JP5030978B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることができる空気入りタイヤに関する。

近年、トレッド部の路面と接するトレッド接地面で発生する転がり抵抗や、空気入りタイヤ自体の変形に起因して発生する転がり抵抗等を低減する空気入りタイヤについて様々な提案がなされている。

例えば、トレッド部とサイドウォール部との間であるバットレス部における曲率半径が規定され、かつ、カーカス層のタイヤ径方向内側でのトレッド幅方向断面における厚さが規定される空気入りタイヤが開示されている（例えば、特開昭５９−４８２０４号公報参照）。

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤでは、バットレス部における曲率半径や、カーカス層のタイヤ径方向内側でのトレッド幅方向断面における厚さが規定されているため、コーナリング時に横方向からの横力に対する強度が弱く、横剛性を十分確保することができなかった。このため、従来の空気入りタイヤでは、操縦安定性を低下させてしまうことがあり、この操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることが非常に難しいのが現状である。

そこで、本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した状況を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴に係る発明は、ビードコア及びビードフィラーを少なくとも含む一対のビード部を有し、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向けて少なくともカーカス層、ベルト層及びトレッド部が配置される空気入りタイヤであって、ベルト層が、タイヤ周方向に対して第１コードが傾いて配置される第１ベルト層、及び、タイヤ周方向に対して第２コードが傾いて配置され、かつ、第２コードが前記第１コードと交差して配置される第２ベルト層を有し、カーカス層の中心を通る線であるカーカスラインのうち、タイヤ最大幅の位置からタイヤ径方向外側を通る外側カーカスラインが、正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に、カーカス層の張力が釣り合う形状である自然平衡輪郭線に沿っており、ベルト層から外側カーカスラインまでの法線上の距離であるベルト法線距離、及び、トレッド部から外側カーカスラインまでの法線上の距離であるトレッド法線距離が、第１ベルト層と第２ベルト層とが交差する領域である交差領域の両端部よりもタイヤ赤道線側において、同一又はタイヤ赤道線からトレッド幅方向外側に向かって短くなることを要旨とする。

ここで、「正規リム（標準リム）」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定のリムであり、「正規内圧（標準空気圧）」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、「正規荷重（標準荷重）」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。

日本以外では、荷重とは、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは、下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは、下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ” 、”Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ”）のことである。

規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ． のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ ”であり、欧州では”Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ”である。

かかる特徴によれば、外側カーカスラインが自然平衡輪郭線に沿っていることによって、タイヤ断面内の張力分布やベルト層及びトレッド部の配置を適正とすることが可能となり、転がり抵抗等を低減させることができる。

また、ベルト法線距離及びトレッド法線距離が交差領域の両端部よりもタイヤ赤道線側において同一又はタイヤ赤道線からトレッド幅方向外側に向かって短くなることによって、荷重負荷時におけるショルダー部のベルト張力及びコーナリング時に横方向からの横力に対する強度を増大させて、横剛性を十分確保することができるため、操縦安定性、特に、コーナリングやレーンチェンジが行われるときの横力（コーナリングフォース）がスムースに立ち上がり、コーナリング特性を向上させることができる。

本発明のその他の特徴に係る発明は、ベルト法線距離及びトレッド法線距離が、交差領域に対して３０〜９０％の範囲内において、同一又はタイヤ赤道線からトレッド幅方向外側に向かって短くなることことを要旨とする。

かかる特徴によれば、ベルト法線距離及びトレッド法線距離が、交差領域に対して３０〜９０％の範囲内において同一又はタイヤ赤道線からトレッド幅方向外側に向かって短くなることによって、より効率的に操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることができる。

本発明のその他の特徴に係る発明は、第２ベルト層のタイヤ径方向外側に設けられるベルト補強層をさらに備え、ベルト補強層から外側カーカスラインまでの法線上の距離である補強層法線距離が、積層端部よりもタイヤ赤道線側で同一であることを要旨とする。

本発明のその他の特徴に係る発明は、積層端部と、交差領域に対して６０〜８０％の範囲における端部との間に、タイヤ周方向へ伸びる周方向溝が形成されることを要旨とする。

本発明のその他の特徴に係る発明は、カーカス層におけるビードコアを折り返している端部である折返端部が、タイヤ最大幅の位置まで折り返していることを要旨とする。

本発明のその他の特徴に係る発明は、乗用車に装着されるラジアルタイヤであることを要旨とする。

図１は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。 図２は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのカーカス層及びベルト層を示す上面図である。 図３は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのカーカス層の中心を通る線であるカーカスラインを示す模式図である（その１）。 図４は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのカーカス層の中心を通る線であるカーカスラインを示す模式図である（その２）。 図５は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向拡大断面図である。 図６は、実施例での空気入りタイヤの転がり抵抗を示すグラフである（その１）。 図７は、実施例での空気入りタイヤの転がり抵抗を示すグラフである（その２）。 図８は、実施例での空気入りタイヤのコーナリングパワーを示すグラフである（その１）。 図９は、実施例での空気入りタイヤのコーナリングパワーを示すグラフである（その２）。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（空気入りタイヤの構成）
まず、本実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図であり、図２は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのカーカス層及びベルト層を示す上面図である。なお、本実施の形態に係る空気入りタイヤは、乗用車に装着されるラジアルタイヤであるものとする。

図１及び図２に示すように、空気入りタイヤ１は、ビードコア３ａ及びビードフィラー３ｂを少なくとも含む一対のビード部３を有している。また、空気入りタイヤ１は、ビードコア３ａの周りでトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へ向けて折り返され、かつ、カーカスコード５ａがタイヤ周方向に対して略垂直に配置されるカーカス層５とを有している。

このカーカス層５におけるビードコア３ａを折り返している端部である折返端部５ｂは、タイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまで折り返している。すなわち、折返端部５ｂは、ビードコア３ａの中心からタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの高さＳＨ分折り返している。

カーカス層５のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー７が設けられている。カーカス層５のタイヤ径方向外側には、ベルト層９（第１ベルト層９Ａ及び第２ベルト層９Ｂ）が設けられている。

第１ベルト層９Ａは、カーカス層５のタイヤ径方向外側に配置されている。この第１ベルト層９Ａでは、図２に示すように、タイヤ周方向に対して第１コード９ａが傾いて配置されている。

第２ベルト層９Ｂは、第１ベルト層９Ａのタイヤ径方向外側に配置されている。この第２ベルト層９Ｂでは、図２に示すように、タイヤ周方向に対して第２コード９ｂが傾いて配置され、かつ、該第２コード９ｂが第１コード９ａと交差して配置されている。

第２ベルト層９Ｂのタイヤ径方向外側には、ベルト層９を補強するベルト補強層１１が設けられている。このベルト補強層１１では、図２に示すように、タイヤ周方向と略平行に補強コード１１ａが配置されている。そして、ベルト補強層１１のタイヤ径方向外側には、路面と接するトレッド部１３が設けられている。

（カーカス層の構成）
次に、上述したカーカス層５の具体的な構成について説明する。図３及び図４は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのカーカス層の中心を通る線であるカーカスラインを示す模式図である。

カーカス層５は、カーカス層５の中心を通る線であるカーカスライン５Ｃに沿った形状である。このカーカスライン５Ｃのうち、タイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍからタイヤ径方向外側を通る外側カーカスライン５Ｃ−１は、正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に自然平衡輪郭線に沿っている。

なお、カーカスライン５Ｃのうち、タイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍからタイヤ径方向内側を通る内側カーカスライン５Ｃ−２は、正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に自然平衡輪郭線に沿ってもよく、該自然平衡輪郭線に沿っていなくてもよい。

ここで、自然平衡輪郭線とは、カーカス層５の張力が釣り合う形状をとった線を示し、空気入りタイヤ１に正規内圧が充填された際、該内圧及びカーカス層５がベルト層９と重なる区域に発生する反力以外にカーカス層５の張力が実質的になんらの力を受けない場合、これらの力と釣り合って形成される線（いわゆる、平衡カーカスライン）を示す。

具体的には、本発明の自然平衡輪郭線は、従来から知られる自然平衡形状理論によって求められる平衡輪郭線（以下、簡易的な平衡輪郭線）と比較して、タイヤ赤道線ＣＬら第１ベルト層９Ａと第２ベルト層９Ｂとが交差する積層端部Ｄまでの領域である交差領域ＢＨＷに対して３〜６％分、タイヤ径方向内側を通る線を示す。

まず、従来から知られる簡易的な平衡輪郭線（簡易的な平衡形状）について説明する。簡易的な平衡輪郭線は、カーカスライン５Ｃ（外側カーカスライン５Ｃ−１や内側カーカスライン５Ｃ−２など）の各部位が、内圧の充填によって以下の各式（式１〜式８）で表される内圧分布を持つものである。

つまり、カーカスライン５Ｃとタイヤ赤道線ＣＬとが交差する赤道中心点Ｐから、ベルト層９からの変形が生じないビードコア３ａを含むビード部３に跨る不伸長のカーカスライン５Ｃを形成する曲線は、簡易的な平衡輪郭線に従っている。

内圧充填時の内圧を“Ｐ０”とした際、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄまでの間（Ｐ〜Ｄ間）の負担する内圧を“Ｐｂ”とし、該積層端部Ｄからビード部３とリム（不図示）とが接触してカーカスライン５Ｃが変位する変曲点Ｂまでの間（Ｄ〜Ｂ間）の負担する内圧を“Ｐｓ”とし、交差領域ＢＨＷに位置するカーカスコード５ａにかかる赤道中心点Ｐでの張力分担率を“Ｔ_０”、積層端部Ｄでの張力分担率を“Ｔ_０−Ａ_０”とする。この場合、積層ベルトにおいては、一般的に積層端部Ｄでの張力分担は、０となるため、Ａ_０＝Ｔ_０としている。

つまり、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄまでの間（Ｐ〜Ｄ間）での内圧負担分布は、

となり、図３及び図４の破線のように、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄにかけて緩やか放物分布となる。なお、積層端部Ｄから変曲点Ｂまでの間（Ｄ〜Ｂ間）での内圧負担分布は、Ｐｓ＝Ｐ０となる。

この関係から、上述した積層端部Ｄから変曲点Ｂまでの間（Ｄ〜Ｂ間）、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄまでの間（Ｐ〜Ｄ間）での簡易的な平衡輪郭線は、各区分の幾何微分によって、それぞれ以下の各積分式（式２〜式４）で得ることができる。

まず、積層端部Ｄから変曲点Ｂまでの間（Ｄ〜Ｂ間）の関係式は、

ただし、

そして、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄまでの間（Ｐ〜Ｄ間）の関係式は、

上記式３及び式４を用いて、簡易的な平衡輪郭線は、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄまでの間（Ｐ〜Ｄ間）では、

ただし、

で求めることができ、積層端部Ｄから変曲点Ｂまでの間（Ｄ〜Ｂ間）では、

ただし、

で求めることができる。

このように、図３及び図４の破線のように、赤道中心点Ｐから、積層端部Ｄ及びタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍを通り、変曲点Ｂまでの簡易的な平衡輪郭線は、上記式５及び式７を用いて連続的にかつ滑らかに繋がる形状となる。

しかし、発明者らは、従来から知られる簡易的な平衡輪郭線にカーカスライン５Ｃを沿うようにカーカス層５を形成した場合、近年普及している扁平率が低い空気入りタイヤに適用しても、カーカス層５の張力が釣り合う形状とならず、荷重負荷時におけるショルダー部のベルト張力及びコーナリング時に横方向からの横力に対する強度の増大が期待できずに、横剛性を確保することが不十分であるため、操縦安定性が向上しないことが分かった。

このような状況に基づいて、発明者らは、従来から知られる簡易的な平衡輪郭線について分析した結果、該簡易的な平衡輪郭線と比較して、積層端部Ｄを該交差領域ＢＨＷに対して３〜６％分、タイヤ径方向内側にカーカスライン５Ｃを通過させることによって、操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることができることを発見した。

すなわち、カーカスライン５Ｃは、正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に、簡易的な平衡輪郭線と比較して、積層端部Ｄを交差領域ＢＨＷに対して３〜６％分、タイヤ径方向内側を通過させる。

なお、この自然平衡輪郭線は、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄまでの間（Ｐ〜Ｄ間）、赤道中心点Ｐからタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの間（Ｐ−Ｍ間）において常に簡易的な平衡輪郭線上もしくは該簡易的な平衡輪郭線よりもタイヤ径方向内側を通り、かつ、赤道中心点Ｐから積層端部Ｄを通りタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの間（Ｐ−Ｄ−Ｍ間）において連続的かつ滑らかに連なる。

なお、自然平衡輪郭線が上記条件下で３％よりも小さくズレると、従来から知られる簡易的な平衡輪郭線に近くなり、ショルダー部のベルト張力及びコーナリング時に横方向からの横力に対する強度の増大が期待できない。一方、自然平衡輪郭線が上記条件下で６％よりも大きくズレると、逆にカーカス層５の張力が釣り合う形状とならずに、操縦安定性が悪化してしまう。

以上のように、本発明の自然平衡輪郭線とは、簡易的な平衡輪郭線と比較して、積層端部Ｄを交差領域ＢＨＷに対して３〜６％分、タイヤ径方向内側を通過する線を示す。すなわち、本発明の自然平衡輪郭線は、カーカス層５の張力が釣り合って形成される線となるため、「自然平衡輪郭線（自然平衡形状）」と言える。

一方、簡易的な平衡輪郭線は、カーカス層５の張力が釣り合って形成される線とならないため、「自然平衡輪郭線（自然平衡形状）」と言えない。

よって、本願請求項１で記載した「自然平衡輪郭線」は、上述したカーカス層５の張力が釣り合う自然平衡輪郭線であり、従来から知られる簡易的な平衡輪郭線ではないものである。

（ベルト層、ベルト補強層及びトレッド部の構成）
次に、上述したベルト層９（第１ベルト層９Ａ及び第２ベルト層９Ｂ）、ベルト補強層１１及びトレッド部１３の具体的な構成について説明する。図５は、本実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向拡大断面図である。

図５に示すように、ベルト層９（中心線）からカーカスライン５Ｃまでの法線上の距離であるベルト法線距離ＢＬは、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において、同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなる。

なお、ベルト法線距離ＢＬは、第１ベルト層９Ａ（中心線）からカーカスラインまでの法線上の距離である第１ベルト法線距離ＢＬ１と、第２ベルト層９Ｂ（中心線）からカーカスラインまでの法線上の距離である第２ベルト法線距離ＢＬ２とを含む。

同様に、ベルト補強層１１（中心線）からカーカスライン５Ｃまでの法線上の距離である補強層法線距離ＲＬは、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において、同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなる。

同様に、トレッド部１３からカーカスライン５Ｃまでの法線上の距離であるトレッド法線距離ＴＬは、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において、同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなる。すなわち、交差領域ＢＨＷ内におけるカーカス層５（カーカスライン５Ｃ）からトレッド部１３の最外位置までの厚さであるゲージ厚は、同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなる。

なお、ベルト法線距離ＢＬ、補強層法線距離ＲＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において、タイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって長くなると、荷重負荷時におけるショルダー部のベルト張力を負担することができない。つまり、ベルト法線距離ＢＬ、補強層法線距離ＲＬ及びトレッド法線距離ＴＬは、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において、同一であることが好ましく、若干、タイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなっていてもよいことである。

特に、ベルト法線距離ＢＬ、補強層法線距離ＲＬ及びトレッド法線距離ＴＬは、交差領域ＢＨＷに対して３０〜９０％の範囲Ｒ内で同一であることが好ましく、交差領域ＢＨＷに対して６０〜８０％の範囲Ｒ内で同一であることがさらに好ましい。

なお、各法線距離が交差領域ＢＨＷに対して３０％よりも小さい範囲で同一であった場合、荷重時のタイヤ変形によるベルト層９の張力分布の変化に伴い、タイヤ赤道線ＣＬを基準にベルト層９の幅の１／２の範囲で張力剛性が大きくなってしまい、適正な張力剛性分布が得られず、操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることが困難となってしまうことがある。

一方、各法線距離が交差領域ＢＨＷに対して９０％よりも大きい範囲で同一であった場合、荷重時のタイヤ変形によるベルト層９の張力分布の変化に伴い、極端にベルト層９の端部で張力剛性が大きくなってしまい、適正な張力剛性分布が得られず、操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることが困難となってしまうことがある。

ここで、荷重負荷時におけるショルダー部のベルト張力及びコーナリング時に横方向からの横力に対する強度のより増大させるために、積層端部Ｄと、交差領域ＢＨＷに対して６０〜８０％の範囲Ｒにおける端部との間に、タイヤ周方向へ伸びる周方向溝１５が形成されることが好ましい。

（作用・効果）
以上説明した本実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、外側カーカスライン５Ｃが自然平衡輪郭線に沿っていることによって、タイヤ断面内の張力分布やベルト層９及びトレッド部１３の配置を適正とすることが可能となり、転がり抵抗等を低減させることができる。

また、ベルト法線距離ＢＬ、補強層法線距離ＲＬ及びトレッド法線距離ＴＬが積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなることによって、荷重負荷時におけるショルダー部のベルト張力及びコーナリング時に横方向からの横力に対する強度を増大させて、横剛性を十分確保することができるため、操縦安定性、特に、コーナリングやレーンチェンジが行われるときの横力（コーナリングフォース）がスムースに立ち上がり、コーナリング特性を向上させることができる。

ここで、正規内圧が充填された時のトレッド部１３におけるセンター部とショルダー部との張力分布、及び、正規荷重が負荷された時のトレッド部１３におけるセンター部とショルダー部との張力分布の位置づけは対応する。

このため、上述した外側カーカスライン５Ｃの曲率半径を小さくすると、ショルダー部の曲げが大きくなり、センター部が大きく圧縮されるがショルダー部の張力を大幅に向上させることができる。この結果、コーナリング特性、特に、コーナリングパワーを向上させることができ、操縦安定性を向上させることが可能となる。

また、ベルト法線距離ＢＬ、補強層法線距離ＲＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、交差領域ＢＨＷに対して３０〜９０％の範囲Ｒ内において同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなることによって、より効率的に操縦安定性（特に、コーナリング特性）と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることができる。

さらに、積層端部Ｄと交差領域ＢＨＷに対して６０〜８０％の範囲Ｒにおける端部との間に周方向溝１５が形成されていることによって、荷重負荷時におけるショルダー部の撓み、曲げ変形が大きくなり、該ショルダー部のベルト張力が増大する。このため、コーナリング時に横方向からの横力に対する剛性（強度）を増大することで、操縦安定性が向上する。

このように、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１は、外側カーカスライン５Ｃが自然平衡輪郭線に沿っていることに加え、ベルト法線距離ＢＬ、補強層法線距離ＲＬ及びトレッド法線距離ＴＬが積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において同一又はタイヤ赤道線ＣＬからトレッド幅方向外側に向かって短くなることによって、操縦安定性（特に、コーナリング特性）と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることが可能となる。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、空気入りタイヤ１は、ラジアルタイヤであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ラジアルタイヤ以外のタイヤ（例えば、バイアスタイヤ）であってもよい。また、空気入りタイヤ１は、一般の乗用車（軽自動車を含む）に装着されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、その他の車両（スポーツカーやバス・トラック等）に装着されるものであっても勿論よい。

また、折返端部５ｂは、タイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまで折り返しているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ビード部３とリム（不図示）とが接触して変位する変曲点Ｂ近傍まで折り返していても勿論よい。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の比較例１，２及び実施例１〜３に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

各空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ： ２０５／５５Ｒ１６
・ ホイールサイズ ： １６×６．５ＪＪ
・ 内圧条件 ： ２３０ｋＰａ
各空気入りタイヤにおけるベルト層（第１ベルト層及び第２ベルト層）は、スチールコード１×５（０．２５）を５０ｍｍあたり５０本、かつ、タイヤ周方向に対する傾き角度が２５度であり、第１コードと第２コードとが交差して配置されている（いわゆる、バイアス積層）。なお、各空気入りタイヤにおける交差領域ＢＨＷは、全て１００ｍｍである。

また、各空気入りタイヤにおけるカーカス層は、ポリエステル１５００Ｄ／２を５０ｍｍあたり４０本、かつ、タイヤ周方向に対して約９０度であり、折返端部５ｂがタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまで折り返している（いわゆる、カーカスターンアップ構造）。

また、各空気入りタイヤにおけるビード部では、ビードコアがスチールコードで形成され、ビードフィラーの硬度がＪＩＳ硬度９０度である。なお、ＪＩＳ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３−１９９３「加硫ゴムの硬さ試験方法」に記載されているデュロメータ硬さ試験に従い、タイプＡデュロメータにより求めた値である。

まず、比較例１に係る空気入りタイヤの構成について説明する。比較例１に係る空気入りタイヤでは、外側カーカスライン５Ｃが正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に自然平衡輪郭線に沿っていない。また、比較例１に係る空気入りタイヤでは、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において一定でない。

なお、比較例１に係る空気入りタイヤでは、正規内圧と充填した際において、リムベースラインＹから赤道中心点Ｐまでの距離（ＺＰ）が３１７ｍｍであり、リムベースラインＹから積層端部Ｄまでの距離（ＺＤ）が３００ｍｍであり、リムベースラインＹからタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの距離（ＺＭ）が２７０ｍｍであり、リムベースラインＹから変曲点Ｂまでの距離（ＺＢ）が２２５ｍｍである（図４参照）。

次に、比較例２に係る空気入りタイヤの構成について説明する。比較例２に係る空気入りタイヤでは、外側カーカスライン５Ｃが正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に上述した従来から知られる簡易的な平衡輪郭線を沿っている。また、比較例２に係る空気入りタイヤでは、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、積層端部Ｄよりもタイヤ赤道線ＣＬ側において一定でない。

なお、比較例２に係る空気入りタイヤでは、正規内圧と充填した際において、リムベースラインＹから赤道中心点Ｐまでの距離（ＺＰ）が３１７ｍｍであり、リムベースラインＹから積層端部Ｄまでの距離（ＺＤ）が３０１ｍｍであり、リムベースラインＹからタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの距離（ＺＭ）が２６２ｍｍであり、リムベースラインＹから変曲点Ｂまでの距離（ＺＢ）が２２５ｍｍである（図４参照）。

次に、実施例１に係る空気入りタイヤの構成について説明する。実施例１に係る空気入りタイヤでは、外側カーカスライン５Ｃが正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に自然平衡輪郭線に沿っている。具体的には、実施例１に係る空気入りタイヤでは、カーカスライン５Ｃが、簡易的な平衡輪郭線と比較して、積層端部Ｄのタイヤ径方向内側（鉛直方向）に向けて５ｍｍ（交差領域ＢＨＷに対して５％）の位置を通過している。また、実施例１に係る空気入りタイヤでは、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、交差領域ＢＨＷに対して７０％の範囲内で同一である。

なお、実施例１に係る空気入りタイヤでは、正規内圧と充填した際において、リムベースラインＹから赤道中心点Ｐまでの距離（ＺＰ）が３１７ｍｍであり、リムベースラインＹから積層端部Ｄまでの距離（ＺＤ）が２９５ｍｍであり、リムベースラインＹからタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの距離（ＺＭ）が２６０ｍｍであり、リムベースラインＹから変曲点Ｂまでの距離（ＺＢ）が２２５ｍｍである（図４参照）。

次に、実施例２に係る空気入りタイヤの構成について説明する。実施例２に係る空気入りタイヤでは、外側カーカスライン５Ｃが正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に自然平衡輪郭線に沿っている。具体的には、実施例２に係る空気入りタイヤでは、カーカスライン５Ｃが、簡易的な平衡輪郭線と比較して、積層端部Ｄのタイヤ径方向内側（鉛直方向）に向けて５ｍｍ（交差領域ＢＨＷに対して５％）の位置を通過している。また、実施例２に係る空気入りタイヤでは、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、交差領域ＢＨＷに対して３０％の範囲内で同一である。

なお、実施例２に係る空気入りタイヤでは、正規内圧と充填した際において、リムベースラインＹから赤道中心点Ｐまでの距離（ＺＰ）が３１７ｍｍであり、リムベースラインＹから積層端部Ｄまでの距離（ＺＤ）が２９５ｍｍであり、リムベースラインＹからタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの距離（ＺＭ）が２６０ｍｍであり、リムベースラインＹから変曲点Ｂまでの距離（ＺＢ）が２２５ｍｍである（図４参照）。

次に、実施例３に係る空気入りタイヤの構成について説明する。実施例３に係る空気入りタイヤでは、外側カーカスライン５Ｃが正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に自然平衡輪郭線に沿っている。具体的には、実施例３に係る空気入りタイヤでは、カーカスライン５Ｃが、簡易的な平衡輪郭線と比較して、積層端部Ｄのタイヤ径方向内側（鉛直方向）に向けて５ｍｍ（交差領域ＢＨＷに対して５％）の位置を通過している。また、実施例３に係る空気入りタイヤでは、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが、交差領域ＢＨＷに対して９０％の範囲内で同一である。

なお、実施例３に係る空気入りタイヤでは、正規内圧と充填した際において、リムベースラインＹから赤道中心点Ｐまでの距離（ＺＰ）が３１７ｍｍであり、リムベースラインＹから積層端部Ｄまでの距離（ＺＤ）が２９５ｍｍであり、リムベースラインＹからタイヤ最大幅ＴＷの位置Ｍまでの距離（ＺＭ）が２６０ｍｍであり、リムベースラインＹから変曲点Ｂまでの距離（ＺＢ）が２２５ｍｍである（図４参照）。

このような比較例１，２及び実施例１〜３に係る空気入りタイヤの転がり抵抗及びコーナリング特性について、図６〜図８及び表１を参照しながら説明する。

＜転がり抵抗＞
各空気入りタイヤを直径２０００ｍｍのスチールドラム試験機に装着し、荷重４０００Ｎ、速度５０，１００，１５０ｋｍ／ｈの３つの条件下で、比較例１に係るランフラットタイヤの転がり抵抗の指数を“１００”とし、その他の空気入りタイヤの転がり抵抗を相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、転がり抵抗が大きい。

この結果、実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤは、比較例１，２に係る空気入りタイヤと比べ、転がり抵抗を低減させることができると分かった。特に、図６及び図７に示すように、実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤでは、カーカスライン５Ｃが自然平衡輪郭線に沿っていることに加えて、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが交差領域ＢＨＷに対して３０〜９０％（特に、６０〜８０％）の範囲Ｒ内で同一であることによって、転がり抵抗を効率よく低減させることができると分かった。

＜コーナリング特性＞
各空気入りタイヤをフラットベルト試験機に装着し、スリップアングル負荷時の空気入りタイヤで発生する横力となるコーナリングフォース（進行方向に直角で水平方向の力）の試験を行い、比較例１に係るランフラットタイヤのスリップアングル（横滑り角）‘０度’におけるコーナリングフォース（Ｎ）のスリップアングルに対する傾きとなるコーナリングパワー（Ｎ／ｄｅｇ）を“１００”とし、その他の空気入りタイヤのコーナリングパワーを相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、コーナリングパワーに優れる。

この結果、表１に示すように、実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤは、比較例１，２に係る空気入りタイヤと比べ、コーナリングパワーに優れているため、コーナリング特性を向上させることができると分かった。特に、図８及び図９に示すように、実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤは、カーカスライン５Ｃが自然平衡輪郭線に沿っていることに加えて、ベルト法線距離ＢＬ及びトレッド法線距離ＴＬが交差領域ＢＨＷに対して３０〜９０％（特に、６０〜８０％）の範囲Ｒ内で同一であることによって、荷重負荷時におけるショルダー部のベルト張力及びコーナリング時に横方向からの横力に対する強度を増大させて、横剛性を十分確保することができるため、コーナリングパワーに優れていることと分かった。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、操縦安定性と転がり抵抗とを高いレベルで両立させることができるため、空気入りタイヤの製造技術などにおいて有用である。

Claims (6)

1. ビードコア及びビードフィラーを少なくとも含む一対のビード部を有し、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向けて少なくともカーカス層、ベルト層及びトレッド部が配置される空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、タイヤ周方向に対して第１コードが傾いて配置される第１ベルト層、及び、前記タイヤ周方向に対して第２コードが傾いて配置され、かつ、前記第２コードが前記第１コードと交差して配置される第２ベルト層を有し、
   前記カーカス層の中心を通る線であるカーカスラインのうち、タイヤ最大幅の位置からタイヤ径方向外側を通る外側カーカスラインは、正規リムにリム組みした状態で正規内圧を充填した際に、前記カーカス層の張力が釣り合う形状である自然平衡輪郭線に沿っており、
   前記ベルト層から前記外側カーカスラインまでの法線上の距離であるベルト法線距離、及び、前記トレッド部から前記外側カーカスラインまでの法線上の距離であるトレッド法線距離は、タイヤ赤道線から前記第１ベルト層と前記第２ベルト層とが交差する積層端部までの領域である交差領域において、同一又はタイヤ赤道線からトレッド幅方向外側に向かって短くなり、
   前記自然平行輪郭線は、自然平衡形状理論によって簡易的に求められる平行輪郭線と比較して、前記積層端部が前記交差領域に対して３〜６％分、タイヤ径方向内側を通る線であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ベルト法線距離及び前記トレッド法線距離は、前記交差領域に対して３０〜９０％の範囲内において、同一又はタイヤ赤道線からトレッド幅方向外側に向かって短くなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２ベルト層のタイヤ径方向外側に設けられるベルト補強層をさらに備え、
   前記ベルト補強層から前記外側カーカスラインまでの法線上の距離である補強層法線距離は、前記積層端部よりもタイヤ赤道線側で同一であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記積層端部と、前記交差領域に対して６０〜８０％の範囲における端部との間に、タイヤ周方向へ伸びる周方向溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記カーカス層における前記ビードコアを折り返している端部である折返端部は、前記タイヤ最大幅の位置まで折り返していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
6. 乗用車に装着されるラジアルタイヤであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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