JP7199311B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称す）に関し、詳しくは、ベルト層に金属モノフィラメントを用いて軽量性および操縦安定性を向上させつつ、さらに耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤに関する。

一般に、強度が必要とされるタイヤの内部には、リング状のタイヤ本体の子午線方向に沿って埋設された補強コードを含むカーカスが配置され、カーカスのタイヤ半径方向外側には、ベルト層が配置される。このベルト層は通常、スチール等の金属コードをエラストマーで被覆してなるエラストマー－金属コード複合体を用いて形成され、タイヤに耐荷重性、耐牽引性等を付与している。

近年、自動車の燃費を向上させるために、タイヤを軽量化する要求が高まっている。タイヤの軽量化の手段として、ベルト補強用の金属コードが注目され、金属フィラメントを撚らずにベルト用コードとして使用する技術が多数公開されている。例えば、特許文献１には、単一のモノフィラメントからなるスチールコード本体の周囲に熱可塑性樹脂中にエラストマーを分散させた熱可塑性エラストマー組成物を被覆したタイヤ補強用スチールコード、および、これを使用したタイヤが開示されている。また、特許文献２には、同一の径の２～６本の主フィラメントを、撚り合わせることなく単一の層をなすように並列させて主フィラメント束とし、主フィラメントより小径で真直の１本のスチールフィラメントをラッピングフィラメントとして主フィラメント束の周囲に巻き付けてなるスチールコードを、タイヤベルト層に用いた空気入りラジアルタイヤが開示されている。

特開２０１０－０５３４９５号公報 特開２０１２－１０６５７０号公報

金属モノフィラメントをベルト層の補強素子として用いた場合、ベルトの軽量化と同時に、ベルト層の面内剛性が大きくなるため、操縦安定性が改善される。しかしながら、タイヤ性能として必要とされる耐摩耗性については、さらなる改善が求められているのが現状である。

そこで、本発明の目的は、ベルト層に金属モノフィラメントを用いて軽量性および操縦安定性を向上させつつ、さらに耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、ベルト層に金属モノフィラメントを用いて軽量性および操縦安定性を向上させつつ、さらに、トレッド部の所定位置に所定の構造の幅方向サイプを配置することで、上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部のタイヤ半径方向内側に少なくとも１層のベルト層からなるベルトを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトが、撚り合わされずに一列に引き揃えられた複数本の金属フィラメントからなる補強素子がエラストマーに埋設されてなるベルト層を有し、
前記トレッド部が、接地面幅内に設けられた２本以上の周方向主溝と、該周方向主溝によって区画された陸部と、を有し、トレッド幅方向両外側の２列の陸部をショルダー陸部、該ショルダー陸部よりもトレッド幅方向内側の陸部をセンター陸部としたとき、該センター陸部の少なくとも１列に、トレッド幅方向に延びる幅方向サイプが設けられてなり、
前記幅方向サイプが、前記トレッド部の表面からタイヤ径方向内側に向かって直線状に伸びる直線部と、該直線部のタイヤ径方向内側端部からタイヤ径方向内側に向かって、タイヤ周方向に屈曲しながら伸びる屈曲部と、からなり、前記幅方向サイプの延在長さ中央部に、前記直線部が最も短い直線最短部が存在し、該直線最短部から少なくとも一方のトレッド幅方向端部へ向かって、前記直線部が長くなることを特徴とするものである。ここで、幅方向サイプの延在長さ中央部とは、幅方向サイプの延在長さの中央６０％の領域を意味し、幅方向サイプのトレッド幅方向端部とは、幅方向サイプの延在長さの両端２０％ずつの領域を意味する。さらに、幅方向サイプにおける幅方向とは、トレッド幅方向に対して±５０°の範囲とする。

本発明のタイヤにおいては、前記補強素子は、２本以上２０本以下の金属フィラメントからなる金属フィラメント束であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記金属フィラメント束中の金属フィラメントの間隔ｗ１は、０．０１ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記金属フィラメントの径は、０．１５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、隣り合う前記金属フィラメント束同士の間隔ｗ２が、０．２５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のタイヤにおいては、前記屈曲部は、前記幅方向サイプの延在長さ中央部においては、２個以上の頂点を有し、トレッド幅方向端部においては、前記延在長さ中央部における前記頂点の個数よりも頂点の個数が少ないことが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記屈曲部の振幅は、前記幅方向サイプの延在長さ中央部においては、開口部側よりも底部側で大きくなるように変化し、前記幅方向サイプのトレッド幅方向端部においては、一定であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記幅方向サイプが、トレッド周方向に複数配置され、トレッド周方向に隣接する前記幅方向サイプのトレッド周方向のサイプ間隔ｌと、前記幅方向サイプのサイプ深さｄと、の比ｌ／ｄが下記式、
２≦ｌ／ｄ≦４
で表される関係を満足することが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記センター陸部における、トレッド幅方向の幅ＷｃとトレッドゲージＤｃとの比Ｗｃ／Ｄｃが下記式、
Ｗｃ／Ｄｃ≧３
で表される関係を満足することが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記ショルダー陸部における、トレッド幅方向の幅ＷｓとトレッドゲージＤｓとの比Ｗｓ／Ｄｓが下記式、
Ｗｓ／Ｄｓ≧５
で表される関係を満足することが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記センター陸部のトレッドゲージＤｃおよび前記ショルダー陸部のトレッドゲージＤｓが、８．５ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、ベルト層に金属モノフィラメントを用いて軽量性および操縦安定性を向上させつつ、さらに耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤの片側断面図である。 本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤにおける、モノフィラメントベルト層の幅方向断面図である。 図２に示す金属フィラメント束の平面図である。 本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。 本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤの幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの深さ方向における断面形状を示す図であり、（ａ）は延在長さ中央部であり、（ｂ）トレッド幅方向端部である。

以下、本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤの概略片側断面図である。図示するタイヤ１０は、接地部を形成するトレッド部１１と、このトレッド部１１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２の内周側に連続するビード部１３と、を備えている。

図示するタイヤ１０は、トレッド部１１、サイドウォール部１２およびビード部１３は、一方のビード部１３から他方のビード部１３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス１４により補強されている。また、トレッド部１１は、カーカス１４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも１層、図示する例では、２層の第１ベルト層１５ａと第２ベルト層１５ｂとからなるベルト１５により補強されている。ここで、カーカス１４のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０～９０°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。ベルト１５におけるコード角度は、タイヤ周方向に対し３０°以下とすることができる。

まず、本発明のタイヤに係るベルト１５について説明する。本発明のタイヤ１０においては、ベルト１５が、撚り合わされずに一列に引き揃えられた複数本の金属フィラメントからなる補強素子がエラストマーに埋設されてなるベルト層（モノフィラメントベルト層）を有している（図示例では、ベルト層１５ａ、１５ｂの２層）。このような構成とすることで、金属フィラメントを撚り合わせた金属コードを補強素子として用いた場合と比較して、ベルト層を薄くすることが可能となる。本発明のタイヤ１０においては、ベルト１５を構成するベルト層の全てが、モノフィラメントベルト層であってもよく、一部が、モノフィラメントベルト層であってもよい。一部が、モノフィラメントベルト層の場合、他のベルト層は、金属フィラメントを撚り合わせた金属コード等の既知の補強素子を用いることができる。

なお、本発明のタイヤ１０においては、モノフィラメントベルト層における金属フィラメント２１は、実質的に真直の金属フィラメントが好ましいが、波型やジグザグ状の様に２次元に型付けされた金属フィラメントを用いてもよく、螺旋状の様に３次元型付けされたものを用いてもよい。ここで、真直の金属フィラメントとは、意図的に型付けをしておらず、実質的に型がついていない金属フィラメントを指す。

図２は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤにおける、モノフィラメントベルト層の幅方向断面図であり、図３は、図２に示す金属フィラメント束の平面図である。図２、３に示すように、本発明のタイヤ１０においては、補強素子は、２本以上２０本以下の金属フィラメント２１からなる金属フィラメント束２２であることが好ましい。金属フィラメント２１は、好適には２本以上、より好適には５本以上であって、好適には２０本以下、より好適には１２本以下、さらに好適には１０本以下、特に好適には９本以下の金属フィラメント束２２を構成する。図示例においては、５本の金属フィラメント２１が、撚り合わされずに引き揃えられて、金属フィラメント束２２を形成している。このように、金属フィラメント２１を束にすることで、金属フィラメント束２２間の距離が十分に確保できるため、ベルト１５の薄ゲージにより軽量化しつつ、ベルト幅方向端部の金属フィラメント束２２端を起点としたゴム剥離が隣り合う金属フィラメント束２２間に伝播する、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）を抑制することができる。

なお、金属フィラメント束２２は、密接して隣接するフィラメント２１間ではエラストマー２３は浸透し難く、エラストマー２３によって被覆されていない非エラストマー被覆領域が発生する。したがって、金属フィラメント２１を撚り合わせずに束ねた金属フィラメント束２２をベルト１５の補強素子として用いた場合、この非エラストマー被覆領域において、タイヤ転動時に金属フィラメント２１が相互にずれてしまい、その結果、ベルト１５の面内剛性が低下し、操縦安定性が損なわれる結果となることがある。そこで、本発明のタイヤ１０においては、隣り合う金属フィラメント２１間にエラストマー２３が十分に浸透させ、上記の不具合が解消して、ベルト１５の面内剛性を向上させ、操縦安定性を改善することが好ましい。

また、本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント束２２中の隣り合う金属フィラメント２１間における連続する非エラストマー被覆領域の存在を解消して、耐腐食進展性を確保するとともに、ベルト１５の面内剛性を向上させ、操縦安定性を改善する効果を良好に得るためには、隣り合う金属フィラメント２１の、金属フィラメント束２２の幅方向側面におけるエラストマー被覆率は、単位長さ当たり１０％以上であることが好ましく、より好ましくは２０％以上である。さらに好ましくは５０％以上被覆されており、８０％以上被覆されていることが特に好ましい。もっとも好ましくは、９０％以上被覆されている状態である。

そこで、本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント束２２を構成する金属フィラメント２１同士の間隔ｗ１を、０．０１ｍｍ以上０．２４ｍｍ未満とすることが好ましい。このように、隣り合う金属フィラメント２１同士に上記範囲の隙間ｗ１を設けることで、エラストマー２３を十分に浸透させることが可能となり、その結果、圧縮入力時に、金属フィラメント束２２が面外変形でき、金属フィラメント束２２の折れ性を抑止することができる。金属フィラメント２１同士の間隔ｗ１を０．２４ｍ未満とすることで、金属フィラメント束２２内の金属フィラメント２１間のセパレーションを抑制できる。一方、金属フィラメント２１同士の間隔ｗ１が０．０１ｍｍ以上とすることで、金属フィラメント束２２内の金属フィラメント２１間にエラストマー２３が十分に浸透する。好ましくは０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．０３ｍｍ以上、０．１８ｍｍ以下である。

また、本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント２１の径は、０．１５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．１８ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２０ｍｍ以上、また０．３５ｍｍ以下である。金属フィラメント２１の径を０．４０ｍｍ以下とすることで、タイヤ１０の軽量効果が十分に得られる。一方、金属フィラメント２１の径を０．１５ｍｍ以上とすることで、十分なベルト強度を発揮できる。

さらに、本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント束２２同士の間隔ｗ２が、０．２５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。金属フィラメント束２２同士の間隔ｗ２を０．２５ｍｍ以上とすることで、ＢＥＳを良好に抑制することができる。また、金属フィラメント束２２同士の間隔ｗ２を２．０ｍｍ以下とすることで、ベルト１５の剛性を良好に維持することができる。好ましくは、０．３ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。さらに好ましくは、０．３０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

このようなエラストマーとしては、ゴムであれば、例えば、従来のゴム以外にも、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ、高シスＢＲおよび低シスＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ等のジエン系ゴムおよびその水添物、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ－ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー等のオレフィン系ゴム、Ｂｒ－ＩＩＲ、ＣＩ－ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ－ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム（Ｍ－ＣＭ）等の含ハロゲンゴム、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム等のシリコンゴム、ポリスルフィドゴム等の含イオウゴム、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン－プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム等のフッ素ゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。

本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント２１は、一般に、鋼、すなわち、鉄を主成分（金属フィラメントの全質量に対する鉄の質量が５０質量％を超える）とする線状の金属をいい、鉄のみで構成されていてもよいし、鉄以外の、例えば、亜鉛、銅、アルミニウム、スズ等の金属を含んでいてもよい。

また、本発明のタイヤ１０において、金属フィラメント２１の表面状態については特に制限されないが、例えば、下記の形態をとることができる。すなわち、金属フィラメント２１としては、表面のＮ原子が２原子％以上６０原子％以下であって、かつ、表面のＣｕ／Ｚｎ比が１以上４以下であることが挙げられる。また、金属フィラメント２１としては、フィラメント半径方向内方にフィラメント最表層５ｎｍまでの酸化物として含まれるリンの量が、Ｃ量を除いた全体量の割合で、７．０原子％以下である場合が挙げられる。

さらに、本発明のタイヤ１０において、金属フィラメント２１の表面には、めっきが施されていてもよい。めっきの種類としては、特に制限されず、例えば、亜鉛（Ｚｎ）めっき、銅（Ｃｕ）めっき、スズ（Ｓｎ）めっき、ブラス（銅－亜鉛（Ｃｕ－Ｚｎ））めっき、ブロンズ（銅－スズ（Ｃｕ－Ｓｎ））めっき等の他、銅－亜鉛－スズ（Ｃｕ－Ｚｎ－Ｓｎ）めっきや銅－亜鉛－コバルト（Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｏ）めっき等の三元めっき等が挙げられる。これらの中でもブラスめっきや銅－亜鉛－コバルトめっきが好ましい。ブラスめっきを有する金属フィラメントは、ゴムとの接着性が優れているからである。なお、ブラスめっきは、通常、銅と亜鉛との割合（銅：亜鉛）が、質量基準で６０～７０：３０～４０、銅－亜鉛－コバルトめっきは、通常銅が６０～７５質量％、コバルトが０．５～１０質量％である。また、めっき層の層厚は、一般に１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

さらにまた、本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント２１の線径や抗張力、断面形状については、特に制限はない。例えば、金属フィラメント２１としては、抗張力が２５００ＭＰａ（２５０ｋｇ／ｍｍ^２）以上のものを用いることができる。さらに、金属フィラメント２１の幅方向の断面形状も特に制限されず、楕円状や矩形状、三角形状、多角形状等であってもよいが、円状が好ましい。なお、本発明のタイヤ１０においては、金属フィラメント束２２を拘束する必要がある場合には、ラッピングフィラメント（スパイラルフィラメント）を使用してもよい。

次に、本発明のタイヤ１０に係るトレッド部１１について説明する。図４は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。図示するように、本発明のタイヤ１０は、トレッド部１１の接地面幅内に設けられた２本以上の周方向主溝１６（図示例では３本の周方向溝１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）と、周方向主溝１６によって区画された陸部１７（図示例では、４列の陸部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）と、を有している。そして、トレッド幅方向両外側の２列の陸部１７をショルダー陸部（図示例においては、ショルダー陸部１７ｃ、１７ｄ）、ショルダー陸部よりもトレッド幅方向内側の陸部１７をセンター陸部（図示例においては、２列のセンター陸部１７ａ、１７ｂ）としたとき、センター陸部１７ａ、１７ｂの少なくとも１列に、好ましくは、全てのセンター陸部に、タイヤ周方向に屈曲しながらタイヤ径方向内側に向かって伸びる屈曲部を有する、いわゆる３次元サイプ（３Ｄサイプ）である幅方向サイプ（図示例では、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂ）が設けられている。

ここで、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂについて、さらに詳細に説明する。図５は、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤの幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの深さ方向における断面形状を示す図であり、（ａ）は延在長さ中央部であり、（ｂ）トレッド幅方向端部である。センター陸部１７ａ、１７ｂに設けられた３Ｄサイプである幅方向サイプ１８ａ、１８ｂは、図５に示すように、トレッド部１１の表面の開口部からタイヤ径方向内側に向かって伸びる直線部１８ａａ（１８ｂａ）と、直線部１８ａａ（１８ｂａ）のタイヤ径方向内側端部からタイヤ径方向内側に向かって、タイヤ周方向に屈曲しながら伸びる屈曲部１８ａｂ（１８ｂｂ）とからなる。

また、本発明のタイヤ１０においては、幅方向サイプ１８ａ（１８ｂ）の延在長さ中央部に、直線部１８ａａ（１８ｂａ）の長さが最も短い直線最短部が存在し、この直線最短部から少なくとも一方のトレッド幅方向端部へ向かって、好ましくはトレッド幅方向両端部へ向かって、直線部１８ａａ（１８ｂａ）が長くなる。例えば、直線部１８ａａ（１８ｂａ）の最短部が一定の幅を有し、この幅の端部から幅方向サイプ１８ａ（１８ｂ）のトレッド幅方向端部に向かって、直線部１８ａａ（１８ｂａ）の長さが漸増してもよい。また、トレッド幅方向端部においては、直線部１８ａａ（１８ｂａ）の長さが一定となってもよい。なお、「幅方向サイプの延在長さ中央部に、直線部が最も短い直線最短部が存在し、直線最短部からトレッド幅方向端部へ向かって、直線部が長くなる」とは、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの直線最短部からトレッド幅方向端部（両端部）へ向かって、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの深さ方向の長さが減少する箇所を有しないことを意味する。以下、かかる構造の作用効果について説明する。

本発明のタイヤ１０によれば、タイヤの荷重負荷時に、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂに区画されるブロック片のゴムの膨出量が大きくなる、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの延在長さ中央部において、直線部１８ａａ、１８ｂａの深さ方向の長さを相対的に小さくしているため、サイプ壁面間での接触量を増大させ、また、サイプ壁面間で噛み合う効果を高めることができる。その結果、陸部１７ａ、１７ｂの剛性を高めて、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。

本発明のタイヤ１０においては、深さ方向断面において、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの屈曲部１８ａｂ、１８ｂｂは、延在長さ中央部において、２個以上の頂点を有し、トレッド幅方向端部において、延在長さ中央部における頂点の個数よりも頂点の個数が少ないことが好ましい。これにより、サイプ壁面間での接触量を増大させ、また、サイプ壁面間で噛み合う効果をより一層高めることができ、タイヤの耐摩耗性をより一層向上させることができるからである。

図示する本発明のタイヤ１０においては、頂点が４個である延在長さ中央部と、頂点が３個であるトレッド幅方向端部と、を有しているが、延在長さ中央部からトレッド幅方向端部に向かって頂点の個数が増加しない範囲で様々な変形が可能である。一例として、延在長さ中央部をさらに２つの領域に分けて、頂点が例えば５個の領域と頂点が例えば４個の領域とを形成し（頂点が５個の領域が、より延在長さ中央側の領域）、また、トレッド幅方向端部をさらに２つの領域に分けて、頂点が例えば３個の領域と、頂点が、例えば、２個の領域とを形成（頂点が３個の領域が、より延在長さ中央側の領域）してもよい。

本発明のタイヤ１０においては、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの屈曲部１８ａｂ、１８ｂｂは、延在長さ中央部においては、振幅が開口部側よりも底部側で大きくなるように変化することが好ましい。これにより、サイプ壁面間での接触量を増大させ、また、サイプ壁面間で噛み合う効果をさらに一層高めることができ、タイヤの耐摩耗性をさらに向上させることができるからである。

本発明のタイヤ１０においては、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの延在長さ中央部において、振幅が、開口部側から底部側に向かって漸増しているが、振幅が開口部側から底部側に向かって減少しなければよい。一例として、より開口部側において一定の第一の振幅を有する領域と、それより底部側において第一の振幅より大きい、一定の第二の振幅を有する領域とを形成することができる。なお、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂのトレッド幅方向端部においては、振幅は一定であることが好ましい。

また、本発明のタイヤ１０では、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂがトレッド周方向に複数配置され、トレッド周方向に隣接する幅方向サイプ１８ａ、１８ｂのトレッド周方向のサイプ間隔ｌと、サイプ深さｄと、の比ｌ／ｄが下記式、
２≦ｌ／ｄ≦４
で表される関係を満たすことが好ましい。比ｌ／ｄを２以上とすることにより、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂにより区画されるブロック片の剛性を確保して、耐摩耗性を確保することができる。一方で、比ｌ／ｄを４以下とすることにより、サイプの個数を確保して、ウェット性能を確保することができるからである。

さらに、本発明のタイヤ１０においては、センター陸部１７ａ、１７ｂにおける、トレッド幅方向の幅ＷｃとトレッドゲージＤｃとの比Ｗｃ／Ｄｃが下記式、
Ｗｃ／Ｄｃ≧３
で表される関係を満足することが好ましい。比Ｗｃ／Ｄｃを３以上とすることにより、センター陸部１７ａ、１７ｂの剛性を確保して、耐摩耗性をより一層確保することができるからである。

さらにまた、本発明のタイヤ１０においては、ショルダー陸部１７ｃ、１７ｄにおける、トレッド幅方向の幅ＷｓとトレッドゲージＤｓとの比Ｗｓ／Ｄｓが下記式、
Ｗｓ／Ｄｓ≧５
で表される関係を満足することが好ましい。比Ｗｓ／Ｄｓを５以上とすることにより、ショルダー陸部１７ｃ、１７ｄの剛性を確保して、耐摩耗性をより一層確保することができるからである。

本発明のタイヤ１０においては、センター陸部１７ａ、１７ｂのトレッドゲージＤｃおよびショルダー陸部１７ｃ、１７ｄのトレッドゲージＤｓが、８．５ｍｍ以下であることが好ましく、６．０ｍｍ以下であることがより好ましい。かかる範囲とすることにより、センター陸部１７ａ、１７ｂおよびショルダー陸部１７ｃ、１７ｄの剛性を確保して、耐摩耗性をさらに向上させることができるからである。

本発明のタイヤ１０のトレッド部１１においては、センター陸部の少なくとも一列に、上記３Ｄサイプが設けられていればよいが、例えば、図示するように、センター陸部の全てに３Ｄサイプを設けてもよく、ショルダー陸部１７ｃ、１７ｄの幅方向サイプ１８ｃ、１８ｄも上述の構造を有する３Ｄサイプとしてもよい。また、センター陸部やショルダー陸部に、上述の構造を有する３Ｄサイプ以外の深さ方向に屈曲を有さない直線状のサイプを設けてもよい。さらに、上述の構造を有する３Ｄサイプや、深さ方向に直線状のサイプは、トレッド周方向に所定のピッチ間隔で複数配置することができる。

本発明のタイヤ１０においては、周方向主溝１６の溝幅は、特には限定されるものではないが、５～２０ｍｍとすることができる。また、周方向主溝１６の溝深さ（最大深さ）は、６．５ｍｍ以下とすることが好ましく、６．０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。陸部１７の剛性を確保して耐摩耗性をさらに向上させることができるからである。なお、排水性に鑑みると、周方向主溝１６の溝深さ（最大深さ）は、５．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

また、図４に示すように、センター陸部１７ａに設けられた幅方向サイプ１８ａは、トレッド部１１の平面視において、トレッド幅方向一方側の半部に位置する周方向主溝１６ｃからトレッド幅方向内側に湾曲して延びる湾曲部と、この湾曲部に接続され、トレッド幅方向に対して傾斜して直線状に延び、タイヤ赤道面ＣＬ上を延びる周方向主溝１６ａに接続する直線部と、を有しているが、本発明のタイヤ１０は、これに限られるものではない。直線部は、特には限定されないが、トレッド幅方向に対して、１５～５０°の角度で傾斜するものとすることができる。

また、図４に示すように、センター陸部１７ｂに設けられた幅方向サイプ１８ｂは、トレッド周方向に所定のピッチ間隔（図４に示す例では、幅方向サイプ１８ａとほぼ同じピッチ間隔）で複数配置することができる。図示例では、幅方向サイプ１８ｂは、トレッド幅方向に対して傾斜して直線状に延びているが、本発明のタイヤ１０は、これに限られるものではない。幅方向サイプ１８ｂは、特には限定されないが、トレッド幅方向に対して、１５～５０°の角度で傾斜するものとすることができる。

さらに、図４に示すように、ショルダー陸部１７ｃには、トレッド端ＴＥからトレッド幅方向内側に、トレッド幅方向に対して傾斜して延び、ショルダー陸部１７ｃ内で終端する幅方向溝１９ａを設けてもよい。また、この幅方向溝１９ａの終端からトレッド幅方向内側に、トレッド幅方向に対して傾斜して延び、周方向主溝１６ｃに連通する、幅方向サイプ１８ｃを備えている。幅方向溝１９ａおよび幅方向サイプ１８ｃは、トレッド周方向に所定のピッチ間隔（図示例では、幅方向サイプ１８ａのピッチ間隔のおよそ２倍）で複数配置さすることができる。幅方向溝１９ａおよび幅方向サイプ１８ｃは、特には限定されないが、トレッド幅方向に対して、０～２０°の角度で傾斜するものとすることができる。また、幅方向溝１９ａの溝幅は、特に限定されないが、例えば、１～４ｍｍとすることができ、幅方向溝１９ａの溝深さ（最大深さ）は、特に限定されないが、例えば、３～５ｍｍとすることができる。

また、図４に示すように、幅方向溝１９ａを周方向主溝１６ｃに連通させずにショルダー陸部１７ｃ内で終端させることにより、また、トレッド周方向のピッチ間隔を、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂのみを配置したセンター陸部１７ａ、１７ｂより大きめにすることにより、ショルダー陸部１７ｃの剛性を確保し、また、幅方向溝を有しないセンター陸部１７ａ、１７ｂとの剛性差を低減して、耐摩耗性および耐偏摩耗性を確保している。

さらにまた、図４に示すように、ショルダー陸部１７ｄには、トレッド端ＴＥからトレッド幅方向内側に、トレッド幅方向に対して傾斜して延び、ショルダー陸部１７ｄ内で終端する幅方向溝１９ｂを有している。また、図示例においては、ショルダー陸部１７ｄは、トレッド端ＴＥからトレッド幅方向内側に、トレッド幅方向に対して傾斜して延び、周方向主溝１６ｂに連通する、幅方向サイプ１８ｄを備えている。幅方向溝１９ｂと幅方向サイプ１８ｄとは、トレッド周方向に交互に、所定のピッチ間隔（図示例では、幅方向サイプ１８ａのピッチ間隔とほぼ同じ）で複数配置されている。これにより、ショルダー陸部１７ｄの剛性のバランスを確保することができる。幅方向溝１９ｂおよび幅方向サイプ１８ｄは、トレッド幅方向に対して、０～２０°の角度で傾斜するものとすることができる。また、幅方向溝１９ｂの溝幅は、特に限定されないが、例えば、１～４ｍｍとすることができ、幅方向溝１９ｂの溝深さ（最大深さ）は、特に限定されないが、例えば、３～５ｍｍとすることができる。

また、図４に示すように、幅方向溝１９ｂを、周方向主溝１６ｂに連通させずに陸部１７ｄ内で終端させることにより、さらに、幅方向溝１９ｂと幅方向サイプ１８ｄとをトレッド周方向に交互に配置することにより、ショルダー陸部１７ｄの剛性を確保し、また、幅方向溝１９ｂを有しないセンター陸部１７ａ、１７ｂとの剛性差を低減して、耐摩耗性および耐偏摩耗性を確保している。

また、例えば、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの直線部１８ａａ、１８ｂａは、延在長さ中央部からトレッド幅方向両端部へ向かって、深さ方向の長さが増大するものとしてもよいが、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの延在長さ中央部からトレッド幅方向いずれか一方のみの端部へ向かって、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂの深さ方向の長さが増大するものとしてもよい。また、トレッド部１１についても、例えば、陸部１７ａ、１７ｂにおいて、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂは、陸部１７ａ、１７ｂを横切って延びるものとしているが、陸部１７ａ、１７ｂ内で終端するものとすることもできる。また、幅方向サイプ１８ａ、１８ｂは、トレッド幅方向に直線状、湾曲状、ジグザグ状等の様々な形状で延在するものとすることができる。

ここまで、本発明のタイヤについて説明したが、本発明のタイヤ１０は、ベルト１５の構造とトレッド部１１の構造以外に特に制限はない。例えば、ベルト１５のタイヤ径方向外側にベルト補強層を配置してもよく、その他の補強部材を用いてもよい。なお、本発明のタイヤ１０に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。本発明のタイヤ１０は、乗用車用タイヤやトラック・バス用タイヤに好適に用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例および比較例＞
下記表１中に示す条件に従う構造の補強素子を、スチールフィラメントを用いて作製した。この補強素子を上下両側からゴムからなる厚さ０．５ｍｍ程度のシートでコーティングし、１６０℃、２０分にて加硫を行い、ベルト層に用いる各ゴム－スチールコード複合体を作製した。コーティングゴムは、常法に従い配合・混練することで調製した。

＜ベルト面内剛性＞
各ゴム－スチールコード複合体を用いて作製した交錯ベルト層サンプルを用いて面内剛性の評価を行い、操縦安定性の指標とした。ベルト角度は、タイヤ周方向に対して±２８°とした。この交錯ベルト層サンプルの下２点、上１点に冶具を配置し、上１点から押し込んだ時の荷重を面内剛性とし評価した。結果は比較例を基準の１００とする、指数にて表１に併記する。なお、ベルト面内剛性の評価は、操縦安定性に関する指標となる。

＜耐摩耗性＞
図１に示すタイプのタイヤ（サイズ：２０５／５５Ｒ１６）を、各ゴム－スチールコード複合体を交錯ベルト層として用いて作製し、耐摩耗性について、下記の手順に従って評価をおこなった。ベルト角度は、タイヤ周方向に対して±２８°である。また、トレッド部１１は、図４に示す展開図と同じとし、陸部全てに表１に示す構造のサイプを設けた。サイプの条件は表１に示すとおりである。

得られた各タイヤをリムに装着し、規定内圧を充填して車両に装着し、乾燥路面の一般路を各種走行モードにて走行した場合の耐摩耗性を予測した。表中の×、○は以下のとおりである。

×：サイプにより陸部のせん断剛性が低下し、耐摩耗性が低下する。
○：モノフィラメント構造化による面内剛性向上と３次元サイプ化による陸部のせん断剛性向上とが見込まれ、タイヤの耐摩耗性向上が期待できる。

表１より、本発明は、軽量性および操縦安定性を向上させつつ、さらに耐摩耗性を向上できていることがわかる。

１０ 空気入りタイヤ（タイヤ）
１１ トレッド部
１２ サイドウォール部
１３ ビード部
１４ カーカス
１５ ベルト
１５ａ、１５ｂ ベルト層
１６ 周方向主溝
１７ 陸部
１８ 幅方向サイプ
１９ 幅方向溝
２１ 金属フィラメント
２２ 金属フィラメント束
２３ エラストマー

Claims (11)

1. トレッド部のタイヤ半径方向内側に少なくとも１層のベルト層からなるベルトを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルトが、撚り合わされずに一列に引き揃えられた複数本の金属フィラメントからなる補強素子がエラストマーに埋設されてなるベルト層を有し、
   前記トレッド部が、接地面幅内に設けられた２本以上の周方向主溝と、該周方向主溝によって区画された陸部と、を有し、トレッド幅方向両外側の２列の陸部をショルダー陸部、該ショルダー陸部よりもトレッド幅方向内側の陸部をセンター陸部としたとき、該センター陸部の少なくとも１列に、トレッド幅方向に延びる幅方向サイプが設けられてなり、
   前記幅方向サイプが、前記トレッド部の表面からタイヤ径方向内側に向かって直線状に伸びる直線部と、該直線部のタイヤ径方向内側端部からタイヤ径方向内側に向かって、タイヤ周方向に屈曲しながら伸びる屈曲部と、からなり、前記幅方向サイプの延在長さ中央部に、前記直線部が最も短い直線最短部が存在し、該直線最短部から少なくとも一方のトレッド幅方向端部へ向かって、前記直線部が長くなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強素子が、２本以上２０本以下の金属フィラメントからなる金属フィラメント束である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記金属フィラメント束中の金属フィラメントの間隔ｗ１が、０．０１ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下である請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記金属フィラメントの径が、０．１５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下である請求項１～３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
5. 隣り合う前記金属フィラメント束同士の間隔ｗ２が、０．２５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項２～４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
6. 前記屈曲部が、前記幅方向サイプの延在長さ中央部においては、２個以上の頂点を有し、トレッド幅方向端部においては、前記延在長さ中央部における前記頂点の個数よりも頂点の個数が少ない請求項１～５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
7. 前記屈曲部の振幅が、前記幅方向サイプの延在長さ中央部においては、開口部側よりも底部側で大きくなるように変化し、前記幅方向サイプのトレッド幅方向端部においては、一定である請求項１～６のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
8. 前記幅方向サイプが、トレッド周方向に複数配置され、トレッド周方向に隣接する前記幅方向サイプのトレッド周方向のサイプ間隔ｌと、前記幅方向サイプのサイプ深さｄと、の比ｌ／ｄが下記式、
   ２≦ｌ／ｄ≦４
   で表される関係を満足する請求項１～７のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
9. 前記センター陸部における、トレッド幅方向の幅ＷｃとトレッドゲージＤｃとの比Ｗｃ／Ｄｃが下記式、
   Ｗｃ／Ｄｃ≧３
   で表される関係を満足する請求項１～８のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
10. 前記ショルダー陸部における、トレッド幅方向の幅ＷｓとトレッドゲージＤｓとの比Ｗｓ／Ｄｓが下記式、
    Ｗｓ／Ｄｓ≧５
    で表される関係を満足する請求項１～９のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
11. 前記センター陸部のトレッドゲージＤｃおよび前記ショルダー陸部のトレッドゲージＤｓが、８．５ｍｍ以下である請求項１～１０のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。

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