(57)【要約】      （修正有）【課題】操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１断面において、タイヤ最大屈曲部を通りタイヤ回転軸に平行な直線ａとビードトゥ２０に接しタイヤ回転軸と平行な直線ｆとの最短距離ＳＷＨは、カーカス３の折り返し端部Ｅ高さよりも大きく、タイヤ断面高さＨの０．４倍よりも小さく、直線ａとカーカスとの交点Ｓとビードコアの中心Ｂとを結ぶ線分をＳＢ、直線ｆからの距離が断面高さＨの０．５倍であるカーカス上の位置をＷとし、線分ＳＢの大きさは、中心Ｂと位置Ｗとを結ぶ線分ＷＢよりも小さく、トレッド４の幅方向の端部を通り直線ｆに直交する直線ｇと直線ｌとの交点をＰ、交点Ｐと交点Ｓとを通る直線をｈ、折り返し端部にてカーカスに直交する直線をｃ、中心Ｂを通り直線ｃに平行な直線をｄ、該直線ｄに垂直な直線をｅ、該直線ｅと直線ｆとのなす角をθ１、直線ａと直線ｈとのなす角をθ２とし、θ２はθ１以上とする。【選択図】図２
2014213612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコア間にトロイダル状に跨り、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスを骨格として、前記カーカスのクラウン部の径方向外側にベルトおよびトレッドを順に配置した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、規定内圧を付与した状態のタイヤ幅方向断面において、
前記タイヤの最大屈曲部を通りタイヤの回転軸方向に平行な直線ａとビードトゥに接しタイヤの回転軸と平行に引いた直線ｆとの最短距離ＳＷＨは、前記カーカスの折り返し端部Ｅにタイヤの回転軸と平行に引いた直線と前記直線ｆとの最短距離ＴＵＨよりも大きく、タイヤの断面高さＨの０．４倍よりも小さく、
前記直線ａとカーカスとの交点Ｓと前記ビードコアの中心Ｂとを結ぶ線分をＳＢ、前記直線ｆからの最短距離が前記断面高さＨの０．５倍である前記カーカス上の位置をＷとし、前記線分ＳＢの大きさは、前記中心Ｂと前記位置Ｗとを結ぶ線分ＷＢの大きさよりも小さく、
前記トレッドの幅方向の端部を通り前記直線ｆに直交する直線ｇと前記直線ｌとの交点をＰ、前記交点Ｐと前記交点Ｓとを通る直線をｈ、前記折り返し端部Ｅにて前記カーカスに直交する直線をｃ、前記中心Ｂを通り前記直線ｃに平行な直線をｄ、該直線ｄに垂直な直線をｅ、該直線ｅと前記直線ｆとのなす角をθ１、前記直線ａと前記直線ｈとのなす角をθ２とし、前記θ２は前記θ１以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記タイヤのトレッドの踏面に接し前記直線ｆに平行な直線ｋと前記タイヤの内面に接し前記直線ｆに平行な直線ｊとの最短距離をＴＧ、前記直線ｋと前記カーカスに接し前記直線ｆに平行な直線ｌとの最短距離をＴＴとし、前記ＴＧに対する前記ＴＴの比ＴＴ／ＴＧは、０より大きく０．５より小さいことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記θ１は２０°より大きく７０°より小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、操縦安定性に優れた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題は世界的に深刻な状況にあり、タイヤについても、その環境性能が評価の最重要項目の１つとなっている。こうした環境性能の重要な指標に、転がり抵抗（以下、「ＲＲ」と称する）がある。そこで、空気入りタイヤのＲＲを低減するために、これまでに様々な技術が提案されている。
例えば、軽量化を目的として、インナーライナーを薄ゲージ化するための手法が提案されており、従来のブチル系ゴムの代わりにインナーライナーとしてナイロンフィルム層や塩化ビニリデン層を用いる手法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
また、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂とエラストマーとのブレンドからなる組成物のフィルムをインナーライナーに用いることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４０７０２号公報
【特許文献２】特開平７−８１３０６号公報
【特許文献３】特開平１０−２９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３に記載された技術によりタイヤを軽量化すると、ＲＲは低減されるものの、タイヤのケース剛性が著しく低下してしまう。そのため、ハンドル操作によりタイヤに横力が入力されると、旋回外側のサイド部が沈み込み、旋回内側のサイド部が浮き上がる変形が大きくなる。この結果、タイヤの接地形状が大きく変化してタイヤの接地面積が減少し、接地性ひいては操縦安定性が低下することが問題であった。
そこで、本発明の目的は、タイヤを軽量化した場合にあっても尚、優れた操縦安定性を維持する空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者は、上記課題を解決するための方途について鋭意検討した。ここで、図１（ａ−１）に示すように、一般的な空気入りタイヤを、ビードコア（Ａ，Ｆ）、最大屈曲部（Ｂ，Ｅ）およびトレッド端（Ｃ，Ｄ）の６点リンク構造に見立て、横力が入力された際にタイヤに働く力を調査した。即ち、このタイヤに横力が加わると、図１（ａ−２）に示すように、ＢおよびＣには接地面に向かう力が、ＤおよびＥには接地面から離れる力が作用し、その結果、旋回外側のサイド部が沈み込み、旋回内側のサイド部が浮き上がるような変形が発生してしまう。
そこで、上記の変形を回避する方途について検討した。その結果、図１（ｂ−１）に示すように、ビードコアＡおよびＦの間の距離を増大させたタイヤについて考え、このタイヤに横力を入力すると、タイヤの曲げの支点が、タイヤの内部からより外方に移動するため、図１（ｂ−２）に示すように、旋回外側のサイド部の沈み込み、および旋回内側のサイド部の浮き上がりが大きく低減され、接地性ひいては操縦安定性が大きく向上することが明らかとなった。
【０００６】
そこで、上記の効果を図１（ａ）に示す通常のビードコア間距離を有するタイヤにおいて得る方途について検討した結果、横力が入力された際のタイヤの曲げの支点がビードコアの近傍に位置するようにし、更にビードコア付近がより膨らんだ形状となるように、タイヤの幅方向断面の幾何学的形状を設計することが肝要であることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００７】
即ち、上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）一対のビードコア間にトロイダル状に跨り、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスを骨格として、前記カーカスのクラウン部の径方向外側にベルトおよびトレッドを順に配置した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、規定内圧を付与した状態のタイヤ幅方向断面において、
前記タイヤの最大屈曲部を通りタイヤの回転軸方向に平行な直線ａとビードトゥに接しタイヤの回転軸と平行に引いた直線ｆとの最短距離ＳＷＨは、前記カーカスの折り返し端部Ｅにタイヤの回転軸と平行に引いた直線と前記直線ｆとの最短距離ＴＵＨよりも大きく、タイヤの断面高さＨの０．４倍よりも小さく、
前記直線ａとカーカスとの交点Ｓと前記ビードコアの中心Ｂとを結ぶ線分をＳＢ、前記直線ｆからの最短距離が前記断面高さＨの０．５倍である前記カーカス上の位置をＷとし、前記線分ＳＢの大きさは、前記中心Ｂと前記位置Ｗとを結ぶ線分ＷＢの大きさよりも小さく、
前記トレッドの幅方向の端部を通り前記直線ｆに直交する直線ｇと前記直線ｌとの交点をＰ、前記交点Ｐと前記交点Ｓとを通る直線をｈ、前記折り返し端部Ｅにて前記カーカスに直交する直線をｃ、前記中心Ｂを通り前記直線ｃに平行な直線をｄ、該直線ｄに垂直な直線をｅ、該直線ｅと前記直線ｆとのなす角をθ１、前記直線ａと前記直線ｈとのなす角をθ２とし、前記θ２は前記θ１以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【０００８】
（２）前記タイヤのトレッドの踏面に接し前記直線ｆに平行な直線ｋと前記タイヤの内面に接し前記直線ｆに平行な直線ｊとの最短距離をＴＧ、前記直線ｋと前記カーカスに接し前記直線ｆに平行な直線ｌとの最短距離をＴＴとし、前記ＴＧに対する前記ＴＴの比ＴＴ／ＴＧは、０より大きく０．５より小さいことを特徴とする、（１）に記載の空気入りタイヤ。
【０００９】
（３）前記θ１は２０°より大きく７０°より小さいことを特徴とする、（１）または（２）のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、横力が入力された場合にもタイヤ外側サイドの沈み込みとタイヤ内側サイドの浮き上がる変形を大きく低減されるため、優れた操縦安定性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】横力を入力した際にタイヤの各位置に働く力を説明する図である。
【図２】本発明による空気入りタイヤの一実施形態の幅方向断面図である。
【図３】タイヤの最大幅部の高さＳＷＨが操縦安定性に与える影響を示す図である。
【図４】距離ＳＢとＷＢとの大小関係が操縦安定性に与える影響を示す図である。
【図５】θ１およびθ２が操縦安定性に与える影響を示す図である。
【図６】比ＴＴ／ＴＧが操縦安定性に与える影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明について詳細に説明する。図２は、本発明に従うタイヤについて、その幅方向断面を示す図である。この図において、タイヤ１は、一対のビードコア２間にトロイダル状に跨り、ビードコア２の周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカス３を骨格として、該カーカス３のクラウン部の径方向外側にベルト（図示せず）およびトレッド４を順に配置してなる。
【００１３】
かようなタイヤ１は、適用リム（図示せず）に装着され、規定内圧が付与されて使用に供される。ここで、該タイヤ１を適用リムに装着し、規定内圧を付与した状態のタイヤ幅方向断面において、
（Ａ）タイヤ１の最大屈曲部を通りタイヤの回転軸方向に平行な直線ａとビードトゥ２０に接しタイヤの回転軸と平行に引いた直線ｆとの最短距離ＳＷＨは、カーカス３の折り返し端部Ｅにタイヤの回転軸と平行に引いた直線と前記直線ｆとの最短距離ＴＵＨよりも大きく、タイヤの断面高さＨの０．４倍よりも小さいこと、
（Ｂ）直線ａとカーカス３との交点Ｓとビードコア２の中心Ｂとを結ぶ線分をＳＢ、直線ｆからの最短距離が断面高さＨの０．５倍であるカーカス３上の位置をＷとし、線分ＳＢの大きさは、中心Ｂと位置Ｗとを結ぶ線分ＷＢの大きさよりも小さいこと、および
（Ｃ）トレッド４の幅方向の端部を通り直線ｆに直交する直線ｇと直線ｌとの交点をＰ、交点Ｐと交点Ｓとを通る直線をｈ、折り返し端部Ｅにてカーカス３に直交する直線をｃ、中心Ｂを通り直線ｃに平行な直線をｄ、該直線ｄに垂直な直線をｅ、該直線ｅと直線ｆとのなす角をθ１、直線ａと直線ｈとのなす角をθ２とし、θ２はθ１以上であること、
が肝要である。以下に、各規定について詳細に説明する。
【００１４】
まず、規定（Ａ）は、タイヤ１に横力が入力された際に、タイヤ１の曲げ支点の位置をタイヤの径方向の位置関係により規定するものである。図１（ｂ）に示したような、ビードコア２間の距離を増大したことによる操縦安定性の向上効果を得るためには、タイヤ１に横力が入力された際のタイヤ１の曲げ支点の位置が、ビードコア２の近傍に位置する必要がある。このタイヤ１の曲げ支点の位置は、タイヤの最大幅部である。
尚、本発明において、「高さ」とは、ビードトゥ２０にタイヤの回転軸方向に引いた直線ｆを基準として、該直線ｆから径方向外側への距離を意味する。また、距離は、図２に示すタイヤ１の幅方向断面内において規定し、距離の算定には赤道面ｉを跨がないものとする。
【００１５】
ここで、タイヤの最大幅部の高さＳＷＨが大きくなると、図１（ｂ−１）に示したような、ビードコア２間の距離を増大したことにより得られる効果が低減される。そこで、このタイヤの最大幅部の高さＳＷＨの適正範囲について鋭意究明したところ、タイヤ１の断面高さＨの０．４倍未満であることが判明したのである。
【００１６】
更に、ＴＵＨまでは部位として剛性が高く、製造上、該当部を曲げるのは困難であるため、タイヤ１の最大屈曲部は、カーカスプライの折り返し端部Ｅよりも高い位置にある必要がある。本発明において、最大屈曲部とは、曲率が最大となるカーカス上の位置を意味するものとする。
これらの条件から、カーカス２の折り返し高さＴＵＨ、タイヤ１の最大屈曲部の高さＳＷＨおよびタイヤ１の断面高さＨは、
ＴＵＨ＜ＳＷＨ＜Ｈ×０．４                                        （１）
の関係を満足する必要がある。
【００１７】
ここで、以上の知見を得るに到った実験結果について、詳しく説明する。
即ち、幅方向断面が種々の幾何学的形状を有する空気入りラジアルタイヤを規定リムに組み込んで規定内圧を付与し、上記したＳＷＨおよびＨを種々に変化させた条件の下、操縦安定性を評価した。本発明において、操縦安定性の評価項目として、タイヤの接地面積および横力を採用し、それぞれを評価した。尚、上記タイヤの基本構造は全て同じであり、カーカスプライが１枚、ベルト層は２層からなる。
【００１８】
ここで、横力の測定は机上予測により求め、荷重４ｋＮの負荷の下、速度１００ｋｍ／ｈで走行させ、スリップアングル付与時の横力を測定した。その際、スリップアングルは４°とし、従来例タイヤの横力を１００とする指数で表した。
【００１９】
また、タイヤの接地面積については、横力の測定と同一の条件にて、机上予測することにより求めた。具体的には、上記横力時の接地圧を計算し、得られた接地圧が０より大きくなる箇所の面積を加算することにより求めた。
【００２０】
以上の実験結果のグラフを図３に示す。この図から明らかなように、ＳＷＨ＜０．４の範囲において、操縦安定性、即ち、接地面積および横力の双方において、従来タイヤに対する有意差が認められた。
【００２１】
次に、規定（Ｂ）について説明する。規定（Ｂ）は、規定（Ａ）と同様に、タイヤ１に横力が入力された際に、タイヤ１の曲げ支点の位置を規定するものであり、該曲げ支点の位置を、ビードコア２からの距離で規定したものである。従って、規定（Ａ）の場合と同様に、図１（ｂ）に示したような、ビードコア２間の距離を増大したことによる操縦安定性を向上させる効果を得るためには、タイヤ１に横力が入力された際のタイヤ１の曲げ支点の位置は、ビードコア２の近傍にある必要がある。
規定（Ａ）は、タイヤ１の曲げ支点の位置について、タイヤ１の径方向のみについて制限を与えるが、タイヤ１の幅方向の位置には何ら制限を与えない。その結果、最大幅部と折り返し位置Ｅが近い場合には、折り返し高さＴＵＨが最大幅部の高さＳＷＨより大きくなってしまい、本来の目的とする形状ではなくなる場合が発生しうる。規定（Ｂ）は、このような状況を回避可能にするものである。
【００２２】
以上の知見を得るに到った実験結果について、以下に詳しく説明する。
即ち、幅方向断面が種々の幾何学的形状を有する空気入りラジアルタイヤを規定リムに組み込んで規定内圧を付与し、上記した距離ＳＢおよびＷＢを種々に変化させた条件の下、接地面積および横力の各試験を行った。その他のタイヤ構成条件や評価手法は、規定（Ａ）の場合の実験と同様である。
【００２３】
以上の実験結果のグラフを図４に示す。この図から明らかなように、ＳＢ＜ＷＢの範囲において、操縦安定性、即ち、接地面積および横力の両方において、従来タイヤに対する有意差が認められた。
【００２４】
続いて、規定（Ｃ）について説明する。この規定（Ｃ）は、トレッド４の端部を通り直線ｆに直交する直線ｇと直線ｌとの交点をＰ、該交点Ｐと点Ｓとを通る直線をｈ、折り返し端部Ｅにてカーカス３に直交する直線をｃ、ビードコア２を通り直線ｃに平行な直線ｄ、該直線ｄに垂直な直線をｅとすると、直線ａと直線ｈとのなす角θ２は、直線ｅと直線ｆとのなす角θ１以上であることが肝要である。また、２０°＜θ１＜７０°であることが好ましい。
【００２５】
上記の規定は、タイヤに横力が入力された際に、タイヤの曲げの度合いを規定するものである。ここで、θ２がθ１以上であることは、曲げ支点であるタイヤの最大幅部をタイヤ幅方向外側に位置させ、即ち、タイヤをタイヤ径方向内側の位置にてタイヤ幅方向外側に膨れさせた形状にするものである。また、θ１の低減は、図１（ｂ）に示したような、タイヤ１の曲げの支点の位置をタイヤの外方へ移動させる効果を有する。このθ１について、操縦安定性を向上させる適切な範囲について鋭意究明したところ、２０°＜θ１＜７０°であることが判明した。
【００２６】
以上の知見を得るに到った実験結果について、以下に詳しく説明する。
即ち、幅方向断面が種々の幾何学的形状を有する空気入りラジアルタイヤを規定リムに組み込んで規定内圧を付与し、上記したθ１およびθ２を種々に変化させた条件の下、接地面積および横力の各試験を行った。その他のタイヤ構成条件や評価手法は、規定（Ａ）の場合の実験と同様である。
【００２７】
以上の実験結果のグラフを図５に示す。図５（ａ）は、θ１およびθ２の大小関係と、接地面積および横力との関係を示している。図５（ａ）から明らかなように、θ１＜θ２であれば、操縦安定性、即ち、タイヤ１の接地面積と横力の双方が増加する効果が見られた。また、図５（ｂ）から分かるように、２０°＜θ１＜７０°の範囲とすると、接地面積および横力の両方が更に増加し、従来タイヤに対する有意差が認められた。
【００２８】
尚、本発明は、タイヤの幅方向断面の幾何学的形状を規定することにより、操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供するものであり、ベルトの構造等は限定されず、用途に応じて適切に設定する。
【００２９】
このように、規定（Ａ）〜（Ｃ）の条件を満足することにより、横力が入力された場合にも操縦安定性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【００３０】
また、図２に示すように、タイヤ１のトレッド４の踏面に接し直線ｆに平行な直線ｋとタイヤ１の内面に接し直線ｆに平行な直線ｊとの最短距離ＴＧに対する、直線ｋとカーカス３の外面に接し直線ｆに平行な直線ｌとの最短距離ＴＴの比ＴＴ／ＴＧは、０より大きく０．５より小さいことが好ましい。この比ＴＴ／ＴＧは、接地性は操縦安定性に影響を与える要素の１つであり、トレッド４の平坦性が高いほど、接地性が向上する。そこで、比ＴＴ／ＴＧの適正範囲について鋭意究明したところ、比ＴＴ／ＴＧは０より大きく０．５未満であることが判明した。
【００３１】
以上の知見を得るに到った実験結果について、以下に詳しく説明する。
即ち、幅方向断面が種々の幾何学的形状を有する空気入りラジアルタイヤを規定リムに組み込んで規定内圧を付与し、上記した比ＴＴ／ＴＧを種々に変化させた条件の下、接地面積および横力の各試験を行った。その他のタイヤ構成条件や評価手法は、規定（Ａ）の場合の実験と同様である。
【００３２】
以上の実験結果のグラフを図６に示す。この図から明らかなように、０＜ＴＴ／ＴＧ＜０．５の範囲において、操縦安定性、即ち、接地面積および横力の両方において、従来タイヤに対する有意差が認められた。
【実施例】
【００３３】
幅方向断面が様々な幾何学的形状を有する空気入りラジアルタイヤを、表１に示す仕様の下に作製し、上述した接地面積および横力の各試験を行った。なお、タイヤの基本構造は同じであり、カーカスプライが１枚、ベルト層は２層からなる。また、設置面積および横力の評価は、比較例１の結果を１００として行った。
【００３４】
その評価結果を、表１に併記するように、本発明に従う発明例は、接地面積および横力の双方において、比較例に対する有意差が認められた。
【００３５】
【表１】
2014213612.tif 000003
【符号の説明】
【００３６】
１  タイヤ
２  ビードコア
３  カーカス
４  トレッド
２０  ビードトゥ
Ｂ  ビードコアの中心
Ｅ  カーカスの折り返し端部
ｉ  赤道面
【図１】
2014213612.tif 000004
【図２】
2014213612.tif 000005
【図３】
2014213612.tif 000006
【図４】
2014213612.tif 000007
【図５】
2014213612.tif 000008
【図６】
2014213612.tif 000009