JP2001206012A

JP2001206012A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2001206012A
Application number: JP2000020032A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takatsuki; 哲哉高月
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】操縦安定性能や耐摩耗性を高度に保持した上
で、転がり抵抗を低減する重荷重用空気入りタイヤを提
供する。【解決手段】トレッドゴムは３層以上の積層ゴム構成
を有し、積層ゴムは高モジュラスの変形抑制ゴム層と変
形抑制ゴム層をタイヤ半径方向に外側と内側とから挟む
本体ゴム層とを有し、本体ゴム層は変形抑制ゴム層に比
しより低モジュラスの物性を有するタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、重荷重用空気入
りタイヤ、より詳細にはトラック及びバスなどの重車両
の使途に供する空気入りラジアルタイヤに関し、特に、
操縦安定性能や耐摩耗性を優れたレベルに保持した上
で、転がり抵抗を低減した重荷重用空気入りタイヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】冒頭で述べたような重車両に装着した空
気入りタイヤを重荷重負荷の下で走行させると、タイヤ
は、接地面領域にて、ゴムの潰れ変形や倒れ込み変形な
ど各種の変形を生じ、これらの変形がもたらすゴムのヒ
ステリシスロスはタイヤの転がり抵抗として現れる。タ
イヤの転がり抵抗は車両の燃費性能に直接影響を与える
ため、地球規模での環境問題も含め、タイヤの一層の低
転がり抵抗化が強く求められている。

【０００３】この種のヒステリシスロスは、タイヤのト
レッド部とサイドウォール部とから生じる割合が高いこ
とは周知である。そこで、この種のヒステリシスロス低
減のため、（１）トレッドゴム及びサイドウォールゴム
それぞれにｔａｎδが小さいゴムを適用し、これは、元
来ｔａｎδが小さいサイドウォールゴムよりもトレッド
ゴムに重点をおく、（２）ラジアルプライタイヤの場合
は、ベルトの張力負担割合を増すように、カーカスライ
ン（カーカスプライの厚み中央を連ねる線）を変化さ
せ、特に、トレッドゴムの変形量を低減させる、などの
手段が講じられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トレッドゴム
のｔａｎδを小さくすると、特にウエット路面走行時の
操縦安定性能が低下し、しかも耐摩耗性も低下し、ま
た、カーカスラインを変化させると操縦安定性能が低下
する問題が生じる。

【０００５】従って、この発明の請求項１〜７に記載し
た発明は、操縦安定性能や耐摩耗性は従来の優れたレベ
ルを保持した上で、転がり抵抗を低減することが可能な
重荷重用空気入りタイヤを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載した発明は、一対のビー
ド部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有
し、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互
間にわたり補強する１プライ以上のラジアルカーカス
と、その外周でトレッド部を強化するベルトと、ベルト
の外周に位置し、主溝を形成したトレッドゴムとを備え
る重荷重用空気入りタイヤにおいて、トレッドゴムは３
層以上の積層ゴム構成を有し、該積層ゴムは、高モジュ
ラスの変形抑制ゴム層と、該変形抑制ゴム層をタイヤ半
径方向に外側と内側とから挟む本体ゴム層とを有し、本
体ゴム層は、変形抑制ゴム層に比しより低モジュラスの
物性を有することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ
である。

【０００７】請求項１に記載したモジュラスとは、JIS
K 6301(1995)の加硫ゴム物理試験方法に記載した引張試
験に従い、特定の伸び時における荷重Ｆ_n （Ｎ）を、試
験片の断面積（ｃｍ² ）に除した引張応力Ｍ_n （ＭＰ
ａ）を指す。なお、Ｍ_n のｎは、特定の伸び（％）の数
値を示す。

【０００８】請求項１に記載した発明に関し、請求項２
に記載した発明のように、変形抑制ゴム層は、本体ゴム
層のゲージに比しより薄いゲージを有し、請求項１、２
に記載した発明に関し、請求項３に記載した発明のよう
に、変形抑制ゴム層は、本体ゴム層のｔａｎδに比しよ
り小さなｔａｎδを有する。このｔａｎδは、JIS K719
8(1991)に記載した試験方法により求める値である。

【０００９】また、請求項１〜３に記載した発明に関
し、請求項４に記載した発明のように、トレッドゴムの
積層ゴムのうち最外側の第１層と、その内側で隣接する
第２層との境界面は、トレッドゴム表面から測って主溝
深さの８０％以内の深さに位置する。

【００１０】また、請求項１〜４に記載した発明に関
し、請求項５に記載した発明のように、変形抑制ゴム層
それぞれの平均ゲージ（ｃｍ）とｔａｎδとの積の総和
は、０．０３〜０．３の範囲内の値を有する。

【００１１】また、請求項１〜５に記載した発明に関
し、請求項６に記載した発明のように、トレッドゴム
は、本体ゴム層と変形抑制ゴム層との積層ゴムのみから
成る場合と、請求項７に記載した発明のように、トレッ
ドゴムは、本体ゴム層と変形抑制ゴム層との積層ゴムの
みのキャップゴムと、そのタイヤ半径方向内方のベース
ゴムとの複合ゴムから成る場合の双方が存在する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１〜図４に基づき説明する。図１は、この発明の重荷重
用空気入りタイヤの左半断面図であり、図２は、この発
明の他の重荷重用空気入りタイヤ左半の要部拡大断面図
であり、図３は、この発明の更に別の重荷重用空気入り
タイヤ左半の要部拡大断面図であり、図４は、この発明
の重荷重用空気入りタイヤの作用効果を説明する図であ
る。

【００１３】図１において、重荷重用空気入りタイヤ
（以下タイヤという）１は、トレッド部２と、その両側
に連なる一対のサイドウォール部（片側のみ示す）３及
び一対のビード部４（片側のみ示す）とを有する。ま
た、タイヤ１は、ビード部４内に埋設したビードコア５
相互間にわたる１プライ以上、図示例は１プライのラジ
アルカーカス６と、その外周のベルト７と、その外周に
トレッドゴム８とを備え、ラジアルカーカス６は上記各
部２〜４を補強し、ベルト７はトレッド部２を強化す
る。なお、符号９はサイドウォールゴム、符号１０はク
ッションゴムである。

【００１４】図１〜３において、トレッドゴム８は、３
層以上の積層ゴム構成を有するものとし、図１及び図３
に示すトレッドゴム８は３層の積層ゴム構成を有し、図
２に示すトレッドゴム８は９層の積層ゴム構成を有す
る。これらの積層ゴムは、高モジュラスの変形抑制ゴム
層１１-Bと、変形抑制ゴム層１１-Bをタイヤ１の半径方
向（以下半径方向という）に外側と内側とから挟む本体
ゴム層１１-Aとを有し、本体ゴム層１１-Aは変形抑制ゴ
ム層１１-Bに比しより低モジュラスの物性を有するもの
とする。以下この積層ゴムをより具体的に説明する。

【００１５】図１及び図３に示す積層ゴムは、変形抑制
ゴム層１１-B1 を半径方向外側（以下外側という）の本
体ゴム層１１-A1 と、半径方向内側（以下内側という）
の本体ゴム層１１-A2 とで挟む構成を有する。なお、こ
の構成は、以下述べるところを含めタイヤ赤道面Ｅの右
半も同じである。

【００１６】図２に示す積層ゴムは、変形抑制ゴム層１
１-B1 を外側の本体ゴム層１１-A1と内側の本体ゴム層
１１-A2 とで挟み、変形抑制ゴム層１１-B2 を外側の本
体ゴム層１１-A2 と内側の本体ゴム層１１-A3 とで挟
み、変形抑制ゴム層１１-B3 を外側の本体ゴム層１１-A
3 と内側の本体ゴム層１１-A4 とで挟み、そして、変形
抑制ゴム層１１-B4 を外側の本体ゴム層１１-A4 と内側
の本体ゴム層１１-A5 とで挟む構成を有する。要する
に、積層ゴムは、最外側層と最内側層とを本体ゴム層１
１-Aとした上で、本体ゴム層１１-Aと変形抑制ゴム層１
１-Bとを交互に積層する構成を有する、ということであ
る。

【００１７】以上の積層ゴム構成の作用効果を、図４を
用いて以下に説明する。すなわち、図４の上段に示すよ
うに、本体ゴム層１１-Aのみのゴムブロックに圧縮荷重
Ｆを作用させると、ゴムの非圧縮性の特性により、図４
の右側に示すように、ゴムブロックは、無負荷時の表面
Ｓ_O （二点鎖線で示す、以下同じ）位置から撓み量ａ
（ｍｍ）を伴い圧縮荷重Ｆの作用方向と直交する方向に
膨らむ。

【００１８】しかし、図４の中段に示すように、本体ゴ
ム層１１-A1 、１１-A2 の間に１層の変形抑制ゴム層１
１-B1 を介在させた上記と同一形状ゴムブロックに同一
圧縮荷重Ｆを作用させたとき、ゴム層１１-B1 がゴム層
１１-A1 、１１-A2 の膨らみを抑制するように働くの
で、そのときの撓み量ｂ（ｍｍ）は撓み量ａ（ｍｍ）よ
り小さい。

【００１９】同様に、図４の下段に示すように、本体ゴ
ム層１１-A1 〜１１-A4 の間に３層の変形抑制ゴム層１
１-B1 〜１１-B3 を介在させた同一形状ゴムブロックに
同一圧縮荷重Ｆを作用させたとき、本体ゴム層１１-A1
〜１１-A4 の膨らみ抑制効果は更に一層向上し、そのと
きの撓み量ｃ（ｍｍ）は撓み量ｂ（ｍｍ）より小さい。
すなわち、ａ＞ｂ＞ｃの関係が成立する。

【００２０】これは、変形抑制ゴム層１１-Bが、本体ゴ
ム層１１-Aより高モジュラスの物性を有しているため、
圧縮荷重に対し変形抵抗力が本体ゴム層１１-Aより大き
く、その結果、変形抑制ゴム層１１-Bは本体ゴム層１１
-Aの圧縮変形を抑制するように働くからである。

【００２１】このことは、タイヤ１の場合にも当てはま
り、本体ゴム層１１-A内に変形抑制ゴム層１１-Bを有す
るトレッド８は、荷重負荷転動下のタイヤ１の接地領域
にて圧縮変形量が減少し、その結果、トレッドゴム８の
ヒステリシスロスが低減して、優れた低転がり抵抗性能
を得ることが可能となる。この場合、図２に示すタイヤ
１のように、変形抑制ゴム層１１-Bの層数が多いほど有
利である。

【００２２】よって、本体ゴム層１１-Aには操縦安定性
能や耐摩耗性などに最適なモジュラスのゴム組成物を適
用し、本体ゴム層１１-Aより高いモジュラス物性を有す
るゴム組成物を変形抑制ゴム層１１-Bに充当することに
より、上記の諸性能を高度に優れたレベルに保持した上
で、タイヤ１に優れた低転がり抵抗性能を発揮させるこ
とが可能となる。

【００２３】実際上、上記の諸性能を高度に優れたレベ
ルに保持するため、変形抑制ゴム層１１-Bは、本体ゴム
層１１-Aに比しより薄いゲージとする。また、変形抑制
ゴム層１１-Bは、本体ゴム層１１-Aに比しより小さなｔ
ａｎδをもつゴム組成物として、高モジュラスの実現に
寄与させる。

【００２４】また、図１〜図３に示すように、トレッド
ゴム８は主溝１２、１３を備えるものとし、この場合、
積層ゴムのうち、最外側の第１層である本体ゴム層１１
-A1と、この層の内側で隣接する第２層の変形抑制ゴム
層１１-B1 との境界面は、トレッドゴム８の表面から測
って主溝１２、１３の深さＨ（ｍｍ）の８０％以内の深
さに位置するものとする。主溝１２、１３は、図示の周
方向主溝の他に、ラグやブロックを形成するための横方
向溝であっても良い。

【００２５】また、変形抑制ゴム層１１-Bそれぞれの平
均ゲージ（ｃｍ）とｔａｎδとの積の総和は、０．０３
〜０．３の範囲内の値を有するのが、低転がり抵抗性能
確保の上で有利である。図２に示す例で言えば、変形抑
制ゴム層１１-B1 〜１１-B4それぞれの層の平均ゲージt
1〜t4とｔａｎδとの積の総和＝Σti×ｔａｎδ（ただ
しｉ＝１〜４の自然数）が０．０３〜０．３の範囲内に
ある、ということである。

【００２６】また、図１及び図２に示すように、トレッ
ドゴム８は、本体ゴム層１１-Aと変形抑制ゴム層１１-B
との積層ゴムのみから形成する場合と、図３に示すよう
に、トレッドゴム８は、本体ゴム層１１-Aと変形抑制ゴ
ム層１１-Bとの積層ゴムのみのキャップゴムと、そのタ
イヤ半径方向内方のベースゴム１４との複合ゴムから形
成する場合の双方が存在する。ベースゴム１４を適用す
るタイヤ１は、先に述べた諸性能に加え耐発熱性に優れ
る。

【００２７】

【実施例】トラック及びバス用ラジアルプライタイヤ
で、サイズが１１Ｒ２２．５であり、トレッドゴム８を
除く構成が図１に従う。実施例１、２のタイヤは図２に
示すトレッドゴム８の構成を有し、このトレッドゴム８
は、本体ゴム層１１-A1 〜１１-A5 中にそれぞれ４層の
変形抑制ゴム層１１-B1 〜１１-B4 を介在させる。実施
例３、４のタイヤは図３に示すトレッドゴム８の構成を
有し、トレッドゴム８は、本体ゴム層１１-A1 、１１-A
2 中に１層の変形抑制ゴム層１１-B1 を介在させた積層
ゴムのキャップゴムと、その内側のベースゴム１４とを
有する。

【００２８】実施例１〜４のタイヤの本体ゴム層１１-A
（１１-A1 〜A5) のモジュラスは１．１８ＭＰａ、ｔａ
ｎδは０．２６である。実施例１〜４のタイヤの変形抑
制ゴム層１１-B（１１B1〜１１-B4 ) には２種類のゴム
Ｐ、Ｑを適用し、同一タイヤ内では同一ゴム種とした。

【００２９】実施例１〜４のタイヤの転がり抵抗性能を
評価するため、実施例１、２のトレッドゴム８を本体ゴ
ム層１１-Aのみとした従来例１のタイヤ（図２に準じ
る）と、実施例３、４のキャップゴムを本体ゴム層１１
-Aのみとし、ベースゴム１４を同一ゴムとした従来例２
のタイヤ（図３に準じる）とを準備した。これらタイヤ
の変形抑制ゴム層１１-Bに適用するゴムＰ、Ｑと、ゴム
Ｐ、Ｑのモジュラス（ＭＰａ）及びｔａｎδそれぞれの
値構成を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】これらタイヤを供試タイヤとし、標準リム
７．５×２２．５に組付け、これに最高空気圧７５０ｋ
Ｐａの内圧を充てんし、２４．５ｋＮの負荷荷重の下、
速度８０km/hの速度における転がり抵抗を測定した。測
定結果を、実施例１、２のタイヤは従来例１のタイヤの
転がり抵抗を１００とする指数にてあらわし、実施例
３、４のタイヤは従来例２のタイヤの転がり抵抗を１０
０とする指数にてあらわすものとし、これら指数を表１
に記載した。値は大なるほど良い。

【００３２】表１に示す結果から、各実施例タイヤは各
従来例タイヤ対比転がり抵抗性能が大幅に向上している
こと、実施例１、２のタイヤと実施例３、４との間で
は、変形抑制ゴム層１１-Bの層数が多い実施例１、２の
タイヤの転がり抵抗性能がより優れていること、そし
て、変形抑制ゴム層１１-Bのゴム種類Ｐ、Ｑ間ではｔａ
ｎδの値が小さいほど転がり抵抗性能がより優れている
ことが分かる。

【００３３】

【発明の効果】この発明の請求項１〜７に記載した発明
によれば、従来の操縦安定性能や耐摩耗性を優れたレベ
ルに保持した上で、転がり抵抗を大幅に低減させる重荷
重用空気入りタイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の重荷重用空気入りタイヤの左半断
面図である。

【図２】この発明の他の重荷重用空気入りタイヤ左半
の要部拡大断面図である。

【図３】この発明の更に別の重荷重用空気入りタイヤ
左半の要部拡大断面図である。

【図４】この発明の重荷重用空気入りタイヤの作用効
果の説明図である。

【符号の説明】

１重荷重用空気入りタイヤ２トレッド部３サイドウォール部４ビード部５ビードコア６ラジアルカーカス７ベルト８トレッドゴム９サイドウォールゴム１０クッションゴム１１-A 本体ゴム層１１-B 変形抑制ゴム層１２、１３主溝１４ベースゴムＥタイヤ赤道面Ｈ主溝深さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビード部及び一対のサイドウォー
ル部と、トレッド部とを有し、これら各部をビード部内
に埋設したビードコア相互間にわたり補強する１プライ
以上のラジアルカーカスと、その外周でトレッド部を強
化するベルトと、ベルトの外周に位置し、主溝を形成し
たトレッドゴムとを備える重荷重用空気入りタイヤにお
いて、トレッドゴムは３層以上の積層ゴム構成を有し、該積層
ゴムは、高モジュラスの変形抑制ゴム層と、該変形抑制
ゴム層をタイヤ半径方向に外側と内側とから挟む本体ゴ
ム層とを有し、本体ゴム層は、変形抑制ゴム層に比しよ
り低モジュラスの物性を有することを特徴とする重荷重
用空気入りタイヤ。
【請求項２】変形抑制ゴム層は、本体ゴム層のゲージ
に比しより薄いゲージを有する請求項１に記載したタイ
ヤ。
【請求項３】変形抑制ゴム層は、本体ゴム層のｔａｎ
δに比しより小さなｔａｎδを有する請求項１又は２に
記載したタイヤ。
【請求項４】トレッドゴムの積層ゴムのうち最外側の
第１層と、その内側で隣接する第２層との境界面は、ト
レッドゴム表面から測って主溝深さの８０％以内の深さ
に位置する請求項１〜３のいずれか一項に記載したタイ
ヤ。
【請求項５】変形抑制ゴム層それぞれの平均ゲージ
（ｃｍ）とｔａｎδとの積の総和は、０．０３〜０．３
の範囲内の値を有する請求項１〜４のいずれか一項に記
載したタイヤ。
【請求項６】トレッドゴムは、本体ゴム層と変形抑制
ゴム層との積層ゴムのみから成る請求項１〜５のいずれ
か一項に記載したタイヤ。
【請求項７】トレッドゴムは、本体ゴム層と変形抑制
ゴム層との積層ゴムのみのキャップゴムと、そのタイヤ
半径方向内方のベースゴムとの複合ゴムから成る請求項
１〜５のいずれか一項に記載したタイヤ。