｍで３時間の実車ならし走行をした後、ドイツのＷＤＫ、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」に基づき測定した。すなわち、図３に示すように、台板３０に対して絶縁状態で設置した銅板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の中央部と銅板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を用いて測定した。測定時の気温２５℃、湿度は５０％である。

以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

シリカ配合（配合１）及びカーボンブラック配合（配合２）の２種類のキャップトレッドゴムを下記表１の配合処方にて、容量２００リットルのバンバリーミキサーを用いて常法により混練して作製し、電気抵抗率を上記ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて測定した。

キャップゴム２１のみを配合１と配合２に変更した図２に示す構造の２種類のラジアルタイヤ（１９５／６５Ｒ１５ ８８Ｓ）を製造した。なお、キャップゴム以外のタイヤ各部位には全てカーボンブラック配合による下記ゴム組成物を共通に使用した。

また、カーカス６は１６７０ｄｔｅｘ／２のポリエステルコード、打ち込み密度２２本／２５ｍｍを１プライ、ベルト７は２＋２×０．２５のスチールコード、打ち込み密度１８本／２５ｍｍの２プライ（交差角度４５°）、キャッププライ８は９４０ｄｔｅｘ／２のナイロン６６コード、打ち込み密度２８本／２５ｍｍの１枚構造を共通に使用した。

ベーストレッドゴム、サイドウォールゴム及びビード部ゴムの配合内容、電気抵抗率は以下の通りである。

・ベーストレッドゴム：ＮＲ（ＲＳＳ＃３）８０重量部／ＳＢＲ（ＪＳＲ（株）１５０２）２０重量部、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン（株）シーストＳＯ）４５重量部、アロマオイル（ジャパンエナジー（株）Ｘ−１４０）５重量部、亜鉛華（三井金属鉱業（株）亜鉛華１号）３重量部、ステアリン酸（花王（株）ルナックＳ−２０）２重量部、老化防止剤６Ｃ（大内新興化学（株）ノクラック６Ｃ）１．５重量部、硫黄（細井化学（株）粉末硫黄）２重量部、加硫促進剤ＣＺ（大内新興化学（株）ノクセラーＣＺ）１．５重量部・・・電気抵抗率＝５×１０^７Ω・ｃｍ
・サイドウォールゴム：ＮＲ（ＲＳＳ＃３）４０重量部／ＢＲ（宇部興産（株）ＢＲ１５０Ｂ）６０重量部、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン（株）シーストＳＯ）５０重量部、アロマオイル（ジャパンエナジー（株）Ｘ−１４０）１０重量部、パラフィンワックス（日本精蝋（株）ＯＺＯＡＣＥ−０３５５）１重量部、亜鉛華（三井金属鉱業（株）亜鉛華１号）３重量部、ステアリン酸（花王（株）ルナックＳ−２０）２重量部、老化防止剤６Ｃ（大内新興化学（株）ノクラック６Ｃ）２重量部、硫黄（細井化学（株）粉末硫黄）２重量部、加硫促進剤ＮＳ（大内新興化学（株）ノクセラーＮＳ−Ｐ）１．５重量部・・・電気抵抗率＝７×１０^７Ω・ｃｍ
・ビード部ゴム：ＮＲ（ＲＳＳ＃３）１００重量部、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン（株）シーストＳＯ）７０重量部、アロマオイル（ジャパンエナジー（株）Ｘ−１４０）３重量部、亜鉛華（三井金属鉱業（株）亜鉛華１号）３重量部、ステアリン酸（花王（株）ルナックＳ−２０）２重量部、老化防止剤６Ｃ（大内新興化学（株）ノクラック６Ｃ）２重量部、硫黄（細井化学（株）粉末硫黄）２重量部、加硫促進剤ＮＳ（大内新興化学（株）ノクセラーＮＳ−Ｐ）１．５重量部・・・電気抵抗率＝７×１０^６Ω・ｃｍ

表１の配合１をキャップゴムに用いたタイヤＴ１の電気抵抗は５×１０^１０Ω（非導電性タイヤ）であり、配合２をキャップゴムに用いたタイヤＴ２の電気抵抗は２×１０^６Ω（導電性タイヤ）であった。タイヤの電気抵抗の測定は上記図３に示す方法によった。

タイヤＴ１、Ｔ２を１５×１６ＪＪのスチール製リムに組み込んだ後、空気圧を２００ｋＰａに調整し、図１に示すように１６００ｃｃのＦＦ式国産乗用車に装着し、燃費とノイズの発生を試験した。実施例はタイヤＴ２を軸重の最も重いＦＲに、残りの３軸にタイヤＴ１を装着した。比較例１、２は４軸とも同一タイヤＴ１、Ｔ２を装着した。比較例３は前軸にタイヤＴ２を２本、後軸にタイヤＴ１を２本それぞれ装着した。

燃費は同量のガソリンを積載して、速度一定で走行した時の１リットル当たりの走行距離を計測した。比較例１を１００とした指数で表２に示す。数値が大ほど燃費がよいことを示す。

ノイズは、一般路を走行中に路面に設置された金属製設置物（マンホール等）の上を通過する際にラジオノイズ、カーテレビの受信障害などノイズの発生の有無を調査した。

本発明の空気入りタイヤの装着方法は、乗用車などの４輪車の他に、オートバイなどの２輪車、３輪車、５輪以上のバスやトラック、トレーラーなど複数の空気入りタイヤを装着する車両に適用することができる。

実施形態の空気入りタイヤの装着方法を示す模式図である。 空気入りタイヤの半断面図である。 タイヤの電気抵抗の測定方法を示す概略図である。

Ａ……車両
ＦＲ……フロント右軸
Ｔ１……非導電性タイヤ
Ｔ２……導電性タイヤ

Claims (2)

1. 複数の空気入りタイヤを車両に装着する空気入りタイヤの装着方法において、
   １本のタイヤが該タイヤのリム接触部からトレッド接地部にかけて連続的に導電性ゴムを使用した電気抵抗が１０^９Ω未満の導電性タイヤであり、残りのタイヤが非導電性ゴムを少なくともトレッド接地部に使用した電気抵抗が１０^９Ω以上の非導電性タイヤである
   ことを特徴とする空気入りタイヤの装着方法。
2. 前記導電性タイヤが、軸重の最も大きい車軸に装着される
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの装着方法。

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