JP4573529B2 - 残留アライニングトルクの補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特にタイヤの円周方向中心面の両側に置かれ円周方向に伸びている１対のリブを形成している幾つかのトレッドブロックに形成されたサイプを有する空気入りタイヤに関する。より特別には、本発明は、タイヤのカーカス又は路面と接しているトレッドパターンを変えることなしに、残留アライニングトルク（ＲＡＴ）を変化させために、トレッドブロックに、一方のリブには前向きに傾けられた方向で、他方のリブには逆に後向きに傾けられた方向の角度でサイプを形成することに関する。

乗用車及び軽量級トラック用に使用されるような空気入りタイヤは、タイヤの周りを円周方向に伸びるトレッドパターンを持っている。トレッドは円周方向及び横方向に伸びている複数の溝により構成され、これらの溝は、トレッドを、連続又は不連続の複数のトレッドブロックにより形成され全体として円周方向に伸びているリブに分割する。トレッドブロックの多くは、一般にサイプと呼ばれる極めて狭いスロット又はスリットを有して形成される。これらサイプは、型の中に置かれたサイプブレードと呼ばれる薄い金属ストリップにより形成される。これらサイプは、トレッドブロックに種々の牽引特性及び剛性を提供し、車両についての或る乗心地特性及び操舵特性を提供する。

タイヤのリブは、これらがタイヤの円周方向中心面に関して対称的に間隔を空けられた場合でも、路面との接触部においてトレッド上のモーメントを作り、タイヤに捩り力を発生させることができる。このモーメントは、操舵ハンドルの解放時に車両を右又は左にドリフトさせる傾向を与える。接地面におけるこのモーメント又は力は残留アライニングトルク（ＲＡＴ）と呼ばれる。この捩りモーメントの影響及びその種々の要因に関する詳細な議論並びにこれを無くすための従来の試みは、その内容が参考文献としてここに組み入れられた特許文献１に詳細に説明される。特許文献１において説明されたタイヤの建設及び方法は、幾つかのリブの横方向の溝におけるドリフト角度を与え、この角度が、円周方向中心面の一方の側においては前向きに傾けられ、この面の反対側においては後向きに傾けられる。この傾けられた溝は、この説明によれば、車両の前進中にトレッドブロックの前向き及び後向きの傾斜を生じ、これがトレッドパターンによる固有の残留アライニングトルクを補償するトルクを誘導する。

特許文献１は、トレッドブロックにおけるサイピングが隣接ブロックの接地より前に有効転動半径の変化を許すに十分には広くないのが普通であること、及びサイプ間の摩擦がサイプを一緒に固定して達成されるべき効果を無くすことが多いことを述べる。リブの転動円周における傾斜サイプは、通常は無視できかつ予測できないと結論している。しかし、反対方向に傾けられたサイプを有するタイヤを形成する本発明の方法は、特許文献１のトレッドパターンにおいては可能であると信じられない、残留アライニングトルクに影響を与える満足な結果を達成することが見いだされた。
米国特許第５，９４４，０８２号 明細書

本発明は、複数のトレッドブロックにより形成され円周方向に伸びている複数のリブを有する空気入りタイヤの形成方法を提供し、これにおいては、トレッドブロックの幾つかは、タイヤの円周方向中心面の両側に置かれた少なくも１対のリブが、一方のリブにおいては前向きに、また他方にリブにおいては逆に後向きに傾けられた傾斜サイプを持つ。

本発明の別の特徴は、タイヤのトレッドパターンの両側のリブにおいて前及び後の方向に伸びている傾斜サイプを有するトレッドブロックを形成することにより、カーカス又は接地しているトレッドパターンを変えることなしに残留アライニングトルク（ＲＡＴ）を変化させる能力である。

本発明の更に別の特徴は、希望のアライニングトルクを達成しそしてＲＡＴに影響を与えるために、種々の高さとテーパーとを有するサイプを形成し、更にＲＡＴにおけるこの変化をもたらすために、サイプの幅と深さとを変え得ることである。

本発明の別の特徴は、傾斜サイプを有する空気入りタイヤの形成方法であって、タイヤの成型工程への実質的な変化及び費用の著しい増加を要求することなしに通常の型においてサイプブレードを利用することにより、タイヤの成型中にサイプが形成される方法を提供することである。

本発明の方法の別の態様は、タイヤの特定のトレッドパターンに応じてＲＡＴにおける種々の変化を達成するために、タイヤの回転方向中心面に関して全体的に横方向に伸びるようにサイプを形成し、或いは、ジグザグにような種々の形状を有するサイプを提供する。

本発明の更に別の特徴は、トレッドブロックの横方向の幅に関して全体又は部分的な幅を有し、更にトレッドブロック内に部分的に伸び又はトレッドブロックの基部まで完全に伸びるようにサイプの深さを変えている傾斜サイプを提供することである。

本発明の以上の利点、構造、作動及び方法段階は、以下の説明及び付属図面から明らかとなるであろう。

図１は、一般に１で示された空気入りタイヤのトレッドパターンの一部分の平面図であり、これは、１対のショルダーリブ２、１対の中間リブ３と４、及び中央リブ５を備える。各リブ２は、全体としてＶ字形の溝７により分離された複数のトレッドブロック６により形成される。希望するならば、溝７を連続して湾曲させることができ、或いは図示のようなＶ字形の折返しに加えて多数の折返しを持つことができる。各中間リブ３及び４は、横方向に伸びている溝１０により分離された複数のトレッドブロック９により形成される。中央リブ５は、横方向の溝１３により分離されて円周方向で間隔を空けられた複数のトレッドブロック１２により形成される。円周方向に伸びている溝１１及び１４は、それぞれリブ５からリブ３を、及びリブ５からリブ４を分離する。図１に示されたトレッドブロックの特定の形状は、本発明の概念並びに中間の溝の種々の方向及び形状に影響を及ぼすことなく変更することができる。同様に、種々のリブは、図１に示されたような不連続構成のリブとは逆に連続リブを形成するように一体に連結されたトレッドブロックを持つことができる。リブ２、３及び４は、一般に、トレッドパターンの円周方向中心面１５について対称的に間隔を空けられる。

本発明により、サイプ１７及び１８は、トレッドブロック９に形成され、そして図５において２０で示される平面に関して角度Ａ（図５）で伸びる。この平面２０は、一般にトレッドブロックに直角でかつタイヤの回転軸線を通って全体として半径方向に伸びる。リブ３のトレッドブロック９内のサイプ１７は同じ角度であるが、これらはリブ４のサイプ１８の角度と等しい角度でかつ図４に示されるように平面２０に関して反対方向に傾けられる。サイプ１７及び１８は、それぞれ同じ幅Ｗ及び同じ深さＤを持つであろう。

好ましい実施例においては、サイプ１７及び１８は、０．３８１から１．５２４ｍｍ（０．０１５から０．０６インチ）の間の幅、好ましくは約０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）の幅で形成されるであろう。深さＤは、トレッドブロックの高さＨの２０％から１００％の範囲内であろう。角度Ａは、２゜から１５゜の範囲内、好ましくは約７゜の角度であろう。サイプは、両側のリブ３及び４が反対向きであるが同じ傾斜角度を有しかつ互いに逆ではあるが実質的に同じ深さと同じ幅とを有する限り、本発明の概念に影響を与えることなく溝の底面２２まで完全に伸び、又は部分的にのみ伸びることができる。図１のトレッドブロックの各には３個のサイプが示されるが、各トレッドブロックに実質的に同数のサイプが形成される限り、この数は変更することができる。サイプは、図１に示されたように円周方向中心面１５に直角に伸びる必要はなく、図６の変更されたトレッドパターン２４において示されるようにこれと或る角度で伸びることができる。図６は、円周方向中心面１５に関して或る角度で伸びてトレッドブロック９に形成されたサイプ２５及び２６を示す。この場合も、各トレッドブロック９には、同数であるが図３及び４に示されるように反対方向に傾けらたサイプが形成されるであろう。

図７は別の変更されたトレッドパターン２７を示し、これにおいては、サイプ２８及び２９はジグザグの形状を有しかつ上述のように反対側のリブに関して逆向きにサイプが傾けられるであろう点を除いて互いに対称的である。

図６のトレッドパターンは、ショルダーリブ２における傾斜サイプ３３及び３４の形態も示し、この場合も、サイプは、平面１５に関して両側のそれぞれのリブにおいて、互いに等しくかつ逆の角度及び深さのものである。

図８及び９に線図的に示された傾斜サイプが残留アライニングトルクに影響を与えることを確かめるために試験が行われた。

図８は、傾斜サイプを提供することにより、及びトレッドブロックにおけるサイプの深さと角度との両方を変えることによりＲＡＴにおける変化を達成し得ることを確かめた実際の試験タイヤの接地面の線図である。以下、傾斜サイプがＲＡＴに何かの影響を与えたか否かを数学的に判定するために、有限要素解析法（ＦＥＡ）により展開された表１について説明する。

図８の試験タイヤにおいて、ショルダーリブ４３に、各トレッドブロック４２に２個ずつ形成されたサイプ４０が設けられた。横方向の溝４４と円周方向の溝４５とにより、ブロック４２が形成された。ＲＡＴの変化に影響を与え得ると考えられた種のパラメーターが図９に示される。これらパラメーターには、Ｐｄ（半径方向のサイプの深さ）、Ｐｇ（サイプのゲージ又は幅）、Ｐｂ（サイプの基部から先端までの距離）、Ｐｅ（サイプ開口から先端までの距離）Ｐｘ（サイプの傾斜角度）、及びＰｗ（サイプ横方向幅）が含まれる。

次いで表２に説明されかつ図９に示されたパラメーターの組を有する２種のタイヤについて実際の試験が行われた。

ＦＥＡ計算は、サイプ傾斜角に投影された感度が約０．３７Ｎ−ｍ／゜傾斜角であることを示した。表２の試験結果から得られたＲＡＴの実際測定された変化はＲＡＴにおける変化０．２８Ｎ−ｍ／゜傾斜角を示した。モデルの結果と試験タイヤにおける実際の結果との間の差の主な原因は、トレッドコンパウンドの材料特性及びタイヤにおける負荷の補正にあると信じられる。最も重要なことは、この試験結果により、トレッドブロックに傾斜サイプを設けることによりＲＡＴにおける明確な差のあること、及びサイプ角度の変化によりＲＡＴにおける種々の変化が達成できること、更にＲＡＴにおける望ましい変化量が表１に説明されたようにＦＥＡにより或る程度の確実性で決定できることが示されたことである。

従って、タイヤ製造業者は、型に傾斜したサイプブレードを設けることによりタイヤのＲＡＴを容易に変えることができ、かつ最初にＦＥＡにより計画変化量を求め、次いでこれを次の試験のための実際のタイヤに組み入れることができる。このようにして、ＲＡＴにおける変化が予め計算できるため、ＦＥＡにより、ＲＴＡにおけるの希望の変化に達するための、より多くの出費及び時間のかかる標本の作成及びタイヤの実際の試験を避けることができる。

本発明の実施例が説明されたが、本発明はこれには限定されない。本発明の請求項は特許請求の範囲の通りである。

本発明の方法により形成された傾斜サイプを含んだタイヤトレッドの線図的な平面図である。 形成された傾斜サイプを有する２個の中間リブにおける隣接したトレッドブロックの部分の拡大された線図的な斜視図である。 図１の線３−３において得られた拡大された部分的断面図である。 図１の線４−４において得られた拡大された部分的断面図である。 図４のトレッドブロックの一つにおける傾斜サイプの更に拡大された図である。 変更されたサイプ構成を形成している本発明の方法を示す図１と同様な線図的平面図である。 変更されたサイプ構成を有する別のトレッドパターンを示している図１及び６と同様な図面である。 傾斜サイプにより達成されたＲＡＴの変化を提供している試験タイヤトレッドの線図的な平面図である。 図８の試験トレッドブロックの２個の拡大斜視図である。

Claims (18)

1. 円周方向に伸び、少なくとも１対の第１及び第２のリブ（２、２；３、４；４３、４３）から形成されたトレッドパターン（１、２４、２７）であって、各対のリブはタイヤの円周方向中心面（１５）の両側の各々に１つのリブを有し、且つ各リブが横方向に伸びる溝（７、１０、４４）により分離された２つ以上のトレッドブロック（６、９、４２）により形成され、該トレッドブロックが、タイヤの円周に対して略垂直な、円周方向に対して前後の壁を有しているトレッドパターン（１、２４、２７）と、そして
   該トレッドブロックに形成され、トレッドブロックの最も外側の面を通過し、夫々隣接していてタイヤの回転軸線を通る半径方向の平面（２０）に関して傾斜したサイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）であって、傾斜が、半径方向平面に関して２°から１５°の間の略一定の傾斜サイプ角度で全サイプ横幅と半径方向深さにおいて伸びているサイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）と、を具備し、
   円周方向中心面（１５）の第１の側のトレッドブロック（６、９、４２）内の全サイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）が第１の傾斜サイプ角度で伸びていて、各トレッドブロック内の少なくとも１つのサイプがトレッドブロックの一方の側からトレッドブロックの中央を横切ってトレッドブロックの他方の側にトレッドブロックを通って伸びており、
   円周方向中心面（１５）の第２の側のトレッドブロック（６、９、４２）内の全サイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）が、サイプ横幅と半径方向深さのために第１の傾斜サイプ角度と略等しくて且つ反対方向に第２の傾斜サイプ角度で伸びており、各トレッドブロック内の少なくとも１つのサイプが、トレッドブロックの一方の側からトレッドブロックの中央を横切ってトレッドブロックの他方の側にトレッドブロックを通って伸びていることを特徴とする、所要の残留アラインニングトルクを有する空気入りタイヤ。
2. 第１及び第２のリブのサイプの角度が７゜であることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
3. サイプが、トレッドブロックの高さの２０％から１００％の間の深さを有することを特徴とする請求項１によるタイヤ。
4. サイプがタイヤの円周方向中心面に実質的に直角であることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
5. サイプがタイヤの円周方向中心面に関して或る角度で形成されることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
6. サイプの各が０．０３８ｍｍから１．５２ｍｍの間の幅を有することを特徴とする請求項１によるタイヤ。
7. サイプが約０．７６ｍｍの幅を有することを特徴とする請求項６によるタイヤ。
8. サイプがジグザグパターンを有することを特徴とする請求項１によるタイヤ。
9. サイプがタイヤの両側のショルダーリブに形成されることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
10. サイプがタイヤの両側の中間リブに形成されることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
11. サイプがトレッドブロックの横方向の幅を部分的に横切って伸びることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
12. 横方向に伸びている幾つかの溝が全体としてＶ字形の形状を有することを特徴とする請求項１によるタイヤ。
13. 複数のサイプが一対のショルダーリブに形成されることを特徴とする請求項１によるタイヤ。
14. 少なくとも１対の第１及び第２の円周方向に伸びるリブ（２、２；３、４；４３、４３）を有する空気入りタイヤの円周方向に伸びるトレッドパターン（１、２４、２７）を提供する段階を具備しており、各対のリブが空気入りタイヤの回転方向の円周方向中心面（１５）の両側の各々に１つのリブを有していて、各リブが、横方向に伸びる溝（７、１０、４４）により分離された複数のトレッドブロック（６、９、４２）を有し、該トレッドブロックがサイプを有すると共に、該トレッドブロックが、円周に対して略垂直な、円周に対して前後の壁を有しており、
    所要される残留アライニングトルクが達成されるまでタイヤの残留アライニングトルクを変えるように、トレッドブロック（６、９、４２）の最外側面を通りサイプに隣接してタイヤの回転軸線を通る半径方向平面に関してサイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）の１つの傾斜角度を変える段階を具備しており、傾斜サイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）がトレッドブロック（６、９、４２）の各々に形成され、各傾斜サイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）が、半径方向平面に関して２°から１５°の間の略一定の傾斜サイプ角度で全サイプ横幅（Ｗ）と半径方向深さ（Ｄ）において伸びており、
    円周方向中心面の第１の側のトレッドブロック（６、９、４２）内の全サイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）が、第１の傾斜サイプ角度で伸びており、円周方向中心面（１５）の第１の側の各トレッドブロック（６、９、４２）内の少なくとも１つのサイプが、トレッドブロック（６、９、４２）の一方の側からトレッドブロック（６、９、４２）の中央を横切ってトレッドブロック（６、９、４２）の他方の側にトレッドブロックを通って伸びており、
    円周方向中心面の第２の側のトレッドブロック（６、９、４２）内の全サイプ（１７、１８、２８、２９、３３、３４、４０）が、第１の傾斜サイプ角度と略等しくて且つ反対方向に第２の傾斜サイプ角度で伸びており、円周方向中心面の第２の側の各トレッドブロック（６、９、４２）内の少なくとも１つのサイプが、トレッドブロック（６、９、４２）の一方の側からトレッドブロック（６、９、４２）の中央を横切ってトレッドブロック（６、９、４２）の他方の側にトレッドブロックを通って伸びており、
    所要の残留アラインニングトルクを達成するためトレッドパターン（１、２４、２７）に対向した方向に傾斜したサイプスをもつトレッドブロックを有する第１及び第２の円周方向に延びるリブの対を空気入りタイヤが有するように空気入りタイヤを形成する段階を具備する、
    ことを特徴とする空気入りタイヤを製造する方法。
15. 一対のショルダーリブにサイプを形成する段階を具備することを特徴とする請求項１４による方法。
16. タイヤの中央円周方向の両側の一対の中間リブにサイプを形成する段階を具備することを特徴とする請求項１４による方法。
17. 第１及び第２のリブのトレッドブロック間で実質的に横方向に伸びている溝を設ける段階を具備する請求項１４による方法。
18. 横方向に伸びている溝に、全体としてＶ字形の形態を与える段階を具備する請求項１７による方法。

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