JP7575662B2

JP7575662B2 - タイヤ

Info

Publication number: JP7575662B2
Application number: JP2020165320A
Authority: JP
Inventors: 達也増山
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2024-10-30
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: DE102021123299A1; JP2022057194A; US12043064B2; US20220097457A1

Description

本発明は、溝底に溝幅が拡幅した拡幅部を有する周方向溝を備えるタイヤに関する。

一般に、トレッド部表面の溝開口よりも溝底の溝幅を拡幅して円筒状または球状の拡幅部（空間部）が形成された溝を有するタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の拡幅部が形成された溝を有するタイヤは、溝容積を確保することで排水性に優れるため、雨天時のような濡れた路面走行時のウエットトラクション性能に優れている。

特許第３１１０８４７号公報

ところで、近年、転がり抵抗係数（ＲＲＣ；Rolling Resistance Coefficient）を改善するために、複数の周方向溝により区画されたリブ列をラグ細溝やサイプで分断したリブ基調のブロックパターンとし、さらには、周方向溝を細溝としてセンター部にブロック列を集中して配置するトレッド部の構成が模索されている。一方で、周方向溝を細溝とした構成では溝容積が減少して排水性が悪化するため、特許文献１のような拡幅部を周方向溝の溝底に設けて排水性を向上させる構成が想定される。

しかし、この構成ではトレッド部の摩耗が進行すると、摩耗中期で周方向溝の拡幅部がタイヤ周方向に亘って、一気に露出するためにウエットトラクション性能が急激に変化してしまう問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、転がり抵抗を低減しつつ、安定したウエットトラクション性能を発揮できるタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延在する周方向溝を有し、周方向溝は、トレッド部の表面に開口する細溝部と、溝底に該細溝部よりも溝幅が拡幅した拡幅部とを備え、細溝部の溝幅Ｗ１と拡幅部の最大溝幅Ｗ２との溝幅比（Ｗ２／Ｗ１）が１．５≦（Ｗ２／Ｗ１）≦４．０の範囲にあり、周方向溝の最大溝深さの５０％の深さ位置で該周方向溝を二分割した際に、タイヤ子午断面における溝底側断面積Ａ２と溝開口側断面積Ａ１との断面積比（Ａ２／Ａ１）が１．２≦（Ａ２／Ａ１）≦４．０の範囲内にあり、かつ、断面積比（Ａ２／Ａ１）がタイヤ周方向に沿って変化することを特徴とする。

上記したタイヤにおいて、周方向溝は、トレッド部の表面からの溝深さが最大溝深さの３０％未満の領域で、細溝部の溝幅Ｗ１が１．０ｍｍ≦Ｗ１≦４．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。

また、上記したタイヤにおいて、周方向溝は、拡幅部の最大溝幅Ｗ２が３．０ｍｍ≦Ｗ２≦８．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。

また、上記したタイヤにおいて、複数の周方向溝により区画された陸部を備え、陸部は、周方向溝と交差する複数のラグ溝またはサイプにより分断されたブロックを有し、周方向溝は、タイヤ周方向におけるブロックのピッチ長さの範囲内に、断面積比（Ａ２／Ａ１）が変化する際の極大値及び極小値を少なくとも１つずつ有することが好ましい。

また、上記したタイヤにおいて、トレッド部に周方向溝に開口する複数のラグ溝またはサイプを有し、ラグ溝またはサイプが開口する開口部近傍における拡幅部をタイヤ子午断面で切った第１断面積Ｓ１は、隣接する一対の開口部のタイヤ周方向の中間部における拡幅部を該タイヤ子午断面で切った第２断面積Ｓ２よりも小さいことが好ましい。

また、上記したタイヤにおいて、第２断面積Ｓ２と第１断面積Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）が１．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦２．５であることが好ましい。

また、上記したタイヤにおいて、第１断面積Ｓ１は拡幅部の最小断面積であり、複数の第２断面積Ｓ２のうち少なくとも１つが拡幅部の最大断面積であることが好ましい。

また、上記したタイヤにおいて、周方向溝は、拡幅部の拡幅開始位置が最大溝深さの３０％以上６５％以下の範囲内で変位することが好ましい。

本発明に係るタイヤは、周方向溝の溝底側断面積Ａ２と溝開口側断面積Ａ１との断面積比（Ａ２／Ａ１）をタイヤ周方向に沿って変化させることにより、トレッド部の摩耗が進行した際に周方向溝の拡幅部を段階的に露出させることができるため、転がり抵抗を低減しつつ、安定したウエットトラクション性能を発揮できる。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。図２は、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。図３は、トレッド部に形成された周方向細主溝の断面形状を示す模式図である。図４は、トレッド部に形成された周方向細主溝と周方向主溝との断面形状を示す模式図である。図５は、周方向細主溝のタイヤ周方向長さに対する断面積比（Ａ２／Ａ１）の変化を示す図である。図６は、トレッドパターンを示す部分拡大図である。図７は、周方向細主溝の位置による断面形状の違いを示す模式図である。図８は、本実施形態に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る空気入りタイヤは、例えば、トラック等の長距離走行する車両用の空気入りタイヤである。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。図１では、空気入りタイヤ１（以下、単にタイヤ１と称することがある）のタイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。図２は、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。図３は、トレッド部に形成された周方向細主溝と周方向主溝との断面形状を示す模式図である。図４は、トレッド部に形成された周方向細主溝のタイヤ周方向への断面形状変化を示す模式図である。図５は、周方向細主溝のタイヤ周方向長さに対する断面積比（Ａ２／Ａ１）の変化を示す図である。図６は、トレッドパターンを示す部分拡大図である。図７は、周方向細主溝の位置による断面形状の違いを示す模式図である。以下の説明において、子午断面とは、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係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、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいい、さらに、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。

図１に示すように、空気入りタイヤ１は、一対のビードコア１１、１１と、カーカス層１３と、ベルト層１４と、トレッド部２０を構成するトレッドゴム１５と、左右のサイドウォール部を構成するサイドウォールゴム１６、１６と、左右のビード部を構成するリムクッションゴム１７、１７とを備える。トレッド部２０の表面は、空気入りタイヤ１の輪郭の一部を構成し、車両走行時に路面と接触する踏面２００として形成される。ベルト層１４は、複数のベルトプライを積層した構成である。ベルト層１４は、図１では、高角度ベルト１４１、一対の交差ベルトプライ１４２、１４３およびベルトカバー１４４を積層した構成である。ビードコア１１のタイヤ径方向外側にビードフィラーが設けられていてもよい。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２０の踏面２００には、タイヤ赤道面ＣＬの位置でタイヤ周方向に延在する第１周方向細主溝（周方向溝）２１Ａと、タイヤ赤道面ＣＬの両側において、第１周方向細主溝２１Ａよりもタイヤ幅方向外側の位置でタイヤ周方向に延びる一対の第２周方向細主溝（周方向溝）２１Ｂと、第２周方向細主溝２１Ｂよりもタイヤ幅方向外側の位置でタイヤ周方向に延びる一対の周方向主溝２２とが設けられている。これら第２周方向細主溝２１Ｂ及び周方向主溝２２は、タイヤ赤道面ＣＬを中心として左右対称の位置に配置されることが好ましい。なお、第１周方向細主溝２１Ａと第２周方向細主溝２１Ｂとを区別しない場合には、単に周方向細主溝２１と称する。

第１周方向細主溝２１Ａ、第２周方向細主溝２１Ｂ、及び周方向主溝２２は、それぞれタイヤ周方向に延在する５本の周方向主溝であり、溝底にＪＡＴＭＡに規定されるウェアインジケータを有する。一対の周方向主溝２２は、それぞれタイヤ幅方向の最も外側に位置するショルダー主溝であり、これら周方向主溝２２，２２の間に配置される３本の周方向細主溝２１よりも溝幅が広く（大きく）形成されている。溝幅は、溝の対向する壁面同士の距離であり、溝の開口部に面取り加工が施されている場合には、踏面２００の延長線と溝の壁面の延長線との交点をそれぞれ想定し、これら交点間の距離を溝幅とする。周方向細主溝２１は、タイヤ新品時に踏面２００に開口する溝幅Ｗ１が１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下とすることが好ましく、さらには、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることがより好ましい。また、周方向主溝２２は、トレッド部２０に形成された周方向溝の中で最も溝幅が大きな溝である。周方向主溝２２は、タイヤ新品時における溝幅Ｗ４が８．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下とすることが好ましく、さらには、１０ｍｍ以上１３ｍｍ以下とすることがより好ましい。本実施形態では、周方向細主溝２１を３本備えた構成としたが、周方向主溝２２，２２の間に少なくとも１本の周方向細主溝２１を備えていればよい。この場合、１本の周方向細主溝２１は、タイヤ赤道面ＣＬの位置（タイヤ幅方向のセンター）、もしくはタイヤ赤道面ＣＬの位置の近傍に設けられることが好ましい。

トレッド部２０は、第１周方向細主溝２１Ａ、第２周方向細主溝２１Ｂ及び周方向主溝２２が形成されることで、複数の陸部に区画される。具体的には、トレッド部２０において、第１周方向細主溝２１Ａと第２周方向細主溝２１Ｂとの間に、タイヤ周方向に延在する第１陸部３１が形成される。第１陸部３１は、タイヤ幅方向に延在するラグ細溝（ラグ溝）２４によって、複数のブロック３１Ｂに分断される。つまり、第１陸部３１は、ラグ細溝２４によって分断されてタイヤ周方向に並ぶ、複数のブロック３１Ｂによって構成される。このラグ細溝２４は、隣接する第１周方向細主溝２１Ａと第２周方向細主溝２１Ｂ、もしくは、隣接する第２周方向細主溝２１Ｂと周方向主溝２２とに開口してこれらを連結するものであり、周方向細主溝２１と同等以下の溝幅に形成される。具体的には、ラグ細溝２４は、タイヤ新品時における溝幅Ｗ５が０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることが好ましく、さらには、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることがより好ましい。なお、このラグ細溝２４はサイプとして構成してもよい。

また、トレッド部２０において、第２周方向細主溝２１Ｂと周方向主溝２２との間に、タイヤ周方向に延在する第２陸部３２が形成される。第２陸部３２は、タイヤ幅方向に延在する上記したラグ細溝２４によって、複数のブロック３２Ｂに分断される。つまり、第２陸部３２は、ラグ細溝２４によって分断されてタイヤ周方向に並ぶ、複数のブロック３２Ｂによって構成される。

また、トレッド部２０において、周方向主溝２２のタイヤ幅方向外側には、タイヤ周方向に延在するショルダー陸部３３が形成される。このショルダー陸部３３は、トレッド部２０のうちショルダー部に位置している。ショルダー陸部３３は、一端が周方向主溝２２に連結されてタイヤ幅方向に延在する複数のショルダーラグ溝（図示省略）を有し、これらショルダーラグ溝によって複数のブロックに分断される構成としてもよい。この場合、ショルダーラグ溝の溝幅は、ラグ細溝２４の溝幅Ｗ５よりも広く（大きく）、例えば２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、トレッド部２０は、すべてのラグ細溝２４がタイヤ幅方向に延在して矩形状の複数のブロック３１Ｂ，３２Ｂを備え、これら複数のブロック３１Ｂ，３２Ｂが千鳥状に配置されたブロックパターンを形成している。図２の例では、第１周方向細主溝２１Ａを挟んで隣接するブロック３１Ｂ，３１Ｂは、タイヤ周方向に１／４ピッチ（Ｐ／４）変位させて（ずらして）配置され、第２周方向細主溝２１Ｂを挟んで隣接するブロック３１Ｂ，３２Ｂもタイヤ周方向に１／４ピッチ（Ｐ／４）ずらして配置されている。ここで、ピッチＰは、ブロック３１Ｂ，３２Ｂがタイヤ周方向に繰り返し配置される際の距離をいい、タイヤ周方向におけるブロック３１Ｂ，３２Ｂの距離とラグ細溝２４の溝幅との和である。なお、トレッド部２０のブロックパターンは、図２に記載のものに限るものではなく、例えば、周方向細主溝２１を挟んで隣接するブロック同士を変位させる距離は適宜変更してもよい。また、ラグ細溝２４は、周方向細主溝２１及び周方向主溝２２と交差する方向であれば、タイヤ幅方向に延在するだけでなく、タイヤ幅方向に対して傾斜した方向に延在する構成としてもよい。例えば、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで両側の第１陸部３１及び第２陸部３２において、ラグ細溝２４の傾斜方向がＶ字基調になるよう、タイヤ幅方向に対してそれぞれ傾斜した構成としてもよい。

本構成では、トレッド部２０は、周方向主溝２２の溝幅Ｗ４よりも狭い溝幅Ｗ１の第１周方向細主溝２１Ａ及び第２周方向細主溝２１Ｂによって第１陸部３１及び第２陸部３２を区画している。このため、タイヤ１が接地する際に第１周方向細主溝２１Ａ及び第２周方向細主溝２１Ｂが閉じて、隣接するブロック３１Ｂ，３２Ｂが幅広のブロックとして作用することにより、転がり抵抗を低減できる。さらに、隣接する第１陸部３１同士、または隣接する第１陸部３１と第２陸部３２については、各ブロック３１Ｂ，３２Ｂがタイヤ周方向に位置をずらして配置されている。このため、ラグ細溝２４同士が連通することが防止されてタイヤ１が接地する際の騒音を低減することができる。また、ラグ細溝２４は、溝幅Ｗ５が周方向細主溝２１の溝幅Ｗ１と同等以下に形成されているため、転がり抵抗を低減しつつ、トラクション性能の向上を図ることができる。また、周方向主溝２２は、タイヤ幅方向の最も外側に位置する主溝であるため、中央側に配置される周方向細主溝２１よりも転がり抵抗への影響は少ない。本構成では、周方向主溝２２の溝幅Ｗ４を８．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下とすることにより、転がり抵抗を悪化させることなく、ウエットトラクション性能を向上させることができる。

トレッド部２０において、ブロック３１Ｂ，３２Ｂの配置範囲のタイヤ幅方向の長さＴＷｃのトレッド展開幅ＴＷに対する比（ＴＷｃ／ＴＷ）は０．５５以上０．７０以下の範囲であることが好ましく、さらには０．６０以上０．６５以下であることがより好ましい。上記した比（ＴＷｃ／ＴＷ）を０．５５以上０．７０以下の範囲とすることにより、トレッド部２０のセンター部にブロック列を集中配列したトレッドパターンを形成することができる。このため、トレッド部２０の剛性を高めることができ、転がり抵抗の低減効果の向上を図ることができる。

ここで、長さＴＷｃは、一対の周方向主溝２２，２２の間のタイヤ幅方向の長さであり、４つのブロック列（第１陸部３１及び第２陸部３２）の幅と３つの周方向細主溝２１の溝幅Ｗ１との和である。言い換えれば、長さＴＷｃとは、タイヤ１を規定リムにリム組みして規定内圧を充填した状態で、荷重を加えないときの、タイヤ１のトレッド部２０の展開図における一対の周方向主溝２２，２２の間のタイヤ幅方向の直線距離をいう。トレッド展開幅ＴＷは、２つのショルダー陸部３３におけるタイヤ幅方向外側の両端間のタイヤ幅方向の距離である。トレッド展開幅ＴＷとは、タイヤ１を規定リムにリム組みして規定内圧を充填した状態で、荷重を加えないときの、タイヤ１のトレッド部２０の展開図における両端の直線距離をいう。また、規定リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「適用リム」、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。

ところで、上述したように、本構成では、タイヤ１の転がり抵抗の低減を図るために、トレッド部２０は、周方向主溝２２の溝幅Ｗ４よりも狭い溝幅Ｗ１の第１周方向細主溝２１Ａ及び第２周方向細主溝２１Ｂによって第１陸部３１及び第２陸部３２を区画する構成としている。一方で、上記した構成では、周方向細主溝２１の溝容積が減少して、排水性が悪化することにより、ブロックパターン本来のウエットトラクション性能が低下する懸念があった。このため、周方向細主溝２１は、図３に示すように、細溝部２１１と、この細溝部２１１よりも溝底側（タイヤ径方向内側）に該細溝部２１１よりも溝幅を拡幅した拡幅部２１２とを備えた段付き溝形状となっている。

周方向細主溝２１の細溝部２１１は、トレッド部２０の踏面２００に開口し、該踏面２００から最大溝深さＨ１の３０％（０．３Ｈ１）未満の領域にある部位である。この最大溝深さＨ１は、タイヤ新品時における周方向細主溝２１の溝深さをいう。細溝部２１１の溝幅Ｗ１は、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下とすることが好ましい。溝幅Ｗ１が１．０ｍｍ未満の場合には、排水性が悪化するため、ウエットトラクション性能が低下する。一方、溝幅Ｗ１が４．０ｍｍよりも大きいと、周方向細主溝２１を挟んで隣接するブロック列の剛性が低下するため、転がり抵抗が悪化する。本構成では、細溝部２１１の溝幅Ｗ１を１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下とすることにより、タイヤ１が接地する際に周方向細主溝２１が閉じて溝壁同士が支え合うため、ブロック剛性が向上して溝底部のエネルギーロスが低減し転がり抵抗を低減することができる。細溝部２１１の溝幅Ｗ１は、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることがより好ましい。

拡幅部２１２は、タイヤ径方向外側に細溝部２１１に連なる拡幅開始点２１２Ａを有し、最大溝深さＨ１のトレッド部２０の表面から３０％以上の領域にある部位である。拡幅部２１２は、細溝部２１１の溝幅Ｗ１よりも拡幅された最大溝幅Ｗ２を有する。拡幅開始点２１２Ａは、溝幅が拡幅されて所定値（例えば、細溝部２１１の溝幅Ｗ１の１．２倍、もしくは該溝幅Ｗ１＋０．５ｍｍのいずれか小さい方の値）以上となる高さ位置をいう。本構成では、周方向細主溝２１は、最大溝深さＨ１のトレッド部２０の表面から３０％以上の領域に、細溝部２１１よりも拡幅された拡幅部２１２を備えるため、この拡幅部２１２内に水が進入することで排水性が向上し、ウエットトラクション性能の低下を抑制することができる。

拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２は、具体的には３．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下とすることが好ましい。最大溝幅Ｗ２が３．０ｍｍ未満の場合には、ウエットトラクション性能の低下を十分に抑制することができない。一方、最大溝幅Ｗ２が８．０ｍｍよりも大きいと、周方向細主溝２１を挟んで隣接するブロック列の剛性が低下するため、転がり抵抗が悪化する。また、最大溝幅Ｗ２が８．０ｍｍよりも大きい場合には、細溝部２１１の溝幅Ｗ１に対する拡幅度合が過剰に大きくなるため、周方向細主溝２１の加工が難しく生産性が悪化するといった問題もある。拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２を３．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下とすることにより、転がり抵抗の低下とウエットトラクション性能の低下の抑制との両立を図ることができる。また、拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２は、４．０ｍｍ以上６．５ｍｍ以下とすることがより好ましい。

さらに、周方向細主溝２１は、細溝部２１１の溝幅Ｗ１と拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２との比（Ｗ２／Ｗ１）が１．５以上４．０以下の範囲内にあることが好ましい。この比（Ｗ２／Ｗ１）が１．５未満の場合には、ウエットトラクション性能の低下を十分に抑制することができない。一方、比（Ｗ２／Ｗ１）が４．０よりも大きいと、周方向細主溝２１を挟んで隣接するブロック列の剛性が低下するため、転がり抵抗が悪化する。また、比（Ｗ２／Ｗ１）が４．０よりも大きい場合には、細溝部２１１の溝幅Ｗ１に対する拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２の拡幅度合が過剰に大きくなるため、周方向細主溝２１の加工が難しく生産性が悪化するといった問題もある。本構成では、比（Ｗ２／Ｗ１）を１．５以上４．０以下とすることにより、転がり抵抗の低下とウエットトラクション性能の低下の抑制との両立を図ることができる。また、比（Ｗ２／Ｗ１）は、１．５以上３．０以下とすることがより好ましい。

また、上記したタイヤ１において、周方向細主溝２１の最大溝深さＨ１は、周方向主溝２２の溝深さＨ４と同等に形成され、具体的には、最大溝深さＨ１と溝深さＨ４との比（Ｈ１／Ｈ４）が０．９５以上１．０５以下となっている。このため、周方向細主溝２１は、摩耗末期においても周方向主溝２２とともに排水性を確保することにより、ウエットトラクション性能の低下を抑制できる。また、上記したラグ細溝２４の溝深さＨ５と周方向細主溝２１の最大溝深さＨ１との比（Ｈ５／Ｈ１）は０．４５以上０．９０以下となっている。この範囲に溝幅の狭いラグ細溝２４を設けることにより、ある程度摩耗した状態であっても、転がり抵抗を悪化させることなく、ウエットトラクション性能の低下を抑制できる。

さて、上記したように周方向細主溝２１の溝底に拡幅部２１２を設けることにより、溝幅の小さな周方向細主溝２１によって第１陸部３１及び第２陸部３２を区画する構成であっても、ウエットトラクション性能の低下を抑制することができる。一方、拡幅部２１２の断面積（高さ）をタイヤ周方向に一様に形成した場合には、トレッド部２０の摩耗が進行した摩耗中期に拡幅部２１２がタイヤ周方向に亘って、一気に露出することでウエットトラクション性能が急激に変化してしまうという問題が想定される。

このため、本構成では、周方向細主溝２１は、図４に示すように、踏面２００からの最大溝深さＨ１と拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２とをほぼ同一に保持した状態で、拡幅部２１２の拡幅開始点２１２Ａの高さ位置を変化させることで該拡幅部２１２の断面積（高さ）をタイヤ周方向に沿って変化させた構成となっている。この図４には、拡幅部２１２の高さ（断面積）を最大とした周方向細主溝２１ｍｘ（ＡＡ断面）と該拡幅部２１２の断面積を最小とした周方向細主溝２１ｍｎ（ＢＢ断面）との２種類を例示している。

ここで、拡幅部２１２の拡幅開始点２１２Ａは、踏面２００から最大溝深さＨ１の３０％（０．３Ｈ１）以上６５％（０．６５Ｈ１）以下の範囲内を変位することが好ましい。即ち、拡幅部２１２の断面積は、拡幅開始点２１２Ａが踏面２００から最大溝深さＨ１の３０％の位置で最大となり、踏面２００から最大溝深さＨ１の６５％の位置で最小となる。拡幅部２１２の拡幅開始点２１２Ａが踏面２００から最大溝深さＨ１の３０％未満の浅い位置にある場合、タイヤ１が接地する際に周方向細主溝２１が閉じて溝壁（陸部）同士の支え合いが不十分となり、転がり抵抗を低減することができない。また、拡幅部２１２の拡幅開始点２１２Ａが踏面２００から最大溝深さＨ１の６５％よりも深い位置にある場合、摩耗末期での十分なウエットトラクション性能が見込めない。本構成では、拡幅部２１２の拡幅開始点２１２Ａは、踏面２００から最大溝深さＨ１の３０％以上６５％以下の範囲内を変位するため、転がり抵抗の低下と摩耗末期における十分なウエットトラクション性能の向上との両立を図ることができる。

また、上記したタイヤ１において、周方向細主溝２１は、トレッド部２０の踏面２００から最大溝深さＨ１の５０％（０．５Ｈ１）の位置で、該周方向細主溝２１をタイヤ径方向に二分割した場合、周方向細主溝２１のタイヤ子午断面における溝底側断面積Ａ２と溝開口側断面積Ａ１との断面積比（Ａ２／Ａ１）が、１．２以上４．０以下となっていることが好ましい。溝開口側断面積Ａ１は、主として細溝部２１１の断面積であり、溝底側断面積Ａ２は、主として拡幅部２１２の断面積である。上記した断面積比（Ａ２／Ａ１）が１．２未満の場合には、溝底側断面積Ａ２、すなわち拡幅部２１２の断面積（容積）が相対的に小さくなるため、ウエットトラクション性能の低下を十分に抑制することができない。一方、断面積比（Ａ２／Ａ１）が４．０よりも大きいと、拡幅部２１２の断面積（容積）が相対的に大きくなるため、周方向細主溝２１を挟んで隣接するブロック列の剛性が低下し、転がり抵抗が悪化する。このように、断面積比（Ａ２／Ａ１）を１．２以上４．０以下とすることにより、転がり抵抗の低下とウエットトラクション性能の低下の抑制との両立を図ることができる。また、断面積比（Ａ２／Ａ１）は、１．６以上２．７以下の範囲内とすることがより好ましく、さらには、２．１以上２．７以下の範囲内とすることがより好ましい。

さらに、本構成では、断面積比（Ａ２／Ａ１）は、拡幅部２１２の断面積変化に伴い、周方向細主溝２１の延在方向であるタイヤ周方向に沿って変化するようになっている。この断面積比（Ａ２／Ａ１）が上記した範囲内でタイヤ周方向に沿って変化することにより、トレッド部２０の摩耗が進行した際に拡幅部２１２を段階的に露出させることができる。従って、摩耗進行に伴って拡幅部２１２が一気に露出することを抑制し、周方向細主溝２１の溝面積の変化を緩やかにすることができ、タイヤ新品から摩耗末期まで安定したウエットトラクション性能を確保できる。また、上記した断面積比（Ａ２／Ａ１）の変化は、正弦波形状や三角波形状のように連続的であることが好ましいが、矩形波形状のように断続的（変化しない部分を含む構成）であってもよい。また、本構成では、断面積比（Ａ２／Ａ１）を変化させる際に、拡幅部２１２の高さ（拡幅開始点２１２Ａの位置）を変化させているが、これに限るものではなく、拡幅部２１２の高さと溝幅との両方を変化させてもよい。

また、上記したタイヤ１において、周方向細主溝２１の断面積比（Ａ２／Ａ１）を変化させた場合、この変化に伴う極大値と極小値とが生じることとなる。本構成では、図５に示すように、周方向細主溝２１は、上記したブロック３１Ｂ、３２ＢのピッチＰの範囲内に、断面積比（Ａ２／Ａ１）の極大値Ｎ１及び極小値Ｎ２を少なくとも１つずつ有することが好ましい。この構成によれば、タイヤ周方向に並ぶブロック３１Ｂ、３２Ｂが摩耗した際に、各ブロック３１Ｂ、３２ＢのピッチＰの範囲内でそれぞれ拡幅部２１２を部分的に露出させることができる。このため、拡幅部２１２が露出する領域がタイヤ周方向の一部に偏ることを防止することができ、タイヤ新品から摩耗末期まで安定したウエットトラクション性能を確保できる。

また、上記したように、第１陸部３１及び第２陸部３２を区画する周方向細主溝２１には、該第１陸部３１及び第２陸部３２を複数のブロック３１Ｂ及び３２Ｂに区画するための複数のラグ細溝２４がそれぞれ接続されている。このため、周方向細主溝２１は、図６に示すように、複数のラグ細溝２４にそれぞれ開口する開口部２１３を有する。ここで、開口部２１３における周方向細主溝２１をタイヤ子午断面で切った際の拡幅部２１２の断面積を第１断面積Ｓ１とする。この場合、ラグ細溝２４が周方向細主溝２１に実際に開口した部分では、拡幅部２１２がラグ細溝２４に連結されることによって、拡幅部２１２の輪郭、即ち第１断面積Ｓ１を定めることができない。このため、開口部２１３は、拡幅部２１２の輪郭を定めるために、周方向細主溝２１におけるラグ細溝２４との連結部分の近傍を含む。具体的には、開口部２１３は、周方向細主溝２１を挟んで配置される一方のブロック３１Ｂ、３２Ｂのエッジ部３１Ｂ１、３２Ｂ１を含むものとし、第１断面積Ｓ１は、これらエッジ部３１Ｂ１、３２Ｂ１におけるタイヤ子午断面（図６中ＣＣ断面）にて測定される。

また、周方向細主溝２１上で隣接する一対の開口部２１３，２１３からタイヤ周方向にほぼ等距離にある位置を中間部２１４とし、この中間部２１４における周方向細主溝２１をタイヤ子午断面（図６中ＤＤ断面）で切った際の拡幅部２１２の断面積を第２断面積Ｓ２とする。この場合、開口部２１３における拡幅部２１２の第１断面積Ｓ１は、図７に示すように、中間部２１４における拡幅部２１２の第２断面積Ｓ２よりも小さく形成されている。この構成によれば、開口部２１３、即ちブロック３１Ｂ、３２Ｂのエッジ部３１Ｂ１、３２Ｂ１における溝容積を小さくすることでブロック剛性が向上して転がり抵抗の低減を図ることができる。

また、第２断面積Ｓ２と第１断面積Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）が１．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦２．５であることが好ましい。この比（Ｓ２／Ｓ１）が１．２未満の場合には、第２断面積Ｓ２が第１断面積Ｓ１と比べて小さく、ウエットトラクション性能の低下を十分に抑制することができない。また、比（Ｓ２／Ｓ１）が２．５よりも大きい場合には、第２断面積Ｓ２が第１断面積Ｓ１と比べて過剰に大きいため、周方向細主溝２１を挟んで隣接するブロック列の剛性が低下するため、転がり抵抗が悪化する。比（Ｓ２／Ｓ１）が１．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦２．５の範囲を満たすため、転がり抵抗の低下とウエットトラクション性能の低下の抑制との両立を図ることができる。

さらに、本実施形態では、開口部２１３における拡幅部２１２の第１断面積Ｓ１は、タイヤ周方向に沿って変化する拡幅部２１２の最小断面積であることが好ましい。この構成によれば、最小断面積を有する拡幅部２１２が開口部２１３に位置しているため、摩耗末期までブロック剛性を保持することができ、転がり抵抗の低減を図ることができる。また、中間部２１４における拡幅部２１２の第２断面積Ｓ２のうち、少なくとも１つが、タイヤ周方向に沿って変化する拡幅部２１２の最大断面積であることが好ましい。ここで、隣接する一対の開口部２１３間の距離が異なる場合には、該距離の最も長い開口部２１３間に位置する中間部２１４の拡幅部２１２の第２断面積Ｓ２を最大断面積とすることが好ましい。この構成によれば、最大断面積を有する拡幅部が中間部２１４に位置するため、摩耗がある程度進行した際に、中間部２１４に露出した拡幅部２１２内に水が進入することで排水性が向上し、ウエットトラクション性能の向上を図ることができる。

[実施例]
図８は、本実施形態に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。この性能試験では、複数種類の試験タイヤについて、転がり抵抗性能とウエットトラクション性能に関する評価を行った。また、ウエットトラクション性能については、周方向細主溝２１の新品時（０％摩耗時）及び８０％摩耗時における評価を行った。評価に用いられた空気入りタイヤ１のサイズは、３１５／７０Ｒ２２．５である。評価に用いた車両は、６×４トラクターにトレーラーを接続した車両である。

転がり抵抗性能の評価には、室内ドラム試験機が用いられた。転がり抵抗性能の評価では、上記試験タイヤに正規内圧を充填し、荷重３１．２６ｋＮおよび速度８０ｋｍ／ｈ時における抵抗力を測定した。この測定結果に基づいて従来例のタイヤを基準（１００）とした指数評価が行われた。この評価は、指数が大きいほど転がり抵抗が小さく、転がり抵抗性能が優れていることを示している。

ウエットトラクション性能に関する評価は、上記試験タイヤを２２．５×９．００のリムに装着して空気圧を９００ｋＰａとし、トラクターヘッドの駆動軸に装着して、ウエット制動性能を評価した。ウエット制動性能の評価では、テストコースにおいて、撒水して水深約１ｍｍとした路面を、上記試験タイヤを装着した評価車両で初速６０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈまで減速したときの減速Ｇを測定した。この測定した減速Ｇに基づいて従来例のタイヤを基準（１００）とした指数評価が行われた。この評価は、数値が大きいほど、制動に要する距離が短く、ウエット制動性能、すなわちウエットトラクション性能が優れていることを示している。また、新品時の減速Ｇと８０％摩耗時の減速Ｇとからウエット制動性能の変化を評価した。このウエット制動性能の変化の評価では、新品時の減速Ｇに対する８０％摩耗時の減速Ｇの変化率を算出し、この変化率の逆数に基づいて従来例のタイヤを基準（１００）とした指数評価が行われた。この評価は、数値が大きいほど、ウエット制動性能の変化が小さく、安定したウエットトラクション性能を発揮する点が優れていることを示している。なお、従来例のタイヤは、周方向細主溝が拡幅部を備えるものの、踏面２００から最大溝深さＨ１の５０％の位置で周方向細主溝をタイヤ径方向に二分割した場合、周方向細主溝のタイヤ子午断面における溝底側断面積Ａ２と溝開口側断面積Ａ１との断面積比（Ａ２／Ａ１）が変化しないトレッド部を有するものである。

図８に示すように、従来例、比較例１～４、及び実施例１～１０の試験タイヤは、溝底側断面積Ａ２と溝開口側断面積Ａ１との断面積比（Ａ２／Ａ１）の変化の有無、この断面積比（Ａ２／Ａ１）の下限値及び上限値、細溝部２１１の溝幅Ｗ１、拡幅部２１２の最大溝幅Ｗ２、溝幅Ｗ１と最大溝幅Ｗ２との比（Ｗ２／Ｗ１）、拡幅開始点２１２Ａの深さ範囲、拡幅部の第１断面積Ｓ１と第２断面積Ｓ２の大きさ、第１断面積Ｓ１と第２断面積Ｓ２との比（Ｓ２／Ｓ１）が、それぞれ異なっている。なお、従来例の試験タイヤは、周方向細主溝が拡幅部を備えるものの、断面積比（Ａ２／Ａ１）が変化しないトレッド部を有するものである。

これらの試験タイヤを用いて性能評価試験を行った結果、図８に示すように、実施例１～１０の試験タイヤは、従来例との対比において、転がり抵抗の低減、新品時及び８０％摩耗時のウエット制動性能の向上を実現することができた。特に、ウエット制動性能の変化が小さく、安定したウエットトラクション性能を発揮することができた。一方、比較例１～４の試験タイヤは、所定の条件を満たしていないため、転がり抵抗の低減、及び安定したウエットトラクション性能を両立させる効果が十分に得られなかった。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、タイヤとして空気入りタイヤを例示して説明したが、これに限るものではなく、エアレスタイヤのような空気が充填されていないタイヤにも適用することもできることは勿論である。また、本実施形態で例示した空気入りタイヤに充填される気体としては、通常の又は酸素分圧を調整した空気の他にも、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。

２０トレッド部
２１周方向細主溝（周方向溝）
２２周方向主溝
２４ラグ細溝（ラグ溝）
３１第１陸部（陸部）
３１Ｂ、３２Ｂブロック
３１Ｂ１、３２Ｂ１エッジ部
３２第２陸部（陸部）
３３ショルダー陸部
２１１細溝部
２１２拡幅部
２１２Ａ拡幅開始点
２１３開口部
ＣＬタイヤ赤道面
Ｐピッチ
Ａ１溝開口側断面積
Ａ２溝底側断面積
Ｓ１第１断面積
Ｓ２第２断面積
Ｗ１溝幅
Ｗ２最大溝幅

Claims

トレッド部にタイヤ周方向に延在する周方向溝を有し、
前記周方向溝は、前記トレッド部の表面に開口する細溝部と、溝底に前記細溝部よりも溝幅が拡幅した拡幅部とを備え、
前記細溝部の溝幅Ｗ１と前記拡幅部の最大溝幅Ｗ２との溝幅比（Ｗ２／Ｗ１）が１．５≦（Ｗ２／Ｗ１）≦４．０の範囲にあり、
前記周方向溝の最大溝深さの５０％の深さ位置で該周方向溝を二分割した際に、タイヤ子午断面における溝底側断面積Ａ２と溝開口側断面積Ａ１との断面積比（Ａ２／Ａ１）が１．２≦（Ａ２／Ａ１）≦４．０の範囲内にあり、かつ、前記拡幅部の拡幅開始点の高さ位置を変化させるとともに該拡幅部の高さを変化させることで前記断面積比（Ａ２／Ａ１）が前記タイヤ周方向に沿って変化することを特徴とするタイヤ。
前記周方向溝は、前記トレッド部の表面からの溝深さが前記最大溝深さの３０％未満の領域で、前記細溝部の溝幅Ｗ１が１．０ｍｍ≦Ｗ１≦４．０ｍｍの範囲にある請求項１に記載のタイヤ。
前記周方向溝は、前記拡幅部の最大溝幅Ｗ２が３．０ｍｍ≦Ｗ２≦８．０ｍｍの範囲にある請求項１または２に記載のタイヤ。
複数の前記周方向溝により区画された陸部を備え、前記陸部は、前記周方向溝と交差する複数のラグ溝またはサイプにより分断されたブロックを有し、
前記周方向溝は、タイヤ周方向における前記ブロックのピッチ長さの範囲内に、前記断面積比（Ａ２／Ａ１）が変化する際の極大値及び極小値を少なくとも１つずつ有する請求項１～３のいずれか一項に記載のタイヤ。
前記トレッド部に前記周方向溝に開口する複数のラグ溝またはサイプを有し、
前記ラグ溝または前記サイプが開口する開口部における前記拡幅部をタイヤ子午断面で切った第１断面積Ｓ１は、隣接する一対の前記開口部のタイヤ周方向の中間部における前記拡幅部を該タイヤ子午断面で切った第２断面積Ｓ２よりも小さい請求項１～４のいずれか一項に記載のタイヤ。
前記第２断面積Ｓ２と前記第１断面積Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）が１．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦２．５である請求項５に記載のタイヤ。
前記第１断面積Ｓ１は前記拡幅部の最小断面積であり、複数の前記第２断面積Ｓ２のうち少なくとも１つが前記拡幅部の最大断面積である請求項５または６に記載のタイヤ。
前記周方向溝は、前記拡幅部の拡幅開始位置が前記最大溝深さの３０％以上６５％以下の範囲内で変位する請求項１～７のいずれか一項に記載のタイヤ。