JP2015500179A - 3次元のサイプ - Google Patents

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Abstract

第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義される径方向外側部分と、第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義される径方向内側部分とを備える、タイヤトレッド中に延在するサイプが提供される。第1の波長はサイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の波長はサイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の振幅は第1の波長の50%超でよいか、もしくは第1の波長の10%未満でよいか、または第2の振幅は第2の波長の50%超でよいか、もしくは第2の波長の10%未満でよい。【選択図】なし

Description

本明細書で開示する特定の実施形態は、概して、タイヤに関する。より詳細には、本明細書ではタイヤのサイプに関する実施形態を開示する。
タイヤの性能は重要な関心事である。タイヤやタイヤを使用する車両などの製造者および開発者の間では、タイヤの特徴およびタイヤトレッドの特徴は非常に重要である。
研究の一領域は、ラグ、溝、隙間、サイプ、渦巻き、リブ、および/またはひだなど、トレッドの特性がトレッドの特徴および/またはタイヤ性能に影響を及ぼす様相に関するものである。
タイヤ性能に影響を及ぼす、サイプなど、トレッドの特性を提供することが依然として望まれている。
第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義される径方向外側部分と、第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義される径方向内側部分とを備える、タイヤトレッド中に延在するサイプが提供される。第1の波長は、サイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の波長はサイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の振幅は第1の波長の50%超でよいか、もしくは第1の波長の10%未満でよいか、または第2の振幅は第2の波長の50%超でよいか、もしくは第2の波長の10%未満でよい。
波形サイプを内部に備える少なくとも1つのトレッド要素を備えるタイヤトレッドがさらに提供される。波形サイプは、長さを有し、タイヤトレッド中に延在し、径方向外側部分および径方向内側部分を備えることができる。径方向外側部分は、第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義することができる。第1の波形は、サインまたはジグザグ形の波形でよい。径方向内側部分は、第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義することができる。第2の波形は、第1の波形と同じタイプの波形でよい。第1の波長はサイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超よいか、または第2の波長はサイプ長さの5%未満よいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の振幅は第1の波長の50%超でよいか、もしくは第1の波長の10%未満でよいか、または第2の振幅は第2の波長の50%超でよいか、もしくは第2の波長の10%未満でよい。
長さおよび幅を有し、タイヤトレッド中への範囲によって定義された深さを有する波形サイプが提供される。波形サイプは、径方向外側部分および径方向内側部分を備えることができる。径方向外側部分は、第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義することができる。第1の波形はサインまたはジグザグ形の波形でよい。第1の幅は0mmから5mmまででよい。第1の波長は2mmと50mmの間にあってよい。径方向内側部分は、第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義することができる。第2の波形は第1の波形と同じタイプの波形でよい。第2の幅は第1の幅よりも大きくてよい。サイプ長さは2mmと50mmの間にあってよい。サイプの幅はオープニング関数によって説明することができる。第1の波長はサイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の波長はサイプ長さの5%未満でよいか、もしくはサイプ長さの100%超でよいか、または第2の振幅は第1の波長の50%超でよいか、もしくは第1の波長の10%未満でよいか、または第2の振幅は第2の波長の50%超でよいか、もしくは第2の波長の10%未満でよい。
タイヤの非限定的な実施形態を示す。 タイヤの一部分の非限定的な実施形態を示す。 サイプをその中に有するトレッドの非限定的な実施形態を示す。 波形サイプが取り得る形態のいくつかを示す。 正弦波を示す。 1組の正弦波を示す。 サイプの一実施形態の詳細図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。 非限定的なトレッドの部分拡大図を示す。
図1〜図16を参照する。図は3次元のサイプの特定の実施形態を例示する目的でのみ示されている。
図1にタイヤ100の非限定的な実施形態を示す。図1に示すように、一部の実施形態では、タイヤがトレッド110を備える。タイヤトレッド110、すなわちタイヤの踏面はタイヤ100の周囲面を形成する。トレッド110は、あるトレッドパターンの溝、サイプ、リブ、ブロック、および他の形状要素を備えることができる。タイヤトレッド110の溝、サイプ、リブ、ブロック、および他の形状要素は、タイヤ100から水を排除するのを助け、タイヤの騒音に影響を及ぼし、静止摩擦に影響を及ぼすか、または他の点ではタイヤ性能に影響を及ぼすことができる。
図2にタイヤ200の非限定的な一部分を示す。図2に示すタイヤ200の非限定的な一部分のトレッド領域210は、リブ220、トレッドブロック230、溝240、およびサイプ250を備える。図3に、サイプ310のいくつかの例を有するトレッドの非限定的な例を示す。サイプ250は、トレッド内の非常に細い隙間または薄い切り込みである。サイプ250の幅は、典型的には、0ミリメートルから5ミリメートルまでにある。本明細書で以下にさらに開示するように、サイプ250の幅は、深さに応じてまたはサイプ250の長さに沿って変更することができる。幅0mmのサイプもやはりサイプのエッジ、長さ、深さ、および形状を備える。さらに、幅0mmのサイプは、サイプがその中に形成されたタイヤの動作中に、サイプ面の間を開くかまたはサイプ面同士のスリップもしくは動きを可能にすることができる。サイプ250は、かなりの深さを有してよく、実質的に細長くてもよい。サイプ250が描く細長い線の経路は、任意の多数の形態を取ることができる。サイプ250が、直線的な形状、湾曲した形状、弓形の形状、波形、またはそれらの組み合わせを含むことができる。図4に、波形サイプが取り得る形態の一部を示す:サインすなわち正弦曲線410、正方形420、傾斜状430、鋸歯440、または三角形450。本明細書では、別段の注記がない限り、用語「ジグザグ形(zig−zaged)」とは、図4に示すような傾斜状430、鋸歯440、および三角形450の形態を含む。限定しないが、図3にジグザグ形のサイプ310いくつかの例を示す。限定されないがストレス集中の要因が含まれる性能および工学的な理由から波形のタイプは重要であるが、本明細書の開示は別段の注記がない限り全ての種類の波形に関するものである。
図5を参照すると、限定しないが、正弦曲線の波形510は:
y(x)=A・sin(ωx+φ)
の形態を有する等式によって定義することができる。
ここで:
図5では、y(x)はx方向に垂直な方向における変位であり、x方向は水平方向(距離)であり;
Aは振幅、すなわち中心位置からの関数の最大の偏差であり;
ωは角振動周波数であり;
φは、その周期内で振動が開始する位置を指定する位相である。
振幅A、角振動数ω、および位相φはそれぞれ、任意の実数とすることができる。正方形の波形420およびジグザグ形の波形430、440、450、ならびに他の波形は、フーリエ級数を用いて定義または実質的に近似することができる。したがって、波形サイプは、その波のタイプ、振幅すなわち「ピッチ幅(pitch width)」、および波長(λ)すなわち「ピッチ長さ(pitch length)」から説明することができる。
図4、図5、および図6を参照すると、波形は波のタイプ、波長、および振幅から説明することができる。別の方法では、波形は、波のタイプ、振動数、および振幅から説明することができる。図6に正弦波を3つ示す。上の波610は一定の振幅および一定の振動数を有する。中央の波620は、一定の振幅および一定の振動数を有するが、振動数が上の波とは少し異なる。下の波630は、上の波と中央の波の和である。下の波630はうなりを示し;波630の振幅が波の経路635に沿って変更可能である。一般的に言うと、波形は、さらに多くの他の波形のうちの2つを合わせることによって形成することができる。上記で言及したように、図4に示す正方形の波形420およびジグザグ形の波形430、440、450はそれぞれ、正弦波の和によって形成するかまたは実質的に近似することができる。上記で言及したように、いくつかの非正弦曲線の波形は、正弦曲線の波形の和またはフーリエ級数から説明することができる。
非限定的な図7を参照すると、上記で言及したように、サイプ710は深さを有する。サイプの深さは、タイヤの径方向に平行であるか否かに関わらず、サイプ710が径方向外側部分720および径方向内側部分730を有するような径方向の寸法として説明することができる。サイプの上部740はサイプの径方向に最も外側の部分であり、サイプの底部750はサイプ710の径方向に最も内側の部分である。サイプ710の幅または他の特徴は深さと共に変更することができる。図7に示す非限定的な実施形態では、サイプの幅は、径方向外側部分720では非常に狭く、深さと共に急激に増大し、径方向内側部分730はサイプとしては非常に幅広い。図7に示すサイプ710は、「かぎ穴サイプ(keyhole sipe)」と称されることがある。続けて図7を参照すると、図示の実施形態では、サイプの径方向外側部分720は正弦波によって定義される。径方向内側部分730の形態は、径方向外側部分720の正弦曲線の形態と同様してもよく、それとは異なってもよく;すなわち、径方向内側部分730は直線的、同様の波形、異なる波形、または別の形状であってもよい。
サイプ710の幅が深さと共に変わる実施形態では、サイプの幅710は深さの関数とすることができる。深さの関数である幅は、等式によって定義することができ、線形、非線形、連続的、または不連続であってもよい。例えば、限定しないが、特定の実施形態では、サイプの幅wは深さdの線形関数、w(d)=A(d)+Bでよく;ここでAおよびBは定数である。例えば、限定しないが、特定の実施形態では、サイプの幅wは深さdの二次関数、w(d)=A(d)^2+B(d)+Cであってもよく;ここでA、B、およびCは定数である。特定の実施形態では、サイプの幅は深さの不連続関数でよい。例えば、限定しないが、特定の実施形態では、サイプの幅wは深さdの不連続関数、0≦d≦15mmの場合はw(d)=B;15<dの場合は、w(d)=A(d)+Bであってもよく;ここでAおよびBは定数である。後者の不連続関数では、サイプは、深さが15mm以下の場合は一定の幅Bを有し、深さが15mmよりも大きい部分では線形に増大する幅を有する。深さの増大と共に幅が増大するサイプを説明する関数は、本明細書ではオープニング関数(opening function)と称される。
再度図6を参照すると、波形は、図6の上の波610および中央の波620に示すように、タイプ、振動数もしくは波長、および/または振幅がその長さにわたって一定とすることもでき、図6の下の波630に示すように、タイプ、振動数もしくは波長、および/または振幅がその長さにわたって変化することもできる。振動数、波長、および振幅は全て、位置の関数として変化する変数とすることができる。振動数、波長、および振幅を位置の関数として変更できる一方法は、波形の経路に沿った位置によるものである。図5に示すように、限定しないが、波形の経路520は、図5に示す波形において水平軸530、すなわち距離に水平である。振動数、波長、および振幅を位置の関数として変更できる別の方法は深さによるものである。図5および図7〜図9に示すように、限定しないが、波形の深さは、図5に示す波形の水平軸530と垂直軸540の両方を横切る寸法に相当し、すなわち、深さは、図5のページ内またはページ外への寸法である。サイプ自体は深さ寸法に対して角度を成すかまたは傾斜していてよいが、サイプはやはりある程度の深さを有するものということができる。
図8、図9、および図10に非限定的な実施形態であるトレッドの拡大図を示す。いくつかの図において、見やすくするために図中のサイプの幅を誇張している場合がある。
図8、図9、および図10の非限定的な実施形態はそれぞれ、サイプ810、910、1010を示し、図示の領域またはエリアでは、サイプの径方向外側部分820、920、1020は、第1の波長を有する第1の波形830、930、1030によって定義され、サイプの径方向内側部分840、940、1040は、第2の波長を有する第2の波形850、950、1050によって定義される。その領域またはエリアは、ブロックまたはリブなどのトレッド、別の有限の領域またはエリア、または少なくとも可変特性を有する波形の場合は無限小の領域またはエリアの特定の形状部分でよい。第2の波形850、950、1050は、図8、図9、および図10に示す第1の波形830、930、1030と同じ波形でもよく、異なる波形でもよい。第2の波長は第1の波長よりも小さくても、それと等しくても、それよりも大きくてもよい。第2の振幅は第1の振幅よりも小さくても、それと等しくても、それよりも大きくてもよい。
図8の非限定的な実施形態では、径方向外側部分820と径方向内側部分840の両方が、ジグザグ形の波形830、850を備え、径方向内側部分840の波形の振幅は、径方向外側部分820の波形の振幅に実質的に等しく、径方向内側部分840の波形の波長は、径方向外側部分820の波形の波長に実質的に等しい。
図9の非限定的な実施形態で示すサイプは、図8に示すものと同じ径方向内側部分940の波形を有するが、図9に示す径方向外側部分920の波形は図8の径方向外側部分820の波形よりも振幅がずっと小さい。図9の非限定的な実施形態に示すように、径方向外側部分920と径方向内側部分940の両方が波形を備え、径方向内側部分940の波形の振幅は径方向外側部分920の波形の振幅よりも実質的に大きく、径方向内側部分940の波形の波長は径方向外側部分920の波長に実質的に等しい。特定の実施形態では、径方向外側部分と径方向内側部分の両方が波形を備え、径方向内側部分の波形の振幅は径方向外側部分の波形の振幅よりも10%超大きいか、または径方向外側部分の波形の振幅よりも20%超大きいか、またはさらに大きい。
図10の非限定的な実施形態に示すサイプは、径方向外側部分と径方向内側部分の両方が波形を備え、径方向内側部分1040の波形の波長が径方向外側部分1020の波形の波長よりもわずかに50%をわずかに超える程度の分大きく、径方向内側部分1040の波形の振幅が径方向外側部分1020の振幅に実質的に等しい。特定の実施形態では、径方向外側部分と径方向内側部分の両方が波形を備え、径方向内側部分の波長は、径方向外側部分の波長の波長よりも10%超大きいか、または径方向外側部分の振幅よりも50%超大きいか、またはさらに大きい。
現実世界の全ての適用例において、サイプは、本明細書ではサイプ長さと称される有限の長さを有する。波形サイプの波長とサイプ長さの比は、性能に関連することがある。波形サイプの波長とサイプ長さの比は、非常に長いサイプ内の非常に短い波長の場合のほぼゼロから、非常に短いサイプ内の非常に長い波長の場合のほぼ無限大までの範囲にあってよい。
図11に示す非限定的な実施形態では、波形サイプ1120を備えるトレッド要素1110の拡大図が示されている。波形サイプ1120は、トレッド要素1110の全長にわたって延び、28の波長から構成される。したがって、図11の波形サイプ1120の波長と波形サイプ1120のサイプ長さの比は、1/28または約3.6%である。
図12に示す非限定的な実施形態では、波形サイプ1220を備えるトレッド要素1210の拡大図が示されている。波形サイプ1220は、トレッド要素1210の全長にわたって延び、5の波長から構成される。したがって、図12の波形サイプ1220の波長と波形サイプ1220のサイプ長さの比は、1/5または約20%である。
図13に示す非限定的な実施形態では、波形サイプ1320を備えるトレッド要素1310の拡大図が示されている。波形サイプ1320は、トレッド要素1310の全長にわたって延び、1よりわずかに短い波長から構成されている。したがって、図13の波形サイプ1320の波長と波形サイプ1320のサイプ長さの比は、100%超である。
波形サイプの振幅と波形サイプの波長の比は性能に関連することがある。波形サイプの振幅と波長の比は、非常に長い波長を有する波形の非常に小さい振幅の場合のほぼゼロから、非常に短い波長を有する波形の非常に大きい振幅の場合のほぼ無限大までの範囲にあってよい。
図14に示す非限定的な実施形態では、波形サイプ1420を備えるトレッド要素1410の拡大図が示されている。波形サイプ1420は、トレッド要素1410の全長にわたって延び、波形サイプ1420の振幅が波形サイプ1420の波長の約1/4である1つの波長から構成される。したがって、波形サイプ1420の振幅と波形サイプ1420の波長の比は約25%である。
図15に示す非限定的な実施形態では、波形サイプ1520を備えるトレッド要素1510の拡大図が示されている。波形サイプ1520は、トレッド要素1510の全長にわたって延び、波形サイプ1520の振幅が波形サイプ1520の波長の約3/5である1つの波長から構成される。したがって、図15のサイプの振幅とその波長の比は約62.5%である。
図16に示す非限定的な実施形態では、波形サイプ1620を備えるトレッド要素1610の拡大図が示されている。波形サイプ1620は、トレッド要素1610の全長にわたって延び、波形サイプ1620の振幅が波形サイプ1620の波長の約1/16である1つの波長から構成される。したがって、図16のサイプの振幅とその波長の比は約6.25%である。
3次元のサイプを特定の実施形態に関連して説明してきたが、他の実施形態を用いることもでき、3次元のサイプから逸脱することなしに3次元のサイプと同じ機能を実行するために、説明した実施形態に改変および追加を行うこともできることを理解されたい。さらに、3次元のサイプは、開示したが厳密に詳細を説明していない実施形態を含むことができる。さらに、様々な実施形態を組み合わせて所望の特徴をもたらすことができるので、開示した全ての実施形態は必ずしも代替の形態にあるとは限らない。3次元のサイプの概念および範囲から逸脱することなく当業者によって変更を加えることが可能である。したがって、3次元のサイプは、どんな単一の実施形態にも限定されるべきではないが、添付の特許請求の範囲の記載による広がりおよび範囲に解釈されるものである。

Claims (20)

  1. サイプ長さを有しタイヤトレッド中に延在する波形サイプであって、
    第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義される径方向外側部分と、
    第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義される径方向内側部分と、を備え、
    前記第1の波長が前記サイプ長さの5%未満であるか、もしくは
    前記第1の波長が前記サイプ長さの100%超であるか、または
    前記第2の波長が前記サイプ長さの5%未満であるか、もしくは
    前記第2の波長が前記サイプ長さの100%超であるか、または
    前記第2の振幅が前記第1の波長の50%超であるか、もしくは
    前記第2の振幅が前記第1の波長の10%未満であるか、または
    前記第2の振幅が前記第2の波長の50%超であるか、もしくは
    前記第2の振幅が前記第2の波長の10%未満である、
    波形サイプ。
  2. 前記第2の波形が前記第1の波形とは異なるタイプの波形である、請求項1に記載の波形サイプ。
  3. 前記第2の波形が前記第1の波形と同じタイプの波形である、請求項1に記載の波形サイプ。
  4. 前記第1の波形がサインまたはジグザグ形の波形である、請求項3に記載の波形サイプ。
  5. 前記第1の幅が0mmから5mmまでにある、請求項4に記載の波形サイプ。
  6. 前記サイプ長さが2mmと50mmの間にある、請求項5に記載の波形サイプ。
  7. 前記第1の波長が2mmと50mmの間にある、請求項6に記載の波形サイプ。
  8. 前記第2の幅が前記第1の幅よりも大きい、請求項7に記載の波形サイプ。
  9. 前記サイプの幅がオープニング関数によって説明される、請求項8に記載の波形サイプ。
  10. 前記第1の波長が、前記サイプ長さの5%未満であるか、または前記サイプ長さの100%超である、請求項9に記載の波形サイプ。
  11. 前記第2の波長が、前記サイプ長さの5%未満であるか、または前記サイプ長さの100%超である、請求項9に記載の波形サイプ。
  12. 前記第2の振幅が、前記第1の波長の50%超であるか、または前記第1の波長の10%未満である、請求項9に記載の波形サイプ。
  13. 前記第2の振幅が、前記第2の波長の50%超であるか、または前記第2の波長の10%未満である、請求項9に記載の波形サイプ。
  14. 波形サイプを内部に備える少なくとも1つのトレッド要素を備えるタイヤトレッドであって、前記波形サイプが、サイプ長さを有し、タイヤトレッド中に延在し、前記波形サイプが、
    第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義される径方向外側部分であって、前記第1の波形がサインまたはジグザグ形の波形である、径方向外側部分と、
    第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義される径方向内側部分であって、前記第2の波形が前記第1の波形と同じタイプの波形である、径方向内側部分とを備え、
    前記第1の波長が前記サイプ長さの5%未満であるか、もしくは
    前記第1の波長が前記サイプ長さの100%超であるか、または
    前記第2の波長が前記サイプ長さの5%未満であるか、もしくは
    前記第2の波長が前記サイプ長さの100%超であるか、または
    前記第2の振幅が前記第1の波長の50%超であるか、もしくは
    前記第2の振幅が前記第1の波長の10%未満であるか、または
    前記第2の振幅が前記第2の波長の50%超であるか、もしくは
    前記第2の振幅が前記第2の波長の10%未満である、
    タイヤトレッド。
  15. 前記第1の幅が0mmから5mmまでにある、請求項14に記載の波形サイプ。
  16. 前記サイプ長さが2mmと50mmの間にある、請求項15に記載の波形サイプ。
  17. 前記第1の波長が2mmと50mmの間にある、請求項16に記載の波形サイプ。
  18. 前記第2の幅が前記第1の幅よりも大きい、請求項17に記載の波形サイプ。
  19. 前記サイプの幅がオープニング関数によって説明される、請求項18に記載の波形サイプ。
  20. 長さおよび幅を有し、タイヤトレッド中への広がりによって定義される深さを有する波形サイプであって、
    波形サイプが、
    第1の振幅、第1の幅、および第1の波長を有する第1の波形によって定義される径方向外側部分を備え、
    前記第1の波形がサインまたはジグザグ形の波形であり、
    前記第1の幅が0mmから5mmまでであり、
    前記第1の波長が2mmと50mmの間にあり、
    前記波形サイプがさらに、
    第2の振幅、第2の幅、および第2の波長を有する第2の波形によって定義される径方向内側部分を備え、
    前記第2の波形が前記第1の波形と同じタイプの波形であり、
    前記第2の幅が前記第1の幅よりも大きく、
    前記サイプ長さが2mmと50mmの間にあり、
    前記サイプの幅がオープニング関数によって説明され、
    前記第1の波長が前記サイプ長さの5%未満であるか、もしくは
    前記第1の波長が前記サイプ長さの100%超であるか、または
    前記第2の波長が前記サイプ長さの5%未満であるか、もしくは
    前記第2の波長が前記サイプ長さの100%超であるか、または
    前記第2の振幅が前記第1の波長の50%超であるか、もしくは
    前記第2の振幅が前記第1の波長の10%未満であるか、または
    前記第2の振幅が前記第2の波長の50%超であるか、もしくは
    前記第2の振幅が前記第2の波長の10%未満である、
    波形サイプ。
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