JP3683940B2 - 非方向性空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ウェット・トラクションを向上させる深い周溝を有するタイヤトレッドに関する。より具体的には、本発明は、周方向トレッドゴムリブによって強化された深い周溝を有する非方向性タイヤトレッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェット・トラクションを向上させる中央周溝を有するトレッドを備えるタイヤは、従来技術で極めく周知である。グッドイヤー(Goodyear)のアクアアトレッド(AQUATREAD)タイヤは、かかる従来技術のタイヤの一つであり、米国特許第4,700,762号及び同第5,176,766号、欧州特許第503404号、同第503405号、同第503406号及び同第503407号のような特許の主題である。アクア・トレッド・タイヤ及び対応する従来技術の文献は全てタイヤの周方向中間の中心線に形成された「へこみ部分」または「水路」と、タイヤが適正な一方向に回転したとき、へこみ部分と合流して、水をトレッドの縁部に通す複数の自由な側面溝とを備えている。
【0003】
米国特許第4,700,762号、同第5,176,766号及び欧州特許第503404号、同第503407号には、全体として、トレッドの深さの約78乃至100%の深さを有するへこみ部分または水路が開示されている。このアクアトレッドタイヤの一つの欠点は、トレッドの摩耗に伴って水路の効果が低下し、タイヤに残るトレッドの深さが22%である時、水路の深さが無くなるから、水路がウェット・トラクションにとって有害となる点である。もう一つの欠点は、アクア・トレッド・タイヤは一方向に回転するように設計されているため、ホイール又はハブから取り外し、また、元の位置に戻さなければ、乗物の両側で効果的に使用することが出来ないことである。
【0004】
米国特許第3,830,273号には、極めて高速度の乗物におけるカーブの保持力及びドライ・トラクションを向上させるために従来から使用される極めて幅の広いトレッド(接触面積が大きい)タイヤに対するウェット・トラクションを向上する、幅の広い中央周溝が開示されている。幅の広い中央周溝は、2種類のタイヤではなく、一種類のタイヤを使用することを実質的に可能にする。この溝は、ビード直径とトレッド直径との中間の直径を有するワイヤー強化ロッドを備える、完全に異なる設計によるカーカスを必要とするという不利益がある。もう一つの欠点は、各トレッド部分に対して独立的なトレッドの強化部分を提供するという更なる複雑性及びコストの点である。
【0005】
米国特許第3,789,898号ににおいて、中間溝15は、タイヤトレッドに対する関節接続部を提供する切込み16を備え、このため、タイヤ、望ましくは、トラック、又はバスのタイヤは、道路と路肩との高さの全ての差部分の上を走行し易くなる。この関節接続部は、乗物を制御するため、トレッドの全体を同一の面に動かす必要性を少なくし、また、歪みを軽減する。切込み16は、無視し得る程度の幅を有し、ウェット・トラクションを向上させる効果はないと考えられる。もう一つ別の欠点は、切込み16の片側に別個のベルト層を付与する結果、タイヤを製造する複雑さ及びコストが増大する点である。
【0006】
しかしながら、全て周方向トレッド・ゴム・リブを開示すると考えられる米国特許第4,289,182号、同第4,785,863号及び同第4,796,683号において、これらのリブは、トレッド要素の高さよりも深くまで中間周溝を強化することが出来ず、また、中間溝のサブトレッド部分に水を流すことはない。米国特許第4,785,863号において、これらのリブは、ウェット・及びドライトラクション用に設計されたトレッドの部分を分離させる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
故に、補助的な強化ワイヤー、設計変更したカーカス、又は二重の強化ベルト系の何れをも使用せずに、トレッド要素が摩耗する全体を通じて改良されたウェット・トラクションを提供するトレッドを備えるタイヤが望まれる。また、トレッドゴムが完全に摩耗したとき、ウェット・トラクションが向上したタイヤも望まれる。
【0008】
従って、本発明の一つの目的は、標準外のカーカス、補助的な強化カーカス、又は二重の強化ベルト系を必要とせずに、ウェット・トラクションを向上させる周溝を備える非方向性トレッドを有するタイヤを提供することである。
【0009】
本発明のタイヤにおけるウェット・トラクションの性能とアクアトレッド系の競合品及び80,000マイル系の競合品と比較するため、冠水した走路(道路)上で行ったウェット・ハンドリング試験の結果が図4に表形式で示してある。
【0010】
全体的なウェット・ハンドリング性能(図5参照)を比較するために示した結果から、本発明のタイヤ(アクアマイルP400)は、新品のタイヤ状態のとき、2つの競合品の何れにも優るウェット・トラクション性能が得られることが判明している。このウェット・トラクション性能の顕著な増大は、補助的なワイヤー又は標準外のタイヤカーカスを使用することなく、本発明のタイヤによって実現される。
【0011】
タイヤのウェット・トラクション機能の更なる評価手段は、そのウェット・ブレーキ距離の試験結果である。図9に示すように、ウェット・ブレーキ試験は、ABSを備える車で2つの異なる速度にて冠水した路面で行った。これらの結果から、本発明のタイヤ(P400アクアマイル)は競合品No.1又はNo.2の何れよりも著しく短い距離で停止することが確認される。車速が50mphのとき、本発明のタイヤの停止距離は、競合品No.1よりも5.761m(18.9フィート)短かく、また、競合品No.2よりも1.402m(4.6フィート)短かい。車のこのように短い距離で停止することは、ユーザがウェット・ブレーキ性能を向上させ、車との衝突を避けることを可能にする。このように、本発明のタイヤは、ユーザに対し二種の競合品よりも優れたウェット・ブレーキ性能を提供する。
【0012】
本発明の別の目的は、周溝の深さがトレッド要素の高さよりも深く、トレッド要素が摩耗する間に、向上したトラクション状態を保つ上述の特徴を備えるタイヤを提供することである。
【0013】
図6に示すように、シレッド要素の高さよりも深い周溝を利用する本発明のタイヤ(アクアマイルP400)は、新品のタイヤの場合、周溝が33%摩耗した場合、周溝が67%摩耗した場合、周溝が100%摩耗した場合のそれぞれについて試験した。このタイヤは、再度、アクア系競合品及び80,000マイル系競合品と比較試験を行った。
【0014】
図6に示した結果から、競合品No.2として示した現在利用可能なアクア系タイヤは、タイヤが新品から100%摩耗するに伴ない、ハイドロプレーニング性能を失う(即ち、最初の設定値から完全なハイドロプレーニング状態となる)ことが解った。これは、摩耗した競合品No.2の場合、その周溝は、サブトレッドの上方にあるため、ハイドロプレーニング性能に寄与するよう配慮されていないからである。
【0015】
一方、本発明のタイヤは、図6に示すように、タイヤの摩耗に伴ってハイドロプレーニング機能の範囲が実際に拡大する。完全なハイドロプレーニングの開始が遅くなり、これにより車の制御のロスが防止されるため、この範囲は、ユーザにとって重要なことである。
【0016】
本発明のもう一つ別の目的は、周溝がタイヤのサブトレッド内まで伸長し、摩耗寿命が80,000マイル以上のタイヤとすることが出来る、上記特徴を備えるタイヤを提供することである。
【0017】
本発明のタイヤとアクア系タイヤ及び80,000マイル系タイヤの競合品とを比較試験するため、長時間の車両における摩耗試験を行った。図7に示した結果は、トレッド面の最も急速に摩耗する部分に関するものである。満足し得る高度の精度が得られるように試験は、50,000マイルの走行距離で行った。これらの試験結果から、本発明のタイヤは38%摩耗する迄の時間が競合品No.2の場合よりも長く、競合品No.1及び本発明のタイヤは、保証走行距離に必要とされる目標設計値を上廻るものであった。
【0018】
本発明の更なる目的は、リブの内壁が中間の周方向中心線及びタイヤのサブトレッドに向けて内方に傾斜し、トレッド後方の水をトレッド要素の高さよりも深い周溝の部分まで上昇させ且つ/又はタイヤのサブトレッド内に入るようにした、上記特徴を備えるタイヤを提供することである。
【0019】
本発明の更に別の目的は、周溝が周方向ゴムリブによって強化された上記特徴を備えるタイヤを提供することである。
【0020】
本発明の更に別の目的は、リブがトレッド直径に略等しい直径を有する上記特徴を備えるタイヤを提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記及びその他の目的は、サブトレッドと、該サブトレッドの周りを伸長するトレッドであって、該サブトレッドからある高さまで伸長する複数のトレッド要素を有するトレッドと、トレッド要素の高さよりも深く且つ/又はタイヤのサブトレッド内に伸長する、トレッドに形成された周溝とを備えるタイヤを提供することによって達成される。
【0022】
周溝は、タイヤの中間の周方向中央面の中心に位置することが望ましい。周溝は、周溝内の流体がトレッドの縁部に漏れるのを防止し且つ周溝を閉じてトレッドによって発生される騒音を軽減すべく、トレッドゴムの連続的な周方向リブと境を接していることが最も望ましい。又、これらのリブは、溝の領域内でトレッドを強化し、又、トレッドに対し均一な路面係合面を提供するのに有用である。これらのリブの直径は、トレッドの直径に略等しいことが望ましい。
【0023】
該タイヤは第一の周溝の一側部でトレッドに形成された第二の周溝を備えることが望ましい。この第二の周溝は、タイヤの下方の流体をトレッド縁部まで排出するため複数の側面溝と相互に接続されることが望ましい。これらの側面溝は、流体がトレッド縁部まで流れるのを許容する一方で、タイヤによって発生される騒音を軽減し得るようにブロックすることが最も望ましい。図2に示すように、本発明のタイヤは、第二の回路の別の側に配置された、側面溝のブロックを利用する。著しく静かなタイヤが得られる周溝及び閉じた中間溝は、図8に示してある。本発明のタイヤは、メルセデス280S.E.で試験を行い、優れた騒音の測定値が得られた。本発明のタイヤは、基準として競合品No.1と比較して試験をした。その結果、本発明のタイヤは、競合品と比較して、試験をした各種の速度のとき、騒音値が6乃至7%、軽減されることが判明した。
【0024】
該タイヤは、トレッドの略全幅を強化するベルト系を含むことが望ましい。
【0025】
【実施例】
本発明、及びその特別な特徴及び利点は、添付図面に関する以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【0026】
図1、図2、特に、図3を参照すると、本発明によるトレッド12を有する空気入りタイヤ10が幾多の図面に示してある。該タイヤ10は、ビードワイヤー16で強化した一対のビード14と、該ビード14の間を円弧状に伸長するカーカス18と、該カーカス18のクラウン部分20にてタイヤ10の周りを伸長するトレッド12とを備えている。
【0027】
サイドウォール22は、ビード14とクラウン部分20との間にカーカス18の部分を備えている。タイヤ10のサイドウォール22及びクラウン部分20は、ショルダ部分24にて合流する。カーカス18は、サブトレッドゴム26で形成され、また、カーカスプライ28と、トレッドの強化ベルト系30とを備え、該トレッドの強化ベルト系30は、ショルダ24の間にてカーカス18のクラウン部分20の全周にてカーカスプライ28とトレッド12との間に配置されている。
【0028】
ベルト系30は、頂部にキャッププライ34が付与された複数のテーパー付きの積み重ねプライ32として示してある。しかしながら、「ベルト系」は、同一又は異なる幅を有する一又は複数のプライを備え、これらのプライは、折重ね、又は織り且つ/又は緊密に積み重ね、或いは半径方向に離間してよいことを理解すべきである。更に、「ベルト系」内のプライは、サブトレッドゴム26によりカレンダ加工し、又は熱可塑性プラスチック又は熱硬化性樹脂により硬化させ、これらのプライは、鋼、ガラス、ケブラー、スペクトラ又はその他の適当な比較的高モジュールの材料で形成されたコードを含めることが出来る。
【0029】
しかしながら、その特別の構造は、臨界的ではなく、ベルト系30の各プライは、トレッド12の全横幅Wを略強化し、トレッド12は、その幅Wに亙って略均一な路面係合面36を提供することが出来る。折重ねプライ等の場合、これらのプライは、その各プライの少なくとも一部が略全横幅を強化する限り、トレッド12の全横幅Wを強化することを理解すべきである。この「略全横幅を強化する」という表現は、単一のベルト系又はプライ部分がトレッド10を強化し、また、トレッドを強化するために2以上のベルト系又はプライ部分を使用する必要はないこと意味するものとする。このトレッドは、タイヤの特別な構造のため、割り型とされ、さもなければ、その幅に亙って均一な路面係合面を提供することは出来ない。
【0030】
トレッド12は、トレッドゴム40の離間した複数の要素38、38′を備えている。トレッド12は全体的な偏平率が約72%である。トレッド要素38、38′の各々は、トレッド要素の高さHによってサブトレッド26から離間された上面42を備え、路面係合面36の一部を形成する。トレッドゴム40は、サブトレッドゴム26と同一の組成でもよいが、サブトレッドゴム26とは異なる組成であることが望ましい。この点に関して、トレッドゴム40の組成は、例えば、トラクション、摩耗等を向上させ得るような設計とした添加剤を含むことが可能である。トレッド要素38、38′は、6つの個々の接触パッチを形成する5つの周溝44、44′、44″によって、又複数の横溝46によって離間されている。周溝44、44′、44″の各々は、通常の作動状態下では、全体的なトレッド接触幅に対してタイヤ10の周方向に望ましくは、その約10%以下乃至5%以上の均一な幅を有することが望ましい。また、溝44′、44″は、タイヤ10のサブトレッド18に向けた方向に略均一な幅を有する。
【0031】
周溝44″は、トレッド要素の高さHに等しい深さを有する。このため、トレッド要素38、38′が摩耗すると、周溝44″は、略均一な幅を有し、トレッド要素38、38′が摩耗して偏平になると、周溝44″は完全に無くなる。しかしながら、周溝44は、トレッド要素の高さHよりも深い深さDを有する。この深さDは、約9.779mm(0.385インチ)であることが望ましい一方、高さHは、約9.271mm(約0.365インチ)であることが望ましい。しかしながら、深さDは、高さHよりも9%深く、又は高さHよりも2%深く伸長することが出来る。このように、トレッド要素38、38′が摩耗して偏平になっても、周溝44は、依然としてタイヤ10の接触パッチの下方から液体を外に排出する。
【0032】
中間溝44は、トレッドゴム40を貫通して伸長し、サブトレッドゴム26内に入って、トレッドゴム40がタイヤ10から完全に摩耗した場合でも、排液を可能にする。このように、周溝44は、トレッド要素の摩耗する全体に亙って排液を可能にし、ウェット・トラクションを向上させる。
【0033】
トレッド要素38′は、該トレッド要素の面42の周りでタイヤ10の外径に略等しい外径を有するトレッドゴム40の周縁リブを備えている。トレッド要素リブ38′は、中実であり、個々の偏平率が100%である。この点に関して、トレッド要素リブ38′は、中間溝44を横方向から閉じ、中間溝44内の流体が横トレッド縁部Sに排出されるのを防止し、路面にてトレッドにより発生される騒音量を軽減する。また、リブ38′は、タイヤ10が中間溝44の領域内で半径方向に膨張するのを防止してトレッド12を強化し、また、サブトレッド18、又は二重ベルト系の設計を変更したり、ビードとベルトの直径間の直径をワイヤーで強化することを必要とせずに、トレッドに対し均一な路面係合面を提供する助けとなる。「二重ベルト系」という表現は、一又は複数のプライを二以上のプライに分割し、そのプライの各々がタイヤトレッドの一部のみを強化するようにしたベルト系を意味するものとする。また、半径方向への膨張を軽減し且つトレッドを強化することは、リブ38′に隣接する周溝44′に対しトレッド要素の高さHの約1/2に等しい深さを付与することによって促進される。
【0034】
特に、図3を参照すると、トレッド要素リブ38′は、中間溝44と境を接し且つ他方のリブに対面するウォール48を備えている。該ウォール48は、タイヤ10の中間周方向中心面CPに向けて傾斜し且つタイヤ10のサブトレッド18に向けて傾斜している。このように、周溝44は、タイヤ10のサブトレッド18に向けた方向に略均一の幅ではなく、トレッド12の摩耗に伴ない漸進的に狭小となる。流体で覆われた路面の上をタイヤ10が走行するとき、ウォール48は、中間溝44のより狭小部分49及び中央溝部分44のサブトレッドのゴム部分26に向けて液体を図3の矢印の方向に押し出して、タイヤ10の路面係合面36と路面(図示せず)との間から水を除去して、ウェット・トラクションを向上させる。周溝44は、トレッド要素の高さHよりも深いため、このトラクションを向上させる効果は、トレッド要素の摩耗の全体を通じて保たれる。更に、周溝44は、トレッドゴム40を貫通してサブトレッドゴム26内まで伸長するため、該周溝は、トレッドが摩耗しても優れたトラクションを保ち、全てのトレッドゴムがタイヤ10から摩耗したときでも、依然として優れたトラクションを提供する。
【0035】
次に、図2を参照すると、横溝46は、閉じた溝44を除いて、周溝44′、44″をタイヤ10のトレッド接触パッチの側縁部と相互に接続する。トレッド接触パッチの側縁部は、タイヤ10の通常の直線状の走行時についてショルダSにより示してある。このようにして、横溝46は、路面係合面36の下方の流体を側面トレッド縁部に排出する通路を提供する。タイヤ10が路面上を転動するときにトレッド要素38により発生される騒音を軽減するため、横溝46はブロックされる。「ブロック」という表現は、横溝46が周溝44′をトレッドショルダSとの間に3つの略周縁部分50、52、54を備えることを意味する。「ブロック」部分52は、周溝44″備え、また、周溝44′、44″の間の横溝46の部分は、周溝44″とトレッドショルダとの間で横溝46の部分と直接、横方向に整合していないことを意味する。
【0036】
ブロックされていない横溝を通じて水を周溝(特に、開放した中間溝)からトレッド縁部まで「圧送」することにより、ウェット・トラクションを向上させる多数の従来技術のタイヤと異なり、タイヤ10は、ブロックした横溝を使用することにより、より静かなタイヤとなる。又、タイヤは、トレッド要素の高さよりも深く且つサブトレッド内に伸長して、トレッドが摩耗しても優れたウェット・トラクションを保つブロック横溝と閉じた中間溝44との組み合わせにより、優れたウェット・トラクションが得られる。トレッド要素の高さよりも深く、偏平率の最大値が100%の閉じた中間溝を使用することによって、摩耗寿命は、更に、最大となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による周溝を有するトレッドの一部分を含むタイヤの等角図である。
【図2】タイヤのトレッドパターンを示す図1の平面図である。
【図3】溝及びリブ幾何学的形態を示す図1のタイヤ及び断面図である。
【図4】ウェット・ハンドリング性能の試験結果を示す表である。
【図5】ウェット・ハンドリング性能を示す棒グラフである。
【図6】ハイドロプレーニング試験結果を示すグラフである。
【図7】摩耗試験の結果を示す棒グラフである。
【図8】外部の騒音試験結果を示すグラフである。
【図9】ウェット・ブレーキ結果を示すグラフである。
【符号の説明】
10 タイヤ 12 トレッド
14 ビード 16 ビードワイヤー
18 カーカス 20 カーカスのクラウン部分
22 タイヤのサイドウォール 24 ショルダ部分
26 サブトレッドゴム 28 カーカスプライ
30 ベルト系 32 積み重ねプライ
34 キャッププライ 36 路面係合面
38 トレッド要素 40 トレッドゴム
42 トレッド要素の面 44 周溝
46 横溝 48 ウォール
Claims (11)
- 二つのビード間を円弧状に延伸するカーカスプライを有するカーカスと、該二つのビード間の中間に位置するカーカスの一部に沿って周方向に延在するトレッドとを備える非方向性空気入りタイヤであって、
前記カーカスプライと前記トレッドの間に位置するサブトレッドゴム製のサブトレッドと、
前記サブトレッド内に位置して前記トレッドを強化する束状のベルトと、
前記サブトレッドから所定の高さ延出するトレッドゴム製の複数の路面接触トレッド要素と、
前記タイヤの周方向に沿った中心面上に位置すると共に前記サブトレッドの内部に延入して前記トレッド要素が該サブトレッドの位置まで摩耗する間ウェット・トラクション効果を保持し、又、幅が前記タイヤの周方向に沿って略々一定で且つその大きさが通常走行時に路面と接触する全幅の10%乃至5%であり、一方、深さは、前記トレッド要素が前記サブトレッドの位置まで摩耗する間該トレッド要素の高さよりも大きく且つその当初の深さが前記トレッド要素の当初の深さよりも2%乃至9%深い、第一の周溝と、
前記第一の周溝の両側に一つずつ設けられると共に外径が前記トレッドの外径と略々等しく、前記トレッドを径方向に強化し且つ路面との接触面を略々一様にする、周方向に連続して延在する二つのトレッドゴムリブと、を具備することを特徴とする非方向性空気入りタイヤ。 - 前記リブは、その内壁が前記中心面に且つ前記サブトレッドに向けて内側に傾斜し、もって、前記トレッドより下側の流体を前記トレッド要素を超えた前記サブトレッドが位置する箇所の前記第一の周溝内に押し流すようにした請求項1に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記リブは前記タイヤの外周に沿って連続的に延在して前記第一の周溝を閉鎖し、もって、該第一の周溝内の流体が前記トレッドの縁部へ排出されるのを阻止すると共に、前記タイヤが発生する騒音量を低減するようにした請求項2に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記第一の周溝の各側で且つ前記リブと前記トレッドの縁部との間に第二の周溝が形成された請求項1に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記第一の周溝の各側において、前記タイヤの幅方向に延在する複数の側溝が前記第二の周溝に接続され、もって、前記タイヤの下側の流体を前記トレッドの縁部側へ排出する通路を形成する請求項4に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記通路は、前記タイヤの略々周囲に沿って延在する部分を含み、該部分は前記トレッド要素が路面と接触する際に発生する騒音量を低減する請求項5に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 非方向性空気入りタイヤであって、
カーカスプライとサブトレッドゴム製のサブトレッドとを備えるカーカスと、
トレッドゴムで形成されると共に前記サブトレッドから突出する複数の路面接触トレッド要素と、
前記トレッド要素を貫通して前記サブトレッドの内部に達する深さを有し、もって、該トレッド要素が前記サブトレッドの位置まで摩耗する間ウェット・トラクション効果を保持する第一の周溝と、
前記第一の周溝の両側に一つずつ設けられると共に前記タイヤの周方向に連続的に延在する二つのトレッドゴムリブとを備え、該リブの内壁は前記第一の周溝を画成すると共に、互いに内側に且つ前記サブトレッド側に向けて内方に傾斜して前記トレッドの下側の流体を前記サブトレッドが設けられた箇所に位置する前記第一の周溝内へ押し流すようにしたことを特徴とする非方向性空気入りタイヤ。 - 前記リブは前記タイヤの外周に沿って連続的に延在して前記第一の周溝を閉鎖し、もって、該第一の周溝内の流体が前記トレッドの縁部へ排出されるのを阻止すると共に、前記タイヤが発生する騒音量を低減するようにした請求項7に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記第一の周溝の各側で且つ前記リブと前記トレッドの縁部との間に第二の周溝が形成された請求項7に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記第一の周溝の各側において、前記タイヤの幅方向に延在する複数の側溝が前記第二の周溝に接続され、もって、前記タイヤの下側の流体を前記トレッドの縁部側へ排出する通路を形成する請求項9に記載の非方向性空気入りタイヤ。
- 前記通路は、前記タイヤの略々周囲に沿って延在する部分を含み、該部分は前記トレッド要素が路面と接触する際に発生する騒音量を低減する請求項10に記載の非方向性空気入りタイヤ。
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