以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。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。
[タイヤ]
図1は、この発明の実施の形態にかかるタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、タイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。この実施の形態では、タイヤの一例として、トラックおよびトラクターのステア軸に装着される重荷重用の空気入りラジアルタイヤについて説明する。
同図において、タイヤ子午線方向の断面とは、タイヤ回転軸(図示省略)を含む平面でタイヤを切断したときの断面をいう。また、符号CLは、タイヤ赤道面であり、タイヤ回転軸方向にかかるタイヤの中心点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面をいう。また、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいう。
タイヤ1は、タイヤ回転軸を中心とする環状構造を有し、一対のビードコア11、11と、一対のビードフィラー12、12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16、16と、一対のリムクッションゴム17、17とを備える(図1参照)。
一対のビードコア11、11は、スチールから成る1本あるいは複数本のビードワイヤを環状かつ多重に巻き廻して成り、ビード部に埋設されて左右のビード部のコアを構成する。一対のビードフィラー12、12は、一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を補強する。
カーカス層13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造あるいは複数枚のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、左右のビードコア11、11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。また、カーカス層13のカーカスプライは、スチールあるいは有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で80[deg]以上100[deg]以下のカーカス角度(タイヤ周方向に対するカーカスコードの長手方向の傾斜角として定義される。)を有する。
ベルト層14は、4層のベルトプライ141~144を積層して成り、カーカス層13の外周に掛け廻されて配置される。ベルトプライ141~144は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で15[deg]以上55[deg]以下のベルト角度を有する。また、ベルトプライ141~144は、相互に異符号のベルト角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの長手方向の傾斜角として定義される)を有し、ベルトコードの長手方向を相互に交差させて積層される(いわゆるクロスプライ構造)。
トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤ1のトレッド部を構成する。一対のサイドウォールゴム16、16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。一対のリムクッションゴム17、17は、左右のビードコア11、11およびカーカス層13の巻き返し部のタイヤ径方向内側からタイヤ幅方向外側に延在して、ビード部のリム嵌合面を構成する。
[トレッドパターン]
図2は、図1に記載したタイヤ1のトレッド面を示す平面図である。同図は、マッド・アンド・スノーマーク「M+S」をもつオールシーズン用タイヤのトレッド面を示している。同図において、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸周りの方向をいう。また、符号Tは、タイヤ接地端であり、寸法記号TWは、タイヤ接地幅である。
図2に示すように、タイヤ1は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝21、22と、これらの周方向主溝21、22に区画された複数の陸部31、32、33とをトレッド面に備える。
主溝は、JATMAに規定されるウェアインジケータの表示義務を有する溝であり、7.0[mm]以上の最大溝幅および12[mm]以上の最大溝深さを有する。
溝幅は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、溝開口部における左右の溝壁間の距離として測定される。陸部が切欠部や面取部をエッジ部に有する構成では、溝長さ方向を法線方向とする断面視にて、トレッド踏面と溝壁の延長線との交点を測定点として、溝幅が測定される。
溝深さは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、トレッド踏面から溝底までの距離として測定される。また、溝が部分的な凹凸部やサイプを溝底に有する構成では、これらを除外して溝深さが測定される。
規定リムとは、JATMAに規定される「標準リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、JATMAにおいて、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧180[kPa]であり、規定荷重が規定内圧での最大負荷能力の88[%]である。
例えば、図2の構成では、タイヤ1が、タイヤ赤道面CL上に中心点をもつ略点対称なトレッドパターンを有している。しかし、これに限らず、タイヤ1が、例えば、タイヤ赤道面CLを中心とする左右線対称なトレッドパターンあるいは左右非対称なトレッドパターンを有しても良いし、タイヤ回転方向に方向性を有するトレッドパターンを有しても良い(図示省略)。
また、図2の構成では、タイヤ赤道面CLを境界とする左右の領域が2本の周方向主溝21、22をそれぞれ有している。また、これらの周方向主溝21、22が、タイヤ赤道面CLを中心として、左右対称に配置されている。また、これらの周方向主溝21、22により、5列の陸部31~33が区画されている。また、1つの陸部33が、タイヤ赤道面CL上に配置されている。
しかし、これに限らず、3本あるいは5本以上の周方向主溝が配置されても良いし、周方向主溝がタイヤ赤道面CLを中心として左右非対称に配置されても良い(図示省略)。また、1つの周方向主溝がタイヤ赤道面CL上に配置されることにより、陸部がタイヤ赤道面CLから外れた位置に配置されても良い(図示省略)。
また、タイヤ赤道面CLを境界とする1つの領域に配置された周方向主溝21、22のうち、タイヤ幅方向の最も外側にある周方向主溝21をショルダー主溝として定義し、タイヤ赤道面CL側にある周方向主溝22をセンター主溝として定義する。
また、ショルダー主溝21に区画されたタイヤ幅方向外側の陸部31をショルダー陸部として定義する。ショルダー陸部31は、タイヤ幅方向の最も外側の陸部であり、タイヤ接地端T上に位置する。また、ショルダー主溝21に区画されたタイヤ幅方向内側の陸部32をミドル陸部として定義する。ミドル陸部32は、ショルダー主溝21を挟んでショルダー陸部31に隣り合う。また、ミドル陸部32よりもタイヤ赤道面CL側にある陸部33をセンター陸部として定義する。センター陸部33は、タイヤ赤道面CL上に配置されても良いし(図2参照)、タイヤ赤道面CLから外れた位置に配置されても良い(図示省略)。
タイヤ接地幅TWは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に静止状態にて平板に対して垂直に置いて規定荷重に対応する負荷を付与したときのタイヤと平板との接触面におけるタイヤ軸方向の最大直線距離として測定される。
タイヤ接地端Tは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に静止状態にて平板に対して垂直に置いて規定荷重に対応する負荷を加えたときのタイヤと平板との接触面におけるタイヤ軸方向の最大幅位置として定義される。
なお、図2のような4本の周方向主溝21、22を備える構成では、一対のショルダー陸部31、31と、一対のミドル陸部32、32と、単一のセンター陸部33とが定義される。また、例えば、5本以上の周方向主溝を備える構成では、2列以上のセンター陸部が定義され(図示省略)、3本の周方向主溝を備える構成では、ミドル陸部がセンター陸部を兼ねる(図示省略)。
また、図2の構成では、ショルダー陸部31の最大接地幅Wb1が、タイヤ接地幅TWに対して0.15≦Wb1/TW≦0.25の関係を有する。また、タイヤ赤道面CLに最も近いセンター陸部33の最大接地幅Wb3が、タイヤ接地幅TWに対して0.15≦Wb3/TW≦0.25の関係を有することが好ましく、0.18≦Wb3/TW≦0.23の関係を有することがより好ましい。また、図2のような4本の周方向主溝21、22と5列の陸部31~33とを備える構成では、ミドル陸部32の最大接地幅Wb2がショルダー陸部31の最大接地幅Wb1に対して若干狭く、具体的には0.85≦Wb2/Wb1≦0.95の範囲にあることが好ましい。
また、図2の構成では、ショルダー主溝21およびセンター主溝22が、タイヤ幅方向に振幅を有するジグザグ形状あるいは波状形状を有する。しかし、これに限らず、後述するように、ショルダー主溝21およびセンター主溝22が、溝開口部にてストレート形状を有しても良い(図示省略)。
また、ショルダー陸部31が、タイヤ周方向に連続した踏面を有するリブであり、ラグ溝を備えていない。また、ミドル陸部32およびセンター陸部33が複数の貫通ラグ溝321、331をそれぞれ備えている。また、これらの貫通ラグ溝321、331が、陸部32、33を貫通するオープン構造を有すると共にタイヤ周方向に所定間隔で配列されている。これにより、ミドル陸部32およびセンター陸部33が貫通ラグ溝321、331によりタイヤ周方向に分断されて、ブロック列となっている。
[ショルダー主溝の溝壁構造]
図3~図5は、図2に記載したショルダー主溝21の溝壁構造を示す拡大平面図(図3および図4)ならびに溝深さ方向の断面図(図5)である。これらの図において、図3は、ショルダー主溝21におけるタイヤ幅方向外側の溝壁構造を特に示し、図4は、タイヤ幅方向内側の溝壁構造を特に示している。また、図5は、タイヤ幅方向外側へのショルダー主溝21の最大振幅位置における断面図を示している。
図2の構成では、図3に示すように、ショルダー主溝21の溝開口部211および溝底部212の双方が、タイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有する。しかし、これに限らず、ショルダー主溝21の溝開口部211が、ストレート形状を有しても良い(図示省略)。
ここで、主溝の溝開口部および溝底部のそれぞれにおいて、タイヤ幅方向の外側エッジ部および内側エッジ部を定義する。また、外側エッジ部および内側エッジ部のそれぞれにおいて、タイヤ幅方向外側に凸となる外側最大振幅位置およびタイヤ幅方向内側に凸となる内側最大振幅位置を定義する。
溝開口部のエッジ部は、溝深さ方向の断面視における溝壁とトレッドプロファイルとの交点(例えば図5参照)をタイヤ周方向の全域に渡って接続した仮想線により定義される。エッジ部が面取部を有する構成では、溝開口部のエッジ部が溝壁の延長線とトレッドプロファイルとの交点(図示省略)が接続されて仮想線が作図される。
溝底部のエッジ部は、溝深さ方向の断面視における最大溝深さ位置の端点をタイヤ周方向の全域に渡って接続した仮想線として定義される。主溝の溝底部が最大溝深さ位置でフラットな直線となる場合(例えば図5参照)には、溝底部の外側エッジ部および内側エッジ部が上記フラットな直線の両端点にてそれぞれ定義される。一方、主溝の溝底部が円弧形状あるいは漏斗形状を有する場合(図示省略)には、最大溝深さ位置が一点となり、溝底部のエッジ部が一点で定義される。このため、上記した溝底部の外側エッジ部および内側エッジ部が、同位置にある。また、主溝の最大溝深さ位置は、主溝の溝底部に形成された部分的な底上部を除外して定義される。
図3および図4の構成では、ショルダー主溝21の溝開口部211が、ショルダー陸部31側の外側エッジ部211oおよびミドル陸部32側の内側エッジ部211iのそれぞれにて、タイヤ幅方向に振幅をもつ波状形状を有している。さらに、ショルダー主溝21の溝底部212が、ショルダー陸部31側の外側エッジ部212oおよびミドル陸部32側の内側エッジ部212iのそれぞれにて、タイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状を有している。
また、図3に示すように、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oの外側最大振幅位置P1ooが、溝底部212の外側エッジ部212oの外側最大振幅位置P2ooに対してタイヤ周方向の同位置にある。具体的には、図3において、ショルダー主溝21の溝開口部211および溝底部212の外側エッジ部211o、212oにおける外側最大振幅位置P1oo、P2ooのオフセット量φoo_shが、溝開口部211の外側エッジ部211oの波長λ1o_shに対して0≦φoo_sh/λ1o_sh≦0.10の関係を有し、0≦φoo_sh/λ1o_sh≦0.05の関係を有することがより好ましい。
最大振幅位置のオフセット量は、トレッド平面視における最大振幅位置のタイヤ周方向の距離であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。
同様に、図4に示すように、ショルダー主溝21の溝開口部211の内側エッジ部211iの外側最大振幅位置P1ioが、溝底部212の内側エッジ部212iの外側最大振幅位置P2ioに対してタイヤ周方向の同位置にある。具体的には、図4において、ショルダー主溝21の溝開口部211および溝底部212の内側エッジ部211i、212iにおける外側最大振幅位置P1io、P2ioのオフセット量φio_shが、溝開口部211の内側エッジ部211iの波長λ1i_shに対して0≦φio_sh/λ1i_sh≦0.10の関係を有し、0≦φio_sh/λ1i_sh≦0.05の関係を有することがより好ましい。
また、図3に示すように、ショルダー主溝21の溝開口部211における外側エッジ部211oの外側最大振幅位置P1ooと内側エッジ部211iの外側最大振幅位置P1ioとが、タイヤ周方向の同位置にある。具体的には、ショルダー主溝21の溝開口部211における外側エッジ部211oの外側最大振幅位置P1ooと内側エッジ部211iの外側最大振幅位置P1ioとのオフセット量δ_shが、溝開口部211の外側エッジ部211oの波長λ1o_shに対して0≦δ_sh/λ1o_sh≦0.10の関係を有し、0≦δ_sh/λ1o_sh≦0.05の関係を有することがより好ましい。
また、図3において、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oの波長λ1o_shが、溝底部212の外側エッジ部212oの波長λ2o_shに対して略同一に設定される。具体的には、溝開口部211および溝底部212の波長λ1o_sh、λ2o_shが0.90≦λ2o_sh/λ1o_sh≦1.10の範囲にある。
同様に、図4において、ショルダー主溝21の溝開口部211の内側エッジ部211iの波長λ1i_shが、溝底部212の内側エッジ部212iの波長λ2i_shに対して略同一に設定される。具体的には、溝開口部211および溝底部212の波長λ1i_sh、λ2i_shが0.90≦λ2i_sh/λ1i_sh≦1.10の範囲にある。
また、ショルダー主溝21の溝底部212の波長λ2_sh(λ2o_sh、λ2i_sh)が、タイヤ接地幅TWに対して0.10≦λ2_sh/TW≦0.35の関係を有する。
また、図3において、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oにおける外側最大振幅位置P1ooと内側最大振幅位置P1oiとのタイヤ周方向の最大距離L1o_shが、外側エッジ部211oの波長λ1o_shに対して0.50≦L1o_sh/λ1o_sh≦0.60の関係を有し、0.50≦L1o_sh/λ1o_sh≦0.55の関係を有することが好ましい。これにより、タイヤ新品時におけるトレッド踏面の剛性がタイヤ周方向で均一化される。
外側最大振幅位置と内側最大振幅位置とのタイヤ周方向の最大距離は、隣り合う外側最大振幅位置と、これらの外側最大振幅位置の間にある内側最大振幅位置とのタイヤ周方向の距離のうち大きい方の距離として測定される。
ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oの波長λ1o_shは、ショルダー主溝21がジグザグ形状あるいは波状形状を有する場合にのみ定義され、ストレート形状を有する場合には定義されない。
同様に、図4において、ショルダー主溝21の溝開口部211の内側エッジ部211iにおける外側最大振幅位置P1ioと内側最大振幅位置P1iiとのタイヤ周方向の最大距離L1i_shが、内側エッジ部211iの波長λ1i_shに対して0.50≦L1i_sh/λ1i_sh≦0.60の関係を有し、0.50≦L1i_sh/λ1i_sh≦0.55の関係を有することが好ましい。
また、図3において、ショルダー主溝21の溝底部212の外側エッジ部212oにおける外側最大振幅位置P2ooと内側最大振幅位置P2oiとのタイヤ周方向の最大距離L2o_shが、外側エッジ部212oの波長λ2o_shに対して0.50≦L2o_sh/λ2o_sh≦0.60の関係を有し、0.50≦L2o_sh/λ2o_sh≦0.55の関係を有することが好ましい。したがって、ショルダー主溝21の溝底部212の外側最大振幅位置P2ooと内側最大振幅位置P2oiとが、タイヤ周方向に略等間隔で配置される。
同様に、図4において、ショルダー主溝21の溝底部212の内側エッジ部212iにおける外側最大振幅位置P2ioと内側最大振幅位置P2iiとのタイヤ周方向の最大距離L2i_shが、内側エッジ部212iの波長λ2i_shに対して0.50≦L2i_sh/λ2i_sh≦0.60の関係を有し、0.50≦L2i_sh/λ2i_sh≦0.55の関係を有することが好ましい。
また、図3において、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oの振幅A1o_shが、溝底部212の外側エッジ部212oの振幅A2o_shに対して1.20≦A2o_sh/A1o_sh≦2.00の関係を有し、1.30≦A2o_sh/A1o_sh≦1.80の関係を有することがより好ましい。したがって、溝底部212のジグザグ形状の振幅A2o_shが溝開口部211の波状形状の振幅A1o_shよりも大きく設定される。
同様に、図4において、ショルダー主溝21の溝開口部211の内側エッジ部211iの振幅A1i_shが、溝底部212の内側エッジ部212iの振幅A2i_shに対して1.20≦A2i_sh/A1i_sh≦2.00の関係を有し、1.30≦A2i_sh/A1i_sh≦1.80の関係を有することがより好ましい。
上記の構成では、(1)ショルダー主溝21の溝開口部211の振幅A1o_sh、A1i_shが小さく設定されるので、陸部31、32のエッジ部のレール偏摩耗、ショルダー主溝21側への最大振幅位置P1io、P1oiで発生し易い、が抑制される。また、(2)ショルダー主溝21の溝底部212の振幅A2o_sh、A2i_shが大きく設定されるので、陸部31、32の剛性が確保されて、タイヤの耐ティア性能が確保される。これにより、タイヤの耐偏摩耗性能および耐ティア性能が両立する。さらに、(3)ショルダー主溝21の溝開口部211が、タイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有することにより、陸部31、32のエッジ成分が増加して、タイヤの雪上加速性能が向上する。
また、図3および図4において、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oの振幅A1o_shが、内側エッジ部211iの振幅A1i_shに対して略同一に設定される。具体的には、外側エッジ部211oの振幅A1o_shが、内側エッジ部211iの振幅A1i_shに対して0.90≦A1o_sh/A1i_sh≦1.10の関係を有し、0.95≦A1o_sh/A1i_sh≦1.05の関係を有することがより好ましい。
また、ショルダー主溝21の溝開口部211の振幅A1o_sh、A1i_shが、0[mm]以上15.0[mm]以下の範囲にあり、2.0[mm]以上10.0[mm]以下の範囲にあることが好ましい。振幅A1o_sh、A1i_shが0[mm]の場合には、ショルダー主溝21の溝開口部211がストレート形状を有する。
また、ショルダー主溝21の溝底部212の振幅A2o_sh、A2i_shが、2.5[mm]以上15.0[mm]以下の範囲にあり、4.0[mm]以上12.0[mm]以下の範囲にあることが好ましい。
また、図5に示すように、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oの外側最大振幅位置P1ooにおける溝壁角度α1ooが、外側エッジ部211oの内側最大振幅位置P1oiにおける溝壁角度α1oiに対してα1oo<α1oiの関係を有する。同様に、ショルダー主溝21の溝開口部211の内側エッジ部211iの外側最大振幅位置P1ioにおける溝壁角度α1ioが、内側エッジ部211iの内側最大振幅位置P1iiにおける溝壁角度α1iiに対してα1ii<α1ioの関係を有する。したがって、ショルダー主溝21の溝開口部のエッジ部がショルダー主溝21側に凸となる位置(外側エッジ部211oの内側最大振幅位置P1oiおよび内側エッジ部211iの外側最大振幅位置P1io。図3参照)では、ショルダー主溝21の溝壁角度α1oi、α1ioが大きく設定される。これにより、最大振幅位置P1oi、P1ioにおける陸部31、32の剛性が確保される。
さらに、図3が示すように、ショルダー主溝21の溝底部212の全体が、溝開口部211の全体に対してタイヤ幅方向内側に偏って配置される。このため、ショルダー主溝21の内側エッジ部211iにおける溝壁角度の平均値が、外側エッジ部211oにおける溝壁角度の平均値よりも大きく設定される。これにより、幅狭なミドル陸部32(図2参照)の剛性が、確保される。
また、図5において、ショルダー主溝21の溝底部212の最大幅Wg2_shが、溝開口部211の最大幅Wg1_sh(すなわちショルダー主溝21の最大溝幅)に対して0<Wg2_sh/Wg1_sh≦0.60の関係を有し、0.35≦Wg2_sh/Wg1_sh≦0.45の関係を有することがより好ましい。主溝の溝底部が円弧形状あるいは漏斗形状を有する場合(図示省略)には、溝底部212の最大幅Wg2_shが略0となる。
また、図3の構成では、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側エッジ部211oおよび内側エッジ部211iの双方が、タイヤ幅方向内側(すなわち、タイヤ赤道面CL側。図2参照)に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。また、円弧の周方向長さ(図中の寸法記号省略)が、外側エッジ部211oの波長λ1o_shに対して80[%]以上であり、85[%]以上であることがより好ましい。また、隣り合う円弧が、短尺な直線あるいは円弧を介して接続される。かかる構成では、エッジ部がジグザグ形状あるいは正弦波形状を有する構成と比較して、エッジ部の最大突出位置における偏摩耗が抑制される点で好ましい。
しかし、これに限らず、ショルダー主溝21の溝開口部211が、上記のように直線形状あるいはジグザグ形状を有しても良いし、正弦波状の波状形状を有しても良い(図示省略)。
また、図3の構成では、ショルダー主溝21の溝底部212の外側エッジ部212oおよび内側エッジ部212iの双方が、略同一長さの直線部をタイヤ周方向に接続して成るジグザグ形状を有する。また、溝底部212の直線部の周方向長さ(図3では、外側エッジ部212oの最大振幅位置P2oo、P2oiのタイヤ周方向の最大距離L2o_shに略等しい。図中の寸法記号省略)が、外側エッジ部212oの波長λ2o_shに対して40[%]以上60[%]以下の範囲にあることが好ましい。
しかし、これに限らず、ショルダー主溝21の溝底部212が、上記のように波状形状を有しても良い(図示省略)。
[センター主溝の溝壁構造]
図6は、図2に記載したショルダー主溝21およびセンター主溝22の溝壁構造を示す説明図である。
図2および図6に示すように、ショルダー主溝21の溝壁構造がセンター主溝22の溝壁構造に対して若干相異している。しかし、これに限らず、センター主溝22がショルダー主溝21と同一の溝壁構造を有しても良い。ここでは、センター主溝22の溝壁構造について、ショルダー主溝21の溝壁構造との相異点を中心に説明し、共通点については、その説明を省略する。
図2の構成では、図6に示すように、センター主溝22の溝開口部221が、ミドル陸部32側の外側エッジ部221oおよびセンター陸部33側の内側エッジ部221iのそれぞれにて、タイヤ幅方向に振幅をもつ波状形状を有している。さらに、センター主溝22の溝底部222が、ミドル陸部32側の外側エッジ部222oおよびセンター陸部33側の内側エッジ部222iのそれぞれにて、タイヤ幅方向に振幅をもつ波状形状を有している。
また、図6に示すように、センター主溝22の溝開口部221の外側エッジ部221oの外側最大振幅位置P1ooが、溝底部222の外側エッジ部222oの外側最大振幅位置P2ooに対してタイヤ周方向の同位置にある。具体的には、図6において、センター主溝22の溝開口部221および溝底部222の外側エッジ部221o、222oにおける外側最大振幅位置P1oo、P2ooのオフセット量φoo_ceが、溝開口部221の外側エッジ部221oの波長λ1o_ceに対して0≦φoo_ce/λ1o_ce≦0.10の関係を有し、0≦φoo_ce/λ1o_ce≦0.05の関係を有することがより好ましい。
また、図6において、センター主溝22の溝開口部221の外側エッジ部221oの波長λ1o_ceが、溝底部222の外側エッジ部222oの波長λ2o_ce(図示省略)に対して略同一に設定される。具体的には、溝開口部221および溝底部222の波長λ1o_ce、λ2o_ceが0.90≦λ2o_ce/λ1o_ce≦1.10の範囲にある。
また、センター主溝22の溝底部222の波長λ2_ce(外側エッジ部222oの波長λ2o_ceおよび内側エッジ部222iの波長λ2i_ce。図示省略)が、タイヤ接地幅TWに対して0.10≦λ2_ce/TW≦0.35の関係を有する。
また、図6において、センター主溝22の溝開口部221の波長λ1_ce(外側エッジ部221oの波長λ1o_ceおよび内側エッジ部221iの波長λ1i_ce(図示省略))が、ショルダー主溝21の溝開口部211の波長λ1_sh(外側エッジ部211oの波長λ1o_shおよび内側エッジ部211iの波長λ1i_sh(図4参照))に対して略同一に設定され、具体的には、0.90≦λ1_ce/λ1_sh≦1.10の関係を有する。
また、図6において、センター主溝22の溝開口部221の外側エッジ部221oの振幅A1o_ceが、溝底部222の外側エッジ部222oの振幅A2o_ceに対して1.05≦A2o_ce/A1o_ce≦1.50の関係を有し、1.10≦A2o_ce/A1o_ce≦1.20の関係を有することがより好ましい。したがって、溝底部222の波状形状の振幅A2o_ceが溝開口部221の波状形状の振幅A1o_ceよりも大きく設定される。
また、センター主溝22の溝開口部221の振幅A1o_ce、A1i_ce(図示省略)が、0[mm]以上10.0[mm]以下の範囲にあり、2.0[mm]以上6.0[mm]以下の範囲にあることが好ましい。振幅A1o_ce、A1i_ceが0[mm]の場合には、センター主溝22の溝開口部221がストレート形状を有する。
また、センター主溝22の溝底部222の振幅A2o_ce、A2i_ceが、1.5[mm]以上13.5[mm]以下の範囲にあり、2.2[mm]以上9.0[mm]以下の範囲にあることが好ましい。
また、図6において、センター主溝22の溝開口部221の左右のエッジ部221o、221iの振幅A1_ce(A1o_ce、A1i_ce)が、ショルダー主溝21の溝開口部211の左右のエッジ部211o、211iの振幅A1_sh(A1o_sh、A1i_sh)に対して小さく設定される。具体的には、センター主溝22の溝開口部221の左右のエッジ部221o、221iの振幅A1_ceが、ショルダー主溝21の溝開口部211の左右のエッジ部211o、211iの振幅A1_shに対してA1_ce/A1_sh≦0.95の関係を有し、A1_ce/A1_sh≦0.90の関係を有することがより好ましい。比A1_sh/A1_ceの下限は特に限定がないが、他の条件により制約を受ける。
また、図6において、センター主溝22の溝底部222の左右のエッジ部222o、222iの振幅A2_ce(A2o_ce、A2i_ce)が、ショルダー主溝21の溝底部212の左右のエッジ部212o、212iの振幅A2_sh(A2o_sh、A2i_sh)に対して小さく設定される。具体的には、センター主溝22の溝底部222の左右のエッジ部222o、222iの振幅A2_ceが、ショルダー主溝21の溝底部212の左右のエッジ部212o、212iの振幅A2_shに対してA2_ce/A2_sh≦0.95の関係を有し、A2_ce/A2_sh≦0.75の関係を有することがより好ましい。比A2_ce/A2_shの下限は、特に限定はないが、他の条件により制約を受ける。
また、センター主溝22の溝底部222の最大幅Wg2_ce(図中の寸法記号省略)が、溝開口部221の最大幅Wg1_ce(すなわちセンター主溝22の最大溝幅。図中の寸法記号省略)に対して0<Wg2_ce/Wg1_ce≦0.80の関係を有し、0.40≦Wg2_ce/Wg1_ce≦0.60の関係を有することがより好ましい。主溝の溝底部が円弧形状あるいは漏斗形状を有する場合(図示省略)には、溝底部222の最大幅Wg2_ceが略0となる。
また、図6の構成では、センター主溝22の溝開口部221の外側エッジ部221oおよび内側エッジ部221iの双方が、タイヤ幅方向内側(すなわち、タイヤ赤道面CL側。図2参照)に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。また、円弧の周方向長さ(図中の寸法記号省略)が、外側エッジ部221oの波長λ1o_ceに対して80[%]以上であり、85[%]以上であることがより好ましい。また、隣り合う円弧が、短尺な直線あるいは円弧を介して接続される。
しかし、これに限らず、センター主溝22の溝開口部221が、上記のように直線形状あるいはジグザグ形状を有しても良いし、正弦波状の波状形状を有しても良い(図示省略)。
[ショルダー陸部]
図2の構成では、上記のように、ショルダー陸部31が、タイヤ周方向に連続した踏面を有するリブであり、ラグ溝あるいはサイプによりタイヤ周方向に分断されていない。また、ショルダー陸部31のショルダー主溝21側のエッジ部が、上記のように、タイヤ赤道面CL側に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。
また、図2に示すように、ショルダー陸部31は、複数の細浅溝311を備える。
細浅溝311は、タイヤ接地端T側に開口部を向けたU字形状を有する。すなわち、細浅溝311のU字形状が、その頂部からタイヤ幅方向外側に二股で延在して終端する。また、細浅溝311が、ショルダー陸部31の接地面内で終端するクローズド構造を有する。このため、細浅溝311が、タイヤ接地端Tおよびショルダー主溝21に接続しておらず、ショルダー陸部31の踏面のエッジ部から離間して配置される。また、複数の細浅溝311が、タイヤ周方向に所定間隔で配列される。
なお、ショルダー陸部31のショルダー主溝21側のエッジ部が、複数の微細なマルチサイプ(図中の符号省略)を有しても良い。これらのマルチサイプは、1.0[mm]未満の幅および5.0[mm]未満の延在長さを有する。これらのマルチサイプにより、ショルダー陸部31のエッジ部の偏摩耗が抑制される。
[ミドル陸部およびセンター陸部]
図2の構成では、ミドル陸部32およびセンター陸部33が、複数の貫通ラグ溝321;331と、複数のブロック322;332とをそれぞれ備える。
また、ミドル陸部32およびセンター陸部33のエッジ部が、上記のように、複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。また、ミドル陸部32の左右のエッジ部が、タイヤ赤道面CL側に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。一方で、センター陸部33がタイヤ赤道面CLに配置され、また、センター陸部33の左右のエッジ部が、タイヤ赤道面CL側、すなわちセンター陸部33の幅方向内側に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。このため、トレッド全体の陸部31~33のエッジ部が、タイヤ赤道面CL側に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する。
また、図2および図6に示すように、ミドル陸部32およびセンター陸部33の貫通ラグ溝321、331が、陸部32、33のエッジ部の最大振幅位置に開口する。また、貫通ラグ溝321、331のピッチ数が、陸部32、33のエッジ部の波状形状のピッチ数の2倍に設定される。また、タイヤ全周における貫通ラグ溝321、331のピッチ数が、110以上200以下の範囲にある。また、ミドル陸部32およびセンター陸部33の左右のエッジ部の波状形状がタイヤ周方向に位相をずらして配置されることにより、貫通ラグ溝321、331が、タイヤ幅方向に対して傾斜して延在する。
また、図6に示すように、貫通ラグ溝321、331が、主溝21、22に対する開口端部にて、短尺かつタイヤ幅方向に平行な直線部を有する。これらの直線部の延在長さL21が、陸部31、32の接地幅Wb2、Wb3(図2参照)に対して5[%]以上25[%]以下の範囲にあることが好ましい。
また、ミドル陸部32(およびセンター陸部33)の貫通ラグ溝321(331)が、細浅溝であり、1.5[mm]以上4.0[mm]以下の最大溝幅W21(図3参照)および1.0[mm]以上6.0[mm]以下の最大溝深さH21(図5参照)を有する。また、図5において、貫通ラグ溝321(331)の最大溝深さH21が、ショルダー主溝21の最大溝深さHg1に対して0.05≦H21/Hg1≦0.65の関係を有し、0.10≦H21/Hg1≦0.30の関係を有することがより好ましい。
ブロック322;332は、複数の貫通ラグ溝321;331に区画されて成る。また、ブロック322、332が、タイヤ幅方向に長尺な形状を有する。具体的には、ブロック322;332のピッチ長(ミドル陸部32のブロック322については、図4におけるショルダー主溝21の溝開口部211の内側エッジ部211iにおける外側最大振幅位置P1ioと内側最大振幅位置P1iiとのタイヤ周方向の最大距離L1i_shに等しい。センター陸部33のブロック332については、図中の寸法記号省略。)が、陸部32;33の最大接地幅Wb2;Wb3に対して40[%]以上70[%]以下の範囲にあり、50[%]以上60[%]以下の範囲にあることが好ましい。
また、タイヤ全周にかかるタイヤ周方向に対するスノートラクションインデックスSTI(いわゆる0[deg]スノートラクションインデックス)が、130≦STIの範囲にある。
スノートラクションインデックスSTIは、SAE(Society of Automotive Engineers)にて提案されたユニロイヤル社の実験式であり、以下の数式(1)により定義される。同式において、Pgは、溝密度[1/mm]であり、タイヤ接地面におけるタイヤ周方向に投影したすべての溝(サイプを除くすべての溝)の溝長さ[mm]と、タイヤ接地面積(タイヤ接地幅とタイヤ周長との積)[mm^2]との比として算出される。また、ρsは、サイプ密度[1/mm]であり、タイヤ接地面におけるタイヤ周方向に投影したすべてのサイプのサイプ長さ[mm]と、タイヤ接地面積[mm^2]との比として算出される。また、Dgは、タイヤ接地面におけるタイヤ周方向に投影したすべての溝の溝深さ[mm]の平均値である。
STI=-6.8+2202×Pg+672×ρs+7.6×Dg ・・・(1)
[効果]
以上説明したように、このタイヤ1は、タイヤ周方向に延在する一対のショルダー主溝21および1本以上のセンター主溝22と、ショルダー主溝21およびセンター主溝22に区画されて成る4列以上の陸部31~33とを備える(図2参照)。また、ショルダー主溝21の溝開口部211が、ストレート形状またはタイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有する(図3参照)。また、ショルダー主溝21の溝底部212が、タイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有する。また、ショルダー主溝21の溝開口部211の振幅A1_sh(A1o_sh、A1i_sh)が、溝底部212の振幅A2_sh(A2o_sh、A2i_sh)に対してA1_sh<A2_shの関係を有する。
かかる構成では、(1)ショルダー主溝21の溝開口部211の振幅A1_shが小さく設定されるので、陸部31、32のエッジ部のレール偏摩耗、ショルダー主溝21側への最大振幅位置P1io、P1oiで発生し易い、が抑制される。また、(2)ショルダー主溝21の溝底部212の振幅A2_shが大きく設定されるので、陸部31、32の剛性が確保されて、タイヤの耐ティア性能が確保される。さらに、(3)ショルダー主溝21の溝開口部211が、タイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有することにより、陸部31、32のエッジ成分が増加して、タイヤの雪上加速性能が向上する。これにより、タイヤの雪上加速性能、耐偏摩耗性能および耐ティア性能が両立する利点がある。
また、このタイヤ1では、ショルダー主溝21の溝開口部211の振幅A1_sh(A1o_sh、A1i_sh)が、溝底部212の振幅A2_sh(A2o_sh、A2i_sh)に対して1.20≦A2_sh/A1_shの関係を有する(図3参照)。これにより、陸部31、32の剛性が適正に確保される利点がある。
また、このタイヤ1では、ショルダー主溝21の溝底部212の波長λ2_sh(λ2o_sh、λ2i_sh。図3参照)が、タイヤ接地幅TW(図2参照)に対して0.10≦λ2_sh/TW≦0.35の関係を有する。これにより、溝底部212の振幅A2_shが適正化される利点がある。
また、このタイヤ1では、ショルダー主溝21の溝開口部211の外側最大振幅位置P1oo、P1ioが、溝底部212の外側最大振幅位置P2oo、P2ioに対してタイヤ周方向の同位置にある(図3参照)。これにより、リブの補強効果を高まり、タイヤの耐リブティア性能が向上する利点がある。
また、このタイヤ1は、センター主溝22の溝開口部221が、ストレート形状またはタイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有し、センター主溝22の溝底部222が、タイヤ幅方向に振幅をもつジグザグ形状あるいは波状形状を有する。タイヤの雪上加速性能が向上する利点がある。
また、このタイヤ1では、センター主溝22の溝開口部221の振幅A1_ce(A1o_ce、A1i_ce)が、溝底部222の振幅A2_ce(A2o_ce、A2i_ce)に対して1.05≦A2_ce/A1_ceの関係を有する(図6参照)。これにより、タイヤの耐偏摩耗性能および耐ティア性能が向上する利点がある。
また、このタイヤ1では、センター主溝22の溝開口部221の振幅A1_ce(A1o_ce、A1i_ce)が、ショルダー主溝21の溝開口部211の振幅A1_sh(A1o_sh、A1i_sh)に対してA1_ce/A1_sh≦0.95の関係を有する(図6参照)。かかる構成では、ショルダー陸部31が補強されて、タイヤの耐リブティア性能が向上する利点がある。
また、このタイヤ1では、センター主溝22の溝底部222の振幅A2_ce(A2o_ce、A2i_ce)が、ショルダー主溝21の溝底部212の振幅A2_sh(A2o_sh、A2i_sh)に対してA2_ce/A2_sh≦0.75の関係を有する(図6参照)。かかる構成では、(1)ティアが発生し易いショルダー主溝21の溝底部212の振幅A2_shが大きく設定されるので、溝底部212の振幅A2_shを大きくしたことによる耐ティア性能の向上作用を効率的に得られる利点がある。また、(2)センター主溝22の溝底部222の振幅A2_ceが小さく設定されるので、溝容積が確保されて、タイヤのウェット性能が向上する利点がある。
また、このタイヤ1では、センター主溝22の溝開口部221の波長λ1_ce(λ1o_ce、λ1i_ce)が、ショルダー主溝21の溝開口部211の波長λ1_sh(λ1o_sh、λ1i_sh)に対して0.90≦λ1_ce/λ1_sh≦1.10の関係を有する。これにより、ショルダー陸部31のエッジ部における接地圧が低減して、タイヤの耐偏摩耗性が向上する利点がある。
また、このタイヤ1では、ショルダー主溝21の溝開口部211が、タイヤ赤道面CL側に凸となる複数の円弧を接続して成る波状形状を有する(図3参照)。かかる構成では、ジグザグ形状を有するエッジ部と比較して、最大振幅位置における偏摩耗が抑制される利点がある。
また、このタイヤ1では、円弧の周方向長さ(図中の寸法記号省略)が、溝開口部211の波状形状の波長λ1_sh(λ1o_sh、λ1i_sh)に対して80[%]以上である。これにより、最大振幅位置における偏摩耗の抑制作用が効果的に高まる利点がある。
[適用対象]
また、このタイヤ1は、車両のステア軸に装着される重荷重用タイヤである。かかるタイヤを適用対象とすることにより、タイヤの耐偏摩耗性能および耐ティア性能の向上作用が効果的に得られる利点があり、また、オールシーズンタイヤにおける雪上加速性能に対する要求が満たされる利点がある。
また、この実施の形態では、上記のように、タイヤの一例として空気入りタイヤについて説明した。しかし、これに限らず、この実施の形態に記載された構成は、他のタイヤに対しても、当業者自明の範囲内にて任意に適用できる。他のタイヤとしては、例えば、エアレスタイヤ、ソリッドタイヤなどが挙げられる。
図7は、この発明の実施の形態にかかるタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
この性能試験では、複数種類の試験タイヤについて、(1)雪上加速性能、(2)耐偏摩耗性能および(3)耐ティア性能に関する評価が行われた。また、タイヤサイズ315/70R22.5の試験タイヤがリムサイズ22.5×9.00“のリムに組み付けられ、この試験タイヤに900[kPa]の内圧およびJATMAの規定荷重が付与される。また、試験タイヤが、4×2トラクターのステア軸に装着される。
(1)雪上加速性能に関する評価は、ECE(Economic Commission for Europe )のR117-2(Regulation No.117 Revision 2)に準拠した試験条件下にて、規定の初速度から終端速度までの加速に要する距離が測定されて、評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど好ましい。
(2)耐偏摩耗性能に関する評価では、試験車両が舗装路を4万[km]走行した後に、主溝のレール摩耗の程度が観察されて、従来例を基準(100)とした指数評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど好ましい。
(3)耐ティア性能に関する評価では、試験車両が旋回走行しつつ高さ200[mm]の縁石に20回乗り上げた後に、ショルダー陸部におけるティアの発生が観察される。そして、この観察結果に基づいて、従来例を基準(100)とした指数評価が行われる。この数値は、大きいほどこの好ましい。
実施例の試験タイヤは、図1および図2の構成を備える。また、ショルダー主溝21およびセンター主溝22の溝深さが14.6[mm]であり、溝幅が15.3[mm]である。また、貫通ラグ溝321、331が2.1[mm]の最大溝幅W21および2.5[mm]の最大溝深さH21を有する。また、タイヤ接地幅TWが268[mm]であり、ショルダー陸部31の最大接地幅Wb1が49.5[mm]であり、ミドル陸部32の最大接地幅Wb2が36.0[mm]であり、センター陸部33の最大接地幅Wb3が36.0[mm]である。
従来例1の試験タイヤは、実施例1の試験タイヤにおいて、主溝21、22の溝開口部211、221および溝底部212、222のエッジ部がストレート形状を有する。従来例2の試験タイヤは、実施例1の試験タイヤにおいて、主溝21、22の溝開口部211、221および溝底部212、222の振幅比A2o_sh/A1o_sh、A2i_sh/A1i_shが一定である。
試験結果が示すように、実施例の試験タイヤでは、タイヤの雪上加速性能、耐偏摩耗性能および耐ティア性能が両立することが分かる。