JP4500491B2 - 転がり騒音を低減させるタイヤトレッド - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、重荷重を支持する車両に装着することを意図したタイヤのトレッドパターンに関する。
【０００２】
（背景技術）
満足できる使用性能が得られるように、トレッドを形成するゴム材料の成形および加硫により作られるトレッドパターンをトレッドに設けることは知られている。一般に、このトレッドパターンは、トレッドに適当なグリップ性能を付与するための溝により互いに分離された複数のモチーフを有している。
本質的に長手方向（すなわちトレッドがひとたびタイヤ上に置かれたときは周方向）の溝と、本質的にトレッドの横方向（すなわちタイヤ上に置かれたときは軸線方向）の溝とは特別に区別されている。
【０００３】
路面とタイヤとの接触ゾーンに向かって横方向溝により互いに分離されている複数のレリーフモチーフを備えたトレッドが設けられたタイヤでは、前記横方向溝が開くことを含む大きい撓みがタイヤのクラウンに生じる。ホイールの回転毎に生じるこれらの周期的開口運動により、レリーフモチーフと路面との間に相対滑りが生じ、このためレリーフモチーフの縁部に顕著な異常摩耗が生じる。
【０００４】
タイヤのグリップ力のためおよび路面上の流体を排出するために必要な横方向溝の存在を維持すると同時にこれらの開口運動を制限することができるようにするため、トレッドの成形および加硫時に、成形により複数のゴム連結要素作り、溝を形成する主壁間の連結を確保するすることは知られている。重車両用タイヤのトレッドのトレッドパターンの場合に満足できる機械的効果を得るために、前記溝の方向に対して実質的に横方向に延びる少なくとも２つの連結要素（すなわち「ゴムブリッジ」）を深さＰの溝内に設けることが知られている。これらの連結要素は、深さＨから溝の底部まで延びており、各連結要素は、レリーフモチーフの機械的強度を確保できると同時にトレッドの摩耗レベルの如何にかかわらず隆起部の充分な長さを維持できるようにする適当な幅を有している。
【０００５】
トレッドの一部が摩耗した後（かつこのトレッドの使用限度に一致する摩耗レベルに到達する前）では、これらの連結要素が路面と接触するようになりかつこの瞬間からトレッドと同時に摩耗するようになる。ゴム連結要素が路面と接触するようになる瞬間から、例えば滑らかな路面上を走行するときに、タイヤにより発生される騒音の特に目立つ増大が見られる。
【０００６】
（発明の開示）
本発明の要旨は、レリーフモチーフを画定する本質的に横方向の複数の溝を備えたトレッドパターンが設けられたトレッドであって、上記欠点がなく、トレッドパターンモチーフと路面との間の相対滑りを低減させるため、タイヤと路面との間の接触踏面（contact imprint）に入るときおよび出るときの開き運動および閉じ運動を大幅に低減させることができるトレッドを提案することにある。
より詳しくは、本発明によるトレッドは、該トレッドの一部の摩耗後に連結要素が路面と接触するようになっても騒音レベルの増大を呈することがない。
【０００７】
このため、本発明によるトレッドは、トレッドの横方向および長手方向に配向された深さＰの溝により画定された複数のレリーフモチーフにより形成されたトレッドパターンを有している。各モチーフは、このトレッドが設けられたタイヤの走行中に路面と接触することを意図した接触面および側面を備えている。複数のモチーフは、トレッドの成形中に成形される少なくとも２つのゴム連結要素により側面上に２つずつ連結され、これらの連結要素は新しいときのトレッドの走行面より下方の深さＨから、深さＰの溝の底部に向かって延びている。
【０００８】
２つのレリーフモチーフ間の連結要素は、該モチーフの壁と２つずつ協働して、画定された空間を形成する一種のリザーバを画定する。トレッドの摩耗レベルが、これらの連結要素が路面に接触するようになるレベル（すなわち摩耗が少なくとも深さＨに等しくなるレベル）に到達すると、この画定された空間は、路面と接触して画定された空間と同量の空気を捕捉しかつ圧縮する。本発明によるトレッドパターンは、このようにして形成された各画定された空間について、該画定された空間を画定する少なくとも１つのゴム要素は、ゴム要素を貫通する少なくとも１つのオリフィスを有し、前記画定された空間を隣接溝に連通させる。このオリフィスは、トレッドの成形時に成形するのが好ましい。
【０００９】
「画定された空間を形成するゴム要素」とは、トレッドパターンモチーフの連結要素の１つを意味するか、前記連結要素により一体に連結されたトレッドパターンモチーフの１つを意味するものと理解すべきである。
【００１０】
かくして、トレッドの同じ長手方向列上に配置されたレリーフモチーフ間の有効な機械的連結を行なうことができると同時に、このトレッドが例えばタイヤ上に取付けられたときおよび連結要素を路面に接触させる摩耗レベルに達したときの騒音レベルの大幅な増加を防止できる。かくして、横方向溝によりカットされたトレッドパターンの長所と、連続リブを備えたトレッドパターンの長所とが結合される。
【００１１】
オリフィス（単一または複数）の断面形状は、路面との接触によるゴムの圧縮によっても、オリフィスが存在し続ける形状となるように決められることが好ましい。ゴムが圧縮されるとオリフィスを閉じる傾向があり、このため所望の効果が低下されるか全く得られなくなってしまう。この見地から、少なくとも１つのオリフィスは、トレッドの走行面に対して垂直または事実上垂直な細長い形状の断面を有するのが有利である。所与の方向に「細長い」とは、最大長さが実質的に前記方向に配向される幾何学的形状を意味するものと理解すべきである。この形状の例として、楕円形、長方形または菱形がある。
少なくとも１つのオリフィスは、溝の深さＰと前記深さＨとの差の少なくとも１／２に等しい深さまで延びていることが好ましい。
【００１２】
これらの連結要素にオリフィスが設けられたときに、連結要素によりトレッドパターンのモチーフの機械的連結の剛性効果が過度に低下することを防止する目的から、各オリフィスの断面をこれらが閉じてしまうことがない程度に、できる限り小さくすることが好ましい。このため、各オリフィスを、連結要素により連結されたレリーフモチーフの対向面の１つにできる限り近付けて配置して、レリーフモチーフ自体による強化の利益を得るのが好ましい。
【００１３】
１つの有利な変更形態は、少なくとも２つの連結要素により他方のトレッドパターンモチーフに連結された各トレッドパターンモチーフに、例えばチャネルの形状を有しかつ前記モチーフを貫通する少なくとも１つのオリフィスであって、キャビティを画定する前記モチーフの側面および同じモチーフの他の側面の両方に開口するオリフィスを設けることからなる。このようなトレッドパターンの成形を行うため、各モチーフ内に、特に水分の作用を受けて１キロメートル走行後は消失する特性をもつ材料が充填されたチャネルを成形することができる。他の可能性は、レリーフモチーフに、該モチーフの接触面（すなわち、走行中に路面と接触することを意図した面）に開口する切込みを成形することであり、この切込みは、走行面から充分下方の位置に、空気を循環させるチャネルを形成する拡幅部分を有している。
もちろん、レリーフモチーフのオリフィスと、該モチーフの連結要素のオリフィスとを組合せることは完全に可能である。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の他の特徴および長所は、本発明の実施形態を非制限的態様で示す添付図面を参照して述べる以下の説明から明らかになるであろう。
図１は、重車両タイヤ用トレッドのトレッドパターンの２つのゴムブロック１、２を示す部分図である。これらのブロック１、２は新しいときにはそれぞれ表面１０、２０を有し、これらの表面１０、２０は、トレッドが設けられたタイヤの走行時に路面と接触することを意図している。これらの２つのブロック１、２は、横方向溝３によりトレッドの長手方向に分離されており、横方向溝３は、深さＰおよび幅Ｌを有しかつ前記両ブロックのそれぞれ主面１１、２１を形成している。
【００１５】
これらのゴムブロックを備えたトレッドパターンの長手方向剛性を増大させるため、トレッドの成形時に２つのゴムブリッジ４、５が成形され、各ブリッジは対向面１１、２１を連結する。これらの全てのブリッジは、溝３の底部３０から出発して、溝３０の深さＰの方向に、走行面下の同じ高さＨまで延びている。これらの２つのブリッジ４、５は、壁１１、２１および溝３０の底部３０と協働してキャビティ６を形成している。
【００１６】
図２に示すように、トレッドが少なくとも深さＨに等しい深さまで摩耗して、ブリッジ４、５が路面に接触するようになったときに、走行中に騒音が生じることを防止するため、各連結ブリッジ４、５にはそれぞれ３つのオリフィス４１、５１が設けられており、画定された空間６を溝３の残部に連通できるようになっている。この図２に示すように、トレッドが摩耗すると各ブロック１、２にそれぞれ新しい接触面１００、２００が形成される。これらの接触面１００、２００は、ブリッジ４、５の上面４０、５０と同じレベルにある。各オリフィス４１、５１は、各ブリッジの寸法（高さおよび長さ）に比べて小さい寸法の断面を有しかつ実質的に円形の形状を有している。
【００１７】
実際には、これらのオリフィスは、例えば国際特許出願ＷＯ ９８／５４００９に開示されているように、トレッドの成形時に例えば、金型内で、トレッドに対して実質的に横方向すなわち実質的に横方向溝３の方向に成形要素を配置することにより製造される。
【００１８】
３１５／８０ Ｒ ２２．５の寸法をもつタイヤについて測定を行なった。コントロールタイヤはオリフィスをもたない２つの連結要素により連結されたレリーフモチーフを有し、一方、本発明によるタイヤは、２つの連結要素（各連結要素には実質的に７ｍｍ²に等しい断面をもつオリフィスが設けられている）により連結されたレリーフモチーフを有している。タイヤの近くで行なわれた騒音測定値、すなわち、滑らかなコンクリートトラック上で、同じ車両による安定した速度での走行試験において、接触踏面への入口および該接触踏面からの出口の近くに置かれたマイクロフォンを用いて行なわれた騒音測定値は、ひとたび連結要素が路面と接触すると、本発明のタイヤの場合には平均で５ｄＢＡだけ小さくなることが証明された。１４０〜２５０ｍ・ｄａＮのトルクを受けた場合の走行試験でも同様な騒音低下が得られた。本発明によるタイヤは、連結要素により形成されたキャビティ内の空気ポンピング効果を大幅に低下させ、滑らかで目の細かい路面で特に目立つあらゆる吸引効果を防止する。すなわち、キャビティ内に捕捉された空気を逃散させるためのいかなる方法も不要である。
【００１９】
図３に示す変更形態には、以下に説明する長所を備えたオリフィス形状の２つの形態が示されている。トレッドが充分に摩耗したときに、ゴムブリッジと路面との間に存在する接触圧力を受けてオリフィスが閉じることを防止するには、実質的にブリッジの高さ方向（すなわち、溝の深さ方向）に細長い断面形状をもつオリフィスを作ることが好ましい。「実質的に高さ方向に細長い」とは、断面形状の最大寸法が、前記高さ方向に配向されているか、または該高さ方向に対して小さい角度（４５°より小さい角度）を形成している形状を意味するものと理解すべきである。
【００２０】
長手方向で見て２つのブロック１'、２'は、該ブロックを形成する溝３'の底部３０'から延びている２つのゴムブリッジ（１つのブリッジ７のみが示されている）により連結されている。このブリッジ７は２つのオリフィス７１、７２を有している。各オリフィスは細長い形状、すなわち一方のオリフィスは楕円形、他方のオリフィスは三角形の形状を有し、長さＡの長辺は実質的に深さ方向に配向されている。
また、オリフィスが閉じる危険性を更に低下させるには、図３に示すように、これらのオリフィスをブロック１、２の対向壁にできる限り近接させて、両ブロック１、２の厚さ方向の圧縮強度によって、これらのオリフィスが閉じることを妨げるようにする。
【００２１】
図３に示す変更形態では、ゴムブリッジは、トレッドが新しいときは溝３の深さＰに等しい高さＨを有し、従って新しいときはトレッドおよびゴムブリッジの両者が路面と接触する。
もちろん、路面との接触時点でキャビティが完全に閉じてしまうことは、図示の一方のオリフィスで防止できる。
【００２２】
図４に示す他の変更形態では、２つのゴムブロック１"、２"が３つのゴムブリッジ８（この図面には１つのゴムブリッジのみが示されている）により連結されている。ブリッジ８は、２つのキャビティを溝の残部に連通させるため、溝の底部３０"から出発して高さＨに亘って延びている。また、各ブリッジ８は溝の底部３０"に連結されておらず、下面８１を有している。該下面８１の形状は波形であり、凸部８２および凹部８３を形成している。ブリッジ８が路面に接触するや否や、路面から受ける接触圧力により、ブリッジ８の下面８１が溝３"の底部３０"に当接するようになり、凸部８２が底部３０"に接触する一方で、凹部８３は、ブリッジ８およびブリッジ１"、２"により形成されたキャビティ内に閉じ込められた空気を排出させるオリフィス８４を形成する。
【００２３】
図５を参照して最後の変更形態を以下に説明する。この図５に示す２つのゴムブロック１'''、２'''の各々は、走行中に路面と接触することを意図した接触面１０'''、２０'''および４つの側面を有し、これらの側面のうちの２つの側面１１'''、２１'''は、オリフィスが設けられていない２つの連結要素４'''、５'''により機械的に連結されている。ブロック１'''、２'''が部分的に摩耗した後、連結要素４'''、５'''が路面と接触するようになったとき、対向ブロックの側面および連結要素４'''、５'''により形成された画定された空間６'''内に空気が捕捉されないようにするため、これらのブロックには画定された空間６'''内に開口しているチャネル９１、９２が設けられている。三角形断面をもつ各チャネル９１、９２はブロックの側面にも開口しておりかつ小さい幅（すなわち、少なくとも３ｍｍの幅）の切込み１２１、１２２によりブロックの接触面１０'''、２０'''の方向に延長されている。このチャネルは、連結要素４'''、５'''が路面と接触するようになったときに、画定された空間内に捕捉された空気を逃散させるのに有効な深さでブロックの厚さ内に配置されることはもちろんである。図示の例では各チャネルが対向側面に開口しているが、チャネルは、共通隆起部をもつ面に開口させることもできる。この形式のトレッドパターンは、このトレッドの成形時に、チャネル成形のための拡幅部分が端部に設けられた層形式の成形要素を用いて作ることができる。
【００２４】
他の変更形態として、２つのブロックのうちの１つのブロックのみにチャネルを設けたものがある。更に別の変更形態として、非直線状の形状をもつチャネルを設け、該チャネルを、１つ以上の方向にジグザグまたは波状になった切込みによりブロックの１つの面の方向に延びるように形成したものがある。これにより、ブロックに切込みが存在するトレッドパターンの剛性低下を制限できる。
空気の排出有効性を更に高めるため、レリーフモチーフにチャネルを設けることと、連結要素にオリフィスを設けることの両者を組合せることもできる。
【００２５】
実施形態の例示を用いて説明した本発明は、これらの例に限定されないことはもちろんであり、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って２つのゴム連結要素により連結された２つのブロックを示す図面である。
【図２】 ゴム連結要素が路面に充分に接触するまで摩耗した後の図１と同じブロックを示す図面である。
【図３】 ゴムブリッジにオリフィスが設けられた変更形態を示す図面である。
【図４】 本発明に従って２つのブロック間にゴムブリッジが設けられた変更形態を示す図面である。
【図５】 連結要素により連結されたトレッドパターンモチーフに空気排出チャネルが設けられた変更形態を示す図面である。

Claims (8)

1. トレッドの横方向および長手方向に配向された深さＰの溝（３）により画定された複数のレリーフモチーフ（１、２）により形成されたトレッドパターンを有し、これらの各モチーフ（１、２）は接触面（１０、２０）および側面（１１、２１）を備え、これらの複数のレリーフモチーフはトレッドの成形中に成形される少なくとも２つのゴム連結要素（４、５）により２つずつ連結され、これらの連結要素は新しいときのトレッドの走行面より下方の深さＨから溝の底部に向かって延びかつレリーフモチーフの対向壁（１１、２１）と協働して画定された空間（６）を形成し、該画定された空間（６）は、トレッドの摩耗が前記深さＨに等しい摩耗レベルに到達すると路面と接触して閉鎖され、前記画定された空間を形成する少なくとも１つのゴム要素（レリーフモチーフまたは連結要素）は該ゴム要素を貫通し、前記画定された空間を溝に連通させる少なくとも１つのオリフィス（４１、５１、７１、７２、８４）を備える構成のタイヤトレッドにおいて、各オリフィス（４１、５１、７１、７２、８４）は、ゼロでない横方向断面を有し、該横方向断面、および該断面の形状は、オリフィスが閉じることを防止するため、路面との接触によるゴムの圧縮によっても、オリフィスが存在し続ける形状となるように決められることを特徴とするタイヤトレッド。
2. 少なくとも１つのオリフィス（７１、７２）が、トレッドの走行面に対して垂直または事実上垂直な細長い形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド。
3. 前記オリフィス（７１、７２）は２つのレリーフモチーフ間の少なくとも１つの連結要素に設けられ、かつ前記モチーフの対向面のうちの少なくとも一方の対向面にできる限り近接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤトレッド。
4. 少なくとも１つのオリフィスは、溝の深さＰと前記深さＨとの差の少なくとも１／２に等しい深さまで延びていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド。
5. 溝の底部と該溝内の連結要素との間には少なくとも１つのオリフィス（８４）が形成され、前記連結要素の下面（８１）の形状は、路面との接触時に前記オリフィス（８４）が完全閉鎖されることを防止する凸部（８２）を有していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド。
6. 少なくとも１つのレリーフモチーフ（１'''、２'''）には該モチーフの２つの側面（１１'''、１２'''）に開口しているチャネル（９１、９２）が設けられ、該チャネル（９１、９２）は、連結要素（４'''、５'''）により形成された画定された空間（６'''）が溝に連通して、画定された空間内に捕捉された空気が圧縮されることを防止できる深さで走行面より下方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド。
7. 各チャネルは、切込みにより、レリーフモチーフの接触面に向かって延長されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤトレッド。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のトレッドが設けられたことを特徴とする重車両に使用することを意図したタイヤ。

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