JP5541416B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

本発明は、一対のビード部（２）と、ビード部に連なるサイドウォール部（３）と、サイドウォール部を連結するトレッド部（１０）とを備える空気入りタイヤ（１）に関する。このとき、空気入りタイヤの総幅ＳＷと外径ＯＤとの比が、「ＳＷ／ＯＤ≦０．３」の関係を満たす。さらに、一方の第二の基準点（Ｑ１）から他方の第二の基準点（Ｑ２）までのトレッドプロファイル（１２）に沿った長さをトレッド展開幅ＴＤＷとし、第二の基準点とプロファイル中央（ｃｃ）とを結んだ直線と、タイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度を落込み量θとしたときに、「０．８ ≦ ＴＤＷ／ＳＷ ＜ １」及び「１．５°≦ θ ≦４．５°」の関係を満たす。

Description

本発明は、乗用車用の省燃費性を向上させた空気入りタイヤに関する。

従来、特にハイブリット自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）などの自動車の低燃費性に貢献するために、転がり抵抗を低減する空気入りタイヤが提案されてきた。近年はさらに、環境への配慮が高まるにつれ、自動車の低燃費化に対する貢献度がより高い空気入りタイヤが求められている。

空気入りタイヤの転がり抵抗を低減する手法としては、空気入りタイヤの総幅（ＳＷ）を狭くしてその前方投影面積を小さくすることによって、タイヤ周辺の空気抵抗を低減させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／１３５７７４号

しかしながら、上述の手法では、空気入りタイヤの総幅が狭くなることに伴って接地幅も狭くなることから、一定の負荷能力を維持するために外径（ＯＤ）を大きくすることが必要となる。そのため、空気入りタイヤの接地長が比較的長くなることになる。

空気入りタイヤの接地長が長くなると、排水性（ＷＥＴ性能）が大きく向上する。その一方で、接地幅が狭くなることによって、コーナリングフォース（ＣＦ）が低下し、ひいては操縦安定性が低下するおそれがある。

そこで、本発明の目的は、転がり抵抗を低減しつつ、それにより悪化した操縦安定性能を改善することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明によれば、
一対のビード部と、前記ビード部に連なるサイドウォール部と、前記サイドウォール部を連結するトレッド部とを備える空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤの総幅ＳＷと外径ＯＤとの比が、
ＳＷ／ＯＤ ≦ ０．３
の関係を満たし、
タイヤ子午線方向の断面視における前記トレッド部の表面の輪郭線であるトレッドプロファイルは、タイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、前記トレッド部におけるタイヤ幅方向の最も外側に位置するサイド部円弧と、前記サイド部円弧と連続する、前記サイド部円弧の次にタイヤ幅方向の外側に位置するショルダー側円弧とを少なくとも含む、互いに異なる曲率半径を有する複数の円弧を繋げることによって形成されており、
タイヤ子午線方向の断面視にて、一方の前記ショルダー側円弧の延長線と前記サイド部円弧の延長線との交点を一方の第一の基準点とし、前記一方の第一の基準点を通る前記トレッドプロファイルに垂直な直線と、前記トレッドプロファイルとの交点を一方の第二の基準点とし、他方の前記ショルダー側円弧の延長線と前記サイド部円弧の延長線との交点を他方の第一の基準点とし、前記他方の第一の基準点を通る前記トレッドプロファイルに垂直な直線と、前記トレッドプロファイルとの交点を他方の第二の基準点とし、前記一方の第二の基準点から前記他方の第二の基準点までの前記トレッドプロファイルに沿った長さをトレッド展開幅ＴＤＷとし、タイヤ赤道面と前記トレッドプロファイルとの交点をプロファイル中央とし、前記第二の基準点と前記プロファイル中央とを結んだ直線と、タイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度を落込み量θとしたときに、
０．８ ≦ ＴＤＷ／ＳＷ ＜ １
１．５°≦ θ ≦４．５°
の関係を満たすことを特徴とする、
空気入りタイヤが提供される。

本発明によれば、転がり抵抗を低減しつつ、それにより悪化した操縦安定性能を改善することができる空気入りタイヤを提供することができる。

以下、添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から、本発明を一層十分に理解できるであろう。

本発明の第一の実施形態に係る空気入りタイヤの子午断面図。 図１の空気入りタイヤのトレッド部の部分拡大図である。 図２のショルダー側円弧及びサイド部円弧の境界付近の拡大図。 図２に類似する、本発明の第二の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の子午断面部分拡大図。

（第一の実施形態）
これより、本発明の第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１全体の子午断面図である。ここで、空気入りタイヤの子午断面形状とは、タイヤ赤道面ＣＬと垂直な平面上に現れる空気入りタイヤの断面形状をいう。

以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸ＡＸ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ＡＸに向かう方向の側をいい、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸ＡＸから離れる方向の側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸ＡＸを中心として回転する方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸ＡＸ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（タイヤ赤道線）ＣＬに向かう方向の側、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ＣＬから離れる方向の側をいう。タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤ１の回転軸ＡＸに直交するとともに、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面である。

第一の実施形態の空気入りタイヤ１は、タイヤ子午断面視で、一対のビード部２と、ビード部に連なるサイドウォール部３と、サイドウォール部同士を連結するトレッド部１０とを備える。さらに、図１を参照すると、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、従来の空気入りタイヤと同様に、ビード部２同士の間においてサイドウォール部３及びトレッド部１０を介して架け渡されているカーカス層２０と、トレッド部１０においてカーカス層２０よりもタイヤ径方向外側に位置するベルト層３０を備える。

第一の実施形態の空気入りタイヤ１は、その総幅ＳＷと外径ＯＤとの比が、
ＳＷ／ＯＤ ≦ ０．３ ・・・＜１＞
の関係を満たすように形成されている。

なお、本発明では、総幅ＳＷは、空気入りタイヤ１をリム組みし、空気入りタイヤ１の寸法を規定するために２３０［ｋＰａ］（任意に設定した内圧）で内圧を充填したときの無負荷状態における、サイドウォール上のデザインを含んだサイドウォール同士の間の間隔であり、外径ＯＤは、このときのタイヤの外径である。なお、上述のように２３０［ｋＰａ］という内圧は、総幅ＳＷや外径ＯＤなどの空気入りタイヤの寸法を規定するために選択されたものであり、本明細書に記載されているタイヤ寸法に係るパラメータは全て、内圧２３０［ｋＰａ］かつ無負荷状態において規定されているものとする。しかしながら、本発明に係る空気入りタイヤ１は、通常に使用される範囲の内圧が充填されているものであれば、本発明の効果を発揮するものであり、２３０［ｋＰａ］の内圧が充填されていることが本発明を実施する上で必須ではないことに留意されたい。

ここで、本発明において使用されるリムは、空気入りタイヤ１の内径に適合したリム径を有し、かつＩＳＯ４０００−１：２００１に準拠して、タイヤ断面幅の呼びＳｎと、リム組みされるタイヤの偏平比により表１の対応表によって定められる係数Ｋ１との積で求めた値（Ｒｍ＝Ｋ１×Ｓｎ）に最も近い、表２に示されている規定リム幅Ｒｍ［ｍｍ］に対応するリム幅の呼びを有するリムである。

図２は、図１の空気入りタイヤのトレッド部の部分拡大図である。なお、第一の実施形態に係る空気入りタイヤは、タイヤ赤道面ＣＬ対称に構成されているので、特に記載のない限り、図面上においてタイヤ赤道面ＣＬよりも右側に位置する部分についてのみ説明することとする。

図２には、この空気入りタイヤ１のトレッド部１０の外表面によって形成されている、子午断面視において輪郭線として現れるトレッドプロファイル１２が示されている。第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１では、このトレッドプロファイル１２は、タイヤ幅方向の中央部に位置する中央部円弧１２ｃと、トレッド部１０におけるタイヤ幅方向の最も外側に位置するサイド部円弧１２ｓｉと、サイド部円弧１２ｓｉと連続する、前記サイド部円弧ｓｉの次にタイヤ幅方向の外側に位置するショルダー側円弧１２ｓｈとを、繋げることによって形成されている。しかしながら、中央部円弧１２ｃとショルダー側円弧１２ｓｈとの間に、これらを繋げるように配置される１又は複数のさらなる円弧をさらに加えて、トレッドプロファイル１２を形成してもよい。

図３は、図２内、ショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉの境界付近の拡大図である。図３（ａ）は一方側（図２の右側をいう）についての拡大図であり、図３（ｂ）は他方側（図２の左側をいう）の拡大図である。図３では、トレッド部１０のタイヤ幅方向中央部が省略されている。ここで、中央部円弧１２ｃ、ショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉの曲率半径はそれぞれ、Ｒｃ、Ｒｓｈ及びＲｓｉと定義される。

図３（ａ）を参照すると、一方側において、ショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉが、例えば別の円弧である湾曲した線分１２ｊを介して滑らかに接続している。このとき、当該境界付近において、これらショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉを延ばしたそれぞれの延長線１２ｓｈｅｘ、１２ｓｉｅｘ（図では点線で示されている）は、図に示されているように交わる。本発明では、この交点を一方の第一の基準点Ｐ１と呼ぶこととし、さらに、一方の第一の基準点Ｐ１を通るトレッドプロファイル１２に垂直な直線ＰＬ（図２及び図３において２点鎖線で示されている）と、トレッドプロファイル１２との交点を一方の第二の基準点Ｑ１と呼ぶこととする。

次いで、図３（ｂ）を参照すると、他方側において、ショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉが、例えば別の円弧である湾曲した線分１２ｊを介して滑らかに接続している。このとき、当該境界付近において、これらショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉを延ばしたそれぞれの延長線１２ｓｈｅｘ、１２ｓｉｅｘ（図では点線で示されている）は、図に示されているように交わる。本発明では、この交点を他方の第一の基準点Ｐ２と呼ぶこととし、さらに、他方の第一の基準点Ｐ２を通るトレッドプロファイル１２に垂直な直線ＰＬ（図２及び図３において２点鎖線で示されている）と、トレッドプロファイル１２との交点を他方の第二の基準点Ｑ２と呼ぶこととする。

なお、特に図示しないが、別の実施形態に係る空気入りタイヤ１においては、ショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉが上述の線分１２ｊを介して滑らかに接続しておらず、これらの端部同士が直接に接続されている。この場合においては、ショルダー側円弧１２ｓｈ及びサイド部円弧１２ｓｉの交点を第二の基準点Ｑ１、Ｑ２とする。言い換えれば、この場合では、第一の基準点Ｐ１、Ｐ２と第二の基準点Ｑ１、Ｑ２とが重なるものであり、このような構成も本発明に含まれる。

そして、一方の第二の基準点Ｑ１から他方の第二の基準点Ｑ２までの前記トレッドプロファイル１２に沿った長さをトレッド展開幅ＴＤＷとする。

このとき、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、総幅ＳＷとトレッド展開幅ＴＤＷとの比が、
０．８ ≦ ＴＤＷ／ＳＷ ＜ １ ・・・＜２＞
の関係を満たすように形成されている。第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、上記の式＜２＞の関係を満たすように、その内部構造、トレッドプロファイル１２の形状、空気入りタイヤ１の各部材の材料などを、従来のやり方によって、例えば試作試験やシミュレーションなどによって決定することができる。

ここで、図２を参照しつつ、落ち込み量θを定義する。落ち込み量θは、タイヤ赤道面ＣＬと前記トレッドプロファイル１２との交点をプロファイル中央ｃｃと画定したときに、第二の基準点Ｑ１、Ｑ２と前記プロファイル中央ｃｃとを結んだ直線と、タイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度である。このとき、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、この落ち込み量θが、
１．５° ≦ θ ≦ ４．５° ・・・＜３＞
の関係を満たすように形成されている。

第一の実施形態に係る空気タイヤ１によれば、以下のような作用効果を奏することができる。

（１） 第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、その総幅ＳＷと外径ＯＤとの比が、上述の式＜１＞の関係を満たすように形成されている。それにより、一般的なサイズ（
例えば２０５／５５Ｒ１６（ＳＷ／ＯＤ＝０．３２））の空気入りタイヤと比較すると、外径ＯＤに対して総幅ＳＷが小さくなる。その結果、空気入りタイヤ１の前方投影面積が小さく、タイヤ周辺の空気抵抗が低減され、ひいては空気入りタイヤ１の転がり抵抗を低減することができる。その一方で、単に総幅ＳＷを狭くすると空気入りタイヤ１の負荷能力が低下するが、式＜１＞を満たすことにより外径ＯＤが総幅ＳＷに対して相対的に大きいので、負荷能力の低下を抑制することができる。

（２） 第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、総幅ＳＷとトレッド展開幅ＴＤＷとの比が、式＜２＞の関係を満たすように形成されている。第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、式＜２＞の関係を満たすことにより、総幅ＳＷに対してトレッド展開幅ＴＤＷを広くすることができる。それにより、内圧を充填した空気入りタイヤ１に一定の荷重をかけて平面に接地させたときの接地面の領域である接地領域のタイヤ幅方向の最大の幅である接地幅を広くすることができ、ひいては操縦安定性を改善することができる。なお、「ＴＤＷ／ＳＷ」が０．８よりも小さいと、コーナリングフォース（ＣＦ）を充分に発生させることができないことから操縦安定性の向上効果が小さい。また同様の趣旨から、総幅ＳＷとトレッド展開幅ＴＤＷとの比が、
０．８５ ≦ ＴＤＷ／ＳＷ ≦ ０．９５
の関係を満たすとさらに好ましい。

（３） 第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１はさらに、上述の落ち込み量θが式＜３＞の関係を満たすように形成されている。第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、式＜３＞の関係を満たすことにより、プロファイル中央ｃｃからタイヤ幅方向外側に向かっての落ち込み量θが小さく設定される。それにより、空気入りタイヤ１に荷重をかけて接地させたときの接地領域内の接地圧力分布がより均一になり、ひいては操縦安定性が向上する。なお、落ち込み量θが１．５°よりも小さいと接地領域のタイヤ幅方向外側における接地圧が高くなり、落ち込み量θが４．５°よりも大きいと接地領域の幅方向中央部における接地圧が高くなり、ひいては接地圧分布が不均一になる。それにより、操縦安定性の向上効果が小さくなる。また同様の趣旨から、落ち込み量θが、
２ ≦ θ ≦ ４
の関係を満たすとさらに好ましい。

（４）（１）において説明したように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、一般的なサイズの空気入りタイヤと比較すると、相対的に外径ＯＤが大きく総幅ＳＷが狭い。したがって、自動車の省スペース化、意匠性の向上、さらに、接地長が長くなることによるＷＥＴ性能、特に耐ハイドロプレーニング性能の向上などを見込むことができる。

ここで、図２を参照しつつ、中央部円弧長Ｌを定義する。中央部円弧長Ｌは、プロファイル中央ｃｃからショルダー側円弧１２ｓｈのタイヤ幅方向内側端１２ｓｈｅｉまでの、トレッドプロファイル１２に沿った長さである。なお、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１では、タイヤ幅方向内側端１２ｓｈｅｉは、ショルダー側円弧１２ｓｈと連続している中央部円弧１２ｃのタイヤ幅外側端１２ｃｅｏと同じ箇所に位置する。このとき、トレッド部１０が、
５ ≦ Ｒｃ／Ｒｓｈ ≦ １５ ・・・＜４＞
０．５ ≦ Ｌ／（ＴＤＷ／２） ≦ ０．８ ・・・＜５＞
の両方の関係を満たすように形成されていると好ましい。接地圧分布をさらに均一にすることができ、ひいては操縦安定性を向上させることができるからである。

なお「Ｒｃ／Ｒｓｈ」が５よりも小さいと、接地領域のタイヤ幅方向外側における接地圧が高くなり、「Ｒｃ／Ｒｓｈ」が１５よりも大きいと、接地領域の幅方向中央部における接地圧が高くなり、ひいては接地圧分布が不均一になる。それにより、操縦安定性の向上効果が小さくなる。また同様の趣旨から、トレッド部１０が、
７ ≦ Ｒｃ／Ｒｓｈ ≦ １２
０．６ ≦ Ｌ／（ＴＤＷ／２） ≦ ０．７
の両方の関係を満たすように形成されるとさらに好ましい。

また、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド部１０の表面には、通常の空気入りタイヤのように、周方向に延びる周方向溝（図示しない）、タイヤ周方向を横断する方向に延びる幅方向溝（図示しない）やサイプ（図示しない）などが設けられている。このとき、この空気入りタイヤ１を接地させたときのトレッド部１０の接地領域（図示しない）において、接地面積に対する溝面積比率ＧＲが２５［％］以下であると好ましい。溝面積比率ＧＲが２５［％］以下であると、通常の空気入りタイヤと比較して、トレッド部１０が実際に接地する面積が大きくなり、操縦安定性が向上するからである。また同様の趣旨から、溝面積比率ＧＲが、
１３［％］ ≦ ＧＲ ≦ ２２［％］
であると、さらに好ましい。なお、溝面積比率ＧＲが１３［％］よりも小さくなってしまうと、排水性を維持するのが困難になるおそれがあるからである。

本発明では、接地領域とは、空気入りタイヤ１を上述したリムにリム組みし、２３０［ｋＰａ]で内圧を充填し、負荷能力の８０％に相当する荷重をかけて平面に接地させたときの接地面の領域である。接地幅とは、接地領域内のタイヤ幅方向の最大幅である。接地長とは、接地領域内のタイヤ周方向の最大長さである。また、本発明では、負荷能力は、ＩＳＯ４０００−１：１９９４に基づいて負荷能力が決定される。しかしながら、当該ＩＳＯ規格において負荷能力指数が設定されていないサイズについては、個別で算出して諸外国の規格との整合を考慮して決定するとの記載があり、この場合では、負荷能力については各国の規格に基づいて算出される。したがって、本発明では実際には、ＪＩＳ規格で採用している負荷能力算出式を利用したＪＩＳ Ｄ４２０２−１９９４解説の「負荷能力の算定」に記載されている、下記の算定式（ｃ）から各タイヤサイズの負荷能力が算出されている。
Ｘ＝Ｋ×２．７３５×１０−５×Ｐ^{０．５８５}×Ｓｄ^１．３９×（Ｄ_Ｒ−１２．７＋Ｓｄ）
但し、Ｘ＝負荷能力［ｋｇ］
Ｋ＝１．３６
Ｐ＝２３０（＝空気圧［ｋＰａ］）
Ｓｄ＝０．９３×Ｓ_．７５−０．６３７ｄ
Ｓ_．７５＝Ｓ×（（１８０°−Ｓｉｎ^−１（（Ｒｍ／Ｓ））／１３１．４°）
Ｓ＝設計断面幅［ｍｍ］
Ｒ_ｍ＝設計断面幅に対応したリム幅［ｍｍ］
ｄ＝（０．９−偏平比［−］）×Ｓ_．７５−６．３５
Ｄ_Ｒ＝リム径の基準値［ｍｍ］

そして、溝面積比率ＧＲとは、接地領域内の陸部面積と溝面積との総和（＝接地面積）に対する溝面積の比率である。

さらに、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１の偏平率が５５％以下であるとさらに好ましい。空気入りタイヤ１を低偏平化することによって、より顕著に操縦安定性を向上させることができるからである。

（第二の実施形態）
これより、図４を参照しつつ、本発明の第二の実施形態に係る空気入りタイヤ１について説明する。図４は、図２に類似する、本発明の第二の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の子午断面視分拡大図である。第二の実施形態に係る空気入りタイヤは、後述する補強層４０を備える点で、第一の実施形態と異なる。

図２を参照すると、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、トレッド部１０において、タイヤ径方向内側に位置する第一のカーカス層２０Ａとタイヤ径方向外側に位置する第二のカーカス層２０Ｂを含むカーカス層２０と、カーカス層２０よりもタイヤ径方向外側に位置すると共に、タイヤ径方向内側に位置する第一のベルト層３０Ａとタイヤ径方向外側に位置する第二のベルト層３０Ｂとを含むベルト層３０とを備える。図４を参照すると、第二の実施形態に係る空気入りタイヤ１にはさらに、カーカス層２０とベルト層３０との間に補強層４０が設けられている。そして、補強層４０は、タイヤ幅方向位置に関しては、中央部円弧１２ｃによってトレッドプロファイル１２が画定されているタイヤ幅方向領域Ａｃに含まれている。

補強層４０は、タイヤ周方向に対して略９０°に延びるコード（図示しない）にゴムを層（シート）状になるように被覆させることによって形成されている。補強層４０のコードは、第二の実施形態では、スチールコードによって形成されている。補強層４０のコードには、単線のコード又は複数の単線を撚ったコードを用いることが好ましい。

第二の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、この補強層４０が設けられていることにより、第一の実施形態に係る空気入りタイヤ１と比較して、ベルト剛性が補強され、ひいてはトレッド剛性が増大することによって、操縦安定性を向上させることができる。

補強層４０は、第二の実施形態に係る空気入りタイヤ１のように、カーカス層２０とベルト層３０との間に設けられることが好ましいが、カーカス層２０よりもタイヤ径方向外側に設けられていればよい。

さらに、補強層４０は、タイヤ幅方向位置に関しては、第二の実施形態では、中央部円弧１２ｃによってトレッドプロファイル１２が画定されているタイヤ幅方向領域Ａｃの全体にわたって配置されているが、当該タイヤ幅方向領域Ａｃに少なくとも含まれるように配置されていればよい。ベルト剛性の向上に貢献することができるからである。

補強層４０のコードは、第二の実施形態では、スチールコードによって形成されているが、ベルト剛性を補強することができるのであれば、スチール以外の金属又は合金から形成されたコードであってもよい。

また、補強層４０のタイヤ幅方向の幅は、第二の実施形態では第二のベルト層３０Ｂである、ベルト層３０のうちのタイヤ径方向の最も外側に位置するベルト層のタイヤ幅方向の幅の２５％以上かつ７５％以下であると好ましい。補強層４０のタイヤ幅方向の幅が２５％よりも狭いと、コーナリングフォース（ＣＦ）を充分に発生させることができず、操縦安定性の向上効果を充分に発揮することができないおそれがあり、当該幅が７５％より広くても、それ以上は操縦安定性の向上効果が見込めないからである。同様の趣旨から、補強層４０のタイヤ幅方向の幅は、第二のベルト層３０Ｂのタイヤ幅方向の幅の４０％以上かつ６０％以下であるとさらに好ましい。

本実施例では、様々な条件を有する空気入りタイヤについて、ＲＲＣ指数、燃費指数及び操縦安定性に関するタイヤ性能試験が行われた。

これらの性能試験では、各テストタイヤに適合する上述したサイズのリムを組付け、実車試験に関しては、各々に２３０［ｋＰａ］の内圧を充填して行われた。

これより、テストタイヤについて行われた性能試験の試験方法について説明する。

（ＲＲＣ指数）
ＩＳＯ２８５８０に準拠して、ドラム径１７０７．６［ｍｍ］のドラム試験機を用い、空気圧２１０［ｋＰａ］、速度８０［ｋｍ／ｈ］の条件で転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が低いことを意味する。

（燃費性能）
テストタイヤを排気量１８００ｃｃの前輪駆動車に装着し、全長２ｋｍのテストコースを時速１００ｋｍ／ｈにて５０周走行し、従来例の燃料消費率を１００としたときの燃費改善率を測定した。指数が大きいほど燃費が良いことを表している。

（操縦安定性）
テストタイヤを標準リムにリム組みして乗用車（排気量１８００ｃｃ）に装着し、１周２ｋｍのテストコースをレーンチェンジしながら３周走行したときのフィーリングを３人の専門ドライバーにより評価した。評価結果は、後述する比較例１のフィーリング評価点の平均値を１００としたときの、各テストタイヤの評価点の平均値を指数で表示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示す。

これより、各テストタイヤ及びその性能試験結果について説明する。

（従来例）
従来例に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６であり、その「ＳＷ／ＯＤ」の値が０．３２であり、すなわち式＜１＞を満たさない。従来例に係る空気入りタイヤのトレッド部には、図４に示されているトレッドパターンが設けられている。

（実施例１〜１４）
実施例１〜１４に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズがそれぞれ異なり、「ＳＷ／ＯＤ」が０．３０〜０．２１の範囲の値を取り、すなわち式＜１＞を満たす。実施例１〜１４に係る空気入りタイヤのトレッド部１０には、図４に示されているトレッドパターンを基礎として各タイヤサイズに適合するように変更されたトレッドパターンが設けられている。

従来例及び実施例１〜１４に係る空気入りタイヤについて、ＲＲＣ指数及び燃費指数に関する性能試験が行われた。表３には、各テストタイヤの寸法に関する数値と、性能試験結果とが示されている。

表３の性能試験結果によれば、式＜１＞を満たす実施例１〜１４に係るテストタイヤは、従来例よりもＲＲＣ指数及び燃費指数において優れている。この性能試験結果により、試験されたタイヤサイズのうちでは、タイヤサイズ１６５／５５Ｒ２０（実施例１０）であれば、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６に対して燃費が十分に改善されることが確認された。したがって、以後のトレッドパターンに関する試験については、このタイヤサイズが使用される。

（実施例１５〜１７、比較例１、２）
実施例１５〜１７及び比較例１、２に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズが１６５／５５Ｒ２０である。比較例１に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズのみが従来例から変更されたテストタイヤである。なお、比較例１に係る空気入りタイヤは、上述のように操縦安定性の基準タイヤとなっている。つまり、本発明では、タイヤサイズが転がり抵抗のために幅狭大径になるように変更されており、それにより操縦安定性が低下した状態を基準としている。そして、実施例に係る空気入りタイヤは、操縦安定性が比較例１からどの程度改善したかについて評価されるものとする。

実施例１５〜１７及び比較例２に係る空気入りタイヤは、落ち込み量θが３°であり、かつ、「ＴＤＷ／ＳＷ」が０．７５〜０．９の範囲で振り分けられたテストタイヤである。ここで、実施例１５〜１７は式＜１＞〜＜４＞の関係の全てを満たしているが、比較例２は式＜２＞の関係を満たさない。

従来例、実施例１５〜１７及び比較例２に係る空気入りタイヤについて、燃費指数及び操縦安定性に関する性能試験が行われた。表４には、各テストタイヤの寸法に関する数値と、性能試験結果が示されている。

表４の性能試験結果によれば、式＜１＞〜式＜３＞の関係を満たす実施例１５〜１７に係るテストタイヤは、燃費指数において従来例を上回り、さらに操縦安定性において比較例１を含む他のテストタイヤを上回る。つまり、これらテストタイヤは、転がり抵抗を低減しつつ、それにより悪化した操縦安定性能を改善することができる。

（実施例１８〜２０、比較例３、４）
実施例１８〜２０及び比較例３、４に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズが１６５／５５Ｒ２０であり、「ＴＤＷ／ＳＷ」が０．９であり、かつ落ち込み量θが１°〜５°の範囲で振り分けられたテストタイヤである。ここで、実施例１８〜２０空気入りタイヤは、式＜１＞〜＜３＞の全ての関係を満たすが、比較例３、４に係る空気入りタイヤは、式＜３＞の関係を満たしていない。

従来例、実施例１８〜２０及び比較例１、３、４に係る空気入りタイヤについて、燃費指数及び操縦安定性に関する性能試験が行われた。表５には、各テストタイヤの寸法に関する数値と、性能試験結果が示されている。

表５の性能試験結果によれば、式＜１＞〜式＜３＞の関係を満たす実施例１８〜２０に係るテストタイヤは、燃費指数において従来例を上回り、操縦安定性において比較例１を含む他のテストタイヤを上回る。つまり、これらテストタイヤは、転がり抵抗を低減しつつ、それにより悪化した操縦安定性能を改善することができる。

（実施例２１〜２７）
実施例２１〜２７に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズが１６５／５５Ｒ２０であって、「Ｒｃ／Ｒｓｈ」が６〜１２の範囲で、そして「Ｌ／（ＴＤＷ／２）」が０．４５〜０．９の範囲で振り分けられているテストタイヤである。ここで、実施例２１〜２７に係る空気入りタイヤは、式＜１＞〜＜３＞の全ての関係を満たし、さらに実施例２２〜２６に係る空気入りタイヤは、式＜４＞及び式＜５＞の両方の関係を満たす。しかしながら、実施例２１、２７に係る空気入りタイヤは、式＜５＞の関係を満たさない。

従来例、比較例１及び実施例２１〜２７に係る空気入りタイヤについて、燃費指数及び操縦安定性に関する性能試験が行われた。表６には、各テストタイヤの寸法に関する数値及び条件と、性能試験結果とが示されている。

表６の性能試験結果によれば、式＜４＞及び式＜５＞の両方の関係を満たす実施例２１〜２７に係る空気入りタイヤは、式＜５＞の関係を満たさない実施例２１、２７に係る空気入りタイヤよりも、操縦安定性において上回っている。

（実施例２８〜３６）
実施例２９〜３６に係る空気入りタイヤは、タイヤサイズが１６５／５５Ｒ２０であって、上述の第二の実施形態において示されたような、カーカス層２０とベルト層３０との間に補強層４０が配置されているテストタイヤである。これら実施例に係る空気入りタイヤに含まれる補強層４０のコードは、直径０．２８ｍｍの単線を３本撚り合わせることによって形成されたスチールコードである。

実施例２８、２９に係る空気入りタイヤは、補強層４０の有無においてのみ異なっているテストタイヤである。実施例２８に係る空気入りタイヤは補強層４０を含まず、実施例２９に係る空気入りタイヤは補強層４０を含む。

実施例２９〜３６に係る空気入りタイヤは、補強層４０のタイヤ幅方向の幅が第二のベルト層３０Ｂのタイヤ幅方向の幅の１５％〜８５％の範囲で振り分けられており、かつ溝面積比率ＧＲが１５％〜３０％の範囲で振り分けられている。

従来例、実施例２８〜３６及び比較例１に係る空気入りタイヤについて、燃費指数及び操縦安定性に関する性能試験が行われた。表７には、各テストタイヤの寸法に関する数値と、性能試験結果が示されている。

表７の性能試験結果によれば、補強層４０のタイヤ幅方向の幅が第二のベルト層３０Ｂのタイヤ幅方向の幅の２５％〜７５％の範囲内であり、あるいは接地領域における溝面積比率が２５％以下である空気入りタイヤは、当該範囲外の寸法パラメータを有する空気入りタイヤと比較して、操縦安定性が向上している。

なお、本発明について特定の実施形態に基づいて詳述しているが、当業者であれば、本発明の請求の範囲及び思想から逸脱することなく様々な変更、修正等が可能である。

本発明は、以下のように規定される。

（１） 一対のビード部と、前記ビード部に連なるサイドウォール部と、前記サイドウォール部を連結するトレッド部とを備える空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤの総幅ＳＷと外径ＯＤとの比が、
ＳＷ／ＯＤ ≦ ０．３
の関係を満たし、
タイヤ子午線方向の断面視における前記トレッド部の表面の輪郭線であるトレッドプロファイルは、タイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、前記トレッド部におけるタイヤ幅方向の最も外側に位置するサイド部円弧と、前記サイド部円弧と連続する、前記サイド部円弧の次にタイヤ幅方向の外側に位置するショルダー側円弧とを少なくとも含む、互いに異なる曲率半径を有する複数の円弧を繋げることによって形成されており、
タイヤ子午線方向の断面視にて、一方の前記ショルダー側円弧の延長線と前記サイド部円弧の延長線との交点を一方の第一の基準点とし、前記一方の第一の基準点を通る前記トレッドプロファイルに垂直な直線と、前記トレッドプロファイルとの交点を一方の第二の基準点とし、他方の前記ショルダー側円弧の延長線と前記サイド部円弧の延長線との交点を他方の第一の基準点とし、前記他方の第一の基準点を通る前記トレッドプロファイルに垂直な直線と、前記トレッドプロファイルとの交点を他方の第二の基準点とし、前記一方の第二の基準点から前記他方の第二の基準点までの前記トレッドプロファイルに沿った長さをトレッド展開幅ＴＤＷとし、タイヤ赤道面と前記トレッドプロファイルとの交点をプロファイル中央とし、前記第二の基準点と前記プロファイル中央とを結んだ直線と、タイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度を落込み量θとしたときに、
０．８ ≦ ＴＤＷ／ＳＷ ＜ １
１．５°≦ θ ≦４．５°
の関係を満たすことを特徴とする、
空気入りタイヤ。

（２） 前記中央部円弧の曲率半径をＲｃとし、前記ショルダー側円弧の曲率半径をＲｓｈとし、前記プロファイル中央から前記ショルダー側円弧のタイヤ幅方向内側端までの円弧長である中央部円弧長をＬとし、
前記トレッド部は、
５ ≦ Ｒｃ／Ｒｓｈ ≦ １５
０．５ ≦ Ｌ／（ＴＤＷ／２） ≦ ０．８
の関係を満たすように形成されていることを特徴とする、
（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３） 前記空気入りタイヤはさらに、タイヤ子午線方向の断面視にて、前記ビード部同士の間において、前記サイドウォール部及び前記トレッド部を介して架け渡されているカーカス層を備え、
前記トレッド部の前記カーカス層よりもタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対して略９０°に延びるコードにゴムを被覆させることによって形成された補強層が設けられており、
前記補強層は、前記中央部円弧によって前記トレッドプロファイルが画定されているタイヤ幅方向領域に少なくとも含まれていることを特徴とする、
（１）又は（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４） 前記空気入りタイヤはさらに、前記トレッド部において前記カーカス層よりもタイヤ径方向外側に位置するベルト層を備え、
前記補強層のタイヤ幅方向の幅は、前記ベルト層のうちのタイヤ径方向の最も外側に位置するベルト層のタイヤ幅方向の幅の２５％以上かつ７５％以下であることを特徴とする、
（３）に記載の空気入りタイヤ。

（５） 前記トレッド部には、溝によって形成されたトレッドパターンを有し、接地領域における溝面積比率ＧＲは、２５％以下であることを特徴とする、
（１）〜（４）のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。

（６） 前記空気入りタイヤの偏平率は、５５％以上であることを特徴とする、
（１）〜（５）のいずれか１つに記載された空気入りタイヤ。

１ 空気入りタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
１０ トレッド部
１２ トレッドプロファイル
１２ｃ 中央部円弧
１２ｓｈ ショルダー側円弧
１２ｓｈｅｘ ショルダー側円弧の延長線
１２ｓｉ サイド部円弧
１２ｓｉｅｘ サイド部円弧の延長線
ｃｃ プロファイル中央
Ｐ１ 一方の第一の基準点（第一の基準点）
Ｐ２ 他方の第一の基準点（第一の基準点）
Ｑ１ 一方の第二の基準点（第二の基準点）
Ｑ２ 他方の第二の基準点（第二の基準点）
ＴＤＷ トレッド展開幅
θ 落ち込み量

Claims (6)

1. 一対のビード部と、前記ビード部に連なるサイドウォール部と、前記サイドウォール部を連結するトレッド部とを備える空気入りタイヤであって、
   前記空気入りタイヤの総幅ＳＷと外径ＯＤとの比が、
   ＳＷ／ＯＤ ≦ ０．３
   の関係を満たし、
   タイヤ子午線方向の断面視における前記トレッド部の表面の輪郭線であるトレッドプロファイルは、タイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、前記トレッド部におけるタイヤ幅方向の最も外側に位置するサイド部円弧と、前記サイド部円弧と連続する、前記サイド部円弧の次にタイヤ幅方向の外側に位置するショルダー側円弧とを少なくとも含む、互いに異なる曲率半径を有する複数の円弧を繋げることによって形成されており、
   タイヤ子午線方向の断面視にて、一方の前記ショルダー側円弧の延長線と前記サイド部円弧の延長線との交点を一方の第一の基準点とし、前記一方の第一の基準点を通る前記トレッドプロファイルに垂直な直線と、前記トレッドプロファイルとの交点を一方の第二の基準点とし、他方の前記ショルダー側円弧の延長線と前記サイド部円弧の延長線との交点を他方の第一の基準点とし、前記他方の第一の基準点を通る前記トレッドプロファイルに垂直な直線と、前記トレッドプロファイルとの交点を他方の第二の基準点とし、前記一方の第二の基準点から前記他方の第二の基準点までの前記トレッドプロファイルに沿った長さをトレッド展開幅ＴＤＷとし、タイヤ赤道面と前記トレッドプロファイルとの交点をプロファイル中央とし、前記第二の基準点と前記プロファイル中央とを結んだ直線と、タイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度を落込み量θとしたときに、
   ０．８５≦ＴＤＷ／ＳＷ≦０．９５（但し、ＴＤＷ／ＳＷ＝０．８５を除く）
   １．５°≦ θ ≦４．５°
   の関係を満たすことを特徴とする、
   空気入りタイヤ。
2. 前記中央部円弧の曲率半径をＲｃとし、前記ショルダー側円弧の曲率半径をＲｓｈとし、前記プロファイル中央から前記ショルダー側円弧のタイヤ幅方向内側端までの円弧長である中央部円弧長をＬとし、
   前記トレッド部は、
   ５ ≦ Ｒｃ／Ｒｓｈ ≦ １５
   ０．５ ≦ Ｌ／（ＴＤＷ／２） ≦ ０．８
   の関係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に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記空気入りタイヤはさらに、タイヤ子午線方向の断面視にて、前記ビード部同士の間において、前記サイドウォール部及び前記トレッド部を介して架け渡されているカーカス層を備え、
   前記トレッド部の前記カーカス層よりもタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対して略９０°に延びるコードにゴムを被覆させることによって形成された補強層が設けられており、
   前記補強層は、前記中央部円弧によって前記トレッドプロファイルが画定されているタイヤ幅方向領域に少なくとも含まれていることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記空気入りタイヤはさらに、前記トレッド部において前記カーカス層よりもタイヤ径方向外側に位置するベルト層を備え、
   前記補強層のタイヤ幅方向の幅は、前記ベルト層のうちのタイヤ径方向の最も外側に位置するベルト層のタイヤ幅方向の幅の２５％以上かつ７５％以下であることを特徴とする、
   請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記トレッド部には、溝によって形成されたトレッドパターンを有し、接地領域における溝面積比率ＧＲは、２５％以下であることを特徴とする、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記空気入りタイヤの偏平率は、５５％以上であることを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載された空気入りタイヤ。

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