JPS6012243B2 - 省燃費空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は省燃費空気入りタイヤに関するもので主に大
型および中・小型トラック・バス用のとくにバイアス構
造カーカスを有する種類のタイヤにおける、燃料消費の
改良を提案しようとするものである。

燃料消費に関し、タイヤにおける代表特性に転がり抵抗
であり、これはタイヤ転勤時のくり返し変形による内部
エネルギー損失（ヒステリシスロス）、接地面内のトレ
ツド表面と路面間に生じる摩擦損失そして空力学的損失
よりなる。

これらの損失が転がり抵抗に占める割合については一般
に次のように言われている。

ァ 変形による内部エネルギー損失 ９０〜９５％ィ
接地面内の摩擦損失 ５〜１０％ウ 空力学的損失 １
．５〜３％ ここで転がり抵抗に最も影響が大きい内部エネルギー損
失は一般に次の式であらわされる。

内部エネルギー損失の２０２Ｓｍ６・Ｖここで。

・・・応力振幅、ご・・０ひずみ振幅、Ｖ…体積であり
、Ｅ２で損失弾性率、Ｅ＊で穣素弾性率をあらわすとｓ
ｉｎ６＝Ｅ２／Ｅ＊の関係がある。以上のことから転が
り抵抗を減少するためには、材料は内部エネルギー損失
が少し、ものを使用し、かつ形状。構造は変形を少くし
、そして変形が大きい部分での材料の体積は小さくする
ことで効果をあげ得ると言える。ところでバイアスカー
カスタィャは上記の観点において、ラジアルカーカスタ
ィ竹こ比べて接地面内におけるトレツドゴムの動きが大
きく、とくにショルダー部トレッドゴムは圧縮変形と共
に曲げ変形も受け、またショルダー部の体積自体もかな
りに大きいのでｔ転がり抵抗については大きな不利を残
している。

したがって、バイアスカーカスタィヤの転がり抵抗を低
減する効果的な方法として、ショルダー部の肉厚を薄く
することがまず考えられ、そしてショルダー部のトレツ
ドゴム体積を減少することはショルダー部のトレッドの
動きを少くすることにもなりかなりの効果が期待される
。

しかし一般のバイアスカーカスタイヤでは「ショルダー
の肉厚を薄くすると内圧充てんの際におけるトレツドの
クラウン半径が小さくなってトレッドは中央部が早く摩
耗してしまうためｔ耐摩耗性が著し〈抵下することとな
る。次にクラウン半径を大きいまま確保してショルダー
部トレッド厚さを減少させる方法としては、第１図及び
第２図に示すように、一般バイアスタイヤに比べてショ
ルダー部でカーカスラインをより外方に位置させること
が考えられる。

そして、このようにトレッド部におけるカーカス形状を
フラットに近づけてトレッドのクラウン半径を大きく保
つときは、無負荷時のクラウン部形状が荷重下における
形状に近づくので、クラウン部のトレツドおよびカーカ
スの曲げ変形をより小さくすることができる。

ここに必要なカーカス形状としては次の２つが考えられ
る。

その１つは、バイアスカーカス全体のコード角度をタイ
ヤの円周線に対してより近づけて、カーカス形状全体を
虎平化する方法である。

この時のカーカス形状は第１図の破線に示すようになる
。しかしこの方法の場合、第１図でも明らかなようにタ
イヤ幅が著しく大きくなり、車繭のタイヤ収納スペース
を広く確保する必要が生じて「大型バス。トラックもこ
おけるような複輪使用では複輪接触を発生させることに
なり、それ故この方法は実際上不適である。もう１つの
方法としては、ブレーカーに高弾性率のコードをとくに
タイヤの円周線に対してより近い角度に配列し、ブレー
カーによる「たが効果」を与えることがそれに当り「こ
の時のカーカス形状は第２図の破線に示すようになる。

しかしこの方法はカーカスとブレーカーとの材質の違い
による大きな剛性の差及びカーカスとブレーカーのコー
ド間の大きな角度差による無理が発生してしまい次のよ
うな問題を残すためこれまで検討されたことがない。ア
製造上においてトカーカスとブレーカーは同じドラム
上でグリーンケース造成後「そのまま加硫機内でのトロ
イダル変形による成形につついて加碗されることになる
が、このドラム造成から成形加硫に至る過程において、
これらカーカスとブレーカーの径が加硫機内にて１．４
〜１．７倍に膨張するトロイダル変形が強いられるので
、カーカスコードとブレーカーコードは別個に大きな角
度変化を起こす。

このときトカーカスコードとブレーカーコードとの間に
大きな角度差があるため互いに角度変化の影響を受け、
とくにブレーカーコードにおいては目標とした周方向に
近い角度が得られ難く〜それと同時に、カーカスの最外
層コード及びプレー力−の最内層コードが伸びた状態に
はならず波打った形となって適正なコード張力が得られ
なくなる。ィ また、性能上においては、カーカスとブ
レーカーとの大きな剛性差に起因して、カーカスとブレ
ーカーとの間にセバレーションが早期に発生するという
致命的な欠かんを伴う。

しかし乍らこれらのような困難をのりこえて、もしこの
方法が実現可能であると、ブレーカーによるトレッドの
有効な剛性の向上によってトレッドの動きが押えられ、
トレッドの変形によるエネルギー損失が減少すると共に
トレッド表面と路面との摩擦も減少し、したがってこの
方法によれば、転がり抵抗が減少すると共に耐摩耗も大
幅に向上するという利点が生じるわけである。

発明者はこのように有効な構造を実現するために、穣多
の実験を行い転がり抵抗を低減するのに十分効果のある
ブレーカーの構造とタイヤ断面構造を解明し、かつさら
にカーカスとブレーカーとの間に特定物性値の有機質繊
維コードよりなる緩衝層を設けることの有用性を見し、
出した。

つまり、有機費繊維のコードを用いたバイアス構造カー
カスを有し、このカーカスのまわりでクラウン部にブレ
ーカーを配置した空気入りタイヤにおいて、上記ブレー
カーとして下記式であらわされる特性値Ｋの値が３００
ｋ９以上のコードを、１００％モジュラスが３０ｋ９／
仇以上のゴムでコーティングしトタィャの赤道に対する
コード角度の平均が２０〜３５０となる傾斜配列におい
て互いに交差させて積層した少くとも２層のゴム引きコ
ード布よりなるものを用い、このブレーカーとカーカス
との間に、特性値Ｋの値がブレーカーのそれよりもはる
かに４・さい有機質繊維のコードからなる緩衝層を介設
し、この緩衝層はブレーカーよりは広くバットレス部に
相対しているが、ピード部には達しない断面幅を有する
こと、を特徴とする省燃費空気入りタイヤ。

Ｋ＝Ｅ・Ｓ＝Ｔ／ごここに、Ｋはコード１本の耐伸張性
、Ｅはヤング率は、Ｓはコードの断面積、Ｔはコードに
かかる張力、ごは張力Ｔがかかるときコードに生じる歪
を示す。

（以上第１発類）有機質繊維のコードを用いたバイアス
構造カーカスを有し、このカーカスのまわりでクラウン
部にブレーカーを配置した空気入りタイヤにおいて、上
記ブレーカーとして下記式であらわされる特性値Ｋの値
が３００ｋ９以上のコードを、１００％モジュラスが３
０ｋ９／係以上のゴムでコーティングし、タイヤの赤道
に対するコード角度の平均が２０〜３５０となる額斜配
列において互いに交差させて積層した少くとも２層のゴ
ム引きコード布よりなるものを用い、このブレーカーと
カーカスとの間に、特性値Ｋの値がブレーカーのそれよ
りもはるかに小さい有機質繊維のコードからなる緩衝層
を介設し、この緩衝層はブレ−カーよりは広くバットレ
ス部に相対しているが、ビード部には達しない断面幅を
有し、これらブレーカーならびに緩衝層を埋設した上記
クラウン部がその中心領域での総厚みに対しショルダー
領域での総厚みの比が１．０〜１．４であり、かつクラ
ウン半径がタイヤ最大幅の１．１〜１．針音である、こ
とを特徴とする省燃費空気入りタイヤ。

Ｋ＝Ｅ・Ｓ＝Ｔ／どここに、Ｋはコード１本の耐伸張性
、Ｅはヤング率、Ｓはコードの断面積、Ｔはコード‘こ
かかる張力、‘は張力Ｔがかかるときコードーこ生じる
歪を示す。

（以上第２発明）以下、図面によって説明する。第３図
において１はクラウン部、２はバイアスカーカス、３は
ブレーカーを示す。

ブレーカー３は１００％モジュラスが３０ｋｇ以上のゴ
ムに上掲の特性値Ｋが少くとも３００ｋ９以上好ましく
は５００ｋｇ以上のコードをタイヤ円周方向に対して平
均２０〜３５ｏの角度で埋設し、互いに交差する少くと
も２層以上からなる。緩衝層４はバイアスカーカス２と
ブレーカー３の間に位置しブレーカーコードよりもはる
かにＫの値が低い有機質繊維コードからなるゴム引きコ
ード層の少くとも１層以上からなる。

その幅はブレーカー３より広くバットレス部に相対して
いるが両端はビードに達しないものとする。また以上の
ようなブレーカー３および緩衝層４を有する基本構造に
加えてクラウン部の中心領域での総厚さＡに対するショ
ルダー領域での総厚さＢの比率が１．０〜１．４倍好ま
しくは１．０〜〜１．２倍でかつタイヤ幅ＳＷに対して
１．１〜１．９倍好ましくは１．２〜１．３音のクラウ
ン半径ＣＲを有する形状とすることにより「転がり抵抗
を一層減少させ得るのである。

この発明による実施例につき従来タイヤと比較してこの
発明による効果を示すと次表のとおりである。

ここに従来タイヤはブレーカーのコードの特性値Ｋが低
くまた緩衝層を有しないほかはこの発明のタイヤとほぼ
同様な構成とした。

実施例 試験結果 また室内ドラム試験で実施例Ａ，Ｂ，Ｃは緩衝層がある
ことにより故障部位がラジアル構造での故障と同類のプ
レー力層間又はブレーカーとトレツド間に移行したので
、ブレーカーとカーカス間の故障がなくなり、耐久性が
才知届‘こ向上した。

このように耐久上の支障がなくなったことによりこの発
明は転がり抵抗のブル底な減少、またさらには耐摩耗性
の向上をもあわせ達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタイヤの一般形状ＮＩこ対するカーカス
コード角度を変化させることによる低転がり抵抗性形状
Ｐを対比して示すタイヤ断面図、第２図は同様に高弾性
率ブレーカーコードを用いた低転がり抵抗性形状Ｑを対
比して示すタイヤ断面図、第３図はこの発明の実施例を
示すタイヤの断面図である。 １・・・・・・クラウン部、２・・・・・・バイアス構
造カーカス、３・・・・・・ブレーカー、４・・・・・
・緩衝層、５・・・・・・バットレス部、Ａ・・・・・
・クラウン部センター総厚さ、Ｂ・・・・・・クラウン
部ショルダー総厚さ、ＣＲ・・・・・・クラウン半径、
ＳＷ・・・・・・タイヤ幅。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機質繊維のコードを用いたバイアス構造カーカス
   を有し、このカーカスのまわりでクラウン部にブレーカ
   ーを配置した空気入りタイヤにおいて、 上記ブレーカ
   ーとして下記式であらわされる特性値Ｋの値が３００ｋ
   ｇ以上のコードを、１００％モジユラスが３０ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２以上のゴムでコーテイングし、タイヤの赤道に対
   するコード角度の平均が２０〜３５°となる傾斜配列に
   おいて互いに交差させて積層した少くとも２層のゴム引
   きコード布よりなるものを用い、 このブレーカーとカ
   ーカスとの間に、特性値Ｋの値がブレーカーのそれより
   もはるかに小さい有機質繊維のコードからなる緩衝層を
   介設し、この緩衝層はブレーカーよりは広くバツトレス
   部に相対しているが、ビード部には達しない断面幅を有
   することを特徴とする省燃費空気入りタイヤ。 記 Ｋ＝Ｅ・Ｓ＝Ｔ／＿６ここに、Ｋはコード１本の耐伸
   長性、Ｅはヤング率、Ｓはコードの断面積、Ｔはコード
   にかかる張力、εは張力Ｔがかかるときコードに生じる
   歪を示す。 ２ 有機質繊維のコードを用いたバイアス構造カーカス
   を有し、このカーカスのまわりでクラウン部にブレーカ
   ーを配置した空気入りタイヤにおいて、 上記ブレーカ
   ーとして下記式であらわされる特性値Ｋの値が３００ｋ
   ｇ以上のコードを、１００％モジユラスが３０ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２以上のゴムでコーテイングし、タイヤの赤道に対
   するコード角度の平均が２０〜３５°となる傾斜配列に
   おいて互いに交差させて積層した少くとも２層のゴム引
   きコード布よりなるものを用い、 このブレーカーとカ
   ーカスとの間に、特性値Ｋの値がブレーカーのそれより
   もはるかに小さい有機質繊維のコードからなる緩衝層を
   介設し、この緩衝層はブレーカーよりは広くバツトレス
   部に相対しているが、ビード部には達しない断面幅を有
   し、 これらブレーカーならびに緩衝層を埋設した上記
   クラウン部がその中心領域での総厚みに対しシヨルダー
   領域での総厚みの比が１．０〜１．４であり、かつクラ
   ウン半径がタイヤ最大幅の１．１〜１．９倍であること
   を特徴とする省燃費空気入りタイヤ。 Ｋ＝Ｅ・Ｓ＝Ｔ／εここに、Ｋはコード１本の耐伸長
   性、Ｅはヤング率、Ｓはコードの断面積、Ｔはコードに
   かかる張力、εは張力Ｔがかかるときコードに生じる歪
   を示す。