JP2015101228A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性及び操縦安定性に優れる空気入りタイヤ22の提供。【解決手段】このタイヤ22では、リムに嵌め合わされる嵌合部66は、半径方向において内側に位置する底面72と、軸方向において外側に位置するサイド面74とを備える。底面72は、ヒール92を備える。サイド面74は、凹み98を備える。底面72の軸方向外側端P1を第一基準点とし、この第一基準点P1を通り軸方向に延びる仮想直線を第一基準線X1とし、この第一基準点P1を通り半径方向に延びる仮想直線を第二基準線X2としたとき、ヒール92は第一基準線X1上に中心を有し第一基準点P1を始点とする円弧で表される。このタイヤ22では、ビード30の近傍に位置する一対のフィラー33を備えている。それぞれのフィラー33は、カーカス32のプライの内側において、コア54の周りで折り返されている。【選択図】図3

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。
図5には、従来タイヤ2のビード4の部分が示されている。このタイヤ2は、ビード4の軸方向外側にクリンチ6を備えている。このタイヤ2は、このビード4の半径方向内側にチェーファー8をさらに備えている。このタイヤ2では、チェーファー8はクリンチ6と一体である。
タイヤ2のビード4の部分は、リムに嵌め合わされる。リムの形状は、例えば、JATMA規格において定められている。なお、タイヤ2のビード4の部分は嵌合部10とも称されている。
図6には、図5のタイヤ2の使用状態が示されている。図示されているように、嵌合部10がリム12に嵌め合わされた状態では、その半径方向内側面14はリム12のシート16に載せられる。この嵌合部10の軸方向外側面18は、リム12のフランジ20と当接する。この内側面14及び外側面18の形状は通常、このリム12の形状に合わせられる。
操縦安定性の観点から、高い剛性を有する嵌合部10を採用することがある。しかしこの嵌合部10は、乗り心地を阻害する恐れがある。乗り心地の観点から、低い剛性を有する嵌合部10を採用することがある。しかしこの嵌合部10は、操縦安定性を阻害する恐れがある。嵌合部10の剛性は、タイヤ2の性能に影響する。嵌合部10の剛性に関する検討例が、例えば、特開2001−146105公報に開示されている。
特開2001−146105公報
タイヤ2の、リム12との接触状態は、重要である。そこで、発明者らは、荷重を付与してタイヤ2に負荷をかけて、このタイヤ2の嵌合部10とリム12との接触状態を確認した。この確認では、嵌合部10とリム12との間に感圧プレートを挟み込み、接触圧力が計測されている。その結果、このタイヤ2では、負荷状態における接触圧力のピーク位置が無負荷状態における接触圧力のピーク位置から大きくシフトすることが判明した。シフト量は最大で4.6mmであった。
接触圧力のピーク位置のシフトは、嵌合部10がリム12に対して動いていることを示している。大きなシフト量は、嵌合部10がリム12に対して動きやすいことを表している。
走行状態にあるタイヤ2では、変形と復元とが繰り返される。このため、リム12に対して動きやすい嵌合部10はダメージを受けやすい。この嵌合部10は、タイヤ2の耐久性に影響する。しかも嵌合部10がリム12に対して動きやすいので、車体から路面、又は、路面から車体への力の伝達が阻害されてしまう。この嵌合部10は、微少舵角時の応答性、手応え等の操縦安定性にも影響する。
本発明の目的は、耐久性及び操縦安定性に優れる空気入りタイヤの提供にある。
本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがサイドウォールの端から半径方向略内向きに延びる一対のクリンチと、それぞれがクリンチよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれのビードの近傍に位置する一対のフィラーとを備えている。上記ビードの部分は、周方向に延在し、リムに嵌め合わされる嵌合部を構成している。上記嵌合部は、半径方向において内側に位置する底面と、軸方向において外側に位置するサイド面とを備えている。上記底面は、その軸方向外側にヒールを備えている。上記サイド面は、周方向に延在する凹みを備えている。
このタイヤでは、その周方向に対して垂直な断面において、上記底面の軸方向外側端を第一基準点とし、この第一基準点を通り軸方向に延びる仮想直線を第一基準線とし、この第一基準点を通り半径方向に延びる仮想直線を第二基準線としたとき、上記ヒールは上記第一基準線上に中心を有し上記第一基準点を始点とする第一円弧で表される。上記第一基準点において、上記ヒールと上記サイド面とは接している。上記凹みは、上記第二基準線から軸方向内向きに窪んでいる。上記第一基準点から上記凹みの底までの軸方向距離dは1.0mm以上2.0mm以下である。
このタイヤでは、上記カーカスがプライを備えている。それぞれのビードはコアと、このコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えている。上記プライは、上記コアの周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。それぞれのフィラーは、上記プライの内側において、上記コアの周りで折り返されている。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、ビードベースラインから上記凹みの底までの半径方向高さHbは5mm以上20mm以下である。
好ましくは、上記凹みの底は、半径方向において、上記コアの中心よりも外側に位置している。
好ましくは、上記フィラーは並列された多数のコードとトッピングゴムとを備えており、各コードがナイロン繊維よりなる。
好ましくは、上記フィラーの軸方向内側に位置する端が第一端とされ、ビードベースラインからこの第一端までの半径方向高さがHF1とされたとき、この高さHF1の上記高さHbに対する比(HF1/Hb)は1.5以上10以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記垂直な断面において、上記凹みは上記第一基準点において上記ヒールと接する第二円弧を含んでいる。上記第二円弧の曲率半径R2は11mm以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記垂直な断面において、上記凹みの底を通り半径方向に延びる仮想直線を第三基準線とし、この第三基準線と上記底面との交点を第二基準点としたとき、上記第二基準点から上記凹みの底までの半径方向距離Dに対する上記軸方向距離dの比は0.1以上0.5以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記半径方向距離Dは5mm以上15mm以下である。
本発明に係る空気入りタイヤでは、嵌合部のサイド面が周方向に延在する凹みを有している。このため、このタイヤがリムに嵌め合わされたとき、この嵌合部はこの凹みを起点に折れ曲がる。これにより、この嵌合部は、主に、この凹みよりも半径方向外側の部分とこの凹みよりも半径方向内側の部分とでリムに支持される。しかも、このタイヤでは、この凹みの深さに相当する、第一基準点から凹みの底までの軸方向距離dが適切に調整されている。このタイヤでは、走行状態における、リムに対する嵌合部の動きが効果的に抑えられる。さらに、本発明に係るタイヤでは、フィラーが、カーカスのプライの内側において、ビードのコアの周りで折り返されている。このフィラーは、嵌合部が過度に折れ曲がるのを防止する。これにより、嵌合部の損傷が防止される。これにより、リムに対する嵌合部の動きがさらに効果的に抑えられる。この嵌合部は、ダメージを受けにくい。このタイヤは、耐久性に優れる。車体から路面、又は、路面から車体へ、力が効果的に伝達されるので、このタイヤは、操縦安定性に優れる。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図2は、図1のタイヤの使用状態が示された断面図である。 図3は、図1のタイヤの製造の様子が示された断面図である。 図4は、図3のモールドが示された断面図である。 図5は、従来の空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図6は、図5のタイヤの使用状態が示された断面図である。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1には、空気入りタイヤ22が示されている。この図1には、このタイヤ22の、周方向に対して垂直な断面の一部が示されている。図1において、上下方向がタイヤ22の半径方向であり、左右方向がタイヤ22の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ22の周方向である。図1において、一点鎖線CLはタイヤ22の赤道面を表わす。このタイヤ22の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。
このタイヤ22は、トレッド24、サイドウォール26、クリンチ28、ビード30、カーカス32、フィラー33、ベルト34、バンド36、インナーライナー38、クッション層40及びチェーファー42を備えている。このタイヤ22は、チューブレスタイプである。このタイヤ22は、乗用車に装着される。
トレッド24は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド24は、路面と接触するトレッド面44を形成する。トレッド面44には、溝46が刻まれている。この溝46により、トレッドパターンが形成されている。トレッド24は、ベース層48とキャップ層50とを有している。キャップ層50は、ベース層48の半径方向外側に位置している。キャップ層50は、ベース層48に積層されている。ベース層48は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層48の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層50は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。
サイドウォール26は、トレッド24の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール26の半径方向外側端は、トレッド24と接合されている。このサイドウォール26の半径方向内側端は、クリンチ28と接合されている。このサイドウォール26は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。このサイドウォール26は、カーカス32の損傷を防止する。サイドウォール26は、リブ52を備えている。リブ52は、軸方向外側に向かって突出している。このタイヤ22が装着されるリムのフランジの損傷を、リブ52は防止する。
クリンチ28は、サイドウォール26の半径方向略内側に位置している。クリンチ28は、軸方向において、ビード30及びカーカス32よりも外側に位置している。クリンチ28は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。クリンチ28は、リムのフランジと当接する。
ビード30は、クリンチ28の軸方向内側に位置している。ビード30は、コア54と、このコア54から半径方向外向きに延びるエイペックス56とを備えている。コア54はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス56は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス56は、高硬度な架橋ゴムからなる。
カーカス32は、第一プライ58及び第二プライ60からなる。第一プライ58及び第二プライ60は、両側のビード30の間に架け渡されており、トレッド24及びサイドウォール26に沿っている。第一プライ58は、コア54の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ58には、主部58aと折り返し部58bとが形成されている。第二プライ60は、コア54の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第二プライ60には、主部60aと折り返し部60bとが形成されている。第一プライ58の折り返し部58bの端は、半径方向において、第二プライ60の折り返し部60bの端よりも外側に位置している。
第一プライ58及び第二プライ60のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、75°から90°である。換言すれば、このカーカス32はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。カーカス32が、1枚のプライから形成されてもよい。
フィラー33は、カーカス32と積層されている。フィラー33は、ビード30の近傍に位置している。このフィラー33は、第二プライ60の内側において、ビード30のコア54の周りで折り返されている。このフィラー33は、ビード30の剛性に寄与しうる。
ベルト34は、トレッド24の半径方向内側に位置している。ベルト34は、カーカス32と積層されている。ベルト34は、カーカス32を補強する。ベルト34は、内側層62及び外側層64からなる。図1から明らかなように、軸方向において、内側層62の幅は外側層64の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層62及び外側層64のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は10°以上35°以下である。内側層62のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層64のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト34の軸方向幅は、タイヤ22の最大幅の0.7倍以上が好ましい。ベルト34が、3以上の層を備えてもよい。
バンド36は、ベルト34の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド36の幅はベルト34の幅よりも大きい。図示されていないが、このバンド36は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド36は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。このコードによりベルト34が拘束されるので、ベルト34のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
ベルト34及びバンド36は、補強層を構成している。ベルト34のみから、補強層が構成されてもよい。バンド36のみから、補強層が構成されてもよい。
インナーライナー38は、カーカス32の内側に位置している。インナーライナー38は、カーカス32の内面に接合されている。インナーライナー38は、架橋ゴムからなる。インナーライナー38には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー38の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー38は、タイヤ22の内圧を保持する。
クッション層40は、ベルト34の端の近傍において、カーカス32と積層されている。クッション層40は、軟質な架橋ゴムからなる。クッション層40は、ベルト34の端の応力を吸収する。このクッション層40により、ベルト34のリフティングが抑制される。
チェーファー42は、ビード30の近傍に位置している。タイヤ22がリムに組み込まれると、このチェーファー42がリムと当接する。この当接により、ビード30の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー42は、クリンチ28と一体である。従って、チェーファー42の材質はクリンチ28の材質と同じである。チェーファー42が、布とこの布に含浸したゴムとからなってもよい。
このタイヤ22では、ビード30の部分は周方向に延在している。このタイヤ22がリムに組み込まれると、このビード30の部分がこのリムに嵌め合わされる。このタイヤ22では、ビード30の部分は、周方向に延在し、リムに嵌め合わされる嵌合部66を構成している。この嵌合部66の外面68は、リムに嵌め合わされたときにこのリムと対向する。この外面68は、タイヤ22の外面の一部である。この嵌合部66の内面70は、タイヤ22の内面の一部である。
このタイヤ22では、嵌合部66は、底面72と、サイド面74とを備えている。底面72は、半径方向において、この嵌合部66の内側に位置している。サイド面74は、軸方向において、この嵌合部66の外側に位置している。サイド面74は、底面72よりも半径方向外側に位置している。
図2には、このタイヤ22の嵌合部66がリム76に嵌め合わされている様子が示されている。図2において、上下方向がタイヤ22の半径方向であり、左右方向がタイヤ22の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ22の周方向である。
リム76は、軸方向に延びるシート78と、このシート78から半径方向外向きに延びるフランジ80とを備えている。図示されているように、タイヤ22がリム76に組み込まれると、嵌合部66の底面72は主にシート78と接触する。この嵌合部66のサイド面74は主に、フランジ80と接触する。本明細書において、リム76は正規リムである。正規リムとは、タイヤ22が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。
このタイヤ22は、次のようにして製造される。図示されていないが、このタイヤ22を製造する場合、フォーマーのドラム上で、トレッド24、サイドウォール26等の部材が組み合わされる。これにより、ローカバーが得られる。ローカバーは、未架橋のタイヤ22である。ローカバーが組み立てられる工程は、成形工程とも称されている。
ローカバーは、モールドに投入される。このとき、ブラダーはローカバーの内側に位置する。ブラダーにガスが充填されると、ブラダーは膨張する。これにより、ローカバーは変形する。モールドが締められ、ブラダーの内圧が高められる。なお、ブラダーに代えて中子が用いられてもよい。中子は、トロイダル状の外面を備える。この外面は、空気が充填されその内圧が正規内圧の5%に保持された状態にあるタイヤ22の内面の形状に近似される。
図3には、図1のタイヤ22の断面の一部とともに、モールド82及びブラダー84が示されている。この図3に示されているのは、モールド82とブラダー84との間に形成されたキャビティ86に、ローカバー88が投入されている様子である。この図3において、上下方向がタイヤ22の半径方向であり、左右方向がタイヤ22の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ22の周方向である。
図示されているように、モールド82が締められると、ローカバー88はモールド82とブラダー84とに挟まれて加圧される。ローカバー88は、モールド82及びブラダー84からの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバー88のゴム組成物が流動する。加熱によりゴム組成物が架橋反応を起こし、図1に示されたタイヤ22が得られる。ローカバー88が加圧及び加熱される工程は、架橋工程とも称されている。
架橋工程では、膨張したブラダー84がモールド82のキャビティ面90にローカバー88を押し付ける。ゴムは、流動し、キャビティ面90にめり込む。これにより、タイヤ22の外面が形成される。この外面には、前述のトレッド面44の溝46が含まれる。サイドウォール26に文字、記号等の装飾物が設けられている場合は、この装飾物もこの外面に含まれる。
本発明では、特に言及がない限り、タイヤ22の外面の輪郭は、モールド82のキャビティ面90に基づいて決められる。この外面の一部をなすトレッド面44に溝46がある場合は、この溝46がないと仮定して得られる仮想トレッド面を用いて輪郭は表される。サイドウォール26に装飾物が設けられている場合は、この装飾物がないと仮定して得られる、サイドウォール26の仮想外面を用いて、この輪郭は表される。嵌合部66に装飾物が設けられている場合は、この装飾物がないと仮定して得られる、嵌合部66の仮想外面を用いて、この輪郭は表される。
前述の通り、このタイヤ22の嵌合部66は底面72及びサイド面74を備えている。この底面72及びサイド面74は、嵌合部66の外面68を構成している。
このタイヤ22では、底面72はその軸方向外側にヒール92を備えている。後述するが、このヒール92は円弧で表される。図3において、符号P1はヒール92の軸方向外側端である。このタイヤ22では、ヒール92の軸方向外側端P1が底面72の軸方向外側端である。この底面72は、シート面94をさらに備えている。シート面94は、ヒール92よりも軸方向内側に位置している。シート面94は、嵌合部66のトゥ96から半径方向外側に傾斜しつつ軸方向外向きに延在している。
このタイヤ22では、サイド面74は凹み98を備えている。凹み98は、軸方向内向きに凸な形状を呈している。凹み98は、周方向に延在している。このタイヤ22では、凹み98はビード30の軸方向外側に位置している。
このタイヤ22では、凹み98は軸方向内向きに凸な形状を呈していればよく、その形状に特に制限はない。したがって、このタイヤ22では、この凹み98の輪郭は単一の円弧を用いて表されてもよい。この凹み98の輪郭が、複数の円弧を用いて表されてもよい。この凹み98の輪郭が、1又は2以上の直線及び円弧を用いて表されてもよい。
前述の通り、図3の符号P1は底面72の軸方向外側端である。本願においては、この外側端P1は第一基準点とも称される。実線X1は、第一基準点P1を通り軸方向に延びる仮想直線である。本願においては、仮想直線X1は第一基準線とも称される。実線X2は、第一基準点P1を通り半径方向に延びる仮想直線である。本願においては、仮想直線X2は第二基準線とも称される。
前述したように、このタイヤ22では、嵌合部66のサイド面74は周方向に延在する凹み98を有している。このタイヤ22がリム76に嵌め合わされたとき、この凹み98はリム76のフランジ80と対向する。図示されているように、この凹み98は第二基準線X2から軸方向内向きに窪んでいる。このため、このタイヤ22がリム76に嵌め合わされたとき、この嵌合部66は、この凹み98より半径方向外側の部分が軸方向外向きに拡がるように、この凹み98を起点に折れ曲がる。これにより、この嵌合部66は、主に、この凹み98よりも半径方向外側の部分とこの凹み98よりも半径方向内側の部分とでリム76に支持される。このタイヤ22では、凹み98よりも半径方向外側の部分とこの凹み98よりも半径方向内側の部分とがリム76を挟み込むようにして、この嵌合部66はリム76に固定される。このタイヤ22では、嵌合部66はリム76に対して動きにくい。この嵌合部66は、ダメージを受けにくい。このタイヤ22は、耐久性に優れる。車体から路面、又は、路面から車体へ、力が効果的に伝達されるので、このタイヤ22は、操縦安定性に優れる。
このタイヤ22では、嵌合部66のヒール92は第一基準線X1上に中心を有し第一基準点P1を始点とする円弧で表される。ヒール92が円弧で表されているので、このタイヤ22がリム76に嵌め合わされたとき、この嵌合部66はリム76と十分に密着する。なお、このヒール92を表す円弧は第一円弧とも称される。
図3において、符号Pdは凹み98の半径方向内側端を表している。このタイヤ22では、この内側端Pdがサイド面74の半径方向内側端である。このタイヤ22では、サイド面74がこの内側端Pdと底面72の軸方向外側端P1とを結ぶ平面を含んでもよい。この場合、この平面の半径方向内側端がサイド面74の半径方向内側端となる。嵌合部66がリム76と接触する圧力は、嵌合部66のリム76に対する動きに影響する。小さな接触面積は、大きな接触圧力を招来する。大きな接触圧力は、嵌合部66のリム76に対する動きを抑えうる。小さな接触面積の観点から、このタイヤ22のように、凹み98の半径方向内側端Pdがサイド面74の半径方向内側端となるように、このサイド面74の輪郭が構成されるのが好ましい。
このタイヤ22では、凹み98の半径方向内側部分、すなわち、この凹み98の裾100は、サイド面74よりも軸方向内側に中心を有する円弧で表されている。この裾100が、サイド面74よりも軸方向外側に中心を有する円弧で表されてもよい。この裾100が、半径方向に対して傾斜して延在する直線で表されてもよい。欠けの原因となりうるようなエッジの形成を避けるとの観点から、この裾100はサイド面74よりも軸方向内側に中心を有する円弧で表されるのが好ましい。この裾100が円弧で表されている場合、この裾100を表す円弧は第二円弧と称される。
このタイヤ22では、第一基準点P1において、ヒール92とサイド面74とは接している。このため、このタイヤ22がリム76に嵌め合わされたとき、この嵌合部66はリム76と十分に密着する。特に、このタイヤ22では、欠けの原因となりうるようなエッジの形成を避けつつ、嵌合部66のリム76に対する動きが効果的に抑制されうるとの観点から、凹み98の半径方向内側端Pdがサイド面74の半径方向内側端となるようにこのサイド面74の輪郭が構成され、この凹み98の裾100がサイド面74よりも軸方向内側に中心を有する円弧で表されるのが好ましい。言い換えれば、このサイド面74の凹み98が、第一基準点P1において、上記ヒール92と接し、サイド面74よりも内側に中心を有する円弧を含むのが好ましい。
図3において、符号Pbは、凹み98の、軸方向において最も内側の地点を表している。本願においては、この地点Pbが凹み98の底である。この底Pbの輪郭が半径方向に延在する直線で表される場合は、この直線の半径方向内側端が底Pbとされる。実線X3は、凹み98の底Pbを通り半径方向に延びる仮想直線である。本願においては、仮想直線X3は第三基準線とも称される。両矢印dは、第二基準線X2から第三基準線X3までの軸方向距離を表している。この距離dは、第一基準点P1から凹み98の底Pbまでの軸方向距離である。この距離dは、凹み98の深さに相当する。
このタイヤ22では、距離dは1.0mm以上2.0mm以下である。この距離dが1.0mm以上に設定されることにより、凹み98が嵌合部66の折れ曲がりに効果的に寄与しうる。これにより嵌合部66のリム76に対する動きが抑えられるので、この嵌合部66はダメージを受けにくい。このタイヤ22は、耐久性に優れる。車体から路面、又は、路面から車体へ、力が効果的に伝達されるので、このタイヤ22は、操縦安定性に優れる。この観点から、この距離dは1.2mm以上が好ましい。この距離dが2.0mm以下に設定されることにより、凹み98の底Pbにおけるクリンチの厚みが適切に維持される。このタイヤ22の凹み98の部分では、カーカス32に含まれるコードの外側に位置するゴムが十分な厚みを有しているので、コードの露出が防止される。この観点から、この距離dは1.5mm以下が好ましい。
図3において、実線BBLはビードベースラインを表している。このビードベースラインは、タイヤ22が装着されるリム76のリム径(JATMA参照)を規定する線に相当する。このビードベースラインは、軸方向に延びる。両矢印Hbは、ビードベースラインから凹み98の底Pbまでの半径方向高さを表している。符号Pcは、ビード30のコア54の中心を表している。符号Psは、このコア54の半径方向外側端をである。
このタイヤ22では、高さHbは20mm以下が好ましい。これにより、凹み98よりも半径方向外側の部分とこの凹み98よりも半径方向内側の部分とがリム76を挟み込むようにして嵌合部66がリム76に固定される。この嵌合部66は、リム76に対して動きにくい。このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。この観点から、この高さHbは17mm以下がより好ましく、15mm以下がさらに好ましい。
このタイヤ22では、高さHbは5mm以上が好ましい。これにより、凹み98が嵌合部66の折れ曲がりに効果的に寄与しうる。この場合においても、嵌合部66のリム76に対する動きが抑えられるので、このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。この観点から、この高さHbは6mm以上がより好ましく、8mm以上がさらに好ましい。
前述したように、このタイヤ22のビード30のコア54は巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。このコア54は、硬い。硬質なコア54は、凹み98を起点とする嵌合部66の折れ曲がりに影響する。このタイヤ22では、凹み98が嵌合部66の折れ曲がりに効果的に寄与しうるとの観点から、凹み98の底Pbは半径方向においてコア54の中心Pcよりも外側に位置しているのが好ましい。この底Pbは、半径方向においてコア54の半径方向外側端Psよりも外側に位置しているのがより好ましい。このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。
図3において、符号P2は第三基準線X3と嵌合部66の底面72との交点を表している。本願においては、この交点P2は第二基準点とも称される。両矢印Dは、この第二基準点P2から凹み98の底Pbまでの半径方向距離を表している。
凹み98の深さ及びこの凹み98の底Pbの位置は、嵌合部66の折れ曲がりの容易及びその程度に影響する。凹み98が嵌合部66の折れ曲がりに効果的に寄与しうるとの観点から、距離Dに対する、距離dの比は、0.1以上が好ましく、0.5以下が好ましい。これにより、このタイヤ22では、嵌合部66のリム76に対する動きが効果的に抑えられる。このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。
このタイヤ22では、距離Dは15mm以下が好ましい。これにより、凹み98よりも半径方向外側の部分とこの凹み98よりも半径方向内側の部分とがリム76を挟み込むようにして嵌合部66がリム76に固定される。この嵌合部66は、リム76に対して動きにくい。リム76に対する動きが抑えられた嵌合部66は、タイヤ22の耐久性及び操縦安定性に寄与しうる。このタイヤ22では、この距離Dは5mm以上が好ましい。これにより、凹み98が嵌合部66の折れ曲がりの起点として効果的に機能しうる。この場合においても、嵌合部66はリム76に対して動きにくい。このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。
前述した通り、このタイヤ22では、フィラー33は、第二プライ60の内側に位置している。フィラー33は、ビード30のコア54の回りで折り返されている。この折り返しにより、フィラー33には内側部33a及び外側部33bが形成されている。
図3に示されるとおり、内側部33aは、第二プライ60の主部60aの軸方向外側に位置する。内側部33aは、ビード30の軸方向内側に位置する。内側部33aの半径方向外側端が第一端35である。第一端35は、半径方向において、第一プライ58の折り返し部58bの端よりも、内側に位置している。外側部33bは、第二プライ60の折り返し部60bの軸方向内側に位置する。外側部33bは、ビード30の軸方向外側に位置する。外側部33bの半径方向外側端が第二端37である。半径方向において、第二端37は、第一プライ58の折り返し部58bの端よりも、内側に位置している。
軸方向において、第一端35は第二端37よりも内側に位置している。半径方向において、第一端35は第二端37よりも外側に位置している。半径方向において、第一端35が第二端37と揃っていてもよい。
図示されていないが、このフィラー33は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。コードは、有機繊維からなる。好ましいコードの材料は、ナイロン繊維である。コードの材料がナイロン繊維であるフィラー33は、耐久性に優れる。高い圧力が嵌合部66に付加されても、このフィラー33は損傷しない。このフィラー33は、タイヤ22の耐久性向上に寄与する。この観点から、コードの材料が、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維でもよい。
前述のとおり、嵌合部66が凹み98を有するため、このタイヤ22がリムに嵌め合わされたとき、この嵌合部66は、この凹み98より半径方向外側の部分が軸方向外向きに、この凹み98を起点に折れ曲がる。このとき、嵌合部66の軸方向内側部分には、引っ張り力が加わる。有機繊維からなるコードを備えるフィラー33は、引っ張り力に対する剛性が大きい。すなわち、このフィラー33の内側部33aは、嵌合部66の軸方向内側部分に加わる引っ張り力に対する剛性に寄与する。この内側部33aは、嵌合部66が過度に折れ曲がることを防止する。この内側部33aは、過度な折れ曲がりによる嵌合部の損傷を防止する。この内側部33aは、過度な折れ曲がりにより、嵌合部がリムに対して動き易くなることを防止する。
図3において、両矢印HF1はビードベースラインBBLとフィラー33の第一端35との間の半径方向の高さを表す。このタイヤ22では、比(HF1/Hb)は、1.5以上が好ましい。この比が1.5以上のタイヤ22では、嵌合部66の軸方向内側の引っ張り力に対する剛性が適正に調整されうる。この嵌合部66では、過度な折れ曲がりが防止されうる。この観点から、この比は、2.0以上がより好ましい。比(HF1/Hb)は、10以下が好ましい。この比が10以下のタイヤ22では、嵌合部66の折れ曲がりにより嵌合部66のリム76に対する動きが抑えられる。この嵌合部66はダメージを受けにくい。このタイヤ22は、耐久性に優れる。車体から路面、又は、路面から車体へ、力が効果的に伝達されるので、このタイヤ22は、操縦安定性に優れる。この観点から、この比は5以下がより好ましく、3.5以下がさらに好ましい。
前述のとおり、この嵌合部66の軸方向内側部分には引っ張り力が加わる。これにより、フィラー33の内側部33aは、半径方向の外側方向に引っ張られることになる。フィラー33がコア54の周りに固定される強度が弱いと、コア54の周りに巻回されたフィラー33がコア54からはずれることが起こりうる。フィラー33の外側部33bは、フィラー33がコア54に固定される強度に寄与している。
図3において、両矢印HF2はビードベースラインBBLとフィラー33の第二端37との間の半径方向の高さを表す。両矢印HSは、はビードベースラインBBLとコア54の外側端Psとの間の半径方向の高さを表す。このタイヤ22では、比(HF2/HS)は、0.8以上が好ましい。この比が0.8以上のタイヤ22では、充分な強度でフィラー33がコア54に固定される。このタイヤ22では、フィラー33がコア54からはずれることがない。この観点から、この比は1.0以上がより好ましい。比(HF2/HS)は、2.0以下が好ましい。この比が2.0以下のタイヤ22では、嵌合部66の軸方向外側の剛性が適切に維持され良好な乗り心地が実現される。この観点から、この比は1.5以下がより好ましい。
このタイヤ22では、フィラー33のコード密度は、フィラー33の引っ張り力に対する剛性に寄与する。これは、特に嵌合部66の内側部分の引っ張り方向の変形に対する剛性に影響する。フィラー33のコード密度は、コードの延在方向に垂直な断面において、フィラー33の5cm幅あたりに存在するコードの本数(エンズ)が計測されることにより、得られる。この密度が高いほど、嵌合部66の剛性も高くなる。
このタイヤ22では、コード密度は、26エンズ/5cm以上が好ましい。コードの密度が26エンズ/5cm以上であるフィラー33を備えるタイヤ22では、嵌合部66の剛性が適正に調整され、過度な折れ曲がりが防止しうる。コードの密度は43エンズ/5cm以下が好ましい。コードの密度が43エンズ/5cm以下であるフィラー33を備えるタイヤ22では、嵌合部66の折れ曲がりにより嵌合部66のリム76に対する動きが抑えられうる。
図4には、図3に示されたモールド82の一部が示されている。この図4に示されたモールド82のキャビティ面90は、このタイヤ22の嵌合部66の外面68に対応する。図4において、上下方向がタイヤ22の半径方向に相当し、左右方向がタイヤ22の軸方向に相当し、紙面との垂直方向がタイヤ22の周方向に相当する。
図4において、符号R1はヒール92を表す第一円弧の曲率半径を表している。符号R2は、凹み98の裾100を表す第二円弧の曲率半径を表している。前述の通り、実線X1は第一基準点P1を通り軸方向に延びる第一基準線である。
前述の通り、円弧で表されたヒール92は嵌合部66のリム76との密着に寄与しうる。リム76との十分な密着の観点から、曲率半径R1は、2mm以上が好ましく、8mm以下が好ましい。
このタイヤ22では、第二円弧の曲率半径R2は11mm以下が好ましい。これにより、凹み98の裾100が大きな接触圧力に寄与しうる。このタイヤ22では、嵌合部66は、リム76に対して動きにくい。リム76に対する動きが抑えられた嵌合部66は、タイヤ22の耐久性及び操縦安定性に寄与しうる。この観点から、この曲率半径R2は8mm以下がより好ましく、4mm以下がさらに好ましく、3mm以下が特に好ましい。欠けの原因となりうるようなエッジの形成を防止するとの観点から、この曲率半径R2は、1mm以上が好ましく、2mm以上がより好ましい。
図4において、実線BBLはビードベースラインを表している。符号Pfは、ビードベースラインからの半径方向高さHfが20mmとなるこのタイヤ22の外面上の地点に相当するキャビティ面90上の地点を表している。両矢印hは、第一基準点P1から地点Pfまでの軸方向距離を表している。この距離hは、モールド82のキャビティ面90に基づいて計測される。
このタイヤ22では、距離hは3.5mm以上5.0mm以下が好ましい。この距離hが3.5mm以上に設定されることにより、凹み98よりも半径方向外側の部分とこの凹み98よりも半径方向内側の部分とがリム76を挟み込むようにして嵌合部66がリム76に固定される。この嵌合部66は、リム76に対して動きにくい。このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。この観点から、この距離hは4.0mm以上がより好ましい。この距離hが5.0mm以下に設定されることにより、嵌合部66の剛性が適切に維持される。このタイヤ22は、乗り心地に優れる。この観点から、この距離hは4.7mm以下がより好ましい。
図1において、実線BBLはビードベースラインを表している。前述の通り、符号Pfはビードベースラインからの半径方向高さHfが20mmとなるこのタイヤ22の外面上の地点である。両矢印Fは、カーカス32から地点Pfまでの厚みを表している。両矢印Gは、カーカス32から凹み98の底Pbまでの厚みを表している。両矢印Haは、ビードベースラインからタイヤ22の赤道までの半径方向高さを表している。この高さHaは、このタイヤ22の断面高さである。厚みF及び厚みGは、タイヤ22をリム76に組み込むことなく、図1に示された断面においてカーカス32の外面に対する法線に沿って計測される。高さHf及び断面高さHaは、モールド82のキャビティ面90に基づいて計測される。
このタイヤ22では、厚みFの厚みGに対する比は2.3以上3.3以下が好ましい。この比が2.3以上に設定されることにより、嵌合部66の過大な倒れが抑えられる。これにより、リム76に対する嵌合部66の動きが効果的に抑えられる。このタイヤ22は、耐久性及び操縦安定性に優れる。この比が3.3以下に設定されることにより、嵌合部66の剛性が適切に維持される。このタイヤ22は、乗り心地に優れる。
このタイヤ22では、断面高さHaは125mm以下が好ましい。これにより、嵌合部66の倒れに対するサイドウォール26の影響が抑えられる。リム76に対する嵌合部66の動きが効果的に抑えられるので、このタイヤ22は耐久性及び操縦安定性に優れる。このタイヤ22では、この高さHaは80mm以上が好ましい。これにより、適正な輪郭を有する嵌合部66が得られうる。
このタイヤ22は、四輪自動車の前輪及び後輪のそれぞれに用いることができる。ところで、四輪自動車では、ハンドルを切ると前輪は進行方向に対して傾けられる。これにより、コーナリングフォースがタイヤ22に発生し四輪自動車は旋回する。このとき、タイヤ22にはその軸方向に力が付与される。前輪駆動タイプの四輪自動車では、後輪よりも前輪に大きな力が付与される。前述したように、リム76に対する嵌合部66の動きが抑制されているので、このタイヤ22は、車体から路面、又は、路面から車体へ、力を伝えやすい。このため、このタイヤ22は、四輪自動車の前輪に用いられるのが好ましい。車体から路面、又は、路面から車体へ、力を伝えやすいタイヤ22は、ロードノイズを伝えやすい。四輪自動車の乗り心地の観点から、前輪のみにこのタイヤ22を用いるのがより好ましい。
本発明では、特に言及された場合を除き、タイヤ22の各部材の寸法及び角度は、タイヤ22が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ22に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ22には荷重がかけられない。前述したように、本明細書において正規リムとは、タイヤ22が依拠する規格において定められたリムを意味する。本明細書において正規内圧とは、タイヤ22が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。乗用車用の場合は、内圧が180kPaの状態で、寸法及び角度が測定される。本明細書において正規荷重とは、タイヤ22が依拠する規格において定められた荷重を意味する。JATMA規格における「最高負荷能力」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「LOAD CAPACITY」は、正規荷重である。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実施例1]
図1に示された構成を備え、下記の表1に示された仕様を備えた実施例1の空気入りタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「225/40R18」とされた。この実施例1では、凹みの底Pbは半径方向においてコアの中心Pcよりも外側に位置している。このことが、表中、「底」の欄に「out」で表されている。この実施例1では、フィラーのコードの材料は、ナイロン繊維とされた。このコードの密度は、26エンズ/5cmとされた。
[比較例1]
比較例1は、従来のタイヤである。この比較例1には、凹み及びフィラーは設けられていない。
[比較例2]
フィラーを備えていないことの他は実施例1と同様にして、比較例2のタイヤを得た。
[実施例2]
フィラーの材質がアラミド繊維であることの他は実施例1と同様にして、実施例2のタイヤを得た。
[実施例3−8]
高さHF1を変えて、比(HF1/Hb)の値を下記の表2の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例3−8のタイヤを得た。
[実施例9−12及び比較例3−4]
第一基準点P1から凹みの底Pbまでの軸方向距離d、第二基準点P2から凹みの底Pbまでの半径方向距離D及び距離dの距離Dに対する比(d/D)を下記の表3の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例9−12及び比較例3−4のタイヤを得た。
[実施例13−20]
ビードベースラインから凹みの底までの半径方向高さHb、距離D及び比(d/D)を下記の表4及び5の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例13−20のタイヤを得た。実施例13−20のうち、実施例13の凹みの底Pbは半径方向においてコアの中心Pcよりも外側に位置していた。このことが、表中、「底」の欄に「in」で表されている。
[実施例21−26]
凹みに含まれる第二円弧の曲率半径R2を下記の表6の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例21−26のタイヤを得た。
[耐久性]
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を250kPaとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、6.68kNの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、100km/hの速度で、半径が1.7mであるドラムの上を走行させた。20,000km走行後、タイヤの外観を観察し、損傷の程度を確認した。この結果が、比較例1を100とした指数として、下記の表1−6に示されている。数値が大きいほど、好ましい、つまり、通常の走行状態における耐久性に優れる。
[操縦安定性]
タイヤを18×8.0Jのリムに組み込み、このタイヤに内圧が250kPaとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が2499ccである乗用車に装着した。ドライバーに、この乗用車をレーシングサーキットで運転させて、通常の走行状態における操縦安定性を評価させた。この結果が、比較例1を100とした指数として下記の表1−6に示されている。数値が大きいほど好ましい。
Figure 2015101228
Figure 2015101228
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Figure 2015101228
Figure 2015101228
Figure 2015101228
表1−6に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
以上説明されたタイヤは、種々の車両にも適用されうる。
2、22・・・タイヤ
4、30・・・ビード
6、28・・・クリンチ
8、42・・・チェーファー
10、66・・・嵌合部
12、76・・・リム
14・・・内側面
16、78・・・シート
18・・・外側面
20、80・・・フランジ
24・・・トレッド
26・・・サイドウォール
32・・・カーカス
33・・・フィラー
33a・・・内側部
33b・・・外側部
34・・・ベルト
35・・・第一端
37・・・第二端
44・・・トレッド面
46・・・溝
54・・・コア
56・・・エイペックス
58・・・第一プライ
60・・・第二プライ
58a、60a・・・主部
58b、60b・・・折り返し部
72・・・底面
74・・・サイド面
82・・・モールド
90・・・キャビティ面
92・・・ヒール
94・・・シート面
98・・・凹み
100・・・裾

Claims (8)

  1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがサイドウォールの端から半径方向略内向きに延びる一対のクリンチと、それぞれがクリンチよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれのビードの近傍に位置する一対のフィラーとを備えており、
    上記ビードの部分が、周方向に延在し、リムに嵌め合わされる嵌合部を構成しており、
    上記嵌合部が、半径方向において内側に位置する底面と、軸方向において外側に位置するサイド面とを備えており、
    上記底面が、その軸方向外側にヒールを備えており、
    上記サイド面が、周方向に延在する凹みを備えており、
    このタイヤの周方向に対して垂直な断面において、上記底面の軸方向外側端を第一基準点とし、この第一基準点を通り軸方向に延びる仮想直線を第一基準線とし、この第一基準点を通り半径方向に延びる仮想直線を第二基準線としたとき、
    上記ヒールが上記第一基準線上に中心を有し上記第一基準点を始点とする第一円弧で表され、
    上記第一基準点において、上記ヒールと上記サイド面とが接しており、
    上記凹みが、上記第二基準線から軸方向内向きに窪んでおり、
    上記第一基準点から上記凹みの底までの軸方向距離dが1.0mm以上2.0mm以下であり、
    上記カーカスがプライを備えており、
    それぞれのビードがコアと、このコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えており、
    上記プライが、上記コアの周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されており、
    それぞれのフィラーが、上記プライの内側において、上記コアの周りで折り返されている空気入りタイヤ。
  2. ビードベースラインから上記凹みの底までの半径方向高さHbが5mm以上20mm以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 上記凹みの底が、半径方向において、上記コアの中心よりも外側に位置している、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 上記フィラーが並列された多数のコードとトッピングゴムとを備えており、各コードがナイロン繊維よりなる請求項1から3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 上記フィラーの軸方向内側に位置する端が第一端とされ、ビードベースラインからこの第一端までの半径方向高さがHF1とされたとき、この高さHF1の上記高さHbに対する比(HF1/Hb)が1.5以上10以下である、請求項1から4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 上記垂直な断面において、
    上記凹みが、上記第一基準点において上記ヒールと接する第二円弧を含んでおり、
    上記第二円弧の曲率半径R2が11mm以下である、請求項1から5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 上記垂直な断面において、上記凹みの底を通り半径方向に延びる仮想直線を第三基準線とし、この第三基準線と上記底面との交点を第二基準点としたとき、
    上記第二基準点から上記凹みの底までの半径方向距離Dに対する上記軸方向距離dの比が0.1以上0.5以下である、請求項1から6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 上記半径方向距離Dが5mm以上15mm以下である、請求項7に記載の空気入りタイヤ。
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