JP2023015836A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤの撓みに起因する故障やタイヤとリムフランジとの擦れに起因する故障を効果的に抑制し、耐久性を改善することを可能にしたタイヤを提供する。【解決手段】 断面高さＳＨが５０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲にあるタイヤ１０において、タイヤ１０を規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線上でのタイヤ１０とリムフランジ２２との開口距離をＡとしたとき、開口距離Ａが断面高さＳＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＨ≦０．１６の関係を満足し、タイヤ１０の総幅ＴＷと規定リム２１のリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量をＷとしたとき、開口距離Ａが突き出し量Ｗに対して０．０３≦Ａ／Ｗ≦１．６０の関係を満足する。【選択図】 図２

Description

本発明は、高い負荷能力が要求される場合に好適なタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤの撓みに起因する故障やタイヤとリムフランジとの擦れに起因する故障を効果的に抑制し、耐久性を改善することを可能にしたタイヤに関する。

自動車の電動化等に起因する車重の増加に伴い、高い負荷能力を有するタイヤが求められている。ところが、負荷の増大により、タイヤ転動時にサイドウォール部からビード部にかけて繰り返し生じる変形が大きくなると、タイヤの耐久性が悪化するという問題がある。

これに対して、重荷重用タイヤにおいて、リムフランジの形状に対してビード部の形状を規定することにより、耐久性を改善することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、リムフランジの形状に対してビード部の形状を規定するだけでは耐久性の改善効果が不十分であり、依然としてタイヤの撓みに起因する故障やタイヤとフランジとの擦れに起因する故障が生じることが懸念されている。

特開平１１－３４６１９号公報

本発明の目的は、タイヤの撓みに起因する故障やタイヤとリムフランジとの擦れに起因する故障を効果的に抑制し、耐久性を改善することを可能にしたタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤは、断面高さＳＨが５０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲にあるタイヤにおいて、
前記タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジの径方向最外側点から前記タイヤの外表面に対して引いた垂線上での前記タイヤと前記リムフランジとの開口距離をＡとしたとき、前記開口距離Ａが前記断面高さＳＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＨ≦０．１６の関係を満足し、前記タイヤの総幅ＴＷと前記規定リムのリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量をＷとしたとき、前記開口距離Ａが前記突き出し量Ｗに対して０．０３≦Ａ／Ｗ≦１．６０の関係を満足することを特徴とするものである。

本発明者は、断面高さＳＨが５０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲にある乗用車用のタイヤにおけるビード部の挙動について鋭意研究した結果、タイヤの断面高さＳＨ及びタイヤの総幅ＴＷと規定リムのリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量Ｗはタイヤの撓みに大きく影響するため、タイヤとリムフランジとの開口距離Ａを断面高さＳＨ及び突き出し量Ｗに対して適切に規定することにより、タイヤの撓みに起因する故障やタイヤとフランジとの擦れに起因する故障が効果的に抑制されることを知見し、本発明に至ったのである。

即ち、本発明では、タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジの径方向最外側点からタイヤの外表面に対して引いた垂線上でのタイヤとリムフランジとの開口距離をＡとしたとき、開口距離Ａが断面高さＳＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＨ≦０．１６の関係を満足し、タイヤの総幅ＴＷと規定リムのリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量をＷとしたとき、開口距離Ａが突き出し量Ｗに対して０．０３≦Ａ／Ｗ≦１．６０の関係を満足することにより、タイヤの撓みに起因する故障やタイヤとフランジとの擦れに起因する故障を効果的に抑制し、その結果、タイヤの耐久性を改善することができる。

本発明において、タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填しつつ規定負荷能力の１００％荷重を負荷した状態において、リムフランジの径方向最外側点からタイヤの外表面に対して引いた垂線上でのタイヤとリムフランジとの開口距離をＡ₁₀₀としたとき、開口距離Ａ₁₀₀が断面高さＳＨに対して０．００３≦Ａ₁₀₀／ＳＨ≦０．１００の関係を満足することが好ましい。特に、開口距離Ａ₁₀₀は突き出し量Ｗに対して０．０１０≦Ａ₁₀₀／Ｗ≦１．０００の関係を満足することが好ましい。また、開口距離Ａと開口距離Ａ₁₀₀とは０．２０≦Ａ₁₀₀／Ａ≦０．８０の関係を満足することが好ましい。これにより、耐久性の改善効果を高めることができる。

開口距離Ａは１．５ｍｍ≦Ａ≦８．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、開口距離Ａはタイヤの最大幅位置までのタイヤ径方向の高さＳＤＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＤＨ≦０．５０の関係を満足することが好ましい。これにより、耐久性の改善効果を高めることができる。

また、タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジの径方向最外側点と該リムフランジがタイヤから離れる開口開始点との中間点から前記タイヤの外表面に対して引いた垂線上でのタイヤとリムフランジとの開口距離をＡ'としたとき、開口距離Ａ'が断面高さＳＨに対して０．００６≦Ａ'／ＳＨ≦０．１５０の関係を満足することが好ましい。また、開口距離Ａと前記開口距離Ａ'とは０．５０≦Ａ'／Ａ≦０．９６の関係を満足することが好ましい。そして、開口距離Ａ'は１．０ｍｍ≦Ａ'≦７．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。これにより、耐久性の改善効果を高めることができる。

本発明において、無負荷状態で測定される寸法は、タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態で測定される。一方、荷重負荷状態で測定される寸法は、タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填し、タイヤを平面上に垂直に置いて規定負荷能力の１００％荷重を負荷した状態で測定される。各寸法は、タイヤ周上の４箇所で測定された測定値の平均値である。「規定リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。「規定内圧」とは、タイヤ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最大負荷能力に対応する空気圧である。「規定負荷能力」は、タイヤ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最大負荷能力である。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤ（無負荷状態）を示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す断面図である。 図１の空気入りタイヤ（１００％荷重負荷状態）のビード部を抽出して示す断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部及びサイドウォール部を抽出して示す断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部及びサイドウォール部を抽出して示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤ（無負荷状態）のビード部を抽出して示す他の断面図である。 ビード部（無負荷状態）の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１～図１２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１は空気入りタイヤのタイヤ赤道ＣＬを境とする片側を描写しているが、この空気入りタイヤはタイヤ赤道ＣＬの両側で対称又は非対称の構造を有している。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。カーカス層４はビードコア５を境とする本体部４Ａと巻き上げ部４Ｂとを有している。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤ１０における代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。図１において、トレッド部１にはトレッドゴム層１１が配置され、サイドウォール部２にはサイドウォールゴム層１２が配置され、ビード部３にはリムクッションゴム層１３が配置され、タイヤ１０の内面にはカーカス層４に沿ってインナーライナーゴム層１４が配置されている。また、サイドウォール部２には、リムフランジ２２を保護するためのリムプロテクター１５がタイヤ幅方向外側に突出するように形成されている。

上述したタイヤ１０は、断面高さＳＨが５０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲にあり、主として乗用車用のタイヤである。このようなタイヤ１０について、以下の構成が適用されている。即ち、図１及び図２に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線上でのタイヤ１０とリムフランジ２２との開口距離をＡ（ｍｍ）としたとき、開口距離Ａが断面高さＳＨ（ｍｍ）に対して０．０１≦Ａ／ＳＨ≦０．１６の関係を満足し、タイヤ１０の総幅ＴＷと規定リム２１のリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量をＷ（ｍｍ）としたとき、開口距離Ａが突き出し量Ｗに対して０．０３≦Ａ／Ｗ≦１．６０の関係を満足している。なお、リムフランジ２２が径方向最外側の位置においてタイヤ幅方向と平行に延在する部分を有している場合、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒは、リムフランジ２２の径方向最外側の位置においてリムフランジ２２の幅方向最内側となる点である。タイヤ１０の総幅ＴＷは、カーカス層４がタイヤ幅方向外側に最も膨らんだ位置におけるタイヤ１０の総幅である。つまり、リムフランジ２２を保護するためのリムプロテクター１５は総幅ＴＷから除外される。

上述したタイヤ１０では、無負荷状態におけるタイヤ１０とリムフランジ２２との開口距離Ａが断面高さＳＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＨ≦０．１６の関係を満足すると共に、開口距離Ａがタイヤ１０の総幅ＴＷと規定リム２１のリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量Ｗに対して０．０３≦Ａ／Ｗ≦１．６０の関係を満足することにより、タイヤ１０の撓み変形量に対して開口距離Ａを適正化し、タイヤ１０の撓みに起因する故障やタイヤ１０とフランジ２２との擦れに起因する故障を効果的に抑制することができる。これにより、ビード部３付近における故障を抑制し、タイヤ１０の耐久性を改善することができる。特に、タイヤ１０の偏平率が５５％以下である場合、優れた耐久性が求められているが、そのような場合に耐久性の改善効果を最大限に享受することができる。

ここで、比Ａ／ＳＨが０．０１未満であると、開口距離Ａが不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に０．１６超であると、開口距離Ａが大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、更には、小石などが入り込み易くなり、それに起因して耐久性が大幅に悪化する恐れがある。特に、０．０１５≦Ａ／ＳＨ≦０．１４の関係を満足し、更には、０．０２≦Ａ／ＳＨ≦０．１２の関係を満足することが望ましい。

同様に、比Ａ／Ｗが０．０３未満であると、開口距離Ａが不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に１．６０超であると、開口距離Ａが大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、更には、小石などが入り込み易くなり、それに起因して耐久性が大幅に悪化する恐れがある。特に、０．０３５≦Ａ／Ｗ≦１．５の関係を満足し、更には、０．０４≦Ａ／Ｗ≦１．４の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図３に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填しつつ規定負荷能力の１００％荷重を負荷した状態において、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線上でのタイヤ１０とリムフランジ２２との開口距離をＡ₁₀₀（ｍｍ）としたとき、開口距離Ａ₁₀₀が断面高さＳＨ（ｍｍ）に対して０．００３≦Ａ₁₀₀／ＳＨ≦０．１００の関係を満足すると良い。なお、開口距離Ａ₁₀₀の測定位置は開口距離Ａの測定位置と同じである。このようにタイヤ１０が変形した際の開口距離Ａ₁₀₀を最適化することにより、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ａ₁₀₀／ＳＨが０．００３未満であると、開口距離Ａ₁₀₀が不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に０．１００超であると、開口距離Ａ₁₀₀が大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、０．００５≦Ａ₁₀₀／ＳＨ≦０．０７０の関係を満足し、更には、０．００７≦Ａ₁₀₀／ＳＨ≦０．０６５の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、開口距離Ａ₁₀₀（ｍｍ）は突き出し量Ｗ（ｍｍ）に対して０．０１０≦Ａ₁₀₀／Ｗ≦１．０００の関係を満足すると良い。これにより、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ａ₁₀₀／Ｗが０．０１０未満であると、開口距離Ａ₁₀₀が不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に１．０００超であると、開口距離Ａ₁₀₀が大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、０．０１５≦Ａ₁₀₀／Ｗ≦０．８００の関係を満足し、更には、０．０２０≦Ａ₁₀₀／Ｗ≦０．８００の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、開口距離Ａ（ｍｍ）と開口距離Ａ₁₀₀（ｍｍ）とは０．２０≦Ａ₁₀₀／Ａ≦０．８０の関係を満足すると良い。これにより、繰り返し変形により生じる応力を抑制し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ａ₁₀₀／Ａが０．２０未満であると、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の変形が著しく大きくなるため耐久性の改善効果が低下する恐れがあり、逆に０．８０超であると、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２から外れた位置での変形が著しく大きくなるため耐久性の改善効果が低下する恐れがある。特に、０．２３≦Ａ₁₀₀／Ａ≦０．７５の関係を満足し、更には、０．２５≦Ａ₁₀₀／Ａ≦０．７０の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、開口距離Ａは１．５ｍｍ≦Ａ≦８．０ｍｍの範囲にあると良い。これにより、繰り返し変形により生じる応力を抑制し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、開口距離Ａが１．５ｍｍ未満であると、開口距離Ａが不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に８．０ｍｍ超であると、開口距離Ａが大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、開口距離Ａは１．８ｍｍ≦Ａ≦７．５ｍｍの範囲にあり、更には、２．０ｍｍ≦Ａ≦７．０ｍｍの範囲にあることが望ましい。

上記タイヤ１０において、開口距離Ａ（ｍｍ）はタイヤ１０の最大幅位置（総幅ＴＷの測定位置）までのタイヤ径方向の高さＳＤＨ（ｍｍ）に対して０．０１≦Ａ／ＳＤＨ≦０．５０の関係を満足すると良い。ビード部３の変形に対する影響が大きい高さＳＤＨに対して開口距離Ａを規定することにより、繰り返し変形により生じる応力を抑制し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ａ／ＳＤＨが０．０１未満であると、開口距離Ａが不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に０．５０超であると、開口距離Ａが大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、０．０２≦Ａ／ＳＤＨ≦０．４５の関係を満足し、更には、０．０３≦Ａ／ＳＤＨ≦０．４０の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図２に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒと該リムフランジ２２がタイヤ１０から離れる開口開始点Ｓとの中間点Ｕｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線上でのタイヤ１０とリムフランジ２２との開口距離をＡ' （ｍｍ）としたとき、開口距離Ａ'が断面高さＳＨ（ｍｍ）に対して０．００６≦Ａ'／ＳＨ≦０．１５０の関係を満足すると良い。これにより、繰り返し変形により生じる応力を抑制し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ａ'／ＳＨが０．００６未満であると、開口距離Ａ'が不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に０．１５０超であると、開口距離Ａ'が大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、０．０１０≦Ａ'／ＳＨ≦０．１３０の関係を満足し、更には、０．０１４≦Ａ'／ＳＨ≦０．１１０の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、開口距離Ａ（ｍｍ）と開口距離Ａ' （ｍｍ）とは０．５０≦Ａ'／Ａ≦０．９６の関係を満足すると良い。これにより、繰り返し変形により生じる応力を抑制し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ａ'／Ａが０．５０未満であると、開口距離Ａ'が不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に０．９６超であると、開口距離Ａ'が大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、０．５３≦Ａ'／Ａ≦０．９４の関係を満足し、更には、０．５６≦Ａ'／Ａ≦０．９２の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、開口距離Ａ'は１．０ｍｍ≦Ａ'≦７．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。これにより、繰り返し変形により生じる応力を抑制し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、開口距離Ａ'が１．０ｍｍ未満であると、開口距離Ａ'が不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に７．５ｍｍ超であると、開口距離Ａ'が大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、開口距離Ａ'は１．２ｍｍ≦Ａ'≦７．０ｍｍの範囲にあり、更には、１．４ｍｍ≦Ａ'≦６．５ｍｍの範囲にあることが望ましい。

上記タイヤ１０において、図４に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒを通るタイヤ幅方向の水平線とタイヤ１０の外表面とが交わる点をＰとし、規定リム２１のリム幅ＤＷ及びリム径ＤＯを規定する点をＱとしたとき、点Ｐと点Ｑとを結ぶ直線がタイヤ幅方向の水平線に対してなす角度αが５０°≦α≦８０°の範囲にあると良い。

このようにビード部３の傾斜角度に相当する角度αが５０°≦α≦８０°の範囲にあることにより、タイヤ１０の撓み変形量に対して開口距離Ａを適正化し、タイヤ１０の撓みに起因する故障やタイヤ１０とフランジ２２との擦れに起因する故障を効果的に抑制することができる。これにより、ビード部３付近における故障を抑制し、タイヤ１０の耐久性を改善する効果を更に高めることができる。

ここで、角度αが５０°未満であると、開口距離Ａが不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に８０°超であると、開口距離Ａが大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、更には、小石などが入り込み易くなり、それに起因して耐久性が大幅に悪化する恐れがある。特に、５５°≦α≦７５°の範囲を満足し、更には、６０°≦α≦７０°の範囲を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図１及び図５に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、タイヤ１０の総幅ＴＷを規定する点をＬとしたとき、点Ｐと点Ｑとを結ぶ直線が点Ｌと点Ｑとを結ぶ直線に対してなす角度θは２°≦θ≦３０°の範囲にあると良い。これにより、開口距離Ａを撓み変形量に対して適正化し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、角度θが２°未満であると、開口距離Ａが不十分となり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に３０°超であると、開口距離Ａが大き過ぎるため、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、４°≦θ≦２５°の範囲を満足し、更には、６°≦θ≦２０°を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図６に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジ２２がタイヤ１０から離れる開口開始点をＳとし、リムフランジ２２の径方向最外側点をＴｒとし、該点Ｔｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線とタイヤの外表面とが交わる点をＴとしたとき、点Ｓと点Ｔとを結ぶ直線が点Ｓと点Ｔｒとを結ぶ直線に対してなす角度βは１５°≦β≦６５°の範囲にあると良い。これにより、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、角度βが１５°未満であると、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、逆に６５°超であると、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなる。特に、２０°≦β≦６０°の範囲を満足し、更には、２５°≦β≦５５°の範囲を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図７に示すように、点Ｑと点Ｓとの間のタイヤ幅方向の水平距離Ｂ（ｍｍ）は断面高さＳＨ（ｍｍ）に対して０．０２≦Ｂ／ＳＨ≦０．１８の関係を満足すると良い。これにより、繰り返し変形による応力が適正な範囲となり、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ｂ／ＳＨが０．０２未満であると、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、逆に０．１８超であると、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、０．０３≦Ｂ／ＳＨ≦０．１５の関係を満足し、更には、０．０４≦Ｂ／ＳＨ≦０．１３の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、水平距離Ｂは３．０ｍｍ≦Ｂ≦９．０ｍｍの範囲にあると良い。これにより、繰り返し変形による応力が適正な範囲となり、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、水平距離Ｂが３．０ｍｍ未満であると、タイヤ１０とリムフランジ２２との擦れによる故障が生じ易くなり、逆に９．０ｍｍ超であると、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ１２付近の応力が大きくなるため故障に繋がり、いずれの場合も耐久性の改善効果が低下する。特に、水平距離Ｂは３．２ｍｍ≦Ｂ≦８．５ｍｍの範囲にあり、更には、３．４ｍｍ≦Ｂ≦８．０ｍｍの範囲にあることが望ましい。

上記タイヤ１０において、図８に示すように、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線とタイヤ１０の外表面とが交わる点をＴとしたとき、点Ｓと点Ｐと点Ｔを通るタイヤ１０の円弧（曲率半径Ｒｂ）がタイヤ幅方向外側に中心を有すると良い。これにより、タイヤ１０のリムフランジ２２と接触する部分に圧縮応力が掛かり難くなるため、耐久性の改善効果を高めることができる。

特に、図８に示すように、点Ｐから引いたタイヤ１０の外表面に対する垂線がリムフランジ２２の外表面と交わる点をＰｒとしたとき、点Ｓと点Ｐｒと点Ｔｒを通るリムフランジ２２の円弧の曲率半径Ｒｒ（ｍｍ）に対して点Ｓと点Ｐと点Ｔを通るタイヤ１０の円弧の曲率半径Ｒｂ（ｍｍ）が１．２≦Ｒｂ／Ｒｒ≦１４．５の関係を満足すると良い。これにより、タイヤ１０のリムフランジ２２と接触する部分に圧縮応力が掛かり難くなるため、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ｒｂ／Ｒｒが上記範囲から外れると、タイヤ１０のリムフランジ２２と接触する部分に圧縮応力が掛かり易くなるため、耐久性の改善効果が低下する。特に、１．５≦Ｒｂ／Ｒｒ≦１２．２の関係を満足し、更には、２．０≦Ｒｂ／Ｒｒ≦１０．０の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図９に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、複数層のベルト層７のうちタイヤ径方向最内側に位置するベルト層７のエッジ部を通るタイヤ幅方向の水平線がタイヤ１０の外表面と交わる点をＶとし、タイヤ１０の総幅ＴＷを規定する点をＬとしたとき、点Ｌと点Ｖとを結ぶ直線がタイヤ幅方向の水平線に対してなす角度γは４５°≦γ≦８０°の範囲にあると良い。これにより、繰り返し変形による応力が適正な範囲となり、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、角度γが上記範囲から外れると、繰り返し変形による応力が適正な範囲から外れるため耐久性の改善効果が低下する。特に、５０°≦γ≦７５°の範囲を満足し、更には、５５°≦γ≦７０°の範囲を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図９に示すように、点Ｌと点Ｖとの間のタイヤ径方向の中央位置でタイヤ１０の外表面上にある点をＷとしたとき、点Ｖと点Ｗと点Ｌを通るタイヤ１０の円弧の曲率半径Ｒｓは断面高さＳＨに対して０．３≦Ｒｓ／ＳＨ≦２．５の関係を満足すると良い。これにより、繰り返し変形による応力が適正な範囲となり、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ｒｓ／ＳＨが上記範囲から外れると、繰り返し変形による応力が適正な範囲から外れるため耐久性の改善効果が低下する。特に、０．４≦Ｒｓ／ＳＨ≦２．３の関係を満足し、更には、０．５≦Ｒｓ／ＳＨ≦２．０の関係を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図１０に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジ２２がタイヤ１０から離れる開口開始点をＳとし、リムフランジ２２の径方向最外側点Ｔｒからタイヤ１０の外表面に対して引いた垂線とタイヤ１０の外表面とが交わる点をＴとし、点Ｓ及び点Ｔからカーカス層４の巻き上げ部４Ｂに対して２本の垂線を引いたとき、これら２本の垂線とカーカス層４の巻き上げ部４Ｂにより囲まれた領域に含まれるゴム部分Ｒ（斜線部）の断面積Ｓｒが１２ｍｍ²≦Ｓｒ≦１０１ｍｍ²の範囲にあると良い。なお、ゴム部分Ｒの断面積Ｓｒはカーカス層４を構成するカーカスコードよりも外側部分の断面積である。

このようにリムフランジ２２に対する緩衝作用を担持するゴム部分Ｒの断面積Ｓｒが１２ｍｍ²≦Ｓｒ≦１０１ｍｍ²の範囲にあることにより、タイヤ１０の撓み変形量に対して開口距離Ａを適正化し、タイヤ１０の撓みに起因する故障やタイヤ１０とフランジ２２との擦れに起因する故障を効果的に抑制することができる。これにより、ビード部３付近における故障を抑制し、タイヤ１０の耐久性を改善する効果を更に高めることができる。

ここで、ゴム部分Ｒの断面積Ｓｒが１２ｍｍ²未満であると、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近においてカーカス層４に圧縮応力が掛かり易くなるため故障に繋がり、逆に１０１ｍｍ²超であると、開口距離Ａを十分に確保することが困難になり、タイヤ１０が撓んだ際にリムフランジ２２付近の応力が大きくなるため故障に繋がる。特に、１４ｍｍ²≦Ｓｒ≦９８ｍｍ²の範囲を満足し、更には、１６ｍｍ²≦Ｓｒ≦９３ｍｍ²の範囲を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図１１に示すように、点Ｓからカーカス層４の巻き上げ部４Ｂに対して引いた垂線上におけるゴム部分Ｒの厚さをＧｌ（ｍｍ）とし、点Ｔからカーカス層４の巻き上げ部４Ｂに対して引いた垂線上におけるゴム部分Ｒの厚さをＧｕ（ｍｍ）としたとき、厚さＧｌ，Ｇｕが０．４０≦Ｇｌ／Ｇｕ≦０．９０の関係を満足すると良い。これにより、良好な緩衝作用を確保し、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ｇｌ／Ｇｕが上記範囲から外れると、緩衝作用が低下し、耐久性の改善効果が低下する。特に、０．４５≦Ｇｌ／Ｇｕ≦０．８５の関係を満足し、更には、０．５０≦Ｇｌ／Ｇｕ≦０．８０の関係を満足することが望ましい。また、ゴム部分Ｒの厚さＧｌは、０．５ｍｍ≦Ｇｌ≦４．０ｍｍの範囲を満足し、更には、１．５ｍｍ≦Ｇｌ≦３．０ｍｍの範囲を満足することが望ましい。ゴム部分Ｒの厚さＧｌ，Ｇｕはタイヤ１０のカットサンプルにおいても測定可能である。

上記タイヤ１０において、図１１に示すように、タイヤ１０を規定リム２１に組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、点Ｓからカーカス層４の巻き上げ部４Ｂに対して引いた垂線がカーカス層４の巻き上げ部４Ｂと交わる点をＳｃとし、点Ｔからカーカス層４の巻き上げ部４Ｂに対して引いた垂線がカーカス層４の巻き上げ部４Ｂと交わる点をＴｃとし、点Ｓｃと点Ｔｃとの中間点をＵｃとしたとき、点Ｓｃと点Ｔｃと点Ｕｃを通るカーカス層４の円弧（曲率半径Ｒｃ）がタイヤ幅方向外側に中心を有すると良い。これにより、タイヤ変形時にカーカス層４に圧縮応力が掛かり難くなるため、耐久性の改善効果を高めることができる。なお、点Ｓｃと点Ｔｃと点Ｕｃを通るカーカス層４の円弧は、タイヤ１０がリム組されていない単体の状態や１００％荷重が負荷された状態においても、タイヤ幅方向外側に中心を有することが望ましい。

特に、図１１に示すように、点Ｓと点Ｔｒとの中間点をＵｒとしたとき、点Ｓと点Ｔｒと点Ｕｒを通るリムフランジ２２の円弧の曲率半径Ｒｒ（ｍｍ）に対して点Ｓｃと点Ｔｃ点Ｕｃを通るカーカス層４の円弧の曲率半径Ｒｃ（ｍｍ）が１≦Ｒｃ／Ｒｒ≦５５の関係を満足すると良い。これにより、タイヤ変形時にカーカス層４に圧縮応力が掛かり難くなるため、耐久性の改善効果を高めることができる。

ここで、比Ｒｃ／Ｒｒが上記範囲から外れると、タイヤ変形時にカーカス層４に圧縮応力が掛かり易くなるため、耐久性の改善効果が低下する。特に、２≦Ｒｃ／Ｒｒ≦５０の関係を満足し、更には、３≦Ｒｃ／Ｒｒ≦４５の関係を満足することが望ましい。

図１２はビード部の変形例を示すものである。図１２において、カーカス層４の本体部４Ａと巻き上げ部４Ｂはビードフィラーを介さずに互いに接触することでビードコア５を内包する閉鎖領域を形成している。つまり、カーカス層４はビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられてビードコア５の上端位置において本体部４Ａと巻き上げ部４Ｂとが互いに密着するように配置されている。このようなカーカス層４の巻き上げ構造を採用することにより、リムフランジ２２との接触部においてカーカス層４をリムフランジ２２から遠ざけることが可能となるので、カーカス層４に掛かる圧縮応力を大幅に低減し、耐久性の改善効果を高めることができる。なお、カーカス層４により形成される閉鎖領域のゴム占有率は１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることが更に好ましい。ここで言うゴム占有率とは、タイヤ子午線断面において、カーカス層４により形成される閉鎖領域に占めるゴム部分（例えば、ビードワイヤのインシュレーションゴムや小型のビードフィラー）の百分率である。

また、図１２の構造において、カーカス層４の巻き上げ部４Ｂのタイヤ幅方向外側には、２次的なビードフィラー９を配置したり、リムクッションゴム層１３を厚肉化したりすることで耐久性の改善を図ることができる。この場合、ゴム部分Ｒの断面積Ｓｒは３６ｍｍ²≦Ｓｒ≦１０１ｍｍ²の範囲に設定することができる。特に、４２ｍｍ²≦Ｓｒ≦９８ｍｍ²の範囲を満足し、更には、４８ｍｍ²≦Ｓｒ≦９３ｍｍ²の範囲を満足することが望ましい。

上記タイヤ１０において、図１０に示すように、リムフランジ２２と接触する領域に配置されたリムクッションゴム層１３と該リムクッションゴム層１３よりもタイヤ径方向外側に配置されたサイドウォールゴム層１２とを有する場合、タイヤ１０を規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、タイヤ１０の外表面におけるリムクッションゴム層１３とサイドウォールゴム層１２との境界点Ｘが点Ｔよりもタイヤ径方向外側に位置すると良い。つまり、リムクッションゴム層１３はビードコア５の下側からタイヤ径方向外側に向かって少なくとも点Ｔの位置まで延在していることが望ましい。これにより、タイヤ変形時にカーカス層４に圧縮応力が掛かり難くなるため、耐久性の改善効果を高めることができる。

リムクッションゴム層１３の２０℃における硬度は５５以上８０以下であると良い。これにより、リムクッションゴム層１３の耐久性を改善することができる。ここで、リムクッションゴム層１３の硬度が上記範囲から外れると、耐久性の改善効果が低下する。硬度は、ＪＩＳ－Ｋ６２５３に準拠して、Ａタイプのデュロメータを用いて温度２０℃の条件にて測定されるデュロメータ硬さである。

リムクッションゴム層１３の２０℃における１００％モジュラスは２．０ＭＰａ以上９．５ＭＰａ以下であると良い。これにより、リムクッションゴム層１３の耐久性を改善することができる。ここで、リムクッションゴム層１３の１００％モジュラスが上記範囲から外れると、耐久性の改善効果が低下する。１００％モジュラスは、ＪＩＳ－Ｋ６２５１に準拠して、温度２０℃の条件にて測定される所定伸び引張応力である。

リムクッションゴム層１３の２０℃における損失正接（ｔａｎδ）は０．０５以上０．３５以下であると良い。これにより、リムクッションゴム層１３の厚さ（耐久性）を確保した上で転がり抵抗の増大を抑制することができる。ここで、リムクッションゴム層１３の損失正接が０．３５超であると、転がり抵抗が増大することになる。損失正接（ｔａｎδ）は、ＪＩＳ－Ｋ６３９４に準拠して、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所製）を用い、周波数２０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件にて測定されるものである。

カーカス層４を構成するカーカスコードの１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度は３．３％以上６．２％以下であると良い。これにより、耐久性の改善効果を高めることができる。ここで、カーカス層４を構成するカーカスコードの１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が上記範囲から外れると、耐久性の改善効果が低下する。特に、カーカスコードの１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度は３．８％以上５．９％以下であることが望ましい。中間伸度は、タイヤ１０のサイドウォール部から取り出されたカーカスコードについて、ＪＩＳ－Ｌ１０１７準拠し、つかみ間隔２５０ｍｍ、引張速度３００±２０ｍｍ／分の条件にて引張試験を実施して測定されるものである。

カーカス層４を構成するカーカスコードは、有機繊維コードであると良い。カーカスコードとして、例えば高モジュラスのレーヨンコードを採用した場合、耐久性が良化する。カーカス層４の総厚さは０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であると良い。レーヨンコードの場合、コード径は０．６ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であり、コード打ち込み密度は４３本／５０ｍｍ以上５９本／５０ｍｍ以下であると良い。また、カーカスコードとして、耐疲労性に優れたポリエステルコードも好適である。ポリエステルコードの場合、コード径は０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であり、コード打ち込み密度は４４本／５０ｍｍ以上６０本／５０ｍｍ以下であると良い。

また、カーカス層４を構成するカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度は７５°以上９０°以下の範囲に設定することができる。特に、カーカスコードの角度を８８°未満に設定した場合、タイヤ剛性が高くなるため耐久性が向上する。また、カーカス層４の巻き上げ部４Ｂはタイヤ最大幅位置を超えてベルト層７のエッジ部と重なる位置まで延在することが好ましい。このような巻き上げ構造を採用することにより、タイヤ剛性が高くなるため耐久性が向上する。

タイヤサイズ２８５／３５Ｒ２０のタイヤ（ＳＨ＝９５ｍｍ）において、高さＳＤＨ、総幅ＴＷ、規定リムのリム幅ＤＷ、突き出し量Ｗ、Ａ／ＳＨ、Ａ／Ｗ、Ａ₁₀₀／ＳＨ、Ａ₁₀₀／Ｗ、Ａ₁₀₀／Ａ、開口距離Ａ、開口距離Ａ₁₀₀、Ａ／ＳＤＨ、Ａ'／ＳＨ、Ａ'／Ａ、開口距離Ａ'を表１のように設定した比較例１～４及び実施例１～８の空気入りタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、耐ひずみ性能、耐擦れ性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐ひずみ性能：
各試験タイヤをリムサイズ２０×１０Jのホイールに組み付けてドラム径１７０７ｍｍの試験機に装着し、空気圧を２９０ｋＰａとし、速度を８１ｋｍ／ｈとし、初期荷重を最大負荷能力の８８％とし、２時間毎に１３％ずつ荷重を増加させ、タイヤに故障が生じるまでの走行距離を計測した。評価結果は、比較例２を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐ひずみ性能が優れていることを意味する。

耐擦れ性能：
各試験タイヤをリムサイズ２０×１０Jのホイールに組み付けてドラム径１７０７ｍｍの試験機に装着し、空気圧を２９０ｋＰａとし、速度を８１ｋｍ／ｈとし、初期荷重を最大負荷能力の８８％とし、２時間毎に１３％ずつ荷重を増加させ、２５００ｋｍの走行試験を実施した。リムフランジの径方向最外側点に対応する位置におけるタイヤ外表面からカーカス層までのゴム厚さを試験前後に測定し、そのゴム厚さの変化量を求めた。評価結果は、ゴム厚さの変化量の逆数を用い、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐擦れ性能が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１～８タイヤは、比較例１～４との対比において、耐ひずみ性能と耐擦れ性能が共に改善されており、優れた耐久性を有するものであった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルトカバー層
１０ タイヤ
１１ トレッドゴム層
１２ サイドウォールゴム層
１３ リムクッションゴム層
１４ インナーライナー層
１５ リムプロテクター
２１ 規定リム
２２ リムフランジ

Claims (9)

1. 断面高さＳＨが５０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲にあるタイヤにおいて、
   前記タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、リムフランジの径方向最外側点から前記タイヤの外表面に対して引いた垂線上での前記タイヤと前記リムフランジとの開口距離をＡとしたとき、前記開口距離Ａが前記断面高さＳＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＨ≦０．１６の関係を満足し、前記タイヤの総幅ＴＷと前記規定リムのリム幅ＤＷとの差の１／２に相当する突き出し量をＷとしたとき、前記開口距離Ａが前記突き出し量Ｗに対して０．０３≦Ａ／Ｗ≦１．６０の関係を満足することを特徴とするタイヤ。
2. 前記タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填しつつ規定負荷能力の１００％荷重を負荷した状態において、前記リムフランジの径方向最外側点から前記タイヤの外表面に対して引いた垂線上での前記タイヤと前記リムフランジとの開口距離をＡ₁₀₀としたとき、前記開口距離Ａ₁₀₀が前記断面高さＳＨに対して０．００３≦Ａ₁₀₀／ＳＨ≦０．１００の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記開口距離Ａ₁₀₀が前記突き出し量Ｗに対して０．０１０≦Ａ₁₀₀／Ｗ≦１．０００の関係を満足することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記開口距離Ａと前記開口距離Ａ₁₀₀とが０．２０≦Ａ₁₀₀／Ａ≦０．８０の関係を満足することを特徴とする請求項２又は３に記載のタイヤ。
5. 前記開口距離Ａが１．５ｍｍ≦Ａ≦８．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 前記開口距離Ａが前記タイヤの最大幅位置までのタイヤ径方向の高さＳＤＨに対して０．０１≦Ａ／ＳＤＨ≦０．５０の関係を満足することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 前記タイヤを規定リムに組み付けて規定内圧を充填した無負荷状態において、前記リムフランジの径方向最外側点と該リムフランジが前記タイヤから離れる開口開始点との中間点から前記タイヤの外表面に対して引いた垂線上での前記タイヤと前記リムフランジとの開口距離をＡ'としたとき、前記開口距離Ａ'が前記断面高さＳＨに対して０．００６≦Ａ'／ＳＨ≦０．１５０の関係を満足することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のタイヤ。
8. 前記開口距離Ａと前記開口距離Ａ'とが０．５０≦Ａ'／Ａ≦０．９６の関係を満足することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ。
9. 前記開口距離Ａ'が１．０ｍｍ≦Ａ'≦７．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項７又は８に記載のタイヤ。

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