JP2024029653A - タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能を両立できるタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤ1では、タイヤ子午線方向の断面視にて、ベルト層14の最内層141の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Auを定義する。また、点Auからカーカス層13に下した垂線の足を点Iuとして定義し、タイヤ最大幅位置Acから前記カーカス層に下した垂線の足を点Icとして定義する。また、カーカス層13が、カーカスコード13ccをコートゴム13crで被覆して成る単一層あるいは複数層のカーカスプライから構成される。また、点Iuから点Icまでの領域におけるカーカスプライの最内層13Aのカーカスコード13ccの中心からタイヤ内面までの距離TLu[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.00010≦TLu/OD≦0.01500の範囲にある。【選択図】図11

Description

この発明は、タイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能を両立できるタイヤに関する。
近年では、床面を低くして車内スペースを拡張した車両に装着される、小径タイヤが開発されている。かかる小径タイヤでは、回転慣性が小さくタイヤ重量も小さいため、輸送コストの低減が期待される。一方で、小径タイヤには、高い負荷能力が要求される。このような課題に関する従来のタイヤとして、特許文献1に記載される技術が知られている。
国際公開第2020/122169号
この発明は、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能を両立できるタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明にかかるタイヤは、一対のビードコアと、前記ビードコアに架け渡されたカーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層の内面に配置されたインナーライナとを備え、タイヤ外径OD[mm]が、200≦OD≦660の範囲にあり、タイヤ総幅SW[mm]が、100≦SW≦400の範囲にあり、タイヤ子午線方向の断面視にて、前記ベルト層の最内層の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Auを定義し、点Auから前記カーカス層に下した垂線の足を点Iuとして定義し、タイヤ最大幅位置Acから前記カーカス層に下した垂線の足を点Icとして定義し、前記カーカス層が、カーカスコードをコートゴムで被覆して成る単一層あるいは複数層のカーカスプライから構成され、且つ、点Iuから点Icまでの領域における前記カーカスプライの最内層の前記カーカスコードの中心からタイヤ内面までの距離TLu[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.00010≦TLu/OD≦0.01500の範囲にあることを特徴とする。
この発明にかかるタイヤでは、ベルト層の端部からタイヤ最大幅位置までの領域におけるカーカス層からタイヤ内面までの距離が適正化される利点がある。具体的に、上記下限により、エア漏れが発生し易い上記領域におけるカーカス層からタイヤ内面までの距離TLuが確保されて、エア漏れに起因するタイヤの耐久性能の低下や転がり抵抗の悪化が抑制される。また、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。これにより、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能が両立する。特に小径タイヤでは、上記した高内圧および高負荷で使用されるため、応力集中が起きやすい傾向にある。したがって、上記構成が小径タイヤに採用されることで、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能の向上作用が顕著に得られる。
図1は、この発明の実施の形態にかかるタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図2は、図1に記載したタイヤを示す拡大図である。 図3は、図1に記載したタイヤのベルト層の積層構造を示す説明図である。 図4は、図1に記載したタイヤのトレッド部を示す拡大図である。 図5は、図4に記載したトレッド部の片側領域を示す拡大図である。 図6は、図1に記載したタイヤのサイドフォール部およびビード部を示す拡大図である。 図7は、図6に記載したサイドウォール部を示す拡大図である。 図8は、図1に記載したタイヤのカーカス層およびベルト層の積層構造を示す説明図である。 図9は、図8に記載したカーカス層およびベルト層の積層構造の変形例を示す説明図である。 図10は、図8に記載したカーカス層およびベルト層の積層構造の変形例を示す説明図である。 図11は、図6に記載したタイヤ径方向外側領域を示す拡大図である。 図12は、図11に記載したタイヤ径方向外側領域におけるカーカス層およびインナーライナの積層構造を示す説明図である。 図13は、この発明の実施の形態にかかるタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図14は、この発明の実施の形態にかかるタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図15は、この発明の実施の形態にかかるタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
[タイヤ]
図1は、この発明の実施の形態にかかるタイヤ1を示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、リム10に装着されたタイヤ1のタイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。この実施の形態では、タイヤの一例として、乗用車用空気入りラジアルタイヤについて説明する。
同図において、タイヤ子午線方向の断面は、タイヤ回転軸(図示省略)を含む平面でタイヤを切断したときの断面として定義される。また、タイヤ赤道面CLは、JATMAに規定されたタイヤ断面幅DWの中点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面として定義される。また、タイヤ幅方向は、タイヤ回転軸に平行な方向として定義され、タイヤ径方向は、タイヤ回転軸に垂直な方向として定義される。また、点Tは、タイヤ接地端であり、点Acは、タイヤ最大幅位置である。
タイヤ1は、タイヤ回転軸を中心とする環状構造を有し、一対のビードコア11、11と、一対のビードフィラー12、12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16、16と、一対のリムクッションゴム17、17と、インナーライナ18とを備える(図1参照)。
一対のビードコア11、11は、スチールから成る1本あるいは複数本のビードワイヤを環状かつ多重に巻き廻して成り、ビード部に埋設されて左右のビード部のコアを構成する。一対のビードフィラー12、12は、一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を補強する。また、ビードフィラー12が、55以上105以下のゴム硬さHs_bf、2.0以上13.0以下の100[%]伸長時のモジュラスM_bf[MPa]および0.03以上0.30以下の損失正接tanδ_bfを有し、好ましくは70以上100以下のゴム硬さHs_bf、3.0以上12.0以下の100[%]伸長時のモジュラスM_bf[MPa]および0.05以上0.25以下の損失正接tanδ_bfを有する。
カーカス層13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造あるいは複数枚のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、左右のビードコア11、11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。また、カーカス層13のカーカスプライは、無機繊維(例えば、スチール、カーボンファイバー、グラスファイバー)あるいは有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、80[deg]以上100[deg]以下のコード角度(タイヤ周方向に対するカーカスコードの長手方向の傾斜角として定義される。)を有する。
ベルト層14は、複数のベルトプライ141~144を積層して成り、カーカス層13の外周に掛け廻されて配置される。図1の構成では、ベルトプライ141~144が、一対の交差ベルト141、142と、ベルトカバー143および一対のベルトエッジカバー144、144とから構成される。
一対の交差ベルト141、142は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で15[deg]以上55[deg]以下のコード角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの長手方向の傾斜角として定義される。)を有する。また、一対の交差ベルト141、142は、相互に異符号のコード角度を有し、ベルトコードの長手方向を相互に交差させて積層される(いわゆるクロスプライ構造)。また、一対の交差ベルト141、142は、カーカス層13のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
ベルトカバー143および一対のベルトエッジカバー144、144は、スチールあるいは有機繊維材から成るベルトカバーコードをコートゴムで被覆して構成され、絶対値で0[deg]以上10[deg]以下のコード角度を有する。また、ベルトカバー143およびベルトエッジカバー144は、例えば、1本あるいは複数本のベルトカバーコードをコートゴムで被覆して成るストリップ材であり、このストリップ材を交差ベルト141、142の外周面に対してタイヤ周方向に複数回かつ螺旋状に巻き付けて構成される。また、ベルトカバー143が交差ベルト141、142の全域を覆って配置され、一対のベルトエッジカバー144、144が交差ベルト141、142の左右のエッジ部をタイヤ径方向外側から覆って配置される。
トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤ1のトレッド部を構成する。また、トレッドゴム15は、キャップトレッド151と、アンダートレッド152とを備える。
キャップトレッド151は、接地特性および耐候性に優れるゴム材料から成り、タイヤ接地面の全域に渡ってトレッド面に露出して、トレッド部の外表面を構成する。また、キャップトレッド151が、50以上80以下のゴム硬さHs_cap、1.0以上4.0以下の100[%]伸長時のモジュラスM_cap[MPa]および0.03以上0.36以下の損失正接tanδ_capを有し、好ましくは58以上76以下のゴム硬さHs_cap、1.5以上3.2以下の100[%]伸長時のモジュラスM_cap[MPa]および0.06以上0.29以下の損失正接tanδ_capを有する。
ゴム硬さHsは、JIS K6253に準拠した20[℃]の温度条件にて測定される。
モジュラス(破断強度)は、JIS K6251(3号ダンベル使用)に準拠して、ダンベル状試験片を用いた温度20[℃]での引張試験により測定される。
損失正接tanδは、(株)東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度60[℃]、剪断歪み10[%]、振幅±0.5[%]および周波数20[Hz]の条件で測定される。
アンダートレッド152は、耐熱性に優れるゴム材料から成り、キャップトレッド151とベルト層14との間に挟み込まれて配置されて、トレッドゴム15のベース部分を構成する。また、アンダートレッド152が、47以上80以下のゴム硬さHs_ut、1.4以上5.5以下の100[%]伸長時のモジュラスM_ut[MPa]および0.02以上0.23以下の損失正接tanδ_utを有し、好ましくは50以上65以下のゴム硬さHs_ut、1.7以上3.5以下の100[%]伸長時のモジュラスM_ut[MPa]および0.03以上0.10以下の損失正接tanδ_utを有する。
また、ゴム硬さの差Hs_cap-Hs_utが3以上20以下の範囲にあり、好ましくは5以上15以下の範囲にある。また、モジュラスの差M_cap-M_ut[MPa]が0以上1.4以下の範囲にあり、好ましくは0.1以上1.0以下の範囲にある。また、損失正接の差tanδ_cap-tanδ_utが0以上0.22以下の範囲にあり、好ましくは0.02以上0.16以下の範囲にある。
一対のサイドウォールゴム16、16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。図1の構成では、サイドウォールゴム16のタイヤ径方向外側の端部が、トレッドゴム15の下層に配置されてベルト層14の端部とカーカス層13との間に挟み込まれている。しかし、これに限らず、サイドウォールゴム16のタイヤ径方向外側の端部が、トレッドゴム15の外層に配置されてタイヤのバットレス部に露出しても良い(図示省略)。この場合には、ベルトクッション(図示省略)が、ベルト層14の端部とカーカス層13との間に挟み込まれる。
また、サイドウォールゴム16が、48以上65以下のゴム硬さHs_sw、1.0以上2.4以下の100[%]伸長時のモジュラスM_sw[MPa]および0.02以上0.22以下の損失正接tanδ_swを有し、好ましくは50以上59以下のゴム硬さHs_sw、1.2以上2.2以下の100[%]伸長時のモジュラスM_sw[MPa]および0.04以上0.20以下の損失正接tanδ_swを有する。
一対のリムクッションゴム17、17は、左右のビードコア11、11およびカーカス層13の巻き返し部のタイヤ径方向内側からタイヤ幅方向外側に延在して、ビード部のリム嵌合面を構成する。図1の構成では、リムクッションゴム17のタイヤ径方向外側の端部が、サイドウォールゴム16の下層に挿入されて、サイドウォールゴム16とカーカス層13との間に挟み込まれて配置されている。また、リムクッションゴム17が、60以上80以下のゴム硬さHs_rc、2.0以上7.0以下の100[%]伸長時のモジュラスM_rc[MPa]および0.09以上0.35以下の損失正接tanδ_rcを有し、、好ましくは65以上75以下のゴム硬さHs_rc、3.0以上6.0以下の100[%]伸長時のモジュラスM_rc[MPa]および0.11以上0.30以下の損失正接tanδ_rcを有する。
インナーライナ18は、タイヤ内腔面に配置されてカーカス層13を覆う空気透過防止層であり、カーカス層13の露出による酸化を抑制し、また、タイヤに充填された空気の洩れを防止する。また、インナーライナ18は、例えば、ブチルゴムを主成分とするゴム組成物で構成されても良いし、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性樹脂中にエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物などから構成されても良い。
また、図1において、タイヤ外径OD[mm]が、200≦OD≦660の範囲にあり、好ましくは、250[mm]≦OD≦580[mm]の範囲にある。かかる小径のタイヤを適用対象とすることにより、後述する負荷性能の向上効果が顕著に得られる。また、タイヤ総幅SW[mm]が、100≦SW≦400の範囲にあり、好ましくは105[mm]≦SW≦340[mm]の範囲にある。かかる小径のタイヤ1では、例えば、小型車両の床面を低くして車内スペースを拡張できる。また、回転慣性が小さくタイヤ重量も小さいため、燃費が向上して輸送コストが低減される。特に車両のインホイールモータに装着された場合に、モータへの負荷が効果的に低減される。
タイヤ外径ODは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
タイヤ総幅SWは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態としたときのサイドウォール間の(タイヤ側面の模様、文字などのすべての部分を含む)直線距離として測定される。
規定リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、JATMAにおいて、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧180[kPa]であり、規定荷重が最大負荷能力の88[%]である。
また、タイヤ総幅SW[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.23≦SW/OD≦0.84の範囲にあり、好ましくは0.25≦SW/OD≦0.81の範囲にある。
また、タイヤ外径ODとタイヤ総幅SWとが、以下の数式(1)を満たすことが好ましい。ここで、A1min=-0.0017、A2min=0.9、A3min=130、A1max=-0.0019、A2max=1.4、A3max=400であり、好ましくはA1min=-0.0018、A2min=0.9、A3min=160、A1max=-0.0024、A2max=1.6、A3max=362である。
Figure 2024029653000002
上記タイヤ1では、5[inch]以上16[inch]以下(すなわち125[mm]以上407[mm]以下)のリム径を有するリム10の使用が想定される。また、リム径RD[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.50≦RD/OD≦0.74の範囲にあり、好ましくは0.52≦RD/OD≦0.71の範囲にある。上記下限により、リム径RDが確保されて、特にインホイールモータの設置スペースを確保できる。上記上限により、後述するタイヤの内容積Vが確保されて、タイヤの負荷能力が確保される。
なお、タイヤ内径は、リム10のリム径RDに等しい。
また、上記タイヤ1は、規定よりも高い内圧、具体的には350[kPa]以上1200[kPa]以下、好ましくは500[kPa]以上1000[kPa]以下の内圧での使用が想定される。上記下限により、タイヤの転がり抵抗が効果的に低減され、上記上限により、内圧充填作業の安全性が確保される。
また、上記タイヤ1は、例えば小型シャトルバスのような、低速で走行する車両に装着されることが想定される。また、車両の最高速度が100[km/h]以下であり、好ましくは80[km/h]以下であり、より好ましくは60[km/h]以下である。また、上記タイヤ1は、6~12輪の車両に装着されることが想定される。これにより、タイヤの負荷能力が適正に発揮される。
また、タイヤの偏平比、すなわちタイヤ断面高さSH[mm](後述する図2参照)とタイヤ断面幅DW[mm]との比SH/DWが、0.16≦SH/DW≦0.85の範囲にあり、好ましくは0.19≦SH/DW≦0.82の範囲にある。
タイヤ断面高さSHは、タイヤ外径とリム径との差の1/2の距離であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
タイヤ断面幅DWは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態としたときのサイドウォール間の(タイヤ側面の模様、文字などを除いた)直線距離として測定される。
また、タイヤ接地幅TWが、タイヤ総幅SWに対して0.50≦TW/SW≦0.85の範囲にあり、好ましくは0.60≦TW/SW≦0.80の範囲にある。
タイヤ接地幅TWは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に静止状態にて平板に対して垂直に置いて規定荷重に対応する負荷を付与したときのタイヤと平板との接触面におけるタイヤ軸方向の最大直線距離として測定される。
また、タイヤ内容積V[m^3]が、タイヤ外径OD[mm]に対して4.0≦(V/OD)×10^6≦60の範囲にあり、好ましくは6.0≦(V/OD)×10^6≦50の範囲にある。これにより、タイヤ内容積Vが適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤ内容積が確保されて、タイヤの負荷能力が確保される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、タイヤ内容積Vが十分に確保されることが好ましい。上記上限により、タイヤ内容積Vが過大となることに起因するタイヤの大型化が抑制される。
また、タイヤ内容積V[m^3]が、リム径RD[mm]に対して0.5≦V×RD≦17の範囲にあり、好ましくは1.0≦V×RD≦15の範囲にある。
[ビードコアおよびビードフィラー]
図1において、上記のように、一対のビードコア11、11がスチールから成る1本あるいは複数本のビードワイヤ(図示省略)を環状かつ多重に巻き廻して成る。また、一対のビードフィラー12、12が一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置される。
また、1つのビードコア11の強力Tbd[N]が、タイヤ外径OD[mm]に対して45≦Tbd/OD≦120の範囲にあり、好ましくは50≦Tbd/OD≦110の範囲にあり、より好ましくは60≦Tbd/OD≦105の範囲にある。また、ビードコアの強力Tbd[N]が、タイヤ総幅SW[mm]に対して90≦Tbd/SW≦400の範囲にあり、好ましくは110≦Tbd/SW≦350の範囲にある。これにより、ビードコア11の負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。また、高内圧での使用が可能となり、タイヤの転がり抵抗が低減される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記したタイヤの耐久性能および転がり抵抗の低減作用が顕著に得られる。上記上限により、ビードコアの質量増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
ビードコア11の強力Tbd[N]は、ビードワイヤ1本あたりの強力[N/本]と径方向断面視におけるビードワイヤの総本数[本]との積として算出される。ビードワイヤの強力は、JIS K1017に準拠した温度20[℃]での引張試験により測定される。
また、ビードコア11の強力Tbd[N]が、タイヤ外径OD[mm]、距離SWD[mm]およびリム径RD[mm]に対して以下の数式(2)を満たすことが好ましい。ここで、B1min=0.26、B2min=10.0、B1max=2.5、B2max=99.0であり、好ましくはB1min=0.35、B2min=14.0、B1max=2.5、B2max=99.0であり、より好ましくはB1min=0.44、B2min=17.6、B1max=2.5、B2max=99.0であり、さらに好ましくはB1min=0.49、B2min=17.9、B1max=2.5、B2max=99.0である。さらに、タイヤの規定内圧P[kPa]を用いて、B1min=0.0016×P、B2min=0.07×Pであることが好ましい。
Figure 2024029653000003
距離SWDは、タイヤ回転軸(図示省略)からタイヤ最大幅位置Acまでの径方向距離の2倍の距離、すなわちタイヤ最大幅位置Acの直径であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
タイヤ最大幅位置Acは、JATMAに規定されるタイヤ断面幅DWの最大幅位置として定義される。
また、1つのビードコア11の径方向断面視にて、上記したスチールから成るビードワイヤの総断面積σbd[mm^2]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.025≦σbd/OD≦0.075の範囲にあり、好ましくは0.030≦σbd/OD≦0.065の範囲にある。また、ビードワイヤの総断面積σbd[mm^2]が、11≦σbd≦36の範囲にあり、好ましくは13≦σbd≦33の範囲にある。これにより、上記したビードコア11の強力Tbd[N]が実現される。
ビードワイヤの総断面積σbd[mm^2]は、1つのビードコア11の径方向断面視におけるビードワイヤの断面積の総和として算出される。
例えば、図1の構成では、ビードコア11が、円形断面を有するビードワイヤ(図示省略)を格子状に配列して成る四角形を有している。しかし、これに限らず、ビードコア11が、円形断面を有するビードワイヤを最密充填構造にて配列して成る六角形を有しても良い(図示省略)。その他、当業者自明の範囲内にて、任意のビードワイヤの配列構造を採用できる。
また、ビードワイヤの総断面積σbd[mm^2]が、タイヤ外径OD[mm]、距離SWD[mm]およびリム径RD[mm]に対して以下の数式(3)を満たすことが好ましい。ここで、Cmin=30、Cmax=8であり、好ましくはCmin=25、Cmax=10である。
Figure 2024029653000004
また、ビードワイヤの総断面積σbd[mm^2]が、径方向断面視における1つのビードコア11のビードワイヤの総断面数(すなわち総巻き数)Nbd[本]に対して0.50≦σbd/Nbd≦1.40の範囲にあり、好ましくは0.60≦σbd/Nbd≦1.20範囲にある。すなわち、単体のビードワイヤの断面積σbd’[mm^2]が、0.50[mm^2/本]以上1.40[mm^2/本]以下の範囲にあり、好ましくは0.60[mm^2/本]以上1.20[mm^2/本]以下の範囲にある。
また、径方向断面視における1つのビードコア11の最大幅Wbd[mm](後述する図2参照)が、ビードワイヤの総断面積σbd[mm^2]に対して0.16≦Wbd/σbd≦0.50の範囲にあり、好ましくは0.20≦Wbd/σbd≦0.40の範囲にある。
また、図1において、一対のビードコア11、11の重心間の距離Dbd[mm]が、タイヤ総幅SW[mm]に対して0.63≦Dbd/SW≦0.97の範囲にあり、好ましくは0.65≦Dbd/SW≦0.95の範囲にある。上記下限により、タイヤの撓み量が低減されて、タイヤの転がり抵抗が低減される。上記上限により、タイヤサイド部に作用する応力が低減されて、タイヤ故障が抑制される。
また、図2において、ビードコア11の径方向外側の端部からビードフィラー23の径方向外側の端部までの径方向距離BH[mm]、すなわちビードフィラー23の高さが、タイヤ断面高さSH[mm]に対して0.10≦BH/SH≦0.40の範囲にあり、好ましくは0.15≦BH/SH≦0.35の範囲にある。
径方向距離BH[mm]は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
[カーカス層]
図2は、図1に記載したタイヤ1を示す拡大図である。同図は、タイヤ赤道面CLを境界とした片側領域を示している。
図1の構成では、上記のように、カーカス層13が、単層のカーカスプライから成り、左右のビードコア11、11間にトロイダル状に架け渡されて配置される。また、カーカス層13の両端部が、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。
また、カーカス層13を構成するカーカスプライの幅50[mm]あたりの強力Tcs[N/50mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して17≦Tcs/OD≦120の範囲にあり、好ましくは20≦Tcs/OD≦120の範囲にある。また、カーカス層13の強力Tcs[N/50mm]が、タイヤ総幅SW[mm]に対して30≦Tcs/SW≦260の範囲にあり、好ましくは35≦Tcs/SW≦220の範囲にある。かかる構成では、小径タイヤにおいてカーカス層13の負荷能力が適正に確保されるので、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能が両立する利点がある。具体的に、上記下限により、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。また、高内圧での使用が可能となり、タイヤの転がり抵抗が低減される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記したタイヤの耐久性能および転がり抵抗の低減作用が顕著に得られる。上記上限により、カーカス層の質量増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
カーカスプライの強力Tcs[N/50mm]は、以下のように算出される。すなわち、左右のビードコア11、11に架け渡されてタイヤ内周の全域に渡って延在するカーカスプライを、有効カーカスプライとして定義する。そして、有効カーカスプライを構成するカーカスコード1本あたりの強力[N/本]とタイヤ全周かつタイヤ赤道面CL上における幅50[mm]あたりのカーカスコードの打ち込み本数[本/50mm]との積が、カーカスプライの強力Tcs[N/50mm]として算出される。カーカスコードの強力は、JIS K1017に準拠した温度20[℃]での引張試験により測定される。例えば、1本のカーカスコードが例えば複数の素線を撚り合わせて成る構成では、撚り合わされた1本のカーカスコードの強力が計測されて、カーカス層13の強力Tcsが算出される。また、カーカス層13が複数の有効カーカスプライを積層して成る多層構造(図示省略)を有する構成では、複数の有効カーカスプライのそれぞれについて上記した強力Tcsが定義される。
例えば、図1の構成では、カーカス層13が単一のカーカスプライ(図中の符号省略)から成る単層構造を有し、また、カーカスプライが、コートゴムで被覆されたスチールから成るカーカスコードをタイヤ周方向に対して80[deg]以上100[deg]以下のコード角度で配列して構成されている(図示省略)。また、上記したスチールから成るカーカスコードが、0.15≦φcs≦1.10の範囲、好ましくは0.25≦φcs≦0.60の範囲にあるコード径φcs[mm]および25≦Ecs≦80の範囲、好ましくは50≦Ecs≦80の範囲にある打ち込み本数Ecs[本/50mm]を有することにより、上記したカーカス層13の強力Tcs[N/50mm]が実現される。また、カーカスコードが複数の素線を撚り合わせて成り、且つ、その素線径φcss[mm]が0.12≦φcss≦0.24の範囲にあり、好ましくは0.14≦φcss≦0.22の範囲にある。また、カーカスコードの素線径φcss[mm]が、カーカスコードのコード径φcs[mm]に対して0.30≦φcss/φcs≦0.90の範囲にあると更に好ましい。なお、カーカスコードが、スチール以外の無機繊維(例えば、カーボンファイバー、グラスファイバーなど)から構成されても良い。
また、上記に限らず、カーカスプライが、コートゴムで被覆された有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成るカーカスコードにより構成されても良い。この場合には、上記有機繊維材から成るカーカスコードが、0.60≦φcs≦0.90の範囲にあるコード径φcs[mm]および40≦Ecs≦70の範囲にある打ち込み本数Ecs[本/50mm]を有することにより、上記したカーカス層13の強力Tcs[N/50mm]が実現される。その他、高強力なナイロン、アラミド、ハイブリッドなどの有機繊維材から成るカーカスコードを当業者自明の範囲内で採用できる。
また、カーカス層13が、複数、例えば2層のカーカスプライを積層して成る多層構造を有しても良い(図示省略)。これにより、タイヤの負荷能力を効果的に高め得る。
また、カーカス層13の総強力TTcs[N]が、タイヤ外径OD[mm]に対して300≦TTcs/OD≦3500の範囲にあり、好ましくは400≦TTcs/OD≦3000の範囲にある。これにより、カーカス層13の全体の負荷能力が確保される。
カーカス層13の総強力TTcs[N]は、カーカスコード1本あたりの強力[N/本]とカーカス層13の全体におけるカーカスコードの打ち込み本数[本]の総数との積として算出される。このため、カーカス層13の総強力TTcs[N]は、各カーカスプライの強力Tcs[N/50mm]、カーカスプライの積層枚数、カーカスプライの周長などの増加に伴って増加する。
また、カーカス層13の総強力TTcs[N]が、タイヤ外径OD[mm]および距離SWD[mm]に対して以下の数式(4)を満たすことが好ましい。ここで、Dmin=2.2、Dmax=40であり、好ましくはDmin=4.3、Dmax=40であり、より好ましくはDmin=6.5、Dmax=40であり、さらに好ましくはDmin=8.7、Dmax=40である。さらに、タイヤの規定内圧P[kPa]を用いて、Dmin=0.02×Pであることが好ましい。
Figure 2024029653000005
また、図1の構成では、カーカス層13が、タイヤ内面に沿って延在する本体部131と、ビードコア11を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻きあげられてタイヤ径方向に延在する巻き上げ部132とを有する。また、図2において、リム径RDの測定点からカーカス層13の巻き上げ部132の端部までの径方向高さHcs[mm]が、タイヤ断面高さSH[mm]に対して0.10≦Hcs/SH≦0.49の範囲にあり、好ましくは0.15≦Hcs/SH≦0.47の範囲にある。これにより、カーカス層13の巻き上げ部132の径方向高さHcsが適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部の負荷能力が確保され、上記上限により、カーカス層の質量増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
カーカス層13の巻き上げ部132の径方向高さHcs[mm]は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
例えば、図2の構成では、カーカス層13の巻き上げ部132の径方向外側の端部(図中の符号省略)が、タイヤ最大幅位置Acよりもタイヤ径方向内側の領域にあり、より具体的にはタイヤ最大幅位置Acから後述する距離Hlの70[%]の径方向位置Al’まで領域内にある。このとき、カーカス層13の本体部131と巻き上げ部132との接触高さHcs’[mm]が、タイヤ断面高さSH[mm]に対して0.07≦Hcs’/SHの範囲にあり、好ましくは0.10≦Hcs’/SHの範囲にある。これにより、タイヤサイド部の負荷能力が効果的に高まる。比Hcs’/SHの上限は、特に限定がないが、接触高さHcs’がカーカス層13の巻き上げ部132の径方向高さHcsに対してHcs’<Hcsの関係を有することにより制約を受ける。
カーカス層13の接触高さHcs’は、本体部131と巻き上げ部132とが相互に接触する領域のタイヤ径方向の延在長さであり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
なお、上記に限らず、カーカス層13がいわゆるハイターンナップ構造を有することにより、カーカス層13の巻き上げ部132の端部が、タイヤ最大幅位置Acよりもタイヤ径方向外側の領域に配置されても良い(図示省略)。
[ベルト層]
図3は、図1に記載したタイヤ1のベルト層の積層構造を示す説明図である。同図では、各ベルトプライ141~144に付された細線が、ベルトコードの配置構成を模式的に示している。
図1の構成では、上記のように、ベルト層14が、複数のベルトプライ141~144を積層して成る。また、図3に示すように、これらのベルトプライ141~144が、一対の交差ベルト141、142と、ベルトカバー143および一対のベルトエッジカバー144、144とから構成される。
このとき、一対の交差ベルト141、142のそれぞれの幅50[mm]あたりの強力Tbt[N/50mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して25≦Tbt/OD≦250の範囲にあり、好ましくは30≦Tbt/OD≦230の範囲にある。また、交差ベルト141、142の強力Tbt[N/50mm]が、タイヤ総幅SW[mm]に対して45≦Tbt/SW≦500の範囲にあり、好ましくは50≦Tbt/SW≦450の範囲にある。これにより、一対の交差ベルト141、142のそれぞれの負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。また、高内圧での使用が可能となり、タイヤの転がり抵抗が低減される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記したタイヤの耐久性能および転がり抵抗の低減作用が顕著に得られる。上記上限により、交差ベルトの質量増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
ベルトプライの強力Tbt[N/50mm]は、以下のように算出される。すなわち、タイヤ赤道面CLを中心とするタイヤ接地幅TWの80[%]の領域(すなわちタイヤ接地領域の中央部)の全域に渡って延在するベルトプライを、有効ベルトプライとして定義する。そして、有効ベルトプライを構成するベルトコード1本あたりの強力[N/本]と上記したタイヤ接地幅TWの80[%]の領域における幅50[mm]あたりのベルトコードの打ち込み本数[本]との積が、ベルトプライの強力Tbt[N/50mm]として算出される。ベルトコードの強力は、JIS K1017に準拠した温度20[℃]での引張試験により測定される。例えば、1本のベルトコードが例えば複数の素線を撚り合わせて成る構成では、撚り合わされた1本のベルトコードの強力が計測されて、ベルトプライの強力Tbtが算出される。また、ベルト層14が複数の有効ベルトプライを積層して成る構成(図1参照)では、複数の有効ベルトプライのそれぞれについて上記した強力Tbtが定義される。例えば、図1の構成では、一対の交差ベルト141、142およびベルトカバー143が有効ベルトプライに該当する。
例えば、図3の構成では、一対の交差ベルト141、142が、コートゴムで被覆されたスチール製のベルトコードをタイヤ周方向に対して15[deg]以上55[deg]以下のコード角度(図中の寸法記号省略)で配列して構成されている。また、上記スチール製のベルトコードが、0.50≦φbt≦1.80の範囲にあるコード径φbt[mm]および15≦Ebt≦75の範囲にある打ち込み本数Ebt[本/50mm]を有することにより、上記交差ベルト141、142の強力Tbt[N/50mm]が実現される。また、コード径φbt[mm]および打ち込み本数Ebt[本/50mm]は、0.55≦φbt≦1.60および17≦Ebt≦50の範囲にあることが好ましく、0.60≦φbt≦1.30および20≦Ebt≦40の範囲にあることがより好ましい。また、ベルトコードが複数の素線を撚り合わせて成り、且つ、その素線径φbts[mm]が0.16≦φbts≦0.43の範囲にあり、好ましくは0.21≦φbts≦0.39の範囲にある。
また、上記に限らず、交差ベルト141、142が、コートゴムで被覆された有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成るベルトコードにより構成されても良い。この場合には、上記有機繊維材から成るベルトコードが、0.50≦φbt≦0.90の範囲にあるコード径φbt[mm]および30≦Ebt≦65の範囲にある打ち込み本数Ebt[本/50mm]を有することにより、上記した交差ベルト141、142の強力Tbt[N/50mm]が実現される。また、高強力なナイロン、アラミド、ハイブリッドなどの有機繊維材から成るベルトコードを当業者自明の範囲内で採用できる。
また、ベルト層14が、付加ベルト(図示省略)を有しても良い。かかる付加ベルトは、例えば、(1)第三の交差ベルトであり、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で15[deg]以上55[deg]以下のコード角度を有し、または、(2)いわゆる高角度ベルトであり、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で45[deg]以上70[deg]以下、好ましくは、54[deg]以上68[deg]以下のコード角度を有し得る。また、付加ベルトが、(a)一対の交差ベルト141、142とカーカス層13との間、(b)一対の交差ベルト141、142の間、または、(c)一対の交差ベルト141、142の径方向外側に配置され得る(図示省略)。これにより、ベルト層14の負荷能力が向上する。
また、ベルト層14の総強力TTbt[N]が、タイヤ外径OD[mm]に対して70≦TTbt/OD≦750の範囲にあり、好ましくは90≦TTbt/OD≦690の範囲にあり、より好ましくは110≦TTbt/OD≦690の範囲にあり、さらに好ましくは120≦TTbt/OD≦690の範囲にある。これにより、ベルト層14の全体の負荷能力が確保される。さらに、タイヤの規定内圧P[kPa]を用いて、0.16×P≦TTbt/ODであることが好ましい。
ベルト層14の総強力TTbt[N]は、ベルトコード1本あたりの強力[N/本]とベルト層14の全体におけるベルトコードの打ち込み本数[本]の総数との積として算出される。このため、ベルト層14の総強力TTbt[N]は、各ベルトプライの強力Tbt[N/50mm]、ベルトプライの積層枚数などの増加に伴って増加する。
また、一対の交差ベルト141、142(上記した付加ベルトを備える構成では、付加ベルトを含む。図示省略)のうち最も幅広な交差ベルト(図3では、内径側の交差ベルト141)の幅Wb1[mm]が、最も幅狭な交差ベルト(図3では、外径側の交差ベルト142)の幅Wb2[mm]に対して1.00≦Wb1/Wb2≦1.40の範囲にあり、好ましくは1.10≦Wb1/Wb2≦1.35の範囲にある。また、最も幅狭な交差ベルトの幅Wb2[mm]が、タイヤ総幅SW[mm]に対して0.61≦Wb2/SW≦0.96の範囲にあり、好ましくは0.70≦Wb2/SW≦0.94の範囲にある。上記下限により、ベルトプライの幅が確保されて、タイヤ接地領域の接地圧分布が適正化されて、タイヤの耐偏摩耗性が確保される。上記上限により、タイヤ転動時におけるベルトプライの端部の歪が低減されて、ベルトプライ端部の周辺ゴムのセパレーションが抑制される。
ベルトプライの幅は、各ベルトプライの左右の端部のタイヤ回転軸方向の距離であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
また、一対の交差ベルト141、142(上記した付加ベルトを備える構成では、付加ベルトを含む。図示省略)のうち最も幅広な交差ベルト(図3では、内径側の交差ベルト141)の幅Wb1[mm]が、タイヤ接地幅TW[mm]に対して0.85≦Wb1/TW≦1.23の範囲にあり、好ましくは0.90≦Wb1/TW≦1.20の範囲にある。
例えば、図1~図3の構成では、幅広な交差ベルト141がタイヤ径方向の最内層に配置され、幅狭な交差ベルト142が幅広な交差ベルト141の径方向外側に配置されている。また、ベルトカバー143が、幅狭な交差ベルト142の径方向外側に配置されて、一対の交差ベルト141、142の双方の全体を覆っている。また、一対のベルトエッジカバー144、144が、相互に離間しつつベルトカバー143の径方向外側に配置されて、一対の交差ベルト141、142の左右のエッジ部をそれぞれ覆っている。
[トレッドプロファイルおよびトレッドゲージ]
図4は、図1に記載したタイヤ1のトレッド部を示す拡大図である。
図4において、タイヤ接地端Tにおけるトレッドプロファイルの落ち込み量DA[mm]、タイヤ接地幅TW[mm]およびタイヤ外径OD[mm]が、0.015≦TW/(DA×OD)≦0.300の関係を有し、好ましくは0.020≦TW/(DA×OD)≦0.250の関係を有する。また、タイヤ接地端Tにおけるトレッドプロファイルの落ち込み量DA[mm]が、タイヤ接地幅TW[mm]に対して0.01≦DA/TW≦0.10の関係を有し、好ましくは0.02≦DA/TW≦0.08の関係を有する。これにより、トレッド部ショルダー領域の落ち込み角(比DA/(TW/2)で定義される。)が適正化されて、トレッド部の負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、トレッド部ショルダー領域の落ち込み角が確保されて、トレッド部ショルダー領域の接地圧が過大となることに起因する摩耗寿命の低下が抑制される。上記上限により、タイヤ接地領域がフラットになり接地圧が均一化されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記構成によりタイヤ接地領域の接地圧分布を効果的に最適化できる。
落ち込み量DAは、タイヤ子午線方向の断面視におけるタイヤ赤道面CLとトレッドプロファイルとの交点C1からタイヤ接地端Tまでのタイヤ径方向の距離であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
タイヤのプロファイルは、タイヤ子午線方向の断面視におけるタイヤの輪郭線であり、レーザープロファイラを用いて計測される。レーザープロファイラとしては、例えば、タイヤプロファイル測定装置(株式会社マツオ製)が使用される。
また、タイヤ接地端Tにおけるトレッドプロファイルの落ち込み量DA[mm]が、タイヤ外径OD[mm]およびタイヤ総幅SW[mm]に対して以下の数式(5)を満たすことが好ましい。ここで、Emin=2.5、Emax=17であり、好ましくはEmin=3.8、Emax=13であり、さらに好ましくはEmin=4.0、Emax=9である。
Figure 2024029653000006
また、図4において、タイヤ赤道面CLにおけるトレッドプロファイル上の点C1と、タイヤ赤道面CLからタイヤ接地幅TWの1/4の距離におけるトレッドプロファイル上の一対の点C2、C2とを定義する。
このとき、点C1および一対の点C2を通る円弧の曲率半径TRc[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.15≦TRc/OD≦15の範囲にあり、好ましくは0.18≦TRc/OD≦12の範囲にある。また、前記円弧の曲率半径TRc[mm]が30≦TRc≦3000の範囲にあり、好ましくは50≦TRc≦2800の範囲にあり、さらに好ましくは80≦TRc≦2500の範囲にある。これにより、トレッド部の負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、トレッド部センター領域がフラットになりタイヤ接地領域の接地圧が均一化されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。上記上限により、トレッド部ショルダー領域の接地圧が過大となることに起因する摩耗寿命の低下が抑制される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、かかる使用条件下における接地圧の均一化作用が効果的に得られる。
円弧の曲率半径は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
また、図4において、上記したタイヤ赤道面CLの点C1および左右のタイヤ接地端T、Tを通る円弧の曲率半径TRw[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.30≦TRw/OD≦16の範囲にあり、好ましくは0.35≦TRw/OD≦11の範囲にある。また、前記円弧の曲率半径TRw[mm]が、150≦TRw≦2800の範囲にあり、好ましくは200≦TRw≦2500の範囲にある。これにより、トレッド部の負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、タイヤ接地領域の全体がフラットになり接地圧が均一化されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。上記上限により、トレッド部ショルダー領域の接地圧が過大となることに起因する摩耗寿命の低下が抑制される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記構成によりタイヤ接地領域の接地圧分布を効果的に最適化できる。
また、上記した点C1、C2を通る第一円弧の曲率半径TRw[mm]が、点C1およびタイヤ接地端Tを通る第二円弧の曲率半径TRw[mm]に対して0.50≦TRw/TRc≦1.00の範囲にあり、好ましくは0.60≦TRw/TRc≦0.98の範囲にあり、より好ましくは0.70≦TRw/TRc≦0.96の範囲にある。これにより、タイヤの接地形状が適正化される。具体的に、上記下限により、トレッド部センター領域の接地圧が分散されて、タイヤの摩耗寿命が向上する。上記上限により、トレッド部ショルダー領域の接地圧が過大となることに起因する摩耗寿命の低下が抑制される。
また、図4において、タイヤ赤道面CLにおけるカーカス層13上の点B1と、左右のタイヤ接地端T、Tからカーカス層13に下した垂線の足B2、B2とを定義する。
このとき、点B1および一対の点B2、B2を通る円弧の曲率半径CRwが、上記した点C1およびタイヤ接地端T、Tを通る円弧の曲率半径TRwに対して0.35≦CRw/TRw≦1.60の範囲にあり、好ましくは0.45≦CRw/TRw≦1.50の範囲にあり、より好ましくは0.55≦CRw/TRw≦1.40の範囲にある。また、曲率半径CRw[mm]が、100≦CRw≦2500の範囲にあり、好ましくは120≦CRw≦2200の範囲にある。これにより、タイヤ接地形状がより適正化される。具体的に、上記下限により、トレッド部ショルダー領域のゴムゲージの増加に起因する摩耗寿命の低下が抑制される。上記上限により、トレッド部センター領域の摩耗寿命が確保される。
図5は、図4に記載したトレッド部の片側領域を示す拡大図である。
図1の構成では、上記のように、ベルト層14が一対の交差ベルト141、142を有し、また、トレッドゴム15がキャップトレッド151およびアンダートレッド152を有する。
また、図5において、タイヤ赤道面CLにおけるトレッドプロファイルから幅広な交差ベルト141の外周面までの距離Tce[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.008≦Tce/OD≦0.13の関係を有し、好ましくは0.012≦Tce/OD≦0.10の関係を有し、より好ましくは0.015≦Tce/OD≦0.07の関係を有する。また、距離Tce[mm]が5≦Tce≦25の範囲にあり、好ましくは7≦Tce≦20の範囲にある。これにより、トレッド部の負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記した耐摩耗性能が顕著に得られる。上記上限により、トレッドゴムの質量増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
距離Tceは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
ベルトプライの外周面は、ベルトコードおよびコートゴムから成るベルトプライの全体の径方向外側の周面として定義される。
また、タイヤ赤道面CLにおけるトレッドプロファイルから幅広な交差ベルト141の外周面までの距離Tce[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(6)を満たすことが好ましい。ここで、Fmin=35、Fmax=207であり、好ましくはFmin=42、Fmax=202である。
Figure 2024029653000007
また、タイヤ接地端Tにおけるトレッドプロファイルから幅広交差ベルト141の外周面までの距離Tsh[mm]が、タイヤ赤道面CLにおける距離Tce[mm]に対して0.60≦Tsh/Tce≦1.70の範囲にあり、好ましくは0.80≦Tsh/Tce≦1.60の範囲にあり、より好ましくは1.01≦Tsh/Tce≦1.50の範囲にある。上記下限により、ショルダー領域のトレッドゲージが確保されるので、タイヤ転動時におけるタイヤの繰り返し変形が抑制されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。また、上記上限により、センター領域のトレッドゲージが確保されるので、小径タイヤ特有の高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。
距離Tshは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。また、タイヤ接地端Tの直下に幅広な交差ベルトが存在しない場合には、距離Tshがトレッドプロファイルからベルトプライの外周面を延長した仮想線までの距離として測定される。
また、タイヤ接地端Tにおけるトレッドプロファイルから幅広交差ベルト141の外周面までの距離Tsh[mm]が、タイヤ赤道面CLにおける距離Tce[mm]に対して以下の数式(7)を満たすことが好ましい。ここで、Gmin=0.36、Gmax=0.72であり、好ましくはGmin=0.37、Gmax=0.71であり、より好ましくはGmin=0.38、Gmax=0.70である。
Figure 2024029653000008
また、図5において、タイヤ接地幅TWの10[%]の幅ΔTWを有する区間を定義する。このとき、タイヤ接地領域の任意の区間におけるトレッドゴム15のゴムゲージの最大値Taと最小値Tbとの比が、0[%]以上40[%]以下の範囲にあり、好ましくは0[%]以上20[%]以下の範囲にある。かかる構成では、タイヤ接地領域の任意の区間(特にベルトプライ141~144の端部を含む区間)におけるトレッドゴム15のゴムゲージの変化量が小さく設定されるので、タイヤ幅方向における接地圧分布が滑らかとなり、タイヤの耐摩耗性能が向上する。
トレッドゴム15のゴムゲージは、トレッドプロファイルからトレッドゴム15の内周面までの距離(図5では、キャップトレッド151の外周面からアンダートレッド152の内周面までの距離)として定義される。したがって、トレッド踏面に形成された溝が除外されて、トレッドゴム15のゴムゲージが測定される。
また、図5において、タイヤ赤道面CLにおけるアンダートレッド152のゴムゲージUTceが、上記したタイヤ赤道面CLにおける距離Tceに対して0.04≦UTce/Tce≦0.60の範囲にあり、好ましくは0.06≦UTce/Tce≦0.50の範囲にある。これにより、アンダートレッド152のゴムゲージUTceが適正化される。
また、上記したタイヤ接地端Tにおける距離Tshが、幅広交差ベルト141の端部からカーカス層13の外周面までのゴムゲージTu[mm]に対して1.50≦Tsh/Tu≦6.90の範囲にあり、好ましくは2.00≦Tsh/Tu≦6.50の範囲にある。これにより、カーカス層13のプロファイルが適正化されてカーカス層13の張力が適正化される。具体的に、上記下限により、カーカス層の張力およびショルダー領域のトレッドゲージが確保されるので、タイヤ転動時におけるタイヤの繰り返し変形が抑制されて、タイヤの耐摩耗性能が確保される。上記上限により、ベルトプライの端部付近のゴムゲージが確保されるので、ベルトプライの周辺ゴムのセパレーションが抑制される。
ゴムゲージTuは、幅広交差ベルト141の端部とカーカス層13との間に挿入されたゴム部材(図5ではサイドウォールゴム16)のゲージとして測定される。具体的に、タイヤ子午線方向の断面視にて、幅広交差ベルト141の端部からカーカス層13の外面に下した垂線を作図し、この垂線上におけるゴム部材のトータルゲージがゴムゲージTuとして算出される。
カーカス層13の外周面は、カーカスコードおよびコートゴムから成るカーカスプライの全体の径方向外側の周面として定義される。また、カーカス層13が複数のカーカスプライから成る多層構造を有する場合(図示省略)には、最外層のカーカスプライの外周面がカーカス層13の外周面を構成する。また、カーカス層13の巻き上げ部132(図1参照)が幅広交差ベルト141の端部とカーカス層13との間に存在する場合(図示省略)には、この巻き上げ部132の外周面がカーカス層13の外周面を構成する。
例えば、図5の構成では、サイドウォールゴム16が幅広交差ベルト141の端部とカーカス層13との間に挿入されて、幅広交差ベルト141の端部とカーカス層13との間のゴムゲージTuを形成している。しかし、これに限らず、例えばベルトクッションが、サイドウォールゴム16に代えて幅広交差ベルト141の端部とカーカス層13との間に挿入されても良い(図示省略)。また、挿入されたゴム部材が、46以上67以下のゴム硬さHs_sp、1.0以上3.5以下の100[%]伸長時のモジュラスM_sp[MPa]および0.02以上0.22以下の損失正接tanδ_spを有し、好ましくは48以上63以下のゴム硬さHs_sp、1.2以上3.2以下の100[%]伸長時のモジュラスM_sp[MPa]および0.04以上0.20以下の損失正接tanδ_spを有する。
また、図1の構成では、タイヤ1が、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝21~23(図5参照)と、これらの周方向主溝21~23に区画された陸部(図中の符号省略)とをトレッド面に備える。主溝は、JATMAに規定されるウェアインジケータの表示義務を有する溝として定義される。
このとき、図5に示すように、複数の周方向主溝21~23のうちタイヤ赤道面CLに最も近い周方向主溝21の溝深さGd1[mm]が、トレッドゴム15のゴムゲージGce[mm]に対して0.50≦Gd1/Gce≦1.00の範囲にあり、好ましくは0.55≦Gd1/Gce≦0.98の範囲にある。これにより、タイヤの耐摩耗性能が確保される。具体的に、上記下限により、トレッド部センター領域の接地圧が分散されて、タイヤの摩耗寿命が向上する。上記上限により、陸部の剛性が確保され、また、周方向主溝21の溝底からベルト層までのゴムゲージが確保される。
タイヤ赤道面CLに最も近い周方向主溝は、タイヤ赤道面CL上にある周方向主溝21(図5参照)として定義され、タイヤ赤道面CL上に周方向主溝がない場合(図示省略)には、タイヤ赤道面CLから最も近い周方向主溝として定義される。
また、上記した比Gd1/Gceが、タイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(8)を満たすことが好ましい。ここで、Hmin=0.10、Hmax=0.60であり、好ましくはHmin=0.12、Hmax=0.50であり、より好ましくはHmin=0.14、Hmax=0.40である。
Figure 2024029653000009
また、複数の周方向主溝21~23のうちタイヤ赤道面CLに最も近い周方向主溝21の溝深さGd1[mm]が、他の周方向主溝22、23の溝深さGd2[mm]、Gd3[mm]以上である(Gd2≦Gd1、Gd3≦Gd1)。具体的には、タイヤ赤道面CLからタイヤ接地端Tまでの領域をタイヤ幅方向に二等分したときに、タイヤ赤道面CLに最も近い周方向主溝(図中の符号省略)の溝深さGd1が、タイヤ接地端T側の領域にある他の周方向主溝(図中の符号省略)の溝深さGd2、Gd3の最大値に対して1.00倍以上2.50倍以下の範囲にあり、好ましくは1.01倍以上2.00倍以下の範囲にあり、より好ましくは1.05倍以上1.80倍以下の範囲にある。上記下限により、トレッド部センター領域の接地圧が分散されて、タイヤの耐摩耗性能が向上する。上記上限により、トレッド部センター領域とショルダー領域との接地圧差が過大となることに起因する偏摩耗が抑制される。
[サイドプロファイルおよびサイドゲージ]
図6は、図1に記載したタイヤ1のサイドフォール部およびビード部を示す拡大図である。図7は、図6に記載したサイドウォール部を示す拡大図である。
図6において、ベルト層14の最内層(図6では、内径側交差ベルト141)の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Auと、ビードコア11の径方向外側の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Alとを定義する。また、タイヤ最大幅位置Acから点Auまでのタイヤ径方向の距離Huと、タイヤ最大幅位置Acから点Alまでのタイヤ径方向の距離Hlとを定義する。また、タイヤ最大幅位置Acから距離Huの70[%]の径方向位置にあるサイドプロファイル上の点Au’と、タイヤ最大幅位置Acから距離Hlの70[%]の径方向位置にあるサイドプロファイル上の点Al’と、を定義する。
このとき、距離Hu[mm]および距離Hl[mm]の和が、タイヤ断面高さSH[mm](図2参照)に対して0.45≦(Hu+Hl)/SH≦0.90の範囲にあり、好ましくは0.50≦(Hu+Hl)/SH≦0.85の範囲にある。これにより、ベルト層14からビードコア11までの径方向距離が適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部の変形可能な領域が確保されて、タイヤサイド部の故障(例えばビードフィラー12の径方向外側端部におけるゴム部材のセパレーション)が抑制される。上記上限により、タイヤ転動時におけるタイヤサイド部の撓み量が低減されて、タイヤの転がり抵抗が低減される。
距離Huおよび距離Hlは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
また、距離Hu[mm]および距離Hl[mm]の和が、タイヤ外径OD(図1)、タイヤ断面高さSH[mm](図2参照)およびタイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Al’を通る円弧の曲率半径RSc[mm]に対して以下の数式(9)を満たすことが好ましい。ここで、I1min=0.06、I1max=0.20、I2=0.70であり、好ましくはI1min=0.09、I1max=0.20、I2=0.65である。
Figure 2024029653000010
円弧の曲率半径RScは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
また、距離Hu[mm]および距離Hl[mm]が、0.30≦Hu/(Hu+Hl)≦0.70の関係を有し、好ましくは0.35≦Hu/(Hu+Hl)≦0.65の関係を有する。これにより、タイヤサイド部の変形可能な領域におけるタイヤ最大幅位置Acの位置が適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤ最大幅位置Acがベルト層14の端部に近過ぎることに起因するベルトプライの端部付近の応力集中が緩和されて、周辺ゴムのセパレーションが抑制される。上記上限により、タイヤ最大幅位置Acがビードコア11の端部に近過ぎることに起因するビード部付近の応力集中が緩和されて、ビード部の補強部材(図6ではビードフィラー12)の故障が抑制される。
また、タイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Al’を通る円弧の曲率半径RSc[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.05≦RSc/OD≦1.70の範囲にあり、好ましくは0.10≦RSc/OD≦1.60の範囲にある。また、前記円弧の曲率半径RSc[mm]が、25≦RSc≦330の範囲にあり、好ましくは30≦RSc≦300の範囲にある。これにより、サイドプロファイルの曲率半径が適正化されて、タイヤサイド部の負荷能力が適正に確保される。具体的に、上記下限により、タイヤ転動時におけるタイヤサイド部の撓み量が低減されて、タイヤの転がり抵抗が低減される。上記上限により、タイヤサイド部がフラットになることに起因する応力集中が緩和されて、タイヤの耐久性能が向上する。特に小径タイヤでは、上記した高内圧および高負荷での使用によりタイヤサイド部に大きな応力が作用する傾向にあるため、タイヤの耐サイドカット性能を確保すべき課題もある。この点において、上記下限により、サイドプロファイルの曲率半径が確保され、カーカス張力が適正化されることでタイヤのつぶれが抑制されて、タイヤのサイドカットが抑制される。また、上記上限により、カーカス層13の張力が過大となることに起因するタイヤのサイドカットが抑制される。
また、円弧の曲率半径RSc[mm]が、タイヤ断面高さSH[mm]に対して0.50≦RSc/SH≦0.99の範囲にあり、好ましくは0.55≦RSc/SH≦0.97の範囲にある。
また、円弧の曲率半径RSc[mm]が、タイヤ外径OD[mm]およびリム径RD[mm]に対して以下の数式(10)を満たすことが好ましい。ここで、Jmin=15、Jmax=360であり、好ましくはJmin=20、Jmax=330であり、より好ましくはJmin=25、Jmax=300である。
Figure 2024029653000011
また、図6において、タイヤ最大幅位置Acに対してタイヤ径方向の同位置にあるカーカス層13の本体部131上の点Bcを定義する。また、タイヤ最大幅位置Acから上記した距離Huの70[%]の径方向位置にあるカーカス層13の本体部131上の点Bu’を定義する。また、タイヤ最大幅位置Acから上記した距離Hlの70[%]の径方向位置にあるカーカス層13の本体部131上の点Bl’を定義する。
このとき、上記したタイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Al’を通る円弧の曲率半径RSc[mm]が、点Bc、点Bu’および点Bl’を通る円弧の曲率半径RCc[mm]に対して1.10≦RSc/RCc≦4.00の範囲にあり、好ましくは1.50≦RSc/RCc≦3.50の範囲にある。また、点Bc、点Bu’および点Bl’を通る円弧の曲率半径RCc[mm]が、5≦RCc≦300の範囲にあり、好ましくは10≦RCc≦270の範囲にある。これにより、タイヤのサイドプロファイルの曲率半径RScとカーカス層13のサイドプロファイルの曲率半径RCcとの関係が適正化される。具体的に、上記下限により、カーカスプロファイルの曲率半径RCcが確保され、後述するタイヤの内容積Vが確保されて、タイヤの負荷能力が確保される。上記上限により、後述するタイヤサイド部のトータルゲージGuおよびGlが確保されて、タイヤサイド部の負荷能力が確保される。
また、上記したサイドプロファイルの曲率半径RSc[mm]が、上記カーカスプロファイルの曲率半径RCc[mm]およびタイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(11)を満たすことが好ましい。ここで、Kmin=1、Kmax=130であり、好ましくはKmin=2、Kmax=100であり、より好ましくはKmin=3、Kmax=70である。
Figure 2024029653000012
また、図6において、上記した点Auにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGu[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.010≦Gu/OD≦0.080の範囲にあり、好ましくは0.015≦Gu/OD≦0.050の範囲にある。これにより、タイヤサイド部の径方向外側領域のトータルゲージGuが適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部の径方向外側領域のトータルゲージGuが確保され、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用を想定されるため、上記したタイヤの転がり抵抗の低減作用が顕著に得られる。上記上限により、トータルゲージGuが過大となることに起因するタイヤの転がり抵抗の悪化が抑制される。
タイヤサイド部のトータルゲージは、サイドプロファイル上の所定の点からカーカス層13の本体部131に引いた垂線上におけるサイドプロファイルからタイヤ内面までの距離として測定される。
また、図6において、上記した点AuにおけるトータルゲージGu[mm]が、タイヤ最大幅位置Acにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGc[mm]に対して1.30≦Gu/Gc≦5.00の範囲にあり、好ましくは1.50≦Gu/Gc≦4.00の範囲にある。これにより、タイヤ最大幅位置Acからベルト層14の最内層に至るタイヤサイド部のゲージ配分が適正化される。具体的に、上記下限により、径方向外側領域のトータルゲージGuが確保され、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。上記上限により、トータルゲージGuが過大となることに起因するタイヤの転がり抵抗の悪化が抑制される。
また、上記した点AuにおけるトータルゲージGu[mm]が、タイヤ最大幅位置AcにおけるトータルゲージGc[mm]およびタイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(12)を満たすことが好ましい。ここで、Lmin=0.10、Lmax=0.70であり、好ましくはLmin=0.14、Lmax=0.70であり、より好ましくはLmin=0.19、Lmax=0.70である。
Figure 2024029653000013
また、図6において、タイヤ最大幅位置Acにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGc[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.003≦Gc/OD≦0.060の関係を有し、好ましくは0.004≦Gc/OD≦0.050の関係を有する。上記下限により、タイヤ最大幅位置AcのトータルゲージGcが確保されて、タイヤの負荷能力が確保される。上記上限により、タイヤ最大幅位置AcのトータルゲージGcを薄くしたことによるタイヤの転がり抵抗の低減作用が確保される。
また、タイヤ最大幅位置AcにおけるトータルゲージGc[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(13)を満たすことが好ましい。ここで、Mmin=70、Mmax=450であり、好ましくはMmin=80、Mmax=400である。
Figure 2024029653000014
また、タイヤ最大幅位置AcにおけるトータルゲージGc[mm]が、タイヤ外径OD[mm]およびタイヤ総幅SW[mm]に対して以下の数式(14)を満たすことが好ましい。ここで、Nmin=0.20、Nmax=15であり、好ましくはNmin=0.40、Nmax=15であり、より好ましくはNmin=0.60、Nmax=12である。
Figure 2024029653000015
また、タイヤ最大幅位置AcにおけるトータルゲージGc[mm]が、上記したタイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Al’を通る円弧の曲率半径RSc[mm]に対して以下の数式(15)を満たすことが好ましい。ここで、Omin=13、Omax=260であり、好ましくはOmin=20、Omax=200である。
Figure 2024029653000016
また、図6において、上記した点Alにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGl[mm]が、タイヤ外径ODに対して0.010≦Gl/OD≦0.150の範囲にあり、好ましくは0.015≦Gl/OD≦0.100の範囲にある。これにより、タイヤサイド部の径方向内側領域のトータルゲージGlが適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部の径方向内側領域のトータルゲージGlが確保され、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用を想定されるため、上記したタイヤの転がり抵抗の低減作用が顕著に得られる。上記上限により、トータルゲージGlが過大となることに起因するタイヤの転がり抵抗の悪化が抑制される。
また、図6において、上記した点Alにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGl[mm]とタイヤ最大幅位置Acにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGc[mm]との比Gl/Gcが、1.00≦Gl/Gc≦7.00の範囲にあり、好ましくは1.50≦Gl/Gc≦4.00の範囲にある。これにより、タイヤ最大幅位置Acからビードコア11に至るタイヤサイド部のゲージ配分が適正化される。具体的に、上記下限により、径方向内側領域のトータルゲージGlが確保され、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。上記上限により、トータルゲージGlが過大となることに起因するタイヤの転がり抵抗の悪化が抑制される。
また、上記した点Alにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGl[mm]が、タイヤ最大幅位置AcにおけるトータルゲージGc[mm]およびタイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(16)を満たすことが好ましい。ここで、Pmin=0.12、Pmax=1.00であり、好ましくはPmin=0.15、Pmax=1.00であり、より好ましくはPmin=0.18、Pmax=1.00である。
Figure 2024029653000017
また、図6において、上記した点AlにおけるトータルゲージGl[mm]が、上記した点AuにおけるトータルゲージGu[mm]に対して0.50≦Gl/Gu≦5.00の範囲にあり、好ましくは1.00≦Gl/Gu≦3.00の範囲にある。これにより、タイヤサイド部の径方向外側領域のトータルゲージGlと径方向内側領域のトータルゲージGuとの比が適正化される。
また、上記した点AlにおけるトータルゲージGl[mm]が、上記した点AuにおけるトータルゲージGu[mm]およびタイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(17)を満たすことが好ましい。ここで、Qmin=0.09、Qmax=0.80であり、好ましくはQmin=0.10、Qmax=0.70であり、より好ましくはQmin=0.11、Qmax=0.50である。
Figure 2024029653000018
また、図6において、トータルゲージGcの測定位置における平均ゴム硬さHscと、トータルゲージGuの測定位置における平均ゴム硬さHsuと、トータルゲージGlの測定点位置における平均ゴム硬さHslとが、Hsc≦Hsu<Hslの関係を有し、好ましくは1≦Hsu-Hsc≦18および2≦Hsl-Hsu≦27の関係を有し、より好ましくは2≦Hsu-Hsc≦15および5≦Hsl-Hsu≦23の関係を有する。これにより、タイヤサイド部のゴム硬さの関係が適正化される。
平均ゴム硬さHsc、Hsu、Hslは、タイヤ最大幅位置AcのトータルゲージGc[mm]、点AuのトータルゲージGuおよび点AlのトータルゲージGlのそれぞれの測定点における、各ゴム部材の断面長さとゴム硬さとの積をトータルゲージで除した数値の総和として算出される。
また、図7において、タイヤ最大幅位置Acから点Au’までのタイヤ幅方向の距離ΔAu’[mm]が、上記したタイヤ最大幅位置Acからの距離Hu[mm]の70%に対して0.03≦ΔAu’/(Hu×0.70)≦0.25の範囲にあり、好ましくは0.07≦ΔAu’/(Hu×0.70)≦0.23の範囲にある。これにより、径方向外側領域におけるサイドプロファイルの湾曲度が適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部がフラットになることに起因する応力集中が緩和されて、タイヤの耐久性能が向上する。上記上限により、タイヤ転動時におけるタイヤサイド部の撓み量が低減されて、タイヤの転がり抵抗が低減される。特に小径タイヤでは、上記した高内圧および高負荷での使用によりタイヤサイド部に大きな応力が作用する傾向にあるため、タイヤの耐サイドカット性能を確保すべき課題もある。この点において、上記下限により、サイドプロファイルの曲率半径が確保され、カーカス張力が適正化されることでタイヤのつぶれが抑制されて、タイヤのサイドカットが抑制される。また、上記上限により、カーカス層13の張力が過大となることに起因するタイヤのサイドカットが抑制される。
また、タイヤ最大幅位置Acから点Al’までのタイヤ幅方向の距離ΔAl’[mm]が、タイヤ最大幅位置Acからの距離Hl[mm]の70%に対して0.03≦ΔAl’/(Hl×0.70)≦0.28の範囲にあり、好ましくは0.07≦ΔAl’/(Hl×0.70)≦0.20の範囲にある。これにより、径方向内側領域におけるサイドプロファイルの湾曲度が適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部がフラットになることに起因する応力集中が緩和されて、タイヤの耐久性能が向上する。特に小径タイヤでは、上記のようにビードコア11が補強されるため、ビードコア11付近における応力集中が効果的に抑制される。上記上限により、タイヤ転動時におけるタイヤサイド部の撓み量が低減されて、タイヤの転がり抵抗が低減される。
距離ΔAu’、ΔAl’は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
また、タイヤ最大幅位置Acから点Au’までのタイヤ幅方向の距離ΔAu’[mm]が、上記したタイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Al’を通る円弧の曲率半径RSc[mm]に対して以下の数式(18)を満たすことが好ましい。ここで、Rmin=0.05、Rmax=5.00であり、好ましくはRmin=0.10、Rmax=4.50である。
Figure 2024029653000019
また、図7において、点Bcから点Bu’までのタイヤ幅方向の距離ΔBu’[mm]が、タイヤ最大幅位置から点Au’までのタイヤ幅方向の距離ΔAu’[mm]に対して1.00≦ΔBu’/ΔAu’≦7.00の範囲にあり、好ましくは1.10≦ΔBu’/ΔAu’≦6.00の範囲にある。これにより、径方向外側領域におけるサイドプロファイルの湾曲度とカーカスプロファイルの湾曲度との関係が適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部の耐カット性能が確保される。上記上限により、カーカス層13の張力が確保され、タイヤサイド部の剛性が確保されて、タイヤの負荷能力および耐久性能が確保される。
また、図7において、点Bcから点Bl’までのタイヤ幅方向の距離ΔBl’[mm]が、タイヤ最大幅位置Acから点Al’までのタイヤ幅方向の距離ΔAl’[mm]に対して2.00≦ΔBl’/ΔAl’≦11.0の範囲にあり、好ましくは1.90≦ΔBl’/ΔAl’≦9.50の範囲にある。これにより、径方向内側領域におけるサイドプロファイルの湾曲度とカーカスプロファイルの湾曲度との関係が適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部のトータルゲージGlが確保されて、タイヤサイド部の負荷能力が確保される。上記上限により、カーカス層13の張力が確保され、タイヤサイド部の剛性が確保されて、タイヤの負荷能力および耐久性能が確保される。
距離ΔBu’、ΔBl’は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
また、点Bcから点Bu’までのタイヤ幅方向の距離ΔBu’[mm]が、上記した点Bc、点Bu’および点Bl’を通る円弧の曲率半径RCc[mm]に対して以下の数式(19)を満たすことが好ましい。ここで、Smin=0.40、Smax=7.0であり、好ましくはSmin=0.50、Smax=6.0である。
Figure 2024029653000020
また、図7において、タイヤ最大幅位置Acにおけるサイドウォールゴム16のゴムゲージGcr[mm]が、上記したタイヤ最大幅位置AcのトータルゲージGc[mm]に対して0.35≦Gcr/Gc≦0.90の範囲にある。また、サイドウォールゴム16のゴムゲージGcr[mm]が1.5≦Gcrの範囲にあり、好ましくは2.0≦Gcrの範囲にある。上記下限により、サイドウォールゴム16のゴムゲージGcr[mm]が確保されて、サイドウォール部の負荷能力が確保される。
また、タイヤ最大幅位置Acにおけるサイドウォールゴム16のゴムゲージGcr[mm]が、上記したタイヤ最大幅位置AcのトータルゲージGc[mm]およびタイヤ外径OD[mm]に対して以下の数式(20)を満たすことが好ましい。ここで、Tmin=80、Tmax=0.90であり、好ましくはTmin=120、Tmax=0.90である。
Figure 2024029653000021
また、図7において、タイヤ最大幅位置Acにおけるインナーライナ18のゴムゲージGin[mm](図示省略)が、タイヤ最大幅位置AcのトータルゲージGc[mm]に対して0.03≦Gin/Gc≦0.50の範囲にあり、好ましくは0.05≦Gin/Gc≦0.40の範囲にある。これにより、カーカス層13の内面が適正に保護される。
[カーカスプライおよびベルトプライ]
図8は、図1に記載したタイヤのカーカス層およびベルト層の積層構造を示す説明図である。同図は、タイヤ子午線方向の断面視における拡大図を示している。
図1の構成では、図8に示すように、カーカス層13が、カーカスコード13ccをコートゴム13crで被覆して成る単層のカーカスプライ13Aから成り、また、ベルト層14が、ベルトコード14bcをコートゴム14crで被覆して成る一対の交差ベルト141、142を積層して成る。また、インナーライナ18が、カーカス層13の内周面を覆って配置される。しかし、上記に限らず、カーカス層13が、2層のカーカスプライを積層して構成されても良い(後述する図9参照)。
また、図8において、図4の点B2、B2の間の領域におけるカーカスプライ13A(カーカス層13が2層のカーカスプライを積層して成る構成(図示省略)では、最内層のカーカスプライ)のカーカスコード13ccの外径の中心からタイヤ内面までの距離TL[mm]が、タイヤ外径OD[mm](図1参照)に対して0.00005≦TL/OD≦0.01000の範囲にあり、好ましくは0.00008≦TL/OD≦0.00900の範囲にある。また、距離TL[mm]が、タイヤ総幅SW[mm](図1参照)に対して0.00050≦TL/SW≦0.02500の範囲にあり、好ましくは0.00060≦TL/SW≦0.02300の範囲にある。上記下限により、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加が抑制される。また、距離TL[mm]の最小値TL_minが0.10≦TL_minであることが好ましい。また、図4の点B2、B2の間の領域における距離TL[mm]の最小値TL_minおよび最大値TL_maxが、0.30≦TL_min/TL_max≦1.00の関係を有し、好ましくは、0.40≦TL_min/TL_max≦1.00の関係を有する。これにより、カーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLが上記領域にて均一に設定される。
距離TL[mm]は、上記した2点B2、B2(図4参照)の間の領域における任意の測定点で定義される。
また、距離TL[mm]が、タイヤ総幅SW[mm]、タイヤ外径OD[mm]およびリム径RD[mm](図1参照)に対して1/350000≦TL/(SW×(OD-RD))≦1/3760の範囲にある。
また、図8において、図4の点B2、B2の間の領域の任意の点におけるカーカスプライ13A(カーカス層13が2層のカーカスプライを積層して成る構成(図示省略)では、最内層のカーカスプライ)のカーカスコード13ccの中心から最内層のカーカスプライ13Aの外面までの距離TCSU[mm]が、最内層のカーカスプライ13Aのカーカスコード13ccの中心からタイヤ内面までの距離TL[mm]に対して0.09≦TCSU/TL≦4.50の範囲にあり、好ましくは0.10≦TCSU/TL≦4.00の範囲にある。上記下限により、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加が抑制される。
また、図8において、カーカスプライ13Aのコートゴム13crの100[%]伸張時のモジュラスMC[MPa]が、インナーライナ18の100[%]伸張時のモジュラスMIL[MPa]およびベルト層14の最内層のベルトプライ141のコートゴム14crの100[%]伸張時のモジュラスMB[MPa]に対してMIL≦MC≦MBの範囲にある。また、比MC/MILが、1.00≦MC/MIL≦5.00の範囲にあり、好ましくは1.10≦MC/MIL≦4.50の範囲にある。また、比MB/MCが、1.00≦MB/MC≦2.40の範囲にあり、好ましくは1.00≦MB/MC≦2.20の範囲にある。また、カーカスプライ13Aのコートゴム13crのモジュラスMC[MPa]が、1.5≦MC≦12.0の範囲にあり、好ましくは2.0≦MC≦10.0の範囲にある。これにより、エア漏れが適正に抑制され、また、タイヤの耐久性能が確保される。
また、図8において、カーカスプライ13Aの厚さTC[mm]と、カーカスプライ13Aのコートゴム13crの60[℃]における損失正接tanδとの積が、0.05≦TC×tanδ≦0.55の範囲にあり、好ましくは0.07≦TC×tanδ≦0.50の範囲にある。これにより、カーカス層13の発熱が適正に抑制され、また、タイヤの耐久性能が確保される。
図9は、図8に記載したカーカス層13およびベルト層14の積層構造の変形例を示す説明図である。
図8の構成では、上記のようにカーカス層13が単層のカーカスプライ13Aから構成される。例えば、カーカスプライ13Aのカーカスコード13ccが、無機繊維、特にスチールコードから成る場合が想定される。
しかし、これに限らず、図9に示すように、カーカス層13が2層のカーカスプライ13A、13Bを積層して成る構造を有しても良い。例えば、カーカスプライ13A、13Bのカーカスコード13ccが有機繊維材から成る場合が想定される。また、かかる構成では、カーカス層13の最外層のカーカスプライ13Bとベルト層14の最内層のベルトプライ(図9では内径側交差ベルト141)との幅25[mm]あたりの剥離力Hpp[N/25mm]が、カーカスプライ13Bのカーカスコード13ccの外径の中心からベルトプライ141のベルトコード14bcの外径の中心までの距離TCB[mm]に対して90≦Hpp/TCB≦300の範囲にあり、100≦Hpp/TCB≦250の範囲にあることが好ましい。また、剥離力Hpp[N/25mm]が、カーカスプライのカーカスコード13ccの打ち込み本数Ecs[本/50mm]に対して1.50≦Hpp/Ecs≦15.0の範囲にあり、好ましくは1.80≦Hpp/Ecs≦10.0の範囲にある。これにより、タイヤの耐久性が確保される。
剥離力Hpp[N/25mm]は、カーカスコードの延在方向に長尺な矩形状を有すると共に25[mm]の幅および100[mm]以上の長さ(好ましくは、約50[mm]の試験つかみ代を含む150[mm]以上の長さ)を有する試験サンプルが用いられ、解析された波状曲線のピーク値の最大値および最小値の平均値として算出される。また、試験サンプルの数が2以上であることが好ましい。
図10は、図8に記載したカーカス層13およびベルト層14の積層構造の変形例を示す説明図である。
図1の構成では、上記のように、ベルト層14が、一対の交差ベルト141、142と、ベルトカバー143および一対のベルトエッジカバー144、144とから構成される。また、図8に示すように、一対の交差ベルト141、142がカーカス層13の外周面に隣接して積層される。
これに対して、図10の構成では、ベルト層14が、第三の交差ベルトである追加ベルト145を有する。追加ベルト145は、一対の交差ベルト141、142の外周に積層される。
また、図10において、一対の交差ベルト141、142および追加ベルト145のうち隣り合うベルトプライのコード間距離Hb(図10では、一対の交差ベルト141、142のコード間距離Hb1、ならびに、外径側交差ベルト142および追加ベルト145のコード間距離Hb2)を定義する。このとき、少なくとも一組のベルトプライの端部におけるコード間距離Hb_sh(図示省略)が、タイヤ赤道面CLにおけるコード間距離Hb_ce(図示省略)に対して1.05≦Hb_sh/Hb_ce≦2.00の範囲にあり、好ましくは1.50≦Hb_sh/Hb_ce≦1.80の範囲にある。したがって、コード間距離Hbが、トレッド部センター領域で大きく設定されることが好ましい。上記下限により、ベルト層14によるタイヤ外径成長の抑制作用が効果的に得られ、上記上限により、ベルト層の耐久性が確保される。上記の構成は、例えば、ベルトプライのコートゴムのゲージをトレッド部センター領域で厚くした構成、隣り合うベルトプライ間に追加ゴムシートを挿入した構成などにより実現される(図示省略)。
[タイヤ径方向外側領域]
図11は、図6に記載したタイヤ径方向外側領域を示す拡大図である。
図11において、タイヤ最大幅位置Acから上記した距離Huの35[%]の径方向位置にあるサイドプロファイル上の点Anを定義する。点Anは、タイヤ径方向におけるタイヤ最大幅位置Acと上記したサイドプロファイル上の点Au’との中点に相当する。
このとき、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態としたときのタイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Amを通る円弧の曲率半径RP[mm]が、タイヤ断面高さSH[mm](図2参照)に対して0.20≦RP/SH≦1.80の範囲にあり、好ましくは0.70≦RP/SH≦1.60の範囲にある。また、上記無負荷状態における円弧の曲率半径RP[mm]が、30≦RP≦250の範囲にあり、好ましくは50≦RP≦200の範囲にある。
例えば、図11の構成では、サイドプロファイルが、タイヤ最大幅位置Acからベルト層14の最内層141の端部付近の点Auまでの領域(上記した距離Huの領域)にて単一の変曲点(図示省略)をもつ緩やかなS字形状を有し、この変曲点からタイヤ最大幅位置Ac側の領域でタイヤ外側に凸となり、バットレス部側の領域でタイヤ内側に凸となる形状を有している。また、S字形状の変曲点が、距離Huの70[%]の径方向位置にある点Au’の近傍にある。このため、サイドプロファイルが、タイヤ最大幅位置Acから点Au’までの領域でタイヤ外側に凸となる、略円弧形状を有する。このため、上記した曲率半径RP[mm]を定義する円弧が、タイヤ外側に凸となる形状を有する。
上記の構成では、タイヤサイド部からバットレス部に至るタイヤ径方向外側領域におけるサイドプロファイルの曲率半径RPが適正化されて、タイヤの接地性能と耐久性能とが両立し、タイヤの負荷能力が適正に確保される。具体的に、比RP/SHの上記下限により、タイヤ転動時におけるタイヤ径方向外側領域の撓み量が低減されて、トレッド部ショルダー領域の接地長が過長となることが抑制される。これにより、タイヤの接地形状が適正化されて、タイヤの接地性能(特に騒音性能)が確保される。また、比RP/SHの上記上限により、タイヤ径方向外側領域がフラットになることに起因する応力集中が緩和されて、タイヤの耐久性能が向上する。特に小径タイヤでは、上記した高負荷で使用されるため、トレッド部ショルダー領域の接地長が長くなり、また、タイヤサイド部に大きな応力が作用する傾向にある。したがって、上記構成が小径タイヤに採用されることで、タイヤの接地性能および耐久性能の向上作用顕著に得られる。
また、図11において、上記円弧の曲率半径RP[mm]が、タイヤ断面幅DW[mm]およびタイヤ断面高さSH[mm]に対して60≦RP/(SH/DW)≦290の範囲にあり、好ましくは150≦RP/(SH/DW)≦250の範囲にある。これにより、上記円弧の曲率半径RPがタイヤ1の偏平比SH/DWに対して適正化される。具体的に、上記下限により、タイヤ転動時におけるタイヤ径方向外側領域の撓み量が低減されて、タイヤの接地性能が確保される。上記上限により、タイヤ径方向外側領域における応力集中が緩和されて、タイヤの耐久性能が向上する。
また、図11において、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に規定荷重の100[%]の荷重を付与したときの前記円弧の曲率半径RP’[mm](図中の寸法記号省略)を定義する。すなわち、上記した無負荷状態にてタイヤ最大幅位置Ac、点Au’および点Anを定義し、その後に、規定荷重の100[%]の荷重の付与により変位した3点Ac、Au’およびAn(図示省略)を通る円弧の曲率半径RP’[mm]を定義する。このとき、上記した無負荷状態における円弧の曲率半径RP’[mm]が、規定荷重の100[%]負荷時における円弧の曲率半径RP’[mm]に対して1.10≦RP/RP’≦2.80の範囲にあり、好ましくは1.15≦RP/RP’≦2.60の範囲にある。これにより、100[%]荷重付与時における曲率半径RP’が適正化される。具体的に、上記下限により、荷重付与時、すなわち荷重増加時におけるタイヤ径方向外側領域の撓み量が確保されて、タイヤ径方向外側領域における応力集中が緩和される。上記上限により、タイヤ転動時におけるタイヤ径方向外側領域の撓み量が低減されて、タイヤの接地性能が確保される。
また、図11において、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に規定荷重の150[%]の荷重を付与したときの前記円弧の曲率半径RP”[mm](図中の寸法記号省略)を定義する。すなわち、規定荷重の150[%]の荷重の付与により変位した3点Ac、Au’およびAn(図示省略)を通る円弧の曲率半径RP”[mm]を定義する。このとき、上記した100[%]の荷重を付与したときの前記円弧の曲率半径RP’[mm]が、規定荷重の150[%]の荷重を付与したときの前記円弧の曲率半径RP”[mm]に対して1.01≦RP’/RP”≦1.50の範囲にあり、好ましくは1.05≦RP’/RP”≦1.30の範囲にある。これにより、150[%]荷重付与時、すなわち高負荷時における曲率半径RP”が適正化される。具体的に、上記下限により、高負荷での使用時におけるタイヤ径方向外側領域の撓み量が確保されて、タイヤ径方向外側領域における応力集中が緩和される。上記上限により、タイヤ転動時におけるタイヤ径方向外側領域の撓み量、すなわち繰り返し変形量が低減されて、タイヤの接地性能が確保される。
また、上記のように、ベルト層14が、相互に異符号のコード角度を有する一対の交差ベルト141、142を備える(図3参照)。また、一対の交差ベルト141、142のコード角度Bθ(Bθ1、Bθ2)が、絶対値で15[deg]以上55[deg]以下の範囲にあり、好ましくは15[deg]以上35[deg]以下の範囲にある。このとき、一対の交差ベルト141、142のコード角度Bθ[deg]のそれぞれが、上記したタイヤ径方向外側領域の円弧の曲率半径RP[mm]に対して1000≦Bθ×RP≦7700の範囲にあり、好ましくは1200≦Bθ×RP≦7500の範囲にある。これにより、積Bθ×RPが適正化される。具体的に、積Bθ×RPの下限により、トレッド部ショルダー領域の接地長が過長となることが抑制され、タイヤの接地性能(特に騒音性能)が確保される。積Bθ×RPの上限により、交差ベルト141、142によるタガ効果が確保され、また、タイヤ径方向外側領域の応力集中が緩和されて、タイヤの耐久性能が向上する。
図12は、図11に記載したタイヤ径方向外側領域におけるカーカス層13およびインナーライナ18の積層構造を示す説明図である。
図11において、ベルト層14の最内層141の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Auからカーカス層13に下した垂線の足を点Iuとして定義する。また、タイヤ最大幅位置Acからカーカス層13に下した垂線の足を点Icとして定義する。図11に示すように、点Iuおよい点Icは、上記したトータルゲージGu、Gcのそれぞれの測定位置に一致する。
図12において、上記のように、カーカス層13がカーカスコード13ccをコートゴム13crで被覆して成る。また、図12の構成では、カーカス層13が単一層のカーカスプライ13Aから成る。しかし、これに限らず、カーカス層13が複数層のカーカスプライから構成されても良い(図9参照)。
このとき、図11の点Iuから点Icまでの領域におけるカーカスプライ13A(カーカス層13が2層のカーカスプライを積層して成る構成(図示省略)では、最内層のカーカスプライ)の最内層13Aのカーカスコード13ccの中心からタイヤ内面までの距離TLu[mm](図12参照)が、タイヤ外径OD[mm](図1参照)に対して0.00010≦TLu/OD≦0.01500の範囲にあり、好ましくは0.00015≦TLu/OD≦0.01200の範囲にある。具体的に、例えば、インナーライナ18がブチルゴムを主成分とするゴム組成物から成る構成では、比TLu/ODが0.00090≦TLu/OD≦0.01500の範囲にあり、好ましくは0.00100≦TLu/OD≦0.01200の範囲にある。また、インナーライナ18が熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性樹脂中にエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から成る構成では、比TLu/ODが0.00010≦TLu/OD≦0.00200の範囲にあり、好ましくは0.00015≦TLu/OD≦0.00100の範囲にある。
上記の構成では、ベルト層14の端部からタイヤ最大幅位置Acまでの領域におけるカーカス層13からタイヤ内面までの距離TLuが適正化される。具体的に、上記下限により、エア漏れが発生し易い上記領域におけるカーカス層13からタイヤ内面までの距離TLuが確保されて、エア漏れに起因するタイヤの耐久性能の低下や転がり抵抗の悪化が抑制される。また、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。これにより、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能が両立する。特に小径タイヤでは、上記した高内圧および高負荷で使用されるため、応力集中が起きやすい傾向にある。したがって、上記構成が小径タイヤに採用されることで、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能の向上作用が顕著に得られる。
また、図11の点Iuから点Icまでの領域における距離TLu[mm](図12参照)の最小値TLu_minおよび最大値TLu_maxが、0.30≦TLu_min/TLu_max≦1.00の関係を有し、好ましくは、0.40≦TLu_min/TLu_max≦1.00の関係を有する。かかる構成では、カーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLuが上記領域にて均一に設定されるので、距離TLuの不均一さに起因するタイヤ故障が抑制されて、エア漏れの発生リスクが低減される。また、距離TLu[mm]が、0.1≦TLu≦4.0の範囲にあり、好ましくは0.5≦TLu≦3.5の範囲にある。上記下限により、カーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLuが確保されて、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
例えば、図11の構成では、TLu_min/TLu_max<1.00であり、距離TLuが最大値TLu_maxをとる位置が、最小値TLu_minをとる位置よりも点Ic側(すなわちタイヤ最大幅位置Ac側)に位置する。また、最大値TLu_maxをとる位置が、図11における点Icから距離Huの35[%]までの領域(すなわち点Acから点Anまでの領域)にある。また、最小値TLu_minをとる位置が、図11における点Iuから距離Huの35[%]までの領域にある。さらに、距離TLuが、最小値TLu_minをとる位置から最大値TLu_maxをとる位置に向かって単調増加する。
また、図11の点Iuから点Icまでの領域におけるタイヤサイド部のトータルゲージGa[mm]の最小値Ga_min(図11参照)と、同位置における上記距離TLuに相当する距離TLu’[mm](図中の寸法記号省略)とが、0.05≦TLu’/Ga_minの関係を有し、好ましくは0.10≦TLu’/Ga_minの関係を有する(図12参照)。これにより、トータルゲージGaが薄い位置におけるカーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLu’が確保されて、エア漏れが適正に抑制される。図11の構成では、タイヤサイド部のトータルゲージGaがタイヤ最大幅位置Acで最小となり、したがって、最小値Ga_minがトータルゲージGcに一致している。また、距離TLu’が、トータルゲージGaが最小値Ga_minをとるタイヤ最大幅位置Acで測定される。なお、比TLu’/Ga_minの上限は特に限定がないが、距離TLuの上限により制約を受ける。
また、図11の点Iuから点Icまでの領域におけるタイヤサイド部のトータルゲージGa[mm]の最小値Ga_minと、同位置における上記距離TLuに相当する距離TLu’[mm]とが、タイヤ外径OD[mm]に対して0.005≦(Ga_min+TLu’)/OD≦0.040の範囲にあり、好ましくは0.006≦(Ga_min+TLu’)/OD≦0.030の範囲にある。上記下限により、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加が抑制される。
また、図11の点Iuから点Icまでの領域における距離TLu[mm]が、インナーライナ18の酸素透過係数α[mm・cc/(m^2・day・mmHg)]に対して0.005≦(α^(1/2))/TLu≦1.800の関係を有し、好ましくは0.008≦(α^(1/2))/TLu≦1.500の関係を有する。また、インナーライナ18の酸素透過係数αが、0.0008≦α≦0.3500の範囲にあり、0.0010≦α≦0.3000の範囲にあることが好ましい。これにより、インナーライナ18の耐クラック性を確保しつつ、エア漏れに対する内圧保持性を向上できる。
酸素透過係数αは、インナーライナ18を構成する素材がどの程度酸素を透過するかを示す指標であであり、JIS K 7126に準拠して相対温度21[℃]および相対湿度50[%]にて測定される。
また、インナーライナ18の動的貯蔵弾性率β[MPa]が、1≦β≦200の範囲にあり、2≦β≦150の範囲にあることが好ましい。これにより、インナーライナ18の耐クラック性を確保しつつ、エア漏れに対する内圧保持性を向上できる。
動的貯蔵弾性率βは、幅5mm、長さ60mmの短冊状に切り出した試験片にて、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、静的歪み5%、動的歪み±0.1%、周波数20Hzおよび温度60℃の条件で測定される。
また、インナーライナ18では、エア漏れを抑制するために、その構成部材の端部が相互にオーバーラップするように接続される。このとき、図11の点Iuから点Icまでの領域におけるインナーライナ18のスプライス量Is[mm](図示省略)、すなわち構成部材の端部のオーバーラップ幅が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.010≦Is/OD≦0.100の範囲にあり、好ましくは0.015≦Is/OD≦0.080の範囲にある。また、インナーライナ18のスプライス量Is[mm]が、8≦Is≦20の範囲にある。上記下限により、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
また、図4において、上記のように、左右のタイヤ接地端T,Tからカーカス層13に下した垂線の足のそれぞれを点B2、B2として定義する。また、点B2、B2の間の領域におけるカーカスプライの最内層13Aのカーカスコード13ccの中心からタイヤ内面までの距離TL[mm](図8参照)の最小値TL_minを定義する。
このとき、図11の点Iuから点Icまでの領域における距離TLu[mm](図12参照)の最小値TLu_minが、図4の点B2、B2の間の領域における距離TL[mm]の最小値TL_minに対して1.00≦TLu_min/TL_minの範囲にあり、好ましくは1.05≦TLu_min/TL_minの範囲にある。したがって、カーカスプライからタイヤ内面までの距離が、エア漏れが発生し易い領域にて相対的に薄くならないように、点Iuから点Icまでの領域における距離TLuが設定される。これにより、エア漏れが発生し易い点Iuから点Icまでの前記領域におけるカーカスプライからタイヤ内面までの距離TLが相対的に確保されて、エア漏れが効果的に抑制される。
[効果]
以上説明したように、[1]このタイヤ1は、一対のビードコア11、11と、ビードコア11、11に架け渡されたカーカス層13と、カーカス層13の径方向外側に配置されたベルト層14とを備える(図1参照)。また、タイヤ外径OD[mm]が、200≦OD≦660の範囲にあり、タイヤ総幅SW[mm]が、100≦SW≦400の範囲にある。また、タイヤ子午線方向の断面視にて、ベルト層14の最内層141の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Auを定義する。また、点Auからカーカス層13に下した垂線の足を点Iuとして定義し、タイヤ最大幅位置Acから前記カーカス層に下した垂線の足を点Icとして定義する。また、カーカス層13が、カーカスコード13ccをコートゴム13crで被覆して成る単一層(図8参照)あるいは複数層(図9参照)のカーカスプライから構成される。また、点Iuから点Icまでの領域におけるカーカスプライの最内層13Aのカーカスコード13ccの中心からタイヤ内面までの距離TLu[mm](図12参照)が、タイヤ外径OD[mm](図1参照)に対して0.00010≦TLu/OD≦0.01500の範囲にある。
かかる構成では、ベルト層14の端部からタイヤ最大幅位置Acまでの領域におけるカーカス層13からタイヤ内面までの距離TLuが適正化される利点がある。具体的に、上記下限により、エア漏れが発生し易い上記領域におけるカーカス層13からタイヤ内面までの距離TLuが確保されて、エア漏れに起因するタイヤの耐久性能の低下や転がり抵抗の悪化が抑制される。また、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。これにより、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能が両立する。特に小径タイヤでは、上記した高内圧および高負荷で使用されるため、応力集中が起きやすい傾向にある。したがって、上記構成が小径タイヤに採用されることで、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能の向上作用が顕著に得られる。
また、[2]このタイヤ1では、上記[1]に記載のタイヤ1において、点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm](図12参照)の最小値TLu_minおよび最大値TLu_maxが、0.30≦TLu_min/TLu_max≦1.00の関係を有する。かかる構成では、カーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLuが上記領域にて均一に設定されるので、距離TLuの不均一さに起因するタイヤ故障が抑制されて、エア漏れの発生リスクが低減される利点がある。
また、[3]このタイヤ1では、上記[1]または[2]に記載のタイヤ1において、点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm]が、0.1≦TLu≦4.0の範囲にある。上記下限により、カーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLuが確保されて、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される利点がある。
また、[4]このタイヤ1では、上記[1]~[3]のいずれか一つに記載のタイヤ1において、点Iuから点Icまでの前記領域におけるタイヤサイド部のトータルゲージGa[mm](図11参照)と、同位置における上記距離TLuに相当する距離TLu’[mm]とが、0.05≦TLu’/Ga_minの関係を有る(図12参照)。これにより、トータルゲージGaが薄い位置におけるカーカスコード13ccからタイヤ内面までの距離TLu’が確保されて、エア漏れが適正に抑制される利点がある。
また、[5]このタイヤ1では、上記[1]~[4]のいずれか一つに記載のタイヤ1において、点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm]が、インナーライナ18の酸素透過係数α[mm・cc/(m^2・day・mmHg)]に対して0.005≦(α^(1/2))/TLu≦1.800の関係を有する。これにより、インナーライナ18の耐クラック性を確保しつつ、エア漏れに対する内圧保持性を向上できる利点がある。
また、[6]このタイヤ1では、上記[1]~[5]のいずれか一つに記載のタイヤ1において、点Iuから点Icまでの前記領域におけるインナーライナ18のスプライス量Is[mm](図示省略)が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.01≦Is/OD≦0.10の範囲にある。上記下限により、エア漏れが適正に抑制され、上記上限により、タイヤ重量の増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される利点がある。
また、[7]このタイヤ1では、上記[1]~[6]のいずれか一つに記載のタイヤ1において、左右のタイヤ接地端T、Tからカーカス層13に下した垂線の足のそれぞれを点B2、B2として定義する(図4参照)。また、点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm](図12参照)の最小値TLu_minが、点B2、B2の間の領域におけるカーカスプライの最内層13Aのカーカスコード13crcの中心からタイヤ内面までの距離TL[mm](図8参照)の最小値TL_minに対して1.00≦TLu_min/TL_minの範囲にある。これにより、エア漏れが発生し易い点Iuから点Icまでの前記領域におけるカーカスプライからタイヤ内面までの距離TLが相対的に確保されて、エア漏れが効果的に抑制される利点がある。
また、[8]このタイヤ1では、上記[1]~[7]のいずれか一つに記載のタイヤ1において、カーカス層13を構成するカーカスプライの幅50[mm]あたりの強力Tcs[N/50mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して17≦Tcs/OD≦120の範囲にある。かかる構成では、小径タイヤにおいてカーカス層13の負荷能力が適正に確保されるので、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能が両立する利点がある。具体的に、上記下限により、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。また、高内圧での使用が可能となり、タイヤの転がり抵抗が低減される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用が想定されるため、上記したタイヤの耐久性能および転がり抵抗の低減作用が顕著に得られる。上記上限により、カーカス層の質量増加に起因する転がり抵抗の悪化が抑制される。
また、[9]このタイヤ1では、上記[8]に記載のタイヤ1において、カーカス層13のカーカスプライが、スチールから成るカーカスコードをコートゴムで被覆して構成される。また、カーカスコードのコード径φcs[mm]が、0.15≦φcs≦1.10の範囲にある。また、カーカスコードの打ち込み本数Ecs[本/50mm]が、25≦Ecs≦80の範囲にある。これにより、上記したカーカス層13の強力Tcsが実現される利点がある。
また、[10]このタイヤ1では、上記[8]に記載のタイヤ1において、カーカスコードが、複数の素線を撚り合わせて成り、且つ、カーカスコードの素線径φcss[mm]が、カーカスコードのコード径φcs[mm]に対して0.30≦φcss/φcs≦0.90の範囲にある。これにより、上記したカーカス層13の強力Tcsが実現される利点がある。
また、[11]このタイヤ1では、上記[8]に記載のタイヤ1において、カーカス層13が、一対のカーカスプライ13A、13Bを積層して成る(図9参照)。また、一対のカーカスプライ13A、13Bが、有機繊維材から成るカーカスコード13ccをコートゴム13crで被覆して構成される。また、カーカスコード13ccのコード径φcs[mm](図中の寸法記号省略)が、0.60≦φcs≦0.90の範囲にある。また、カーカスコード13ccの打ち込み本数Ecs[本/50mm]が、40≦Ecs≦70の範囲にある。これにより、上記したカーカス層13の強力Tcsが実現される利点がある。
また、[10]このタイヤ1では、上記[1]~[9]のいずれか一つに記載のタイヤ1において、サイドプロファイル上の点Auにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGu[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.010≦Gu/OD≦0.080の範囲にある。これにより、タイヤサイド部の径方向外側領域のトータルゲージGuが適正化される利点がある。具体的に、上記下限により、タイヤサイド部の径方向外側領域のトータルゲージGuが確保され、高負荷での使用時におけるタイヤ変形が抑制されて、タイヤの耐久性能が確保される。特に小径タイヤでは、高内圧および高負荷での使用を想定されるため、上記したタイヤの耐久性能が顕著に得られる。上記上限により、トータルゲージGuが過大となることに起因するタイヤの転がり抵抗の悪化が抑制される。
図13~図15は、この発明の実施の形態にかかるタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
この性能試験では、複数種類の試験タイヤについて、(1)耐久性能および(2)低転がり抵抗性能(燃費消費率)に関する評価が行われた。また、小径タイヤの一例として、2種類のタイヤサイズの試験タイヤが用いられる。具体的に、[A]タイヤサイズ145/80R12の試験タイヤがリムサイズ12×4.00Bのリムに組付けられ、また、[B]タイヤサイズ235/45R10の試験タイヤがリムサイズ10のリムに組付けられる。
(1)耐久性能に関する評価では、ドラム径1707[mm]の室内ドラム試験機が使用され、試験タイヤにJATMAの規定内圧の80[%]の内圧およびJATMAの規定荷重の88[%]の荷重が付与される。そして、走行速度81[km/h]にて2時間毎に13[%]ずつ荷重を増加させて、タイヤが故障するまでの走行距離が測定される。そして、この測定結果に基づいて比較例を基準(100)とした指数評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど好ましい。
(2)低転がり抵抗性能に関する評価では、試験タイヤにJATMAの規定内圧の80[%]の内圧およびJATMAの規定荷重の80[%]の荷重が付与される。また、試験タイヤを総輪に装着した4輪の低床車両が、全長2[km]のテストコースを速度100[km/h]で50周走行する。その後に、燃費消費率[km/l]が算出されて評価が行われる。この評価は、比較例を基準(100)とした指数評価により行われ、数値が大きいほど燃費消費率が小さく、転がり抵抗が減少する傾向にあり好ましい。また、評価が98以上であれば、低転がり抵抗性能が適正に確保されているといえる。
実施例の試験タイヤ1~29は、特に図1~図3および図8に記載した構造を備え、一対のビードコア11、11と、単層のカーカスプライから成るカーカス層13と、一対の交差ベルト141、142、ベルトカバー143および一対のベルトエッジカバー144、144から成るベルト層14と、トレッドゴム15、サイドウォールゴム16およびリムクッションゴム17とを備える。また、実施例1の試験タイヤでは、タイヤ外径ODが531[mm]であり、タイヤ総幅SWおよびタイヤ断面幅DWが143[mm]であり、タイヤ断面高さSHが123[mm]であり、タイヤ内径が305[mm]である。また、インナーライナ18がブチルゴムを主成分とするゴム組成物あるいは熱可塑性樹脂から成る。
比較例の試験タイヤは、実施例1の試験タイヤにおいて、点Iuから点Icまでの領域におけるカーカスプライの最内層13Aのカーカスコード13ccの中心からタイヤ内面までの距離TLu[mm](図12参照)が小さく設定されている。
試験結果が示すように、実施例の試験タイヤでは、タイヤの耐久性能および低転がり抵抗性能が両立することが分かる。
1 タイヤ;10 リム;11 ビードコア;12 ビードフィラー;13 カーカス層;131 本体部;132 巻き上げ部;14 ベルト層;141、142 交差ベルト;143 ベルトカバー;144 ベルトエッジカバー;15 トレッドゴム;151 キャップトレッド;152 アンダートレッド;16 サイドウォールゴム;17 リムクッションゴム;18 インナーライナ;21~23 周方向主溝

Claims (12)

  1. 一対のビードコアと、前記ビードコアに架け渡されたカーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層の内面に配置されたインナーライナとを備え、
    タイヤ外径OD[mm]が、200≦OD≦660の範囲にあり、
    タイヤ総幅SW[mm]が、100≦SW≦400の範囲にあり、
    タイヤ子午線方向の断面視にて、前記ベルト層の最内層の端部に対してタイヤ径方向の同位置にあるサイドプロファイル上の点Auを定義し、点Auから前記カーカス層に下した垂線の足を点Iuとして定義し、タイヤ最大幅位置Acから前記カーカス層に下した垂線の足を点Icとして定義し、
    前記カーカス層が、カーカスコードをコートゴムで被覆して成る単一層あるいは複数層のカーカスプライから構成され、且つ、
    点Iuから点Icまでの領域における前記カーカスプライの最内層の前記カーカスコードの中心からタイヤ内面までの距離TLu[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.00010≦TLu/OD≦0.01500の範囲にあることを特徴とするタイヤ。
  2. 点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm]の最小値TLu_minおよび最大値TLu_maxが、0.30≦TLu_min/TLu_max≦1.00の関係を有する請求項1に記載のタイヤ。
  3. 点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm]が、0.1≦TLu≦4.0の範囲にある請求項1に記載のタイヤ。
  4. 点Iuから点Icまでの前記領域におけるタイヤサイド部のトータルゲージGa[mm]の最小値Ga_minと、同位置における上記距離TLuに相当する距離TLu’[mm]とが、0.05≦TLu’/Ga_minの関係を有する請求項1に記載のタイヤ。
  5. 点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm]が、前記インナーライナの酸素透過係数α[mm・cc/(m^2・day・mmHg)]に対して0.005≦(α^(1/2))/TLu≦1.800の関係を有する請求項1に記載のタイヤ。
  6. 点Iuから点Icまでの前記領域における前記インナーライナのスプライス量Is[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.01≦Is/OD≦0.10の範囲にある請求項1に記載のタイヤ。
  7. 左右のタイヤ接地端から前記カーカス層に下した垂線の足のそれぞれを点B2、B2として定義し、且つ、
    点Iuから点Icまでの前記領域における距離TLu[mm]の最小値TLu_minが、点B2、B2の間の領域における前記カーカスプライの最内層の前記カーカスコードの中心からタイヤ内面までの距離TL[mm]の最小値TL_minに対して1.00≦TLu_min/TL_minの範囲にある請求項1に記載のタイヤ。
  8. 前記カーカス層を構成するカーカスプライの幅50[mm]あたりの強力Tcs[N/50mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して17≦Tcs/OD≦120の範囲にある請求項1に記載のタイヤ。
  9. 前記カーカス層のカーカスプライが、スチールから成るカーカスコードをコートゴムで被覆して構成され、
    前記カーカスコードのコード径φcs[mm]が、0.15≦φcs≦1.10の範囲にあり、且つ、
    前記カーカスコードの打ち込み本数Ecs[本/50mm]が、25≦Ecs≦80の範囲にある請求項8に記載のタイヤ。
  10. 前記カーカスコードが、複数の素線を撚り合わせて成り、且つ、前記カーカスコードの素線径φcss[mm]が、前記カーカスコードのコード径φcs[mm]に対して0.30≦φcss/φcs≦0.90の範囲にある請求項9に記載のタイヤ。
  11. 前記カーカス層が、一対のカーカスプライを積層して成り、
    前記一対のカーカスプライが、有機繊維材から成るカーカスコードをコートゴムで被覆して構成され、
    前記カーカスコードのコード径φcs[mm]が、0.60≦φcs≦0.90の範囲にあり、且つ、
    前記カーカスコードの打ち込み本数Ecs[本/50mm]が、40≦Ecs≦70の範囲にある請求項8に記載のタイヤ。
  12. 前記サイドプロファイル上の点Auにおけるタイヤサイド部のトータルゲージGu[mm]が、タイヤ外径OD[mm]に対して0.010≦Gu/OD≦0.080の範囲にある請求項1に記載のタイヤ。
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