JP5970334B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、空気入りラジアルタイヤにリムガードを設け、該リムガードのタイヤ径方向外側にあるリムガード部分の輪郭の曲率半径を15mm〜40mmとしている。ここでは、上記部分の曲率半径を上記範囲に設定することによって、リムガードによるリムの保護効果を確保しつつ、上記空気入りラジアルタイヤの質量を低減させている。
本発明の空気入りタイヤは、タイヤのサイドウォール部に、タイヤ幅方向外側に突出するリムガードを備える空気入りタイヤであって、
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際のタイヤ幅方向断面において、
前記リムガードは、該リムガードのタイヤ幅方向最外側端が前記適用リムのタイヤ幅方向最外側端よりもタイヤ幅方向外側に位置する突起であり、
前記リムガードは、少なくとも1つの頂点を有し、
前記リムガードの少なくとも1つの頂点のうちタイヤ径方向最外側に位置する頂点よりタイヤ径方向外側に位置する、前記リムガードの外輪郭線は、前記タイヤの外側に曲率中心を有する円弧形状を有し、該外輪郭線の曲率半径Rは、5mm以上40mm以下であり、
前記リムガードの少なくとも1つの頂点のうちタイヤ径方向最内側に位置する頂点からリムフランジのタイヤ径方向最外点までのタイヤ径方向距離Hが、2mm以上40mm以下となることを特徴とする。
これにより、リムガードの持つリムの保護効果を保持しつつ、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。
ここで、「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がタイヤ毎に定めているリムであり、JATMA(日本自動車タイヤ協会)であれば標準リム、TRA(THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.)であれば“Design Rim”、ETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation)であれば“Measuring RIM”となる。
また、「規定内圧」とは、JATMA等の上記の規格で、タイヤサイズに応じて規定される、タイヤの最大負荷能力に対応する充填空気圧(最高空気圧)をいう。
上記の範囲とすることにより、さらに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。
曲率半径Rを上記の範囲とすることにより、より一層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。
上記の範囲とすることにより、より一層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。
加えて、本発明の空気入りタイヤでは、前記リムガードは、1つのみの前記頂点を有することが好ましい。
加えて、本発明の空気入りタイヤでは、前記リムガードの少なくとも1つの頂点のうちタイヤ径方向最内側に位置する頂点よりタイヤ径方向内側にある、前記リムガードの外輪郭線は、滑らかな曲線で形成されてなることが好ましい。
図1は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ1を示す、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向半部のタイヤ幅方向断面図である。なお、図示しない他方のタイヤ幅方向半部については、図示している一方のタイヤ幅方向半部と同様の構造であるため図示を省略している。
図1は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際のタイヤの幅方向断面を示している。
図1に示すように、このタイヤ1は、トレッド部2と、該トレッド部2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3と、該サイドウォール部3からタイヤ径方向内方に延びる一対のビード部4とを有する。
また、図1では、ラジアルカーカスのプライ枚数を1枚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、プライ枚数は必要に応じて複数枚とすることもできる。さらに、図1では、カーカスをラジアルカーカス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、カーカスをバイアスカーカスとしてもよい。
図1に示す例では、リムガード10は、断面略三角形状であるが、これに限定されることはなく、様々な断面形状とすることができる。例えば、図1に示す例では、リムガード10は、タイヤ幅方向最外側に1つの頂点を有する断面形状であるが、タイヤ幅方向に2つの頂点を有する形状(例えば、断面略台形状)や、その他の断面形状であってもよい。
因みに、「リムライン位置RL」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態における、タイヤの適用リムからの離反点を指す。
図1、図2に示す、このタイヤ1は、リムガード10のタイヤ径方向外側部分(以下、リムガード径方向外側部分ともいう)10aの外輪郭線がタイヤ径方向内側に凸の曲線形状であり、5mm以上40mm以下の曲率半径Rを有している。
そして、リムガード10の頂点10soからリムフランジのタイヤ径方向最外点までのタイヤ径方向距離(仮想線L1と仮想線Mとの間の距離)をHとする。
このとき、図2に示す、タイヤ1では、距離Hは、2mm以上40mm以下である。
以下、本実施形態のタイヤの作用効果について説明する。
そこで、曲率半径Rを40mm以下とすれば、リムガード径方向外側部分の変形が生じやすくなるものの、リムガード径方向外側部分の体積の増加を抑制することができるため、この部分のヒステリシスロスの増加を抑制することができる。
また、サイドウォール部の剛性が適度に低下するため、タイヤ全体において、サイドウォール部が負担する変形量が相対的に大きくなり、トレッド部の変形量が相対的に減少し、トレッド部のヒステリシスロスを低減することもできる。
従って、これらの効果が相まって、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。
さらに、リムガード部分が軽量化されることにより、タイヤの転がり抵抗が低減し、製造コストも低減することができる。一方で、曲率半径Rを5mm以上とすれば、リムガードの持つリムの保護効果を確保することができる。
従って、曲率半径Rを上記範囲内に設定することで、リムガードの持つリムの保護効果を損なうことなく、タイヤ全体における転がり抵抗を低減することができる。
すなわち、上記タイヤ径方向距離Hを40mm以下とすることにより、リムガードの体積を過度に増加させないことで、この部分の質量を低減し、さらに、サイドウォール部の剛性を適度に低下させてサイドウォール部の変形を相対的に増大させて、体積の大きいトレッド部の変形を相対的に低減させることができる。また、タイヤ重量を軽量化することができるため、これらの効果が相まって、転がり抵抗をより一層低減することができる。
一方で、上記タイヤ径方向距離Hを2mm以上とすることにより、リムガードの持つリムの保護効果を確保しつつ、リム組み時の不具合も生じないようにすることができる。
また、上記タイヤ径方向距離Hを2mm以上とすることにより、ビード部の倒れ変形を抑制することができ、転がり抵抗を低減することができるからである。
特に、リムガードの外輪郭線の曲率半径を上記5mm以上40mm以下の範囲にした場合、リムガードよりタイヤ径方向外側のサイド部において変形が増加し、トレッド部及びビード部の変形が抑制される。さらにこのタイヤ径方向距離Hを上記2mm以上40mm以下の範囲にすることで、ビード部の倒れ変形をさらに抑制することができ、より効果的である。
上記範囲内とすることにより、リムガード体積の過度の増加を防ぐことができ、タイヤ全体における転がり抵抗をさらに低減することができるからである。一方で、上記タイヤ径方向距離Hは5mm以上(5〜40mm)とすることがより好ましい。リムガードの支えによりビード部の倒れ変形を抑制することができるため、タイヤ全体における転がり抵抗をさらに低減することができるからである。
リムガードの外輪郭線の曲率半径が40mm超の、従来のタイヤにおいて、ビードフィラー7のタイヤ径方向最外端7roをリムフランジのタイヤ径方向最外点を基点として、タイヤ径方向外側に40mmまでのタイヤ径方向範囲に位置させると、リムガード部分での変形が大きくなり、この部分でのヒステリシスロスが増大し、転がり抵抗が増大してしまう。
これに対し、本発明では、リムガードの外輪郭線の曲率半径が40mm以下であるため、ビードフィラー7のタイヤ径方向最外端7roをリムフランジのタイヤ径方向最外点を基点として、タイヤ径方向外側に40mmまでとすることによる、リムガード部分でのヒステリシスロスの増大を抑えつつも、一般的に高剛性・高ヒステリシスロスの部材であるビードフィラーの重量を低減することで、ビードフィラーでのヒステリシスロスを低減することができるとともに、偏心変形を助長してトレッド部でのヒステリシスロスも低減することができ、これにより、タイヤ全体として、転がり抵抗をさらに低減することができるからである。
一方で、ビードフィラー7のタイヤ径方向最外端7roをリムフランジのタイヤ径方向最外点を基点として、タイヤ径方向内側に5mmまでとすることにより、リムフランジのタイヤ径方向最外点位置と比較してタイヤ径方向内側のビード部の剛性を確保することができ、ビード部の変形が抑制される。そのため、ビード部におけるヒステリシスロスをさらに低減することができるからである。
200%以上とすれば、ビード部の剛性を確保することができ、ビード部変形が減少するのでヒステリシスロスを低減させことができる。また、3000%超となると、サイドウォール部の剛性が過度に増加して、トレッド部のヒステリシスロスが増加する虞がある。そのため、EBをERの上記範囲とすれば、タイヤ全体における転がり抵抗を更に低減させることができる。
また、剛性確保のため、EBは、この範囲内において高い方が好ましく、上記と同様の理由により、EBは、ERの1000%〜2000%の範囲であることが更に好ましい。
また、転がり抵抗の観点からは、tanδBは小さいほどヒステリシスロスが小さいため、tanδBはこの範囲内で小さい方が好ましく、上記と同様の理由により、tanδBは、tanδRの20%〜300%の範囲であることが更に好ましい。
各タイヤの諸元は、評価結果とともに、以下の表1に示している。
なお、表1において、項目Dの「ビードフィラー径方向最外端の径方向位置」とは、リムフランジのタイヤ径方向最外点を基点としており、タイヤ径方向外側を正、タイヤ径方向内側を負として示している。
空気入りタイヤ(225/45R17)を、JATMA規格に定める適用リム(7.5J)に装着して、リム組みした空気入りタイヤを作製した。そして、上記空気入りタイヤを、内圧230kPa、荷重4.41kNの条件下、車両に装着し、以下に示す転がり抵抗試験を行った。
ドラム試験機において、上記空気入りタイヤを、直径1.7mの鉄板表面上で速度80km/hで走行させた。そして、タイヤを慣性走行させたときのタイヤの減速度から転がり抵抗を測定して評価した。具体的には、比較例1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が小さいほど転がり抵抗が小さく、燃費性に優れることを示す。
リム組みしていない状態の上記空気入りタイヤの質量を測定した。具体的には、比較例1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が小さいほどタイヤの軽量化の効果が高いことを示す。
上記空気入りタイヤを、JATMA規格に定める適用リム(7.5J)に装着して、リム組みした空気入りタイヤを作製した。そして、リム組みをしたままでの保管を想定し、内圧を充填せずに(内圧0kPaで)、以下のリム保護性試験を行った。
図3に、リム保護性試験の試験方法の概要について示す。アムスラー試験機において、本発明の一例の空気入りタイヤ1を横倒しにして、タイヤの一方の面を平板30に向けて置き、もう一方の面上に鉄板31を置いた。そして、鉄板31側から平板30側に向けて荷重を負荷し、平板側にあるタイヤが装着されたリム20のリムフランジ20aが平板30に接触するまでに要したエネルギーを算出した。具体的には、比較例1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が大きいほどリムの保護効果が高いことを示す。
また、外輪郭線の曲率半径Rを好適化した実施例タイヤは、タイヤの転がり抵抗がさらに低減されていることがわかる。
さらに、距離Hを好適化した実施例タイヤは、タイヤの転がり抵抗がさらに低減されていることがわかる。
5:ビードコア、6:カーカス、6a:カーカス本体部、6b:カーカス折り返し部、
7:ビードフィラー、7ro:ビードフィラーのタイヤ径方向最外端、
8:ゴムチェーファー、10:リムガード、10a リムガードのタイヤ径方向外側部分、
10so:リムガードの頂点、20:リム、20a:リムフランジ、30:平板、
31:鉄板、CL:タイヤ赤道面
Claims (8)
- タイヤのサイドウォール部に、タイヤ幅方向外側に突出するリムガードを備える空気入りタイヤであって、
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際のタイヤ幅方向断面において、
前記リムガードは、該リムガードのタイヤ幅方向最外側端が前記適用リムのタイヤ幅方向最外側端よりもタイヤ幅方向外側に位置する突起であり、
前記リムガードは、少なくとも1つの頂点を有し、
前記リムガードの少なくとも1つの頂点のうちタイヤ径方向最外側に位置する頂点よりタイヤ径方向外側に位置する、前記リムガードの外輪郭線は、前記タイヤの外側に曲率中心を有する円弧形状を有し、該外輪郭線の曲率半径Rは、5mm以上40mm以下であり、
前記リムガードの少なくとも1つの頂点のうちタイヤ径方向最内側に位置する頂点からリムフランジのタイヤ径方向最外点までのタイヤ径方向距離Hが、2mm以上40mm以下となることを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 前記タイヤは、一対のビードコアと該ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーとを有し、
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際のタイヤ幅方向断面において、
前記ビードフィラーのタイヤ径方向最外端が、リムフランジのタイヤ径方向最外点を基点として、タイヤ径方向内側に5mmからタイヤ径方向外側に40mmまでのタイヤ径方向範囲に位置する、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記曲率半径Rが、5mm以上15mm以下である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記曲率半径Rが、5mm以上10mm以下である、請求項3に記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ径方向距離Hが、2mm以上20mm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ径方向距離Hが、2mm以上10mm以下である、請求項5に記載の空気入りタイヤ。
- 前記リムガードは、1つのみの前記頂点を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記リムガードの少なくとも1つの頂点のうちタイヤ径方向最内側に位置する頂点よりタイヤ径方向内側にある、前記リムガードの外輪郭線は、滑らかな曲線で形成されてなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
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