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JP2001121927A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP2001121927A
JP2001121927A JP30358399A JP30358399A JP2001121927A JP 2001121927 A JP2001121927 A JP 2001121927A JP 30358399 A JP30358399 A JP 30358399A JP 30358399 A JP30358399 A JP 30358399A JP 2001121927 A JP2001121927 A JP 2001121927A
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JP
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rib
narrow grooves
grooves
groove
tire
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浩幸 松本
Masaru Masaoka
賢 正岡
Akiyoshi Shimizu
明禎 清水
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の凸状クラウン部を保持し、耐偏摩耗性
に優れる空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 両ショルダ領域の内方領域に2本以上の
周方向主溝と2本の隣合う周方向主溝が区画する1本以
上の周方向リブとを備え、周方向リブは同じリブ内に少
なくとも2本の周方向細溝を有する空気入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りタイ
ヤ、より詳細にはトラックやバスなど比較的大型の車両
の使途に供する重荷重用空気入りラジアルタイヤに関
し、特にトレッドゴムの耐偏摩耗性を向上させた空気入
りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】空気入りタイヤのトレッド部のうち接地
領域を形成するクラウン部は、接地形状あるいは接地圧
分布を適正に保持するため、通常、タイヤ断面にて滑ら
かに連なる複数個の円弧により構成した凸形状を有す
る。このクラウン部の凸形状により、タイヤの荷重負荷
転動時に、サイドウォール部の剛性の影響を直接に受け
るトレッド部ショルダ領域の接地圧が他の領域に比しよ
り高くなるのを回避することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしその一方で、ク
ラウン部を凸形状とすることで、クラウン部中央領域の
直径がショルダ領域の直径に比しより大きくなるため、
トレッド部踏面には次のような力が生じる。すなわち、
中央領域の円周長さがショルダ領域の円周長さより長い
ことに起因し、タイヤの荷重負荷転動時に、中央領域の
踏面にはタイヤ進行方向へ向く前方力が発生し、ショル
ダ領域の踏面にはタイヤ制動方向へ向く後方力が発生す
る。
【0004】これら前後力の作用により、駆動軸に装着
したタイヤは駆動力の影響を強く受ける中央領域でのト
レッドゴム摩耗量が増加し、非駆動軸に装着したタイヤ
は制動力の影響を強く受けるショルダ領域でのトレッド
ゴム摩耗量が増加する。これらのゴム摩耗量の増加は、
他の領域のゴム摩耗量との対比であるから、クラウン部
のトレッドゴムに偏摩耗をもたらす。これら偏摩耗のう
ち、特に、駆動軸に装着したタイヤの中央領域における
著しい摩耗が問題であり、これは、いわゆるセンタ摩耗
と呼ばれる。しかし、前記した理由でクラウン部の凸形
状を大きく変更することはできない。
【0005】従って、この発明の請求項1〜6に記載し
た発明は、クラウン部の凸形状を保持した上で、発生す
る前後力を大幅に緩和して、この力に基づくトレッドゴ
ムの偏摩耗、なかでもセンタ摩耗の発生を阻止し、耐偏
摩耗性に優れる空気入りタイヤを提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項1に記載した発明は、一対のビー
ド部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有
し、これら各部を補強する1プライ以上のラジアルカー
カスと、トレッド部を強化するベルトとを有し、トレッ
ド部は、両ショルダ領域が挟む内方領域のトレッドゴム
に2本以上の周方向主溝と、2本の隣合う周方向主溝に
より区画形成する1本以上の周方向リブとを備える空気
入りタイヤにおいて、上記周方向リブは、同じリブ内に
少なくとも2本の周方向細溝を有することを特徴とする
空気入りタイヤである。
【0007】ショルダ領域は次のように定義する。ま
ず、JATMA YEAR BOOK(日本自動車タイ
ヤ協会規格)に記載した特定タイヤ種類、特定サイズ毎
に規定する適用リムにタイヤを組付け、これに最大負荷
能力(kg)に対応する最高空気圧を充てんし、最大負荷能
力(kg)に相当する荷重を負荷したたとき、トレッド部が
接地する領域をクラウン部と呼ぶ。
【0008】次に、荷重負荷から解放したタイヤのクラ
ウン部をその表面(踏面)に沿ってタイヤ軸線方向に8
等分し、8等分した弧のうちの両端の1/8部分をショ
ルダ領域と定義する。よって、内方領域は8等分した弧
のうちの6×1/8部分である。なお中央領域はタイヤ
赤道面を挟む弧の4×1/8部分とする。
【0009】請求項1に記載した発明に関し、請求項2
に記載した発明のように、上記の同じリブ内の各細溝
は、溝深さ方向で溝幅中央を連ねる2分線が、隣合う2
本の細溝により区画するリブ部分の幅中央を通る法線と
平行な形態を有する。
【0010】請求項2に記載した発明とは別に、請求項
1に記載した発明に関し、請求項3に記載した発明のよ
うに、上記の同じリブ内の各細溝は、溝深さ方向の溝幅
中央を連ねる2分線が、隣合う2本の細溝により区画す
るリブ部分の幅中央を通る法線に対しタイヤ内方に向か
い末広がりの傾斜形態を有する。
【0011】請求項1〜3に記載した発明に関し、請求
項4に記載した発明のように、好適には、隣合う2本の
細溝が区画するリブ部分の表面は、周方向主溝とそれに
隣合う細溝とが区画するリブ部分の表面に対し凹となる
形態を有する。
【0012】請求項1〜4に記載した発明に関し、請求
項5に記載した発明のように、隣合う2本の細溝は、ト
レッド部周方向にジグザグ状に延びて、各細溝により形
成するリブ部分に節相当のくびれ部と腹相当の拡幅部と
を形成する配列を有し、タイヤ回転軸方向幅につき、拡
幅部の最大幅とくびれ部の最小幅との差は、リブ表面位
置の差が溝底の差を上回るものとする。そのとき、好適
には、請求項6に記載した発明のように、隣合う2本の
細溝は直状の溝底形状を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1〜図4に基づき説明する。図1は、この発明による空
気入りタイヤの踏面展開図であり、図2は、図1に示す
タイヤとは別タイヤの一部の踏面展開図であり、図3及
び図4は、図1及び図2に示すIII − III線に沿う断面
図である。
【0014】空気入りタイヤ(以下タイヤという)は、
図示を省略したが、一対のビード部及び一対のサイドウ
ォール部と、トレッド部とを有し、1プライ以上のラジ
アルカーカスとベルトとを備える。ラジアルカーカス
は、ビード部内にそれぞれ埋設したビードコア(図示省
略)相互間にわたり上記各部を補強する。ベルトは、2
層以上のゴム被覆スチールコード層を有し、ラジアルカ
ーカスの外周でトレッド部を強化する。
【0015】図1において、トレッド部は、タイヤ断面
にてトレッドゴムの外輪郭が単一円弧乃至複合円弧をな
す踏面1を有する。また、トレッド部は、先に述べた定
義に従う内方領域Riのトレッドゴムに2本以上、図示
例は4本の周方向主溝2、3、4、5を備える。また、
トレッド部は、これら周方向主溝2〜5のうち、2本の
隣合う周方向主溝により区画形成する周方向リブを1本
以上備えるものとする。なお、図示の符号TEは先に述
べた接地端縁である。なお、図1はトレッドパターンを
合わせ示すものである。
【0016】図1に示すトレッド部は、2本の隣合う周
方向主溝2、3により区画する1本の周方向リブ6を内
方領域Riに備える。周方向リブ6以外に、内方領域R
iにおけるトレッド部は、図示の2本の隣合う周方向主
溝2、4及び周方向主溝3、5と、これら各主溝それぞ
れに開口する横方向溝7、8及び横方向溝9、10とに
より区画形成するブロック11、12を備える。このよ
うに、この発明ではトレッド部の内方領域Riのうち少
なくとも中央領域にはリブ6を設ける。
【0017】これら横方向溝7、8及び横方向溝9、1
0の両端のうち少なくとも一方端がトレッドゴム陸部内
に終端を有する場合は、ブロック11、12に相当する
部分をリブとする。リブ6は、一方端が周方向主溝2、
3に開口し、他方端がリブ6内に終端を有する切欠状横
方向溝13を有するがリブと呼ぶのと同様である。要す
るに、トレッド部周方向に連続している陸部はリブと定
義する。
【0018】図1及び図2において、周方向リブ6は、
同じリブ内に少なくとも2本、図示例は2本の周方向細
溝15、16を有するものとする。図1に示す2本の周
方向細溝(以下細溝と略記する)15、16は直状溝で
あり、図2に示す2本の細溝15、16はジグザグ状溝
である。なお、図示は省略したが一方の細溝が直状溝で
あり、他方の細溝がジグザグ状溝である場合も含む。ま
た、細溝15、16を図示とは異なる湾曲状ジグザグ溝
としても良い。
【0019】細溝15、16と、これら細溝間のリブ6
Aとは下記の形態を有する。図3に示す細溝15、16
は、溝深さ方向での溝幅中央を連ねる2分線15c、1
6cが、隣合う2本の細溝15、16により区画するリ
ブ部分6Aの幅中央を通る法線VLと平行な形態を有す
る。この場合の法線VLはタイヤ赤道面E上に存在す
る。ここに敢えて隣合う2本の細溝15、16と記すの
は、リブ6が3本以上の細溝を備える場合が存在するか
らであり、以下同じである。
【0020】図4に示す細溝15、16は、溝深さ方向
での溝幅中央を連ねる2分線15c、16cが、隣合う
2本の細溝15、16により区画するリブ部分6Aの幅
中央を通る法線VLに対しタイヤ内方に向かい末広がり
の傾斜形態を有する。この場合の法線VLもタイヤ赤道
面E上に存在する。
【0021】図1に示す直状細溝15、16及び図2に
示すジグザグ状細溝15、16は、いずれも図3及び図
4に示す溝形態をとるとることができる。
【0022】さて、荷重負荷の下で路面を転動するタイ
ヤの、タイヤ赤道面Eと同一平面による断面の一部を図
5の上方に示す。図5において符号20はベルト、符号
21はラジアルカーカスである。図5に示すトレッド部
の接地領域において、説明の便宜上二点鎖線で放射方向
に区割りした各部分は、高剛性のベルト20と路面との
間で負荷荷重Wの反力、すなわち接地圧の作用により前
後方向に破線で示すように潰れ変形する。破線で示す最
大変形量de は特に重荷重用タイヤで顕著である。
【0023】リブ6の各部分における変形の形態は次の
通りである。すなわち図5の破線で示すように、負担荷
重による潰れ変形により、まず、タイヤ回転方向Xの前
方、すなわち踏込み側でタイヤ進行方向に矢印で示すよ
うに張出し、この最大張出量de はタイヤ回転軸線直下
Yに向かい減少して軸線直下Yでゼロとなる。次に、軸
線直下Yから蹴出し側に向かい、タイヤ進行方向とは逆
の矢印方向に張出し、その最大張出量de を増す。
【0024】図5に菱形で示すように、路面側の張出変
形は、路面に拘束されたリブ6のせん断変形に似た変形
を呈する。このせん断変形に似た路面側張出変形は、リ
ブ6の接地長さ方向に沿う踏面1の各位置に前後力fe
を発生させる。前後力fe は二つに分かれる。その一
は、踏込み側において、前方への張出変形に基づき軸線
直下Yに向かう矢印方向の後方力feiである。その二
は、蹴出し側において、後方への張出変形に基づき軸線
直下Yに向かう矢印方向の前方力feoである。後方力f
eiと前方力feoとは互いに逆向きである。
【0025】上記の前後力fe の他に、接地領域の踏面
1において、二点鎖線で区割りしたトレッドゴム各部分
は、路面に対し傾斜いることなどに伴うせん断力fs が
作用する。結局、トレッドゴム各部分には、前後力fe
とせん断力fs との合力ft=fe +fs が発生する。
従来タイヤの前後力fe 及び合力ft それぞれの分布曲
線を図5の下方に二つに分けて太い実線で示す。分布曲
線は前方力をプラスで、後方力をマイナスで示す。
【0026】従来タイヤでは、上述した前後力ft は、
図5下方の実線で示すように、トレッド部の中央領域で
前方力ftoの最大値P1 は後方力ftiの最大値より大き
い。ここで重要な点は、トレッド部の蹴出し時に前後力
ft が前方向(駆動方向)に発生することである。トレ
ッドゴム摩耗は主に蹴出し時における踏面1と路面との
摩擦により生じ、この時のせん断力が大きい程ゴム摩耗
が増す。従って、トレッドゴム摩耗量を低減するために
は、蹴出し時における前方力ftoの最大値P1を下げる
ことが重要である。
【0027】その一方で、図6に従来タイヤのトレッド
部接地領域における中央リブ26と周方向主溝2、3と
のタイヤ回転軸線方向断面を示すように、荷重wを負担
するリブ26は、無負荷時の二点鎖線で示す断面形状か
ら実線で示す断面形状に変化する。すなわち、リブ26
は周方向主溝2、3へ最大張出量dw で張出す潰れ変形
を生じる。しかし、リブ26の表面が路面から矢印方向
の大きな拘束力fw で滑りが制限される結果、リブ26
の最大張出量dw も制限を受けるため、リブ26の潰れ
張出変形量は不十分となる。破線はリブ26内部の張出
し状態を示し、以下同じである。
【0028】これに対し、図7に図6と同様な断面を示
すように、細溝15、16を備えるリブ6は、次に述べ
る理由により大きな潰れ張出変形が可能となる。すなわ
ち、リブ6は、荷重wの負担の下で、従来は潰れ変形挙
動に対し張出しの逃げ場がないリブ6の幅中央部の潰れ
変形を細溝15、16が吸収する。なおかつ、細溝1
5、16それぞれが矢印方向に倒れ込むので、リブ6の
周方向主溝2、3へ向かう張出変形を助長する働きをな
す。そのためにも少なくとも2本の細溝15、16が必
要である。
【0029】これらの効果により、リブ6表面の路面か
らの拘束力Fw は従来タイヤの拘束力fw より一層小さ
くなり、リブ6は、周方向主溝2、3へ向かい大きな最
大張出量Dw で張出すことができ、より一層容易な潰れ
変形が可能となる。すなわち、最大張出量Dw >最大張
出量dw となる。
【0030】ここに、リブ6、26の最大張出量Dw 、
dw と、前述の後方力fei及び前方力feoとは相互に密
接な関係を有する。すなわち、最大張出量Dw 、dw と
タイヤ進行方向及び逆方向の最大張出量de とは逆比例
の関係を有する。最大張出量de と後方力fei及び前方
力feoとは比例関係を有するので、結局、最大張出量D
w 、dw と後方力fei及び前方力feoとは逆比例の関係
を有する。
【0031】つまり、従来タイヤの最大張出量dw より
大きな張出量Dw を有するリブ6は、図5下方の線図に
破線で示すように、前方力feo及び後方力feiが共に低
減し、トータル前後力ft は、図5下方の線図に一点鎖
線で示す分布を呈する。これから明らかなように、前後
力ft の蹴出し時の最大値P2 は、従来タイヤの最大値
P1 より著しく低下する。また、図5下方の線図に二点
鎖線で示すように、リブ部分6Aを凹とすることで、前
後力ft は、その蹴出し時の最大値P3 を先の最大値P
2 よりさらに低い値とすることができる。。
【0032】また、タイヤの同一接地面内で、リブ6に
発生する前後力ft と、ショルダ領域に発生する前後力
ft との和は常に一定のバランスを保持するから、トレ
ッド部中央領域の蹴出し時前後力ft (駆動力)が低減
すれば、同時にトレッド部ショルダ領域に発生する蹴出
し時前後力ft (制動力)も低減する。
【0033】従って、リブ6に少なくとも2本の細溝1
5、16を設けることにより、リブ6の蹴出し時前後力
ft の最大値P1 が低減して、特に、駆動力作用下での
リブ6の摩耗促進を抑制することができ、かつ、自由回
転下でのショルダ領域の摩耗促進も抑制することがで
き、結局、トレッドゴムの偏摩耗発生を阻止することが
可能となる。
【0034】この場合、図1に示すような直状細溝1
5、16でも、図2に示すようなジグザグ状細溝5、1
6でも同様な効果を得ることができる。しかし、ジグザ
グ状細溝5、16は直状細溝15、16に比しより大き
な溝容積を得ることができ、リブ6の幅中央部の潰れ変
形の吸収量を高める利点を有する。
【0035】その反面、ジグザグ状細溝5、16は倒れ
込み変形が生じ難いので、これを避けるため、一つに
は、図2に示すように、リブ部分6Aに節相当のくびれ
部と腹相当の拡幅部とを形成するジグザグ状細溝5、1
6配列とする。
【0036】二つには、タイヤ回転軸方向幅につき、リ
ブ部分6Aの拡幅部最大幅とくびれ部最小幅との差は、
リブ部分6A表面の差(w1 −w2 )が溝底の差(wb1
−wb2)(図示省略)を上回るものとする。これが極端
なものとして、ジグザグ状細溝5、16の溝底形状を、
拡幅部もくびれ部も存在しない直状とするものが挙げら
れる。
【0037】また、図3に示すように、溝幅2分線15
c、16cが法線VLと平行な形態を有する細溝15、
16の場合も、図4に示すように、溝幅2分線15c、
16cが法線VLに対しタイヤ内方に向かい末広がりの
傾斜形態を有する細溝15、16の場合も同様な効果を
得ることができる。ただし、図4に示す細溝15、16
は、倒れ込みがより一層容易となり、張出量Dw を増加
させる利点を有する。
【0038】また、図4に示すリブ部分6Aの表面を、
周方向主溝2、3と、これら各主溝に隣合う細溝15、
16とが区画するリブ部分6Bの表面に対し距離δだけ
凹とするのが好ましい。このようにリブ部分6Aの表面
を凹とすることにより、特に周方向主溝2、3へ張出し
難いリブ6中央部の接地圧を低減することができ、リブ
6の最大張出量Dw を増加させることに寄与する。
【0039】また、リブ部分6Aは、リブ6のタイヤ回
転軸方向中央に位置させることが好ましく、細溝15、
16の深さhは周方向主溝2、3の溝深さHの0.3倍
以上とするのが好ましい。図4に示す細溝15、16の
法線VLに対する傾斜角度αは5〜10°の範囲内が良
い。
【0040】
【実施例】トラック及びバス用15°テーパラジアルプ
ライタイヤで、サイズが275/70R22.5であ
り、図1及び図2に示すトレッドパターンを備える。周
方向主溝2、3の深さHは14mmである。カーカスは
1プライのゴム被覆ラジアル配列スチールコードのプラ
イになり、ベルトは4層のゴム被覆スチールコード交差
層からなる。
【0041】タイヤ断面に現れるクラウン部の曲率半径
は、周方向主溝4、5の内側縁までが700mmであ
り、タイヤ赤道面Eにおける踏面の半径から接地端縁
(クラウン部端)TEの半径を差し引いた値は12.5
mmである。実施例1〜5のタイヤと、細溝15、16
を備えていない他は全て実施例タイヤに合わせた従来例
タイヤとを準備した。
【0042】実施例1〜3のタイヤは図1に示す直状細
溝15、16を、実施例4、5のタイヤは図2に示すジ
グザグ状細溝15、16を備える。また、実施例1のタ
イヤは図3に示す細溝15、16の形態とし、実施例2
のタイヤは図4に示す傾斜細溝15、16の形態とし、
実施例3のタイヤは実施例2のタイヤのリブ部分6Aを
凹とする形態とした。これら実施例1〜5のタイヤの細
溝15、16の諸元を従来例タイヤと共に表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】耐偏摩耗性試験として、実施例1〜5のタ
イヤと従来例タイヤとを2−D・4(3軸車、順に2は
フロント2輪、Dはリヤ駆動軸で4輪、4は非駆動軸で
4輪を意味する)形式の大型トラックに装着し、トラッ
クは定積とし80km/hの速度で高速道路を1万km走行さ
せた後、駆動軸に装着した4本のタイヤにおける、リブ
6、26とショルダ領域のリブとの摩耗量の差を測定し
た。差の値は小さいほうが耐偏摩耗性に優れる。摩耗量
の差の値(mm)の平均値を表1の下欄に記載した。
【0045】表1の結果から、従来例タイヤに比し各実
施例タイヤの耐偏摩耗性が優れていることが分かる。実
施例タイヤの中では、傾斜細溝15、16が平行細溝1
5、16より幾分耐偏摩耗性が良好であり、ジグザグ状
細溝15、16が直状細溝15、16より幾分耐偏摩耗
性が良好であり、そしてジグザグ状細溝15、16の中
では、溝底の振り幅が小さいほうが幾分耐偏摩耗性が良
好であることが分かる。
【0046】
【発明の効果】この発明の請求項1〜6に記載した発明
によれば、クラウン部の内方領域のリブに2本以上の細
溝を設けることにより、クラウン部の凸形状を保持した
上で、耐偏摩耗性、特に、センター摩耗に係る耐偏摩耗
性に優れる空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の空気入りタイヤの踏面展開図であ
る。
【図2】 この発明の別の空気入りタイヤの要部踏面展
開図である。
【図3】 図1及び図2に示すIII − III線に沿う周方
向主溝とリブとの断面図である。
【図4】 図3とは別のこの発明の周方向主溝とリブと
の断面図である。
【図5】 接地状態のリブに発生する前後力の説明図で
ある。
【図6】 従来タイヤの接地状態リブの潰れ張出変形の
説明図である。
【図7】 この発明の接地状態リブの潰れ張出変形の説
明図である。
【符号の説明】
1 踏面 2、3、4、5 周方向主溝 6 中央リブ 6A 2本の細溝の間のリブ部分 7、8、9、10 横方向溝 11、12 ブロック 13 切欠溝 15、16 周方向細溝 E タイヤ赤道面 Ri クラウン部内方領域 TE 接地端縁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のビード部及び一対のサイドウォー
    ル部と、トレッド部とを有し、これら各部を補強する1
    プライ以上のラジアルカーカスと、トレッド部を強化す
    るベルトとを有し、トレッド部は、両ショルダ領域が挟
    む内方領域のトレッドゴムに2本以上の周方向主溝と、
    2本の隣合う周方向主溝により区画形成する1本以上の
    周方向リブとを備える空気入りタイヤにおいて、 上記周方向リブは、同じリブ内に少なくとも2本の周方
    向細溝を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】 上記の同じリブ内の各細溝は、溝深さ方
    向で溝幅中央を連ねる2分線が、隣合う2本の細溝によ
    り区画するリブ部分の幅中央を通る法線と平行な形態を
    有する請求項1に記載した空気入りタイヤ。
  3. 【請求項3】 上記の同じリブ内の各細溝は、溝深さ方
    向の溝幅中央を連ねる2分線が、隣合う2本の細溝によ
    り区画するリブ部分の幅中央を通る法線に対しタイヤ内
    方に向かい末広がりの傾斜形態を有する請求項1に記載
    した空気入りタイヤ。
  4. 【請求項4】 隣合う2本の細溝が区画するリブ部分の
    表面は、周方向主溝とそれに隣合う細溝とが区画するリ
    ブ部分の表面に対し凹となる形態を有する請求項1〜3
    のいずれか一項に記載した空気入りタイヤ。
  5. 【請求項5】 隣合う2本の細溝は、トレッド部周方向
    にジグザグ状に延びて、各細溝により形成するリブ部分
    に節相当のくびれ部と腹相当の拡幅部とを形成する配列
    を有し、タイヤ回転軸方向幅につき、拡幅部の最大幅と
    くびれ部の最小幅との差は、リブ表面位置の差が溝底の
    差を上回る請求項1〜4のいずれか一項に記載した空気
    入りタイヤ。
  6. 【請求項6】 隣合う2本の細溝は直状の溝底形状を有
    する請求項5に記載した空気入りタイヤ。
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