JP2016523766A - 重車両用低ノイズトレッド - Google Patents

Abstract

本発明は、重車両の組立体用のトレッドであって、トレッドは、ブロック（３１，３２）並びに方向性のあるパターンを形成する円周方向及び横方向の溝と、パターンのパターン左側の一部分とパターン右側の一部分を区分する分割平面とを有し、円周方向溝（１１，１２）は、少なくとも３つの中間部ブロック列及び２つの側部ブロック列を画定し、各ブロックの前面及び後面は、それぞれ先導エッジＡｉ及び後続エッジＦｉに沿って接触フェースと交差し、トレッドのパターンは、各ブロックの先導エッジＡｉが円周方向に互いにずれるように設計されており、先導エッジが、転動中、次々に接触し、先導エッジの接触が分割平面の一方の側で、次に分割平面の他方の側で往復して交互に行われるようなものであることを特徴とするトレッドに関する。

Description

本発明は、重車両のタイヤ用のトレッドに関し、特に、走行ノイズの相当な減少を可能にするようなトレッドのトレッドパターンの改良に関する。

トレッドが中間面に関して対称ではないトレッドパターンを備える重車両のタイヤが特に日本国特開平３‐２７１００３号公報から知られており、この中間面は、タイヤの半径方向最も外側の箇所を通ってタイヤを２つの部分に分割している。

この特許文献では、トレッドパターンは、方向性を有し、このことは、好ましい走行方向が存在することを意味している。さらに、このトレッドは、赤道面とは異なる平面の各側に、対称ではないトレッドパターンを有する。

被駆動アクスルに取り付けられた重車両用タイヤのトレッドに関し、駆動及び／又は制動トルクを伝えることができる適当なレベルのグリップをタイヤに与える一方でそれと同時に雨天の際の水の貯蔵のために適当な容積を生じさせる空所を設ける必要がある。

これら空所は、通常、トレッドの長手方向（円周方向とも呼ばれる）及び横方向（軸方向とも呼ばれる）又はそれどころか斜めに配置された溝それ自体によって形成される。

このように溝を備えたタイヤを備えた重車両が路面に沿って走行しているとき、各々が路面と接触状態にある接触パッチに入ってこれを出る横方向溝を画定している縁がノイズ（騒音）を発生させる。接触パッチに入ってこれを出る横方向溝の全ての縁の全てによって生じる放出音の和は、周波数スペクトルを作ってかなり大きな全体的ノイズレベルを発生させる。

地理学上の領域に従って様々である規格が放出される全体的ノイズの減少をタイヤに課している。２０１７年向けに告知されている規格の変更により、走行ノイズを少なくとも２ｄＢＡだけ減少させるタイヤを提供する必要性が生じた。

これら規格の遵守は、タイヤ、特に駆動（被駆動とも言える）アクスルに取り付けられるようになったタイヤについて適切な設計を必要とする。

この関係で、研究チームがタイヤの他の性能観点に悪影響を及ぼさないでノイズのレベルを軽減させるよう努力している。

定義

中間平面（又は赤道面）は、タイヤの回転軸線に垂直であり且つこの回転軸線から半径方向最も遠くに位置するタイヤ上の箇所を通る平面である。この平面は、トレッドを等しい軸方向幅の２つの半部に分割する。

ブロックは、トレッド上に形成されていて、ボイド又は溝によって画定された隆起要素であり、この隆起要素は、横側壁及び走行中、路面に接触するようになった接触フェースを有する。各横側壁と接触フェースの交線は、エッジを形成する。

リブは、トレッド上に形成された隆起要素であり、この隆起要素は、円周方向に延びると共にタイヤの丸一回転にわたって延びている。リブは、２つの横側壁及び接触フェースを有し、接触フェースは、走行中、路面に接触するようになっている。

本明細書において用いられる半径方向という用語は、タイヤの回転軸線に垂直な方向を意味している（この方向は、トレッドの厚さの方向に一致している）。

横方向又は軸方向は、タイヤの回転軸線に平行な方向を意味している。

円周方向は、中心が回転軸線上に位置する任意の円の接線の方向を意味している。この方向は、軸方向と半径方向の両方に垂直である。

軸方向外方という用語は、タイヤの回転軸線に平行であり且つタイヤの内部空所の外側に差し向けられる方向を意味している。

タイヤの通常の走行条件又は使用条件は、E.T.R.T.O.規格によって定められた条件であり、かかる使用条件は、その定格荷重及びその速度コードによって示されるタイヤの耐荷力に対応した基準インフレーション圧力を特定している。かかる使用条件は、「交渉条件」又は「使用条件」と呼ばれる場合もある。

切れ目は、総称として、溝かサイプかのいずれかを有し、切れ目は、互いに向かい合うと共に非ゼロ距離（「切れ目の幅」）だけ互いに距離を置いて位置する材料の壁によって画定された空間に相当している。サイプを溝から区別するものは、正確に言えば、この距離であり、サイプの場合、この距離は、少なくともサイプを画定している向かい合った壁が路面と接触状態にある接触パッチ内にあるときにこれら向かい合った壁が少なくとも部分的に互いに接触することができるのに適した距離である。溝の場合、この溝の壁は、通常の走行条件下においては互いに接触することはない。

トレッド内に作られた切れ目の集まりは、トレッドパターンを形成する。このトレッドパターンは、これが好ましい走行方向を課す場合に方向性があると呼ばれ、この好ましい走行方向は、タイヤを車両に取り付けるのを容易にするユーザに見える記号によってトレッド上に示されるのが良い。

日本国特開平３‐２７１００３号公報

本発明は、特に重車両の駆動アクスルに取り付けられるようになったタイヤ向きの一群のトレッドパターン設計例を提供することを目的としており、このトレッドパターン設計例は、耐摩耗の面、トラクションの面及び走行ノイズの面でタイヤに良好な性能を与える。

この目的のため、本発明の一要旨は、重車両に取り付けられるようになったタイヤ用のトレッドにあり、トレッドは、路面に接触すると共に接触パッチを形成するようになったトレッド表面を有し、トレッドは、

‐全体として円周方向の向きの複数本の溝及びブロックを画定するよう全体として円周方向の向きの溝と交差する全体として斜めの向きの複数本の溝を有し、円周方向及び横方向の溝は、方向性のあるトレッドパターンを形成し、方向性のあるトレッドパターンは、トレッド上に走行方向を付与し、

‐分割平面を有し、分割平面は、パターンの一部を分割平面の左側に区分すると共にパターンの一部を分割平面の右側に区分し、

‐円周方向溝は、複数個のブロックで形成された少なくとも３つの中間部列及び中間部列の軸方向外側に位置した２つの縁部列を画定する。

トレッドは、ブロック列に属する各ブロックがトレッド表面の一部をなす接触フェース、前側フェース、後側フェース及び２つの横側フェースを有するようなものであり、

‐前側フェース及び後側フェースは、それぞれ、先導エッジ及び後続エッジに沿って接触フェースと交差し、一ブロックの先導エッジは、トレッドが走行方向に走行しているとき、このブロックの後続エッジの前に走行中、接触パッチに入る。

このトレッドのパターンは、ブロックで形成された列に属するブロックの全ての先導エッジが円周方向に互いにずれるように設計されており、

‐走行中、これら先導エッジが接触パッチに次々と入り、

‐これら先導エッジが接触パッチに一種の前後配列体をなして分割平面の一方の側で、そして分割平面の他方の側で交互に入るようになっている。

先導エッジは、走行中、路面と接触状態にある接触パッチに次々と入り、このことは、先導エッジが一度に１つだけ接触パッチに入ることを意味している。

先導エッジの分布は、走行中、分割平面の第１の側に位置する先導エッジが路面に接触した後、同一分割平面に関して第２の側に位置する別の先導エッジが次に路面に接触し、その後、分割平面の第１の側に位置するエッジが入り、以下同様であるようなものである。僅かなオーバーラップ度‐最も長いエッジの長さの多くても１０％のオーバーラップが設けられるのが良く、このことは、分割平面の他方の側に位置した別のエッジが同様に接触パッチに入り始めたときに第１のエッジが接触パッチ内においてその長さの９０％を有することを意味している。ただし、好ましくは、これらエッジがオーバーラップなしで互いに接触することが望ましい。

先導エッジが配置される仕方（これら先導エッジがゼロ度よりも大きな角度だけ横方向に対して傾けられる）により、これらエッジ及び斜めの溝が次々と接触パッチに入り、それにより走行中、音響学上の倍音の振幅を変調させることができ、それにより走行中におけるタイヤの全体的ノイズ放出量を減少させることができる。

当然のことながら、先導エッジを次々と接触パッチに入らせるようにすることは、同じブロックの後続エッジが次々と接触パッチに入ることを意味している。

本発明の最適化された変形形態では、トレッドの一方の側の先導エッジが接触パッチの占有を終わるのと同時に他方の側の別の接触パッチが別の先導エッジが接触パッチに入り始めるようにすることが賢明である。幾何学的に言わんとすることは、接触パッチの一部をなす最後の先導エッジの端が接触パッチに入っている分割平面の他方の側に位置した先導エッジの端と一致するということである。

トレッドのエッジ上には、円周方向に連続した溝又は別の言い方をすればブロックの列が存在するのが良い。後者の場合、縁部列のこれらブロックの先導エッジが同一の規則に従って接触パッチに入り、次に他の列のブロックが接触パッチに入ることが賢明である。

好ましくは、少なくとも中間部列のブロックの先導エッジの角度は、絶対値で表して、多くとも２５°に等しく、かかる角度は、横方向に対して考えられている。

さらにより好ましくは、各先導エッジの平均速度は、横方向に対して少なくとも１０°に等しく且つ多くとも２５°に等しい。

有利な変形形態では、本発明のトレッドは、分割平面の第１の側に位置するブロックの先導エッジが同一の符号の向きを有し、これに対し、第２の側の先導エッジが第１の側の先導エッジとＶ（という文字）をなすような向きを有するようなものである。

別の変形形態では、分割平面は、一方の側が他方の側よりも少なくとも１つ多い列を有するようタイヤの赤道面に対して軸方向にずれている。

有利には、本発明のトレッドは、上述の手段のうちの任意の１つと奇数個のブロック列の存在とを組み合わせており、この数は、少なくとも５に等しい。

特に雨天においてスリップ性の増大を招く走行条件下においてトレッドのグリップを増大させることができる別の変形形態によれば、少なくとも、中間部列の各ブロック上に全体として横方向の向きのサイプを形成することが賢明であり、これら横方向サイプは、ブロックの先導エッジのように円周方向において互いにずれた状態で接触パッチに入る。

本発明は又、上述したトレッドを備えたタイヤであって、このタイヤが重車両の駆動アクスルに取り付けられるようになっていることを特徴とするタイヤに関する。

本発明の他の特徴及び他の利点は、本発明の要旨の実施形態を非限定的な例により示す添付の図面を参照して以下に与えられる説明から明らかになろう。

本発明の第１の実施形態としてのトレッドのトレッド表面の部分図である。 本発明の第２の実施形態としてのトレッドのトレッド表面の部分図である。

図面を理解しやすくするため、同一の参照符号が本発明の変形形態を説明するために用いられており、これら参照符号は、これが構造的であれ機能的であれいずれにせよ、同じ種類の要素を示している。

図１は、本発明のトレッドの第１の変形形態を示している。この図１は、５本の円周方向の真っ直ぐな溝を画定するブロックの６つの列を有するトレッドパターンを備えたトレッドのトレッド表面の部分図である。このトレッドパターンは、方向性を持っており、このことは、このトレッドパターンが期待される性能を達成するために好ましい走行方向を課すことを意味している。この走行方向は、この図では矢印Ｒで示されており、この走行方向は、このトレッドを備えたタイヤ上の任意適当な手段によって指示できる。

このトレッドは、ショルダ又は縁部列の軸方向各側に設けられた４つの中間部列を有する。

このトレッドは、この図の平面とのその交線によって具体化されていて、直線ＸＸ′により具体化されている中間平面によって幅の等しい２つの半部に分割されている。軸線ＸＸ′に垂直な軸線ＹＹ′は、横方向又は別の言い方をすればこのトレッドを備えたタイヤの回転軸線に対応した方向を表している。

トレッドは、円周方向溝１１と一緒になって複数個のブロック３１を形成するようこの円周方向溝１１内に開口した斜めの溝２１を有している。

各ブロック３１は、図１の平面で見える接触フェースを有し、この接触フェースは、前側が接触パッチに最初に入る（回転方向は、矢印Ｒで示されている）ブロックの第１のエッジに対応した先導エッジ（Ａｉで示されている）によって画定され、後側が走行中、接触パッチを出るブロックの最後のエッジに対応した後続エッジ（Ｆｉで示されている）によって画定されている。添え字ｉは、列の番号に一致し、例えば、列Ｎ１は、添え字が１であり、したがって、先導エッジＡ１及び後続エッジＦ１を有する。

この第１の変形形態では、トレッドパターンは、ほぼ対称形であり、分割平面（その線ＳＳ′で示されている）は、中間平面（ＸＸ′で示されている）と一致している。この分割平面は、この左側にブロックの３つの列を区分し、これら列の先導エッジＡｉ及び後続エッジＦｉは、横方向（この方向は、ここでは方向ＹＹ′によって具体化されている）に対して同一の第１の角度をなし、この分割平面は、その右側に、ブロックの２つの列を区分し、これら列の先導エッジ及び後続エッジは、横方向に対して同一の第２の角度をなし、この第２の角度は、第１の側のエッジの符号とは逆の符号のものである。全体として、分割平面の各側に位置したブロックの先導エッジ及び後続エッジは、一種のＶパターンを形成し、このパターンは、矢印Ｒによって示された走行方向に向いている。ほぼ対称形という表現は、本明細書では、分割平面の各側に位置した列の数が同一であることを意味している。

ブロックの列は、参照番号Ｎ１〜Ｎ６を用いて番号付けされており、中間平面に対して一方の側（「第１の側」）上に且つこの中間平面に可能な限りに近くに位置する列Ｎ１で始まって、次に、中間平面の他方の側（「他方の側」）に切り替わる列Ｎ２が続き、そしてＮ３について第１の側に戻るなどし、そして中間平面から遠ざかって順次働くＮ６に至る（したがって、偶数番号の添え字は全て、中間平面の第２の側に位置し、奇数番号の添え字は全て、第１の側に位置する）。

中間平面ＸＸ′は、この場合、トレッドパターンのこの設計の分割平面に一致し、分割平面は、ブロックの全ての先導エッジが同じ符号の向きを有するこの平面の左側の第１の側と、ブロックの全ての先導エッジが第１の側の符号とは逆の符号の向きを有するこの中間平面ＸＸ′の右側の第２の側とを互いに区別している。

先導エッジは、Ａｉによって指示され、ｉは、問題のブロックが見出されるべき列についての添え字に一致している。同じことは、Ｆｉで示された後続エッジに全体として当てはまる。

先導エッジＡｉは、これら先導エッジが互いにオフセットした仕方で且つ分割平面の一方の側に位置したブロックの先導エッジが接触パッチに入り、次にこの平面の他方の側に位置したブロックの先導エッジが続くような仕方で接触パッチに入るように位置決めされている。この交互の動きは、例えばこのようなトレッドを有するタイヤ全体にわたって繰り返し行われる。

かくして、走行中、第１の側の列Ｎ１に属するブロックの先導エッジＡ１が接触パッチに入り次に中間平面（この実施例では、中間平面は、分割平面と一致している）に関してトレッドの第２の側に位置した列Ｎ２に属するブロックの先導エッジＡ２が続く。列Ｎ２に属するブロックのこの先導エッジＡ２は、これがいったん接触パッチ内に完全に位置すると、次に中間平面に対してトレッドの第１の側に位置した列Ｎ３に属するブロックの先導エッジＡ３が入り、次にそれ自体列Ｎ４に属するブロックの先導エッジＡ４が続き、次に、列Ｎ５に属するブロックの先導エッジＡ５が続き、最後に、列Ｎ６に属するブロックの先導エッジＡ６が続いて入る。この最後のエッジＡ６の後、先導エッジＡｉが接触状態になるプロセスが再開され、即ち、列Ｎ１に属するブロックの先導エッジＡ１が接触パッチに入り、以下同様である。

さらに、互いに向かい合っている先導エッジと後続エッジにより画定された横方向溝の容積は、先導エッジ及び後続エッジが次々と且つ走行ノイズを減少させるために特に良好である僅かなオフセットを持って接触パッチに入るようなものである。

図示しなかった変形形態では、一方の側から他方の側への切り替えは、規則的な仕方で、即ち、Ｎ１からＮ４、次にＮ３に、次にＮ６、次よＮ５に、そして最後にＮ２に至る仕方で起こるのが良い。

有利な変形形態では、２つずつで考えて横方向溝相互間に僅かなオーバーラップが存在することが推奨される。オーバーラップという表現は、先導エッジが完全に接触パッチに入る前に、横方向溝の或る容積が接触パッチに部分的に入ることを意味しており、ただし、この或る容積を画定する先導エッジがそれ自体、接触パッチに入ることはない。

図２は、本発明のトレッドの第２の変形形態を示している。

この変形形態では、重車両のタイヤ用のトレッドは、方向性のあるトレッドパターン設計を有し、このことは、トレッドパターンが走行方向（この場合、矢印Ｒによって示されている）を定めていることを意味している。この設計例は、３つの中間部列Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３及び２つのショルダ列Ｎ４，Ｎ５を画定する４本の円周方向溝１２で形成されている。各列は、絶対値で表して、ＹＹ′方向（横方向）と１５°に等しい角度をなす斜めの向き２２を備えた複数本の溝を含む。これら斜めの溝は、各列の複数個のブロック３２を画定している。

この第２の変形形態では、このトレッドパターン設計は、分割平面（その線ＳＳ′で示されている）が、左側に先導エッジＡｉ及び後続エッジＦｉが横方向（この方向は、ここでは、方向ＹＹ′として示されている）に対して同一の第１の角度をなすブロックの３つの列を区分すると共に右側に先導エッジＡｉ及び後続エッジＦｉが横方向に対して同一の第２の角度をなすブロックの２つの列を区分する円周方向溝の中間に位置決めされるようなものであり、この第２の角度は、第１の側のエッジの第２の角度とは逆の符号のものである。

したがって、この分割平面（その線ＳＳ′で示されている）は、トレッドを分割平面の左側にＮ１，Ｎ３，Ｎ５で示されたブロックの３つの列を含む第１の側及び分割平面の右側にＮ２，Ｎ４で示された２つの列を含む第２の側に分割している。

分割平面ＳＳ′は、トレッドを幅の等しい２つの半部に分割している中間平面ＸＸ′からずれている。

種々の列に属するブロック３１の配置状態は、各先導エッジＡｉがその全体として且つ次々と接触状態になるようなものであり、このことは、２つの先導エッジが接触パッチ中に全体的に又は部分的に同時に入ることはないことを意味している。

この図２に示されている変形形態では、先導エッジの配置状態は、トレッドの一方の側の１つの先導エッジが接触パッチに入るのを完了するやいなや、分割平面の他方の側の別の先導エッジが接触パッチに入るようなものである。幾何学的に言って、このことは、最後に接触パッチに入る先導エッジの端が分割平面に関して他方の側に位置した先導エッジの第１の箇所が接触パッチに入るのと一致することを意味している。

さらに、各ブロック３１は、斜めの向きのサイプ４２を備え、これらサイプは、ブロックの先導エッジと全く同様に、円周方向において互いにオフセットした仕方で接触する。

図１の裏付けにより上述したように、各列に属する２つのブロック相互間の斜めの溝の容積は、走行中、路面との接触のために接触パッチに入ったり出たりしたりすることと関連したノイズを更に減少させるよう円周方向にずれた仕方で接触パッチに入る。しかしながら、一対ずつ考えて横方向溝相互間に僅かなオーバーラップが存在する。この僅かなオーバーラップは、各溝の全領域の多くとも１０％の量に定められるのが良い。

２つの例示の実施形態によって本明細書において説明した本発明は、当然のことながら、これら２つの実施形態にのみ限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなくこれら実施形態に対して種々の改造を行うことができる。

Claims (10)

1. 重車両に取り付けられるようになったタイヤ用のトレッドであって、前記トレッドは、路面に接触すると共に接触パッチを形成するようになったトレッド表面を有し、前記トレッドは、
   ‐全体として円周方向の向きの複数本の溝（１１，１２）と、ブロック（３１，３２）を画定するように前記全体として円周方向の向きの溝と交差する、全体として斜めの向きの複数本の溝（２１，２２）とを有し、これら円周方向及び横方向の溝は、方向性のあるトレッドパターンを形成し、この方向性のあるトレッドパターンは、前記トレッド上に走行方向を付与し、
   ‐分割平面を有し、この分割平面は、前記パターンの一部を当該平面の左側に区分すると共に前記パターンの一部を当該平面の右側に区分し、
   ‐前記円周方向溝（１１，１２）は、複数個のブロックで形成された少なくとも３つの中間部列及び前記中間部列の軸方向外側に位置した２つの縁部列を画定し、前記トレッドは、前記列における各ブロック（３１，３２）が、前記トレッド表面の一部を形成する接触フェース、前側フェース、後側フェース及び２つの横側フェースを有するようになっており、
   ‐前記前側フェース及び前記後側フェースは、それぞれ、先導エッジＡｉ及び後続エッジＦｉに沿って前記接触フェースと交差し、一のブロックの前記先導エッジは、前記トレッドが前記走行方向に走行しているときに、当該ブロックの前記後続エッジの手前において走行中に前記接触パッチに入り、前記トレッドのパターンは、前記ブロックで形成された前記列における全てのブロックの前記先導エッジＡｉが前記円周方向に互いに適宜ずれるように設計されており、
   ‐走行中、前記先導エッジが前記接触パッチに次々と入り、
   ‐前記先導エッジが一種の前後配列体をなして前記分割平面の一方の側と当該分割平面の他方の側とで交互に前記接触パッチに入るようになっている、タイヤ用トレッド。
2. 前記縁部列は、ブロックを備えている、請求項１記載のタイヤ用トレッド。
3. 全てのブロックの前記先導エッジＡｉが前記接触パッチに次々と入って、前記接触パッチの一部をなす最後の前記先導エッジの端が、前記接触パッチに入る前記分割平面の前記他方の側に位置した前記先導エッジの端と一致するようになっている、請求項１又は２記載のタイヤ用トレッド。
4. 全ての前記ブロック（３１）の前記先導エッジＡｉの角度は、絶対値で表して、横方向に対して０°を超え且つ多くとも２５°に等しい、請求項１、２又は３記載のタイヤ用トレッド。
5. 前記中間部列の全てのブロックの各先導エッジＡｉは、前記横方向と少なくとも１０°に等しく且つ多くとも２５°に等しい平均角度をなす、請求項４記載のタイヤ用トレッド。
6. 前記分割平面は前記タイヤの赤道面に対して軸方向にずれており、前記分割平面の第１の側に位置する前記ブロックの前記先導エッジは同一の符号の向きを有するのに対して、前記分割平面の第２の側における前記先導エッジは前記第１の側の前記先導エッジとＶ字をなすような向きを有し、それにより、前記一方の側が前記他方の側よりも少なくとも１つ多い列を有する、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ用トレッド。
7. 前記トレッドは、奇数個のブロック列を有し、この奇数は、少なくとも５に等しい、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ用トレッド。
8. 各ブロックは、全体として横方向の向きの少なくとも１つのサイプを備え、これら横方向の向きのサイプは、前記ブロックの前記先導エッジのように前記円周方向において互いにずれた状態で前記接触パッチに入る、請求項７記載のタイヤ用トレッド。
9. 請求項１〜８のうちいずれか一に記載のトレッドを有するタイヤであって、２つずつで見たときに前記横方向の溝の間に前記接触パッチにおいてオーバーラップが存在し、このオーバーラップは前記溝の表面積の多くても１０％を占める、タイヤ。
10. 前記タイヤは重車両の駆動アクスルに取り付けられるようになっている、請求項９記載のタイヤ。

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