JP5833185B2 - 多層せん断帯の強化のための方法および装置 - Google Patents
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Description
μp/pは、ピークツーピークラジアル変位(mm)であり、
vは、せん断帯のポアソン比であり、
Emembraneは、強化層の弾性係数(N/mm)であり、
Imは、強化層の断面2次モーメント(mm4)であり、
Tは、スポーク張力(N)であり、
r0は、せん断帯のノミナル半径(mm)であり、
nは、スポーク数である。
(2)
Emembrane=Ematrix*Vfin+Eケーブル*Vfc
式中、
tは、強化層の厚さ(mm)であり、
Ematrixは、マトリックスまたは強化層の非ケーブル部を構成する材料の弾性係数(N/mm)であり、
Vfinは、マトリックスの体積分率であり、
Ecableは、ケーブルの引張弾性係数(N/mm2)であり、
Vfcは、ケーブルの体積分率である。
しかし、本発明は、既存の強化層130および140の増加または強化層130および140に隣接する強化部の追加によって強化を提供することを提案しない。その代わりに、本明細書中に開示される方法を用いれば、本発明者らは、せん断層120内において既存の強化層130と強化層140との間のラジアル位置において間隔を空けて強化層を追加することにより、所望の垂直剛性特性が達成可能となるだけでなく、せん断帯のラジアル変位における予期しない向上(すなわち、低減)(例えば、μp/pによって測定されるようなもの)も達成可能であるという予期しない発見をした。
これらの方程式に対処する前に、以下の方程式(3)〜(8)は、強化層が相互に均等であるとの仮定に基づいている点に留意されたい。しかし、当業者が本明細書中に開示される教示内容を用いれば理解するように、本明細書中に開示される方法は、不均等な強化層を有するせん断帯にも適用可能である。例えば、本発明を用いて、異なる厚さの強化層も利用可能である。よって、均等な強化層の場合、3つの積(すなわち、3つの構造物断面特性)を以下のように表すことができる。
式中、
Geffは、強化層130および140を含むせん断帯110の有効せん断弾性係数であり、
Aは、せん断帯110の合計断面積(トレッド層は含まない)であり、
Emembraneは、強化層130および140の円周方向の弾性係数であり、
Imは、強化層の断面2次モーメントに対する寄与であり、
Amは、強化層の合計断面積である。
Gmは、強化層のせん断弾性係数であり、
Gslは、せん断層に用いられるエラストマーのせん断弾性係数であり、
Hは、強化層を含むせん断帯の合計厚さであり、
Nは、合計強化層数であり、
tは、強化層の厚さである。
強化層が偶数である場合、断面2次モーメントImは、INevenとして表され、以下の方程式により、INevenが得られる。
wは、強化層の幅であり、
tは、ラジアル方向Rに沿った強化層の厚さであり、
hNは、1つの強化層の中心から次の強化層の中心へのラジアル方向Rに沿った距離であり、
loは、個々の強化層約の軸方向中心線周囲における断面2次モーメントであり、
hBevenは
kは、スペーシングバイアスパラメータであり、前記強化層間のスペーシングが比較的均等である場合、1の値が用いられ、外側強化層のスペーシングが最小である場合、0の値が用いられる。
(9)(HTARGET−Nt)/(N−1)≦t/2
Claims (16)
- ハブと、このハブの半径方向外側に配置され且つ最外強化層及び最内強化層を有すると共に厚さHREFおよび合計強化層数NREFを有する環状のせん断帯と、を有するタイヤにおいて、前記せん断帯を設計する方法であって、
初期のせん断帯の厚さHREFおよび合計強化層数NREFを用いて、前記タイヤの垂直剛性及び(Geff*A)REFを決定するステップと、
目標値HTARGETを前記初期のせん断帯の厚さとして選択するステップと、
前記合計強化層数を1だけ増加させるステップと、
前記厚さHTARGET及び前記増加させるステップによって得られた前記強化層数を用いて(Geff*A)CALCを演算するステップと、
前記演算するステップからの(Geff*A)CALCと、前記決定するステップからの(Geff*A)REFとを比較するステップであって、このステップは、(Geff*A)CALCが(Geff*A)REF未満である場合、(Geff*A)CALCが(Geff*A)REF以上になるまで、前記増加させるステップおよび前記演算するステップを繰り返し、(G eff *A) CALC が(G eff *A) REF 以上になったときの合計強化層数であるN TOTAL を提供する、前記比較するステップと、
前記比較するステップによって得られたせん断帯を有するタイヤについて、前記厚さHTARGETおよび前記合計強化層数NTOTALを用いて、そのタイヤの垂直剛性を計算するステップと、
前記計算するステップからのタイヤの垂直剛性と、前記決定するステップからのタイヤの垂直剛性とを参照するステップであって、このステップは、前記計算するステップからのタイヤの垂直剛性が前記決定するステップからのタイヤの垂直剛性未満である場合、前記最外強化層と前記最内強化層との間の前記強化層のうち少なくとも1つを前記計算するステップ後のせん断帯内の新規位置へと移動させ、前記新規位置は前記最外強化層または前記最内強化層により近接する、前記参照するステップと、
前記計算するステップからのタイヤの垂直剛性が前記決定するステップからのタイヤの垂直剛性以上となるまで、前記計算するステップおよび前記参照するステップを繰り返すステップと、
を含む、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。 - 前記せん断帯内の任意の隣接する強化層間の距離が単一の強化層の厚さの半分未満である場合、前記目標厚さHTARGETを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記増加させるステップ、前記演算するステップ、前記比較するステップ、前記計算するステップおよび前記参照するステップを前記合計強化層数NREFから繰り返すステップをさらに含む、請求項2に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記比較するステップにおいて(Geff*A)CALCが(Geff*A)REF以上にならない場合、前記目標厚さHTARGETを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記増加させるステップ、前記演算するステップ、前記比較するステップ、前記計算するステップおよび前記参照するステップを前記合計強化層数NREFから繰り返すステップをさらに含む、請求項4に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記目標厚さHTARGETを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記厚さHREFおよび前記合計強化層数NREFを用いて、μp/pREFの値を演算するステップと、
前記厚さHTARGETおよび前記比較するステップから得られた前記合計強化層数NTOTALを用いて、μp/pTARGETの値を演算するステップと、
μp/pTARGETの値と、μp/pREFの値とを比較し、μp/pTARGETがμp/pREF以下ではない場合、最外強化層と最内強化層との間の前記強化層のうち少なくとも1つを前記新規位置へと移動させるステップであって、前記新規位置は、前記最外強化層または前記最内強化層のいずれかにより近接する、前記移動させるステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。 - 前記選択するステップにおいて用いられるような厚さHTARGETと、前記比較するステップから得られる合計強化層数NTOTALとを有するせん断帯を製造するステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記比較するステップにおいて(Geff*A)CALCが(Geff*A)REF以上にならなかった場合、前記強化層の厚さtを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記増加させるステップ、前記演算するステップ、前記比較するステップ、前記計算するステップおよび前記参照するステップを前記合計強化層数NREFから繰り返すステップをさらに含む、請求項9に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記比較するステップにおいて(Geff*A)CALCが(Geff*A)REF以上にならなかった場合、前記強化層の円周方向のせん断弾性係数Gmを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記比較するステップからのタイヤの垂直剛性が前記決定するステップからのタイヤの垂直剛性以上にならなかった場合、前記強化層の円周方向の弾性係数Emembraneを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- 前記厚さH TARGET 及び前記比較するステップから得られた前記合計強化層数N TOTAL を用いたμp/pが、前記厚さHREFおよび前記合計強化層数NREFを用いたμp/pの値以上にならなかった場合、前記強化層の円周方向の弾性係数Emembraneを増加させるステップをさらに含む、請求項1に記載の、タイヤにおけるせん断帯を設計する方法。
- ハブとこのハブの半径方向外側に配置される環状のせん断帯とを有するタイヤ用のせん断帯であって、
せん断層と、
前記せん断層の片側に沿って配置された内側強化層と、
前記せん断層の他方側に沿って配置された外側強化層であって、前記せん断層は、前記内側強化層と前記外側強化層との間に配置される、外側強化層と、
少なくとも2つ以上のさらなる強化層であって、前記少なくとも2つ以上のさらなる強化層は、前記外側強化層と前記内側強化層との間において相互に間隔を空けてかつ前記外側強化層および前記内側強化層から間隔を空け得て配置され、これにより、前記せん断帯は合計強化層数Nを有し、N>4となる、外側強化層と、
を含む、タイヤ用のせん断帯。 - 前記少なくとも2つ以上のさらなる強化層は、前記せん断帯のピークツーピークラジアル変位値を低下させる位置において、前記内側強化層と前記外側強化層との間に配置される、請求項14に記載のタイヤ用のせん断帯。
- 前記少なくとも2つ以上のさらなる強化層は、前記内側強化層と前記外側強化層との間において均等に間隔を空けて配置される、請求項15に記載のタイヤ用のせん断帯。
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