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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024090386
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】空気入りタイヤ
(51)【国際特許分類】
   B60C 9/22 20060101AFI20240627BHJP
   B60C 3/00 20060101ALI20240627BHJP
【FI】
B60C9/22 D
B60C9/22 C
B60C3/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022206270
(22)【出願日】2022-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000003148
【氏名又は名称】TOYO TIRE株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人YKI国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】坂田 浩一
【テーマコード(参考)】
3D131
【Fターム(参考)】
3D131BA01
3D131BB01
3D131BC20
3D131BC44
3D131CA03
3D131DA54
3D131DA56
3D131DA58
3D131EB23V
3D131EB23X
3D131EB81V
3D131EC22U
3D131KA04
(57)【要約】
【課題】排水性能を向上させつつ、パターンノイズおよびロードノイズを低減できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤ1は、トレッド10と、カーカス13と、カーカス13のタイヤ径方向外側に配置されたベルト17と、ベルト17のタイヤ径方向外側に配置され、ベルト17のタイヤ軸方向両端部を覆うエッジプライ21とを備え、エッジプライ21は、タイヤ軸方向において互いに離間して配置され、エッジプライ21のタイヤ軸方向の長さの合計は、トレッド10のタイヤ軸方向の長さの50%以上である。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トレッドを備えた空気入りタイヤであって、
カーカスと、
前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルトと、
前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置され、前記ベルトのタイヤ軸方向両端部を覆うエッジプライと、
をさらに備え、
前記エッジプライは、タイヤ軸方向において互いに離間して配置され、
前記エッジプライのタイヤ軸方向の長さの合計は、前記トレッドのタイヤ軸方向の長さの50%以上である、空気入りタイヤ。
【請求項2】
前記ベルトと前記エッジプライとの間に配置され、前記ベルトのタイヤ径方向外側を覆うキャッププライをさらに備える、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
一対のサイドウォールと、
ビードコアおよびビードフィラーを有する一対のビードと、
をさらに備え、
前記ベルトの端部と、前記ビードフィラーの先端との間には補強ゴム層が配置され、
前記補強ゴム層のゴム硬度は、前記サイドウォールのゴム硬度よりも高く、前記ビードフィラーのゴム硬度よりも低い、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項4】
前記トレッドの接地面の矩形率が0.75以上、0.85以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項5】
前記トレッドのタイヤ軸方向の長さが、断面幅の呼びの84%以上、87%以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項6】
前記トレッドは、
タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、
前記主溝により区画されたブロックと、
を有し、
前記主溝の幅の合計が、前記トレッドの接地幅の3%以上、30%以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項7】
前記主溝は、タイヤ軸方向外側に配置された一対のショルダー主溝を含み、
前記一対のショルダー主溝は、タイヤ赤道から等距離の位置にそれぞれ形成されている、請求項6に記載の空気入りタイヤ。
【請求項8】
前記主溝は、タイヤ軸方向外側に配置された一対のショルダー主溝を含み、
前記エッジプライの内端は、前記一対のショルダー主溝よりも、タイヤ軸方向内側に位置する、請求項6に記載の空気入りタイヤ。
【請求項9】
前記主溝は、タイヤ軸方向外側に配置された一対のショルダー主溝を含み、
前記一対のショルダー主溝の間に位置するブロックには、サイプのみが形成されている、請求項6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する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、タイヤ周方向に延びる4本の主溝と、4本の主溝により区画されたブロックとを有し、主溝に連通する横溝が各ブロックに形成された空気入りタイヤが開示されている。このような空気入りタイヤは、横溝内を水が通過することで排水性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2013-071633号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、タイヤの溝面積を大きくした場合、排水性能を向上させることが可能であるものの、タイヤの溝内を通過する空気の共鳴音(気柱管共鳴)が大きくなり、パターンノイズが悪化しやすいという問題がある。そのため、排水性能を向上させつつ、パターンノイズを低減させることは容易ではない。
【0005】
また、近年、自動車の車内における静粛性が重視されており、路面の凹凸に起因して発生するロードノイズの低減に対する要求も強くなっている。
【0006】
本発明の目的は、排水性能を向上させつつ、パターンノイズおよびロードノイズを低減できる空気入りタイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドと、カーカスと、カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルトと、ベルトのタイヤ径方向外側に配置され、ベルトのタイヤ軸方向両端部を覆うエッジプライとを備え、エッジプライは、タイヤ軸方向において互いに離間して配置され、エッジプライのタイヤ軸方向の長さの合計は、トレッドのタイヤ軸方向の長さの50%以上である。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る空気入りタイヤによれば、排水性能を向上させつつ、パターンノイズおよびロードノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施形態の一例である空気入りタイヤの斜視図である。
図2】実施形態の一例である空気入りタイヤの平面図であって、トレッドの一部を拡大して示す図である。
図3】実施形態の一例である空気入りタイヤの断面図であって、タイヤ軸方向の半断面を示す図である。
図4】実施形態の他の一例である空気入りタイヤの断面図であって、タイヤ軸方向の半断面を示す図である。
図5】トレッドの接地面の形状を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態の一例について詳細に説明する。以下で説明する実施形態はあくまでも一例であって、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下で説明する実施形態の各構成要素を選択的に組み合わせてなる形態は本発明に含まれている。
【0011】
図1は、実施形態の一例である空気入りタイヤ1の斜視図である。図1では、空気入りタイヤ1の内部構造を併せて図示している。図1に示すように、空気入りタイヤ1は、路面に接地する部分であるトレッド10と、トレッド10の両側に配置された一対のサイドウォール12と、サイドウォール12のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード14と、一対のビード14の間に架け渡されるカーカス15と、カーカス15のタイヤ径方向内側に配置されたインナーライナー16とを備える。
【0012】
トレッド10は、トレッドゴム11で構成される。本実施形態では、トレッド10は、タイヤ赤道CL上に形成された主溝30と、一対のショルダー主溝31,32を有する。3本の主溝30,31,32は、タイヤ軸方向に曲がることなく、タイヤ周方向に沿って真っ直ぐに形成されている。
【0013】
トレッド10は、2本の主溝30,31により区画されるセンターブロック40と、主溝30,32により区画されるセンターブロック50とを有する。また、トレッド10は、主溝31を挟んでセンターブロック40とタイヤ軸方向に対向配置されるショルダーブロック60と、主溝32を挟んでセンターブロック50とタイヤ軸方向に対向配置されるショルダーブロック70とを有する。各ブロックは、タイヤ周方向に沿って真っ直ぐに形成されている。なお、ブロックとは、主溝の底に対応する位置からタイヤ径方向外側に向かって隆起した部分であって、陸とも呼ばれる。
【0014】
サイドウォール12は、トレッドゴム11とは異なる種類のサイドウォールゴム13で構成される。サイドウォール12は、トレッド10の両側に配置され、タイヤ周方向に沿って環状に形成されている。サイドウォール12は、空気入りタイヤ1のタイヤ軸方向外側に最も張り出した部分であって、タイヤ軸方向外側に向かって凸となるように緩やかに湾曲している。サイドウォール12は、カーカス15の損傷を防止する機能を有する。サイドウォール12は、空気入りタイヤ1がクッション作用をする際に最もたわむ部分であり、通常、耐疲労性を有する柔軟なゴムが採用される。
【0015】
ビード14は、サイドウォール12のタイヤ径方向内側に配置され、ホイールのリムに固定される部分である。ビード14は、ビードコア17と、ビードフィラー18とを有する。ビードコア17は、スチール製のビードワイヤで構成され、タイヤ周方向の全周にわたって延びる環状部材であり、ビード14に埋設されている。ビードフィラー18は、タイヤ径方向外側に延出する先端先細り形状を有し、タイヤ周方向の全周にわたって延びる環状の硬質ゴム部材である。
【0016】
カーカス15は、一対のビード14の間に架け渡され、ビードコア17の周りで折り返されることで係止されている。カーカス15は、有機繊維からなるカーカスコードと、トッピングゴムとを含む。カーカスコードは、タイヤ周方向に対して実質上直角(例えば、80°~90°)に配置されている。カーカスコードに用いられる有機繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、およびナイロン繊維が挙げられる。
【0017】
インナーライナー16は、一対のビード14間のタイヤ内面を覆っている。インナーライナー16は、耐空気透過性ゴムにより構成されており、空気入りタイヤ1の空気圧を保持する機能を有する。
【0018】
詳しくは後述するが、空気入りタイヤ1は、カーカス15のタイヤ径方向外側に配置されたベルト19と、ベルト19のタイヤ径方向外側全体を覆うキャッププライ22と、キャッププライ22のタイヤ径方向外側に配置され、ベルト19のタイヤ軸方向の両端部を覆うエッジプライ23とをさらに備える。キャッププライ22およびエッジプライ23は、ベルト19を補強する機能を有する。
【0019】
ベルト19は、カーカス15の頂部の外周側に配置されており、カーカス15の外周面に重ねて設けられている。ベルト19は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に配列したコードをゴム被覆してなるベルトプライで形成されている。ベルト19のコードの材質は特に限定されず、例えば、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維、またはスチール等の金属が挙げられる。本実施形態では、ベルト19は、スチールコードを含む2枚のベルトプライ20,21(図3参照)で構成されている。なお、ベルトプライの枚数は特に限定されず、1枚でもよいし、3枚以上でもよい。
【0020】
以下、図2を参照しながら、空気入りタイヤ1のトレッドパターンについて詳説する。図2は、空気入りタイヤ1(トレッド10)の平面図である。
【0021】
図2に示すように、トレッド10は、タイヤ赤道CLに対して左右非対称のトレッドパターンを有する。以下では、タイヤ赤道CLより接地端E1側の領域を第1領域とし、タイヤ赤道CLより接地端E2側の領域を第2領域とする。なお、本明細書において、接地端E1,E2は、未使用の空気入りタイヤ1を正規リムに装着して正規内圧となるように空気を充填した状態で所定の荷重を加えたときに、平坦な路面に接地する領域(接地面)のタイヤ軸方向両端と定義される。乗用車用タイヤの場合、所定の荷重は正規荷重の88%に相当する荷重である。空気入りタイヤ1のトレッドパターンは、第1領域が車両内側に、第2領域が車両外側に位置するように、車両に対してタイヤが装着された場合に、本発明の効果を発揮する。
【0022】
トレッド10は、タイヤ赤道CL上に形成された主溝30と、タイヤ赤道CLと車両内側の接地端E1との間に形成された主溝31と、タイヤ赤道CLと車両外側の接地端E2との間に形成された主溝32と、当該3本の主溝30,31,32により区画された複数のブロックとを有する。なお、主溝の本数は3本に限定されず、2本でもよいし、4本以上でもよい。
【0023】
主溝31および主溝32は、タイヤ赤道CL(主溝30)から等距離の位置にそれぞれ形成されることが好ましい。これにより、タイヤ赤道CLを境界とする左右の領域における剛性バランスが良好になり、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【0024】
3本の主溝30,31,32の幅の合計は、接地端E1から接地端E2までのタイヤ軸方向に沿った長さ(以下、「タイヤ接地幅」とする)の3%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましく、8%以上であることがさらに好ましい。この場合、排水性能の向上が顕著である。また、3本の主溝30,31,32の幅の合計は、タイヤ接地幅の30%以下であることが好ましく、28%以下であることがより好ましく、25%以下であることがさらに好ましい。この場合、優れた操縦安定性を確保できる。よって、3本の主溝30,31,32の幅の合計の好適な範囲の一例は、タイヤ接地幅の5%以上、30%以下である。また、排水性能の向上をより重視する場合は、3本の主溝30,31,32の幅の合計は、タイヤ接地幅の10%以上、30%以下であってもよい。なお、本明細書において、溝の幅とは、特に断らない限り、トレッド10の接地面に沿ったプロファイル面における幅を意味する。
【0025】
主溝31,32の幅は、タイヤ赤道CL上に形成された主溝30の幅よりも大きいことが好ましい。この場合、排水性能の向上がより顕著になる。主溝30の幅は、例えば、8mm以上、14mm以下であり、主溝31,32の幅は、例えば、9mm以上、15mm以下である。3本の主溝30,31,32の深さは特に限定されず、例えば、7mm以上、15mm以下である。
【0026】
3本の主溝30,31,32の少なくともいずれかには、一般的に、摩耗インジケータ(図示せず)が設けられる。摩耗インジケータは、溝底に配置される突起であって、トレッドゴムの摩耗レベルを確認するための指標となる。
【0027】
3本の主溝30,31,32の壁は、溝底に向かって次第に溝幅が細くなるように傾斜している。主溝の壁はブロックの側壁を構成するため、言い換えると、ブロックの側壁は接地面から離れるほどブロックの幅が広くなるように側壁が傾斜している。
【0028】
トレッド10は、上記の通り、センターブロック40,50と、ショルダーブロック60,70とを有する。詳しくは後述するが、センターブロック40,50には、幅が2mm以下の細線状のサイプが複数形成されているが、幅が2mmを超える溝は形成されていない。一方、ショルダーブロック60,70には、幅が2mmを超える横溝61,62,71,72が形成されている。
【0029】
センターブロック40,50は、主溝30により分断されている。また、センターブロック40は主溝31によりショルダーブロック60と分断され、センターブロック50は主溝32によりショルダーブロック70と分断されている。本実施形態では、センターブロック40,50は互いに同じ幅を有する。また、ショルダーブロック60,70は、センターブロック40,50より幅広に形成され、互いに同じ幅を有する。
【0030】
なお、タイヤに幅広の溝が存在すると、タイヤの転動時(車両走行時)にパターンノイズが生じやすい。具体的には、タイヤの接地により溝が圧縮変形すると、溝内の空気の一部が溝の開口部から放出されて気柱管共鳴振動を起こし、パターンノイズが生じる。また、溝が路面から離れる際には、溝が元の形状に戻ることで溝の空洞内に空気が流入して空気振動が生じ、パターンノイズが生じる。
【0031】
空気入りタイヤ1によれば、センターブロック40,50に幅広の溝が形成されていないため、パターンノイズを低減できる。詳しくは後述するが、空気入りタイヤ1によれば、センターブロック40,50のサイプ、およびショルダーブロック60,70の横溝の形状を工夫することで、パターンノイズを効果的に低減しつつ、優れた排水性能を実現できる。空気入りタイヤ1は、ドライ路面だけでなく、ウェット路面、雪氷路面における性能にも優れ、オールシーズンタイヤに好適である。
【0032】
以下、図2を参照しながら、トレッド10を構成するセンターブロック40,50、およびショルダーブロック60,70についてさらに詳説する。
【0033】
[センターブロック40]
センターブロック40は、タイヤ周方向に沿って真っ直ぐに形成され、全長にわたって一定の幅を有している。センターブロック40の接地面の幅は、例えばタイヤ接地幅の12~25%に相当する幅を有する。センターブロック40の幅が当該範囲内であれば、操縦安定性が向上する。センターブロック40の幅の一例は、15mm以上、35mm以下である。
【0034】
センターブロック40には、タイヤ周方向に間隔をあけてサイプ41が複数形成されている。本明細書では、溝幅が2.0mm以下、好ましくは1.5mm以下の細溝をサイプと定義する。サイプの幅は、例えば、0.5mm以上、1.5mm以下、または0.5mm以上、1.0mm以下である。サイプ41は、ノイズ性能および操縦安定性の改善に寄与する。センターブロック40には、サイプ41と形状が異なる他のサイプが形成されていてもよいが、本実施形態ではサイプ41のみが形成されている。各サイプ41は、実質的に同じ形状を有する。詳しくは後述するが、センターブロック40を横断するサイプの本数は、センターブロック50を横断するサイプの本数より多い。
【0035】
サイプ41は、例えば、タイヤ周方向に所定本数単位で僅かにサイプ同士の間隔を変化させたバリアブルピッチで形成されていてもよく、同じ間隔で形成されていてもよい。タイヤ周方向に隣り合うサイプ41同士の間隔は、例えば、主溝30の幅より小さく、5mm以上、30mm以下である。また、サイプ41同士の間隔は、センターブロック50に形成されるサイプ同士の間隔よりも小さくなっている。
【0036】
サイプ41は、センターブロック40の平面視において、当該サイプの長さ方向両端よりもタイヤ周方向一方側に突出するように曲がった屈曲部42を有する。屈曲部42を有することで、操縦安定性の向上が顕著である。
【0037】
サイプ41は、センターブロック40を横断するサイプである。サイプ41がセンターブロック40を横断して主溝30,31に連通することで、トレッド10のタイヤ軸方向中央部で空気が流れる流路が多くなる。これにより、走行時に発生する気柱管共鳴の周波数が分散され、パターンノイズが低減される。
【0038】
サイプ41の深さは、例えば、最も深い部分で主溝30の深さの60~90%である。サイプ41は、長さ方向両端から所定の長さ範囲において、他の部分よりも深さが浅くなっていてもよい。この場合、サイプ41の形成によるセンターブロック40の剛性低下を抑制でき、操縦安定性が向上する。所定の長さ範囲は、例えば、センターブロック40の幅の3~10%に相当する長さの範囲である。
【0039】
[センターブロック50]
センターブロック50は、上記のように、主溝30を挟んでセンターブロック40とタイヤ軸方向に対向配置され、タイヤ周方向に沿って真っ直ぐに形成されている。センターブロック50の接地面の幅は、例えば、タイヤ接地幅の12~25%である。センターブロック50の幅が当該範囲内であれば操縦安定性が向上する。本実施形態において、センターブロック50は、センターブロック40と同じ幅を有し、全長にわたって一定の幅で形成されている。
【0040】
センターブロック50には、タイヤ周方向に間隔をあけて第1サイプ51が複数形成されている。複数の第1サイプ51は、例えば、タイヤ周方向に所定本数単位で僅かにサイプ同士の間隔を変化させたバリアブルピッチで形成されていてもよく、同じ間隔で形成されていてもよい。センターブロック50には、第1サイプ51のみが形成されていてもよいが、本実施形態では、第1サイプ51の他に、3種類のサイプ(第2サイプ52、第3サイプ53、および第4サイプ54)が形成されている。
【0041】
第1サイプ51は、センターブロック50を横断するサイプであって、主溝30,32につながっている。第1サイプ51は、センターブロック50の平面視において、略S字形状を有することが好ましい。この場合、車両旋回時における操縦安定性がより向上する。
【0042】
センターブロック50において、第1サイプ51の各々とタイヤ軸方向に重なる領域には、複数の第2サイプ52からなる第2サイプ群と、複数の第3サイプ53からなる第3サイプ群とが形成されている。第2サイプ52は、主溝30から延びてブロック内で終端し、第3サイプ53は、主溝32から延びてブロック内で終端している。第2サイプ52および第3サイプ53は、第1サイプ51との間に所定の距離をあけて形成された短いサイプである。また、当該各サイプは、タイヤ軸方向および周方向に対して所定の角度で傾斜している。
【0043】
本実施形態において、1本の第1サイプ51とタイヤ軸方向に重なる第2サイプ群は、3本の第2サイプ52で構成されている。当該3本の第2サイプ52は、例えば、互いに等間隔で平行に形成されている。第3サイプ群についても同様に、互いに等間隔で平行に形成された3本の第3サイプ53で構成されている。各第2サイプ群を構成する複数の第2サイプ52は、互いに異なる長さを有し、第1サイプ51に近づくほど長くなっている。また、各第3サイプ群を構成する複数の第3サイプ53は、互いに異なる長さを有し、第1サイプ51に近づくほど長くなっている。
【0044】
即ち、主溝30から延びる各第2サイプ52は、第1サイプ51が主溝32の方向に凸となった領域では長く、主溝30の方向に凸となった領域では短くなっている。主溝32から延びる第3サイプ53は、第1サイプ51が主溝30の方向に凸となった領域では長く、主溝32の方向に凸となった領域では短くなっている。この場合、センターブロック50の剛性バランスが良好になり、より信頼性の高いタイヤ性能を実現できる。
【0045】
センターブロック50の各第1サイプ51に挟まれた領域には、センターブロック50を横断する略直線状の第4サイプ54が形成されている。つまり、センターブロック50には、第1サイプ51と第4サイプ54がタイヤ周方向に交互に配置されている。第4サイプ54は、第2サイプ52および第3サイプ53と平行に形成され、途中で曲がることなく真っ直ぐに延びている。
【0046】
第4サイプ54は、ノイズの低減において重要な役割を果たす。具体的には、第4サイプ54が主溝30,32に連通することで空気が流れる流路が多くなる。これにより、走行時に発生する気柱管共鳴の周波数が分散され、パターンノイズが低減される。
【0047】
センターブロック50に形成される各サイプの深さは、互いに同じであってもよい。各サイプの深さは、例えば、最も深い部分で主溝30の深さの60~90%である。本実施形態では、長さが短い第2サイプ52および第3サイプ53は、全長にわたって一定の深さを有する。他方、第1サイプ51および第4サイプ54は、長さ方向両端から所定の長さ範囲において、他の部分よりも浅くなっている。この場合、サイプの形成によるセンターブロック50の剛性低下を抑制できる。所定の長さ範囲は、例えば、センターブロック50の幅の3~10%に相当する長さ範囲である。
【0048】
センターブロック50を横断するサイプの本数は、センターブロック40を横断するサイプの本数よりも少ないことが好ましい。センターブロック40では、全てのサイプがブロックを横断しているが、センターブロック50では、第2サイプ52と第3サイプ53はブロック内で終端し、第1サイプ51と第4サイプ54がブロックを横断している。また、各ブロックに形成されたサイプ同士のタイヤ周方向の間隔は、センターブロック50においてセンターブロック40よりも大きくなっている。このため、センターブロック40,50を比較した場合に、ブロックを横断するサイプの本数はセンターブロック50で大幅に少なくなっている。
【0049】
また、同一直線上に配置される第2サイプ52と第3サイプ53を1本とカウントした場合において、センターブロック40のサイプの本数が、センターブロック50のサイプの本数より多くてもよい。この場合、センターブロック40のサイプの本数は、例えば、センターブロック50のサイプの本数の1.1~1.5倍である。或いは、第2サイプ52および第3サイプ53の各々を1本とカウントした場合に、センターブロック40のサイプの本数>センターブロック50のサイプの本数であってもよい。センターブロック40のサイプの本数>センターブロック50のサイプの本数とすることにより、走行時に発生する気柱管共鳴の周波数が分散され、パターンノイズが低減される。
【0050】
[ショルダーブロック60]
ショルダーブロック60は、主溝31を挟んでセンターブロック40とタイヤ軸方向に対向配置され、タイヤ周方向に沿って真っ直ぐに形成されている。ショルダーブロック60の接地面の幅は、例えば、タイヤ接地幅の15~35%であり、センターブロック40の接地面の幅よりも大きい。本実施形態において、ショルダーブロック60は、ショルダーブロック70と同じ幅を有し、全長にわたって一定の幅で形成されている。
【0051】
ショルダーブロック60には、タイヤ軸方向に延び、長さが異なる2種類の横溝61,62が形成されている。横溝61,62は、一端が後述する第3サイプを介して主溝31につながっており、他端が接地端E1を超えて形成されている。横溝61,62は、2mmを超える幅を有し、細線状の溝であるサイプと区別される。
【0052】
本明細書において、横溝が「タイヤ軸方向に延びる」とは、横溝がタイヤ軸方向に沿って延びる形態、およびタイヤ軸方向に対して45°以下、好ましくは30°以下の傾斜角度で延びる形態の両方を意味する。なお、タイヤ周方向に延びる主溝についても同様であり、主溝はタイヤ周方向に対して45°以下の傾斜角度で曲がりながらジグザグ状に形成されてもよい。
【0053】
ショルダーブロック60において、横溝61と横溝62の間に位置する領域には、長さが異なる2種類のサイプ(第1サイプ63、第2サイプ64)が形成されている。いずれのサイプも、主溝31から接地端E1を超える長さを有し、空気入りタイヤ1のショルダーにおいて互いに連結されている。第2サイプ64は、第1サイプ63よりも長く、横溝62と同様の長さを有する。ショルダーブロック60には、タイヤ周方向に、横溝61、第1サイプ63、第2サイプ64、および横溝62の順で、溝とサイプが繰り返し形成されている。なお、複数の溝とサイプは、例えば、バリアブルピッチで形成されている。
【0054】
横溝61,62、第1サイプ63、および第2サイプ64は、互いに略平行に形成され、タイヤ軸方向に対して傾斜している。当該横溝とサイプの傾斜角度は、例えば、センターブロック40,50のサイプと比べて小さい。
【0055】
横溝61,62は、第3サイプ65を介して主溝31につながっている。この場合、主溝31から横溝61,62に空気が流入して車両外側に放出されることを抑制されるため、パターンノイズの抑制効果がより顕著になる。第3サイプ65の長さは特に限定されないが、好適な一例としては、ショルダーブロック60の接地面の幅の5~40%、または10~30%である。各第3サイプ65は、例えば、互いに同じ長さを有する。
【0056】
[ショルダーブロック70]
ショルダーブロック70は、主溝32を挟んでセンターブロック50とタイヤ軸方向に対向配置され、タイヤ周方向に沿って真っ直ぐに形成されている。ショルダーブロック70の接地面の幅は、例えば、タイヤ接地幅の20~35%であり、センターブロック50よりも大きい。ショルダーブロック70には、上記のように、ブロックの接地面を横断する溝は形成されておらず、タイヤ周方向に連続している。
【0057】
ショルダーブロック70は、ショルダーブロック60同様に、横溝71,72、第1サイプ73、第2サイプ74、および第3サイプ75を有する。なお、長い方の溝である横溝71は、空気入りタイヤ1のショルダーにおいて、ショルダーブロック60の横溝61と反対方向に曲がっている。ショルダーブロック70には、タイヤ周方向に、横溝71、第2サイプ74、第1サイプ73、および横溝72の順で、溝とサイプが繰り返し形成されている。
【0058】
以下、図3および図4を参照しながら、空気入りタイヤ1の内部構造について詳説する。図3は、本実施形態の空気入りタイヤ1のタイヤ周方向に垂直な断面図である。なお、空気入りタイヤ1は、トレッドパターンを除いて、タイヤ赤道CLに対して左右対称であるため、図3では、空気入りタイヤ1の車両外側半分のみを示している。
【0059】
図3に示すように、空気入りタイヤ1は、カーカス15のタイヤ径方向外側に配置されたベルト19を備える。ベルト19は、2枚のベルトプライ20,21で構成されている。ベルトプライ20は、ベルトプライ21のタイヤ径方向内側に配置される。ベルトプライ20のタイヤ軸方向の長さは、ベルトプライ21のタイヤ軸方向の長さよりも大きい。つまり、ベルトプライ20の端部20Aは、ベルトプライ21の端部21Aよりもタイヤ軸方向外側に位置する。以下、ベルトプライ20の端部20Aを、ベルト19の端部19Aとして説明する。
【0060】
トレッド10とベルト19との間には、キャッププライ22およびエッジプライ23が配置されている。本実施形態では、キャッププライ22およびエッジプライ23は、連続する1つの部材として構成されている。キャッププライ22およびエッジプライ23は、長さ方向に引き揃えた有機繊維コードをタイヤ周方向に対して螺旋状に連続的に巻回することで得られる。キャッププライ22およびエッジプライ23に用いられる有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、およびナイロン繊維が挙げられる。
【0061】
キャッププライ22の端部22Aは、ベルト19の端部19Aよりもタイヤ軸方向外側に位置している。つまり、キャッププライ22は、ベルト19のタイヤ径方向外側の全体を覆うように、ベルト19とトレッドゴム11との間に配置されている。
【0062】
エッジプライ23は、タイヤ径方向において、キャッププライ22のタイヤ径方向外側に隣接し、ベルト19の両端部を覆うように配置されている。本実施形態では、キャッププライ22のタイヤ軸方向の両端部が折り返されており、この折り返された部分がエッジプライ23である。ベルト19の両端部に配置されたエッジプライ23は、タイヤ軸方向において、互いに離間して配置されている。
【0063】
上記のように、キャッププライ22は、ベルト19のタイヤ径方向外側の全体を覆うように配置されているため、キャッププライ22からベルト19に作用するタイヤ径方向の拘束力は、タイヤ軸方向全体で比較的均一である。一方、エッジプライ23は、ベルト19の両端部を覆うように配置されているため、エッジプライ23からベルト19に作用するタイヤ径方向の拘束力は、ベルト19の両端部およびその周辺に集中して作用する。
【0064】
図3において、両矢印LTは、タイヤ赤道CLからトレッド10の端部までのタイヤ軸方向の長さを表している。ここで、トレッド10の端部とは、トレッドゴム11のタイヤ軸方向の端部11Aを意味する。この長さLTは、トレッド10のタイヤ軸方向の長さの半分である。また、両矢印LEは、エッジプライ23の外端23Aから、エッジプライ23の内端23Bまでのタイヤ軸方向の長さを表している。この長さLEは、エッジプライ23のタイヤ軸方向の長さの半分である。なお、長さLTおよび長さLEは、空気入りタイヤ1を正規リムに組み付けて内圧0kPaとした無負荷状態での長さを意味する。
【0065】
長さLEは、長さLTの50%以上であり、好ましくは55%以上であり、より好ましくは60%以上である。この場合、ベルト19のタイヤ軸方向外側に作用する拘束力が大きくなり、トレッド10の接地面の形状を湾曲化させることができる。より具体的には、図5に示すように、タイヤ赤道CL上における接地面のタイヤ周方向に沿った長さ(接地長)に対し、接地面の接地端近傍の接地長が比較的短く、トレッド10の接地面の形状が楕円形状に近い形状を有する。その結果、路面の水がトレッド10の接地面の輪郭に沿って効果的に左右にかき分けられるため、排水性能が向上する。また、接地端近傍の接地長が短くなることで、走行時に発生するノイズの周波数が分散され、パターンノイズが低減される。さらに、ベルト19に作用する拘束力が大きくなるため、走行時のタイヤ軸方向の振動が抑制され、ロードノイズが低減される。長さLEの上限値は、例えば、長さLTの80%である。
【0066】
エッジプライ23の内端23Bは、主溝32よりもタイヤ軸方向内側に位置することが好ましい。これにより、ベルト19のタイヤ軸方向外側に作用する拘束力がより大きくなり、トレッド10の接地面の形状を湾曲化させることが容易になる。
【0067】
また、車両外側に配置されるエッジプライ23の内端23Bは、タイヤ軸方向において、センターブロック50に形成された第3サイプ53(図2参照)と重なる位置にあることが好ましい。また、車両内側に配置されるエッジプライの内端は、タイヤ軸方向において、センターブロック40に形成されたサイプ41(図2参照)と重なる位置にあることが好ましい。この場合、操縦安定性を確保しつつ、本発明の効果を発揮することができる。
【0068】
エッジプライ23に用いる有機繊維コードの2%モジュラスは、3000N/mm以上が好ましく、5000N/mm以上がより好ましい。この場合、排水性能がより向上し、パターンノイズおよびロードノイズをより低減できる。また、エッジプライ23に用いる有機繊維コードの2%モジュラスは、13000N/mm以下が好ましく、9000N/mm以下がより好ましい。この場合、タイヤ走行時の操縦安定性が向上する。よって、エッジプライ23に用いる有機繊維コードの2%モジュラスの好適な範囲の一例は、3000N/mm以上、11000N/mm以下である。なお、有機繊維コードの2%モジュラスの測定は、「JIS L 1017」の規定に準拠して行われる。
【0069】
図3において、両矢印LSは、空気入りタイヤ1を正規リムに組み付けて内圧0kPaとした無負荷状態にて、タイヤ赤道CLからサイドウォール12のうち最もタイヤ軸方向外側に張り出した部分までのタイヤ軸方向の長さを表している。この長さLSは、タイヤ断面最大幅の半分、つまり断面幅の呼びの半分である。ここで、長さLTは、長さLSの84%以上、87%以下であることが好ましい。長さLTが当該範囲内であれば、パターンノイズおよびロードノイズを低減させることが容易になる。なお、本明細書において、「断面幅の呼び」とは、JIS D4202「自動車用タイヤ-呼び方及び諸元」に規定された「タイヤの呼び」に含まれる「断面幅の呼び」である。
【0070】
図4は、上記実施形態の変形例を示す断面図である。図4に例示する形態は、ベルト19の端部19Aと、ビードフィラー18の先端18Aの間に、補強ゴム層24が配置されている。より詳細には、補強ゴム層24は、2枚のカーカス15に挟まれるように配置されている。補強ゴム層24は、タイヤ周方向に沿って環状に延びている。補強ゴム層24は、サイドウォール12の剛性を向上させる機能を有する。
【0071】
補強ゴム層24は、ビードベースラインBLを基準にしたタイヤ断面高さHの20%以上、60%以下の範囲に配置されることが好ましく、タイヤ断面高さHの30%以上、50%以下の範囲に配置されることがより好ましい。補強ゴム層24が当該範囲内に配置されると、サイドウォール12の剛性が向上し、トレッド10からビード14への振動伝達が抑制されることで、ロードノイズが低減する。ここで、ビードベースラインBLは、標準リムのリム径を規定するタイヤ軸方向の仮想直線であり、タイヤ断面高さHは、空気入りタイヤ1を正規リムに組み付けて内圧0kPaとした無負荷状態にて、ビードベースラインBLからタイヤ赤道CL位置におけるトレッド10の外表面までのタイヤ径方向の距離である。
【0072】
補強ゴム層24の厚みは、0.4mm以上、3.0mm以下であることが好ましい。補強ゴム層24の厚みが当該範囲内であれば、ロードノイズの低減効果がより顕著になる。補強ゴム層24の厚みは、タイヤ径方向において異なっていてもよいが、本実施形態では、補強ゴム層24はタイヤ径方向にわたって一定の厚みを有している。
【0073】
補強ゴム層24のゴム硬度は、サイドウォール12のゴム硬度よりも高く、ビードフィラー18のゴム硬度よりも低いことが好ましい。この場合、ロードノイズの低減効果がより顕著になる。例えば、ビードフィラー18のゴム硬度は85~100、補強ゴム層24のゴム硬度は70~85、サイドウォール12のゴム硬度は45~70である。なお、上記のゴム硬度は、「JIS K 6253」のデュロメータ硬さ試験(タイプA)に準じて25℃で測定した硬度である。
【0074】
以下、図5を参照しながら、空気入りタイヤ1のトレッド10の接地面について詳説する。図5は、トレッド10の接地面の形状を模式的に示す図である。
【0075】
上記の通り、エッジプライ23のタイヤ軸方向の長さを、トレッド10のタイヤ軸方向の長さの50%以上とすることで、ベルト19のタイヤ軸方向外側に作用する拘束力が大きくなり、トレッド10の接地面の形状が湾曲化する。そのため、図5に示すように、トレッド10の接地面は、タイヤ赤道CL上における接地長(L1)に対し、接地端近傍の接地長(L2)が比較的短く、楕円形状に近い形状を有する。ここで、接地長(L1)とは、未使用の空気入りタイヤを正規リムに装着して、所定の内圧となるように空気を充填した状態で、正規荷重の70.4%に相当する荷重を加えたときの接地面のタイヤ赤道CL上のタイヤ周方向に沿った長さである。また、接地長(L2)とは、上記測定条件で求めた接地面のタイヤ軸方向両端(接地端E1,E2)から10mmタイヤ軸方向内側の位置における接地面のタイヤ周方向に沿った長さである。なお、上記測定条件における所定の内圧とは、タイヤの扁平率が60%以上である場合は、200kPaであり、扁平率が60%未満である場合は、220kPaである。また、Extra Loadと記載されたタイヤにおいては、上記測定条件における所定の内圧とは、扁平率が60%以上である場合は、240kPaであり、扁平率が60%未満である場合は、260kPaである。
【0076】
本明細書において、L2/L1がトレッド10の接地面の矩形率と定義される。なお、本実施形態において、接地長(L2)は、トレッド10の左右において実質的に同じ長さである。
【0077】
トレッド10の接地面の矩形率は、0.85以下であることが好ましく、0.83以下であることがより好ましい。この場合、排水性能を向上させつつ、パターンノイズおよびロードノイズを低減させることが容易になる。また、トレッド10の接地面の矩形率は、0.75以上であることが好ましく、0.77以上であることがより好ましい。この場合、操縦安定性が向上する。よって、トレッド10の接地面の矩形率の好適な範囲の一例は、0.75以上、0.85以下であり、より好ましくは、0.77以上、0.83以下である。
【0078】
以上のように、エッジプライ23のタイヤ軸方向の長さを、トレッド10のタイヤ軸方向の長さの50%以上とすることで、ベルト19のタイヤ軸方向外側に作用する拘束力が大きくなり、トレッド10の接地面の形状が湾曲化する。これにより、路面の水がトレッド10の接地面の輪郭に沿って効果的に左右にかき分けられるため、排水性能が向上する。また、接地端近傍の接地長が短くなることで、走行時に発生するノイズの周波数が分散され、パターンノイズが低減される。さらに、ベルト19に作用する拘束力が大きくなるため、走行時のタイヤ軸方向の振動が抑制され、ロードノイズが低減される。
【0079】
なお、上記実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、上記実施形態では、ベルト19を補強する部材として、キャッププライ22およびエッジプライ23を用いたが、エッジプライ23のみを用いてもよい。つまり、キャッププライ22を用いず、ベルト19のタイヤ軸方向両端部にエッジプライ23のみを配置した構成に変更しても、本発明の目的を実現することが可能である。
【0080】
また、上記実施形態では、エッジプライ23は1層のみ配置されているが、これに限定されず、2層以上のエッジプライ23を配置してもよい。2層以上のエッジプライ23を配置することで、ベルト19のタイヤ軸方向外側に作用する拘束力がより大きくなるため、本発明の目的を容易に実現することが可能である。
【0081】
また、上記実施形態では、補強ゴム層24は、2枚のカーカス15に挟まれるように配置されているが、これに限定されない。例えば、補強ゴム層24は、外側のカーカス15の外周面に重なるように配置されていてもよい。
【0082】
なお、本発明は上記の実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【0083】
1 空気入りタイヤ、10 トレッド、11 トレッドゴム、11A 端部、12 サイドウォール、13 サイドウォールゴム、14 ビード、15 カーカス、16 インナーライナー、17 ビードコア、18 ビードフィラー、18A 先端、19 ベルト、19A,20A,21A,22A 端部、20,21 ベルトプライ、22 キャッププライ、23 エッジプライ、23A 外端、23B 内端、24 補強ゴム層、30,31,32 主溝、40,50 センターリブ、41 サイプ、42 屈曲部、51,63,73 第1サイプ、52,64,74 第2サイプ、53,65,75 第3サイプ、54 第4サイプ、60,70 ショルダーブロック、61,62,71,72 横溝
図1
図2
図3
図4
図5