JP5750156B2

JP5750156B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP5750156B2
Application number: JP2013511939A
Authority: JP
Inventors: 文男高橋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: EP2708381B1; WO2012147356A1; EP2708381A1; CN103502022B; CN103502022A; US9815334B2; JPWO2012147356A1; EP2708381A4; US20140034207A1

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、特には、転がり抵抗を低減した空気入りタイヤに関するものである。

近年、環境への配慮および経済性の観点から、低燃費なタイヤが求められている。そして、そのような低燃費タイヤを得るための一手段として、タイヤの転がり抵抗を低減することが着目されている。

ここで、転がり抵抗を効果的に低減して低燃費タイヤを得る方法としては、転がり抵抗の主な発生原因であるヒステリシスロスを低減することが提案されている。具体的には、低燃費タイヤを得る方法としては、例えば走行時のタイヤのケース形状の変化に起因して生じるヒステリシスロス（「歪エネルギーロス」と称されることもあるエネルギーの損失。）を低減することが提案されている。

そして、タイヤのケース形状の変化に起因するヒステリシスロスの発生を抑制して転がり抵抗を低減した低燃費タイヤとしては、カーカスのタイヤ幅方向断面形状を自然平衡形状から外したタイヤが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。具体的には、特許文献１および２には、転がり抵抗を低減した低燃費タイヤとして、タイヤ幅方向断面視において、サイドウォール部のタイヤ径方向外側部分に位置するカーカスの曲率半径を同じ位置における自然平衡形状のカーカスの曲率半径よりも小さくした空気入りタイヤが開示されている。そして、この特許文献１および２に記載の空気入りタイヤでは、せん断変形を受けた際のエネルギー損失は大きいが曲げ変形を受けた際のエネルギー損失は小さいサイドウォール部のタイヤ径方向外側部分に位置するカーカスの曲率半径を小さくすることにより、曲げ変形を受けた際のエネルギー損失が大きいサイドウォール部のタイヤ径方向内側部分（ビード部に近い部分）における走行時の曲げ変形を小さくして、ヒステリシスロスの発生を抑制し、転がり抵抗を低減している。
なお、「自然平衡形状」とは、適用リムに装着し、ＪＡＴＭＡ等の規格で規定される最大負荷能力に対応した内圧を適用した、カーカスコードに張力以外のせん断歪みや曲げ歪みが発生していないタイヤにおける、既知の自然平衡形状理論に則して導き出されたカーカスの形状を指す。

特開昭６０−６１３０５号公報特開昭６２−１８４９０２号公報

しかし、サイドウォール部のタイヤ径方向外側部分に位置するカーカスの曲率半径を同じ位置における自然平衡形状のカーカスの曲率半径よりも小さくした上記従来の空気入りタイヤには、転がり抵抗を更に低減させ得るという点において更なる改善の余地があった。

そこで、本発明は、転がり抵抗を十分に低減した空気入りタイヤを提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部から一対のサイドウォール部を介して一対のビード部にわたってトロイド状に延び、ビード部内に埋設されたビードコアに係止されるカーカス本体部を有するカーカスと、前記カーカスのクラウン部外周側に配設された少なくとも１層のベルト層からなるベルトとを備える空気入りタイヤであって、タイヤを適用リムに装着し、所定の内圧無負荷条件とした状態にて、前記カーカスのタイヤ径方向内端からタイヤ径方向外方に向かって測定した距離がカーカス断面高さの１／２となる位置よりもタイヤ径方向外側に位置するカーカス本体部のタイヤ径方向外側部分のタイヤ幅方向断面の曲率半径の最小値Ｒ１が、前記タイヤ径方向外側部分よりもタイヤ径方向内側に位置するカーカス本体部のタイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分のタイヤ幅方向断面の曲率半径の最小値Ｒ２の０．６倍以下であり、前記ベルトのタイヤ幅方向外端と、前記カーカス本体部との間の最短距離が、４ｍｍ以上７．５ｍｍ以下であることを特徴とする。このように、カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１をタイヤ径方向内側部分の曲率半径の最小値Ｒ２の０．６倍以下（０．６≧Ｒ１／Ｒ２）とすれば、カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分が曲げ変形し易くなる一方で、タイヤ径方向内側部分が曲げ変形し難くなる。従って、ゴム量が多いビード部付近の走行時における曲げ変形を小さくすることができるので、ヒステリシスロスを低減してタイヤの転がり抵抗を低減することができる。また、ベルトのタイヤ幅方向外端とカーカス本体部との間の最短距離を７．５ｍｍ以下とすれば、内圧充填時のトレッド部の変形をタイヤ幅方向で均一にして、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができると共に、ゴムの使用量を低減してタイヤの転がり抵抗を低減することができる。
なお、本発明において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムを指す。また、「所定の内圧無負荷条件」とは、タイヤを適用リムに装着し、７０ｋＰａの内圧を充填した無負荷（荷重を加えない）条件を指す。更に、「カーカス断面高さ」とは、カーカスのタイヤ径方向内端位置からタイヤ径方向外端位置までのタイヤ径方向外方に向かって測定した距離を指す。そして、「カーカス本体部のタイヤ幅方向断面の曲率半径」とは、カーカス本体部に埋設された全てのカーカスコードの中心軸線同士を結んで形成される仮想面のタイヤ幅方向断面（曲線になる）の曲率半径を指す。因みに、カーカスが複数のプライからなる場合には、「カーカス本体部」とは、タイヤ最内面側に位置するプライのカーカス本体部を指す。

ここで、本発明の空気入りタイヤは、前記ベルトのタイヤ幅方向寸法が、前記カーカスのタイヤ幅方向最大寸法の０．７５倍以下であることが好ましい。ベルトのタイヤ幅方向寸法をカーカスのタイヤ幅方向最大寸法の０．７５倍以下とすれば、トレッド部におけるゴムの使用量を低減してタイヤの転がり抵抗を低減することができるからである。

更に、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ幅方向断面視にて、前記カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分において曲率半径が最小値Ｒ１となる位置が、前記ベルトのタイヤ幅方向外端を通ってタイヤ径方向に平行に延びる仮想線からタイヤ幅方向外方に１０ｍｍ以上の範囲にあることが好ましい。曲率半径が最小値Ｒ１となる位置が、ベルトのタイヤ幅方向外端を通ってタイヤ径方向に平行に延びる仮想線からタイヤ幅方向外方に１０ｍｍ以上の範囲にあれば、内圧充填時のトレッド部の変形をタイヤ幅方向で均一にして、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができるからである。

また、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ幅方向断面視にて、前記ベルトの端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部の曲率半径が、前記カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１の１．５倍以上であることが好ましい。ベルト端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部の曲率半径をタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１の１．５倍以上とすれば、内圧充填時のトレッド部の変形をタイヤ幅方向で均一にして、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができるからである。
なお、本発明において、「ベルトの端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部」とは、カーカス本体部のうち、ベルト端からカーカスに下ろした垂線とカーカスとの交点を中心としてタイヤ幅方向に５ｍｍ以内の範囲に位置する部分を指す。

更に、本発明の空気入りタイヤは、前記カーカス本体部からタイヤ外周面までのカーカス本体部に直交する方向に沿って測定した距離が、前記カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分において曲率半径が最小値Ｒ１となる位置において最小となることが好ましい。曲率半径が最小値Ｒ１となる位置におけるゴムの厚さを最小とすれば、曲げ変形時のヒステリシスロスを更に低減してタイヤの転がり抵抗を更に低減することができるからである。

また、本発明の空気入りタイヤは、タイヤを適用リムに装着し、所定の内圧無負荷条件とした状態から正規内圧を充填した状態とした際に、タイヤ幅方向断面におけるタイヤの外輪郭が、前記トレッド部においてタイヤ径方向外方に向かって膨出し、前記サイドウォール部の上方域において、所定の内圧無負荷条件とした状態のタイヤ外輪郭と正規内圧充填時のタイヤ外輪郭とを重ね合わせた際に現れる２つの交点間に位置する部分がタイヤ幅方向内方にずれ込み、前記サイドウォール部の下方域において、タイヤ外輪郭がタイヤ幅方向外方へ張り出すことが好ましい。
なお、本発明において、「正規内圧」とは、ＪＡＴＭＡ等の規格で規定される最大負荷能力に対応した内圧を指す。また、「サイドウォール部の上方域」とは、サイドウォール部のうち、カーカスのタイヤ径方向内端からタイヤ径方向外方に向かって測定した距離がカーカス断面高さの１／２となる位置を通ってタイヤ幅方向に平行に延びる仮想線よりもタイヤ径方向外側に位置する部分を指し、「サイドウォール部の下方域」とは、サイドウォール部のうち、上方域よりもタイヤ径方向内側に位置する部分を指す。

そして、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内方、且つ、適用リムに装着し、所定の内圧無負荷条件とした状態におけるタイヤと適用リムとの離反点よりもタイヤ径方向外方に位置する部分のタイヤ外周面側に凹部が形成されていることが好ましい。凹部を形成すれば、タイヤを軽量化してタイヤの転がり抵抗を更に低減することができるからである。

本発明の空気入りタイヤによれば、ヒステリシスロスを低減して転がり抵抗を十分に低減することができる。

本発明に従う代表的な空気入りタイヤを、適用リムに装着した状態で、タイヤ半部について示すタイヤ幅方向断面図である。図１に示す空気入りタイヤに正規内圧を充填した際のタイヤ幅方向断面の形状変化について示す説明図であり、破線は正規内圧充填前のタイヤ幅方向断面形状を示し、実線は正規内圧充填後のタイヤ幅方向断面形状を示す。本発明に従う他の空気入りタイヤを、適用リムに装着した状態で、タイヤ半部について示すタイヤ幅方向断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に従う空気入りタイヤの一例について、適用リムＲに装着して所定の内圧無負荷条件とした状態のタイヤ幅方向断面をタイヤ半部について示す図である。

ここで、図１に示す空気入りタイヤ１０は、トラックやバス等の重荷重車両用に適した空気入りタイヤである。そして、この空気入りタイヤ１０は、トレッド部１と、トレッド部１の側部からタイヤ径方向内方に延びる一対のサイドウォール部２（片側のみ図示）と、各サイドウォール部２のタイヤ径方向内方に連なるビード部３（片側のみ図示）とを備えている。なお、本発明の空気入りタイヤは、重荷重車両用空気入りタイヤに限定されることはなく、乗用車用空気入りタイヤ等として用いることもできる。

また、空気入りタイヤ１０は、互いに平行に配列されたカーカスコードをゴム被覆してなり、且つ、一対のビード部３間に延在する１プライからなるラジアルカーカス５を備えている。ここで、ラジアルカーカス５は、トレッド部１から一対のサイドウォール部２を介して一対のビード部３にわたってトロイド状に延び、ビード部３内に埋設された断面略六角形のビードコア４に係止されるカーカス本体部５１と、該カーカス本体部５１から延びビードコア４の周りでタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって折り返されてなるカーカス折り返し部５２とで構成されている。なお、図１ではカーカスプライのプライ数を１プライとした場合を示しているが、本発明の空気入りタイヤでは、プライ数は必要に応じて２プライ以上とすることができる。また、本発明の空気入りタイヤでは、カーカスの折り返し形式は特に限定されることはなく、カーカスは例えばビードコアの周りに巻き付けられていても良い。

更に、トレッド部１のラジアルカーカス５のタイヤ径方向外側（クラウン部外周側）には、タイヤ周方向に対して所定の角度で配列されたコードをゴム被覆してなる４層のベルト層６１，６２，６３，６４からなるベルト６が埋設されている。そして、ベルト６のタイヤ径方向外側には、トレッドゴムが配設されており、該トレッドゴムの表面（即ち、トレッド部踏面）には、複数本の溝８が形成されている。なお、図１では、ベルト６が、合計４層のベルト層６１，６２，６３，６４からなる場合を示しているが、本発明の空気入りタイヤでは、ベルト層の数は任意の層数とすることができる。

また、ビード部３のビードコア４のタイヤ径方向外側には、ラジアルカーカス５に沿ってタイヤ径方向外方に向けて厚みが漸減する断面略三角形のビードフィラー７が配設されている。

ここで、図１に示す空気入りタイヤ１０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分、即ち、カーカス本体部５１のうち、ラジアルカーカス５のタイヤ径方向内端からタイヤ径方向外方に向かって測定した距離がカーカス断面高さＣＨの半分（ＣＨ_ｈ＝ＣＨ／２）となる位置よりもタイヤ径方向外側に位置する部分の曲率半径の最小値が、Ｒ１である。また、空気入りタイヤ１０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分、即ち、カーカス本体部５１のうち、タイヤ径方向外側部分よりもタイヤ径方向内側に位置し、且つ、タイヤ幅方向外方に凸となる部分のタイヤ幅方向断面の曲率半径の最小値が、Ｒ２である。なお、「タイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分」とは、タイヤ径方向内側部分のうち曲率中心がカーカス本体部５１よりもタイヤ幅方向内方に位置する部分に等しい。

そして、この空気入りタイヤ１０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１が、カーカス本体部５１のタイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分の曲率半径の最小値Ｒ２の０．６倍以下（０．６≧Ｒ１／Ｒ２）である。

ここで、一般に、空気入りタイヤでは、カーカス本体部の曲率半径が小さい（即ち、曲率が大きい）部分ほど、内圧充填時にサイドウォール部に生じる張力剛性が小さくなる。即ち、カーカス本体部の曲率半径が小さい部分では、サイドウォール部が曲げ変形し易くなる。そのため、この空気入りタイヤ１０では、曲率半径の最小値Ｒ１がＲ２の０．６倍以下となるカーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分が位置するサイドウォール部２の上方域、特にカーカス本体部５１の曲率半径が最小値Ｒ１となる位置Ｐが、走行時に曲げ変形し易くなる。一方、この空気入りタイヤ１０では、曲率半径の最小値Ｒ２がＲ１よりも大きいカーカス本体部５１のタイヤ径方向内側部分が位置するサイドウォール部２の下方域は、サイドウォール部２の上方域と比較して曲げ変形し難くなる。
なお、通常の空気入りタイヤではクラウン部の曲率半径は大きくなるので、一般に位置Ｐはサイドウォール部に位置する。

従って、この空気入りタイヤ１０は、走行時に、ゴムの厚さ（カーカス本体部５１からタイヤ外表面までのカーカス本体部５１に直交する方向に沿って測定した距離）が薄いサイドウォール部２の上方域が大きく曲げ変形する一方で、ゴムの厚さが厚いサイドウォール部２の下方域（特に、ビード部３付近）は殆ど曲げ変形しない。即ち、ゴム量が少なくて屈曲時のヒステリシスロスが発生し難いサイドウォール部２の上方域が大きく曲げ変形する一方で、ゴム量が多くて屈曲時のヒステリシスロスが発生し易いサイドウォール部２の下方域は殆ど曲げ変形しない。そのため、空気入りタイヤ１０全体としてみたときに、ヒステリシスロスが少なくなり、タイヤの転がり抵抗が低くなる。

ここで、この空気入りタイヤ１０では、曲率半径が最小値Ｒ１となる位置におけるサイドウォール部２の曲げ変形が大きくなり過ぎるのを防止してサイドウォール部２における故障の発生を抑制する観点からは、Ｒ１はＲ２の０．０４倍以上（０．０４≦Ｒ１／Ｒ２）であることが好ましい。また、空気入りタイヤ１０では、サイドウォール部２の下方域の曲げ変形を確実に小さくしてタイヤ全体でのヒステリシスロスを確実に低減する観点からは、Ｒ１はＲ２の０．４倍以下（０．４≧Ｒ１／Ｒ２）であることが好ましい。

また、この空気入りタイヤ１０では、ベルト６のタイヤ幅方向寸法ＢＷ（２ＢＷ_ｈ）、即ちタイヤ幅方向寸法が最も大きいベルト層６２のタイヤ幅方向の寸法が、ラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷ（２ＣＷ_ｈ）の０．７５倍以下であることが好ましい。更に、この空気入りタイヤ１０では、トレッド幅ＴＷ（２ＴＷ_ｈ）が、ラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７７倍以下であることが好ましい。ベルト６のタイヤ幅方向寸法ＢＷがラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７５倍以下の場合や、トレッド幅ＴＷがラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７７倍以下の場合、トレッド部１のゴムの量が少なくなり、走行時のトレッド部１におけるゴムの発熱量を低減することができるので、ヒステリシスロスを低減してタイヤの転がり抵抗を低減することができるからである。

なお、空気入りタイヤ１０では、走行時のトレッド部１におけるゴムの発熱量を更に低減してタイヤの転がり抵抗を更に低減する観点からは、ベルト６のタイヤ幅方向寸法ＢＷをラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７３倍以下とすることが好ましく、また、トレッド幅ＴＷをラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７５倍以下とすることが好ましい。走行時にベルト６と路面との間で挟まれて変形するトレッドゴムの体積を少なくすれば、トレッドゴムの発熱量（ヒステリシスロス）を低減することができるからである。なお、一般に、補強層であるベルト６のタイヤ幅方向最大寸法ＢＷは、トレッド幅ＴＷに応じて変化する。
更に、空気入りタイヤ１０では、接地形状が大幅に変化してヒステリシスロスを十分に低減できなくなることを防止する観点からは、ベルト６のタイヤ幅方向寸法ＢＷをラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７０倍以上とすることが好ましく、また、トレッド幅ＴＷをラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．７２倍以上とすることが好ましい。なお、接地形状が大幅に変化した場合には、接地圧の局所的な集中に起因してトレッド部１が局所的に大変形し、大きなヒステリシスロスが発生する。

更に、この空気入りタイヤ１０では、ベルト６のタイヤ幅方向外端、即ちタイヤ幅方向寸法が最も大きいベルト層６２のタイヤ幅方向外端と、カーカス本体部５１との間の最短距離Ｄが、７．５ｍｍ以下であることが好ましい。換言すれば、ベルト６のタイヤ幅方向外端からカーカス本体部５１に向かって引いた垂線の長さが、７．５ｍｍ以下であることが好ましい。ベルト６のタイヤ幅方向外端からカーカス本体部５１までの最短距離Ｄを７．５ｍｍ以下とすれば、ベルト６の端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部５１を平坦な形状とし、且つ、ラジアルカーカス５のタイヤ幅方向断面を滑らかな曲線で設計しつつ、曲率半径の最小値Ｒ１を十分に小さくし得るので、正規内圧充填時のトレッド部１の変形をタイヤ幅方向で均一にして、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができるからである。また、トレッド部１のゴムの量を低減してタイヤの転がり抵抗を更に低減することができるからである。因みに、ベルト６のタイヤ幅方向外端からカーカス本体部５１に向かって引いた垂線とは、ベルト６に埋設されたコードのうちタイヤ幅方向最外側に位置するコードの中心軸線から、カーカス本体部５１に埋設されたカーカスコードの中心軸線同士を結ぶ平面に向かって引いた垂線を指す。

なお、空気入りタイヤ１０では、正規内圧充填時のトレッド部１の変形を更に均一にして、走行時のタイヤ形状を確実に均一に保つ観点からは、最短距離Ｄを６．２ｍｍ以下とすることが好ましい。また、空気入りタイヤ１０では、ラジアルカーカス５とベルト６と間で故障が発生するのを抑制する観点からは、最短距離Ｄは４ｍｍ以上であることが好ましい。

また、この空気入りタイヤ１０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分において曲率半径が最小値Ｒ１となる位置Ｐと、ベルト６のタイヤ幅方向外端を通ってタイヤ径方向に沿って延びる仮想線Ｌとの間の距離が、仮想線Ｌからタイヤ幅方向外方に向かって測定して、ラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．０７倍以上（例えば、１０ｍｍ以上）であることが好ましく、ラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．１倍以上（例えば、１５ｍｍ以上）であることが更に好ましい。仮想線Ｌから曲率半径が最小値Ｒ１となる位置Ｐまでの距離をラジアルカーカス５のタイヤ幅方向最大寸法ＣＷの０．０７倍以上（例えば、１０ｍｍ以上）とすれば、特に曲げ変形し易い位置Ｐとベルト端との間の距離を十分に確保して、正規内圧充填時にベルト６のタイヤ幅方向端部がタイヤ径方向内方に屈曲するのを抑制することができるからである。即ち、正規内圧充填時のトレッド部１の変形をタイヤ幅方向で均一にして、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができるからである。

更に、この空気入りタイヤ１０では、ベルト６の端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部５１の曲率半径、即ちベルト６の端縁からカーカス本体部５１に下ろした垂線とカーカス本体部５１との交点を中心としてタイヤ幅方向両側に５ｍｍ以内の範囲にあるカーカス本体部５１の曲率半径が、カーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１の１．５倍以上であることが好ましい。ベルト６の端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部５１の曲率半径をＲ１の１．５倍以上とすれば、正規内圧充填時にベルト６のタイヤ幅方向端部がタイヤ径方向内方に屈曲するのを抑制することができるからである。即ち、正規内圧充填時のトレッド部１の変形をタイヤ幅方向で均一にして、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができるからである。

また、この空気入りタイヤ１０では、ゴムの厚さが、カーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分において曲率半径が最小値Ｒ１となる位置Ｐにおいて最小となることが好ましい。サイドウォール部２の上方域に位置する位置Ｐのゴム厚さをタイヤ内で最薄とすれば、走行時の位置Ｐにおける曲げ変形が促進されるので、ゴム量が多くて屈曲時のヒステリシスロスが発生し易いサイドウォール部２の下方域が更に曲げ変形し難くなるからである。即ち、空気入りタイヤ１０全体としてみたときに、ヒステリシスロスが更に少なくなり、タイヤの転がり抵抗が更に低くなるからである。

更に、この空気入りタイヤ１０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１が、２８ｍｍ以上であることが好ましく、４７ｍｍ以下であることが更に好ましい。曲率半径の最小値Ｒ１を２８ｍｍ以上とすれば、タイヤの製造が容易であり、且つ、空気入りタイヤの形状が十分に滑らかな形状になるからである。また、曲率半径の最小値Ｒ１を４７ｍｍ以下とすれば、曲率半径が最小値Ｒ１となる位置Ｐにおいてカーカスの張力を十分に低減し、負荷荷重時に位置Ｐにおいてカーカスを局所的に変形させることができる。従って、他の部位の変形を緩和し、タイヤ全体としての転がり抵抗を十分に低減することができるからである。
また、この空気入りタイヤ１０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分の曲率半径の最小値Ｒ２が、７８ｍｍ以上であることが好ましい。曲率半径の最小値Ｒ２を７８ｍｍ以上とすれば、サイドウォール部２の下方域の曲げ変形を確実に小さくして、タイヤ全体でのヒステリシスロスを確実に低減することができるからである。なお、曲率半径の最小値Ｒ２を極力大きくすれば、曲率半径が最小値Ｒ２となる位置において内圧充填時のカーカス張力が増大し、結果として曲率半径が最小値Ｒ２となる位置の変形を抑制できるので、転がり抵抗を十分に低減することができる。

そして、上述したような構成を有する空気入りタイヤ１０では、適用リムＲに装着して所定の内圧無負荷条件とした状態から正規内圧を充填した状態とした際に、タイヤ幅方向断面の形状が、図２に破線で示す形状から図２に実線で示す形状へと変化する。具体的には、タイヤ幅方向断面におけるタイヤの外輪郭が、トレッド部１、特にトレッド部１のクラウン部のうち少なくともベルト６が配設された領域においてタイヤ径方向外方に向かって膨出する。また、サイドウォール部２の上方域において、所定の内圧無負荷条件とした状態のタイヤ外輪郭と正規内圧充填時のタイヤ外輪郭とを重ね合わせた際に現れる２つの交点間に位置する部分がタイヤ幅方向内方にずれ込む。更に、サイドウォール部２の下方域において、タイヤ外輪郭がタイヤ幅方向外方へ張り出す。なお、図２では、ベルト６の図示を省略している。

次に、図３に、本発明に従う空気入りタイヤの他の例について、適用リムＲに装着して所定の内圧無負荷条件とした状態のタイヤ幅方向断面をタイヤ半部について示す。

図３に示す空気入りタイヤ２０は、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内方、且つ、タイヤと適用リムＲとの離反点よりもタイヤ径方向外方に位置するサイドウォール部２の一部のタイヤ外周面側に肉抜き状の凹部９が形成されている点を除き、他の点では先の一例の空気入りタイヤと同様の構成を有している。なお、図３中、図１に示す空気入りタイヤ１０と同様の構成を有する部分には同一の符号を付している。

そして、この空気入りタイヤ２０では、先の一例の空気入りタイヤ１０と同様にして、タイヤの転がり抵抗を低減することができると共に、走行時のタイヤ形状を均一に保つことができる。

また、この空気入りタイヤ２０では、凹部９が形成されているので、タイヤを軽量化してタイヤの転がり抵抗を更に低減することができる。なお、この空気入りタイヤ２０では、カーカス本体部５１のタイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分の曲率半径の最小値Ｒ２がタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１と比較して大きいので、タイヤ幅方向断面視にて、ラジアルカーカス５のカーカス本体部５１の延在方向がタイヤ径方向に対して成す角度が比較的小さい。そのため、空気入りタイヤ２０では、凹部９においてゴムの量を大幅に削減することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の空気入りタイヤは上述した一例および他の例に限定されることは無く、本発明の空気入りタイヤには適宜変更を加えることができる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（参考例１）
表１に示す諸元で、図１に示すような構成を有する空気入りタイヤ（サイズ：２９５／７５Ｒ２２．５）を試作した。そして、下記の方法で性能評価を行った。結果を表１に示す。

（従来例１）
諸元を表１に示すように変更した以外は、参考例１と同様にして空気入りタイヤを作製し、参考例１と同様の方法で性能評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例２）
諸元を表１に示すように変更した以外は、参考例１と同様にして空気入りタイヤを作製し、参考例１と同様の方法で性能評価を行った。結果を表１に示す。
（実施例３〜９）
表２に示す諸元で、図３に示すような構成を有する空気入りタイヤ（サイズ：２９５／７５Ｒ２２．５）を試作した。そして、参考例１と同様の方法で性能評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例１〜２）
諸元を表１に示すように変更した以外は、参考例１と同様にして空気入りタイヤを作製し、参考例１と同様の方法で性能評価を行った。結果を表１に示す。
（比較例３）
諸元を表２に示すように変更した以外は、実施例３と同様にして空気入りタイヤを作製し、実施例３と同様の方法で性能評価を行った。結果を表２に示す。

＜転がり抵抗＞
作製したタイヤを、サイズが８．２５×２２．５のリムに装着し、直径１．７ｍの鉄板表面を有するドラム試験機において、空気圧６６０ｋＰａ、荷重１８００ｋｇ、速度８０ｋｍ／ｈの条件でドラム走行試験を行い、転がり抵抗力を求めた。そして、従来例１の転がり抵抗力を１００として指数評価した。指数は小さいほど転がり抵抗が小さいことを示す。また、指数は５以上の差があれば有意な差があると言え、１０以上の差があれば非常に有意な差があると言える。なお、カーカスの形状を調整するだけで５以上の差を得ることは、通常、非常に困難である。更に、転がり抵抗の低減と、内圧充填時の変形分布の均一化とを両立させることは、一般的に困難を伴う。
＜内圧充填時の変形＞
作製したタイヤを、サイズが８．２５×２２．５のリムに装着し、その後、空気圧を６６０ｋＰａとした。そして、トレッド部中央（タイヤ赤道面）における内圧充填に起因したタイヤ外径の変化量に対するトレッド端位置における内圧充填に起因したタイヤ外径の変化量の比（トレッド端位置の内圧に起因したタイヤ径変化量（ｍｍ）／トレッド部中央の内圧に起因したタイヤ径変化量（ｍｍ））を求めた。比が１．０に近いほど内圧充填時にトレッド部が均一に変形していることを示す。なお、比は０．０２程度の差があれば有意な差があると言える。

表１〜２より、参考例１および実施例２〜９のタイヤは、従来例１のタイヤおよび比較例１〜３のタイヤよりも転がり抵抗が小さいことが分かる。また、実施例２〜９のタイヤは、参考例１のタイヤや比較例１〜３のタイヤよりも内圧充填時の変形が均一であることが分かる。特に、実施例６および７のタイヤは、実施例９のタイヤよりも内圧充填時の変形が均一であることが分かる。

本発明によれば、転がり抵抗を十分に低減した空気入りタイヤを提供することができる。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４ビードコア
５ラジアルカーカス
６ベルト
７ビードフィラー
８溝
９凹部
１０空気入りタイヤ
２０空気入りタイヤ
５１カーカス本体部
５２カーカス折り返し部
６１，６２，６３，６４ベルト層

Claims

トレッド部から一対のサイドウォール部を介して一対のビード部にわたってトロイド状に延び、ビード部内に埋設されたビードコアに係止されるカーカス本体部を有するカーカスと、前記カーカスのクラウン部外周側に配設された少なくとも１層のベルト層からなるベルトとを備える空気入りタイヤであって、
タイヤを適用リムに装着し、所定の内圧無負荷条件とした状態にて、
前記カーカスのタイヤ径方向内端からタイヤ径方向外方に向かって測定した距離がカーカス断面高さの１／２となる位置よりもタイヤ径方向外側に位置するカーカス本体部のタイヤ径方向外側部分のタイヤ幅方向断面の曲率半径の最小値Ｒ１が、前記タイヤ径方向外側部分よりもタイヤ径方向内側に位置するカーカス本体部のタイヤ径方向内側部分のうちタイヤ幅方向外方に凸となる部分のタイヤ幅方向断面の曲率半径の最小値Ｒ２の０．６倍以下であり、
前記ベルトのタイヤ幅方向外端と、前記カーカス本体部との間の最短距離が、４ｍｍ以上７．５ｍｍ以下であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
前記ベルトのタイヤ幅方向寸法が、前記カーカスのタイヤ幅方向最大寸法の０．７５倍以下であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ幅方向断面視にて、前記カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分において曲率半径が最小値Ｒ１となる位置が、前記ベルトのタイヤ幅方向外端を通ってタイヤ径方向に平行に延びる仮想線からタイヤ幅方向外方に１０ｍｍ以上の範囲にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ幅方向断面視にて、前記ベルトの端部のタイヤ径方向内方に位置するカーカス本体部の曲率半径が、前記カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分の曲率半径の最小値Ｒ１の１．５倍以上であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
前記カーカス本体部からタイヤ外周面までのカーカス本体部に直交する方向に沿って測定した距離が、前記カーカス本体部のタイヤ径方向外側部分において曲率半径が最小値Ｒ１となる位置において最小となることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
タイヤを適用リムに装着し、所定の内圧無負荷条件とした状態から正規内圧を充填した状態とした際に、
タイヤ幅方向断面におけるタイヤの外輪郭が、
前記トレッド部においてタイヤ径方向外方に向かって膨出し、
前記サイドウォール部の上方域において、所定の内圧無負荷条件とした状態のタイヤ外輪郭と正規内圧充填時のタイヤ外輪郭とを重ね合わせた際に現れる２つの交点間に位置する部分がタイヤ幅方向内方にずれ込み、
前記サイドウォール部の下方域において、タイヤ外輪郭がタイヤ幅方向外方へ張り出す、
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤ。
タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内方、且つ、適用リムに装着し、所定の内圧無負荷条件とした状態におけるタイヤと適用リムとの離反点よりもタイヤ径方向外方に位置する部分のタイヤ外周面側に凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の空気入りタイヤ。