JP6613716B2 - エアレスタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、転がり抵抗を減じたエアレスタイヤに関する。

エアレスタイヤとして、接地面を有する円筒状のトレッドリングと、車軸に固定されるハブとの間を、放射状に配列する複数のスポーク板を有するスポークによって連結させた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなエアレスタイヤでは、前記トレッドリングのうち接地面を有するトレッドゴム層に、通常の空気入りタイヤのトレッドゴム材料を使用することが、グリップ性や耐摩耗性等の観点から有利である。

しかし空気入りタイヤでは、ヒステリシスロスが非常に小さい空気によって荷重が支えられるのに対して、エアレスタイヤでは、空気に比してヒステリシスロスが大な固体部分、具体的にはトレッドリング及びスポーク板によって荷重が支えられる。そのため、もし空気入りタイヤのトレッド部に用いられるトレッド構成部材を、そのままエアレスタイヤのトレッドリングに転用した場合、エアレスタイヤの転がり抵抗は空気入りタイヤの転がり抵抗の２．５倍ぐらいにまで悪化してしまうという問題が生じる。

従って、エアレスタイヤの転がり抵抗を、空気入りタイヤのレベルまで減じるためには、空気入りタイヤにおけるトレッド構造とは異なる構造を用い、かつ空気入りタイヤにおけるトレッド構成部材とは異なる物性の部材を用いてトレッドリングを形成することが必要になる。

特開２０１４−２１８１３２号公報

そこで本発明は、トレッドリングに、第１、第２の補強コード層間に剪断ゴム層を挟んだサンドウィッチ構造を採用するとともに、第１、第２の補強コード層におけるタイヤ周方向の引張り弾性率と剪断ゴム層における剪断弾性率との比、第１、第２の補強コード層のトッピングゴムにおける損失正接tanδｂと引張り弾性率Ｅ^＊ｂとの値をそれぞれ特定することを基本として、優れた操縦安定性能を確保しながら、転がり抵抗を低減しうるエアレスタイヤを提供することを課題としている。

本発明は、接地面を有する円筒状のトレッドリングと、前記トレッドリングの半径方向内側に配されかつ車軸に固定されるハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを連結するスポークとを具えたエアレスタイヤであって、
前記トレッドリングは、接地面を有するトレッドゴム層と、前記トレッドゴム層の最も近くに設けられた第１の補強コード層と、前記第１の補強コード層の半径方向内側に設けられた第２の補強コード層と、前記第１、第２の補強コード層間に設けられた剪断ゴム層とを含むとともに、
前記第１の補強コード層のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_１と前記剪断ゴム層の剪断弾性率Ｅｅとの比Ｅｂ_１／Ｅｅ、及び前記第２の補強コード層のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_２と剪断ゴム層の剪断弾性率Ｅｅとの比Ｅｂ_２／Ｅｅは、それぞれ１００以上であり、
しかも前記第１、第２の補強コード層の各トッピングゴムは、損失正接tanδｂが０．０３〜０．１０の範囲、かつ引張り弾性率Ｅ^＊ｂが４〜２０MPaであることを特徴としている。

本発明に係る前記エアレスタイヤでは、前記剪断弾性率Ｅｅは、２０MPa以上であることが好ましい。

本発明に係る前記エアレスタイヤでは、前記引張り弾性率Ｅ^＊ｂは、８MPa以上、さらには１２MPa以上であることが好ましい。

本発明に係る前記エアレスタイヤでは、前記トッピングゴムは、硫黄を加硫剤とした硫黄加硫のゴム組成物からなることが好ましい。

本発明に係る前記エアレスタイヤでは、前記剪断ゴム層のタイヤ軸方向の巾Ｗｅは、前記トレッドリングのタイヤ軸方向の巾Ｗｒの０．６〜０．９９倍、かつ前記第１、第２の補強コード層のタイヤ軸方向の各巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２は、前記巾Ｗｒの０．６〜０．９９倍であることが好ましい。

本発明に係る前記エアレスタイヤでは、前記第１、第２の補強コード層は、それぞれトッピングゴムの被覆厚さＴｂが０．５mm以下であることが好ましい。

本発明に係る前記エアレスタイヤでは、前記剪断ゴム層は、ブタジエンゴムの含有率が１０〜１００質量％であるゴム成分１００質量部に対して、α、β−不飽和カルボン酸金属塩を１０〜８０重量部含有し、かつ過酸化物を含有するゴム組成物からなることが好ましい。

第１、第２の補強コード層におけるタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_１、Ｅｂ_２は、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠し、温度３０℃、タイヤ周方向の伸び２．００％において測定した静的な引張り弾性率である。なお試験片は、加硫後のトレッドリングから切り出して形成する他、トレッドリング形成前の未加硫の補強コード層を、１７０℃×２０分でプレス加硫することにより形成しても良い。

剪断ゴム層における剪断弾性率Ｅｅは、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠し、温度３０℃、伸び２．００％において測定した静的な引張り弾性率を、１／３倍した値である。なお試験片は、加硫後のトレッドリングから切り出して形成する他、トレッドリング形成前の未加硫の剪断ゴム層を、１７０℃×２０分でプレス加硫することにより形成しても良い。

トッピングゴムにおける損失正接tanδｂ、及び引張り弾性率（複素弾性率）Ｅ^＊ｂは、ＪＩＳ−Ｋ６３９４に準拠し、粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪み（１０％）、動歪（±１％）、周波数（１０Ｈｚ）、変形モード（引張）、測定温度（３０℃）において測定した値である。なお試験片は、補強コード層形成前の未加硫のトッピングゴムを、１７０℃×２０分でプレス加硫することにより形成している。

エアレスタイヤの転がり抵抗を減じるためには、トレッドリングに使用されるゴムに、損失正接tanδが低い低発熱性のゴムを使用するとともに、このゴムの変形量を低く抑えることが重要である。

そこで本発明では叙上の如く、トレッドリングに、剪断ゴム層を第１、第２の補強コード層によって挟み込んだサンドウィッチ構造を採用している。そのため、走行時に受ける荷重の一部を、第１、第２の補強コード層の周方向の引張り弾性力によって支持させることができ、トレッドリングの変形量を低く抑えることが可能となる。

このとき、第１、第２の補強コード層の引張り弾性率Ｅｂ_１、Ｅｂ_２が、剪断ゴム層の剪断弾性率Ｅｅに比して小さすぎる場合には、前記サンドウィッチ構造による上記機能が十分に発揮されなくなる。従って、トレッドリングの変形量を低く抑え、転がり抵抗を減じるとともに操縦安定性を高めるためには、前記弾性率の比Ｅｂ_１／Ｅｅ、Ｅｂ_２／Ｅｅを１００以上とすることが重要である。

他方、第１、第２の補強コード層のトッピングゴムでは、その損失正接tanδｂが小さいほど、また引張り弾性率Ｅ^＊ｂが高いほど、転がり抵抗の低減および軽量化が達成でき、低燃費化に好ましい。

従来より、空気入りタイヤに用いる硫黄加硫のトッピングゴムとして、引張り弾性率Ｅ^＊ｂが４MPa未満のものが一般に採用されている。その理由としては、空気入りタイヤでは、トッピングゴムの引張り弾性率Ｅ^＊ｂを上げることによるタイヤ剛性への寄与は少なく、成形の容易さなどの製造上の観点から４MPa未満のゴムが採用されている。

しかしエアレスタイヤでは、ゴムの特性がタイヤ特性に与える影響は、空気入りタイヤの１０倍程度と大きい。これは、エアレスタイヤでは、荷重の全てが構成部材により支えられるのに対して、空気入りタイヤでは、荷重の９０％程度が空気で支えられることに起因する。

従って、エアレスタイヤでは、トッピングゴムがタイヤ特性に与える影響も大きくなる。トッピングゴムの引張り弾性率Ｅ^＊ｂが４MPa以上ならば、トレッドリングの剛性を確保する事が容易であり、引張り弾性率Ｅ^＊ｂが高いほど、転がり抵抗の低減、軽量化、および操縦安定性などに好ましい。しかし硫黄加硫のゴム組成物において、前記引張り弾性率Ｅ^＊ｂを２０MPaを越えて高めることは製造上難しい。またトッピングゴムの損失正接tanδｂが０．１以下で転がり抵抗を十分に下げることができ、損失正接tanδｂが低いほど、転がり抵抗に好ましい。しかし、硫黄加硫のゴム組成物において、損失正接tanδｂを０．０３より低く下げることは技術的に難しい。このような理由により、前記トッピングゴムの損失正接tanδｂは０．０３〜０．１０、引張り弾性率Ｅ^＊ｂは４〜２０MPaに規定される。

本発明のエアレスタイヤの一実施形態を示す斜視図である。 図１のトレッドリングを示す斜視図である。 図２のトレッドリングの拡大断面図である。 （Ａ）は第１、第２の補強コード層を剪断ゴム層とともに示す部分拡大断面図、（Ｂ）はコードプライを示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態のエアレスタイヤ１は、接地面２Ｓを有する円筒状のトレッドリング２と、トレッドリング２の半径方向内側に配されかつ車軸に固定されるハブ３と、トレッドリング２とハブ３とを連結するスポーク４を具える。本例では、前記エアレスタイヤ１が乗用車用タイヤとして形成される場合が示される。

前記ハブ３は、タイヤホイールに相当するもので、車軸に固定される円盤状のディスク部３１と、このディスク部３１の外周に形成される円筒状のスポーク取付け部３２とを具える。ハブ３は、従来のタイヤホイールと同様に、例えば、スチール、アルミ合金、マグネシウム合金等の金属材料によって形成できる。

前記スポーク４は、略放射状にのびトレッドリング２とハブ３とを連結する複数のスポーク板４Ａを具える。このスポーク４は、高分子材料による注型成形により、トレッドリング２及びハブ３と一体成形される。高分子材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が採用しうるが、安全性の観点から、熱硬化性樹脂、例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂などが好適であり、特にウレタン系樹脂は弾性特性に優れるため、より好適に採用しうる。

次に、トレッドリング２は、図２、３に示されるように、接地面２Ｓを構成するトレッドゴム層２２と、トレッドゴム層２２の最も近くに設けられた第１の補強コード層５と、第１の補強コード層５のタイヤ半径方向内側に設けられた第２の補強コード層６と、第１、第２の補強コード層５、６間に設けられた剪断ゴム層７とを有する。即ち、剪断ゴム層７を、第１、第２の補強コード層５、６にて挟み込んだサンドウィッチ構造を具える。

トレッドゴム層２２の外周面である接地面２Ｓには、ウエット性能を付与するために、トレッド溝（図示しない）が種々なパターン形状にて形成される。このトレッドゴム層２２には、空気入りタイヤと同様、路面とのグリップ力、及び耐摩耗性に優れるゴム組成物が好適に採用される。

図４（Ａ）に示すように、第１の補強コード層５は、本例では、半径方向内外に重置される合計２枚のコードプライ５Ａ、５Ｂから形成される。各コードプライ５Ａ、５Ｂは、補強コード８をタイヤ周方向に対して角度θ１（図２に示す）で配列させたコード配列体と、その表面を被覆するトッピングゴム９とから形成される。第１の補強コード層５における補強コード８、コード配列密度、角度θ１は、後述する第１の補強コード層５のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_１に応じて適宜設定される。本例では、各コードプライ５Ａ、５Ｂが、スチールコード（補強コード８）を例えば５〜３５の角度θ１で配列させたコード配列体を具える。またコードプライ５Ａ、５Ｂは、各補強コード８がプライ間相互で互いに交差するように、補強コード８の傾斜の向きを互いに違えて配される。これにより第１の補強コード層５は、面内剛性を高め、スリップ角が付いたとき発生するコーナリングパワーを高めて旋回性能を向上させることができる。

第２の補強コード層６は、本例では、１枚のコードプライ６Ａから形成される。このコードプライ６Ａは、補強コード１０をタイヤ周方向に対して角度θ２（図２に示す）で配列させたコード配列体と、その表面を被覆するトッピングゴム１１とから形成される。第２の補強コード層６における補強コード１０、コード配列密度、角度θ２も、後述する第２の補強コード層６のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_２に応じて設定される。本例では、コードプライ６Ａが、スチールコード（補強コード１０）を５°未満の角度θ２で螺旋状に巻回したコード配列体を具える。これにより、第２の補強コード層６は、軽量としながらもタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_２を高めることができる。

第１、第２の補強コード層５，６では、それぞれタイヤ赤道線に対して線対称をなす。もし線対称性が無い場合、荷重時、補強コード層５及び又は６に捻れが生じて、トレッドリング２が歪に変形し、円滑な転動が難しくなる。

各コードプライ５Ａ、５Ｂ、６Ａに用いる前記トッピングゴム９、１１は、補強コード８、１０との接着性を確保するため、本例では、硫黄を加硫剤とした硫黄加硫のゴム組成物、例えばゴム成分が、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴム、或いはこれらの混合物等によって形成されている。

次に、前記剪断ゴム層７は、第１、第２の補強コード層５、６間に設けられる。これにより、走行時にトレッドリング２が受ける荷重の一部を、第１、第２の補強コード層５、６におけるタイヤ周方向の引張り弾性力によって支持させることができ、荷重支持能力を効果的に高めてトレッドリング２の変形量を抑えることができる。

このとき、第１、第２の補強コード層５、６の引張り弾性率Ｅｂ_１、Ｅｂ_２が、剪断ゴム層７の剪断弾性率Ｅｅに比して十分大きくない場合、前記サンドウィッチ構造による機能が発揮されなくなる。そのため、各弾性率の比Ｅｂ_１／Ｅｅ、及び比Ｅｂ_２／Ｅｅをそれぞれ１００以上とし、これによってトレッドリング２の変形量を低く抑え、転がり抵抗を減じるとともに優れた操縦安定性を確保している。特に、トレッドリング２の変形抑制のためには、前記比Ｅｂ_１／Ｅｅ、及び比Ｅｂ_２／Ｅｅは、５００以上、さらには１０００以上が好ましい。なお引張り弾性率Ｅｂ_１とＥｂ_２とは相違しても良いが、相違する場合、引張り弾性率が高い方の補強コード層が過剰品質となるため、軽量化やコスト的に不利を招く。従って、引張り弾性率の比Ｅｂ_１／Ｅｂ_２は０．８〜１．２の範囲、特には等しいことが好ましい。

また前述したように、エアレスタイヤ１では、ゴムの特性がタイヤ特性に与える影響が、空気入りタイヤの１０倍程度と非常に大きくなることから、前記トッピングゴム９、１１においても、損失正接tanδｂが小さく、かつ引張り弾性率Ｅ^＊ｂが高いことが、転がり抵抗の低減、及び軽量化に重要となる。

そのため、損失正接tanδｂを０．０３〜０．１０の範囲、かつ引張り弾性率Ｅ^＊ｂを４〜２０MPaの範囲に規制している。損失正接tanδｂが０．１０を越えると、転がり抵抗を十分に減じることが難しくなる。逆に硫黄加硫のゴム組成物において、損失正接tanδｂを０．０３より下げることは、技術的に難しい。また引張り弾性率Ｅ^＊ｂが４MPaを下回ると、トッピングゴム９、１１が弱所となって、トレッドリング２の剛性を十分に確保する事が難しくなる。逆に、硫黄加硫のゴム組成物において、引張り弾性率Ｅ^＊ｂを２０MPaを越えて高めることは製造上難しい。このような観点から、損失正接tanδｂの上限は０．０５以下が好ましい。また引張り弾性率Ｅ^＊ｂの下限は８MPa以上、さらには１２MPa以上が好ましい。

なおトッピングゴム９とトッピングゴム１１とでゴム組成を違え、損失正接tanδｂ及び引張り弾性率Ｅ^＊ｂを相違させても良いが、弱所をなくす観点から、ゴム組成を同一とすることが好ましい。なお相違させる場合、各トッピングゴム９、１１の損失正接tanδｂ及び引張り弾性率Ｅ^＊ｂは、それぞれ、前記範囲内に規制される。

図４（Ｂ）に示すように、各コードプライ５Ａ、５Ｂ、６Ａでは、その厚さ方向において、補強コード８、１０のコード配列体とトッピングゴム９、１１とが介在する中央の領域Ｙ１と、トッピングゴム９、１１のみからなる被覆領域Ｙ２とに区画できる。この被覆領域Ｙ２は、トッピングゴム９、１１のみからなるため、中央の領域Ｙ１及び後述する剪断ゴム層７に比して、剛性が低い。そのため、サンドウィッチ構造全体の剛性を高めるためには、最も剛性が低い被覆領域Ｙ２の厚さ、即ちトッピングゴム９、１１の被覆厚さＴｂを減じることが有効であり、本例では、被覆厚さＴｂを０．５mm以下に減じている。これにより、サンドウィッチ構造、ひいてはトレッドリング２の剛性アップに貢献できる。なお被覆厚さＴｂの下限は０．１mm以上が接着の観点から好ましい。

また剪断ゴム層７の剪断弾性率Ｅｅ自体が高いことも重要であり、この剪断弾性率Ｅｅが高いほど荷重支持能力が増加する。そのために、剪断弾性率Ｅｅを２０MPa以上、さらには３０MPa以上に設定するのが好ましい。これにより、前述の比Ｅｂ_１／Ｅｅ、及び比Ｅｂ_２／Ｅｅの値と相俟って、荷重支持能力をより一層高めることができる。その結果、低転がり抵抗性や操縦安定性をさらに向上させる、或いは低転がり抵抗性や操縦安定性を一定レベルに確保しながらトレッドリング２の軽量化を図ることが可能となる。剪断ゴム層７の厚さは、３mm以上が好ましい。

他方、転がり抵抗を減じるためには、剪断ゴム層７を、損失正接tanδが小さい低発熱性のゴム組成物で形成することも重要である。本発明者の実験の結果、剪断ゴム層７の損失正接tanδが０．０６程度であれば、空気入りタイヤに近い転がり抵抗を確保しうることを見出し得た。従って本例では、剪断ゴム層７の損失正接tanδを０．０６以下に設定している。

ここで、硫黄加硫のゴム組成物の場合、損失正接tanδを０．０６以下に減じると、剪断弾性率Ｅｅも低下してしまうため、硫黄加硫のゴム組成物において、損失正接tanδを０．０６以下、かつ剪断弾性率Ｅｅを２０MPa以上に規制することは難しい。このような状況において本発明者が研究した結果、例えばα、β−不飽和カルボン酸金属塩を架橋剤としたブタジエン系のゴム組成物Ａを用いることで、上記物性を確保しうることを見出し得た。このゴム組成物Ａは、伸び性が通常の硫黄加硫のゴム組成物に比べて小さく、脆いという特徴があるため、空気入りタイヤへの使用はなされていなかった。しかし、本発明のように、サンドウィッチ構造の剪断ゴム層７として使用する場合には、剪断ゴム層７が第１、第２の補強コード層５、６に被覆保護されるため、外部からの衝撃を直接受けることはなく、また局所的な屈曲が起こった際にも、トレッドゴム層２２や第１、第２の補強コード層５、６がそれを緩和するため、耐久強度に問題なく使用することが可能となる。

次に、剪断ゴム層７のゴム組成物Ａについて説明する。表１にゴム組成物Ａの配合例が示される。

このゴム組成物Ａは、ブタジエンゴム（ＢＲ）の含有率が１０〜１００質量％であるゴム成分１００質量部に対して、α、β−不飽和カルボン酸金属塩を１０〜８０重量部含有し、かつ過酸化物を含有する。このゴム組成物Ａは、ブタジエンゴム（ＢＲ）とα、β−不飽和カルボン酸金属塩とが、過酸化物を開始剤として共架橋し、これにより硫黄加硫のゴム材料では難しかった高弾性かつ低発熱性が達成される。

ゴム成分は、１００質量部中に、ブタジエンゴム（ＢＲ）を１０〜１００質量％含む。ブタジエンゴム（ＢＲ）を他のゴムとブレンドして用いる場合、ブレンド用ゴムとして、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、スチレンイソプレンゴム（ＳＩＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などを挙げることができ、これらを単独で、或いは２種以上を組み合わせて用いうる。なかでも、低発熱性に優れるという理由から、ＮＲが好ましい。

ブタジエンゴム（ＢＲ）の含有率は１０重量％以上であり、好ましくは２０重量％以上である。１０重量％を下回ると、低発熱化の効果が低下傾向となる。またブタジエンゴム（ＢＲ）の含有率が１００重量％の場合、強度が低下する傾向があり、そのためブタジエンゴム（ＢＲ）の含有率の上限は、９０重量％以下、さらには８０重量％以下が好ましい。

共架橋剤として、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのα，β−不飽和カルボン酸の金属塩であるα，β−不飽和カルボン酸金属塩が採用される。特に、耐久性に優れることから、アクリル酸金属塩、および／またはメタクリル酸金属塩が好ましく、メタクリル酸金属塩がより好ましい。またα，β−不飽和カルボン酸金属塩中の金属としては、亜鉛、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムなどがあげられ、充分な硬度が得られるという理由から、亜鉛が好ましい。

共架橋剤（α，β−不飽和カルボン酸金属塩）の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して１０〜８０重量部である。１０重量部を下回ると、充分な架橋密度が得られない。また、α，β−不飽和カルボン酸金属塩の含有量が８０重量部を越えると、硬くなり過ぎるとともに強度も低下してしまう。このような観点から、α，β−不飽和カルボン酸金属塩の含有量の下限は、１２重量部以上が好ましく、また上限は５０重量部以下、さらには３５重量部以下が好ましい。

前記過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゼン、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレレートなどがあげられ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ジクミルパーオキサイドが好ましい。

過酸化物の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して０．１〜６．０重量部が好ましい。０．１重量部を下回ると、充分な硬度が得られない傾向がある。また、過酸化物の含有量が６重量部を越えると、架橋密度が過多となり強度が低下する傾向がある。このような観点から過酸化物の下限は０．２重量部以上がより好ましく、上限は２重量部以下がより好ましい。

ゴム組成物Ａは、補強用充填剤を含有してもよい。補強用充填剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウムなどがあげられるが、とくにカーボンブラックが好ましい。前記補強用充填剤を含有する場合、補強用充填剤の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して９０重量部以下、さらには５０重量部以下がより好ましい。補強用充填剤の含有量が９０重量部をこえると、優れた低発熱性が得られない恐れがある。

ゴム組成物Ａには、前記ゴム成分、共架橋剤（α，β−不飽和カルボン酸金属塩）、過酸化物、および補強用充填剤以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、通常タイヤ工業で使用される配合剤、たとえば、酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含有してもよい。

なおゴム組成物Ａには、共架橋剤（α，β−不飽和カルボン酸金属塩）が含まれるため、硫黄や硫黄化合物などの加硫剤は含まない。しかし、もし剪断ゴム層７が第１、第２の補強コード層５、６と隣接した場合、加硫時に、補強コード層５、６のトッピングゴムに含まれる硫黄が、剪断ゴム層７に移行し、剪断ゴム層７の物性を変化させる恐れを招く。従って、本例では、図４に誇張して示すように、第１の補強コード層５と剪断ゴム層７との間、及び第２の補強コード層６と剪断ゴム層７との間に、それぞれ硫黄の移行を妨げるインシュレーション層２５を介在させるのが好ましい。このインシュレーション層２５は、特に規制されないが、例えばケムロック６１００〜６２５４（ロード社製商品名）等の接着剤が、硫黄の移行抑制と接着との双方の効果を発揮しうるため、好適に採用しうる。インシュレーション層２５の厚さは、特に規制されないが、薄すぎると接着せず、厚すぎると接着層自身が脆いので破壊する可能性が生じる。このような観点から、前記厚さは３〜１００μm、さらには７〜５０μmが好ましい。

また図３に示されるように、前記剪断ゴム層７のタイヤ軸方向の巾Ｗｅは、前記トレッドリング２のタイヤ軸方向の巾Ｗｒの０．６〜０．９９倍、かつ前記第１、第２の補強コード層５、６のタイヤ軸方向の各巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２は、前記巾Ｗｒの０．６〜０．９９倍であることが好ましい。

トレッドリング２では、第１、第２の補強コード層５、６と剪断ゴム層７とのサンドウィッチ構造によって荷重支持能力が発揮される。そのため、剪断ゴム層７の巾Ｗｅ、及び第１、第２の補強コード層５、６の巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２が、それぞれトレッドリング２の巾Ｗｒに対して十分広い必要があり、前記巾Ｗｅ及び巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２が、それぞれ巾Ｗｒの０．６倍を下回ると、荷重支持能力を十分発揮できなくなる。逆に０．９９倍を超えると、第１、第２の補強コード層５、６および剪断ゴム層７の外端がトレッドリング２の側面側から露出し易くなり、またその露出部を起点として剥離などの損傷を起こす恐れを招く。

なおサンドウィッチ構造によって荷重支持能力が発揮されるため、前記巾Ｗｅ及び巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２が、ほぼ等しいことが好ましい。そのため、前記巾Ｗｅ及び巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２のうちの最大値Ｗmax と最小値Ｗmin との比Ｗmax／Ｗmin が１．１倍以下が好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の基本構造をなすエアレスタイヤ（タイヤサイズ１４５／７０Ｒ１２に相当するタイヤ）が試作され、転がり抵抗性がテストされた。各タイヤともトレッドリング以外は実質的に同仕様であり、スポークはウレタン樹脂（熱硬化性樹脂）による注型成形法により、トレッドリング及びハブと一体成形された。第１、第２の補強コード層は、以下の通りであり、補強コードの太さ、コード打ち込み本数、コード角度違えることでタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_１を変化させている。
＜第１の補強コード層＞
・プライ数：２枚
・補強コード：スチールコード
・コードの角度：＋２１度／−２１度
＜第２の補強コード層＞
・プライ数：１枚
・補強コード：スチールコード
・コードの角度：０度（螺旋巻き）
＜剪断ゴム層＞
・厚さ：４mm

剪断ゴム層として、
（１）実施例１６では、表１を基本組成としたゴム組成物Ａが用いられ、α，β−不飽和カルボン酸金属塩の含有量により、剪断弾性率Ｅｅが調整された。
（２）実施例１６以外の比較例及び実施例では、ジエン系ゴムを用いた硫黄加硫のゴム組成物Ｂが用いられ、カーボンブラック及び硫黄の含有量により、剪断弾性率Ｅｅが調整された。

第１、第２の補強コード層のトッピングゴムとして、
（３）全ての比較例及び実施例において、ジエン系ゴムを用いた硫黄加硫のゴム組成物Ｃが用いられ、カーボンブラック及び硫黄の含有量により、損失正接tanδｂ及び引張り弾性率Ｅ^＊ｂが調整された。

＜転がり抵抗性＞
転がり抵抗試験機を用い、速度４０km/h、荷重１．１７ｋNの条件にて測定した転がり抵抗計数（転がり抵抗／荷重×１０^４）を表示した。数値の小さい方が良好である。

＜操縦安定性＞
試供タイヤを、車両（小型ＥＶ：商品名ＣＯＭＳ）の４輪に装着し、１名乗車にてドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行し、操縦安定性についてドライバーの官能評価により１０点法にて表示した。数値の大きい方が良好である。

表に示されるように、実施例のタイヤは、優れた転がり抵抗を減じうるのが確認できる。

１ エアレスタイヤ
２ トレッドリング
２Ｓ 接地面
３ ハブ
４ スポーク
５ 第１の補強コード層
６ 第２の補強コード層
７ 剪断ゴム層
８ 補強コード
９ トッピングゴム
１０ 補強コード
１１ トッピングゴム
２２ トレッドゴム層

Claims (9)

1. 接地面を有する円筒状のトレッドリングと、前記トレッドリングの半径方向内側に配されかつ車軸に固定されるハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを連結するスポークとを具えたエアレスタイヤであって、
   前記トレッドリングは、接地面を有するトレッドゴム層と、前記トレッドゴム層の最も近くに設けられ、かつ２枚のコードプライから形成された第１の補強コード層と、前記第１の補強コード層の半径方向内側に設けられ、かつ１枚のコードプライから形成された第２の補強コード層と、前記第１、第２の補強コード層間に設けられた剪断ゴム層とを含むとともに、
   前記第１の補強コード層の前記２枚のコードプライは、それぞれ、補強コードをタイヤ周方向に対して５〜３５°の角度で配列させたコード配列体を具え、
   前記第２の補強コード層の前記１枚のコードプライは、補強コードをタイヤ周方向に対して５°未満の角度で配列させたコード配列体を具え、
   前記第１の補強コード層のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_１と前記剪断ゴム層の剪断弾性率Ｅｅとの比Ｅｂ_１／Ｅｅ、及び前記第２の補強コード層のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ_２と剪断ゴム層の剪断弾性率Ｅｅとの比Ｅｂ_２／Ｅｅは、それぞれ１００以上であり、
   しかも前記第１、第２の補強コード層の各トッピングゴムは、損失正接tanδｂが０．０３〜０．１０の範囲、かつ引張り弾性率Ｅ＊ｂが４〜２０MPaであることを特徴とするエアレスタイヤ。
2. 前記剪断弾性率Ｅｅは、２０MPa以上であることを特徴とする請求項１記載のエアレスタイヤ。
3. 前記引張り弾性率Ｅ＊ｂは、８MPa以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のエアレスタイヤ。
4. 前記引張り弾性率Ｅ＊ｂは、１２MPa以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のエアレスタイヤ。
5. 前記トッピングゴムは、硫黄を加硫剤とした硫黄加硫のゴム組成物からなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のエアレスタイヤ。
6. 前記剪断ゴム層のタイヤ軸方向の巾Ｗｅは、前記トレッドリングのタイヤ軸方向の巾Ｗｒの０．６〜０．９９倍、かつ前記第１、第２の補強コード層のタイヤ軸方向の各巾Ｗｂ_１、Ｗｂ_２は、前記巾Ｗｒの０．６〜０．９９倍であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のエアレスタイヤ。
7. 前記第１、第２の補強コード層は、それぞれトッピングゴムの被覆厚さＴｂが０．５mm以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のエアレスタイヤ。
8. 前記剪断ゴム層は、ブタジエンゴムの含有率が１０〜１００質量％であるゴム成分１００質量部に対して、α、β−不飽和カルボン酸金属塩を１０〜８０重量部含有し、かつ過酸化物を含有するゴム組成物からなることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のエアレスタイヤ。
9. 前記第１の補強コード層のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ _１ と前記第２の補強コード層のタイヤ周方向の引張り弾性率Ｅｂ _２ との比Ｅｂ _１ ／Ｅｂ _２ は、０．８〜１．２の範囲である請求項１〜８の何れかに記載のエアレスタイヤ。
   

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