JP2016022806A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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【課題】ドライ性能を十分に確保すると共に、スノー性能を高めることを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部1に設けられたタイヤ周方向に延びる少なくとも4本の主溝により、少なくとも5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、主溝がタイヤ赤道CLに最も近い一対の第1主溝11Aと最もタイヤ幅方向外側の一対の第2主溝11Bを含み、トレッド部に区画されたセンター陸部20と一対の中間陸部30と一対のショルダー陸部40の各々に、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝と複数本のサイプを設け、センター陸部及びショルダー陸部のサイプ23,43はその壁面がサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ深さ方向に延長する第1壁面構造を備え、中間陸部のサイプ33はその壁面がサイプ深さ方向に沿って直線状に延長する第2壁面構造を備え、かつ中間陸部の溝面積比率がセンター陸部及びショルダー陸部の溝面積比率よりも大きい。【選択図】図2

Description

本発明は、トレッド部に多数のサイプを設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ドライ性能を十分に確保すると共に、スノー性能を高めることを可能にした空気入りタイヤに関する。
スタッドレスタイヤに代表される冬用の空気入りタイヤにおいては、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とが形成され、これら主溝及び横溝により複数のブロックが区画され、各ブロックにタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプが形成されている。このようにトレッド部に多数のブロックを区画し、各ブロックにサイプを設けることにより、氷上性能やスノー性能を改善し、冬用タイヤとして良好なタイヤ性能を発揮するようにしている。
しかしながら、氷上性能やスノー性能を更に向上するためにサイプ本数を増やしてサイプ密度を高めると、ブロック剛性が低下してドライ路面での操縦安定性が悪化する傾向がある。そのため、冬用タイヤにおいてドライ性能とスノー性能とを両立することは極めて困難である。また、トレッド部のセンター領域とショルダー領域とでサイプの構造を互いに異ならせることにより、二律背反するタイヤ性能を両立すること(例えば、特許文献1〜2参照)が提案されているが、そのようにトレッド部のセンター領域とショルダー領域とでサイプの構造を異ならせただけではドライ性能とスノー性能とを十分に改善することができないのが現状である。
特開2007−186053号公報 国際公開第WO2006/022120号
本発明の目的は、ドライ性能を十分に確保すると共に、スノー性能を高めることを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも4本の主溝を設け、これら主溝により少なくとも5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、
前記主溝がタイヤ赤道の両側で該タイヤ赤道に対して最も近い位置に配置された一対の第1主溝とタイヤ赤道の両側で最もタイヤ幅方向外側の位置に配置された一対の第2主溝を含み、前記陸部が一対の第1主溝の相互間に位置するセンター陸部と、第1主溝と第2主溝との間に位置する一対の中間陸部と、各第2主溝の外側に位置する一対のショルダー陸部を含み、これらセンター陸部、中間陸部及びショルダー陸部の各々にタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けると共に、前記センター陸部及び前記ショルダー陸部に配置されるサイプはその壁面がサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ深さ方向に延長する第1壁面構造を備えるように構成し、前記中間陸部に配置されるサイプはその壁面がサイプ深さ方向に沿って直線状に延長する第2壁面構造を備えるように構成し、かつ前記中間陸部の溝面積比率を前記センター陸部及び前記ショルダー陸部の溝面積比率よりも大きくしたことを特徴とするものである。
本発明では、ドライ路面において直進時の操縦安定性への影響が大きいセンター陸部とドライ路面において旋回時の操縦安定性への影響が大きいショルダー陸部に第1壁面構造を有するサイプを設け、その第1壁面構造に基づいてセンター陸部及びショルダー陸部の剛性を相対的に高くすることにより、ドライ路面における直進時及び旋回時の操縦安定性を改善し、ドライ性能を改善することができる。その一方で、中間陸部には第2壁面構造を有するサイプを設け、その第2壁面構造に基づいて中間陸部の剛性を相対的に低くすることにより、雪面に対する追従性を良好にすると共に、その中間陸部の溝面積比率を相対的に大きくし、雪面に対する噛み込み効果を増大させるので、良好なスノー性能を確保することができる。その結果、ドライ性能とスノー性能とを従来よりも高い次元で両立することが可能になる。
中間陸部の溝面積比率とセンター陸部及びショルダー陸部の溝面積比率との差は3%〜15%とすることが好ましい。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。
第1主溝の中心線とタイヤ赤道との距離はトレッド接地幅の5%〜10%とし、第2主溝の中心線とタイヤ赤道との距離はトレッド接地幅の25%〜35%とすることが好ましい。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。
中間陸部に配置される横溝の最大幅はセンター陸部及びショルダー陸部に配置される横溝の最大幅よりも大きくし、その最大幅の差を0.5mm〜2.0mmとすることが好ましい。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。
中間陸部に配置される横溝の最大深さはセンター陸部及びショルダー陸部に配置される横溝の最大深さよりも大きくし、その最大深さの差を0.5mm〜3.0mmとすることが好ましい。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。
本発明において、第1壁面構造を備えるサイプは、その壁面がサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ深さ方向に延長することが必要であるが、その壁面がサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ長さ方向に延長していても良い。一方、第2壁面構造を備えるサイプは、その壁面がサイプ深さ方向に沿って直線状に延長することが必要であるが、その壁面がサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ長さ方向に延長していても良い。
各陸部の溝面積比率は、トレッド部の接地領域における溝面積比率であって、各陸部に含まれるネガティブ要素の面積とポジティブ要素の面積との総和に対するネガティブ要素の面積の比率(%)である。ネガティブ要素とはサイプを含む溝部分を意味し、ポジティブ要素とは陸部分を意味する。なお、主溝の面積は各主溝の中心線を境にして区分され、その中心線で区分された各溝部分の面積は隣接する陸部のネガティブ要素の面積として計算されるものとする。
本発明において、トレッド部の接地領域は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときに測定されるタイヤ軸方向のトレッド接地幅に基づいて特定される。接地端は、接地領域のタイヤ軸方向の最外側位置である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design Rim”、或いはETRTOであれば“Measuring Rim”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”であるが、タイヤが乗用車である場合には180kPaとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”であるが、タイヤが乗用車である場合には前記荷重の88%に相当する荷重とする。
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断面図である。 図1の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 第1壁面構造を備えたサイプを含む陸部を示す切り欠き斜視図である。 第2壁面構造を備えたサイプを含む陸部を示す切り欠き斜視図である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1〜図4は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。
図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、該トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2,2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3,3とを備えている。
一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア5の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。
一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層のベルト層7が埋設されている。これらベルト層7はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、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。ベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°〜40°の範囲に設定されている。ベルト層7の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層7の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層8が配置されている。ベルトカバー層8の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。
図2に示すように、トレッド部1には、タイヤ周方向に延びる少なくとも4本の主溝11が形成されている。これら主溝11は、溝幅が3mm以上、より好ましくは7mm〜12mmであり、溝深さが6mm以上、より好ましくは7mm〜9mmである溝である。主溝11は、タイヤ赤道CLの両側で該タイヤ赤道CLに対して最も近い位置に配置された一対の第1主溝11Aと、タイヤ赤道CLの両側で最もタイヤ幅方向外側の位置に配置された一対の第2主溝11Bを含んでいる。これにより、トレッド部1には、一対の第1主溝11Aの相互間に位置するセンター陸部20と、第1主溝11Aと第2主溝11Bとの間に位置する一対の中間陸部30と、各第2主溝11Bの外側に位置する一対のショルダー陸部40とが区画されている。
センター陸部20には、タイヤ幅方向に延長して一端が内側主溝11Aに連通する一方で他端がセンター陸部20内で閉止した複数本の横溝21と、タイヤ幅方向に延長してセンター陸部20を横断する複数本の横溝22とがそれぞれタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。これら横溝21と横溝22とはタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。また、センター陸部20には、タイヤ幅方向に延長する複数本のサイプ23がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。
中間陸部30には、タイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延長すると共に主溝11よりも狭い周方向補助溝35が形成されている。更に、中間陸部30には、タイヤ幅方向に延長して中間陸部30を横断する複数本の横溝31と、タイヤ幅方向に延長して第2主溝11Bと周方向補助溝35とに連通する横溝32とがそれぞれタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。横溝31と横溝32とはタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。また、中間陸部30には、タイヤ幅方向に延長する複数本のサイプ33がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。
ショルダー陸部40には、接地端Eを横切るようにタイヤ幅方向に延長して第2主溝11Bに連通する複数本の横溝41がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。また、ショルダー陸部40には、タイヤ幅方向に延長する複数本のサイプ43がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。なお、サイプ23,33,43はいずれも溝幅1.0mm以下の細溝である。
上記空気入りタイヤにおいて、センター陸部20及びショルダー陸部40に配置されるサイプ23,43は、その壁面23A,43Aがサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ深さ方向に延長する第1壁面構造を備えている。より具体的には、サイプ23,43は、図3に示すように、その壁面23A,43Aがサイプ厚さ方向(タイヤ周方向Tc)の振幅W1を持ちながらサイプ深さ方向(タイヤ径方向Tr)に沿ってジグザグ状に延長すると共に、その壁面23A,43Aがサイプ厚さ方向(タイヤ周方向Tc)の振幅W2を持ちながらサイプ長さ方向(タイヤ幅方向Tw)に沿ってジグザグ状に延長している。このように壁面23A,43Aがサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ深さ方向に延長する第1壁面構造を備えるサイプ23,43を設けた場合、センター陸部20及びショルダー陸部40はタイヤ周方向への倒れ込みを生じ難くなる。なお、センター陸部20及びショルダー陸部40に配置されるサイプ23,43は、その全てが第1壁面構造を備えている必要はなく、センター陸部20及びショルダー陸部40の各々においてサイプ23,43の配置本数の少なくとも90%が第1壁面構造を備えていれば良い。
一方、中間陸部30に配置されるサイプ33は、その壁面33Aがサイプ深さ方向に沿って直線状に延長する第2壁面構造を備えている。より具体的には、サイプ33は、図4に示すように、その壁面33Aがサイプ深さ方向(タイヤ径方向Tr)に沿って直線状に延長する一方で、その壁面33Aがサイプ厚さ方向(タイヤ周方向Tc)の振幅W3を持ちながらサイプ長さ方向(タイヤ幅方向Tw)に沿ってジグザグ状に延長している。なお、中間陸部30に配置されるサイプ33は、その全てが第2壁面構造を備えている必要はなく、中間陸部30においてサイプ33の配置本数の少なくとも90%が第2壁面構造を備えていれば良い。
更に、上記空気入りタイヤにおいて、中間陸部30の溝面積比率はセンター陸部20の溝面積比率及びショルダー陸部40の溝面積比率よりも大きくなるように設定されている。ここで、センター陸部20の溝面積比率は一対の第1主溝11A,11Aの中心線LA,LAの相互間に規定される領域での溝面積比率(%)であり、中間陸部30の溝面積比率は第1主溝11Aの中心線LAと第2主溝11Bの中心線LBとの間に規定される領域での溝面積比率(%)であり、ショルダー陸部40の溝面積比率は第2主溝11Bの中心線LBと接地端Eとの間に規定される領域での溝面積比率(%)である。
上述した空気入りタイヤでは、センター陸部20及びショルダー陸部40にそれぞれ第1壁面構造を有するサイプ23,43を設け、その第1壁面構造に基づいてセンター陸部20及びショルダー陸部40の剛性を相対的に高くすることにより、ドライ路面における直進時及び旋回時の操縦安定性を改善し、ドライ性能を改善することができる。その一方で、中間陸部30には第2壁面構造を有するサイプ33を設け、その第2壁面構造に基づいて中間陸部30の剛性を相対的に低くすることにより、雪面に対する追従性を良好にし、かつ中間陸部30の溝面積比率を相対的に大きくし、雪面に対する噛み込み効果を増大させるので、良好なスノー性能を確保することができる。その結果、ドライ性能とスノー性能とを従来よりも高い次元で両立することが可能になる。
中間陸部30の溝面積比率をセンター陸部20及びショルダー陸部40の溝面積比率よりも大きくするにあたって、中間陸部30の溝面積比率とセンター陸部20及びショルダー陸部40の溝面積比率との差は3%〜15%とすると良い。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。ここで、上記溝面積比率の差が3%より小さいとスノー性能の改善効果が低下し、逆に15%よりも大きいとドライ性能の改善効果が低下する。特に、上記溝面積比率の差は5%〜10%であることが好ましい。また、スノー性能及びドライ性能を同時に確保するために、中間陸部30の溝面積比率は35%〜45%の範囲に設定し、センター陸部20及びショルダー陸部40の溝面積比率は30%〜40%の範囲に設定することが好ましい。
上記空気入りタイヤにおいて、第1主溝11Aの中心線LAとタイヤ赤道CLとの距離D1はトレッド接地幅TDWの5%〜10%とし、第2主溝11Bの中心線LBとタイヤ赤道CLとの距離D2はトレッド接地幅TDWの25%〜35%とするのが良い。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。距離D1,D2が上記範囲から外れた結果、中間陸部30の幅が過度に小さくなるとスノー性能の改善効果が低下し、逆に中間陸部30の幅が過度に大きくなるとドライ性能の改善効果が低下する。
中間陸部30に配置される横溝31,32の最大幅(踏面における溝幅の最大値)は、センター陸部20に配置される横溝21,22及びショルダー陸部40に配置される横溝41の最大幅(踏面における溝幅の最大値)よりも大きくし、その最大幅の差を0.5mm〜2.0mmとするのが良い。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。上記最大幅の差が0.5mmよりも小さいとスノー性能の改善効果が低下し、逆に2.0mmよりも大きいとドライ性能の改善効果が低下する。また、スノー性能及びドライ性能を同時に確保するために、中間陸部30に配置される横溝31,32の最大幅は5mm〜10mmの範囲に設定し、センター陸部20に配置される横溝21,22及びショルダー陸部40に配置される横溝41の最大幅は4mm〜9mmの範囲に設定することが好ましい。
中間陸部30に配置される横溝31,32の最大深さは、センター陸部20に配置される横溝21,22及びショルダー陸部40に配置される横溝41の最大深さよりも大きくし、その最大深さの差を0.5mm〜3.0mmとするのが良い。これにより、ドライ性能とスノー性能を効果的に改善することができる。上記最大深さの差が0.5mmよりも小さいとスノー性能の改善効果が低下し、逆に3.0mmよりも大きいとドライ性能の改善効果が低下する。また、スノー性能及びドライ性能を同時に確保するために、中間陸部30に配置される横溝31,32の最大深さは6mm〜9mmの範囲に設定し、センター陸部20に配置される横溝21,22及びショルダー陸部40に配置される横溝41の最大深さは5mm〜8mmの範囲に設定することが好ましい。
タイヤサイズ205/55R16で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ周方向に延びる4本の主溝を設け、トレッド部にセンター陸部と一対の中間陸部と一対のショルダー陸部を区画し、これらセンター陸部、中間陸部及びショルダー陸部の各々にタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けると共に、各陸部に配置されるサイプの壁面構造、各陸部の溝面積比率、トレッド接地幅TDWに対する第1主溝の中心線とタイヤ赤道との距離D1の比率(D1/TDW×100%)、トレッド接地幅TDWに対する第2主溝の中心線とタイヤ赤道との距離D2の比率(D2/TDW×100%)、各陸部における横溝の最大幅、各陸部における横溝の最大深さを表1のように設定した従来例、比較例1,2及び実施例1〜7のタイヤを製作した。
サイプの壁面構造について、第1壁面構造(図3)を採用した場合を「A」で示し、第2壁面構造(図4)を採用した場合を「B」で示した。
これら試験タイヤについて、下記試験方法により、ドライ性能、スノー性能を評価し、その結果を表1に併せて示した。
ドライ性能:
各試験タイヤをリムサイズ16×6 1/2Jのホイールに組み付けて排気量2000ccの前輪駆動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧を220kPaとし、ドライ路面において走行した際の直進安定性及び旋回性を含むドライ性能についてパネラーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどドライ性能が優れていることを意味する。
スノー性能:
各試験タイヤをリムサイズ16×6 1/2Jのホイールに組み付けて排気量2000ccの前輪駆動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧を220kPaとし、圧雪路において40km/hの走行状態からブレーキを掛けて停止するまでの制動距離を計測した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどスノー性能が優れていることを意味する。
Figure 2016022806
この表1から判るように、実施例1〜7のタイヤは、従来例との対比において、ドライ性能とスノー性能が共に改善されていた。一方、比較例1のタイヤは、センター陸部及びショルダー陸部に配置されるサイプを第1壁面構造とし、中間陸部に配置されるサイプを第2壁面構造としているものの、各陸部の溝面積比率が一定であるためスノー性能の改善効果が得られなかった。また、比較例2のタイヤは、中間陸部の溝面積比率をセンター陸部及びショルダー陸部の溝面積比率よりも大きくしているものの、各陸部に配置されるサイプがいずれも第2壁面構造を有しているため、ドライ性能の改善効果が得られなかった。
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
11A 第1主溝
11B 第2主溝
20 センター陸部
21,22 横溝
23 サイプ
30 中間陸部
31,32 横溝
33 サイプ
40 ショルダー陸部
41 横溝
43 サイプ

Claims (5)

  1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも4本の主溝を設け、これら主溝により少なくとも5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、
    前記主溝がタイヤ赤道の両側で該タイヤ赤道に対して最も近い位置に配置された一対の第1主溝とタイヤ赤道の両側で最もタイヤ幅方向外側の位置に配置された一対の第2主溝を含み、前記陸部が一対の第1主溝の相互間に位置するセンター陸部と、第1主溝と第2主溝との間に位置する一対の中間陸部と、各第2主溝の外側に位置する一対のショルダー陸部を含み、これらセンター陸部、中間陸部及びショルダー陸部の各々にタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けると共に、前記センター陸部及び前記ショルダー陸部に配置されるサイプはその壁面がサイプ厚さ方向の振幅を持ちながらサイプ深さ方向に延長する第1壁面構造を備えるように構成し、前記中間陸部に配置されるサイプはその壁面がサイプ深さ方向に沿って直線状に延長する第2壁面構造を備えるように構成し、かつ前記中間陸部の溝面積比率を前記センター陸部及び前記ショルダー陸部の溝面積比率よりも大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記中間陸部の溝面積比率と前記センター陸部及び前記ショルダー陸部の溝面積比率との差を3%〜15%としたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記第1主溝の中心線とタイヤ赤道との距離をトレッド接地幅の5%〜10%とし、前記第2主溝の中心線とタイヤ赤道との距離をトレッド接地幅の25%〜35%としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記中間陸部に配置される横溝の最大幅を前記センター陸部及び前記ショルダー陸部に配置される横溝の最大幅よりも大きくし、その最大幅の差を0.5mm〜2.0mmとしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記中間陸部に配置される横溝の最大深さを前記センター陸部及び前記ショルダー陸部に配置される横溝の最大深さよりも大きくし、その最大深さの差を0.5mm〜3.0mmとしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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