JP2011230737A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】低荷重時におけるコーナリングパワーを十分に発生させ、車両偏向を抑制できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】輪郭範囲Ｌ１とトレッド展開幅ＴＤＷとにより式（１）で規定されるＫ１が、０．６≦Ｋ１≦０．９を満たすとともに、中央部円弧の曲率半径ＴＲ１とタイヤ外径ＯＤとにより式（２）で規定されるＫ２が、２．０＜Ｋ２を満たす。
Ｋ１＝Ｌ１／（ＴＤＷ×０．５）・・・（１）
Ｋ２＝ＴＲ１／ＯＤ ・・・（２）
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。特に、本発明は、断面形状が複数の円弧によって形成されたトレッド面を有する空気入りタイヤに関する。

近年、車両の軽量化が進んでおり、今後、制駆動時の車両偏向の問題が予想される。車両偏向には、車両走行時にブレーキを踏んで停止する際に車両が横流れする現象や、車両停止時にアクセルを踏んで発進する際に車両が横流れする現象等がある。

例えば、ＦＦ方式（フロントエンジン・フロントドライブ方式）の車両においては、制動時に後輪の荷重が極端に減少するが、車両重心が車両中心と一致していない場合、車両にモーメントが発生し、車両偏向が生じるおそれがある。小型車の場合、車両偏向は、一部のタイヤへの荷重が１ｋＮ以下になった場合に顕著に現れる。

このように一部のタイヤへの荷重が極端に減少した場合には、コーナリングパワーを十分に発生させることで、車両の操縦安定性が改善できることが知られている。例えば、特許文献１、２には、トレッド面のプロファイルを平坦な形状に近付け、低荷重時の接地面積を増大させて、低荷重時のコーナリングフォースを増加させ、特に、操縦安定性の向上を図った空気入りタイヤが開示されている。

特許第４０７６５６９号公報 特許第４４２００９８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された技術においては、タイヤ低荷重時において改善される性能が操縦安定性であり、しかも当該低荷重として想定されたタイヤへの荷重は２ｋＮ程度である。このため、タイヤへの荷重が１ｋＮ以下のさらに低荷重時におけるコーナリングパワーの発生手段については想定されておらず、車両の小型化が進む今日においては、１ｋＮ以下の低荷重時におけるコーナリングパワーの十分な発生手段に対する要求がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、低荷重時におけるコーナリングパワーを十分に発生させ、車両偏向を抑制できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、子午断面視で、トレッド面が複数の異なる曲率半径のプロファイルで形成され、正規リムにリム組みし、かつ、正規内圧の５％を内圧充填した状態において、前記トレッド面のタイヤ幅方向の最も中央側に位置する中央部円弧の曲率半径をＴＲ１とし、赤道面から前記中央部円弧のタイヤ幅方向における端部までの幅である輪郭範囲をＬ１とし、タイヤ幅方向における前記トレッド面の幅であるトレッド展開幅をＴＤＷとし、及び前記トレッド面のうちタイヤ径方向における径が最も大きい部分の直径であるタイヤ外径をＯＤとした場合に、前記輪郭範囲Ｌ１と前記トレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（１）で規定されるＫ１が、０．６≦Ｋ１≦０．９を満たすとともに、前記中央部円弧の曲率半径ＴＲ１と前記タイヤ外径ＯＤとにより下記式（２）で規定されるＫ２が、２．０＜Ｋ２を満たすことを特徴とする。
Ｋ１＝Ｌ１／（ＴＤＷ×０．５）・・・（１）
Ｋ２＝ＴＲ１／ＯＤ ・・・（２）

本発明では、上記式（１）によって輪郭範囲Ｌ１とトレッド展開幅ＴＤＷとから算出したＫ１を、０．６≦Ｋ１≦０．９とするとともに、上記式（２）によって中央部円弧の曲率半径ＴＲ１とタイヤ外径ＯＤとから算出したＫ２を、２．０＜Ｋ２とすることにより、トレッド面のプロファイルを平坦な形状に近付けることができる。これにより、例えばＦＦ方式の車両の後輪の低荷重時における接地面積を増大させることができるため、低荷重時のコーナリングパワーを増加させることができる。従って、制駆動時、特に低荷重時に車両に作用する横力変動を改善することができることから、車両偏向を抑制することができる。

本発明の望ましい態様としては、トレッド部は、前記トレッド面を形成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッドとを有するトレッド部ゴムにより形成されており、前記キャップトレッドは、タイヤ幅方向内側に位置する内側キャップトレッドと、前記内側キャップトレッドと連続してタイヤ幅方向外側に位置する外側キャップトレッドとにより形成されており、赤道面から前記内側キャップトレッドのタイヤ幅方向における端部までの幅をＬＣとした場合に、前記幅ＬＣと前記トレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（３）で規定されるＫＣが、０．９Ｋ１≦ＫＣ≦１．１Ｋ１を満たし、前記内側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が６３以上７５以下であり、前記外側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が、前記内側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低い空気入りタイヤとすることができる。
ＫＣ＝ＬＣ／（ＴＤＷ×０．５）・・・（３）

本態様においては、キャップトレッドの硬度をタイヤ幅方向において異ならせている。即ち、タイヤ赤道面に近い部分であって低荷重時に接地する内側キャップトレッドの硬度を、タイヤショルダー端部に近い部分であって高荷重時に接地する外側キャップトレッドの硬度よりも高くしている。このように、低荷重時に接地する内側キャップトレッドの剛性を、外側キャップトレッドに比較して高くしたことで、より確実に低荷重時のコーナリングパワーを増加させ、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。

具体的は、内側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は６３以上７５以下とすることができる。当該硬度を６３以上７５以下とすることで、内側キャップトレッドの剛性を十分に確保し、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。一方、７５より大きくすると、キャップトレッド部の耐久性が低下する。また、外側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は、内側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低くすることができる。硬度差を３以上１５以下とすることで、低負荷時の外側キャップトレッドの接地面積を十分に確保することができる。一方、１５より大きくすると、硬度差が大きく偏摩耗の原因となる。

なお、このような硬度差を有する内側及び外側キャップトレッドは、０．９Ｋ１≦ＫＣ≦１．１Ｋ１を満たす範囲において、使用することができる。この範囲においては、低荷重時にコーナリングパワーを十分に発生させることができる。

本発明の望ましい別の態様としては、前記トレッド部は、前記トレッド面を形成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッドとを有するトレッド部ゴムにより形成されており、前記アンダートレッドは、タイヤ幅方向内側に位置する内側アンダートレッドと、前記内側アンダートレッドと連続してタイヤ幅方向外側に位置する外側アンダートレッドとにより形成されており、赤道面から前記内側アンダートレッドのタイヤ幅方向における端部までの幅をＬＢとした場合に、前記幅ＬＢと前記トレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（４）で規定されるＫＢが、０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１を満たし、前記内側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が５５以上６５以下であり、前記外側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が、前記内側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低い空気入りタイヤとすることができる。
ＫＢ＝ＬＢ／（ＴＤＷ×０．５）・・・（４）

本態様においては、アンダートレッドの硬度をタイヤ幅方向において異ならせている。即ち、タイヤ赤道面に近い部分であって低荷重時に接地する内側キャップトレッドの略タイヤ径方向内方に位置する内側アンダートレッドの硬度を、タイヤショルダー端部に近い部分であって高荷重時に接地する外側キャップトレッドの略タイヤ径方向内方に位置する外側アンダートレッドの硬度よりも高くしている。これにより、低荷重時に接地するトレッド部のタイヤ幅方向内側部分の剛性を、トレッド部のタイヤ幅方向外側部分に比較して高くしたことで、より確実に低荷重時のコーナリングパワーを増加させ、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。

具体的には、内側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は５５以上６５以下とすることができる。当該硬度を５５以上６５以下とすることで、トレッド部のタイヤ幅方向内側部分の剛性を十分に確保し、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。一方、６５より大きくすると、トレッド溝下の耐久性が低下する。また、外側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は、内側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低くすることができる。硬度差を３以上１５以下とすることで、低荷重時に、トレッド部のタイヤ幅方向内側部分の剛性を十分に確保し、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。一方、１５より大きくすると、硬度差が大きく偏摩耗の原因となる。

また、このような硬度差を有する内側及び外側アンダートレッドは、０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１を満たす範囲において、使用することができる。この範囲においては、低荷重時にコーナリングパワーを十分に発生させることができる。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、低荷重時におけるコーナリングパワーを十分に発生させ、車両偏向を抑制できる。

図１は、本実施形態の空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。 図２は、図１のＡ部詳細図である。 図３は、本実施形態の空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。 図４は、本実施形態の空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。また、以下に開示する構成は、適宜組み合わせることができる。

以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内方とはタイヤ幅方向において赤道面に向かう方向、タイヤ幅方向外方とは、タイヤ幅方向において赤道面から遠ざかる方向をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ周方向とは、前記回転軸を回転の中心となる軸として回転する方向をいう。

図１は、本実施形態の空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。同図に示す空気入りタイヤ１は、子午断面視で、タイヤ径方向の最も外側となる部分にトレッド部１０が設けられている。また、トレッド部１０のタイヤ幅方向の端部、即ち、ショルダー部１６付近からタイヤ径方向内方側の所定の位置までは、サイドウォール部１５が設けられている。つまり、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の両端には、サイドウォール部１５が設けられている。さらに、サイドウォール部１５のタイヤ径方向内方側には、ビード部２４が設けられている。ビード部２４は、空気入りタイヤ１の２箇所に設けられており、赤道面５を中心として対称になるように、赤道面５の反対側にも設けられている。ビード部２４にはビードコア２５が設けられており、ビードコア２５のタイヤ径方向外方にはビードフィラー２６が設けられている。

トレッド部１０のタイヤ径方向内方には、複数のベルト層２１が設けられている。ベルト層２１のタイヤ径方向内方、及びサイドウォール部１５の赤道面５側には、カーカス２２が連続して設けられている。カーカス２２は、ビード部２４でビードコア２５に沿ってタイヤ幅方向外方に折り返されている。また、カーカス２２の空気入りタイヤ１における内部側にはインナーライナ２３がカーカス２２に沿って形成されている。

トレッド部１０は、キャップトレッド１２とそのタイヤ径方向下側に位置するアンダートレッド１３とを有している。キャップトレッド１２は、トレッド部１０におけるタイヤ径方向外方に位置し、空気入りタイヤ１の外部に対して露出している。このようにキャップトレッド１２の外部に露出している部分、つまり、キャップトレッド１２の表面は、トレッド面１１として形成されている。これに対し、アンダートレッド１３は、トレッド部１０におけるタイヤ径方向内方に位置し、かつ、ベルト層２１のタイヤ径方向外方に設けられている。

トレッド部１０は、空気入りタイヤ１の子午断面視で、キャップトレッド１２の表面、即ちトレッド部１０の表面であるトレッド面１１が複数の異なる曲率半径の円弧で形成されている。詳細には、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、かつ、正規内圧の５％を内圧充填した状態において、トレッド面１１は中央部円弧３１と、ショルダー側円弧３２と、ショルダー部円弧３３とにより形成されている。なお、ここでいう正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、或いはＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、或いはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。ただし、乗用車用の空気入りタイヤ１の場合には、１８０ｋＰａである。

トレッド面１１を形成する複数の円弧３１から円弧３３のうち、中央部円弧３１は、トレッド面１１におけるタイヤ幅方向の中央に位置しており、赤道面５を含み、赤道面５を中心として赤道面５のタイヤ幅方向の両側に形成されている。その形状は、タイヤ径方向外方に凸で、赤道面５付近のタイヤ径方向における径が最も大きくなる円弧となっている。

ショルダー側円弧３２は、中央部円弧３１のタイヤ幅方向車両外側、或いは中央部円弧３１のタイヤ幅方向両側２箇所に位置しており、このショルダー側円弧３２は、タイヤ径方向外方に凸となっている。また、ショルダー部円弧３３は、ショルダー側円弧３２のタイヤ幅方向外方に位置している。また、このショルダー部円弧３３は、ショルダー部１６を形成し、タイヤ径方向外方に凸となる円弧となっている。

つまり、トレッド面１１は、タイヤ幅方向における中央部に位置する中央部円弧３１のタイヤ幅方向車両外側、或いは両側２箇所にショルダー側円弧３２が位置し、ショルダー側円弧３２のタイヤ幅方向外方側の車両外側、或いは両側にショルダー部円弧３３が位置している。また、中央部円弧３１とショルダー側円弧３２、及びショルダー側円弧３２とショルダー部円弧３３とは、それぞれ接続されて連続的に形成されている。また、このように位置している中央部円弧３１の曲率半径ＴＲ１と、ショルダー側円弧３２の曲率半径ＴＲ２と、ショルダー部円弧３３の曲率半径ＴＲ３とは、大きさが全て異なっている。

なお、ここでいうタイヤ幅方向車両外側とは、空気入りタイヤ１を車両に装着した場合において、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向における、車両の幅方向の外側をいう。

ショルダー部円弧３３のタイヤ幅方向外方には、サイド部円弧３４が形成されている。サイド部円弧３４は、ショルダー部円弧３３のタイヤ幅方向外方に位置するとともにショルダー部円弧３３に接続され、ショルダー部円弧３３からサイドウォール部１５の方向に向けて形成されている。

トレッド部１０のタイヤ径方向内方で、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向における両端の２箇所には、上述のとおり、サイドウォール部１５が設けられているが、この２箇所のサイドウォール部１５は、タイヤ子午断面視で、共にタイヤ幅方向外方に凸となるように湾曲している。

以上のように構成される空気入りタイヤ１は、そのトレッド面１１が次のように形成されている。即ち、中央部円弧３１のタイヤ幅方向における端部である中央部円弧端点３５から赤道面５までのタイヤ幅方向における幅である輪郭範囲をＬ１とし、空気入りタイヤ１の外径、つまり、トレッド面１１のうちタイヤ径方向における径が最も大きい部分の直径であるタイヤ外径をＯＤとし、タイヤ幅方向におけるトレッド面１１の幅であるトレッド展開幅をＴＤＷとする。空気入りタイヤ１の各部を、このように規定した場合に、トレッド面１１は、輪郭範囲Ｌ１とトレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（１１）で求められたＫ１が、０．６≦Ｋ１≦０．９を満足するとともに、中央部円弧３１の曲率半径ＴＲ１とタイヤ外径ＯＤとにより下記式（１２）で求められたＫ２が、２＜Ｋ２を満足するように形成されている。
Ｋ１＝Ｌ１／（ＴＤＷ×０．５）・・・（１１）
Ｋ２＝ＴＲ１／ＯＤ ・・・（１２）

図２は、図１のＡ部詳細図である。ここで、トレッド展開幅ＴＤＷは、トレッド部１０のタイヤ幅方向における両端側に位置する仮想トレッド端４７同士の距離とする。即ち、空気入りタイヤ１の子午断面において、タイヤ幅方向の両側に位置するショルダー側円弧３２のうち一方のショルダー側円弧３２をタイヤ幅方向外方に延長した仮想線であるショルダー側円弧延長線４５と、当該ショルダー側円弧３２と連続して形成されるショルダー部円弧３３に接続されるサイド部円弧３４をタイヤ径方向外方に延長した仮想線であるサイド部円弧延長線４６との交点を仮想トレッド端４７とする。仮想トレッド端４７は、タイヤ幅方向における両端側に形成されるため、タイヤ幅方向における仮想トレッド端４７同士の距離を、トレッド展開幅ＴＤＷとする。

空気入りタイヤ１を車両に装着して走行する場合、トレッド面１１のうち下方に位置するトレッド面１１が路面に接触しながら空気入りタイヤ１は回転する。車両走行時には、このようにトレッド面１１が路面に接触するため、トレッド面１１には車両の重量などによる荷重が作用する。このトレッド面１１に作用する荷重は、車両の走行状態により、タイヤ毎に異なる。

具体的には、ＦＦ方式の車両を例にとってみると、通常、前輪、後輪のトレッド面１１へ作用する荷重差は、主に、車両前半部と車両後半部との質量差に起因するため、後輪は前輪に比べて、トレッド面１１に作用する荷重が著しく低くなる。従って、車両停止時においても、前輪と後輪とにおいて、トレッド面１１に作用する荷重が著しく異なることから、タイヤ接地面積も顕著に異なり、ひいては発生するコーナリングパワーも顕著に異なることとなる。

しかしながら、本実施形態の空気入りタイヤ１においては、輪郭範囲Ｌ１とトレッド展開幅ＴＤＷとにより規定されるＫ１が、０．６≦Ｋ１≦０．９を満足するように設計されており、中央部円弧３１の曲率半径ＴＲ１とタイヤ外径ＯＤとにより規定されるＫ２が、２＜Ｋ２を満足するように設計されている。このため、空気入りタイヤ１においては、トレッド面１１の形状を平坦な形状に近付けることができることから、低荷重時における接地面積を十分に確保できる。従って、空気入りタイヤ１をＦＦ方式の車両の後輪に用いた場合には、車両を制動する低荷重時においても、接地面積を十分に確保できるため、低荷重時のコーナリングパワーを増加させることができる。その結果、低荷重時に車両に作用する横力変動を改善することができるため、車両偏向を十分に抑制することができる。

ここで、Ｋ１は、０．６以上０．９以下とする。Ｋ１を０．６以上とすることで、曲率半径の大きい中央部円弧３１がタイヤ幅方向において形成される範囲を大きくすることができるため、トレッド面１１の形状を十分に平坦な形状に近付けることができる。また、Ｋ１を０．９以下とすることで、タイヤ幅方向におけるショルダー側円弧３２の形成範囲を確保することができるため、中央部円弧３１からショルダー側円弧３２を介してショルダー部円弧３３まで曲率半径をなだらかに小さくすることができる。

また、Ｋ２は２を超えるものとする。このようにＫ２を設定することで、タイヤ外径ＯＤに対して中央部円弧３１の曲率半径ＴＲ１を適度に大きくすることができるため、トレッド面１１の形状を十分に平坦な形状に近付けることができる。なお、Ｋ２については上限値を設定していないが、これは、Ｋ２が無限大になった場合、中央部円弧３１が実質的にタイヤ幅方向に平行な直線となるが、本実施形態においてはこのようなトレッド面１１の形状も含むことを意味する。

以上に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１においては、輪郭範囲Ｌ１とトレッド展開幅ＴＤＷとにより規定されるＫ１の好適範囲と、中央部円弧３１の曲率半径ＴＲ１とタイヤ外径ＯＤとにより規定されるＫ２の好適範囲とが相まって、トレッド面１１の形状を十分に平坦な形状に近付けることができる。このため、タイヤ接地面積を十分に確保できることから、低荷重時のコーナリングパワーを増加できる。その結果、低荷重時に車両に作用する横力変動を改善することができ、ひいては車両偏向を十分に抑制することができる。特に、ＦＦ方式の車両は車両後半部が軽いため、制動時には、後輪は低荷重状態となっているが、本実施形態の空気入りタイヤ１を後輪に用いることで、後輪の低荷重時のコーナリングパワーが増加し、後輪の安定性が向上する。従って、本実施形態の空気入りタイヤ１は、ＦＦ方式の車両の後輪に用いることで、車両偏向を抑制できる実益が極めて高い。

次に、上述したＫ１及びＫ２の好適範囲の設定によるトレッド面１１の形状と相まって、車両偏向をさらに高いレベルで抑制することができる形態としては、次の形態がある。図３は、本実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。この形態は、同図に示すように、トレッド部１０は、キャップトレッド１２と、キャップトレッド１２のタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッド１３とを有するトレッド部ゴムにより形成されており、キャップトレッド１２は、タイヤ幅方向内側に位置する内側キャップトレッド１２ａと、内側キャップトレッド１２ａと連続してタイヤ幅方向外側に位置する外側キャップトレッド１２ｂとにより形成されており、赤道面５から内側キャップトレッド１２ａのタイヤ幅方向における端部までの幅をＬＣとした場合に、幅ＬＣとトレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（１３）で規定されるＫＣが、０．９Ｋ１≦ＫＣ≦１．１Ｋ１を満たし、内側キャップトレッド１２ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が６３以上７５以下であり、外側キャップトレッド１２ｂの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が、内側キャップトレッド１２ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低い形態である。ここで、上記室温とは、２０℃の温度をいう。
ＫＣ＝ＬＣ／（ＴＤＷ×０．５）・・・（１３）

本実施形態においては、キャップトレッド１２の硬度をタイヤ幅方向において異ならせている。即ち、タイヤ赤道面５に近い部分であって低荷重時に接地する内側キャップトレッド１２ａの硬度を比較的高くする一方、タイヤショルダー端部に近い部分であって高荷重時に接地する外側キャップトレッド１２ｂの硬度を比較的低くしている。このため、本実施形態では、低荷重時に接地する内側キャップトレッド１２ａの剛性を、外側キャップトレッド１２ｂに比較して高くしたことで、より確実に低荷重時のコーナリングパワーを増加させ、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。

ここで、内側キャップトレッド１２ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は６３以上７５以下とすることが好ましい。当該硬度を６３以上７５以下とすることで、内側キャップトレッド１２ａの剛性を十分に確保し、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。また、外側キャップトレッド１２ｂの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は、内側キャップトレッド１２ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低くすることが好ましい。当該硬度差を３以上１５以下とすることで、低荷重時にトレッド部のタイヤ幅方向内側部分の剛性を十分に確保し、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。一方、１５より大きくすると、硬度差が大きく偏摩耗の原因となる。

さらに、これらの構成要素１２ａ、１２ｂにより所定の硬度分布のキャップトレッド１２を用いる場合には、ＫＣの範囲を、０．９Ｋ１≦ＫＣ≦１．１Ｋ１とすることができる。０．９Ｋ１≦ＫＣとすることができるのは、タイヤの低荷重時に路面と離れ易い外側キャップトレッド１２ｂの剛性を内側キャップトレッド１２ａの剛性よりも低くすることで、曲率半径の大きい中央部円弧３１がタイヤ幅方向において形成されている範囲を、円弧３１と円弧３２の境界よりも、幾分タイヤ幅方向内側としても、十分にコーナリングパワーを発生できるためである。これに対し、ＫＣ≦１．１Ｋ１とすることができるのは、外側キャップトレッド１２ｂの剛性を内側キャップトレッド１２ａの剛性よりも低くすることで、曲率半径の大きい中央部円弧３１がタイヤ幅方向において形成されている範囲を、円弧３１と円弧３２の境界よりも、幾分タイヤ幅方向外側として、円弧３１から円弧３３にかけて曲率半径を幾分急激に変化させても、十分にコーナリングパワーを発生できるためである。

続いて、上述したＫ１及びＫ２の好適範囲の設定によるトレッド面１１の形状と相まって、車両偏向をさらに高いレベルで抑制することができる別の形態としては、次の形態がある。図４は、本実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。この形態は、同図に示すように、トレッド部１０は、キャップトレッド１２と、キャップトレッド１２のタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッド１３とを有するトレッド部ゴムにより形成されており、アンダートレッド１３は、タイヤ幅方向内側に位置する内側アンダートレッド１３ａと、内側アンダートレッド１３ａと連続してタイヤ幅方向外側に位置する外側アンダートレッド１３ｂとにより形成されており、赤道面５から内側アンダートレッド１３ａのタイヤ幅方向における端部までの幅をＬＢとした場合に、幅ＬＢとトレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（１４）で規定されるＫＢが、０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１を満たし、内側アンダートレッド１３ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が５５以上６５以下であり、外側アンダートレッド１３ｂの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が、内側アンダートレッド１３ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低い形態である。ここで、上記室温とは、２０℃の温度をいう。
ＫＢ＝ＬＢ／（ＴＤＷ×０．５）・・・（１４）

本実施形態においては、アンダートレッド１３の硬度をタイヤ幅方向において異ならせている。即ち、タイヤ赤道面５に近い部分であって低荷重時に接地する内側アンダートレッド１３ａの硬度を、タイヤショルダー端部に近い部分であって高荷重時に接地する外側アンダートレッド１３ｂの硬度よりも高くしている。このため、本実施形態では、低荷重時に接地するトレッド部１０のタイヤ幅方向内側部分の剛性を、トレッド部１０のタイヤ幅方向外側部分に比較して高くしたことで、より確実に低荷重時のコーナリングパワーを増加させ、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。

ここで、内側アンダートレッド１３ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は５５以上６５以下とすることが好ましい。当該硬度を５５以上６５以下とすることで、トレッド部１０のタイヤ幅方向内側部分の剛性を十分に確保し、低荷重時の車両偏向を顕著に抑制することができる。これに対し、当該硬度を６５より大きくすると、トレッド溝下の耐久性が低下する。また、外側アンダートレッド１３ｂの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度は、内側アンダートレッド１３ａの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低くすることが好ましい。当該硬度差を３以上１５以下とすることで、低負荷時の外側アンダートレッド１３ｂの略タイヤ径方向外方に位置する外側キャップトレッド１２ｂの接地面積を十分に確保することができる。一方、１５より大きくすると、硬度差が大きく偏摩耗の原因となる。

さらに、これらの構成要素１３ａ、１３ｂにより所定の硬度分布のアンダートレッド１３を用いる場合には、ＫＢの範囲を、０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１とすることができる。０．９Ｋ１≦ＫＢとすることができるのは、タイヤの低荷重時に路面と離れ易い外側キャップトレッド１２ｂの略タイヤ径方向下方に位置する外側アンダートレッド１３ｂの剛性を、内側キャップトレッド１２ａの略タイヤ径方向下方に位置する内側アンダートレッド１３ａの剛性よりも低くすることで、曲率半径の大きい中央部円弧３１を構成する内側キャップトレッド１２ａの略タイヤ径方向下方に位置する内側アンダートレッド１３ａがタイヤ幅方向において形成されている範囲を、円弧３１と円弧３２の境界よりも、幾分タイヤ幅方向内側としても、十分にコーナリングパワーを発生できるためである。これに対し、ＫＢ≦１．１Ｋ１とすることができるのは、外側アンダートレッド１３ｂの剛性を内側アンダートレッド１３ａの剛性よりも低くすることで、曲率半径の大きい中央部円弧３１を構成する内側キャップトレッド１２ａの略タイヤ径方向下方に位置する内側アンダートレッド１３ａがタイヤ幅方向において形成されている範囲を、円弧３１と円弧３２の境界よりも、幾分タイヤ幅方向外側とし、これらアンダートレッド１３ａ、１３ｂのタイヤ径方向外側に位置するキャップトレッド１２の外形が円弧３１から円弧３３にかけて幾分急激に変化したとしても、十分にコーナリングパワーを発生できるためである。

以上のように、Ｋ１に対して、ＫＣ及びＫＢは、いずれも±１０％の幅をもって設計することができる。換言すれば、図１に示す輪郭範囲Ｌ１に対し、図３、４に示す幅ＬＣ、幅ＬＢは±１０％の幅で幾分ずれを持たせて設計できる。また、ＫＣとＫＢの設計は、単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。さらに、ＫＣとＫＢは同じ値とすることができ、この場合は幅ＬＣと幅ＬＢが同じ長さとなるため、キャップトレッド１２とアンダートレッド１３における内側１２ａ、１３ａと外側１２ｂ、１３ｂとの境界が一致する。これに対し、ＫＣとＫＢは異なる値とすることもでき、この場合は幅ＬＣと幅ＬＢが異なる長さとなるため、キャップトレッド１２とアンダートレッド１３における内側１２ａ、１３ａと外側１２ｂ、１３ｂとの境界は一致しない。

以上は、空気入りタイヤ１を、特に、ＦＦ方式の車両の後輪に使用する場合の説明であるが、本実施形態は、このような場合に限られない。即ち、空気入りタイヤ１は、例えば、ＦＲ方式（フロントエンジン・リアドライブ方式）の車両の前輪に使用する場合においても適用できる。ＦＲ方式の車両においては、駆動時に前輪の荷重が極端に減少するが、車両重心が車両中心と一致していない場合、車両にモーメントが発生し、車両偏向が生じるおそれがある。このような場合に、本実施形態の空気入りタイヤ１をＦＲ方式の車両の前輪に用いることで、当該前輪の低荷重時のコーナリングパワーを増加させ、前輪の安定性を向上させることができる。従って、本実施形態の空気入りタイヤ１は、ＦＲ方式の車両の前輪に用いる場合にも、車両偏向を抑制できる実益が極めて高い。

本実施形態、従来例、及び比較例に係る空気入りタイヤを作製し、評価した。なお、本実施形態によるものが実施例である。比較例は、従来例を示すものではない。

タイヤサイズを１７５／６５Ｒ１５で共通にし、図１に示す構成の空気入りタイヤにおいて、図１に示すＬ１及びＴＤＷによって規定されるＫ１、図１に示すＴＲ１及びＯＤによって規定されるＫ２、並びに図３、４のＴＤＷ／２、ＬＣ、及びＬＢにより規定されるＫＣ及びＫＢを、表１のように変えるとともに、図３に示す内側キャップトレッド１２ａ及び外側キャップトレッド１２ｂの剛性、並び図４に示す内側アンダートレッド１３ａ及び外側アンダートレッド１３ｂの剛性を表１のように変え、実施例１〜２１、従来例１、及び比較例１の空気入りタイヤをそれぞれ作製した。

これら各試験タイヤをリムサイズ１５ｘ５．０のリムに装着し、空気圧を２３０ｋＰａにして、以下に示す測定条件により、制動時の横力変動評価を行った。車両は、１３００ｃｃクラスのＦＦ方式の車両を用いた。制動時の横力変動評価については、乾燥路面のテストコースを時速１００ｋｍでの直進状態からブレーキをかけて停止するまでにおける、車両偏向量を測定した。車両偏向量については、１車線以上偏向した場合を危険と評価し、１車線以上偏向しなかった場合を安全と評価した。実施例１〜２１、従来例１、及び比較例１の空気入りタイヤについて、車両偏向量を指数化した値を表１に併記する。なお、車両偏向量に関する指数値については、大きいほど優れた結果を示すものとし、８０を超える例について合格（安全）とした。

表１から明らかなように、本発明の範囲内にある実施例１〜２１の空気入りタイヤについては、いずれも、車両偏向について、８０を超える優れた結果が得られていることが判る。これに対し、本発明の範囲外にある従来例１、及び比較例１の空気入りタイヤについては、いずれも、車両偏向について、８０を超える結果が得られていないことが判る。以下に、実施例１〜２１の結果をさらに詳細に検討する。

実施例１、２は、Ｋ１、Ｋ２の値が本発明の範囲内にあり、Ｋ１についてその最適範囲（０．６から０．９）の上限又は下限を採用した例であるため、ともに車両偏向は８０を超える優れた結果を示している。実施例３〜５は、実施例１に対してＫＣの範囲を好適範囲内（０．９Ｋ１≦ＫＣ≦１．１Ｋ１）で変えるとともに、内側及び外側キャップトレッド１２ａ、１２ｂに好適な硬度差（トレッド１２ｂの方が３から１５低い）を付与した例であるため、いずれも車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。実施例６、７は、実施例１に対してＫＣの範囲を好適範囲外で変えているが、内側及び外側キャップトレッド１２ａ、１２ｂに好適な硬度差（トレッド１２ｂの方が３から１５低い）を付与した例であるため、いずれも車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。実施例８は、実施例１に対して内側及び外側キャップトレッド１２ａ、１２ｂに好適な硬度差（トレッド１２ｂの方が３から１５低い）を付与した例であるため、車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。実施例９、１０は、実施例１に対して内側及び外側キャップトレッド１２ａ、１２ｂに好適な硬度差（トレッド１２ｂの方が３から１５低い）を付与していない例であるが、ともに車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。

実施例１１〜１３は、実施例１に対してＫＢの範囲を好適範囲内（０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１）で変えるとともに、内側及び外側アンダートレッド１３ａ、１３ｂに好適な硬度差（トレッド１３ｂの方が３から１５低い）を付与した例であるため、いずれも車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。

実施例１４〜１８は、実施例１に対して内側及び外側キャップトレッド１２ａ、１２ｂに好適な硬度差（トレッド１２ｂの方が３から１５低い）を付与した例である。このうち、実施例１４、１５は、内側及び外側アンダートレッド１３ａ、１３ｂに好適な硬度差（トレッド１３ｂの方が３から１５低い）を付与しているが、ＫＢの範囲を好適範囲外で変えているため、ともに車両偏向は実施例１よりも低い結果を示している。また、実施例１６は、内側及び外側アンダートレッド１３ａ、１３ｂに好適な硬度差（トレッド１３ｂの方が３から１５低い）を付与しているため、車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。さらに、実施例１７、１８は、内側及び外側アンダートレッド１３ａ、１３ｂに好適な硬度差（トレッド１３ｂの方が３から１５低い）を付与していないが、ともに車両偏向は実施例１よりも高い結果を示している。

実施例１９〜２１は、実施例１に対して、内側及び外側キャップトレッド１２ａ、１２ｂに好適な硬度差（トレッド１２ｂの方が３から１５低い）を付与し、ＫＢの範囲を好適範囲内（０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１）で変え、内側及び外側アンダートレッド１３ａ、１３ｂに好適な硬度差（トレッド１３ｂの方が３から１５低い）を付与しているため、いずれも車両偏向は実施例１よりも顕著に高い結果を示している。

以上のように、本発明の空気入りタイヤは、低荷重時におけるコーナリングパワーを十分に発生させ、車両偏向を抑制することに有用である。

１ 空気入りタイヤ
５ 赤道面
１０ トレッド部
１１ トレッド面
１２ キャップトレッド
１２ａ 内側キャップトレッド
１２ｂ 外側キャップトレッド
１３ アンダートレッド
１３ａ 内側アンダートレッド
１３ｂ 外側アンダートレッド
１５ サイドウォール部
１６ ショルダー部
２１ ベルト層
２２ カーカス
２３ インナーライナ
２４ ビード部
２５ ビードコア
２６ ビードフィラー
３１ 中央部円弧
３２ ショルダー側円弧
３３ ショルダー部円弧
３４ サイド部円弧
３５ 中央部円弧端点
４５ ショルダー側円弧延長線
４６ サイド部円弧延長線
４７ 仮想トレッド端
ＴＲ１ 中央部円弧の曲率半径
ＴＲ２ ショルダー側円弧の曲率半径
ＴＲ３ ショルダー部円弧の曲率半径

Claims (3)

1. 子午断面視で、トレッド面が複数の異なる曲率半径のプロファイルで形成された空気入りタイヤであって、
   正規リムにリム組みし、かつ、正規内圧の５％を内圧充填した状態において、前記トレッド面のタイヤ幅方向の最も中央側に位置する中央部円弧の曲率半径をＴＲ１とし、赤道面から前記中央部円弧のタイヤ幅方向における端部までの幅である輪郭範囲をＬ１とし、タイヤ幅方向における前記トレッド面の幅であるトレッド展開幅をＴＤＷとし、及び前記トレッド面のうちタイヤ径方向における径が最も大きい部分の直径であるタイヤ外径をＯＤとした場合に、
   前記輪郭範囲Ｌ１と前記トレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（１）で規定されるＫ１が、０．６≦Ｋ１≦０．９を満たすとともに、
   前記中央部円弧の曲率半径ＴＲ１と前記タイヤ外径ＯＤとにより下記式（２）で規定されるＫ２が、２．０＜Ｋ２を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
   Ｋ１＝Ｌ１／（ＴＤＷ×０．５）・・・（１）
   Ｋ２＝ＴＲ１／ＯＤ ・・・（２）
2. トレッド部は、前記トレッド面を形成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッドとを有するトレッド部ゴムにより形成されており、前記キャップトレッドは、タイヤ幅方向内側に位置する内側キャップトレッドと、前記内側キャップトレッドと連続してタイヤ幅方向外側に位置する外側キャップトレッドとにより形成されており、
   赤道面から前記内側キャップトレッドのタイヤ幅方向における端部までの幅をＬＣとした場合に、前記幅ＬＣと前記トレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（３）で規定されるＫＣが、０．９Ｋ１≦ＫＣ≦１．１Ｋ１を満たし、
   前記内側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が６３以上７５以下であり、前記外側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が、前記内側キャップトレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低い請求項１に記載の空気入りタイヤ。
   ＫＣ＝ＬＣ／（ＴＤＷ×０．５）・・・（３）
3. 前記トレッド部は、前記トレッド面を形成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッドとを有するトレッド部ゴムにより形成されており、前記アンダートレッドは、タイヤ幅方向内側に位置する内側アンダートレッドと、前記内側アンダートレッドと連続してタイヤ幅方向外側に位置する外側アンダートレッドとにより形成されており、
   赤道面から前記内側アンダートレッドのタイヤ幅方向における端部までの幅をＬＢとした場合に、前記幅ＬＢと前記トレッド展開幅ＴＤＷとにより下記式（４）で規定されるＫＢが、０．９Ｋ１≦ＫＢ≦１．１Ｋ１を満たし、
   前記内側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が５５以上６５以下であり、前記外側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度が、前記内側アンダートレッドの室温におけるＪＩＳ Ａ硬度に対して３以上１５以下低い請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
   ＫＢ＝ＬＢ／（ＴＤＷ×０．５）・・・（４）

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