DE69635390T2

DE69635390T2 - Radiale Luftreifen

Info

Publication number: DE69635390T2
Application number: DE69635390T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Matsumoto
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1996-05-16
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2016-05-17
Also published as: EP1174288B1; EP1174288A3; ES2250284T3; US6102094A; US20030000617A1; DE69629005D1; DE69636332T2; US6058995A; DE69636332D1; WO1997009182A1; EP1174287A2; EP1174288A2; EP0791486B1; EP0791486A4; EP1174287A3; DE69635390D1; DE69629005T2; US6192952B1; EP0791486A1; ES2201185T3

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf radiale Luftreifen, und insbesondere auf einen radialen Luftreifen, der eine komplizierte Bewegung des Reifens, die die Vorhersage eines Fahrers übersteigt, oder das Auftreten eines sogenannten Wanderungsphänomens wirksam kontrolliert, um die Geradeauslaufstabilität wesentlich zu verbessern, wenn der Reifen auf einer schrägen Fläche einer unebenen Straßenoberfläche, wie einer Radspur oder dergleichen läuft.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Radiale Reifen haben eine ausgezeichnete Abnutzungsfestigkeit und eine ausgezeichnete Lenkstabilität, weil die Cordfäden in der Karkassenlage so angeordnet sind, daß sie sich im wesentlichen in einer zu der Äquatorebene des Reifens senkrechten Richtung erstrecken. Daher werden Radialreifen im Vergleich zu Diagonalreifen nicht nur bei Pkws, sondern auch bei Fahrzeugen wie Kleinlastern, Lkws und Bussen infolge kürzlicher Fortschritte bei der Hochgeschwindigkeitsperformance von Fahrzeugen häufig verwendet.
Im Zuge der Verbessung und des Ausbaus des Straßensystems und dergleichen fahren Fahrzeuge jedoch heutzutage immer schneller. Daher wird dringend gefordert, das Wanderungsphänomen, das eher bei dem radialen Reifen als bei dem diagonalen Reifen hervorgerufen wird, genügend zu kontrollieren, um dadurch die Geradeauslaufstabilität zu erhöhen und die Sicherheit weiter zu verbessern.
Wenn wir das Auftreten des Wanderungsphänomens bei dem radialen Reifen betrachten und, wie in der 1 gezeigt ist, der Reifen sich auf einer schrägen Fläche S, wie einer Radspur oder dergleichen, dreht, wirken jede der Last W, die Reaktionskraft F_R von der Straßenoberfläche und der Querneigungsschub F_C auf den Reifen T ein, und daher wirkt die seitliche Kraft F_Y als resultierende Kraft der horizontalen Komponenten dieser Kräfte darauf ein. Ein radial strukturierter Reifen hat, verglichen mit einem diagonal strukturierten Reifen, eine hohe Laufflächensteifigkeit, und außerdem ist die Steifigkeit des Laufflächenbereichs infolge der Struktur des radialen Reifens ziemlich höher als die des Seitenbereichs, so daß der Querneigungsschub F_C kleiner ist als derjenige des Reifens mit diagonaler Struktur, und daher die seitliche Kraft F_Y, die nach der unteren Seite der schrägen Fläche S gerichtet ist, relativ groß wird, wobei die Zunahme der Abnahme des Querneigungsschubs F_C entspricht. Als Folge davon tendiert der Reifen stark dazu, auf der schrägen Fläche nach unten zu rutschen, und es ist schwierig, über die Radspur zu fahren, und daher wird das Wanderungsphänomen hervorgerufen.
Wie in dem radialen Schnitt des Reifens in der 2 gezeigt ist, wird dann, wenn sich der Reifen auf der schrägen Fläche S dreht, der Querneigungsschub F_C hervorgerufen aufgrund der Tatsache, daß der Laufflächenbereich T_r dazu tendiert, auf der oberen Seite oder der Bergseite der schrägen Fläche S den Boden fest zu berühren, und auf der Talseite der schrägen Fläche S anzusteigen, und insbesondere wird infolge des guten Bodenkontakts des Laufflächenbereichs T_r auf der Bergseite eine Absenkverformung eines Gebietes Bu in der Nähe des Stützbereichs des Reifenseitenbereichs oder eine sogenannte Ausbauchverformung b_side zu der Bergseite hin hervorgerufen, und eine solche Ausbauchverformung b_side bewirkt eine Biegeverformung des Laufflächenbereichs T_r nahe bei dem Bodenkontakt oder eine sogenannte Ausschiebeverformung b_sho in einer nahe bei dem Bodenkontakt gelegenen Zone, und ergibt weiterhin eine Scherverformung S_s, wie durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, bei dem Laufflächengummi in einem nahe bei dem Bodenkontaktrand gelegenen Bereich, und eine solche Scherverformung erzeugt eine seitliche Kraft F_CS, die nach der oberen Seite der schrägen Fläche S gerichtet ist.
Was den Querneigungsschub F_C betrifft, so kann bei dem diagonalen Reifen, der einen kleinen Steifigkeitsunterschied zwischen den Bestandteilen des Reifens und eine relativ weiche Struktur hat, eine genügend große Ausbauchverformung b_side und eine genügend große Ausschiebeverformung b_sho sichergestellt werden, und daher wird der erzeugte Querneigungsschub F_C groß, während, da bei dem radialen Reifen die Steifigkeit des Laufflächenbereichs beträchtlich größer ist als die Steifigkeit des Seitenbereichs, die Tendenz zum Erzeugen einer Zurückweichverformung in einer zu der obigen Richtung entgegengesetzten Richtung, wie durch eine unterbrochene Linie übertrieben wiedergegeben ist, in dem Reifenseitenbereich stark wird, und daher die Scherverformung Ss des Laufflächengummis auf natürliche Weise klein wird, und es notwendig ist, den Querneigungsschub F_C zu verringern.
Um bei dem radialen Luftreifen den Querneigungsschub zu vergrößern, kann daher in wirksamer Weise die Ausbauchverformung b_side des Gebietes Bu groß gemacht werden, und die Übertragungswirksamkeit der Ausbauchverformung b_side vergrößert werden, um die Ausschiebeverformung b_sho in der nahe bei dem Bodenkontaktrand gelegenen Zone groß zu machen, und dadurch die Scherverformung Ss des Laufflächengummis in dem Bodenkontaktrandbereich zu vergrößern, oder in wirksamer Weise kann die Bodenkontaktfläche des Reifens mit der schrägen Fläche S groß gemacht werden, um die gesamte seitliche Kraft F_CS, die nach der oberen Seite der schrägen Fläche S gerichtet ist, zu vergrößern.
Ein Reifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US-5373884 bekannt. Es wird auch auf das Dokument US 3554261 verwiesen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, radiale Luftreifen bereitzustellen, bei denen durch Erhöhung des Querneigungsschubs des radialen Reifens das Auftreten eines Wanderungsphänomens auf der schrägen Fläche einer Radspur oder dergleichen genügend kontrolliert wird, um die Geradeauslaufstabilität wesentlich zu verbessern, ohne die inhärenten Eigenschaften des radialen Reifens zu verschlechtern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
In einem radialen Luftreifen gemäß der Erfindung ist ein verdünnter Abschnitt in wenigstens einem Teil des Seitenabschnitts ausgebildet, der sich in einem Bereich befindet, der dem 0,5- bis 0,8fachen der Karkassenhöhe (H) vom Wulstkern in einem Aufblaszustand unter einem Luftdruck entspricht, der 10% des normalen Luftdrucks gemäß der Höchstbelastbarkeit entspricht, so dass eine Gesamtreifendicke dieses verdünnten Abschnitts, gemessen in der normalen Richtung der radialen Karkasse in der meridionalen Richtung des Reifens, nicht mehr als 75% einer ähnlichen Gesamtreifendicke des anderen Teils in dem Reifenseitenabschnitt beträgt, wobei sich mindestens 80% eines Abschnitts mit einer maximalen Krümmung der radialen Karkasse in der meridionalen Sektion des Reifens in einem Bereich befinden, der dem 0,65- bis 0,85fachen der Karkassenhöhe (H) vom Wulstkern entspricht.
Es wird bevorzugt, dass eine Position der maximalen Breite der radialen Karkasse in einem Bereich liegt, der dem 0,6–0,8fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern entspricht.
Ebenso wird bevorzugt, dass die Gesamtreifendicke in der meridionalen Sektion des Reifens, gemessen in der normalen Richtung der radialen Karkasse in einer Position, die dem 0,85fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern entspricht, mindestens das 0,64fache der ähnlichen Gesamtreifendicke in einer Position des Seitenrandes des Gürtels beträgt und dass ein verdickter Abschnitt in wenigstens einem Teil des Seitenabschnitts gebildet ist, der sich in einem Bereich befindet, der dem 0,8–0,85fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern entspricht, so dass die Gesamtreifendicke dieses verdickten Abschnitts mindestens das 1,5fache der ähnlichen Gesamtreifendicke in einer Position beträgt, die dem 0,75fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern entspricht.
Gemäß diesem radialen Luftreifen wird die Gesamtreifendicke des verdünnten Abschnitts, der sich in einem Bereich befindet, der dem 0,5–0,8fachen der Karkassenhöhe (H) entspricht, besonders im Vergleich zu dem anderen Teil des Reifenseitenabschnitts dünner, und die Biegesteifigkeit des verdünnten Abschnitts wird lokal gesenkt, so dass sich die Biegeverformung in diesem Abschnitt während des Laufens des Reifens auf der schrägen Fläche konzentriert, um die Ausbauchverformung bside eines Abschnitts in der Nähe der Verstärkung zu erhöhen und somit wird die Ausschiebeverformung bsho eines Abschnitts in der Nähe des Bodenkontaktendes groß und der Querneigungsschub F_C wird effektiv erhöht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Wanderungsphänomen erzeugt wird.
2 ist eine Achsenschnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Querneigungsschub erzeugt wird.
3 ist eine Achsenschnittansicht eines ersten radialen Luftreifens.
4 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem bei dem Reifen der 3 ein Querneigungsschub erzeugt wird.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform eines ersten radialen Luftreifens veranschaulicht.
6 ist eine Achsenschnittansicht eines Vergleichsreifens, der keine zweite Laufflächenzone hat.
7 ist eine Achsenschnittansicht einer Hälfte eines zweiten radialen Luftreifens.
8 ist, ähnlich wie 7, eine Schnittansicht eines zweiten radialen Luftreifens.
9 ist eine Achsenschnittansicht eines dritten radialen Luftreifens.
10 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils, die eine Anordnung einer harten Gummischicht illustriert.
11 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils, die eine weitere Anordnung einer harten Gummischicht illustriert.
12 ist eine Schnittansicht, die eine weitere Ausgestaltung des dritten radialen Luftreifens illustriert.
13 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen welligen Teil der harten Gummischicht illustriert.
Die 1 bis 13 sind nicht Bestandteil der Erfindung.
14 ist eine Achsenschnittansicht einer Hälfte eines vierten radialen Luftreifens gemäß der Erfindung.
15 ist eine Achsenschnittansicht, die eine weitere Ausgestaltung des vierten radialen Luftreifens illustriert.
BESTE ART DER UMSETZUNG DER ERFINDUNG
In 3, die einen Achsenschnitt eines ersten radialen Luftreifens wiedergibt, bezeichnen die Kennziffern 1, 2 zwei Wulstbereiche bzw. zwei Seitenwandbereiche, und die Kennziffer 3 bezeichnet einen Laufflächenbereich, der sich toroidförmig zwischen den Seitenwandbereichen erstreckt.
Das in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendete Wort "Reifenseitenbereich" oder "Seitenbereich" umfaßt den Wulstbereich 1 und den Seitenwandbereich 2.
Weiterhin ist in dieser Figur mit 4 eine radiale Karkasse bezeichnet, die kontinuierlich von einem Wulstbereich 1 zum anderen Wulstbereich 1 verläuft. In diesem Fall hat die radiale Karkasse 4 zwei Lagen, die an ihren Seitenbereichen um einen Wulstkern 5 gewickelt sind, der von innen nach außen in den Wulstbereich 1 eingebettet ist, und eine so genannte Umschlaglage, und sie verstärkt die obigen Bereiche 1, 2, 3.
Außerdem ist ein Gürtel 6 auf der äußeren Umfangsseite des Kronenbereichs der radialen Karkasse 4 angeordnet, um den Laufflächenbereich 3 zu verstärken. Der wiedergegebene Gürtel 6 besteht aus drei Gürtelschichten, von denen die mittlere Schicht die größte Breite hat.
Bei diesem Reifen besteht der Laufflächenbereich 3 aus einer ersten Laufflächenzone 7, die während des Lauf des Reifens unter Belastung eine ebene Straßenoberfläche berührt, und einer zweiten Laufflächenzone 8, die bei der ersten Laufflächenzone 7 seitlich vorspringt und die Bergseite einer schrägen Straßenoberfläche berührt.
In diesem Fall ist die erste Laufflächenzone 7 ein Gebiet von maximaler Breite des Bodenkontaktbereichs des Reifens auf einer ebenen Straßenoberfläche, bei normaler Belastung in dem Fall von Lastwagen- und Busreifen, und bei einer Belastung, die 70% der normalen Belastung entspricht, in dem Fall von Reifen, die eine kleinere Reifengröße als die Lastwagen- und Busreifen haben, im aufgeblasenen Zustand bei normalem Luftdruck entsprechend einer maximalen Belastbarkeit gemäß dem JATMA-Standard.
Um den hier verwendeten Belastungszustand festzulegen, werden die Größe und die Häufigkeit der tatsächlich auf den Reifen aufgebrachten Last betrachtet, wobei die Tatsache zugrunde gelegt wird, daß eine maximale Last bei Lastwagen und Bussen häufig geladen wird, und eine Last, die ungefähr 70% der maximalen Last entspricht, bei anderen Fahrzeugen als den obigen geladen wird.
Außerdem ist die zweite Laufflächenzone ein Gebiet, das sich von der ersten Laufflächenzone in der Breitenrichtung des Bodenkontaktbereichs auf der ebenen Straßenoberfläche nach außen erstreckt, wenn ein Querneigungswinkel von 10° auf den Reifen einwirkt, bei dem jeweiligen Belastungszustand bei Lastwagen- und Busreifen und anderen Reifen als den obigen, im aufgeblasenen Zustand bei normalem Luftdruck.
Ein auf jeden Reifen einwirkender Querneigungswinkel von 10° wird gewählt, weil bekannt ist, daß dann, wenn das Reifenverhalten während des Laufs auf einer Radspur genau untersucht wird, der Verformungszustand auf der schrägen Fläche der Radspur im wesentlichen der gleiche ist wie bei der Einwirkung eines Querneigungswinkels von 10° auf den Reifen.
Wenn der Reifen, der eine solche Struktur hat, auf einer schrägen Fläche S unter Belastung läuft, wie in der 4 gezeigt ist, kann die Bodenkontaktfläche, verglichen mit dem herkömmlichen radialen Reifen, infolge der vorgesehenen zweiten Laufflächenzone 8 um das Gebiet der Bodenkontaktbreite der zweiten Laufflächenzone 8 vergrößert werden, wodurch die seitliche Kraft F_CS, die nach der oberen Seite der schrägen Fläche S gerichtet ist, und daher der Querneigungsschub F_C direkt vergrößert werden können.
Weiterhin verhindert die zweite Laufflächenzone 8 mit hoher Steifigkeit nicht nur die Zurückweichverformung eines nahe bei dem Stützbereich gelegenen Bereichs, sondern sie trägt auch wirksam zu der Erhöhung der Ausschiebeverformung eines nahe bei dem Bodenkontaktrand gelegenen Bereichs bei, wie oben erwähnt wurde, wodurch die wirksame Erhöhung des Querneigungsschubs F_C auch verwirklicht werden kann.
In diesem Fall ist vorzugsweise der Krümmungsradius der zweiten Laufflächenzone 8 in einem in der 3 wiedergegebenen Schnitt nicht kleiner als 40 mm, um eine genügende Bodenberührung dieser Zone sicherzustellen.
In der 5 ist ein Verstärkungsbereich 9, der von der zweiten Laufflächenzone 8 in der Breitenrichtung nach außen vorspringt, bei dem obenerwähnten Reifen angeordnet, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit in der zweiten Laufflächenzone 8 und dem Stützbereich erhöht werden.
Die äußere Profillinie des Verstärkungsbereichs 9 ist in dem Achsenschnitt des Reifens vorzugsweise innerhalb einer imaginären Verlängerungslinie der äußeren Profillinie der zweiten Laufflächenzone 8 in der radialen Richtung des Reifens gelegen, wodurch der Kontakt des Verstärkungsbereichs 9 mit dem Boden während des Laufs des Reifens auf der schrägen Fläche S bei Belastung verhindert wird.
Außerdem kann die Größe des Vorsprungs seitlich von dem Laufflächenbereich bei dem Verstärkungsbereich 9 festgelegt werden, wenn die Haltbarkeit bezüglich der Wärmeerzeugung, des Gewichts, der Kosten und dergleichen, die für die Erfüllung der Laufbedingungen erforderlich sind, und die Leichtigkeit der Montage einer Reifenkette auf einer verschneiten Straße betrachtet werden. Die Größe des Vorsprungs nimmt in der radialen Richtung des Reifens nach innen allmählich ab, und geht an dem oberen Ende des Seitenwandbereichs 2 gegen Null.
Ein solcher Verstärkungsbereich 9 bewirkt die Erhöhung der Ausbauchverformung b_side infolge der verbesserten Verstärkungswirkung, und er kann zu der weiteren Erhöhung der Querneigungsschubs F_C wirksam beitragen.
Wenn der Verstärkungsbereich 9 ringförmig ist und in der Umfangsrichtung des Reifens kontinuierlich angeordnet ist, oder wenn er infolge von Schlitzen von kleiner Breite oder dergleichen mit kleinen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet ist, können außerdem die inhärenten Funktionen wirksam entwickelt werden.
Um die Erhöhung des Reifengewichts wirksam zu kontrollieren, während der Verstärkungseffekt durch den Verstärkungsbereich 9 aufrechterhalten wird, ist andererseits, wie in der 5 gezeigt ist, vorzugsweise der Verstärkungsbereich 9 mit einer Vielzahl von Rippen 10 verwirklicht, die in relativ großen Abständen in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind.
Bei dem ersten radialen Luftreifen liegt vorzugsweise die Laufflächenbreite TW in einem Bereich von 80–105% der Reifenschnittbreite bei Aufblasung auf den obigen normalen Luftdruck, und vorzugsweise liegt die maximale Breite BW des Gürtels in dem Bereich von 60–100% der Reifenschnittbreite TS.
Mit anderen Worten, wenn die Laufflächenbreite TW kleiner als 80% der Reifenschnittbreite TS ist, besteht Gefahr, daß der Querneigungsschub F_C nicht genügend erhöht werden kann, während dann, wenn das Verhältnis 105% übersteigt, die Erhöhung des Querneigungsschubs F_C eine Grenze erreicht, und die Gefahr eines Bruchs des Laufflächenrandes größer wird. Wenn weiterhin die maximale Gürtelbreite BW kleiner als 60% der Reifenschnittbreite TS ist, besteht Gefahr, daß die wirksame Übertragung des Ausbauchverformung b_side eines Bereichs in der Nähe des Stützbereichs nach einem nahe bei dem Bodenkontaktrand gelegenen Bereich beeinträchtigt wird, während dann, wenn das Verhältnis 100% übersteigt, die Erhöhung des Querneigungsschubs F_C eine Grenze erreicht, und auch leicht Ablösung in dem Gürtelrandbereich hervorgerufen wird.
Ein Vergleichstest bezüglich des Effekts der Kontrolle des Wanderungsphänomens bei dem radialen Luftreifen mit der obigen Struktur wird nachstehend beschrieben.
TESTREIFEN
Verschiedene radiale Reifen für kleine Lastwagen, mit der in der 3 wiedergegebenen Struktur und der Reifengröße 195/85R16 114/112L LT werden bei Variation der Laufflächenbreite und der maximalen Gürtelbreite gemäß den in der Tabelle 1 wiedergegebenen Abmessungen als Reifen 1–3 hergestellt. Bei diesen Reifen ist die Reifenschnittbreite TS 191 mm, und die äußere Profillinie des Laufflächenbereichs besteht aus einem Bogen, der einen Krümmungsradius von 300 mm über ein Gebiet von 37,6 mm ab der Äquatorebene des Reifens in der Breitenrichtung des Reifens nach außen hat, einem Bogen, der einen Krümmungsradius von 100 mm über ein Gebiet von 37,6–80,0 mm ab der Äquatorebene des Reifen in der Breitenrichtung des Reifens nach außen hat, und einem Bogen, der einen Krümmungsradius von 50 mm über das in der Breitenrichtung des Reifens äußerste Gebiet hat.
In diesem Fall liegt die erste Laufflächenzone 7 in einem Gebiet, das sich von der Äquatorebene des Reifens 62,5 mm nach jeder Seite in der Breitenrichtung des Reifens nach außen erstreckt, und die zweite Laufflächenzone 8 liegt in der Breitenrichtung außerhalb der ersten Laufflächenzone 7.
Weiterhin ist ein Verstärkungsbereich 9, wie in der 5 wiedergegeben, bei den Reifen vorgesehen, die die gleiche Struktur haben, wie oben bei den Reifen 4 und 5 angegeben wurde. In diesem Fall springt jede der Rippen 10, die den Verstärkungsbereich 9 bilden, von einem Seitenrand der zweiten Laufflächenzone 8 in der Breitenrichtung des Reifens 10 mm nach außen vor, und die Größe des Vorsprungs nimmt in der radialen Richtung des Reifens allmählich ab und geht in dem oberen Endbereich des Seitenwandbereichs 2 gegen Null. Die Rippe 10 hat in der Umfangsrichtung des Reifens eine Breite von 20 mm. Diese Rippen 10 sind in einem Abstand von 16 mm in der Umfangsrichtung angeordnet, bei einer Gesamtzahl von 64 Rippen auf dem Umfang.
Als Vergleichsreifen wird ein Reifen hergestellt, der die in der 6 wiedergegebene Struktur hat. Dieser Vergleichsreifen unterscheidet sich von dem in der 3 wiedergegebenen Reifen nur dadurch, daß die zweite Laufflächenzone 8 nicht vorhanden ist.
TESTMETHODE
Jeder dieser Reifen wird auf einen normalen Luftdruck von 6,0 kp/cm² aufgeblasen und an einem kleinen Lastwagen mit 2 Tonnen Tragfähigkeit angebracht (das hintere Rad ist ein Zwillingsrad). Der kleine Lastwagen wird auf einer gepflasterten Straße, die Radspuren umfaßt, bei Beladung mit der maximalen zugelassenen Nutzlast von einem Testfahrer gefahren, wobei die Geradeauslaufstabilität aufgrund des Gefühls beurteilt wird.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 durch eine Indexbeurteilung, bei der der Vergleichsreifen den Indexwert 100 hat, wiedergegeben (je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Eigenschaft).
Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, verhindern die erfindungsgemäßen Reifen das Wanderungsphänomen in wirksamer Weise, und sie können die Geradeauslaufstabilität wesentlich verbessern. TABELLE 1

Anmerkung: Der numerische Wert in Klammer bei der Laufflächenbreite und der maximalen Gürtelbreite ist das Verhältnis zu der Reifenschnittbreite.

Der zweite radiale Luftreifen wird nun unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben. In diesem Fall gibt eine ausgezogene Linie den Reifen wieder, und unterbrochene Linien geben der herkömmlichen Reifen wieder. Außerdem sind die Erklärungen bezüglich der gleichen strukturellen Bereiche wie bei dem ersten radialen Luftreifen weggelassen.
Bei diesem Reifen ist die gegenseitige Beziehung zwischen der halben Breite TW₁ der ersten Laufflächenzone 7 und der Breite TW₂ der zweiten Laufflächenzone 8, das heißt, die gegenseitige Beziehung zwischen der halben Breite (TW₁) der ersten Laufflächenzone als eine maximale Bodenkontaktbreite in dem Bodenkontaktbereich des Reifens auf einer ebenen Straßenoberfläche, ab der Äquatorebene des Reifens, bei normaler Belastung in dem Fall von Lastwagen- und Busreifen, und bei einer Belastung, die 70% der normalen Belastung entspricht, in dem Fall von Reifen, die eine kleinere Größe als die Lastwagen- und Busreifen haben, im aufgeblasenen Zustand bei normalem Luftdruck entsprechend der maximalen Belastbarkeit, und der Breite (TW₂) der zweiten Laufflächenzone als eine Bodenkontaktbreite, die sich von der halben Breite (TW₁) der ersten Laufflächenzone nach außen erstreckt, unter der maximalen Bodenkontaktbreite in dem Bodenkontaktbereich des Reifens auf der ebenen Straßenoberfläche ab der Äquatorebene des Reifens, wenn ein Querneigungswinkel von 10° auf den Reifen einwirkt, bei normaler Belastung in dem Fall von Lastwagen- und Busreifen, und bei einer Belastung, die 70% der normalen Belastung entspricht, in dem Fall von Reifen, die eine kleinere Größe als die Lastwagen- und Busreifen haben, im aufgeblasenen Zustand bei dem obigen normalen Luftdruck, TW₂/TW₁>4,0 × 10^–2.
Die gegenseitige Beziehung zwischen der Breite TW₂ der zweiten Laufflächenzone und der Entfernung (b) zwischen den Punkten P, Q, wenn der Schnittpunkt zwischen einem imaginären Linienabschnitt, der von dem Wulstkern 5 bis zu einer Höhenposition gezogen ist, die der 0,95-fachen Karkassenhöhe H entspricht, wobei H die Höhe von dem Wulstkern 5 bis zu der innersten Karkassenlage ist, im aufgeblasenen Zustand bei einem Luftdruck, der 10% des obigen normalen Luftdrucks entspricht, und einer senkrechten Linie, die von einem Seitenrand der ersten Laufflächenzone 7 bis zu dem imaginären Linienabschnitt gezogen ist, P ist, und der Schnittpunkt des imaginären Linienabschnitts mit der äußeren Profillinie des Reifens Q ist, ist außerdem b/TW₂>1,2.
Der dargestellte Reifen, der die obigen Bedingungen erfüllt, kann infolge der Wirkung der ersten Laufflächenzone 7 und der zweiten Laufflächenzone 8, die den Laufflächenbereich 3 bilden, ähnliche Funktionen wie der obige erste radiale Luftreifen entwickeln.
Wenn die Breite TW₂ der zweiten Laufflächenzone 8 nicht größer als 4,0 × 10^–2 × der halben Breite TW₁ der ersten Laufflächenzone 7 ist, kann eine genügende Bodenkontaktbreite der zweiten Laufflächenzone während des Laufs des Reifens auf der schrägen Fläche bei Belastung nicht sichergestellt werden, und daher kann die erforderliche Erhöhung des Querneigungsschubs F_C nicht erhalten werden.
Wenn das Verformungsverhalten der zweiten Laufflächenzone 8 während des Laufs des Reifens auf der schrägen Fläche betrachtet wird, kann gewöhnlich die Steifigkeit eines Bereichs in der Nähe des Punktes P wirksam erhöht werden, um eine auf der Ausbauchverformung b_side basierende, große Ausschiebeverformung b_sho erzeugen, so daß der Stützbereich direkt verstärkt werden kann, und auch die zweite Laufflächenzone 8 indirekt und wirksam verstärkt werden kann, wenn die Gummidicke eines in der axialen Richtung des Reifens außerhalb gelegenen Bereichs genügend groß gemacht wird, um das Verhältnis der Gummidicke b zu der Breite TW₂ der zweiten Laufflächenzone 8 größer als 1,2 zu machen, und folglich wird die Ausschiebeverformung b_sho der zweiten Laufflächenzone 8 wirksam erhöht, und auch eine große Scherkraft bezüglich der Straßenoberfläche wird in dem Bodenkontaktbereich der zweiten Laufflächenzone 8 erzeugt, wodurch der Querneigungsschub F_C wesentlich erhöht werden kann.
Mit anderen Worten, wenn das Verhältnis kleiner als 1,2 ist, ist der Verstärkungseffekt gering, und es ist schwierig, die große Ausschiebeverformung b_sho, die sich aus der Ausbauchverformung b_side ergibt, zu erzeugen.
Dies ist besonders wirksam, wenn ein Verstärkungsbereich 11, der von dem Laufflächenrand oder einem Seitenrand der zweiten Laufflächenzone 8 weiter vorspringt, bei der äußeren Profillinie des Reifens, die durch den Punkt Q hindurchgeht, wie gezeigt ist, definiert ist, wobei der Verstärkungsbereich 11 selbst wie der bei dem ersten radialen Luftreifen beschriebene Verstärkungsbereich funktioniert und zu der Erhöhung des Querneigungsschubs F_C wirksam beitragen kann.
Bei einem solchen Reifen ist vorzugsweise die gesamte Reifendicke bei einem mittleren Teil in dem Reifenseitenbereich, der in einem Bereich von der 0,5–0,8-fachen Karkassenhöhe H ab dem Wulstkern 5 in dem Achsenschnitt des Reifens in der senkrechten Richtung der radialen Karkasse liegt, kleiner als die gesamte Reifendicke des anderen Teils in dem Reifenseitenbereich, und vorzugsweise ist die Position mit maximaler Breite der radialen Karkasse in einem Bereich von der 0,6–0,8-fachen Karkassenhöhe H gelegen.
Wenn gemäß dem ersteren Fall die Dicke des mittleren Teils in dem Reifenseitenbereich kleiner gemacht wird als die Dicke des Stützbereichs und des Wulstbereichs, kann nicht nur die Erhöhung der Ausschiebeverformung b_sho sichergestellt werden, während der Stützbereich auf einer hohen Steifigkeit gehalten wird, sondern die Steifigkeit des mittleren Teils wird auch klein gemacht, um die Ausbauchverformung b_side eines nahe bei dem Stützbereich gelegenen Bereichs zu konzentrieren, und die Ausbauchverformung b_side kann auch erhöht werden, und beide können zu der Erhöhung des Querneigungsschubs F_C wirksam beitragen.
Dies ist besonders bemerkenswert, wenn jede gesamte Reifendicke bei Positionen, die der 0,85-fachen und 0,4-fachen Karkassenhöhe H ab dem Wulstkern 5 entsprechen, die 1,65-fache gesamte Reifendicke bei der Position der maximalen Karkassenbreite übersteigt. Mit anderen Worten, wenn das Verhältnis nicht größer als 1,65 ist, ist es schwierig, die Ausbauchverformung b_side genügend zu erhöhen.
Außerdem sind die der 0,85-fachen und der 0,4-fachen Karkassenhöhe H entsprechenden Positionen spezifiziert, weil bekannt ist, daß es, um die Konzentration der Verformung in den in einem Bereich von der 0,5–0,8-fachen Karkassenhöhe H gelegenen, mittleren Teil zu verschieben, vorteilhaft ist, einen Bereich dieses Gebietes dünner zu machen, insbesondere die Position der maximalen Karkassenbreite bezüglich Bereichen bei den Position 0,85H und 0,4H außerhalb des obigen Bereichs.
Wenn in dem letzteren Fall die Position der maximalen Karkassenbreite in einem Bereich von 0,6H–0,8H spezifiziert wird, ist es möglich, die Ausbauchverformung b_side während des Laufs des Reifens auf der schrägen Fläche bei Belastung dadurch zu erhöhen, daß der Krümmungsradius der Karkasse von dem Laufflächenrandbereich bis zu dem Stützbereich klein gemacht wird, und außerdem ist es möglich, die Ausschiebeverformung b_sho dadurch zu erhöhen, daß die Position der Erzeugung der Ausbauchverformung b_side an das Stützgebiet angenähert wird. Außerdem wird die Karkassenspannung beim Aufblasen auf den Luftdruck in diesem Bereich klein gemacht, so daß eine weitere Erhöhung der Ausbauchverformung in diesem Bereich sichergestellt werden kann.
Bei einem solchen Reifen liegt weiterhin vorzugsweise die Laufflächenbreite beim Aufblasen auf einen Luftdruck, der 10% des normalen Luftdrucks entspricht, in einem Bereich von 80–95% der Reifenschnittbreite, und die maximale Gürtelbreite liegt vorzugsweise in einem Bereich von 60–90% der Reifenschnittbreite.
Dadurch kann die direkte Erhöhung des Querneigungsschubs F_C und die Erhöhung der Ausbauchverformung b_side wie bei dem ersten radialen Luftreifen verwirklicht werden.
Wenn die Laufflächenbreite 95% der Reifenschnittbreite übersteigt, wird die Gefahr größer, daß infolge der Erhöhung der Gummidicke in dem Randbereich des Gürtels die Haltbarkeit gegenüber Wärmeerzeugung verringert wird, während dann, wenn die maximale Gürtelbreite 90% der Reifenschnittbreite übersteigt, die Gefahr größer wird, daß die Gürtelhaltbarkeit und die Haltbarkeit gegenüber Wärmeerzeugung, verbunden mit einer Erhöhung der Dehnung in dem Randbereich des Gürtels, verringert werden.
Um zu erreichen, daß bei diesem Reifen die zweite Laufflächenzone 8 den Boden genügend berührt, ist außerdem vorzugsweise der Krümmungsradius der äußeren Profillinie in dem Achsenschnitt des Reifens nicht kleiner als 30 mm. Außerdem kann der Verstärkungsbereich 11 aus einem ringförmigen Vorsprung bestehen, der sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckt, oder wie bei dem ersten radialen Luftreifen aus mehreren Rippen bestehen.
Obwohl die praktische Ausführungsform des zweiten radialen Luftreifens bezüglich eines in der 7 wiedergegebenen Reifens, der die Reifengröße 11R 22.5 14 PR hat, beschrieben wird, gelten die obigen Merkmale in gleicher Weise für einen in der 8 wiedergegebenen Reifen, der die Reifengröße TBR 215/70 R17.5 hat. In diesem Fall gibt eine ausgezogene Linie den Reifen wieder, und unterbrochene Linien geben den herkömmlichen Reifen wieder.
Bei dem in der 7 wiedergegebenen Reifen ist TW₁ × 2 = 185,0 mm, TW₂ = 9,6 mm, b = 19,7 mm, b/TW₂ = 2,05, und TW₂/TW₁ = 10,83 × 10^–2, während bei dem in derselben Figur wiedergegebenen, herkömmlichen Reifen TW₁ × 2 = 185,0 mm, TW₂ = 0,0 mm und b = 15,5 mm ist.
Weiterhin ist bei dem in der 8 wiedergegebenen Reifen TW₁ × 2 = 167,0 mm, TW₂ = 8,0 mm, b = 15,4 mm, b/TW₂ = 1,93, und TW₂/TW₁ = 9,58 × 10^–2, während bei dem in derselben Figur wiedergegebenen, herkömmlichen Reifen TW₁ × 2 = 167,0 mm, TW₂ = 0,0 mm und b = 12,1 mm ist.
Ein Vergleichstest zwischen dem Reifen und dem herkömmlichen Reifen, die in der 7 wiedergegeben sind, bezüglich der Performance der Kontrolle des Wanderungsphänomens wird nachstehend beschrieben.
TESTREIFEN
Es werden Reifen 6–9 und ein herkömmlicher Reifen mit der Reifengröße 11822.5 14PR und den in der Tabelle 2 wiedergegebenen Abmessungen hergestellt.
Bei den Reifen besteht die äußere Profillinie des Laufflächenbereichs aus einem Bogen mit einem Krümmungsradius von 580 mm, der sich von der Äquatorebene des Reifens in der Breitenrichtung bis 62,8 mm nach außen erstreckt, einem Bogen mit einem Krümmungsradius von 200 mm, der sich von 62,8–91,5 mm ab der Äquatorebene des Reifens in der Breitenrichtung des Reifens nach außen erstreckt, und einem Bogen mit einem Krümmungsradius von 200 mm, der sich von da in der Breitenrichtung nach außen erstreckt.
In diesem Fall liegt die erste Laufflächenzone 7 in einem Gebiet, das sich von der Äquatorebene des Reifen bis 92,5 mm nach beiden Seiten in der Breitenrichtung des Reifens nach außen erstreckt, während die zweite Laufflächenzone 8 in der Breitenrichtung außerhalb der ersten Laufflächenzone 7 liegt.
Außerdem hat der herkömmliche Reifen keine zweite Laufflächenzone, weil der Laufflächenbereich nur aus der ersten Laufflächenzone besteht.
TESTMETHODE
Jeder dieser Reifen wird auf einer Felge der Größe 7,50 × 22,5 angebracht, auf den normalen Luftdruck von 7,0 kp/cm² aufgeblasen, und dann an einem Lastwagen mit einer Tragfähigkeit von 11,5 t (Radanordnung 2-D∙4) angebracht. Der Lastwagen wird auf einer gepflasterten Straße, die Radspuren umfaßt, bei Beladung mit der maximalen zugelassenen Nutzlast von einem Testfahrer gefahren, wobei die Geradeauslaufstabilität aufgrund des Gefühls beurteilt wird.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 durch eine Indexbeurteilung, bei der der herkömmliche Reifen den Indexwert 100 hat, wiedergegeben (je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Eigenschaft).
Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, können diese Reifen die Geradeauslaufstabilität wesentlich verbessern.
Eine praktische Ausgestaltung des dritten radialen Luftreifens wird nachfolgend mit Bezug auf 9 beschrieben.
In diesem Fall wird auf Erläuterungen in Bezug auf dieselben Bereiche wie im ersten radialen Luftreifen beschrieben verzichtet.
In diesem radialen Reifen ist eine harte Gummischicht 15 mit einer JIS A-Härte, die um 3 Grad oder mehr, vorzugsweise 5 Grad oder mehr höher ist als die des Laufflächengummis, in einer Region 14 angeordnet, die in derselben Figur an der meridionalen Sektion des Reifens schraffiert angedeutet ist, die von einer Position 12 eines äußersten Bodenkontaktendes in der meridionalen Sektion des Reifens unter normaler Belastung bei einem Lkw- und Busreifen und einer Belastung reicht, die 70% einer normalen Belastung bei Reifen mit einer Größe entspricht, die geringer ist als die des Lkw- und Busreifens in einem Aufblaszustand unter einem normalen Luftdruck gemäß der maximalen Belastbarkeit bis zu einem Punkt 13, der 1/2 einer Karkassenhöhe H₀ vom Wulstkern wie der Karkassenhöhe H₀ vom Wulstkern bei Aufblasen auf den obigen normalen Luftdruck und einschließlich beider Positionen 12, 13, entspricht.
Mit anderen Worten, gemäß derselben Figur ist, wenn eine Breite zwischen äußersten Bodenkontaktenden CW ist, die obige Region 14 eine Entfernung, die von der Äquatorebene X-X des Reifens auswärts über mindestens eine Breite von CW/2 in der Breitenrichtung des Reifens und vom Wulstkern 5 auswärts bis auf mindestens H₀/2 in radialer Richtung des Reifens reicht. In diesem Fall wird die Grenze der Region 14 in Richtung auf die Laufflächenseite durch eine Normallinie 16 vorgegeben, die von der Position des äußersten Bodenkontaktendes zur Außenfläche des Reifens in der illustrierten Sektion gezogen wird.
Wenn ein Reifen mit einer solchen Struktur auf einer schrägen Fläche wie z.B. einer Spurrille oder dergleichen unter Belastung wie in 2 gezeigt gefahren wird, dann wird, da die Gummihärte der harten Gummischicht 15, die in der Region 14 angeordnet ist, höher ist als die des Laufflächengummis, die Ausbauchverformung bside eines Bereichs in der Nähe des Stützbereichs leicht auf einen Bereich in der Nähe des Bodenkontaktendes und somit auf einen Bodenkontaktendebereich des Laufflächenabschnitts übertragen, und infolgedessen können die Ausschiebeverformung bsho und die Scherverformung SS des Laufflächengummis erhöht werden, um eine ausreichende Erhöhung des Querneigungsschubs F_C zu bewirken.
In diesem Fall ist der Grund, warum der Anordnungsbereich der harten Gummischicht 15 auf die obige Region 14 beschränkt ist, auf die Tatsache zurückzuführen, dass die große Ausbauchverformung bside besonders in dieser Region erzeugt wird. Ferner ist der Grund, warum die JIS A Gummihärte der harten Gummischicht 15 um 3 Grad oder mehr, vorzugsweise 5 Grad oder mehr höher ist als die des Laufflächengummis, auf die Tatsache zurückzuführen, dass, wenn die Gummihärtedifferenz geringer als 3 Grad ist, es schwierig ist, die ausreichende Entwicklung der oben erwähnten Funktionen zu ausnehmen.
Die Erhöhung der Beanspruchung in Verbindung mit der obigen Ausbauchverformung bside oder die Leichtigkeit der Übertragung der Verformung bside wird besonders an der Außenflächenseite des Reifens groß, so dass es vorteilhaft ist, die harte Gummischicht 15 in der Nähe der Außenfläche anzuordnen. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, wenn sich die Mitte der maximalen Dicke der harten Gummischicht 15, gemessen in der Normalrichtung der radialen Karkasse 4 in der meridionalen Sektion des Reifens bei einem normalen Aufblasdruck, auswärts von der Dickenmitte der Gesamtreifendicke befindet, gemessen auf der Normallinie, die durch die Position mit maximaler Dicke in Richtung auf die Außenfläche des Reifens verläuft.
In dieser Verbindung ist die in 10 gezeigte harte Gummischicht 15 so angeordnet, dass die der Außenseite des Reifens zugewandte Oberfläche zur Außenseite des Reifens hin exponiert ist.
Ein Vergleichstest im Hinblick auf die Funktion der Unterdrückung des Wanderungsphänomens im radialen Luftreifen mit der obigen Struktur wird nachfolgend beschrieben.
TESTREIFEN
Es werden drei radiale Reifen für Kleinlaster mit einer Reifengröße von 195/85 R16 114/112L LT bereitgestellt, wobei zwei Reifen mit Strukturen wie in den 10 und 11 gezeigt die Reifen 10 und 11 sind und der Reifen mit der in 6 gezeigten Struktur ein Vergleichsreifen ist.
In dem in 10 gezeigten Reifen 10 ist die harte Gummischicht 15 mit einer JIS A-Härte von 76 Grad, einer Dicke von 2,5 mm und einer Breite von 25 mm so angeordnet, dass sie gegenüber der Außenfläche des Reifens beginnend an einer Position von 70 mm von der Äquatorebene X-X des Reifens in der Breitenrichtung des Reifens wie zuvor erwähnt exponiert ist. In diesem Fall beträgt die JIS A-Härte des Laufflächengummis 61 Grad.
In der harten Gummischicht 15 beträgt die maximale Dicke gemessen in der Normalrichtung der Karkasse 4 2,8 mm, und ihre Dickenmitte befindet sich in einer Position 1,4 mm von der Außenfläche des Reifens entfernt. Ferner beträgt die Gesamtreifendicke, gemessen auf derselben Normallinie, 13,5 mm, und die Dickenmitte davon befindet sich in einer Position 6,75 mm von der Außenfläche des Reifens entfernt.
Ferner hat der in 11 gezeigte Reifen 11 dieselbe Struktur wie der Reifen 10, mit der Ausnahme, dass die harte Gummischicht 15 mit einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit 25 mm Breite und 11 mm maximaler Dicke und einer JIS A-Härte von 67 Grad beginnend an einer Position 70 mm von der Äquatorebene X-X des Reifens in einer Tiefe von 0,5 mm von der Außenfläche angeordnet ist.
In der harten Gummischicht 15 des letzteren Reifens beträgt die maximale Dicke gemessen in der Normalrichtung der Karkasse 4 12,7 mm und die Dickenmitte davon befindet sich in einer Position 6,85 mm von der Außenfläche des Reifens entfernt. Ferner beträgt die Gesamtreifendicke gemessen auf derselben Normallinie 13,5 mm und die Dickenmitte davon befindet sich in einer Position 6,75 mm von der Außenfläche des Reifens entfernt.
Ferner hat der in 6 gezeigte Vergleichsreifen dieselbe Struktur wie der Reifen, mit der Ausnahme, dass die harte Gummischicht 15 wegfällt.
In diesen Reifen beträgt die maximale Belastbarkeit (1180 kg) 6,0 kp/cm² und die Bodenkontaktbreite CW unter einer Last (826 kg), die 70% der maximalen Belastbarkeit entspricht, beträgt 120 mm. Ebenso beträgt die Karkassenhöhe H₀ vom Wulstkern 5 bei einem normalen Aufblasluftdruck (6,0 kp/cm²) 136 mm.
TESTMETHODE
Jeder dieser auf einen Luftdruck von 6,0 kp/cm² aufgeblasenen Reifen wird auf einen 2-Tonnen-Kleinlaster montiert, bei dem ein Hinterrad vom Zwillingsreifentyp ist. Der Kleinlaster wird über eine gepflasterte Straße mit Spurrillen in einem Belastungszustand mit einer maximalen zulässigen Nutzlast von einem Testfahrer gefahren, und bei dieser Fahrt wird die Geradeauslaufstabilität nach Gefühl beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
In diesem Fall basiert der Index der Geradeauslaufstabilität darauf, dass der Vergleichsreifen ein Kontrollreifen ist, dabei gilt, je größer der Indexwert, desto besser die Eigenschaft.
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, ist die Geradeauslaufstabilität der Reifen stark verbessert. TABELLE 3
12 ist eine meridionale Sektion einer anderen praktischen Ausgestaltung des dritten radialen Luftreifens, in dem die Oberfläche der harten Gummischicht 15, die der Innenperipherieseite des Reifens zugewandt ist, wellig ist. Wie in 12a gezeigt, kann, wenn die harte Gummischicht 15 vollständig in Gummi in der Region 14 eingebettet ist, die der Außenperipherieseite des Reifens zugewandte Oberfläche ebenfalls wellig sein.
Auf diese Weise wird die Haftfläche zwischen der harten Gummischicht 15 und der benachbarten Gummischicht erhöht, um die Haftfestigkeit (Haftkraft × Haftfläche) zu erhöhen, so dass der harten Gummischicht 15 eine ausgezeichnete Abschälfestigkeit bei Beanspruchungen verliehen wird, die während des Laufens des Reifens unter Belastung wiederholt erzeugt wird, während die Fähigkeit des Unterdrückens des Wanderungsphänomens ebenso wie bei den oben erwähnten Radialreifen bewahrt bleibt. Ferner schneidet eine solche Welle die Abschälrichtung in einem großen Winkel, so dass dem Abschälen effektiv entgegengewirkt werden kann.
Wenn eine durchschnittliche Wellenlänge des gewellten Abschnitts 17 höchstens 1/3 eines Gesamtausmaßes des gewellten Abschnitts 17 beträgt, dann kann die Haftfestigkeit der harten Gummischicht 15 mit Hilfe einer großen Zahl von Wellen noch stärker verbessert werden.
Wenn das Gesamtausmaß des gewellten Abschnitts 17 um 20% oder mehr länger als das Liniensegment 18 ist, das durch einen Mittelpunkt der Welle passiert, wie durch die strichpunktierte Linie in 13 dargestellt ist, dann wird die Haftfläche noch weiter verbessert und somit kann die Haftfestigkeit noch stärker erhöht werden.
Ein Vergleichstest in Bezug auf die Wanderungsbeständigkeit dieses radialen Luftreifens und der Abschälfestigkeit der harten Gummischicht wird nachfolgend beschrieben.
TESTREIFEN
Der Reifen mit der in 11 gezeigten Struktur, der in dem obigen Vergleichstest verwendet wird, ist ein Kontrollreifen, und ein Reifen mit der in 12a gezeigten Struktur ist der Reifen 12.
In diesem Fall hat die harte Gummischicht 15 des Kontrollreifens dieselbe Abmessung, dieselben Eigenschaften und dergleichen wie oben erwähnt, während die harte Gummischicht 15 und dergleichen des Reifens 12 dieselbe Anordnungsposition, dasselbe Volumen, dieselben Eigenschaften hat wie der Kontrollreifen, mit der Ausnahme, dass sich die Form von der des Kontrollreifens unterscheidet. Außerdem beträgt das Gesamtausmaß des gewellten Abschnitts im Reifen 12 125% des entsprechenden Bereichs des Kontrollreifens.
TESTMETHODE
Die Beurteilung der Wanderungsbeständigkeit erfolgt durch Beurteilen der Geradeauslaufstabilität nach Gefühl, wenn jeder der Radialreifen mit einer Reifengröße von 195/85 R16 114/112L LT auf einen Luftdruck von 6,0 kp/cm² aufgeblasen und auf einen 2-Tonnen-Kleinlaster mit einem Hinterrad des Zwillingsreifentyps montiert und der Kleinlaster dann auf einer gepflasterten Straße mit Spurrillen in einem Belastungszustand unter der maximalen Belastbarkeit gefahren wird. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
Der Index der Geradeauslaufstabilität basiert auf der Tatsache, dass der Kontrollreifen 100 ist, wobei gilt, je größer der Indexwert, desto besser die Eigenschaft.
Ferner erfolgt die Beurteilung der Abschälfestigkeit anhand eines Laufdistanzindexes, bis die Abschällänge auf 5 mm anwächst, wenn der Reifen auf einer Trommel mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h unter maximaler Normalbelastung mit einem normalen Reifenaufblasdruck (6,0 kp/cm²) gemäß der maximalen Belastbarkeit laufen gelassen wird. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 4 dargestellt.
In diesem Fall gilt, je größer der Indexwert, desto besser das Ergebnis. TABELLE 4
Wie in Tabelle 4 ersichtlich ist, kann der erfindungsgemäße Reifen 12 die Abschälfestigkeit mit einiger Verbesserung der Geradeauslaufstabilität im Vergleich zum Kontrollreifen stark erhöhen.
14 ist eine meridionale Sektion des radialen Luftreifens gemäß der Erfindung. In dieser Figur, die einen Reifen für einen Kleinlaster mit einer Reifengröße von 195/85 R16 zeigt, ist ein erfindungsgemäßer Reifen durch eine durchgezogene Linie und ein Vergleichsreifen durch eine unterbrochene Linie angedeutet.
In diesem Fall ist ein verdünnter Bereich 19 wenigstens in einem Teil des Seitenbereichs ausgebildet, der in einem Bereich liegt, der dem 0,5–0,8fachen, vorzugsweise 0,5–0,7fachen der Karkassenhöhe H vom Wulstkern 5 in einem Aufblaszustand unter einem Reifendruck entspricht, der 10% des normalen Reifendrucks gemäß der maximalen Belastbarkeit entspricht, so dass eine Gesamtreifendicke dieses verdünnten Bereichs, gemessen in der Normalrichtung der radialen Karkasse 4 in der meridionalen Richtung des Reifens, höchstens 75% einer ähnlichen Gesamtreifendicke des anderen Teils im Reifenseitenbereich beträgt.
In der illustrierten Ausgestaltung beträgt die Gesamtreifendicke des verdünnten Bereichs 19 in einer Position von 0,63 H vom Wulstkern 5 5,5 mm, was 61% der Mindestdicke von 9,0 mm in einer anderen Position als der Region von 0,5 H–0,8 H (Position von 0,49 H) entspricht.
Gemäß einer solchen Struktur wird die Steifigkeit des verdünnten Bereichs 19 in einem Bereich von 0,5 H–0,8 H vom Wulstkern 5 wie oben erwähnt lokal gesenkt, und die Biegeverformung in der illustrierten Sektion konzentriert sich im verdünnten Bereich 19 während des Laufens des Reifens auf der schrägen Fläche unter Belastung, um dadurch die Ausbauchverformung bside eines Bereichs in der Nähe des Stützbereichs zu erhöhen, und somit wird auch die Ausschiebeverformung bsho des Bereichs in der Nähe des Stützbereichs erhöht, um den Querneigungsschub FC effektiv zu erhöhen.
Der Grund, warum der verdünnte Bereich 19 zwischen 0,5 H und 0,8 H liegt, ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass, wenn der Bereich einwärts von 0,5 H in Richtung auf den Wulstkern liegt, er nicht zur Erhöhung der Ausbauchverformung bside beitragen kann, während dann, wenn der verdünnte Bereich in einer Position jenseits 0,8 H oder im Stützbereich liegt, die Ausbauchverformung bside aufgrund der geringeren Steifigkeit im Stützbereich nicht effektiv auf einen Bereich in der Nähe des Bodenkontaktendes und somit des Bodenkontaktendes des Laufflächenbereichs übertragen werden kann.
Ferner ist der Grund, warum die Dicke des verdünnten Bereichs 19 höchstens 75% der Dicke des anderen Bereichs beträgt, auf die Tatsache zurückzuführen, dass, wenn er 75% übersteigt, die Dickendifferenz und somit die Steifigkeitsdifferenz gering wird und es schwierig ist, die Ausbauchverformung bside ausreichend zu erhöhen.
Bei einem solchen Reifen wird bevorzugt, dass sich die Position der maximalen Breite der radialen Karkasse 4 zwischen dem 0,6 und dem 0,8fachen der Karkassenhöhe H vom Wulstkern 5 befindet. In der illustrierten Ausgestaltung liegt die Position mit maximaler Breite bei 0,69 H.
Ferner wird bevorzugt, dass wenigstens 80% eines Bereichs der radialen Karkasse 4 mit einer maximalen Krümmung in einem Bereich liegen, der 0,65–0,85 H der Karkassenhöhe H vom Wulstkern 5 entspricht. In der illustrierten Ausgestaltung beträgt die maximale Krümmung 1/23 und 100% des Bereichs mit maximaler Krümmung liegen innerhalb des obigen Bereichs.
Indem die Position mit maximaler Breite der Karkasse 4 zwischen 0,6 H und 0,8 H, vorzugsweise zwischen 0,7 H und 0,8 H positioniert wird, kann die Ausbauchverformung bside erhöht werden, und es ist auch möglich, sich der Position des Erzeugens der Ausbauchverformung bside zum Stützbereich zu nähern, um die durch die Ausbauchverformung bside erzeugte Ausschiebeverformung bsho noch effektiver zu erhöhen. Andererseits wird die Karkassenspannung im Aufblaszustand unter dem Luftdruck innerhalb des obigen Bereichs ausreichend gering, so dass die Ausbauchverformung bside weiter erhöht werden kann.
Wenn die Position mit maximaler Breite eine Position von weniger als 0,6 H ist, dann besteht die Gefahr, dass keine ausreichend große Ausbauchverformung bside erzielt wird, während dann, wenn sie eine Position von mehr als 0,8 H ist, die Position mit maximaler Breite der Karkasse 4 zu nahe am Endbereich des Gürtels liegt, so dass sich leicht ein Problemnukleus beim Laufen des Reifens unter Belastung bildet, und somit entsteht die Gefahr, dass die Haltbarkeit des Reifens bis zur Wärmeerzeugung, die Gürtelhaltbarkeit und dergleichen gesenkt werden.
Indem mindestens 80% des Bereichs mit der maximalen Karkassenkrümmung zwischen 0,65 H und 0,85 H, vorzugsweise zwischen 0,7 H und 0,85 H positioniert werden, können die Ausbauchverformung bside und die Ausschiebeverformung bsho effektiv ebenfalls in dem Fall erhöht werden, in dem die Position mit maximaler Breite der Karkasse 4 zwischen 0,6 H und 0,8 H gewählt wird.
Das heißt, wenn sie geringer als 0,65 H ist, dann ist es schwierig, die Ausbauchverformung bside auf ein zufriedenstellendes Niveau zu erhöhen, während dann, wenn sie 0,85 H überschreitet, die Gefahr einer Reduzierung der Haltbarkeit bis zur Hitzeerzeugung, der Gürtelhaltbarkeit und dergleichen besteht.
Ferner wird bevorzugt, dass die Gesamtreifendicke, gemessen in der Normalrichtung der radialen Karkasse 4 in der meridionalen Sektion des Reifens in einer Position, die dem 0,85fachen der Karkassenhöhe H vom Wulstkern 5 entspricht, mindestens das 0,64fache der ähnlichen Gesamtreifendicke in einer Position des Seitenrandes des Gürtels beträgt, so dass der Verstärkungseffekt des Stützbereichs verbessert und auch die Steifigkeit der zweiten Laufflächenzone erhöht wird. Das heißt, wenn das Verhältnis kleiner als das 0,64fache ist, dann ist es schwierig, die obigen Funktionen genügend zu entwickeln.
Die Definition des Gesamtreifendickenverhältnisses an der Seitenrandposition des Gürtels und der Position von 0,85 H basiert auf der Kenntnis, dass die Gesamtreifendicke an der Seitenrandposition des Gürtels die Steifigkeit des Laufflächenbereichs während des Laufens des Reifens auf einer schrägen Fläche stark beeinflusst, und eine solche Gesamtreifendicke wird hauptsächlich durch Betrachten der Haltbarkeit bis zur Hitzeerzeugung, der Verschleißbeständigkeit und dergleichen als Haupteigenschaften des Reifens bestimmt, während der Einfluss der Gesamtreifendicke in der Position von 0,85 H im Vergleich zu dem anderen Bereich äußerst groß ist, um die Ausbauchverformung bside und die Ausschiebeverformung bsho zu erhöhen.
In der illustrierten Ausgestaltung beträgt die Dicke an der Seitenrandposition des Gürtels 22,9 mm, und die Dicke in der Position 0,85 H beträgt 17,2 mm, so dass das Verhältnis etwa das 0,75fache beträgt.
Stärker bevorzugt wird, wenn ein verdickter Bereich in wenigstens einem Teil des Seitenbereichs ausgebildet ist, der in einem Bereich liegt, der dem 0,8–0,85fachen der Karkassenhöhe H vom Wulstkern 5 entspricht, so dass die Gesamtreifendicke in der Normalrichtung der radialen Karkasse 4 in der meridionalen Sektion des Reifens mindestens das 1,5fache der ähnlichen Gesamtreifendicke in einer Position beträgt, die dem 0,75fachen der Karkassenhöhe H vom Wulstkern 5 entspricht. In der illustrierten Ausgestaltung beträgt die Gesamtreifendicke des verdickten Bereichs 20 in einer Position von 0,85 H 17,2 mm und die in einer Position von 0,75 H beträgt 10,5 mm, so dass das Verhältnis etwa das 1,64fache ist.
Bei einer solchen Struktur kann die Steifigkeit der zweiten Laufflächenzone durch den verdickten Bereich 20 stark erhöht werden, um den Stützbereich effektiv zu verstärken. Daher können die Ausbauchverformung bside und die Ausschiebeverformung bsho stark erhöht werden, um eine effektive Erhöhung der Scherverformung S_S zu bewirken.
Außerdem ist es, wenn das Verhältnis kleiner als das 1,5fache ist, schwierig, eine ausreichende Entwicklung des obigen Effekts zu gewährleisten.
15 ist eine Schnittansicht, die eine weitere praktische Ausgestaltung des vierten radialen Luftreifens illustriert, bei dem ein verdünnter Bereich 21, der zwischen 0,5 H und 0,8 H, vorzugsweise zwischen 0,5 H und 0,7 H liegt, lokal verdünnt ist. In dieser Figur beträgt die minimale Dicke des verdünnten Bereichs 21 5,5 mm in der Position 0,62 H.
Ein solcher verdünnter Bereich 21 kann effektiv die Erhöhung des Querneigungsschubs FC bewirken und seine Dicke kann wie bei dem obigen verdünnten Bereich 19 allmählich abnehmen, aber er kann insbesondere auch das Auftreten von Schäden verhüten, die bei einer gewaltsamen Dickenreduzierung entstehen, wenn beispielsweise ein Bus beim Fahren am Straßenrand entlang reibt, aufgrund der obigen lokalen Verdünnung.
Ein Vergleichstest der Leistung des Unterdrückens des Wanderungsphänomens in dem obigen radialen Luftreifen wird nachfolgend beschrieben.
TESTREIFEN
Es werden radiale Reifen für Kleinlaster mit der in 14 durch eine durchgezogene Linie gezeigten Struktur und einer Reifengröße von 195/85 R16 114/112L LT bereitgestellt, indem die Dickenverteilung des Seitenbereichs und die Karkassenlinie, wie in Tabelle 5 als erfindungsgemäße Reifen 13–16 dargestellt, variiert werden, während ein in derselben Figur durch eine unterbrochene Linie dargestellter Reifen ein Vergleichsreifen ist.
TESTMETHODE
Jeder dieser Reifen wird auf einen normalen Luftdruck von 6,0 kp/cm² gemäß der maximalen Belastbarkeit aufgeblasen und auf einen 2-Tonnen-Kleinlaster montiert (Hinterrad ist vom Zwillingsreifentyp). Der Kleinlaster wird über eine gepflasterte Straße mit Spurrillen in einem Belastungszustand unter der maximalen zulässigen Nutzlast von einem Testfahrer gefahren, und dabei wird die Geradeauslaufstabilität nach Gefühl beurteilt.
Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 5 anhand einer Indexbeurteilung dargestellt, dass der Vergleichsreifen ein Kontrollreifen ist (je größer der Indexwert, desto besser die Eigenschaft).
Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, verbessern die erfindungsgemäßen Reifen die Geradeauslaufstabilität erheblich. TABELLE 5

Hinweis: H65/H49 und dergleichen zeigen das Dickenverhältnis in Position 0,49 H vom Wulstkern zur Position 0,65 H vom Wulstkern an.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, können die erfindungsgemäßen radialen Luftreifen das Auftreten des Wanderungsphänomens wirksam kontrollieren, wenn sie an Fahrzeugen, wie Personenwagen, Kleinlastern, Lastwagen, Bussen und dergleichen angebracht werden, und insbesondere können sie während des Hochgeschwindigkeitslaufs des Fahrzeugs selbst auf Straßenoberflächen, die Radspuren und dergleichen umfassen, eine ausgezeichnete Geradeauslaufstabilität ergeben.

Claims

Radialer Luftreifen, der Folgendes umfasst: ein Paar Wulstabschnitte (1), ein Paar Seitenwandabschnitte (2), einen Laufflächenabschnitt (3), der ringförmig zwischen beiden Seitenwandabschnitten verläuft, eine die Abschnitte verstärkende radiale Karkasse (4) und einen Gürtel (6), der den Laufflächenabschnitt auf der äußeren Umfangsseite der radialen Karkasse verstärkt, in der ein verdünnter Abschnitt (19; 21) in wenigstens einem Teil des Seitenabschnitts ausgebildet ist, der sich in einem Bereich befindet, der dem 0,5- bis 0,8fachen der Karkassenhöhe (H) von einem Wulstkern (5) in einem Aufblaszustand unter einem Luftdruck entspricht, der 10% des normalen Luftdrucks gemäß der Höchstbelastbarkeit entspricht, so dass eine Gesamtreifendicke des verdünnten Abschnitts, gemessen in der normalen Richtung der radialen Karkasse (4) in der meridionalen Richtung des Reifens, nicht mehr als 75% einer ähnlichen Gesamtreifendicke des anderen Teils in dem Reifenseitenabschnitt beträgt; dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens 80% eines Abschnitts mit einer maximalen Krümmung der radialen Karkasse (4) in der meridionalen Sektion des Reifens in einem Bereich befinden, der dem 0,65- bis 0,85fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern (5) entspricht.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position der maximalen Breite der radialen Karkasse (4) in einem Bereich liegt, der dem 0,6- bis 0,8fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern (5) entspricht.
Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtreifendicke in der meridionalen Sektion des Reifens, gemessen in der normalen Richtung der radialen Karkasse (4) in einer Position, die dem 0,85fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern (5) entspricht, mindestens das 0,64fache der ähnlichen Gesamtreifendicke in einer Position des Seitenrandes des Gürtels beträgt.
Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein verdickter Abschnitt in wenigstens einem Teil des Seitenabschnitts gebildet ist, der sich in einem Bereich befindet, der dem 0,8- bis 0,85fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern (5) entspricht, so dass die Gesamtreifendicke des verdickten Abschnitts mindestens das 1,5fache der ähnlichen Gesamtreifendicke in einer Position beträgt, die dem 0,75fachen der Karkassenhöhe (H) von dem Wulstkern (5) entspricht.