(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側に２層のベルト層を配置した乗用車用空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層側から数えて第２番目のベルト層の幅をトレッド接地幅の９５〜１１０％にすると共に、ショルダー部に窪み部を設け、該窪み部のクラウンセンター側の始点Ｐｓをトレッド接地端Ｅｃからビード部側に向けて前記トレッド接地幅の１．５％以上離れ、かつ前記第２番目のベルト層の端末Ｅｂからビード部側に向けて該ベルト層の幅の３．５〜７．５％の位置に設定し、該窪み部のビード部側の終点Ｐｅをタイヤ断面高さＳＨの８０％の点よりもクラウンセンター側に設定すると共に、該窪み部の中心位置を前記第２番目のベルト層の端末Ｅｂからビード部側に向けて該ベルト層の幅の８〜２５％の範囲に配置した乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記窪み部がタイヤ周方向に連続する請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記窪み部の最大深さを窪み両端部における平均タイヤ厚さの３０〜８０％にした請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ベルト層の少なくともタイヤ幅方向両端部を有機繊維コードからなるベルトカバー層で被覆した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の低燃費化を促進する空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ウェット路面での走行性能（ウェット性能）や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗の低減を可能にした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤの転動抵抗を低減するために、主に、キャップトレッドに低燃費配合のゴムを使用することが行われている。すなわち、キャップトレッドは単一パーツとしては最も体積が大きく、一般に耐摩耗性を確保するためにヒステリシスロスの大きいゴムが使われているので、そのキャップトレッドゴムを低燃費配合に変更することにより転動抵抗を低減することができる。
【０００３】
しかしながら、転動抵抗を低減するためにキャップトレッドに低燃費配合のゴムを使用すると、必然的にウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能が低下するという問題があった。また、キャップトレッドの厚さを全体的に薄くすることも転動抵抗の低減に有効であるが、この場合もキャップトレッド厚さの減少に応じて摩耗寿命が低下したり、溝深さが浅くなることによりウェット性能が低下してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗の低減を可能にした乗用車用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の乗用車用空気入りタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側に２層のベルト層を配置した乗用車用空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層側から数えて第２番目のベルト層の幅をトレッド接地幅の９５〜１１０％にすると共に、ショルダー部に窪み部を設け、該窪み部のクラウンセンター側の始点Ｐｓをトレッド接地端Ｅｃからビード部側に向けて前記トレッド接地幅の１．５％以上離れ、かつ前記第２番目のベルト層の端末Ｅｂからビード部側に向けて該ベルト層の幅の３．５〜７．５％の位置に設定し、該窪み部のビード部側の終点Ｐｅをタイヤ断面高さＳＨの８０％の点よりもクラウンセンター側に設定すると共に、該窪み部の中心位置を前記第２番目のベルト層の端末Ｅｂからビード部側に向けて該ベルト層の幅の８〜２５％の範囲に配置したことを特徴とするものである。
【０００６】
このように第２番目のベルト層のタイヤ幅方向端末からビード部側に向けてベルト幅の８〜２５％の位置を中心としてショルダー部に窪み部を設けることにより、ショルダー部に発生する応力を緩和し、この部分に集中するエネルギーロスを効果的に抑えて転動抵抗を低減することができる。従って、キャップトレッドにヒステリシスロスの小さい低燃費配合のゴムを使用する必要がなくなるので、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗を低減することができる。また、上述のようにショルダー部に窪み部を設けても、第２番目のベルト層の幅をトレッド接地幅に対して特定すると共に、窪み部の中心位置を第２番目のベルト層のタイヤ幅方向端末から特定することにより、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、ショルダー部の耐偏摩耗性を低下させることはない。
【０００７】
本発明において、トレッド接地幅とはＪＡＴＭＡイヤーブック（１９９７年度版）に規定される空気圧−負荷能力対応表において、空気圧を２００ｋＰａとし、その空気圧に対応する最大負荷能力の７５％の荷重をかけたときの接地幅である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りタイヤを例示するものである。図において、左右一対のビード部１，１間には複数本の補強コードをラジアル方向に配列させたカーカス層２が装架されており、このカーカス層２のタイヤ幅方向両端部がそれぞれビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。左右一対のビード部１，１とトレッド部４とは左右のサイドウォール部５，５を介して互いに連接されている。また、ビードコア３の外周側にはビードフィラー６が配置されており、このビードフィラー６がカーカス層２によって包み込まれている。
【０００９】
トレッド部４におけるカーカス層２の外周側には、それぞれ複数本の補強コードをコートゴムで被覆した２層のベルト層７ａ，７ｂが設けられている。これらベルト層７ａ，７ｂは、その補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。また、ショルダー部には、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードをタイヤ周方向に対して略平行に配置したベルトカバー層８をベルト層７ａ，７ｂの少なくともタイヤ幅方向両端部を覆うように埋設してもよい。
【００１０】
上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層２側から数えて第２番目のベルト層７ｂのベルト幅Ｗｂをトレッド接地幅Ｗｃの９５〜１１０％、より好ましくは９７〜１０５％の範囲に設定する。このベルト幅Ｗｂがトレッド接地幅Ｗｃの９５％未満であると接地端付近の剛性が低下し、接地時のトレッドの動きが大きくなるためショルダー部に偏摩耗が発生し、逆に１１０％を超えると転動時の接地に伴う屈曲変形の中心にベルト端Ｅｂが入ってしまうためベルト端部の耐久性が低下する。
【００１１】
また、トレッド部４とサイドウォール部５との間のショルダー部には窪み部９を設けるようにする。この窪み部９の中心位置（子午線断面における図芯位置）Ｐｃは上述のようにベルト幅Ｗｂを設定した第２番目のベルト層７ｂのベルト端Ｅｂからビード部１側に向けてベルト幅Ｗｂの８〜２５％の範囲に配置する必要がある。このような範囲に窪み部９の中心位置Ｐｃを配置することにより、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、耐縁石カット性、ショルダー部の耐偏摩耗性を低下させることはない。
【００１２】
より具体的に説明すると、窪み部９のクラウンセンター側の始点Ｐｓは、接地端Ｅｃからビード部１側へ接地幅Ｗｃの１．５％以上離れた位置に設定する。このように窪み部９を接地端Ｅｃから離すことにより、コーナリング時においても接地幅が減少することがないため、操縦安定性の低下を防ぐことができる。また、窪み部９を接地端Ｅｃから離すことにより、窪み部９が接地圧方向の圧縮応力の影響を受けなくなるので、圧縮歪を増加させることなく窪み部９のタイヤ周方向長さを長くすることが可能になり、更なる転動抵抗の低減を図ることができる。従って、窪み部９はタイヤ周方向に連続していることが好ましい。なお、窪み部９をタイヤ周方向に不連続としてもよいが、その場合、窪み部９のタイヤ周方向長さの総和をタイヤ周長の５０％以上にすることが好ましい。
【００１３】
また、窪み部９のクラウンセンター側の始点Ｐｓは、第２番目のベルト層７ｂのベルト端Ｅｂからビード部１側に向けてベルト幅の３．５〜７．５％の位置に設定する。このように窪み部９をベルト端Ｅｂから離すことにより、転動時の接地に伴う屈曲変形の中心をタイヤ内で最も故障が発生しやすいベルト端部からずらすことができるので、ベルト端部の耐久性の悪化を防ぐことができる。また、窪み部９の始点Ｐｓを上記位置に設定することにより、従来では屈曲変形の中心であり、かつゲージが厚くゴムボリュームが大きかった第２番目のベルト層７ｂのベルト端Ｅｂから屈曲変形の中心をずらすと共に、転動時の屈曲変形を効果的に吸収するので、転動抵抗の低減効果を向上することができる。なお、窪み部９の始点Ｐｓをベルト端Ｅｂからビード部１側に向けてベルト幅の７．５％を超えた位置に配置すると、ベルト端部付近の屈曲変形を吸収する効果が小さくなり、転動抵抗の低減効果が不十分になる。
【００１４】
一方、窪み部９のビード部１側の終点Ｐｅは、タイヤ断面高さＳＨの８０％の点よりもクラウンセンター側の位置に設定する。この位置よりも窪み部９をビード部１側に延長すると、窪み部９がサイド部まで達してしまい、サイド部のゴムゲージが不足するため、耐縁石カット性が低下してしまう。但し、窪み部９の幅Ｗｇは３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上にすることが望ましい。窪み部９の幅Ｗｇが３ｍｍ未満であると転動抵抗の低減効果が不十分になる。
【００１５】
窪み部９の最大深さは窪み両端部における平均タイヤ厚さの３０〜８０％の範囲に設定することが好ましい。窪み部９の最大深さが窪み両端部における平均タイヤ厚さの３０％未満であると転動抵抗の低減効果が不十分になる。また、本発明では、ベルト端部Ｅｂから窪み部９の始点Ｐｓを離しているため、ベルト端部の故障を気にすることなく窪み部９を深く形成することができる。但し、窪み部９の最大深さが窪み両端部における平均タイヤ厚さの８０％を超えると、窪み部９の底にクラック等を生じやすくなり、耐久性が低下してしまう。なお、上記平均タイヤ厚さは、窪み部９の始点Ｐｓと終点Ｐｅにおいてタイヤ厚さをそれぞれ測定し、両者の和の１／２を求めればよい。
【００１６】
上述のように第２番目のベルト層７ｂの幅Ｗｂをトレッド接地幅Ｗｃの９５〜１１０％にすると共に、第２番目のベルト層７ｂのベルト端Ｅｂからビード部１側に向けてベルト幅Ｗｂの８〜２５％の位置を中心としてショルダー部に窪み部９を設けることにより、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、ショルダー部の耐偏摩耗性を低下させることなくショルダー部に発生する応力を緩和し、この部分に集中するエネルギーロスを効果的に抑えて転動抵抗を低減することができる。従って、キャップトレッドにヒステリシスロスの小さい低燃費配合のゴムを使用する必要がなくなるので、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗を低減することができる。
【００１７】
本発明において、ベルト層７ａ，７ｂの少なくともタイヤ幅方向両端部を覆うように有機繊維コードからなるベルトカバー層８を設けることが好ましい。このようにベルトカバー層８を設けることにより、ベルト端部の剛性が向上し、ベルト端部における転動時の接地に伴う屈曲変形を効果的に抑制することができるので、ベルト端部の耐久性を向上すると共に転動抵抗を低減することができる。
【００１８】
【実施例】
タイヤサイズを１８５／６５Ｒ１４とし、図１に示すタイヤ構造を有すると共に、ショルダー部における窪み部（タイヤ周方向に連続）の有無、第２番目のベルト層のベルト幅Ｗｂ、窪み部の中心位置Ｐｃ、窪み部の幅Ｗｇ、窪み部の最大深さ、ベルト端部を被覆するベルトカバー層の有無を種々異ならせた従来例、比較例１〜５及び実施例１〜６の乗用車用空気入りタイヤを製作した。なお、ベルト幅Ｗｂは接地幅Ｗｃに対する比率（％）である。窪み部の中心位置Ｐｃはベルト端Ｅｂからビード部側に向かってベルト幅Ｗｂを１００％としたときの位置（％）である。窪み部の最大深さは窪み両端部における平均タイヤ厚さに対する比率（％）である。
【００１９】
これら試験タイヤについて、下記試験方法により転がり抵抗、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、ショルダー部の耐偏摩耗性、耐外傷性を評価し、その結果を表１に示した。
転がり抵抗：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２００ｋＰａとしてドラム試験機に装着し、周辺温度を２３±２℃に制御すると共に、表面が平滑で直径が１７０７ｍｍの鋼製ドラムの外周面を速度８０ｋｍで走行させ、その際の転がり抵抗を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを示す。
【００２０】
操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２００ｋＰａとして排気量１．６リットルのＦＦ乗用車に装着し、訓練された５名のテストドライバーによりテストコースを走行してフィーリングを評価した。評価結果は、従来例との相対比較にて下記の判断基準に基づいて５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で示した。この評価点が大きいほど操縦安定性が優れている。判断基準は、５：素晴らしい、４：優れる、３．５：やや優れる、３：基準同等、２．５：やや劣る（実用下限）、２：劣る、１：大きく劣る、とした。
【００２１】
ベルト端部の耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧１８０ｋＰａとしてドラム試験機に装着し、周辺温度を３８±３℃に制御すると共に、表面が平滑で直径が１７０７ｍｍの鋼製ドラムの外周面を速度８１ｋｍの条件にて、荷重４．４２ｋＮで４時間、次いで荷重４．６８ｋＮで６時間、次いで荷重５．２０ｋＮで２４時間走行させた。ここで一旦走行を停止し、タイヤの外観に異常がなければ、更に荷重５．９８ｋＮで４時間、次いで荷重６．７６ｋＮで２時間走行させた。この時点で故障が生じていた場合を不合格（×）とし、生じていなかった場合を合格（○）とした。また、合格の場合は、更に荷重６．７６ｋＮで２時間、次いで荷重７．２８ｋＮで４時間、次いで荷重８．３２ｋＮで４時間走行させた。この時点で外観又は内部に故障が生じていなかった場合を合格（◎）とした。
【００２２】
ショルダー部の耐偏摩耗性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２００ｋＰａとして排気量１．６リットルの小型乗用車の前輪に装着し、テストコースにて１００００ｋｍ走行した後、ショルダー部とセンター部の摩耗率（新品溝深さに対する摩耗量）を測定し、その比を求めた。評価結果は、センター部の摩耗率に対するショルダー部の摩耗率の比が１．５以上である場合を不合格（×）とし、１．５未満である場合を合格（○）とした。なお、この試験は他の試験が不合格の試験タイヤには実施しなかった。
【００２３】
耐外傷性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２００ｋＰａとして排気量１．６リットルの小型乗用車に装着し、高さ１００ｍｍの鋼鉄製の縁石を進入角度３０°で乗り越えさせた。このときの速度を１０ｋｍ／ｈから１．０ｋｍ／ｈのステップで変化させ、タイヤがバーストしない臨界速度を３回調べ、その平均値により耐外傷性を評価した。評価結果は、臨界速度の平均値が従来例よりも低い場合を不合格（×）とし、従来例と同等以上である場合を合格（○）とした。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
この表１から明らかなように、比較例１はベルト幅Ｗｂが狭いため、ショルダー部の耐偏摩耗性が悪化し、操縦安定性も低下していた。比較例２はベルト幅Ｗｂが広いため、ベルト端部の耐久性が低下していた。比較例３は窪み部の中心位置Ｐｃがベルト端Ｅｂからベルト幅Ｗｂの６％の位置にあるため、操縦安定性が低下していた。比較例４は窪み部の中心位置Ｐｃがベルト端Ｅｂからベルト幅Ｗｂの６％の位置にあるため、ベルト端部の耐久性が低下していた。比較例５は窪み部の中心位置Ｐｃがベルト端Ｅｂからベルト幅Ｗｂの３０％の位置にあるため、耐外傷性が低下していた。
【００２６】
これに対して、実施例１〜５はショルダー部に所定の寸法で窪み部を備えているので、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、ショルダー部の耐偏摩耗性を損なうことなく転動抵抗が低下していた。また、実施例６はショルダー部に所定の寸法で窪み部を備え、かつベルト端部を被覆するベルトカバー層を備えているので、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、ショルダー部の耐偏摩耗性を損なうことなく転動抵抗の低減効果が増大していた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カーカス層側から数えて第２番目のベルト層の幅をトレッド接地幅の９５〜１１０％にすると共に、ショルダー部に窪み部を設け、該窪み部のクラウンセンター側の始点Ｐｓをトレッド接地端Ｅｃからビード部側に向けて前記トレッド接地幅の１．５％以上離れ、かつ前記第２番目のベルト層の端末Ｅｂからビード部側に向けて該ベルト層の幅の３．５〜７．５％の位置に設定し、該窪み部のビード部側の終点Ｐｅをタイヤ断面高さＳＨの８０％の点よりもクラウンセンター側に設定すると共に、該窪み部の中心位置を前記第２番目のベルト層の端末Ｅｂからビード部側に向けて該ベルト層の幅の８〜２５％の範囲に配置したことにより、キャップトレッドにヒステリシスロスの小さい低燃費配合のゴムを使用する必要がなくなるので、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗を低減することができる。しかも、上述のようにショルダー部に窪み部を設けても、操縦安定性、ベルト端部の耐久性、ショルダー部の耐偏摩耗性を低下させることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【符号の説明】
１  ビード部
２  カーカス層
３  ビードコア
４  トレッド部
５  サイドウォール部
６  ビードフィラー
７ａ，７ｂ  ベルト層
８  ベルトカバー層
９  窪み部
【図１】
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