JP5092879B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、耐フラットスポット性能を備える空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤは、踏面をなすトレッド部と、トレッド部の両側のショルダー部と、各ショルダー部から順次連続するサイドウォール部およびビード部とで構成されている。また、各ビード部には、カーカスが架け渡されている。カーカスは、タイヤ周方向にトロイド状に配置されてタイヤの骨格を構成する。カーカスのタイヤ径方向外側には、ベルト層が配置されていると共に、ベルト層のタイヤ径方向外側にベルト補強層が配置されている。

このような空気入りタイヤは、例えば、該空気入りタイヤを装着した車両が高速走行することで発熱する。そして、発熱した状態で車両が停車し、そのまま空気入りタイヤが長時間にわたって路面に接している場合、フラットスポットが発生することがある。すなわち、空気入りタイヤは、高温となった状態で長時間路面に接していると、路面に接地するトレッド部の踏面が、車両の重量などの垂直荷重の影響によって変形する。その後、空気入りタイヤの温度が低下した際、空気入りタイヤを構成するゴムや有機繊維が変形したままで残留歪を発生させる。フラットスポットは、この残留歪によって形成される平坦部である。フラットスポットが発生すると、車両の走行が開始されてしばらくの間は変形が維持されるため、空気入りタイヤの周方向に対してトロイド形状が不均一になり、振動が発生して乗り心地が悪化し、さらに操縦安定性が低下するおそれがある。

従来、例えば、特許文献１に記載の空気入りタイヤは、低剛性繊維及び高剛性繊維からなる複合コードにより構成される補強層を有している。そして、補強層は、複合コードがカーカスのコードに平行となるようにカーカスに隣接して設けられている。この補強層の複合コードは、応力−伸び曲線にて、原点から変曲点に至る低弾性域と該変曲点を越える高弾性域とを有し、変曲点での伸びが０．５［％］〜５．０［％］の範囲に設定されている。しかも、カーカスの剛性指数に対する複合コードにおける低弾性域の剛性指数が５０［％］以下で、高弾性域の剛性指数が１００［％］以上に設定されている。

特開２００６−２９８１６２号公報

上述した従来の空気入りタイヤによれば、複合コードがカーカスコードに平行となるように補強層をカーカスに隣接して配設することで、タイヤ内部からカーカスに作用する応力を補強層により確実に受け止め、十分なタイヤ剛性を確保する。しかも、タイヤの低空気圧静止時には、複合コードの高弾性域の剛性によりフラットスポットの発生を確実に抑制する一方、通常走行状態では、低弾性域の剛性により乗心地の悪化を防止する。

このように、従来の空気入りタイヤでは、剛性を高める要素と剛性を低める要素とを備えた補強層により、フラットスポットの発生を抑えた上で、乗り心地の悪化を防ぐことができる。しかし、従来の空気入りタイヤでは、補強層のような構成の追加により、空気入りタイヤの重量が増すことになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、追加構成を用いることなく、フラットスポットの発生を抑えることのできる空気入り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、本発明にかかる空気入りタイヤでは、一対の円環状のビード部で各端部が折り返された内側にビードフィラーが設けられていると共に、タイヤ周方向にトロイド状に配置され、かつタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向に並設された複数のカーカスコードを有する少なくとも１層のカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２つのベルトを有するベルト層とを備えた空気入りタイヤにおいて、少なくとも１層の前記カーカスは、タイヤ周方向の所定寸法当たりのカーカス剛性が異なる少なくとも２種のコード部を有し、サイドウォール部の範囲のタイヤ外殻には、タイヤ周方向に沿って連なりつつ各前記コード部のカーカス剛性に応じてタイヤ子午断面での形状が異なる溝部が設けられていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、カーカス剛性の低いコード部と溝部とにより、サイドウォール部の範囲において、実質的にカーカスコードのエンド数が低減され、柔軟性を備えた領域が得られる。これにより、サイドウォール部の範囲でカーカスの剛性が低減されて当該範囲でのたわみ量が大きくなるのでタイヤ径方向の剛性が低減され、かつトレッド部およびショルダー部の曲げ変形が抑制される。このため、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向の剛性の悪化が抑えられ、タイヤ耐久性が向上する。この結果、車両の重量などの垂直荷重がサイドウォール部の範囲で吸収され、かつ路面に接地するトレッド部およびショルダー部の変形が抑制されるので、フラットスポットの発生を抑えることができる。しかも、カーカスコードの構成を変更したものであることから、従前のように追加構成を用いることがない。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、カーカス剛性が最も高い前記コード部の単位当たりのカーカス剛性をＲＡとし、カーカス剛性が最も低い前記コード部の単位当たりのカーカス剛性をＲＢとした場合、カーカス剛性ＲＡに対してカーカス剛性ＲＢが、０．４≦ＲＢ／ＲＡ≦０．９の範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、カーカス剛性ＲＡに対するカーカス剛性ＲＢの比が０．４未満であると、カーカス剛性が最も高いコード部とカーカス剛性が最も低いコード部とのカーカス剛性の差が大きく、ハンドルや車両の振動および車室内騒音の発生原因となる空気入りタイヤの均一性（ＵＦ：ユニフォーミティ）が悪化する。一方、カーカス剛性ＲＡに対するカーカス剛性ＲＢの比が０．９を超えると、カーカス剛性が最も高いコード部とカーカス剛性が最も低いコード部とのカーカス剛性の差が小さく、カーカスの剛性を低減できない。このため、カーカス剛性ＲＡに対してカーカス剛性ＲＢが、０．４≦ＲＢ／ＲＡ≦０．９の範囲に設定されていることが好ましい。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、各前記コード部のカーカスコードの総数ｎが、２０≦ｎ≦２００の範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、コード部の総数ｎが２０未満の場合は、局所的なカーカスの剛性の低下により強度が不足してタイヤ耐久性が悪化する。一方、コード部の総数ｎが２００を超える場合では、変形に対する効果が少なく、トレッド部およびショルダー部の変形（フラットスポット）を抑制する効果が得られ難い。このため、コード部の総数ｎが、２０≦ｎ≦２００の範囲に設定されていることが好ましい。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記溝部の深さｄが、１［ｍｍ］≦ｄ≦４［ｍｍ］の範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、溝部の深さｄが１［ｍｍ］未満の場合は、サイドウォール部の変形を助長させることが難しい。一方、溝部の深さｄが４［ｍｍ］を超える場合では、局所的なカーカスの剛性の低下により強度が不足してタイヤ耐久性が悪化する。このため、溝部の深さｄが、１［ｍｍ］≦ｄ≦４［ｍｍ］の範囲に設定されていることが好ましい。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記溝部は、タイヤ子午断面において、ビードフィラーのタイヤ径方向外側端を通過する前記カーカスの法線の位置から、前記ベルト層タイヤ幅方向最外側端を通過する前記カーカスの法線の位置までの範囲に設けられ、カーカス剛性が最も高い前記コード部が位置する前記範囲での溝断面積ＳＡに対し、カーカス剛性が最も低い前記コード部が位置する前記範囲での溝断面積ＳＢが、１．０１≦ＳＢ／ＳＡの範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、カーカス剛性が最も高いコード部が位置する断面積ＳＡに対し、カーカス剛性が最も低いコード部が位置する断面積ＳＢの比が、１．０１未満であると、溝部の深さや溝開口が十分でないため、各コード部のカーカス剛性の差が小さく、カーカスの剛性を低減できない。このため、断面積ＳＡに対する断面積ＳＢの比が、１．０１≦ＳＢ／ＳＡの範囲に設定されていることが好ましい。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記溝部は、規定内圧を充填した場合の前記カーカスのタイヤ幅方向最大幅位置からタイヤ幅方向に対して平行に延在する基準線上でタイヤ周方向に連なって設けられていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、サイドウォール部のタイヤ幅方向最大幅で、変形量が大きくできる範囲で、柔軟性を備えた領域が得られる。このため、車両の重量などの垂直荷重をより吸収し、かつ路面に接地するトレッド部およびショルダー部の変形をより抑制して、フラットスポットの発生をさらに抑えることができる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、トレッド部のトレッド面が、少なくともタイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー側円弧とを含む複数の異なる曲率半径の円弧で形成されており、正規リムに組込んで正規内圧の５％を内圧充填した状態でのタイヤ子午断面視にて、前記ベルト層のタイヤ幅方向最外側端からタイヤ径方向外側へタイヤ径方向と平行に仮想される仮想線と、前記トレッド面のプロファイルとの交点を基準点とし、タイヤ赤道面と前記トレッド面のプロファイルとの交点をセンタークラウンとし、前記基準点と前記センタークラウンとを結んだ線と、タイヤ幅方向に平行な線とがなす角度をθとし、前記中央部円弧の曲率半径をＲ１とし、前記ショルダー側円弧の曲率半径をＲ２とし、前記タイヤ赤道面から前記中央部円弧のタイヤ幅方向外側端部位置までの円弧長である基準展開幅をＬとし、タイヤ幅方向の前記トレッド面の円弧長であるトレッド展開幅をＴＤＷとした場合、前記トレッド面は、１［度］＜θ＜３［度］、５＜Ｒ１／Ｒ２＜１０、および０．４＜Ｌ／（ＴＤＷ／２）＜０．７を満たすように形成されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、角度θ、中央部円弧の曲率半径Ｒ１、ショルダー側円弧の曲率半径Ｒ２、基準展開幅Ｌのプロファイル変量因子が適宜設定されることで、トレッド面のタイヤ幅方向に沿ったプロファイルの曲率が直線に近づくことから、操縦安定性能と耐フラットスポット性能の両立に対して最適化することができる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、扁平率が５５［％］以下であることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、タイヤ幅方向の距離が比較的長い扁平率５５［％］以下のものに適用されることで、より顕著に耐フラットスポット性能の向上効果を奏する。

本発明にかかる空気入りタイヤは、追加構成を用いることなく、フラットスポットの発生を抑えることができる。

以下に、本発明にかかる空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的同一のものが含まれる。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。

以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面に向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から離れる側をいう。

また、以下に説明する空気入りタイヤは、タイヤ赤道面を中心としてほぼ対称になるように構成されている。タイヤ赤道面とは、空気入りタイヤの回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から最も離れている部分間の距離である。また、タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面上にあって空気入りタイヤの周方向に沿う線をいう。そして、以下に説明する空気入りタイヤは、タイヤ赤道面を中心としてほぼ対称になるように構成されていることから、空気入りタイヤの回転軸を通る平面で該空気入りタイヤを切った場合の子午断面図においては、タイヤ赤道面を中心とした一側のみを図示して当該一側のみを説明し、他側の説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの子午断面図、図２は、図１に示す空気入りタイヤにおけるカーカスのカーカスコードおよび溝部をあらわす概略側面図、図３および図４は、図１に示す空気入りタイヤにおける溝部をあらわす概略子午断面図、図５および図６は、本発明の他の実施の形態に空気入りタイヤの概略側面図、図７および図８は、図６に示す空気入りタイヤにおける溝部をあらわす概略子午断面図、図９は、溝部の深さをあらわす概略断面図、図１０は、本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

図１に示すように、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両側のショルダー部３と、各ショルダー部３から順次連続するサイドウォール部４およびビード部５とを有している。この空気入りタイヤ１は、カーカス６と、ベルト層７と、ベルト補強層８とを含み構成されている。

トレッド部２は、空気入りタイヤ１の外部に露出したものであり、その表面が空気入りタイヤ１の輪郭となる。トレッド部２の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面には、トレッド面２１が形成されている。このトレッド面２１には、タイヤ周方向に延在して形成された複数（本実施の形態では４つ）の周方向主溝２２と、これら周方向主溝２２により区画形成された複数の陸部をなすリブ２３とが設けられている。

ショルダー部３は、トレッド部２のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部４は、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の最も外側に露出したものである。また、ビード部５は、ビードコア５１とビードフィラー５２とを有する。ビードコア５１は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラー５２は、カーカス６の端部がビードコア５１の位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配置される。

カーカス６は、一対のビード部５に対して各タイヤ幅方向端部が折り返され、かつタイヤ周方向にトロイド状に掛け回されてタイヤの骨格を構成するものである。このカーカス６は、有機繊維（ナイロンやポリエステルなど）やスチールなどのカーカスコード６１（図２参照）が、ゴム材で被覆されたものである。カーカスコード６１は、空気入りタイヤ１のタイヤ赤道線に直交してタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向に複数並設されている。なお、図１で示すカーカス６は、１層で構成されているが、剛性を向上するために多層構造としてもよい。すなわち、本実施の形態でのカーカス６は、所望とする剛性に応じて少なくとも１層設けられている。また、カーカスコード６１は、タイヤ赤道線に直交しているが、タイヤ赤道線（タイヤ周方向）に対する角度が実質的に９０［度］であって、タイヤ赤道線に対する９０度を基準に−５［度］から＋５[度]の範囲の角度を含む。

ベルト層７は、少なくとも２つのベルト７１，７２を積層した多層構造をなし、カーカス６のタイヤ径方向外側に配置されてカーカス６をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト７１，７２は、有機繊維（ナイロンやポリエステルなど）やスチールなどのコードがゴム材で被覆されたもので、該コードがタイヤ周方向、つまりタイヤ赤道線に対して、所定の角度をつけて配置されている。また、ベルト７１，７２は、タイヤ赤道線に対して、相互にコードを反対方向に傾けて配置されている。

ベルト補強層８は、ベルト層７のタイヤ径方向外側に配置されてベルト層７をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト補強層８は、有機繊維（ナイロンやポリエステルなど）やスチールなどのコードがゴム材で被覆されたもので、該コードがタイヤ周方向、つまりタイヤ赤道線に対して実質的に０度（タイヤ周方向に対する角度が１０°以下）の角度となるように配置されている。

このような空気入りタイヤ１にかかり、図２に示すように、少なくとも１層のカーカス６におけるカーカスコード６１は、タイヤ周方向の所定単位当たりのカーカス剛性が異なる少なくとも２種のコード部６１１Ｓ，６１２Ｓをなしている。

コード部６１１Ｓは、カーカス剛性が比較的高く構成された高コード部である。この高コード部６１１Ｓは、カーカス６において全て同じ剛性に構成されたカーカスコード６１のうち、図２に示すように、タイヤ周方向で隣接する距離が密であって、タイヤ周方向の所定寸法でのカーカスコード６１の本数（エンド数）が比較的多く配置されている。一方、コード部６１２Ｓは、カーカス剛性が比較的低く構成された低コード部である。この低コード部６１２Ｓは、カーカス６において全て同じ剛性に構成されたカーカスコード６１のうち、図２に示すように、タイヤ周方向で隣接する距離が疎であって、タイヤ周方向の所定寸法でのカーカスコード６１の本数（エンド数）が比較的少なく配置されている。

なお、カーカスコード６１の１本の剛性は、２［％］伸張時での力で定義するものとする。また、図には明示しないが、高コード部６１１Ｓおよび低コード部６１２Ｓは、上述したエンド数の他、例えば、アラミド繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維などのコード材料を変更したり、コード径を変更したり、曲付けを与えたり、初期張力を変更したり、縒り数を変更したりすることによりカーカス剛性を調整できる。このように、コード材料、コード径、曲付け付与、初期張力、および縒り数によりカーカス剛性を調整した場合では、コード部６１１Ｓ，６１２Ｓは、１本のカーカスコード６１で構成することができる。

さらに、サイドウォール部４の範囲のタイヤ外殻には、溝部９が設けられている。溝部９は、図１および図２に示すように、サイドウォール部４の範囲であって、ビードフィラー５２のタイヤ径方向外側端を通過するカーカス６の法線Ａ（図１参照）の位置から、ベルト層７（タイヤ幅方向に最大幅のベルト７１）のタイヤ幅方向最外側端を通過するカーカス６の法線Ｂ（図１参照）の位置までの範囲のタイヤ外殻に、タイヤ周方向に沿って帯状に連続して形成されている。

この溝部９は、各コード部６１１Ｓ，６１２Ｓのカーカス剛性に応じてタイヤ子午断面での形状が異なって形成されている。具体的に溝部９は、その断面形状により、カーカス剛性の高い高コード部６１１Ｓが配置された範囲のサイドウォール部４の剛性を高くあるいは低く調整したり、カーカス剛性の低い低コード部６１２Ｓが配置された範囲のサイドウォール部４の剛性を低くあるいは高く調整したりするものである。すなわち、溝部９は、高コード部６１１Ｓによりカーカス剛性をそれ以上高くできない場合、その断面形状により高コード部６１１Ｓが配置された範囲のサイドウォール部４の剛性を高くし、あるいは高コード部６１１Ｓによりカーカス剛性が高すぎる場合、その断面形状により高コード部６１１Ｓが配置された範囲のサイドウォール部４の剛性を低くするものである。また、溝部９は、低コード部６１２Ｓによりカーカス剛性をそれ以上低くできない場合、その断面形状により低コード部６１２Ｓが配置された範囲のサイドウォール部４の剛性を低くし、あるいは低コード部６１２Ｓによりカーカス剛性が低すぎる場合、その断面形状により低コード部６１２Ｓが配置された範囲のサイドウォール部４の剛性を高くするものである。

図２に示す溝部９は、タイヤ周方向で溝深さが均一に形成されており、高コード部６１１Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的高くするように、タイヤ径方向で溝開口が狭く形成され（図３参照）、かつ低コード部６１２Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的低くするように、タイヤ径方向で溝開口が広く形成されている（図４参照）。なお、図２で示す溝部９は、高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとに対応する部位に至る間では、その溝開口が漸次変化するように形成されている。

その他、図５に示す溝部９は、タイヤ周方向で溝深さが均一に形成されており、高コード部６１１Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的低くするように、タイヤ径方向で溝開口が広く形成され（図４参照）、かつ低コード部６１２Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的高くするように、タイヤ径方向で溝開口が狭く形成されている（図３参照）。なお、図５で示す溝部９は、高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとに対応する部位では、それぞれタイヤ径方向で均一な溝開口に形成され、高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとに対応する部位の間では、急激に溝開口が変化するように形成されている。

さらに、その他、図６に示す溝部９は、タイヤ周方向で溝開口が均一に形成されており、高コード部６１１Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的高くするように、タイヤ径方向で溝深さが浅く形成され（図７参照）、かつ低コード部６１２Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的低くするように、タイヤ径方向で溝深さが深く形成されている（図８参照）。あるいは、図６に示す溝部９は、高コード部６１１Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的低くするように、溝深さが深く形成され（図８参照）、かつ低コード部６１２Ｓに応じてサイドウォール部４の剛性を比較的高くするように、溝深さが浅く形成されている（図７参照）。

このように高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとを有するカーカス６を備えた空気入りタイヤ１は、低コード部６１２Ｓにより、サイドウォール部４の範囲において、実質的にカーカスコード６１のエンド数が低減され、柔軟性を備えた領域が得られる。これにより、サイドウォール部４の範囲でカーカス６の剛性が低減されて当該範囲でのたわみ量が大きくなるのでタイヤ径方向の剛性が低減され、かつトレッド部２およびショルダー部３の曲げ変形が抑制される。このため、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向の剛性の悪化が抑えられ、タイヤ耐久性が向上する。この結果、車両の重量などの垂直荷重がサイドウォール部４の範囲で吸収され、かつ路面に接地するトレッド部２およびショルダー部３の変形が抑制されるので、フラットスポットの発生を抑えることができる。しかも、カーカスコード６１の構成を変更したものであることから、従前のように追加構成を用いることがない。さらに、高コード部６１１Ｓおよび低コード部６１２Ｓと、溝部９との組み合わせにより、サイドウォール部４の変形を助長もしくは調整させるので、トレッド部２およびショルダー部３の曲げ変形をさらに抑制もしくは調整し、フラットスポットの発生をさらに抑えることができる。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１では、カーカス剛性が最も高い高コード部６１１Ｓの単位当たりのカーカス剛性をＲＡとし、カーカス剛性が最も低い低コード部６１２Ｓの単位当たりのカーカス剛性をＲＢとした場合、カーカス剛性ＲＡに対してカーカス剛性ＲＢが、０．４≦ＲＢ／ＲＡ≦０．９の範囲に設定されている。すなわち、高コード部６１１Ｓの単位当たりのカーカス剛性ＲＡに対し、低コード部６１２Ｓの単位当たりのカーカス剛性ＲＢの比が、４０［％］以上９０［％］以下の範囲に設定されている。

カーカス剛性ＲＡに対するカーカス剛性ＲＢの比が４０［％］未満であると、高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとのカーカス剛性の差が大きく、ハンドルや車両の振動および車室内騒音の発生原因となる空気入りタイヤの均一性（ＵＦ：ユニフォーミティ）が悪化する。一方、カーカス剛性ＲＡに対するカーカス剛性ＲＢの比が９０［％］を超えると、高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとのカーカス剛性の差が小さく、カーカス６の剛性を低減できない。このため、カーカス剛性ＲＡに対するカーカス剛性ＲＢの比が４０［％］以上９０［％］以下の範囲に設定されていることが好ましい。また、カーカス剛性ＲＡに対するカーカス剛性ＲＢの比が、５０［％］以上８０［％］以下（０．５≦ＲＢ／ＲＡ≦０．８）の範囲に設定されていると、ユニフォーミティの悪化が防げ、かつカーカス６の剛性を低減できるので、より好ましい。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１では、高コード部６１１Ｓおよび低コード部６１２Ｓの総数ｎが、２０≦ｎ≦２００の範囲に設定されている。

コード部６１１Ｓ，６１２Ｓの総数ｎが２０未満の場合は、局所的なカーカス６の剛性の低下により強度が不足してタイヤ耐久性が悪化する。一方、コード部６１１Ｓ，６１２Ｓの総数ｎが２００を超える場合では、変形に対する効果が少なく、トレッド部２およびショルダー部３の変形（フラットスポット）を抑制する効果が得られ難い。このため、コード部６１１Ｓ，６１２Ｓの総数ｎが、２０≦ｎ≦２００の範囲に設定されていることが好ましい。なお、トレッド部２およびショルダー部３の変形（フラットスポット）を抑制する効果をより得るためには、各コード部６１１Ｓ，６１２Ｓにおけるタイヤ周方向での最大寸法Ｓｍａｘが、１０［ｍｍ］≦Ｓｍａｘ≦１００［ｍｍ］の範囲に設定されていることが好ましい。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１では、溝部９の深さｄが、１［ｍｍ］≦ｄ≦４［ｍｍ］の範囲に設定されている。なお、溝部９の深さｄは、図９に示すように、タイヤ外殻から溝部９に変形する溝部９の開口をなす対向する各変曲点Ｑを結んだ直線と、溝部９の底である最大落ち込み位置との距離として規定される。

溝部９の深さｄが１［ｍｍ］未満の場合は、サイドウォール部４の変形を助長させることが難しい。一方、溝部９の深さｄが４［ｍｍ］を超える場合では、局所的なカーカス６の剛性の低下により強度が不足してタイヤ耐久性が悪化する。このため、溝部９の深さｄが、１［ｍｍ］≦ｄ≦４［ｍｍ］の範囲に設定されていることが好ましい。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１では、溝部９は、タイヤ子午断面において、ビードフィラー５２のタイヤ径方向外側端を通過するカーカス６の法線Ａの位置から、ベルト層７のタイヤ幅方向最外側端を通過するカーカス６の法線Ｂの位置までの範囲に設けられている。さらに、この範囲において、カーカス剛性が最も高い高コード部６１１Ｓが位置する断面積ＳＡに対し、カーカス剛性が最も低い低コード部６１２Ｓが位置する断面積ＳＢが、１．０１≦ＳＢ／ＳＡの範囲に設定されている。すなわち、カーカス剛性が最も高い高コード部６１１Ｓが位置する断面積ＳＡに対し、カーカス剛性が最も低い低コード部６１２Ｓが位置する断面積ＳＢの比が、１［％］以上の範囲に設定されている。

カーカス剛性が最も高い高コード部６１１Ｓが位置する断面積ＳＡに対し、カーカス剛性が最も低い低コード部６１２Ｓが位置する断面積ＳＢの比が１［％］未満であると、溝部９の深さや溝開口が十分でないため、高コード部６１１Ｓと低コード部６１２Ｓとのカーカス剛性の差が小さく、カーカス６の剛性を低減できない。このため、断面積ＳＡに対する断面積ＳＢの比が１［％］以上（１．０１≦ＳＢ／ＳＡ）の範囲に設定されていることが好ましい。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１では、図１に示すように、溝部９は、規定内圧を充填した場合のカーカス６のタイヤ幅方向最大幅位置を通過しつつタイヤ幅方向に平行な基準線Ｊ上で、タイヤ周方向に連なって設けられている。かかる構成によれば、サイドウォール部４のタイヤ幅方向最大幅で、変形量が大きくできる範囲で、柔軟性を備えた領域が得られる。このため、車両の重量などの垂直荷重をより吸収し、かつ路面に接地するトレッド部２およびショルダー部３の変形をより抑制して、フラットスポットの発生をさらに抑えることができる。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１では、図１に示すように、トレッド部２のトレッド面２１が、少なくともタイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧２１ａと、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー側円弧２１ｂとを含む複数の異なる曲率半径の円弧で形成されている。そして、正規リムに組込んで正規内圧の５％を内圧充填した状態でのタイヤ子午方向の断面視にて、以下のように形成されている。なお、ここでいう正規リムとは、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、正規内圧とは、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、正規荷重とは、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。

まず、ベルト層７の１番ベルト７１のタイヤ幅方向最外側端からタイヤ径方向外側へタイヤ径方向と平行に仮想される仮想線Ｃを設定する。そして、この仮想線Ｃとトレッド面２１のプロファイル（輪郭）との交点を基準点Ｄとし、この基準点ＤとセンタークラウンＣＬとを結んだ線をショルダー片落線Ｅとする。そして、このショルダー片落線Ｅと、タイヤ幅方向に平行であってタイヤ断面高さＨｔ（（タイヤ径方向の外径−リム径）／２であって、ビード部５のタイヤ径方向内周側端部（すなわち、リムベース５３の位置）からタイヤ赤道面Ｓとトレッド面２１との交点であるセンタークラウンＣＬまでのタイヤ径方向の高さ。）になる平行線Ｆとがなす角度をθとする。角度θは、ショルダー片落線Ｅと平行線Ｆとがなす鋭角側の角度である。さらに、中央部円弧２１ａの曲率半径をＲ１、ショルダー側円弧２１ｂの曲率半径をＲ１とすると共に、タイヤ赤道面Ｓからショルダー側円弧２１ｂのタイヤ幅方向内側端部位置Ｇ（中央部円弧２１ａとショルダー側円弧２１ｂとが連続する位置）までの円弧長である基準展開幅をＬ、タイヤ幅方向のトレッド面２１の円弧長であるトレッド展開幅をＴＤＷとする。

なお、上記角度θは、トレッド部２の両端部に連続するショルダー部３のセンタークラウンＣＬに対する落ち込み量に相当する。また、トレッド展開幅ＴＤＷは、曲率半径Ｒ１の中央部円弧２１ａにおけるタイヤ幅方向の円弧長をＬ１、曲率半径Ｒ２のショルダー側円弧２１ｂにおけるタイヤ幅方向の円弧長をＬ２とすると、ＴＤＷ＝（Ｌ１＋Ｌ２）×２に相当する。そして、本実施の形態では、トレッド面２１において中央部円弧２１ａとショルダー側円弧２１ｂとの間には異なる曲率半径の円弧は設定されていないことから、曲率半径Ｒ１の中央部円弧２１ａにおけるタイヤ幅方向の円弧長Ｌ１が基準展開幅Ｌに相当することになる。なお、トレッド面２１において中央部円弧２１ａとショルダー側円弧２１ｂとの間に異なる曲率半径の円弧が設定されている場合、基準展開幅Ｌは、タイヤ赤道面Ｓからショルダー側円弧２１ｂのタイヤ幅方向内側端部位置Ｇまでの間にある円弧の円弧長の和となる。言い換えれば、Ｌ＝ＴＤＷ／２−Ｌ２となる。

上記のように空気入りタイヤ１の各部を規定した場合に、トレッド面２１は、角度θが１［度］＜θ＜３［度]の範囲に設定され、曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２との関係を下記の式（１）で求め、この式（１）よって求められたＦ１（トレッド部面曲率半径比）が、５＜Ｆ１＜１０の範囲に設定される。さらに、基準展開幅Ｌとトレッド展開幅ＴＤＷとの関係を下記の式（２）で求め、この式（２）よって求められたＦ２（展開幅比）が、０．４＜Ｆ２＜０．７の範囲に設定されるように形成される。

式（１）・・・Ｆ１＝Ｒｃ／Ｒｓ
式（２）・・・Ｆ２＝Ｌ／（ＴＤＷ／２）

かかる構成によれば、角度θ、中央部円弧２１ａの曲率半径Ｒ１、ショルダー側円弧２１ｂの曲率半径Ｒ２、基準展開幅Ｌ（言い換えれば、円弧長Ｌ１、円弧長Ｌ２、トレッド展開幅ＴＤＷ）のプロファイル変量因子が上記のように設定されることで、トレッド面２１のタイヤ幅方向に沿ったプロファイルの曲率が直線に近づくことから、操縦安定性能と耐フラットスポット性能の両立に対して最適化することができる。

すなわち、角度θが１[度]＜θ＜３［度]の範囲に設定されることにより、角度θが３［度］よりも小さいので、トレッド面２１にて、トレッド部２からサイドウォール部４にかけてのショルダー部３付近での角度変化が小さくなる。すなわち、トレッド部２の両端部に連続するショルダー部３におけるセンタークラウンＣＬに対する落ち込み量を少なくすることができ、トレッド面２１の曲率を平坦に近づけることができる。一方、角度θが１［度］よりも大きいので、この角度θが小さすぎて空気入りタイヤ１としての適正な形状が崩れてしまうことを防止できる。さらに、曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２との関係式（１）によって求められたＦ１を、５＜Ｆ１＝Ｒｃ／Ｒｓ＜１０の範囲に設定し、かつ基準展開幅Ｌとトレッド展開幅ＴＤＷとの関係式（２）によって求められたＦ２を、０．４＜Ｆ２＝Ｌ／（ＴＤＷ／２）＜０．７の範囲に設定することにより、トレッド面２１のプロファイルをより平坦な形状に近付け、トレッド面２１における接地圧の均一化を図ることができる。これにより、トレッド面２１やショルダー部３、ビード部５における局所的な変形、特に、トレッド面２１が表面に形成されたトレッド部２のタイヤ径方向内側に配置されるベルト補強層８や、荷重が作用した際に耐フラットスポット性能に対して影響が大きいビードフィラー５２の局所的な変形が抑制される。これにより、空気入りタイヤ１の熱冷却の際の残留歪を低減し、フラットスポットの発生を抑制できる。

また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１は、特に、タイヤ幅方向の距離が比較的長い扁平率５５［％］以下のものに適用されることで、より顕著に耐フラットスポット性能の向上効果を奏する。なお、偏平率とは、図１に示すように、タイヤ幅Ｗに対するタイヤ高さＨｔを比率で表したものである。

本実施の形態では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、耐サイドカット性、タイヤ耐久性、ユニフォーミティ（ＵＦ）および耐フラットスポット性に関する性能試験が行われた（図１０参照）。

この性能試験では、タイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１７の空気入りタイヤを、ＪＡＴＭＡ規定の正規リムに組み付け、ＪＡＴＭＡ規定の最高空気圧を充填し、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重を加えた。

評価方法は、耐サイドカット性の性能試験では、試験タイヤの空気圧を２００ｋＰａにして排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、角を半径１ｍｍで面取りした高さ１１０ｍｍの鋼製試験縁石に対し、時速１０ｋｍ／ｈで進入角度３０度で進入して乗り上げ、これを時速２．５ｋｍ／ｈずつ増加させながら、エア漏れあるいはタイヤが破壊するまで実施した。この結果に基づいて比較例１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。タイヤ耐久性の性能試験では、ドラム径１７０７ｍｍでＪＡＴＭＡ高速耐久性試験終了後、３０分毎に１０ｋｍ／ｈ加速してタイヤが破壊するまで試験を続行した。この結果に基づいて比較例１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。また、ユニフォーミティの性能試験では、ＪＩＳ Ｄ４２３３に従いＲＦＶ値を測定した。このときの空気圧は２３０ｋＰａ、タイヤ荷重は５ｋＮである。この結果に基づいて比較例１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。また、耐フラットスポット性の性能試験では、ユニフォーミティを上記と同様に測定し、時速１５０ｋｍ／ｈで３０分予備走行後に、荷重を負荷した状態で１時間ドラム停止する。その後、再び、タイヤユニフォーミティを測定し、ラジアルフォースバリエーションの予備走行前後の差ΔＲＦＶを評価指標とする。この差ΔＲＦＶが小さいほど、耐フラットスポット性に優れる。この結果に基づいて比較例１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。

比較例の空気入りタイヤは、高コード部および低コード部を有しておらず、溝部の深さ、ショルダー部落ち込み量θ、トレッド部面曲率半径比（Ｒ１／Ｒ２）および展開幅比（Ｌ／（ＴＤＷ／２））が適正化されている。一方、実施例１〜実施例７の空気入りタイヤは、高コード部および低コード部を有しており、高コード部に対する低コード部のカーカス剛性比（ＲＢ／ＲＡ）、コード部のタイヤ周方向最大寸法、コード部総数、溝部の深さ、高コード部に対する低コード部の断面積比（ＳＢ／ＳＡ）、溝部がカーカス最大幅位置Ｊを含むか否か、ショルダー部落ち込み量θ、トレッド部面曲率半径比（Ｒ１／Ｒ２）および展開幅比（Ｌ／（ＴＤＷ／２））がそれぞれ適正化されている。

図１０の試験結果に示すように、実施例１〜実施例７の空気入りタイヤでは、それぞれ耐久性およびユニフォーミティが許容範囲で維持され、かつ耐サイドカット性および耐フラットスポット性に優れていることが分かる。

本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの子午断面図である。 図１に示す空気入りタイヤにおけるカーカスのカーカスコードおよび溝部をあらわす概略側面図である。 図１に示す空気入りタイヤにおける溝部をあらわす概略子午断面図である。 図１に示す空気入りタイヤにおける溝部をあらわす概略子午断面図である。 本発明の他の実施の形態に空気入りタイヤの概略側面図である。 本発明の他の実施の形態に空気入りタイヤの概略側面図である。 図６に示す空気入りタイヤにおける溝部をあらわす概略子午断面図である。 図６に示す空気入りタイヤにおける溝部をあらわす概略子午断面図である。 溝部の深さをあらわす概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２１ トレッド面
２１ａ 中央部円弧
２１ｂ ショルダー側円弧
２２ 周方向主溝
２３ リブ
３ ショルダー部
４ サイドウォール部
５ ビード部
５１ ビードコア
５２ ビードフィラー
５３ リムベース
６ カーカス
６１ カーカスコード
６１１Ｓ 高コード部
６１２Ｓ 低コード部
７ ベルト層
７１，７２ ベルト
８ ベルト補強層
９ 溝部
ＲＡ 高コード部のカーカス剛性
ＲＢ 低コード部のカーカス剛性
ＳＡ 高コード部の断面積
ＳＢ 低コード部の断面積
Ｓｍａｘ カーカス最大寸法
Ｊ カーカス最大幅位置
ＣＬ センタークラウン
Ｆ１ トレッド部面曲率半径比
Ｆ２ 展開幅比
Ｌ 基準展開幅
Ｌ１ 中央部円弧の円弧長
Ｌ２ ショルダー側円弧の円弧長
ｎ 高コード部および低コード部の総数
Ｑ 変曲点
Ｒ１ 中央部円弧の曲率半径
Ｒ２ ショルダー側円弧の曲率半径
Ｓ タイヤ赤道面
ＴＤＷ トレッド展開幅
Ｗ タイヤ幅
θ ショルダー部落ち込み角度

Claims (8)

1. 一対の円環状のビード部で各端部が折り返された内側にビードフィラーが設けられていると共に、タイヤ周方向にトロイド状に配置され、かつタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向に並設された複数のカーカスコードを有する少なくとも１層のカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２つのベルトを有するベルト層とを備えた空気入りタイヤにおいて、
   少なくとも１層の前記カーカスは、タイヤ周方向の所定寸法当たりのカーカス剛性が異なる少なくとも２種のコード部を有し、サイドウォール部の範囲のタイヤ外殻には、タイヤ周方向に沿って連なりつつ各前記コード部のカーカス剛性に応じてタイヤ子午断面での形状が異なる溝部が設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. カーカス剛性が最も高い前記コード部の単位当たりのカーカス剛性をＲＡとし、
   カーカス剛性が最も低い前記コード部の単位当たりのカーカス剛性をＲＢとした場合、
   カーカス剛性ＲＡに対してカーカス剛性ＲＢが、０．４≦ＲＢ／ＲＡ≦０．９の範囲に設定され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。
3. 各前記コード部のカーカスコードの総数ｎが、２０≦ｎ≦２００の範囲に設定されている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。
4. 前記溝部の深さｄが、１［ｍｍ］≦ｄ≦４［ｍｍ］の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記溝部は、タイヤ子午断面において、ビードフィラーのタイヤ径方向外側端を通過する前記カーカスの法線の位置から、前記ベルト層タイヤ幅方向最外側端を通過する前記カーカスの法線の位置までの範囲に設けられ、
   カーカス剛性が最も高い前記コード部が位置する前記範囲での溝断面積ＳＡに対し、カーカス剛性が最も低い前記コード部が位置する前記範囲での溝断面積ＳＢが、１．０１≦ＳＢ／ＳＡの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記溝部は、規定内圧を充填した場合の前記カーカスのタイヤ幅方向最大幅位置からタイヤ幅方向に対して平行に延在する基準線上でタイヤ周方向に連なって設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
7. トレッド部のトレッド面が、少なくともタイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー側円弧とを含む複数の異なる曲率半径の円弧で形成されており、
   正規リムに組込んで正規内圧の５％を内圧充填した状態でのタイヤ子午断面視にて、
   前記ベルト層のタイヤ幅方向最外側端からタイヤ径方向外側へタイヤ径方向と平行に仮想される仮想線と、前記トレッド面のプロファイルとの交点を基準点とし、
   タイヤ赤道面と前記トレッド面のプロファイルとの交点をセンタークラウンとし、
   前記基準点と前記センタークラウンとを結んだ線と、タイヤ幅方向に平行な線とがなす角度をθとし、
   前記中央部円弧の曲率半径をＲ１とし、
   前記ショルダー側円弧の曲率半径をＲ２とし、
   前記タイヤ赤道面から前記中央部円弧のタイヤ幅方向外側端部位置までの円弧長である基準展開幅をＬとし、
   タイヤ幅方向の前記トレッド面の円弧長であるトレッド展開幅をＴＤＷとした場合、
   前記トレッド面は、１［度］＜θ＜３［度］、５＜Ｒ１／Ｒ２＜１０、および０．４＜Ｌ／（ＴＤＷ／２）＜０．７を満たすように形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
8. 扁平率が５５［％］以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。

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