JPH0120083B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0120083B2 JPH0120083B2 JP58168323A JP16832383A JPH0120083B2 JP H0120083 B2 JPH0120083 B2 JP H0120083B2 JP 58168323 A JP58168323 A JP 58168323A JP 16832383 A JP16832383 A JP 16832383A JP H0120083 B2 JPH0120083 B2 JP H0120083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carcass
- tire
- line
- deformation
- maximum width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C3/00—Tyres characterised by the transverse section
- B60C3/04—Tyres characterised by the transverse section characterised by the relative dimensions of the section, e.g. low profile
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
重荷重用空気入りラジアルタイヤに関しその内
圧充填時のカーカスラインの改良に関連して以下
に述べる技術内容は、この種タイヤの転り抵抗の
低減をとくに有利に実現できるカーカス放射面プ
ラフアイルの適合に係り、トラツク、バス用その
他の重荷重用空気入りタイヤの属している技術分
野を占める。 （従来の技術） タイヤの転がり抵抗を低減するためには、タイ
ヤ転動に伴う応力、歪サイクルに依つて消費され
るエネルギーを低減させることが必要である。こ
の点一般に実用性があると認められてきた、従来
のいわゆる重荷重用ラジアルカーカス構造のタイ
ヤにつき、通常の使用条件の下でタイヤの構成部
分が消費するエネルギーのタイヤ全体に占める割
合を解析した結果によるとトレツド部で（37）
％、バツトレス部（23）％、サイドウオール部
（20）％、ビード部（20）％程度に配分されると
して取り扱い得ることが判つた。 ここに転がり抵抗への寄与率が最も大きいのは
トレツド部であり、従つて、このトレツドゴムの
内部摩擦を少なくして転がり抵抗を軽減するため
該ゴムにつき反発弾性率（Resilience）を上げる
ゴム配合によつて対処することが一般である。し
かるに、この場合には転がり抵抗が改良される度
合に応じて不所望にもこの種のタイヤの重要物性
の一つであるウエツト性能が悪化する欠点が伴わ
れる。 従つて上記対策はウエツト性能の悪化を防ぐ別
途手段を講ぜぬ限り、転がり抵抗の飛躍的改善は
望まれ得ず、そしてウエツト性能の維持に格別有
効な手段も見当らないので結局のところさしたる
実効をあげることはできないのである。 次善の対策としてトレツドゴムの特性について
上記したとほぼ同様に、内部摩擦を低減したゴム
配合をサイドウオールに適用することも試みられ
た。しかし実際にはこれにより転がり抵抗の３％
又はそれに満たない程度の改善しか得ることがで
きない。 この他パターンの溝面積の占める割合を大きく
して、転動時の微少スリツプを抑制し転がり抵抗
を小さくする手段もとられているが、耐摩耗性の
低下を招くのでその効果に限界があるのはやむを
得ない。 （発明が解決しようとする問題点） 従来の考え方から脱却して、カーカス放射面プ
ロフアイルを適正に変化させることにより大巾な
転がり抵抗の低減が、ウエツト性等の改良も含め
て有利に実現され得ることがわかつた。 ここにカーカスの放射面プロフアイルの適正化
というのは、いわゆる自然平衡形状を故意にはず
した形状であつて、とくにラジアルカーカスタイ
ヤに荷重が作用しかつ転動した際に生じるサイド
ウオールの変形状態について根本的な究明を加え
た結果として導かれ、いかなる偏平率のタイヤに
も適用できるものである。 一般にサイドウオールの変形は、曲げ変形と剪
断変形とに分けられる事は周知の事実であるが、
この点に更に詳細な検討を加えた結果、サイドウ
オール下方域（ビード部に近い部分）は曲げ変形
の寄与が大きく、一方サイドウオール上方域（ト
レツド部に近い部分）は剪断変形の寄与が大きい
と言う変形様式の相違を見い出したことに由来し
ている。 このサイドウオール上方域の剪断変形について
は曲げ変形に比べて複雑な挙動を示すが発明者ら
は鋭意検討の結果、次の重要な知見を得たのであ
る。 第１にサイドウオール上方域の剪断変形は、タ
イヤに荷重が作用している場合、荷重直下では小
さいものの接地面へ進入離脱する付近では著しく
増加し、全体としてエネルギー消費に非常に大き
な寄与を占めること 第２に剪断変形は曲げ変形と逆相関関係にあ
り、曲げ変形を増加させると剪断変形が減少する
と言うことである。 以上の知見に基きサイドウオール上方部は比較
的厚さが薄い部分であり荷重直下付近に集中して
生じている曲げ変形を多少増加させても、エネル
ギー消費に非常に大きな寄与を占める剪断変形を
減少させることにより、全体としてエネルギー消
費を低減できることが明らかになつたのである。 （問題点を解決するための手段） この発明はタイヤ周方向に対し80゜〜90゜の実質
上ラジアル配列をなす金属プライコードの少なく
とも１層からなるカーカスと、金属コードの少な
くとも２層よりなるブレーカーを主補強としてそ
なえ、ビード部にはステイフナーをそなえている
重荷重用空気入りタイヤにおいて、正規リムと組
合せて正規内圧を充填したタイヤの装着姿勢の下
で該リムの公称径の1/2をタイヤの回転軸線から
距てる点を通る該回転軸線と平行なリム径ライン
ｌからタイヤの半径方向外方へタイヤ断面高さ
SHの15％に当る距離ｈだけ離間した回転軸線に
平行な直線がカーカスラインを横切る交点をＢと
し、上記直線と直交して交点Ｂを通る垂線が交点
Ｂより半径方向外側でカーカスラインを横切る交
点をＣとして、交点Ｂ，Ｃを結ぶ線分に対し、
タイヤの軸方向外方にて平行に引いたカーカスラ
インの接線EFと外接するように仮想した該線分
BCを弦とする基準円弧の半径R′に対する、上記
カーカスラインの上記交点Ｃを通るカーカスの肩
部分輪郭曲線の曲率半径Ｒの比Ｒ／R′が、0.65〜
0.85の範囲にあり、かつ該曲線と滑らかに連つて
交点Ｂに至る間に単一の変曲点を持つカーカスラ
インの残余部分輪郭曲線は上記基準円弧よりもタ
イヤの内側を通つてその円弧に対する最大離隔距
離ｆが３〜８mmの範囲にあるカーカス放射面プロ
フアイルを、上記正規内圧の充填過程で、正規内
圧の５％時から充填完了時の間におけるカーカス
放射面プロフアイルの変形が、カーカスの最大幅
位置よりも肩部寄りの上方域では最大幅位置に比
して相対的にわずかで実質的に変形しないのに反
し、カーカスの最大幅位置で上方域に比してより
膨出し、カーカスの最大幅位置よりもビード部寄
りの下方域にあつては最大幅位置での膨出に比べ
てより大きいせり出しを生じた結果として具備す
ること、を特徴とする転り抵抗の低い重荷重用空
気入りタイヤであり、カーカスが、スチールコー
ド１層から成ること、ステイフナーが、硬、軟ス
テイフナーの組合せ構造になること、硬、軟ステ
イフナーが、硬ステイフナー体積と軟ステイフナ
ー体積との割合いで１：1.0〜2.0の体積比である
こと、及び半径比Ｒ／R′が0.70〜0.80の範囲でか
つ最大離隔距離ｆが４〜７mmであることが実施上
好適である。 （作用） サイドウオール上方域の曲げ変形を増加させる
ためにはタイヤを正規リムに組合せ正規内圧を充
填した時に、サイドウオール上方域に対応するサ
ーカスの肩部分輪郭曲線の曲率を大きくしておく
ことが必要であり、発明者らは該曲線の曲率半径
について種々の検討を加えた結果として第１図に
示した、あとで説明する基準円弧の半径R′との
比Ｒ／R′が0.65〜0.85より好ましくは0.70〜0.80
の範囲において有利に上記目的に適合することを
見い出したのである。 ここで注意すべきことは、第１図に示す円弧
BECは単なる基準円弧であつて、いわゆる自然
平衡形状を基にしたカーカス放射面プロフアイル
とは元来別個のものではあるけれども、サイドウ
オール上方域は比較的厚さが薄い部分であつて、
それ自体の剛性が低いために自然平衡形状に基づ
いたカーカス放射面プロフアイルはこの円弧の一
部分ＥＣ⌒に極めて近接することになる。 すなわち上記の比Ｒ／R′に関して0.65〜0.85と
いう値は故意に自然平衡形状をはずしたことの結
果としてしか生じ得ないのであることが注意され
なければならない。 Ｒ／R′が0.85より大きい値では後の実施例とし
て示すごとく自然平衡形状を故意にはずして、サ
イドウオール上方域の剪断変形を減少せしめ、転
がり抵抗を改良するという効果が充分に得られな
いし、またＲ／R′が0.65に満たないと比較的厚さ
の厚いバツトレス部に曲げ変形が集中してしま
い、剪断変形を減少させて得られる転がり抵抗改
良効果は打ち消されてしまうのである。 次にサイドウオール下方域の曲げ変形について
はそれによるエネルギー消費を考えてみると一般
に次式の様に表わすことができる。 エネルギー消費＝Ａ・Ｅ・tanδ・（ΔC）2・Ｓ
……(1) 但し Ａ：適当な定数 Ｅ：サイドウオール下方域の弾性係数 ΔC：曲げ変形に依るサイドウオール下方域の曲
率変化 Ｓ：カーカスの最大巾地点から測つたサイドウオ
ール下方域の長さ 従つて、Ｅ、tanδ及びＳが同等であるならば、
エネルギー消費は（ΔC）2に比例することが、明
らかである。 そこで実際のタイヤに荷重が作用した場合のサ
イドウオール下方域の曲率変化を調べた結果、発
明者らは次の重要な知見を得た。 すなわち、第２図に示す如く、タイヤに正規荷
重が作用した場合、サイドウオール下方域が逆Ｒ
になる変形、つまり負荷変形前には外向き凸形の
曲率半径R1であつたのが、変形後外向きに凹形
の曲率半径R2のように反転する変形が生じると
言うことである。 ここで(1)式におけるサイドウオール下方域の曲
率変化（ΔC）2は次式で表わすことができる。 （ΔC）2＝（１／R1＋１／R2）2 ……(2) ここでもしタイヤを正規リムにとり付け、正規
内圧を充填した時において、サイドウオール下方
域がすでに逆Ｒを有していたならば、曲率変化
（ΔC′）2は （ΔC′）2＝（１／R1−１／R2）2 ……(3) となつて、明らかに上記(2)式による（ΔC）2より
も小さくなり、それに比例して(1)式に従うエネル
ギー消費を少なくできるのである。 このような観点からサイドウオール下方域に
は、正規内圧充填下に逆Ｒ形状を与えることが有
効であるが、特に曲げ変形が充填内圧を負担して
いるカーカスを中心として生じることを考え合せ
るならば、カーカス自体の曲率を反転させておく
ことが最も好ましいわけである。 このカーカスの曲率を反転させる程度について
種々検討を加えた結果として、第１図に示すカー
カスラインFBと、円弧ＢＥ⌒との最大離隔距離で
あるｆの値をもつて考えることができ、その適正
な範囲としてはｆが３〜８mm好ましくは４〜７mm
であることが見い出された。 さきにも述べたように、円弧BECは単なる基
準円弧であつて、いわゆる自然平衡形状を基にし
たカーカス放射面プロフアイルとは別個のもので
ある。特にサイドウオール下方域は、カーカスが
ビードコアーの回りに半径方向外方へ向つて巻き
上げられ、その巻き上げ部間にステイフナーを満
してビード部が固められているために、比較的大
きい剛性を有する部分であり、自然平衡形状に基
づいたカーカス放射面プロフアイルは一般に円弧
ＢＥ⌒の内側に存在しているのが通例である。 しかしながら、この発明で示すｆが３〜８mmと
言う値は故意に自衡平衡形状をはずし、サイドウ
オール下方域のカーカスの曲率を反転させること
によつてのみとり得る値であつて、従来の自然平
衡形状とは完全に区別できる値である。 ここでｆが３mmに満たない値であると、上記(1)
式〜(3)式で示した原理でエネルギー消費を少なく
する効果が充分に発揮できないし、またｆが８mm
を越えると、内圧充填時のサイドウオール下方域
のカーカスの張力が高くなりすぎ耐久性上悪影響
を及ぼすばかりか、カーカスがタイヤ内側に入り
込むのに伴つてタイヤ外面も比較的内側に位置す
るようになりリムとのかん合性が悪化するなどの
欠点が生じてしまうのである。 この発明のタイヤが自然平衡放射面プロフアイ
ルを故意にはずしたタイヤであることはタイヤ内
圧の充填中におけるカーカス放射面プロフアイル
の変化を見ることにより外観からも容易に識別さ
れる。すなわち、タイヤをリム上に取り付け正規
内圧の５％に内圧を充填した時から正規内圧まで
充填した時の変形がいわゆる自然平衡放射面プロ
フアイルの場合には第４図に（1000R20）サイズ
の例を示す様にサイドウオール部全体で実質上均
一にせり出し変形が生じるのに対し、この発明に
よるカーカス放射面プロフアイルの場合には第５
図に示す様に最大巾位置で膨出し、より下方域の
せり出し変形量が最も大きいのに反し最大幅位置
よりも肩部寄りの上方域では最大幅位置の膨出に
比べてより少い若干のせり出し変形が生じるもの
の、実質的に変形しないのである。第４図、第５
図で実線及び破線は、せり出し変形前後における
タイヤ外面形状をそれぞれ石こうにより型どりし
て示した。 この内圧充填による変形の相異が、カーカスの
張力分布に影響を及ぼすのはいうまでもない。こ
の発明に依るタイヤの場合はせり出し変形量の大
きいビード部付近でカーカス張力が高くなつて見
かけ剛性も大きい反面サイドウオール上方部から
バツトレス部にかけては、せり出し変形量が小さ
いため比較的カーカスの張力が低く、見かけの剛
性も小さいと言う特徴を有している。そして、こ
の特徴こそが以下に述べる様に転がり抵抗の改善
に加えて操縦安定性、ウエツト性にも影響を及ぼ
すのである。 先ず、タイヤにスリツプ角が付加された場合に
ついて考えて見る。この時タイヤには、横方向の
力が作用しそれによる横方向の変形が生じるが、
この発明のタイヤの場合には、ビード部付近のカ
ーカス張力が高く、見かけの剛性が大きいために
横方向の変形に対する剛性も大きくなり、高いコ
ーナリングパワーと特にスリツプ角が大きい場合
に良好な安定性が発揮される。 この様な改良は路面が乾いている状態、すなわ
ちドライ路面、及び路面が濡れている状態すなわ
ちウエツト路面においても発揮され、例えば同一
距離のウエツト路面上を同一軌跡のスラローム走
行するのに要する走行時間の相異として明確に把
握できるのである。 さてこの発明では第３図ａに示すタイヤの実質
上の半径面内に配列したスチールコードのゴム被
覆になるプライをビードコア１のまわりに硬軟ス
テイフナー２′，２″を挾んで巻返してタイヤの半
径方向外方へのばした少なくとも１層のカーカス
３とこのカーカス３の周囲を取巻いてタイヤの中
央周線に対して比較的小さい角度で互いに交差配
列したスチールコードのゴム被覆になる少なくと
も２層のブレーカ４とを相互に協同作動するボデ
イ補強としてそなえ、カーカス３の両側にサイド
ウオール５のゴムそしてベルト４の外周にトレツ
ド部６のゴムを各々配置するが、このタイヤを正
規リム７上にとり付け、正規内圧を充填した時
に、リム径ラインｌからの距離ｈがタイヤ断面高
さSHの15％の点を通りタイヤ回転軸線と平行に
引いた直線とカーカス３が交わる点をＢ，Ｂ点か
ら半径方向へ立てた垂線とカーカスが交わる点を
Ｃ、線分BCの中点をＤ，Ｄ点を通りタイヤ回転
軸線に平行に引いた直線とカーカスの最大巾点Ｆ
を通りタイヤ回転軸線に対し垂直な直線との交点
をＥ、カーカスの最大巾点であるＦ点からタイヤ
回転軸線と平行にタイヤ内側に引いた直線と線分
BCとの交点をＧ、線分BCの中点をＨ，Ｈ点を通
りタイヤ回転軸線に平行に引いた直線とカーカス
３との交点をＩ、点Ｆ，Ｉ，Ｃを通る円の半径を
Ｒ、点Ｂ，Ｅ，Ｆを通る円の半径をR′カーカス
３の１部分FBと円弧BEとの間で円弧の法線方向
に見た最大距離ｆと各々定めて、とくにＲ／
R′が0.65〜0.85の範囲にあり、かつｆが３〜８mm
の範囲にある放射面プロフアイルのカーカスを有
するものとする。 第３図ａではタイヤの左半分について図示し、
これについて説明したが赤道面０−０に関してタ
イヤは左右対称であり、右半分の図示は省略し
た。 ここにカーカスはスチールコード１層が好まし
いが、有機繊維（ナイロン６もしくは66、ポリエ
ステル、アラミドなど）コードの層を組合わせ使
用しても良い。又ステイフナーは硬軟組合せ構造
でありその体積比は、硬ステイフナーの体積と軟
ステイフナーの体積との割合いで１：1.0〜2.0、
より好ましくは１：1.3〜1.7がよい。又シヨアＡ
硬さは硬ステイフナー80〜95゜、軟ステイフナー
50〜75゜である。組合せ時の両者のシヨアＡ硬さ
の差は20〜30゜であることが好ましい。 実施例 タイヤサイズ：1000R20 カーカス：スチールコードをタイヤ赤道に対し
90゜に配列した１プライ。（コードの撚り構造１
×３＋９＋15×0.175mm） ブレーカー：スチールコードをタイヤ赤道に対し
67゜−18゜−18゜−18゜のコード角で配列した４層。
２層と３層間を交差（コード撚り構造１×３×
0.20mm＋６×0.38mm） ステイフナー：硬ステイフナー体積：軟ステイフ
ナー体積＝40：60 硬ステイフナー硬さ＝90゜ 軟ステイフナー硬さ＝65゜ この構成を共通するがカーカスラインの放射面
プロフアイルが次の表１のように互いに異なる４
種の供試タイヤをそれぞれサイズ700T×20の標
準リムにリム組みし、内圧7.25Kg／cm2を充てん
し、以下に示す試験を行つた。
圧充填時のカーカスラインの改良に関連して以下
に述べる技術内容は、この種タイヤの転り抵抗の
低減をとくに有利に実現できるカーカス放射面プ
ラフアイルの適合に係り、トラツク、バス用その
他の重荷重用空気入りタイヤの属している技術分
野を占める。 （従来の技術） タイヤの転がり抵抗を低減するためには、タイ
ヤ転動に伴う応力、歪サイクルに依つて消費され
るエネルギーを低減させることが必要である。こ
の点一般に実用性があると認められてきた、従来
のいわゆる重荷重用ラジアルカーカス構造のタイ
ヤにつき、通常の使用条件の下でタイヤの構成部
分が消費するエネルギーのタイヤ全体に占める割
合を解析した結果によるとトレツド部で（37）
％、バツトレス部（23）％、サイドウオール部
（20）％、ビード部（20）％程度に配分されると
して取り扱い得ることが判つた。 ここに転がり抵抗への寄与率が最も大きいのは
トレツド部であり、従つて、このトレツドゴムの
内部摩擦を少なくして転がり抵抗を軽減するため
該ゴムにつき反発弾性率（Resilience）を上げる
ゴム配合によつて対処することが一般である。し
かるに、この場合には転がり抵抗が改良される度
合に応じて不所望にもこの種のタイヤの重要物性
の一つであるウエツト性能が悪化する欠点が伴わ
れる。 従つて上記対策はウエツト性能の悪化を防ぐ別
途手段を講ぜぬ限り、転がり抵抗の飛躍的改善は
望まれ得ず、そしてウエツト性能の維持に格別有
効な手段も見当らないので結局のところさしたる
実効をあげることはできないのである。 次善の対策としてトレツドゴムの特性について
上記したとほぼ同様に、内部摩擦を低減したゴム
配合をサイドウオールに適用することも試みられ
た。しかし実際にはこれにより転がり抵抗の３％
又はそれに満たない程度の改善しか得ることがで
きない。 この他パターンの溝面積の占める割合を大きく
して、転動時の微少スリツプを抑制し転がり抵抗
を小さくする手段もとられているが、耐摩耗性の
低下を招くのでその効果に限界があるのはやむを
得ない。 （発明が解決しようとする問題点） 従来の考え方から脱却して、カーカス放射面プ
ロフアイルを適正に変化させることにより大巾な
転がり抵抗の低減が、ウエツト性等の改良も含め
て有利に実現され得ることがわかつた。 ここにカーカスの放射面プロフアイルの適正化
というのは、いわゆる自然平衡形状を故意にはず
した形状であつて、とくにラジアルカーカスタイ
ヤに荷重が作用しかつ転動した際に生じるサイド
ウオールの変形状態について根本的な究明を加え
た結果として導かれ、いかなる偏平率のタイヤに
も適用できるものである。 一般にサイドウオールの変形は、曲げ変形と剪
断変形とに分けられる事は周知の事実であるが、
この点に更に詳細な検討を加えた結果、サイドウ
オール下方域（ビード部に近い部分）は曲げ変形
の寄与が大きく、一方サイドウオール上方域（ト
レツド部に近い部分）は剪断変形の寄与が大きい
と言う変形様式の相違を見い出したことに由来し
ている。 このサイドウオール上方域の剪断変形について
は曲げ変形に比べて複雑な挙動を示すが発明者ら
は鋭意検討の結果、次の重要な知見を得たのであ
る。 第１にサイドウオール上方域の剪断変形は、タ
イヤに荷重が作用している場合、荷重直下では小
さいものの接地面へ進入離脱する付近では著しく
増加し、全体としてエネルギー消費に非常に大き
な寄与を占めること 第２に剪断変形は曲げ変形と逆相関関係にあ
り、曲げ変形を増加させると剪断変形が減少する
と言うことである。 以上の知見に基きサイドウオール上方部は比較
的厚さが薄い部分であり荷重直下付近に集中して
生じている曲げ変形を多少増加させても、エネル
ギー消費に非常に大きな寄与を占める剪断変形を
減少させることにより、全体としてエネルギー消
費を低減できることが明らかになつたのである。 （問題点を解決するための手段） この発明はタイヤ周方向に対し80゜〜90゜の実質
上ラジアル配列をなす金属プライコードの少なく
とも１層からなるカーカスと、金属コードの少な
くとも２層よりなるブレーカーを主補強としてそ
なえ、ビード部にはステイフナーをそなえている
重荷重用空気入りタイヤにおいて、正規リムと組
合せて正規内圧を充填したタイヤの装着姿勢の下
で該リムの公称径の1/2をタイヤの回転軸線から
距てる点を通る該回転軸線と平行なリム径ライン
ｌからタイヤの半径方向外方へタイヤ断面高さ
SHの15％に当る距離ｈだけ離間した回転軸線に
平行な直線がカーカスラインを横切る交点をＢと
し、上記直線と直交して交点Ｂを通る垂線が交点
Ｂより半径方向外側でカーカスラインを横切る交
点をＣとして、交点Ｂ，Ｃを結ぶ線分に対し、
タイヤの軸方向外方にて平行に引いたカーカスラ
インの接線EFと外接するように仮想した該線分
BCを弦とする基準円弧の半径R′に対する、上記
カーカスラインの上記交点Ｃを通るカーカスの肩
部分輪郭曲線の曲率半径Ｒの比Ｒ／R′が、0.65〜
0.85の範囲にあり、かつ該曲線と滑らかに連つて
交点Ｂに至る間に単一の変曲点を持つカーカスラ
インの残余部分輪郭曲線は上記基準円弧よりもタ
イヤの内側を通つてその円弧に対する最大離隔距
離ｆが３〜８mmの範囲にあるカーカス放射面プロ
フアイルを、上記正規内圧の充填過程で、正規内
圧の５％時から充填完了時の間におけるカーカス
放射面プロフアイルの変形が、カーカスの最大幅
位置よりも肩部寄りの上方域では最大幅位置に比
して相対的にわずかで実質的に変形しないのに反
し、カーカスの最大幅位置で上方域に比してより
膨出し、カーカスの最大幅位置よりもビード部寄
りの下方域にあつては最大幅位置での膨出に比べ
てより大きいせり出しを生じた結果として具備す
ること、を特徴とする転り抵抗の低い重荷重用空
気入りタイヤであり、カーカスが、スチールコー
ド１層から成ること、ステイフナーが、硬、軟ス
テイフナーの組合せ構造になること、硬、軟ステ
イフナーが、硬ステイフナー体積と軟ステイフナ
ー体積との割合いで１：1.0〜2.0の体積比である
こと、及び半径比Ｒ／R′が0.70〜0.80の範囲でか
つ最大離隔距離ｆが４〜７mmであることが実施上
好適である。 （作用） サイドウオール上方域の曲げ変形を増加させる
ためにはタイヤを正規リムに組合せ正規内圧を充
填した時に、サイドウオール上方域に対応するサ
ーカスの肩部分輪郭曲線の曲率を大きくしておく
ことが必要であり、発明者らは該曲線の曲率半径
について種々の検討を加えた結果として第１図に
示した、あとで説明する基準円弧の半径R′との
比Ｒ／R′が0.65〜0.85より好ましくは0.70〜0.80
の範囲において有利に上記目的に適合することを
見い出したのである。 ここで注意すべきことは、第１図に示す円弧
BECは単なる基準円弧であつて、いわゆる自然
平衡形状を基にしたカーカス放射面プロフアイル
とは元来別個のものではあるけれども、サイドウ
オール上方域は比較的厚さが薄い部分であつて、
それ自体の剛性が低いために自然平衡形状に基づ
いたカーカス放射面プロフアイルはこの円弧の一
部分ＥＣ⌒に極めて近接することになる。 すなわち上記の比Ｒ／R′に関して0.65〜0.85と
いう値は故意に自然平衡形状をはずしたことの結
果としてしか生じ得ないのであることが注意され
なければならない。 Ｒ／R′が0.85より大きい値では後の実施例とし
て示すごとく自然平衡形状を故意にはずして、サ
イドウオール上方域の剪断変形を減少せしめ、転
がり抵抗を改良するという効果が充分に得られな
いし、またＲ／R′が0.65に満たないと比較的厚さ
の厚いバツトレス部に曲げ変形が集中してしま
い、剪断変形を減少させて得られる転がり抵抗改
良効果は打ち消されてしまうのである。 次にサイドウオール下方域の曲げ変形について
はそれによるエネルギー消費を考えてみると一般
に次式の様に表わすことができる。 エネルギー消費＝Ａ・Ｅ・tanδ・（ΔC）2・Ｓ
……(1) 但し Ａ：適当な定数 Ｅ：サイドウオール下方域の弾性係数 ΔC：曲げ変形に依るサイドウオール下方域の曲
率変化 Ｓ：カーカスの最大巾地点から測つたサイドウオ
ール下方域の長さ 従つて、Ｅ、tanδ及びＳが同等であるならば、
エネルギー消費は（ΔC）2に比例することが、明
らかである。 そこで実際のタイヤに荷重が作用した場合のサ
イドウオール下方域の曲率変化を調べた結果、発
明者らは次の重要な知見を得た。 すなわち、第２図に示す如く、タイヤに正規荷
重が作用した場合、サイドウオール下方域が逆Ｒ
になる変形、つまり負荷変形前には外向き凸形の
曲率半径R1であつたのが、変形後外向きに凹形
の曲率半径R2のように反転する変形が生じると
言うことである。 ここで(1)式におけるサイドウオール下方域の曲
率変化（ΔC）2は次式で表わすことができる。 （ΔC）2＝（１／R1＋１／R2）2 ……(2) ここでもしタイヤを正規リムにとり付け、正規
内圧を充填した時において、サイドウオール下方
域がすでに逆Ｒを有していたならば、曲率変化
（ΔC′）2は （ΔC′）2＝（１／R1−１／R2）2 ……(3) となつて、明らかに上記(2)式による（ΔC）2より
も小さくなり、それに比例して(1)式に従うエネル
ギー消費を少なくできるのである。 このような観点からサイドウオール下方域に
は、正規内圧充填下に逆Ｒ形状を与えることが有
効であるが、特に曲げ変形が充填内圧を負担して
いるカーカスを中心として生じることを考え合せ
るならば、カーカス自体の曲率を反転させておく
ことが最も好ましいわけである。 このカーカスの曲率を反転させる程度について
種々検討を加えた結果として、第１図に示すカー
カスラインFBと、円弧ＢＥ⌒との最大離隔距離で
あるｆの値をもつて考えることができ、その適正
な範囲としてはｆが３〜８mm好ましくは４〜７mm
であることが見い出された。 さきにも述べたように、円弧BECは単なる基
準円弧であつて、いわゆる自然平衡形状を基にし
たカーカス放射面プロフアイルとは別個のもので
ある。特にサイドウオール下方域は、カーカスが
ビードコアーの回りに半径方向外方へ向つて巻き
上げられ、その巻き上げ部間にステイフナーを満
してビード部が固められているために、比較的大
きい剛性を有する部分であり、自然平衡形状に基
づいたカーカス放射面プロフアイルは一般に円弧
ＢＥ⌒の内側に存在しているのが通例である。 しかしながら、この発明で示すｆが３〜８mmと
言う値は故意に自衡平衡形状をはずし、サイドウ
オール下方域のカーカスの曲率を反転させること
によつてのみとり得る値であつて、従来の自然平
衡形状とは完全に区別できる値である。 ここでｆが３mmに満たない値であると、上記(1)
式〜(3)式で示した原理でエネルギー消費を少なく
する効果が充分に発揮できないし、またｆが８mm
を越えると、内圧充填時のサイドウオール下方域
のカーカスの張力が高くなりすぎ耐久性上悪影響
を及ぼすばかりか、カーカスがタイヤ内側に入り
込むのに伴つてタイヤ外面も比較的内側に位置す
るようになりリムとのかん合性が悪化するなどの
欠点が生じてしまうのである。 この発明のタイヤが自然平衡放射面プロフアイ
ルを故意にはずしたタイヤであることはタイヤ内
圧の充填中におけるカーカス放射面プロフアイル
の変化を見ることにより外観からも容易に識別さ
れる。すなわち、タイヤをリム上に取り付け正規
内圧の５％に内圧を充填した時から正規内圧まで
充填した時の変形がいわゆる自然平衡放射面プロ
フアイルの場合には第４図に（1000R20）サイズ
の例を示す様にサイドウオール部全体で実質上均
一にせり出し変形が生じるのに対し、この発明に
よるカーカス放射面プロフアイルの場合には第５
図に示す様に最大巾位置で膨出し、より下方域の
せり出し変形量が最も大きいのに反し最大幅位置
よりも肩部寄りの上方域では最大幅位置の膨出に
比べてより少い若干のせり出し変形が生じるもの
の、実質的に変形しないのである。第４図、第５
図で実線及び破線は、せり出し変形前後における
タイヤ外面形状をそれぞれ石こうにより型どりし
て示した。 この内圧充填による変形の相異が、カーカスの
張力分布に影響を及ぼすのはいうまでもない。こ
の発明に依るタイヤの場合はせり出し変形量の大
きいビード部付近でカーカス張力が高くなつて見
かけ剛性も大きい反面サイドウオール上方部から
バツトレス部にかけては、せり出し変形量が小さ
いため比較的カーカスの張力が低く、見かけの剛
性も小さいと言う特徴を有している。そして、こ
の特徴こそが以下に述べる様に転がり抵抗の改善
に加えて操縦安定性、ウエツト性にも影響を及ぼ
すのである。 先ず、タイヤにスリツプ角が付加された場合に
ついて考えて見る。この時タイヤには、横方向の
力が作用しそれによる横方向の変形が生じるが、
この発明のタイヤの場合には、ビード部付近のカ
ーカス張力が高く、見かけの剛性が大きいために
横方向の変形に対する剛性も大きくなり、高いコ
ーナリングパワーと特にスリツプ角が大きい場合
に良好な安定性が発揮される。 この様な改良は路面が乾いている状態、すなわ
ちドライ路面、及び路面が濡れている状態すなわ
ちウエツト路面においても発揮され、例えば同一
距離のウエツト路面上を同一軌跡のスラローム走
行するのに要する走行時間の相異として明確に把
握できるのである。 さてこの発明では第３図ａに示すタイヤの実質
上の半径面内に配列したスチールコードのゴム被
覆になるプライをビードコア１のまわりに硬軟ス
テイフナー２′，２″を挾んで巻返してタイヤの半
径方向外方へのばした少なくとも１層のカーカス
３とこのカーカス３の周囲を取巻いてタイヤの中
央周線に対して比較的小さい角度で互いに交差配
列したスチールコードのゴム被覆になる少なくと
も２層のブレーカ４とを相互に協同作動するボデ
イ補強としてそなえ、カーカス３の両側にサイド
ウオール５のゴムそしてベルト４の外周にトレツ
ド部６のゴムを各々配置するが、このタイヤを正
規リム７上にとり付け、正規内圧を充填した時
に、リム径ラインｌからの距離ｈがタイヤ断面高
さSHの15％の点を通りタイヤ回転軸線と平行に
引いた直線とカーカス３が交わる点をＢ，Ｂ点か
ら半径方向へ立てた垂線とカーカスが交わる点を
Ｃ、線分BCの中点をＤ，Ｄ点を通りタイヤ回転
軸線に平行に引いた直線とカーカスの最大巾点Ｆ
を通りタイヤ回転軸線に対し垂直な直線との交点
をＥ、カーカスの最大巾点であるＦ点からタイヤ
回転軸線と平行にタイヤ内側に引いた直線と線分
BCとの交点をＧ、線分BCの中点をＨ，Ｈ点を通
りタイヤ回転軸線に平行に引いた直線とカーカス
３との交点をＩ、点Ｆ，Ｉ，Ｃを通る円の半径を
Ｒ、点Ｂ，Ｅ，Ｆを通る円の半径をR′カーカス
３の１部分FBと円弧BEとの間で円弧の法線方向
に見た最大距離ｆと各々定めて、とくにＲ／
R′が0.65〜0.85の範囲にあり、かつｆが３〜８mm
の範囲にある放射面プロフアイルのカーカスを有
するものとする。 第３図ａではタイヤの左半分について図示し、
これについて説明したが赤道面０−０に関してタ
イヤは左右対称であり、右半分の図示は省略し
た。 ここにカーカスはスチールコード１層が好まし
いが、有機繊維（ナイロン６もしくは66、ポリエ
ステル、アラミドなど）コードの層を組合わせ使
用しても良い。又ステイフナーは硬軟組合せ構造
でありその体積比は、硬ステイフナーの体積と軟
ステイフナーの体積との割合いで１：1.0〜2.0、
より好ましくは１：1.3〜1.7がよい。又シヨアＡ
硬さは硬ステイフナー80〜95゜、軟ステイフナー
50〜75゜である。組合せ時の両者のシヨアＡ硬さ
の差は20〜30゜であることが好ましい。 実施例 タイヤサイズ：1000R20 カーカス：スチールコードをタイヤ赤道に対し
90゜に配列した１プライ。（コードの撚り構造１
×３＋９＋15×0.175mm） ブレーカー：スチールコードをタイヤ赤道に対し
67゜−18゜−18゜−18゜のコード角で配列した４層。
２層と３層間を交差（コード撚り構造１×３×
0.20mm＋６×0.38mm） ステイフナー：硬ステイフナー体積：軟ステイフ
ナー体積＝40：60 硬ステイフナー硬さ＝90゜ 軟ステイフナー硬さ＝65゜ この構成を共通するがカーカスラインの放射面
プロフアイルが次の表１のように互いに異なる４
種の供試タイヤをそれぞれサイズ700T×20の標
準リムにリム組みし、内圧7.25Kg／cm2を充てん
し、以下に示す試験を行つた。
【表】
(1) 転がり抵抗試験結果
試験方法：直径1707mmのドラムにタイヤを押し
つけ所定速度まで加速し、回転駆動中に接地
面に働く接線方向の力を測定して算出したも
のである。 試験結果
つけ所定速度まで加速し、回転駆動中に接地
面に働く接線方向の力を測定して算出したも
のである。 試験結果
【表】
における正規荷重に揃えた。
(2) 操縦性試験結果
(2) 操縦性試験結果
【表】
(3) ウエツト性能試験
コンクリート路面（路面の粗さを表わすスキ
ツドNo.SN＝35）並びにアスフアルト路面（同
SN＝50）上でウエツト性能を比較したところ
本発明のタイヤＣは比較タイヤＡと区別がなか
つた。 （発明の効果） この発明によれば重荷重用空気入りタイヤの転
り抵抗を、操縦性能や、ウエツト性能の悪化を伴
うことなく、とくに有利に低減できる。
ツドNo.SN＝35）並びにアスフアルト路面（同
SN＝50）上でウエツト性能を比較したところ
本発明のタイヤＣは比較タイヤＡと区別がなか
つた。 （発明の効果） この発明によれば重荷重用空気入りタイヤの転
り抵抗を、操縦性能や、ウエツト性能の悪化を伴
うことなく、とくに有利に低減できる。
第１図は、この発明によるタイヤの放射面プロ
フアイル（実線）と基準円弧（破線）の関係の説
明図、第２図は、タイヤに正規荷重が作用した場
合の変形挙動説明図、第３図ａは、この発明に従
がうタイヤの断面図、第３図ｂは、この発明のカ
ーカス放射面プロフアイル及び基準円弧との比較
図、第４図は、自然平衡プロフアイルを有するタ
イヤの内圧充填による変形挙動説明図、第５図
は、この発明のカーカス放射面プロフアイルを有
するタイヤの内圧充填による変形挙動説明図、第
６図は、この発明の実施例及び比較例のカーカス
放射面プロフアイルを示す対比図である。 １……ビードコアー、１′……ビード部、２′…
…硬ステイフナー、２″……軟ステイフナー、３
……カーカス、４……ブレーカ、５……サイドウ
オール部、６……クラウン部、７……リム、Ｒ…
…カーカスラインの肩部輪郭曲線の曲率半径、
R′……基準円弧の半径。
フアイル（実線）と基準円弧（破線）の関係の説
明図、第２図は、タイヤに正規荷重が作用した場
合の変形挙動説明図、第３図ａは、この発明に従
がうタイヤの断面図、第３図ｂは、この発明のカ
ーカス放射面プロフアイル及び基準円弧との比較
図、第４図は、自然平衡プロフアイルを有するタ
イヤの内圧充填による変形挙動説明図、第５図
は、この発明のカーカス放射面プロフアイルを有
するタイヤの内圧充填による変形挙動説明図、第
６図は、この発明の実施例及び比較例のカーカス
放射面プロフアイルを示す対比図である。 １……ビードコアー、１′……ビード部、２′…
…硬ステイフナー、２″……軟ステイフナー、３
……カーカス、４……ブレーカ、５……サイドウ
オール部、６……クラウン部、７……リム、Ｒ…
…カーカスラインの肩部輪郭曲線の曲率半径、
R′……基準円弧の半径。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タイヤ周方向に対し80゜〜90゜の実質上ラジア
ル配列をなす金属プライコードの少なくとも１層
からなるカーカスと、金属コードの少なくとも２
層よりなるブレーカーを主補強としてそなえ、ビ
ード部にはステイフナーをそなえている重荷重用
空気入りタイヤにおいて、 正規リムと組合せて正規内圧を充填したタイマ
の装着姿勢の下で 該リムの公称径の1/2をタイヤの回転軸線から
距てる点を通る該回転軸線と平行なリム径ライン
ｌからタイヤの半径方向外方へタイヤ断面高さ
SHの15％に当る距離ｈだけ離間した回転軸線に
平行な直線がカーカスラインを横切る交点をＢと
し、上記直線と直交して交点Ｂを通る垂線が交点
Ｂより半径方向外側でカーカスラインを横切る交
点をＣとして、交点Ｂ，Ｃを結ぶ線分に対し
タイヤの軸方向外方にて平行に引いたカーカスラ
インの接線EFと外接するように仮想した該線分
BCを弦とする基準円弧の半径R′に対する、上記
カーカスラインの上記交点Ｃを通るカーカスの肩
部分輪郭曲線の曲率半径Ｒの比Ｒ／R′が、0.65〜
0.85の範囲にあり かつ該曲線と滑らかに連つて交点Ｂに至る間に
単一の変曲点を持つカーカスラインの残余部分輪
郭曲線は上記基準円弧よりもタイヤの内側を通つ
てその円弧に対する最大離隔距離ｆが３〜８mmの
範囲にある カーカス放射面プロフアイルを、 上記正規内圧の充填過程で、正規内圧の５％時
から充填完了時の間におけるカーカス放射面プロ
フアイルの変形が、カーカスの最大幅位置よりも
肩部寄りの上方域では最大幅位置に比しわずかで
実質的に変形しないのに反し、カーカスの最大幅
位置で上方域に比してより膨出し、カーカスの最
大幅位置よりもビード部寄りの下方域にあつては
最大幅位置での膨出に比べてより大きいせり出し
を生じた結果として具備すること、 を特徴とする転り抵抗の低い重荷重用空気入りタ
イヤ。 ２ カーカスが、スチールゴールド１層から成
る、特許請求の範囲第１項に記載のタイヤ。 ３ ステイフナーが、硬、軟ステイフナーの組合
せ構造になる、特許請求の範囲第１項又は第２項
に記載のタイヤ。 ４ 硬、軟ステイフナーが、硬ステイフナー体積
と軟ステイフナー体積との割り合いで１：1.0〜
2.0の体積比である特許請求の範囲第３項記載の
タイヤ。 ５ 半径比Ｒ／R′が0.70〜0.80の範囲でかつ最大
離隔距離ｆが４〜７mmである特許請求の範囲第１
項、第２項、第３項及び第４項の何れか一項に記
載のタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168323A JPS6061305A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 転り抵抗の低い重荷重用空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168323A JPS6061305A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 転り抵抗の低い重荷重用空気入りタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6061305A JPS6061305A (ja) | 1985-04-09 |
| JPH0120083B2 true JPH0120083B2 (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=15865904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58168323A Granted JPS6061305A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 転り抵抗の低い重荷重用空気入りタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6061305A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0669762B2 (ja) * | 1986-02-12 | 1994-09-07 | 株式会社ブリヂストン | サイド部耐久性にすぐれる低転がり抵抗の重荷重用空気入りタイヤ |
| US4762158A (en) * | 1985-03-15 | 1988-08-09 | Bridgestone Corporation | Reduced rolling resistance pneumatic radial tire |
| JPS6223801A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-01-31 | Bridgestone Corp | 転がり抵抗の低い重荷重用空気入りタイヤ |
| JP2824052B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1998-11-11 | 株式会社ブリヂストン | 重荷重用ラジアルタイヤ |
| JPH02293202A (ja) * | 1989-05-06 | 1990-12-04 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ラジアルタイヤ |
| DE69713631T2 (de) * | 1997-04-03 | 2003-01-30 | The Goodyear Tire & Rubber Co., Akron | Von vor-vulkanisierter wulstfüllung kontrollierte karkassenlinie |
| JP4927266B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2012-05-09 | 株式会社チユーオー | 目地ジョイナー |
| CN103502022B (zh) | 2011-04-26 | 2016-06-29 | 株式会社普利司通 | 充气轮胎 |
| WO2013111576A1 (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-01 | 株式会社ブリヂストン | 空気入りタイヤ |
| WO2016068908A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Optimal body ply shape for heavy truck tire including belt plies in crown portion |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5345961B2 (ja) * | 1974-02-28 | 1978-12-11 | ||
| DE2715734A1 (de) * | 1977-04-07 | 1978-10-19 | Uniroyal Ag | Hochbelastbarer fahrzeugluftreifen, insbesondere schlauchlosreifen fuer lastkraftwagen o.dgl. |
| FR2443938A1 (fr) * | 1978-12-15 | 1980-07-11 | Michelin & Cie | Pneumatique a carcasse radiale precontrainte |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP58168323A patent/JPS6061305A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6061305A (ja) | 1985-04-09 |
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