JP6773014B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、サイドウォール部にサイド補強層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ビード部の構造を改善して、タイヤの耐久性を維持しながらタイヤ重量の軽減を可能にし、且つ、耐リム外れ性を良好にした空気入りタイヤに関する。

一般的に、空気入りタイヤのビード部には、ビードコアとビードフィラーが埋設される。更に、パンクが発生しても一定距離を安全に走行可能にした空気入りタイヤ（所謂ランフラットタイヤ）では、パンク時に車両の負荷荷重を支えるためのサイド補強層（横断面形状が三日月状の硬質ゴムからなる層）がサイドウォール部に設けられる。このようなタイヤでは、サイド補強層のタイヤ径方向内側端部がビード部近傍まで到達する場合があり、ビード部近傍が肉厚になってタイヤ重量が増大し易い傾向がある。また、サイド補強層が存在することでリムフランジが当接する部位の近傍が高剛性になると、ランフラット走行時に、リムフランジが当接する部位を支点としてビード部がタイヤ内側方向に向かって回転する力が生じてしまい、リム外れが誘発され易い傾向がある。

一方で、近年、タイヤ重量の軽減が強く求められており、上記のようなランフラットタイヤにおいても軽量化が検討されている。例えば、特許文献１では、断面三日月状のサイド補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、ビードコアの形状を工夫することで、ビードフィラーを排除することが提案されている。しかしながら、このようなタイヤでは、タイヤ重量を軽減できたとしても、ビード部近傍における剛性が低くなるためタイヤ耐久性が必ずしも充分に得られるとは言えず、また、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れは考慮されておらず、更なる対策が求められている。

特開２００２‐３０１９１５号公報

本発明の目的は、サイドウォール部にサイド補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、ビード部の構造を改善して、タイヤの耐久性を維持しながらタイヤ重量の軽減を可能にし、且つ、耐リム外れ性を良好にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、前記トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、各ビード部に設けられたビードコアと、前記一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に設けられた断面三日月状のサイド補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアは、タイヤ周方向に巻回された少なくとも１本のビードワイヤからなり、前記ビードワイヤの複数の周回部分がタイヤ幅方向に並ぶ少なくとも１つの列とタイヤ径方向に重なる複数の層を形成し、前記ビードコアの最大幅Ｗ０とタイヤ径方向最内側の層の幅Ｗ１とタイヤ径方向最外側の層の幅Ｗ２とがＷ１＞Ｗ２かつＷ２≦０．５×Ｗ０の関係を満たし、前記複数の層のうち最大幅Ｗ０となる層が前記ビードコアのタイヤ径方向中心位置よりもタイヤ径方向内側に位置し、子午線断面において前記ビードワイヤの複数の周回部分の共通接線によって形成された多角形を前記ビードワイヤの外郭形状としたとき、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の両端に位置する角部の内角α，βがα＞９０°かつβ＞９０°の関係を満たし、前記外郭形状の周長Ｌ０と、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さＬ１と、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さＬ２と、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードヒール側の傾斜した辺の長さＬ３とが０．２５≦（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０≦０．４０かつ１．０≦（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）≦２．５の関係を満たし、前記カーカス層は、前記トレッド部から各サイドウォール部を経て各ビード部に至る本体部と、各ビード部において前記ビードコアの周縁に沿って屈曲しながら折り返されて前記ビードコアのタイヤ径方向外側端の位置から前記本体部に接触しながら各サイドウォール部側に向かって延在する折り返し部とからなることを特徴とする。

本発明では、ビードコアが上述の構造を有するため、ビードコア全体としてはビードワイヤの巻き数を減少しながら、ビードコアのタイヤ径方向中心位置よりもタイヤ径方向内側ではビードワイヤの巻き数を充分に確保することができ、ビードコアとして充分な性能を維持してタイヤの耐久性を確保しながら、ビードワイヤの使用量を低減してタイヤ重量の軽減を図ることができる。このとき、ビードコアの外郭形状（特に周長Ｌ０と長さＬ１〜Ｌ３の関係）を上述のように設定しているので、ランフラット走行時のリム外れに対する寄与が大きい長さＬ１およびＬ２を充分に確保することでき、耐リム外れ性を改善することができる。

本発明では、子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線とサイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通りカーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたとき、補助線Ａ１と補助線Ａ２との間に存在するサイド補強層の部分の断面積ＳＲと、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが０．４≦ＳＢ／ＳＲ≦２．５の関係を満たすことが好ましい。これにより、リムフランジが当接する部位の近傍の断面構造が良好になり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することができ、耐リム外れ性を高めるには有利になる。

本発明では、子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線とサイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通りカーカス層に対して垂直な補助線Ａ０上のタイヤ断面幅Ｋと前記ビードコアの外郭形状の周長Ｌ０とが１．２≦Ｌ０／Ｋ≦５．０の関係を満たすことが好ましい。これにより、リムフランジが当接する部位の近傍の断面構造が良好になり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することができ、耐リム外れ性を高めるには有利になる。

本発明では、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積に対する閉鎖領域内に存在するゴムの総面積の比率が０．１％〜１５％であることが好ましい。これにより、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域内に実質的にビードコアのみが存在するようになるので、タイヤ重量を軽減するには有利になる。

このとき、カーカス層の本体部および折り返し部のタイヤ幅方向外側にフィラー層が設けられることが好ましい。これにより、カーカス層の本体部と折り返し部との間に従来のビードフィラー層が実質的に存在しない場合であっても、タイヤの断面構造（特に、ビード部からサイドウォール部にかけてのゴムゲージ）を良好にすることができ、タイヤの耐久性や耐リム外れ性を向上するには有利になる。尚、このフィラー層は従来のビードフィラー層に替えて設けられるものであるので、このフィラー層が設けられても従来のビードフィラー層を備えたタイヤよりタイヤ重量が増大することにはならない。

更に、子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線とサイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通りカーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたとき、補助線Ａ１と補助線Ａ２との間に存在するフィラー層の部分の断面積ＳＦと、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが０．６≦ＳＢ／ＳＦ≦２．４の関係を満たすことが好ましい。これにより、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域内に実質的にビードコアのみが存在する場合にも、リムフランジが当接する部位の近傍の断面構造が良好になり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することができ、耐リム外れ性を高めるには有利になる。

更に、子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線とサイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通りカーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたとき、補助線Ａ１と補助線Ａ２との間に存在するサイド補強層の部分の断面積ＳＲと、補助線Ａ１と補助線Ａ２との間に存在するフィラー層の部分の断面積ＳＦと、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが０．３≦ＳＢ／（ＳＲ＋ＳＦ）≦２．０の関係を満たすことが好ましい。これにより、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域内に実質的にビードコアのみが存在する場合にも、リムフランジが当接する部位の近傍の断面構造が良好になり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することができ、耐リム外れ性を高めるには有利になる。

本発明では、ビードワイヤの平均直径が０．８ｍｍ〜１．８ｍｍであることが好ましい。このようにビードワイヤの平均直径を適度な範囲に設定することで、タイヤ重量の軽減と耐リム外れ性の向上とを両立するには有利になる。

本発明では、ビードワイヤの総断面積が１０ｍｍ² 〜５０ｍｍ² であることが好ましい。このようにビードワイヤの総断面積を適度な範囲に設定することで、タイヤ重量の軽減と耐リム外れ性の向上とを両立するには有利になる。

本発明では、ビードコアの外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さＬ２が１．５ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましい。これによりビードコアの形状が更に良好になり、タイヤ重量の軽減と耐リム外れ性の向上とを両立するには有利になる。

本発明では、ビードコアの外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さＬ１が２ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。これによりビードコアの形状が更に良好になり、タイヤ重量の軽減と耐リム外れ性の向上とを両立するには有利になる。

本発明において、各種寸法は、タイヤを正規リムにリム組みして、正規内圧を充填した状態で測定する。「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“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。「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 ＲＯＡＤ 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。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。 本発明のビードワイヤの積層構造を模式的に示す説明図である。 本発明のビードワイヤの積層構造を模式的に示す説明図である。 図１のビード部近傍を拡大して示す説明図である。 従来例および比較例のビード構造を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。尚、図１において、ＣＬはタイヤ赤道を示す。

左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。以降の説明では、トレッド部１から各サイドウォール部２を経て各ビード部３に至る部分を本体部４Ａ、各ビード部３においてビードコア５の廻りに折り返されて各サイドウォール部２側に向かって延在する部分を４Ｂという。

ビードコア５は、図２に拡大して示すように、タイヤ周方向に巻回された少なくとも１本のビードワイヤ５Ａからなり、ビードワイヤ５Ａの複数の周回部分がタイヤ幅方向に並ぶ複数の列とタイヤ径方向に重なる複数の層を形成している。本発明では、子午線断面において上記のようにビードワイヤ５Ａの複数の周回部分が複数の列と複数の層を形成していれば、単一のビードワイヤ５Ａを連続的に巻回した所謂一本巻き構造であっても、複数本のビードワイヤ５Ａを引き揃えた状態で巻回した所謂層巻き構造であってもよい。図示の例では、タイヤ径方向最内側から順に４列の周回部分を含む層、５列の周回部分を含む層、４列の周回部分を含む層、３列の周回部分を含む層、２列の周回部分を含む層、１列の周回部分を含む層の計６層が積層された構造を有する。尚、以降の説明では、この構造を「４＋５＋４＋３＋２＋１構造」という。同様に、以降の説明では、ビードワイヤ５Ａの積層構造を、各層に含まれる列の数をタイヤ径方向最内側の層から順に「＋」で繋いだ同様の形式で表現する。更に、図示の例のビードコア５では、ビードコア５Ａが俵積み状に積層されている。尚、「俵積み」とは、互いに接している３つの周回部分の中心が略正三角形を形成する積み方であり、六方充填配置と呼称されることもある充填率の高い積層構造である。

このとき、各ビードコア５について、ビードコア５の最大幅をＷ０、タイヤ径方向最内側の層の幅をＷ１、タイヤ径方向最外側の層の幅をＷ２とすると、これら幅がＷ１＞Ｗ２かつＷ２≦０．５×Ｗ０の関係を満たしている。また、ビードコア５を構成する複数の層のうち最大幅Ｗ０となる層がビードコア５のタイヤ径方向中心位置よりもタイヤ径方向内側に位置している。即ち、各ビードコア５は、タイヤ径方向中心位置よりもタイヤ径方向内側に位置する最大幅の部分からビードコア５の幅がタイヤ外径側に向かってタイヤ最内径側の幅よりも小さくなるように先細る形状を有している（以下、この形状を指して「外径側楔形状」という場合がある）。尚、幅Ｗ０〜Ｗ２はいずれも、図示のように、各層のタイヤ幅方向両外側の周回部分のタイヤ幅方向外側端間のタイヤ幅方向に沿った長さである。

また、各ビードコア５は、子午線断面においてビードワイヤ５Ａの複数の周回部分の共通接線（図中の破線）によって形成された多角形をビードワイヤ５Ａの外郭形状としたとき、この外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の両端に位置する角部の内角α，βがα＞９０°かつβ＞９０°、好ましくは１００°≦α≦１５０°かつ１００°≦β≦１５０°の関係を満たしている。更に、この外郭形状の周長（ビードワイヤ５Ａの複数の周回部分の共通接線によって形成された多角形のすべての辺の長さの和）をＬ０、外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さをＬ１、外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さをＬ２、外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードヒール側の傾斜した辺の長さをＬ３とすると、これら長さが０．２５≦（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０≦０．４０かつ１．０≦（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）≦２．５、好ましくは０．２８≦（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０≦０．３６かつ１．１≦（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）≦２．０の関係を満たしている。

カーカス層４は、上記のようにビードコア５の廻りに折り返されるものであるが、本発明のビードコア５は上述のように特殊な形状（外径側楔形状）を有するため、カーカス層４はビードコア５の周縁に沿って屈曲する。例えば、図示の例では、ビードコア５が上述の設定を満たす結果、断面形状が略五角形になっているため、その周縁に沿って延在するカーカス層４も略五角形状に屈曲している。更に、カーカス層４の折り返し部４Ｂのビードコア５のタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側の部分は、カーカス層４の本体部４Ａに接触しながらカーカス層４の本体部４Ａに沿って各サイドウォール部２側に向かって延在している。その結果、カーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとによって、ビードコア５を囲む閉鎖領域が形成されている。

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図示の例では２層）のベルト層６が埋設されている。各ベルト層６は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む。この補強コードは層間で補強コードどうしが互いに交差するように配列されている。これらベルト層６において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層６の外周側にはベルト補強層７が設けられている。特に、図示の例では、ベルト層６の全幅を覆うフルカバー層とベルト補強層７の両端部のみをそれぞれ覆うエッジカバー層の２層が設けられている。ベルト補強層７は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層７において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°〜５°に設定されている。

サイドウォール部２におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側には断面三日月形状のサイド補強層８が配設されている。このサイド補強層８は、サイドウォール部２を構成する他のゴムよりも硬いゴムで構成される。具体的には、サイド補強層８を構成するゴムは、ＪＩＳ‐Ａ硬度が例えば７０〜８０、１００％伸長時のモジュラスが例えば９．０ＭＰａ〜１０．０ＭＰａである。このような物性のサイド補強層８は、その剛性に基づいてパンク時に荷重を支持してランフラット走行を可能にする。

図示の例では、サイドウォール部２におけるカーカス層４（本体部４Ａおよび折り返し部４Ｂ）のタイヤ幅方向外側にフィラー層９が設けられている。このフィラー層９は図示のようにカーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとによって形成される閉鎖領域内にビードコア５のみが設けられる（従来のビードフィラーが存在しない）場合に、後述のように任意に設けることのできる層である。

本発明では、ビードコア５が上述のように特殊な形状（外径側楔形状）を有するため、ビードコア５全体としてはビードワイヤ５Ａの巻き数を減少しながら、ビードコア５のタイヤ径方向中心位置よりもタイヤ径方向内側ではビードワイヤ５Ａの巻き数を充分に確保することができ、ビードコア５として充分な性能を維持してタイヤの耐久性を確保しながら、ビードワイヤ５の使用量を低減してタイヤ重量の軽減を図ることができる。このとき、ビードコア５の外郭形状（特に周長Ｌ０と長さＬ１〜Ｌ３の関係）を上述のように設定しているので、ランフラット走行時のリム外れに対する寄与が大きい長さＬ１およびＬ２を充分に確保することができ、耐リム外れ性を改善することができる。

上述の構造において、幅Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２が上述の関係を満たさないとビードコア５の形状が不適当になりビード部３の形状を安定させることができない。特に、Ｗ１≦Ｗ２やＷ２＞０．５×Ｗ０という関係であると、ビードコア５の上端の幅が大きくなるため、リムフランジが当接する部位の近傍の剛性が高まってリムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することが難しくなり耐リム外れ性が低下する。内角α，βが９０°以下であるとビードワイヤ５Ａの巻き数を充分に減少することができずタイヤ重量の軽減効果が低下する。また、内角α，βが９０°以下であると外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の両端に位置するビードワイヤ５Ａが加硫時のゴム流れの影響を受け易くなり、加硫後のビードコア５の形状を良好に維持することが難しくなる。周長Ｌ０と長さＬ１〜Ｌ３が上述の関係を満たさないとタイヤ重量の軽減と耐リム外れ性の向上を両立することができない。特に、０．２５＞（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０や１．０＞（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）という関係であると耐リム外れ性が悪化し、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０＞０．４０や（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）＞２．５という関係であるとタイヤ重量を軽減することができない。

周長Ｌ０と長さＬ１〜Ｌ３は上述の関係を満たせばよいが、これら長さの中でも、ビードコアの外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さＬ１と、ビードコアの外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さＬ２とは、ランフラット走行時のリム外れに対する寄与が大きい。そのため、長さＬ２を好ましくは１．５ｍｍ〜８ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍ、長さＬ１を好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは２．５ｍｍ〜７ｍｍに設定するとよい。長さＬ２が１．５ｍｍよりも小さいと耐リム外れ性を向上する効果が限定的になり、長さＬ２が８ｍｍよりも大きいとタイヤ重量を軽減する効果が限定的になる。長さＬ１が２ｍｍよりも小さいと耐リム外れ性を向上する効果が限定的になり、長さＬ１が１０ｍｍよりも大きいとタイヤ重量を軽減する効果が限定的になる。

ビードワイヤ５Ａ自体の構造については特に限定されないが、タイヤ重量の軽減と耐リム外れ性の向上を両立すること鑑みると、平均直径を好ましくは０．８ｍｍ〜１．８ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ〜１．６ｍｍ、更に好ましくは１．１ｍｍ〜１．５ｍｍにするとよい。また、ビードワイヤ５Ａの総断面積（各ビードコア５の子午線断面に含まれるビードワイヤ５Ａの周回部分の断面積の総和）を好ましくは１０ｍｍ² 〜５０ｍｍ² 、より好ましくは１５ｍｍ² 〜４８ｍｍ² 、更に好ましくは２０ｍｍ² 〜４５ｍｍ² にするとよい。ビードワイヤ５Ａの平均直径が０．８ｍｍよりも小さいと耐リム外れ性を向上する効果が限定的になり、ビードワイヤ５Ａの平均直径が１．８ｍｍよりも大きいとタイヤ重量を軽減する効果が限定的になる。ビードワイヤ５Ａの総断面積が１０ｍｍ² よりも小さいと耐リム外れ性を向上する効果が限定的になり、ビードワイヤ５Ａの総断面積が５０ｍｍ² よりも大きいとタイヤ重量を軽減する効果が限定的になる。

上述のように、カーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとによって閉鎖領域が形成される。この閉鎖領域内には、従来のビードフィラーまたはそれに類するタイヤ構成部材（ビードコア５のタイヤ径方向外側に配置されてカーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとによって包み込まれてビード部３からサイドウォール部２にかけての剛性を高める部材）を配置することもできるが、タイヤ重量を効果的に軽減するには、図示のように、閉鎖領域内に実質的にビードコア５のみが存在するようにするとよい。即ち、ビードワイヤ５Ａを被覆するインシュレーションゴムや、ビードコア５とカーカス層４との間に形成される僅かな隙間を埋めるゴムは存在しても、従来の空気入りタイヤのような大きな体積を有するビードフィラーは用いないことが好ましい。特に、この閉鎖領域のゴム占有率、即ち、子午線断面における閉鎖領域の面積Ａに対する閉鎖領域内に存在するゴムの総面積ａの比率（ａ／Ａ×１００％）を０．１％〜１５％にすることが好ましい。閉鎖領域のゴム占有率が１５％よりも大きいと、実質的に従来の空気入りタイヤのビードフィラーが存在する場合と同等になり、タイヤ重量の軽減効果を更に高めることは難しくなる。尚、タイヤ構造上、ビードワイヤ５Ａを被覆するインシュレーションゴム等は必ず存在するため、基本的に閉鎖領域のゴム占有率が０．１％未満になることはない。

このように閉鎖領域内に実質的にビードコア５のみが存在する場合、上述のようにフィラー層９を設けることができる。このフィラー層９は従来の空気入りタイヤにおいてカーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとの間に設けられるビードフィラーとは異なり、前述のサイド補強層８と共働してサイドウォール部２の剛性を適度に確保するものである。このようなフィラー層９を設けても、フィラー層９は従来のビードフィラー層に替えて設けられる部材に過ぎないので、従来のビードフィラー層を備えたタイヤよりタイヤ重量が増大することにはならない。尚、タイヤ重量をより効果的に軽減するには、フィラー層９の構造等をサイド補強層８と関連付けるとよく、例えば、サイド補強層８の断面積Ｓ１および硬度Ｈ１に対してフィラー層９の断面積Ｓ２および硬度Ｈ２が０．１５≦（Ｓ２×Ｈ２）／（Ｓ１×Ｈ１）≦０．６０の関係を満たすとよい。これによりフィラー層９の使用量を抑制してタイヤ重量への影響を抑えながら、フィラー層９による補強効果を適度に得ることが可能になる。

ビードコア５の具体的な形状は、幅Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２や、長さＬ０〜Ｌ３が上述の関係を満たしていれば、特に限定されない。例えば、図３に示す形状を採用することができる。図３の例は、いずれも幅Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２が上述の関係を満たすので、本発明の「外径楔形状」に該当し、更に長さＬ０〜Ｌ３が上述の関係を満たすものである。詳述すると、図３（ａ）は俵積みの３＋４＋３＋２＋１構造を有し、図３（ｂ）は俵積みの３＋４＋３＋２構造を有し、図３（ｃ）は俵積みの３＋４＋４＋３＋２＋１構造を有し、図３（ｄ）はタイヤ径方向内側から２番目の層とそのタイヤ径方向内側に隣接する層とが俵積みではなく直列積み（タイヤ径方向に隣接する周回部分どうしがタイヤ幅方向に垂直に積層される積み方）になった３＋４＋４＋３＋２＋１構造を有する。

図３に示したいずれの構造も、少なくとも一部が俵積み状に積層されているため、全体が直列積みで積層された構造のビードワイヤよりも、ビードワイヤ５Ａを密に配してビードワイヤ５Ａの充填率を高めることができる。その結果、ビード部３の剛性や耐圧性能を良好に確保して走行性能を維持しながら、タイヤ重量を軽減し、これら性能をバランスよく発揮することができる。ビードワイヤ５Ａの充填率に着目すると、図３（ａ）〜（ｃ）のようにすべてのビードワイヤ５Ａが俵積み状に積層されることが好ましい。

また、ビードコア５の形状に関して、ビードコア５全体の形状の安定性を高めるには、ビードコア５全体の形状をビードコア５のタイヤ幅方向中心に対して線対称にすることが好ましい。この観点からは、図３（ａ），（ｂ），（ｄ）のような形状が好ましい。

これら様々なビードコア５の形状は、上述の様々な観点に基づいて、空気入りタイヤ全体の構造や重視する特性等を考慮して適宜選択することができる。

上述のように、サイド補強層８を備えた空気入りタイヤでは、リムフランジが当接する部位の近傍が高剛性になった場合に、ランフラット走行時にリムフランジが当接する部位を支点としてビード部がタイヤ内側方向に向かって回転する力が生じてリム外れが誘発される虞がある。そのため、リムフランジが当接する部位の近傍の構造を最適化することが耐リム外れ性を高めるには有効である。即ち、子午線断面において、図４に拡大して示すように、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線とサイドウォール部の外表面の輪郭線との交点Ｐを通りカーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたときの、補助線Ａ１と補助線Ａ２との間の領域（図中の斜線部：以下、リムフランジ当接領域という）の構造を最適化するとよい。

具体的には、リムフランジ当接領域に含まれるサイド補強層８の部分の断面積ＳＲと、カーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが好ましくは０．４≦ＳＢ／ＳＲ≦２．５、より好ましくは０．７≦ＳＢ／ＳＲ≦２．０の関係を満たすとよい。また、補助線Ａ０上のタイヤ断面幅Ｋとビードコア５の外郭形状の周長Ｌ０とが好ましくは１．２≦Ｌ０／Ｋ≦５．０、より好ましくは１．４≦Ｌ０／Ｋ≦４．５の関係を満たすとよい。これにより、リムフランジ当接領域の断面構造が良好になり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することができ、耐リム外れ性を高めるには有利になる。断面積ＳＲや断面幅Ｋが大きいほど、リムフランジ当接領域の剛性が大きくなり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力が生じ易くなり、面積ＳＢや周長Ｌ０が大きいほどビードコア５が大きくなりタイヤ重量を軽減する効果が限定的になる。

図示のようにフィラー層９を設ける場合も同様であり、リムフランジ当接領域に含まれるフィラー層９の部分の断面積ＳＦと、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが好ましくは０．６≦ＳＢ／ＳＦ≦２．４、より好ましくは０．７＜ＳＢ／ＳＦ≦２．１の関係を満たすとよい。また、リムフランジ当接領域に含まれるサイド補強層８の部分の断面積ＳＲと、リムフランジ当接領域に含まれるフィラー層９の部分の断面積ＳＦと、カーカス層５の本体部５Ａと折り返し部５Ｂとで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが好ましくは０．３≦ＳＢ／（ＳＲ＋ＳＦ）≦２．０、より好ましくは０．４≦ＳＢ／（ＳＲ＋ＳＦ）≦１．７の関係を満たすとよい。これにより、リムフランジ当接領域の断面構造が良好になり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力に起因するリム外れを抑制することができ、耐リム外れ性を高めるには有利になる。断面積ＳＦや断面積ＳＲが大きいほど、リムフランジ当接領域の剛性が大きくなり、リムフランジが当接する部位を支点とした回転力が生じ易くなり、面積ＳＢが大きいほどビードコア５が大きくなりタイヤ重量を軽減する効果が限定的になる。

上述の各部の構造は適宜組み合わせて採用することができる。いずれにしても、上述の構造を有する空気入りタイヤでは、ビード部３の構造が改善されるので、タイヤの耐久性を維持しながらタイヤ重量を軽減し、且つ耐リム外れ性を改善することができる。

タイヤサイズが２３５／５０Ｒ１８であり、図１に示す基本構造を有し、ビードコアの構造、ビードフィラーの有無、ビードコアの最大幅Ｗ０、ビードコアのタイヤ径方向最内側の層の幅Ｗ１、ビードコアのタイヤ径方向最外側の層の幅Ｗ２、ビードワイヤの外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の両端に位置する角部の内角α，β、外郭形状の周長Ｌ０、外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さＬ１、外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さＬ２、外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードヒール側の傾斜した辺の長さＬ３、式（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０、式（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）、カーカス層の本体部と折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢ、リムフランジ当接領域に含まれるサイド補強層の部分の断面積ＳＲ、比ＳＢ／ＳＲ、補助線Ａ０上のタイヤ断面幅Ｋ、比Ｌ０／Ｋ、ゴム占有率、カーカス層のタイヤ幅方向外側に配置されるフィラー層の有無、リムフランジ当接領域に含まれるフィラー層の部分の断面積ＳＦ、比ＳＢ／ＳＦ、式ＳＢ／（ＳＲ＋ＳＦ）、ビードワイヤの平均直径、ビードワイヤの総断面積を表１〜３のように設定して、従来例１、比較例１〜６、実施例１〜２４の３１種類の空気入りタイヤを作製した（尚、実施例５は、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０が０．４０を超えるため参考例である）。

表１〜３の「ビードコアの構造」の欄については、対応する図面の番号を示した。尚、図示の構造と完全に一致しない場合でも、参考のために、類似の形状の図番を「＊」を付して示した（基本的に、Ｌ２＝Ｌ３となる構造は「図２」に類似し、Ｌ２≠Ｌ３となる構造は「図３（ｃ）」に類似するものと解釈した）。また、従来例１は、従来の一般的なビードコアを用いた例であり、ビードコアは図５（ａ）に示すように直列積みに積層された５＋５＋５＋５構造を有する。比較例１のビードコアは図５（ｂ）に示すように直列積みに積層された５＋５＋４＋３＋２＋１構造を有する。比較例２のビードコアは図５（ｃ）に示すように俵積み状に積層された８＋７＋６＋４＋２構造を有する。

これら空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ質量、耐リム外れ性、ランフラット耐久性を評価し、その結果を表１〜３に併せて示した。

タイヤ質量
各試験タイヤについて５本の質量を測定し、その平均値を求めた。評価結果は、従来例１の値の逆数を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどタイヤ質量が小さいことを意味する。

耐リム外れ性
各試験タイヤをリムサイズ１８×７．５Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を０ｋＰａにした状態で、排気量２０００ｃｃの試験車両に装着し、平坦なアスファルト路面上を直進走行で進入させた後、旋回半径８ｍ、旋回角１８０度として右方向に急旋回させて停車試験（Ｊターン試験）を繰り返し実施した。このとき、直進走行時の速度を段階的に増加させてリム外れが生じた速度を測定し、耐リム外れ性の評価とした。具体的には、初期速度３５ｋｍ／ｈから一段階目で４０ｋｍ／ｈまで速度を増加させた後は２ｋｍ／ｈずつ速度を増加させた。評価結果は、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐リム外れ性が良好であることを意味する。

ランフラット耐久性
試験タイヤをリムサイズ１８×７．５Ｊのホイールに組み付けて、ＥＣＥ３０に記載されるランフラットタイヤ用ドラム耐久試験条件でドラム試験機上を走行させ、タイヤに破壊故障が発生するまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどランフラット耐久性が良好であることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜２４はいずれも、従来例１に対して、ランフラット耐久性を維持または向上しながらタイヤ質量を低減した。一方、比較例１は、ビードコアの形状が不適切であるため、耐リム外れ性およびランフラット耐久性が悪化した。比較例２は、ビードコアの形状が不適切であるため、タイヤ質量が悪化した。比較例３は（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０の値が小さ過ぎるためリム外れ性が悪化した。比較例４は、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０の値が大き過ぎるためタイヤ質量が悪化した。比較例５は、（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）の値が小さ過ぎるためリム外れ性が悪化した。比較例６は、（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）の値が大き過ぎるためタイヤ質量が悪化した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ベルト補強層
８ サイド補強層
９ フィラー層
ＣＬ タイヤ赤道

Claims (11)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、前記トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、各ビード部に設けられたビードコアと、前記一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に設けられた断面三日月状のサイド補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードコアは、タイヤ周方向に巻回された少なくとも１本のビードワイヤからなり、前記ビードワイヤの複数の周回部分がタイヤ幅方向に並ぶ少なくとも１つの列とタイヤ径方向に重なる複数の層を形成し、前記ビードコアの最大幅Ｗ０とタイヤ径方向最内側の層の幅Ｗ１とタイヤ径方向最外側の層の幅Ｗ２とがＷ１＞Ｗ２かつＷ２≦０．５×Ｗ０の関係を満たし、前記複数の層のうち最大幅Ｗ０となる層が前記ビードコアのタイヤ径方向中心位置よりもタイヤ径方向内側に位置し、
   子午線断面において前記ビードワイヤの複数の周回部分の共通接線によって形成された多角形を前記ビードワイヤの外郭形状としたとき、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の両端に位置する角部の内角α，βがα＞９０°かつβ＞９０°の関係を満たし、
   前記外郭形状の周長Ｌ０と、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さＬ１と、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さＬ２と、前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードヒール側の傾斜した辺の長さＬ３とが０．２５≦（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ０≦０．４０かつ１．０≦（Ｌ１＋Ｌ２）／（２×Ｌ３）≦２．５の関係を満たし、
   前記カーカス層は、前記トレッド部から各サイドウォール部を経て各ビード部に至る本体部と、各ビード部において前記ビードコアの周縁に沿って屈曲しながら折り返されて前記ビードコアのタイヤ径方向外側端の位置から前記本体部に接触しながら各サイドウォール部側に向かって延在する折り返し部とからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線と前記サイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通り前記カーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、前記補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して前記補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、前記補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して前記補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたとき、前記補助線Ａ１と前記補助線Ａ２との間に存在する前記サイド補強層の部分の断面積ＳＲと、前記カーカス層の前記本体部と前記折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが０．４≦ＳＢ／ＳＲ≦２．５の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線と前記サイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通り前記カーカス層に対して垂直な補助線Ａ０上のタイヤ断面幅Ｋと前記ビードコアの前記外郭形状の周長Ｌ０とが１．２≦Ｌ０／Ｋ≦５．０の関係を満たす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。
4. 前記カーカス層の前記本体部と前記折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積に対する前記閉鎖領域内に存在するゴムの総面積の比率が０．１％〜１５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記カーカス層の前記本体部および前記折り返し部のタイヤ幅方向外側にフィラー層が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線と前記サイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通り前記カーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、前記補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して前記補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、前記補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して前記補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたとき、前記補助線Ａ１と前記補助線Ａ２との間に存在する前記フィラー層の部分の断面積ＳＦと、前記カーカス層の前記本体部と前記折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが０．６≦ＳＢ／ＳＦ≦２．４の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 子午線断面において、ビードトウからタイヤ径方向外側に向かって２０ｍｍ離間してタイヤ径方向に平行に延在する直線と前記サイドウォール部の外表面の輪郭線との交点を通り前記カーカス層に対して垂直な補助線Ａ０と、前記補助線Ａ０からタイヤ径方向内側に５ｍｍ離間して前記補助線Ａ０に平行な補助線Ａ１と、前記補助線Ａ０からタイヤ径方向外側に５ｍｍ離間して前記補助線Ａ０に平行な補助線Ａ２とを引いたとき、前記補助線Ａ１と前記補助線Ａ２との間に存在する前記サイド補強層の部分の断面積ＳＲと、前記補助線Ａ１と前記補助線Ａ２との間に存在する前記フィラー層の部分の断面積ＳＦと、前記カーカス層の前記本体部と前記折り返し部とで形成された閉鎖領域の面積ＳＢとが０．３≦ＳＢ／（ＳＲ＋ＳＦ）≦２．０の関係を満たすことを特徴とする請求項５または６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ビードワイヤの平均直径が０．８ｍｍ〜１．８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記ビードワイヤの総断面積が１０ｍｍ² 〜５０ｍｍ² であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
10. 前記ビードコアの前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺に連なるビードトウ側の傾斜した辺の長さＬ２が１．５ｍｍ〜８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
11. 前記ビードコアの前記外郭形状のタイヤ径方向内側の辺の長さＬ１が２ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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