(57)【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、損失正接ｔａｎδと複素弾性率とである粘弾性特性を実質的に同じくし、しかも前記内側補強ゴムの損失正接ｔａｎδが０．０３５〜０．０６５のゴム材からなることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記クッションゴム９は、複素弾性率が１．０〜５．０ＭＰａであ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。
【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、損失正接ｔａｎδと複素弾性率とである粘弾性特性を実質的に同じくし、しかも前記内側補強ゴムの損失正接ｔａｎδが０．０３５〜０．０６５のゴム材からなることを特徴としている。
【０００７】
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。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、前記クッションゴム９が、複素弾性率が１．０〜５．０ＭＰａであ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。
【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１２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７Ｂ、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７〜１３mm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８０〜１５０mm、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ｔａｎδ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１．０〜５．０ＭＰａとしている。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、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" 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 VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯ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ＳＨ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１０ａ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９ｂ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４．０〜１０．０mm、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と複素弾性率とをともに含み、即ち、損失正接ｔａｎδと複素弾性率とである粘弾性特性を実質的に同じくする。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、ｔａｎδ、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１１Ｒ２２．５  １４ＰＲ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】
0004044367.tif 000002
【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。また内側補強ゴムの損失正接ｔａｎδを一定範囲に限定したので、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
【図１】
0004044367.tif 000003
【図２】
0004044367.tif 000004