JP4364557B2 - 乗用車用空気入りタイヤとホイールとの組立体、及び、乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムフランジ径が従来より大きなホイールに乗用車用空気入りタイヤをリム組みしてなる組立体と、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】
近年の乗用車用空気入りタイヤにおいては、耐久性や操縦安定性などのタイヤ性能を高めるだけなく、デザインを重視してファッション性を高める傾向がある。中でも、偏平率の小さいタイヤをホイールにリム組みした車輪は、スポーツタイヤのイメージが有るため、特に関心が寄せられている。しかし、偏平率の小さいタイヤは、ハンドル操作を誤った場合などにリムフランジが縁石等と接触すると、リムフランジが変形するおそれがあり、また、タイヤ内容積の縮小に伴って負荷能力が小さくなるなどの欠点があった。
【０００３】
このため、空気入りタイヤの偏平率を小さくせずに、上記の如き車輪のファッション性を高める方法として、リムフランジ径を従来より大きくすることが考えられた。但し、リムフランジ径を両側とも大きくすると、空気入りタイヤへの嵌め込みが非常に困難になり、リム組みが行えないので、片側のリムフランジ径のみを大きく形成することで、リム組みを可能とするホイールが実用的である。
【０００４】
ところが、上記非対称リムフランジを有するホイールを使用した場合、リムフランジ径が大きく形成された側において、タイヤのたわみが抑制されるため、ショルダー部の接地圧が反対側よりも高くなり、偏摩耗が発生することが判明した。
【０００５】
従来、そのような接地圧の不均一やショルダー部の偏摩耗を抑制する方法として、非対称トレッド形状や非対称トレッドパターン等が提案されている。例えば、下記特許文献１では、接地圧の高い領域のネガティブ率を小さく設定することで、接地面積を増大させ、接地圧を低下させることが提案されている。また、下記特許文献２では、偏摩耗が発生する側のショルダー部の曲率半径（トレッド部からサイド部に連なる補助曲率半径）を小さく設定して接地幅を広げる方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７８７１３号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平５−９６９１０号公報（第２頁、図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に係るタイヤは制動性能の向上を目的としたものであり、ネガティブ率の小さい領域が、前輪では内側に、後輪では外側になるように装着するものである。従って、リムフランジ径が従来より大きなホイールに装着するタイヤにそのまま適用できるものではない。また、上記特許文献２のように、一方のショルダー部と他方のショルダー部の曲率半径の差が大きくなると、偏摩耗を抑制する効果が生じるものの、操縦安定性など、他のタイヤ性能への悪影響が大きくなるので好ましくない。
【０００７】
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乗用車用空気入りタイヤをリム組みしてなる組立体と、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好適に抑制することができる組立体及び乗用車用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【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とホイールとの組立体は、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ー部を介して連ねるトレッド部と、前記サイドウォール部の少なくとも片側に、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有する環状の膨出部とを備え、その膨出部はノミナル径を基準として５５ｍｍ以上の高さに且つタイヤ最大幅の位置よりタイヤ外周側に頂点が位置し、その頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であると共に、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％であり、タイヤ赤道線を境界として、タイヤ装着時に外側となる側の領域におけるボイド比をＶｏとし、反対側の領域におけるボイド比をＶｉとするとき、Ｖｏ＜Ｖｉを満たす乗用車用空気入りタイヤを、ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールにリム組みしていて、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いことを特徴とする。
【０００９】
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、ボイド比とは、接地面積における溝面積の百分率（％）を指す。尚、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。
【００１０】
また、本発明の別の空気入りタイヤは、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ー部を介して連ねるトレッド部と、前記サイドウォール部の少なくとも片側に、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有する環状の膨出部とを備え、その膨出部はノミナル径を基準として５５ｍｍ以上の高さに頂点が位置し、その頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であると共に、タイヤ赤道線を境界として、タイヤ装着時に外側となる側の領域におけるゴム硬度をＨｏとし、反対側の領域におけるゴム硬度をＨｉとするとき、Ｈｏ＞Ｈｉを満たすことを特徴とする。
【００１１】
本発明の乗用車用空気入りタイヤにおいて、ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールに使用されるものであり、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いものが好ましい。
【００１２】
本発明の乗用車用空気入りタイヤにおいて、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％であるものが好ましい。
【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。また、前記膨出部が、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有するため、サイドウォール部の変形によるリムフランジとの接触・摩耗を効果的に抑制することができる。更に、当該内周側面を有する膨出部は、サイドウォール部の変形を抑制してタイヤの運動性能を向上させることができる。
【００１４】
また、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比を、タイヤ赤道線を挟んで反対側よりも低く設定しているため、当該外側の接地面積が比較的大きくなり、接地圧を反対側よりも低下させることができる。それにより、接地圧の不均一が解消され、ショルダー部の偏摩耗を好適に抑制することができる。
【００１５】
また、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるゴム硬度を、タイヤ赤道線を挟んで反対側よりも高く設定した場合、当該外側のショルダー部の剛性が反対側よりも高められるため、当該ショルダー部に圧力が偏らずにタイヤの接地面において分散される。それにより、接地圧の不均一が解消され、ショルダー部の偏摩耗を好適に抑制することができる。
【００１６】
ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールに使用され、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いものである場合、上記のようなサイドウォール部の変形抑制効果が好適に得られると共に、ホイールとタイヤとの間へ砂等の異物が混入することを防止することができる。
【００１７】
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。
【００１８】
【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とホイールとの組立体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。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤは、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤは、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。
【００２４】
上記の膨出部１１は、リムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａに当接してサイドウォール部２の変形を抑制可能な内周側面１１ａを有する。膨出部１１の内周側面１１ａは、常時はリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａから離反していてもよく、走行時においてタイヤが変形する際に、膨出部１１の内周側面１１ａが外周側湾曲面２１ａに当接することで、サイドウォール部２の変形が抑制できればよい。本実施形態では、膨出部１１の内周側面１１ａが外周側湾曲面２１ａに、常時当接する場合の例を示す。
【００２５】
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が位置している。また、サイドウォール延長線からの高さＨ１は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】
更に、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ赤道線Ｃを境界として、タイヤ装着時に車両の外側となる領域におけるボイド比をＶｏとし、内側の領域におけるボイド比をＶｉとするとき、Ｖｏ＜Ｖｉを満たし、好ましくは２％≦Ｖｉ−Ｖｏ≦２０％を満たし、更に好ましくは５％≦Ｖｉ−Ｖｏ≦１０％を満たす。
【００２８】
Ｖｉ−Ｖｏが２％以下であると、外側の接地面積の増加による接地圧力の低減効果が少なく、ショルダー部３の偏摩耗を抑制する効果が小さくなる。Ｖｉ−Ｖｏが２０％を超えると、接地面積の差が大きくなりすぎ、直進から旋回する際に操縦安定性が悪化し易くなる。なお、ボイド比Ｖｏ、Ｖｉの具体的な数値としては、ボイド比Ｖｏが２５〜３３％、ボイド比Ｖｉが３５〜４５％が挙げられる。
【００２９】
ここで、ボイド比の内訳としては、溝密度とサイプ密度が挙げられる。溝密度とは、周方向溝や傾斜溝等のトレッド部４における溝長さの総和を接地面積で除したものである。また、サイプ密度とは、サイプの長さの総和を接地面積で除したものである。従って、ボイド比と溝密度又はサイプ密度とは、比例関係にある。
【００３０】
尚、本発明に係るトレッドパターンの形状は、上記のとおり非対称を呈するが、ボイド比ＶｏとＶｉが上記関係を満たす限り、形状を特に限定するものではない。
【００３１】
また、本発明の別の空気入りタイヤは、タイヤ赤道線Ｃを境界として、タイヤ装着時に車両の外側となる領域におけるゴム硬度をＨｏとし、内側の領域におけるゴム硬度をＨｉとするとき、Ｈｏ＞Ｈｉを満たし、好ましくは２°≦Ｈｏ−Ｈｉ≦１５°を満たし、更に好ましくは４°＜Ｈｏ−Ｈｉ≦８°を満たす。ここで、ゴム硬度はＪＩＳ Ａ硬度を指す。Ｈｏ−Ｈｉが２°以上でないと、外側の接地圧力の分散効果が少なく、ショルダー部３の摩耗を抑制する効果が小さくなる。Ｈｏ−Ｈｉが１５°を超えると、硬度差が大きくなりすぎ、耐偏摩耗性が逆に悪化する。なお、ゴム硬度Ｈｏ、Ｈｉの具体的な数値としては、ゴム硬度Ｈｏが５５〜７５°、ゴム硬度Ｈｉが４０〜７２°が挙げられる。
【００３２】
本発明ではボイド比Ｖｏ、Ｖｉが上記関係を満たすと共に、ゴム硬度Ｈｏ、Ｈｉが上記関係を満たすものであってもよい。上記両方の効果によって、ショルダー部３の偏摩耗をより好適に抑制することができる。
【００３３】
本発明の空気入りタイヤは、ノミナル径ＮＲを基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジ２１を外側に有するホイール２０に使用されるものであり、膨出部１１の頂点Ｐ１の位置が、使用するホイール２０のリムフランジ２１の高さＨＲより０〜４ｍｍ高いことが好ましい。これにより、サイドウォール部２の変形抑制効果が好適に得られると共に、ホイールとタイヤとの間へ砂等の異物が混入することを防止することができる。
【００３４】
その際、膨出部１１の頂点Ｐ１の位置のノミナル径ＮＲを基準とする高さが、タイヤ断面高さＨ２に対して４１〜６１％であることが好ましい。これにより、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。また、膨出部１１の頂点Ｐ１の位置が、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。
【００３５】
以上により、リムフランジ径が従来より大きなホイールに装着可能で、ショルダー部３の偏摩耗を好適に抑制することができる空気入りタイヤを提供することができる。
【００３６】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、膨出部１１の内周側面１１ａがリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａに、常時当接する場合の例を示したが、本発明では、膨出部１１の内周側面１１ａがリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａから離反していてもよい。その場合も使用するホイール２０のリムフランジ２１の高さＨＲより０〜４ｍｍ高い位置に、頂点Ｐ１が位置するのが好ましい。
【００３７】
（２）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。
【００３８】
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。
【００３９】
（３）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。膨出部１１の内周側面１１ａが内側にくびれた形状である場合、その曲率半径ＰＲは、リムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａへのフィット性より、３〜３０ｍｍが好ましく、５〜２０ｍｍがより好ましい。
【００４０】
【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。
【００４１】
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。
【００４２】
（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。
【００４３】
（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。
【００４４】
従来例
トレッドパターンの形状及びゴム硬度が、タイヤ赤道線を挟んで左右（外側、内側）で対称であること以外は、本実施形態に係る空気入りタイヤと同様とした。尚、ボイド比Ｖｏ、Ｖｉを３７％、溝密度を０．０５７ｍｍ／ｍｍ2 、サイプ密度を０．０１５７ｍｍ／ｍｍ2 、ゴム硬度Ｈｏ、Ｈｉを６６°とした。
【００４５】
実施例１
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比Ｖｏを３２％（Ｖｉ−Ｖｏ＝５％）とした。
【００４６】
実施例２
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）における溝密度を０．０５４ｍｍ／ｍｍ2 （内側となる側の溝密度から５％低減）とした。
【００４７】
尚、溝密度は、溝縁を周方向に投影したラテラル方向長さと、同じくタイヤ幅方向に投影したサーカム方向長さの総和を全接地面積で除することで測定した。
【００４８】
実施例３
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるサイプ密度を０．０１４９ｍｍ／ｍｍ2 （内側となる側のサイプ密度から５％低減）とした。。
尚、サイプ密度は、サイプを周方向に投影したラテラル方向長さと、同じくタイヤ幅方向に投影したサーカム方向長さの総和を全接地面積で除することで測定した。
【００４９】
実施例４
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるゴム硬度Ｈｏを６９°（Ｈｏ−Ｈｉ＝３°）とした。
【００５０】
実施例５
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比Ｖｏを３２％（Ｖｉ−Ｖｏ＝５％）とし、更にゴム硬度Ｈｏを６９°（Ｈｏ−Ｈｉ＝３°）とした。
【００５１】
【表１】
表１の結果が示すように、実施例１の空気入りタイヤによれば、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比を、反対側よりも低くしたことにより、接地面積が大きくなり、接地圧の不均一化を抑制することができる。また、それによってショルダー部における偏摩耗の発生を抑制することができる。加えて、実施例２及び実施例３の結果から、溝密度、サイプ密度共に上記効果を奏することがわかるが、その寄与度は溝密度の方が大きいことがわかる。
【００５２】
実施例４では、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるゴム硬度を、反対側よりも高くしたことにより、当該外側のショルダー部の剛性が高められて圧力が接地面において分散されるために、接地圧の不均一化が抑制することができる。また、それによってショルダー部における偏摩耗の発生を抑制することができる。
【００５３】
実施例５では、実施例１と実施例４の効果がそれぞれ奏されて、接地圧の不均一化をより好適に抑制することができる。また、それによってショルダー部における偏摩耗の発生も、より好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤとホイールとの組立体の一例を示す断面の輪郭を示す概略図
【図２】本発明の空気入りタイヤの一例を示す断面の輪郭を示す要部拡大図
【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乗用車用空気入りタイヤをリム組みしてなる組立体と、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】
近年の乗用車用空気入りタイヤにおいては、耐久性や操縦安定性などのタイヤ性能を高めるだけなく、デザインを重視してファッション性を高める傾向がある。中でも、偏平率の小さいタイヤをホイールにリム組みした車輪は、スポーツタイヤのイメージが有るため、特に関心が寄せられている。しかし、偏平率の小さいタイヤは、ハンドル操作を誤った場合などにリムフランジが縁石等と接触すると、リムフランジが変形するおそれがあり、また、タイヤ内容積の縮小に伴って負荷能力が小さくなるなどの欠点があった。
【０００３】
このため、空気入りタイヤの偏平率を小さくせずに、上記の如き車輪のファッション性を高める方法として、リムフランジ径を従来より大きくすることが考えられた。但し、リムフランジ径を両側とも大きくすると、空気入りタイヤへの嵌め込みが非常に困難になり、リム組みが行えないので、片側のリムフランジ径のみを大きく形成することで、リム組みを可能とするホイールが実用的である。
【０００４】
ところが、上記非対称リムフランジを有するホイールを使用した場合、リムフランジ径が大きく形成された側において、タイヤのたわみが抑制されるため、ショルダー部の接地圧が反対側よりも高くなり、偏摩耗が発生することが判明した。
【０００５】
従来、そのような接地圧の不均一やショルダー部の偏摩耗を抑制する方法として、非対称トレッド形状や非対称トレッドパターン等が提案されている。例えば、下記特許文献１では、接地圧の高い領域のネガティブ率を小さく設定することで、接地面積を増大させ、接地圧を低下させることが提案されている。また、下記特許文献２では、偏摩耗が発生する側のショルダー部の曲率半径（トレッド部からサイド部に連なる補助曲率半径）を小さく設定して接地幅を広げる方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７８７１３号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平５−９６９１０号公報（第２頁、図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に係るタイヤは制動性能の向上を目的としたものであり、ネガティブ率の小さい領域が、前輪では内側に、後輪では外側になるように装着するものである。従って、リムフランジ径が従来より大きなホイールに装着するタイヤにそのまま適用できるものではない。また、上記特許文献２のように、一方のショルダー部と他方のショルダー部の曲率半径の差が大きくなると、偏摩耗を抑制する効果が生じるものの、操縦安定性など、他のタイヤ性能への悪影響が大きくなるので好ましくない。
【０００７】
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乗用車用空気入りタイヤをリム組みしてなる組立体と、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好適に抑制することができる組立体及び乗用車用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【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とホイールとの組立体は、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ー部を介して連ねるトレッド部と、前記サイドウォール部の少なくとも片側に、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有する環状の膨出部とを備え、その膨出部はノミナル径を基準として５５ｍｍ以上の高さに且つタイヤ最大幅の位置よりタイヤ外周側に頂点が位置し、その頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であると共に、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％であり、タイヤ赤道線を境界として、タイヤ装着時に外側となる側の領域におけるボイド比をＶｏとし、反対側の領域におけるボイド比をＶｉとするとき、Ｖｏ＜Ｖｉを満たす乗用車用空気入りタイヤを、ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールにリム組みしていて、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いことを特徴とする。
【０００９】
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、ボイド比とは、接地面積における溝面積の百分率（％）を指す。尚、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。
【００１０】
また、本発明の別の空気入りタイヤは、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ー部を介して連ねるトレッド部と、前記サイドウォール部の少なくとも片側に、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有する環状の膨出部とを備え、その膨出部はノミナル径を基準として５５ｍｍ以上の高さに頂点が位置し、その頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であると共に、タイヤ赤道線を境界として、タイヤ装着時に外側となる側の領域におけるゴム硬度をＨｏとし、反対側の領域におけるゴム硬度をＨｉとするとき、Ｈｏ＞Ｈｉを満たすことを特徴とする。
【００１１】
本発明の乗用車用空気入りタイヤにおいて、ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールに使用されるものであり、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いものが好ましい。
【００１２】
本発明の乗用車用空気入りタイヤにおいて、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％であるものが好ましい。
【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。また、前記膨出部が、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有するため、サイドウォール部の変形によるリムフランジとの接触・摩耗を効果的に抑制することができる。更に、当該内周側面を有する膨出部は、サイドウォール部の変形を抑制してタイヤの運動性能を向上させることができる。
【００１４】
また、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比を、タイヤ赤道線を挟んで反対側よりも低く設定しているため、当該外側の接地面積が比較的大きくなり、接地圧を反対側よりも低下させることができる。それにより、接地圧の不均一が解消され、ショルダー部の偏摩耗を好適に抑制することができる。
【００１５】
また、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるゴム硬度を、タイヤ赤道線を挟んで反対側よりも高く設定した場合、当該外側のショルダー部の剛性が反対側よりも高められるため、当該ショルダー部に圧力が偏らずにタイヤの接地面において分散される。それにより、接地圧の不均一が解消され、ショルダー部の偏摩耗を好適に抑制することができる。
【００１６】
ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールに使用され、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いものである場合、上記のようなサイドウォール部の変形抑制効果が好適に得られると共に、ホイールとタイヤとの間へ砂等の異物が混入することを防止することができる。
【００１７】
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。
【００１８】
【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とホイールとの組立体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。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤは、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤは、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。
【００２４】
上記の膨出部１１は、リムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａに当接してサイドウォール部２の変形を抑制可能な内周側面１１ａを有する。膨出部１１の内周側面１１ａは、常時はリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａから離反していてもよく、走行時においてタイヤが変形する際に、膨出部１１の内周側面１１ａが外周側湾曲面２１ａに当接することで、サイドウォール部２の変形が抑制できればよい。本実施形態では、膨出部１１の内周側面１１ａが外周側湾曲面２１ａに、常時当接する場合の例を示す。
【００２５】
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が位置している。また、サイドウォール延長線からの高さＨ１は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】
更に、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ赤道線Ｃを境界として、タイヤ装着時に車両の外側となる領域におけるボイド比をＶｏとし、内側の領域におけるボイド比をＶｉとするとき、Ｖｏ＜Ｖｉを満たし、好ましくは２％≦Ｖｉ−Ｖｏ≦２０％を満たし、更に好ましくは５％≦Ｖｉ−Ｖｏ≦１０％を満たす。
【００２８】
Ｖｉ−Ｖｏが２％以下であると、外側の接地面積の増加による接地圧力の低減効果が少なく、ショルダー部３の偏摩耗を抑制する効果が小さくなる。Ｖｉ−Ｖｏが２０％を超えると、接地面積の差が大きくなりすぎ、直進から旋回する際に操縦安定性が悪化し易くなる。なお、ボイド比Ｖｏ、Ｖｉの具体的な数値としては、ボイド比Ｖｏが２５〜３３％、ボイド比Ｖｉが３５〜４５％が挙げられる。
【００２９】
ここで、ボイド比の内訳としては、溝密度とサイプ密度が挙げられる。溝密度とは、周方向溝や傾斜溝等のトレッド部４における溝長さの総和を接地面積で除したものである。また、サイプ密度とは、サイプの長さの総和を接地面積で除したものである。従って、ボイド比と溝密度又はサイプ密度とは、比例関係にある。
【００３０】
尚、本発明に係るトレッドパターンの形状は、上記のとおり非対称を呈するが、ボイド比ＶｏとＶｉが上記関係を満たす限り、形状を特に限定するものではない。
【００３１】
また、本発明の別の空気入りタイヤは、タイヤ赤道線Ｃを境界として、タイヤ装着時に車両の外側となる領域におけるゴム硬度をＨｏとし、内側の領域におけるゴム硬度をＨｉとするとき、Ｈｏ＞Ｈｉを満たし、好ましくは２°≦Ｈｏ−Ｈｉ≦１５°を満たし、更に好ましくは４°＜Ｈｏ−Ｈｉ≦８°を満たす。ここで、ゴム硬度はＪＩＳ Ａ硬度を指す。Ｈｏ−Ｈｉが２°以上でないと、外側の接地圧力の分散効果が少なく、ショルダー部３の摩耗を抑制する効果が小さくなる。Ｈｏ−Ｈｉが１５°を超えると、硬度差が大きくなりすぎ、耐偏摩耗性が逆に悪化する。なお、ゴム硬度Ｈｏ、Ｈｉの具体的な数値としては、ゴム硬度Ｈｏが５５〜７５°、ゴム硬度Ｈｉが４０〜７２°が挙げられる。
【００３２】
本発明ではボイド比Ｖｏ、Ｖｉが上記関係を満たすと共に、ゴム硬度Ｈｏ、Ｈｉが上記関係を満たすものであってもよい。上記両方の効果によって、ショルダー部３の偏摩耗をより好適に抑制することができる。
【００３３】
本発明の空気入りタイヤは、ノミナル径ＮＲを基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジ２１を外側に有するホイール２０に使用されるものであり、膨出部１１の頂点Ｐ１の位置が、使用するホイール２０のリムフランジ２１の高さＨＲより０〜４ｍｍ高いことが好ましい。これにより、サイドウォール部２の変形抑制効果が好適に得られると共に、ホイールとタイヤとの間へ砂等の異物が混入することを防止することができる。
【００３４】
その際、膨出部１１の頂点Ｐ１の位置のノミナル径ＮＲを基準とする高さが、タイヤ断面高さＨ２に対して４１〜６１％であることが好ましい。これにより、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。また、膨出部１１の頂点Ｐ１の位置が、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。
【００３５】
以上により、リムフランジ径が従来より大きなホイールに装着可能で、ショルダー部３の偏摩耗を好適に抑制することができる空気入りタイヤを提供することができる。
【００３６】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、膨出部１１の内周側面１１ａがリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａに、常時当接する場合の例を示したが、本発明では、膨出部１１の内周側面１１ａがリムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａから離反していてもよい。その場合も使用するホイール２０のリムフランジ２１の高さＨＲより０〜４ｍｍ高い位置に、頂点Ｐ１が位置するのが好ましい。
【００３７】
（２）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。
【００３８】
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。
【００３９】
（３）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。膨出部１１の内周側面１１ａが内側にくびれた形状である場合、その曲率半径ＰＲは、リムフランジ２１の外周側湾曲面２１ａへのフィット性より、３〜３０ｍｍが好ましく、５〜２０ｍｍがより好ましい。
【００４０】
【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。
【００４１】
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。
【００４２】
（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。
【００４３】
（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。
【００４４】
従来例
トレッドパターンの形状及びゴム硬度が、タイヤ赤道線を挟んで左右（外側、内側）で対称であること以外は、本実施形態に係る空気入りタイヤと同様とした。尚、ボイド比Ｖｏ、Ｖｉを３７％、溝密度を０．０５７ｍｍ／ｍｍ2 、サイプ密度を０．０１５７ｍｍ／ｍｍ2 、ゴム硬度Ｈｏ、Ｈｉを６６°とした。
【００４５】
実施例１
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比Ｖｏを３２％（Ｖｉ−Ｖｏ＝５％）とした。
【００４６】
実施例２
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）における溝密度を０．０５４ｍｍ／ｍｍ2 （内側となる側の溝密度から５％低減）とした。
【００４７】
尚、溝密度は、溝縁を周方向に投影したラテラル方向長さと、同じくタイヤ幅方向に投影したサーカム方向長さの総和を全接地面積で除することで測定した。
【００４８】
実施例３
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるサイプ密度を０．０１４９ｍｍ／ｍｍ2 （内側となる側のサイプ密度から５％低減）とした。。
尚、サイプ密度は、サイプを周方向に投影したラテラル方向長さと、同じくタイヤ幅方向に投影したサーカム方向長さの総和を全接地面積で除することで測定した。
【００４９】
実施例４
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるゴム硬度Ｈｏを６９°（Ｈｏ−Ｈｉ＝３°）とした。
【００５０】
実施例５
従来例に係る空気入りタイヤに対して、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるボイド比Ｖｏを３２％（Ｖｉ−Ｖｏ＝５％）とし、更にゴム硬度Ｈｏを６９°（Ｈｏ−Ｈｉ＝３°）とした。
【００５１】
【表１】
【００５２】
実施例４では、タイヤ装着時に外側となる側（リムフランジ径が大きく形成された側）におけるゴム硬度を、反対側よりも高くしたことにより、当該外側のショルダー部の剛性が高められて圧力が接地面において分散されるために、接地圧の不均一化が抑制することができる。また、それによってショルダー部における偏摩耗の発生を抑制することができる。
【００５３】
実施例５では、実施例１と実施例４の効果がそれぞれ奏されて、接地圧の不均一化をより好適に抑制することができる。また、それによってショルダー部における偏摩耗の発生も、より好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤとホイールとの組立体の一例を示す断面の輪郭を示す概略図
【図２】本発明の空気入りタイヤの一例を示す断面の輪郭を示す要部拡大図
Claims (4)
- 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ー部を介して連ねるトレッド部と、前記サイドウォール部の少なくとも片側に、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有する環状の膨出部とを備え、
その膨出部はノミナル径を基準として５５ｍｍ以上の高さに且つタイヤ最大幅の位置よりタイヤ外周側に頂点が位置し、その頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であると共に、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％であり、
タイヤ赤道線を境界として、タイヤ装着時に外側となる側の領域におけるボイド比をＶｏとし、反対側の領域におけるボイド比をＶｉとするとき、Ｖｏ＜Ｖｉを満たす乗用車用空気入りタイヤを、
ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールにリム組みしていて、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高いことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤとホイールとの組立体。 - 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ー部を介して連ねるトレッド部と、前記サイドウォール部の少なくとも片側に、リムフランジの外周側湾曲面に当接してサイドウォール部の変形を抑制可能な内周側面を有する環状の膨出部とを備え、
その膨出部はノミナル径を基準として５５ｍｍ以上の高さに頂点が位置し、その頂点のサイドウォール延長線からの高さが３ｍｍ以上であると共に、
タイヤ赤道線を境界として、タイヤ装着時に外側となる側の領域におけるゴム硬度をＨｏとし、反対側の領域におけるゴム硬度をＨｉとするとき、Ｈｏ＞Ｈｉを満たすことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ。 - ノミナル径を基準とした高さが５５ｍｍ以上であるリムフランジを外側に有するホイールに使用されるものであり、前記膨出部の頂点の位置が前記リムフランジより０〜４ｍｍ高い請求項２記載の乗用車用空気入りタイヤ。
- 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２又は３記載の乗用車用空気入りタイヤ。
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