JP4547136B2

JP4547136B2 - タイヤおよびタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP4547136B2
Application number: JP2003197888A
Authority: JP
Inventors: 裕一郎小川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: CN100475571C; DE602004028829D1; US20060174986A1; EP1645442A1; JP2005035337A; ATE478774T1; WO2005007424A1; US7766060B2; EP1645442A4; CN1835852A; EP1645442B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの転がり抵抗を小さくしてなお、車両に発生する静電気を路面へ十分に放電させることができるタイヤ、およびこのタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの転がり抵抗の低減のため、トレッドゴムに多量に配合されるカーボンブラックの大部分を、低ヒステリシスロス特性を有するシリカに置き換えることが積極的に行われる傾向にあるが、このシリカが多量に配合されたトレッドゴムは、その電気抵抗値が高くなり、その結果、車両に発生する静電気がタイヤを経由して路面に放電されにくいという問題がある。
【０００３】
そこで、トレッドゴムの放電性を確保することを目的に、低導電性のトレッドゴムと、このトレッドゴムの幅方向中間部分に配設され、ベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する導電帯とからなる少なくとも一層のトレッド層でトレッドを構成したタイヤが提案されている。
第一の提案は、トレッド層を構成する、トレッドゴムおよび導電帯のいずれもが、一体構造の環状ゴム部材よりなるタイヤであり（例えば、特許文献１参照。）、第二の提案は、トレッド層を構成する、トレッドゴムおよび導電帯のいずれもが、複数周、巻回されたゴムリボンよりなるものである（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
しかしながら、これらの提案は、それぞれ、つぎのような問題点を有している。まず、第一の提案に関しては、トレッドゴムは、必然的にその製品形状に対応する口金から押し出された長尺のゴムをタイヤ素材の周上に一周巻回して形成されることになるが、このようにして形成されたトレッドゴムは周上の一カ所につなぎ目を有するものとなり、タイヤユニフォーミティを悪化させる原因となる。また、このようにしてトレッドゴムを形成する方法は、大型の押出機を必要とするうえに、一旦セットした口金は容易に取り替えることができず、少ない中間在庫で多サイズのタイヤを混合して生産する効率的なシステムには用いることができないという欠点をもっている。
【０００５】
第二の提案の問題は次の通りである。導電帯は、当然ながらトレッド本来の機能に向けて最適化されたトレッドゴムとは材料が異なり、したがって導電性を担持するに十分なタイヤ幅方向の厚さを確保しさえすれば、薄い方が好ましいが、第二の提案の導電帯は、連続した未加硫の導電性ゴムリボンを巻回して積層した構造なので、本来必要な厚さより大幅に厚いものなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、トレッド層の上面および下面の少なくとも一方は、半径方向内外に隣接する他のタイヤ構成層との隣接面となるので、前記導電帯は全周にわたってこの隣接面に表出し、かつ、隣接するタイヤ構成層の導電部分と確実に接触を保つ必要があるが、これら、第一、第二の提案のいずれにおいても、導電帯は隣接面には狭幅の線として表出するだけであり、この場合、製造上のバラツキで、隣接面に表出しない部分があったり、上記構造のトレッド層が二層、積層される場合、導電帯表出部分相互の幅方向位置が合致しなかったりして、層間の導電性を確保することが難しく、これを防止するため製造上のバラツキを抑えようとすると、高精度の製造設備が必要になる等、大幅なコストアップとなってしまうという問題もある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１５１９０７
【特許文献２】
特開２００２−９６４０２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、トレッドゴムと、その幅方向中間部分に配設された導電帯とよりなるトレッド層を具えたタイヤにおいて、タイヤユニフォーミティを向上させ、多品種混合生産システムにて生産可能であり、しかも、導電帯の幅方向厚さを最小限に抑制することができ、一方、ベルトからトレッド踏面までの導電経路を、低コストで確実に形成することのできるタイヤおよびこのタイヤの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【００１０】
請求項１に記載のタイヤは、いずれも低導電性ゴムからなる第一トレッドゴム部分および第二トレッドゴム部分から構成されるトレッドゴムと、該トレッドゴムの幅方向中間部分で、第一トレッドゴム部分と第二トレッドゴム部分との間に配設され、ベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する一本の導電帯とからなる少なくとも二層のトレッド層を具えたタイヤにおいて、
前記トレッドゴムの、前記導電帯によって区切られた第一トレッドゴム部分と第二トレッドゴム部分とのそれぞれは、複数周巻回された低導電性の連続ゴムリボンよりなり、前記導電帯は、高導電性の薄片環状ゴムシートの一層よりなり、
前記トレッドゴムの一部をなす第一トレッドゴム部分の、該導電帯と接する側の側面を、タイヤ赤道面に対して傾斜させて、半径方向外側に向く傾斜面とし、
前記導電帯は、第一トレッドゴム部分の、導電帯と接する側の側面に沿って、第一トレッドゴム部分の頂面の一部分から、前記導電帯で区切られる他方の側の第二トレッドゴム部分の底面の一部分に至るまでの幅方向領域に延在し、該導電帯が、第一トレッドゴム部分の前記頂面および、第二トレッドゴム部分の前記底面のそれぞれに沿う部分を有し、
少なくとも二層の前記トレッド層を、半径方向内外に隣接させて配設し、これらのトレッド層の導電帯同士を、全周にわたって互いに接触させてなるものである。
【００１１】
本発明に係るこのタイヤによれば、トレッドゴムの、前記導電帯によって区切られた第一トレッドゴム部分と第二トレッドゴム部分とのそれぞれは、複数周、巻回された低導電性の連続ゴムリボンにより構成されるので、トレッドゴム全幅にわたって延在するつなぎ目がなく、ユニフォーミティを向上させることができ、また、同一のリボンを用いてその巻き付け配置を制御するだけで、種々の断面形状のトレッドゴムを形成することができ、多サイズ混合生産システムでの生産が可能となる。このタイヤによれば、さらに、前記導電帯は、高導電性の薄片環状ゴムシートの一層により構成されるので、この厚さを導電帯として機能するに足る最低限のものとすることにより、トレッドゴム本来の機能への悪影響を最小に抑制することができる。
【００１２】
また、前記導電帯を、第一トレッドゴム部分の頂面から、第二トレッドゴム部分の底面に至るまでの幅方向領域に延在させるとともに、該導電帯が、第一トレッドゴム部分の前記頂面および、第二トレッドゴム部分の前記底面のそれぞれに沿う部分を有するものとしたので、製造バラツキにより、例えば導電帯のタイヤ幅方向位置が少し変動したとしても、隣接するタイヤ構成層の導電部分との電気的接触を確実なものとすることができ、ベルトからトレッド踏面までの導電経路を確保することのできるタイヤを安価に提供することができる。
【００１３】
さらに、トレッドゴムの一部をなす、前記導電帯で区切られる一方の側の第一トレッドゴム部分の、該導電帯と接する側の側面を、タイヤ赤道面に対して傾斜させて、半径方向外側に向く傾斜面としたので、未加硫の導電帯を、未加硫導電性薄片ゴムシートを巻回して形成することが容易になる。
【００１４】
しかも、トレッドが二層以上のトレッド層よりなる場合、半径方向内外に隣接するトレッド層の導電帯同士の電気的な確実に保持されていることは重要であるが、このタイヤによれば、半径方向内側のトレッド層の導電帯は、第一トレッドゴム部分の頂面に至る幅方向範囲まで延在し、また、半径方向外側のトレッド層の導電帯は、第二トレッドゴム部分の底面に至る幅方向範囲まで延在するので、これらのトレッド層の導電帯の幅方向位置のバラツキにより変動を許容して、それぞれの導電帯相互の電気的導通を確保することができる。
【００１５】
請求項２に記載のタイヤは、請求項１に記載したところにおいて、前記第一トレッドゴム部分の前記導電帯と接する側の側面は、タイヤ赤道面に対する平均傾斜角を４５〜７５度としてなるものである。
【００１６】
第一トレッドゴム部分の前記側面の、赤道面に対する平均傾斜角が４５度未満の場合、前記未加硫導電性薄片ゴムシートの巻回が難しくなり、また、これを、７５度を超えるものとした場合には、導電帯のタイヤ幅方向延在範囲が広くなり、トレッドゴム本来の性能を阻害する可能性を生じる。
【００１７】
請求項３に記載のタイヤの製造方法は、請求項１もしくは２に記載したタイヤの製造方法であって、連続した低導電性未加硫ゴムリボンを複数回巻き付けて、未加硫の前記トレッドゴムを形成するに当り、未加硫の前記第一トレッドゴム部分を、回転変位されるタイヤ素材の外周上に、連続した低導電性未加硫ゴムリボンを複数回巻き付けて形成し、次いで、未加硫導電帯を、未加硫第一トレッドゴム部分の側面を含む幅方向領域に高導電性未加硫ゴムシートを一周巻き付けて形成し、その後、未加硫第二トレッドゴム部分を、回転変位される未加硫導電帯とタイヤ素材との外周上に、連続した低導電性未加硫ゴムリボンを複数回巻き付けて形成するにある。
【００１８】
このタイヤの製造方法によれば、タイヤ素材の外周上に未加硫の第一トレッドゴム部分を形成したあと、このトレッドゴム部分の、半径方向外側に向く傾斜面とした側面の外周上に、高導電性未加硫ゴムシート巻回するので、容易にこのシートを巻回することができ、また、高導電性未加硫ゴムシートの巻回を、第二トレッドゴム部分の形成前に行うので、高導電性未加硫ゴムシートを、第一トレッドゴム部分頂面から、第一トレッド部分の側面を経由して第二トレッドゴム部分の底面に至るまでの幅方向範囲に延在するよう巻回することができ、その結果、前述の通り、層間の電気的導通を確実なものにすることができる。
【００１９】
請求項４に記載のタイヤの製造方法は、請求項３に記載したところにおいて、前記高導電性未加硫ゴムシートをカレンダーで圧延して形成するにある。
【００２０】
このタイヤの製造方法は、前記高導電性未加硫ゴムシートをカレンダーで圧延して形成するので、これを所定口金から型押出した場合に対比して、極めて薄い厚さの長尺シートを形成することができ、よって、導電帯のタイヤ幅方向厚さを最適なものにすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。図１は、この実施形態のタイヤのトレッド部を示す子午線断面図であり、図２は、図１の“ｄ”部の詳細を示す断面図である。タイヤ１は、ベルト６、ベルト６の外周に配設されたトレッドアンダークッション５、これらの幅方向両側に設けられたサイドウォール７を具え、これらの半径方向外側に、トレッド２を構成するトレッド層として、ベーストレッド層３およびその外側に配設されたキャップトレッド層４とを設ける。ベーストレッド層３は、低導電性の第一トレッドゴム部分３ａ、第二トレッドゴム部分３ｃ、およびこれらトレッドゴムのタイヤ幅方向中間部分に配置された高導電性の導電帯３ｂよりなり、第一、第二のトレッドゴム部分３ａ、３ｃは、複数周、巻回された低導電性の連続ゴムリボン１３よりなり、また、導電帯３ｂは、高導電性の薄片環状ゴムシートよりなる。
【００２２】
同様に、キャップトレッド層４は、低導電性の第一トレッドゴム部分４ａ、第二トレッドゴム部分４ｃ、およびこれらトレッドゴムのタイヤ幅方向中間部分に配置された高導電性の導電帯４ｂよりなり、第一、第二のトレッドゴム部分４ａ、４ｃは、複数周、巻回された低導電性の連続ゴムリボン１４よりなり、また、導電帯４ｂは、高導電性の薄片環状ゴムシートよりなる。
【００２３】
サイドウォール７、ベルト６はいずれも高導電性のゴム材料よりなり、また、ベルト６から、トレッド踏面Ｆに至るまでの間には、導電性のゴム材料よりなるトレッドアンダークッション５、ベーストレッド層の導電帯３ｂ、および、キャップトレッド層４の導電帯４ｂが、タイヤ全周にわたって互いに接触し合って導電経路が形成されているので、タイヤ１を装着するホイールからトレッド踏面Ｆまでの導電経路が確実に形成されており、タイヤがどの回転位置で停車しても、車両の一部に発生した静電気を、車体、タイヤ１を装着する車軸、ホイールを経由して、トレッド踏面Ｆから地面に放出することができる。
【００２４】
ここで、ベーストレッド層３の第一トレッドゴム部分３ａの、導電帯３ｂと接する側の側面１６ａを、タイヤ赤道面Ｑに対して傾斜させて、半径方向外側に向く傾斜面とし、その赤道面Ｑに対する傾斜角度αは４５〜７５度とすることができる。また、導電帯３ｂは、第一トレッドゴム部分３ａの、導電帯３ｂと接する側の側面１６ａに沿って、第一トレッドゴム部分３ａの頂面１８ａの一部分から、第二トレッドゴム部分３ｃの底面１７ａの一部分に至るまでの幅方向領域に延在するとともに、第一トレッドゴム部分３ａの頂面１８ａおよび、第二トレッドゴム部分３ｃの底面１７ａのそれぞれに沿う部分を有する。
同様に、キャップトレッド層４の第一トレッドゴム部分４ａの、導電帯４ｂと接する側の側面１６ｂを、タイヤ赤道面Ｑに対して傾斜させて、半径方向外側に向く傾斜面とし、その赤道面Ｑに対する傾斜角度βは４５〜７５度とすることができる。また、導電帯４ｂは、第一トレッドゴム部分４ａの、導電帯４ｂと接する側の側面１６ｂに沿って、第一トレッドゴム部分４ａの頂面１８ｂの一部分から、第二トレッドゴム部分４ｃの底面１７ｂの一部分に至るまでの幅方向領域に延在するとともに、第一トレッドゴム部分４ａの頂面１８ｂおよび、第二トレッドゴム部分４ｃの底面１７ｂのそれぞれに沿う部分を有する。
このことにより、例えば製造上のバラツキにより、導電帯３ｂ、４ｂの幅方向位置がずれたとしても、これらのトレッド層間、あるいはトレッドクッション５との電気的導通を確実なものとすることができる。
【００２５】
次に、このタイヤを製造する方法について説明する。図１に示すタイヤ１は、未加硫のグリーンタイヤを加硫することによって得ることができるが、グリーンタイヤにおける、未加硫のトレッド層を形成する方法について、図３〜図６に基づいて説明する。図３および図４は、トレッド層の形成方法を、形成の過程にそって説明するグリーンタイヤの略線断面図であり、図５は、未加硫のトレッドゴムを形成する方法を示す説明図、図６は、未加硫の導電帯を形成する方法を示す説明図である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、まず、成型ドラムＢ上に既に貼り付けられた、未加硫の、ビード部材、カーカス部材、インナーライナ部材、ベルト部材、トレッドアンダークッション部材よりなるタイヤ素材２１の周上に、未加硫ベーストレッドゴム層２３を構成する未加硫の第一トレッドゴム部分２３ａを形成する。この未加硫の第一トレッドゴム部分２３ａの形成に当たっては、図５に示すように、成型ドラムＢ上に形成済のタイヤ素材２１を回転させながら、押出機Ｅより押し出された未加硫連続ゴムリボン１５を、貼り付けローラＲでタイヤ素材２１に押しつけながら複数回巻回して形成する。
【００２７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、未加硫第一トレッドゴム部分２３ａの頂面２８ａの一部分、これに連なる、未加硫第一トレッドゴム部分２３ａの側面２６ａ、および、この側面２６ａに連なるタイヤ素材２１の外周面２７ａに至るタイヤ幅方向範囲のタイヤ素材外周上に、未加硫導電帯２３ｂを形成する。未加硫導電帯２３ｂを形成するには、図６に示すように、未加硫第一トレッドゴム部分２３ａおよびタイヤ素材２１よりなるタイヤ素材外周面に、ガイドローラＲ５によって案内されて供給される長尺の薄片高導電性未加硫ゴムシート１６を一周だけ巻回して行うが、このとき、未加硫第一トレッドゴム部分２３ａおよびタイヤ素材２１よりなる外周面は平坦ではなく、未加硫ゴムシート１６をタイヤ素材外周面に隙間なく貼り付けるために、未加硫ゴムシート１６を、頂面２８ａに転動押圧する押圧ローラＲ２、側面２６ａに転動押圧する押圧ローラＲ３、タイヤ素材２１の外周面２７ａに転動押圧する押圧ローラＲ４を用い押圧することが好ましい。
【００２８】
この未加硫導電帯２３ｂの形成後、未加硫連続ゴムリボン１５を複数回巻回して、図３（ｃ）に示すように、未加硫の第二トレッドゴム部分２３ｃを形成する。以上の工程を経て、未加硫のベーストレッド層２３を完成するが、次に、同様にして、未加硫連続ゴムリボン１５を複数回巻回して、図４（ａ）に示すように、キャップトレッド層２４の未加硫第一トレッドゴム部分２４ａを、タイヤ素材２１および未加硫ベーストレッド層２３よりなるタイヤ素材２１Ａの周上に形成し、次に、薄片高導電性未加硫ゴムシート１６を一回だけ巻回して、図４（ｂ）に示すように、未加硫導電帯２４ｂを形成し、最後に未加硫連続ゴムリボン１５を複数回巻回して、図４（ｃ）に示すように、未加硫の第二トレッドゴム部分２４ｃを形成する。このとき、未加硫キャップトレッド層２４の未加硫導電帯２４ｂは、未加硫ベーストレッド層２３の未加硫導電帯２３ｂと全周にわたって接触し電気的導通を確保していることが重要である。
【００２９】
なお、薄片高導電性未加硫ゴムシート１６は、カレンダ等により圧延することにより、薄片を形成することができ、このようにして形成された長尺シートをカレンダーから直接供給しこれをタイヤ素材上に巻回して、未加硫導電帯を形成することもできるが、圧延された長尺シートを一旦巻き取ったあと、これを巻き出して用いることもできる。同様に、未加硫ゴムリボン１５を押出機Ｅから直接タイヤ素材上に導いて巻回する代わりに、押出機Ｅから押し出された未加硫ゴムリボン１５を一旦巻き取ったあと、これを巻き出して用いることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明のタイヤによれば、トレッドゴムは、複数周、巻回された低導電性の連続ゴムリボンよりなり、前記導電帯は、高導電性の薄片環状ゴムシートよりなるものとしたので、タイヤユニフォーミティを向上させ、他品種混合生産システムにて生産可能であり、しかも、導電帯の幅方向厚さを最小限に抑制することができ、また、導電帯を、第一トレッドゴム部分の頂面の一部分から、第二トレッドゴム部分の底面の一部分に至るまでの幅方向領域に延在させて設けたので、ベルトからトレッド踏面までの導電経路を、低コストで確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のタイヤのトレッド部を示す子午線断面図である。
【図２】図１の“ｄ”部の詳細を示す断面図である。
【図３】トレッド層の形成方法を説明する形成途中のグリーンタイヤの略線断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するグリーンタイヤの略線断面図である。
【図５】未加硫のトレッドゴムを形成する方法を示す説明図である。
【図６】未加硫の導電帯を形成する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２トレッド
３ベーストレッド層
３ａ第一トレッドゴム部分
３ｂ導電帯
３ｃ第二トレッドゴム部分
４キャップトレッド層
４ａ第一トレッドゴム部分
４ｂ導電帯
４ｃ第二トレッドゴム部分
５トレッドアンダークッション
６ベルト
７サイドウォール
１３、１４低導電性の連続ゴムリボン
１５未加硫連続ゴムリボン
１６薄片高導電性未加硫ゴムシート
１６ａ、１６ｂ第一トレッドゴム部分の側面
１７ａ、１７ｂ第二トレッドゴム部分の頂面
１８ａ、１８ｂ第一トレッドゴム部分の頂面
２１タイヤ素材
２３未加硫ベーストレッド層
２４未加硫キャップトレッド層
２３ａ、２４ａ未加硫第一トレッドゴム部分
２３ｂ、２４ｂ未加硫導電帯
２３ｃ、２４ｃ未加硫第二トレッドゴム部分
２６ａ未加硫第一トレッドゴム部分の側面
２７ａ未加硫第二トレッドゴム部分の頂面
２８ａ未加硫第一トレッドゴム部分の頂面
Ｂタイヤ成型機
Ｅ押出機
Ｆトレッド踏面
Ｑ赤道面
Ｒ貼り付けローラ
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４押圧ローラ
Ｒ５ガイドローラ

Claims

いずれも低導電性ゴムからなる第一トレッドゴム部分および第二トレッドゴム部分から構成されるトレッドゴムと、該トレッドゴムの幅方向中間部分で、第一トレッドゴム部分と第二トレッドゴム部分との間に配設され、ベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する一本の導電帯とからなる少なくとも二層のトレッド層を具えたタイヤにおいて、
前記トレッドゴムの、前記導電帯によって区切られた第一トレッドゴム部分と第二トレッドゴム部分とのそれぞれは、複数周巻回された低導電性の連続ゴムリボンよりなり、前記導電帯は、高導電性の薄片環状ゴムシートの一層よりなり、
前記トレッドゴムの一部をなす第一トレッドゴム部分の、該導電帯と接する側の側面を、タイヤ赤道面に対して傾斜させて、半径方向外側に向く傾斜面とし、
前記導電帯は、第一トレッドゴム部分の、導電帯と接する側の側面に沿って、第一トレッドゴム部分の頂面の一部分から、前記導電帯で区切られる他方の側の第二トレッドゴム部分の底面の一部分に至るまでの幅方向領域に延在し、該導電帯が、第一トレッドゴム部分の前記頂面および、第二トレッドゴム部分の前記底面のそれぞれに沿う部分を有し、
少なくとも二層の前記トレッド層を、半径方向内外に隣接させて配設し、少なくとも二層の前記トレッド層の導電帯同士を、全周にわたって互いに接触させてなるタイヤ。
前記第一トレッドゴム部分の、前記導電帯と接する側の側面は、タイヤ赤道面に対する平均傾斜角を４５〜７５度としてなる請求項１に記載のタイヤ。
請求項１もしくは２に記載したタイヤの製造方法であって、連続した低導電性未加硫ゴムリボンを複数回巻き付けて、未加硫の前記トレッドゴムを形成するに当り、
未加硫の前記第一トレッドゴム部分を、回転変位されるタイヤ素材の外周上に、連続した低導電性未加硫ゴムリボンを複数回巻き付けて形成し、次いで、未加硫導電帯を、未加硫第一トレッドゴム部分の側面を含む幅方向領域に高導電性未加硫ゴムシートを一周巻き付けて形成し、その後、未加硫第二トレッドゴム部分を、回転変位される未加硫導電帯とタイヤ素材との外周上に、連続した低導電性未加硫ゴムリボンを複数回巻き付けて形成するタイヤの製造方法。
前記高導電性未加硫ゴムシートをカレンダーで圧延して形成する請求項３に記載のタイヤの製造方法。