JPS58500849A - 転動抵抗を低減するためのタイヤ構造の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 転勤抵抗を低減するためのタイヤ構造の改良技術分野 本発明は一般にタイヤ構造、特にビードレスタイヤと該タイヤを装着するリムと の間の締り嵌めを改良する装置に関する。

背景技術 車輪の転勤抵抗が該車輌で克服されねばならない抵抗力のかなりな部分を構成す ることは、周知である。これは、空気タイヤを有する車輌において特に著しい。

車輌の空気ホイールの転勤抵抗による損失は、車輌のエンジンで発生される動力 の１５％にも屡々達する。この転勤抵抗を減少すると、燃料効率を上げ、エンジ ンの負担を減少゛する。

この転勤抵抗の原因の一つは、タイヤでの空気力学的抗力である。該空気力学的 抗力は、代表的に微々たるものであり、全体の転勤抵抗損失のＩｎ以下である。

その上、タイヤでの設計上の制約の観点で、この損失をかなり低減することは、 僅かしかなし得ない。

転勤抵抗の第２原因はタイヤ対地面の摩擦損失である。

これは、一般にタイヤの転勤抵抗損失の１０乃至３０チである。この損失の特定 の低減は、特定・の既存のタイヤに実施されている様にθ°ベルトの使用で達成 可能である。付加的な低減は、必要な安全性および動きに関する利点を生じる推 進力がタイヤ対地面の摩擦によって生ずるものであることにより、実際上不利で あり得る。

は、車輪の内部の損失を包含する。タイヤが転動する際、タイヤを形成する弾性 材の各差動ユニットの負荷は周期的に変わる。この結果、タイヤのｌＩ壁部分は 相互に対して周期的に移動し、該過程でエネルギを消費する。通常のタイヤとク ローズドトーラス（ビードレス）り・イヤとの両者に共通の該損失は「ヒステリ シス損失」と呼ばれる。

また、この変形はタイヤを支持するリムをタイヤが動くように作用する。この動 きは周期的に生じ、タイヤ対リムの界面を横切る最大の動きがタイヤの最も甚し く負荷される個所に生じる。この動きは円周方向または軸方向のいづれでも発生 可能であり、両者の場合に、リムとタイヤとの間に擦りむき摩擦を生じる。

リムを横切るタイヤのこの動きは極めて不利な転勤抵抗を生じるだけではなく、 これによって浪費されるエネルギは、熱に変換され、リムに接触するタイヤの部 分を壊食する。タイヤでの熱の蓄積は、上昇した温度で作用するタイヤが負荷支 持容量を低減して耐久性を損なわれる点で特に不利で°ある。

リムを横切るタイヤの個々の部分における動きのこの問題は、通算のビード付き タイヤの場合よりもりｐ−ズトド−ラスタイヤでは幾分更に著しい様に思われる 。ビードレス（りｐ−ズドＦ−ラス等）タイヤの特定の利点は、該タイヤがリム に接触する点に隣接する個所の該タイヤに成る程度の可撓性を有することから得 られる。望ましくない擦りむきの促進作用するのは、既存のクローズドトーラス タイヤでのこの可撓性であると思われる。

有益な側壁の可撓性を低減することなくこの擦りむきを排除することは有利であ る。更に、この擦りむきの緩和は肩部におけるヒステリシス損失をも低減すると 思われる。

既存のタイヤは、一般に、タイヤと該タイヤを装着するリムとの間に締り嵌めす るように成る型式の非伸張性バンド、例えばビード拘束用バンドまたは転勤阻止 用フープを備えている。特定の型式のタイヤ、特にり田−ズトドーラスタイヤで は、各リム端縁と対応する転勤阻止用７−プとの中間でタイヤとリムとの間のか なりな接触面積が存在する。従って、大抵のクローズドトーラスタイヤは転勤阻 止フープの外側で該７−プによる圧縮下にない可撓性のリム接触領域を有してい る。例えば、転勤阻止用７−プからかなり離れた部分を有するりｐ−ズドトーラ スタイヤの大きな層領域を開示する１９７７年８月お日付のアーウィン等による 米国特許第４，０４３，３７０号を参照されたい。該領域は上述のタイヤ対リム の動きを特に受け易く、該動きの排除が極めて有利であると思われる。

本発明は、上述の様な問題の一つまたはそれ以上を克服することに指向される。

発明の開示 本発明の一側面では、タイヤはリム接触部分と内側面とを有している。補強部材 は該リム接触部分と該内側面との中間に設けられる。これ等の補強部材はタイヤ のまわりに円周方向へ延びる。

負荷されたタイヤの回転の際、リムに対し円周方向、軸方向へ前後に移動する傾 向がタイヤのリム接触部分の負荷された部分に存在する。この動きの結果として 消費される仕事はエネルギを浪費し、タイヤカーカスに熱を蓄積するように作用 する。

本発明は、タイヤとリムとの間に一層強い締り嵌めを生じる増大された千貴荷を タイヤのリム接触部分に与える。これは、タイヤのリム接触部分に隣接ないし当 接して金属または成る他の殆んど非伸張性の材料の円周方向へ延びるバンド、ル ープないしコイルを設置することで達成される。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例のタイヤを断面で示し、該タイヤはツーピースリムに 装着され、 第２図はワンピースリムに関連して使用される本発明のタイヤの第２実施例を断 面で示し、 第３図は第２図に示される実施例の分節バンドの詳細を示し、この分節バンドは 第２図の断面に対し上部平面図で示される。

発明を実施するための最良の形態 第１図を参照すると、ホイール１０はリム／４１に装着されるタイヤｌ−を有し ている。該タイヤノコはクローズドトーラスタイヤ（ｍち、ビードレスタイヤ） として例示されるが、本発明は特定の型式のビード付をタイヤにも適用可能なも のである。

クローズドトーラスタイヤノコはタイヤカーカス〃で分離される内側および外側 の面／４　、　／ｌを有している。半径方向の層＝はカーカス〃を通り、内側お よび外側の面／Ａ。

ｉｔの中間に位置している。

外側面ｉｔはタイヤのトレッド部２夕に隣接する外側面の外径誹と、リム接触面 コを有する外側面の内径蕊とを備えている。タイヤの内側面／６の一部を形成す る内径の内側１ｆｉ３０は内径の外側面ムに対応しタイヤカーカスＩで該面コ孟 から分離される。

一対の転勤阻止用フープ３コはクローズドトーラスタイヤノコがリム／４１に対 して変位するのを阻止するために設置される。転動阻止用７−プ３コはワイヤ埋 込みゴムの様な殆んど非伸張性の部材で作られ、タイヤｌ−がリム１６に正しく 設置されるとき、各転動阻止用７−プ３コと該７−プに最も近いリム／４！の部 分との間のカーカス材料が圧縮されるように寸法を定められる。即ち、転勤阻止 用７−プ３コはタイヤ１２とリムｌダとの間に纏り嵌めを行なうように寸法を定 められる。この締り嵌めの目的は二つある。第１に、リムＩＱに対するタイヤノ コの円周方向の回転を阻止することが意図される。第２に、この締り嵌めは傾斜 したリム／ｌと組合わされてリム／弘に対するタイヤ／２の著しい軸方向運動を 防止する。

転勤阻止用７−プＪ２は、リム端縁３６から内方に設置される。これはタイヤ１ ２の側壁３夕がタイヤｌ−のリム接触部分に結合するタイヤ／−１の部分で半径 方向層−が撓わむのを可能にする。タイヤ／２、リム／４（接触のこの限界から 内方へ偏位する転動阻止用７−プ３コにより、この撓わみは転動阻止用７−プ３ コで有害に阻止されない。当該技術分野で認められるように、転動阻止用７−プ ３コがリム端縁３４に隣接するようにその適当な位置から外方へ設置されれば、 半径方向層−の所要の撓わみは、該半径方向層−の一漸小さい部分に制限される 。歪のこの集中は、該層−に過度な歪の損傷を生じ得る。従って、第１１第２図 に示すように、転勤阻止用フープ３コがタイヤノす対リム／４１の接触の限界か らかなり内方の位置で半径方向層−に重なることは、好ましい。

クローズドトーラスタイヤ／λのカーカス〃は、各転動阻止７−プ３コから隣接 するリム端縁３６まで延びリム／４’と半径方向層−との間にある肩ＪＩＩを有 している。本発明の一側面では、これ等の各肩３ダは少くとも−っの補強部材３ ざを有している。補強部材３ｔは肩３ダ内に位置しタイヤ／λを介して円周方向 へ延びる殆んど非伸張性の部材であるのが好ましい。殆んど非伸張性のこれ等の 部材３ｔは第１図に示すように各層Ｊ’ｌを貫通する金属ないしコードのコイル で形成されるのが好ましい。このコイルは各肩３弘を介し円周方向へ延びタイヤ ｌ−とは！同心状の複数の連続的ループを有している。これと異なり、これ等の 補強部材３ｇは該材料の複数の同心状の閉ループでもよい。尚、補強部材３ｇは 各肩３ダを貫通する金属ないしコードの単−閉ループでもよい。

補強部材３」は半径方向層−と各層３Ｑ−のリム接触面コとの中間に位置してい るのが好ましい。「中間」とは、「間または接触すること」を意味する。従って 、各補強部材３ｇの一部はタイヤｌ−のリム接触面コの一部を形成してもよい。

補強部材３ｔはその形状に関係なく、肩３ダのリム／４’接触部分とリム／ダと の間に改良された締り嵌めを設定するのに充分な構造のものでなければならない 。特に、これ等の補強部材３ｇは肩のリム接触部分が円周方向の膨張なあまり受 けない様に構成され、補強部材３ｇとリムとの中間でカーカス材料を圧縮するよ うに寸法を定められる。更に、これ等はリム／ｌに隣接するカーカス材料をこわ くし、円周方向または軸方向のバックリングを低減ないし排除する。その上、こ れ等は、半径方向層＝への有害な拘束を排除するように寸法を定められ、伸張さ れて設置される。補助部材３ｔがリム／ＩＩとタイヤ１２との間に加える締り嵌 めが、転勤阻止用フープ３コで加えられるものよりも小さい様に補強部材３ｇの 寸法を定めることは好ましい。

第２図に示される異なる実施例として、補強部材３ｇは、分節パントリを有して もよい。第３図に最もよく示される該分節パントリは、その側部に交互に周期的 なスリットを有する金属またはその他の殆んど非伸張性の物質のバンドである。

一つの該分節パントリは、露出されタイヤｌ−のリム接触面コの少くとも一部を 形成する一面を有し各肩３４Ｉ内に結合される。分節により、パントリは張力下 に置かれた際に僅かに直径において伸張可能であり、これはタイヤ／２のリムへ の装着を容易にし、締り嵌めを改善し、ゴム対金属の界面の面積を低減する。こ れと異なり、分節バンドは肩３ダ内に完全に固定され、金属対金属の接触面積を 排除してもよい。

補強部材ａｔは種々なリムＩＱに装着されるようにタイヤに組込まれてもよい。

例えば、本発明は第１図に示すようにツーピースリム１ｌＩ−に関連して、また は第２図に示すようにワンピースリムに関連して、利用されてもよい。

外方への軸方向の動きから肩３１Ｉを物理的に拘束するために外側−リップダ６ を有するリム／ダを使用すると特に有利である。該実施例を第１図に示す。尚、 第１図に示すように肩３ダの、この物理的な拘束は肩３ダに隣接する領域で側壁 ３夕に接触する外側リップダ６で達成される。この接触個所は第１図に符号ａｔ で示される。

産業上の利用可能性 多くの型式のタイヤ、特に、リムに接触する大きな肩ないしビードを有するタイ ヤの作用の際、タイヤを装着するリムに対する該タイヤの部分の著しく局部的な 円周方向および軸方向の擦りむき（ｃｈａｆｉｎｇ　）があることが考えられる 。該擦りむきは多くの有害な作用を有している。

クローズドトーラスタイヤでは、転勤阻止用７−プ３２はタイヤ１２の内径とリ ム／ＩＩとの間に締り嵌めを設定する。

この締り嵌めはリム／ダでの全体のタイヤｌ−の任意の著しい軸方向の滑りがタ イヤ／ユをリム／ダから外れる様になし得るため、かなりなものでなければなら ない。その上、任意のかなりな円周方向の滑りは、例えば弁ステムを損。

傷するなどタイヤに損傷を生じ得る。

りシーズトド−ラスタイヤでの転勤阻止用フープの位置に関する特定の配置制限 があり、これはタイヤｌ−のリム接触面コの不動化での該フープの使用を制限す る。カーカス材料、特にカーカス材料含有層は該層の面に対し垂直な力の付加を 仮定すると、引張の際よりも圧縮の際に優れている。このため、半径方向層ｎが 転勤阻止用フープ３２とリム接触面Ｉとの中間に設置されることが好ましい。こ れは、潜在的な引張力が転勤阻止用フープ３２と半径方向層ｎとの間に位置する タイヤ材料に加えられるのを防止する。その上、成る長さで上述において説明し たように、転勤阻止用フープ３２はリム端縁３６から内方へかなりな軸方向距離 で設置されねばならない。これ等の制限の下で、肩３１Ｉのかなりな部分は転勤 阻止用フープ３２による圧縮を除去され、従って、それの当接するリム／４１と の不適当な締り嵌め状態にある。肩３ダのこの不適当な圧縮は、タイヤノコのリ ム接触面コが成形要件により、軸方向断面で真直または彎曲しているのが好まし いことで複合される。タイヤが膨張される際、このリム接触面コはリム／ダから 離れる様に引張られ、リムｌダにこの面コで加えられる力を低減する傾向がある 。最も著しい摩損が増大する転勤抵抗熱の蓄積等を生じるのは、この不適当な圧 縮領域内であると思われる。

上記で詳述された補線部材３１　、４’６を加えることにより、リムｌダと肩３ ダとの間の締り嵌めが改善される。これは、肩Ｊりの下のリム接触［１コをリム に対して一層強く圧縮し、これ等の間の相対的な運動を一層効果的に制限する。

これは、半径方向層−の直径方向外側の補強部材の利用なしに達成される。従っ て、この半径方向層−への拘束は最小限に増加され、この層二に過度な応力が加 えられるのが防止される。

本発明のその他の側面、目的および利点は図面と本開示と本請求の範囲とを精査 することによって明瞭になる。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和５８年２月７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、特許出願の表−示 ＰＣＴ／ＵＳ８１１０ｏ７５９ ２、発明の名称 転勤抵抗を低減するためのタイヤ構造の改良３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国　６１６２９　イリノイ州　ペオリアノースイースト　 アダムス　ストリート　ｌｏ。

名　称　キャタピラ−トラックター　カンパニイ代表者　ホールト、　ンナ　ロ ウ ４、代理人〒１０５ 住　所　東京都港区西新橋１丁目６番１３号　粕屋ビル電話　０３　（５０１） 　８７５１　、ｃ代表）５、補正書の提出年月日 請求の範囲 １、−側壁（３り）と、内側面（１４）と、リム接触面＜Ｘ＞を有する外側面（ ／ｌ）と、トリイド状の半径方向層（＝）と、タイヤ（／コ）と同心でかつ該ト ロイド状半径方向層（ＪＪ）内で前記リム接触面（コ）の近くに位置する少なく とも一つの転勤−防止用フープ（３コ）とを備え、９ム（／ｌ）に装゛着される りｐ−ズドトーラスタイヤ（／コ）において、前記リム接触面（コ）と前記半径 方向層（＝）との中間に設けられる少なくとも一つ６のは！非伸縮性で円周方向 へ延びる補強部材（３ｔ）を備えることを特徴とするクローズドトーラスタイヤ 。

２、（削　除） ３、　請求の範囲第１項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前 記タイヤ（ｌコ）が少なくとも一つの肩部分（３りを備え、該肩部分（３ダ）が 前記半径方向層（＝）の外側に位置しかつ前記側壁（３り）とリム接触面（コ） の結合部を形成し、前記は！非伸縮性の補強部材（３ｇ）が該肩部内に位置する クローズドトーラスタイヤ。

４、（削　除） ＆　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（／コ）において、前記 は！円周方向へ延びる補強部材Ｏメが、バンド形状のものであるり１０−ズドト ーラスタイヤ。

６、請求の範囲第５項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前記 バンド（す）が分節金属で形成されるクローズドトーラスタイヤ。

７、請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（／コ）＋−おいて、前 記円周方向へ延びる補強部材（３ｇ）がコイル形状のものであるクローズドトー ラスタイヤ。

８、　請求の範囲第７項記載のクローズドトーラスタイヤ（１２）において、前 記円周方向へ延びる補強部材（ｔｇ）が前記半径方向層（＝）と前記リム接触面 （コ）との中間に設置されるクローズドトーラスタイヤ。

９、　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前 記円周方向へ延びる補強部材（３ｇ）が少くとも一つの閉ループを有するクロー ズドトーラスタイヤ。

１０、請求の範囲第９項記載のクローズドトーラスタイヤ（１２）において、前 記閉ループ（３ｇ）が前記半径方向層に）と前記リム接触面（コ）との中間に設 置されるクローズドトーラスタイヤ。

ｌｔ　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（／Ｕ）において、前 記リム（／ｑ）がリム端縁（３６）を有し、前記補強部材（３ｇ）が前記転勤阻 止用７−プ（３２）と、該リム端縁（３６）との中間に設置されるりｐ−ズドト ーラスタイヤ、。

１２、請求の範囲第ｘｔ塙’記載のりｐ−ズドトーラスタイヤ（１２）において 、前記補強部材が前記半径方向層（噌と前記リム接触面（２ｔ）との中間に設置 されるクローズドトーラスタイヤ。

１３−　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（／１）において、 前記補強部材（３ｇ）が前記リム接触面（財）との直接の当接から解放されるク ローズドトーラスタイヤ。

１４、リム（／ｌＩ）に装着されるように構成されるタイヤ（ｌコ）を備え、該 タイヤ（／コ）が側壁（３り）と少くとも一つの転勤阻止用フープ（３２）とリ ム接触面（ｘ）とを有し、前記リム（／りが内側および外側の面（ダコ、仰）と 該内側および外側の面（ダコ、ＩｐＩ）を結合するリム端縁部分（３６）とを有 するホイール（１０）において、 前記タイヤ（１２）に設置され、一つの前記リム端縁部分（３６）と瞬接する一 つの前記転勤阻止用７−プ（３２）との中間に設けられる少くとも一つの円周方 向へ延びる補強部材（３ｇ）を備えることを特徴とするホイール。

１５、請求の範囲第１４項記載のホイール（１０）において、前記タイヤ（ｌコ ）が半径方向層（Ｕ）を有し、前記補強部材（３ｇ）が前記リム接触面（２ｇ） と該半径方向層（コ）との中間に設置されるホイール。

１６請求の範囲第１５項記載のホイール（ｉｏ）において、前記リム（／りが隣 接する前記補強部材（３ｇ）から軸方向外方に位監するリム外側リップ（り６） を有し、該リム外側リップ（鵠）が前記側壁（３り）の一つに接触状態にあるホ イール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　リム（／ダ）に装着されるように構成され、少くとも一つの転勤阻止用７ −ブ（３コ）と、内側面（１６）と、リム接触面（：Ｌｒ）を有する外側面（ｚ ｒ）とを備えるクローズドトーラスタイヤ（１２）において、前記リム接触面（ コ）と前記内側面（／６）との中間に設置される少くとも一つのほぼ円周方向へ 延びる補強部材（３ｇ）を備えることを特徴とするクローズドトーラスタイヤ。 ２　請求の範囲第１項記載のクローズドトーラスタイヤ（１２）において、前記 タイヤ（１２）が半径方向層（２，１）を更に備え、前記円周方向へ延びる補強 部材（３ｇ）が該半径方向層（−）と前記リム接触面（コ）との中間に位置する クローズドトーラスタイヤ。 ３、　請求の範囲第１項記載のクローズドトーラスタイヤ（，１コ）において、 前記タイヤ（／２）が少くとも一つの肩部分（３り）を更に備え、前記転勤阻止 用フープ（３２）の一つが該各層部分（３４ｔ）に隣接して位置し、前記は！円 周方向へ延びる補強部材（３ｇ）が前記内側面と前記リム接触面（２ｔ）との中 間の個所で該肩部分（，７１Ｉ）に設置されるクローズドトーラスタイヤ。 ４、　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前 記補強部材（３Ｋ）が前記半径方向層に）と前記リム接触面（Ｊｌｒ）との中間 に設置されるクローズドトーラスタイヤ。 ＆　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前記 は！円周方向へ延びる補強部材Ｇ７ｊ）がバンド形状のものであるクレーズトド −ラスタイヤ。 ６、請求の範囲第５項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前記 バンド（卯）が分節金属で形成されるクローズドトーラスタイヤ。 ７、請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）においてミ前記 円周方向へ延びる補強部材（３ｔ）がコイル形状のものであるクローズドトーラ スタイヤ。 ＆　請求の範囲第７項記載のりｐ−ズドＦ−ラスタイヤ（ｌコ）において、前記 円周方向へ延びる補強部材（３ｇ）が前記半径方向層（Ｕ）と前記リム接触面（ コ）との中間に設置されるクローズドトーラスタイヤ。 ９、　請求の範囲第３項記載のクローズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前 記円周方向へ延びる補強部材（３ざ）が少くとも一つの閉ループを有するりｐ− ズドトーラスタイヤ。 １０、請求の範囲第９項記載のクローズドトーラスタイヤ（／コ）において、前 記閉ループ（３ｔ）が前記半径方向層に）と前記リム接触面（コ）との中間に設 置されるクローズドトーラスタイヤ。 １１、請求の範囲第３項記載のりｐ−ズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前 記リム（ｌダ）がリム端縁（３４）を有し、前記補強部材（Ｊｇ）が前記転勤阻 止用フープ（Ｊ２）と該リム端縁（３番）との中間に設置されるクローズドトー ラスタイヤ。 １２−ｎ求の範囲第１１項記載のクローズドトーラスタイヤ（／コ）において、 前記補強部材が前記半径方向層（＝）と前記リム接触面（コ）との中間に設置さ れるクローズドトーラスタイヤ。 １３、請求の範囲第３項記載のりａ−ズドトーラスタイヤ（ｌコ）において、前 記補強部材（３ｇ）が前記リム接触面（財）との直接の当接から解放されるりｐ −ズドトーラスタイヤ。 １４、リム（／ｌ）に装着されるように構成されるタイヤ（１２）を備え、該タ イヤ（／コ）が側壁（３り）と少くとも一つの転勤阻止用フープ（３コ）とリム 接触面（コ）とを有し、前記リム（ｚｐ）が内側および外側の面（侵、ダｌＩ） と該内側および外側の面（侵１件）を結合するリム端縁部分（３孟）とを有する ホイール（１０）において、前記タイヤ（１２）に設置され、一つの。前記リム 端縁部分（３６）と隣接するーっの前記転動阻止用７−プ（３コ）との中間に設 けられる少くとも一つの円周方向へ延びる補強部材（３ｇ）を備えることを特徴 とするホイール。 １＆　請求の範囲第１４項記載のホイール（ｌＯ）において、前記タイヤ（ｌコ ）が半径方向層（２コ）を有し、前記補強部材（３ｇ）が前記リム接触面（コ） と、該半径方向層（コ）との中間に設置されるホイール。 記リム（ｌりが隣接する前記補強部材（３ｔ）から軸方向外方に位置するリム外 側リップ（瘍）を有し、該リム外側リップ（り６）が前記側壁（３り）の一つに 接触状態にあるホイール。