以下、空気入りタイヤにおける一実施形態について、図1~図8を参照しながら説明する。なお、各図(図9及び図10も同様)において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。
各図において、第1の方向D1は、空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ともいう)1の回転中心であるタイヤ回転軸と平行であるタイヤ幅方向D1であり、第2の方向D2は、タイヤ1の直径方向であるタイヤ径方向D2であり、第3の方向D3は、タイヤ回転軸周りのタイヤ周方向D3である。
なお、タイヤ幅方向D1において、内側は、タイヤ赤道面S1に近い側となり、外側は、タイヤ赤道面S1から遠い側となる。また、タイヤ径方向D2において、内側は、タイヤ回転軸に近い側となり、外側は、タイヤ回転軸から遠い側となる。
タイヤ赤道面S1とは、タイヤ回転軸に直交する面で且つタイヤ1のタイヤ幅方向D1の中心に位置する面のことであり、タイヤ子午面とは、タイヤ回転軸を含む面で且つタイヤ赤道面S1と直交する面のことである。また、タイヤ赤道線とは、タイヤ1のタイヤ径方向D2の外表面(後述する、トレッド面2a)とタイヤ赤道面S1とが交差する線のことである。
図1に示すように、本実施形態に係るタイヤ1は、ビードを有する一対のビード部11と、各ビード部11からタイヤ径方向D2の外側に延びるサイドウォール部12と、一対のサイドウォール部12のタイヤ径方向D2の外端部に連接され、タイヤ径方向D2の外表面が路面に接地するトレッド部2とを備えている。本実施形態においては、タイヤ1は、内部に空気が入れられる空気入りタイヤ1であって、リム20に装着される。
また、タイヤ1は、一対のビードの間に架け渡されるカーカス層13と、カーカス層13の内側に配置され、空気圧を保持するために、気体の透過を阻止する機能に優れるインナーライナー層14とを備えている。カーカス層13及びインナーライナー層14は、ビード部11、サイドウォール部12、及びトレッド部2に亘って、タイヤ内周に沿って配置されている。
タイヤ1は、タイヤ赤道面S1に対して非対称となる構造である。本実施形態においては、タイヤ1は、車両への装着向きを指定されたタイヤであり、リム20に装着する際に、タイヤ1の左右何れを車両に対面するかを指定されたタイヤである。なお、トレッド部2のトレッド面2aに形成されるトレッドパターンは、タイヤ赤道面S1に対して非対称となる形状としている。
車両への装着の向きは、サイドウォール部12に表示されている。具体的には、サイドウォール部12は、タイヤ外表面を構成すべく、カーカス層13のタイヤ幅方向D1の外側に配置されるサイドウォールゴム12aを備え、該サイドウォールゴム12aの表面に、表示部を有している。
例えば、車両装着時に内側(各図における左側であって、以下、「車両内側」ともいう)D11に配置される一方のサイドウォール部12は、車両内側となる旨の表示(例えば、「INSIDE」等)を付されている。また、例えば、車両装着時に外側(各図における右側であって、以下、「車両外側」ともいう)D12に配置される他方のサイドウォール部12は、車両外側となる旨の表示(例えば、「OUTSIDE」等)を付されている。なお、車両内側D11は、タイヤ1が車両に装着された際に、車両中心に近い側となり、車両外側D12は、タイヤ1が車両に装着された際に、車両中心から遠い側となる。
トレッド部2は、路面に接地するトレッド面2aを有するトレッドゴム3と、トレッドゴム3とカーカス層13との間に配置されるベルト部4とを備えている。また、トレッド部2は、ベルト部4を補強するために、トレッドゴム3とベルト部4との間に配置されるベルト補強部5を備えている。
トレッド面2aは、実際に路面に接地する接地面を有しており、当該接地面のうち、タイヤ幅方向D1の外側端は、接地端2b,2cという。なお、接地端2b,2cのうち、車両内側D11の接地端2bは、車両内側接地端2bといい、車両外側D12の接地端2cは、車両外側接地端2cという。また、該接地面は、タイヤ1を正規リム20にリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤ1を平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地するトレッド面2aを指す。
正規リム20は、タイヤ1が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ1ごとに定めるリム20であり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば「Design Rim」、ETRTOであれば「Measuring Rim」となる。
正規内圧は、タイヤ1が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ1ごとに定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、ETRTOであれば「INFLATIONPRESSURE」であるが、タイヤ1が乗用車用である場合には180kPaとする。
正規荷重は、タイヤ1が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ1ごとに定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば上記の表に記載の最大値、ETRTOであれば「LOAD CAPACITY」であるが、タイヤ1が乗用車用である場合には内圧180kPaの対応荷重の85%とする。
ベルト部4は、少なくとも一つ(本実施形態においては、二つ)のベルト層41,42を備えている。具体的には、ベルト部4は、第1ベルト層41と、第1ベルト層41よりもタイヤ径方向D2の外側に配置される第2ベルト層42とを備えている。各ベルト層41,42は、平行配列した複数本のコード(「ベルトコード」ともいう)と、コードを被覆するトッピングゴムとを備えている。なお、ベルト層41,42の層数は、特に限定されない。
ベルト層41,42のコードは、タイヤ周方向D3に対して所定の傾斜角度(例えば、5°以上、好ましくは、15°~35°)で交差するようにして、タイヤ幅方向D1に並列されている。そして、第1及び第2ベルト層41,42のコードは、タイヤ周方向D3に対してそれぞれ反対向きに傾斜し、互いに交差するように配置されている。なお、コードの材質は、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、又はアラミド等の有機繊維や、スチール等の金属が好適に使用される。
図1及び図2に示すように、トレッドゴム3は、タイヤ周方向D3に延びる複数の主溝3a,3bを備えている。主溝3a,3bは、タイヤ周方向D3に連続して延びている。本実施形態においては、主溝3a,3bは、タイヤ周方向D3に沿ってストレート状に延びている、という構成であるが、斯かる構成に限られず、例えば、屈折を繰り返してジグザグ状に延びている、という構成でもよく、また、例えば、湾曲を繰り返して波状に延びている、という構成でもよい。
主溝3a,3bは、例えば、摩耗するにしたがって露出することで摩耗度合が分かるように、溝を浅くしてある部分、所謂、トレッドウエアインジケータ(図示していない)を備えている。また、例えば、主溝3a,3bは、接地端2b,2c間の距離(接地端2b,2c間のタイヤ幅方向D1の寸法)の3%以上の溝幅を有している。また、例えば、主溝3a,3bは、5mm以上の溝幅を有している。
複数の主溝3a,3bにおいては、タイヤ幅方向D1の最も外側に配置される一対の主溝3a,3aは、ショルダー主溝3aといい、また、一対のショルダー主溝3a,3a間に配置される主溝3bは、センター主溝3bという。なお、車両内側D11のショルダー主溝3aは、車両内側ショルダー主溝3aといい、車両外側D12のショルダー主溝3aは、車両外側ショルダー主溝3aという。また、センター主溝3bの有無及び個数は、特に限定されないが、本実施形態においては、センター主溝3bの個数は、二つである。
トレッドゴム3は、主溝3a,3b及び接地端2b,2cによって区画される複数の陸部3c~3gを備えている。複数の陸部3c~3gにおいては、ショルダー主溝3aと接地端2b,2cとによって区画される陸部3c,3dは、ショルダー陸部3c,3dといい、隣接される主溝3a,3b同士によって区画され、一対のショルダー陸部3c,3d間に配置される陸部3e~3gは、ミドル陸部3e~3gという。
ミドル陸部3e~3gのうち、ショルダー主溝3aとセンター主溝3bとによって区画される陸部3e,3fは、メディエイト陸部3e,3fといい、センター主溝3b,3b同士によって区画される陸部3gは、センター陸部3gという。本実施形態においては、センター主溝3b,3bは、タイヤ赤道面S1を挟むように配置されている。これにより、センター陸部3gは、タイヤ赤道面S1を含むように配置されている。
車両内側D11のショルダー陸部3cは、車両内側ショルダー陸部3cといい、車両外側D12のショルダー陸部3dは、車両外側ショルダー陸部3dという。車両内側D11のメディエイト陸部3eは、車両内側メディエイト陸部3eといい、車両外側D12のメディエイト陸部3fは、車両外側メディエイト陸部3fという。
また、トレッド面2aにおける、トレッドゴム3のタイヤ幅方向D1の外端2d,2eは、トレッド外端2d,2eという。なお、車両内側D11のトレッド外端2dは、車両内側トレッド外端2dといい、車両外側D12のトレッド外端2eは、車両外側トレッド外端2eという。
さらに、トレッド面2aにおける、ショルダー陸部3c,3dのタイヤ幅方向D1の内端2f,2gは、ショルダー陸部内端2f,2gという。なお、ショルダー陸部内端2f,2gは、ショルダー主溝3aのタイヤ幅方向D1の外端でもあるため、ショルダー主溝外端2f,2gともいう。
また、陸部3c~3gは、複数の陸溝3h,3iを備えている。複数の陸溝3h,3iは、タイヤ周方向D3に対して交差するように延びている。そして、タイヤ周方向D3に対して交差するように延びている陸溝3h,3iのうち、溝幅が1.6mm以上である陸溝3hは、幅溝3hといい、溝幅が1.6mm未満である陸溝3iは、サイプ3iという。なお、陸部3c~3gは、溝幅が主溝3a,3bの溝幅よりも小さく且つタイヤ周方向D3に沿って連続的又は断続的に延びる陸溝を備えていてもよく、斯かる陸溝は、周溝という。
図3に示すように、トレッドゴム3は、タイヤ径方向D2の外表面であるトレッド面2aを有するゴム表層部6と、ゴム表層部6よりもタイヤ径方向D2の内側に配置されるゴム内層部7とを備えている。なお、ゴム内層部7の有無及び層数は、特に限定されない。また、ゴム内層部7のうち、タイヤ径方向D2の最も内側に配置されるゴム内層部7は、ベースゴムといい、ゴム表層部6及び他のゴム内層部7は、キャップゴムという。
ゴム表層部6は、第1ゴムで形成される第1ゴム部6aと、第1ゴムのゴム硬度よりも大きいゴム硬度である第2ゴムで形成される第2ゴム部6bとを備えている。なお、ゴム硬度は、「JIS K6253-1-2012 3.2 デュロメータ硬さ」に基づき、23℃で測定した硬度である。
各ゴムのゴム硬度は、特に限定されないが、例えば、第1ゴムのゴム硬度は、66~70としてもよく、また、例えば、第2ゴムのゴム硬度は、70~74としてもよい。また、例えば、第1ゴムと第2ゴムとのゴム硬度差は、特に限定されないが、例えば、2~6としてもよい。
ゴム表層部6は、第1ゴム部6aと第2ゴム部6bとの界面6cを備えている。そして、界面6cは、一対のショルダー主溝3a,3a間に配置されている。これにより、制動時に、一対のショルダー主溝3a,3a間に配置される界面6cに、歪みが発生するため、当該歪みが路面に対する抵抗となる。したがって、制動距離を低減させることができるため、制動性能を向上させることができる。
また、本実施形態においては、界面6cは、トレッド面2aに現れるように、主溝3a,3bではなく、陸部3gに位置している。これにより、界面6cで発生する歪みが、路面に対する直接的な抵抗となる。
しかも、本実施形態においては、界面6cは、センター陸部3g、具体的には、タイヤ赤道面S1に位置している。これにより、タイヤ赤道面S1に近いほど制動時の接地圧が大きくなることに対して、界面6cが、タイヤ赤道面S1に最も近い(具体的には、タイヤ赤道面S1を含む)センター陸部3gに位置していることになる。これにより、界面6cで発生する歪みが、路面に対して効果的な抵抗となるため、制動距離を効果的に低減させることができる。
また、第1ゴム部6aは、ゴム表層部6の車両内側D11に配置されており、第2ゴム部6bは、ゴム表層部6の車両外側D12に配置されている。これにより、外輪として旋回する際に大きな力が作用する車両外側D12に、ゴム硬度が相対的に大きい第2ゴム部6bが、配置されている。したがって、ゴム表層部6の車両外側D12の剛性を大きくすることができるため、旋回時の操縦安定性能を向上させることができている。
なお、界面6cは、例えば、主溝3a,3bに位置しており、トレッド面2aに現れていない、という構成でもよい。また、界面6cは、ミドル陸部3e~3gに位置しているものの、センター陸部3gではなく、メディエイト陸部3e,3fに位置している、という構成でもよい。
また、界面6cは、センター陸部3gに位置しているものの、タイヤ赤道面S1から離れて位置している、という構成でもよい。例えば、界面6cとタイヤ赤道面S1との間の距離は、接地端2b,2c間の距離(接地端2b,2c間のタイヤ幅方向D1の寸法)の10%以下であることが好ましく、また、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることが非常に好ましい。
図2に戻り、本実施形態においては、第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比は、第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比よりも、小さくなっている。これにより、ゴム硬度が相対的に小さい第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比は、ゴム硬度が相対的に大きい第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比よりも、小さくなっている。したがって、車両内側D11の陸部3c,3e,3gと車両外側D12の陸部3d,3f,3gとの剛性差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
なお、第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gは、車両内側ショルダー陸部3c及び車両内側メディエイト陸部3eと、センター陸部3gのうち、界面6c(タイヤ赤道面S1)よりも車両内側D11の領域である。したがって、第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比とは、車両内側接地端2bと界面6cとの間の陸部3c,3e,3gの面積(主溝3a,3bを含まず、陸溝3h,3iを含む)の総和に対する、陸溝3h,3iの面積の総和の比率のことである。
また、第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gは、車両外側ショルダー陸部3d及び車両外側メディエイト陸部3fと、センター陸部3gのうち、界面6c(タイヤ赤道面S1)よりも車両外側D12の領域である。したがって、第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比とは、車両外側接地端2cと界面6cとの間の陸部3d,3f,3gの面積(主溝3a,3bを含まず、陸溝3h,3iを含む)の総和に対する、陸溝3h,3iの面積の総和の比率のことである。
なお、車両内側メディエイト陸部3eにおける、幅溝3h(サイプ3iは除く)のピッチ(タイヤ周方向D3の間隔)は、車両外側メディエイト陸部3fにおける、幅溝3h(サイプ3iは除く)のピッチよりも、大きくなっている。また、車両内側ショルダー陸部3cにおける、幅溝3h(サイプ3iは除く)のピッチは、車両外側ショルダー陸部3dにおける、幅溝3h(サイプ3iは除く)のピッチよりも、大きくなっている。
ここで、ベルト補強部5の構成について、図3~図6を参照しながら説明する。なお、図4及び図5においては、ベルト補強部5が、ハッチングされて図示されており、ベルト部4が、破線で図示されている。
図3~図5に示すように、ベルト補強部5は、ベルト層41,42をタイヤ幅方向D1に亘って覆うように配置されるキャップ補強層51を備えている。また、ベルト補強部5は、ベルト層41,42の車両内側D11の端部を覆うように配置される車両内側エッジ補強層52と、ベルト層41,42の車両外側D12の端部を覆うように配置される車両外側エッジ補強層53とを備えている。
車両内側エッジ補強層52は、キャップ補強層51よりも、タイヤ径方向D2の内側に配置されており、車両外側エッジ補強層53は、キャップ補強層51よりも、タイヤ径方向D2の外側に配置されている。なお、各エッジ補強層52,53は、キャップ補強層51に対して、タイヤ径方向D2の内側に配置されていてもよく、また、タイヤ径方向D2の外側に配置されていてもよい。
また、車両内側エッジ補強層52の車両内側端部(タイヤ幅方向D1の外端部)52aは、キャップ補強層51の車両内側端部51aと連結されており、車両外側エッジ補強層53の車両外側端部(タイヤ幅方向D1の外端部)53bは、キャップ補強層51の車両外側端部51bと連結されている。なお、キャップ補強層51と各エッジ補強層52,53とは、互いに連結されておらず、分離されていてもよい。
キャップ補強層51の端部51a,51bは、それぞれトレッド外端2d,2eよりも、タイヤ幅方向D1の外側に位置している。具体的には、キャップ補強層51の車両内側端部51aは、車両内側トレッド外端2dよりも、車両内側D11に位置しており、キャップ補強層51の車両外側端部51bは、車両外側トレッド外端2eよりも、車両外側D12に位置している。
エッジ補強層52,53の外端部52a,53bは、それぞれトレッド外端2d,2eよりも、タイヤ幅方向D1の外側に位置している。具体的には、車両内側エッジ補強層52の車両内側端部52aは、車両内側トレッド外端2dよりも、車両内側D11に位置しており、車両外側エッジ補強層53の車両外側端部53bは、車両外側トレッド外端2eよりも、車両外側D12に位置している。
そして、エッジ補強層52,53のタイヤ幅方向D1の内端部52b,53aは、それぞれショルダー陸部内端2f,2gよりも、タイヤ幅方向D1の外側に位置している。具体的には、車両内側エッジ補強層52の車両外側端部52bは、車両内側D11のショルダー陸部内端2fよりも、車両内側D11に位置しており、車両外側エッジ補強層53の車両内側端部53aは、車両外側D12のショルダー陸部内端2gよりも、車両外側D12に位置している。
即ち、エッジ補強層52,53の内端部52b,53aは、それぞれショルダー主溝外端2f,2gよりも、タイヤ幅方向D1の外側に位置している。これにより、エッジ補強層52,53は、ショルダー主溝3aよりも、タイヤ幅方向D1の外側に配置されている。
したがって、エッジ補強層52,53の内端部52b,53aがショルダー主溝3aとタイヤ径方向D2で重なることを防止している。即ち、エッジ補強層52,53の内端部52b,53aは、タイヤ径方向D2視において、タイヤ幅方向D1でショルダー主溝3aと離れている。その結果、例えば、ショルダー主溝3aの底部からクラックが発生することを抑制することができる。
また、図6に示すように、ベルト補強部5は、コード(「補強コード」ともいう)5aと、コード5aを被覆するトッピングゴム5bとを備えている。なお、コード5aの材質は、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、又はアラミド等の有機繊維が好適に使用される。
ベルト補強部5は、トッピングゴム5bで被覆された少なくとも1本のコード5aが、タイヤ周方向D3に沿って螺旋状に巻回されることで、形成されている。これにより、ベルト補強部5の各補強層51~53のコード5aは、タイヤ周方向D3に沿って(例えば、タイヤ周方向D3に対して傾斜角度が5°未満、好ましくは、3°以下で交差するように、又は、タイヤ周方向D3と平行となるように)、タイヤ幅方向D1に並列されている。
本実施形態においては、ベルト補強部5の各補強層51~53のエンド数は、タイヤ幅方向D1に亘って、一定(同じだけでなく、略同じも含む)である。なお、エンド数は、ベルト補強部5の各補強層51~53の単位幅当たりのコード5aの本数のことをいう。
また、本実施形態においては、各補強層51~53のコード5aの材質は、同じであり、各補強層51~53のコード5aの直径は、一定(同じだけでなく、略同じも含む)である。これにより、本実施形態おいては、各補強層51~53の単位幅当たりのコード5aの総質量は、一定(同じだけでなく、略同じも含む)となる。
ここで、各領域における、単位幅当たりのコード総質量について説明する。まず、第1ゴム部6a(界面6cから車両内側トレッド外端2dまでの領域)と、第2ゴム部6b(界面6cから車両外側トレッド外端2eまでの領域)と、を比較する。
キャップ補強層51は、第1ゴム部6aの全域及び第2ゴム部6bの全域に亘って配置されている。したがって、各ゴム部6a,6bの幅寸法W1a,W2aに対する、各ゴム部6a,6bがタイヤ径方向D2で重なるキャップ補強層51の幅寸法W1b,W2bの比率(W1b/W1a,W2b/W2a)は、同じである。
一方、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1cの比率(W1c/W1a)は、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2cの比率(W2c/W2a)よりも、小さくなっている。
したがって、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aは、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さくなっている。具体的には、以下の式の関係となる。
M1a < M2a
M1a = (W1b+W1c)×M5/W1a
M2a = (W2b+W2c)×M5/W2a
W1b/W1a = W2b/W2a
W1c/W1a < W2c/W2a
ここで、M5は、各補強層51~53の単位幅当たりのコード5aの総質量である。
なお、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5とは、ベルト補強部5のうち、タイヤ幅方向D1において、界面6cから車両内側トレッド外端2dまでの領域に位置している部分を指す。また、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5とは、ベルト補強部5のうち、タイヤ幅方向D1において、界面6cから車両外側トレッド外端2eまでの領域に位置している部分のことを指す。
次に、第1ゴム部6aのうち、接地する車両内側接地領域6d(界面6cから車両内側接地端2bまでの領域)と、第2ゴム部6bのうち、接地する車両外側接地領域6e(界面6cから車両外側接地端2cまでの領域)と、を比較する。
キャップ補強層51は、車両内側接地領域6dの全域及び車両外側接地領域6eの全域に亘って配置されている。したがって、接地領域6d,6eの幅寸法W1d,W2dに対する、接地領域6d,6eがタイヤ径方向D2で重なるキャップ補強層51の幅寸法W1e,W2eの比率(W1e/W1d,W2e/W2d)は、同じである。
一方、車両内側接地領域6dの幅寸法W1dに対する、車両内側接地領域6dがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1fの比率(W1f/W1d)は、車両外側接地領域6eの幅寸法W2dに対する、車両外側接地領域6eがタイヤ径方向D2で重なる車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2fの比率(W2f/W2d)よりも、小さくなっている。
したがって、車両内側接地領域6dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1dは、車両外側接地領域6eとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2dよりも、小さくなっている。具体的には、以下の式の関係となる。
M1d < M2d
M1d = (W1e+W1f)×M5/W1d
M2d = (W2e+W2f)×M5/W2d
W1e/W1d = W2e/W2d
W1f/W1d < W2f/W2d
なお、車両内側接地領域6dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5とは、ベルト補強部5のうち、タイヤ幅方向D1において、界面6cから車両内側接地端2bまでの領域に位置している部分を指す。また、車両外側接地領域6eとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5とは、ベルト補強部5のうち、タイヤ幅方向D1において、界面6cから車両外側接地端2cまでの領域に位置している部分のことを指す。
次に、第1ゴム部6aで形成される車両内側ショルダー陸部3c(車両内側ショルダー陸部内端2fから車両内側接地端2bまでの領域)と、第2ゴム部6bで形成される車両外側ショルダー陸部3d(車両外側ショルダー陸部内端2gから車両外側接地端2cまでの領域)とを、比較する。
キャップ補強層51は、車両内側ショルダー陸部3cの全域及び車両外側ショルダー陸部3dの全域に亘って配置されている。したがって、各ショルダー陸部3c,3dの幅寸法W1g,W2gに対する、各ショルダー陸部3c,3dがタイヤ径方向D2で重なるキャップ補強層51の幅寸法W1h,W2hの比率(W1h/W1g,W2h/W2g)は、同じである。
一方、車両内側ショルダー陸部3cの幅寸法W1gに対する、車両内側ショルダー陸部3cがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1iの比率(W1i/W1g)は、車両外側ショルダー陸部3dの幅寸法W2gに対する、車両外側ショルダー陸部3dがタイヤ径方向D2で重なる車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2iの比率(W2i/W2g)よりも、小さくなっている。
したがって、車両内側ショルダー陸部3cがタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1gは、車両外側ショルダー陸部3dがタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2gよりも、小さくなっている。具体的には、以下の式の関係となる。
M1g < M2g
M1g = (W1h+W1i)×M5/W1g
M2g = (W2h+W2i)×M5/W2g
W1h/W1g = W2h/W2g
W1i/W1g < W2i/W2g
なお、車両内側ショルダー陸部3cがタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5とは、ベルト補強部5のうち、タイヤ幅方向D1において、車両内側ショルダー陸部内端2fから車両内側接地端2bまでの領域に位置している部分を指す。また、車両外側ショルダー陸部3dがタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5とは、ベルト補強部5のうち、タイヤ幅方向D1において、車両外側ショルダー陸部内端2gから車両外側接地端2cまでの領域に位置している部分のことを指す。
本実施形態に係る空気入りタイヤ1の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ1の作用について比較例と比較して説明する。
比較例に係るタイヤは、本実施形態に係るタイヤ1と比較して、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aが、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aと、同じである、という構成に変更されたタイヤである。
図7は、比較例に係るタイヤの接地形状を示しており、図8は、本実施形態に係るタイヤ1の接地形状を示している。具体的には、図7及び図8に係る接地形状は、外輪として旋回した時の接地形状を示している。なお、図7及び図8においては、陸溝3h,3iは、図示されていない。
図7に示すように、外輪として旋回した際には、車両外側D12に大きな力が作用するため、車両内側D11の接地長(接地形状のタイヤ周方向D3の長さ)は、車両外側D12の接地長に対して、非常に短くなる。これにより、比較例に係るタイヤにおいては、タイヤ1全体における接地面積が小さくなるため、旋回時の制動性能が低下する。
それに対して、本実施形態に係るタイヤ1においては、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aは、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さくなっている(図4~図6参照)。
これにより、車両内側D11の領域の剛性を低下させることができるため、図8に示すように、車両内側D11の領域の接地長が短くなることを抑制することができる。したがって、タイヤ1全体における接地面積が大きくなるため、旋回時の制動性能を向上させることができる。
さらに、ゴム硬度が相対的に大きい第2ゴム部6bが、車両外側D12に配置されており、しかも、車両外側D12のベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aが、大きくなっている。これにより、車両外側D12の領域の剛性を大きくすることができるため、旋回時の操縦安定性能を向上させることもできている。このように、本実施形態に係るタイヤ1においては、異なるゴム硬度を有するゴムの界面6cをゴム表層部6に有しつつも、旋回時の操縦安定性能及び旋回時の制動性能が低下することを抑制することができている。
ところで、接地形状については、各ゴム部6a,6bの接地領域6d,6eが大きく寄与する。それに対して、車両内側接地領域6dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1dは、車両外側接地領域6eとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2dよりも、小さくなっている。これにより、車両内側D11の領域の剛性を効果的に低下させることができるため、車両内側D11の領域の接地長が短くなることを効果的に抑制することができる。
また、車両内側D11に位置するほど、接地長が短くなり易い。それに対して、車両内側ショルダー陸部3cとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1gは、車両外側ショルダー陸部3dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2gよりも、小さくなっている。これにより、車両内側D11の領域の接地長が短くなることをさらに効果的に抑制することができる。
以上より、本実施形態に係る空気入りタイヤ1は、タイヤ周方向D3に延びる複数の主溝3a,3bを備える空気入りタイヤ1であって、タイヤ径方向D2の外表面を有するゴム表層部6と、前記ゴム表層部6よりもタイヤ径方向D2の内側に配置され、コードがタイヤ周方向D3に対して傾斜して配置されるベルト部4と、前記ベルト部4よりもタイヤ径方向D2の外側に配置され、コード5aがタイヤ周方向D3に沿って配置されるベルト補強部5と、を備え、前記ゴム表層部6は、第1ゴムで形成される第1ゴム部6aと、前記第1ゴムのゴム硬度よりも大きいゴム硬度である第2ゴムで形成される第2ゴム部6bと、を備え、前記第1ゴム部6aは、車両装着時に内側D11に配置され、前記第2ゴム部6bは、車両装着時に外側D12に配置され、前記第1ゴム部6aと前記第2ゴム部6bとの界面6cは、タイヤ幅方向D1で最も外側に配置される一対の主溝3a,3a間に配置され、前記第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なる前記ベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aは、前記第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なる前記ベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さい。
斯かる構成によれば、制動時に、第1ゴム部6aと第2ゴム部6bとの界面6cには、歪みが発生する。そして、界面6cが、タイヤ幅方向D1で最も外側に配置される一対の主溝3a,3a間に配置されているため、当該歪みが路面に対する抵抗となる。したがって、制動距離を低減させることができるため、制動性能を向上させることができる。
また、外輪として旋回する際に、車両装着時に外側D12の領域に大きな力が作用することに対して、ゴム硬度が相対的に大きい第2ゴム部6bが、車両装着時に外側D12に配置されている。これにより、車両装着時に外側D12の領域の剛性を大きくすることができるため、旋回時の操縦安定性能を向上させることができる。
ところで、旋回時の外輪において、車両装着時に内側D11の領域の接地長が、短くなり易い。そこで、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aは、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さくなっている。
これにより、車両装着時に内側D11の領域の剛性を低下させることができるため、外輪として旋回した際に、車両装着時に内側D11の領域の接地長が短くなることを抑制することができる。したがって、旋回時の外輪において、タイヤ1全体の接地面積が大きくなるため、旋回時の制動性能を向上させることができる。その結果、異なるゴム硬度を有するゴムの界面6cをゴム表層部6に有しつつも、旋回時の操縦安定性能及び旋回時の制動性能が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、前記第1ゴム部6aは、車両装着時に内側D11の接地端2bから前記界面6cまでの車両内側接地領域6dを備え、前記第2ゴム部6bは、車両装着時に外側D12の接地端2cから前記界面6cまでの車両外側接地領域6eを備え、前記車両内側接地領域6dとタイヤ径方向D2で重なる前記ベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1dは、前記車両外側接地領域6eとタイヤ径方向D2で重なる前記ベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2dよりも、小さい、という構成である。
斯かる構成によれば、車両内側接地領域6dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1dが、車両外側接地領域6eとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2dよりも、小さくなっているため、車両装着時に内側D11の領域の剛性を効果的に低下させることができる。これにより、外輪として旋回した際に、車両装着時に内側D11の領域の接地長が短くなることを効果的に抑制することができる。
また、本実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、車両装着時に最も内側D11に配置される主溝3aと接地端2bとによって区画される車両内側ショルダー陸部3cと、車両装着時に最も外側D12に配置される主溝3aと接地端2cとによって区画される車両外側ショルダー陸部3dと、を備え、前記車両内側ショルダー陸部3cとタイヤ径方向D2で重なる前記ベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1gは、前記車両外側ショルダー陸部3dとタイヤ径方向D2で重なる前記ベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2gよりも、小さい、という構成である。
斯かる構成によれば、車両内側ショルダー陸部3cとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1gが、車両外側ショルダー陸部3dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2gよりも、小さくなっているため、車両装着時に内側D11の領域の剛性をさらに効果的に低下させることができる。これにより、外輪として旋回した際に、車両装着時に内側D11の領域の接地長が短くなることをさらに効果的に抑制することができる。
また、本実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、前記複数の主溝3a,3bと接地端2b,2cとによって区画される複数の陸部3c~3gを備え、前記第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比は、前記第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比よりも、小さい、という構成である。
斯かる構成によれば、ゴム硬度が相対的に小さい第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比は、ゴム硬度が相対的に大きい第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比よりも、小さくなっている。これにより、車両内側D11の陸部3c,3e,3gと車両外側D12の陸部3d,3f,3gとの剛性差が大きくなり過ぎることを抑制することができる。
また、本実施形態に係る空気入りタイヤ1は、前記複数の主溝3a,3bによって区画されることによって、タイヤ赤道面S1を含むセンター陸部3gを備え、前記界面6cは、前記センター陸部3gに位置する、という構成である。
斯かる構成によれば、界面6cがセンター陸部3gに位置しているため、界面6cで発生する歪みが、路面に対する直接的な抵抗となる。しかも、タイヤ赤道面S1に近いほど制動時の接地圧が大きくなることに対して、界面6cが、タイヤ赤道面S1に最も近いセンター陸部3gに位置しているため、界面6cで発生する歪みが、路面に対して効果的な抵抗となる。
なお、空気入りタイヤ1は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、空気入りタイヤ1は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
(1)上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1cの比率(W1c/W1a)が、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2cの比率(W2c/W2a)よりも、小さい、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成に限られない。
例えば、上記実施形態に係る構成だけでなく、他の構成によって、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる各補強層51,52の幅寸法W1b,W1cの総和の比率(Σ(W1b,W1c)/W1a)が、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる各補強層51,53の幅寸法W2b,W2cの総和の比率(Σ(W2b,W2c)/W2a)よりも、小さい、という構成としてもよい。
斯かる構成によれば、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aが、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さくすることができる。
(1-1)斯かる構成の一例として、例えば、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なるキャップ補強層51の幅寸法W1bの比率(W1b/W1a)が、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なるキャップ補強層51の幅寸法W2bの比率(W2b/W2a)よりも、小さい、という構成でもよい。
(1-2)また、斯かる構成の他の例として、例えば、図9に示すように、車両内側エッジ補強層52の層数(図9においては、一層)は、車両外側エッジ補強層53の層数(図9においては、二層)よりも、多い、という構成でもよい。なお、エッジ補強層52,53の層数は、特に限定されない。
これにより、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1cの総和の比率(W1c/W1a)は、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2cの比率(W2c×2/W2a)よりも、小さくなる。
なお、図9においては、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1cの比率(W1c/W1a)は、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる一層当たりの車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2cの比率(W2c/W2a)と、同じである、という構成である。例えば、図9に係る構成においては、以下の式の関係となる。
M1a < M2a
M1a = (W1b+W1c)×M5/W1a
M2a = (W2b+W2c×2)×M5/W2a
W1b/W1a = W2b/W2a
W1c/W1a = W2c/W2a
(2)上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる各補強層51,52の幅寸法W1b,W1cの総和の比率(Σ(W1b,W1c)/W1a)が、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる各補強層51,53の幅寸法W2b,W2cの総和の比率(Σ(W2b,W2c)/W2a)よりも、小さい、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成に限られない。
(2-1)例えば、図10に示すように、ベルト補強部5のうち、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なる部分の少なくとも一部のエンド数は、ベルト補強部5のうち、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なる部分のエンド数よりも、小さい、という構成でもよい。斯かる構成によれば、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aは、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さくすることができる。
図10に係るベルト補強部5においては、第1ゴム部6aの幅寸法W1aに対する、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる車両内側エッジ補強層52の幅寸法W1cの比率(W1c/W1a)は、第2ゴム部6bの幅寸法W2aに対する、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる車両外側エッジ補強層53の幅寸法W2cの比率(W2c/W2a)と、同じである、という構成である。例えば、図10に係る構成においては、以下の式の関係となる。
M1a < M2a
M1a = (W1b+W1c)×M5a/W1a
M2a = (W2b+W2c)×M5b/W2a
M5a < M5b
(W1b+W1c)/W1a = (W2b+W2c)/W2a
ここで、M5aは、第1ゴム部6aがタイヤ径方向D2で重なる補強層51,52の単位幅当たりのコード5aの総質量であり、M5bは、第2ゴム部6bがタイヤ径方向D2で重なる補強層51,53の単位幅当たりのコード5aの総質量である。
(2-2)また、例えば、ベルト補強部5のうち、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なる部分の少なくとも一部の、コード5aの単位長さ及び単位幅当たりの質量は、ベルト補強部5のうち、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なる部分の、コード5aの単位長さ及び単位幅当たりの質量よりも、小さい、という構成でもよい。斯かる構成によれば、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1aは、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2aよりも、小さくすることができる。
斯かる構成の一例として、例えば、コード5aの直径が異なることによって、コード5aの単位長さ及び単位幅当たりの質量が異なっている、という構成でもよい。具体的には、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なる部分の少なくとも一部の、コード5aの直径が、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なる部分の、コード5aの直径よりも、小さい、という構成でもよい。
また、斯かる構成の他の例として、例えば、コード5aの材質が異なることによって、コード5aの単位長さ及び単位幅当たりの質量が異なっている、という構成でもよい。具体的には、第1ゴム部6aとタイヤ径方向D2で重なる部分の少なくとも一部の、コード5aの単位体積当たりの質量(密度)が、第2ゴム部6bとタイヤ径方向D2で重なる部分の、コード5aの単位体積当たりの質量(密度)よりも、小さい、という構成でもよい。
(3)また、上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、車両内側接地領域6dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1dは、車両外側接地領域6eとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2dよりも、小さい、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、当該車両内側接地領域6dに係る、単位幅当たりのコード総質量M1dは、当該車両外側接地領域6eに係る、単位幅当たりのコード総質量M2d以上である、という構成でもよい。
(4)また、上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、車両内側ショルダー陸部3cとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M1gは、車両外側ショルダー陸部3dとタイヤ径方向D2で重なるベルト補強部5の、単位幅当たりのコード総質量M2gよりも、小さい、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、当該車両内側ショルダー陸部3cに係る、単位幅当たりのコード総質量M1gは、当該車両外側ショルダー陸部3dに係る、単位幅当たりのコード総質量M2g以上である、という構成でもよい。
(5)また、上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、エッジ補強層52,53は、タイヤ幅方向D1の最も外側に配置される主溝3aよりも、タイヤ幅方向D1の外側に配置される、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、エッジ補強層52,53は、タイヤ幅方向D1の最も外側に配置される主溝3aと、タイヤ径方向D2で重なる、という構成でもよい。
また、例えば、車両内側エッジ補強層52の車両外側端部52bは、ミドル陸部(例えば車両内側メディエイト陸部)3eとタイヤ径方向D2で重なり、車両外側エッジ補強層53の車両内側端部53aは、車両外側ショルダー陸部3dとタイヤ径方向D2で重なる、という構成でもよい。
なお、限定されないが、各補強層51~53の端部51a~53a,51b~53bは、タイヤ径方向D2で主溝3a,3bと重ならない、という構成が好ましい。斯かる構成によれば、例えば、主溝3a,3bの底部からクラックが発生することを抑制することができる。
(6)また、上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比は、第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比よりも、小さい、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成が好ましいものの、斯かる構成に限られない。例えば、第1ゴム部6aで構成される陸部3c,3e,3gのボイド比は、第2ゴム部6bで構成される陸部3d,3f,3gのボイド比以上である、という構成でもよい。
(7)また、上記実施形態に係る空気入りタイヤ1においては、ベルト補強部5は、キャップ補強層51とエッジ補強層52,53とを備えている、という構成である。しかしながら、空気入りタイヤ1は、斯かる構成に限られない。例えば、ベルト補強部5は、キャップ補強層51のみを備えている、という構成でもよく、また、例えば、ベルト補強部5は、エッジ補強層52,53のみを備えている、という構成でもよい。