JP4469190B2 - ラジアルプライ空気入りリキャップタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、操舵車軸用のトラック用ラジアルプライ空気入りリキャップタイヤに関する。

トラックタイヤの操舵車軸用に特別に設計されたトレッドが、種々の形状のリブ型タイヤに対して使用されるようになってきている。この非駆動車軸は、直線走行の荷重がかかるだけでなく、コーナリングおよび回転の荷重もかかる。当業者の中には、操縦性を改善するために、理論的にはトレッドリブは周方向溝に隣接する尖った縁部を持つべきであると考えている者もいる。

これらの尖った縁部は、正常な使用の間にトレッドの不規則な摩耗を生じることがある。トレッドのショルダーの領域では大きな摩耗侵食がよく起こる。この問題は、１９８４年１１月６日にジロン（Giron）に付与された特許文献１において取り扱われた。図２に示されているように、ジロンは、正常な運転条件のもとで道路と接触する、横方向に位置して周方向に連続するリブ４を使用することを開示した。リブ４が道路に作用する力または圧力は、ショルダーリブ６の力または圧力よりも小さい。この従来のタイヤ２は、ショルダーリブ６の鋭い縁部の保護を、横方向に配置されたリブ４に頼っている。そのようなタイヤ２の１つがミシュランＸＺＡ−１＋操舵用タイヤであると考えられる。

構造による別の手法として、周方向に連続する狭い溝７とショルダーリブ５とに近接する、凹部のない周方向リブ３を有するものがある。そのようなタイヤは、グッドイヤーＧ２５９操舵用タイヤとして市販されており、そのタイヤ１は、図３に示されているような静止状態のフットプリントすなわちトレッドの接触区域を有している。

構造によるさらに他の手法は、ショルダーリブの側部に、周方向に連続する湾曲した狭い溝を有している、ブリヂストン・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーのＲ２２７操舵用タイヤによって表わされている。その湾曲した狭い溝は、ショルダーの圧力を低減し、特許文献２において教示されているような衝撃吸収溝（decoupling groove）として働く。

構造によるこれらの手法は全て、トレッド内の衝撃吸収溝に頼るものである。これらの特徴は、トレッドが新しいときにはショルダーの摩耗を効果的に低減するであろう。これは、不規則な摩耗を受けるのを抑制するという顕著な利点をもっている。トレッドのショルダーは、トレッドが新しくトレッドの厚さが最大であるときに、不規則な摩耗を最も引き起こし易い。
米国特許第４，４８０，６７１号 米国特許第４，９９５，４３７号

問題になるのは、衝撃吸収溝が石をくわえ込む傾向がある場合があると共に、トレッドにおける衝撃吸収リブは裂け易く、かつ切れ易いことである。その結果、トレッドのこの部分は、タイヤが歩道の縁石またはその他の固い障害物に当たったときに、潜在的に損傷を受けやすいことがある。

トレッド内の衝撃吸収溝の使用に伴う他の問題は、良好な衝撃吸収溝を横方向に向けて信頼性高く成形するのが不可能なことである。従来、分割されたトレッド内に衝撃吸収溝がある操舵用タイヤの用途では、タイヤモールドを使用することが一般的に行われていた。したがって、操舵車輪の位置で使用するのに適した構造のトレッドを備えた操舵用タイヤを成形するときに、半径方向内側または鉛直方向内側に延びる衝撃吸収溝を備えた操舵用タイヤを成形することは容易であった。横方向に延びる衝撃吸収溝は、少なくとも成形性および一様性に関する問題と同等の問題を抱えていた。

トレッドが効果的にサイドウォールから衝撃吸収するのを確実にするために、すなわち、トレッドショルダーが、サイドウォールから受ける力の影響をあまり受けない状態を維持するために、衝撃を吸収するための新たな、かつ非常に改良された方法が提供されなければならない。

本発明は、トレッドショルダーの衝撃を効果的に吸収する方法を提供する。

トレッドショルダーの効果的な衝撃吸収は、トレッドのトレッドウォール領域において半径方向外側の位置、また、好ましくはベルト構造のすぐ上の位置、したがって、タイヤのケーシングがタイヤ更生のために準備されるときにはトレッド緩衝ライン（tread buff line）の上方の位置で起こる。

商用トラックの操舵車軸用のラジアルプライ空気入りタイヤについて記述する。タイヤはトレッドとケーシングを有している。ケーシングは、半径方向内側の１対のビードに延びる少なくとも１つのラジアルプライと、ラジアルプライの半径方向外側に配置されているベルト補強構造を有している。

トレッドはケーシングの半径方向外側に配置されている。トレッドは１対のショルダートレッドリブを有し、各ショルダートレッドリブは軸方向外側のトレッドウォールを有している。軸方向外側の各トレッドウォールは、横方向内側に延びていて周方向に連続するサイド溝を有している。サイド溝は、溝深さ（ｄ）と最小溝幅（ｗ）を有している。最小溝幅（ｗ）は約５ｍｍ以上であり、５ｍｍから７ｍｍの範囲にあることが好ましい。そして、最小溝幅（ｗ）に対する溝深さ（ｄ）の比は１．０から２．４であり、好ましくは１．６から２．４である。サイド溝は丸み付けられた輪郭Ｒをもつ溝底部を有し、輪郭Ｒの半径方向内側の部分は、最小溝幅（ｗ）の少なくとも２分の１に等しい。

タイヤは１対のサイドウォールも有し、１つのサイドウォールは、各ショルダートレッドリブから半径方向内側の各ビードへ半径方向内側に延びている。

各サイド溝は、溝壁間の中間線として定義される中心線Ｃを有している。溝壁間の中心線Ｃの、サイドウォールの法線に対する角度が０であるのが好ましい。その許容範囲は、水平方向（回転軸）に対して上向きに＋１０度以下であり、かつ、サイドウォールの法線に対して下向きに−１０度までの、トレッドの丸み付けられた部分に対して同心であり、または接する角度を超えない範囲である。

サイド溝の溝壁は正の抜き勾配を有していてもよい。少なくとも１つの実施態様においては、半径方向上方の溝壁は負の角度θをもつ。

あるいは、サイド溝がサイド溝の底部から軸方向外側のトレッドウォールに延びるに従って、サイド溝の溝壁間の距離を狭くしてもよい。

トレッドは、少なくとも１つの、トレッドの表面から基部まで延びる全深さ（full depth）の溝を有し、トレッドの滑り止め深さ（nonskid depth）は、少なくとも１つの全深さの溝の半径方向の深さと定義される。そして、軸方向外側のトレッドウォールにおける、サイド溝からトレッド表面まで測定されたトレッドの半径方向厚さは、少なくともトレッドの滑り止め深さの５０％に等しい。

本発明はタイヤを成形するモールドも含むものである。モールドは半径方向外側のトレッド成形部分を有し、半径方向外側のトレッド成形部分は、周方向に当接する２つのセグメント、または半径方向に当接する複数のセグメントによって環状の閉じたリングを形成している。モールドは、トレッドウォール／サイドウォール成形用の１対のプレートを有している。トレッドウォール／サイドウォール成形用のプレートの各々は、ケーシングを越えて半径方向外側に延びている。トレッドウォール／サイドウォール成形用の各プレートは、トレッド内のサイド溝を形成する横方向内側に延びる環状リブを有しており、サイド溝は周方向に連続し、かつベルト補強構造の位置またはその半径方向外側に位置している。

本発明は、さらに、タイヤを成形する方法を含んでいる。この方法は、
トレッド成形部分と、トレッドウォール／サイドウォール成形用の１対の環状プレートとを有するモールド内にタイヤを置くステップと、
タイヤの外面のトレッドとサイドウォールを成形するために熱と圧力を加えるステップと、
横方向に延び周方向に連続するサイド溝を、トレッドウォール／サイドウォール成形用環状プレートの各々の環状リブによって、半径方向にベルト補強構造の位置またはその外側であってトレッドの外側表面の半径方向内側の位置に、横方向の各々のトレッド縁部に沿って形成するステップと、
タイヤを硬化させるステップと、
モールドを開くステップと、
硬化させられたタイヤを取り出すステップとを有する。

［定義］
“エイペックス”は、ビードコアの半径方向上側でプライと折返しプライとの間に位置するエラストマーのフィラーを意味する。

“ビード”は、プライコードが巻かれ、またはその他の方法でプライコードに固定された環状の引張部材を有し、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガード、およびチェーファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともあり、設計リムにはめ込むように形作られているタイヤの部分を意味する。

“ベルト構造”は、織物または織られていない物で、トレッドの下側に配置され、ビードに固定されておらず、タイヤの周方向中心線に対して１５°から７０°の範囲の左右のコード角度を有する、平行コードの少なくとも２つの環状の層、すなわちプライを意味する。

“ケーシング”は、カーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォール、およびその他の、トレッドおよびアンダートレッドを除くタイヤの構成要素を意味する。ケーシングは、新しいトレッドが取り付けられるべき新しい未加硫のゴムまたは予め加硫されているゴムであってもよい。

“チェーファー”とは、リムからコードプライを保護し、リムの上方の屈曲を分散させ、タイヤをシールするために、ビードの外側を囲むように配置される細いストリップ材を指す。

“周方向”は、軸線方向に垂直な、環状のトレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

“コード”は、タイヤ内のベルトおよびプライを構成する補強用の撚り糸の一つを意味する。

“横方向”は軸方向を意味する。

“プライ”は、ゴムで被覆されたエラストマーの平行なコードの連続する層を意味する。

“半径方向の”および“半径方向に”は、タイヤの回転軸に対して半径方向に近づく、または離れる方向を意味する。

“ラジアルプライタイヤ”は、ビードからビードへ延びるプライコードがタイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度に配置されており、ベルトが巻かれた、または周方向に拘束された空気入りタイヤを意味する。

“ショルダー”は、トレッド縁部のすぐ下の、サイドウォールの上部を意味し、トレッドショルダーまたはショルダーリブはトレッドの、ショルダーの近傍の部分を意味する。

“サイドウォール”はタイヤの、トレッドとビードとの間の部分を意味する。

“トレッド”はタイヤの、標準の膨張状態で標準の荷重条件下で道路に接する部分を含むゴムまたはエラストマーの部材を意味する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１を参照すると、操舵車軸上に用いられる空気入りラジアルタイヤ１０の断面図が示されている。

タイヤ１０はトレッド２０とケーシング１２を備えている。ケーシング１２は２つのサイドウォール１４、１６と、２つの環状ビード１３から延びており、好ましくは２つの環状ビード１３の周りに巻かれ、あるいは２つの環状ビード１３に固定されている１つまたは２つ以上のラジアルプライ１８と、半径方向においてトレッド２０とラジアルプライ１８の間に位置しているベルト補強構造１５とを有している。

ラジアルプライ１８とベルト補強構造１５は、コードで補強されたエラストマー材であり、コードはスチールワイヤのフィラメントであることが好ましく、エラストマーは加硫されたゴム材料であることが好ましい。同様に、環状ビード１３は、ビードコアとして知られている、巻かれて束になったスチールワイヤを有している。

好ましくはハロブチルゴム（halobutyl rubber）である、ライナー１９の構成部材は、タイヤ１０が膨らまされたときに空気圧を内部に保持する、ある程度空気不透過性である室を形成する。

本発明の好ましい実施形態のケーシング１２には、図１に示されているように、ビード１３の半径方向上方にエラストマーのエイペックス６１を有する、８ｘ１０ｘ９の６角形のビードコアを備えているビード１３が用いられている。ビード領域におけるプライの折り返し部１８Ａは、フリッパ６７、チッパ６２、ゴムおよび繊維のチェーファー６４，６５、ゴムストリップ６６、およびエラストマーくさび６３を用いて補強された。

さらに、ベルト補強構造１５は、サイド溝２４の近傍においてベルト１５の横方向端部に、ゴム材料のゴムストリップ７５と、エラストマーの複数のストリップすなわちくさび７２を有する。これらの特徴は、本発明の着想を実施するために必要なものではないが、好ましい実施形態に用いられる特徴として開示されている。

トレッド２０は周方向に連続する複数の溝２２と、１対のショルダーリブ２５Ａを含む複数のトレッドリブ２５とを備え、ショルダーリブ２５Ａはトレッド２０の各々の横方向縁部２１に隣接している。

トレッド２０の周方向中心線ＣＬが、トレッド２０の２つの横方向縁部２１の間の間隔の中間に位置している。

複数のトレッドリブ２５，２５Ａの半径方向外側の、道路に接する面２６が、半径方向外側のトレッド面３０を形成している。外側のトレッド面３０は、１対の横方向縁部２１に隣接し、１対の横方向縁部２１の間に延びている。図５に示されているように、複数のサイプ、すなわち切り込み５４および５６がトレッド２０上に設けられている。

図１に示されているように、横方向内側に延びる周方向のサイド溝２４は、各ショルダーリブ２５Ａのトレッドウォール２９内に位置している。

図５に示されているように、トレッド２０は、新品のときには、タイヤに標準荷重がかけられているときに次のような静止状態のフットプリント圧力分布を示す。すなわち、作用する圧力は、フットプリントの軸方向中心線Ｃに沿って、ショルダーリブ２５Ａの横方向縁部２１に隣接する位置上ではＰ₃であり、ショルダーリブ２５Ａの周方向の溝２２に隣接する位置上ではＰ₁であり、ショルダーリブ２５Ａに横方向に隣接するリブ２５上の、溝２２の位置ではＰ₂である。この圧力分布の関係は、Ｐ₁がＰ₂にほぼ等しく、そして本発明の好ましい一実施形態ではＰ₁はＰ₃にほぼ等しい。

図４に示されているように、従来技術のタイヤ１、Ｇ２５９は、１００，０００マイル（１６０，９３４．４ｋｍ）走行して摩耗した後に、ショルダーリブ領域２にかなりのカッピング摩耗（cupping wear）が生じることがある。衝撃を吸収する、すなわち凹部を有する横方向リブ６は、この摩耗状態では、道路と接触しなくなるように著しく擦り減っている。図１に示されている本発明の好ましい実施形態のタイヤ１０は、トレッド２０の同じショルダー領域が非常に一様に摩耗する。従来技術のタイヤ１とテストしたタイヤ１０とは、どちらも同じサイズの１１Ｒ２２．５で、評価試験中には同様に荷重がかけられ同様に膨らまされた。

図１および５に示されているように、本発明の一実施形態は、見本とするタイヤ１０によって示された前記の圧力分布を有している。その圧力分布は、曲率の変化点４０から横方向縁部２１まで、トレッドショルダーリブ２５Ａの幅Ｗ_Sを実質的に次第に大きくすることによって達成される。この付け加えられたゴムの領域によって、より多くの材料が、摩耗が大きい傾向の領域に実質的に与えられると共に、幅が広いリブの全体に荷重を分散させて圧力が減少する。サイド溝２４の直上または隣接する領域は、ショルダーリブ２５Ａのショルダーの丸み付けられた部分２７がより良好に維持されるようにする。

おもしろいことに、Ｐ₃がＰ₁を２０％以下だけ、好ましくは１０％以下だけしか上回らないという、圧力変化量の上限が維持されなければならないことである。もしも過大な量のゴムが衝撃吸収溝（サイド溝）２４の上方のショルダーリブ２５Ａに付加されると、周方向溝２２の近傍の領域の負荷が軽くなり過ぎる可能性がある。この状態が起こると、エロージョン摩耗（erosion wear）または流れ摩耗（river wear）として知られている現象が周方向溝２２の近傍に起こる可能性がある。この問題が起こるのを防止するために、バランスが維持されなければならない。両側のショルダーリブ２５Ａの縁部が同一の均一な速さで摩耗することが理想的である。この条件によって、トレッドの走行距離に関する有利な予想耐用寿命が達成される。

図１に示す見本となるタイヤ１０において、本発明の一実施形態では、トレッド２０の曲率半径Ｒ_iが単一の曲率半径となるように選ばれていることが示されている。単一の曲率半径Ｒ_iにより金型形状が単純になる。あるいは、多数の曲率半径Ｒ_iを用いることもできる。これらのトレッド形状のすべては、ある程度は上部のトレッドウォール２９のサイド溝２４によって実現可能であり、それによってタイヤ技術者は、特別な用途のために最も好ましいトレッド形状を選択することができる。

サイド溝２４は、図示されているように、ベルト構造の縁部の半径方向頂部、またはベルト構造の縁部の上方に位置するのが理想的である。標準荷重のもとで、サイド溝２４は僅かに圧縮され、その結果、トレッド２０はトレッドリブ２５Ａでより低い接触圧力を示し、ショルダーリブのトルクを低減させる。これらのサイド溝２４は、丸み付けられた輪郭Ｒの下部に、大径、すなわち全半径（full radius）Ｒ_Gによって形成された端部を有しているのが好ましく、大径、すなわち全半径Ｒ_Gは、下層のベルト層１５に向かって内側に、一定の、すなわち所定の距離（ｄ）だけ延びている。

負荷がかかった状態でタイヤが回転すると衝撃吸収溝（サイド溝）２４は圧縮される。このように圧縮できることは、トレッド２０が回転およびコーナリングのための操縦時にその形状を維持するのを非常に容易にする。

トレッド２０は、トレッドショルダーリブ２５Ａの軸方向外側部分にトレッドウォール２９を有している。図示されているように、トレッドウォール２９は、縁部２７まで延びる、半径方向外側の丸みを帯びた表面２８を有する。図示されているように、トレッドショルダーリブ２５Ａのこの部分はサイド溝２４の半径方向外側にある。

トレッド２０が摩耗するのに従って、縁部２７は、丸みを帯びた表面２８に沿って軸方向外方に移動する。トレッドの構成部材は摩耗するのに従って一般に堅くなるので、前記した特徴によってトレッドは摩耗を補償することができる。縁部２７は、摩耗するに従って外方に移動する。縁部２７は、サイド溝２４を越えてさらに移動する。このことは、摩耗によって堅くなるのが大幅に低下し、または最小になることを意味する。さらに、縁部２７が外側に移動するにしたがって、ショルダーリブ２５Ａの表面領域２６の幅も大きくなる。このことは、トレッド２０が摩耗するのに従って、接触圧力が実際に僅かに減少し得ることを意味する。

図５に示されているように、トレッド２０が新しいときには、タイヤ１０のフットプリントすなわち接触区域には、標準荷重が加わり標準的に膨らまされた静止状態のタイヤ１０の前縁部と後縁部の間の等距離の位置に配置されたラインＣに沿って測定される接触圧力が生じている。ここで使用される標準的に膨らまされた状態とは、設計膨張圧Ｐ_Nのことである。ラインＣに交差するショルダーリブ２５Ａの縁部２７において接触圧力Ｐ₃が生じる。ショルダーリブ２５Ａの反対側の、周方向溝２２に隣接してラインＣに交差する位置に接触圧力Ｐ₁が生じる。ラインＣに沿って、隣接するショルダーリブ２５Ａの反対側の溝壁の位置に、接触圧力Ｐ₂が生じる。これらの接触圧力は、半径Ｒ_iによって定義されるトレッド２０の中央部の輪郭に対して相対的に縁部２７を高くすることによって、高く調整することができ、また、トレッド２０の中央部の輪郭に対して相対的に縁部２７を低くすることによって、低くすることができる。

好適な実施形態のタイヤの重要な特徴は、トレッドリブ２５の軸方向の幅Ｗ_Cがショルダーリブ２５Ａの軸方向の幅Ｗ_Sよりも実質的に幅が狭いことである。これらは、各トレッドリブ２５およびショルダーリブ２５Ａを半分横切って測定される平均幅である。この特徴は、ショルダーリブ２５Ａがトレッド２０の中央のリブ部分よりも全体的に低い平均圧力を確実に持ち得るようにするのを助ける。ショルダーリブ２５Ａが、中央のリブ２５の接触圧力に等しいか、またはそれよりも低い接触圧力を持つのが理想的である。所望の圧力分布関係は、トレッド円弧の曲率と、リブ幅の変化と、独特のサイド溝２４とを組み合わせることによって達成される。サイド溝２４によって、タイヤ設計者は、単にサイド溝２４の深さ、幅、または形状と、サイド溝２４の半径方向の位置またはその軸方向の長さとを調整するだけで、トレッドの縁部２７を堅く、または軟らかくすることができる。これらの機能は、タイヤ１０の性能とトレッド２０の摩耗特性を向上させるために、個別にまたは一括して調整することができる。このことは、いくつかの点で非常に有益で、従来、操舵用タイヤのトレッドを設計するための最も信頼できる方法と考えられてきた、鉛直方向のトレッドの衝撃吸収リブを必要としないで、一様に摩耗する、より耐久性のあるトレッドを実現する点で少なからず有益である。

図１および６に示されているように、サイド溝２４の半径方向の位置は、ベルト１５の横方向の最外端の位置であってもよく、または、図７Ａ〜７Ｄに示されているように、ベルト１５の横方向の最外端の半径方向上方の位置にあってもよい。

第２の、むしろより重要な特徴は、図６に示されているように、サイド溝２４がトレッド緩衝ライン（tread buff line）９５の上方に位置していることである。このことによって、タイヤ更生が容易になる。現在のところ、商用トラックタイヤの大部分の用途では、更生タイヤは前輪の操舵用車輪の位置には使用されていない。その理由は、各操舵車軸のシングル車輪の位置は、駆動車軸または従車軸のような複輪の位置の車軸に比較すると、トレッドの離脱、すなわち圧力の突然の消失の問題が生じる可能性がより高いからである。

本発明のサイド溝２４，２４０によれば、この装備は、新しいタイヤの製造時またはタイヤ更生時に用いられる予め硬化されたトレッドの一部を構成することも可能になる。現在採用されているどのような構想とも異なり、この装備は、予め硬化されたトレッド内にもともと成形されており、成形の間に変化することがないので、ケーシングに取り付けられた後に完全に位置合わせされるであろう。

本発明の第３の重要な点は、このような形態の衝撃吸収は、タイヤが更生されたものであるときに、駆動車軸の位置に使用されるのにも従車軸の位置に使用されるのにも非常に好適であると考えられることである。換言すれば、たとえ、車軸の位置を変えても悪い結果にならないように思われる。これは、多くのリブを用いるタイプのトレッドの衝撃吸収の構想と異なり、切断または引き裂かれることができる少なからぬゴムの付加物があるのであてはまるそうである。

本質的に、サイド溝２４の使用によって達成される本発明全体の理念は、荷重の変動に対するショルダーの圧力の感度を低下させることである。操舵車軸のタイヤの荷重はタイヤの鉛直方向および横方向の運動によって変化する。従来技術のタイヤは、本発明のタイヤに比較すると高い、荷重変動に対するショルダー圧力の感度を示している。

勿論、ある場合には、縁部において達成される低い接触圧力が有利であることもあり得るが、他の場合には、Ｐ₃の位置における接触圧力が大きくなることが有益なこともあり得る。サイド溝２４によって、技術者は、これらの利点を、前掲の利点と同様に実現することができる。

図６を参照すると、本発明の一実施形態のタイヤのショルダーの拡大断面図が示されている。

図７Ａに示されているように、サイド溝２４は、上部サイドウォールの輪郭の法線に対して下方に０度から１０度の角度をなす中心線を有している。好ましいレイアウトは、溝部の中心線上の点を通り、上部サイドウォール、すなわちトレッドウォール２９に垂直である。サイド溝２４の閉じた端部すなわち底部は、ドーム２４Ａを形成している。技術者は、ステアタイヤ１０を設計するときに、ドーム２４Ａの先端が溝の中心線Ｃと滑り止め部の基線との交点、またはその近傍に位置するように、ドーム２４Ａの先端を選択しなければならない。滑り止め部の基線とは、線９０によって示されているように、滑り止め深さを延ばした線である。

幅が最も広い補強ベルト１５の端部から引いた鉛直線９２によって、サイド溝２４の横方向の範囲が設定される。どのような特殊なタイヤに対しても、サイド溝２４は、鉛直線９２のプラスマイナス１０ｍｍ以内の位置に、その端部すなわちドーム先端を持たなければならない。

サイド溝２４は、ベルト補強構造１５の少なくとも２ｍｍ上方に位置することが理想的である。サイド溝２４のどの部分も、トレッドのケーシング１２との境界面９４より下であってはならないということが重要であると考えられている。さらに、サイド溝２４，２４０は、ベルトの少なくとも２ｍｍ上方にあるタイヤ更生用のケーシング緩衝ライン（casing buff line）の上方に位置する。もしも可能であれば、サイド溝２４は、完全にトレッド材料の中にあるべきであって、トレッド２０の頂部と基部の境界線９３を越えて延びてはならない。

図示されているように、サイド溝２４はその中心線Ｃに関して対称な、好適な形状であるが、サイド溝２４は非対称であってもよい。サイド溝２４の幅（ｗ）は５．０ｍｍから７．０ｍｍの範囲内にある。好適な幅（ｗ）は６．０ｍｍである。幅に対する深さの比は、１．６から２．４でなければならない。好ましい比は２．０である。サイド溝２４のドーム２４Ａすなわち底部の、丸み付けられた下部は、できるだけ大きくなければならない。全半径を有するのが、製造するのに最も簡単な構成である。

図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、および７Ｄを参照すると、４つの典型的なサイド溝２４が示されている。図７Ａのサイド溝２４は、図１および６に示されているものと同じであって、それは、概ね平行な溝壁を備えている。図７Ｂにおいては、ドーム（すなわち基部）は、サイド溝２４がトレッドウォール２９へ延びるのに従って狭くなり、拡張された全半径の部分を有している。図７Ｃにおいては、サイド溝２４は、ドームの先端と交差する線に関して非対称であり、トレッドの表面とほぼ平行に延びる。図７Ｄに示されているのは、サイド溝２４の下部はより大きく、サイド溝２４の壁部は平行ではなく、その代わりに大きな正の抜き勾配角度をもっている。

さらに、図１０を参照すると衝撃吸収溝の横断面図が示されている。この実施形態においては、完全に対称なドームすなわち基部２４４の代わりに、さらに複雑な非対称の幾何学的な輪郭が示されている。サイド溝２４０の上面２４２は、トレッド半径が描く面にほぼ平行な面である。図示されているように、その面は、軸方向に引かれた直線に対して５°以上、好ましくは約７°の角度θだけ僅かに傾斜している。

サイド溝２４０の内側端部において、基部２４４は、２つの半径Ｒ_x，Ｒ_yによって設定される好ましい輪郭を有し、図示されているように、上方の半径Ｒ_xは、大きい下方の半径Ｒ_yよりも小さい。Ｒ_xはＲ_yの５０％よりも小さい。図示されている実施形態では、Ｒ_xは約１．５ｍｍであるがＲ_yは約５．０ｍｍである。図示されているように、Ｒ_xはＲ_yの３０％よりも小さい。

テストにおいて、単純な全半径の底部は、標準の膨張状態で極端に非常に高い荷重下のタイヤについてラウンドドラム試験機(round drum test machine)にて過度の試験条件に曝された後に、基部に関して概ね対称な、表面の加硫戻り、すなわち欠陥線を生じる。図１１Ａに示されているように、全半径の底部は、これらの非常に苛酷な試験条件下での約５０，０００マイル（８０，４９７．２ｋｍ）の走行後に表面の加硫戻りが起こる。

トレッド内のサイド溝２４０を用いることによって、この表面の加硫戻りは格段に減少する。大切なことは、図１１Ｂに示されているように、表面の加硫戻りのラインが、トレッドに向かって半径方向外側に移動することである。複合半径の基部２４０の場合には、欠陥の発生は減少し、ベルトからかなりの距離離れるように移動する。新しいトレッド合成体がさらに長い走行マイル数を達成できると仮定すると、図１０の構成は、現在生産されている操舵用タイヤの１００，０００マイル（１６０，９３４．４ｋｍ）の走行試験において達成可能な衝撃吸収特性より遙かに勝る衝撃吸収特性を維持する能力を示す。

図１０に示されているように、半径Ｒ_xからＲ_yへの移行は位置Ｚで起こるはずである。位置Ｚは、平均の溝幅を１００％とすると、少なくとも２５％、または、好ましくは少なくとも３３％だけ溝の中心線より上方に、図示されている例では４０％だけ中心線より上方にある距離Ｘの位置にある。溝の中心線は、溝表面２４２、２４１の間の等距離の線である。これは、位置Ｚでは図１１Ｂに示されているようになる表面の加硫戻りの湾曲線を、溝の中心線のかなり上方に発生させるのに有効である。

図示されているように、表面の軸方向外側の部分は、半径Ｒ_t、Ｒ_tが約２．０ｍｍであることが望ましいと考えられている。このことは、切断や裂け目を生じる原因となり得る鋭い縁部の発生を防止する。Ｒ_Sは、１．５ｍｍの曲率半径をもっている。上方の半径Ｒ_tと下方の半径Ｒ_Sはいずれも、図示されているように軸方向外方のトレッドウォール２９０につながっている。

図８から１０に示されているように、見本となる操舵用タイヤの各々は、本発明のモールドを用いて成形され得る。

図８に示されているように、モールド１００は複数のトレッド成形用セグメント１０４によって作られている。トレッド成形用セグメント１０４は、ブロックまたはリブ２５，２５Ａであってもよいトレッド部材を成形するためのキャビティ１１０を有している。トレッド２０の横方向縁部は、トレッドウォール２９の上部を形成する位置に示されている。

２つの環状のトレッドウォール／サイドウォール成形用プレート１０８が図９に示されている。プレート１０８はモールド分割線１２０でセグメント１０４に当接する。サイドウォール１６は成形表面１０６に沿って成形される。タイヤの商標、またはその他のタイヤのラベルを形成するために、マークやレタリング等がこれらのプレート１０８に刻まれる。環状リブ１０９が、表面１０６の半径方向外側の部分に向いて存在する。環状リブ１０９はタイヤのサイド溝２４，２４０を形成する。

セグメントに分割されたモールド１００は、他の実施形態として２部品からなるモールドに形成することができることが判る。均一性と優れた品質という利点を実現するためにはセグメントに分割されたモールドがより望ましい。

図１０に示されているように、モールド１００は、内部がグリーンタイヤすなわち、未加硫タイヤで充填されたときに、タイヤが加硫されるとトレッドおよびサイドウォールを形成する。トレッドウォール／サイドウォール成形用プレート１０８はトレッドの中へ充分に延びているので、サイド溝２４，２４０を非常に正確に位置決めすることができる。通常は、そのような構造はトレッド成形用セグメント１０４内にあって、予想されたように、トレッド成形用セグメント１０４内にて成形されるサイド溝２４，２４０のサイズは、トレッドのゴムがこれらの構造の上に張り出すために非常に限定されていた。本発明においては、サイド溝２４，２４０はトレッドウォール／サイドウォール成形用プレート１０８内で成形され、このことによって、はるかに大きなサイド溝２４，２０４を用いることができる。

小さいサイド溝２４が、トレッドのショルダーに沿って圧力の充分な減少が起こる前に、歪曲された壁部が完全に圧縮されて閉じることが、現在までに発見されている。したがって、トレッドの摩耗の速度は著しくは改善されない。前掲のような、より大きくより深いサイド溝２４，２４０を用いることによって、トレッドの摩耗のはるかに改善された結果が達成されている。ショルダーの摩耗の開始を、グッドイヤーＧ３５７、ブリヂストンＲ２２７、ミシュランＸＺＡ２などの従来市販されているタイヤと比較すると、従来のタイヤではショルダーの摩耗の開始までに１００，０００マイル（１６０，９３４．４ｋｍ）まで走行可能であったが、１１Ｒ２２．５サイズの本発明のタイヤは１５０，０００マイル（５４１，４０１．６ｋｍ）まで走行可能であるという顕著な性能が達成された。これらの結果は、多くの場合には操舵用タイヤにおいて僅か１０％程度の進歩を達成することが困難であることを考慮すると、非常に注目に値することである。本発明は操舵用タイヤの設計の状況を進歩させる。

本発明のタイヤ１０の横断面図である。 米国特許４，４８０，６７１号に開示されている従来のタイヤ２の一部を示す横断面図である。 グッドイヤーＧ２５９として販売されている従来のタイヤ１の静止状態の一般的なフットプリントを示す図である。 １００，０００マイル（１６０，９３４．４ｋｍ）使用後のショルダーのリブのカッピング摩耗を表す従来の一般的なタイヤのフットプリントを示す図である。 成形されたときのタイヤの圧力分布を表す、本発明のタイヤの典型的なフットプリントを示す図である。 本発明による好適なタイヤのタイヤショルダーの１つの拡大横断面図である。 本発明による好適なタイヤのショルダーの実施形態の横断面図である。 本発明による好適なタイヤのショルダーの他の実施形態の横断面図である。 本発明による好適なタイヤのショルダーのさらに他の実施形態の横断面図である。 本発明による好適なタイヤのショルダーのさらに他の実施形態の横断面図である。 本発明のタイヤを成形するためのモールドの、成形されるタイヤの周りで閉じられた半分を示す図である。 図８から抜き出された、トレッドウォール／サイドウォール成形用の２つの環状プレートのうちの１つを示す斜視図である。 複数の半径を有する輪郭を持つ衝撃吸収溝を示す、本発明のタイヤの拡大横断面図である。 単一の全半径を有する輪郭を持つ衝撃吸収溝の試験結果を示す、比較のための図である。 図１０に示す複数の半径を有する輪郭を持つ衝撃吸収溝の試験結果を示す、比較のための図である。

符号の説明

１，２ タイヤ
３ 凹部のない周方向リブ
４ リブ
５，６ ショルダーリブ
７ 溝
１０ タイヤ
１２ ケーシング
１３ ビード
１４，１６ サイドウォール
１５ ベルト補強構造
１８ ラジアルプライ
１８Ａ 折り返し部
１９ ライナー
２０ トレッド
２１ 横方向縁部
２２ 溝
２４ サイド溝
２５ トレッドリブ
２５Ａ ショルダーリブ
２６ 道路に接する面
２７ 縁部
２９ トレッドウォール
３０ トレッド面
５４，５６ 切り込み
６１ エイペックス
６２ チッパ
６３ エラストマーくさび
６４，６５ チェーファー
６６ ゴムストリップ
６７ フリッパ
７２ くさび
７５ ゴムストリップ
９２ 鉛直線
９３ 境界線
１００ モールド
１０４ トレッド成形用セグメント
１０６ 成形表面
１０８ トレッドウォール／サイドウォール成形用プレート
１０９ 環状リブ
１１０ キャビティ
１２０ モールド分割線
２４０ サイド溝
２４１，２４２ 溝表面
２４４ 基部
２９０ トレッドウォール
Ｃ 軸方向中心線
ＣＬ 周方向中心線
Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃ 接触圧力

Claims (1)

1. ケーシングと、前記ケーシングの半径方向外側に配置されているトレッドとを有し、該ケーシングは、半径方向内側の１対のビードに延びる少なくとも１つのラジアルプライと、該ラジアルプライの半径方向外側に配置されているベルト補強構造とを有する、商用トラックの操舵車軸用のラジアルプライ空気入りリキャップタイヤであって、
   １対のショルダートレッドリブを有し、前記各ショルダートレッドリブは軸方向外側のトレッドウォールを有し、軸方向外側の前記各トレッドウォールは横方向内側に延びていて周方向に連続するサイド溝を有し、該サイド溝は、溝深さ（ｄ）と最小溝幅（ｗ）を有し、該最小溝幅（ｗ）は５ｍｍ以上であり、溝幅に対する前記溝深さ（ｄ）の比は１．６から２．４であり、前記サイド溝は丸み付けられた輪郭Ｒをもつ溝底部を有し、輪郭Ｒの半径方向内側の部分は前記最小溝幅（ｗ）の少なくとも２分の１に等しい、トレッドと、
   １つのサイドウォールが前記各ショルダートレッドリブから半径方向内側の前記各ビードへ半径方向内側に延びている、１対のサイドウォールと
   を有する、ラジアルプライ空気入りリキャップタイヤ。

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