JP2003335110A

JP2003335110A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2003335110A
Application number: JP2002144944A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Niimura; 恭司新村; Yoshikazu Kishimoto; 義和岸本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-11-25
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP4044367B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転がり抵抗を低減する。【解決手段】トレッド部２からサイドウォール部３を
経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、こ
のカーカス６の外側かつトレッド部２の内方に配された
ベルト層７とを具えた重荷重用空気入りタイヤ１であ
る。ベルト層７のタイヤ軸方向の外端部とカーカス６と
の間に配されかつ断面略三角形状でのびるクッションゴ
ム９と、カーカス６の内側でトレッドショルダ部ＳＨと
タイヤ最大巾位置Ｍとの間を少なくとものびることによ
り前記クッションゴム９とでカーカス６を挟む内側補強
ゴム１０とを具える。内側補強ゴム１０は、最大厚さＴ
が３．０〜１０mmしかも前記クッションゴム９と実質的
に同じ粘弾性特性を有するゴム材からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり抵抗を減じ
うる重荷重用空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
環境資源の保護という観点より、車両については燃費性
能の向上が重要な課題として注目されており、中でも燃
料使用量が多いトラック、バス等の重荷重車において低
燃費性能を実現することは効果的である。このような実
状に鑑み、重荷重車に使用される重荷重用空気入りタイ
ヤにあっても、転がり抵抗のさらなる低減が望まれてい
る。

【０００３】転がり抵抗を低減する方法としては、例え
ば路面と接地するトレッドゴムに低発熱のゴム材料を使
用することが知られている。しかしながら、一般にゴム
材料において、低発熱性能と耐摩耗性能とは背反性能に
ある。このため、低発熱のゴム材を用いると、重荷重用
空気入りタイヤに求められる耐摩耗性能や耐偏摩耗性能
などが十分に得られなくなり、タイヤ寿命を減じるなど
市場要求に合致させることができない。

【０００４】また他の方法として、サイドウォール部の
ゴム厚さを大きくすること、カーカスコード径を太くす
ること、さらにはカーカスコードの打ち込み本数を多く
することなどにより、タイヤの縦撓み量を減じて転がり
抵抗を低減しようとする試みも提案されている。しかし
ながら、このような方法では、タイヤの重量が大幅に増
加し易く、縦撓み量の低減による転がり抵抗の低減代よ
りも、むしろ重量増加による転がり抵抗増加代の方が大
きくなり、転がり抵抗の低減には十分に寄与しない。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に鑑み案出
なされたもので、カーカスを、該カーカスとベルト層と
の間に配されたクッションゴムと、カーカスの内側に配
された内側補強ゴムとで挟むとともに、この内側補強ゴ
ムにクッションゴムと同じ粘弾性特性を有するゴム材を
用いることを基本として、タイヤ縦たわみ量を減じて転
がり抵抗を低減しうる重荷重用空気入りタイヤを提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビ
ード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの
外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具え
た重荷重用空気入りタイヤであって、前記ベルト層のタ
イヤ軸方向の外端部と前記カーカスとの間に配されかつ
断面略三角形状でのびるクッションゴムと、前記カーカ
スの内側でトレッドショルダ部とタイヤ最大巾位置との
間を少なくとものびることにより前記クッションゴムと
でカーカスを挟む内側補強ゴムとを具え、かつ該内側補
強ゴムは、最大厚さが３．０〜１０mmしかも前記クッシ
ョンゴムと実質的に同じ粘弾性特性を有するゴム材から
なることを特徴としている。

【０００７】また請求項２記載の発明は、前記内側補強
ゴムは、損失正接ｔａｎδが０．０３５〜０．０６５の
ゴム材からなることを特徴とする請求項１記載の重荷重
用空気入りタイヤである。

【０００８】なおゴム材料の「損失正接ｔａｎδ」は、
４mm巾×３０mm長さ×１．５mm厚さの短冊状試料を切り
取って、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメータ
ーを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±２％の
条件で測定した値とする。

【０００９】また請求項３記載の発明は、前記内側補強
ゴムは、そのトレッドショルダ部側の端部が、前記クッ
ションゴムのタイヤ軸方向の内端から前記クッションゴ
ムの長さＬの０．１〜１．０倍の距離Ａを前記カーカス
に沿ってタイヤ赤道側に隔てるとともに、タイヤ最大巾
位置側の端部が、前記クッションゴムの外端から該クッ
ションゴムの長さＬの０．５〜１．５倍の距離Ｂをカー
カスに沿ってタイヤ半径方向内方に隔てることを特徴と
する請求項１又は２記載の重荷重用空気入りタイヤであ
る。

【００１０】また請求項４記載の発明は、前記クッショ
ンゴムは、前記ベルト層と重なるタイヤ軸方向の重なり
長さが１０mm以上かつベルト層の半巾未満であることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の重荷重用
空気入りタイヤである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。図１は、重荷重用空気入りタイヤ
（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の断面
図を示し、本例ではトラック、バスなどに使用されるチ
ューブレスタイプの重荷重用ラジアルタイヤを例示して
いる。

【００１２】図において、タイヤ１は、トレッド部２
と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサ
イドウォール部３と、各サイドウオール部３の内方端に
位置しかつリム（図示省略）に着座するビード部４とを
具える。又タイヤ１には、トレッド部２からサイドウォ
ール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイ
ド状のカーカスと、このカーカス６の外側かつトレッド
部２の内方に位置するベルト層７とが配されている。

【００１３】前記カーカス６は、前記トレッド部２から
サイドウオール部３をへてビード部４のビードコア５に
至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なり前記ビード
コア５の廻りを本例ではタイヤ軸方向内側から外側に向
けて折り返される折返し部６ｂとを有する１枚以上（本
実施形態では１枚）のカーカスプライ６Ａから構成され
ている。前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードを
タイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０°の角度範囲で配列し
たコード配列体の両面をトッピングゴムで被覆したシー
ト状のものを用いている。カーカスコードとしては、本
例ではスチールコードが採用される。なおカーカス６の
内面には、インナーライナゴム層１２がビード部４、４
間に跨って配されている。このインナーライナゴム層１
２は、ゴム中にハロゲン化ブチルを５０重量部以上含む
耐空気透過性に優れるブチル系ゴムからなり、タイヤ内
腔内の空気の漏れを防止する。

【００１４】本実施形態のベルト層７は、ベルトコード
をタイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度の角
度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃ
に対して３０°以下の小角度で傾けたベルトプライ７
Ｂ、７Ｃ及び７Ｄとを、前記ベルトコードがプライ間で
互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせた４
層構造をなす。なお本例では内側から２番目のベルトプ
ライ７Ｂの巾が最も大きく形成されており、この端部が
ベルト層７の外端７ｅをなす。またベルトコードには、
本例ではスチールコードが採用されているが、必要に応
じて芳香族ポリアミド等の高弾性の有機繊維コードも用
いうる。

【００１５】又前記ビード部４には、前記本体部６ａと
折返し部６ｂとの間を通って前記ビードコア５からタイ
ヤ半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴ
ム８が配される他、本例では断面略Ｕ字状でビードコア
を包むように配された補強プライ１５が設けられビード
部４を適宜補強している。

【００１６】またタイヤ１は、ベルト層７のタイヤ軸方
向の外端部７Ｅと前記カーカス６との間に、断面略三角
形状でのびるクッションゴム９が配されるとともに、カ
ーカス６の内側に、トレッドショルダ部ＳＨとタイヤ最
大巾位置Ｍとの間を少なくとものびることにより前記ク
ッションゴム９とでカーカス６を挟む内側補強ゴム１０
が配されている。

【００１７】本発明のタイヤ１は、このようにクッショ
ンゴム９と内側補強ゴム１０とで、バットレス部付近の
カーカス６を挟むことによって、カーカス６のプロファ
イルを変えることなくタイヤの縦剛性を向上させる。そ
して、タイヤの縦撓みを減じる。これにより、走行中の
バットレス部付近のタイヤの変形量が小さくなり、この
部分での転がり抵抗を低減しうる。

【００１８】前記クッションゴム９は、図２に拡大して
示すように、ベルト層７の外端７ｅの近傍でほぼ最大厚
さＴａを有し、そこからタイヤ軸方向の内端９ａ、外端
９ｂに向かって厚さを徐々に減じた断面略三角形状をな
し、この断面形状でタイヤ周方向に連続している。クッ
ションゴム９の前記最大厚さＴａは、特に限定はされな
いが、好ましくは５〜１５mm、特に好ましくは７〜１３
mmとするのが望ましい。該クッションゴム９の最大厚さ
Ｔａが小さすぎると、ベルト層７の外端７ｅでの歪を緩
和、吸収する能力が低下しやすくかつカーカス６を補強
する効果に劣るという傾向があり、逆に大きすぎても、
ベルト層７の外端部７Ｅの形状を損ねたり、さらにはカ
ーカス６のプロファイルを歪め易くなる傾向があるため
好ましくない。

【００１９】またクッションゴム９は、その内端９ａが
ベルト層７の最内層のベルトプライ７Ａと、カーカスプ
ライ６Ａとが離間し始める離間部Ｊに位置するととも
に、外端９ｂは、ベルト層７の外端７ｅを超えてカーカ
ス６に沿ってタイヤ半径方向内側に先細状でのびてい
る。またクッションゴム９のカーカス６に沿った長さＬ
は、特に限定はされないが、好ましくは８０〜１５０m
m、特に好ましくは９５〜１２０mmとすることが効果的
となる。またクッションゴム９とベルト層７とが重なる
タイヤ軸方向の重なり長さＷａを、１０mm以上かつベル
ト層７の半巾ｂｗ未満、特に好ましくは２５mm以上かつ
ベルト層の半巾ｂｗ未満に設定するのが好適である。

【００２０】このようなクッションゴム９は、扁平なベ
ルト層７の外端部７ｅと、サイドウォール部３に向かっ
て円弧状に湾曲するカーカス６との間に生じる段差を埋
めるとともに、カーカス６に沿ってタイヤ半径方向内側
にのびることにより、負荷走行時に変形しやすいベルト
層７の外端部７Ｅの歪を吸収し耐久性を高めるのに役立
つ。

【００２１】また本例のクッションゴム９は、損失正接
ｔａｎδが０．０３５〜０．０６５、より好ましくは
０．０４〜０．０６、さらに好ましくは０．０４〜０．
０５５の低発熱のゴム材により構成される。このような
低発熱のゴムは、前記負荷走行時の変形に伴うエネルギ
ーロスを抑制し、転がり抵抗の低減に役立つ他、発熱を
減じベルトエッジルースといった損傷を防止するなど耐
久性をも高め得る。またクッションゴム９は、路面と直
接、接触するものではないため、このような低発熱のゴ
ム材に生じがちな耐摩耗性の悪化という不具合も生じる
ことはない。

【００２２】なおクッションゴム９の前記損失正接ｔａ
ｎδが０．０３５未満になると、エネルギーロスは小さ
くしうるものの、補強性が低くなって破壊し易くなる可
能性があり、逆に０．０６５を超えると、エネルギーロ
スが大きくなり転がり抵抗の悪化や耐久性の低下を招き
やすい傾向がある。

【００２３】また、クッションゴム９の粘弾性特性とし
て、複素弾性率は例えば１．０〜５．０ＭＰａ、より好
ましくは２．０〜４．０ＭＰａ、さらに好ましくは２．
５〜３．５ＭＰａとするのが望ましい。これにより、好
適にタイヤの縦撓みを低減するのに役立つ。

【００２４】またタイヤ１は、前記カーカス６の内側
に、トレッドショルダ部ＳＨとタイヤ最大巾位置Ｍとの
間を少なくとものびることにより前記クッションゴム９
とでカーカス６を挟む内側補強ゴム１０が設けられてい
る。前記「トレッドショルダ部」は、トレッド接地端Ｅ
からトレッド接地巾ＴＷの２５％の距離の領域とする。
また「トレッド接地巾」ＴＷは、タイヤを正規リムにリ
ム組しかつ正規内圧を充填するととともに正規荷重を負
荷して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイ
ヤ軸方向の距離とする。

【００２５】また「正規リム」とは、タイヤが基づいて
いる規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎
に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リ
ム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯ
であれば "Measuring Rim"とする。また、「正規内圧」
とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系におい
て、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡ
ＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE L
OAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に
記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSU
RE" とする。さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づい
ている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎
に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷
能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOU
S COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲ
ＴＯであれば "LOAD CAPACITY"とする。また「タイヤ最
大巾位置」は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規
内圧を充填した無負荷時において、サイドウォール部の
マーキング等を除いてタイヤ軸方向最外側に突出した位
置として定める。

【００２６】内側補強ゴム１０のトレッドショルダ部Ｓ
Ｈ側の端部１０ａは、前記クッションゴムの内端９ａよ
りも内側に位置しても良いが、本実施形態では、前記端
部１０ａが、クッションゴム９の内端９ａから該クッシ
ョンゴムの長さＬの０．１〜１．０倍の距離Ａをカーカ
ス６に沿ってタイヤ赤道側に隔てるものを例示してい
る。このように、内側補強ゴム１０の端部１０ａを、ク
ッションゴム９の内端９ａとは位置ずれさせることによ
り、該端部１０ａ近傍にて大きな剛性段差が生じるのを
防ぎ、内圧充填時にカーカス６のプロファイルが変形す
るのを抑制しうる。また、内側補強ゴム１０の端部１０
ａをクッションゴム９の内端９ａよりもタイヤ赤道Ｃ側
に延在させることによって、クッションゴム９とでカー
カス６を挟む長さを大きく確保するのに役立つ。なお前
記距離Ａが、クッションゴム９の長さＬの０．１倍未満
の場合には、クッションゴム９の内端近傍において剛性
段差が生じやすく、逆に１．０倍を超えると、タイヤ重
量の増加を招きやすくなる。

【００２７】また内側補強ゴム部１０のタイヤ最大巾位
置Ｍ側の端部１０ｂが、前記クッションゴム９の外端９
ｂから該クッションゴム９の長さＬの１．０〜１．５倍
の距離Ｂをカーカス６に沿ってタイヤ半径方向内方に隔
てる位置に設けられる。これにより、本実施形態ではク
ッションゴム９と内側補強ゴム１０とは、該クッション
ゴム９の長さＬでいわゆるバットレス部のカーカス６を
内、外から挟むことができる。

【００２８】また内側補強ゴム１０は、最大厚さＴｂが
３．０〜１０mmしかも前記クッションゴム９と実質的に
同じ粘弾性特性を有するゴム材からなることを特徴とし
ている。このように内側補強ゴム１０は、その最大厚さ
Ｔｂとゴム材とを限定したことにより、タイヤ重量の大
幅な増加や乗り心地の低下を防止しつつタイヤの縦撓み
量を減じて転がり抵抗を低減しうる。またこのようなカ
ーカス６の補強構造は、内圧充填時のカーカスプロファ
イルを殆ど変えることがない。即ち、内圧の充填による
膨張変形により、カーカスプロファイルは均一な円弧に
近づこうとするが、カーカスの外側に補強ゴム層が配さ
れている場合には、ゴム厚さ分カーカスが内側に入り込
みカーカスに偏った張力が作用する。これに対してカー
カス６の内側に補強ゴム１０を設けた場合には、このよ
うなゴム厚さの影響が無い。このため、カーカスコード
への偏った張力などが生じるのを防止し、タイヤの耐久
性の悪化をも防止できる。

【００２９】なお前記内側補強ゴム１０の最大厚さＴｂ
が３．０mm未満であると、クッションゴム９とで挟むカ
ーカス６の曲げ剛性を高めることができないため、縦撓
み量の低減効果が小さくなる。逆に内側補強ゴム１０の
最大厚さＴｂが１０．０mmを超えると、タイヤ重量の大
幅な増加を招くため好ましくない。特に好ましくは、こ
の内側補強ゴム１０の最大厚さＴｂを４．０〜１０．０
mm、より好ましくは５．０〜８．０mmとするのが望まし
い。なお本実施形態の内側補強ゴム１０も、クッション
ゴム９と同様、両端部に向かって厚さが徐々に減少する
断面形状を有しており、端部１０ａ、１０ｂにて歪が集
中するのを抑制している。

【００３０】また、内側補強ゴム１０は、クッションゴ
ム９と実質的に同じ粘弾性特性を有することが望まし
い。例えばパンク時でも安全に所定の場所まで走行可能
なランフラットタイヤにおいても、カーカスの内側にこ
のような補強ゴム層が設けられるものがあるが、このよ
うなランフラットタイヤでは補強ゴム層がクッションゴ
ムよりも硬質のゴム材が用いられており、本発明とは全
く異なるものである。クッションゴム９と内側補強ゴム
１０との粘弾性特性を実質的に同一とすることにより、
乗り心地の著しい悪化を防ぎつつタイヤの縦たわみを低
減しうる。また配合ゴムの材料増加なども防止してタイ
ヤのコストアップを防ぐことができる。なお「粘弾性特
性」は、ｔａｎδと複素弾性率とを含むものとする。ま
た「実質的に同一」としたのは、同一の作用、効果を奏
しうるものとして、tan δ、複素弾性率とも、各々±３
％程度の差を許容しうるためである。

【００３１】

【実施例】タイヤサイズが１１Ｒ２２．５１４ＰＲの
重荷重用空気入りタイヤを表１の仕様に基づき試作する
とともに、転がり抵抗、縦撓み量、乗り心地、タイヤ重
量などを測定した。テスト方法及びテスト結果は次の通
りである。

【００３２】ａ）転がり抵抗テスト荷重：２４．５２ｋＮ、空気圧：７００ｋＰａ室温：２５℃±２℃ 速度：８０km／Ｈドラム径：１７０７．６mm ドラム表面：鉄なお、縦撓み量は、無負荷状態から転がり抵抗試験時に
タイヤをドラムに接触させ荷重を負荷したときの値であ
る。

【００３３】ｂ）乗り心地定積重量１０トンの平ボデイー（２−ＤＤ車両）の車両
の全輪に供試タイヤを上記のリム、内圧で装着し、舗装
路を走行したときの乗り心地性をドライバーによるフィ
ーリングによって５点法によって評価した。数値が大き
いほど優れている。

【００３４】ｃ）耐久性内圧（７００ｋＰａ）、リム（２２．５×７．５０）の
条件下で、ドラムテスターを用いて１２０分毎に１０km
／Ｈのスピードアップで走行させ、タイヤ破壊が発生す
るまでの走行時間を測定した。評価は、比較例を１００
とする指数で表示しており、数値が大きいほど良好であ
る。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】上述したように、本発明の重荷重用空気
入りタイヤは、タイヤの縦撓み量を減じて転がり抵抗を
低減しうる。また請求項２記載の発明のように、内側補
強ゴムの損失正接ｔａｎδを一定範囲に限定したときに
は、より効果的に転がり抵抗の低減に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の重荷重用空気入りタイヤの断面図
である。

【図２】その部分拡大図である。

【符号の説明】

１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カーカス６Ａカーカスプライ６ａカーカスプライの本体部６ｂカーカスプライの折返し部７ベルト層９クッションゴム９ａクッションゴムの内端９ｂクッションゴムの外端１０内側補強ゴム１０ａ内側補強ゴムのトレッドショルダ部側の端部１０ｂ内側補強ゴムのタイヤ最大巾位置側の端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を経てビ
ード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの
外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具え
た重荷重用空気入りタイヤであって、前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端部と前記カーカスと
の間に配されかつ断面略三角形状でのびるクッションゴ
ムと、前記カーカスの内側でトレッドショルダ部とタイヤ最大
巾位置との間を少なくとものびることにより前記クッシ
ョンゴムとでカーカスを挟む内側補強ゴムとを具え、かつ該内側補強ゴムは、最大厚さが３．０〜１０mmしか
も前記クッションゴムと実質的に同じ粘弾性特性を有す
るゴム材からなることを特徴とする重荷重用空気入りタ
イヤ。
【請求項２】前記内側補強ゴムは、損失正接ｔａｎδが
０．０３５〜０．０６５のゴム材からなることを特徴と
する請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項３】前記内側補強ゴムは、そのトレッドショル
ダ部側の端部が、前記クッションゴムのタイヤ軸方向の
内端から前記クッションゴムの長さＬの０．１〜１．０
倍の距離Ａを前記カーカスに沿ってタイヤ赤道側に隔て
るとともに、タイヤ最大巾位置側の端部が、前記クッションゴムの外
端から該クッションゴムの長さＬの０．５〜１．５倍の
距離Ｂをカーカスに沿ってタイヤ半径方向内方に隔てる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用空気入
りタイヤ。
【請求項４】前記クッションゴムは、前記ベルト層と重
なるタイヤ軸方向の重なり長さが１０mm以上かつベルト
層の半巾未満であることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。