JP7124494B2 - 空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、タイヤのコーナリング性能を向上できる空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法に関する。

近年の空気入りタイヤでは、高速走行時における操縦安定性能を高める観点から、トレッドプロファイルを改善することにより、タイヤの接地特性を高めてコーナリング性能を向上することが行われている。このような課題に関する従来の空気入りタイヤとして、特許文献１、２に記載される技術が知られている。

実公平６－３５６８１号公報 特許第３２２３１３４号公報

この発明は、タイヤのコーナリング性能を向上できる空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、前記交差ベルトの径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、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無負荷状態としたときのトレッドプロファイルが、タイヤ赤道面上に中心点をもつ以下の楕円関数で表される曲線から成ることを特徴とする空気入りタイヤ。ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、前記交差ベルトの径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、タイヤ赤道面上に中心点をもつ以下の楕円関数を基準輪郭線として定義し、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トレッドプロファイルが、接続された４つ以上の円弧を用いて前記基準輪郭線を近似した曲線から成り、且つ、前記４つ以上の円弧のそれぞれと前記基準輪郭線との距離が、０．２［ｍｍ］以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、前記交差ベルトの径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝と、前記周方向溝に区画されて成るセンター陸部およびセカンド陸部とを備え、タイヤ赤道面上に中心点をもつ以下の楕円関数を基準輪郭線として定義し、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トレッドプロファイルが、前記基準輪郭線と、前記センター陸部および前記セカンド陸部の少なくとも一方にて前記基準輪郭線からタイヤ径方向外側に膨出した踏面とを接続した曲線から成り、且つ、前記踏面の膨出量Ｈｐが、０．１［ｍｍ］≦Ｈｐ≦０．５［ｍｍ］の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。

この発明にかかる空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法では、タイヤ接地形状がフラットとなり、すなわち接地領域の接地長が均一化されて、接地圧分布が均一化される。これにより、タイヤのコーナリング性能が向上する利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかる空気入り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に記載した空気入りタイヤのトレッドプロファイルを示す説明図である。 図３は、図２に記載した説明図の要部拡大図である。 図４は、図１に記載した空気入りタイヤのトレッドプロファイルを示す説明図である。 図５は、図４に記載した説明図の要部拡大図である。 図６は、図１に記載した空気入りタイヤのトレッド部を示す拡大図である。 図７は、図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図８は、この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。

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。

［空気入りタイヤ］
図１は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、タイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。また、同図は、空気入りタイヤの一例として、乗用車用ラジアルタイヤを示している。

同図において、タイヤ子午線方向の断面とは、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をいう。また、符号ＣＬは、タイヤ赤道面であり、タイヤ回転軸方向にかかるタイヤの中心点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面をいう。また、符号Ｔは、タイヤ接地端である。また、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいう。

空気入りタイヤ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。

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、スチール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、絶対値で８０［deg］以上９０［deg］以下のカーカス角度（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、一対の交差ベルト１４１、１４２と、ベルトカバー１４３とを積層して成り、カーカス層１３の外周に掛け廻されて配置される。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２０［deg］以上５５［deg］以下のベルト角度を有する。また、一対の交差ベルト１４１、１４２は、相互に異符号のベルト角度（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）。ベルトカバー１４３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］以下のベルト角度を有する。また、ベルトカバー１４３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ても良い。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のトレッド部を構成する。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。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にそれぞれ配置されて、ビード部のリム嵌合面を構成する。

また、空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝２１、２２と、これらの周方向主溝２１、２２に区画された複数の陸部３１、３２とをトレッド面に備える。主溝とは、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であり、一般に３．０［ｍｍ］以上の溝幅および５．０［ｍｍ］以上の溝深さを有する。

溝幅は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、溝開口部における左右の溝壁の距離の最大値として測定される。陸部が切欠部や面取部をエッジ部に有する構成では、溝長さ方向を法線方向とする断面視にて、トレッド踏面と溝壁の延長線との交点を測定点として、溝幅が測定される。また、溝がタイヤ周方向にジグザグ状あるいは波状に延在する構成では、溝壁の振幅の中心線を測定点として、溝幅が測定される。

溝深さは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、トレッド踏面から溝底までの距離の最大値として測定される。また、溝が部分的な凹凸部やサイプを溝底に有する構成では、これらを除外して溝深さが測定される。

規定リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「標準リム」、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。

例えば、図１の構成では、空気入りタイヤ１が、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする左右の領域が２本の周方向主溝２１、２２をそれぞれ有している。また、これらの周方向主溝２１、２２が、タイヤ赤道面ＣＬを中心として、左右対称に配置されている。また、これらの周方向主溝２１、２２により、５列の陸部３１～３３が区画されている。また、１つの陸部３３が、タイヤ赤道面ＣＬ上に配置されている。

しかし、これに限らず、３本あるいは５本以上の周方向主溝が配置されても良い（図示省略）。また、１つの周方向主溝がタイヤ赤道面ＣＬ上に配置されることにより、陸部がタイヤ赤道面ＣＬから外れた位置に配置されても良い（図示省略）。

また、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする１つの領域に配置された２本以上の周方向主溝（タイヤ赤道面ＣＬ上に配置された周方向主溝を含む。）のうち、タイヤ幅方向の最も外側にある周方向主溝を最外周方向主溝として定義する。最外周方向主溝は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする左右の領域にてそれぞれ定義される。

また、図１の構成では、タイヤ赤道面ＣＬから左右の最外周方向主溝２１、２１の溝中心線までの距離（図中の寸法記号省略）が、タイヤ接地幅（図中の寸法記号省略）の２６［％］以上３２［％］以下の範囲にある。また、タイヤ赤道面ＣＬからセンター主溝２２、２２の溝中心線までの距離が、タイヤ接地幅の８［％］以上１２［％］以下の範囲にある。なお、図１の構成において、一方の最外周方向主溝２１が、主溝ではなく、細溝であっても良い（図示省略）。

周方向主溝の溝中心線は、周方向主溝の溝幅の左右の測定点の中点を通りタイヤ周方向に平行な直線として定義される。

タイヤ接地幅は、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。

タイヤ接地端Ｔ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加え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幅位置として定義される。

また、最外周方向主溝２１、２１に区画されたタイヤ幅方向外側の陸部３１、３１をショルダー陸部として定義する。ショルダー陸部３１、３１は、タイヤ幅方向の最も外側の陸部であり、タイヤ接地端Ｔ上に位置する。

また、最外周方向主溝２１、２１に区画されたタイヤ幅方向内側の陸部３２、３２をセカンド陸部として定義する。したがって、セカンド陸部３２、３２は、最外周方向主溝２１、２１を挟んでショルダー陸部３１、３１に隣り合う。

また、セカンド陸部３２、３２よりもタイヤ赤道面ＣＬ側にある陸部３３をセンター陸部として定義する。センター陸部３３は、タイヤ赤道面ＣＬ上に配置されても良いし（図２参照）、タイヤ赤道面ＣＬから外れた位置に配置されても良い（図示省略）。

なお、４本の周方向主溝２１、２１を備える構成（図１参照）では、一対のセカンド陸部３２、３２と単一のセンター陸部３３とが形成される。また、例えば、５本以上の周方向主溝を備える構成では、２列以上のセンター陸部が形成され（図示省略）、３本の周方向主溝を備える構成では、セカンド陸部がセンター陸部を兼ねる（図示省略）。

また、陸部３１～３５は、タイヤ周方向に連続するリブであっても良いし、ラグ溝によりタイヤ周方向に分断されたブロック列であっても良い（図示省略）。

［トレッドプロファイル］
図２は、図１に記載した空気入りタイヤのトレッドプロファイルを示す説明図である。同図は、タイヤ赤道面を境界とする片側の接地領域のトレッドプロファイルを示している。また、横軸が、タイヤ赤道面ＣＬからのタイヤ幅方向の位置を示し、縦軸が、トレッドプロファイルとタイヤ赤道面との交点Ｐ１から距離ｂ［ｍｍ］の位置を原点Ｏとしたタイヤ径方向の位置を示している。

図２において、トレッドプロファイルＰＬ１は、図１に記載した空気入りタイヤ１のプロファイルであり、タイヤ赤道面ＣＬ上に中心点（原点Ｏ）をもつ以下のスーパー楕円関数により定義される。ただし、ａ［ｍｍ］がタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂ［ｍｍ］がタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａの条件を満たす。また、指数ｐ、ｑが１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。また、距離ｘ［ｍｍ］、ｙ［ｍｍ］が０＜ｘ、０＜ｙの条件を満たす。

トレッドプロファイルは、タイヤ子午線方向の断面視におけるトレッド面の輪郭線であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて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、タイヤ幅方向の半径ａが、タイヤ総幅ＳＷ（図１参照）に対して０．３０≦ａ／ＳＷ≦０．６０の関係を有することが好ましく、０．３５≦ａ／ＳＷ≦０．５０の関係を有することがより好ましい。したがって、タイヤ幅方向の半径ａは、タイヤサイズとの関係で設定される。上記下限により、タイヤ接地幅が確保されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される。上記上限により、タイヤ接地領域における接地圧分布が均一化されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される。

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。

また、指数ｐが、１．００＜ｐ≦７．００の範囲にあることが好ましく、２．００≦ｐ≦６．００の範囲にあることがより好ましい。指数ｐが大きいほど、トレッド部センター領域におけるトレッドプロファイルＰＬ１の落ち込み量が小さくなる。上記下限により、タイヤ接地幅が確保されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される。特に、指数ｐが４．０５≦ｐの範囲、より好ましくは５．０１≦ｐの範囲にあることにより、タイヤの旋回性能が効果的に高まる。また、上記上限により、タイヤ接地領域における接地圧分布が均一化されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される。

また、タイヤ径方向の半径ｂが、タイヤ幅方向の半径ａに対して０．１０≦ｂ／ａ≦１．２０の関係を有することが好ましく、０．５６≦ｂ／ａ≦１．１０の関係を有することが好ましい。上記下限により、トレッド部ショルダー領域のプロファイル形状が適正化され、上記上限により、接地圧分布が適正化されてコーナリングフォースが増加する。

また、タイヤ径方向の半径ｂが、指数ｑに対して１．００＜ｂ／ｑ≦３０．０の関係を有する。また、比ｂ／ｑが、２．００≦ｂ／ｑ≦２８．０の関係を有することが好ましく、６．００≦ｂ／ｑ≦２６．０の関係を有することがより好ましい。上記下限により、トレッドショルダー領域の肩落ち量が適正化され、上記上限により、直進走行時における接地面積とコーナリング走行時における接地面積とが両立する。

また、指数ｑが、１．００≦ｑ≦８．００の範囲にあることが好ましく、４．０５≦ｑ≦７．５０の範囲にあることがより好ましい。指数ｑが大きいほど、トレッド部ショルダー領域におけるトレッドプロファイルＰＬ１の落ち込み量が小さくなる。上記下限により、タイヤ接地幅が確保され、上記上限により、接地圧分布が均一化される。特に、指数ｑが４．０５≦ｑ（より好ましくは４．２０≦ｑ）の範囲にあることにより、接地圧分布がさらに均一化されて、コーナリングフォースが増加する。

図２では、タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８ ９７Ｙ、タイヤ接地幅２１０［ｍｍ］において、トレッドプロファイルＰＬ１が上記スーパー楕円関数から成り、その半径ａ、ｂがａ＝１３６．２８［ｍｍ］かつｂ＝１２１．８５［ｍｍ］に設定され、指数ｐ、ｑがｐ＝２．９９かつｑ＝６．５７に設定されている。また、点Ｐ１～Ｐ４が、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の０［％］、３５［％］、６０［％］および１００［％］の各位置におけるトレッドプロファイルＰＬ１上の点である。

仮想プロファイルＰＬ２は、楕円関数から成り、タイヤ赤道面ＣＬ上の点Ｐ１およびタイヤ接地端Ｔ上の点Ｐ４にてトレッドプロファイルＰＬ１に一致し、また、その指数ｐ、ｑがｐ＝２．００かつｑ＝２．００に設定されている。

仮想プロファイルＰＬ３は、インボリュート曲線から成り、タイヤ赤道面ＣＬ上の点Ｐ１およびタイヤ接地端Ｔ上の点Ｐ４にてトレッドプロファイルＰＬ１に一致し、また、その数式が（Ｘ－１０５．２７）＾２／（１０５．２７）＾２＋Ｙ＾２／（１９．１５）＾２に設定されている。

図３は、図２に記載した説明図の要部拡大図である。同図は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の３５［％］から６０［％］までの領域におけるトレッドプロファイルＰＬ１～ＰＬ３の拡大図を示している。

図２および図３に示すように、スーパー楕円関数から成るトレッドプロファイルＰＬ１は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の３０［％］以上６５［％］以下（少なくとも３５［％］以上６０［％］以下）の領域にて、他の仮想プロファイルＰＬ２、ＰＬ３に対してタイヤ径方向外側にオフセットした形状、すなわちタイヤ径方向に大きな外径を有する。上記の領域は、かかる構成では、トレッド部センター領域における接地形状がフラットとなり、すなわちセンター領域の接地長が均一化されて、接地圧分布が均一化される。これにより、トレッド部センター領域の偏摩耗が抑制される。

また、図２に示すように、トレッドプロファイルＰＬ１は、タイヤ接地端Ｔの近傍の領域、具体的にはタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の９５［％］以上の領域にて、他の仮想プロファイルＰＬ２、ＰＬ３に対してタイヤ径方向内側にオフセットした形状を有する。かかる構成では、タイヤ接地端における接地圧集中が緩和されて、横力負荷時における接地圧が均一化される。これにより、コーナリングフォースが増加する。

図４は、図１に記載した空気入りタイヤのトレッドプロファイルを示す説明図である。図５は、図４に記載した説明図の要部拡大図である。同図は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の６０［％］および７０［％］の位置にある点Ｐ３、Ｐ５を含む領域におけるトレッドプロファイルＰＬ１、ＰＬ４の拡大図を示している。

図４において、トレッドプロファイルＰＬ１は、図２に記載したものと同じである。

仮想プロファイルＰＬ４は、いわゆる二段ラジアスから成るプロファイルであり、異なる径をもつ２種類の円弧を接続して成る。図４の構成では、仮想プロファイルＰＬ４が、トレッド部センター領域のプロファイルを構成する大径の第一円弧（図中の符号省略）と、主としてトレッド部ショルダー領域を構成する小径の第二円弧とが、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の６０［％］の位置（点Ｐ３）で接続されて、１つのトレッドプロファイルが形成されている。また、第一および第二の円弧が、１３００［ｍｍ］および１４０［ｍｍ］の曲率半径をそれぞれ有し、また、タイヤ径方向内側に中心を有している。また、仮想プロファイルＰＬ４が、タイヤ赤道面ＣＬ上の点Ｐ１およびタイヤ接地端Ｔ上の点Ｐ４にてトレッドプロファイルＰＬ１に一致する。

図４および図５に示すように、スーパー楕円関数から成るトレッドプロファイルＰＬ１は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の０［％］～６０［％］付近までの領域にて、仮想プロファイルＰＬ４に対して略一致した形状を有するが、第一および第二の円弧の接続点（すなわち、二段ラジアスの変曲点）である６０［％］の位置からタイヤ幅方向外側の領域で、仮想プロファイルＰＬ４に対してタイヤ径方向内側にオフセットした形状を有する。これは、二段ラジアスから成る仮想プロファイルＰＬ４では、第二円弧が小径であるため、第一円弧との接続点の近傍でタイヤ径方向外側に凸となるように配置されることに起因する。

上記の構成では、スーパー楕円関数から成るトレッドプロファイルＰＬ１は、二段ラジアスから成る仮想プロファイルＰＬ４と比較して、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の６０［％］～７０［％］の領域にて滑らかな形状を有する。これにより、トレッド部センター領域とショルダー領域との境界部における接地長の変化量が低減されて、タイヤの偏摩耗が抑制される。

なお、上記に限らず、トレッドプロファイルＰＬ１が、接続された４つ以上の円弧を用いて上記スーパー楕円関数を近似して構成されても良い（図示省略）。かかる構成としても、上記した二段ラジアスから成る仮想プロファイルＰＬ４における問題点を解決できる。また、タイヤ成形金型の製造工程を簡易化できる。

近似に用いられる円弧の中心座標および曲率半径は、例えば数学的算出法や幾何学的算出法を用いて計算し得る。また、近似に用いられる円弧と、基準輪郭線ＰＬ１の部分との距離が０．２［ｍｍ］以下であることが好ましく、０．１［ｍｍ］以下であることが好ましい。これにより、基準輪郭線ＰＬ１の部分が適正に近似される。

また、上記の構成では、トレッドプロファイルＰＬ１が、キャンバ角０［deg］でのタイヤ接地領域の全域にて、上記スーパー楕円関数で定義されることが好ましい。これにより、タイヤ接地領域のトレッドプロファイルが適正化される。

キャンバ角は、車両装着時におけるタイヤの装着構造として、例えば、タイヤのサイドウォール部に付されたマークや凹凸、あるいはタイヤに添付されたカタログによって表示され得る。

また、トレッドプロファイルＰＬ１が、タイヤ赤道面ＣＬからキャンバ角４［deg］までの接地領域にて、上記スーパー楕円関数で定義されることが好ましい。すなわち、スーパー楕円関数から成るトレッドプロファイルＰＬ１が、タイヤ接地端Ｔを越えてタイヤ幅方向外側の所定の位置（具体的には、図１におけるキャンバ角４［deg］でのタイヤ接地端Ｔ’）まで延在する。これにより、トレッドプロファイルが適正化されて、タイヤの操縦安定性能、サーキット走行性能および耐摩耗性能が向上する。

［トレッドゲージ］
図６は、図１に記載した空気入りタイヤのトレッド部を示す拡大図である。同図は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする片側領域を示している。

図６の構成では、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッドゲージＧａ１と、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の６０［％］の位置（図２の点Ｐ３）におけるトレッドゲージＧａ２と、タイヤ接地端ＴにおけるトレッドゲージＧａ３とが、Ｇａ３＜Ｇａ２≦Ｇａ１の関係を有することが好ましく、Ｇａ３＜Ｇａ２＜Ｇａ１の関係を有することがより好ましい。かかる構成では、トレッドゲージＧａ１～Ｇａ３がトレッド部センター領域からショルダー領域に向かって減少するため、タイヤ接地圧が均一化される。

トレッドゲージは、タイヤ子午線方向の断面視にて、トレッドプロファイル上の測定点からベルト層の最もタイヤ径方向外側にあるベルトプライのベルトコード面に下ろした垂線の長さとして測定される。ベルトコード面は、ベルトプライを構成する複数のベルトコードのタイヤ径方向外側の端部を含む面として定義される。

さらに、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の０［％］以上５０［％］未満の領域における平均トレッドゲージＧａ１_avと、５０［％］以上８０［％］未満の領域における平均トレッドゲージＧａ２_avと、８０［％］以上１００［％］以下の領域における平均トレッドゲージＧａ３_avとが、Ｇａ３_av＜Ｇａ２_av≦Ｇａ１_avの関係を有することが好ましく、Ｇａ３_av＜Ｇａ２_av＜Ｇａ１_avの関係を有することがより好ましい。

［踏面の膨出部］
図７は、図１に記載した空気入りタイヤの変形例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陸部３２（３３）の踏面の拡大図を示し、また、陸部３２（３３）の踏面の膨出部を誇張して示している。

図７に示すように、セカンド陸部３２およびセンター陸部３３の少なくとも一方がトレッドプロファイルＰＬ１からタイヤ径方向外側に膨出した踏面を有することが好ましい。また、かかる構成において、踏面の最大膨出量Ｈｐが、０．１［ｍｍ］≦Ｈｐ≦０．５［ｍｍ］の範囲にあることが好ましく、０．２［ｍｍ］≦Ｈｐ≦０．４［ｍｍ］の範囲にあることがより好ましい。図７の構成では、陸部３２（３３）の踏面が、陸部３２（３３）の幅方向の全域に渡って円弧状に膨出している。また、踏面の最大膨出量Ｈｐと陸部３２（３３）の幅Ｗｂとが、０．０５≦Ｈｐ／Ｗｂ≦０．２５の関係を有することが好ましく、０．０７≦Ｈｐ／Ｗｂ≦０．２０の関係を有することより好ましい。これにより、踏面の最大膨出量Ｈｐが適正化される。

踏面の最大膨出量Ｈｐは、基準輪郭線（ＰＬ１）から陸部の踏面までの最大距離として測定される。

陸部の幅Ｗｂは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、陸部を区画する左右の周方向主溝の溝幅の測定点のタイヤ幅方向の距離として測定される。

特にタイヤ接地幅が広く、陸部３２（３３）がタイヤ周方向に連続するリブである構成では、陸部３２（３３）内における接地圧分布が不均一になり易いという課題がある。この点において、陸部３２（３３）が上記膨出した踏面を有することにより、陸部３２（３３）内における接地圧分布が均一化される。

［効果］
以上説明したように、この空気入りタイヤ１では、カーカス層１３と、カーカス層１３の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、交差ベルト１４１、１４２の径方向外側に配置されるトレッドゴム１５とを備える（図１参照）。また、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トレッドプロファイルＰＬ１が、タイヤ赤道面ＣＬ上に中心点をもつ以下の楕円関数で定義される。ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。

かかる構成では、タイヤ接地形状がフラットとなり、すなわち接地領域の接地長が均一化されて、接地圧分布が均一化される。これにより、タイヤのコーナリング性能が向上する利点があり、また、タイヤの耐偏摩耗性能が向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、タイヤ幅方向の半径ａが、タイヤ総幅ＳＷ（図１参照）に対して０．３０≦ａ／ＳＷ≦０．６０の関係を有する（図２参照）。上記下限により、タイヤ接地幅が確保されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される利点がある。上記上限により、タイヤ接地領域における接地圧分布が均一化されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、指数ｐが、１．００≦ｐ≦７．００の範囲にある。上記下限により、タイヤ接地幅が確保されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される利点がある。また、上記上限により、タイヤ接地領域における接地圧分布が均一化されて、旋回走行時のコーナリングフォースが確保される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、指数ｐが、４．０５≦ｐの範囲にある。かかる構成では、指数ｐが適正化されて、タイヤの旋回性能が効果的に高まる利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、タイヤ径方向の半径ｂが、タイヤ幅方向の半径ａに対して０．１０≦ｂ／ａ≦１．２０の関係を有する。上記下限により、上記下限により、トレッド部ショルダー領域のプロファイル形状が適正化される利点があり、上記上限により、接地圧分布が適正化されてコーナリングフォースが増加する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、タイヤ径方向の半径ｂが、指数ｑに対して１．００＜ｂ／ｑ≦３０．０の関係を有する。上記下限により、トレッドショルダー領域の肩落ち量が適正化される利点があり、上記上限により、直進走行時における接地面積とコーナリング走行時における接地面積とが両立する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、指数ｑが、ｑ≦１．９５あるいは４．０５≦ｑの範囲にある。かかる構成では、特に、指数ｑが、４．０５≦ｑの範囲にあることにより、接地圧分布が均一化されて、コーナリングフォースが増加する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、トレッドプロファイルＰＬ１とタイヤ赤道面ＣＬおよびタイヤ接地端Ｔとの各交点Ｐ１、Ｐ４を通り、ｐ＝ｑ＝２である楕円関数の仮想プロファイルＰＬ２（図２参照）を定義する。このとき、前記トレッドプロファイルＰＬ１が、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の少なくとも３５［％］から６０［％］の領域にて、仮想プロファイルＰＬ２に対してタイヤ径方向外側にオフセットする（図３参照）。かかる構成では、トレッド部センター領域における接地形状がフラットとなり、すなわち接地長が均一化されて、接地圧分布が均一化される。これにより、トレッド部センター領域の偏摩耗が抑制される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、トレッドプロファイルＰＬ１とタイヤ赤道面ＣＬおよびタイヤ接地端Ｔとの各交点Ｐ１、Ｐ４を通り、ｐ＝ｑ＝２である楕円関数の仮想プロファイルＰＬ２（図２参照）を定義する。このとき、トレッドプロファイルＰＬ１が、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の９５［％］以上の領域にて、仮想プロファイルＰＬ２に対してタイヤ径方向内側にオフセットする。かかる構成では、タイヤ接地端における接地圧集中が緩和されて、横力負荷時における接地圧が均一化される。これにより、コーナリングフォースが増加する。

また、この空気入りタイヤ１では、トレッドプロファイルＰＬ１が、キャンバ角０［deg］でのタイヤ接地領域の全域にて、前記スーパー楕円関数で定義される。これにより、タイヤ接地領域のトレッドプロファイルが適正化される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、トレッドプロファイルＰＬ１が、タイヤ赤道面ＣＬからキャンバ角４［deg］までの接地領域にて、前記スーパー楕円関数で定義される。これにより、トレッドプロファイルが適正化されて、タイヤの操縦安定性能、サーキット走行性能および耐摩耗性能が向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッドゲージＧａ１と、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地端Ｔまでの距離の６０［％］の位置におけるトレッドゲージＧａ２と、タイヤ接地端ＴにおけるトレッドゲージＧａ３とが、Ｇａ３＜Ｇａ２≦Ｇａ１の関係を有する（図６参照）。かかる構成では、トレッドゲージＧａ１～Ｇａ３がトレッド部センター領域からショルダー領域に向かって単調減少するため、タイヤ接地圧が均一化される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、トレッドプロファイルＰＬ１が、接続された４つ以上の円弧を用いて前記スーパー楕円関数を近似して成る。かかる構成としても、上記した二段ラジアスから成る仮想プロファイルＰＬ４における問題点を解決できる利点がある。また、タイヤ成形金型の製造工程を簡易化できる利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝２１～２３と、これらの周方向溝２１～２３に区画されて成るセンター陸部３３およびセカンド陸部３２とを備える（図１参照）。また、センター陸部３３およびセカンド陸部３２の少なくとも一方が、トレッドプロファイルＰＬ１からタイヤ径方向外側に膨出した踏面を有する（図７参照）。また、踏面の膨出量Ｈｐが、０．１［ｍｍ］≦Ｈｐ≦０．５［ｍｍ］の範囲にある。かかる構成では、陸部３２（３３）が上記膨出した踏面を有することにより、陸部３２（３３）内における接地圧分布が均一化される利点がある。

図８は、この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。

この性能試験では、複数種類の試験タイヤについて、（１）コーナリング性能および（２）耐摩耗性能に関する評価が行われた。また、タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８ ９７Ｙの試験タイヤがリムサイズ１８×８１／２Ｊのリムに組み付けられ、この試験タイヤに２５０［ｋＰａ］の内圧および６［ｋＮ］の荷重が付与される。また、試験タイヤが、試験車両である試験車両である排気量２０００［ｃｃ］かつ４輪駆動方式のセダンの総輪に装着される。

（１）コーナリング性能に関する評価では、試験車両が所定のテストコースを走行し、その走行タイムが測定される。そして、この測定結果に基づいて従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど走行タイムが速く好ましい。

（２）耐摩耗性能に関する評価では、室内摩耗試験機による台上試験にて、３万［ｋｍ］を走行した後の陸部の摩耗量が測定される。そして、この測定結果に基づいて従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほど摩耗耐久性に優れ、好ましい。

実施例１の試験タイヤは、図１の構成を備え、トレッドプロファイルＰＬ１が上記スーパー楕円関数から成る。また、タイヤ総幅ＳＷが２４５［ｍｍ］であり、タイヤ接地幅が２１０［ｍｍ］である。

従来例の試験タイヤは、実施例１の構成において、トレッドプロファイルが楕円（ｐ＝ｑ＝０）である。

試験結果が示すように、実施例１～１１の試験タイヤでは、タイヤのコーナリング性能および耐摩耗性能が向上することが分かる。

１ 空気入りタイヤ；１１ ビードコア；１２ ビードフィラー；１３ カーカス層；１４ ベルト層；１４１、１４２ 交差ベルト；１４３ ベルトカバー；１５ トレッドゴム；１６ サイドウォールゴム；１７ リムクッションゴム；２１、２２ 周方向溝；３１～３３ 陸部

Claims (14)

1. カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、前記交差ベルトの径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、
   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無負荷状態としたときのトレッドプロファイルが、タイヤ赤道面上に中心点をもつ以下の楕円関数で表される曲線から成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
   ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。
   

   
2. タイヤ幅方向の半径ａが、タイヤ総幅ＳＷに対して０．３０≦ａ／ＳＷ≦０．６０の関係を有する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 指数ｐが、１．００≦ｐ≦７．００の範囲にある請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 指数ｐが、４．０５≦ｐの範囲にある請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ径方向の半径ｂが、タイヤ幅方向の半径ａに対して０．１０≦ｂ／ａ≦１．２０の関係を有する請求項１～４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
6. タイヤ径方向の半径ｂが、指数ｑに対して１．００＜ｂ／ｑ≦３０．０の関係を有する請求項１～５のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
7. 指数ｑが、ｑ≦１．９５あるいは４．０５≦ｑの範囲にある請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記トレッドプロファイルとタイヤ赤道面およびタイヤ接地端との各交点Ｐ１、Ｐ４を通り、ｐ＝ｑ＝２である楕円関数の仮想プロファイルを定義し、
   前記トレッドプロファイルが、タイヤ赤道面からタイヤ接地端までの距離の少なくとも３５［％］から６０［％］の領域にて、前記仮想プロファイルに対してタイヤ径方向外側にオフセットする請求項１～７のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記トレッドプロファイルとタイヤ赤道面およびタイヤ接地端との各交点Ｐ１、Ｐ４を通り、ｐ＝ｑ＝２である楕円関数の仮想プロファイルを定義し、
   前記トレッドプロファイルが、タイヤ赤道面からタイヤ接地端までの距離の９５［％］以上の領域にて、前記仮想プロファイルに対してタイヤ径方向内側にオフセットする請求項１～８のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
10. 前記トレッドプロファイルが、キャンバ角０［deg］でのタイヤ接地領域の全域にて、前記楕円関数で定義される請求項１～９のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
11. 前記トレッドプロファイルが、タイヤ赤道面からキャンバ角４［deg］までの接地領域にて、前記楕円関数で定義される請求項１～１０のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
12. タイヤ赤道面におけるトレッドゲージＧａ１と、タイヤ赤道面からタイヤ接地端までの距離の６０［％］の位置におけるトレッドゲージＧａ２と、タイヤ接地端におけるトレッドゲージＧａ３とが、Ｇａ３＜Ｇａ２≦Ｇａ１の関係を有する請求項１～１１のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
13. カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、前記交差ベルトの径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、
    タイヤ赤道面上に中心点をもつ以下の楕円関数を基準輪郭線として定義し、
    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トレッドプロファイルが、接続された４つ以上の円弧を用いて前記基準輪郭線を近似した曲線から成り、且つ、
    前記４つ以上の円弧のそれぞれと前記基準輪郭線との距離が、０．２［ｍｍ］以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
    ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。
    

    
14. カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置される一対の交差ベルトと、前記交差ベルトの径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、
    タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝と、前記周方向溝に区画されて成るセンター陸部およびセカンド陸部とを備え、
    タイヤ赤道面上に中心点をもつ以下の楕円関数を基準輪郭線として定義し、
    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トレッドプロファイルが、前記基準輪郭線と、前記センター陸部および前記セカンド陸部の少なくとも一方にて前記基準輪郭線からタイヤ径方向外側に膨出した踏面とを接続した曲線から成り、且つ、
    前記踏面の膨出量Ｈｐが、０．１［ｍｍ］≦Ｈｐ≦０．５［ｍｍ］の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
    ただし、ａがタイヤ幅方向かつ長軸の半径であり、ｂがタイヤ径方向かつ短軸の半径であり、０＜ｂ＜ａ、０＜ｘ、０＜ｙ、１．００＜ｐ、１．００＜ｑおよびｐ≠ｑの条件を満たす。
    

    

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