(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】タイヤ・リム組立体
(51)【国際特許分類】
B60C 15/00 20060101AFI20240110BHJP
B60C 15/06 20060101ALI20240110BHJP
B60C 13/00 20060101ALI20240110BHJP
【FI】
B60C15/00 L
B60C15/00 B
B60C15/06 B
B60C13/00 E
B60C15/00 M
(21)【出願番号】P 2019180272
(22)【出願日】2019-09-30
【審査請求日】2022-07-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000183233
【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104134
【氏名又は名称】住友 慎太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100156225
【氏名又は名称】浦 重剛
(74)【代理人】
【識別番号】100168549
【氏名又は名称】苗村 潤
(74)【代理人】
【識別番号】100200403
【氏名又は名称】石原 幸信
(74)【代理人】
【識別番号】100206586
【氏名又は名称】市田 哲
(72)【発明者】
【氏名】林 浩二
(72)【発明者】
【氏名】植田 憲二
(72)【発明者】
【氏名】伊東 雅弥
(72)【発明者】
【氏名】寺嶋 允紀
(72)【発明者】
【氏名】立田 真大
(72)【発明者】
【氏名】大場 亮
(72)【発明者】
【氏名】永瀬 将弘
(72)【発明者】
【氏名】玉井 淳也
(72)【発明者】
【氏名】中村 昌智
【審査官】増永 淳司
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-180651(JP,A)
【文献】特開2012-121432(JP,A)
【文献】特開2003-326921(JP,A)
【文献】特開2004-168201(JP,A)
【文献】特表2017-521308(JP,A)
【文献】特開2019-119272(JP,A)
【文献】特開平08-164718(JP,A)
【文献】特開2014-083994(JP,A)
【文献】特開昭63-247104(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60C 15/00
B60C 15/06
B60C 13/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対のフランジを有するリムと、前記リムに装着された空気入りタイヤとを含むタイヤ・リム組立体であって、
前記空気入りタイヤは、一対のビード部と、前記一対のビード部間に架け渡されたカーカスと、前記一対のビード部の少なくとも一方に設けられたリムガードとを含み、
前記タイヤ・リム組立体に正規内圧が充填された無負荷の正規状態におけるタイヤ子午線断面において、
前記リムガードは、サイドウォール基準外表面から、前記フランジを覆うようにタイヤ軸方向の外側に突出しており、
前記リムガードのタイヤ軸方向の外端と、前記リムガードのタイヤ半径方向の外端とを繋ぐリムガード直線のタイヤ半径方向に対する角度θが40度以下であり、
前記フランジのタイヤ軸方向の外端と前記リムガードのタイヤ軸方向の外端との間のタイヤ軸方向の距離aは、10mm以下であ
り、
前記リムガードは、前記リムガード直線からタイヤ半径方向の内側に凹円弧状のリムガード表面を有し、
前記凹円弧状のリムガード表面の曲率半径は、100~300mmであり、
前記リムガードのタイヤ軸方向の外端位置における前記カーカスのタイヤ軸方向の外側のゴムゲージは、前記リムガードのタイヤ半径方向の外端位置における前記カーカスのタイヤ軸方向の外側のゴムゲージの3倍以下である、
タイヤ・リム組立体。
【請求項2】
前記角度θは35度以下である、請求項1に記載のタイヤ・リム組立体。
【請求項3】
前記距離aは、5mm以下である、請求項
1又は2に記載のタイヤ・リム組立体。
【請求項4】
前記距離aは、1~2mmである、請求項
3に記載のタイヤ・リム組立体。
【請求項5】
前記カーカスは、前記一対のビード部のそれぞれに埋設されたビードコア間を延びる本体部と、前記本体部に連なり前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向の内側から外側へ折り返されている折返し部とを含み、
前記折返し部のタイヤ半径方向の外端は、前記リムガードのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置する、請求項
1ないし4のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体。
【請求項6】
前記折返し部のタイヤ半径方向の外端は、前記リムガードのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置する、請求項
5に記載のタイヤ・リム組立体。
【請求項7】
前記ビードコアのタイヤ半径方向の外側にエーペックスゴムが配され、
前記エーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記リムガードのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置する、請求項
5又は6に記載のタイヤ・リム組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ・リム組立体に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、リムに装着された空気入りタイヤが記載されている。前記リムに装着された空気入りタイヤは、表側サイド形状がリムフランジ近傍でタイヤ最大幅に等しく、サイド部表面がトレッド部までタイヤ幅の減少する曲線又は直線で形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の空気入りタイヤでは、タイヤの空気抵抗を低減して燃費を良くする(燃費性能を向上)ことについて、改善の余地があった。
【0005】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、空気抵抗を低減することができるタイヤ・リム組立体を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明発明は、一対のフランジを有するリムと、前記リムに装着された空気入りタイヤとを含むタイヤ・リム組立体であって、前記空気入りタイヤは、一対のビード部と、前記一対のビード部間に架け渡されたカーカスと、前記一対のビード部の少なくとも一方に設けられたリムガードとを含み、前記タイヤ・リム組立体に正規内圧が充填された無負荷の正規状態におけるタイヤ子午線断面において、前記リムガードは、サイドウォール基準外表面から、前記フランジを覆うようにタイヤ軸方向の外側に突出しており、前記リムガードのタイヤ軸方向の外端と、前記リムガードのタイヤ半径方向の外端とを繋ぐリムガード直線のタイヤ半径方向に対する角度θが40度以下であり、前記フランジのタイヤ軸方向の外端と前記リムガードのタイヤ軸方向の外端との間のタイヤ軸方向の距離aは、10mm以下である、タイヤ・リム組立体である。
【0007】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記角度θが35度以下である、のが望ましい。
【0008】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記リムガードが、前記リムガード直線に一致するリムガード表面を有する、のが望ましい。
【0009】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記リムガードが、前記リムガード直線からタイヤ半径方向の内側に凹円弧状のリムガード表面を有する、のが望ましい。
【0010】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記凹円弧状のリムガード表面の曲率半径が100~300mmである、のが望ましい。
【0011】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記距離aが、5mm以下である、のが望ましい。
【0012】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記距離aが、1~2mmである、のが望ましい。
【0013】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記カーカスが、前記一対のビード部のそれぞれに埋設されたビードコア間を延びる本体部と、前記本体部に連なり前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向の内側から外側へ折り返されている折返し部とを含み、前記折返し部のタイヤ半径方向の外端は、前記リムガードのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置する、のが望ましい。
【0014】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記折返し部のタイヤ半径方向の外端が、前記リムガードのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置する、のが望ましい。
【0015】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外側にエーペックスゴムが配され、前記エーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端が、前記リムガードのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置する、のが望ましい。
【0016】
本発明に係るタイヤ・リム組立体は、前記リムガードのタイヤ軸方向の外端位置における前記カーカスのタイヤ軸方向の外側のゴムゲージが、前記リムガードのタイヤ半径方向の外端位置における前記カーカスのタイヤ軸方向の外側のゴムゲージの3倍以下である、のが望ましい。
【発明の効果】
【0017】
本発明のタイヤ・リム組立体は、上記の構成を具えることにより、走行時の空気抵抗を低減して燃費性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図1】本発明のタイヤ・リム組立体の断面図である。
【
図2】
図1のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。
【
図3】車両に装着されたタイヤ・リム組立体の概略断面図である。
【
図5】
図1のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、本実施形態のタイヤ・リム組立体(以下、単に「組立体」ということがある。)Tの正規状態におけるタイヤ回転軸(図示省略)を含むタイヤ子午線断面図である。
図1に示されるように、本実施形態の組立体Tは、リムRと、リムRに装着された空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」という場合がある)1とを含んで構成される。
図1には、例えば、乗用車用のタイヤ1が示されている。但し、本発明は、自動二輪車用や重荷重用等のタイヤ1にも適用され得る。
【0020】
本実施形態のリムRは、タイヤ1のビード部4の底面を受ける一対のベースRaと、ベースRaのタイヤ軸方向外端に連なってタイヤ半径方向外側にのびる一対のフランジRbとを含んでいる。フランジRbは、例えば、ビード部4の外表面を支持している。リムRは、本実施形態では、JATMA、TRA、ETRTO等の規格が規定する正規リムR1が採用されている。
【0021】
前記「正規状態」は、タイヤ1が正規リムR1にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも無負荷の状態である。本明細書では特に断りがない限り、組立体Tの各部の寸法は、正規状態で測定された値である。
【0022】
前記「正規内圧」は、タイヤ1が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。
【0023】
タイヤ1は、例えば、路面と接地する踏面2aを有するトレッド部2と、トレッド部2の両端からタイヤ半径方向の内側に延びるサイドウォール部3と、サイドウォール部3に連なってビードコア5が埋設されたビード部4とを含んでいる。
【0024】
本実施形態のタイヤ1は、ビード部4間に架け渡されるカーカス6と、このカーカス6のタイヤ半径方向外側、かつ、トレッド部2の内部に配されるベルト層7とを具えている。また、タイヤ1は、ビードコア5のタイヤ半径方向外側に配された硬質ゴムからなるエーペックスゴム8と、サイドウォール部3の外表面3aを形成するサイドウォールゴム3Gとを含んでいる。ビードコア5、ベルト層7、エーペックスゴム8及びサイドウォールゴム3Gは、公知の態様が適宜採用される。
【0025】
カーカス6は、本実施形態では、1枚のカーカスプライ6Aで形成されている。カーカスプライ6Aは、例えば、タイヤ赤道Cに対して75~90°の角度で傾けて配列されたカーカスコードをゴム材料(図示省略)で被覆して形成されている。
【0026】
カーカスプライ6Aは、例えば、本体部6aと折返し部6bとを含んでいる。本体部6aは、例えば、各ビードコア5間をトロイド状に延びている。折返し部6bは、例えば、本体部6aに連なりかつビードコア5の回りをタイヤ軸方向の内側から外側へ折り返されている。
【0027】
図2は、
図1のビード部4及びサイドウォール部3の拡大図である。
図2に示されるように、本実施形態のタイヤ1は、サイドウォール基準外表面JからフランジRbを覆うようにタイヤ軸方向の外側に突出するリムガード10をさらに含んでいる。リムガード10は、ビード部4の少なくとも一方、本実施形態では、両方のビード部4に設けられている。また、本実施形態のリムガード10は、タイヤ周方向に連続している。
【0028】
本明細書では、サイドウォール基準外表面Jは、カーカスプライ6Aの外輪郭線6sをタイヤ軸方向に沿って基準点P上に移動させることで形成される。基準点Pは、ビードコア5のタイヤ半径方向の内端5i位置でのタイヤ1の外表面1a上の点である。外輪郭線6sは、折返し部6bの外表面12が採用され、折返し部6bが設けられない領域(折返し部6bよりもタイヤ半径方向の外側の領域)では、本体部6aの外表面13が採用される。
【0029】
図3は、組立体Tが装着された車両Sを平面に沿って切断した断面図である。
図4は、組立体Tが装着された車両Sの左半分の正面図である。
図3及び
図4に示されるように、組立体Tの車両外側では、ビード部4付近は、車両Sよりも外側に露出している場合がある。このため、リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aとリムガード10のタイヤ半径方向の外端10eとを繋ぐリムガード直線11のタイヤ半径方向に対する角度θは、40度以下とされる。これにより、車両Sが走行するとき、リムガード直線11の表面からリムR側へ流れる空気hの空気抵抗を小さくすることができる。なお、符号Fは、車両Sの進行方向を示す。また、リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aがリムガード10上に複数個所形成される場合、最もタイヤ半径方向の外側に配される外端が採用される。さらに、カーカスプライ6Aの外輪郭線6sがタイヤ1の外表面1aと繋がらない場合、リムガード10の前記外端10eは、外輪郭線6sと外表面1aとが最も接近する位置が採用される。
【0030】
図2に示されるように、フランジRbのタイヤ軸方向の外端Reとリムガード10のタイヤ軸方向の外端10aとの間のタイヤ軸方向の距離aが、10mm以下とされている。これにより、リムガード直線11の表面を通過した空気がリムR側へ流れるときの抵抗が小さくなる。このように、本実施形態の組立体Tは、角度θと距離aとが協働することで、リムガード10の表面を流れる空気の抵抗を小さくすることができる。
【0031】
上述のような作用を効果的に発揮させるために角度θは、35度以下が望ましく、30度以下がさらに望ましい。角度θが過度に小さくなると、リムガード10の表面を流れる空気の境界層の剥離が生じやすくなり、かえって空気抵抗が大きくなるおそれがある。また、角度θが過度に小さい場合、リムガード10のタイヤ半径方向の外端10eをタイヤ半径方向の外側に相対的に位置させると、リムガード10の容積が大きくなり、転がり抵抗が悪化するおそれがある。このため、角度θは、5度以上が望ましく、10度以上が望ましい。
【0032】
距離aは、5mm以下が望ましい。これにより、フランジRbとリムガード10との間への空気の剥離が一層抑制される。また、空気抵抗を低減しつつ、フランジRbを保護するために、距離aは、1~2mmがさらに望ましい。
【0033】
フランジRbとリムガード10との間のタイヤ半径方向の最大離間距離Aは、2.0mm以下であるのが望ましく、1.5mm以下がさらに望ましい。これにより、フランジRbとリムガード10との間への空気の流れが一層抑制される。最大離間距離Aが過度に小さい場合、走行時、リムガード10とフランジRbとが密に接触して、リムガード10が損傷し、これにより空気抵抗が大きくなるおそれがある。このため、最大離間距離Aは、1.0mm以上が望ましい。
【0034】
図5は、サイドウォール部3及びビード部4の断面図である。
図5に示されるように、リムガード10は、本実施形態では、タイヤ1の外表面1aを形成するリムガード表面10sが、外側面14と、外側面14のタイヤ半径方向の内側に配される内側面15とを含んで形成されている。
【0035】
外側面14は、例えば、リムガード10のタイヤ半径方向の外端10aとリムガード10のタイヤ軸方向の外端10eとを繋いで形成され、タイヤ半径方向の内側に向かってタイヤ軸方向の外側に傾斜している。本実施形態の外側面14は、リムガード直線11からタイヤ半径方向の内側に凹円弧形状で形成されている。このような外側面14は、車両走行時、外側面14側からリムR側へ流れる空気hとリムRとの接触を抑制して、リムRの表面の空気の剥離を防ぐので、空気抵抗の低減効果を高めて燃費性能を向上する。
【0036】
外側面14の曲率半径rは、100~300mmであるのが望ましい。曲率半径rが100mm未満の場合、外側面14に大きな応力集中が生じ、リムガード10が損傷するおそれがある。曲率半径rが300mmを超える場合、車両走行時、外側面14側からリムR側へ流れる空気hとリムRとの接触を効果的に抑制できないおそれがある。曲率半径rは、リムガード10のタイヤ半径方向の外端10aからリムガード10のタイヤ軸方向の外端10eまでの間の平均値である。
【0037】
内側面15は、例えば、リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aと基準点Pとを繋いで形成され、タイヤ半径方向の内側に向かってタイヤ軸方向の内側に傾斜している。内側面15は、本実施形態では、リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aからタイヤ半径方向の内側に延びる小傾斜部16と、小傾斜部16に連なってタイヤ半径方向の内側に延びる大傾斜部17と、大傾斜部17に連なる接触部18とを含んでいる。小傾斜部16は、例えば、直線状に延びてフランジRbよりもタイヤ軸方向の外側で終端する内端16iを有している。大傾斜部17は、例えば、タイヤ半径方向の外側に向かって凹の円弧状に延びて小傾斜部16よりもタイヤ軸方向に対して大きな角度で傾斜している。大傾斜部17は、リムRと離間している。接触部18は、例えば、リムRと接触し、かつ、大傾斜部17と滑らかに連なって、タイヤ軸方向の内側に向かって凹の円弧状に延びている。
【0038】
このように本実施形態のリムガード表面10sは、基準点Pと内端16iとリムガード10のタイヤ軸方向の外端10aとリムガード10のタイヤ半径方向の外端10eとを頂点とする略台形状に形成されている。なお、リムガード10のリムガード表面10sは、このような態様に限定されるものではなく、基準点Pとリムガード10のタイヤ軸方向の外端10aとリムガード10のタイヤ半径方向の外端10eとを頂点とする略三角形状であっても良い。
【0039】
リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aは、折返し部6bのタイヤ半径方向の外端6eよりもタイヤ半径方向の内側に位置するのが望ましい。これにより、リムガード10の剛性が高く維持されるので、荷重によるリムガード10の変形が抑制され、空気抵抗の低減効果が高く維持される。
【0040】
リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aは、エーペックスゴム8のタイヤ半径方向の外端8eよりもタイヤ半径方向の内側に位置するのが望ましい。これにより、上述のリムガード10の剛性維持効果が高く発揮されて、空気抵抗の低減効果が発揮される。
【0041】
リムガード10のタイヤ半径方向の外端10eのタイヤ半径方向の外側では、サイドウォールゴム3Gのゴムゲージが相対的に小さい。これにより、例えば、折返し部6bのタイヤ半径方向の外端6eがリムガード10の外端10eよりもタイヤ半径方向の外側に位置する場合、リムガード10の前記外端10eのタイヤ半径方向の外側では、タイヤ半径方向で大きな剛性変化が生じる。このため、この部分では、荷重によるサイドウォール部3の変形が大きくなり空気抵抗が大きくなる。このような観点より、リムガード10のタイヤ半径方向の外端10eを、折返し部6bのタイヤ半径方向の外端6eよりもタイヤ半径方向の外側に位置することが望ましい。同様に、リムガード10のタイヤ半径方向の外端10eを、エーペックスゴム8のタイヤ半径方向の外端8eよりもタイヤ半径方向の外側に位置することが望ましい。
【0042】
折返し部6bのタイヤ半径方向の外端6eは、本実施形態では、リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aとリムガード10のタイヤ半径方向の外端10eとの間のタイヤ半径方向の中間位置よりもタイヤ半径方向の外側に位置している。エーペックスゴム8のタイヤ半径方向の外端8eは、本実施形態では、リムガード10のタイヤ軸方向の外端10aとリムガード10のタイヤ半径方向の外端10eとの間のタイヤ半径方向の中間位置よりもタイヤ半径方向の外側に位置している。
【0043】
リムガード10のタイヤ軸方向の外端10a位置におけるカーカス6のタイヤ軸方向の外側のゴムゲージw1は、リムガード10のタイヤ半径方向の外端10e位置におけるカーカス6のタイヤ軸方向の外側のゴムゲージw2の3倍以下であるのが望ましい。これにより、空気抵抗の低減効果がさらに発揮される。ゴムゲージw1及びw2は、本実施形態では、サイドウォールゴム3Gのタイヤ軸方向の長さである。
【0044】
図6は、他の実施形態のビード部4の拡大図である。本実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されてその説明が省略される。
図6に示されるように、この実施形態のビード部4のリムガード10は、その外側面14が、リムガード直線11に一致している。換言すると、外側面14は、直線状に形成されている。このような外側面14は、空気抵抗を低減するとともに、リムガード10の剛性を高めてその損傷を抑制し、空気抵抗の低減効果を長期間保持する。
【0045】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。
【実施例】
【0046】
図1の基本構造を有するサイズ225/40R18の乗用車用の空気入りタイヤが、表1の仕様に基づき試作された。そして、各テストタイヤの燃費性能についてテストが行われた。テスト方法は、以下の通りである。
【0047】
<燃費性能>
各テストタイヤが、下記の条件で、排気量2000ccの乗用車の全輪に装着された。そして、テストドライバーが上記テスト車両を走行させ、燃費(燃料1L当たりの走行距離)が計測された。結果は、比較例1を100とする指数で表され、数値が大きいほど空気抵抗が小さく良好である。
走行距離:5000km
リム:18×6.0J
内圧:220kPa
【表1】
【0048】
テストの結果、実施例のテストタイヤは、比較例のテストタイヤに比して燃費性能が向上していることが理解される。
【符号の説明】
【0049】
1 空気入りタイヤ
10 リムガード
10a タイヤ軸方向の外端
10e タイヤ半径方向の外端
11 リムガード直線
R リム
Rb フランジ
Re フランジの外端