JPS625801B2

JPS625801B2 -

Info

Publication number: JPS625801B2
Application number: JP52016665A
Authority: JP
Inventors: Ruisu Jatsukuson Uiriamu
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1976-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1987-02-06
Also published as: AU516553B2; DK67077A; AU2233677A; NL7701622A; FI770499A; FR2341449B1; ZA77872B; FR2341449A1; IE44491L; IT1079581B; SE7701664L; US4343341A; DE2706605A1; LU76780A1; JPS5299501A; IE44491B1; BE851500A; GB1576409A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は空気タイヤに関する。

大きい負荷を運搬するために大きいタイヤを装
着することは、車輛工業で標準的な方法である。
これは、寸法を一定にしたままでタイヤ上の負荷
を増大しようとすると、過度の熱を発生すること
になるので、必要なことである。熱の発生は、タ
イヤの空気圧を増大することによつて低減し得る
が、これは、乗り心地を悪くする。

本発明の目的は、乗り心地が悪くなつたり、タ
イヤに過度の熱の発生を伴うことなく、空気タイ
ヤの負荷能力を増大することである。

本発明によれば、ブレーカ組立体によつて巾の
ほぼ全体にわたつて補強された踏面と、一対の彎
曲した側壁と、不伸長性コードでできた半径方向
に延びるカーカスプライとを備え、前記一対の側
壁のそれぞれが、踏面に隣接していて踏面から側
壁への移行部分になつている遷移域と、車輪リム
に装着されるビード域と、遷移域とビード域との
間に延びていて、側壁の厚さが最も小さい部分の
二倍以下の厚さを有していてタイヤの半径方向の
弾性のほとんどすべてを受け持つようになつてい
る彎曲域とを有している空気タイヤであつて、前記ブレーカ組立体は、ブレーカ組立体の円周
方向中心線のまわりの曲げモーメントに対して高
い抵抗を有し、前記彎曲域は、空気タイヤを車輪リムに装着し
て負荷をかけないで通常の作用圧力まで膨張した
ときに、彎曲域がその曲率中心に対してなす角の
半分の正接、すなわち、形状係数Ｑが＋0.85以下
となるように形成されていることを特徴とする空
気タイヤが提供される。

こゝに使用する形状係数Ｑは、タイヤの理想側
壁がその曲率中心に対してなす角の半分の正接を
いう。

好ましくは、このタイヤは、30乃至75％のアス
ペクト比（タイヤ断面高さ／タイヤ巾）を有して
いる。

本発明について添附図面を参照して更に詳細に
説明する。

タイヤが支持する負荷は、ほゞ次式に基づいて
変化する。

Ｌ＝（Ａ＋BP）ｄＬ＝負荷Ａ＝構造的硬直性 BP＝空気圧硬直性Ｐ＝タイヤの空気圧Ｂ＝空気常数ｄ＝作用負荷における彎曲第１ａ、第１ｂ、第２ａ、第２ｂ図に示す組立
体は、踏面１２と、車輪リム１５に装着されたビ
ード１４で終る側壁１３とを有するタイヤ１１を
備えている。

通常、構造的硬直性Ａまたは彎曲ｄのいづれか
を増大しようとすると、過度の熱を発生すること
になり、一方、空気圧Ｐを上昇すると、乗り心地
の悪化を招く。本発明の目的は、空気常数Ｂを増
大することである。

第１ａ、第１ｂ図を参照すると、タイヤ１１の
膨脹は、図示の如く下記の張力を発生する。

t₀＝Pr₀およびf₀＝t₀cosθ_０ f₀は、ビード１４を外方に引張るt₀の半径方向
成分である。

第２ａ、第２ｂ図を参照すると、負荷が加わつ
たとき、接触部に近い側壁は彎曲し、従つてf₀は
下記のｆに減少する。

ｆ＝Pr cosθ これは、ビードの周囲の力を不均衡にし、加わ
つた負荷と大きさが等しく方向が反対の力がタイ
ヤに作用する。

この不均衡は、次式に比例する。

（f₀−ｆ）＝Ｐ（r₀cosθ_０−ｒ cosθ）従つて、空気常数Ｂは、次式に関係し、（ｆ_０−ｆ）／Ｐ＝（r₀cosθ_０−ｒ cosθ）次の値を増大することによつて空気常数Ｂを増
大し得る。

f₀／Ｐ＝r₀cosθ_０第１ａ図で、タイヤの断面高さの半分h₀は、次
式で、与えられることが明瞭である。

h₀＝r₀sinθ_０本発明は、同一断面高さのタイヤにおいて、常
数h₀を維持しながらr₀cosθ_０を増大するよう
に、r₀とθ_０とを変更し、それによつて負荷能力
を改善することを探求する。即ち、次の比を減少
することである。

Ｑ＝ｒ_０ｓｉｎθ_０／ｒ_０ｃｏｓθ_０＝tanθ_０こゝにＱは形状係数である。

従つて、一定高さの断面と、一定圧力とに対
し、空気圧硬直性は、Ｑを低減すること、即ち側
壁を真直にすることによつて増大し得る。

一般に、比較的真直な側壁を有するタイヤは、
膨脹すると、一層円形の断面形状に復帰し、従つ
て、これを防止するには、タイヤ構造を変更する
ことが必要である。タイヤは、一層円形の形状へ
復帰するが、これは、増大した側壁の張力が、ブ
レーカ組立体の端縁をタイヤのビードに向い内方
へ引張ろうとすると共に、空気圧が、ブレーカの
中心を外方へ押圧するからである。この傾向は、
ブレーカ組立体の円周方向中心線を中心とする曲
げモーメントに対するブレーカ組立体の抵抗を増
大することによつて低減し得る。

ブレーカ組立体の抵抗を増大すること自体は、
ブレーカ組立体に使用する低コード角プライの上
下に高コード角プライを挿入して、ブレーカ組立
体に使用する材料の厚さと硬直性とを増大させる
か、ブレーカ組立体の端縁の低コード角プライの
ストリツプだけを残して、高コード角プライだけ
をブレーカ組立体に使用するか、または補強構造
の剛性を決定する周知の技術原理を用いることに
よつて達成し得る。

また、当初の真直な側壁による効果が、側壁の
不適当な引張強さに基づく伸張によつて喪失され
ないことが保証される必要がある。従つて、比較
的不伸張性の補強コードを使用する。

タイヤの「乗り心地」、すなわち道路の不規則
さの作用を減少させる能力は、ある程度ブレーカ
の張力に依存する。これは、次式によつて与えら
れる。

Ｔ／Ｒ＝PW−２Ｍｆ_０／ＲこゝにＴ＝ブレーカの円周方向張力Ｒ＝ブレーカの主半径Ｗ＝ブレーカの巾Ｍ＝リムまたはビードの半径 RW＝外方へ押圧する単位円周長さ当りの力２Ｍｆ_０／Ｒは、内方へ引張る２側壁の単位円周長さ当りの合成力である。ブレーカの張力は、式の右
辺に比例する。

従つて、f₀を増大すると、すなわちＱを減少す
ると、負荷能力が増大するが、ブレーカの張力が
減少する様になり、乗り心地が少しではあるが改
良される。

この等式は、次式の如く書き替えられる。

Ｔ／ＰＷＲ＝１−２ｈ_０Ｍ／ＷＲ×１／Ｑ従つて、Ｑを減少していくと、ブレーカの張力
を零にすることができる。このとき、Ｑ_c＝２ｈ_０Ｍ／ＷＲであり、Ｑ＜Ｑ_cのとき、圧縮力を生じる。これ
らのことからわかることは、第１に、ブレーカの
巾Ｗが大きくなると、Ｑ_cの値は小さくなり、2h₀
に比較してＷが大きいタイヤに対して、Ｑをより
減少させることができることである。

従つて、アスペクト比の小さいラジアルタイヤ
において、より負荷能力が改善される。即ち、後
記するごとくＱがQcより著しく小さくなると、
ブレーカの座屈を防ぐためにブレーカを支持する
支持手段が必要になるのであるが、Ｗを大にして
（従つてアスペクト比を小さくして）Qcを小さく
すれば、Ｑをより減少させても上記支持手段が不
要になる等の点において好ましいのである。しか
しながら、タイヤの断面高さを一定に保つたまま
Ｗを所定値以上大きくすることは、タイヤ及び車
輪リムの大形化を招く結果となるし、またタイヤ
の断面高さを小さくすることによつてアスペクト
比を所定以上に小さくすればタイヤのクツシヨン
性がわるくなる。これらの点を考慮すると、アス
ペクト比は30％から75％までの範囲にあるのが好
ましい。

第２に、Ｑ_cよりも著しく小さいＱの値に対
し、ブレーカが圧縮応力の下で圧潰して座屈する
ことが判明した。しかしながら、この圧潰に抗し
てブレーカを支持する手段は、予見されており、
各良される特性が、余分な費用を使つても充分に
価値がある場合には使用される。

第３ａ、第３ｂ図を参照すると、こゝには、実
際の膨脹した形状の２つのタイヤ・リム組立体が
示されている。第３ａ図は、形状係数Ｑ＝0.90を
有する通常のラジアルタイヤを示す。第３ｂ図
は、第３ａ図と同一の断面高さと、ブレーカ巾と
を有しているが、より真直な側壁と、第３ａ図の
ものに使用された従来のプライの上下にブレーカ
補強材料の余分な高コード角プライとを有する変
更されたタイヤを示す。

この変更されたタイヤの形状係数Ｑは、0.70で
あつた。

従つて、性能の期待される改良は、（０．９０／０．７０−１）×100％＝29％である。

実際上は、不正確さと、非線形性とに基づき、
得られた数値は小さかつた。すなわち、空気硬直
性は、約24％増大し、構造的硬直性が小さかつた
ため、全体の硬直性は、約20％増大した。

次に、これ等のタイヤは、回転ドラムの粗面に
対して押圧され、ある速度範囲にわたつて平均さ
れた車軸の垂直方向加速度について周波数スペク
トルが記録された。

第４図は、２つのタイヤに対する結果を比較し
ている。周波数帯10乃至100ヘルツの大部分にわ
たり、より硬いタイヤすなわちＱが0.7のタイヤ
は、より少ない車軸振動を生じていることが明瞭
である。従つて、熱の発生が低減され、乗り心地
が少し改善される附加的な空気硬直性は、Ｑを
0.90から0.70へ減少することによつて達成され
た。

尚、Ｑ係数は、膨張した形状に関するものであ
り、大抵のタイヤは、これよりもかなり大きいＱ
係数を示し、その多くは、1.10乃至1.50の範囲に
在り、既述のごとく不伸長性コードを使用するこ
とを前提とし、かつブレーカ組立体を、その円周
方向中心線のまわりの曲げモーメントに対して高
い抵抗を有するように構成しない限り、0.85以下
に低減し得ないものである。なお、比較的不伸長
性のコード自体、及びブレーカ組立体の抵抗を増
大させる構成自体は当業者にとつて周知のことで
あり、不伸長性のコードでできたカーカスプライ
を備えた空気タイヤにおいて、タイヤが膨張した
状態の彎曲域の形状係数を0.85以下に形成するこ
と、及びそれを可能にするための一つの要件とし
てブレーカ組立体の抵抗を増大させる前記構成を
採用することが本発明の重要な特徴である。

実際上、タイヤは、簡単な理想形状を有してい
ないので、「ブレーカ組立体の巾」と、「側壁彎曲
域の曲率の中心」と、「h₀」と「r₀cosθ_０」の様
な因数とが何を意味するかを定義することが必要
である。

一般に、タイヤ形状は、第５ａ図に示す様に、
内部側壁の形状は、３つの半径を使用して非常に
近い相似度で描き得る。鋭く彎曲した遷移域１６
は、曲率r₁の半径を有し、彎曲域１７は、曲率r₂
の半径を有し、ビード域１８は、曲率r₃の半径を
有している。ブレーカ組立体１９は、通常、同様
に曲率を示すが、これは無関係である。第５ａ図
には、ブレーカ組立体１９が真直の如く図示され
ている。

通常、ブレーカ組立体１９の端縁２０は、側壁
１３よりも厚い遷移域１６で側壁から分離されて
いる。側壁１３の最も薄い部分２１が、厚さｔを
有しているとすれば、厚さが2tである遷移域１６
の位置を見出すことは可能である。この位置で側
壁断面を軸方向に横切つて引いた直線は、プライ
の中心線と点Ｃで交わる。ブレーカ組立体の有効
巾Ｗは、これ等の点の間でタイヤを横切る軸方向
距離CCである。

方向CAにおいてタイヤ断面の周囲を半径方向
内方に移動すると、ほゞ一定の半径r₂の領域があ
る。実際上、r₂は、正確には一定でなく、関係が
あるのはr₂の最小値である。この半径の中心は、
Ｄである。

第５ｂ図に示す如く、断面の垂直方向中心線
と、Ｃを通る垂直線と、適当な出発点Ｄとを与
え、理想断面は、点C′でＣを通る垂直線に交わ
る如く、半径r₀の弧と、中心D′とを描くことによ
つて形成される。有効側壁半径r₀は、その値はr₂
に近く、値r₂にプライの中心線からタイヤの内面
への距離を加えることによつて見出し得る。この
結果のr₀は、通常、第５ａ図の長さCDに非常に
近い。

第６図は、ブレーカの有効巾Ｗよりも狭いリム
に装着されたタイヤの理想断面を示す。選定され
たパラメータは、タイヤの有効高さが、2h₀から
2h₀cosφに変更された点を除いて第５図のものと
正確に同一である。これは、所与のタイヤ彎曲に
対する実際の半径方向力の大きさが考えられると
きにのみ関係がある。

以上より明らかなように、本発明の主要な特徴
は、空気タイヤが膨張したときに彎曲域の形状係
数Ｑが0.85以下になるように形成されている点に
ある。即ち形状係数Ｑが0.85以下であれば、既述
の空気圧硬直性が従来のタイヤに比してかなりの
程度まで増大し、それに応じて、乗りごこちの悪
化及びタイヤの過度の熱の発生を伴うことなく空
気タイヤの負荷能力を増大出来るという利点が十
分に得られるのである。なお、既述のごとくタイ
ヤ膨張時の形状係数Ｑを0.85以下にするために
は、ブレーカ組立体の抵抗を増大させるというそ
れ自体周知の構成を採用するとともに彎曲域の彎
曲を直線状に近ずけていくことが必要であるが、
当業者は容易に推考しうる範囲内でそのブレーカ
組立体の抵抗を増大させる構成と彎曲域の具体的
形状とを採用し、Ｑの値を0.85以下の適切値にす
ればよいのであるから、本発明においては、Ｑの
下限値について特に定めてはいない。換言すれ
ば、当業者が容易に採用できる範囲内の高抵抗の
ブレーカ構造及び彎曲域の具体的形状を用いて本
発明の効果を得るようにする際の、可能な最小値
が、Ｑの値の下限値である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は膨脹によつて生じる力を示す膨脹し
た空気タイヤと車輪リムとの組立体の図式的な断
面図、第１ｂ図は第１ａ図の組立体の図式的立面
図、第２ａ図は膨脹した空気タイヤと車輪リムと
の組立体が負荷されている時の接触部における彎
曲と、力が変化する状態とを示す組立体の図式的
断面図、第２ｂ図は第２ａ図の組立体の図式的立
面図、第３ａ図、第３ｂ図は各々が異なる形状係
数を有する膨脹した空気タイヤと車輪リムとの組
立体の図式的断面図、第４図は第３ａ図、第３ｂ
図の２つの組立体に行つた乗り心地試験の結果の
図、第５ａ図、第５ｂ図は如何にして実際のタイ
ヤの寸法が上述の理想タイヤに関係づけられるか
を示す膨脹したラジアルタイヤと車輪リムとの組
立体の部分の図式的断面図、第６図はリムとブレ
ーカの有効巾間の差を表示する膨脹したラジアル
空気タイヤと車輪リムとの組立体の部分の図式的
断面図を示す。１１……空気タイヤ、１２……踏面、１３……
側壁、１４……ビード、１９……ブレーカ組立
体。

Claims

【特許請求の範囲】１ブレーカ組立体によつて巾のほぼ全体にわた
つて補強された踏面と、一対の彎曲した側壁と、
不伸長性コードでできた半径方向に延びるカーカ
スプライとを備え、前記一対の側壁のそれぞれ
が、踏面に隣接していて踏面から側壁への移行部
分になつている遷移域と、車輪リムに装着される
ビード域と、遷移域とビード域との間に延びてい
て、側壁の厚さが最も小さい部分の二倍以下の厚
さを有していてタイヤの半径方向の弾性のほとん
どすべてを受け持つようになつている彎曲域とを
有している空気タイヤであつて、前記ブレーカ組立体は、ブレーカ組立体の円周
方向中心線のまわりの曲げモーメントに対して高
い抵抗を有し、前記彎曲域は、空気タイヤを車輪リムに装着し
て負荷をかけないで通常の作用圧力まで膨張した
ときに、彎曲域がその曲率中心に対してなす角の
半分の正接、すなわち形状係数Ｑが、＋0.85以下
となるように形成されていることを特徴とする空
気タイヤ。２特許請求の範囲第１項記載の空気タイヤにお
いて、タイヤのアスペクト比が、30〜75％である
ことを特徴とする空気タイヤ。