JP5897254B2 - 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、低燃費化を目的として転がり抵抗を低減するために使用空気圧を高圧化した場合に、センター領域の径成長増加に伴う接地圧増加によるセンター領域の摩耗およびドライ制動性の悪化を改善した空気入りタイヤに関するものである。

従来、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を直線に近づける空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。この空気入りタイヤは、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、タイヤ幅方向最外方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た空気入りタイヤにおいて、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タイヤ子午線方向の断面視にて、ベルト層のタイヤ幅方向最外方位置からタイヤ径方向外周側へタイヤ径方向と平行に仮想される仮想線と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、基準点と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、中央部円弧の曲率半径をＲｃとし、ショルダー側円弧の曲率半径をＲｓとし、タイヤ赤道面からショルダー側円弧のタイヤ幅方向内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とした場合に、トレッド面は、１［°］＜θ＜４．５［°］、５＜Ｒｃ／Ｒｓ＜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。

特開２００８−３０７９４８号公報

近年、空気入りタイヤが装着された車両の低燃費化を目的とし、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するため、使用空気圧を高圧化することが検討されている。ところが、使用空気圧の高圧化によりタイヤ幅方向中央であるセンター領域の径成長が増加し、これに伴いセンター領域の接地圧が増加すると、トレッド面のセンター領域が摩耗し易くなる。しかも、センター領域の接地圧が増加すると、トレッド面のショルダー部と路面との摩擦係数が低下し、乾燥路面でのドライ制動性が悪化し易くなる。

上述した特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、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を直線に近づけることで、トレッド面のセンター領域の摩耗が改善される傾向となる。しかしながら、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を直線に近づけるだけでは、トレッド面のショルダー部と路面との摩擦係数が十分に高まらず、乾燥路面でのドライ制動性を向上することが難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上す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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部のトレッド面が、タイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、前記中央部円弧のタイヤ幅方向外側に連続するショルダー側円弧とを少なくとも含む複数の異なる曲率半径の円弧で形成された空気入りタイヤにおいて、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、タイヤ子午線方向の断面視にて、前記ショルダー側円弧の仮想の延長線と前記トレッド部におけるタイヤ幅方向最外側のサイド部円弧の仮想の延長線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直線と、前記センタークラウンを通過してタイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度をθとし、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Ｒｓとし、前記タイヤ赤道面から前記ショルダー側円弧のタイヤ幅方向内側端部位置までの円弧長である基準展開幅をＬとし、前記基準点を通過すると共に前記タイヤ赤道面と平行な基準線が前記トレッド面に交差した点間でのタイヤ幅方向の円弧長であるトレッド展開幅をＴＤＷとし、扁平率をβとした場合に、前記トレッド面は、０．０２５×β＋１．０≦θ≦０．０４５×β＋２．５、１０≦Ｒｃ／Ｒｓ≦５０、および０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７を満たして形成され、さらに、前記トレッド面における接地領域での溝面積比率をＧＲとし、前記接地領域におけるタイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の４５［％］の位置までの範囲をセンター領域として当該センター領域での溝面積比率をＧＣＲとし、前記接地領域におけるタイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の９０［％］の位置までの範囲内であって前記センター領域のタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向外側への範囲をショルダー領域として当該ショルダー領域での溝面積比率をＧＳＲとした場合に、前記接地領域は、１２［％］≦ＧＲ≦２５［％］、およびＧＣＲ＜ＧＳＲを満たして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、基準点とセンタークラウンとを結んだ直線と、センタークラウンを通過してタイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度θを０．０２５×β＋１．０≦θ≦０．０４５×β＋２．５の範囲としたことにより、中央部円弧からショルダー側円弧に至りタイヤ径方向内側への落ち込み量がより小さくなる。さらに、中央部円弧の曲率半径Ｒｃと、ショルダー側円弧の曲率半径Ｒｓとの関係を１０≦Ｒｃ／Ｒｓ≦５０とし、タイヤ赤道面からショルダー側円弧のタイヤ幅方向内側端部位置までの中央部円弧の円弧長である基準展開幅Ｌと、トレッド展開幅ＴＤＷとの関係を０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７としたことにより、中央部円弧からショルダー側円弧に至りトレッド面の円弧が直線により近くなる。このため、中央部円弧の径成長が抑制されるので、トレッド面のセンター領域の摩耗を改善することができる。しかも、この空気入りタイヤによれば、トレッド面の接地領域での溝面積比率ＧＲを、１２［％］以上２５［％］以下として一般の空気入りタイヤに対して比較的低く設定すると共に、ショルダー領域の溝面積比率ＧＳＲをセンター領域の溝面積比率ＧＣＲよりも大きく設定したことにより、乾燥路面での制動性であるドライ制動性を向上することが可能になる。

また、本発明の空気入りタイヤは、前記センター領域での溝面積比率ＧＣＲと、前記ショルダー領域での溝面積比率ＧＳＲとの関係が、１．２≦ＧＳＲ／ＧＣＲ≦１．８を満たして形成されていることを特徴とする。

ＧＳＲ／ＧＣＲが１．２以上であれば、センター領域で十分なトレッド部のせん断剛性を確保することができ、ＧＳＲ／ＧＣＲが１．８以下であれば、ショルダー領域でトレッド部のせん断剛性の低下を抑えることができる。したがって、この空気入りタイヤによれば、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、前記トレッド面に形成された溝における最大深さ位置の溝下ゲージＧＤが、０．５［ｍｍ］≦ＧＤ≦３．０［ｍｍ］を満たして形成されていることを特徴とする。

溝下ゲージＧＤが０．５［ｍｍ］以上であれば、溝底でのクラック（グルーブクラック）を抑制でき、溝下ゲージＧＤが３．０［ｍｍ］以下であれば、トレッド部のせん断剛性を確保することができる。したがって、この空気入りタイヤによれば、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、前記トレッド部は、アンダートレッドゴムを有し、当該アンダートレッドゴムのＪＩＳ−Ａ硬度Ｈが、６８［度］≦Ｈ≦８０［度］を満たしていることを特徴とする。

アンダートレッドゴムのＪＩＳ−Ａ硬度Ｈが６８［度］以上の高硬度であれば、トレッド部のせん断剛性を十分に確保することができ、８０［度］以下であれば、耐久性を維持することができる。このように、この空気入りタイヤによれば、アンダートレッドゴムの硬度Ｈを比較的高くすることで、トレッド部のせん断剛性が向上するため、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用されることを特徴とする。

低燃費化のため、転がり抵抗を低減するには、使用空気圧を高圧化することが好ましい。このように、この空気入りタイヤによれば、高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用することで、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上することのできる空気入りタイヤを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部裁断子午断面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド面の一部の平面図である。 図３は、図１に示す空気入りタイヤの部分拡大図である。 図４−１は、本発明の実施例に係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４−２は、本発明の実施例に係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４−３は、本発明の実施例に係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４−４は、本発明の実施例に係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４−５は、本発明の実施例に係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４−６は、本発明の実施例に係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４−７は、本発明の実施例に係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４−８は、本発明の実施例に係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４−９は、本発明の実施例に係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５は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤにおけるアンダートレッドの配合を示す図表である。

以下に、本発明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、あるいは実質的に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。

図１は、本実施の形態に係る空気入りタイヤの一部裁断子午断面図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド面の一部の平面図である。

以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸（図示せず）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（タイヤ赤道線）ＣＬ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ＣＬから離れる側をいう。タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤ１の回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面である。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ＣＬから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面ＣＬ上にあって空気入りタイヤ１の周方向に沿う線をいう。本実施の形態では、タイヤ赤道線にタイヤ赤道面と同じ符号「ＣＬ」を付す。なお、以下に説明する空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道面ＣＬ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１の回転軸を通る平面で該空気入りタイヤ１を切った場合の子午断面図（図１）においては、タイヤ赤道面ＣＬを中心とした一側（図１において右側）のみを図示して当該一側のみを説明し、他側（図１において左側）の説明は省略する。

本実施の形態の空気入りタイヤ１は、図１に示すように、トレッド部２を有している。トレッド部２は、ゴム材（トレッドゴム）からなり、空気入りタイヤ１のタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤ１の輪郭となる。このトレッド部２の表面は、空気入りタイヤ１を装着する車両（図示省略）が走行した際に路面と接触する面であるトレッド面２１として形成されている。

トレッド面２１は、複数の溝により陸部が形成されている。その一例として、本実施の形態の空気入りタイヤ１では、トレッド面２１は、図１および図２に示すように、タイヤ周方向に沿って延在する複数の縦溝２２が設けられている。本実施の形態における縦溝２２は、トレッド面２１に４本設けられた周方向主溝２２ａと、２本設けられた周方向細溝２２ｂとを含んでいる。そして、トレッド面２１は、複数の周方向主溝２２ａにより、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線ＣＬと平行なリブ状の陸部２３が複数形成されている。本実施の形態における陸部２３は、周方向主溝２２ａを境にしてトレッド面２１に５本設けられ、タイヤ赤道線ＣＬ上に配置された第一陸部２３ａと、第一陸部２３ａのタイヤ幅方向外側に配置された第二陸部２３ｂと、第二陸部２３ｂのタイヤ幅方向外側であってトレッド面２１のタイヤ幅方向最外側に配置された第三陸部２３ｃとを有している。第二陸部２３ｂは、周方向細溝２２ｂが設けられている。

また、トレッド面２１は、各陸部２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）について、縦溝２２に交差する横溝２４が設けられている。第一陸部２３ａに設けられた横溝２４は、周方向主溝２２ａに一端が開口すると共に他端が閉塞し、かつタイヤ幅方向およびタイヤ周方向に対して傾斜した突起溝２４ａとして形成されている。この突起溝２４ａは、タイヤ赤道線ＣＬを境にして周方向主溝２２ａからの傾斜方向が逆向きに形成されている。

また、第二陸部２３ｂに設けられた横溝２４は、タイヤ幅方向外側の周方向主溝２２ａに一端が開口すると共に周方向細溝２２ｂに他端が開口し、かつタイヤ幅方向およびタイヤ周方向に対して傾斜しつつ湾曲した傾斜溝２４ｂとして形成されている。この傾斜溝２４ｂは、タイヤ赤道線ＣＬを境にして周方向主溝２２ａからの傾斜方向が逆向きに形成されている。

また、第三陸部２３ｃに設けられた横溝２４は、トレッド面２１のタイヤ幅方向最外端からタイヤ幅方向内側に湾曲して延在しつつ延在端が周方向主溝２２ａに開口する円弧溝２４ｃとして形成されている。この円弧溝２４ｃは、タイヤ赤道線ＣＬを境にして湾曲方向が逆向きに形成されている。

また、トレッド面２１は、横溝２４として、第二陸部２３ｂおよび第三陸部２３ｃについて、タイヤ周方向に交差するサイプ２４ｄ，２４ｅが設けられている。第二陸部２３ｂに設けられたサイプ２４ｄは、タイヤ幅方向外側の周方向主溝２２ａに一端が開口すると共に他端が閉塞し、かつタイヤ幅方向およびタイヤ周方向に対して傾斜しつつ湾曲して形成されている。このサイプ２４ｄは、タイヤ赤道線ＣＬを境にして周方向主溝２２ａからの傾斜方向が逆向きに形成されている。また、第三陸部２３ｃに設けられたサイプ２４ｅは、タイヤ幅方向外側の周方向主溝２２ａに一端が開口すると共に他端が閉塞し、かつタイヤ幅方向およびタイヤ周方向に対して傾斜しつつ湾曲して形成されている。このサイプ２４ｅは、タイヤ赤道線ＣＬを境にして周方向主溝２２ａからの傾斜方向が逆向きに形成されている。

ここで、周方向主溝２２ａは、溝幅が４［ｍｍ］以上のタイヤ周方向に延在する溝を示す。また、周方向細溝２２ｂは、溝幅が４［ｍｍ］未満のタイヤ周方向に延在する溝を示す。また、サイプ２４ｄ，２４ｅは、溝幅が１［ｍｍ］以下のタイヤ周方向に対して横切る溝を示す。突起溝２４ａ、傾斜溝２４ｂおよび円弧溝２４ｃは、ラグ溝と総称され、サイプ２４ｄ，２４ｅ以外で、溝幅が１［ｍｍ］を超えてタイヤ周方向に対して横切る溝を示す。なお、溝や陸部の構成は、上述した例に限定されるものではなく、縦溝２２や横溝２４の配置により様々な構成がある。また、図には明示しないが、トレッド面２１は、縦溝２２を有さず、タイヤ幅方向で屈曲または湾曲した横溝２４のみ設けられた構成であってもよい。

また、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１は、カーカス層６と、ベルト層７と、ベルト補強層８とを備えている。

カーカス層６は、各タイヤ幅方向端部が、一対のビードコア（図示せず）でタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返され、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。このカーカス層６は、タイヤ周方向に対する角度が９０度（±５度）で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たカーカスコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されたものである。カーカスコードは、有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。このカーカス層６は、図１に示すように、本実施の形態では２層で設けられているが、少なくとも１層で設けられていてもよい。

ベルト層７は、少なくとも２層のベルト７１，７２を積層した多層構造をなし、トレッド部２においてカーカス層６の外周であるタイヤ径方向外側に配置され、カーカス層６をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト７１，７２は、タイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、２０度〜３０度）で複数並設されたコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。また、重なり合うベルト７１，７２は、互いのコードが交差するように配置されている。

ベルト補強層８は、ベルト層７の外周である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、ベルト層７の外周を覆う態様で少なくとも２層配置された補強層８１，８２を有する。補強層８１，８２は、タイヤ周方向に並行（±５度）でタイヤ幅方向に複数並設されたコード（図示せず）がコートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。図１で示すベルト補強層８は、ベルト層７側の補強層８１がベルト層７よりもタイヤ幅方向で大きく形成されてベルト層７全体を覆うように配置され、補強層８１のタイヤ径方向外側の補強層８２がベルト層７のタイヤ幅方向端部を覆うように補強層８１のタイヤ幅方向端部にのみ配置されている。ベルト補強層８の構成は、上記に限らず、図には明示しないが、各補強層８１，８２が共にベルト層７よりもタイヤ幅方向で大きく形成されてベルト層７全体を覆うように配置された構成、または各補強層８１，８２が共にベルト層７のタイヤ幅方向端部のみを覆うように配置された構成であってもよい。すなわち、ベルト補強層８は、ベルト層７の少なくともタイヤ幅方向端部に重なるものであればよい。また、ベルト補強層８（補強層８１，８２）は、帯状（例えば幅１０［ｍｍ］）のストリップ材をタイヤ周方向に巻き付けて設けられている。

このように構成された空気入りタイヤ１において、トレッド部２の表面であるトレッド面２１のプロファイルは、タイヤ径方向外側に凸形状の複数の異なる曲率半径の円弧により形成されている。具体的に、トレッド面２１は、図１に示すように、中央部円弧２１ａと、ショルダー側円弧２１ｂと、ショルダー部円弧２１ｃと、サイド部円弧２１ｄとで構成されている。

中央部円弧２１ａは、トレッド面２１におけるタイヤ幅方向の中央に位置しており、タイヤ赤道面ＣＬを含み、タイヤ赤道面ＣＬを中心としてタイヤ幅方向の両側に形成されている。この中央部円弧２１ａは、タイヤ赤道面ＣＬを含む部分のタイヤ径方向における径が最も大きく形成されている。ショルダー側円弧２１ｂは、中央部円弧２１ａのタイヤ幅方向外側に連続して形成されている。ショルダー部円弧２１ｃは、ショルダー側円弧２１ｂのタイヤ幅方向外側に連続して形成されている。サイド部円弧２１ｄは、ショルダー部円弧２１ｃのタイヤ幅方向外側に連続して形成され、トレッド部２のタイヤ幅方向最外側に位置している。

そして、空気入りタイヤ１を正規リムに組込んで正規内圧の５［％］を内圧充填した無負荷状態で、図１に示すタイヤ子午線方向の断面視にて、ショルダー側円弧２１ｂの仮想の延長線とサイド部円弧２１ｄの仮想の延長線との交点を基準点Ｐとする。また、タイヤ赤道面ＣＬとトレッド面２１のプロファイルとの交点をセンタークラウンＣＣとし、基準点ＰとセンタークラウンＣＣとを結んだ直線Ａと、センタークラウンＣＣを通過してタイヤ幅方向に平行な直線Ｂとがなす角度をθとする。また、中央部円弧２１ａの曲率半径をＲｃとする。また、ショルダー側円弧２１ｂの曲率半径をＲｓとする。また、タイヤ赤道面ＣＬからショルダー側円弧２１ｂのタイヤ幅方向内側端部位置までの円弧長である基準展開幅をＬとする。また、上記基準点Ｐを通過すると共に、タイヤ赤道面ＣＬと平行な基準線が、トレッド面２１に交差した点間でのタイヤ幅方向の円弧長であるトレッド展開幅をＴＤＷとする。また、扁平率をβとする。

この場合、本実施の形態の空気入りタイヤ１のトレッド面２１は、下記式（１）〜式（３）を満たして形成される。
０．０２５×β＋１．０≦θ≦０．０４５×β＋２．５…（１）
１０≦Ｒｃ／Ｒｓ≦５０…（２）
０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７…（３）

ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、あるいは、ＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。また、扁平率とは、タイヤの断面幅に対する断面高さの比である。断面幅は、タイヤを正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した無負荷状態でタイヤの側面の模様や文字などを除いた幅である。断面高さは、タイヤを正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した無負荷状態のタイヤの外径とリム径との差の１／２である。

さらに、図２に示すように、トレッド面２１における接地領域Ｇでの溝面積比率をＧＲとする。また、接地領域Ｇにおけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の４５［％］の位置までの範囲をセンター領域ＧＣとして当該センター領域ＧＣでの溝面積比率をＧＣＲとする。また、接地領域Ｇにおけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の９０［％］の位置までの範囲内であってセンター領域ＧＣのタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向外側への範囲をショルダー領域ＧＳとして当該ショルダー領域ＧＳでの溝面積比率をＧＳＲとする。

この場合、本実施の形態の空気入りタイヤ１の接地領域Ｇは、下記式（４）および式（５）を満たして形成されている。
１２［％］≦ＧＲ≦２５［％］…（４）
ＧＣＲ＜ＧＳＲ…（５）

ここで、接地領域Ｇとは、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、かつ正規内圧（２３０ｋＰａ）を充填するとともに正規荷重の７０［％］をかけたとき、トレッド面２１が路面と接地するタイヤ周方向の領域である。そして、図２では、接地領域Ｇのタイヤ幅方向の最大幅を接地幅ＴＷと示し、接地領域Ｇのタイヤ幅方向の両最外端を接地端Ｔと示している。また、図２では、センター領域ＧＣのタイヤ幅方向の最大幅を接地幅ＣＷと示し、ショルダー領域ＧＳのタイヤ幅方向の最大幅を接地幅ＳＷと示している。なお、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。また、溝面積比率ＧＲとは、接地領域Ｇで開口する各溝２２，２４の総溝面積Ｙ１と、接地領域Ｇの面積（接地面積）Ｘ１との比率（Ｙ１／Ｘ１×１００）である。また、溝面積比率ＧＣＲとは、センター領域ＧＣにおいて開口する各溝２２，２４の総溝面積Ｙ２と、センター領域ＧＣの面積（接地面積）Ｘ２との比率（Ｙ２／Ｘ２×１００）である。また、溝面積比率ＧＳＲとは、ショルダー領域ＧＳにおいて開口する各溝２２，２４の総溝面積Ｙ３と、ショルダー領域ＧＳの面積（接地面積）Ｘ３との比率（Ｙ３／Ｘ３×１００）である。

このように構成された本実施の形態の空気入りタイヤ１によれば、基準点ＰとセンタークラウンＣＣとを結んだ直線Ａと、センタークラウンＣＣを通過してタイヤ幅方向に平行な直線Ｂとがなす角度θを０．０２５×β＋１．０≦θ≦０．０４５×β＋２．５の範囲としたことにより中央部円弧２１ａからショルダー側円弧２１ｂに至りタイヤ径方向内側への落ち込み量が一般的な空気入りタイヤと比較して小さくなる。さらに、中央部円弧２１ａの曲率半径Ｒｃと、ショルダー側円弧２１ｂの曲率半径Ｒｓとの関係を１０≦Ｒｃ／Ｒｓ≦５０とし、タイヤ赤道面ＣＬからショルダー側円弧２１ｂのタイヤ幅方向内側端部位置までの中央部円弧２１ａの円弧長である基準展開幅Ｌと、トレッド展開幅ＴＤＷとの関係を０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７としたことにより、中央部円弧２１ａからショルダー側円弧２１ｂに至りトレッド面２１の円弧が一般的な空気入りタイヤと比較して直線に近くなる。このため、中央部円弧２１ａの径成長が抑制されるので、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善することが可能である。

角度θが「０．０２５×β＋１．０」未満の場合、中央部円弧２１ａからショルダー側円弧２１ｂに至る落ち込み量が小さすぎてショルダー領域ＧＳの摩耗（ショルダー摩耗）が生じ易くなる。一方、角度θが「０．０４５×β＋２．５」を超える場合、中央部円弧２１ａからショルダー側円弧２１ｂに至る落ち込み量が大きく、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善することが困難となる。なお、角度θを０．０３×β＋１．２≦θ≦０．０４×β＋２．３の範囲とすることで、中央部円弧２１ａからショルダー側円弧２１ｂに至る落ち込み量が適正化されるので、ショルダー摩耗を生じさせず、センター摩耗を改善する効果を顕著に得ることが可能である。

また、Ｒｃ／Ｒｓが１０未満の場合、中央部円弧２１ａの径成長を十分に抑制できず、センター領域の接地圧が増加してトレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善することが困難となる。一方、Ｒｃ／Ｒｓが５０を超える場合、中央部円弧２１ａの径成長を抑制する効果を十分に得られず、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善する効果が望めなくなる。なお、１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０の範囲とすることで、中央部円弧２１ａの径成長を十分に抑制し、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善する効果を顕著に得ることが可能である。

また、Ｌ／（ＴＤＷ／２）が０．２未満の場合も、中央部円弧２１ａの径成長を十分に抑制できず、センター領域の接地圧が増加してトレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善することが困難となる。一方、Ｌ／（ＴＤＷ／２）が０．７を超える場合も中央部円弧２１ａの径成長を抑制する効果を十分に得られず、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善する効果が望めなくなる。なお、０．４≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．５の範囲とすることで、中央部円弧２１ａの径成長を十分に抑制し、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善する効果を顕著に得ることが可能である。

しかも、本実施の形態の空気入りタイヤ１によれば、トレッド面２１の接地領域Ｇでの溝面積比率ＧＲを、１２［％］以上２５［％］以下として一般の空気入りタイヤに対して比較的低く設定すると共に、ショルダー領域ＧＳの溝面積比率ＧＳＲをセンター領域ＧＣの溝面積比率ＧＣＲよりも大きく設定したことにより、乾燥路面での制動性であるドライ制動性を向上することが可能になる。なお、１６［％］≦ＧＲ≦２０［％］の範囲とすることで、ドライ制動性と、濡れた路面での制動性であるウエット制動性とを両立することができるのでより好ましい。

この結果、本実施の形態の空気入りタイヤ１によれば、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性（耐センター摩耗性）を向上し、かつドライ制動性を向上することが可能である。

また、本実施の形態の空気入りタイヤ１は、センター領域ＧＣでの溝面積比率ＧＣＲとショルダー領域ＧＳでの溝面積比率ＧＳＲとの関係が、１．２≦ＧＳＲ／ＧＣＲ≦１．８を満たして形成されていることが好ましい。

ＧＳＲ／ＧＣＲが１．２以上であれば、センター領域ＧＣで十分なトレッド部２のせん断剛性を確保することができ、ＧＳＲ／ＧＣＲが１．８以下であれば、ショルダー領域ＧＳでトレッド部２のせん断剛性の低下を抑えることができるので、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることが可能である。なお、１．４≦ＧＳＲ／ＧＣＲ≦１．６の範囲とすることで、トレッド部２のせん断剛性をより確保できるので、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果をより顕著に得ることが可能である。

また、本実施の形態の空気入りタイヤ１は、トレッド面２１に形成された溝２２，２４における最大深さ位置の溝下ゲージＧＤ、すなわち、最大深さの溝の溝底からタイヤ径方向の直下のコードまでの寸法が、０．５［ｍｍ］≦ＧＤ≦３．０［ｍｍ］を満たして形成されていることが好ましい。

溝下ゲージＧＤが０．５［ｍｍ］以上であれば、溝底でのクラック（グルーブクラック）を抑制でき、溝下ゲージＧＤが３．０［ｍｍ］以下であれば、トレッド部２のせん断剛性を確保することができるので、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることが可能である。なお、１．５［ｍｍ］≦ＧＤ≦２．５［ｍｍ］の範囲とすることで、トレッド部２のせん断剛性をより確保できるので、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果をより顕著に得ることが可能である。

また、本実施の形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２を構成するトレッドゴムが、図３に示すように、トレッド面２１を形成するキャップトレッドゴム２ａと、当該キャップトレッドゴム２ａのタイヤ径方向内側であって、キャップトレッドゴム２ａとベルト補強層８との間に設けられたアンダートレッドゴム２ｂとで構成されている。そして、本実施の形態の空気入りタイヤ１は、アンダートレッドゴム２ｂのＪＩＳ−Ａ硬度Ｈが、６８［度］≦Ｈ≦８０［度］を満たしていることが好ましい。

アンダートレッドゴム２ｂのＪＩＳ−Ａ硬度Ｈが６８［度］以上の高硬度であれば、トレッド部２のせん断剛性を十分に確保することができ、８０［度］以下であれば、耐久性を維持することができる。このように、アンダートレッドゴム２ｂの硬度Ｈを比較的高くすることで、トレッド部２のせん断剛性が向上するため、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることが可能である。なお、７２［度］≦Ｈ≦７６［度］の範囲とすることで、トレッド部２のせん断剛性をより確保できるので、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果をより顕著に得ることが可能である。

また、本実施の形態の空気入りタイヤ１は、高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用されることが好ましい。

低燃費化のため、転がり抵抗を低減するには、使用空気圧を高圧化することが好ましい。高内圧とは、本実施の形態では、乗用車用空気入りタイヤにおいて２８０［ｋＰａ］以上３５０［ｋＰａ］以下とする。このように、高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用することで、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上する効果を顕著に得ることが可能である。

本実施例では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、タイヤ性能（センター摩耗、ドライ制動性、ウエット制動性、転がり抵抗）に関する性能試験が行われた（図４−１〜図４−９参照）。

この性能試験では、タイヤサイズ２１５／５５Ｒ１７の空気入りタイヤを、１７×７Ｊのアルミホイールのリムに組み付け、各例に適用した空気圧を充填し、試験車両（３リットルＦＲセダン）に装着した。なお、図４−４に示す従来例３，４、実施例１３〜実施例１６、および比較例７，８においては、タイヤサイズ２４５／３５ＺＲ１９の空気入りタイヤを、１９×８１／２Ｊのアルミホイールのリムに組み付け、各例に適用した空気圧を充填し、試験車両（３リットルＦＲセダン）に装着した。

センター摩耗の評価方法では、乾燥路面を１万［ｋｍ］走行したときのセンター領域の最大溝深さ位置の残溝量（溝深さ）が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例２を基準（１００）とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほど耐センター摩耗性能が優れている。

ドライ制動性の評価方法では、乾燥路面で１００［ｋｍ／ｈ］から制動したときに停止するまでの距離が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例２を基準（１００）とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほどドライ制動性能が優れている。

ウエット制動性の評価方法では、水深３［ｍｍ］の路面で１００［ｋｍ／ｈ］から制動したときに停止するまでの距離が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例２を基準（１００）とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほどウエット制動性能が優れている。

転がり抵抗の評価方法では、荷重（４．２［ｋＮ］）を加えた上記試験タイヤを、ドラム径１７０７［ｍｍ］のドラム式転がり抵抗試験機にて、速度８０［ｋｍ／ｈ］での転がり抵抗が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例２を基準（１００）とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほど転がり抵抗が低く優れている。

図４−１〜図４−９において、従来例１〜従来例４の空気入りタイヤは、上記特許文献１（特願２００８−３０７９４８号公報）の空気入りタイヤであり、従来例１および従来例３の空気入りタイヤは内圧を２３０［ｋＰａ］とし、従来例２および従来例４の空気入りタイヤは内圧を３００［ｋＰａ］とした。

図４−１において、実施例１〜実施例４は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例１および比較例２は、実施例１〜実施例４に対し、トレッド面のプロファイルのうちのＬ／（ＴＤＷ／２）を規定の範囲から外した。

図４−２において、実施例５〜実施例８は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例３および比較例４は、実施例５〜実施例８に対し、トレッド面のプロファイルのうちのＲｃ／Ｒｓを規定の範囲から外した。

図４−３において、実施例９〜実施例１２は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例５および比較例６は、実施例９〜実施例１２に対し、トレッド面のプロファイルのうちのθを規定の範囲から外した。

図４−４において、実施例１３〜実施例１６は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例７および比較例８は、実施例１３〜実施例１６に対し、トレッド面のプロファイルのうちのθを規定の範囲から外した。

図４−５において、実施例１７〜実施例２０は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例９および比較例１０は、実施例１７〜実施例２０に対し、トレッドパターンの溝面積比率ＧＲを規定の範囲から外した。

図４−６において、実施例２１〜実施例２４は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例１１は、実施例２１〜実施例２４に対し、トレッドパターンの溝面積比率ＧＲを規定の範囲から外し、かつＧＣＲ＞ＧＳＲとして規定の範囲から外した。

図４−７において、実施例２５〜実施例２８は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とした。一方、比較例１２および比較例１３は、実施例２５〜実施例２８に対し、トレッドパターンの溝面積比率ＧＲおよびＧＳＲ／ＧＳＲを規定の範囲から外した。また、実施例２９は、実施例２５〜実施例２８に対し、トレッドパターンの溝面積比率ＧＲを規定の範囲としているが、ＧＳＲ／ＧＳＲを規定の範囲から外した。例えば、従来例１および従来例２の空気入りタイヤは、図２において周方向主溝２２ａおよびラグ溝２４ａ，２４ｂ，２４ｃの溝幅を比較的大きくすると共に、第三陸部２３ｃの円弧溝（ラグ溝）２４ｃ間を連通する溝、および円弧溝（ラグ溝）２４ｃ間のタイヤ幅方向外側にさらにサイプを設ける。これに対し、実施例２５の空気入りタイヤは、図２に示すトレッドパターンである。また、実施例２８の空気入りタイヤは、従来例１および従来例２の空気入りタイヤのトレッドパターンにおいてセンター領域の周方向主溝２２ａの溝幅を小さく形成する。

図４−８において、実施例３０〜実施例３３は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とし、かつ溝下ゲージＧＤを規定の範囲とした。一方、実施例３４および実施例３５は、実施例３０〜実施例３３に対し、溝下ゲージＧＤを規定の範囲から外した。

図４−９において、実施例３６〜実施例３９は、内圧を３００［ｋＰａ］とし、トレッド面のプロファイルおよびトレッドパターンを規定の範囲とし、かつ溝下ゲージＧＤおよびアンダートレッドゴム硬度を規定の範囲とした。一方、実施例４０および実施例４１は、実施例３６〜実施例３９に対し、アンダートレッドゴム硬度を規定の範囲から外した。ここで、図５に、実施例３４および実施例４０における硬度とするアンダートレッドゴムの配合例を示す。

図４−１〜図４−９の試験結果に示すように、実施例１〜実施例４１の空気入りタイヤは、それぞれ転がり抵抗が低減されると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性およびドライ制動性が改善されていることが分かる。しかも、実施例１〜実施例４１の空気入りタイヤは、ドライ制動性のみならずウエット制動性が改善されていることが分かる。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、転がり抵抗を低減すると共に、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上し、かつドライ制動性を向上することのできる空気入りタイヤを提供することに適している。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２ａ キャップトレッドゴム
２ｂ アンダートレッドゴム
２１ トレッド面
２１ａ 中央部円弧
２１ｂ ショルダー側円弧
２１ｃ ショルダー部円弧
２１ｄ サイド部円弧
２２ 縦溝
２２ａ 周方向主溝
２２ｂ 周方向細溝
２４ 横溝
２４ａ 突起溝（ラグ溝）
２４ｂ 傾斜溝（ラグ溝）
２４ｃ 円弧溝（ラグ溝）
２４ｄ，２４ｅ サイプ
Ａ 基準点とセンタークラウンとを結ぶ直線
Ｂ センタークラウンを通過してタイヤ幅方向に平行な直線
ＣＣ センタークラウン
ＣＬ タイヤ赤道面（タイヤ赤道線）
Ｇ 接地領域
ＧＲ 接地領域の溝面積比率
ＧＣ センター領域
ＧＣＲ センター領域の溝面積比率
ＧＳ ショルダー領域
ＧＳＲ ショルダー領域の溝面積比率
ＧＤ 溝下ゲージ
Ｌ 基準展開幅
Ｐ 基準点
Ｒｃ 中央部円弧の曲率半径
Ｒｓ ショルダー側円弧の曲率半径
Ｔ 接地端
ＴＷ 接地領域の接地幅
ＴＤＷ トレッド展開幅
ＣＷ センター領域の接地幅
ＳＷ ショルダー領域の接地幅
β 扁平率
θ 角度

Claims (4)

1. 一対のビードコアでタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返され、かつタイヤ周方向にトロイド状に掛け回されたカーカス層と、少なくとも２層のベルトを積層した多層構造をなし、トレッド部において前記カーカス層の外周であるタイヤ径方向外側に配置され前記カーカス層をタイヤ周方向に覆うベルト層と、前記ベルト層の外周であるタイヤ径方向外側に配置されて前記ベルト層の少なくとも一部をタイヤ周方向に覆う補強層と、を備える共に、前記トレッド部のトレッド面が、タイヤ幅方向の中央に位置する中央部円弧と、前記中央部円弧のタイヤ幅方向外側に連続するショルダー側円弧と、前記ショルダー部円弧のタイヤ幅方向外側に連続して前記トレッド部のタイヤ幅方向最外側に位置するサイド部円弧と、の３つの異なる曲率半径の円弧で形成された空気入りタイヤにおいて、
   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、タイヤ子午線方向の断面視にて、前記ショルダー側円弧の仮想の延長線と前記トレッド部におけるタイヤ幅方向最外側のサイド部円弧の仮想の延長線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直線と、前記センタークラウンを通過してタイヤ幅方向に平行な直線とがなす角度をθとし、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Ｒｓとし、前記タイヤ赤道面から前記ショルダー側円弧のタイヤ幅方向内側端部位置までの円弧長である基準展開幅をＬとし、前記基準点を通過すると共に前記タイヤ赤道面と平行な基準線が前記トレッド面に交差した点間でのタイヤ幅方向の円弧長であるトレッド展開幅をＴＤＷとし、扁平率をβとした場合に、
   前記トレッド面は、
   ０．０２５×β＋１．０≦θ≦０．０４５×β＋２．５
   １０≦Ｒｃ／Ｒｓ≦５０
   ０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７
   を満たして形成され、
   さらに、前記トレッド面における接地領域での溝面積比率をＧＲとし、前記接地領域におけるタイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の４５［％］の位置までの範囲をセンター領域として当該センター領域での溝面積比率をＧＣＲとし、前記接地領域におけるタイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の９０［％］の位置までの範囲内であって前記センター領域のタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向外側への範囲をショルダー領域として当該ショルダー領域での溝面積比率をＧＳＲとした場合に、
   前記接地領域は、
   １２［％］≦ＧＲ≦２５［％］
   ＧＣＲ＜ＧＳＲ、かつ１．２≦ＧＳＲ／ＧＣＲ≦１．８
   を満たして形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド面に形成された溝における最大深さ位置の溝下ゲージＧＤが、０．５［ｍｍ］≦ＧＤ≦３．０［ｍｍ］を満たして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. 前記トレッド部は、アンダートレッドゴムを有し、当該アンダートレッドゴムのＪＩＳ−Ａ硬度Ｈが、６８［度］≦Ｈ≦８０［度］を満たし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. 高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。

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