JP4979864B2 - High performance tire for automobile - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、自動車用の高性能タイヤに関する。
【0002】
本明細書および請求の範囲では、「連続トラック」という用語は、一方の側部にのみ連続的に境界を画定されるタイヤのトレッドバンドの一部を表し、「サイプ(sipe)」という用語は、1mm以下の幅を有するノッチを表す。
【0006】
一実施態様では、前記周方向溝の前記連続側壁は、前記センターライン軸線に対して約14°〜24°の範囲の傾斜、および約2mm〜5mmの範囲の溝底半径Rを有し、前記対向側壁は、前記センターライン軸線に対して約3°〜10°の範囲の傾斜、および約4mm〜7mmの範囲の溝底半径R1を有する。
GB第1 212 795号には、中央周方向溝が形成されたトレッドであって、中央溝の各側に1つづつ、2つの周方向側部溝が、中央溝とトレッド縁部との間に実質的に等間隔に配置され、横方向溝が、中央溝の対向側部から側部溝の1つに向かって延在するが、この側部溝までは延在しないトレッドを有するラジアルタイヤが記載されている。
前記トレッドでは、周方向側部溝は、両側が周方向リブに接している。
この明細書により開示される発明は、トレッドの剛性を減少させることを目的とする。
US第4 446 901号には、内部にコードが埋め込まれた少なくとも1層のゴム引きプライ層から成る、実質的にラジアル構造のカーカスと、トレッドの下を確実に補強するために前記カーカス周囲に重畳されて、各々の内部に金属コードが埋め込まれた少なくとも2層のゴム引きプライ層から成るベルトとから成り、前記金属コードが、タイヤの周方向に対して比較的小さい角度で互いに交差し、前記トレッドには、タイヤの幅方向に沿って、前記トレッドの周方向に延在する少なくとも3個の実質的に千鳥状( zigzag )に配置された主溝により画定される複数の連続または不連続千鳥状周方向リブが形成され、前記主溝が、前記トレッドの実質的に中央領域に位置する1つまたは1組の中央周方向溝と、前記トレッドの一番外側の各リブを画定する1組の外側周方向溝とを備える、耐久性の高い空気圧ラジアルタイヤが開示されている。このタイヤの場合、中央周方向溝は、前記トレッドの外面から描かれて、前記溝壁部に垂直な断面で前記溝の縁部を通る法線に対して、前記溝の溝壁部の傾斜角度が、溝底部から溝深さの少なくとも50%まで延在する領域で比較的大きくなるように、前記溝のセンターラインに対して対称な断面形を有し、外側周方向溝は、タイヤの回転軸方向における前記溝の外側溝壁部の傾斜角度が比較的大きくなり、外面から溝深さの少なく とも10%まで延在する領域における前記溝の内側溝壁部の傾斜角度が、前記外側溝壁部の傾斜角度より小さくなるように、前記溝のセンターラインに対して非対称な断面形を有する。
US第4 773 459号には、互いに平行にタイヤの周方向に実質的に延在する複数の主溝と、やはり互いに平行であり、ある傾斜角度で主周方向溝と交差する複数の横方向溝とを備え、前記横方向溝が、2個の主溝間で前記横方向溝の長手方向に沿って、底部が上方に傾斜して隆起するように形成され、前記横方向溝の深さが、各横方向溝の実質的に中間部分で最も浅く、前記主周方向溝の底部において最も深くなるように、前記横方向溝の底部が、断面が実質的に正三角形状に隆起しているトレッドパターンを有するローセクションタイヤが開示されている。
前記文書の何れも、特にショルダーの横方向溝でタイヤに生じる「鋸歯」摩耗の問題を認識していない。
この問題は、請求項1による高性能タイヤにより解決した。
【0007】
有利には、前記周方向溝の前記連続側壁は、前記センターライン軸線に対して約19°の傾斜、および約3.5mmの溝底半径Rを有し、前記対向側壁は、センターライン軸線に対して約5°の傾斜、および約5mmの溝底半径R1を有する。
【0008】
好ましくは、少なくとも一つの前記ショルダーブロックは、赤道面に対してほぼ垂直のサイプを有する。
【0009】
有利には、前記中央領域は、中央ブロックの少なくとも第1および第2周方向列を備え、この列は、一つの前記周方向溝と他の深い周方向溝とにより境界を画定される。
【0010】
好ましくは、前記中央ブロックはほぼ菱形である。
【0011】
有利には、前記中央ブロックはほぼ尖端形である。
【0012】
好ましくは、前記中央領域は、環状突出部に隣接する第3周方向内側中央ブロック列も備え、前記第3ブロック列および前記突出部は、前記他の周方向溝により境界を画定される。
【0013】
有利には、前記内側中央ブロックは、ほぼ半放物線形を有する。
【0014】
本発明は、請求項10によるタイヤにも関する。
【0018】
本発明によるタイヤは、新品の場合にも、部分的に摩耗した場合にも高性能を提供する。この高性能は、主に、直線走行およびコーナリング時の両方における、走行上の高度の柔軟快適性、防音快適性、高度の耐ハイドロプレーニング性、並びに乾燥および湿潤地面上の良好なハンドリング特性から成る。
【0019】
特に、ショルダーブロックを結合する連続トラックが存在すると、タイヤ回転時に横方向溝および隣接する周方向溝の縁部における「鋸歯」摩耗現象として周知されている典型的な不規則かつ早期の変形の発生が減少し、その結果、走行距離数(mileage yield)が改善する。
【0020】
更に、本発明は、タイヤの特定の設計特性、たとえばタイヤのクラウンに沿ったトレッド化合物の流動およびその後の分布を最適化する可能性を調整することを可能にする。
【0021】
したがって、本発明は、タイヤ、特に高性能タイヤの特定の挙動特性、たとえば使用時のトレッドバンドの摩耗程度および速度、乾燥および湿潤条件の両方における路面保持性能、高速度での過酷な使用条件下で走行中の柔軟快適性および/または静穏性を調整することを可能にする。
【0022】
ここで、本発明のさらなる特性および利点を、添付の図面に一例として非制限的に図示する実施態様を参照して説明することとする。
【0023】
図1は、自動車用の高性能タイヤを示す。タイヤ1は非対称タイプであり、つまり、赤道面10の各々の側が異なる(すなわち、非対称である)パターンを有する(図2)。
【0024】
このタイヤの構造は従来のタイヤの構造であり、カーカスと、前記カーカスのクラウン上に位置するトレッドバンドと、前記タイヤを対応する取付けリムに固定するための、ビードワイヤ及び対応するビード充填物で補強されたビード内で終端する一対の軸方向に重畳するサイドウォールと、とを備える。このタイヤは、カーカスとトレッドバンドとの間に挿置されたベルト構造も備える。より好ましくは、著しく平坦な部分、たとえば0.65〜0.30の範囲の部分を有するタイプのタイヤであり、これら数字は、タイヤのクロスライト部分(the cross right section)の高さと前記部分の最大弦との間の比率を百分率値で表わしている。先行技術では、この比率は通常H/Cと呼ばれる。
【0025】
カーカスは、前記ビードワイヤに固定された1層または複数層のカーカスプライで補強され、ベルト構造は、2本のベルトストリップから構成され、これらベルトストリップは、金属コードを組み込んだ長いゴム引き布(lengths of rubberized fabric)から形成され、金属コードは、各ストリップ内で互いに平行であり、隣接ストリップのコードに交差し、好ましくは赤道面に対して対称に傾斜し、互いに半径方向に重畳する。好ましくは、カーカスは、半径方向一番外側の位置に、第3ベルトストリップを備え、かかる第3ベルトストリップは、コード、好ましくは撚り糸、さらに好ましくは熱収縮性材料から製造された撚り糸を組み込まれ、周方向つまり前記赤道面に対して0°に方向づけられる。
【0026】
タイヤ1は、予め決められた化合物から製造されたトレッド2であって、深い周方向溝3、4、5および6を形成されたトレッドを有する。溝3および6は、トレッドの中央領域7を、それぞれ赤道面10の左右に位置する2つのショルダー領域8および9から分離する。
【0027】
中央領域7は、周方向に3列のブロック列11、12および13を備える。ショルダー領域8は周方向ブロック列14を備え、ショルダー領域9は周方向ブロック列15を備える。
【0028】
ブロック列14は、横方向溝21により互いに分離されているほぼ矩形のショルダーブロック20を備える。各ブロック20は、赤道面10に対してほぼ直角であり、トレッドの外縁に向かって横方向凹部24に整列する。ブロック20は、溝3の側壁を形成する連続壁部103で終端する連続環状トラック22により一方の端部で結合されている。
【0029】
ブロック列11は、周方向溝3および4により境界が画定される。列11は、横方向溝27により互いに分離されているほぼ菱形の外側中央ブロック26を備える。ブロック26は、3つの部分26a、26bおよび26cに分割されている。2つの部分26aおよび26bは、ほぼ横方向のサイプ28により分離され、第3部分26cに軸方向に隣接し、周方向凹部29により第3部分26cから分離されている。ブロック26は、溝3のノッチ付き側壁203を形成する壁部30で終端する。
【0030】
たとえば、溝3は、約10.5mmの幅および約8mmの深さを有し、溝3の側壁103および203は、センターライン軸線に対して約5°傾斜し、約4.5mmの溝底半径(bottom radius)で結合している。
【0031】
ブロック列12は、周方向溝4により一方の側部の境界が画定され、対向する側部において、周方向溝5により境界を画定される環状突出部35に隣接する。列12は、ほぼ半放物線形の内側中央ブロック36を備え、この中央ブロック36は、ほぼ横方向の溝37により互いに分離され、半波調波経路(a half-wave harmonic course)を有する周方向溝38により突出部35から分離される。
【0032】
ブロック列13は、周方向溝6により境界を画定され、環状突出部40に隣接し、環状突出部40は、環状溝5により境界を画定される。列13は、横方向溝42により互いに分離されているほぼ菱形の外側中央ブロック41を備える。各ブロック41は、周方向凹部43により突出部40から分離される。ブロック41は、溝6のノッチ付き側壁206を形成する壁部44で終端する。
【0033】
ブロック列15は、横方向溝121により互いに分離されているほぼ矩形のショルダーブロック120を備える。各ブロック120は、ほぼ横方向のサイプ123を有し、このサイプ123は、トレッドの外縁に向かって横方向の凹部124に整列する。ブロック120は、溝6の側壁を形成する連続壁部106で終端する連続環状トラック122により一方の端部で結合されている。
【0034】
好ましくは、2箇所のショルダー領域は互いに異なる幅を有し、たとえば、より狭いショルダー8(車両側にある)は、トレッド総幅の約25%の幅を有し、より広いショルダー9(好ましくは外側上にある)は、トレッド総幅の約28%の幅を有する。
【0035】
溝6の連続側壁106は、半径方向平面(図3)では、溝のセンターライン軸線に対してより傾斜しているプロファイル、つまり対向する側壁206のプロファイルよりも分厚い(bulky)プロファイルを有する。たとえば、溝6は、約10.5mmの幅および約8mmの深さを有し、壁部106は溝6のセンターライン軸線に対して約19°の傾斜、および約3.5mmの溝底半径Rを有し、壁部206はこのセンターライン軸線に対して約5°の傾斜、および約5mmの溝底半径R1を有する。
【0036】
連続トラック122の存在は、タイヤ1に最適な回転を与える。というのは、連続トラック122は、摩耗の結果として、走行時に騒音および不快感を生じることになる横方向溝121の縁部およびサイプ123の「鋸歯」摩耗変形が生じるのを防止するからである。
【0037】
トレッドの外縁上、つまり搭載時に車両の外側に位置する溝6の特定の形状も、コーナリングの際の(高速およびきつい半径における)過酷な使用時にタイヤのショルダーの耐磨耗性を改善することができ、その結果、早期の摩耗、特に、周方向溝の縁部上の「鋸歯」摩耗現象タイプの摩耗を著しく減少させることができる。これは、摩耗によるタイヤ性能の通常の劣化を最小限にする。
【0038】
ブロック列11の横方向溝27は、半径方向平面において面取りされたプロファイルを有する底部壁127(図3)を有する。
【0039】
好ましくは、このプロファイルは曲線形であり、たとえば前記化合物の粘度に応じて化合物の移動を促進するように形を選択した円弧にほぼ沿って延在し、化合物の粘度は、当業者が熟知している情報に従って40 ML(1+4)〜110 ML(1+4)(ムーニー粘度)の範囲であることが好ましい。好ましくは、この曲線形プロファイルは、25〜110mmの範囲の曲率半径を有する。
【0040】
ブロック列12の横方向溝37は、周方向溝4に向かって減少する傾斜プロファイルを有する底部壁137を有する。この傾斜プロファイルは、曲率半径が90〜120mmの範囲である適度な曲線形を有することが好ましい。
【0041】
また、ブロック列13の横方向溝42は、溝6に向かって減少する傾斜プロファイルを有する底部壁142を有する。好ましくは、この傾斜プロファイルは、曲率半径が90〜120mmの範囲である適度な線形を有する。
【0042】
横方向溝27、37および42の底部壁127、137および142のプロファイルの深さが変化するこの構成は、適切な成形型内における硫化時にトレッド化合物の均一な分布を促進する。なぜなら、こうした構成は、前記トレッド化合物がパターンのピッチシーケンスに沿って長手方向に移動するのを促進するからである。こうして、素材が不均質かつ不平衡に分布するのが防止される。
【0043】
たとえば、225/40 ZR 18タイヤでは、トレッド2は、約243mmの幅Lを有し、ショルダー領域8は約61.5mmの幅を有し、ショルダー領域9は約67.5mmの幅を有する。
【0044】
列15の各ブロック120は、シート平面に存在して赤道面10を通る軸線の周囲で列14のブロック20を180°回転させて形成される。次に、こうして形成されたブロックは、シート平面に存在し、赤道面10に垂直な軸線に対して180°回転させる。
【0045】
トレッド2のパターンは、予め決められたピッチシーケンスに従ってトレッドの延在部分に沿って分布する4種類のピッチ値を有する。各ピッチは、ブロックおよび隣接する横方向溝、たとえばブロック20または120および隣接溝21または121の、予め決められた周方向の長さを表す。このピッチシーケンスは、タイヤにより生じる騒音を調整するために、特にサイレン効果(特に高周波数における共振現象の存在)を防止するために、米国特許第5,371,685号に従って生成した。
【0046】
図4は、自動車用の高性能タイヤ51を示す。タイヤ51は、指向性タイプ(the directional type)であり、言い換えると、赤道面50(図5)の周囲に対称なパターンを有する。
【0047】
タイヤ51は、予め決められた化合物から製造されて、深い周方向溝53、54、55および56が形成されたトレッド52を有する。溝53および56は、それぞれ赤道面50の左右に位置する2箇所のショルダー領域58および59からトレッドの中央領域57を分割する。周方向溝54 および55は、半波調波経路を有する。
【0048】
中央領域57は、周方向ブロック列60および61を備える。ショルダー領域58は周方向ブロック列62を有し、ショルダー領域59は周方向ブロック列63を有する。
【0049】
ブロック列62は、横方向溝65により互いに分離されているほぼ矩形のショルダーブロック64を備える。各ブロック64は、外縁に向かって横方向凹部69に整列するほぼ横方向のサイプ68を有する。ブロック64は、溝53の側壁を形成する連続壁部153で終端する連続環状トラック66により一方の端部で結合する。
【0050】
ブロック列60は、周方向溝53および54により境界を画定され、ほぼ尖端形(cusp-shaped)の中央ブロック70を備える。ブロック70は、ほぼ横方向の溝71により互いに分離され、曲線状のノッチ72により2個の部分70aおよび70bに分割される。部分70aは、ほぼ横方向のサイプ73を有する。ブロック70は、溝53のノッチ付き壁部253を形成する壁部74で終端する。横方向溝71は、周方向溝53に向かって減少する傾斜プロファイルを備える底部壁271を有する。
【0051】
溝53の連続側壁153は、溝のセンターライン軸線に対してより傾斜している、つまり対向する側壁253よりも分厚いプロファイルを半径方向平面に有する。たとえば、溝53は、約12mmの幅および約8mmの深さを有し、壁部153は、センターライン軸線に対して約14°の傾斜、および約4.5mmの溝底半径Rを有し、壁部253は、センターライン軸線に対して約5°の傾斜を有する。
【0052】
中央領域57も、赤道面50の左右に位置する2箇所の突出部75および76を備える。突出部75は、半波環状溝54および周方向凹部77により境界を画定される。突出部76は、周方向凹部77および半波環状溝55により境界を画定される。
【0053】
ブロック列61は、周方向溝55および56により境界を画定され、ブロック70の鏡像であって、ブロック70に整列していない中央ブロック170を備える。ブロック170は、横方向溝171により互いに分離され、薄い曲線状ノッチ172により2つの部分170aおよび170bに分割される。部分170aは、ほぼ横方向のサイプ173を有する。ブロック170は、溝56のノッチ付き壁部256を形成する壁部174で終端する。横方向溝171は、周方向溝56に向かって減少する傾斜プロファイルを有する底部壁371を有する。
【0054】
ブロック列63は、ブロック64の鏡像であって、ブロック64に整列していないショルダーブロック164を備える。ショルダーブロック164はほぼ矩形であり、横方向溝165により互いに分離されている。各ブロック164は、外縁に向かって横方向凹部169に整列するほぼ横方向のサイプ168を有する。ブロック164は、溝56の側壁を形成する連続壁部156で終端する連続環状トラック166により一方の端部で結合する。
【0055】
溝56の連続側壁156は、溝53の連続側壁153と同じプロファイル(同一であり、鏡像)および同じ寸法を有する。
【0056】
たとえば、225/40ZR 18タイヤの場合、トレッド52は約237mmの幅Lを有し、ショルダー領域58および59の各々は約73mmの幅を有する。
【0057】
タイヤ1および51のサンプルを製造し、従来のタイヤを使用して試験所内(屋内試験)並びに路上およびトラック上の両方で行った比較試験により、優れた性能(快適性、静穏性、耐ハイドロプレーニング性および対磨耗性)を示した。
【0058】
本発明によるタイヤは、自動車メーカーが参照標準であると現在考えている、本件出願人が製造したPZeroタイヤ、並びに非対称タイヤおよび指向性タイヤの市販代替型(commercially available alternative types)を代表する同等のタイヤと比較した。さらに、本発明のタイヤについて、最も販売されているタイヤから選択した2種類の市販タイヤと比較した。第1のタイヤは非対称タイヤであり、以下C1と記載する。第2のタイヤは指向性タイヤであり、以下C2と記載する。
【0059】
試験に使用した車両はポルシェカレラ996であり、実施した試験の種類に応じて、4本の非対称タイヤ、またはその代わりに、前輪に指向性タイヤ、後輪に非対称タイヤを搭載した。前輪に搭載したタイヤは225/40ZR 18型であり、後輪に搭載したタイヤは265/35ZR 18型だった。
【0060】
タイヤは、標準リムに取り付けて、公称動作圧力まで膨張させた。
【0061】
−全体に非対称フィッティングの場合の快適性試験
使用する評価スケールが、−3〜+3の範囲をとり、道路レイアウトのタイプ(高速道路、一般道路、直線、旋回)、路面(滑らか、粗い)および走行速度を混在させたルート上ですべてのフィッティングを順に試験して比較したテストドライバーが表現する主観的判断を表すと仮定すると、結果は以下の通りだった。
【0062】
【表1】
【0063】
この種の試験では、柔軟快適性(plastic comfort)は、タイヤが路面の粗い領域を吸収する能力に関して、テストドライバーが感知した感覚の集合に従って評価された。
【0064】
また、この種の試験では、「防音快適性」(acoustic comfort)は、パッセンジャーコンパートメント内でテストドライバーが感知した騒音を示す。
【0065】
−障害物試験
この試験では、タイヤを製造して公称動作荷重を付加し、垂直回転軸に取り付けられたロードホイールに対して毎時150km〜0kmで回転させた。ロードホイールは、その半径方向外面に、障害物を構成する予め決められた寸法の平行六面体形のバーを支持する。タイヤは、固定動力計のハブ(fixed dynamometer hub)上に取り付けられ、かかる動力計により、この障害物がタイヤ上に生成する励起(excitation)(ハブ上の力)を測定する。
【0066】
この試験から、力の振幅を速度および周波数の関数として示す3次元ダイヤグラムが得られた。速度および周波数の範囲に特徴がある領域をこれらダイヤグラムから選択し、タイヤの柔軟快適性を予測するパラメーターを構成する、振幅の2乗平均値のルート(the root mean square)(kgで表す)をこれら各々の領域について計算した。
【0067】
【0068】
タイヤの半径方向における2乗平均値のルートの測定範囲は、20Hz〜40Hzであり、速度は毎時120kmから10kmに減少させた。
【0069】
タイヤの長手方向における2乗平均値の測定範囲は、60Hz〜140Hzであり、速度は毎時120kmから10kmに減少させた。
【0070】
障害物試験では、柔軟快適性を評価するテストドライバーが表現する評価は、2乗平均値のルートが、たとえば本発明によるタイヤの2乗平均値のルートのように、減少するに従って改善した。
【0071】
−直線ハイドロプレーニング(Straight-line aquaplaning)試験
この試験は、試験車両が通過する都度自動的に回復する予め決められた一定深さの水の膜を有する、予め決められた長さの平滑なアスファルトの直線部分上で行った。第1ステップでは、タイヤが粘着性を失い始める速度(毎時km)を測定し(V1)、第2ステップでは、粘着性が全体に失われる速度(毎時km)を測定した(V2)。
【0072】
【0073】
−コーナリング時のハイドロプレーニング試験
この試験は、長さが予め決められた一定半径の湾曲部上に平滑で乾燥したアスファルトを備え、最終部分において、予め決められた厚さの水の膜で被覆された予め決められた長さの領域を有するルートの一部分上で実施した。
【0074】
試験時、完全ハイドロプレーニングに対応する車両の最大遠心加速度および最大速度を測定した。以下の表は、加速度および速度の値を百分率で示し、何れの場合も、基準タイヤ(PZero)の値を100に設定した。
【0075】
【0076】
−騒音試験
試験は、防音上外部から隔離された室(半無エコー室(semi-anechoic chamber))内で、上記のとおり、ポルシェ車に本発明による新品タイヤを最初に搭載し、次に市販されている新品の比較タイヤを搭載して、実施した。
【0077】
図7および図8は、それぞれ左前輪のタイヤおよび左後輪のタイヤに関して、毎時180kmから毎時20kmに減速した場合の関数として、車内の騒音(dB(A))のグラフを示す。詳細には、曲線Aは市販の比較タイヤに関し、曲線Bは本発明によるタイヤに関する。
【0078】
路上での騒音試験は、上記の新品タイヤを搭載した同じ車両に関して実施し、結果をテストドライバーの主観的評価で表す。本発明によるタイヤおよび市販の比較タイヤの評価は7だったが、新品タイヤの許容可能性の限界は6である。
【0079】
路上での騒音試験は、本発明によるタイヤを搭載した車両についてのみ、連続する走行距離間隔で(at successive mileage intervals)繰り返し、以下の結果が得られた。
− 3,240km後、騒音レベルは6.5だった。
− 6,840km後、騒音レベルは6だった。
− 10,800km後、騒音レベルは6だった。
【0080】
この時点で、タイヤを半無エコー室に戻すと、図7および図8の曲線Cにより示される騒音値が測定された。
【0081】
このデータは、本発明によるタイヤが、劣化したにも関わらず、10,800km使用後にも、新品タイヤの許容可能性閾値に等しい騒音レベルを維持することを確認する。
【0082】
この使用期間中、摩耗、特にショルダー部の摩耗が著しく減少したことも分かり、このタイヤは、早期の不均一な摩耗の徴候、特に「鋸歯」摩耗現象型の徴候を実質的に示さないことが明らかになった。
【0083】
特に、トレッド摩耗の測定は、騒音試験と同時に実施し、結果を添付のグラフ(図9)に示す。このグラフは、レーザビームにより再構成した子午面の軸方向シーケンスに沿った各ブロックのプロファイルを示す。図9に示す測定は、225/40ZR 18タイヤを10,800km使用後に行った。最初の2つのプロファイルは右側ショルダーのブロックに関し、3番目から6番目のプロファイルは中央列のブロックに関し、最後の2つのプロファイルは左側ショルダーのブロックに関する。
【0084】
各々のグラフは、タイヤの周方向延在部分の一部分を示しており、その部分において、摩耗によるブロック高さの減少が、各ブロックの外周部上およびブロック全体に実際上均一に生じることが確認される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるタイヤの斜視図である。
【図2】 図1に示すタイヤのトレッドの部分平面図である。
【図3】 図1に示すタイヤの半径方向平面の部分断面図である。
【図4】 本発明による別のタイヤの斜視図である。
【図5】 図4に示すタイヤのトレッドの部分平面図である。
【図6】 図4に示すタイヤの半径方向平面における部分断面図である。
【図7】 本発明によるタイヤおよび従来のタイヤを搭載した車両に関して測定した、速度の関数としての騒音レベルの変動を示すグラフである。
【図8】 本発明によるタイヤおよび従来のタイヤを搭載した車両に関して測定した、速度の関数としての騒音レベルの変動を示すグラフである。
【図9】 本発明によるタイヤトレッドの各ブロックのプロファイルであり、一定の使用期間後にレーザビームにより再構成した子午面の軸方向シーケンスに沿ったプロファイルを示す。[0001]
The present invention relates to high performance tires for automobiles.
[0002]
In this specification and claims, the term “continuous track” refers to the portion of a tire tread band that is continuously delimited only on one side, and the term “sipe” 1 represents a notch having a width of 1 mm or less.
[0006]
In one embodiment, the continuous sidewall of the circumferential groove has a slope in the range of about 14 ° to 24 ° with respect to the centerline axis, and a groove bottom radius R in the range of about 2 mm to 5 mm, The opposing sidewall has an inclination in the range of about 3 ° to 10 ° with respect to the centerline axis, and a groove bottom radius R1 in the range of about 4 mm to 7 mm.
GB 1 212 795 is a tread with a central circumferential groove, two circumferential side grooves, one on each side of the central groove, between the central groove and the tread edge. A radial tire having treads arranged at substantially equal intervals and having lateral grooves extending from opposite sides of the central groove toward one of the side grooves but not extending to the side grooves Is described.
In the tread, both sides of the circumferential side groove are in contact with the circumferential rib.
The invention disclosed by this specification aims to reduce the rigidity of the tread.
US Pat. No. 4,446,901 describes a substantially radial carcass consisting of at least one rubberized ply layer with a cord embedded therein and around the carcass for reliable reinforcement under the tread. Comprising a belt composed of at least two rubberized ply layers that are superimposed and embedded with a metal cord inside each of the belts, the metal cords intersecting each other at a relatively small angle with respect to the circumferential direction of the tire, The tread includes at least three substantially zigzag shapes extending in the circumferential direction of the tread along the tire width direction ( zigzag A plurality of continuous or discontinuous staggered circumferential ribs defined by a main groove located in the tread, wherein the main groove is located in a substantially central region of the tread. A highly durable pneumatic radial tire is disclosed that includes a directional groove and a set of outer circumferential grooves that define each outermost rib of the tread. In the case of this tire, the central circumferential groove is drawn from the outer surface of the tread, and the inclination of the groove wall portion of the groove with respect to a normal passing through the edge of the groove in a cross section perpendicular to the groove wall portion. The outer circumferential groove has a cross-sectional shape symmetrical to the center line of the groove so that the angle is relatively large in a region extending from the groove bottom to at least 50% of the groove depth. The inclination angle of the outer groove wall portion of the groove in the rotation axis direction is relatively large, and the groove depth is reduced from the outer surface. The groove has an asymmetric cross-sectional shape with respect to the center line of the groove so that the inclination angle of the inner groove wall portion of the groove in the region extending up to 10% is smaller than the inclination angle of the outer groove wall portion.
US Pat. No. 4,773,459 describes a plurality of main grooves extending substantially parallel to each other in the circumferential direction of the tire and a plurality of lateral directions which are also parallel to each other and intersect the main circumferential grooves at a certain inclination angle. The transverse groove is formed between the two main grooves so that the bottom portion is raised upward along the longitudinal direction of the transverse groove, and the depth of the transverse groove is increased. However, the cross-section of the bottom of the lateral groove is substantially equilateral triangular so that it is shallowest at the substantially middle portion of each lateral groove and deepest at the bottom of the main circumferential groove. A low section tire having a tread pattern is disclosed.
None of the above documents recognizes the problem of “sawtooth” wear that occurs in tires, particularly in the lateral grooves of the shoulder.
This problem was solved by a high performance tire according to claim 1.
[0007]
Advantageously, the continuous side wall of the circumferential groove has an inclination of about 19 ° with respect to the centerline axis and a groove bottom radius R of about 3.5 mm, and the opposite side wall is at the centerline axis. In contrast, it has an inclination of about 5 ° and a groove bottom radius R1 of about 5 mm.
[0008]
Preferably, the at least one shoulder block has a sipe that is substantially perpendicular to the equatorial plane.
[0009]
Advantageously, the central region comprises at least first and second circumferential rows of central blocks, which are bounded by one said circumferential groove and another deep circumferential groove.
[0010]
Preferably, the central block is approximately diamond shaped.
[0011]
Advantageously, the central block is substantially pointed.
[0012]
Preferably, the central region also includes a third circumferential inner central block row adjacent to the annular protrusion, the third block row and the protrusion being bounded by the other circumferential groove.
[0013]
Advantageously, the inner central block has a substantially semi-parabolic shape.
[0014]
The invention also relates to a tire according to
[0018]
The tire according to the invention provides high performance both when it is new and when it is partially worn. This high performance mainly consists of a high degree of flexible comfort on travel, soundproofing comfort, a high degree of hydroplaning resistance, and good handling characteristics on dry and wet ground, both during straight running and cornering. .
[0019]
In particular, the presence of continuous tracks joining shoulder blocks causes the occurrence of typical irregular and premature deformations known as “sawtooth” wear phenomena at the edges of the lateral and adjacent circumferential grooves during tire rotation. As a result, the mileage yield improves.
[0020]
Furthermore, the present invention makes it possible to tailor the possibility of optimizing specific design characteristics of the tire, for example the flow and subsequent distribution of the tread compound along the tire crown.
[0021]
Accordingly, the present invention provides specific behavior characteristics of tires, particularly high performance tires, such as the degree and speed of wear of the tread band during use, road surface retention performance in both dry and wet conditions, and severe use conditions at high speeds. Allows to adjust the flexible comfort and / or quietness while driving.
[0022]
Further features and advantages of the present invention will now be described with reference to an embodiment which is illustrated by way of example and not limitation in the accompanying drawings.
[0023]
FIG. 1 shows a high-performance tire for automobiles. The tire 1 is of an asymmetric type, i.e. each side of the
[0024]
This tire structure is a conventional tire structure and is reinforced with a carcass, a tread band located on the crown of the carcass, and a bead wire and a corresponding bead filling for fixing the tire to a corresponding mounting rim. A pair of axially overlapping sidewalls terminating in the bead. The tire also includes a belt structure that is inserted between the carcass and the tread band. More preferred are tires of the type having a significantly flat part, for example a part in the range of 0.65 to 0.30, these numbers being the height of the cross right section of the tire and the The ratio between the maximum strings is expressed as a percentage value. In the prior art, this ratio is usually called H / C.
[0025]
The carcass is reinforced with one or more layers of carcass plies fixed to the bead wire, and the belt structure is composed of two belt strips, which are made of long rubberized cloth (lengths) incorporating a metal cord. The metal cords are parallel to each other within each strip and intersect the cords of adjacent strips, preferably inclined symmetrically with respect to the equatorial plane and overlap each other radially. Preferably, the carcass comprises a third belt strip in the radially outermost position, which third belt strip incorporates a cord, preferably a twisted yarn, more preferably a twisted yarn made from a heat shrinkable material. Oriented at 0 ° with respect to the circumferential direction, ie the equator plane.
[0026]
The tire 1 is a
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
For example, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Preferably, the two shoulder regions have different widths, for example, a narrower shoulder 8 (on the vehicle side) has a width of about 25% of the total tread width and a wider shoulder 9 (preferably (On the outside) has a width of about 28% of the total tread width.
[0035]
The
[0036]
The presence of the
[0037]
Located on the outer edge of the tread, ie outside the vehicle when mountedGroove 6The specific shape of the tire can also improve the wear resistance of tire shoulders during harsh use (at high speeds and tight radii) during cornering, resulting in premature wear, especially at the edges of circumferential grooves The “sawtooth” wear phenomenon type wear on the part can be significantly reduced. This minimizes normal degradation of tire performance due to wear.
[0038]
The
[0039]
Preferably, this profile is curvilinear and extends approximately along an arc whose shape is selected to facilitate movement of the compound, for example, depending on the viscosity of the compound, the compound viscosity being familiar to those skilled in the art. According to the information, it is preferable to be in the range of 40 ML (1 + 4) to 110 ML (1 + 4) (Mooney viscosity). Preferably, this curvilinear profile has a radius of curvature in the range of 25-110 mm.
[0040]
The
[0041]
Also, the
[0042]
This configuration, in which the profile depth of the
[0043]
For example, in a 225/40 ZR 18 tire,
[0044]
Each
[0045]
The
[0046]
FIG. 4 shows a high-
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
The
[0050]
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
For example, for a 225 / 40ZR 18 tire, the
[0057]
Samples of
[0058]
The tires according to the present invention are considered to be the reference standard by automakers, PZero tires manufactured by the applicant, and equivalents representing commercially available alternative types of asymmetric and directional tires. Compared with tires. Furthermore, the tire of the present invention was compared with two types of commercially available tires selected from the most sold tires. The first tire is an asymmetric tire, hereinafter C1It describes. The second tire is a directional tire, hereinafter C2It describes.
[0059]
The vehicle used for the test was a Porsche Carrera 996, and depending on the type of test performed, four asymmetric tires, or instead, directional tires on the front wheels and asymmetric tires on the rear wheels were mounted. The tire mounted on the front wheel was a 225 / 40ZR 18 type, and the tire mounted on the rear wheel was a 265 / 35ZR 18 type.
[0060]
The tire was attached to a standard rim and inflated to nominal operating pressure.
[0061]
-Comfort test in case of asymmetric fitting as a whole
All the fittings on the route where the evaluation scale used ranges from -3 to +3 and the road layout type (highway, general road, straight line, turning), road surface (smooth, rough) and running speed are mixed. Assuming that it represents the subjective judgment expressed by the test driver who tested and compared each in turn, the results were as follows:
[0062]
[Table 1]
[0063]
In this type of test, plastic comfort was evaluated according to the set of sensations perceived by the test driver for the ability of the tire to absorb rough areas of the road surface.
[0064]
Also, in this type of test, “acoustic comfort” refers to the noise perceived by the test driver in the passenger compartment.
[0065]
-Obstacle test
In this test, a tire was manufactured, applied with a nominal operating load, and rotated at 150 km to 0 km per hour on a load wheel attached to a vertical rotating shaft. The load wheel supports, on its radially outer surface, a parallelepipedal bar of predetermined dimensions that constitutes an obstacle. The tire is mounted on a fixed dynamometer hub, which measures the excitation (force on the hub) that this obstacle produces on the tire.
[0066]
From this test, a three-dimensional diagram showing the amplitude of the force as a function of velocity and frequency was obtained. The region characterized by the speed and frequency range is selected from these diagrams and the root mean square (expressed in kg) of the amplitude that constitutes the parameter that predicts the tire's soft comfort Calculations were made for each of these areas.
[0067]
[0068]
The measurement range of the root mean square route in the tire radial direction was 20 Hz to 40 Hz, and the speed was reduced from 120 km / h to 10 km / h.
[0069]
The measurement range of the mean square value in the longitudinal direction of the tire was 60 Hz to 140 Hz, and the speed was reduced from 120 km / h to 10 km / h.
[0070]
In the obstacle test, the evaluation expressed by the test driver evaluating the soft comfort improved as the root mean square route decreased, for example, the root mean square route of the tire according to the present invention.
[0071]
-Straight-line aquaplaning test
The test was performed on a straight section of smooth asphalt of a predetermined length with a predetermined constant depth of water film that automatically recovers as the test vehicle passes. In the first step, the speed at which the tire starts losing tackiness (km / h) was measured (V1), and in the second step, the speed at which tackiness was lost as a whole (km / h) was measured (V2).
[0072]
[0073]
-Hydroplaning test during cornering
This test consists of a pre-determined length comprising a smooth and dry asphalt on a constant radius bend of predetermined length and covered with a film of water of a predetermined thickness in the final part. It was carried out on a part of the route having the following areas.
[0074]
During the test, the maximum centrifugal acceleration and maximum speed of the vehicle corresponding to complete hydroplaning were measured. The table below shows acceleration and speed values in percentage, with the reference tire (PZero) value set to 100 in all cases.
[0075]
[0076]
-Noise test
The test is carried out in a chamber (semi-anechoic chamber) that is soundproof and isolated from the outside, as described above, with a new tire according to the invention first mounted on a Porsche vehicle and then on the market. A new comparison tire was mounted and implemented.
[0077]
FIG. 7 and FIG. 8 show a graph of in-vehicle noise (dB (A)) as a function of deceleration from 180 km / h to 20 km / h for the left front wheel tire and the left rear wheel tire, respectively. In particular, curve A relates to a commercially available comparative tire and curve B relates to a tire according to the invention.
[0078]
The noise test on the road is performed on the same vehicle equipped with the above-mentioned new tire, and the result is expressed by the subjective evaluation of the test driver. The evaluation of the tire according to the invention and the commercially available comparative tire was 7, but the limit of acceptability of a new tire is 6.
[0079]
The road noise test was repeated only for vehicles equipped with tires according to the present invention at successive mileage intervals, and the following results were obtained.
-After 3,240 km, the noise level was 6.5.
-After 6,840 km, the noise level was 6.
-After 10,800 km, the noise level was 6.
[0080]
At this point, when the tire was returned to the semi-echo-free chamber, the noise value indicated by curve C in FIGS. 7 and 8 was measured.
[0081]
This data confirms that the tire according to the present invention maintains a noise level equal to the acceptability threshold of a new tire even after using 10,800 km, even though it has deteriorated.
[0082]
It can also be seen that during this period of use, wear, particularly shoulder wear, has been significantly reduced, and this tire may show virtually no signs of premature, uneven wear, especially a “sawtooth” wear phenomenon type. It was revealed.
[0083]
In particular, the measurement of tread wear was performed simultaneously with the noise test, and the results are shown in the attached graph (FIG. 9). This graph shows the profile of each block along the axial sequence of the meridional plane reconstructed by the laser beam. The measurements shown in FIG. 9 were performed after using 10,225 km of a 225 / 40ZR 18 tire. The first two profiles relate to the right shoulder block, the third to sixth profiles relate to the middle row block, and the last two profiles relate to the left shoulder block.
[0084]
Each graph shows a part of the circumferentially extending part of the tire, and in that part, it is confirmed that the decrease in the block height due to wear occurs substantially uniformly on the outer periphery of each block and on the entire block. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a tire according to the present invention.
FIG. 2 is a partial plan view of the tread of the tire shown in FIG.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a radial plane of the tire shown in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of another tire according to the present invention.
FIG. 5 is a partial plan view of the tread of the tire shown in FIG. 4;
6 is a partial cross-sectional view of the tire shown in FIG. 4 in a radial plane. FIG.
FIG. 7 is a graph showing the variation in noise level as a function of speed measured for a vehicle equipped with a tire according to the present invention and a conventional tire.
FIG. 8 is a graph showing the variation in noise level as a function of speed measured for a tire according to the present invention and a vehicle equipped with a conventional tire.
FIG. 9 is a profile of each block of a tire tread according to the present invention, showing a profile along an axial sequence of the meridional plane reconstructed by a laser beam after a certain period of use.
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