JP7502085B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

トレッドと、この幅方向両側から内径側に延びる一対のサイドウォールと、これらそれぞれの内径側にそれぞれ連続する一対のビード部とを備え、非リム組み状態で一対のビード部が正規リム幅よりも幅広に形成された空気入りタイヤが知られている。また、非リム組み状態で、ビード部は、タイヤ幅方向外側の外表面がタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向外側に傾斜して延びている。

この空気入りタイヤを対応する正規リムに組み付ける場合、一対のビード部を正規リム幅に近接させることを要する。さらに、空気入りタイヤは、特に、ビード部からサイドウォールに向かってタイヤ幅方向外側に傾斜しているので、リム組み状態では、ビード部はタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向外側に傾斜しやすい。

この結果、図８に示すように、ビード部１３０は、正規リム５０のリムシート部５１とリムフランジ５３の２点で当接しやすく、これらの間にビード部１３０とリムフランジ５３との間に空間部Ｓが生じる。特に、ビード部１３０は、幅方向外表面の傾斜に起因して、該幅方向外表面においてリムフランジ５３に対して局所的に強く当接しやすい。

また、特許文献１には、ビード背面部にタイヤ幅方向内側に窪む凹部が形成された空気入りタイヤが開示されている。この空気入りタイヤは、リム組み状態で、凹部のタイヤ径方向外側の部分と凹部のタイヤ径方向内側の部分との２点でリムフランジに対して局所的に強く当接させており、これによってリムフランジに対するビード部の固定を強固にして操縦安定性を向上させることが企図されている。

特開２０１５－２１２１１２号公報

上記空気入りタイヤによれば、リム組み状態で、ビード背面部はリムフランジに対して局所的に強く当接するため、この当接部において強く圧縮されている。例えば、旋回時にタイヤ径方向および／またはタイヤ幅方向に荷重が作用したとき、上記当接部はすでに強く圧縮されているためさらに圧縮されにくいので、サイドウォールは、ビード部に近接した部分が変形しにくく、トレッドに近接した部分に変形が偏りやすい。すなわち、サイドウォールにおける荷重支持が効率的でなく、操縦安定性を向上させにくい。

本発明は、サイドウォールにおける荷重支持を効率化させることによって、操縦安定性を向上させることができる、空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、
トレッドと、前記トレッドのタイヤ幅方向両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、前記一対のサイドウォールそれぞれのタイヤ径方向内側にそれぞれ連続し、非リム組み状態において正規リム幅よりも幅広に間隔を空けて配置された一対のビード部とを備え、
前記ビード部は、
タイヤ幅方向外側に突出するリムプロテクタと、
タイヤ径方向内端部においてタイヤ幅方向に延びる、ビードベース部と、
前記ビードベース部のタイヤ幅方向外端部から、タイヤ幅方向外側に向かってタイヤ径方向外側に湾曲しており、さらにタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に湾曲する、ビードヒール部と、
前記ビードヒール部のタイヤ径方向外端部からタイヤ径方向外側に延びて前記リムプロテクタに連続する、ビード背面部と、
タイヤ径方向内側端部に配置された環状のビードコアと、
前記ビードコアの外周面に連接されており、子午線方向における断面形状がタイヤ径方向外側に向かって幅狭となる、環状のビードフィラーと
を含み、
前記非リム組み状態で、
前記ビード背面部には、前記ビードヒール部のタイヤ幅方向外端部よりもタイヤ幅方向内側に窪んだ凹部が形成されており、
前記ビード背面部は、
タイヤ幅方向外側に曲率中心を持つと共に、少なくとも一部が前記凹部の最深部を構成する凹部Ｒ部と、
前記リムプロテクタの頂部からタイヤ幅方向内側に向かってタイヤ径方向内側に湾曲した外径側Ｒ部と
を有し、
前記凹部Ｒ部をタイヤ径方向外側に延長した曲線と前記外径側Ｒ部をタイヤ幅方向内側に延長した曲線とは仮想交点においてタイヤ内面側に凸となるように交差しており、
前記凹部Ｒ部と前記外径側Ｒ部とは、タイヤ外面側に曲率中心を有する湾曲部によって接続されており、
公称リム径を基準として、前記ビードフィラーの先端部の高さは、前記仮想交点の高さの１．１倍以上である、空気入りタイヤを提供する。

本発明によれば、ビード背面部には凹部が形成されているので、非リム組み状態において、ビード背面部のうち凹部の最深部から内径側に位置する内径側部分はタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向外側へ傾斜している。上記内径側部分は、一対のビード部を正規リムのリム幅に近接させたリム組み状態において、凹部の最深部の周辺を起点としてタイヤ幅方向内側に折れ曲がりタイヤ径方向に概ね沿いやすい。すなわち、リム組み状態において、ビード背面部を、凹部を消失させつつ、リムフランジの径方向部分の略全面にわたって密着させやすく、接触面積を拡大することができる。

このように、リム組みされた無負荷状態において、リムフランジの径方向部分に密着するビード背面部の略全面にわたって面圧が作用するので、ビード背面部の一部にのみ面圧が作用する場合に比して、ビード背面部全体として受け持つ荷重が分散される。すなわち、ビード背面部に局所的に高い面圧が作用する場合に比して、ビード背面部が弾性変形するための圧縮代に余裕を持たせることができる。

したがって、荷重入力時及び横力入力時において、余裕圧縮代の分、ビード背面部はさらに圧縮され得る。この場合、サイドウォールは、ビード背面部のさらなる圧縮に伴ってビード部に近接した部分も変形し得るので、サイドウォールはビード部側からトレッド側にわたって全体的に撓むように変形し得る。よって、サイドウォールにおける荷重支持が効率化されるので、操縦安定性が向上する。

特に、公称リム径を基準として、ビードフィラーの先端部が仮想交点の高さより１．１倍のタイヤ径方向位置に位置しており、換言すれば、仮想交点が凹部Ｒ部と外径側Ｒ部との間に位置しており曲げの起点になりやすい部分のタイヤ径方向位置に対応して、剛性部材であるビードフィラーが位置している。この結果、凹部Ｒ部と外径側Ｒ部との間における曲げ変形が抑制されるので、ビード部周辺の耐久性が向上する。

前記凹部は、タイヤ幅方向における深さが１．０ｍｍ未満であってもよい。

本構成によれば、上記内径側部分は、非リム組み状態でタイヤ幅方向外側に適度に傾斜しているので、リム組み状態でタイヤ幅方向内側に折り曲げられてタイヤ幅方向外側への傾斜が解消しやすく、リムフランジの径方向部分に丁度沿い易い。凹部の深さが１．０ｍｍ以上であると、上記内径側部分は、非リム組み状態でタイヤ幅方向外側に過度に傾斜しやすいため、リム組み状態でタイヤ幅方向内側に折り曲げられてもタイヤ幅方向外側への傾斜が解消しにくい。この場合、リム組み状態で、凹部が消失しにくく、ビード背面部をリムフランジの径方向部分の略全面にわたって当接させにくい。

公称リム径を基準として、
前記ビードフィラーの先端部の高さは、前記仮想交点の高さの１．３倍以上であってもよい。

本構成によれば、仮想交点は、ビードフィラーのうち、剛性が低くなりやすい先端部を十分に避けて位置する。すなわち、仮想交点に対して、ビードフィラーのうちより剛性が高い部分が対応して位置するので、ビード部周辺の耐久性がより一層向上する。

本発明によれば、サイドウォールにおける荷重支持を効率化させることによって、操縦安定性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの子午線断面図。 リム組み前の空気入りタイヤのビード部周辺の子午線断面図。 リム組み状態の空気入りタイヤのビード部周辺の子午線断面図。 インフレート時のビード部３０の外表面における嵌合圧を示すグラフ。 径方向荷重負荷時のビード部３０の外表面における嵌合圧を示すグラフ。 図５の空気入りタイヤの変形を示す子午線断面図。 横方向荷重負荷時の空気入りタイヤの変形を示す子午線断面図。 リム組みされた従来例に係る空気入りタイヤのビード部周辺の子午線断面図。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１の子午線方向における断面図であり、タイヤ赤道線ＣＬに対して一方側のみ示されている。空気入りタイヤ１は、トレッド１０と、トレッド１０のタイヤ幅方向両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール２０と、一対のサイドウォール２０それぞれのタイヤ径方向内側にそれぞれ連続する一対のビード部３０とを備えている。

ビード部３０には、ビードコア３１とこのタイヤ径方向外側に連接されたビードフィラー３２とが埋設されている。ビードコア３１は、鋼線からなるビードワイヤが複数周巻回されてなる環状の集束体をゴムで被覆して構成されている。ビードコア３１の断面形状は、タイヤ径方向外側の端部にタイヤ幅方向に延びるビードコア外端面３１ａを有するように多角形状に形成されている。ビードコア外端面３１ａの公称リム径（ＪＩＳ４１０２で規定される）ＮＲ（基準リム径ともいう）を基準としたタイヤ径方向における高さＨｂは本実施形態では６．７ｍｍである。

ビードフィラー３２は、ビードコア外端面３１ａに沿って環状に延びる硬質ゴムで構成されており、子午線方向における断面形状がタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向に幅狭となる三角形状に形成されている。

一対のビードコア３１の間に、トレッド１０およびサイドウォール２０にわたってカーカスプライ２が掛け渡されている。カーカスプライ２は、ビードコア３１の周りでタイヤ内面側からタイヤ外面側へ折り返されている。カーカスプライ２のタイヤ内面側には、空気圧を保持するためのインナーライナ３が設けられている。

トレッド１０において、カーカスプライ２のタイヤ径方向外側に、ベルト層１１およびベルト補強層１２が順に積層されている。本実施形態では、ベルト層１１は２層から構成されている。ベルト補強層１２のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム１３が積層されている。トレッドゴム１３によって、空気入りタイヤ１のタイヤ径方向における外表面が構成されている。

カーカスプライ２のタイヤ幅方向外側には、サイドウォール２０およびビード部３０にわたってタイヤサイドゴム２１が配置されている。タイヤサイドゴム２１は、トレッドゴム１３のタイヤ幅方向端部からタイヤ径方向内側に延びるサイドウォールゴム２１ａと、この内径側端部に連接されておりタイヤ径方向内側にさらに延びるリムストリップゴム２１ｂとを有している。タイヤサイドゴム２１によって、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向における外表面が構成されている。

サイドウォールゴム２１ａは、サイドウォール２０の大部分を構成している。リムストリップゴム２１ｂは、対応する正規リム５０（図２参照）に組み込まれた状態（リム組み状態と称する）で、タイヤサイドゴム２１のうちリムフランジ５３に当接する部分に少なくとも対応して設けられている。リムストリップゴム２１ｂは、サイドウォールゴム２１ａに比して耐摩滅性に優れたゴムが採用される。

タイヤサイドゴム２１には、タイヤ幅方向外側に突出するリムプロテクタ４が形成されている。リムプロテクタ４は、タイヤ最大幅位置Ｚよりもタイヤ径方向内側に位置している。最大幅位置Ｚは、サイドウォール２０における外表面のプロファイルラインが、タイヤ赤道線ＣＬからタイヤ幅方向に最も離れた位置である。すなわち、タイヤサイドゴム２１は、最大幅位置Ｚからリムプロテクタ４に向かって厚みが漸増しており、リムプロテクタ４からタイヤ径方向内側に向かって厚みが漸減している。

リムプロテクタ４は、最大幅位置Ｚからタイヤ径方向内側に向かって延びた端部からタイヤ幅方向内側に屈曲しており、最も厚みが大きい頂部４ａを有する。頂部４ａは、公称リム径ＮＲからタイヤ径方向外側にＨ６の高さに位置している。頂部４ａの高さＨ６は、リム組み状態における対応する正規リム５０のリムフランジ５３よりもタイヤ径方向外側に位置している。

なお、本明細書では、タイヤ径方向において、ビードフィラー３２の先端部３２ａより外径側に位置する部分をサイドウォール２０と称し、内径側に位置する部分をビード部３０と称している。リムプロテクタ４は、ビード部３０に位置している。また、本明細書において、タイヤサイドゴム２１の厚みとは、カーカスプライ２の外表面に面直な方向として定義されている。

図２には、正規リム５０に組み込まれていない状態（非リム組み状態と称する）のビード部３０周辺が拡大して示されており、対応する正規リム５０のリムフランジ５３の周辺が併せて示されている。正規リム５０は、タイヤ幅方向外側に延びるリムシート部５１と、このタイヤ幅方向外端部からタイヤ径方向外側に円弧状に湾曲したリムヒール部５２と、このタイヤ径方向外端部からタイヤ径方向外側に延びるリムフランジ５３とを有している。

リムシート部５１は、タイヤ幅方向内側に向かってタイヤ径方向内側に傾斜しており、タイヤ軸線に平行な直線に対する傾斜角度はＡ０である。リムフランジ５３は、リムヒール部５２からタイヤ径方向に対して平行にタイヤ径方向外側へ延びるフランジ径方向部分５３ａと、このタイヤ径方向外端部に連続してタイヤ幅方向外側に円弧状に湾曲したフランジ湾曲部分５３ｂとを有している。

リムヒール部５２のうち空気入りタイヤ１が嵌合される側に位置する外表面は、該外表面よりも空気入りタイヤ１側に位置する曲率中心Ｏ１１を中心として曲率半径がＲ１１である円弧状に延びている。タイヤ幅方向に一対のフランジ径方向部分５３ａは、リム幅Ｗ０を空けて配置されている。フランジ径方向部分５３ａは、公称リム径ＮＲからタイヤ径方向外側へＨ１１の高さまで延びている。フランジ湾曲部分５３ｂは、タイヤ外面側に位置する曲率中心Ｏ１２を中心として曲率半径がＲ１２である円弧状に延びている。

なお、正規リム５０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およびＥＴＲＴＯであれば「Measuring Rim」である。

本実施形態に係る正規リム５０は、ＪＡＴＭＡに規定される５°深底リムのフランジ記号Ｊに準拠しており、リムシート部５１の傾斜角度Ａ０は５°、リムヒール部５２の曲率半径Ｒ１１は６．５ｍｍ、フランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１は８ｍｍ、フランジ湾曲部分５３ｂの曲率半径Ｒ１２は９．５ｍｍである。また、本実施形態に係る正規リム５０のリムシート部５１と径方向部分５３ａとの間の角度は９５°である。

ビード部３０は、タイヤ径方向内端部においてタイヤ幅方向に延びるビードベース部３４と、ビードベース部３４のタイヤ幅方向外端部から、タイヤ幅方向外側に向かってタイヤ径方向外側に湾曲するビードヒール部３５と、ビードヒール部３５のタイヤ径方向外端部からタイヤ径方向外側に延びてリムプロテクタ４に連続するビード背面部３６とを有している。

ビードベース部３４は、非リム組み状態において、タイヤ幅方向内側に向かってタイヤ径方向内側に直線状に傾斜しておりタイヤ軸線に平行な直線に対する傾斜角度がＡ１である。すなわち、ビードベース部３４は単一の直線部により構成されている。具体的には、傾斜角度Ａ１は、リムシート部５１の傾斜角度Ａ０よりも大きい。好ましくは、傾斜角度Ａ１と傾斜角度Ａ０との差は８°以下である。本実施形態では、傾斜角度Ａ１は、１２°であり、傾斜角度Ａ０よりも７°大きい。なお、ビードベース部３４がタイヤ幅方向内側に向かって段階的にタイヤ径方向内側に傾斜する複数のベース面を有してもよく、この場合、複数のベース面のうち最もタイヤ幅方向外側に（すなわちビードヒール部３５に連続して）位置するベース面の、タイヤ軸線に平行な傾斜角度を、本実施形態に係る傾斜角度Ａ１として規定する。

ビードヒール部３５は、ビードコア３１に対してタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向外側に対応して位置している。ビードヒール部３５は、外表面が第１湾曲部６１（ヒールＲ部）により構成されている。第１湾曲部６１は、ビードベース部３４のタイヤ幅方向外端に位置する第１点Ｐ１から、タイヤ幅方向外側に向かってタイヤ径方向外側に湾曲して延びて、非リム組み状態においてビード部３０のタイヤ径方向内側部分のうち最もタイヤ幅方向外側に位置する第２点Ｐ２に至ると共に、第２点Ｐ２からタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に湾曲してさらに延びて、第３点Ｐ３に至っている。

第１湾曲部６１は、ビード部３０の外表面よりもタイヤ内面側に位置する曲率中心Ｏ１を中心として曲率半径がＲ１である円弧状部により構成されている。曲率中心Ｏ１および曲率半径Ｒ１は、リムヒール部５２の曲率中心Ｏ１１および曲率半径Ｒ１１とそれぞれ概ね同一に設定されている。本実施形態では、リムヒール部５２の曲率半径Ｒ１１は６．５ｍｍであるので、第１湾曲部６１の曲率半径Ｒ１は５．５ｍｍ以上７．５ｍｍ以下に設定されている。

ビード背面部３６は、外表面に、タイヤ径方向の内側に位置しており後述する凹部７０の少なくとも一部を構成する第２湾曲部６２（凹部Ｒ部）と、タイヤ径方向の外側に位置しておりリムプロテクタ４の頂部４ａに至る第３湾曲部６３（外径側Ｒ部）とを少なくとも有している。

第２湾曲部６２は、第３点Ｐ３よりもタイヤ径方向外側かつタイヤ幅方向内側に位置する第４点Ｐ４から、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜した方向に延びると共にタイヤ幅方向外側に湾曲して延びて第５点Ｐ５に至っている。第５点Ｐ５は、第２点Ｐ２よりもタイヤ幅方向外側に位置している。第２湾曲部６２は、ビード部３０の外表面よりもタイヤ外面側に位置する曲率中心Ｏ２を中心として曲率半径がＲ２である円弧状部により構成されている。

公称リム径ＮＲを基準とした曲率中心Ｏ２のタイヤ径方向における高さＨ２は、対応する正規リム５０のフランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１以上である。また、好ましくは、曲率中心Ｏ２の高さＨ２は、フランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１の１．５倍以下である。本実施形態では、フランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１は８ｍｍであるので、曲率中心Ｏ２の高さＨ２は８ｍｍ以上１２ｍｍ以下に設定されている。また、好ましくは、公称リム径ＮＲを基準とした曲率中心Ｏ２のタイヤ径方向における高さＨ２は、公称リム径ＮＲを基準としたリムプロテクタ４の頂部４ａのタイヤ径方向の高さＨ６の０．２倍以上０．６倍以下である。

また、曲率中心Ｏ２は、タイヤ径方向において、ビードコア外端面３１ａを基準としてタイヤ径方向内側に２ｍｍの径位置Ｘ１とタイヤ径方向外側に９ｍｍの径位置Ｘ２との間の径方向範囲Ｗに位置している。

さらにまた、曲率中心Ｏ２の高さＨ２は、タイヤ断面高さＨ０（図１参照）の０．２５倍未満に設定されている。タイヤ断面高さＨ０は、空気入りタイヤ１の外径から公称リム径を除いたものを２で除したものとして算出される。

曲率半径Ｒ２は、対応する正規リム５０のフランジ湾曲部分５３ｂの曲率半径Ｒ１２よりも大きい。好ましくは、曲率半径Ｒ２は、曲率半径Ｒ１２の１．４倍以上であり、より好ましくは曲率半径Ｒ１２の１．６倍以上２．４倍以下である。本実施形態では、フランジ湾曲部分５３ｂの曲率半径Ｒ１２は９．５ｍｍであるので、曲率半径Ｒ２は、１４ｍｍ以上、より好ましくは１６ｍｍ以上２２ｍｍ以下に設定されている。

また、曲率半径Ｒ２は、第１湾曲部６１の曲率半径Ｒ１の１．０倍以上４．５倍以下に設定されている。

第３湾曲部６３は、リムプロテクタ４の頂部４ａに位置する第６点Ｐ６から、タイヤ幅方向内側に向かってタイヤ径方向内側に湾曲して延びて第７点Ｐ７に至っている。第３湾曲部６３は、ビード部３０の外表面よりもタイヤ外面側に位置する曲率中心Ｏ３を中心として曲率半径がＲ３である円弧状部により構成されている。曲率半径Ｒ３は、第２湾曲部６２の曲率半径Ｒ２以上の大きさに設定されている。好ましくは、曲率半径Ｒ３は、曲率半径Ｒ２の１．２倍以上である。

図２の拡大図に示すように、第２湾曲部６２をタイヤ径方向外側に延長した仮想曲線６２ａと第３湾曲部６３をタイヤ幅方向内側に延長した仮想曲線６３ａとは仮想交点Ｐ８においてタイヤ内面側に凸となるように交差している。

公称リム径ＮＲを基準とした仮想交点Ｐ８のタイヤ径方向における高さＨ８は、第２湾曲部６２の曲率中心Ｏ２の高さＨ２の１．５倍より大きく３．０倍未満である。より好ましくは、仮想交点Ｐ８の高さＨ８は、曲率中心Ｏ２の高さＨ２の２倍より大きく２．５倍未満である。また、仮想交点Ｐ８の高さＨ８は、リムプロテクタ４の頂部４ａの高さＨ６の０．７倍以上である。仮想交点Ｐ８の高さＨ８は、例えば１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、好ましくは２０ｍｍ以上２４ｍｍ以下である。

また、仮想交点Ｐ８の高さＨ８は、公称リム径ＮＲを基準としたビードフィラー３２の先端部３２ａの高さＨ９より小さい。具体的には、仮想交点Ｐ８の高さＨ８に対して、ビードフィラー３２の先端部３２ａの高さＨ９は、１．１倍以上が好ましく、さらに１．３倍以上がより好ましい。

仮想曲線６２ａと仮想曲線６３ａとの間の交差角Ａ３、すなわち仮想交点Ｐ８から延びる第２湾曲部６２（仮想曲線６２ａ）に対する接線６２ｂと、仮想交点Ｐ８から延びる第３湾曲部６３（仮想曲線６３ａ）に対する接線６３ｂとの間の角度は、０°より大きく４５°以下である。交差角Ａ３が４５°を超えると、第２湾曲部６２と第３湾曲部６３との間に歪が集中しやすくビード耐久性が悪化しやすい。好ましくは、交差角Ａ３は３０°以下である。交差角Ａ３は、仮想交点Ｐ８からタイヤ幅方向外側に延びる接線６２ｂおよび接線６３ｂ間の角度として画定されている。

また、ビード背面部３６は、外表面に、第３点Ｐ３と第４点Ｐ４とを直線状に接続する直線部６９と、第５点Ｐ５と第７点Ｐ７とを円弧状に接続する第４湾曲部６４（接続Ｒ部）とをさらに有している。

直線部６９は、第１湾曲部６１と第２湾曲部６２とを接線連続状に接続している。換言すれば、第３点Ｐ３は第１湾曲部６１における直線部６９に対する接点を構成し、第４点Ｐ４は第２湾曲部６２における直線部６９に対する接点を構成している。直線部６９は、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜しており、タイヤ径方向に平行な直線に対する傾斜角度はＡ２である。傾斜角度Ａ２は、ビードベース部３４の傾斜角度Ａ１よりも小さくなるように設定されている。本実施形態では、傾斜角度Ａ２は１０°以下である。さらに、傾斜角度Ａ２は、直線部６９とビードベース部３４との間の角度Ａ４が９５°以上１０５°以下となるように設定されている。また、傾斜角度Ａ２は、ビードベース部３４の傾斜角度Ａ１からリムのシート部５１の傾斜角度Ａ０を引いた値よりも小さく設定されている（Ａ２＜Ａ１－Ａ０）。

第４湾曲部６４は、第２湾曲部６２と第３湾曲部６３とを接線連続状に接続しており、ビード部３０のタイヤ外面側に位置する曲率中心Ｏ４を中心として曲率半径がＲ４である円弧状部により構成されている。換言すれば、第５点Ｐ５は第２湾曲部６２における第４湾曲部６４に対する接点を構成し、第７点Ｐ７は第３湾曲部６３における第４湾曲部６４に対する接点を構成している。

第４湾曲部６４の曲率半径Ｒ４は、第２湾曲部６２および第３湾曲部６３の曲率半径Ｒ２，Ｒ３よりも小さい。

ここで、非リム組み状態において、ビード部３０のうちタイヤ径方向の内側には、ビードヒール部３５およびビード背面部３６にわたって、タイヤ幅方向内側に窪む凹部７０が形成されている。凹部７０は、ビードヒール部３５およびビード背面部３６のうち、第２点Ｐ２を通りタイヤ径方向に平行に延びる径方向直線Ｌ１に対してタイヤ幅方向内側に位置する部分を意味している。すなわち、凹部７０は、第１湾曲部６１のうち第２点Ｐ２から第３点Ｐ３の間に位置する部分と、直線部６９と、第２湾曲部６２のうちタイヤ径方向内側に位置する部分とによって構成されている。

凹部７０はタイヤ幅方向内側に最も窪んだ最深部７１を有している。最深部７１は、第２湾曲部６２上に位置している。最深部７１は、直線部６９よりも径方向外側に位置する。換言すると、直線部６９は、最深部７１よりもタイヤ径方向内側に設けられている。最深部７１の深さＤは、径方向直線Ｌ１を基準として１．０ｍｍ未満、好ましくは０．８ｍｍ以下、より好ましくは、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定されている。

公称リム径ＮＲを基準とした最深部７１の高さＨ１０は、対応する正規リム５０のフランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１以上である。また、好ましくは、最深部７１の高さＨ１０は、フランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１の１．５倍以下である。本実施形態では、フランジ径方向部分５３ａの高さＨ１１は８ｍｍであるので、最深部７１の高さＨ１１は８ｍｍ以上１２ｍｍ以下に設定されている。

なお、本実施形態では、最深部７１は、円弧状に延びる第２湾曲部６２のうち曲率中心Ｏ２からタイヤ幅方向に平行に延びる幅方向直線Ｌ２上に位置しているので、最深部７１の高さＨ１０は、第２湾曲部６２の曲率中心Ｏ２の高さＨ２と等しい。

ここで、空気入りタイヤ１では、非リム組み状態で、一対のビード部３０は、リム幅Ｗ０よりも幅広に間隔を空けて配置されている。具体的には、一対のビードヒール部３５間のタイヤ幅方向における外幅Ｗ１（すなわち第２点Ｐ２間の距離）は、リム幅Ｗ０よりも大きい。例えば、外幅Ｗ１とリム幅Ｗ０の差は、１．５インチ以下であり、好ましくは１インチ以下である。

図３は、空気入りタイヤ１を対応する正規リム５０にリム組みしつつ規定の内圧を充填してインフレートさせたときの、ビード部３０の周辺が示されており、仮想線でリム組み前の空気入りタイヤ１、および破線で荷重入力時の空気入りタイヤ１が併せて示されている。空気入りタイヤ１は、一対のビード部３０間の外幅Ｗ１が、対応する正規リム５０のリム幅Ｗ０よりも幅広に形成されているので、空気入りタイヤ１をリム組みする場合、一対のビード部３０をタイヤ幅方向内側に互いに近接させることを要する。このとき、空気入りタイヤ１は、サイドウォール２０およびビード部３０にわたってタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜するように変形させられる（図中矢印Ｙ１）。

さらに、ビードベース部３４の傾斜角度Ａ１はリムシート部５１の傾斜角度Ａ０よりも大きいので、ビードベース部３４をリムシート部５１に対してタイヤ径方向に嵌合させる際に、傾斜角度Ａ０およびＡ１の角度差から、ビードベース部３４が圧縮される分を除いた角度だけ、ビードベース部３４は、図３における時計回りに回転する（図中矢印Ｙ２）。ビードベース部３４は、傾斜角度Ａ１が小さくなるように回転して、リムシート部５１に対して径方向に嵌合される。

その結果、ビード部３０においては、凹部７０の最深部７１の周辺を起点として、最深部７１よりタイヤ径方向内側に位置する部分が、非リム組み状態に比して、タイヤ幅方向内側に図３における時計廻り方向に回転するように傾斜する（図中矢印Ｙ３）。ビードベース部３４の回転に伴って、ビード背面部３６は、傾斜角度Ａ２がゼロになるように、すなわち、直線部６９がタイヤ径方向に沿って延びるように、最深部７１の周辺を起点としてタイヤ幅方向内側に向かって回転する。本実施形態では、傾斜角度Ａ１は、傾斜角度Ａ０よりも７°大きいので、最深部７１よりタイヤ径方向内側に位置する部分が、７°以下の角度で回転する。

この結果、空気入りタイヤ１は、リム組みされた状態で、凹部７０が消失してビード背面部３６のうち最深部７１よりタイヤ径方向の内側に位置する部分が概ねタイヤ径方向に沿うように延びるように変形する。よって、ビード部３０は、ビードベース部３４、ビードヒール部３５、およびビード背面部３６のうち最深部７１より内径側に位置する部分が、リムシート部５１、リムヒール部５２、およびリムフランジ５３の径方向部分５３ａに対してそれぞれ略全面にわたって密着している。

この非リム組状態からインフレート状態にかけてビードコア３１は、ビードベース部３４と同様に図３における時計回りに回転する（図中矢印Ｙ２）。ビードコア３１の回転角度Ａ６は、タイヤ径方向に平行な直線に対する傾斜角度Ａ２とほぼ一致している。本実施形態においては、ビードコア３１の回転角度Ａ６は、非リム組状態におけるビードコア３１の外端面３１ａの延長線Ｌ７と、インフレート状態におけるビードコア３１の外端面３１ａの延長線Ｌ８とのなす角で画定されている。

このリム組み状態において、ビード背面部３６は、フランジ湾曲部分５３ｂに対してタイヤ径方向に十分に離間するように形成されている。具体的には、フランジ湾曲部分５３ｂのうちタイヤ径方向において最もタイヤ径方向外側に位置する頂点Ｐ１０と、頂点Ｐ１０を通りタイヤ径方向に延びる径方向直線Ｌ３とビード背面部３６との交点Ｐ１１との間のタイヤ径方向における距離は４ｍｍ以上となるように、ビード背面部３６は形成されている。

図３の破線で示すように、ビード背面部３６は、空気入りタイヤ１に設定されたロードインデックスに対応する荷重の入力状態においても、フランジ湾曲部５３ｂに対してタイヤ径方向に十分に離間するように形成されている。具体的には、頂点Ｐ１０と、径方向直線Ｌ３と荷重入力状態のビード背面部３６との交点Ｐ１２との間のタイヤ径方向における距離は３ｍｍ以上となるように、ビード背面部３６は形成されている。

図４は、空気入りタイヤ１を正規リム５０にリム組みしてインフレートした状態の、ビード部３０と正規リム５０のとの間の嵌合部における嵌合圧を示すグラフである。嵌合圧は、ビード部３０と正規リム５０との間に挟み込んだシート型圧力センサにより計測した。このグラフは、横軸にビード部３０の外表面に沿ったビードベース部３４のタイヤ幅方向内側の端部からビード背面部３６までの各位置をとり、縦軸に嵌合圧をとっている。また、図４には、図８の従来例に係る空気入りタイヤ１００におけるビード部１３０の嵌合圧が併せて示されている。空気入りタイヤ１の場合の嵌合圧を実線で示し、空気入りタイヤ１００の場合の嵌合圧を破線で示している。

図４に示されるように、従来例に係る空気入りタイヤ１００では、ビードベース部１３４と、ビード背面部１３６のうちタイヤ径方向外側に位置する当接部１３６ａとの２点において局所的に嵌合圧が生じている。ビードベース部１３４におけるピークは概ね嵌合圧Ａであり、当接部１３６ａにおけるピークは、嵌合圧Ａより低く、嵌合圧Ａより小さい嵌合圧Ｂを若干超える程度である。すなわち、図８を併せて参照して、ビードベース部１３４とビード背面部１３６の間に位置しており、正規リム５０に当接していない未当接部１３６ｂでは、嵌合圧が生じていない。

したがって、空気入りタイヤ１００は、ビードベース部１３４と当接部１３６ａの２箇所において局所的に強く嵌合しており、ビード部１３０は、これら２箇所において強く圧縮されている。

これに対して、本実施形態に係る空気入りタイヤ１では、ビードベース部３４からビードヒール部３５およびビード背面部３６にわたって、正規リム５０との間で嵌合圧が生じている。すなわち、空気入りタイヤ１００とは異なり、ビードヒール部３５およびビード背面部３６の内径側部分についても正規リム５０に当接している。

具体的には、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１００のうち局所的に強く嵌合する部分に対応する部分の嵌合圧が、空気入りタイヤ１００に比して低くなっている。すなわち、ビードベース部３４におけるピークは概ね嵌合圧Ｂであり、ビード背面部３６におけるピークは、嵌合圧Ｂより小さい嵌合圧Ｃを若干下回る程度である。一方、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１００のうち未嵌合部に対応する部分において、嵌合圧が生じている。すなわち、空気入りタイヤ１は、ビードベース部３４からビード背面部３６にわたって嵌合圧を有して正規リム５０に密着しており、局所的な圧縮が抑制されている。

図５は、図４の状態から、タイヤ径方向に荷重をかけた状態の、ビード部３０の外表面における嵌合圧が示されている。図４と同様に、空気入りタイヤ１の場合の嵌合圧を実線で示し、空気入りタイヤ１００の場合の嵌合圧を破線で示している。図５に示されるように、従来例の空気入りタイヤ１００では、インフレート状態で既にビードベース部１３４およびビード背面部１３６の当接部１３６ａにおいて強く嵌合しているため、タイヤ径方向に荷重をかけた状態でも、これらの部分において更に圧縮されにくく、嵌合圧の上昇代は少ない。

これに対して、本実施形態に係る空気入りタイヤ１では、インフレート状態における嵌合圧が従来例の空気入りタイヤ１００に比して低いので、さらなる荷重が作用した状態における嵌合圧の上昇代がある。このため、図４の状態に比して、全体的に嵌合圧が上昇して、ビードベース部３４においては嵌合圧Ｂから嵌合圧Ａを超過するレベルに上昇し、ビード背面部３６においては嵌合圧Ｃから嵌合圧Ｂに上昇している。

図６は、図５の状態における空気入りタイヤ１，１００の変形を示す子午線方向における断面図である。図６に示されるように、従来例に係る空気入りタイヤ１００は、インフレート状態でビード部１３０における更なる荷重に対して、ビード部１３０側がさらに圧縮されにくいため、サイドウォール１２０のうちトレッド１１０側に偏った位置において折れ曲がるように変形している。

これに対して、本実施形態に係る空気入りタイヤ１では、インフレート状態でビード部３０における更なる荷重に対する余裕代が空気入りタイヤ１００に比して大きいため、さらなる荷重に対しても、ビード部３０において変形する余地があるので、サイドウォール１２０は、トレッド１０側からビード部３０側にかけて全体的に撓むように変形し得る。

図７は、インフレート状態の空気入りタイヤ１，１００に対してタイヤ幅方向に荷重をかけた状態を示す、子午線方向における断面図である。図７に示されるように、図６と同様に、空気入りタイヤ１は、サイドウォール２０が、ビード部３０からトレッド１０にかけて全体的に撓むように変形している一方で、空気入りタイヤ１００は、サイドウォール１２０は、トレッド１１０側に偏った位置において折れ曲がるように変形している。空気入りタイヤ１は、サイドウォール２０を全体的に撓ませるように変形させるので、空気入りタイヤ１００に比して荷重の吸収量を高めやすく、この結果、操縦安定性が向上する。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、次の効果を奏する。

（１）ビード背面部３６には凹部７０が形成されているので、非リム組み状態において、ビード背面部３６のうち凹部７０の最深部７１から内径側に位置する内径側部分はタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向外側へ傾斜している。上記内径側部分は、一対のビード部３０を正規リム５０のリム幅Ｗ０に近接させたリム組み状態において、凹部７０の最深部７１の周辺を起点としてタイヤ幅方向内側に折れ曲がりタイヤ径方向に概ね沿いやすい。すなわち、リム組み状態において、ビード背面部３６を、凹部７０を消失させつつ、リムフランジ５３の径方向部分５３ａの略全面にわたって密着させやすく、接触面積を拡大することができる。

このように、リム組みされた無負荷状態において、リムフランジ５３の径方向部分５３ａに密着するビード背面部３６の略全面にわたって面圧が作用するので、ビード背面部３６の一部にのみ面圧が作用する場合に比して、ビード背面部３６全体として受け持つ荷重が分散される。すなわち、ビード背面部３６に局所的に高い面圧が作用する場合に比して、ビード背面部３６が弾性変形するための圧縮代に余裕を持たせることができる。

したがって、荷重入力時及び横力入力時において、余裕圧縮代の分、ビード背面部３６はさらに圧縮され得る。この場合、サイドウォール２０は、ビード背面部３６のさらなる圧縮に伴ってビード部３０に近接した部分も変形し得るので、サイドウォール２０はビード部３０側からトレッド１０側にわたって全体的に撓むように変形し得る。よって、サイドウォール２０における荷重支持が効率化されるので、操縦安定性が向上する。

特に、公称リム径ＮＲを基準として、ビードフィラー先端部３２ａの高さＨ９が仮想交点Ｐ８の高さＨ８の１，１倍以上の位置しており、換言すれば、仮想交点Ｐ８が第２湾曲部６２と第３湾曲部６３との間に位置しており曲げの起点になりやすい部分のタイヤ径方向位置に対応して、剛性部材であるビードフィラー３２が位置している。この結果、第２湾曲部６２と第３湾曲部６３との間における曲げ変形が抑制されるので、ビード部３０周辺の耐久性が向上する。

（２）凹部７０の深さＤが１．０ｍｍ未満であると、最深部７１より内径側に位置する部分は、非リム組み状態でタイヤ幅方向外側に適度に傾斜しているので、リム組み状態でタイヤ幅方向内側に折り曲げられてタイヤ幅方向外側への傾斜が解消しやすく、リムフランジ５３の径方向部分５３ａに丁度沿い易い。凹部の深さが１．０ｍｍ以上であると、最深部７１より内径側に位置する部分は、非リム組み状態でタイヤ幅方向外側に過度に傾斜しやすいため、リム組み状態でタイヤ幅方向内側に折り曲げられてもタイヤ幅方向外側への傾斜が解消しにくい。この場合、リム組み状態で、凹部７０が消失しにくく、ビード背面部３６をリムフランジ５３の径方向部分５３ａの略全面にわたって当接させにくい。なお、凹部７０の深さＤが０．８ｍｍ以下であると、最深部７１より内径側に位置する部分は、非リム組み状態でタイヤ幅方向外側により適度に傾斜しており、リム組み状態でリムフランジ５３の径方向部分５３ａにより沿い易い。さらにまた、凹部７０の深さＤが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であると、最深部７１より内径側に位置する部分は、非リム組み状態でタイヤ幅方向外側により一層適度に傾斜しており、リム組み状態でリムフランジ５３の径方向部分５３ａにより一層沿い易い。

（３）好ましくは、ビードフィラー先端部３２ａの高さＨ９は、仮想交点Ｐ８の高さＨ８の１．３倍以上であり、その結果、仮想交点Ｐ８は、ビードフィラー３２のうち、剛性が低くなりやすい先端部３２ａを十分に避けて位置する。すなわち、仮想交点Ｐ８に対して、ビードフィラー３２のうちより剛性が高い部分が対応して位置するので、ビード部３０周辺の耐久性がより一層向上する。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

上記実施形態では、凹部７０を、第１湾曲部６１の一部、直線部６９、第２湾曲部６２の少なくとも一部によって構成したがこれに限らない。直線部６９を用いずに、第１湾曲部６１と第２湾曲部６２とを直接に接続するように構成してもよい。また、この場合、第１湾曲部６１と第２湾曲部６２とを接線連続状に接続してもよい。

また、本実施形態では、凹部７０を円弧状部により構成したがこれに限らならい。すなわち、凹部７０を台形状に形成してもよく、三角形状に形成してもよく、種々の構成を採用することができる。なお、本実施形態のように、凹部７０を、接線連続状かつ円弧状部により構成することによって、リム組み時にビード背面部３６をタイヤ径方向に平行に延びるように滑らかに変形させやすくリムフィッティング性に優れる。

比較例１，２および実施例１，２の空気入りタイヤについて、ビード耐久性、および操縦安定性の評価試験を行った。

比較例１，２および実施例１，２に係る空気入りタイヤは、ビード背面部３６の外表面の形状は同一であり、ビードフィラー３２の先端部３２ａの高さＨ９が異なっており、仮想交点Ｐ８の高さＨ８に対するビードフィラー先端部３２ａの高さＨ９の比である、Ｈ９／Ｈ８が異なっている。

比較例１，２は、Ｈ９／Ｈ８がそれぞれ１．０５、０．９５であり、仮想交点Ｐ８が、ビードフィラー先端部３２ａと略同一位置に位置している。一方、実施例１は、Ｈ９／Ｈ８が１．３６であり、すなわち１．３倍以上であり、仮想交点Ｐ８に対してビードフィラー先端部３２ａが比較例１，２に比してタイヤ径方向外側に離れて位置している。実施例２は、Ｈ９／Ｈ８が１．１８であり、すなわち１．１倍以上であり、仮想交点Ｐ８に対してビードフィラー先端部３２ａが比較例１，２に比してタイヤ径方向外側に離れているが、実施例１よりはタイヤ径方向内側に位置している。評価に使用される正規リムは、ＪＡＴＭＡに規定される５°深底リムのフランジ記号Ｊに準拠している。

ビード耐久性の評価は、ビード故障を誘発するドラム耐久試験を行い、故障までの走行距離を測定し、比較例１の場合を１００として、比較例２、実施例１，２の走行距離を指数で示している。値が大きいほどビード耐久性が優れていることを示している。

操縦安定性の評価は、実車に装着し実走行をしたときの運転者による官能による相対評価を行った。１０点満点で、６．０が中心値であり、値が大きいほど操縦安定性に優れていることを示している。

表１から明らかなように、比較例１，２は、Ｈ９／Ｈ８が１．１倍未満であり、仮想交点Ｐ８とビードフィラー先端部３２ａとが略同じタイヤ径方向位置に位置しているため、ビード部３０における曲げ変形時に歪が集中しやすい。比較例２では、ビードフィラー先端部３２ａが仮想交点Ｐ８よりもタイヤ径方向内径側に位置するため、仮想交点Ｐ８の周辺での曲げ剛性が比較例１に比して低下しやすく、ビード耐久性が悪化しており、操縦安定性も剛性感がなくなり悪化している。

実施例１では、ビードフィラー先端部３２ａが、仮想交点Ｐ８よりも十分に高くなるため、仮想交点Ｐ８に対応するタイヤ径方向位置において、ビードフィラー３２の厚みが厚い部分を中心に曲げ変形しやすく、剛性が向上し、ビード耐久性および操縦安定性ともに向上する。

一方、実施例２では、仮想交点Ｐ８が、実施例１に比してビードフィラー先端部３２ａに近接したタイヤ径方向位置に位置するので、仮想交点Ｐ８に対応するタイヤ径方向位置において、ビードフィラー３２の厚みが実施例１に比して薄い部分を中心に曲げ変形しやすい。このため、実施例２では、実施例１に対して、ビード耐久性および操縦安定性の向上代が少なくなるが、比較例１，２に対しては十分な向上が認められる。

１ 空気入りタイヤ
４ リムプロテクタ
１０ トレッド
２０ サイドウォール
３０ ビード部
３１ ビードコア
３１ａ ビードコア外端面
３２ ビードフィラー
３２ａ ビードフィラー先端部
３４ ビードベース部
３５ ビードヒール部
３６ ビード背面部
５０ 正規リム
５１ リムシート部
５２ リムヒール部
５３ リムフランジ
５３ａ 径方向部分
５３ｂ 湾曲部分
６１ 第１湾曲部
６２ 第２湾曲部
６３ 第３湾曲部
６４ 第４湾曲部
６９ 直線部
７０ 凹部
７１ 最深部

Claims (3)

1. トレッドと、前記トレッドのタイヤ幅方向両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、前記一対のサイドウォールそれぞれのタイヤ径方向内側にそれぞれ連続し、非リム組み状態において正規リム幅よりも幅広に間隔を空けて配置された一対のビード部とを備え、
   前記ビード部は、
   タイヤ幅方向外側に突出するリムプロテクタと、
   タイヤ径方向内端部においてタイヤ幅方向に延びる、ビードベース部と、
   前記ビードベース部のタイヤ幅方向外端部から、タイヤ幅方向外側に向かってタイヤ径方向外側に湾曲しており、さらにタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に湾曲する、ビードヒール部と、
   前記ビードヒール部のタイヤ径方向外端部からタイヤ径方向外側に延びて前記リムプロテクタに連続する、ビード背面部と、
   タイヤ径方向内側端部に配置された環状のビードコアと、
   前記ビードコアの外周面に連接されており、子午線方向における断面形状がタイヤ径方向外側に向かって幅狭となる、環状のビードフィラーと
   を含み、
   前記非リム組み状態で、
   前記ビード背面部には、前記ビードヒール部のタイヤ幅方向外端部よりもタイヤ幅方向内側に窪んだ凹部が形成されており、
   前記ビード背面部は、
   タイヤ幅方向外側に曲率中心を持つと共に、少なくとも一部が前記凹部の最深部を構成する凹部Ｒ部と、
   前記リムプロテクタの頂部からタイヤ幅方向内側に向かってタイヤ径方向内側に湾曲した外径側Ｒ部と
   を有し、
   前記凹部Ｒ部をタイヤ径方向外側に延長した曲線と前記外径側Ｒ部をタイヤ幅方向内側に延長した曲線とは仮想交点においてタイヤ内面側に凸となるように交差しており、
   前記凹部Ｒ部と前記外径側Ｒ部とは、タイヤ外面側に曲率中心を有する湾曲部によって接続されており、
   公称リム径を基準として、前記ビードフィラーの先端部の高さは、前記仮想交点の高さの１．１倍以上である、空気入りタイヤ。
2. 前記凹部は、タイヤ幅方向における深さが１．０ｍｍ未満である、
   請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 公称リム径を基準として、
   前記ビードフィラーの先端部の高さは、前記仮想交点の高さの１．３倍以上である、
   請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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