JPS6020201B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気入りタイヤおよびリム上に装架された空気
入りタイヤ、特に、楕円形の乗用車用空気入りタイヤお
よびリム上に菱架された楕円形の乗用車用空気入りタイ
ヤに関する。

タイヤおよび自動車工業において、タイヤが商業的に受
け容れられるには先ずある幾つかの性能特性を有してい
なければならないことはよく知られている。

この種の特性および規準を列挙すれば転り抵抗、乗り心
地の悪さおよび振動、操縦性、牽引力、トレツドの磨耗
、耐久性、騒音およびそれに類似したものに向けられた
ものである。商業的に受け容れられる性能特性と規準を
達成する組合わせ体を提供するためには、タイヤの設計
がタイヤの成分およびこれ等の成分のタイヤ内への配置
のごとき各種の材料の使用を必然的に伴うことがさらに
理解される。材料とタイヤの成分の相互作用の複雑な性
質のため、前記の性能特性と規準とを満足させるのにあ
る程度の妥協が必要であることが一般に認められている
。さらにその上にこれ等の妥協の程度と範囲はタイヤが
実際に作くられ且つその性能と特性が評価されるまでは
判らない。タイヤの設計と構成とにおいて考慮に入れら
れる周知の妥協の１つはタイヤの詰込み圧力の増加によ
り転り抵抗を減ずることができることである。考慮に入
れられるさらに他の妥協はタイヤの詰め込み圧力が増加
されるにしたがって乗り心地の悪さと振動もまた増加す
ることである。したがってタイヤの設計と構成とにおい
て、これ等の因子ならびに関連されたその因子を考慮に
入れて、乗り心地あるいは乗り心地の悪さおよび振動の
点で受け容れ得る円滑さおよび安楽さを達成するために
はかなり低い詰込み圧力を使用することである程度の転
り抵抗が一般的に蟻性にされる。転り抵抗を幾つかの異
つたテストの結果を使用して表現することができる。上
記テストは規定量の燃料で一定速度で車廟が運動する距
離、車鞠が一定速度に達し且つ動力列が車輪から係合を
分離された後に車薮が運動を停止する距離、あるいは一
定速度での走行時にタイヤにより加えられる抗力の量に
向けられることができる。最も広く知られている転り抵
抗の表現形式は抗力に関してである。抗力を測定するた
めの１つのテストにおいて、駆動はずみ車との摩擦係合
により一定速度で回転されつ）あるタイヤのトルクが測
定され、次で抗力に変換される。乗り心地の粗さおよび
振動はタイヤをテストされるべき車鞠が規定のコースで
駆動され且つ平均的自動車の乗用者により一般的に経験
される代表的な駆動条件の下において車輪内の運転者に
より感ぜられる各種の乗心地の特質に関して運転者によ
り評価される主観的テストで決定される。

比較的に滑らかな道路またはコースに関しては振動が評
価され、また比較的に凹凸の多い道路またはコースに関
しては、乗心地の粗さが決定される。以上の説明から、
従来の空気タイヤ以上に転り抵抗を減じしかも商業的に
受け容れられた性能規準および特性を満足させる空気入
りタイヤがこの技術の分野の進歩を代表することが理解
されるであろう。さらにその上に、転り抵抗の減少が工
業の資料を基にして燃料の節約を転り抵抗に対してプロ
ットすることで約５対１の比で燃料の節約を増大するの
で、自動車工業と数百万の自動車運転大衆とに著しく貢
献するであろう。かくして、たとえば、転り抵抗の２０
％減少は４％の燃料節約にほゞ相当すると考えられる。
多少云い方を変えると、従来のタイヤを使用して、１リ
ットル当り１０．２０３キロメートル走行する乗用車は
１リットル当り４２５．１メートルもの燃料を節約する
ことができる、あるいはタンク１杯の燃料に対してさら
にほぼ３２．１８６キロメートル余計に走行することが
できるであろう。後にきわめて詳細に述べられるが、従
釆のタイヤ内に使用された空気誌込み圧力の５０％また
はそれ以上までの詰込み圧力状態にある改善された楕円
形状の空気入りタイヤは乗心地の粗さおよび振動を含む
その他のタイヤ性能特性および規準を満足しあるいは超
過しながら転り抵抗をいちじるしく減じ、かくしてこの
工業にいちじるしく寄与するのみでなくこの技術の分野
の進歩を代表している。

第１図には、設計の空気語込み状態にあって、リム１２
上に無荷重状態で袋架された楕円形のタイヤ１０が図示
されている。

このタイヤは１対の互いに対向したビードコア２８およ
び３０と、カーカスブライ３４および３６を含むカーカ
ス構造体３２とを含み、また上記カーカス構造体は、こ
のタイヤがチューブレス型のものであれば、従来のイン
ナーライナ（図示されていない）を含むであろう。上記
カーカス構造体の両端は図示されているように、前記ビ
ードコアの周りにそれぞれ巻付けられ、且つ上記カーカ
ス構造体と前記各端部との間に先端４６および４８が配
置されている。１対のチャツフアストリツプ５０および
５２が前記カーカス構造体を覆って配備され且つ前記カ
ーカス構造体とサイドウオール１６および１８との間に
位置決めされている。

カーカス構造体３２上に横遣した１対のベルト２３およ
び２５が図示され且つトレッド１４が前記ベルト上に横
層している。上記のタイヤの構造はリム１２に舷り込ん
でこれと係合する形状にされたタイヤの区域であるビー
ド部分２４および２６と；道路と接触するようになるタ
イヤの区域であるトレツド部分１４と；だいたいにおい
て、図示されているようにトレツド部分１４とサイドウ
オール部分１６および１８との間のタイヤの外側の部分
を含んだ区域であるショールダ部分２０および２２と；
だいたいにおいて前記ビード部分の直ぐ上から前記ショ
ールダ部分の直ぐ下まで含まれるが前記ショールダ部分
、トレッド部分またはビード部分を含まない区域である
サイドウオール部分１６および１８とを含んでいる。

ベルト補強機造体２１がトレツド１４下で、カーカス構
造体３２の周りを円周方向に延びている。

コード（ナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミド
、ガラスフアイバおよびそれに類似したもの）または鋼
線を有するゴム引きの特殊織布から成るベルト構造体２
１を任意のあり来りのコード角度を有する１つまたはそ
れ以上のブラィから構成することができる。複数のプラ
ィが使用される場合は、これ等のプラィはエッジオーバ
ーラップおよびそれに類似した方法を含む任意の方法で
構成されあるいは位置決めされることができる。各のプ
ラィが約２３ｏのコード角度を有してゴム材料内に囲ま
れた鋼線を有し、最外方のベルトプラィ２３が最内方の
ベルトプライ２５よりも幅を狭くされた２プラィ型のベ
ルト補強構造体を乗用車のタイヤ内に用うろことができ
る。カーカス構造体３２またはタイヤの本体はゴム引き
織布コード（ナイロン、ポリエステル、し−ョン、アラ
ミド、ガラスフアイバおよびそれに類似したもの）ある
いは鋼線から成る複数のプライまたは層を含み且つ代表
的にはラジアル型の構造のカーカス、すなわち、プライ
内のコードまたは鋼線がタイヤの中央円周平面と約７０
０ないし９ぴの角度を形成するカーカスである。

なかんずく、タイヤのサイズと荷重級別および企図され
た用途次第で、任意の枚数のカーカスプラィを用うろこ
とができる。乗用車用のタイヤの場合は２プラィ型の構
造が代表的に用いられている。タイヤのカーカスアスベ
クト比は米国のタイヤリム協会の規格にしたがって決定
される７０％リム上に袋架された無負荷の空気詰込み済
のタイヤで測定された場合の最大のカーカス断面中厭Ｗ
で除された最大カーカス断面高さＳＨの関係式で示され
る。

カーカスアスベクト比は５０なし、し７０特定的には５
５ないし６５で、できれば６０であるを可とし、且つ、
シングルラジアルプラィカーカスの場合にはプラィ自体
であるが複数プライを有するカーカス構造体においては
最外方のプラィと最内方のプラィとの中間に位置する中
立のカーカス輪郭を用いて測定される。したがって、最
大のカーカス断面幅ＳＷはサイドウオール１ ６および
１ ８の＊前記中立カーカス輪郭の相互間の最大の鞠線
方向の距離である。したがって、最大の断面高さＳＨは
トレッド部分の下方のカーカス構造体の中立のカーカス
輪郭と、図示のごとく、リムのビード種部の半径に接し
且つ車輪の回転軸線に平行な線である公称のリム直径Ｎ
ＲＤとの間の最大の半径方向の距離である。サイドウオ
ール部分１６および１８の各はそれぞれ比較的に厚さの
薄い半径方向外方の部分３８および４０と、比較的に厚
さの厚０い半径方向内方の部分４３および４４とを有し
ている。前記半径方向外方の部分は最大のカーカス断面
高さＳＨの約４５％に等しい点からショールダ部分まで
延びている。前記半径方向内方部分は上記点からビード
部分までサイドウオールの表面にタ沿って内方に延びて
いる。前記半径方向外方の部分は厚さが比較的に一定で
あるが前記半径方向内方の部分は最大のカーカス断面高
さＳＨの約２０％の距離Ｄに最大の厚さを有している。
最大厚さを有するサイドウオール部分（半径方向内方の
部０分）対最小厚さ（半径方向外方の部分）の比は約３
．５：１ないし約５：１で、あり来りのサイズとタイプ
の乗用車用タイヤに対しては約４：１が代表である。第
２図において、各サイドウオール部分は上表タ面部分Ｓ
と下表薗部分○とを含んだ内側表面を有している。

上記上表面部分はＳＨの約３４％に等しい点からＳＨの
約８４％まで延びている。下表面部分はＳＨの約８％に
等しい点から上表薗部分が開始する（ＳＨの約３４％）
点まで延びている。０ 上表面部分Ｓの表面の輪郭はほ
ゞ次の方程式にしたがう：（・）Ｓ＝−〔糸害〕〔Ｆ（
ｏ，Ｋ）〕−〔ｐ。

〕〔Ｅ（ｏ’Ｋ）ｐ。とｐｍが表面Ｓの境界の条件から
決定され、またコード角が９０ｏであるこの既知の自然
形方程式はたとえばミシガン州アンアーバーのエドワー
ド兄弟社のジョンェフ・バーディによる「空気タイヤの
設計の基礎となる数学」１９６３王、第０章３５〜３６
頁で得られ且つ説明されている。下表両部分○の表面の
輪郭はほゞ下記の方程式に従っている。

（０） ○＝Ｋ＋ＫＩＸ十Ｋ２×２十Ｋ３×３十Ｋ′
Ｘ４十Ｋ５×５この方程式で、０がタイヤの中央円周平
面から軸線方向の距離で、×はタイヤの回転軸線からの
距離であり、また定数は次の数値を有している。

均＝６．４２ Ｋ３＝ １．６９
７１５Ｋ，＝２３．８１ Ｋ４
＝−０．１１６０５Ｋ２＝−１０．６７３３
Ｋ５＝ ０．００２９前記サイドウオール部
分の各はＳＨの約８％の点からＳＨの約８４％の点まで
延びた外側表面Ｔを有している。外側表面Ｔの表面の輪
郭はほゞ次の方程式にしたがう。（ｍ）Ｔ＝均′＋Ｋ，
′Ｘ十Ｋ２′Ｘ２十Ｋ３′Ｘ３十Ｋ′×４十Ｋ５′Ｘ５
この方程式で、Ｔはタイヤの回転軸線に平行に測定され
た内側表面の輪郭からゲージ厚さで、Ｘはタイヤの回転
軸線からの距離であり、また定数は次の数値を有してい
る。

Ｋ′＝−３．９８１ Ｋ３′＝−２．７
３１９４Ｋ，′：−４４．６３９ Ｋ′＝
０．１７８６４Ｋ２′＝ １８．２９１７
＆′＝−０．００４３２９ゲージ厚さＴで表現され
た前記外側表面の表面の輪郭はＳＨの約８％の点からＳ
Ｈの約４２％の点まで厚さＧＴにより変わる。

この厚さの偏差はほゞ Ｊ下記の方程式に従う：（Ｗ）
ＧＴ＝Ｋ，″Ｘ＋Ｋ。

″この方程式で、ＧＴは厚さの偏差で、×はタイヤの回
転軸線からの距離でありまた上記定数は次の数値を有し
ている。

Ｋ，″＝０．０５２６ Ｋ″：０．６２０８ 半径方向内方の部分は各種の道路状態の下におけるこの
区域の屈榛およびそれに類似したものをできるだけ少く
するため比較的に剛固である；だが半径方向外方の部分
は乗り心地の粗さおよび振動を緩衝するため比較的に薄
いサイドウオールを有している。

さらにその上に、半径方向内方の部分のこわさを助勢す
るためアベックス４６および４８は約７５なし、し約９
５ジュロメータのショアＡ硬さと、約１９なし、し約３
２のメガニュートン／〆（３００％の伸び）の弾性係数
とを有し、またチャッフアストリップ５０および５２は
約７０なし、し約９０のジュロメータのショアＡ硬さと
、約１１．５ないし約１３．５メガニュートソ／〆の弾
性係数とを有している。できれば、各のサイドウオール
１６および１８は、高い反発弾力性を有し、できれば少
くとも８５（ＡＳＴＭＤＩ０５４）の高温時反発弾力性
を有するゴム材料から作られることが好ましい。タイヤ
のトレツド幅、すなわち、タイヤが設計された空気語込
み圧力まで空気を詰込まれ且つ安格荷重、状態にある場
合のタイヤの円周中心線に垂直なタイヤの踏跡から側定
されたトレツドの最大幅は最大のカーカス断面幅ＳＷの
約７０％ないし８０％、できれば７６％であるを可とす
る。できれば、トレッドは高反発の弾力性を有するゴム
材料から作〈られるを可とし且つ特に少くとも８０（Ａ
ＳＴＷＤＩ０５４）の高温時反発弾力性を有する材料が
好ましい。

ホイールリム１２は１対の互いに対向した環状リムビー
ド６１と６２との間の中間にリム凹所６０を含んだ輪郭
を有している。

リムビード座、たとえば６３および６４が各リムビード
から傾斜角度をなして外方に延び且つリムフランジ、た
とえば６５および６６を一体に形成され、また上記フラ
ンジは符号６７および６８で示されているような１対の
りムフランジ端部に終っている。タイヤのビート部分は
タイヤをホイールリムに０固定するためビード座とりム
フランジに係合しまたリムビードは上誌係合を維持する
のに役立っている。

前記リム凹所は任意の形状を有することができるが図示
されているものは従釆のドロップセンタ型の設計のもの
である。図示されているよう夕にリムピード座は外方に
懐斜され且つ代表的には回転軸線に平行な平面とビード
座の表面に沿って通る平面との間で測定された場合、数
度の角度、すなわち約２０ないし約１００で特に約５０
の角度を有している。上記りムフランジは回転軸線に平
０行で、リムフランジの最内方の部分を通る平面とりム
フランジの表面に沿って通る平面の間の角度で、ビード
座の角度より大きい角度、特に約２５ｏないし約６００
でできれば約５００の角をなして外方に朝顔形に開かれ
ている。リムフランジ端部は通タ宜に外方に湾曲される
ことができ且つ図示されているようにわずか外方に朝顔
形に開かれている。前記リムはリムフランジの頂部まで
公称のリム直径ＮＲＤから半径方向外方に測定された場
合比較的に低いフランジ高さを有している。一般に、０
このフランジ高さは変わってよいが通常はＳＨの約７％
ないしＳＨの約１１％で、ＳＨの約９％が好ましい。作
られた後におけるビードコアより下方のビードトウ部の
輪郭はリムビード座に関して前に述べ３タられた角度よ
り実質上大きい角度で傾斜されている。

ビードのヒール部で測られるこの角度は、回転軸線に平
行で、タイヤが成形型内で弛緩された状態にある場合半
径方向内方にビードのヒール部の環状点を通る平面と、
前記ビードの底部表面を４０通る額斜平面との間の角度
である。代表的にはこの角度は約１０ｏないし約２００
であり且つ約１５０の角度が好ましい。タイヤがリム上
に装架されて設計詰込み圧力まで詰込まれた場合、ビー
ドヒール角とビード座角との差の結果、ビードはリムと
の堅固な係合を維持するのを助勢するように比較的に高
い圧縮状態にある。普通の大きさの乗用車のタイヤの場
合、この圧縮は少くとも０．８動脈で、できれば２．０
３側であることが好ましいと判明している。特有な性質
を有するタイヤとタイヤリム横体の明細を以下に述べる
。

乗用車用空気入りタイヤサイズ： Ｐ２１５／６択３９０ アスペクト比＝６１．５ トレッド幅＝１５２．４肋 空気詰込み圧＝２．４６ｋ９／仇 ＳＷニ２０５７４肋 ＳＨ：１７６．４劫凧 ＮＲＤ＝３９比吻 Ｄ＝２２％ＳＨ Ｄにおける半径方向 内方部分の厚さ＝２０．５７風 サイドウオールの最 大厚さ対最小厚さの比＝４．０５ リムビード座角＝５ｏ リムフランジ角＝５０ｏ リムフランジ高＝１１．９斑凧 従来の乗用車用ラジアルタイヤ内に使用されている詰込
み圧力（１．斑ｋ９／地）よりも約５０％多い詰込み圧
力（２．４６ｋ９／地）を有する上記乗用車用タイヤは
転り抵抗を２０％あるいはそれ以上減じているが乗り心
地の粗さおよび振動を含むその他のタイヤ性能特性は同
じかまたは勝っている。

これらの諸元は、本発明の特許請求の範囲に従ったタイ
ヤ．の一つの実例であり、当然別のサイズのタイヤもあ
り得る。然し、本発明の特許請求の範囲の構成に示され
た良好な回転抵抗と乗り心地が与えられることは事実で
ある。・本発明のタイヤは、ビーズ部分に近いサイドウ
オールでより厚く、トレツド部分に近いサイドウオール
で厚さが薄い独特の形状をしておりまた、通常のタイヤ
の空気の詰め込み圧力よりも５０％も高い圧力より転り
抵抗を減少し、乗り心地を良好ならしめている。

その理由は、サイドウオールのトレッドに最も近い部分
が乗り心地に大きな影響を有するが、本発明のタイヤは
、この高い詰め込み圧力においてさえもサイドウオール
の限界的な力の掛るトレツドに最も近い部分の厚さを薄
くすることにより十分な可操性を与える一方、サイドウ
オールのビーズに最も近い力の掛り方がゆるやかな部分
では壁面を厚くすることによって、より強鰯性を与えて
いることによるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はリム上に装架され且つ設計詰込み圧力まで空気
を詰込まれた本文記載の空気入りタイヤの横断面図、第
２図は本文記載の空気入りタイヤのサイドウオールの半
分の概略断面図である。 １０……楕円形タイヤ、１２……リム、１６，１８……
サイドウオール、２８……ビードコア、３０……ビード
コア、３２……カーカス、３４，３６……カーカスブラ
イ、４６，４８……先端、５０，５２……チヤツフアス
トリツプ。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホイールリム上で使用するための空気入りタイヤで
   、１対の互いに対向したビードコアと、各端部を１つの
   ビードコアの周りに巻き付けられたカーカス構造体と、
   このカーカス構造体とその各端部との間に配置されたア
   ペツクスと、前記カーカス構造体上に横置する１対の互
   いに対向したサイドウオールと、前記カーカス構造体と
   前記各サイドウオールとの間に位置決めされたチヤツフ
   アストリツプと、前記カーカス構造体上に横置するトレ
   ツドと、前記カーカス構造体とトレツドとの間に位置決
   めされたベルト補強構造体との組合わせを含んだ空気入
   りタイヤにおいて、前記カーカス構造体が約５０ないし
   約７０のカーカスアスペクト比を有し、１対の互いに対
   向したサイドウオール部分が厚さの比較的に薄い半径方
   向外方部分と、厚さの比較的に厚い半径方向内方部分と
   を有し、前記半径方向外方部分の最小の厚さと前記半径
   方向内方部分の最大厚さとの比が約１：３ないし１：５
   で、前記各サイドウオール部分は上表面部分Ｓおよび下
   表面部分Ｏとを含んだ内側表面と、外側表面Ｔとを有し
   、前記上表面部分Ｓは次の自然形方程式に従い、（I）
   Ｓ＝−〔（（ρ＿ｍ）＾２）／（（ρ＿ｏ））〕〔Ｆ（
   θ，Ｋ）〕−〔ρ＿ｏ〕〔Ｅ（θ，Ｋ）〕こゝで、θ＝
   ａｒｃ ｓｉｎ√（（ρ＿ｏ＾２−ρ＾２）／（２（ρ
   ＿ｏ＾２−ρ＿ｍ＾２）））Ｋ＝√（（２（ρ＾２−ρ
   ＿ｍ＾２））／（ρ＿ｏ））Ｓはタイヤの中央円周平面
   からカーカス構造体の自然形線までの軸方向距離であり
   、ρ＿ｏはタイヤ幅の中心線と回転軸線の交点からカー
   カス構造体の自然線形上の点までの半径であり、ρ＿ｍ
   は、タイヤの中央円周平面上、回転軸線との交点から、
   カーカス構造体の自然形線上の点を結ぶ最大軸方向距離
   の線までの半径であり、Ｆ（θ・Ｋ）とＥ（θ・Ｋ）は
   、それぞれ第１種および第２種の楕円積分で、次に、前
   記下表面部分Ｏは次の方程式にしたがい、（II） Ｏ＝
   Ｋ＿０＋Ｋ＿１Ｘ＋Ｋ＿２Ｘ＾２＋Ｋ＿３Ｘ＾３＋Ｋ＿
   ４Ｘ＾４＋Ｋ＿５Ｘ＾５こゝで、 Ｏはタイヤの中央円周平面からの軸線方向距離であり
   、Ｘはタイヤの回転軸線からの距離であり、Ｋ＿０＝６
   ．４２ Ｋ＿３＝１．６９７１５Ｋ＿１＝２３．８１
   Ｋ＿４＝−０．１１６０５Ｋ＿２＝−１０．６７３３
   Ｋ＿５＝０．００２９であり、前記外表面Ｔは次の方程
   式にしたがい、（III） Ｔ＝Ｋ＿０′＋Ｋ＿１′Ｘ＋
   Ｋ＿２′Ｘ＾２＋Ｋ＿３′Ｘ＾３＋Ｋ＿４′Ｘ＾４＋Ｋ
   ＿５′Ｘ＾５こゝで、 Ｔはタイヤの回転軸線に平行に測定された内側表面の
   輪郭から外側表面の輪郭Ｔまでのゲージ厚さで、Ｘはタ
   イヤの回転軸線からの距離であり、 そして Ｋ＿０′＝−３．９８１ Ｋ＿３′＝−２．７３１９４
   Ｋ＿１′＝−４４．６３９ Ｋ＿４′＝０．１７８６４
   Ｋ＿２′＝１８．２９１７ Ｋ＿５′＝−０．００４３
   ２９であり、前記内側上表面部分Ｓはカーカス断面高さ
   の約３４％から断面高さの約８４％まで延びており、前
   記内側下表面部分Ｏは断面高さの約８％から上表面部分
   Ｓの底部まで延びており、前記外側表面部分Ｔは断面高
   さの約８％から約８４％まで延びていることを特徴とす
   る空気入りタイヤ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の空気入りタイヤにおい
   て、外側サイドウオール表面Ｔが次の関係式によるＧＴ
   の偏差をもつ形状を有し、（IV） ＧＴ＝Ｋ＿１″Ｘ＋
   Ｋ＿０″ こゝで、 ＧＴは厚さの偏差であり、 Ｘはタイヤの回転軸線からの距離であり、Ｋ＿１″＝−
   ０．０５２６ Ｋ＿０″＝０．６２０８ にされて成る空気入りタイヤ。