JP5548793B1 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗性能と静粛性能とを両立させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド踏面１に、２本の周方向主溝２を有し、該２本の周方向主溝及びタイヤ幅方向の接地端Ｅにより、複数の陸部列３が形成され、前記陸部列は、周方向主溝により挟まれて形成される中央陸部列３ａと、タイヤ幅方向の接地端と前記周方向主溝とにより形成される２つの外側陸部列３ｂとからなり、前記中央陸部列は、リブ状陸部であり、且つ、前記２本の周方向主溝のうちの一方に開口して該中央陸部列内にて終端する中央ラグ溝４を有し、前記外側陸部列は、リブ状陸部であり、且つ、タイヤ幅方向の接地端に開口して前記外側陸部列内にて終端する外側ラグ溝６、及び、前記周方向主溝に開口し、前記外側ラグ溝より溝幅が小さく、トレッド幅方向に延びる外側副ラグ溝７を有する。
【選択図】図１６

Description

本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

従来、特許文献１に記載のように、タイヤを狭幅化・大径化することにより転がり抵抗を低減させる技術が提案されており、主に、電気自動車用のタイヤとしての用途に有効な技術として期待されている。

国際公開２０１１／１３５７７４号パンフレット

特許文献１に記載の技術によれば、転がり抵抗性能については、十分な効果が得られるものの、タイヤを狭幅化しているため、ベルトのタイヤ幅方向の幅が小さく、従来対比でベルトに高い張力がかかり、トレッド付近が高剛性となる。さらに、一定の負荷能力を担保するために高内圧で使用する場合もあるため（特許文献１の段落［００３７］参照）、走行時の静粛性能を向上させる余地があった。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、転がり抵抗性能と静粛性能とを両立させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にトロイダル状に跨るラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備え、前記タイヤをリムに組み込み、内圧を２５０ｋＰａ以上とした際に、前記タイヤの断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）未満である場合は、前記タイヤの断面幅ＳＷと外径ＯＤとの比ＳＷ／ＯＤは、０．２６以下であり、前記タイヤの断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）以上である場合は、前記タイヤの断面幅ＳＷおよび外径ＯＤは、関係式、ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３、を満たし、前記タイヤは、トレッド踏面に、トレッド周方向に延びる２本の周方向主溝を有し、該２本の周方向主溝及びタイヤ幅方向の接地端により、複数の陸部列が区画形成され、前記陸部列は、前記２本の周方向主溝により挟まれて区画形成される中央陸部列と、タイヤ幅方向の接地端と前記周方向主溝とにより区画形成される２つの外側陸部列とからなり、前記中央陸部列は、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であり、且つ、前記２本の周方向主溝のうちの一方に開口して該中央陸部列内にて終端する中央ラグ溝を有し、前記外側陸部列は、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であり、且つ、タイヤ幅方向の接地端に開口して前記外側陸部列内にて終端する外側ラグ溝、及び、前記外側陸部列を区画する前記周方向主溝に開口し、前記外側ラグ溝より溝幅が小さく、トレッド幅方向に延びる外側副ラグ溝を有し、前記中央陸部列は、前記２本の周方向主溝のうち車両装着外側となる一方の前記周方向主溝に開口し、前記中央陸部列内に終端する中央第１ラグ溝を有し、且つ、前記中央陸部列は、他方の前記周方向主溝に開口して前記中央陸部列内に終端する中央第２ラグ溝又は他方の前記周方向主溝に開口して前記中央陸部列内をトレッド幅方向に延びる、前記中央ラグ溝の溝幅より小さい溝幅を有する中央副ラグ溝を有し、前記一方の周方向主溝に開口する中央第１ラグ溝と、前記他方の周方向主溝に開口する中央第２ラグ溝又は中央副ラグ溝とは、トレッド周方向に交互に形成されていることを特徴とする。ここで、「トレッド周方向に連続したリブ状陸部」とは、上記陸部列が、中央ラグ溝や外側ラグ溝によりトレッド周方向に分断されていないことをいい、それより小さい溝幅の中央副ラグ溝や外側副ラグ溝によりトレッド周方向に分断されているものは、トレッド周方向に連続したリブ状陸部に含めるものとする。また、「２本の周方向主溝」とは、トレッド周方向に連続して延び、溝幅（開口幅）が、５ｍｍ以上のものをいうものとする。さらに、「タイヤ幅方向の接地端Ｅ」とは、タイヤをリムに装着し、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重に対応する内圧を充填し、該最大荷重を負荷した際、タイヤが路面と接地する接地面のタイヤ幅方向最外側点をいうものとする。なお、この構成によれば、操縦安定性を向上させることもできる。

また、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、前記外側陸部列のトレッド幅方向の幅は、前記中央陸部列のトレッド幅方向の幅より大きいことが好ましい。この構成によれば、トレッド幅方向の偏摩耗等を抑制することができる。

加えて、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、前記陸部列の側縁が面取りされていることが好ましい。この構成によれば、操縦安定性をさらに向上させることができる。

また、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、前記２つの外側陸部列のうち、車両装着外側の前記外側陸部列のネガティブ率は、車両装着内側の前記外側陸部列のネガティブ率より小さいことが好ましい。この構成によれば、操縦安定性と排水性とを両立させることができる。

さらに、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、前記中央副ラグ溝及び前記外側副ラグ溝の溝幅は、０．４〜１．５ｍｍであることが好ましい。上記の範囲とすることにより、排水性能と静粛性能とを両立させることができる。

本発明によれば、転がり抵抗性能と静粛性能とを両立させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

（ａ）タイヤの側面図である。（ｂ）タイヤの接地面付近を示すタイヤ周方向断面図である。 タイヤ外径ＯＤと撓み量δ１との関係を示す図である。 タイヤの変形について説明するための図である。 （ａ）（ｂ）タイヤの変形について説明するための幅方向断面図である。 接地幅Ｗと撓み量δ２との関係を示す図である。 荷重と内圧と接地面積との関係について説明するための図である。 （ａ）タイヤの高内圧化したときの撓み量δ１を示す図である。（ｂ）タイヤを高内圧化したときの接地面積を示す図である。 タイヤの大径化、狭幅化による車両スペースの確保について説明するための図である。 タイヤの内圧とタイヤの転がり抵抗値（ＲＲ値）との関係を示す図である。 各タイヤのタイヤ重量と転がり抵抗値とを示す図である。 各タイヤの接地長と転がり抵抗値とを示す図である。 各タイヤの撓み量δ１と接地長とを示す図である。 各タイヤの接地幅と転がり抵抗値との関係を示す図である。 供試タイヤおよび従来タイヤにおける、ＳＷとＯＤとの関係を示す図である。 各タイヤのタイヤ重量と転がり抵抗値とを示す図である。 本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。

以下、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤと称する）を導くに至った過程について説明する。図１（ａ）は、タイヤクラウン部がタイヤの荷重時において撓む様子を示している。このクラウン部の撓みにより、図１（ａ）に平行四辺形で模式的に示すように、トレッドゴムがタイヤ周方向にせん断変形し、この変形がタイヤ転動時において繰り返されてエネルギー損失の原因となって転がり抵抗が増大する。そこで、まず、転がり抵抗値を低減するためには、タイヤ接地時の撓み量を低減することが重要となる。

図１（ｂ）は、タイヤ接地面付近のタイヤ周方向断面図である。図１（ｂ）に示すように、タイヤ外径をＯＤ（ｍｍ）、撓み量をδ１（ｍｍ）、周方向の接地長をＬ（ｍｍ）とするとき、幾何学的に撓み量δ１を以下の２つの式で近似的に表すことができる。
（式１）δ１＝（ＯＤ／２）×（１−ｃｏｓθ）
（式２）θ≒ｔａｎ^−１｛（Ｌ／２）／（ＯＤ／２）｝≒Ｌ／ＯＤ
また、図２は、様々なタイヤサイズの従来タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷したときのタイヤ外径ＯＤと撓み量δ１との関係を示す図である。ここで、従来タイヤにおいて、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムをいうものとする。また、「規定内圧」とは、上記のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（日本自動車タイヤ協会規格）等に定められたラジアルプライタイヤのサイズに対応する適用リム及び空気圧−負荷能力対応表に基づくものである。また、「最大負荷荷重」とは、上記所定の産業規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことである。

上記式１、式２及び図２から、撓み量δ１を低減するためには、タイヤ外径ＯＤを増大させることが有効であることがわかる。すなわち、タイヤの転がり抵抗を、トレッドゴムのタイヤ周方向せん断変形を抑制する観点から低減するには、タイヤの大径化が有効である。

さらに、タイヤのベルト張力は、以下の式で表されることから、タイヤの大径化によりベルト張力が増大することがわかる。
（式３）Ｔ＝（ＯＤ／２）×Ｐ
ベルト張力が増大すると、タイヤのリング剛性（タイヤのリング形状を維持するための剛性）が増大するため、図３（ａ）（ｂ）に示すように、タイヤのリング形状を維持して、そのリング全体が偏心移動する変形（偏芯変形）が助長される。これにより、トレッドゴムの変形が抑制されて、タイヤの転がり抵抗値が低減する。すなわち、タイヤの大径化は、タイヤのリング変形を抑制する観点からも、タイヤの転がり抵抗値の低減に有効である。

次に、発明者は、トレッドゴムのタイヤ幅方向のせん断変形に着目した。すなわち、タイヤ接地時において、クラウン部が撓むことにより、図４（ａ）に平行四辺形で模式的に示すように、トレッドゴムはタイヤ幅方向にせん断変形し、この変形がタイヤ転動時において繰り返されてエネルギー損失の原因となり、転がり抵抗が増大する。

図４（ｂ）は、タイヤ接地面のタイヤ幅方向断面図である。図４（ｂ）に示すように、タイヤ幅方向断面において、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷を荷重したときに接地端となる点をＥ１、Ｅ２とし、幅方向中央位置を点Ｆとし、幅方向の接地幅をＷ（ｍｍ）とする。また、無負荷状態において、幅方向断面にて３点Ｅ１、Ｅ２、Ｆを含む曲線を円弧と近似した場合の点Ｅ１、Ｅ２におけるクラウン半径をＣＲ（ｍｍ）とし、そのときの円の中心をＯとする。このとき、幅方向断面において、線分ＯＥ１がタイヤ赤道面に対してなす角度をγ（°）とする。さらに、上記タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷の荷重による撓み量（幅方向接地端が径方向に撓む量）をδ２（ｍｍ）、とするとき、幾何学的にδ２を以下の２つの式で近似的に表すことができる。
（式４）δ２＝ＣＲ×（１−ｃｏｓγ）
（式５）γ≒ｔａｎ^−１｛（Ｗ／２）／ＣＲ｝≒Ｗ／２ＣＲ
また、図５は、様々なタイヤサイズの従来タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷したときの接地幅Ｗと撓み量δ２との関係を示す図である。上記式４、式５、及び図５に示すように、接地幅Ｗを低減することにより、撓み量δ２を低減することができることがわかる。すなわち、タイヤの転がり抵抗を、トレッドゴムのタイヤ幅方向せん断変形を抑制する観点から低減するには、タイヤの狭幅化が有効である。また、タイヤの狭幅化は、タイヤ重量の軽量化にも有効である。以上により、まず、大径化と狭幅化とを適切に規制することによりタイヤ重量を低減しつつも、タイヤの転がり抵抗値を低減させ得ることがわかった。

ところで、図６に示すように、タイヤの接地長をＬ、接地幅をＷ、タイヤの内圧をＰ、タイヤの負荷荷重をＬｏとするとき、タイヤの接地面と負荷荷重との間には、力の釣り合い条件から導かれる、以下の式で近似される関係が成り立つ。
（式６）Ｌｏ≒Ｗ×Ｌ×Ｐ

従って、タイヤの荷重と内圧とを一定とするとき、上述したトレッドゴムの幅方向のせん断変形を抑制すべく、またタイヤを軽量化すべく、タイヤの接地幅Ｗを低減すると、上記式６に示す釣り合いの関係式から接地長Ｌが増大することがわかる。すると、上記の式１、式２に従うと、接地長Ｌの増大により撓み量δ１が増大することによって、トレッドゴムのタイヤ周方向のせん断変形が増大してしまうことが新たに判明した。

そこで、発明者は、タイヤを狭幅化しつつも、接地長の増大を抑制する手法として、タイヤを高内圧のもとに使用することが有効であることを見出した。すなわち、上記式６の関係により、接地幅を低減させても、タイヤを高内圧のもとに使用することにより接地長を低減させずに、負荷荷重を支えることができる。図７（ａ）は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを適用リムに装着し、最大負荷荷重を負荷したときの接地幅Ｗと撓み量δ１との関係を示す図である。また、図７（ｂ）は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを適用リムに装着し、最大負荷荷重を負荷したときの接地幅Ｗと接地面積との関係を示す図である。図７（ａ）に示すように、タイヤを規定内圧を充填して使用する場合には、接地幅が低減することにより、撓み量δ１が増大する。このため、トレッドゴムの周方向せん断変形の抑制効果が減少する。また、図７（ｂ）に示すように、接地幅を減少させても接地面積は、ほぼ一定であり、接地長が増大していることがわかる。これに対し、タイヤを高内圧化して使用することにより、図７（ａ）に示すように、接地幅を低減しても撓み量の増大を抑制し、図７（ｂ）に示すように、接地幅を低減させることにより、接地面積を減少させることができる。これにより、タイヤ接地時のトレッドゴムの周方向及び幅方向のせん断変形を抑制してタイヤの転がり抵抗値を低減することができる。

また、図８（ａ）（ｂ）に示すように、タイヤの狭幅化により、車両スペースの確保が可能となり、特にタイヤの車両装着内側近傍に駆動部品の設置スペースを確保することができる。さらに、ラジアルタイヤの大径化によって車輪軸が高くなり、床下のスペースが拡大されるため、車両のトランク等のスペースや、駆動部品の設置スペースが確保できることができる。

発明者は、以上の知見を元に、タイヤの大径化、狭幅化、及び高内圧化により、タイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを両立することのできる具体的な条件を究明した。まず、評価基準となるタイヤとして、最も汎用的な車両で使用され、タイヤ性能の比較に適している、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを基準タイヤ１として用意した。また、様々なタイヤサイズのタイヤを用意し、タイヤのビード幅に対応した幅のリムに組み込み、内圧を２２０ｋＰａとした場合と高内圧化した場合とで、以下の試験を行った。表１に各タイヤの諸元を示す。タイヤの内部構造等、表１に示さないタイヤの諸元については、一般的なタイヤと同様であり、各タイヤは、一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備える。なお、タイヤサイズに関しては、ＪＡＴＭＡ（日本のタイヤ規格）、ＴＲＡ（アメリカのタイヤ規格）、ＥＴＲＴＯ（欧州のタイヤ規格）等の従来の規格に捉われずに、これらの規格外のタイヤサイズも含めて、幅広く検討した。特に、スポーティー仕様を想定したタイヤとして、タイヤの断面幅ＳＷが１７５（ｍｍ）以上の供試タイヤ２７〜３３も試作した。ここで、供試タイヤ２７〜３３の比較対象は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤ（基準タイヤ１）のインチアップとなるタイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７のタイヤ（基準タイヤ２）である。

＜転がり抵抗値（ＲＲ値）＞
上記各タイヤをタイヤのビード幅に対応した幅のリムに装着して、タイヤ・リム組立体とし、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷し、ドラム回転速度１００ｋｍ／ｈの条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、基準タイヤ１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。
＜タイヤ重量＞
タイヤ重量は、各タイヤの重量を計測し、基準タイヤ１の質量を１００として指数で表示した（数値が低いほど軽い）。以下、評価結果を表２、３に示し、それに基づき、さらに図１０〜１３に示している。

また、供試タイヤ８、１５、２０、３１について、様々な内圧条件の下で、タイヤの転がり抵抗値を上述の方法で評価する試験を行った。評価結果を表４及び図９に示す。

表２〜４及び図９、図１０（ａ）（ｂ）から、供試タイヤ１〜２６は、内圧２５０ｋＰａ以上として使用することにより、基準タイヤ１と比較してタイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを共に低減することができることがわかる。また、供試タイヤ２７〜３３は、内圧２５０ｋＰａ以上として使用することにより、基準タイヤ２と比較してタイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを共に低減することができることがわかる。なお、内圧については、３５０ｋＰａ以下とすることが好ましい。

ここで、発明者は、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量とを共に低減することのできる、供試タイヤ１〜３３が如何なるサイズのタイヤであるものかさらに具体的に検討した。図１４（ａ）（ｂ）は、供試タイヤおよび従来タイヤについて、断面幅ＳＷ（ｍｍ）と外径ＯＤ（ｍｍ）との関係を示す図である。図１４（ａ）に示すように、断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）未満である場合には、供試タイヤは、比ＳＷ／ＯＤが０．２６以下である。すなわち、内圧を２５０ｋＰａ以上とした際に、比ＳＷ／ＯＤが０．２６以下であるタイヤは、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量とを共に低減することができることがわかる。また、図１４（ａ）に示すように、断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）以上である場合には、供試タイヤは、断面幅ＳＷおよび外径ＯＤが、関係式、
ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３
を満たしている。すなわち、断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）以上である場合には、内圧を２５０ｋＰａ以上とした際に、上記関係式を満たすタイヤは、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量とを共に低減することができることがわかる。

また、図１４（ｂ）に示すように、ＳＷが１６５（ｍｍ）未満の場合と、ＳＷが１６５（ｍｍ）以上の場合とを併せて、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量とを共に低減することが可能なタイヤサイズの境界線を二次曲線によりフィッティングを行ったところ、関係式、
ＯＤ≧−０．０１８７×ＳＷ^２＋９．１５×ＳＷ−３８０
を満たすタイヤについて、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量とを共に低減することができることがわかった。

また、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量とを共に低減するために、ＳＷ／ＯＤ≦０．２６を満たすことが好ましく、ＳＷ／ＯＤ≦０．２４を満たすことが特に好ましい。

また、表２、３及び図１１（ａ）（ｂ）から、高内圧化によって接地幅の減少による接地長の増大を抑制し、接地長を基準タイヤと同程度にすることができることがわかる。さらに、表２及び図１２（ａ）に示すように、内圧が２２０ｋＰａの場合は、接地幅を減少させることにより、接地長が増大し、撓み量δ１も増大するのに対し、表２、図１２（ｂ）に示すように、タイヤを高内圧化することにより、接地長の増大を抑制し、従って、撓み量δ１を低減することができることがわかる。従って、表３、図１３に示すように、タイヤの断面幅ＳＷおよび外径ＯＤについて、ＳＷ／ＯＤ≦０．２６（ＳＷ＜１６５（ｍｍ））を満たすサイズを有するタイヤをタイヤのビード幅に対応した幅のリムに組み込み、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷した際、接地幅が１５０ｍｍ以下であるようにタイヤを使用することにより、タイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを両立させることができることがわかる。また、ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３（ＳＷ≧１６５（ｍｍ））を満たすサイズを有するタイヤをタイヤのビード幅に対応した幅のリムに組み込み、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷した際、接地幅が１７５ｍｍ以下であるようにタイヤを使用することにより、タイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを両立させることができることがわかる。あるいは、ＯＤ≧−０．０１８７×ＳＷ^２＋９．１５×ＳＷ−３８０を満たすサイズを有するタイヤをタイヤのビード幅に対応した幅のリムに組み込み、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷した際、接地幅が１７５ｍｍ以下であるようにタイヤを使用することにより、タイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを両立させることができることがわかる。なお、図１３においては、接地幅が１５０ｍｍの場合をＩＮＤＥＸで１００として示しており、数値が小さい方が接地幅が短いことを示している。また、接地幅はタイヤ軸力を確保して車両の安定性や安全性を高める観点からは、９０ｍｍ以上であることが好ましい。このとき、接地長は９０〜１４０ｍｍであることが好ましい。

また、タイヤの断面幅ＳＷおよび外径ＯＤが、について、境界線を一次式で見た場合には、ＳＷ／ＯＤ≦０．２６（ＳＷ＜１６５（ｍｍ））、かつ、ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３（ＳＷ≧１６５（ｍｍ））を満たし、あるいは、境界線を二次式で見た場合には、ＯＤ≧−０．０１８７×ＳＷ^２＋９．１５×ＳＷ−３８０を満たすサイズを有するタイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷した際、タイヤの接地面積が１６０００ｍｍ^２以下であることが好ましい。タイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを両立させることができるからである。なお、タイヤ軸力を確保して車両の安定性や安全性を高める観点からは、上記接地面積は、１００００ｍｍ^２以上とすることが好ましい。

また、高内圧化による効果を見るために、さらに様々なタイヤサイズのタイヤで、使用内圧を変化させ、転がり抵抗値とタイヤ重量を評価する試験を行った。各タイヤの諸元及び評価結果を表５、図１５に示している。

表５及び図１５に示すように、接地幅を狭くしても撓み量δ１が同等となるような高内圧条件において、境界線を一次式で見た場合には、
ＳＷ／ＯＤ≦０．２６（ＳＷ＜１６５（ｍｍ））、かつ、
ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３（ＳＷ≧１６５（ｍｍ））
（以下、関係式Ａと称することもある）を満たし、
あるいは、境界線を二次式で見た場合には、
ＯＤ≧−０．０１８７×ＳＷ^２＋９．１５×ＳＷ−３８０
（以下、関係式Ｂと称することもある）を満たすサイズを有するタイヤを使用することにより、タイヤの転がり抵抗値とタイヤ重量を低減できることがわかる。また、上記関係式Ａ、あるいは、関係式Ｂを満たすサイズを有するタイヤを内圧２７０ｋＰａ以上で使用することにより、転がり抵抗値を大きく低減させることができ、内圧３２０ｋＰａ以上で使用することにより、さらに転がり抵抗値を大幅に低減させることができることがわかる。

ここで、２５０ｋＰａ以上の高内圧条件でタイヤを使用するための好ましいタイヤ構造について説明する。まず、カーカスは、少なくとも一枚のカーカスプライの端部が、タイヤ最大幅部より径方向外側に位置するハイターンアップ構造とすることが好ましく、径方向においてカーカスとベルトとの間に位置するいわゆるエンベロープ構造のものとすることがより望ましい。また、ベルトは、高剛性のものを用いるのが好ましく、具体的には、ベルトコードのヤング率が４５０００ＭＰａ以上のものであることが好ましい。カーカス構造やベルト剛性を適切化して、高内圧でも使用可能なタイヤの強度を確保するためである。さらに、タイヤのインナーライナーは、厚さが０．６ｍｍ以上であることが好ましい。高内圧状態での空気漏れを抑制することができるからである。

ここで、発明者は、上述した、狭幅・大径・高内圧のタイヤに特有の静粛性能に関する問題を解決すべく鋭意検討を行い、この問題を解決し得るタイヤのトレッドパターンに関する知見を得た。そこで、次に、上述した狭幅・大径・高内圧の乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、転がり抵抗性能と静粛性能とを両立させるためのタイヤのトレッドパターンについて説明する。

図１６は、本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッド踏面を示す展開図である。このタイヤは、内圧が２５０ｋＰａ以上である場合に、上記関係式Ａ又はＢを満たす、狭幅・大径のタイヤであり、一対のビード部間にトロイダル状に跨るラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤである。図１６に示すように、このタイヤは、トレッド踏面１に、トレッド周方向に延びる２本の周方向主溝２（２ａ、２ｂ）を有する。図示例では、周方向主溝２ａ、２ｂは、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで１本ずつ配置されており、この例では、車両装着時に外側となる位置に周方向主溝２ａが配置され、一方で、車両装着時に内側と成る位置に周方向溝２ｂが配置されている。そして、２本の周方向主溝２ａ、２ｂ及びタイヤ幅方向の接地端Ｅにより３つの陸部列３が区画形成されている。これら陸部列３は、２本の周方向主溝２ａ、２ｂにより挟まれて区画形成される中央陸部列３ａと、タイヤ幅方向の接地端Ｅと周方向主溝２ａ（又は２ｂ）とにより区画形成される２つの外側陸部列３ｂとからなる。

ここで、図１６に示すように、中央陸部列３ａは、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であり、且つ、中央陸部列３ａは、２本の周方向主溝２ａ、２ｂのうちの一方（図示例では、周方向主溝２ａ）に開口して中央陸部列３ａ内にて終端する中央ラグ溝４を有している。さらに図示例では、中央陸部列３ａは、他方の周方向主溝２ｂに開口して中央陸部列３ａ内をトレッド幅方向に延びる中央副ラグ溝５を有する。図１６に示すように、中央副ラグ溝５は、一方の周方向主溝２ａにも開口している。そして、図１６に示すように、一方の周方向主溝２ａに開口する中央ラグ溝４と、他方の周方向主溝２ｂに開口する中央副ラグ溝５は、トレッド周方向に交互に形成されている。ここで、中央副ラグ溝５の溝幅（開口幅）は、中央ラグ溝４の溝幅（開口幅）より小さく、中央ラグ溝４の溝幅は、例えば、２〜４ｍｍであるのに対し、中央副ラグ溝５の溝幅は、例えば、０．４〜１．５ｍｍである。

また、外側陸部列３ｂは、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であり、且つ、外側陸部列３ｂは、タイヤ幅方向の接地端Ｅに開口して外側陸部列３ｂ内にて終端する外側ラグ溝６を有している。さらに、外側陸部列３ｂは、外側陸部列３ｂを区画形成する周方向主溝２ａ（又は２ｂ）に開口し、外側ラグ溝６より溝幅が小さく、トレッド幅方向に延びる外側副ラグ溝７を有する。図示のように、外側副ラグ溝７は、タイヤ幅方向の接地端Ｅにも開口しており、特に車両装着内側の外側陸部列３ｂに配置された外側副ラグ溝７は、途中で途切れるようにして延在しており、周方向主溝２ｂ及びタイヤ幅方向の接地端Ｅに開口している。なお、本実施形態では、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７を溝として形成しているが、サイプであっても良い。さらに、図示例では、車両装着外側の外側陸部列３ｂに配置された外側ラグ溝６は、外側副ラグ溝７に連通し、外側副ラグ溝７を介してタイヤ幅方向の接地端Ｅに開口している。ここで、上述したように、外側副ラグ溝７の溝幅（開口幅）は、外側ラグ溝６の溝幅（開口幅）より小さく、外側ラグ溝６の溝幅は、例えば、２〜４ｍｍであるのに対し、外側副ラグ溝７の溝幅は、例えば、０．４〜１．５ｍｍである。

本実施形態のタイヤによれば、まず、トレッド踏面１に、２本の周方向主溝２ａ、２ｂを有するため、排水性と操縦安定性とを両立させることができる。すなわち、本実施形態のタイヤは、タイヤ幅が狭幅であるため、もともと接地面積が従来のタイヤより小さく、周方向主溝を３本以上形成すると、接地面積が減少しすぎて操縦安定性が低下してしまうが、その一方で、周方向主溝が１本であると、排水性が低下してしまうからである。ここで、２本の周方向主溝は、本実施形態のようにタイヤ赤道面ＣＬを挟んで１本ずつ形成することが、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするトレッド半部間の剛性のバランスをとる上で好ましく、偏摩耗の発生を抑制することもできる。

さらに、上述したように狭幅・大径タイヤは、トレッド付近の剛性が高くなるものの、本実施形態のタイヤによれば、中央陸部列３ａ及び外側陸部列３ｂに、各陸部列３内で終端する中央ラグ溝４、外側ラグ溝６を設けているため、各陸部列３の剛性を適度に低下させることができ、これにより走行時の接地の衝撃を陸部列３の変形により吸収して静粛性能を高めることができる。すなわち、中央ラグ溝４が周方向主溝２ａ、２ｂの双方に連通する場合や、外側ラグ溝６がタイヤ幅方向の接地端Ｅと周方向主溝２ａ（又は２ｂ）とに連通する場合には、陸部列３がブロック状に区画され、各ブロックの周方向端部が路面に接地する際にパターンノイズが発生する原因となってしまうが、本実施形態のタイヤでは、中央陸部列３ａ及び外側陸部列３ｂは、溝幅の大きい中央ラグ溝４、外側ラグ溝６によっては区画されていない、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であるため、パターンノイズの発生を抑制することができる。

また、上記のように中央ラグ溝４、外側ラグ溝６が各陸部列３ａ、３ｂ内で終端する構成だと、排水性能が低下する懸念があるが、本実施形態によれば、外側陸部列３ｂは、外側ラグ溝６より溝幅が小さくトレッド幅方向に延びる外側副ラグ溝７を周方向主溝２ａ（又は２ｂ）に開口させているため、排水性を確保することができ、一方で外側副ラグ溝７は溝幅が小さいため、上述したパターンノイズの発生を抑制することもでき、静粛性能も確保することができる。また、上述したように、狭幅タイヤでは、従来タイヤより接地面積が小さくなるが、溝幅の小さい外側副ラグ溝７に排水機能を持たせたため、接地面積を大きく低下させることなく排水性を確保することができる。

以上のように、本実施形態のタイヤによれば、転がり抵抗性能及び静粛性能を両立させることができ、さらには、操縦安定性、排水性能までも両立させることができる。

ここで、本発明のタイヤにあっては、図１６に示すように、外側陸部列３ｂのトレッド幅方向の幅Ｗ１、Ｗ２は、中央陸部列３ａのトレッド幅方向の幅Ｗ３より大きいことが好ましい。狭幅・大径タイヤでは、トレッド踏面の中央部で剛性が大きくなる傾向にあり、従って、幅Ｗ１、Ｗ２を幅Ｗ３より大きくすることにより、各陸部列のトレッド幅方向での剛性差を低減することができ、偏摩耗等を抑制することができるからである。

また、本発明のタイヤにあっては、図１６に示すように、中央陸部列３ａは、２本の周方向主溝２ａ、２ｂのうち車両装着外側となる一方の周方向主溝２ａに開口し、中央陸部列３ａ内に終端する（第１）中央ラグ溝４を有し、且つ、中央陸部列３ａは、他方の周方向主溝２ｂに開口して中央陸部列３ａ内をトレッド幅方向に延びる中央副ラグ溝５を有し、一方の周方向主溝２ａに開口する中央ラグ溝４と、他方の周方向主溝２ｂに開口する中央副ラグ溝５とが、トレッド周方向に交互に形成されていることが好ましい。中央ラグ溝４が、車両装着外側の周方向主溝２ａに開口する構成とすることにより、車両旋回時に横力がかかった際の陸部列３の変形が助長され、接地性が向上して操縦安定性をさらに確保することができる。また、そのような中央ラグ溝４を設けるだけだと、バランスが良くないが、車両装着内側となる周方向主溝２ｂに開口する中央副ラグ溝５を形成し、中央ラグ溝４と中央副ラグ溝５とをトレッド周方向に交互に配置しているため、中央陸部列３ａ内でトレッド幅方向の剛性バランスがより均一となり、偏摩耗の発生等を抑制することができる。なお、図１６に示す実施形態においては、溝幅が小さい中央副ラグ溝６を他方の周方向主溝２ｂに開口させているが、代わりに第２中央ラグ溝を他方の周方向主溝２ｂに開口させても上記の効果を得ることができ、この場合は、第２中央ラグ溝は、他方の周方向主溝２ｂのみに開口し、中央陸部列３ａ内で終端し、一方の周方向主溝２ａには開口しないものとする。

さらに、本発明のタイヤは、陸部列３の側縁、すなわち、周方向主溝２ａ、２ｂのトレッド踏面１への開口部により区画される陸部列３の側壁の縁部（エッジ部分）が面取りされていることが好ましい。上記のような横力がかかった際に、陸部列３の変形を助長して接地性を向上させ、その結果、操縦安定性を向上させることができるからである。なお、面取りは、側縁が丸みを帯びるようにしてもよいし、平面状にしてもよい。

さらにまた、本発明のタイヤは、２つの外側陸部列３ｂのうち、車両装着外側の外側陸部列３ｂのネガティブ率は、車両装着内側の外側陸部列３ｂのネガティブ率より小さいことが好ましい。車両装着外側は、旋回時における横力を発生させるために接地性が重要であり、接地面積を確保するためにネガティブ率を低くすることが有効である。一方で、全体的にネガティブ率を低くすると、排水性能が低下してしまうため、車両装着内側のネガティブ率を相対的に大きくして、操縦安定性と排水性能との両立を図ることができる。

ここで、本発明のタイヤは、中央副ラグ溝５及び外側副ラグ溝７の溝幅は、０．４〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．４ｍｍ以上とすることにより、排水性能をより確保することができ、一方で、１．５ｍｍ以下とすることにより、静粛性能をより確保することができるからである。

さらに、本発明では、中央ラグ溝４及び外側ラグ溝６の溝幅は、中央副ラグ溝５及び外側副ラグ溝７の溝幅の２倍以上であることが好ましい。陸部列３の剛性を十分に低下させて静粛性能を向上させることができるからである。

ここでまた、周方向主溝２ａ、２ｂの接地開口面における溝幅の総幅は、接地幅の１３％以上２０％以下であることが好ましい。１３％以上とすることにより、陸部の剛性を十分に低下させて静粛性能を向上させることができ、一方で、２０％以下とすることにより、接地面積を確保して操縦安定性及びトラクション性能を確保することができるからである。ここで、「接地幅」とは、タイヤをリムに装着し、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重に対応する内圧を充填し、無負荷状態とした際の、上記トレッド端を結んだタイヤ幅方向の幅をいうものとする。

また、外側副ラグ溝７は、外側陸部列３ｂにおいて、タイヤ幅方向の接地端Ｅにも開口することが好ましい。排水性が向上するからである。なお、外側副ラグ溝７は、図１６に示すように、途中で途切れるようにして延在するものとすることもできる。

さらに、各陸部列３のネガティブ率（トレッド踏面１における周方向主溝２ａ、２ｂの開口部の溝面積の割合）は、５％以上１５％以下であることが好ましい。５％以上とすることにより排水性能を確保することができ、一方で、１５％以下とすることにより操縦安定性を確保することができるからである。

また、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７の深さ及び中央ラグ溝４、外側ラグ溝６の溝深さは、周方向主溝２ａ、２ｂの溝深さより浅いことが好ましい。ある程度の深さがあれば中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７及び中央ラグ溝４、外側ラグ溝６による排水性を確保することができる一方で、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７溝及び中央ラグ溝４、外側ラグ溝６の溝深さが深すぎて剛性が低下しないように、周方向主溝２ａ、２ｂの溝深さより浅くすることにより、陸部列３の剛性を確保して操縦安定性を確保することができるからである。一方で、中央ラグ溝４、外側ラグ溝６、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７の溝深さは、中央ラグ溝４、外側ラグ溝６、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７それぞれの延在長さ（ペリフェリ長さ）の５０％以上の領域で主溝深さの５０％以上の深さであることが好ましく、中央ラグ溝４、外側ラグ溝６、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７の延在長さの中央付近で最大深さを有することが特に好ましい。陸部列３を蹴り出す際の歪み緩和効果をより発揮させることができるからである。

さらに、中央ラグ溝４、外側ラグ溝６、中央副ラグ溝５、外側副ラグ溝７のトレッド幅方向に投影した長さは、中央陸部列のトレッド幅方向の幅の３３％〜８０％であることが好ましい。３３％以上とすることにより、陸部列３を蹴り出す際の歪み緩和効果をより発揮させることができ、一方で、８０％以下とすることにより、ブロック剛性を確保することができるからである。さらに、中央ラグ溝４、外側ラグ溝６は、トレッド幅方向に対して６０°以下の角度で傾斜していることが好ましい。ブロック剛性の確保と上記歪み緩和効果とを両立させることができるからである。

ここで、本発明においては、少なくとも一方の外側陸部列３ｂにトレッド周方向に延び、溝幅（開口幅）が２ｍｍ未満である周方向細溝を配置することもできる。図１６に示す例では、例えば、外側副ラグ溝７が途切れた箇所に周方向細溝を配置することができる。また、少なくとも一方の外側陸部列３ｂでは、外側ラグ溝６がタイヤ幅方向の接地端Ｅに直接開口せずに、外側副ラグ溝７を介して開口してもよい。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるため、発明例１〜５、７、８、参考例にかかるタイヤと、比較例１、２にかかるタイヤとを試作した。各タイヤの諸元は、以下の表６に示している。なお、表６において、「中央ラグ溝」、「外側ラグ溝」の「片側開口」とは、中央ラグ溝の場合は、周方向主溝の一方のみに開口し、中央陸部列内で終端することを意味し、外側ラグ溝の場合は、タイヤ幅方向の接地端に開口し、外側陸部列内で終端することを意味する。また、「両側開口」とは、中央ラグ溝及び外側ラグ溝が、それぞれ、各陸部列内で終端せずに周方向主溝間で延び、又はタイヤ幅方向の接地端から周方向主溝まで延びることを意味する。「面取り」との項目は、陸部列の側縁が面取りされているか否かを示す。「外側陸部列のネガティブ率」とは、例えば、「外＜内」との事項は、車両装着外側の外側陸部列のネガティブ率が、車両装着内側の外側陸部列のネガティブ率より小さいことを意味する。「外＞内」は、その逆の関係である。

タイヤサイズ１４５／６０Ｒ１７の上記各タイヤについて、タイヤ性能を評価する以下の試験を行った。
＜操縦安定性＞
上記各タイヤについて、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）をドライバーがフィーリング評価した。比較例１にかかるタイヤを１００として指数化したもので操縦安定性を評価し、数値が大きい方が性能に優れていることを示す。
＜転がり抵抗性能＞
上記各タイヤをタイヤのビード幅に対応した幅のリムに装着して、タイヤ・リム組立体とし、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷し、ドラム回転速度１００ｋｍ／ｈの条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、比較例１にかかるタイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗性能に優れていることを意味する。
＜排水性能＞
上記各タイヤについて、ドライバーが、水深５ｍｍのプールに速度を変えて進入させ、ハイドロプレーニング現象の発生速度を評価した。比較例１にかかるタイヤについての排水性の評価を１００として、指数評価した結果を表６に示す。数値が大きいほどそのタイヤの排水性が良いことを示す。
＜静粛性能＞
ドライバーが上記各タイヤを装着した車両をサーキット路にて時速６０〜１２０ｋｍ／ｈにて走行させて、フィーリングにより評価した。この時、比較例１にかかるタイヤの静粛性能を１００として換算し、その他のタイヤを相対評価した。なお、数値が大きいほど静音性に優れることを示す。
各評価結果について、タイヤの諸元と共に以下の表６に示している。

表６に示すように、発明例１〜５、７、８にかかるタイヤは、いずれも転がり抵抗性能と静粛性能とを両立させることができていることがわかる。

また、表６に示すように、中央陸部列にも中央副ラグ溝を有する発明例１は、参考例より操縦安定性がさらに向上していることがわかる。加えて、周方向主溝の側縁に面取りを行っている発明例７は、発明例１より操縦安定性が向上していることがわかる。さらに、外側陸部列のネガティブ率のバランスを好適化した発明例１は、発明例８より、操縦安定性及び排水性能に優れていることがわかる。また、発明例１〜５の比較により、外側副ラグ溝の溝幅を好適化した発明例１、２、４は、排水性能と静粛性能とをより両立できていることがわかる。

本発明によれば、転がり抵抗性能と静粛性能とを両立させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを市場に提供することができる。

１：トレッド踏面、２、２ａ、２ｂ：周方向主溝、３：陸部列、３ａ：中央陸部列、
３ｂ：外側陸部列、４：中央ラグ溝、５：中央副ラグ溝、６：外側ラグ溝、
７：外側副ラグ溝、Ｅ：タイヤ幅方向の接地端、ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (5)

1. 一対のビード部間にトロイダル状に跨るラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
   前記タイヤをリムに組み込み、内圧を２５０ｋＰａ以上とした際に、
   前記タイヤの断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）未満である場合は、前記タイヤの断面幅ＳＷと外径ＯＤとの比ＳＷ／ＯＤは、０．２６以下であり、
   前記タイヤの断面幅ＳＷが１６５（ｍｍ）以上である場合は、前記タイヤの断面幅ＳＷおよび外径ＯＤは、関係式、
   ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３
   を満たし、
   前記タイヤは、トレッド踏面に、トレッド周方向に延びる２本の周方向主溝を有し、該２本の周方向主溝及びタイヤ幅方向の接地端により、複数の陸部列が区画形成され、
   前記陸部列は、前記２本の周方向主溝により挟まれて区画形成される中央陸部列と、タイヤ幅方向の接地端と前記周方向主溝とにより区画形成される２つの外側陸部列とからなり、
   前記中央陸部列は、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であり、且つ、前記２本の周方向主溝のうちの一方に開口して該中央陸部列内にて終端する中央ラグ溝を有し、
   前記外側陸部列は、トレッド周方向に連続したリブ状陸部であり、且つ、タイヤ幅方向の接地端に開口して前記外側陸部列内にて終端する外側ラグ溝、及び、前記外側陸部列を区画する前記周方向主溝に開口し、前記外側ラグ溝より溝幅が小さく、トレッド幅方向に延びる外側副ラグ溝を有し、
   前記中央陸部列は、前記２本の周方向主溝のうち車両装着外側となる一方の前記周方向主溝に開口し、前記中央陸部列内に終端する中央第１ラグ溝を有し、且つ、前記中央陸部列は、他方の前記周方向主溝に開口して前記中央陸部列内に終端する中央第２ラグ溝又は他方の前記周方向主溝に開口して前記中央陸部列内をトレッド幅方向に延びる、前記中央ラグ溝の溝幅より小さい溝幅を有する中央副ラグ溝を有し、
   前記一方の周方向主溝に開口する中央第１ラグ溝と、前記他方の周方向主溝に開口する中央第２ラグ溝又は中央副ラグ溝とは、トレッド周方向に交互に形成されていることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記外側陸部列のトレッド幅方向の幅は、前記中央陸部列のトレッド幅方向の幅より大きい、請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記陸部列の側縁が面取りされている、請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記２つの外側陸部列のうち、車両装着外側の前記外側陸部列のネガティブ率は、車両装着内側の前記外側陸部列のネガティブ率より小さい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記中央副ラグ溝及び前記外側副ラグ溝の溝幅は、０．４〜１．５ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。

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