JP2004359042A - 非対称フランジ形状のリムに装着しうる乗車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】リムフランジ径が従来より大きなホイールに装着しうる空気入りタイヤであって、ショルダー部の偏摩耗を防止し、且つリムフランジとタイヤの間から異物が混入することを好適に防止しうる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】少なくとも片側のサイドウォール部２に、リムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａに対向する内周側面１１ａを有する環状の膨出部１１を備え、膨出部１１のタイヤ内周側において、周方向に連続して設けられた突起１２を少なくとも１列備える。膨出部１１の頂点Ｐ１のノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ１が５５ｍｍ以上であり、頂点Ｐ１のサイドウォール２延長線からの高さＨ１が３ｍｍ以上であり、位置Ｐ２におけるノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ２と、リムフランジ２１の上端面の高さＨＲとの関係が、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍである。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムフランジ径が従来より大きなホイールに好適に使用できる乗用車用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗用車用の空気入りタイヤは、乗用車の高出力化や高い操縦安定性等の要請に伴って偏平化する傾向があり、偏平タイヤの断面高さは偏平率の低下とともに低くなる傾向にある。このような偏平タイヤをホイールへリム組みした車輪は、スポーツタイヤのイメージが有り、またファッション性も高いため、タイヤ性能以外のデザイン面でも注目されている。
【０００３】
一方、タイヤをリム組みした車輪を車両に装着して、路肩に縁石等のある一般道路を走行する際、ハンドル操作を誤って車輪が縁石と接触することがある。このとき、特に偏平率の小さいタイヤでは、リムのフランジ部分が縁石と接触し、リムのフランジ部分が変形するおそれが生じ易い。
【０００４】
このため、リムフランジを縁石等から保護する目的で、リムフランジの端縁に沿う近傍に、リムフランジ端縁よりもタイヤ回転軸心方向外側に突出した膨出部（いわゆるリムプロテクター）をサイドウォール部に設けた空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このようなリムプロテクターは、従来のリム形状（規格リムフランジの高さは１４〜２２ｍｍ）に合わせて、その形状及び位置が設計されており、例えばホイールのノミナルリム径よりタイヤ半径方向外側へ２５ｍｍの位置に頂点が配置され、高さが２〜５ｍｍのリムプロテクターが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実用新案登録第２５９９４７３号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１７１３１８号公報（第３頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の偏平タイヤには、タイヤ内容積の縮小にともなって負荷能力が小さくなるなどの欠点があった。このため、空気入りタイヤの偏平率を小さくせずに、上記の如き車輪のデザイン性能を高める方法が開発されつつある。よって、今後、リムフランジ径が大きくなることも考えられるが、従来のリムプロテクターでは、リムフランジの保護機能が得られず、リム組みが行えない場合も生じる。
【０００８】
また、リムフランジ径を大きくした場合に、リムプロテクター下部面とリムフランジ上端面の間隔が狭すぎると、負荷がかかったときに、リムフランジ上端面でタイヤの撓みを支える状態になり、リムフランジ径が大きく形成された側において接地圧が高くなる。そのような接地圧の不均一化は、ショルダー部において偏摩耗を生じさせるため、好ましくない。従って、リムプロテクター下部面とリムフランジ上端面の間には、ある程度の間隔を確保する必要があるが、それによって砂等の異物が混入し易くなる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、リムフランジ径が従来より大きなホイールに装着しうる乗用車用空気入りタイヤであって、ショルダー部の偏摩耗を防止し、且つリムフランジとタイヤの間から異物が混入することを好適に防止しうる空気入りタイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の乗用車用空気入りタイヤは、一対の環状のビード部と、そのビード部から各々外周側へ延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部の各々の外周側端同士をショルダ部を介して連ねるトレッド部とを備え、少なくとも片側のサイドウォール部に、リムフランジの外周側湾曲面に対向する内周側面を有し、且つ下記（１）〜（３）を満たす環状の膨出部を備えると共に、前記膨出部のタイヤ内周側において、周方向に連続して設けられた突起を少なくとも１列備える。（１）前記膨出部の頂点のノミナル径を基準とする高さが５５ｍｍ以上である。（２）前記膨出部の頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上である。（３）前記リムフランジの上端位置を、前記膨出部の内周側面に対してタイヤ半径方向外側に投影した位置におけるノミナル径を基準とする高さＲ２と、前記リムフランジの上端面の高さＨＲとの関係が、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとなる。
【００１１】
本発明において、ノミナル径とは、リム及びタイヤのサイズに応じて決められた呼び径であり、この径によってリムのビード座の径が決定され、この径に応じたタイヤ設計がなされる。更に膨出部の頂点とは、タイヤ子午線断面においてサイドウォール部の外側壁の曲率でその外側壁を延長した円弧からの高さが最も大きい位置を指す。また、各部の寸法は、リムへ装着後にタイヤサイズに応じてＪＡＴＭＡで決められた空気圧とした状態での寸法を指す。
【００１２】
本発明において、前記膨出部の頂点の位置のノミナル径を基準とする高さが、タイヤ断面高さに対して４１〜６１％であることが好ましい。
【００１３】
［作用効果］
本発明によると、前記膨出部の頂点が、ノミナル径より５５ｍｍ以上の高さであり、サイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であるため、リムフランジ径が従来より大きなホイールに対してもリム組みが容易で、リムフランジの保護機能も良好になる。
【００１４】
更に、前記リムフランジの上端位置を、前記膨出部の内周側面に対してタイヤ半径方向外側に投影した位置におけるノミナル径を基準とする高さＲ２と、前記リムフランジの上端面の高さＨＲとの関係が、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとなるため、リムフランジ上端面と膨出部の内周側面との間隔が確保され、タイヤに負荷がかかって撓んだときに、リムフランジ上端面で撓みを支える状態にならない。そのため、接地圧の不均一化を防止することができ、ショルダー部の偏摩耗を抑制することができる。
【００１５】
上記のとおり、本発明では、リムフランジとタイヤの間に間隔が設けられることになるので、砂等の異物の混入が問題となる。そこで、前記膨出部のタイヤ内周側において、周方向に連続して設けられた突起を備えることにより、リムフランジとタイヤの間から異物が混入することを好適に防止することができる。本発明では、リムフランジ径が従来より大きく形成されているので、リムフランジと地面との距離が短くなり、砂等の異物が混入し易くなるので有用である。
【００１６】
前記膨出部の頂点の位置のノミナル径を基準とする高さが、タイヤ断面高さに対して４１〜６１％である場合、偏平率が２０〜３０％のタイヤと同等の外観となるため、スポーツタイヤのイメージが生じ、ファッション性も高いものとなる。しかも、タイヤ内容積が十分確保できるため、タイヤの負荷能力を十分維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の乗用車用空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線の断面図である。図２は、そのサイドウォール部付近の要部を示す要部断面図である。図３は、膨出部１１付近の要部を示すタイヤ子午線断面図である。図４は、膨出部１１付近の要部を示すタイヤ側面図である。
【００１８】
本発明の空気入りタイヤＴは、図１に示すように、一対の環状のビード部１と、ビード部１から各々外周側へ延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の外周側端同士をショルダー部３を介して連ねるトレッド部４とを備える。この構造は一般的なタイヤと同じ構造であり、本発明は当該構造を有する何れのタイヤにも適用できる。また、このような空気入りタイヤにおいて、必ずしもラジアルタイヤ構造である必要はなく、バイアスタイヤや、カーカス層５のコードが部分的に傾斜したものでもよい。
【００１９】
そして、ビード部１にはカーカス層５に囲まれたビードワイヤーの集束体であるビード１ａとビードフィラー１ｂが配設され、このビード１ａによりカーカス層５の端部を巻き返して係止することで、ビード部１間がカーカス層５で補強された状態で、タイヤＴがリム２０上に強固に嵌着される。カーカス層５の両側にはゴム層が形成され、チューブレスタイヤでは、最内層にインナーライナー層が形成される。また、カーカス層５の外周部には、たが効果による補強を行うベルト層６が配置され、その外周表面にトレッドゴムによりトレッドパターンが形成される。
【００２０】
上記のゴム層等の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらのゴムはカーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。
【００２１】
また、ビードワイヤーとしては鋼線等が使用され、カーカス層５やベルト層６の構成材料としては、スチールや、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機系繊維等が使用される。これらの材料は、いずれもゴムとの接着性を高めるべく、通常、表面処理や接着処理等がなされている。
【００２２】
本発明の空気入りタイヤＴは、少なくとも片側のサイドウォール部２に、リムプロテクターとして機能する環状の膨出部１１を備える。この膨出部１１は、両側のサイドウォール部２に設けられていてもよく、その場合、両側の膨出部１１は、形成位置や形状が異なっていてもよい。つまり、本発明の空気入りタイヤＴは、左右非対称の構造であってもよく、その場合、装着方向指定型のタイヤとなる。この装着方向指定型のタイヤは、リム２０に装着する際に、車両外側に対してタイヤの左右何れが面するかを指定したものである。
【００２３】
膨出部１１は、ノミナル径ＮＲを基準として５５ｍｍ以上の高さＲ１に、頂点Ｐ１が位置すると共に、リムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａに対向する内周側面１１ａを有する。内周側面１１ａはリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａから離反しており、リムフランジ２１の上端位置を、膨出部１１の内周側面１１ａに対してタイヤ半径方向外側に投影した位置Ｐ２のノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ２と、リムフランジ２１の上端面の高さＨＲとの関係が、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとなる。
【００２４】
Ｒ２−ＨＲが４ｍｍ以下であると、タイヤＴに荷重が負荷されて撓んだときに、リムフランジ２１の上端面が撓みを支える状態になり、接地圧の不均一化を生じる。また、Ｒ２−ＨＲが１０ｍｍ以上であると、サイドの変曲位置がビード側に移行し、接地圧が不均一となるので好ましくない。従って、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとすることで、リムフランジ２１の上端面と膨出部１１の内周側面１１ａの間隔を好適に確保し、接地圧の不均一化を防止することができる。これにより、ショルダー部３の偏摩耗を抑制することができる。
【００２５】
膨出部１１の頂点Ｐ１は、サイドウォール延長線からの高さＨ１が３ｍｍ以上であり、好ましくは１０〜１５ｍｍである。ここで、高さＨ１は、タイヤ子午線断面においてサイドウォール部２の外側壁２ａの曲率ＳＲでその外側壁２ａを延長した円弧からの高さを意味する。
【００２６】
また、膨出部１１のゴムの硬度については、膨出部１１を構成するゴムの硬度が、ＪＩＳ Ａ硬度にて４５〜８５°が好ましい。その際、ゴムを短繊維補強したり、長繊維補強したりしてもよい。
【００２７】
本発明の乗用車用空気入りタイヤＴは、膨出部１１のタイヤ内周側において、周方向に連続して形成された突起１２を備えている。タイヤＴはリムフランジ２１に内接し、リム２０上に強固に嵌着されているものの、走行時などにおいて、リムフランジ２１とタイヤＴのサイドウォール部２の間が開動することがあり、しかも、本発明に係るタイヤＴは、上記のとおり、点Ｐ２のノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ２とリムフランジ２１の高さＨＲとの関係が、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍであることから、当該隙間から砂等の異物が混入するおそれがある。そこで、膨出部１１のタイヤ内周側に突起１２を形成することにより、砂等の異物の混入を防止することができる。
【００２８】
突起１２は、環状に且つタイヤ半径方向に複数列形成することが好ましい。これにより、確実に異物の混入を防止することができる。また、突起１２の高さＨ２は１〜３ｍｍに形成することが好ましい。突起１２の高さＨ２が３ｍｍを超えると、リムフランジ２１とサイドウォール部２の間の開動を助長するので好ましくない。突起１２の高さＨ２が１ｍｍ以上でないと、異物の混入を防止する効果が小さくなるので適切でない。ここで、高さＨ２は、タイヤ子午線断面においてサイドウォール部２の外側壁２ａの曲率ＳＲでその外側壁２ａを延長した円弧からの高さを意味する。突起１２の断面形状は、図３のような略半円形のものに限られず、略台形、略三角形、略三日月形などの形状でもよく、適宜に選択することができる。
【００２９】
本発明の乗用車用空気入りタイヤＴは、膨出部１１の頂点Ｐ１のノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ１が、タイヤ断面高さＨ３に対して４１〜６１％であることが好ましい。また、膨出部１１の頂点Ｐ１が、タイヤ最大幅の位置よりタイヤ外周側に配置されることが好ましい。
【００３０】
これにより、サイドウォール部２の大半がリム２０のリムフランジ２１に隠され、残部のサイドウォール部２と膨出部１１のみが、正面視においてタイヤ部分となる。このため、偏平率が２０〜３０％のタイヤと同等の外観となるので、スポーツタイヤのイメージが生じ、ファッション性も高いものとなる。しかも、タイヤ内容積が十分確保できるため、タイヤの負荷能力を十分維持することができる。
【００３１】
なお、他方側のリムフランジは、従来と同じ程度の高さを有することが、リム組み性を維持する観点から好ましい。従って、ホイールの形状としては、従来のホイールと比較して、外側のリムフランジ２１のみが高く形成されている点が異なっている。
【００３２】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、外側のリムフランジ２１に内接する部分のタイヤ構造が従来と同じである例を示したが、本発明では、この部分の構造を従来と異なるものとしてもよい。
【００３３】
例えば、リムフランジ２１によってビード１ａ回りの補強が行われるため、ビードフィラー１ｂの硬度を低減したり高さを低くしたりしてもよい。また、リムフランジ２１との接触・摩耗を低減するために、ＪＩＳ Ａ硬度６５〜９０°からなるゴム層をサイドウォール部２の表面に設けてもよい。更に、スチールコードやナイロンコードによる補強層をビード１ａ回りに配置した構造としてもよい。
【００３４】
（２）前述の実施形態では、膨出部１１の断面形状が略三角形である例を示したが、これに限られず、略台形、略半円形、略三日月形などの形状でもよい。また、膨出部１１の内周側面１１ａの形状は、頂点Ｐ１からサイドウォール部２の外側壁２ａに引いた直線より外側へ膨れた形状でもよく、逆に内側にくびれた形状でもよい。
【００３５】
（３）本発明に係る空気入りタイヤＴは、タイヤと同心円に、且つリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａのタイヤ半径方向の若干内側に、環状の突起１２を少なくとも１列備えていることが好ましい。これにより、タイヤＴをリム２０に組むときに、タイヤＴとリム２０が同心円状態で組まれているか否かをチェックするための基準として使用することができる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００３７】
タイヤサイズ３０５／４５Ｒ２２ １１８Ｖの実施例タイヤ及び比較例タイヤを試作した。これらについて下記の評価方法にて試験を行い、接地圧分布及び偏摩耗性をそれぞれ評価した。尚、試験条件は、空気圧＝２２０ｋＰａ、荷重＝ＪＡＴＭＡ８０％とした。
【００３８】
（１）接地圧分布
トレッド部をタイヤ幅方向に３分割し、台上試験にてそれらの領域における平均摩擦エネルギーを測定した。３つの領域は、タイヤをリムに装着した状態において、リムフランジ径が大きく形成された側から順に、Ｓ−ＯＵＴ部、センター部、Ｓ−ＩＮ部と示す。尚、実施例及び比較例共にセンター部を１００とし、Ｓ−ＯＵＴ部及びＳ−ＩＮ部は、センター部との比で表した。
【００３９】
（２）耐偏摩耗性
試作タイヤを用いて台上試験にて１２０００ｋｍの走行後、ショルダー部の偏摩耗の有無を外観目視によって調べ、指数評価を行った。一般タイヤの場合を１００とし、指数が小さいほど耐偏摩耗性に劣っていることを示す。
【００４０】
実施例及び比較例
本実施形態に係る空気入りタイヤにおいて、位置Ｐ２におけるノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ２と、リムフランジ２１の上端面の高さＨＲとの関係が、実施例では４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとし、比較例ではＲ２−ＨＲ≦４ｍｍとした。
【００４１】
【表１】

表１の結果が示すように、本発明に係る空気入りタイヤによれば、位置Ｐ２におけるノミナル径ＮＲを基準とする高さＲ２と、リムフランジ２１の上端面の高さＨＲとの関係を、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとすることにより、リムフランジ上端面と膨出部の内周側面との間隔が確保され、リムフランジ径を従来よりも大きく形成されたリムにタイヤを装着した状態において、接地圧の不均一を防止することができる。それにより、比較例に比べて偏摩耗の発生を抑制することができている。
【００４２】
一方、比較例では、荷重が負荷されたときに、リムフランジの上端面でタイヤの撓みを支える状態になるため、接地圧の不均一化を引き起こし、Ｓ−ＯＵＴ部において接地圧が高くなる。それにより、実施例に比べて耐偏摩耗性が悪化している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例の使用状態を示すタイヤ子午線断面図
【図２】タイヤのサイドウォール部付近の要部を示す要部断面図
【図３】膨出部付近の要部を示すタイヤ子午線断面図
【図４】膨出部付近の要部を示すタイヤ側面図
【符号の説明】
２ サイドウォール部
３ ショルダー部
１１ 膨出部
１１ａ 内周側面
１２ 突起
２０ リム
２１ リムフランジ
２１ａ 外周側湾曲面
ＮＲ ノミナル径
Ｐ１ 膨出部の頂点
Ｐ２ リムフランジの上端位置を膨出部の内周側面に対してタイヤ半径方向外側に投影した点
Ｒ１ 膨出部の頂点のノミナル径からの高さ
Ｒ２ 点Ｐ２のノミナル径からの高さ
Ｈ１ 膨出部の頂点の外側壁を延長した円弧からの高さ
Ｈ２ 点Ｐ２の外側壁を延長した円弧からの高さ
ＨＲ リムフランジの高さ
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (2)

1. 一対の環状のビード部と、そのビード部から各々外周側へ延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部の各々の外周側端同士をショルダ部を介して連ねるトレッド部とを備え、
   少なくとも片側のサイドウォール部に、リムフランジの外周側湾曲面に対向する内周側面を有し、且つ下記（１）〜（３）を満たす環状の膨出部を備えると共に、
   前記膨出部のタイヤ内周側において、周方向に連続して設けられた突起を少なくとも１列備える乗用車用空気入りタイヤ。
   （１）前記膨出部の頂点のノミナル径を基準とする高さが５５ｍｍ以上である。
   （２）前記膨出部の頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上である。
   （３）前記リムフランジの上端位置を、前記膨出部の内周側面に対してタイヤ半径方向外側に投影した位置におけるノミナル径を基準とする高さＲ２と、前記リムフランジの上端面の高さＨＲとの関係が、４ｍｍ＜Ｒ２−ＨＲ＜１０ｍｍとなる。
2. 前記膨出部の頂点の位置のノミナル径を基準とする高さが、タイヤ断面高さに対して４１〜６１％である請求項１記載の乗用車用空気入りタイヤ。

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