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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-13
(45)【発行日】2024-05-21
(54)【発明の名称】センシング用導電性ゴム組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 21/00 20060101AFI20240514BHJP
C08K 3/04 20060101ALI20240514BHJP
H01B 1/24 20060101ALI20240514BHJP
【ＦＩ】
C08L21/00
C08K3/04
H01B1/24 C
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020133369
(22)【出願日】2020-08-05
(65)【公開番号】P2022029842
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-04-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100119530
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 和幸
(72)【発明者】
【氏名】桜井 秀之
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 良
【審査官】松元 洋
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０３５９７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２０８０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０５２２７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０３７９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】ゴム技術の基礎，社団法人 日本ゴム協会，106-107頁
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｌ １／００ － １０１／１４
Ｃ０８Ｋ ３／００ － １３／０８
Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ ２ ／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３１０以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上であることを特徴とする、センシング用導電性ゴム組成物。
【請求項2】
前記ゴム成分が、ジエン系ゴムを含む、請求項１に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。
【請求項3】
前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びアクリロニトリルブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項２に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。
【請求項4】
前記ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含む、請求項１に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。
【請求項5】
前記非ジエン系ゴムが、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びブロモブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項４に記載のセンシング用導電性ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、センシング用導電性ゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
タイヤ等のゴム製品において、ゴム製品の変形量を計測することが求められることがある。しかしながら、導電性材料を含まない一般的なゴムには、ゴムの変形量を検出するセンシング機能がない。そのため、一般的なゴム製品の変形量を検出するには、ゴム製品の外部に別途センサー（歪センサー、加速度センサー、位置検知センサー、角度センサー等）を設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２００７－５２５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ゴム製品の外部に別途センサーを設ける場合（例えば、レーザー発振器と反射部を設置して、２点間の距離を測定する場合や、超音波発信機と反射部を設置して、２点間の距離を測定する場合等）は、ゴム製品の構成が複雑になったり、重量が増加したり、更には、コストも高くならざるを得ない。
また、例えば、レーザー発振器と反射部とを具え、２点間の距離を測定するセンサーや、超音波発信機と反射部とを具え、２点間の距離を測定するセンサーは、測定対象がリニアーに変形しないと、２点間の距離を測定することができず、変形量を計測することができないという問題もある。
このような状況下、本発明者らは、ゴムに導電性材料を配合して導電性を付与することで、ゴム変形の際に抵抗値が変化し、ゴムの変形量と、抵抗値に相関があることを見出した。そして、本発明者らは、ゴムの抵抗値の変化から、ゴムの変形量を予測することを想到した。しかしながら、本発明者らが、更に検討したところ、単に導電性を付与したゴムでは、ゴムの変形量を検出するセンシング機能が十分ではなく、また、消費電力も大きいため、センサーに用いることが難しいことが分かった。
また、例えば、レーザー発振器と反射部とを具え、２点間の距離を測定するセンサーや、超音波発信機と反射部とを具え、２点間の距離を測定するセンサーは、測定対象がリニアーに変形しないと、２点間の距離を測定することができず、変形量を計測することができないという問題もある。
このような状況下、本発明者らは、ゴムに導電性材料を配合して導電性を付与することで、ゴム変形の際に抵抗値が変化し、ゴムの変形量と、抵抗値に相関があることを見出した。そして、本発明者らは、ゴムの抵抗値の変化から、ゴムの変形量を予測することを想到した。しかしながら、本発明者らが、更に検討したところ、単に導電性を付与したゴムでは、ゴムの変形量を検出するセンシング機能が十分ではなく、また、消費電力も大きいため、センサーに用いることが難しいことが分かった。
【0005】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、変形量を検出するセンシング部材に好適なセンシング用導電性ゴム組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
【0007】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含むことを特徴とする。
かかる本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、抵抗値が小さく、変形を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
かかる本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、抵抗値が小さく、変形を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
【0008】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0009】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の他の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、１２５０以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0010】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の他の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、９００以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0011】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物の他の好適例においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３１０以上であり、且つ
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0012】
また、本発明の他のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であることを特徴とする。
かかる本発明の他のセンシング用導電性ゴム組成物も、抵抗値が小さく、変形を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であることを特徴とする。
かかる本発明の他のセンシング用導電性ゴム組成物も、抵抗値が小さく、変形を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
【0013】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物においては、前記ゴム成分が、ジエン系ゴムを含むことが好ましい。この場合、センシング用導電性ゴム組成物から、センシング部材として好適な加硫ゴムを作製することができる。
【0014】
ここで、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びアクリロニトリルブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。この場合、優れた物性（破断強度、破断伸び等）を有するゴム組成物（加硫ゴム）が得られ易い。
【0015】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物においては、前記ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含むことも好ましい。この場合も、センシング用導電性ゴム組成物から、センシング部材として好適なゴム組成物を作製することができる。
【0016】
ここで、前記非ジエン系ゴムが、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びブロモブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。この場合、優れた物性（破断強度、破断伸び等）を有するゴム組成物が得られ易い。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、変形量を検出するセンシング部材に好適なセンシング用導電性ゴム組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた変形量検出センサーの一実施態様の模式図である。
【図2】本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いたタイヤの一実施態様の断面図である。
【図3】本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いたラバーアクチュエータの一実施形態の側面図である。
【図4】本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いたラバーアクチュエータの一実施形態の一部分解斜視図である。
【図5】カーボンブラックとカーボンナノチューブとを含む実施例及び比較例における、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、体積抵抗率と、の関係を示すグラフである。
【図6】カーボンブラックを含み、カーボンナノチューブを含まない実施例及び比較例における、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、体積抵抗率と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
【0020】
＜第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物＞
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含むことを特徴とする。
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、カーボンナノチューブと、を含むことを特徴とする。
【0021】
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンブラックに加えて、カーボンナノチューブを含み、カーボンブラック及びカーボンナノチューブが、ゴム組成物に優れた導電性をもたらし、ゴム組成物の抵抗値を低下させることができる。そのため、本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、変形量を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
なお、本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンブラック及びカーボンナノチューブを含み、それらの含有量や表面積を適宜選択することで、体積抵抗率（電気抵抗値）を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
なお、本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンブラック及びカーボンナノチューブを含み、それらの含有量や表面積を適宜選択することで、体積抵抗率（電気抵抗値）を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0022】
（ゴム成分）
前記ゴム成分としては、組成物にゴム弾性をもたらす種々のゴム成分を利用することができ、特に限定されない。また、使用するゴム成分は、１種でもよいし、２種以上でもよい。
前記ゴム成分としては、組成物にゴム弾性をもたらす種々のゴム成分を利用することができ、特に限定されない。また、使用するゴム成分は、１種でもよいし、２種以上でもよい。
【0023】
前記ゴム成分は、ジエン系ゴムを含むことが好ましい。ゴム成分がジエン系ゴムを含む場合、簡便に加硫ゴムを調製でき、種々のゴム製品に好適に使用することができる。また、使用するジエン系ゴムと、加硫剤、加硫促進剤等の加硫系を適宜選択することで、センシング部材として好適な加硫ゴムを作製することができる。
前記ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、合成イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。
前記ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、合成イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。
【0024】
ここで、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びアクリロニトリルブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。この場合、原料ジエン系ゴム（ゴム成分の）の入手が容易であり、また、優れた物性（破断強度、破断伸び等）を有するゴム組成物（加硫ゴム）が得られ易いという利点もある。
【0025】
前記ゴム成分は、非ジエン系ゴムを含んでもよい。ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含む場合も、センシング部材として好適なゴム組成物を作製することができる。
前記非ジエン系ゴムとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブロモブチルゴム等が挙げられる。
前記非ジエン系ゴムとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブロモブチルゴム等が挙げられる。
【0026】
ここで、前記非ジエン系ゴムが、ウレタンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、及びブロモブチルゴムからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。この場合、優れた物性（破断強度、破断伸び等）を有するゴム組成物が得られ易い。
【0027】
なお、本発明において、「ジエン系ゴム」とは、該ジエン系ゴムを構成するモノマー単位中のジエン系モノマー由来の単位の割合が５ｍｏｌ％以上のゴムを意味し、「非ジエン系ゴム」とは、該非ジエン系ゴムを構成するモノマー単位中のジエン系モノマー由来の単位の割合が５ｍｏｌ％未満のゴムを意味する。ここで、ジエン系モノマーとしては、１，３－ブタジエン、イソプレン、１，３－ペンタジエン、２，３－ジメチルブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４－ヘキサジエン等が挙げられる。
【0028】
（カーボンブラック）
前記カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦグレードのカーボンブラック等が挙げられる。これらカーボンブラックは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記カーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦグレードのカーボンブラック等が挙げられる。これらカーボンブラックは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0029】
前記カーボンブラックとしては、ゴム組成物の導電性を向上させ、抵抗値を下げる観点から、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）が大きいものが好ましい（換言すれば、粒径が小さいものが好ましい）。例えば、ゴム組成物の体積抵抗率をある値（例えば、１．０×１０8Ω・ｃｍ）以下とする場合、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）が大きいカーボンブラックを使用することで、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）を低減しても、目的の体積抵抗率を達成することができる。ここで、カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂは、カーボンブラックの含有量や、後述するカーボンナノチューブの含有量に応じて、適宜調整することが好ましいが、一実施態様においては、２０ｍ2／ｇ以上が好ましく、３０ｍ2／ｇ以上が更に好ましく、また、２００ｍ2／ｇ以下が好ましい。カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が２０ｍ2／ｇ以上であれば、ゴム組成物の導電性が向上し、また、２００ｍ2／ｇ以下であれば、ゴム組成物の混練における作業性が良好である。
【0030】
前記カーボンブラックの含有量は、カーボンブラック自体のＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）や、後述するカーボンナノチューブの含有量に応じて、適宜調整することが好ましいが、一実施態様においては、ゴム成分１００質量部に対して、５～１００質量部の範囲が好ましく、１０～５０質量部の範囲が更に好ましい。カーボンブラックの含有量が、ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上であれば、ゴム組成物の導電性が向上し、また、１００質量部以下であれば、ゴム組成物の混練における作業性が良好であり、また、ゴム組成物の硬度の上昇を抑制できる。
【0031】
（カーボンナノチューブ）
前記カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、直径数ｎｍ～数十ｎｍ程度の炭素原子からなる構造体であり、極微細なチューブ状構造を有する。
前記カーボンナノチューブは、単層ナノチューブでも、多層ナノチューブでもよい。
前記カーボンナノチューブとしては、長さが０．１μｍ～３０μｍのものが好ましく、０．１μｍ～１０μｍのものがより好ましい。
また、前記カーボンナノチューブとしては、直径が１０ｎｍ～３００ｎｍのものが好ましく、１００ｎｍ～２５０ｎｍのものがより好ましい。
前記カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、直径数ｎｍ～数十ｎｍ程度の炭素原子からなる構造体であり、極微細なチューブ状構造を有する。
前記カーボンナノチューブは、単層ナノチューブでも、多層ナノチューブでもよい。
前記カーボンナノチューブとしては、長さが０．１μｍ～３０μｍのものが好ましく、０．１μｍ～１０μｍのものがより好ましい。
また、前記カーボンナノチューブとしては、直径が１０ｎｍ～３００ｎｍのものが好ましく、１００ｎｍ～２５０ｎｍのものがより好ましい。
【0032】
前記カーボンナノチューブは、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法、熱ＣＶＤ法、表面分解法、流動気相合成法、アーク放電法等により合成することができ、市販品を利用することもできる。市販品のカーボンナノチューブとしては、例えば、ＫＵＭＵＨＯ社製のカーボンナノチューブ、昭和電工社製気相法炭素繊維ＶＧＣＦ(登録商標)、米国マテリアルズテクノロジーズリサーチ（ＭＴＲ）社製のカーボンナノチューブを用いることができる。
【0033】
前記カーボンナノチューブの含有量は、前記カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）や、前記カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）に応じて、適宜調整することが好ましいが、一実施態様においては、ゴム成分１００質量部に対して、０．１～２０質量部の範囲が好ましく、０．５～１０質量部の範囲が更に好ましい。カーボンナノチューブの含有量が、ゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上であれば、ゴム組成物の導電性が向上し、また、２０質量部以下であれば、ゴム組成物の混練における作業性が良好となり、また、ゴム組成物の硬度の上昇を抑制でき、更には、ゴム組成物の原料コストを低減できる。
【0034】
（カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積と含有量の好適関係）
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物においては、カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、カーボンブラックの体積分率と、が特定の関係を満たすことで、変形量を検出するセンシング部材に特に好適に用いることができる導電性ゴム組成物となる。以下に、これらの好適関係を例示するが、本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、これに限られるものではない。なお、以下の好適関係は、特に限定されるものではないが、ゴム組成物の体積抵抗率（電気抵抗値）を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とする観点から、数多のゴム組成物の、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、カーボンブラックの体積分率と、の関係から導き出したものである。
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物においては、カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、カーボンブラックの体積分率と、が特定の関係を満たすことで、変形量を検出するセンシング部材に特に好適に用いることができる導電性ゴム組成物となる。以下に、これらの好適関係を例示するが、本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、これに限られるものではない。なお、以下の好適関係は、特に限定されるものではないが、ゴム組成物の体積抵抗率（電気抵抗値）を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とする観点から、数多のゴム組成物の、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、カーボンブラックの体積分率と、の関係から導き出したものである。
【0035】
なお、本明細書において、カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）は、ＪＩＳ Ｋ６２１７－３に準拠して測定された値であり、カーボンブラックの微細孔を含まない外部表面積を、カーボンブラックにＣＴＡＢ（セチルトリメチルアンモニウムブロミド）を吸着させたときの比表面積で示したものである。
また、ゴム組成物がカーボンブラックを２種以上含む場合、「カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）」とは、各カーボンブラックの含有量Ａ1、Ａ2、・・・（質量部）と各カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ1、Ｂ2、・・・（ｍ2／ｇ）との積（Ａ1×Ｂ1、Ａ2×Ｂ2、・・・）の和（Ａ1×Ｂ1＋Ａ2×Ｂ2＋・・・）を指す。
また、カーボンブラックの体積分率は、カーボンブラックの含有量と比重から求められるカーボンブラックの体積を、ゴム組成物の総体積で除して求めることができる。なお、本明細書において、カーボンナノチューブは、カーボンブラックとしてはカウントせず、分子としての計算に含まない。
また、ゴム組成物がカーボンブラックを２種以上含む場合、「カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）」とは、各カーボンブラックの含有量Ａ1、Ａ2、・・・（質量部）と各カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ1、Ｂ2、・・・（ｍ2／ｇ）との積（Ａ1×Ｂ1、Ａ2×Ｂ2、・・・）の和（Ａ1×Ｂ1＋Ａ2×Ｂ2＋・・・）を指す。
また、カーボンブラックの体積分率は、カーボンブラックの含有量と比重から求められるカーボンブラックの体積を、ゴム組成物の総体積で除して求めることができる。なお、本明細書において、カーボンナノチューブは、カーボンブラックとしてはカウントせず、分子としての計算に含まない。
【0036】
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例（１）においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0037】
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例（２）においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、１２５０以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0038】
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例（３）においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、９００以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0039】
本発明の第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物の好適例（４）においては、前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３１０以上であり、且つ、前記カーボンブラックの体積分率が、２０体積％以上である。この場合も、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。
【0040】
＜第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物＞
本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であることを特徴とする。
本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、を含み、
前記カーボンブラックの前記ゴム成分１００質量部に対する含有量Ａ（質量部）と、前記カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）と、の積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であることを特徴とする。
【0041】
本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、カーボンナノチューブを含むことを要さないが、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が、３０００以上であることで（即ち、カーボンブラックの粒度が細かい（表面積が大きい）、或いは、カーボンブラックの含有量が多いことで）、優れた導電性を有し、抵抗値が低く、ゴム組成物の体積抵抗率を１．０×１０8Ω・ｃｍ以下とし易い。そのため、本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物も、変形量を検出するセンシング部材に好適に用いることができる。
【0042】
本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物において、ゴム成分は、上述した第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物のゴム成分と同様であり、好ましいゴム成分も同様である。
【0043】
本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物において、カーボンブラックは、上述した第１実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物のカーボンブラックと同様である。なお、本発明の第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物においては、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３０００以上となるように適宜選択することを要する。
【0044】
＜センシング用導電性ゴム組成物の製造方法＞
本発明のゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサーやロール等を用いて、ゴム成分に、カーボンブラック及びカーボンナノチューブ、或いは、特定の関係を満たすカーボンブラックを特定量配合して混練した後、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
本発明のゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサーやロール等を用いて、ゴム成分に、カーボンブラック及びカーボンナノチューブ、或いは、特定の関係を満たすカーボンブラックを特定量配合して混練した後、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【0045】
上述した、本発明の第１及び第２実施形態のセンシング用導電性ゴム組成物は、上述した成分の他、導電性ポリマー、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛（亜鉛華）、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合してもよい。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
【0046】
＜センシング用導電性ゴム組成物の用途＞
上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、変位量のセンシング（察知、検知、探知、感知）に用いられ、種々のゴム製品、例えは、タイヤ、ラバーアクチュエータ、防振ゴム、免振ゴム、ゴムクローラ、コンベヤベルト、ゴムホース、各種靴底（ソール）、スポーツ用品等の変形量のセンシングに利用することができる。
上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、変位量のセンシング（察知、検知、探知、感知）に用いられ、種々のゴム製品、例えは、タイヤ、ラバーアクチュエータ、防振ゴム、免振ゴム、ゴムクローラ、コンベヤベルト、ゴムホース、各種靴底（ソール）、スポーツ用品等の変形量のセンシングに利用することができる。
【0047】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様の変形量検出センサーを図１に示す。
図１に示す変形量検出センサー１は、センシングゴム部材２と、抵抗値測定装置３と、を具える。抵抗値測定装置３は、センシングゴム部材２の両端部に接続されており、該センシングゴム部材２は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。該センシングゴム部材２は、上記に例示したゴム製品の一部として、ゴム製品中に組み込まれていてもよいし、上記ゴム製品に別途取り付けられていてもよい。なお、図１に示すセンシングゴム部材２は、帯状であるが、その形状は特に限定されず、測定対象の形状等に応じて、適宜変更することができる。
図１に示す変形量検出センサー１は、センシングゴム部材２と、抵抗値測定装置３と、を具える。抵抗値測定装置３は、センシングゴム部材２の両端部に接続されており、該センシングゴム部材２は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。該センシングゴム部材２は、上記に例示したゴム製品の一部として、ゴム製品中に組み込まれていてもよいし、上記ゴム製品に別途取り付けられていてもよい。なお、図１に示すセンシングゴム部材２は、帯状であるが、その形状は特に限定されず、測定対象の形状等に応じて、適宜変更することができる。
【0048】
例えば、タイヤの一部（インナーライナー、トレッドゴム、サイドゴム等）に上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなるセンシングゴム部材を組み込み、抵抗値測定装置により、該センシングゴム部材の抵抗値を測定（モニタリング）することで、タイヤの変形量を測定（モニタリング）することができる。また、タイヤの変形量を測定（モニタリング）することで、路面の状況、タイヤの接地状況、タイヤの摩耗具合等の情報を継続的に得ることができる。
【0049】
前記センシングゴム部材は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなり、優れた導電性を有するため、電圧を掛け続けても、消費電力が小さいという利点を有する。また、センシングゴム部材の消費電力が小さいため、小型（ポータブル）の抵抗値測定装置を利用して、簡便に変形量を測定することができる。
【0050】
また、前記センシングゴム部材（センシング用導電性ゴム組成物）は、体積抵抗率が１．０×１０8Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、また、１．０×１０3Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。センシングゴム部材の体積抵抗率が１．０×１０8Ω・ｃｍ以下であれば、消費電力が小さく、また、１．０×１０3Ω・ｃｍ以上であれば、変形量に応じた抵抗値の変化が大きく、測定精度が向上する。
【0051】
従来の一般的な変形量測定センサー、例えば、レーザー発振器と反射部とからなり、２点間の距離を測定するセンサーや、超音波発信機と反射部とからなり、２点間の距離を測定するセンサーは、測定対象がリニアーに変形しないと、２点間の距離を測定することができず、変形量を計測することができない。これに対して、本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなるセンシングゴム部材は、変形の自由度が高いため、複雑な形状に変形することができ、また、該センシングゴム部材は、リニアーに変形しなくても、抵抗値から、変形量を予測することができる利点もある。
【0052】
（タイヤ）
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様のタイヤを図２に示す。一好適態様のタイヤ１０は、一対のビード部１１と、一対のサイドウォール部１２と、トレッド部１３と、これら各部を補強するカーカス１５と、を具え、更に、カーカス１５のタイヤ内面側に、センシングゴム部材１７を具える。
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様のタイヤを図２に示す。一好適態様のタイヤ１０は、一対のビード部１１と、一対のサイドウォール部１２と、トレッド部１３と、これら各部を補強するカーカス１５と、を具え、更に、カーカス１５のタイヤ内面側に、センシングゴム部材１７を具える。
【0053】
図２に示すタイヤ１０は、一対のビード部１１と、一対のサイドウォール部１２と、トレッド部１３と、ビード部１１に埋設されたビードコア１４間にトロイド状に延在させたカーカス１５と、を具え、更に、トレッド部１３において、トレッド踏面のタイヤ半径方向内側で、且つ、カーカス１５のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された２枚の補強層１６ａ，１６ｂからなるベルト１６と、カーカス１５のタイヤ内面側に配置されたセンシングゴム部材１７と、を具える。また、センシングゴム部材１７の両端部には、抵抗値測定装置１８が接続されている。
【0054】
図２に示すタイヤ１０において、カーカス１５は、１枚のカーカスプライから構成されており、また、ビード部１１内に夫々埋設した一対のビードコア１４間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア１４の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、カーカス１５のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。なお、カーカスとしては、タイヤの耐久性の観点から、ラジアルカーカスが好ましい。ここで、カーカス１５を構成するカーカスプライは、複数の補強コードを被覆ゴムで被覆してなり、該補強コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、ナイロンコード、レーヨンコード等の有機繊維コードの他、スチールコードを用いてもよい。
【0055】
また、図２に示すタイヤ１０のベルト１６は、２枚の補強層１６ａ，１６ｂから構成されており、各補強層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、２枚の補強層が、該補強層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト１６を構成している。なお、図中のベルト１６は、２枚の補強層からなるが、ベルト１６を構成する補強層の枚数は、１枚以上であればよく、これに限られるものではない。
【0056】
図２に示すタイヤ１０は、カーカス１５のタイヤ内面側であって、タイヤの最内面にセンシングゴム部材１７を具える。センシングゴム部材１７は、通常タイヤの気密性を確保するために設けられるインナーライナーの代替として、設けられていてもよいし（即ち、センシング機能に加えて、空気不透過能を有していてもよいし）、インナーライナーのタイヤ内面側に別途貼付されていてもよい。
ここで、センシングゴム部材１７は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。また、センシングゴム部材１７の両端部には、抵抗値測定装置１８が接続されており、抵抗値測定装置１８により、該センシングゴム部材１７の抵抗値を測定（モニタリング）することで、タイヤ１０の変形量を測定（モニタリング）することができる。また、タイヤ１０の変形量を測定（モニタリング）することで、路面の状況、タイヤの接地状況、タイヤの摩耗具合等の情報を継続的に得ることができる。
ここで、センシングゴム部材１７は、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。また、センシングゴム部材１７の両端部には、抵抗値測定装置１８が接続されており、抵抗値測定装置１８により、該センシングゴム部材１７の抵抗値を測定（モニタリング）することで、タイヤ１０の変形量を測定（モニタリング）することができる。また、タイヤ１０の変形量を測定（モニタリング）することで、路面の状況、タイヤの接地状況、タイヤの摩耗具合等の情報を継続的に得ることができる。
【0057】
（ラバーアクチュエータ）
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様のラバーアクチュエータを図３に示す。一好適態様のラバーアクチュエータ２０は、流体圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブ１１０と、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブ１１０の外周面を覆うスリーブ１２０と、によって構成されるアクチュエータ本体部１００を具え、チューブ１１０が、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物を用いた好適態様のラバーアクチュエータを図３に示す。一好適態様のラバーアクチュエータ２０は、流体圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブ１１０と、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブ１１０の外周面を覆うスリーブ１２０と、によって構成されるアクチュエータ本体部１００を具え、チューブ１１０が、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。
【0058】
図３は、本実施形態に係るラバーアクチュエータ２０の側面図である。図３に示すように、ラバーアクチュエータ２０は、アクチュエータ本体部１００、封止機構２００及び封止機構３００を具える。また、ラバーアクチュエータ２０の両端には、連結部３０がそれぞれ設けられる。また、各連結部３０には、抵抗値測定装置４０が接続されている。
【0059】
アクチュエータ本体部１００は、チューブ１１０とスリーブ１２０とによって構成される。アクチュエータ本体部１００には、フィッティング４００及び通過孔４１０を介して作動流体が流入する。ここで、ラバーアクチュエータ２０は、流体圧で作動し、空気圧式でも、液圧式でもよく、また、作動流体として液体が用いられる場合、該液体としては、油、水等が挙げられる。なお、ラバーアクチュエータが、油圧式の場合、作動流体としては、従来より油圧駆動システムに使用されている作動油を使用することができる。
【0060】
アクチュエータ本体部１００は、チューブ１１０内へ作動流体が流入することによって、アクチュエータ本体部１００の軸方向ＤAXに収縮し、径方向ＤRに膨張する。また、アクチュエータ本体部１００は、チューブ１１０から作動流体が流出することによって、アクチュエータ本体部１００の軸方向ＤAXに膨張し、径方向ＤRに収縮する。このようなアクチュエータ本体部１００の形状変化によって、ラバーアクチュエータ２０は、アクチュエータとしての機能を発揮する。
また、このようなラバーアクチュエータ２０は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉用として適用できることは勿論のこと、より高い能力（収縮力）が要求されるロボットの体肢（上肢、下肢等）用としても好適に用い得る。連結部３０には、当該体肢を構成する部材等が連結される。なお、本実施形態においては、連結部３０に、抵抗値測定装置４０が接続されているが、抵抗値測定装置４０の接続箇所は、これに限られず、例えば、チューブ１１０の両端部に直接接続されていてもよい。
また、このようなラバーアクチュエータ２０は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉用として適用できることは勿論のこと、より高い能力（収縮力）が要求されるロボットの体肢（上肢、下肢等）用としても好適に用い得る。連結部３０には、当該体肢を構成する部材等が連結される。なお、本実施形態においては、連結部３０に、抵抗値測定装置４０が接続されているが、抵抗値測定装置４０の接続箇所は、これに限られず、例えば、チューブ１１０の両端部に直接接続されていてもよい。
【0061】
封止機構２００及び封止機構３００は、軸方向ＤAXにおけるアクチュエータ本体部１００の両端部を封止する。具体的には、封止機構２００は、封止部材２１０及びかしめ部材２３０を含む。封止部材２１０は、アクチュエータ本体部１００の軸方向ＤAXの端部を封止する。また、かしめ部材２３０は、アクチュエータ本体部１００を封止部材２１０と共にかしめる。かしめ部材２３０の外周面には、治具によってかしめ部材２３０がかしめられた痕である圧痕２３１が形成される。
【0062】
封止機構２００と封止機構３００との相違点は、フィッティング４００，５００（及び通過孔４１０，５１０）の役割が異なる点である。
封止機構２００に設けられているフィッティング４００は、ラバーアクチュエータ２０の駆動圧力源、具体的には、作動流体のコンプレッサと接続されたホース（管路）を取り付けられるように突出している。フィッティング４００を介して流入した作動流体は、通過孔４１０を通過してアクチュエータ本体部１００の内部、具体的には、チューブ１１０の内部に流入する。
一方、封止機構３００に設けられているフィッティング５００は、ラバーアクチュエータ２０に作動流体を注入する際の、ガス抜きとして使用できるように突出している。ラバーアクチュエータ２０の作動初期において、作動流体をラバーアクチュエータ２０に注入すると、ラバーアクチュエータ内部に元々存在していたガスは、通過孔５１０を介してフィッティング５００から排出される。
封止機構２００に設けられているフィッティング４００は、ラバーアクチュエータ２０の駆動圧力源、具体的には、作動流体のコンプレッサと接続されたホース（管路）を取り付けられるように突出している。フィッティング４００を介して流入した作動流体は、通過孔４１０を通過してアクチュエータ本体部１００の内部、具体的には、チューブ１１０の内部に流入する。
一方、封止機構３００に設けられているフィッティング５００は、ラバーアクチュエータ２０に作動流体を注入する際の、ガス抜きとして使用できるように突出している。ラバーアクチュエータ２０の作動初期において、作動流体をラバーアクチュエータ２０に注入すると、ラバーアクチュエータ内部に元々存在していたガスは、通過孔５１０を介してフィッティング５００から排出される。
【0063】
図４は、ラバーアクチュエータ２０の一部分解斜視図である。図４に示すように、ラバーアクチュエータ２０は、アクチュエータ本体部１００及び封止機構２００を具える。
アクチュエータ本体部１００は、前述したように、チューブ１１０とスリーブ１２０とによって構成される。
アクチュエータ本体部１００は、前述したように、チューブ１１０とスリーブ１２０とによって構成される。
【0064】
チューブ１１０は、流体圧によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ１１０は、作動流体による収縮及び膨張を繰り返し、上述した本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。
【0065】
スリーブ１２０は、円筒状であり、チューブ１１０の外周面を覆う。スリーブ１２０は、所定方向に配向されたコードを編み込んだ構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ１２０は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ１１０の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。
【0066】
図４において、封止機構２００は、アクチュエータ本体部１００の軸方向ＤAXにおける端部を封止する。封止機構２００は、封止部材２１０、係止リング２２０及びかしめ部材２３０によって構成される。
【0067】
封止部材２１０は、胴体部２１１及び鍔部２１２を有する。封止部材２１０としては、ステンレス鋼等の金属を好適に用い得るが、このような金属に限定されず、硬質プラスチック材料等を用いてもよい。
【0068】
胴体部２１１は、円管状であり、胴体部２１１には、作動流体が通過する通過孔２１５が形成される。通過孔２１５は、通過孔４１０（図３参照）に連通する。胴体部２１１には、チューブ１１０が挿通される。
【0069】
鍔部２１２は、胴体部２１１に連なっており、胴体部２１１よりもアクチュエータ１０の軸方向ＤAXにおける端部側に位置する。鍔部２１２は、胴体部２１１よりも径方向ＤRに沿った外径が大きい。鍔部２１２は、胴体部２１１に挿通されたチューブ１１０及び係止リング２２０を係止する。
【0070】
胴体部２１１の外周面には、凹凸部２１３が形成される。凹凸部２１３は、胴体部２１１に挿通されたチューブ１１０の滑り抑制に寄与する。凹凸部２１３による凸部分が３つ以上形成されることが好ましい。
また、胴体部２１１の鍔部２１２寄りの位置には、胴体部２１１よりも外径が小さい小径部２１４が形成される。
また、胴体部２１１の鍔部２１２寄りの位置には、胴体部２１１よりも外径が小さい小径部２１４が形成される。
【0071】
係止リング２２０は、スリーブ１２０を係止する。具体的には、スリーブ１２０は、係止リング２２０を介して径方向ＤR外側に折り返される。
係止リング２２０の外径は、胴体部２１１の外径よりも大きい。係止リング２２０は、胴体部２１１の小径部２１４の位置においてスリーブ１２０を係止する。つまり、係止リング２２０は、胴体部２１１の径方向ＤR外側であって、鍔部２１２に隣接する位置において、スリーブ１２０を係止する。
係止リング２２０は、胴体部２１１よりも小さい小径部２１４に係止させるため、本実施形態では、二分割の形状としている。なお、係止リング２２０は、二分割に限らず、より多くの部分に分割してもよいし、一部の分割部分が回動可能に連結されていてもよい。
係止リング２２０としては、封止部材２１０と同様の金属や硬質プラスチック材料等を用いることができる。
係止リング２２０の外径は、胴体部２１１の外径よりも大きい。係止リング２２０は、胴体部２１１の小径部２１４の位置においてスリーブ１２０を係止する。つまり、係止リング２２０は、胴体部２１１の径方向ＤR外側であって、鍔部２１２に隣接する位置において、スリーブ１２０を係止する。
係止リング２２０は、胴体部２１１よりも小さい小径部２１４に係止させるため、本実施形態では、二分割の形状としている。なお、係止リング２２０は、二分割に限らず、より多くの部分に分割してもよいし、一部の分割部分が回動可能に連結されていてもよい。
係止リング２２０としては、封止部材２１０と同様の金属や硬質プラスチック材料等を用いることができる。
【0072】
かしめ部材２３０は、アクチュエータ本体部１００を封止部材２１０と共にかしめる。かしめ部材２３０としては、アルミニウム合金、真鍮及び鉄等の金属を用いることができる。かしめ部材２３０には、かしめ用の治具によってかしめ部材２３０がかしめられると、図３に示したような圧痕２３１が形成される。
【0073】
上述のように、チューブ１１０は、作動流体による収縮及び膨張を繰り返し、本発明のセンシング用導電性ゴム組成物からなる。
ここで、アクチュエータ本体部１００の収縮率が高くなると、アクチュエータ本体部１００（チューブ１１０）の電気抵抗値が低くなる。これは、アクチュエータ本体部１００に流体が流入してアクチュエータ本体部１００が軸方向ＤAXに収縮すると、チューブ１１０は、スリーブ１２０によって規制された所定範囲内において径方向ＤRに膨張する際、チューブ１１０の厚みが薄くなることにより、チューブ１１０に含まれるカーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブ間の距離が狭められる。
具体的には、アクチュエータ本体部１００が収縮する際、チューブ１１０は拡張するため、チューブ１１０の膜厚が薄くなる。この結果、カーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブの膜厚方向における寸法（距離）が狭まり、カーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブが接近することとなる。
即ち、アクチュエータ本体部１００の収縮率が高くなり、長さが短くなると、カーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブ間の距離が狭くなるため、チューブ１１０の導電率が増大、換言すれば、チューブ１１０の電気抵抗値が低下する。そして、該抵抗値を、各連結部３０に接続された抵抗値測定装置４０で測定することで、チューブ１１０の変形量を測定することができる。
ここで、アクチュエータ本体部１００の収縮率が高くなると、アクチュエータ本体部１００（チューブ１１０）の電気抵抗値が低くなる。これは、アクチュエータ本体部１００に流体が流入してアクチュエータ本体部１００が軸方向ＤAXに収縮すると、チューブ１１０は、スリーブ１２０によって規制された所定範囲内において径方向ＤRに膨張する際、チューブ１１０の厚みが薄くなることにより、チューブ１１０に含まれるカーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブ間の距離が狭められる。
具体的には、アクチュエータ本体部１００が収縮する際、チューブ１１０は拡張するため、チューブ１１０の膜厚が薄くなる。この結果、カーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブの膜厚方向における寸法（距離）が狭まり、カーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブが接近することとなる。
即ち、アクチュエータ本体部１００の収縮率が高くなり、長さが短くなると、カーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブ間の距離が狭くなるため、チューブ１１０の導電率が増大、換言すれば、チューブ１１０の電気抵抗値が低下する。そして、該抵抗値を、各連結部３０に接続された抵抗値測定装置４０で測定することで、チューブ１１０の変形量を測定することができる。
【実施例】
【0074】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【0075】
＜ゴム組成物の作製＞
表１～表６に示す配合のゴム組成物を、通常の方法で混練して調製した。なお、第１混練段階は、１４０℃で行い、第２混練段階は、１００℃で行った。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で体積抵抗率を測定した。
表１～表６に示す配合のゴム組成物を、通常の方法で混練して調製した。なお、第１混練段階は、１４０℃で行い、第２混練段階は、１００℃で行った。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で体積抵抗率を測定した。
【0076】
（１）体積抵抗率の測定方法
得られたゴム組成物を１５５℃で５０分間加硫して、サイズ：８０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ）×２ｍｍ（厚さ）の試験片を作製し、該試験片に対して、アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ（高抵抗測定装置）を用いて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に従って体積抵抗率を測定した。結果を表１～表６に示す。
また、図５に、カーボンナノチューブを含む場合における、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、体積抵抗率と、の関係を示し、図６に、カーボンナノチューブを含まない場合における、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、体積抵抗率と、の関係を示す。
得られたゴム組成物を１５５℃で５０分間加硫して、サイズ：８０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ）×２ｍｍ（厚さ）の試験片を作製し、該試験片に対して、アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ（高抵抗測定装置）を用いて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に従って体積抵抗率を測定した。結果を表１～表６に示す。
また、図５に、カーボンナノチューブを含む場合における、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、体積抵抗率と、の関係を示し、図６に、カーボンナノチューブを含まない場合における、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）と、体積抵抗率と、の関係を示す。
【0077】
【表1】
【0078】
【表2】
【0079】
【表3】
【0080】
【表4】
【0081】
【表5】
【0082】
【表6】
【0083】
＊１ ＮＲ： 天然ゴム
＊２ ＢＲ： ブタジエンゴム、宇部興産社製、商品名「ＵＢＥＰＯＬ－ＢＲ１５０Ｌ」
＊３ カーボンブラック１： 旭カーボン社製、商品名「旭ＮＰＧ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝３１ｍ2／ｇ
＊４ カーボンブラック２： 旭カーボン社製、商品名「旭シャープ７０Ｌ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝７１ｍ2／ｇ
＊５ カーボンブラック３： 旭カーボン社製、商品名「旭シャープ７０Ｋ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝７０ｍ2／ｇ
＊６ カーボンブラック４： 東海カーボン社製、商品名「シースト６」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝１１２ｍ2／ｇ
＊７ カーボンブラック５： 東海カーボン社製、商品名「シースト６００Ｐ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝１３４ｍ2／ｇ
＊８ カーボンナノチューブ： ＫＵＭＵＨＯ社製、商品名「Ｄｕｒｏｂｅａｄｓ Ｋ－Ｎａｎｏｓ １００Ｐ 三菱商事株式会社」
＊９ 硬化脂肪酸： 新日本理化社製、商品名「ステアリン酸 ５０Ｓ」
＊１０ 亜鉛華： ハクスイテック社製、商品名「酸化亜鉛２種 造粒品」
＊１１ 老化防止剤１： 日本精蝋社製、商品名「オゾエース－０２８０」
＊１２ 老化防止剤２： 住友化学社製、商品名「アンチゲン６Ｃ」
＊１３ 加硫促進剤１： 三新化学工業社製、商品名「サンセラーＮＳ－Ｇ」
＊１４ 硫黄： 細井化学工業社製、商品名「ＨＫ２００－５」
＊２ ＢＲ： ブタジエンゴム、宇部興産社製、商品名「ＵＢＥＰＯＬ－ＢＲ１５０Ｌ」
＊３ カーボンブラック１： 旭カーボン社製、商品名「旭ＮＰＧ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝３１ｍ2／ｇ
＊４ カーボンブラック２： 旭カーボン社製、商品名「旭シャープ７０Ｌ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝７１ｍ2／ｇ
＊５ カーボンブラック３： 旭カーボン社製、商品名「旭シャープ７０Ｋ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝７０ｍ2／ｇ
＊６ カーボンブラック４： 東海カーボン社製、商品名「シースト６」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝１１２ｍ2／ｇ
＊７ カーボンブラック５： 東海カーボン社製、商品名「シースト６００Ｐ」、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝１３４ｍ2／ｇ
＊８ カーボンナノチューブ： ＫＵＭＵＨＯ社製、商品名「Ｄｕｒｏｂｅａｄｓ Ｋ－Ｎａｎｏｓ １００Ｐ 三菱商事株式会社」
＊９ 硬化脂肪酸： 新日本理化社製、商品名「ステアリン酸 ５０Ｓ」
＊１０ 亜鉛華： ハクスイテック社製、商品名「酸化亜鉛２種 造粒品」
＊１１ 老化防止剤１： 日本精蝋社製、商品名「オゾエース－０２８０」
＊１２ 老化防止剤２： 住友化学社製、商品名「アンチゲン６Ｃ」
＊１３ 加硫促進剤１： 三新化学工業社製、商品名「サンセラーＮＳ－Ｇ」
＊１４ 硫黄： 細井化学工業社製、商品名「ＨＫ２００－５」
【0084】
＊１５ ブロモブチルゴム： 日本ブチル株式会社製、商品名「ＪＳＲ ＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ ２２２２」
＊１６ プロセスオイル： ＪＸＴＧエネルギー株式会社製、商品名「スーパーオイル Ｙ２２」
＊１７ 加硫促進剤２： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＤＭ－Ｐ」
＊１６ プロセスオイル： ＪＸＴＧエネルギー株式会社製、商品名「スーパーオイル Ｙ２２」
＊１７ 加硫促進剤２： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＤＭ－Ｐ」
【0085】
表１～表６、並びに、図５及び図６から、カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が大きくなるに従い、抵抗値が小さくなり、センシング部材として好適なゴム組成物が得られることが分かる。
【0086】
特には、カーボンブラックとカーボンナノチューブの両方を含むゴム組成物は、
（１）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３０００以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
（２）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が１２５０以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
（３）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が９００以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
（４）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３１０以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
体積抵抗率が１．０×１０8（Ω・ｃｍ）以下となり、センシング用ゴム組成物として特に好適になることが分かる。
（１）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３０００以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
（２）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が１２５０以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
（３）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が９００以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
（４）カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３１０以上であり、且つ、カーボンブラックの体積分率が２０体積％以上である場合、
体積抵抗率が１．０×１０8（Ω・ｃｍ）以下となり、センシング用ゴム組成物として特に好適になることが分かる。
【0087】
また、カーボンブラックを含むものの、カーボンナノチューブを含まないゴム組成物は、
カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３０００以上である場合、体積抵抗率が１．０×１０8（Ω・ｃｍ）以下となり、センシング用ゴム組成物として特に好適になることが分かる。
カーボンブラックの含有量Ａ（質量部）とカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）との積（Ａ×Ｂ）が３０００以上である場合、体積抵抗率が１．０×１０8（Ω・ｃｍ）以下となり、センシング用ゴム組成物として特に好適になることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0088】
本発明のセンシング用導電性ゴム組成物は、ゴムの抵抗値の変化から、ゴムの変形量を予測するセンサーに利用できる。
【符号の説明】
【0089】
１：変形量検出センサー、 ２：センシングゴム部材、 ３：抵抗値測定装置、
１０：タイヤ、 １１：ビード部、 １２：サイドウォール部、 １３：トレッド部、 １４：ビードコア、 １５：カーカス、 １６：ベルト、 １６ａ，１６ｂ：補強層、 １７：センシングゴム部材、 １８：抵抗値測定装置、
２０：ラバーアクチュエータ、 ３０：連結部、 ４０： 抵抗値測定装置、１００：アクチュエータ本体部、 １１０：チューブ、 １２０：スリーブ、 ２００：封止機構、 ２１０：封止部材、 ２１１：胴体部、 ２１２：鍔部、 ２１３：凹凸部、 ２１４：小径部、 ２１５：通過孔、 ２２０：係止リング、 ２３０：かしめ部材、 ２３１：圧痕、 ３００：封止機構、 ４００，５００：フィッティング、 ４１０，５１０：通過孔、 ＤAX：軸方向、 ＤR：径方向
１０：タイヤ、 １１：ビード部、 １２：サイドウォール部、 １３：トレッド部、 １４：ビードコア、 １５：カーカス、 １６：ベルト、 １６ａ，１６ｂ：補強層、 １７：センシングゴム部材、 １８：抵抗値測定装置、
２０：ラバーアクチュエータ、 ３０：連結部、 ４０： 抵抗値測定装置、１００：アクチュエータ本体部、 １１０：チューブ、 １２０：スリーブ、 ２００：封止機構、 ２１０：封止部材、 ２１１：胴体部、 ２１２：鍔部、 ２１３：凹凸部、 ２１４：小径部、 ２１５：通過孔、 ２２０：係止リング、 ２３０：かしめ部材、 ２３１：圧痕、 ３００：封止機構、 ４００，５００：フィッティング、 ４１０，５１０：通過孔、 ＤAX：軸方向、 ＤR：径方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】