JP4074128B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムフランジを保護するリムプロテクタを具えた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、タイヤの横剛性を高めて運動性能を向上させるべく、タイヤの扁平化が進んでおり、例えば扁平率が５０％を下回るタイヤも種々登場している。タイヤの扁平化が進むと、タイヤの断面高さが相対的に小さくなるため、リムのリムフランジなどが比較的路面と近いところを通過する。このため、例えば車両を路肩に寄せ過ぎると、リムフランジが縁石などに接触したり、走行中に道路上のキャッツアイを乗り越した衝撃等で損傷することがある。
【０００３】
このようなリムフランジの損傷を防止するために、例えば図９に示すように、ビード部ｂに、リムフランジｊｆを覆うようタイヤ軸方向外側に突出してタイヤ周方向に連続して環状にのびるリムプロテクタｄを設けることが提案されている。車両が路肩に寄りすぎると、リムプロテクタｄがリムフランジｊｆよりも先に縁石Ｅに当接してハンドルに反力を与え、運転者に路肩への寄り過ぎを知らしめる。これにより、リムフランジｊｆが縁石Ｅに衝突することを未然に防いでいる。
【０００４】
ところで、このようなリムプロテクタｄは、一般にゴムゲージを増して形成されるため、タイヤ重量を増大させるという欠点がある。発明者らの種々の実験の結果では、２１５／４５Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤでは、タイヤ１本についてリムプロテクタの重量は約２５０〜３００ｇ程度であることが判明している。このようなタイヤ重量の増加は、車両の燃費性能を低下させる他、サスペンションよりも下方の重量である、いわゆるバネ下重量を増大させ、車両の操縦安定性を低下させる原因となる。
【０００５】
また、一般の通常走行時において、図１０に示すように、リムプロテクタｄは、タイヤ半径方向の内側を向くフランジ覆い面ｉとリムフランジｊｆとの間に隙間が形成されているが、この部分に小石などの異物ｓが噛み込みやすい。このような石噛みは、リムフランジｊｆやタイヤのビード部外表面に傷を付ける。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、前記リムプロテクタのフランジ覆い面に、深さを限定した凹部を設けることを基本として、タイヤ重量の大幅な増加を防止しかつ該フランジ覆い面とリムフランジとの間に石噛み等が生じにくい空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、ビード部に、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に連続してのびるリムプロテクタを具えた空気入りタイヤであって、前記リムプロテクタは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態におけるタイヤ子午線断面において、ビード部とリムフランジとが離間し始める離間点から該リムフランジに沿いかつ隙間を介してタイヤ半径方向外側にのびしかも前記リムフランジよりもタイヤ軸方向外側に至るフランジ覆い面を具えるとともに、このフランジ覆い面に、深さが０．５〜７．０mmの凹部を設けたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項１記載の発明は、前記フランジ覆い面が、前記正規内圧状態においてリムフランジのフランジ円弧面の曲率半径の１．５〜４倍の曲率半径をなす前記大円弧面部を具えるとともに、そのタイヤ半径方向の内、外両側に曲率半径が小さい小円弧面部を配したことを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記凹部は、タイヤ周方向に連続してのびる１ないし複数本の溝からなることを特徴としている。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記凹部は、タイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部からなることを特徴としている。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記フランジ覆い面は、そのタイヤ軸方向の外端が、前記リムフランジの軸方向最外側点から０ mm よりも大かつ１０ mm 以下のタイヤ軸方向の距離Ｌ１を隔てるとともに、リムフランジの半径方向最外側点から２ mm 以上かつ１５ mm 以下のタイヤ半径方向の距離Ｌ２を隔て、しかも前記フランジ覆い面は、前記リムフランジのフランジ円弧面よりも曲率半径が大きい円弧で形成された大円弧面部を含むことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は正規リムＪにリム組みされかつ正規内圧が充填されるとともに無負荷である正規内圧状態の空気入りタイヤ１と正規リムＪとの組立体の断面図、図２はそのビード部の拡大図、図３は図２の斜視図をそれぞれ示している。なお「正規リム」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、当該規格など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 "Measuring Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また「正規内圧」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、各規格など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" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。
【００１３】
図１において、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層７とを具えた扁平率が５０％以下、本例では４５％の超低偏平の乗用車用ラジアルタイヤを例示している。
【００１４】
前記カーカス６は、例えばカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して８０゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されたものを示す。該カーカスプライ６Ａは、本例ではトレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状の本体部６ａと、この本体部６ａに一体に連なりかつビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止された折返し部６ｂとを一体に有している。前記カーカスコードとしては、特に限定はされないが、ポリエステル、ナイロン、レーヨン等の有機繊維コードが好ましく、必要によりスチールコードをも採用できる。なおカーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびる硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４の曲げ剛性を補強している。
【００１５】
また前記ベルト層７は、例えばスチールコードなどの高弾性コードをタイヤ赤道に対して１０〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例では内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成されたものを示す。
【００１６】
また空気入りタイヤ１は、前記ビード部４に、タイヤ軸方向外側に突出してタイヤ周方向に連続するリムプロテクタ９が設けられている。本実施形態のリムプロテクタ９は、前記正規内圧状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、ビード部４とリムフランジＪＦとが離間し始める離間点Ｐ（換言すれば、タイヤ半径方向の最も外側でのビード部４とリムフランジＪＦとの接触点）から該リムフランジＪＦに沿いかつ隙間を介してタイヤ半径方向外側にのびるフランジ覆い面１０と、このフランジ覆い面１０に連なり縁石等に衝合可能なプロテクト面１１と、このプロテクト面１１に滑らかに連なりかつサイドウォール部３に連なる継ぎ面１２とで区画されたものを示す。
【００１７】
前記プロテクト面１１は、本実施形態では、フランジ覆い面１０のタイヤ軸方向の外端１０ｔからタイヤ半径方向にほぼ垂直でのび、その外端１１ａで前記継ぎ面１２と連なるものを示す。このようなリムプロテクタ９は、プロテクト面１１がリムフランジＪＦよりも先に路肩の縁石等に接触して反力を受け止め、リムフランジＪＦと縁石との接触を未然に防止しうる。
【００１８】
本例のフランジ覆い面１０は、前記離間点Ｐからタイヤ半径方向外側にのびそのタイヤ軸方向の外端１０ｔが、リムプロテクタ９のタイヤ軸方向の最も外側となる最外側位置Ａをなす。フランジ覆い面１０の外端１０ｔは、例えば図２に示すように、リムフランジＪＦの軸方向最外側点ＪＦａから０mmよりも大かつ１０mm以下のタイヤ軸方向の距離Ｌ１を隔てて位置するものが望ましい。前記距離Ｌ１が０mmないしそれ以下の場合、リムプロテクタ９によるリムフランジＪＦの保護が不十分となり易く、逆に１０mmを超えるとリムプロテクタ９がタイヤ軸方向外側に大きく突出するため、タイヤ重量及びタイヤ総幅の大幅な増加を招きやすくなる。特に好ましくは前記距離Ｌ１を２〜７mmとするのが望ましい。なお正規リムＪにおいて、リムフランジＪＦの軸方向最外側点ＪＦａの位置が異なるものが存在する場合、前記外側点ＪＦａの位置が最もタイヤ軸方向内側にあるものを基準とする。
【００１９】
またフランジ覆い面１０の外端１０ｔは、リムフランジＪＦの半径方向最外側点ＪＦｂから２mm以上かつ１５mm以下のタイヤ半径方向の距離Ｌ２を隔てて位置するのが望ましい。前記距離Ｌ２が２mmに満たないと、常用走行に際して、リムプロテクタ９が広い範囲で常時リムフランジＪＦと密に接触する傾向があるため、リムプロテクタ９での発熱、摩耗が激しくなる他、石等の異物をかみ込み易くなり、逆に１５mmを超えると、リムフランジＪＦの近傍を効果的に保護することができない傾向がある。特に好ましくは前記距離Ｌ２を５〜１０mmとするのが望ましい。なお正規リムＪにおいて、リムフランジＪＦの半径方向外側点ＪＦｂの位置が異なるものが存在する場合、前記外側点ＪＦｂの位置が最もタイヤ半径方向内側にあるものを基準とする。
【００２０】
本発明の空気入りタイヤ１では、前記フランジ覆い面１０に、深さｄが０．５〜７．０mmの凹部１３が設けられる。本例の凹部１３は、タイヤ周方向に連続してのびる１本の溝１４からなるものを例示する。この溝１４からなる凹部１３は、リムプロテクタ９のゴム重量を削減しタイヤ重量の大幅な増加を防止するのに役立つ。また凹部１３は、リムプロテクタ９のフランジ覆い面１０の曲げ剛性を適度に緩和することができる。このため、フランジ覆い面１０とリムフランジＪＦとの間の隙間に小石等の異物が入り込んでも、その把持力を小さくするため、走行中の遠心力等によって容易に外部に排出させ得る。従って、リムプロテクタ９とリムフランジＪＦとの間での石噛みなど効果的に防止しうる。
【００２１】
また大きな横Ｇが作用する車両の旋回時などでは、図４に略示するように、リムプロテクタ９のフランジ覆い面１０が、リムフランジＪＦの上に覆い被さるようにビード部４が変形する。このとき、リムプロテクタ９とリムフランジＪＦとの広範囲に亘る接触により、従来のタイヤではビード部４の曲げ剛性が急激に高められ、車両の挙動が不安定となりやすい。一方、本発明の空気入りタイヤ１では、フランジ覆い面１０に凹部１３を設けて剛性を緩和しているため、該凹部１３付近の比較的大きな変形により、旋回時におけるビード部４の急激な横剛性の上昇を防ぎ、車両の挙動変化を穏やかとする。これは、旋回時の車両のコントロール性を向上できる。さらにまた、凹部１３はゴムゲージが大のため蓄熱しやすいリムプロテクタ９の放熱効果を高め、ビード部４の耐久性を向上するのにも役立つ。
【００２２】
前記凹部１３をなす溝１４は、フランジ覆い面１０に、このフランジ覆い面１０をタイヤ半径方向外方へと凹ませることで形成されている。このような溝１４を含む凹部１３を、縁石等と直接接触しうるプロテクト面１１に設けることも考えられる。しかし、この場合にはプロテクト面１１の剛性を低下させ、縁石との接触を繰り返すうちに該凹部１３を起点としたプロテクト面１１の亀裂等を生じさせ、リムフランジＪＦを保護する効果を損ねやすい。これに対して、凹部１３をフランジ覆い面１０に設けた場合には、このような不具合が無く、長期に亘ってリムプロテクタ９の保護効果を維持しうる。
【００２３】
また凹部１３（溝１４）の深さｄは０．５〜７．０mmに設定される。前記深さｄが小さすぎると、リムプロテクタ９のゴム量を効果的に削減し得ず、ひいてはタイヤ重量の軽量化が困難となる。逆に前記凹部１３の深さが７．０mmを超えると、このリムプロテクタ９の剛性を過度に低下させる傾向があり、該リムプロテクタ９にゴム欠け、亀裂等が生じ耐久性を低下させやすくリムフランジＪＦの保護効果を損ねる。特に好ましくは凹部１３の深さｄを１〜５mm、より好ましくは２〜４mmとするのが望ましい。なおこの深さｄは、一定でも良く、またタイヤ周方向に変化しても良い。該深さｄは、図２に示すように、滑らかに設定した仮想のフランジ覆い面を基準として測定できる。
【００２４】
また溝１４の巾Ｗは、特に限定はされないが、深さｄと略同等として半円状の断面とするのが好ましい。ただし、溝１４の断面形状は特に限定はされず、本例のような矩形状のものの他、半円状やＵ字状など種々の形状が採用できる。またこのとき、溝底と溝壁とのコーナ部などを円弧等で丸めることにより溝底近傍での応力集中を緩和することが特に望ましい。
【００２５】
また図２に示すように、一方のビード部１４において、前記離間点Ｐからサイドウォール部３までの区間でかつカーカスプライ６Ａの外輪郭線に滑らかに沿った通常のタイヤ輪郭線Ｎから軸方向外側に突出したリムプロテクタの全体積をＶａ、凹部１３の全体積をＶｇとするとき、比（Ｖｇ／Ｖａ）は、０．０５〜０．３程度、より好ましくは０．１〜０．２程度に設定するのが、リムプロテクタ９の剛性と重量軽減効果とをバランス良く高めうる点で特に好ましい。
【００２６】
図５には、前記正規内圧状態のフランジ覆い面１０を含むビード部の部分輪郭線を示す。本実施形態のフランジ覆い面１０は、リムフランジＪＦのタイヤ側の面をなすフランジ円弧面ＪＦｒの曲率半径Ｒｆよりも大きい曲率半径Ｒ１の円弧Ｃａで形成された大円弧面部１０ａと、そのタイヤ半径方向の外側及び内側に前記曲率半径Ｒ１よりも小さい曲率半径Ｒ２、Ｒ３円弧Ｃｂ、Ｃｃからなる小円弧面部１０ｂ、１０ｃとからなるものを例示している。
【００２７】
前記大円弧面部１０ａは、本例では凹部１３のタイヤ半径方向の内縁１３ｉからタイヤ半径方向内側にのび離間点Ｐよりも外側の終点Ｓまでを形成している。また大円弧面部１０ａの外側に配された小円弧面部１０ｂは、凹部１３の外縁１３ｏからフランジ覆い面１０の外端１０ｔまでの区間を形成している。また大円弧面部１０ａの内側に配された小円弧面部１０ｃは、前記大円弧面部１０ａの終点Ｓから前記離間点Ｐまでを形成している。
【００２８】
大円弧面部１０ａの曲率半径Ｒ１は、例えばフランジ円弧ＪＦｒの曲率半径Ｒｆの１．５〜４倍、より好ましくは２．０〜４．０倍、特に好ましくは２．５〜４．０倍程度とするのが望ましい。このように、大円弧面部１０ａの曲率半径Ｒ１を規定したときには、旋回時などの横Ｇ作用時において、大円弧面部１０ａをリムフランジＪＦに徐々に接触させることが可能になる。これは、旋回走行時の横剛性の変化を穏やかとし、凹部１３の形成との相乗作用によって、より一層、旋回時の車両挙動の安定化を促進する。一方、大円弧面部１０ａの外側の小円弧面部１０ｂ、内側の小円弧面部１０ｃでは、いずれも曲率半径Ｒ２、Ｒ３をフランジ円弧Ｒｆの０．５〜２．５倍程度、より好ましくは１．０〜２．０倍程度とするのが望ましい。これは、旋回初期にフランジ覆い面１０を早期にリムフランジＪＦと接触させ、旋回応答性などを高めるのに役立つ。
【００２９】
また凹部１３の内縁１３ｉは、リムフランジＪＦの半径方向最外側点ＪＦｂよりもタイヤ半径方向外側に位置していることが望ましい。このようなリムプロテクタ９は、大きな横Ｇが作用した場合でも、リムプロテクタ９の変形に伴うリムフランジＪｆとの接触で急激な挙動変化が生じるのを防止できる。
【００３０】
また、凹部１３が本例のようにタイヤ周方向に連続する溝１４からなる場合には、例えば図３に示すように、溝１４とプロテクト面１１とを連通させる排水用の小溝１５を設けることも好ましく実施できる。溝１４がタイヤ周方向に連続している場合、この溝１４内部に雨水等が溜まると接地部附近に常に滞留して抜け難い。そこで、少なくとも１本、上述のような小溝１５を設けることにより、溝１４内の雨水等の排出を円滑化し、タイヤの外観の悪化を防止できる。
【００３１】
前記凹部１３を構成する溝１４は、例えば図６に示すように、複数本の溝１４で構成することもできる。溝１４の本数は特に限定されない。各溝１４の深さｄは前記１本の溝１４の実施形態の場合と同様に定め得る。また複数本の溝１４で凹部１３を構成する場合には、各溝１４の巾の合計値を３〜１５mm、より好ましくは５〜７mmとするのが望ましい。
【００３２】
また凹部１３は、図７、図８に示すように、タイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部１６から形成することもできる（勿論、前記溝１４とこれらの小孔１６とを組み合わせることもできる。）。孔部１６の深さｄは前記範囲に定められる。また孔部１６の１個当たりの開口面積は、例えば１〜５０mm2 、より好ましくは１０〜３０mm2 とするのが良く、またそのタイヤ周方向の配設ピッチは１０〜３０mm、特に好ましくは１０〜１５mmとするのが望ましい。また孔部１６の開口形状は任意に定め得る。
【００３３】
【実施例】
タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７でありかつ図１のタイヤ基本構造を有しかつ表１に示す仕様にて凹部を設けた空気入りタイヤを試作するとともに、タイヤ重量、耐石噛み性能、操縦安定性についてテストを行った。テスト方法は、次の要領で行った。
【００３４】
（１）タイヤ重量
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど良好である。
【００３５】
（２）耐石噛み性能
各供試タイヤを内圧２３０ｋＰａでリム（１７×７−ＪＪ）組みし国産乗用車の前輪に装着して砂利道を速度４０ｋｍ／ｈで約１０ｋｍ走行させた後、リムプロテクタとリムフランジとの間に噛み込んだ小石の個数を測定した。このテストを１０回繰り返して噛み込んだ石の個数の平均値を算出し、従来例を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど石噛みが少なく、良好であることを示している。テストの結果を表１に示す。
【００３６】
（３）操縦安定性
上記車両にてタイヤテストコースのドライアスファルト路面上にて、旋回限界走行を行い、車両のコントロール性を重視してドライバーの官能評価により１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
テストの結果、実施例のタイヤではタイヤ重量、耐石噛み性能及び操縦安定性において、従来例に対する優位性が確認できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、リムプロテクタのフランジ覆い面に、深さを限定した凹部を設けたことによって、リムプロテクタのゴム重量を減じタイヤ重量の大幅な増加を防止できる。また凹部は、リムプロテクタのフランジ覆い面の曲げ剛性を適度に緩和することが可能である。これは、フランジ覆い面とリムフランジとの間に小石が入り込んでも容易に排出でき、この部分での石噛みを防止するのに役立つ他、大きな横Ｇが作用したときでも急激な横剛性の変化を防止、車両の挙動を安定化しコントロール性を向上できる。またフランジ覆い面は、前記リムフランジのフランジ円弧面よりも曲率半径が大きい円弧で形成された大円弧面部を含むときには、旋回時などの横Ｇ作用時において、大円弧面部をリムフランジに徐々に接触させることができる。これは、過渡特性を穏やかにし、凹部の形成との相乗作用により、車両挙動の安定化に役立つ。
【００４０】
また請求項２記載の発明のように、凹部を、タイヤ周方向に連続してのびる１ないし複数本の溝、又は請求項３記載の発明のようにタイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部から形成したときには、より効果的にリムプロテクタの重量軽減と石噛み防止を達成しうる。
【００４１】
また請求項４記載の発明のように、フランジ覆い面は、そのタイヤ軸方向の外端が、前記リムフランジの軸方向最外側点から０mmよりも大かつ１０mm以下のタイヤ軸方向の距離を隔てるとともに、リムフランジの半径方向最外側点から２mm以上かつ１５mm以下のタイヤ半径方向の距離を隔てるときには、リムフランジとフランジ覆い面との間の隙間量を最適化でき、より効果的にリムフランジを保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す空気入りタイヤの右半分断面図である。
【図２】ビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】その斜視図である。
【図４】横力が作用した状態を説明するビード部の断面略図である。
【図５】正規内圧充填状態のビード部の輪郭線である。
【図６】凹部の他の実施形態を示すビード部の斜視図である。
【図７】凹部の他の実施形態を示すビード部の斜視図である。
【図８】凹部の他の実施形態を示すビード部の斜視図である。
【図９】従来のリムプロテクタを示すタイヤ、リムの断面図である。
【図１０】従来のリムプロテクタを示すタイヤ、リムの断面図である。
【符号の説明】
１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ カーカスプライの本体部
６ｂ カーカスプライの折返し部
７ ベルト層
９ リムプロテクタ
１０ フランジ覆い面
１１ プロテクト面
１２ 継ぎ面
１３ 凹部
１４ 溝
１６ 孔部
Ｐ 離間点
Ｊ リム
ＪＦ リムフランジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムフランジを保護するリムプロテクタを具えた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、タイヤの横剛性を高めて運動性能を向上させるべく、タイヤの扁平化が進んでおり、例えば扁平率が５０％を下回るタイヤも種々登場している。タイヤの扁平化が進むと、タイヤの断面高さが相対的に小さくなるため、リムのリムフランジなどが比較的路面と近いところを通過する。このため、例えば車両を路肩に寄せ過ぎると、リムフランジが縁石などに接触したり、走行中に道路上のキャッツアイを乗り越した衝撃等で損傷することがある。
【０００３】
このようなリムフランジの損傷を防止するために、例えば図９に示すように、ビード部ｂに、リムフランジｊｆを覆うようタイヤ軸方向外側に突出してタイヤ周方向に連続して環状にのびるリムプロテクタｄを設けることが提案されている。車両が路肩に寄りすぎると、リムプロテクタｄがリムフランジｊｆよりも先に縁石Ｅに当接してハンドルに反力を与え、運転者に路肩への寄り過ぎを知らしめる。これにより、リムフランジｊｆが縁石Ｅに衝突することを未然に防いでいる。
【０００４】
ところで、このようなリムプロテクタｄは、一般にゴムゲージを増して形成されるため、タイヤ重量を増大させるという欠点がある。発明者らの種々の実験の結果では、２１５／４５Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤでは、タイヤ１本についてリムプロテクタの重量は約２５０〜３００ｇ程度であることが判明している。このようなタイヤ重量の増加は、車両の燃費性能を低下させる他、サスペンションよりも下方の重量である、いわゆるバネ下重量を増大させ、車両の操縦安定性を低下させる原因となる。
【０００５】
また、一般の通常走行時において、図１０に示すように、リムプロテクタｄは、タイヤ半径方向の内側を向くフランジ覆い面ｉとリムフランジｊｆとの間に隙間が形成されているが、この部分に小石などの異物ｓが噛み込みやすい。このような石噛みは、リムフランジｊｆやタイヤのビード部外表面に傷を付ける。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、前記リムプロテクタのフランジ覆い面に、深さを限定した凹部を設けることを基本として、タイヤ重量の大幅な増加を防止しかつ該フランジ覆い面とリムフランジとの間に石噛み等が生じにくい空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、ビード部に、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に連続してのびるリムプロテクタを具えた空気入りタイヤであって、前記リムプロテクタは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態におけるタイヤ子午線断面において、ビード部とリムフランジとが離間し始める離間点から該リムフランジに沿いかつ隙間を介してタイヤ半径方向外側にのびしかも前記リムフランジよりもタイヤ軸方向外側に至るフランジ覆い面を具えるとともに、このフランジ覆い面に、深さが０．５〜７．０mmの凹部を設けたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項１記載の発明は、前記フランジ覆い面が、前記正規内圧状態においてリムフランジのフランジ円弧面の曲率半径の１．５〜４倍の曲率半径をなす前記大円弧面部を具えるとともに、そのタイヤ半径方向の内、外両側に曲率半径が小さい小円弧面部を配したことを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記凹部は、タイヤ周方向に連続してのびる１ないし複数本の溝からなることを特徴としている。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記凹部は、タイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部からなることを特徴としている。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記フランジ覆い面は、そのタイヤ軸方向の外端が、前記リムフランジの軸方向最外側点から０ mm よりも大かつ１０ mm 以下のタイヤ軸方向の距離Ｌ１を隔てるとともに、リムフランジの半径方向最外側点から２ mm 以上かつ１５ mm 以下のタイヤ半径方向の距離Ｌ２を隔て、しかも前記フランジ覆い面は、前記リムフランジのフランジ円弧面よりも曲率半径が大きい円弧で形成された大円弧面部を含むことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は正規リムＪにリム組みされかつ正規内圧が充填されるとともに無負荷である正規内圧状態の空気入りタイヤ１と正規リムＪとの組立体の断面図、図２はそのビード部の拡大図、図３は図２の斜視図をそれぞれ示している。なお「正規リム」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、当該規格など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 "Measuring Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また「正規内圧」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、各規格など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" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。
【００１３】
図１において、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層７とを具えた扁平率が５０％以下、本例では４５％の超低偏平の乗用車用ラジアルタイヤを例示している。
【００１４】
前記カーカス６は、例えばカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して８０゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されたものを示す。該カーカスプライ６Ａは、本例ではトレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状の本体部６ａと、この本体部６ａに一体に連なりかつビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止された折返し部６ｂとを一体に有している。前記カーカスコードとしては、特に限定はされないが、ポリエステル、ナイロン、レーヨン等の有機繊維コードが好ましく、必要によりスチールコードをも採用できる。なおカーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびる硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４の曲げ剛性を補強している。
【００１５】
また前記ベルト層７は、例えばスチールコードなどの高弾性コードをタイヤ赤道に対して１０〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例では内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成されたものを示す。
【００１６】
また空気入りタイヤ１は、前記ビード部４に、タイヤ軸方向外側に突出してタイヤ周方向に連続するリムプロテクタ９が設けられている。本実施形態のリムプロテクタ９は、前記正規内圧状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、ビード部４とリムフランジＪＦとが離間し始める離間点Ｐ（換言すれば、タイヤ半径方向の最も外側でのビード部４とリムフランジＪＦとの接触点）から該リムフランジＪＦに沿いかつ隙間を介してタイヤ半径方向外側にのびるフランジ覆い面１０と、このフランジ覆い面１０に連なり縁石等に衝合可能なプロテクト面１１と、このプロテクト面１１に滑らかに連なりかつサイドウォール部３に連なる継ぎ面１２とで区画されたものを示す。
【００１７】
前記プロテクト面１１は、本実施形態では、フランジ覆い面１０のタイヤ軸方向の外端１０ｔからタイヤ半径方向にほぼ垂直でのび、その外端１１ａで前記継ぎ面１２と連なるものを示す。このようなリムプロテクタ９は、プロテクト面１１がリムフランジＪＦよりも先に路肩の縁石等に接触して反力を受け止め、リムフランジＪＦと縁石との接触を未然に防止しうる。
【００１８】
本例のフランジ覆い面１０は、前記離間点Ｐからタイヤ半径方向外側にのびそのタイヤ軸方向の外端１０ｔが、リムプロテクタ９のタイヤ軸方向の最も外側となる最外側位置Ａをなす。フランジ覆い面１０の外端１０ｔは、例えば図２に示すように、リムフランジＪＦの軸方向最外側点ＪＦａから０mmよりも大かつ１０mm以下のタイヤ軸方向の距離Ｌ１を隔てて位置するものが望ましい。前記距離Ｌ１が０mmないしそれ以下の場合、リムプロテクタ９によるリムフランジＪＦの保護が不十分となり易く、逆に１０mmを超えるとリムプロテクタ９がタイヤ軸方向外側に大きく突出するため、タイヤ重量及びタイヤ総幅の大幅な増加を招きやすくなる。特に好ましくは前記距離Ｌ１を２〜７mmとするのが望ましい。なお正規リムＪにおいて、リムフランジＪＦの軸方向最外側点ＪＦａの位置が異なるものが存在する場合、前記外側点ＪＦａの位置が最もタイヤ軸方向内側にあるものを基準とする。
【００１９】
またフランジ覆い面１０の外端１０ｔは、リムフランジＪＦの半径方向最外側点ＪＦｂから２mm以上かつ１５mm以下のタイヤ半径方向の距離Ｌ２を隔てて位置するのが望ましい。前記距離Ｌ２が２mmに満たないと、常用走行に際して、リムプロテクタ９が広い範囲で常時リムフランジＪＦと密に接触する傾向があるため、リムプロテクタ９での発熱、摩耗が激しくなる他、石等の異物をかみ込み易くなり、逆に１５mmを超えると、リムフランジＪＦの近傍を効果的に保護することができない傾向がある。特に好ましくは前記距離Ｌ２を５〜１０mmとするのが望ましい。なお正規リムＪにおいて、リムフランジＪＦの半径方向外側点ＪＦｂの位置が異なるものが存在する場合、前記外側点ＪＦｂの位置が最もタイヤ半径方向内側にあるものを基準とする。
【００２０】
本発明の空気入りタイヤ１では、前記フランジ覆い面１０に、深さｄが０．５〜７．０mmの凹部１３が設けられる。本例の凹部１３は、タイヤ周方向に連続してのびる１本の溝１４からなるものを例示する。この溝１４からなる凹部１３は、リムプロテクタ９のゴム重量を削減しタイヤ重量の大幅な増加を防止するのに役立つ。また凹部１３は、リムプロテクタ９のフランジ覆い面１０の曲げ剛性を適度に緩和することができる。このため、フランジ覆い面１０とリムフランジＪＦとの間の隙間に小石等の異物が入り込んでも、その把持力を小さくするため、走行中の遠心力等によって容易に外部に排出させ得る。従って、リムプロテクタ９とリムフランジＪＦとの間での石噛みなど効果的に防止しうる。
【００２１】
また大きな横Ｇが作用する車両の旋回時などでは、図４に略示するように、リムプロテクタ９のフランジ覆い面１０が、リムフランジＪＦの上に覆い被さるようにビード部４が変形する。このとき、リムプロテクタ９とリムフランジＪＦとの広範囲に亘る接触により、従来のタイヤではビード部４の曲げ剛性が急激に高められ、車両の挙動が不安定となりやすい。一方、本発明の空気入りタイヤ１では、フランジ覆い面１０に凹部１３を設けて剛性を緩和しているため、該凹部１３付近の比較的大きな変形により、旋回時におけるビード部４の急激な横剛性の上昇を防ぎ、車両の挙動変化を穏やかとする。これは、旋回時の車両のコントロール性を向上できる。さらにまた、凹部１３はゴムゲージが大のため蓄熱しやすいリムプロテクタ９の放熱効果を高め、ビード部４の耐久性を向上するのにも役立つ。
【００２２】
前記凹部１３をなす溝１４は、フランジ覆い面１０に、このフランジ覆い面１０をタイヤ半径方向外方へと凹ませることで形成されている。このような溝１４を含む凹部１３を、縁石等と直接接触しうるプロテクト面１１に設けることも考えられる。しかし、この場合にはプロテクト面１１の剛性を低下させ、縁石との接触を繰り返すうちに該凹部１３を起点としたプロテクト面１１の亀裂等を生じさせ、リムフランジＪＦを保護する効果を損ねやすい。これに対して、凹部１３をフランジ覆い面１０に設けた場合には、このような不具合が無く、長期に亘ってリムプロテクタ９の保護効果を維持しうる。
【００２３】
また凹部１３（溝１４）の深さｄは０．５〜７．０mmに設定される。前記深さｄが小さすぎると、リムプロテクタ９のゴム量を効果的に削減し得ず、ひいてはタイヤ重量の軽量化が困難となる。逆に前記凹部１３の深さが７．０mmを超えると、このリムプロテクタ９の剛性を過度に低下させる傾向があり、該リムプロテクタ９にゴム欠け、亀裂等が生じ耐久性を低下させやすくリムフランジＪＦの保護効果を損ねる。特に好ましくは凹部１３の深さｄを１〜５mm、より好ましくは２〜４mmとするのが望ましい。なおこの深さｄは、一定でも良く、またタイヤ周方向に変化しても良い。該深さｄは、図２に示すように、滑らかに設定した仮想のフランジ覆い面を基準として測定できる。
【００２４】
また溝１４の巾Ｗは、特に限定はされないが、深さｄと略同等として半円状の断面とするのが好ましい。ただし、溝１４の断面形状は特に限定はされず、本例のような矩形状のものの他、半円状やＵ字状など種々の形状が採用できる。またこのとき、溝底と溝壁とのコーナ部などを円弧等で丸めることにより溝底近傍での応力集中を緩和することが特に望ましい。
【００２５】
また図２に示すように、一方のビード部１４において、前記離間点Ｐからサイドウォール部３までの区間でかつカーカスプライ６Ａの外輪郭線に滑らかに沿った通常のタイヤ輪郭線Ｎから軸方向外側に突出したリムプロテクタの全体積をＶａ、凹部１３の全体積をＶｇとするとき、比（Ｖｇ／Ｖａ）は、０．０５〜０．３程度、より好ましくは０．１〜０．２程度に設定するのが、リムプロテクタ９の剛性と重量軽減効果とをバランス良く高めうる点で特に好ましい。
【００２６】
図５には、前記正規内圧状態のフランジ覆い面１０を含むビード部の部分輪郭線を示す。本実施形態のフランジ覆い面１０は、リムフランジＪＦのタイヤ側の面をなすフランジ円弧面ＪＦｒの曲率半径Ｒｆよりも大きい曲率半径Ｒ１の円弧Ｃａで形成された大円弧面部１０ａと、そのタイヤ半径方向の外側及び内側に前記曲率半径Ｒ１よりも小さい曲率半径Ｒ２、Ｒ３円弧Ｃｂ、Ｃｃからなる小円弧面部１０ｂ、１０ｃとからなるものを例示している。
【００２７】
前記大円弧面部１０ａは、本例では凹部１３のタイヤ半径方向の内縁１３ｉからタイヤ半径方向内側にのび離間点Ｐよりも外側の終点Ｓまでを形成している。また大円弧面部１０ａの外側に配された小円弧面部１０ｂは、凹部１３の外縁１３ｏからフランジ覆い面１０の外端１０ｔまでの区間を形成している。また大円弧面部１０ａの内側に配された小円弧面部１０ｃは、前記大円弧面部１０ａの終点Ｓから前記離間点Ｐまでを形成している。
【００２８】
大円弧面部１０ａの曲率半径Ｒ１は、例えばフランジ円弧ＪＦｒの曲率半径Ｒｆの１．５〜４倍、より好ましくは２．０〜４．０倍、特に好ましくは２．５〜４．０倍程度とするのが望ましい。このように、大円弧面部１０ａの曲率半径Ｒ１を規定したときには、旋回時などの横Ｇ作用時において、大円弧面部１０ａをリムフランジＪＦに徐々に接触させることが可能になる。これは、旋回走行時の横剛性の変化を穏やかとし、凹部１３の形成との相乗作用によって、より一層、旋回時の車両挙動の安定化を促進する。一方、大円弧面部１０ａの外側の小円弧面部１０ｂ、内側の小円弧面部１０ｃでは、いずれも曲率半径Ｒ２、Ｒ３をフランジ円弧Ｒｆの０．５〜２．５倍程度、より好ましくは１．０〜２．０倍程度とするのが望ましい。これは、旋回初期にフランジ覆い面１０を早期にリムフランジＪＦと接触させ、旋回応答性などを高めるのに役立つ。
【００２９】
また凹部１３の内縁１３ｉは、リムフランジＪＦの半径方向最外側点ＪＦｂよりもタイヤ半径方向外側に位置していることが望ましい。このようなリムプロテクタ９は、大きな横Ｇが作用した場合でも、リムプロテクタ９の変形に伴うリムフランジＪｆとの接触で急激な挙動変化が生じるのを防止できる。
【００３０】
また、凹部１３が本例のようにタイヤ周方向に連続する溝１４からなる場合には、例えば図３に示すように、溝１４とプロテクト面１１とを連通させる排水用の小溝１５を設けることも好ましく実施できる。溝１４がタイヤ周方向に連続している場合、この溝１４内部に雨水等が溜まると接地部附近に常に滞留して抜け難い。そこで、少なくとも１本、上述のような小溝１５を設けることにより、溝１４内の雨水等の排出を円滑化し、タイヤの外観の悪化を防止できる。
【００３１】
前記凹部１３を構成する溝１４は、例えば図６に示すように、複数本の溝１４で構成することもできる。溝１４の本数は特に限定されない。各溝１４の深さｄは前記１本の溝１４の実施形態の場合と同様に定め得る。また複数本の溝１４で凹部１３を構成する場合には、各溝１４の巾の合計値を３〜１５mm、より好ましくは５〜７mmとするのが望ましい。
【００３２】
また凹部１３は、図７、図８に示すように、タイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部１６から形成することもできる（勿論、前記溝１４とこれらの小孔１６とを組み合わせることもできる。）。孔部１６の深さｄは前記範囲に定められる。また孔部１６の１個当たりの開口面積は、例えば１〜５０mm2 、より好ましくは１０〜３０mm2 とするのが良く、またそのタイヤ周方向の配設ピッチは１０〜３０mm、特に好ましくは１０〜１５mmとするのが望ましい。また孔部１６の開口形状は任意に定め得る。
【００３３】
【実施例】
タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７でありかつ図１のタイヤ基本構造を有しかつ表１に示す仕様にて凹部を設けた空気入りタイヤを試作するとともに、タイヤ重量、耐石噛み性能、操縦安定性についてテストを行った。テスト方法は、次の要領で行った。
【００３４】
（１）タイヤ重量
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど良好である。
【００３５】
（２）耐石噛み性能
各供試タイヤを内圧２３０ｋＰａでリム（１７×７−ＪＪ）組みし国産乗用車の前輪に装着して砂利道を速度４０ｋｍ／ｈで約１０ｋｍ走行させた後、リムプロテクタとリムフランジとの間に噛み込んだ小石の個数を測定した。このテストを１０回繰り返して噛み込んだ石の個数の平均値を算出し、従来例を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど石噛みが少なく、良好であることを示している。テストの結果を表１に示す。
【００３６】
（３）操縦安定性
上記車両にてタイヤテストコースのドライアスファルト路面上にて、旋回限界走行を行い、車両のコントロール性を重視してドライバーの官能評価により１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
テストの結果、実施例のタイヤではタイヤ重量、耐石噛み性能及び操縦安定性において、従来例に対する優位性が確認できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、リムプロテクタのフランジ覆い面に、深さを限定した凹部を設けたことによって、リムプロテクタのゴム重量を減じタイヤ重量の大幅な増加を防止できる。また凹部は、リムプロテクタのフランジ覆い面の曲げ剛性を適度に緩和することが可能である。これは、フランジ覆い面とリムフランジとの間に小石が入り込んでも容易に排出でき、この部分での石噛みを防止するのに役立つ他、大きな横Ｇが作用したときでも急激な横剛性の変化を防止、車両の挙動を安定化しコントロール性を向上できる。またフランジ覆い面は、前記リムフランジのフランジ円弧面よりも曲率半径が大きい円弧で形成された大円弧面部を含むときには、旋回時などの横Ｇ作用時において、大円弧面部をリムフランジに徐々に接触させることができる。これは、過渡特性を穏やかにし、凹部の形成との相乗作用により、車両挙動の安定化に役立つ。
【００４０】
また請求項２記載の発明のように、凹部を、タイヤ周方向に連続してのびる１ないし複数本の溝、又は請求項３記載の発明のようにタイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部から形成したときには、より効果的にリムプロテクタの重量軽減と石噛み防止を達成しうる。
【００４１】
また請求項４記載の発明のように、フランジ覆い面は、そのタイヤ軸方向の外端が、前記リムフランジの軸方向最外側点から０mmよりも大かつ１０mm以下のタイヤ軸方向の距離を隔てるとともに、リムフランジの半径方向最外側点から２mm以上かつ１５mm以下のタイヤ半径方向の距離を隔てるときには、リムフランジとフランジ覆い面との間の隙間量を最適化でき、より効果的にリムフランジを保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す空気入りタイヤの右半分断面図である。
【図２】ビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】その斜視図である。
【図４】横力が作用した状態を説明するビード部の断面略図である。
【図５】正規内圧充填状態のビード部の輪郭線である。
【図６】凹部の他の実施形態を示すビード部の斜視図である。
【図７】凹部の他の実施形態を示すビード部の斜視図である。
【図８】凹部の他の実施形態を示すビード部の斜視図である。
【図９】従来のリムプロテクタを示すタイヤ、リムの断面図である。
【図１０】従来のリムプロテクタを示すタイヤ、リムの断面図である。
【符号の説明】
１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ カーカスプライの本体部
６ｂ カーカスプライの折返し部
７ ベルト層
９ リムプロテクタ
１０ フランジ覆い面
１１ プロテクト面
１２ 継ぎ面
１３ 凹部
１４ 溝
１６ 孔部
Ｐ 離間点
Ｊ リム
ＪＦ リムフランジ
Claims (4)
- ビード部に、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に連続してのびるリムプロテクタを具えた空気入りタイヤであって、
前記リムプロテクタは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態におけるタイヤ子午線断面において、ビード部とリムフランジとが離間し始める離間点から該リムフランジに沿いかつ隙間を介してタイヤ半径方向外側にのびしかも前記リムフランジよりもタイヤ軸方向外側に至るフランジ覆い面を具えるとともに、
このフランジ覆い面に、深さが０．５〜７．０mmの凹部を設け、
かつ前記フランジ覆い面は、前記正規内圧状態においてリムフランジのフランジ円弧面の曲率半径の１．５〜４倍の曲率半径をなす前記大円弧面部を具えるとともに、そのタイヤ半径方向の内、外両側に曲率半径が小さい小円弧面部を配したことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記凹部は、タイヤ周方向に連続してのびる１ないし複数本の溝からなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
- 前記凹部は、タイヤ周方向に間欠的に形成された複数個の孔部からなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
- 前記フランジ覆い面は、そのタイヤ軸方向の外端が、前記リムフランジの軸方向最外側点から０mmよりも大かつ１０mm以下のタイヤ軸方向の距離Ｌ１を隔てるとともに、リムフランジの半径方向最外側点から２mm以上かつ１５mm以下のタイヤ半径方向の距離Ｌ２を隔て、
しかも前記フランジ覆い面は、前記リムフランジのフランジ円弧面よりも曲率半径が大きい円弧で形成された大円弧面部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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