JP2009137412A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】優れた操縦安定性を犠牲にすることなく、周方向主溝によって発生する気柱共鳴音を低減させ、かつ、石噛み性を改善した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤのトレッドに、少なくとも２本の周方向主溝を具え、該周方向主溝にて少なくともトレッド中央部にリブを区画した空気入りタイヤにおいて、トレッド中央部に区画したリブに、タイヤ赤道方向に沿って延びる周方向溝部分と、該周方向溝部分の一端から周方向溝部分に対して鋭角に屈曲して延びる軸方向溝部分とを含む副溝を設け、該副溝の少なくとも一端が前記周方向主溝に開口し、前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方は、前記周方向溝部分と前記軸方向溝部分との屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤのトレッドパターンに形成した周方向主溝に起因した気柱共鳴音を低減した空気入りタイヤに関するものである。
また、近年増加している、多人数乗車の乗用車両（以下、ミニバンとする）のような、重心が高い車両においても、良好な操縦安定性を得ることができる空気入りタイヤに関するものである。

近年の車両の静粛化に伴って、自動車騒音における、タイヤ騒音の占める割合が相対的に大きくなっているため、そのタイヤ騒音の低減が大きな課題となっている。なかでも、人の耳につき易い、１０００Ｈｚ前後のタイヤ騒音は車外騒音の主な要因となっており、この騒音は、環境問題の点からも早急な対策が望まれている。

ところで、ほぼ８００〜１４００Ｈｚの周波数帯域に属するタイヤ騒音は、タイヤの接地面内で、トレッドに形成した周方向主溝と路面とによって区画される気柱が共鳴すること、いわゆる気柱共鳴によって発生することが一般に知られている。
すなわち、周方向主溝を有するタイヤが接地した状態において、該周方向主溝の溝壁と、接地面との間に接地長と同じ長さの管が形成され、タイヤの走行に伴い、この管内での空気の圧縮と開放が繰り返される結果、気柱共鳴音と呼ばれるノイズが発生する。この気柱共鳴音の周波数ｆ_０は、音速をｖとし、管の長さ、すなわち、周方向主溝の長さをＬとすると、
ｆ_０＝ｖ／２Ｌ
で表わされる一定の周波数である。

このような気柱共鳴の抑制のために、特許文献１には、図３に示すように、ウェット性能の低下を抑制しつつ操縦安定性を維持しながら、タイヤの気柱共鳴音を低減させるものとして、トレッド１に、その周方向に直線状もしくはジグザグ状に連続する２本以上の周方向主溝２、３を設け、少なくとも１本の周方向主溝（図３では周方向主溝２）に付き、一端がその周方向主溝に開口し、他端が陸部内で終了する複数本の軸方向副溝５を形成し、それぞれの軸方向副溝５を、接地面内に常に１本以上が完全に含まれる配設態様とした、トレッドパターンについて提案されている。

このように、周方向主溝から枝分かれした副溝を設けることにより、気柱共鳴音の周波数を分散させることができる。周波数が分散すると、耳に付く音が和らぎ静かになったと感じ、この効果をホワイトノイズ化という。
副溝の形状により、周波数の分散効果が変わる。具体的には、副溝の長さをｌ、音速をｖとすると、分散されて新たに発生する音の周波数ｆは、
ｆ＝（２ｎ−１）×ｖ／４ｌ
ｎ：振動次数（ｎ＝１，３，５・・・）
で表されることがわかっている。

また、気柱共鳴の抑制のためのその他の従来技術として、特許文献２には、図４に示されるように、周方向主溝２２に開口する第１副溝２９と、周方向主溝２４に開口する第２副溝３０とを配置した空気入りタイヤが提案されている。第１および第２副溝は、周方向主溝への開口端側から、陸部内での終端側に向けて断面積が増加する構成であり、これによって、気柱共鳴音の音圧レベルを低減している。

特許文献３には、車両の外側には硬度の高いゴムを配置し、車両の内側には硬度の低いゴムを設置することで、車両の重心の高い車両においても対磨耗性・操縦安定性を維持しつつ、転がり抵抗を低減する技術が示されている。

特許文献４には、非対称断面形状と、非対称パターンとを組み合わせて、微小舵角での操縦安定性を向上する技術が示されている。

国際公開第２００４／１０３７３７号パンフレット 国際公開第２００７／０７２８２４号パンフレット 特開２００３−３２６９１７号公報 特開２００７−１５５９６号公報

上述した特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、周方向主溝に連続させた軸方向副溝により、周方向主溝内で発生する気柱共鳴音の周波数を分散させて、ホワイトノイズ化することは可能となる。しかし、さらにこの技術の効果を高めるためにはいまだ以下の課題がある。
特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、副溝５の長さをある程度の長さに取るため、図３にも示されるように、周方向主溝２、３に挟まれたリブ１２が副溝５によって分断される。これにより、リブ１２の、副溝５と周方向主溝３とに挟まれた部分は極端に剛性が低下するため、操縦安定性が低下する。そのため、吸音に寄与する副溝の本数を稼げないという問題がある。

そこで、特許文献２に記載の空気入りタイヤでは、図４にも示されるように、周方向主溝２４に開口する軸方向溝部分３１ａと周方向溝部分３１ｂとからなる第２副溝３１を鋭角に折りたたむ構成にすることによって、リブ２８の剛性を低下せずに副溝３１の本数を稼ぐことが考えられ、実際にノイズレベル低減を達成したものである。しかし、この場合でも副溝３１の周方向溝部分３１ｂおよび鋭角をなす屈曲部に石噛みが発生しやすいという問題があった。
特に、周方向の溝を、トレッド中央部に配置した場合において、石噛みが発生しやすいということがわかった。これは、軸方向の溝は踏み込みと蹴り出しの変形に伴う溝が開く動きをするが、周方向の溝はこの変形がないためである。トレッド中央部に副溝を設けると、特に周方向の溝部分を挟む陸部の剛性が低下し、溝に石噛みが発生しやすいという問題が生じる。すなわち、局所的に剛性が低い部分、例えば、トレッド接地面と副溝の側壁とが接する頂点部分は石噛みにより変形し、踏み込みと蹴り出しによるタイヤ変形を吸収してしまうことから、副溝内に石が残りやすい。また、特に、副溝を鋭角に屈曲させた部分に、石が残りやすいことが分かった。

なお、気柱共鳴音は上述のとおり気柱に見立てられる周方向主溝内の圧縮空気に起因するところ、この気柱共鳴現象はトレッド中央部の周方向主溝において発生しやすい。本発明者はさらにトレッド中央部の周方向主溝における気柱共鳴音を低減するには、周方向主溝から枝分かれした上記した副溝もトレッド中央部に、特に赤道を含むリブに設けることが好ましいことを見出した。さらに、トレッド側部に副溝が入ると、操縦安定性が低下するとともに、偏磨耗が発生する場合もあり、このような観点からも副溝はトレッド中央部に設けることが好ましい。

ここで、トレッドに複数の周方向主溝を設ける場合、トレッドはトレッド側部とトレッド中央部とに区画される。ここで、トレッド中央部とは、トレッドの一方のトレッド端に隣接する周方向主溝と他方のトレッド端に隣接する周方向主溝とで挟まれた領域を指すものとする。また、後述する中央リブとは、タイヤの赤道を含むリブを指すものとする。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、優れた操縦安定性を犠牲にすることなく、周方向主溝によって発生する気柱共鳴音を低減させるとともに排水性も良化し、かつ石噛み性を改善する空気入りタイヤを提供することにある。

さらに、特許文献３のタイヤでは、硬度の違うゴムを組み合わせることにより、量産性が低下し、また大舵角時での安定性には有利であるものの、小舵角での操縦性の向上にはつながらないものである。
また、特許文献４の構成を重心の高い車両に用いた場合、小舵角の操縦性能は向上するが、特に赤道より外側のブロックの剛性が十分でないため、大舵角での操縦性が不十分であるとの課題があった。

そこで、本発明のその他の目的は、上述した問題点を解消して、近年増加している多人数乗車の乗用車のような車両においても、小舵角から大舵角までの良好な操縦安定性を示す空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）タイヤのトレッドに、少なくとも２本の周方向主溝を具え、該周方向主溝にて少なくともトレッド中央部にリブを区画した空気入りタイヤにおいて、
トレッド中央部に区画したリブに、タイヤ赤道方向に沿って延びる周方向溝部分と、該周方向溝部分の一端から周方向溝部分に対して鋭角に屈曲して延びる軸方向溝部分とを含む副溝を設け、
該副溝の少なくとも一端が前記周方向主溝に開口し、
前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方は、前記周方向溝部分と前記軸方向溝部分との屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

「前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方は、前記周方向溝部分と前記軸方向溝部分との屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する」とは、例えば、副溝の端部の少なくともいずれか一方から屈曲部に向かって、溝幅が漸増するとともに溝深さが漸減する場合、あるいは、前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方の長手方向の中央部から屈曲部に向かって、溝幅が漸増するとともに溝深さが漸減する場合等を含むものとする。さらに、漸増および漸減の場合だけでなく、段階的に増加および減少する場合も含むものとする。
ここで、単に先端に向けて浅くしただけでは、屈曲部の鋭角の内側の陸部、すなわち、周方向溝部分の溝壁と軸方向溝部分の溝壁とにより鋭角に区画した陸部の先端部分の動きを制限し石噛み性を改善できるが、溝の容積が稼げないだけでなく、摩耗していくと極端に断面積が小さくなってしまうため、排水性が悪化し、ノイズ低減効果が小さくなる。また、単に溝幅を広げていくだけではブロック剛性が落ちて操縦安定性が低下する。
この構成は、屈曲している副溝の一辺のみに用いれば石噛み発生を抑制する効果があり、図示しないが、３本以上の折れ曲がりがあるパターンを有する副溝を用いてもよい。また、実施例では面取り部が溝深さの途中から入っているが、溝底から入っていても、面取り部がないものでも平均的に溝幅が広がっているような構成で溝深さと組み合わせれば本発明の効果が得られる。

（２）前記周方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部および前記軸方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部の少なくともいずれか一方の溝幅が５．０ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、
前記周方向溝部分の他端および前記軸方向溝部分の他端の溝幅が１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、
前記周方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部および前記軸方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部の少なくともいずれか一方の溝深さが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、
前記周方向溝部分の他端および前記軸方向溝部分の他端の溝深さが５．０ｍｍ以上６．５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

ここで、溝幅とは、副溝が面取り部を有している場合は、面取り部を含めた開口部の幅を指す。

（３）前記副溝の周方向溝部分は、該溝部分を区画する両側壁の、少なくとも一方の側壁に、前記トレッドの表面に対して傾斜した面取り部を有する上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記副溝の周方向溝部分の側壁に設ける面取り部の、前記トレッドの表面に対する傾斜角が、２０度〜６０度の範囲にある上記（３）に記載の空気入りタイヤ。

（５）タイヤのトレッドに、少なくとも２本の周方向主溝を具え、該周方向主溝にて少なくともトレッド中央部にリブを区画した空気入りタイヤにおいて、
タイヤの幅方向断面において、タイヤ赤道を境として、車両装着時に車両外側となる領域の最大幅Ｗｏｕｔが、車両装着時に車両内側となる領域の最大幅Ｗｉｎより長く、
タイヤ赤道を含む中央リブの幅中心がタイヤ赤道より車両装着時の車両外側となり、
該中央リブに、中央リブを区画する周方向主溝のうち車両外側の周方向主溝に開口する副溝を設け、
該副溝は中央リブのタイヤ赤道を横切らず、前記中央リブに連続部を形成する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

なお、上記連続部とは、中央リブの副溝を含まない領域のことであり、陸部が連続していることを意味する。なお、この連続部はサイプを含んでもよいものとする。

（６）前記中央リブに設置された副溝が、タイヤ赤道方向に沿って延びる周方向溝部分と、該周方向溝部分の一端から周方向溝部分に対して鋭角に屈曲して延びる軸方向溝部分とを含み、
前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方は、前記周方向溝部分と前記軸方向溝部分との屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する、
ことを特徴とする上記（５）に記載の空気入りタイヤ。

（７）前記軸方向溝部分が周方向主溝に開口し、前記周方向溝部分が中央リブ内で終端し、
前記中央リブの、車両装着時の車両内側の端と、タイヤ赤道との距離が、中央リブの幅の１５％以上である、
ことを特徴とする上記（５）または（６）に記載の空気入りタイヤ。

（８）前記中央リブの前記連続部の幅中心が、タイヤ赤道に対して、車両装着時に車両内側にあることを特徴とする上記（５）〜（７）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（９）前記中央リブの幅がトレッド接地幅の２０％以上４０％以下であることを特徴とする上記（５）〜（８）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、周方向主溝によって発生する気柱共鳴音を低減させるために、少なくとも一端が周方向主溝に開口する副溝を鋭角に折り曲げてトレッド中央部に設けるとともに、副溝の折り曲げにより発生する石噛みを、副溝の鋭角部である屈曲部の溝幅を増加させるとともに溝深さを減少させることにより回避することができる。したがって、優れた操縦安定性を犠牲にすることなく、排水性も良化し、かつ石噛み性を改善した空気入りタイヤを提供することができる。

また、タイヤの幅方向断面において、タイヤ赤道を境として、車両装着時に車両外側となる領域の最大幅長さＷｏｕｔが、車両装着時に車両内側となる領域の最大幅Ｗｉｎより長く、タイヤ赤道を含む中央リブの幅中心がタイヤ赤道より車両装着時の車両外側となり、該中央リブに、中央リブを区画する周方向主溝のうち車両外側の周方向主溝に開口する副溝を設け、該副溝は中央リブのタイヤ赤道を分断しない構成によって、車高の高い車両に装着した場合に、小舵角から大舵角までの良好な操縦安定性を示す空気入りタイヤを提供することができる。

以下に、本発明の空気入りタイヤの実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、タイヤの内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので図示を省略する。

図１（ａ）は本発明の空気入りタイヤの実施形態を模式的に示すトレッドパターンの展開図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の部分拡大図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１（ａ）に示すように、タイヤのトレッド１に、タイヤ赤道Ｃを挟んで対をなす、タイヤ赤道Ｃに沿って延びる２本の周方向主溝２、３を設け、周方向主溝２と３との間に中央リブ４を区画する。さらに、この中央リブ４に副溝５を設ける。この副溝５は、タイヤ赤道Ｃに沿って延びる周方向溝部分５Ｃと、周方向溝部分５Ｃの一端から、周方向主溝３に対して鋭角に屈曲して延び、かつ当該周方向主溝３に開口する軸方向溝部分５Ｗとからなる。周方向溝部分５Ｃは後述する面取り部５Ｍを有する。
このように、周方向主溝３に副溝５を連通させることによって、周方向主溝において発生する気柱共鳴音の周波数を上述したとおり、分散させることができる。
また、吸音効果の他にも、排水性を考慮すると、トレッドにある程度の長さをもった多数の溝を設けることが好ましい。そこで副溝５を鋭角に折り曲げながら配置することにより、中央リブ４を分断せず中央リブ４の剛性を確保しながら、多数の溝を配置することができる。特に接地圧の高い中央リブ４に溝を設けることが好ましいので、上記のような副溝５を設けることによって排水性と静粛性は改善される。
以上により、トレッド中央部、特に中央リブ４に副溝５を設けることによって、良好な操縦安定性を保ちつつ、周方向主溝において発生する気柱共鳴音の周波数を分散させ、排水性も向上できるという利点がある。

また、図１（ｂ）に部分拡大図で示すように、周方向溝部分５Ｃは、中央リブ４内で終端する部分から周方向溝部分５Ｃと軸方向溝部分５Ｗとの屈曲部５Ｋに向けて、溝幅が漸増するとともに溝深さが漸減している。一方、この構成では、前述したように軸方向には石噛みが発生しにくいことが分かっているので、軸方向溝部分の溝幅および溝深さはあまり変化させていない。
なお、屈曲部５Ｋにおける周方向溝部分５Ｃの溝幅Ｗ_Ｃとは、周方向溝部分５Ｃにおいて、面取り部５Ｍを含めた周方向溝部分５Ｃの溝幅の中心を通る線分に対して、屈曲部５Ｋの周方向溝部分５Ｃの溝壁と軸方向溝部分５Ｗの溝壁との交点Ｋ_１、Ｋ_２のうち、鋭角の内側の交点Ｋ_１から前記線分に対する垂線が周方向溝部分５Ｃの溝壁と交差する点までの距離を指す。同様に、屈曲部５Ｋにおける軸方向溝部分５Ｗの溝幅Ｗ_Ｗとは、周方向溝部分５Ｗの溝幅の中心を通る線分に対して、鋭角の内側の交点Ｋ_１から前記線分に対する垂線が軸方向溝部分５Ｗの溝壁と交差する点までの距離を指す。

なお、図１の例では、周方向溝部分５Ｃが、屈曲部５Ｋに向けて溝幅を漸増するとともに溝深さを漸減させた例であるが、周方向溝部分５Ｃおよび軸方向溝部分５Ｗの両方、あるいは、軸方向溝部分５Ｗのみが、屈曲部５Ｋに向けて溝幅を漸増するとともに溝深さを漸減させてもよい。

上述したように、軸方向溝部分５Ｗが周方向主溝３に開口する副溝５を鋭角に折り曲げてトレッド中央部に設けることにより、周方向主溝３によって発生する気柱共鳴音を低減させることが可能になる。
また、副溝単体について考えた場合、音波が反射して吸音できるようにするためには副溝全体が接地している必要があるが、その点でも鋭角に折りたたまれている方が、全体が接地しやすい。そのため特に、接地幅が広く、低扁平率のタイヤについて、折りたたまれている副溝が好適である。
しかし、副溝５の、特に鋭角に屈曲する屈曲部５Ｋに石噛みが発生するという問題が生ずる。なぜなら、副溝５を鋭角に屈曲させると、屈曲部５Ｋの鋭角の内側の陸部、すなわち、周方向溝部分５Ｃの溝壁と軸方向溝部分５Ｗの溝壁とにより鋭角に区画した陸部の先端部分の剛性が低くなり、石噛みが発生しやすいためである。そこで、屈曲部の溝幅を広げるとともに溝深さを浅くすることによってこの石噛みの発生を低減させる。

また、周方向溝部分５Ｃの一端である屈曲部５Ｋおよび軸方向溝部分５Ｗの一端である屈曲部５Ｋの少なくともいずれか一方の溝幅が５．０ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、周方向溝部分５Ｃの他端および軸方向溝部分５Ｗの他端の溝幅が１〜２ｍｍであることが好適である。
屈曲部５Ｋの溝幅がともに５．０ｍｍ未満の場合、石噛み発生低減の効果が低く１２ｍｍ超の場合、中央リブ４の剛性が低下するためである。
さらに、周方向溝部分５Ｃの一端である屈曲部５Ｋおよび軸方向溝部分５Ｗの一端である屈曲部５Ｋの少なくともいずれか一方の溝深さが０．５〜２ｍｍであり、周方向溝部分５Ｃの他端および軸方向溝部分５Ｗの他端の溝深さが５．０ｍｍ以上６．５ｍｍ以下であることが好適である。
なぜなら、屈曲部５Ｋの溝深さがともに０．５ｍｍ未満の場合、溝断面積が小さくなり、周方向主溝３に起因する気柱共鳴音の低減が十分に図れないためであり、これは特に摩耗時に顕著である。また、２ｍｍ超の場合、陸部の剛性が下がり、操縦安定性が低下するためである。

また、図１（ａ）において、副溝５は周方向主溝３に開口する例を示したが、副溝５は周方向主溝２側に開口してもよい。また、気柱共鳴音の分散効果を考えるとできるだけ全ての周方向主溝に対して副溝５を設けることが好ましい。

次に、図１（ｃ）に示すように、副溝５の周方向溝部分５Ｃは、側壁が、トレッド１の表面に対して、傾斜したテーパー状の面取り部５Ｍを有することが好適である。なお、図１では、軸方向溝部分５Ｗ側の側壁、すなわちタイヤ赤道Ｃとは逆側の側壁に面取り部５Ｍを有する例を示したが、面取り部５Ｍはタイヤ赤道Ｃ側の側壁に設けることが好ましい。なぜなら、タイヤ赤道Ｃは接地圧が高いため、石噛みが発生しやすいためである。
ここで、傾斜角θは、副溝５の周方向溝部分５Ｃの開口縁Ｐを通り、タイヤの回転軸に平行な線分と周方向溝部分５Ｃの面取り部５Ｍとのなす角である。
タイヤのトレッド１の中央リブ４に副溝５を設けると、特に周方向溝部分５Ｃの両側の陸部分において、剛性が低下して、周方向溝部分５Ｃに石噛みが発生する。局所的に剛性が低い部分、例えば、トレッド接地面と溝の側壁とが接する頂点部分は石を噛むことにより変形し、踏み込みと蹴り出しによるタイヤ変形を吸収してしまうので、溝内に石が残りやすい。ここで、周方向溝部分５Ｃに面取り部５Ｍを設けることによって、局所的に剛性が低いところを取り除き、石噛み性を改善することができる。
また、周方向溝部分５Ｃに面取り部５Ｍを設けることによって、副溝５の断面積は増加するので、副溝の体積が増加し、周波数の分散効果が上がることから、気柱共鳴音の低減につながるとともに、排水性も改善される。なお、周方向溝部分５Ｃに面取り部５Ｍを設けることによって、トレッドの接地面積は減少するので操縦安定性は低下する方向ではあるが、剛性の低い部分を取り除いていることと、取り除く面積が小さいことにより、操縦安定性への影響は小さいと考えられる。
なお、図１（ｃ）では、溝底がｒの曲率半径を有している例を示したが、溝底は平らでもよい。溝深さｄは、トレッド接地面から溝底までの距離である。

また、上記傾斜角θは、２０度〜６０度の範囲にあることが好ましい。なぜなら、２０度より小さいと、石噛み改善効果が小さい。また、６０度より大きいと、陸部が大きく切り取られ、リブ剛性が低下することによって、操縦安定性が低下するためである。

図２（ａ）は本発明の空気入りタイヤの実施形態を模式的に示すトレッドパターンの展開図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図２（ａ）に示すように、タイヤ赤道Ｃを挟んで対をなす、タイヤ赤道Ｃに沿って延びる２本の周方向主溝２と１１との間のリブ１２に周方向溝部分５Ｃと２つの軸方向溝部分５Ｗ_１、５Ｗ_２とからなる副溝５を設ける。副溝５は鋭角に曲がって折りたたまれ、リブ１２内で終端する。周方向主溝２は軸方向溝部分５Ｗ_１と接続され、軸方向溝部分５Ｗ_１は周方向溝部分５Ｃと接続され、周方向溝部分５Ｃは軸方向溝部分５Ｗ_２と鋭角に曲がって折りたたまれて接続される。
周方向溝部分５Ｃおよび軸方向溝部分５Ｗ_２は屈曲部５Ｋに向かって溝幅が漸増し、溝深さが漸減している。この構造により屈曲部５Ｋの石噛み性を改善している。
また、図２（ｂ）に示すように、周方向溝部分５Ｃは軸方向溝部分５Ｗ_２側の側壁に、トレッドの表面に対して傾斜したテーパー状の面取り部５Ｍを有し、この構造によりさらに石噛み性を改善している。

また、図１に示すように、タイヤ赤道Ｃを含む中央リブ４の幅中心Ｍがタイヤ赤道Ｃより車両装着時の車両外側となる。また、この中央リブ４に、周方向主溝２、３のうち車両外側の周方向主溝３に開口する副溝５を設けてあり、この副溝５はタイヤ赤道Ｃを分断しない配置となっている。
この構成により、大舵角時の操縦安定性を向上することができる。つまり、大舵角時の操縦安定性に対しては、特に、トレッド踏面のタイヤ赤道から外側において、軸方向の力に対して強く、また接地性がよいことにより、大きなコーナリングフォースを得ることが肝要である。それゆえ、中央リブが幅方向の力に強いことが望ましい。
その点で、図５に従来技術のタイヤのトレッドパターンを示すが、中央リブ４と当該中央リブ４より車両外側の陸部が周方向主溝２により分断されており、すなわち、車両外側に２本の周方向主溝２、１１を有するため、特に重心の高い車両においての大舵角時の操縦安定性に劣るものになっている。

また、図１に示すタイヤにおいて、副溝５を設置しない場合は、タイヤ赤道Ｃから荷重が外側にかかった際に、陸部の追従性が劣るため、かえってトレッド踏面全体の接地面積が上がらず、コーナリングフォースが得られない。そのため、副溝を配置し、適度に陸部の剛性を落とすことが重要である。

次に、車両の乗り心地に関して説明する。車両の乗り心地を悪化させ、あるいは直進安定性、特に微小舵角での操縦安定性を低下させる外的要因として最も大きなものは、車両の上下方向または左右方向を問わず、走行中の車両に振動を与える路面の凹凸である。この凹凸がタイヤ赤道を境とする車両装着時の車両外側部分に衝突した場合と、同内側部分に衝突した場合とについて比較を行ってみると、路面の凹凸の大きさが同じであれば、殆どの乗用車においては、車輪取り付け支持部（ホイールのハブ面）がオフセットされており荷重負担の割合の大きい車両装着外側部分の方がより大きな振動となる。その為、車両装着外側部分での振動入力を抑制することが、乗り心地の向上には効果的である。従って、路面凹凸の入力を実質的に車両装着内側に偏らせることができれば、車両装着外側部分での振動入力が抑制されるから、結果として乗り心地性は向上するのである。
図１に示すように、中央リブ４は、副溝５によって分断されてはいるものの、車両装着時の車両内側が連続であり、タイヤに対する路面凹凸の入力を実質的に車両装着内側に偏らせることができる。特に、連続部分をタイヤ赤道面より車両装着内側に寄せて配置することができればさらにその効果が高い。
また、車両装着外側部分に副溝４を設けることによって、振動を伝達しにくくする。それゆえ、中央リブ４に設置される副溝５を、中央リブ４の１５％より外側に設置されている、すなわち、中央リブ４の、車両装着時の車両内側の端と、タイヤ赤道Ｃとの距離が、中央リブ４の幅の１５％以上であることが好適である。
さらに言えば、リブ基調のブロックはトレッド面におけるねじれ方向に対する剛性を上げることができる。上記中央リブ４内の連続部はさらに小舵角での操縦安定性を向上することができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、図６に示すように、タイヤの幅方向断面において、タイヤ赤道Ｃを境として、車両装着時に車両外側となる領域の最大幅Ｗｏｕｔが、車両装着時に車両内側となる領域の最大幅Ｗｉｎより長いことが肝要である。

タイヤの最大幅位置をトレッド部に近づけると、タイヤ断面でトレッド部からサイドウォール部に至る曲線部分の曲率半径が大きくなり、当該部分の曲げ変形に対する剛性を高くすることが出来る。従って、かような作用は、車両装着時に車両内側となる領域の断面構造に適用することが重要である。すると、ドライバーの意図する操舵力の路面への伝達は容易に達成されるようになる。
これは、近年の車両においてはネガティブキャンバーを付与している車両が主であり、そのような車両においては直進、または小舵角で進行している場合においては、主に内側に負荷がかかっているため、上記の作用により小舵角の操縦安定性を向上するために重要なのである。
また、最大幅位置をトレッド部に近づけるとは、換言すると、ＳＷＨｉｎを短くするということである。

以上のタイヤ断面構造並びにトレッドパターンの２つの相乗効果により、重心の高い乗用車においても、微小舵角領域と大舵角時における操縦安定性と乗り心地を向上させることが可能となる。

また、中央リブ４に設置された副溝５が、タイヤ赤道方向に沿って延びる周方向溝部分５Ｃと、周方向溝部分５Ｃの一端から周方向溝部分５Ｃに対して鋭角に屈曲して延びる軸方向溝部分５Ｗとを含むことが望ましい。
特に、周方向溝部分５Ｃにより、鋭角形状に切り取られ、大舵角時によるロールがあった場合にも中央リブ４が適度に路面に追従する。しかしその場合にも、中央リブ４の周方向溝に囲われている部分は連続部と陸続きになってある程度の剛性を保っているため、路面に接地しながら十分なサイドフォースが得られるため、車体挙動が不安定になることが少ない。
さらに、周方向溝部分５Ｃおよび軸方向溝部分５Ｗの少なくともいずれか一方は、周方向溝部分５Ｃと軸方向溝部分５Ｗとの屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する、ことが上述の中央陸部４の剛性を保つために重要である。
また、前述したような石噛みの対策のためにも望ましい。

上記のように、赤道面より内側にかかるように比較的大きな幅をもつ中央リブ４が設置されている場合は、排水性を考えれば内側に周方向溝などが寄せられることが当然である。また、大舵角時のロールによるタイヤ装着外側への荷重は内側にはかからないため、追従性についての問題は小さい。それらを考え合わせると車両内側にはリブ基調のブロックを配置することが好ましい。
上述したようにリブ基調のブロックはトレッド面におけるねじれ方向に対する剛性を上げることができるため、この部分でもさらに小舵角での操縦安定性をさらに向上することができる。

第１実施例
次に、図１、２に示すトレッドパターンを有する発明例タイヤ１、２と、従来のトレッドパターンを有する従来例タイヤと、比較例タイヤ１〜３を、タイヤサイズがともに２０５／５５Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤとして試作し、操縦安定性、排水性、静音性および石噛み性に関して評価を行ったので以下に説明する。
発明例タイヤ１、２の副溝の寸法を表１に示す。
発明例タイヤ１の屈曲部の溝幅Ｗ_ｃとは、図１において、Ａ’−Ａ’線に沿う断面図における溝幅である。発明例タイヤ１の中央部の溝幅Ｗ_ｃとは、図１において、Ａ−Ａ線に沿う断面図における溝幅である。同様に、発明例タイヤ２の屈曲部の溝幅Ｗ_ｃとは、図２において、Ｂ’−Ｂ’線に沿う断面図における溝幅、中央部の溝幅Ｗ_ｃとは、図２において、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図における溝幅である。
発明例タイヤ１の軸方向溝部分は溝幅および溝深さが一定のため数値は省略している。
比較例タイヤ１、２は、副溝が溝幅および溝深さが一定である点以外発明例タイヤ１、２と同様である。比較例タイヤ３は、副溝が、屈曲部に向けて溝幅が漸減する点以外発明例タイヤ１と同様である。

従来例タイヤ、発明例タイヤ１、２および比較例タイヤ１〜３を１６×７Ｊのリムに組み付け、それぞれ、普通乗用車のフロントおよびリアの４輪に装着した。その際、タイヤ内圧として、フロント／リアともに２２０ｋＰａを適用した。荷重を２名乗車相当とした。
従来例タイヤ、発明例タイヤ１、２および比較例タイヤ１〜３を用いて、操縦安定性の測定、排水性の測定、気柱共鳴音のホワイトノイズ化の測定（静音性）および石噛み性の測定を行った。

＜操縦安定性の測定＞
上述した条件の車両により、長い直線部分を含む周回路、および緩やかなカーブの多いハンドリング評価路などからなるテストコース内を、低速から１５０ｋｍ／ｈ程度までの速度域で走行し、操縦安定性（ハンドル応答性）をドライバーが１０点満点でフィーリング評価した。発明例タイヤ１を０として指数化したもので操縦安定性を評価し、その結果を表３に示す。
操縦安定性に関しては、発明例タイヤはいずれも良好な操縦安定性を維持する結果を示した。

＜排水性の測定＞
上述した条件の車両により、水深１０ｍｍの直線路内を加速しつつ走行し、ハイドロプレーニングが発生する速度を計測する。ハイドロプレーニング速度は以下の方法で定義する。すなわち、５輪を用いて実走行距離を計測し、その計測結果を回転数とともにプロットしたとき、急激に傾きが変化する回転数に相当する速度をハイドロプレーニング発生速度とする。３回計測した平均値を平均発生速度とし、この平均発生速度を、発明例タイヤ１を１００として指数化したもので排水性を評価し、その結果を表３に示す。
排水性に関しては、発明例タイヤはいずれも指数９９以上を示し、従来例タイヤと同等もしくは改善した結果を示した。

＜気柱共鳴音のホワイトノイズ化の測定＞
上述した操縦安定性と同じ条件で、ドライバーのフィーリングにより気柱共鳴音のホワイトノイズ化を評価した。評価結果の数値の差が１以上の場合、有意差があるものとする。
発明例タイヤはいずれも改善した結果を示した。

＜石噛み性の測定＞
上述した条件の車両により、石噛みモード走行、石離脱モード走行を続けて行った後、タイヤに残った石の数を計測した。石噛みモード走行、石離脱モード走行の条件を表２に示し、結果を表３に示す。なお、走行時の天候は晴れで、気温は１２℃であった。

表３において、石の大きさの小とは、粒径が５ｍｍ未満、中とは、粒径が５ｍｍ以上１０ｍｍ未満、大とは、粒径が１０ｍｍ以上の石を表す。

石噛み性に関しては、屈曲部に向けて、周方向溝部分および軸方向溝部分の溝幅を漸増させるとともに溝深さを漸減させ、さらに周方向溝部分に面取り部を設けた発明例タイヤ１、２において、従来例タイヤおよび比較例タイヤと比較して、石噛み性に改善が見られた。

第１実施例により、操縦安定性を良好に保ちつつ、周方向主溝によって発生する気柱共鳴音のホワイトノイズ化を達成し気柱共鳴音を低減させるとともに、排水性を改善し、かつ石噛み性を改善した空気入りタイヤを提供することが可能になった。

第２実施例
また、発明例タイヤ３として、図１（a）に示したパターンを有し、かつ、図６に示すようにタイヤの幅方向断面において、タイヤの赤道を境として、車両装着時に車両外側となる領域の最大幅Ｗｏｕｔが、車両装着時に車両内側となる領域の最大幅Ｗｉｎを超えるタイヤを試作した。
発明例タイヤ３の副溝は、中央リブ４の車両内側の端から、タイヤ赤道Ｃとの距離が、中央リブの幅の１５％以上となるように、すなわち、中央リブ４の幅の１５％より外側に設置されており、中央リブの幅はトレッド接地幅の２６％であった。
また、中央リブ内の連続部はリブ幅の１７％であり、赤道に対してややオフセットしてある。
中央リブにはサイプが適宜配置してあるが、これらは接地時には圧縮により強く接しており、上述の剛性を保つ効果を劣らせるものではなく、発明の効果とは関係がない。
また中央リブのさらに内側にはリブ基調のブロックを配置した。
また、比較例タイヤ４として、図示しないが、図１（ａ）における副溝の周方向溝部分をなくし、軸方向溝部分がタイヤ赤道Ｃを横断している以外は発明例タイヤ３と同様のタイヤを試作した。
また、従来例タイヤとして、図５に示すトレッドパターンを有する以外は発明例タイヤ３と同様のタイヤを用いた。
上記のタイヤのうちタイヤサイズ１９５ ６５ Ｒ１５のものをトヨタ ノアに装着した。上記テスト車両を、プロのテストドライバーにテストコースを走行してもらい、フィーリング評価を実施した。
操縦安定性の評価方法は、以下のように行った。小舵角での操縦安定性については、高速道路でのレーンチェンジのような走行を実施し、その際の操縦のしやすさ、外乱に対する安定性を評価した。大舵角での操縦安定性については、スラローム走行を実施し、その際の操縦のしやすさ、車体の安定性を評価した。数値が高いほうが操縦安定性が良好なことを示す。

表４に示すように、発明例タイヤ３においては、大舵角、小舵角のいずれにおいても良好な操縦安定を示すことがわかった。

第２実施例により、本発明のタイヤを車高の高い車両に装着した場合において、小舵角から大舵角までの良好な操縦安定性を示す空気入りタイヤを提供することが可能となった。

以上により、操縦安定性を良好に保ちつつ、周方向主溝によって発生する気柱共鳴音のホワイトノイズ化を達成し気柱共鳴音を低減させるとともに、排水性を改善し、かつ石噛み性を改善し、さらに小舵角から大舵角までの良好な操縦安定性を示す空気入りタイヤを提供することが可能になった。

（ａ）は本発明の空気入りタイヤの実施形態を模式的に示すトレッドパターンの展開図であり、（ｂ）は図１（ａ）の部分拡大図であり、（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ）は本発明の発明例タイヤのトレッドパターンの展開図を示し、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。 従来技術の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図を示す。 従来技術の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図を示す。 従来技術の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図を示す。 本発明のタイヤの幅方向断面を示す図である。

符号の説明

１ トレッド
２、３、６ 周方向主溝
４ 中央リブ
５、７、８、９、１０ 副溝
１２ リブ
１５Ａ、１５Ｂ サイプ
５Ｃ 周方向溝部分
５Ｗ、５Ｗ_１、５Ｗ_２ 軸方向溝部分
５Ｍ 面取り部
Ｃ タイヤ赤道
Ｐ 開口縁

Claims (9)

1. タイヤのトレッドに、少なくとも２本の周方向主溝を具え、該周方向主溝にて少なくともトレッド中央部にリブを区画した空気入りタイヤにおいて、
   トレッド中央部に区画したリブに、タイヤ赤道方向に沿って延びる周方向溝部分と、該周方向溝部分の一端から周方向溝部分に対して鋭角に屈曲して延びる軸方向溝部分とを含む副溝を設け、
   該副溝の少なくとも一端が前記周方向主溝に開口し、
   前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方は、前記周方向溝部分と前記軸方向溝部分との屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記周方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部および前記軸方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部の少なくともいずれか一方の溝幅が５．０ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、
   前記周方向溝部分の他端および前記軸方向溝部分の他端の溝幅が１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、
   前記周方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部および前記軸方向溝部分のいずれか一端である前記屈曲部の少なくともいずれか一方の溝深さが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、
   前記周方向溝部分の他端および前記軸方向溝部分の他端の溝深さが５．０ｍｍ以上６．５ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記副溝の周方向溝部分は、該溝部分を区画する両側壁の、少なくとも一方の側壁に、前記トレッドの表面に対して傾斜した面取り部を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記副溝の周方向溝部分の側壁に設ける面取り部の、前記トレッドの表面に対する傾斜角が、２０度〜６０度の範囲にある請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤのトレッドに、少なくとも２本の周方向主溝を具え、該周方向主溝にて少なくともトレッド中央部にリブを区画した空気入りタイヤにおいて、
   タイヤの幅方向断面において、タイヤ赤道を境として、車両装着時に車両外側となる領域の最大幅Ｗｏｕｔが、車両装着時に車両内側となる領域の最大幅Ｗｉｎより長く、
   タイヤ赤道を含む中央リブの幅中心がタイヤ赤道より車両装着時の車両外側となり、
   該中央リブに、中央リブを区画する周方向主溝のうち車両外側の周方向主溝に開口する副溝を設け、
   該副溝は中央リブのタイヤ赤道を横切らず、前記中央リブに連続部を形成する、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
6. 前記中央リブに設置された副溝が、タイヤ赤道方向に沿って延びる周方向溝部分と、該周方向溝部分の一端から周方向溝部分に対して鋭角に屈曲して延びる軸方向溝部分とを含み、
   前記周方向溝部分および前記軸方向溝部分の少なくともいずれか一方は、前記周方向溝部分と前記軸方向溝部分との屈曲部に向けて、溝幅が増加するとともに溝深さが減少する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記軸方向溝部分が周方向主溝に開口し、前記周方向溝部分が中央リブ内で終端し、
   前記中央リブの、車両装着時の車両内側の端と、タイヤ赤道との距離が、中央リブの幅の１５％以上である、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記中央リブの前記連続部の幅中心が、タイヤ赤道に対して、車両装着時に車両内側にあることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記中央リブの幅がトレッド接地幅の２０％以上４０％以下であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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