JP2012500747A - 方向性パターン付きのタイヤトレッド - Google Patents

Abstract

本発明は、タイヤ用のトレッドであって、中間平面Ｘ‐Ｘ′の各側でトレッドの各半部に形成された複数本の主溝（１５，１６）を備えたパターンを有し、平均幅Ｌの主溝（１５，１６）の各々は、外部に軸方向に開口すると共に中央平面に対してトレッドの幅ＴＷの２．５〜１０％の距離だけ内方に延び、主溝は、トレッドに優先的な走行方向を与え、トレッドは、第１及び第２の端部（２１，２２）を有する複数本の追加の溝（２０）を更に備え、第１及び第２の端部を定める平均方向は、周方向とゼロ度よりも大きく且つ２０°以下の減少した角度Ａをなす、トレッドにおいて、少なくとも１本の追加の溝は、各主溝（１５，１６）に開口し、各追加の溝（２０）の軸方向最も内側の端部（２１）は、追加の溝の軸方向最も外側の端部（２２）よりも先に路面に接触する、トレッドを提供する。

Description

本発明は、乗用車に関し、詳細には、タイヤに設けられるトレッドに関し、更により詳細には、高性能の車両に取り付けられるタイヤに関する。

トレッドパターンをトレッドに方向性を与えるよう形成することが公知のやり方である。方向性タイヤは、タイヤが好ましい方向に向きを変える（変向する）とき、このタイヤが他の方向に向きを変えているときに得られるグリップよりも良好なグリップを提供するような方向性パターンを備えたトレッドを有している。トレッドパターンという用語は、適当なパターンをなしてトレッドに入れられた複数個の切れ目を意味し、これら切れ目は、同様に適当な幅及び深さを有している。切れ目という用語は、溝か切り込みかのいずれかであり、後者（切り込み）は、幅（向かい合った面相互間の距離）に関して前者（溝）とは異なっており、このような幅は、一般に２ｍｍよりも小さく、更により適切には、１ｍｍよりも小さい。

よく見られる方向性トレッドパターンは、全てがタイヤのトレッドに沿ってぐるりと同一方向に真っ直ぐに向いた一連のＶ字形溝を構成するよう配置された主溝を有する。通常、高性能車両の加速中に最大のグリップを得るため、Ｖ字形溝は、各Ｖ字形溝の中央部分（タイヤの中央平面の近くに位置する部分）が、タイヤが路面上に残す跡にまず最初に来るよう走行方向に向いている。

この種のタイヤの例が欧州特許第０６４９３４号明細書、同第０７２１８５３号明細書、同第１２３８８２７号明細書又は米国特許第４０５７０８９号明細書に記載されている。

これら特許文献は、非常に濡れた状態の路面上で運転する際に或る特定の利点を提供するが、この種のパターンは、車両がグリップの限度で、特にコーナリング下で試験されているとき、乾いた路面上における路面保持試験中に不都合をもたらす場合のあることが判明した。実際に起こっていることは、このようなタイヤのスリップアングルの関数としての横方向スラストの曲線が最大値までのこのような横方向スラストの増大を示し、次に、高いスリップアングルのために横方向スラストの相当な減少を示す特徴的な外観を有することである（このような曲線の一例は、本明細書の図２に符号Ｃ０で特定されている曲線で示されている）。

強力な加速下において且つ或る特定の特別な操作、例えば重力加速度の０．８倍を超える横加速度に関してグリップの限度で「過剰変向」又は変向の場合、このようなパターンを備えたタイヤを装着した車両の平衡状態が損なわれる場合がある。

欧州特許第０７２１８５３号明細書は、複数の追加の溝が導入されたこのようなパターンの変形例を開示している。これら追加の溝のうちの何割かは、中央平面に対してトレッドの同一側に位置する対をなす主溝を互いに連結するよう形成されている。他の追加の溝は、中央平面の各側に１本ずつ位置した対をなす主溝を互いに連結するよう形成されている。溝が別の溝に連結されるという表現は、追加の溝の端部が主溝に開口しているということを意味している。

これら追加の溝は、この場合、これらが連結している主溝に実質的に垂直であるよう差し向けられる。２つの主溝相互間において第１の追加の溝が別の主溝の軸方向内端部と第２の主溝との間に形成されていて第２の主溝に実質的に垂直であるようになっている。この第１の追加の溝は、周方向と４５°に近い角度をなす。第２の追加の溝がこの第１の追加の溝の軸方向外側に形成されている。この先行技術では、主溝及び第１の追加の溝は、周方向に不連続である複数個の要素を画定し、これら要素のコーナー部のうちの幾つかは、変向操作中（即ち、特に高い横加速度下において）高い上昇圧力を受ける。この先行技術の追加の溝は、横方向剛性の観点からは良好ではない。というのは、このトレッドが特に変向操作中に横荷重を受けると、剛性の相当な減少が観察され、それによりコーナリングスラストの減少が生じるからである。

欧州特許第０６４９３４号明細書 欧州特許第０７２１８５３号明細書 欧州特許第１２３８８２７号明細書 米国特許第４０５７０８９号明細書

本発明の一目的は、上述の不都合をもたず、特に、高い横方向応力下（コーナリング下）においてコーナリングスラストの相当な低下を示さない、乗用車に取り付けられるタイヤトレッド用のパターンを提案することにある。

この目的のため、本発明の要旨の１つは、タイヤ用のトレッドであって、中央平面Ｘ‐Ｘ′の各側でトレッドの各半部に形成された複数本の主溝を有するパターンを備え、平均幅Ｌの主溝の各々は、外部に軸方向に開口すると共に中央平面Ｘ‐Ｘ′からトレッドの幅ＴＷの２．５〜１０％を占める距離まで軸方向内方に延びているトレッドにある。主溝は、Ｖ字形の全体的外観のパターンを形成すると共に各主溝の軸方向最も内側の端部が同一の主溝の軸方向最も外側の端部よりも先に路面に接触するような好ましい走行方向をトレッドに与える。

また、主溝の平均幅Ｌよりも小さい幅ｌの複数本の追加の溝が設けられ、追加の溝は第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部を結ぶ平均方向は、周方向とゼロ度よりも大きく且つせいぜい２０°に等しい小さな角度Ａをなし、端部は、中央平面Ｘ‐Ｘ′から同一の平面と端部との間の距離Ｄ１よりも大きな距離Ｄ２のところに位置しており、少なくとも第１の端部又は第２の端部は、１つの主溝に開口する。さらに、各追加の溝の軸方向内側端部、即ち、中央平面Ｘ‐Ｘ′の最も近くに位置する端部は、赤道面からの主溝の第１の端部の距離よりも大きな赤道面からの距離Ｄ１のところに位置し、距離Ｄ１は、トレッドの幅ＴＷの１８％未満である。

このトレッドは、少なくとも１つの追加の溝が各主溝に開口しており、各追加の溝の軸方向最も内側の端部は、同一の追加の溝の軸方向最も外側の端部よりも先に路面に接触するようなものである。

したがって、本発明のトレッドは、周方向に延びる中央部分を有し、この中央部分の軸方向反対側の縁部は、濡れた路面と乾いた路面の両方に対してトレッドの良好な性能を与える複数個の小麦状耳部を画定する。追加の溝の角度の選択範囲を制限することにより、連続中央パターンのコーナー部に沿って、特に、小麦状耳部上において、路面接触圧力を均等にすることが可能であり、このような路面接触圧力は、或る特定の走行条件下におけるパターンの横方向剪断の高いレベルに起因して生じる。

加うるに、中央平面の各側に位置すると共に主溝及び追加の溝によって画定されたトレッドの中央部分は、同一の幾何学的形状であるが切れ目（溝、切り込み）を備えていない部分の横方向剪断応力に等しく又は実質的に等しい（即ち、このような横方向剪断応力とほんの僅かに異なっているに過ぎない）横方向剪断応力下における剛性を有し、荷重全体をこの部分の一方の側から他方の側に軸方向に伝達することができるようになっている。特に、この中央部分には周方向溝が設けられていない。本発明のトレッドにより、トレッドの一様な動作、特にこの中央部分上における接触応力のほぼ一様な分布を得ることが可能であり、それと同時に、この中央部分における材料片が曲がって重なるという仕組みが回避される。

本発明の変形形態では、追加の溝は、一端部だけが主溝に開口しており、他方の端部は、追加の溝の方向に測定した２つの主溝相互間の平均距離の５０％未満（更により好ましくは、この平均距離の２５％未満）の距離だけ別の主溝から距離を置いて位置している。

別の変形形態では、各追加の溝の両端部は、トレッドの同一の半部の主溝に開口している。

本発明の追加の溝が設けられていることにより、スリップアングルの関数としてのタイヤスラストの曲線の存在状態を改善することができ、その結果、非常に高い横方向加速度下における特定の操作の際の車両の平行状態を向上させることができる。

好ましくは、追加の溝の平均幅は、少なくとも１．５ｍｍに等しく且つせいぜい４ｍｍに等しい。

本発明の変形形態では、トレッドの一方の半部上に形成された複数本の主溝は、トレッドの他方の半部上に形成された複数本の主溝と比較して周方向にオフセットしている。

本発明の変形形態では、第２の追加の溝が主溝を一対ずつ連結することが有利であり、これら第２の追加の溝は、第１の追加の溝に実質的に平行であり、赤道面からトレッドの幅ＴＷの２７〜３７％を占める距離のところに位置する。本明細書において実質的に平行であるという表現は、トレッドの同一側の追加の溝が０であり又は５°という大きな場合のある角度だけ互いに角度的にずれていることを意味している。

また、第１及び第２の追加の溝の深さは、主溝の深さの少なくとも５０％であることが有利である。

本明細書の残りの部分は、本発明を説明すると共に非限定的な例で与えられると共に添付の図面を用いて説明される本発明の変形例に基づき、本発明の他の特徴及び他の利点を強調する。

本発明のトレッドの部分立面図である。 本発明のタイヤ及び先行技術のタイヤのコーナリングスラストの記録曲線を示す図である。 本発明の変形例としてのトレッドの部分立面図である。 本発明の別の変形例としてのトレッドの部分側面図である。

サイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用タイヤのためのトレッドの一部の部分立面図である図１を考察する。このラジアルタイヤは、路面に接触するトレッド１を有し、このトレッドは、トレッド幅ＴＷだけ互いに間隔をおいて位置する２つの側縁１２，１３を有している。側縁１２，１３は、タイヤが公称圧力及び荷重条件を受けた場合に路面に接触するトレッドの軸方向最も外側の箇所に相当している。

本発明と関連して、トレッドの幅ＴＷは、タイヤが所与のリムに取り付けられて公称荷重下で使用圧力までインフレートされたときにタイヤにより路面上に作られる跡から測定したタイヤの最も長い軸方向距離であると定義され、「軸方向」及び「軸方向に」という表現は、タイヤの回転軸線に沿って又はこの軸線に平行に測定された距離を示している。

トレッド１のその側縁１２，１３を越える延長部として、ビードまで延びるサイドウォールが設けられている。

このようなトレッドを備えたタイヤは、互いの回転軸線に垂直であり且つトレッド１の側縁１２，１３相互間の中間に位置する中央の周方向平面（中央平面Ｘ‐Ｘ′と呼ばれている）を有する。トレッドは、その半径方向外面に、トレッドの各半部（即ち、中央平面Ｘ‐Ｘ′の各側でトレッドの各部分上）に設けられた主溝１５，１６で形成された方向性パターンを備えている。回転方向は、図中、矢印Ｒで示されている（これと同じ種類のマークが本発明の利点全てを提供するために推奨される走行方向を示すためにこのトレッドを備えたタイヤ上に用いられる場合がある）。主溝１５，１６は、中央平面Ｘ‐Ｘ′に関して対称に配置された中央周方向部分１７から対応の側縁１２又は１３の方に延びている。トレッドの中央周方向部分という表現は、中央平面Ｘ‐Ｘ′の各側でトレッド幅ＴＷのせいぜい２８％のところまで延びる部分を意味している。

各主溝１５（又は１６）は、第１の端部１５１（又は１６１）及び第２の端部１５２（又は１６２）を有する。第１の端部１５１，１６１は、中央周方向部分１７に位置し、それにより、中央平面Ｘ‐Ｘ′上には位置しない。この特定の場合、これら第１の端部の各々と中央平面Ｘ‐Ｘ′との間の軸方向距離Ｄ０は、トレッドの幅ＴＷの４％に等しい（図示の例では、トレッドの２つの半部の主溝の第１の端部が位置する距離は、互いに等しい）。

主溝の第２の端部１５２，１６２は、トレッドの側縁１２，１３に開口している。

主溝１５，１６は、５ｍｍ〜８．５ｍｍの平均幅及び８．５ｍｍに等しい平均深さを有し、これら主溝は、全体的にＶの形の記号を生じさせるよう配列されており、このＶの先は、このパターンについて選択された好ましい回転方向を指している。各主溝の幾何学的形状は、中央平面Ｘ‐Ｘ′に含まれている方向をもつこれら主溝によってトレッド上に形成されるコーナー部に対するタンジェントの角度Ｔが考慮している正接点と上述の中央平面との間の距離につれて増大するようなものである。さらに、この図１で理解できるように、トレッドの一方の半部の主溝１５は、他方の半部の主溝１６に対して、周方向にオフセットしている。このオフセットは、トレッドの同一半部の隣り合う主溝との間の距離の半分に実質的に等しい。図示されていない別の変形例としては、主溝は、互いに対する周方向オフセットを備えなくても良い。

さらに、このパターンは、トレッドの各半部に設けられると共に全体が中央周方向部分１７に設けられていて、幅が３ｍｍに等しく且つ平均の向きＡがこの場合４°に等しい複数本の追加の溝２０を有し、この向きは、周方向に接する方向に対して測定される。各追加の溝２０は、第１の端部２１及び第２の端部２２を有し、第１の端部２１は、中央平面Ｘ‐Ｘ′から、この場合トレッドの幅ＴＷ１３％に等しい軸方向距離Ｄ１のところに位置し、第２の端部２２は、中央平面Ｘ‐Ｘ′からトレッドの幅ＴＷの１４％に等しい軸方向距離Ｄ２のところに位置している。この変形例では、各追加の溝２０は、その２つの端部がトレッドの同一半部の連続して位置する主溝１５，１６に開口している。好ましくは、周方向となす追加の溝の角度Ａは、小さく、即ち、ゼロ度を超え且つせいぜい２０°に等しく、より好ましくは、角度Ａは、少なくとも４°に等しく且つせいぜい１５°に等しい。

ちょうど指定したように正確に設けられたこれら追加の溝２０の存在により、周方向に関して僅かな角度で且つ主溝により形成されるＶの枝の方向と同一の方向に差し向けられる追加のコーナー部が作られる（即ち、これらコーナー部は、これを仮に延長すると、主溝により形成されるＶと同一方向に向いたＶを形成する）。

この注意深い構成により、側面に高いコーナリング応力下（即ち、スラストの最大値を超えるスリップアングルで）で特に有効な特定の幾何学的形状の複数個の小麦状耳部３０を備えた連続中央要素１７を得ることが可能である。これら小麦状耳部３０は、側方コーナー部３１を有し、この側方コーナー部は、これが高い横加速度下において横荷重に反応し、かくして特に側方コーナー部３１に沿ってほぼ一定且つ一様な圧力場を作ることができる角度Ａだけ傾けられている。さらに、追加の溝２０の存在により、トレッドの中央周方向部分１７と追加の溝の軸方向外側に位置するトレッドの要素が結合解除される（ヒンジ効果）。連続した中央周方向部分１７に溝が設けられていないことは、良好な路面接触の維持に寄与し、それにより路面により及ぼされる軸方向荷重の効果的な移動の保証に寄与する。

これらの手だてにより、路面に対するタイヤの横方向スラスト力をタイヤのスリップアングル（タイヤの平面が続いている経路に対してなす角度）の関数としてプロットしている曲線によれば、相当大きなスリップアングルの場合（最大反応値を超える場合）、スラスト力の受ける減少度は、公知のトレッドパターンの場合よりも少ないことが分かる。相当大きなスリップアングル（即ち、最大スラスト値に対応したスリップアングルを超える角度）で横方向に応力を加えている段階の間、中央パターンの小麦状耳部の形状の果たす重要な役割が理解でき、この小麦状耳部の形状は、安定化の役割を果たす。というのは、これにより、スラストの最大レベルを採用するスリップアングルとは無関係に維持することができるからである。

一定限度を超える傾斜角が採用された場合、スリップアングルの関数としてのスラストの曲線は、この場合も又、顕著な下降を示すことが分かる。パラメータ、例えば追加の溝の位置及び角度の選択は、驚くべきことに、所望の効果を得るうえで、即ち、非常に高いスリップアングルでのスラストの最大レベルをほぼ保存するうえで必要不可欠であることが分かる。

図２は、ちょうど説明した本発明のタイヤについて記録された横方向スラストＦｙの曲線（曲線Ｃｉ）と先行技術のタイヤについて記録された横方向スラストＦｙの曲線（曲線Ｃ）の比較を示しており、後者のタイヤは、これが周方向の接線と３０°の角度をなす追加の溝を備えている点を除き、本発明のタイヤと同一である。最大スラストを生じさせるスリップアングルよりも大きなスリップアングルδの場合、先行技術のタイヤが路面からタイヤに加わる横方向スラストの相当な損失を生じるのに対して、本発明のタイヤは、ほぼ一定値のスラストを記録していることが分かる。

図１の裏付けをもって上述した本発明の変形例は、図３に示されているように中央周方向部分１７にトレッドの一方の半部の主溝１５の端部１５１をトレッドの他方の半部の主溝１６の端部１６１に連結する複数本の斜めの溝４０を設けることによって一段と改良されていると言える。当然のことながら、本発明の技術的効果を得るためには、これら斜めの溝４０が閉じるのを阻止すると同時に横方向荷重（回転軸線に平行である）の全てを周方向中央部分の一方の側部からこの同一部分の他方の側部に伝達する突出部４１をこれら斜めの溝４０に設けることが絶対に必要不可欠である。横方向荷重がコーナリング操作下で且つ乾いた路面上での制動下で路面によりトレッドの踏み面に生じる場合、上述の面相互間の瞬時又はほぼ瞬時の接触により、中央周方向部分１７が良好な横方向剛性を維持すると同時に、特に水で覆われている路面上で有効な追加のコーナー部の恩恵に浴することが可能である。突出部は、トレッドの摩耗レベルがどのようなものであっても斜めの溝４０が存在したままであるように斜めの溝４０を画定する状態で壁に設けられている。

好ましくは、これら斜めの溝４０は、追加の溝２０の幅に等しい幅を有すると共に追加の溝の深さに等しい深さを有している。

図１で用いられているサイズと同一のサイズのタイヤが備えているトレッドに関する本発明の変形例としてのトレッドパターンを示している。さらに、同一の符号は、同一の構造的要素を示すために用いられている。この変形例では、追加の溝２０は、第１の端部２１だけが主溝１５（又は１６）に開口している。第２の端部２２と近くの主溝との間の距離Ｈは、追加の溝の方向において２つの主溝相互間で測定した距離Ｄ３の５０％未満であり、図示の変形例では、この距離Ｈは、距離Ｄ３の２０％に等しい。この変形例では、トレッドの中央部分は、主溝及び追加の溝によって画定され、後者の追加の溝は、事実上、別の主溝まで延長されている。

本発明を説明する目的で図示すると共に説明した特定の実施形態の種々の改造例を本発明の範囲から逸脱することなく構成できることは当業者には明らかである。かくして、例えば、追加の溝の幾何学的形状を変更することができ、このような追加の溝には真っ直ぐな形態ではなく湾曲した形態を与えることができ、或いは、変形例として、別の追加の溝を第１の追加の溝の軸方向外側に加えても良い。主溝をトレッドの各半部に設けてこれらの軸方向内端部が全て、中央平面から同一の距離遠ざかって位置することがないようにすることも可能である。

Claims (5)

1. タイヤ用のトレッドであって、中央平面Ｘ‐Ｘ′の各側で前記トレッドの各半部に形成された複数本の主溝（１５，１６）を有するパターンを備え、平均幅Ｌの前記主溝（１５，１６）の各々は、外部に軸方向に開口すると共に中央平面Ｘ‐Ｘ′から前記トレッドの幅ＴＷの２．５〜１０％を占める距離まで軸方向内方に延びており、前記主溝は、Ｖ字形の全体的外観のパターンを形成すると共に各主溝（１５，１６）の軸方向最も内側の端部が同一の前記主溝の軸方向最も外側の端部よりも先に路面に接触するような好ましい走行方向を前記トレッドに与え、
   前記トレッドは、複数本の追加の溝（２０）を更に有し、前記追加の溝（２０）の各々は、前記主溝の平均幅Ｌよりも小さい幅ｌを有すると共に第１の端部（２１）及び第２の端部（２２）を有し、
   前記第１の端部と前記第２の端部を結ぶ平均方向は、周方向とゼロ度よりも大きく且つせいぜい２０°に等しい小さな角度Ａをなし、前記第２の端部（２２）は、前記中央平面Ｘ‐Ｘ′から同一の前記平面と前記第１の端部（２１）との間の距離Ｄ１よりも大きな距離Ｄ２のところに位置しており、少なくとも前記第１の端部又は前記第２の端部は、１つの主溝に開口し、各追加の溝（２０）の軸方向内側端部（２１）、即ち、中央平面Ｘ‐Ｘ′の最も近くに位置する端部は、赤道面からの前記主溝の前記第１の端部の距離Ｄ０よりも大きな前記赤道面からの距離Ｄ１のところに位置し、前記距離Ｄ１は、前記トレッドの前記幅ＴＷの１８％未満であり、
   前記主溝と前記追加の溝は、周方向に延びると共に複数個の小麦状耳部を画定する軸方向反対側の端部を有する中央部分を画定する、トレッドにおいて、
   少なくとも１つの追加の溝が各主溝（１５，１６）に開口しており、各追加の溝（２０）の前記軸方向最も内側の端部（２１）は、同一の前記追加の溝の前記軸方向最も外側の端部（２２）よりも先に路面に接触し、複数個の小麦状耳部を有する前記中央部分は、横方向剪断応力下における剛性が、切れ目のない同一幾何学的形状の一部の剛性に等しく又は実質的に等しい、
   ことを特徴とするトレッド。
2. 前記トレッドの一方の半部上に形成された前記複数本の主溝（１５）は、前記トレッドの他方の半部上に形成された前記複数本の主溝（１６）と比較して周方向にオフセットしている、
   請求項１記載のトレッド。
3. 前記追加の溝（２０）は、両端部（２１，２２）が主溝に開口している、
   請求項１又は２記載のトレッド。
4. 前記追加の溝（２０）が前記周方向となす角度Ａは、少なくとも４°に等しく且つせいぜい１５°に等しい、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトレッド。
5. 前記トレッドは、前記トレッドの一方の半部の前記主溝（１５）を前記トレッドの他方の半部の前記主溝に連結する斜めの溝（４０）を更に有し、前記斜めの溝（４０）の各々は、これらを画定する対向した面に、前記溝が制動下において閉じるのを阻止する突出部（４１）を備えている、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトレッド。

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