(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
  トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部とを連ねて成り、前記ビード部に埋設された一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延びて各ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に巻き回される巻き付け部とからなる少なくとも一枚のプライによるカーカスを備え、さらに、リム離反点から前記サイドウォール部のタイヤ最大幅位置までのタイヤ外表面にタイヤ幅方向内側に凹となる凹部を有する空気入りタイヤであって、
  適用リムにリム組みされ且つ正規最大内圧が充填されるとともに無負荷であるリム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最大幅は、一対のビードヒール間距離の120〜135%であり、且つ、
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端は、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの45%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの60%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内にあり、且つ、該領域内での前記サイドウォール部の厚さは一定であり、該領域内において、前記サイドウォール部の厚さは3.0〜5.0mmであり、
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端におけるカーカスの曲率半径Rをカーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端から前記カーカス高さの40%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端から前記カーカス高さの70%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内の任意の位置において、前記カーカスの曲率半径Rを、カーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  前記リム組状態において、前記凹部のタイヤ径方向最内側端は、前記リム離反点のタイヤ径方向位置と、該リム離反点から10mmタイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内に在る、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
  しかし、かかる構成においても、該凹部近傍の剛性が低下するため、操縦安定性を確保する必要があり、この点、特許文献1に記載の技術では、カーカスの外側にさらに一層以上のコード補強層を配設することでサイド剛性を確保して、良好な操縦安定性を維持しようとしている。しかしながら、かかる方策は、タイヤの軽量化を図るという所期した効果を減じることになり兼ねない。
  従って、ビード部近傍のサイドゴムに凹部を設けることによるタイヤの軽量化を享受しつつ、同時に操縦安定性を高い次元で維持することが重要である。
【0006】
  従って本発明の目的は、十分な軽量化を実現しつつ、優れた操縦安定性を確保した、空気入りタイヤを提供することにある。
 
【課題を解決するための手段】
【0007】
  発明者が、ビード部近傍のサイドゴムに凹部を設けた空気入りタイヤにおいて、操縦安定性が阻害される原因を究明したところ、タイヤの横剛性が低下して、タイヤに横力が付与された際に、凹部を起点とするサイドウォール部の倒れ込み変形が発生し易いことが主であることが判明した。
【0008】
  そこで発明者は、ビード部近傍のサイドゴムに凹部を設けた空気入りタイヤにおいて操縦安定性を高い次元で確保するための方途について、上記したサイドウォール部の倒れ込み抑制の観点から鋭意研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【0009】
  すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
  トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部とを連ねて成り、前記ビード部に埋設された一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延びて各ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に巻き回される巻き付け部とからなる少なくとも一枚のプライによるカーカスを備え、さらに、リム離反点から前記サイドウォール部のタイヤ最大幅位置までのタイヤ外表面にタイヤ幅方向内側に凹となる凹部を有する空気入りタイヤであって、
  適用リムにリム組みされ且つ正規最大内圧が充填されるとともに無負荷であるリム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最大幅は、一対のビードヒール間距離の120〜135%であり、且つ、
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端は、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの45%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの60%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内にあり、且つ、該領域内での前記サイドウォール部の厚さは一定であり、該領域内において、前記サイドウォール部の厚さは3.0〜5.0mmであり、
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端におけるカーカスの曲率半径Rをカーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
 
【発明の効果】
【0010】
  本発明によれば、ビード部近傍のサイドゴムに凹部を設けて十分な軽量化を実現しつつ、優れた操縦安定性を確保した、空気入りタイヤを提供することが可能となる。
 
 
【発明を実施するための形態】
【0012】
  以下、図面を参照しながら、本発明に従う空気入りタイヤを詳細に説明する。
 
【0013】
  図1は、適用リムにリム組みされ且つ正規最大内圧が充填されるとともに無負荷であるリム組状態における、本発明の空気入りタイヤ1(以下、「タイヤ」と呼ぶ)のタイヤ幅方向断面を示す図である。但し、
図1では、以降の説明の便宜上、一部、リムに組付ける前の状態(以下、「非リム組状態」と言う)における寸法等も併記していることに留意されたい。
 
【0014】
  タイヤ1は、トレッド部2と、一対のサイドウォール部3、3と、一対のビード部4、4を備えている。また、ビード部4、4に埋設された一対のビードコア5、5間にトロイド状に延在するプライ本体部6aと、該プライ本体部6aから延びて各ビードコア5、5の周りをタイヤ幅方向内側から外側に巻き回される巻き付け部6bとからなる、少なくとも一枚のプライによるカーカス6を備えている。
 
【0015】
  タイヤ1は、さらに、リム離反点Fからサイドウォール部3のタイヤ最大幅位置P
1までのタイヤ径方向領域内のタイヤ外表面に、凹部7を有している。ここで、リム離反点Fとは、適用リムにタイヤ1を組付け、タイヤサイズに応じて規定された正規最大内圧を充填し且つ無負荷の状態(以下、「リム組状態」と言う)にした際に、タイヤの外側面がリムフランジとの接触状態から離れる点のことを言う。なお、適用リムとは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本では日本自動車タイヤ協会のJATMA  YEAR  BOOK、欧州ではETRO(European  Tire  and  Rim  Technical  Organization)STANDARD  MANUAL、米国ではTRA(The  Tire  and  Rim  Association  Inc.)YEAR  BOOK等に、タイヤサイズに応じて規定された標準リムのことである。また、サイドウォール部3のタイヤ最大幅位置P
1は、サイドウォール部3の、タイヤ幅方向の最外側端のことを言う。凹部7は、このリム離反点F及びタイヤ最大幅位置P
1との間のタイヤ径方向領域のタイヤの外表面に、当該領域にその全体が含まれるように設けられており、タイヤ幅方向内側に向かって凹となるように、肉抜きされて形成される。
 
【0016】
  このように、リム離反点Fからタイヤ最大幅位置P
1までのサイドゴム領域に対して凹部7を設けることにより、凹部7の体積分のゴム材を省くことができるため、タイヤの重量が低減され、ひいてはタイヤの転がり抵抗を低減することが可能となる。
 
【0017】
  そして本発明においては、上記の構成に加えて、
1)適用リムにリム組みされ且つ正規最大内圧が充填されるとともに無負荷であるリム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最大幅は、一対のビードヒール間距離の120〜135%であり、且つ、
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端は、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの45%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの60%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内にあり、且つ、該領域内での前記サイドウォール部の厚さは一定であり、該領域内において、前記サイドウォール部の厚さは3.0〜5.0mmであり、さらに、
2)前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端におけるカーカスの曲率半径Rをカーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上であることが肝要である。
 
【0018】
  ここで、カーカスのタイヤ幅方向最大幅W
6とは、
図1に示すように、プライ本体部6a、6aのタイヤ幅方向最外側端P
2、P
2間のタイヤ幅方向距離のことである。また、ビードヒール間距離W
8とは、一対のビード部4、4のビードヒール8、8間の、タイヤ幅方向距離のことであり、前述のJATMA等の規格に記載された適用リムの幅に相当する。また、カーカス高さHとは、カーカスのタイヤ径方向最内側端P
3を通るタイヤ回転軸に平行な直線及びカーカスのタイヤ径方向最外側端P
4を通るタイヤ回転軸に平行な直線の間の、タイヤ径方向距離のことである。
 
【0019】
  ここで、
図1は、カーカス6が一枚のプライからなる例を示しているが、カーカスにより規定される寸法は、特に断りのない限り、カーカスのプライ本体部のコード中心から計測したものである。
  なお、図示はしていないが、カーカス6が複数枚のプライからなる場合には、上記の規定は、最もタイヤ幅方向内側のカーカスのプライ本体部のコード中心線と、最もタイヤ幅方向外側のカーカスのプライ本体部のコード中心線との幅方向中央を通る線である、仮想カーカス中心線上の寸法を言うものとする。
 
【0020】
  図1に示す例では、カーカスのタイヤ幅方向最大幅W
6は、一対のビードヒール間距離W
8の(125)%であり、カーカスのタイヤ幅方向最外側端P
2の位置は、カーカスのタイヤ径方向最内側端P
3から、カーカス高さHの(54)%だけタイヤ径方向外側に寄った位置である。そして、カーカスのタイヤ内側に中心Cを有し、曲率半径Rが、該曲率半径Rをカーカスの高さHで割った値が0.45である、円の円弧を形成することによって、タイヤ幅方向最外側端P
2を含むカーカス形状が画定されている。
 
【0021】
  前述の通り、リム離反点Fからタイヤ最大幅位置P
1までの領域内のサイドゴムに凹部7を設けた場合、タイヤの軽量化を図ることはできるが、反面、タイヤの横剛性が低下し、操縦安定性の低下を招く。すなわち、凹部7を形成することによって、ビード部4からサイドウォール部3にかけての剛性が低下するため、特に横力が付与されると、タイヤ形状が変化し易く、その結果、タイヤ幅方向のバランスが崩れて、操縦安定性の低下に繋がるのである。
 
【0022】
  そこで本発明は、ビード部近傍のサイドゴムに凹部を有する空気入りタイヤにおいて、
1)適用リムにリム組みされ且つ正規最大内圧が充填されるとともに無負荷であるリム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最大幅は、一対のビードヒール間距離の120〜135%であり、且つ、
  前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端は、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの45%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からカーカス高さの60%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内にあり、且つ、該領域内での前記サイドウォール部の厚さは一定であり、該領域内において、前記サイドウォール部の厚さは3.0〜5.0mmであり、さらに、
2)前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端におけるカーカスの曲率半径Rをカーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上であることで、タイヤの横剛性を向上させて、良好な操縦安定性を実現しようとするものである。
 
【0023】
  図2(a)に示すように、ビード部4からサイドウォール部3に延びるカーカスのプライ本体部6aは、
図2(b)に示す従来の空気入りタイヤ11におけるカーカスのプライ本体部16aよりも、タイヤ回転軸からの立ち上がり角度が大きく、カーカスのタイヤ幅方向最外側端P
2近傍の領域での曲率半径が大きくなっている。つまり、本発明のタイヤ1にあっては、空気を充填した際、サイドウォール部での内圧のタイヤ幅方向外側向きの成分の割合、すなわち、空気が、タイヤ内面をタイヤ幅方向外側に向かって押す力の合力が従来よりも多くなることにより、タイヤのサイド剛性が高まる。その結果、サイドゴムに凹部7を設けてもなお、タイヤ1のサイドウォール部3の倒れ込み変形を抑制し、総じて良好な操縦安定性を確保することが可能となるのである。
 
【0024】
  以上のように、カーカスのタイヤ幅方向最大幅W
6及びカーカスのタイヤ幅方向最外側端の位置P
2が上記1)の条件を満たすようにし、且つ、当該位置P
2を含む領域のカーカス形状を、前記リム組状態において、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端におけるカーカスの曲率半径Rをカーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上となるようにすることで、タイヤの横剛性が向上し、良好な操縦安定性が確保される。
 
【0025】
  また、カーカスのタイヤ幅方向最大幅W
6を、一対のビードヒール間距離W
8の120〜135%とするのは、タイヤに掛かる荷重を支えるに足りるカーカス形状を得つつ、タイヤの横剛性が大きく得られるために必要な寸法である。
  すなわち、W
6がW
8の135%超であると、ビード部のリムフランジへの乗り上げが大きくなりビード耐久性が悪化するおそれがあり、W
6がW
8の120%未満だとタイヤのエアボリュームが減り、タイヤとしての負荷能力が減ることに繋がりタイヤ全ての耐久性に問題が生じるおそれがあるからである。
  また、内圧による力を安定的に受けるため及び外部からの損傷を考慮した場合、領域Sでのサイドウォール部3の厚さxは3.0〜5.0mmであることも肝要である。
 
【0026】
  さらに本発明では、カーカス6が、ビードコア5、5、の周りをタイヤ幅方向内側から外側に巻き回されて、巻き付け部6b、6bを有することが肝要である。
  このようにカーカス6をビードコア5の周りに巻き付けることで、凹部7のタイヤ径方向内側端をリム離反点Fに近づけることができ、ゴムの使用量を十分に低減しつつ、カーカス6の引き抜けを生じ難くすることができる。
 
【0027】
  また、本発明にあっては、リム組状態において、カーカス6のタイヤ径方向最内側端P
3からカーカス高さHの40%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、カーカスのタイヤ径方向最内側端P
3からカーカス高さHの70%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域S内の任意の位置において、カーカス6の曲率半径Rを、カーカスの高さHで割った値R/Hが0.45以上であることが好ましい。
  換言すると、カーカス6の、上記領域S内の全ての位置における曲率半径Rについて、比R/Hが0.45以上であることが好ましい。さらに、言い換えると、カーカス6の、上記領域S内の位置における曲率半径Rについて、比R/Hの最小値が0.45以上であることが好ましい。
  カーカスのタイヤ幅方向最外側端P
2を含み、P
2の近傍域である上記領域S内のカーカス形状について、上記の径方向領域Sにおいては、どの位置で見ても比R/Hが0.45以上となるようにすることにより、上記径方向領域S全体にわたってカーカスラインのタイヤ回転軸からの立ち上がり角度が大きくなり、タイヤに空気を充填した際、空気が領域Sでサイドウォール部をタイヤ内側からタイヤ幅方向外側に押す合力を十分に大きくして、横剛性を向上することができる。その結果、さらに良好な操縦端性能を確保することができるからである。
 
【0028】
  上記観点より、本発明に従うタイヤ1の偏平率は、60〜80であることが好ましい。
 
【0029】
  また、
図1に示すように、非リム組状態における、カーカスのタイヤ径方向最内側端P
3からカーカス高さHの45%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置と、カーカスのタイヤ径方向最内側端P
3からカーカス高さHの60%タイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域において、サイドウォール部3の厚さxは一定であり、該領域内において、サイドウォール部3の厚さxは3.0〜5.0mmであることが肝要である。
  ここで、サイドウォール部の厚さxとは、サイドウォール部3におけるプライ本体部6aのコード中心から、タイヤ外表面までの最短距離のことを言う。具体的に
図1を用いて説明すれば、カーカスのプライ本体部6aのタイヤ幅方向最外側端P
2から、プライ本体部6aの法線とタイヤ外表面との交点まで、ここではタイヤ最大幅位置P
1までの距離のことである。
 
【0030】
  本発明のタイヤでは、
図2(a)を用いて説明したように、内圧のタイヤ幅方向外側向きの成分の割合が従来のタイヤよりも多くなる。従って、上記領域内のサイドウォール部を一定の厚みにすることで、タイヤ幅方向外側向きの力を均等に受けることができ、その結果、より良好な操縦安定性を実現することが可能となる。なお、内圧による力を安定的に受けること、及び、外部からの損傷、並びに発熱による耐久性の低下を考慮した場合、当該領域内のサイドウォール部3の厚さは3.0〜5.0mmであることが肝要である。すなわち、5.0mm超だとそもそもタイヤ重量低減効果が低く、また、発熱耐久性に懸念があり、一方で、3.0mm未満だと、外部からの損傷によるタイヤの故障が発生しやすくなり、また、操縦安定性が十分に確保できなくなるからである。
 
【0031】
  また、非リム組状態において、凹部7のタイヤ径方向最内側端7aは、リム離反点Fのタイヤ径方向位置と、リム離反点Fから10mmタイヤ径方向外側寄りのタイヤ径方向位置との間のタイヤ径方向領域内に在ることが好ましい。
  リム離反点Fからタイヤ径方向外側に0〜10mmの範囲内にすることで、ビード周りのゴム使用量を充分に低減することができるため、適度なタイヤ剛性を維持しつつ、軽量化を図ることができるからである。
 
【実施例】
【0032】
  次に、タイヤのサイズが275/80R22.5であり、
図1に示すように、リム離反点からタイヤ最大幅位置までの領域内に凹部を有し、各諸元が表1の通りである発明例タイヤ1〜3を試作した。
  また、発明例タイヤとタイヤ諸元を変えた比較例1〜6にかかるタイヤも試作し、従来例タイヤを用意した。
  比較例タイヤ1〜6、及び、従来例タイヤは、発明例タイヤ1〜3の構造に準ずるものであり、表1に示すように、それぞれ発明例タイヤ1〜3とは異なる諸元を有する。なお、タイヤ重量低減量(kg)とは、凹部を有していないタイヤからの低減量であり、すなわち凹部のゴム重量(kg)を表している。
【0033】
  そして、これらの発明例タイヤ1〜3、比較例タイヤ1〜6、従来例タイヤのそれぞれを、リムサイズ8.25×22.5、リム幅8.25インチ(21.0cm)のリムに組付け、内圧を900kPaとして車両に装着し、以下の試験を行うことにより、操縦安定性及び耐久性の評価を行った。
【0034】
<操縦安定性評価>
  上記のタイヤを装着した車両によって晴天時のテストコースを走行した際の、テストドライバーによる制動性、加速性、直進性及びコーナリング性を総合的にフィーリング評価することによって行った。評価結果は、表1に示す通りである。表1中の評価は、従来例タイヤの結果を100として指数で表したものであり、数値が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。
【0035】
<耐久性評価>
  タイヤ内に酸素を充填(酸素濃度90%以上)し上記サイズのリムに組付け、内圧を900kPaとした状態で、60℃の恒温庫にて恒温庫の壁に立て掛けて60日間保管することにより経年変化したタイヤをドラム試験機上に取り付けた。そして、JATMAによる規格荷重の110%(3575kg)、試験速度60km/hにて、サイドフォースが0.3G(975kg)となるようにスリップ角を付与した状態で、直径1.7mのドラム試験機上を繰り返し転動させた。表1に示す耐久性評価の結果は、繰り返し転動の過程において、凹部からの亀裂の発生及び進展に至るまでの走行距離を計測することにより、これを指数化して表したものである。表1中の評価は、従来例タイヤの結果を100としたものであり、数値が大きいほど、耐久性が良いことを示している。
【0036】
<耐外傷性評価>
  タイヤを上記サイズのリムに空気で正規内圧充填でリム組みし、水平面に対し斜め45°で保持した状態で、幅50mm、一辺50mmの正三角形状の突起をタイヤ最大幅位置に垂直に挿入(=タイヤ回転方向に対し斜め45°に入る事になる)させた場合に突起が貫通しエア漏れするのに必要な力で表したもの。表1中の評価は、従来例タイヤの結果を100としたものであり、数値が大きいほど、耐久性が良いことを示している。
【0037】
【表1】
【0038】
  表1の結果から、リム離反点からタイヤ最大幅位置までの領域内に凹部を有し、軽量化を実現した空気入りタイヤにおいて、発明例タイヤ1〜3は、従来例タイヤと比較して、良好な操縦安定性を実現できることが分かった。
  また、カーカスのタイヤ幅方向最外側端近傍領域での曲率半径が大き過ぎると、ビードフィラーが割れる故障が発生することが分かった。さらに、サイドウォール部の厚さxを3.0〜5.0mmにすることで、耐外傷性も確保出来ることが分かった。