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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6010932
(24)【登録日】2016年9月30日
(45)【発行日】2016年10月19日
(54)【発明の名称】空気入りタイヤ
(51)【国際特許分類】
B60C 11/00 20060101AFI20161006BHJP
B60C 9/18 20060101ALI20161006BHJP
B60C 9/20 20060101ALI20161006BHJP
【ＦＩ】
B60C11/00 F
B60C9/18 K
B60C9/20 E
【請求項の数】4
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2012-50763(P2012-50763)
(22)【出願日】2012年3月7日
(65)【公開番号】特開2013-184552(P2013-184552A)
(43)【公開日】2013年9月19日
【審査請求日】2015年3月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006714
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(74)【代理人】
【識別番号】100118762
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 順
(72)【発明者】
【氏名】久保田 正剛
【審査官】
松岡 美和
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−０９０８７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１１１０８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０６−２９７９１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００９−５２０６１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−０６９３３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１２６１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−３１０２０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−３０７９４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２７５５１７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６０Ｃ ９／１８
Ｂ６０Ｃ ９／２０
Ｂ６０Ｃ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
カーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、を備えるとともに、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対して実質９０［度］のスチールコードがタイヤ周方向に並設されてなるスチール補強層をさらに備え、当該スチール補強層は、前記ベルト層における有効ベルト幅のタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって前記有効ベルト幅の１５［％］の領域およびタイヤ赤道面の位置を含んでタイヤ幅方向に連続した範囲に形成された空気入りタイヤであり、
さらに、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、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とも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、
０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７
１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０
０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７
を満たして形成され、
２８０［ｋＰａ］以上３５０［ｋＰａ］以下の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空気入りタイヤ。
さらに、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、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とも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、
０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７
１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０
０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７
を満たして形成され、
２８０［ｋＰａ］以上３５０［ｋＰａ］以下の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空気入りタイヤ。
【請求項2】
前記スチール補強層は、前記ベルト層のタイヤ径方向最内側のベルトと前記カーカス層との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
前記スチール補強層は、前記スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が４．０［ｍｍ２］以上７．０［ｍｍ２］以下であり、かつ強度が３２００［ＭＰａ］であ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。
【請求項4】
タイヤ断面幅をＳＷとした場合に、０．５５≦ＴＤＷ／ＳＷ≦０．７５を満たして形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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摩耗寿命の悪化を改善した空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８−３０７９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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、トレッド面が摩耗し易くなる。
【0005】
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、その半面、ショルダー領域の接地圧が増加するため、ショルダー領域が摩耗し易い傾向となる。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トレッド面の耐摩耗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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、カーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、を備えるとともに、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対して実質９０［度］のスチールコードがタイヤ周方向に並設されてなるスチール補強層をさらに備え、当該スチール補強層は、前記ベルト層における有効ベルト幅のタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって前記有効ベルト幅の１５［％］の領域を少なくとも含む範囲に形成された空気入りタイヤであり、さらに、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、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とも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、０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７、１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０、０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７を満たして形成されていることを特徴とする。
【0008】
ベルト層における有効ベルト幅のタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって有効ベルト幅の１５［％］の領域を少なくとも含む範囲にスチール補強層を形成することで、当該スチール補強層のタガ効果によりショルダー領域の接地圧が減少するため、トレッド面のショルダー領域の摩耗が抑制される。しかも、スチール補強層を備えることで、基準点Ｐ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０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７の範囲となるように、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である角度θをより小さくすることが可能になる。これにより、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。この結果、トレッド面の耐摩耗性を向上することができる。
【0009】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記スチール補強層は、前記ベルト層のタイヤ径方向最内側のベルトと前記カーカス層との間に配置されることを特徴とする。
【0010】
ベルト層のタイヤ径方向最内側のベルトのベルトエッジ付近とカーカス層とは、接地時に圧縮変形が大きい。このため、スチール補強層をベルト層における有効ベルト幅のタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって有効ベルト幅の１５［％］の領域を少なくとも含む範囲に形成し、かつスチール補強層をベルト層のタイヤ径方向最内側のベルトとカーカス層との間に配置することで、双方の圧縮剛性を補完するため、より一層トレッド面のショルダー領域の摩耗を抑制することができる。
【0011】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記スチール補強層は、前記タイヤ赤道面を挟んでタイヤ幅方向で分離して配置され、かつタイヤ幅方向の総幅が前記有効ベルト幅の３０［％］以上５０［％］以下の範囲に形成されていることを特徴とする。
【0012】
トレッド面のショルダー領域の摩耗の抑制のためには、スチール補強層は、少なくとも有効ベルト幅の１５［％］の領域に形成されていればよい。したがって、質量増加による転がり抵抗の増加を抑制するため、スチール補強層を、上記の構成とすることが好ましい。
【0013】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記スチール補強層は、前記スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が４．０［ｍｍ２］以上７．０［ｍｍ２］以下であり、かつ強度が３２００［ＭＰａ］であることを特徴とする。
【0014】
スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が４．０［ｍｍ２］未満の場合、スチール補強層の圧縮剛性が確保し難く、当該スチール補強層付近の変形抑制が不十分となり、転がり抵抗が増加する傾向となる。一方、スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が７．０［ｍｍ２］を超える場合、スチール補強層の圧縮剛性が高すぎる傾向となり、コーナリングパワーに影響が生じ得るおそれがある。したがって、上記範囲とすることで、転がり抵抗の増加を抑制し、コーナリングパワーへの影響を低減することができる。
【0015】
また、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ断面幅をＳＷとした場合に、０．５５≦ＴＤＷ／ＳＷ≦０．７５を満たして形成されていることを特徴とする。
【0016】
スチール補強層およびトレッド面のプロファイルの規定により、トレッド展開幅ＴＤＷを比較的小さくした場合でも、トレッド面の耐摩耗性の向上効果が得られ、さらに転がり抵抗を低減することができる。ただし、ＴＤＷ／ＳＷが０．５５未満の場合、トレッド面の耐摩耗性の向上効果が得難くなる。一方、ＴＤＷ／ＳＷが０．７５を超えた場合、転がり抵抗の低減効果が得難くなる。したがって、上記範囲とすることで、トレッド面の耐摩耗性の向上効果、および転がり抵抗の低減効果を顕著に得ることができる。
【0017】
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。
【0018】
空気入りタイヤが装着された乗用車両の低燃費化は、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために使用空気圧を高圧化することが効果的であるが、使用空気圧の高圧化は、路面からの入力を増加させるため、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。この空気入りタイヤによれば、このような高内圧の乗用車用空気入りタイヤにおいて、トレッド面のセンター領域の耐摩耗性を向上する効果を顕著に得ることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面の耐摩耗性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
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。
【0023】
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（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、空気入りタイヤの回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面ＣＬ上にあって空気入りタイヤのタイヤ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。
【0024】
本実施の形態の空気入りタイヤは、図１に示すようにトレッド部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。また、この空気入りタイヤは、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。
【0025】
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。トレッド面２１は、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線ＣＬと平行なストレート主溝である複数（本実施の形態では４本）の主溝２２が設けられている。そして、トレッド面２１は、これら複数の主溝２２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。また、図には明示しないが、トレッド面２１は、各陸部２３において、主溝２２に交差するラグ溝が設けられている。陸部２３は、ラグ溝によってタイヤ周方向で複数に分割されている。また、ラグ溝は、トレッド部２のタイヤ幅方向最外側でタイヤ幅方向外側に開口して形成されている。なお、ラグ溝は、主溝２２に連通している形態、または主溝２２に連通していない形態の何れであってもよい。
【0026】
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、カーカス層６のタイヤ幅方向端部がビードコア５１の位置で折り返されることにより形成された空間に配置されるゴム材である。
【0027】
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５１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、少なくとも１層で設けられている。
【0028】
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。
【0029】
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、補強層８１および補強層８２がベルト層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がともにベルト層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る。また、ベルト補強層８は、補強層８１，８２のいずれか一つからなる構成であってもよい。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。
【0030】
また、この空気入りタイヤは、スチール補強層９を備える。スチール補強層９は、タイヤ周方向に対する角度が実質９０［度］（±５度の誤差を含む）でタイヤ周方向に複数並設されたスチールコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されている。スチール補強層９のスチールコード（金属コード）は、例えば、スチールや炭素鋼からなる。スチール補強層９は、カーカス層６のタイヤ径方向外側に配置されている。なお、図１〜図３、図７〜図１０において、スチール補強層９は、ベルト層７のタイヤ径方向最内側のベルト７１とカーカス層６との間に配置されている形態を示す。その他、スチール補強層９は、図４に示すように、ベルト層７の各ベルト７１，７２の間に配置されていてもよい。また、スチール補強層９は、図５に示すように、ベルト層７とベルト補強層８との間に配置されていてもよい。また、スチール補強層９は、図６に示すように、ベルト補強層８のタイヤ径方向外側に配置されていてもよい。また、スチール補強層９は、上記タイヤ径方向の各配置において、図８〜図１０に示すように、タイヤ赤道面ＣＬを挟んでタイヤ幅方向で離れて配置されていてもよい。また、スチール補強層９は、図１、図３〜図１０に示すように、ベルト層７における有効ベルト幅Ｗのタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって有効ベルト幅Ｗの１５［％］の領域Ｗ１を少なくとも含む範囲に形成されている。ベルト層７の有効ベルト幅Ｗとは、ベルト層７において最もタイヤ幅方向寸法が短いベルト（本実施の形態ではベルト７２）のタイヤ幅方向寸法を示す。なお、スチール補強層９は、そのタイヤ幅方向外側端が、ベルト層７のタイヤ幅方向最大幅以内に設けられていることが好ましい。
【0031】
また、本実施の形態の空気入りタイヤにおいて、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２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。
【0032】
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。
【0033】
そして、空気入りタイヤ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２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を通過するとともに、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。
【0034】
この場合、本実施の形態の空気入りタイヤのトレッド面２１は、下記式（１）〜式（３）を満たして形成される。０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７…（１）
１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０…（２）
０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７…（３）
【0035】
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、タイヤ断面幅に対するタイヤ断面高さの比である。タイヤ断面幅は、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って、タイヤの側面の模様や文字などを除いた幅である。タイヤ断面高さは、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。
【0036】
このように本実施の形態の空気入りタイヤは、カーカス層６のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対して実質９０［度］のスチールコードがタイヤ周方向に並設されてなるスチール補強層９を備えている。そして、スチール補強層９は、ベルト層７における有効ベルト幅Ｗのタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって有効ベルト幅Ｗの１５［％］の領域を少なくとも含む範囲に形成されている。さらに、ショルダー側円弧２１ｂおよびサイド部円弧２１ｄの各延長線の交点を基準点Ｐとした場合、扁平率βに対して基準点とセンタークラウンＣＣとを結ぶ直線Ａと、センタークラウンＣＣを通過するタイヤ幅方向の直線Ｂとの角度θが０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７とされ、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とが１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０とされ、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までの基準展開幅Ｌとトレッド展開幅ＴＤＷとが０．２≦Ｌ／（ＴＤＷ／２）≦０．７とされている。
【0037】
ベルト層７における有効ベルト幅Ｗのタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって有効ベルト幅Ｗの１５［％］の領域を少なくとも含む範囲にスチール補強層９を形成することで、当該スチール補強層９のタガ効果によりショルダー領域ＧＳの接地圧が減少するため、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗（ショルダー摩耗）が抑制される。なお、スチール補強層９は、図７、図９および図１０に示すように、有効ベルト幅Ｗの１５［％］の領域Ｗ１の一部に形成される場合は、当該領域Ｗ１の少なくとも５０［％］の範囲Ｗ２に形成されていることが、上記効果を得るうえで好ましい。
【0038】
しかも、本実施の形態の空気入りタイヤによれば、スチール補強層９を備えることで、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０．０２×β＋０．４≦θ≦０．０３５×β＋１．７の範囲となるように、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である角度θをより小さくすることが可能になる。この角度θをより小さくすることは、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗（センター摩耗）を改善する上で好ましい。ただし、角度θが小さすぎると、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗が悪化する傾向となるため、上記範囲とする。
【0039】
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１２≦Ｒｃ／Ｒｓ≦３０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の円弧が直線により近くなる。この結果、中央部円弧２１ａの径成長が抑制されるので、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗およびトレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗を改善することが可能になる。すなわち、ショルダー領域ＧＳの摩耗の悪化を抑制しつつ、センター領域ＧＣの摩耗を改善することが可能になる。
【0040】
具体的には、角度θが「０．０２×β＋０．４」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、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗の抑制効果が減少する。一方、角度θが「０．０３５×β＋１．７」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の摩耗の改善効果が減少する。なお、角度θを０．０２５×β＋０．５≦θ≦０．０３×β＋１．６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、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗を抑制しつつ、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗を改善する効果を顕著に得ることが可能である。
【0041】
また、Ｒｃ／Ｒｓが１２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ＧＣの接地圧が増加してトレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗を改善することが困難となる。一方、Ｒｃ／Ｒｓが３０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の摩耗を改善する効果が望めなくなる。なお、１５≦Ｒｃ／Ｒｓ≦２５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のショルダー領域ＧＳの摩耗の悪化を抑制しつつ、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗を改善する効果を顕著に得ることが可能である。
【0042】
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ＧＣ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のショルダー領域ＧＳの摩耗の悪化を抑制しつつ、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗を改善する効果を顕著に得ることが可能である。
【0043】
この結果、本実施の形態の空気入りタイヤによれば、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗の悪化を抑制しつつ、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの摩耗を改善することで、トレッド面２１の耐摩耗性を向上することが可能になる。
【0044】
ここで、トレッド面２１のセンター領域ＧＣは、トレッド面２１における接地領域Ｇにおいて、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の７０［％］の位置までの範囲とする。また、トレッド面２１のショルダー領域ＧＳは、接地領域Ｇにおいて、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側にＴＤＷ／２の７０［％］の位置（センター領域ＧＣのタイヤ幅方向最外側位置）からＴＤＷ／２の９０［％］の位置までの範囲とする。また、接地領域Ｇとは、空気入りタイヤを正規リムにリム組みし、かつ正規内圧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幅方向およびタイヤ周方向の領域である。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。
【0045】
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、スチール補強層９は、図１〜図３、図７〜図１０に示すように、ベルト層７のタイヤ径方向最内側のベルト７１とカーカス層６との間に配置されることが好ましい。
【0046】
ベルト層７のタイヤ径方向最内側のベルト７１のベルトエッジ付近とカーカス層６とは、接地時に圧縮変形が大きい。このため、この空気入りタイヤのように、スチール補強層９をベルト層７における有効ベルト幅Ｗのタイヤ幅方向の各外側端からタイヤ幅方向内側に向かって有効ベルト幅Ｗの１５［％］の領域Ｗ１を少なくとも含む範囲に形成し、かつベルト層７のタイヤ径方向最内側のベルト７１とカーカス層６との間に配置することで、双方の圧縮剛性を補完するため、より一層トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗を抑制することが可能になる。
【0047】
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、スチール補強層は、図８〜図１０に示すように、タイヤ赤道面を挟んでタイヤ幅方向で離れて配置され、かつタイヤ幅方向の総幅が有効ベルト幅Ｗの３０［％］以上５０［％］以下の範囲Ｗ３に形成されていることが好ましい。
【0048】
トレッド面２１のショルダー領域ＧＳの摩耗の抑制のためには、スチール補強層９は、少なくとも有効ベルト幅Ｗの１５［％］の領域Ｗ１に形成されていればよい。したがって、質量増加による転がり抵抗の増加を抑制するため、スチール補強層９を、上記の構成とすることが好ましい。
【0049】
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、スチール補強層９は、スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が４．０［ｍｍ２］以上７．０［ｍｍ２］以下であり、かつ強度が３２００［ＭＰａ］であることが好ましい。
【0050】
スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が４．０［ｍｍ２］未満の場合、スチール補強層９の圧縮剛性が確保し難く、当該スチール補強層９付近の変形抑制が不十分となり、転がり抵抗が増加する傾向となる。一方、スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積が７．０［ｍｍ２］を超える場合、スチール補強層９の圧縮剛性が高すぎる傾向となり、コーナリングパワーに影響が生じ得るおそれがある。したがって、上記範囲とすることで、転がり抵抗の増加を抑制し、コーナリングパワーへの影響を低減することが可能になる。なお、転がり抵抗の増加や、コーナリングパワーへの影響をより生じなくするため、スチールコードの１本の断面積と５０［ｍｍ］あたりの打ち込み本数との積を６．０［ｍｍ２］以上６．０［ｍｍ２］以下の範囲とすることが好ましい。
【0051】
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、タイヤ断面幅をＳＷとした場合に、０．５５≦ＴＤＷ／ＳＷ≦０．７５を満たして形成されていることが好ましい。ここで、タイヤ断面幅とは、タイヤ幅方向において、幅が最も大きい位置の寸法である。
【0052】
スチール補強層９およびトレッド面２１のプロファイルの規定により、トレッド展開幅ＴＤＷを比較的小さくした場合でも、トレッド面２１の耐摩耗性の向上効果が得られ、さらに転がり抵抗を低減することが可能になる。ただし、ＴＤＷ／ＳＷが０．５５未満の場合、トレッド面２１の耐摩耗性の向上効果が得難くなる。一方、ＴＤＷ／ＳＷが０．７５を超えた場合、転がり抵抗の低減効果が得難くなる。したがって、上記範囲とすることで、トレッド面２１の耐摩耗性の向上効果、および転がり抵抗の低減効果を顕著に得ることが可能になる。
【0053】
また、本実施の形態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が好ましい。ここで、高内圧とは、２８０［ｋＰａ］以上３５０［ｋＰａ］以下の範囲の内圧を示す。
【0054】
空気入りタイヤが装着された乗用車両の低燃費化は、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために使用空気圧を高圧化することが効果的であるが、使用空気圧の高圧化は、路面からの入力を増加させるため、タイヤ幅方向中央であるセンター領域ＧＣの径成長が増加し、これに伴いセンター領域ＧＣの接地圧が増加すると、トレッド面２１のセンター領域ＧＣが摩耗し易くなる。この空気入りタイヤによれば、このような高内圧の乗用車用空気入りタイヤにおいて、トレッド面２１のセンター領域ＧＣの耐摩耗性を向上する効果を顕著に得ることが可能になる。
【実施例】
【0055】
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（摩耗寿命、ショルダー摩耗、転がり抵抗）に関する性能試験が行われた（図１１〜図１８参照）。
【0056】
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（２３０［ｋＰａ］または３００［ｋＰａ］）を充填し、試験車両（３０００［ｃｃ］フロントエンジンリア駆動セダンの乗用車）に装着した。
【0057】
摩耗寿命の評価方法では、上記試験車両にて乾燥試験路を１万［ｋｍ］走行したときのセンター領域内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１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摩耗寿命性能が優れていることを示している。
【0058】
ショルダー摩耗の評価方法では、上記試験車両にて乾燥試験路を１万［ｋｍ］走行したときのショルダー領域内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１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ショルダー摩耗性能が優れていることを示している。
【0059】
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、スチールドラム式転がり抵抗試験機にて、速度８０［ｋｍ／ｈ］で２０［秒］の予備走行後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１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ことを示している。
【0060】
図１１〜図１８において、従来例１〜従来例３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２の空気入りタイヤは内圧を２３０［ｋＰａ］とし、従来例３の空気入りタイヤは内圧を３００［ｋＰａ］とした。
【0061】
図１１において、比較例１および比較例２の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有しているが、トレッド面のプロファイルのうちのθを規定の範囲外とした。一方、実施例１〜実施例９の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とし、θを変化させた。なお、この性能試験の空気入りタイヤは、扁平率が５５であり、θの規定の範囲は１．５以上３．６２５以下であり、好ましくは１．８５以上３．２５以下である。
【0062】
図１２において、比較例３および比較例４の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有しているが、トレッド面のプロファイルのうちのＲｃ／Ｒｓを規定の範囲外とした。一方、実施例１０〜実施例１７の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とし、Ｒｃ／Ｒｓを変化させた。
【0063】
図１３において、比較例５および比較例６の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有しているが、トレッド面のプロファイルのうちのＬ／（ＴＤＷ／２）を規定の範囲外とした。一方、実施例１８〜実施例２６の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とし、Ｌ／（ＴＤＷ／２）を変化させた。
【0064】
図１４において、比較例７および比較例８の空気入りタイヤは、トレッド面のプロファイルを規定の範囲としているが、規定のスチール補強層を有していない。一方、実施例２７〜実施例３１の空気入りタイヤは、ベルト層カーカス層間に規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とした。
【0065】
図１５において、比較例９および比較例１０の空気入りタイヤは、トレッド面のプロファイルを規定の範囲としているが、規定のスチール補強層を有していない。一方、実施例３２〜実施例３５の空気入りタイヤは、タイヤ赤道面を挟んで分割された規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とした。
【0066】
図１６において、比較例１１の空気入りタイヤは、トレッド面のプロファイルを規定の範囲としているが、規定のスチール補強層を有していない。一方、実施例３６〜実施例４０の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とし、強度３２００［ＭＰａ］のスチールコードを有するスチール補強層においてスチールコードの断面積と打ち込み本数との積を変化させた。
【0067】
図１７において、比較例１２の空気入りタイヤは、トレッド面のプロファイルを規定の範囲としているが、規定のスチール補強層を有していない。一方、実施例４１〜実施例４５の空気入りタイヤは、規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とし、ＴＤＷ／ＳＷを変化させた。
【0068】
図１８において、比較例１３の空気入りタイヤは、内圧を３００［ｋＰａ］としたもので、トレッド面のプロファイルを規定の範囲としているが、規定のスチール補強層を有していない。一方、実施例４６〜実施例５１の空気入りタイヤは、内圧を３００［ｋＰａ］としたもので、規定のスチール補強層を有し、かつトレッド面のプロファイルを規定の範囲とした。
【0069】
図１１〜図１８の試験結果に示すように、実施例１〜実施例５１の空気入りタイヤは、それぞれ摩耗寿命、ショルダー摩耗および転がり抵抗が改善されていることが分かる。
【符号の説明】
【0070】
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
２１ｃ ショルダー部円弧
２１ｄ サイド部円弧
３ ショルダー部
６ カーカス層
７ ベルト層
７１，７２ ベルト
９ スチール補強層
ＣＣ センタークラウン
ＣＬ タイヤ赤道面（タイヤ赤道線）
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
ＳＷ タイヤ断面幅
ＴＤＷ トレッド展開幅
Ｗ 有効ベルト幅
β 扁平率
θ 角度