WO2014115546A1

WO2014115546A1 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: WO2014115546A1
Application number: PCT/JP2014/000311
Authority: WO
Inventors: 一人大▲崎▼
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2014-07-31
Also published as: BR112015017378A2; CN105121187A; US10266015B2; RU2618358C2; RU2015135504A; EP2949483B1; EP2949483A1; CN105121187B; US20150352908A1; EP2949483A4

Abstract

　プライ本体部及びプライ折り返し部からなる少なくとも一枚のプライによるカーカスを備え、リム離反点からサイドウォール部のタイヤ最大幅位置までのタイヤ外表面に、タイヤ軸方向内側に凹となる凹部を有する空気入りタイヤであり、非リム組状態におけるタイヤ軸方向断面において、第一交点及び第二交点の２つの交点を通るビード背面部の外表面直線と、タイヤ軸方向とがなす角度αは、７０～１００°である。

Description

空気入りタイヤ

　本発明は、空気入りタイヤに関する。

　近年、環境への配慮及び経済性の観点から、自動車の燃費を向上することが求められている。このような背景の下、タイヤにおいては、転がり抵抗を低減することが希求されており、そのために、タイヤの構成部材や各部材の重量を削減することが行われている。

　タイヤの重量削減の方途としては、ゴムの使用量を低減することが有効であり、特許文献１では、ゴム使用量の多いビード部近傍のサイドゴムにつき、タイヤ最大幅位置とタイヤ外表面がリムフランジから離れるリム離反点との間の、タイヤの外表面をタイヤ軸方向内側に抉って凹部を設けることで、凹部の体積分のゴムを低減し、これによりタイヤ重量を低減することが提案されている。

特開２０００－１５８９１９号公報

　しかしながら、特許文献１のように、ビード部近傍のタイヤ外表面に凹部を設けると、サイドゴムの厚みが減少してビード部の剛性が低下することから、タイヤをリムに対して押し付けて装着した際に、リムフランジからの反力を受けてビード部が変形し、このビード部変形の影響によってカーカスプライの端部に歪みが生じて、その結果、プライ端セパレーションが発生するおそれがある。
　そこで、上述のように、タイヤの軽量化を享受しつつ、同時に、プライ端セパレーションが発生すること無く、高い次元でのタイヤの耐久性能を確保することが求められていた。

　従って、本発明の目的は、タイヤの軽量化を実現すると同時に、優れた耐久性を確保し得る空気入りタイヤを提供することにある。

　上記目的を達成すべく発明者が鋭意研究を重ねた結果、ビード部近傍のサイドゴムに凹部を設けた場合にあっても、ビード部のタイヤ外表面の形状を工夫することによればビード部変形によるカーカスプライの端部への影響を低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。

　すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）本発明の空気入りタイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部とを連ねて成り、前記ビード部に埋設された一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延びて各ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返すプライ折り返し部とからなる少なくとも一枚のプライによるカーカスを備え、さらに、リム離反点から前記サイドウォール部のタイヤ最大幅位置までのタイヤ外表面にタイヤ軸方向内側に凹となる凹部を有する空気入りタイヤであって、
　リムに組み付けておらず且つ前記一対のビード部間の幅を規定リム幅とした、非リム組状態における、タイヤ軸方向断面において、前記ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点である第一交点と、前記ビードコアのタイヤ径方向最外側端より該ビードコアのタイヤ径方向最大幅の５０％タイヤ径方向外側の点を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点である第二交点の、２つの交点を通るビード背面部の外表面直線と、タイヤ軸方向とが成す角度αは７０～１００°であることを特徴とする。

　ここで、リム離反点とは、規定リムにタイヤを組付け、タイヤサイズに応じて規定された正規最大内圧を充填し、且つ無負荷の状態にした際に、タイヤの外表面がリムフランジとの接触状態から離れる点のことを言う。なお、規定リムとは、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、日本では日本自動車タイヤ協会のＪＡＴＭＡ　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｉｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ　Ｔｉｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｉｎｃ．）ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ等に、タイヤサイズに応じて規定された標準リムのことである。また、正規最大内圧とは、上記のＪＡＴＭＡ等に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧のことである。また、一対のビード部間の幅を規定リム幅にするとは、一対のビード部の、各ビードヒール部間のタイヤ軸方向距離を、前述のＪＡＴＭＡ等に規定されたリム幅（タイヤの性能を引き出すのに適したリム幅）にすることを言う。

　本発明の構成によれば、カーカスのプライ折り返し部の端部をリムフランジからの反力を受ける領域から離隔して、折り返し部の端部への負荷を抑制することができるため、サイドゴムに凹部を形成することによるタイヤの軽量化の効果を享受しつつ、同時に、優れたタイヤの耐久性を確保することが可能となる。

（２）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、タイヤ外表面は、ビードヒール部から前記タイヤ最大幅位置までの間でタイヤ径方向外側に向かって順に、曲率中心が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向内側に在る一以上の円弧と、曲率中心が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向外側に在る一以上の円弧と、曲率中心が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向内側に在る一以上の円弧とで画定されることが好ましい。

　かかる構成によれば、サイドゴム量を減じて、タイヤの軽量化を図ることができる。また、ビードヒール部近傍のビード部とリムフランジとを十分に接触させることにより、リムフランジの反力をビード部全体に分散させることができる。その結果、カーカスのプライ折り返し部の端部への負荷集中が抑制され、より優れたタイヤの耐久性を確保することが可能となる。

（３）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、前記凹部を含むタイヤ径方向領域内の少なくとも一部にて、ゴム厚みが、タイヤ径方向外側に向かって漸減し、その後タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さの１／２までのタイヤ径方向領域に亘り、一定の厚みであることが好ましい。

　なお、ゴム厚みとは、タイヤ内の部材のコード表面からタイヤ外表面までのゴムの最短距離のことである。部材のコード表面とは、カーカスやチェーファー等、領域毎に存在する各部材のうち、最もタイヤ外表面に近いコード表面のことを言う。また、一定の厚みであるとは、その領域内での最大ゴム厚み及び最小ゴム厚みが、平均ゴム厚みの±１０％の範囲内であることを意味する。

　かかる構成によれば、ビード部近傍ではゴム厚みを確保してカーカスのプライ折り返し部の端部への歪集中を回避しつつ、ビード部よりもタイヤ径方向外側のゴム厚みを減じることにより、タイヤの軽量化をより十分に図ることができる。

（４）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、前記ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行な直線と前記プライ折り返し部との交点である第三交点と、前記ビードコアのタイヤ径方向最外側端より該ビードコアのタイヤ径方向最大幅の５０％タイヤ径方向外側の点を通りタイヤ軸方向に平行な直線と前記プライ折り返し部との交点である第四交点の、２つの交点を通るプライ折り返し部傾斜線と、タイヤ軸方向とが成す角度βは７０～１００°であることが好ましい。

　このように、プライ折り返し部の角度を調節することによれば、リムフランジによる変形領域から、プライ折り返し部の端部を離隔することができ、該端部での歪みの発生を抑制することができる。また、カーカスのプライ折り返し部の端部をリムフランジからの反力を受ける領域から更に離隔して、折り返し部の端部への負荷を更に抑制することができるため、サイドゴムに凹部を形成することによるタイヤの軽量化の効果を享受しつつ、同時に、優れたタイヤの耐久性を十分に確保することができる。

（５）本発明の空気入りタイヤは、タイヤを規定リムに装着し、正規最大内圧を充填し且つ無負荷の状態であるリム組状態において、タイヤ外表面及びリムフランジ間のタイヤ軸方向の離間距離は、タイヤ径方向外側に向かって漸増するとともに、該離間距離の最大離間距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の１０～３０％の長さであることが好ましい。

　なお、最大離間距離とは、フランジ端と、フランジ端を通りタイヤ軸方向に平行に引いた直線とタイヤ外表面との接点との間のタイヤ軸方向距離のことを言う。

　かかる構成によれば、タイヤとリムフランジとの接触領域が、従来よりもタイヤ径方向内側寄りとなるため、ビード部のゴム変形によるプライ折り返し部の端部への影響が低減され、プライ端セパレーションの発生をさらに抑制することが可能となる。

（６）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、前記ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行に引いた直線上の、タイヤ軸方向のゴム厚みは、前記ビードコアの重心を通りタイヤ径方向に平行に引いた直線上の、タイヤ径方向のゴム厚みの７０～３００％であることが好ましい。

　かかる構成によれば、タイヤをリムに装着した際に、リムフランジからの反力をビードヒール部近傍のゴム全体で均一に受けることができる。その結果、プライ折り返し部の端部への影響が低減され、プライ端セパレーションの発生をさらに抑制することが可能となる。

（７）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、前記ビード部のビードベース幅は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の２００～２６０％であることが好ましい。

　なお、ビードベース幅とは、ビード部のビードトゥから、ビードベース部の接線とビード背面部の外表面直線との交点までの長さのことを言う。

　かかる構成によれば、タイヤをリムに装着した際に、ビードシート部に対してビードベース部を十分な面積で接触させることができ、リムフランジからの反力を、ビードベース部近傍のゴムで十分に吸収することができる。その結果、プライ折り返し部の端部への影響が低減され、プライ端セパレーションの発生をさらに抑制することが可能となる。ここで、ビードシート部とは、リム離反点におけるビード背面部の接線とビードシート部の延長線との交点から、ハンプに到るまでの、ビードシートのタイヤ軸方向の部分のことを言う。

（８）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、前記ビード背面部の外表面直線と前記ビード部のビードベース部の接線との交点から、前記プライ折り返し部の端部までのタイヤ径方向距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の１００～２２５％であることが好ましい。

　かかる構成によれば、カーカスプライを短くしてタイヤの重量を低減できる。

（９）本発明の空気入りタイヤは、前記非リム組状態において、前記ビード背面部の外表面直線と前記ビード部のビードベース部の接線との交点から、前記プライ折り返し部の端部までのタイヤ径方向距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の１３５～２００％であることを特徴とする、前記（８）に記載の空気入りタイヤである。

　本発明によれば、タイヤの軽量化を実現すると同時に、優れた耐久性を確保し得る空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る、非リム組状態における、本発明の空気入りタイヤのタイヤ軸方向断面を示す図である。図１における、片側のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。（ａ）は、本発明に従う空気入りタイヤを規定リムに装着し、正規最大内圧を充填し、規定荷重とした状態における、ビード部とリムフランジとの接触状態を示した図である。（ｂ）は、従来の空気入りタイヤを規定リムに装着し、正規最大内圧を充填し、規定荷重とした状態における、ビード部とリムフランジとの接触状態を示した図である。図１における、片側のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。図１における、片側のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。規定リムに装着し、正規最大内圧を充填し且つ無負荷の状態における、本発明の空気入りタイヤのタイヤ軸方向断面を示す図である。図１における、片側のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。図１における、片側のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明に従う空気入りタイヤの一実施形態を詳細に説明する。

　図１は、リムに組付ける前であり、且つ一対のビード部間の幅を規定リム幅とした状態（以下、「非リム組状態」と言う）における、本発明の空気入りタイヤ１（以下、「タイヤ」と呼ぶ）のタイヤ軸方向断面を示す図である。

　タイヤ１は、トレッド部２と、一対のサイドウォール部３、３と、一対のビード部４、４を備えている。また、ビード部４、４に埋設された一対のビードコア５、５間にトロイド状に延在するプライ本体部６ａと、該プライ本体部６ａから延びて各ビードコア５、５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返したプライ折り返し部６ｂとからなる、少なくとも一枚のプライによるカーカス６を備えている。
　プライ折り返し部６ｂは、ビードコア５の周囲に、ビードコア５の外表面に沿って巻き回されることなく、ビードコア５に沿って折り返された後、この実施形態ではプライ本体部６ａと略平行に、タイヤ径方向外側へ延びている。

　タイヤ１は、さらに、リム離反点Ｆからサイドウォール部３のタイヤ最大幅位置Ｐ₃までのタイヤ径方向領域内のタイヤ外表面に、タイヤ軸方向内側に凹となる凹部７を有している。

　なお、図１において、タイヤ軸方向とは、矢印Ｘで示される方向であり、タイヤ径方向とは、矢印Ｙで示される方向である。また、サイドウォール部３のタイヤ最大幅位置Ｐ₃とは、サイドウォール部３の、タイヤ軸方向の最外側端のことを言う。
　凹部７は、このリム離反点Ｆ及びタイヤ最大幅位置Ｐ₃との間のタイヤ径方向領域のタイヤの外表面に、当該領域にその全体が含まれるように、当該領域の少なくとも一部、本実施形態ではビード部４の近傍に設けられており、タイヤ軸方向内側に向かって凹となるように、肉抜きされて形成されている。

　このように、リム離反点Ｆからタイヤ最大幅位置Ｐ₃までのサイドゴム領域に対して凹部７を設けることにより、凹部７の体積分のゴム材を省くことができるため、タイヤの重量が低減され、ひいてはタイヤの転がり抵抗を低減することが可能となる。

　次に示す図２は、図１における、片側のビード部４及びサイドウォール部３の一部を拡大した図である。

　本発明にあっては、上記の構成に加えて、図２のタイヤ軸方向断面の、一対のビード部４、４間の幅を規定リム幅とした場合に、ビードコア５の重心Ｃ₅を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点である第一交点Ｐ₁と、ビードコア５のタイヤ径方向最外側端Ｐ₅より該ビードコア５のタイヤ径方向最大幅ａの５０％タイヤ径方向外側の任意の点Ｐ₆を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点である第二交点Ｐ₂の、２つの交点Ｐ₁、Ｐ₂を通るビード背面部の外表面直線Ｌ₁と、タイヤ軸方向Ｘとが成す角度αが、７０～１００°であることが肝要である。
　ここで、本発明において、ビードコア５の重心Ｃ₅とは、重量を加味した実際の重心ではなく、断面形状自体の重心を指すものとする。また、ビード部間の幅を規定リム幅にするとは、タイヤ１のビード部４、４の、各ビードヒール部８、８間の幅方向距離を、前述のＪＡＴＭＡ等に規定されたリム幅（タイヤの性能を引き出すのに適したリム幅）にすることであり、角度αは、当該状態で計測した値である。また、角度αとは、ビード背面部の外表面直線Ｌ₁とタイヤ軸方向Ｘとが成す角度のうち、ビード背面部の外表面直線Ｌ₁よりタイヤ軸方向外側であり、且つ、第一交点Ｐ₁を通りタイヤ軸方向に平行な直線よりもタイヤ径方向外側に位置する角度のことを言う。

　図３（ａ）は、ビード背面部の外表面直線Ｌ₁とタイヤ軸方向Ｘとが成す角度αを８０°とした、本発明に従う空気入りタイヤ１を規定リムに装着し、正規最大内圧とし、規定荷重とした際の、ビード部４とリムフランジ２０との接触状態を示した図である。一方、図３（ｂ）は、ビード背面部の外表面直線Ｌ₁とタイヤ軸方向Ｘとが成す角度αを６０°とした、従来の空気入りタイヤ１０１を規定リムに装着し、正規最大内圧とし、規定荷重とした際の、ビード部４０とリムフランジ２００との接触状態を示した図である。
　前述の通り、リム離反点からタイヤ最大幅位置までのタイヤ径方向領域内のサイドゴムに凹部を設けた場合、タイヤの軽量化を図ることはできるが、サイドゴムの厚みが減少してビード部の剛性が低下することから、タイヤをリムに対して装着すると、タイヤがリムに押し付けられてリムフランジから反力を受け、ビード部のゴムが変形し易くなる。

　まず、図３（ｂ）に示すように、従来の空気入りタイヤ１０１にあっては、タイヤをリムに装着し、正規最大内圧とし、規定荷重とした際、ビード部４０とリムフランジ２００との接触領域Ｓ₂（ハッチ部分）は、ビードヒール部８０からリムフランジ端２００ａの近傍にまで亘る領域となる。このように、プライ折り返し部６０ｂの端部９０が接触領域Ｓ₂に近い位置にあることから、端部９０は、リムフランジ２００の反力による影響を受け易く、ビード部４０の変形に伴って歪みが生じ、プライ端セパレーションが発生する場合があった。

　これに対し、図３（ａ）に示す本発明の空気入りタイヤ１では、ビードヒール部８よりタイヤ径方向外側のタイヤ外表面、すなわちビード背面部の外表面の立ち上がり角度αを従来の空気入りタイヤ１０１よりも大きくしたことにより、ビード部４とリムフランジ２０との接触領域Ｓ₁（ハッチ部分）が、従来の接触領域Ｓ₂よりもタイヤ径方向内側に、すなわちビードヒール部８寄りに位置することとなる。その結果、プライ折り返し部６ｂの端部９は、接触領域Ｓ₁から離隔されることになり、リムフランジ２０の反力による端部９への影響が従来よりも格段に抑制されて、プライ端セパレーションが生じることの無い、耐久性の高い空気入りタイヤを実現することが可能となる。

　このように、角度αが７０～１００°となるようにビード背面部のタイヤ外表面を設定することを特徴とする本発明の構成によれば、タイヤをリムに装着し、正規最大内圧とし、規定荷重とした場合においても、リムフランジ２０からの、プライ折り返し部６ｂの端部９への影響を極力低減することができ、その結果、耐久性を十分に確保した空気入りタイヤを提供することが可能となる。

　ここで、角度αを７０～１００°の範囲に設定するのは、７０°以上とした場合に、折り返し部６ｂの端部９をリムフランジ２０から十分に離隔して、端部９での歪み発生を抑制することができるからである。一方、１００°以下とするのは、プライ本体部６ａから端部９を離隔して、プライ本体部６aの変形により発生する歪を抑制することができるからである。

　また、ビード背面部の外表面直線Ｌ₁とタイヤ軸方向Ｘとが成す角度αは、８０～９０°とすることがさらに好ましい。８０°以上とすることで、折り返し部６ｂの端部９をリムフランジ２０から十分に離隔して、端部９での歪み発生を更に抑制することができるからであり、一方、９０°以下とすることで、プライ本体部６aから端部９を離隔して、プライ本体部６aの変形により発生する歪を更に抑制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にあっては、図４に示すように、非リム組状態において、タイヤ外表面が、ビードヒール部８からタイヤ最大幅位置Ｐ₃までの間で、タイヤ径方向外側に向かって順に、曲率中心Ｃ₁が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向内側に在る一以上の円弧と、曲率中心Ｃ₂が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向外側に在る一以上の円弧と、曲率中心Ｃ₃が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向内側に在る一以上の円弧とで画定されることが好ましい。

　このように、ビードヒール部８のタイヤ外表面の形状をタイヤ外側に凸とすることにより、ビードヒール部８近傍のビード部４とリムフランジ２０とを、接触領域Ｓ１の全体で十分に接触させることができるので、リムフランジ２０の反力が当該領域Ｓ１の全体で分散される。その結果、カーカスのプライ折り返し部６ｂの端部９への負荷が低減され、プライ端セパレーションの発生を抑制することが可能となる。
　また、サイドゴムの一部のタイヤ外表面の形状を、タイヤ内側に凸とすることにより、ゴム量を低減して、タイヤの軽量化を図ることができる。

　なお、図４では、曲率中心をそれぞれＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃とする３つの円弧のみを示したが、曲率中心Ｃ₁の円弧及び曲率中心Ｃ₂の円弧の間のタイヤ外表面は、他の曲率中心を有する複数の円弧によって、滑らかに連続するように描かれている。
　また、例えば凹部７は、図４に示すように一つの円弧のみによって描かれるものではなく、複数の円弧によって画定されるものであってもよい。また、タイヤ外表面の形状を画定する曲率中心及び曲率半径は、図４に示した例に限られるものではない。

　また、図４に示すように、非リム組状態において、凹部７を含むタイヤ径方向領域内の少なくとも一部にて、ゴム厚みｄは、タイヤ径方向外側に向かって漸減し、その後タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さＨの１／２までのタイヤ径方向領域に亘り、一定の厚みであることが好ましい。

　ここで、ゴム厚みｄとは、タイヤ内のカーカスやチェーファー等、その領域に存在する部材のうち、最もタイヤ外表面に近いコード表面からタイヤ外表面までのゴムの最短距離のことを言う。タイヤ断面高さＨとは、ビードヒール部８からタイヤ径方向最外側端までのタイヤ径方向距離のことである。また、一定の厚みであるとは、漸減する部分の終端からタイヤ断面高さＨの１／２までの領域内での、最大ゴム厚み及び最小ゴム厚みが、平均ゴム厚みの±１０％の範囲内であることを意味する。

　このように、ビード部４の近傍では、ゴム厚みを比較的厚く確保することで、リムフランジ２０からの反力によって、カーカスの折り返し部６ｂの端部９へ歪みが集中することを回避することができる。また、ゴム厚みを漸減させて、この領域内でゴム厚みの差が生じるのを抑制することにより、ビード部の局所的な変形を防ぐことができ、更には、タイヤに空気を充填した際に、剛性、耐久性、操縦安定性等の性能を確保するために必要となる所定のゴム厚みを有する領域が、タイヤ軸方向外側の力を均等に受けることができ、良好な操縦安定性を確保することが可能となる。

　さらに、図５に示すように、ビードコア５の重心Ｃ₅を通りタイヤ軸方向に平行な直線とプライ折り返し部６ｂとの交点である第三交点Ｐ₇と、ビードコア５のタイヤ径方向最外側端Ｐ₅より該ビードコア５のタイヤ径方向最大幅ａの５０％タイヤ径方向外側の任意の点Ｐ₆を通りタイヤ軸方向に平行な直線とプライ折り返し部６ｂとの交点である第四交点Ｐ₈の、２つの交点Ｐ₇、Ｐ₈を通るプライ折り返し部傾斜線Ｌ₂と、タイヤ軸方向とが成す角度βは、７０～１００°であることが好ましい。
　なお、角度βとは、プライ折り返し部傾斜線Ｌ₂とタイヤ軸方向Ｘとが成す角度のうち、プライ折り返し部傾斜線Ｌ₂よりタイヤ軸方向外側であり、且つ、第三交点Ｐ₇を通りタイヤ軸方向に平行な直線よりもタイヤ径方向外側に位置する角度のことを言う。

　このように、プライ折り返し部６ｂの角度を調節することによれば、リムフランジ２０から、プライ折り返し部６ｂの端部９を離隔することができ、該端部９での歪みの発生を抑制することができる。また、カーカスのプライ折り返し部の端部をリムフランジからの反力を受ける領域から更に離隔して、折り返し部の端部への負荷を更に抑制することができるため、サイドゴムに凹部を形成することによるタイヤの軽量化の効果を享受しつつ、同時に、優れたタイヤの耐久性を十分に確保することができる。
　なお、角度βを７０°以上とするのは、この角度以上とした場合に、端部９がリムフランジ２０から十分に離隔し、端部９での歪みの発生を抑制することができるからである。一方、角度βを１００°以下とするのは、１００°超としてしまうと、端部９がビードコア５に接触するおそれがあり、また、折り返し部６ｂをビードコア５に巻き回す構造にすると、製造コストが高くなる場合があるからである。そして、１１０°超としてしまうと、端部９がプライ本体部６ａに近づき過ぎて、プライ本体部６ａの変形に起因するプライ折り返し部６ｂの歪が大きくなってしまうからである。

　また、本発明にあっては、図６に示すように、タイヤを規定リムに装着し、正規最大内圧を充填し、且つ無負荷の状態であるリム組状態において、タイヤ外表面及びリムフランジ２０間のタイヤ軸方向の離間距離ｔは、タイヤ径方向外側に向かって漸増するとともに、該離間距離ｔの最大離間距離ｔ_maxは、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂの１０～３０％の長さであることが好ましい。

　ここで、離間距離ｔとは、タイヤの外表面から、リムフランジ２０のタイヤ軸方向最内側端までのタイヤ軸方向最短距離のことを言い、前述の通り、最大離間距離ｔ_maxとは、フランジ端と、フランジ端を通りタイヤ軸方向に平行に引いた直線とタイヤ外表面との接点との間のタイヤ軸方向距離のことを言う。また、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂとは、ビードコア５のタイヤ軸方向最内側端を通りタイヤ径方向に平行な線と、ビードコア５のタイヤ軸方向最外側端を通りタイヤ径方向に平行な線との間の距離のことを言う。

　本発明の構成によれば、タイヤとリムフランジとの接触領域が従来よりもタイヤ径方向内側寄りになるため、リムフランジの反力によりビード部のゴム変形が生じた場合であっても、プライ折り返し部６ｂの端部９への影響が低減され、プライ端セパレーションの発生をさらに抑制することが可能となる。
　なお、最大離間距離ｔ_maxを、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂの１０～３０％の長さとするのは、１０％以上とすることにより、リムフランジの反力によりビード部のゴム変形が生じた場合であっても、プライ折り返し部６ｂの端部９への影響が低減されるからであり、一方、３０％以下とすることにより、急激な剛性段差を無くし、かつ端部９がプライ本体部６aへ近づき過ぎるのを防ぎ端部９の歪を抑制できるからである。

　また、図７に示すように、非リム組状態において、ビードコア５の重心Ｃ₅を通りタイヤ軸方向に平行に引いた直線上の、タイヤ軸方向のゴム厚みｍは、ビードコア５の重心Ｃ₅を通りタイヤ径方向に平行に引いた直線上の、タイヤ径方向のゴム厚みｎの７０～３００％であることが好ましい。

　このように、ビードヒール部８における、ビードコア５周囲のゴム厚みを略均一にすることにより、タイヤをリムに装着した際に、リムフランジ２０からの反力を、ビードヒール部８近傍のゴム全体で均一に受けることができる。その結果、プライ折り返し部６ｂの端部９に局所的に負荷がかかるようなことはなく、端部９への負荷が低減されて、プライ端セパレーションの発生をさらに抑制することが可能となる。

　また、非リム組状態において、ビードベース幅Ｗは、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂの２００～２６０％であることが好ましい。

　ここで、ビードベース幅Ｗとは、ビード部４のビードトゥ１２から、ビードベース部の外表面の接線Ｌ₃と前記ビード背面部の外表面直線Ｌ₁との交点Ｐ₉までの長さのことを言う。

　ビードベース幅Ｗを上記長さに設定することで、タイヤをリムに装着した際に、リムのビードシート部に対してビードベース部１１を十分な面積で接触させることができ、リムフランジからの反力を、ビードベース部近傍のゴムで確実に吸収することができる。その結果、プライ折り返し部の端部への影響が低減され、プライ端セパレーションの発生を抑制して、タイヤの耐久性をさらに確保することが可能となる。
　なお、ビードベース幅Ｗを、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂの２００％未満とすると、ビード背面部における負荷が増えて、リムフランジからの反力が大きくなる。そのため、端部９への影響が大きくなり、端部９での歪が増大してしまう。また、２６０％超とすると、ビード部のゴム重量が増えて、軽量化に反する上、ビード部の体積が増大して、発熱が増加する虞がある。

　また、非リム組状態において、ビード背面部の外表面直線Ｌ₁とビードベース部１１の外表面の接線Ｌ₃との交点Ｐ₉から、プライ折り返し部６ｂの端部９までのタイヤ径方向距離ｈは、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂの１００～２２５％であることが好ましい。さらに好ましくは、ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅ｂの１３５～２００％である。

　このように、プライ折り返し部６ｂの折り返し高さを比較的低く抑える構造を採用することにより、カーカスプライ６の使用量を低減してタイヤ重量をさらに減量することができる。また、カーカスプライ６の使用量を低減するに当たり、折り返し部をビードコア５に巻き回す構造ではなく、このようにプライ折り返し部６ｂの折り返し高さを比較的低く抑える構造を採用することで、製造コストの増加を抑制することができる。

　更に、上記の構成に加えて、図８のタイヤ軸方向断面の、一対のビード部４、４間の幅を規定リム幅とした場合に、ビードヒール部８から、ビードコア５のタイヤ径方向最外側端Ｐ₅を通りタイヤ軸方向Ｘに平行な直線とタイヤ外表面との交点Ｐ₁₀までのビード背面部のタイヤ外表面が、曲率中心Ｃ₆が該タイヤ外表面よりもタイヤ軸方向内側に位置し、曲率半径Ｒが１０～８０ｍｍである一以上の円弧で画定されることが肝要である。
　ここで、ビード部間の幅を規定リム幅にするとは、タイヤ１のビード部４、４の、各ビードヒール８、８間の幅方向距離を、前述のＪＡＴＭＡ等に規定されたリム幅（タイヤの性能を引き出すのに適したリム幅）にすることを言い、上記寸法は、当該状態で計測した値である。また、ビードヒール部８とは、ビードコア中心Ｃ₅を通るタイヤ径方向線とタイヤ外表面との交点Ａ₁から、ビードコア中心Ｃ₅を通りビードベース部の外輪郭線に平行な線とタイヤ外表面との交点Ａ₂までの、タイヤ外表面部分のことを言う。

　図３（ａ）は、ビード背面部のタイヤ外表面を画定する円弧の曲率半径Ｒを１５ｍｍとした、本発明に従う空気入りタイヤ１を規定リムに装着し、正規最大内圧とし、規定荷重とした際の、ビード部４とリムフランジ２０との接触状態を示した図である。一方、図３（ｂ）は、ビード背面部のタイヤ外表面を画定する円弧の曲率半径Ｒを１４０ｍｍとした、従来の空気入りタイヤ１０１を規定リムに装着し、正規最大内圧とし、規定荷重とした際の、ビード部４０とリムフランジ２００との接触状態を示した図である。

　前述の通り、リム離反点からタイヤ最大幅位置までのタイヤ径方向領域内のサイドゴムに凹部を設けた場合、タイヤの軽量化を図ることはできるが、サイドゴムの厚みが減少してビード部の剛性が低下することから、タイヤをリムに対して装着すると、タイヤがリムに押し付けられてリムフランジから反力を受け、ビード部のゴムが変形し易くなる。

　まず、従来の空気入りタイヤ１０１にあっては、図３（ｂ）に示すように、タイヤをリムに装着した際、ビード部４０とリムフランジ２００との接触領域Ｓ₂（ハッチ部分）は、ビードトゥ１２０からリムフランジ端２００ａの近傍にまで亘る領域となる。そして、ビード背面部のタイヤ外表面の曲率半径が比較的大きいことから、タイヤをリムに装着した際、ビード部４０のうち、特にリム離反点Ｆ周辺のタイヤ外表面及びビードトゥ１２０周辺のタイヤ外表面がリムフランジ２００と強く接触する。すなわち、接触領域Ｓ₂内におけるビード部４０のタイヤ外表面及びリムフランジ２００の接触圧は、リム離反点Ｆ周辺と、ビードトゥ１２０周辺で特に高く、ビードヒール部８０周辺での接触圧は低い状態となる。
　このように、プライ折り返し部６０ｂの端部９０が、接触圧が高くなるリム離反点Ｆに近い位置となることから、端部９０は、リムフランジ２００の反力による影響を受け易く、ビード部４０の変形に伴って歪みが生じ、プライ端セパレーションが発生する場合があった。

　これに対し、図３（ａ）に示す本発明の空気入りタイヤ１では、ビード背面部のタイヤ外表面の曲率半径Ｒを従来の空気入りタイヤ１０１よりも小さくしたことにより、ビード部４とリムフランジ２０との接触領域Ｓ₁（ハッチ部分）が、従来の接触領域Ｓ₂よりもタイヤ径方向内側に、すなわちビードヒール部８寄りに位置することとなる。換言すれば、リム離反点Ｆが、従来の空気入りタイヤよりもタイヤ径方向内側寄りとなる。さらに、曲率半径Ｒが比較的小さいことから、タイヤをリムに装着した際、リムフランジ２０の屈曲したビードシート端部の形状に適合して、リムフランジとのフィット性が向上する。そうすると、接触領域Ｓ₁内におけるビード部４のタイヤ外表面及びリムフランジ２０の接触圧は、当該接触領域Ｓ₁内で略均一となる。従って、プライ折り返し部６ｂの端部９を、接触領域Ｓ₁から遠ざけることができるとともに、接触領域Ｓ₁内で接触圧が分散されるため、従来のように、端部９に最も近いリム離反点Ｆで特に接触圧が高くなるようなことが無い。その結果、リムフランジ２０の反力による端部９への影響が従来よりも格段に抑制されて、プライ端セパレーションが生じることの無い、耐久性の高い空気入りタイヤを実現することが可能となるのである。

　ここで、曲率半径Ｒを１０～８０ｍｍの範囲に設定するのは、１０ｍｍ未満とすると、半径が極端に小さく、接触圧が局所的に高くなり、接地圧の均一な分散がなされないからである。一方、曲率半径Ｒを８０ｍｍ超にすると、ビード背面部の外表面の、ビードヒール部８からタイヤ径方向外側への立ち上がり角度が小さくなり、折り返し部６ｂの端部９をリム離反点Ｆから十分に離隔することが難しいからである。また、曲率半径Ｒは、１５～７０ｍｍとすることがさらに好ましい。

　次に、本発明の効果を確かめるために、本発明に従う実施例のタイヤと、比較例のタイヤを用意し、これらのタイヤのビード部の耐久性を比較することにより、カーカスのプライ折り返し部の端部における耐セパレーション性を評価した。

　実施例１のタイヤは、タイヤのサイズが２７５／８０Ｒ２２．５であり、図１に示すように、リム離反点からタイヤ最大幅位置までの領域内に凹部を有し、ビード背面部のタイヤ外表面の角度αが７０°であり、各諸元が表１に示す通りの空気入りタイヤである。
　実施例２～１４のタイヤは、各諸元を表１に示す値に変化させた以外は、実施例１のタイヤの構造に準ずるものである。
　比較例１のタイヤは、ビード背面部のタイヤ外表面の角度αが６０°であること以外は、実施例１のタイヤの構造に準ずるものである。
　また、比較例２のタイヤは、ビード背面部のタイヤ外表面の角度αが１１０°であること以外は、実施例１のタイヤ１の構造に準ずるものである。

　耐セパレーション性の評価は、具体的には、各タイヤを規定リムに組み、内圧を８７５ｋＰａに調整した後、ＪＡＴＭＡに規定の最大負荷能力（規定荷重）のに対応する負荷荷重（３３９５ｋｇｆ）を初期荷重とし、速度を６０ｋｍ／ｈとした条件下でドラム試験を行い、カーカスプライにセパレーションが発生して振動が大きくなり、試験の中断を余儀なくされるまでのドラム走行距離を測定することにより行った。このようにして得られた測定距離を、比較例１のタイヤの走行距離を１００とした時の指数として、表１に結果を示す。なお、値が大きいほど、耐セパレーション性に優れていることを表す。
　また、表１のタイヤ重量低減量（ｋｇ）とは、凹部を有していないタイヤを基準とし、そのタイヤからの低減量（ゴム重量（ｋｇ））を表したものである。

　表１の結果から、実施例のタイヤは、凹部により軽量化を実現するとともに、比較例１のタイヤと比較してタイヤの耐セパレーション性が向上し、高い次元で耐久性を確保できることが分かった。
　また、実施例のタイヤは、比較例２のタイヤと比較して、プライ端部が外表面に近過ぎるため、劣化性、外傷性が低下することが確認された。

　参考例１のタイヤは、タイヤのサイズが２７５／８０Ｒ２２．５であり、図２に示すように、ビード背面部のタイヤ外表面の曲率半径Ｒが１５ｍｍであり、各諸元が表１に示す通りの空気入りタイヤである。参考例２～１６のタイヤは、各諸元を表１に示す値に変化させた以外は、参考例１のタイヤの構造に準ずるものである。参考比較例１のタイヤは、ビード背面部のタイヤ外表面の曲率半径Ｒが１４０ｍｍであること以外は、参考例１のタイヤの構造に準ずるものである。また、参考比較例２のタイヤは、ビード背面部のタイヤ外表面の曲率半径Ｒが５ｍｍであること以外は、参考例１のタイヤの構造に準ずるものである。

　耐セパレーション性の評価は、上記実施例の場合と同様に行った。ここでは、参考比較例１のタイヤの走行距離を１００とした時の指数として、表１に結果を示す。また、タイヤ重量低減量の評価も、上記実施例の場合と同様に行った。

　表１の結果から、参考例のタイヤは、凹部により軽量化を実現するとともに、参考比較例１のタイヤと比較して、タイヤの耐セパレーション性が向上し、高い次元で耐久性を確保できることが分かった。また、参考例のタイヤは、参考比較例２のタイヤと比較して、接触圧が局所的に大きくなり、接地圧の均一な分散ができない上、タイヤ背面におけるセパレーションの要因となることが確認された。

　この発明によれば、十分な軽量化を実現すると同時に、優れた耐久性を確保し得る空気入りタイヤを提供することが可能となった。

　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　プライ本体部、６ｂ　プライ折り返し部、７　凹部、８　ビードヒール部、９　プライ折り返し部６ｂの端部、１１　ビードベース部、１２　ビードトゥ、２０　リムフランジ、Ａ₁　ビードコア５の中心Ｃ₅を通るタイヤ径方向線とタイヤ外表面との交点、Ａ₂　ビードコア５の中心Ｃ₅を通り、ビードベース１１の外輪郭線に平行な線と、タイヤ外表面との交点、Ｆ　リム離反点、Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃　曲率中心、Ｃ₅　ビードコア５の重心、Ｃ₆　ビード背面部のタイヤ外表面の曲率中心、Ｈ　タイヤ断面高さ、Ｌ₁　ビード背面部の外表面直線、Ｌ₂　プライ折り返し部傾斜線、Ｌ₃　ビードベース部１１の外表面の接線、Ｐ₁　第一交点、Ｐ₂　第二交点、Ｐ₃　タイヤ最大幅位置、Ｐ₅　ビードコア５のタイヤ径方向最外側端、Ｐ₆　ビードコアのタイヤ径方向最外側端Ｐ₅よりビードコア５のタイヤ径方向最大幅ａの５０％タイヤ径方向外側の点、Ｐ₇　第三交点、Ｐ₈　第四交点、Ｐ₉　ビードベース部の外表面の接線Ｌ₃とビード背面部の外表面直線Ｌ₁との交点、Ｐ₁₀　ビードコア５のタイヤ径方向最外側端Ｐ₅を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点、Ｗ　ビードベース幅、Ｘ　タイヤ軸方向、Ｙ　タイヤ径方向、ａ　ビードコア５のタイヤ径方向最大幅、ｂ　ビードコア５のタイヤ軸方向最大幅、ｄ　ゴム厚み、ｈ　交点Ｐ₉から、端部９までのタイヤ径方向距離、ｍ　ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行に引いた直線上の、タイヤ軸方向のゴム厚み、ｎ　ビードコアの重心を通りタイヤ径方向に平行に引いた直線上の、タイヤ径方向のゴム厚み、ｔ　離間距離、ｔ_max　最大離間距離、α　ビード背面部の外表面直線Ｌ₁とタイヤ軸方向Ｘとがなす角度、β　プライ折り返し部傾斜線Ｌ₂とタイヤ軸方向Ｘとがなす角度

Claims

　トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部とを連ねて成り、前記ビード部に埋設された一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延びて各ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返すプライ折り返し部とからなる少なくとも一枚のプライによるカーカスを備え、さらに、リム離反点から前記サイドウォール部のタイヤ最大幅位置までのタイヤ外表面にタイヤ軸方向内側に凹となる凹部を有する空気入りタイヤであって、
　リムに組み付けておらず且つ前記一対のビード部間の幅を規定リム幅とした、非リム組状態における、タイヤ軸方向断面において、前記ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点である第一交点と、前記ビードコアのタイヤ径方向最外側端より該ビードコアのタイヤ径方向最大幅の５０％タイヤ径方向外側の点を通りタイヤ軸方向に平行な直線とタイヤ外表面との交点である第二交点の、２つの交点を通るビード背面部の外表面直線と、タイヤ軸方向とが成す角度αは７０～１００°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、タイヤ外表面は、ビードヒール部から前記タイヤ最大幅位置までの間でタイヤ径方向外側に向かって順に、曲率中心が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向内側に在る一以上の円弧と、曲率中心が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向外側に在る一以上の円弧と、曲率中心が該タイヤ外表面よりタイヤ軸方向内側に在る一以上の円弧とで画定されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、前記凹部を含むタイヤ径方向領域内の少なくとも一部にて、ゴム厚みが、タイヤ径方向外側に向かって漸減し、その後タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さの１／２までのタイヤ径方向領域に亘り、一定の厚みである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、前記ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行な直線と前記プライ折り返し部との交点である第三交点と、前記ビードコアのタイヤ径方向最外側端より該ビードコアのタイヤ径方向最大幅の５０％タイヤ径方向外側の点を通りタイヤ軸方向に平行な直線と前記プライ折り返し部との交点である第四交点の、２つの交点を通るプライ折り返し部傾斜線と、タイヤ軸方向とが成す角度βは７０°～１００°であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
　タイヤを規定リムに装着し、正規最大内圧を充填し且つ無負荷の状態であるリム組状態において、タイヤ外表面及びリムフランジ間のタイヤ軸方向の離間距離は、タイヤ径方向外側に向かって漸増するとともに、該離間距離の最大離間距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の１０～３０％の長さであることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、前記ビードコアの重心を通りタイヤ軸方向に平行に引いた直線上の、タイヤ軸方向のゴム厚みは、前記ビードコアの重心を通りタイヤ径方向に平行に引いた直線上の、タイヤ径方向のゴム厚みの７０～３００％であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、前記ビード部のビードベース幅は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の２００～２６０％であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、前記ビード背面部の外表面直線と前記ビード部のビードベース部の接線との交点から、前記プライ折り返し部の端部までのタイヤ径方向距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の１００～２２５％であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
　前記非リム組状態において、前記ビード背面部の外表面直線と前記ビード部のビードベース部の接線との交点から、前記プライ折り返し部の端部までのタイヤ径方向距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向最大幅の１３５～２００％であることを特徴とする請求項８に記載の空気入りタイヤ。