JP5179668B2 - 可変表面積タイヤトレッド及びタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、一般に、タイヤトレッドに関する。特に、本発明は、可変表面積を有するタイヤトレッドに関する。

タイヤトレッドは、一般に、タイヤとタイヤが走行する路面（走行面）との間の中間手段として働くようタイヤの外周部に沿って延びている。タイヤトレッドと走行面の接触は、タイヤのフットプリントに沿って起こる。タイヤトレッドは、タイヤ加速中、制動中及び／又はコーナリング中に結果として生じる場合のあるタイヤスリップに抵抗するグリップを提供する。タイヤトレッドは、トレッド要素、例えばリブ又は突出部（ラグ）及びトレッド特徴部、例えば溝及びサイプを更に有する場合があり、これらの各々は、タイヤが特定の条件下において作動している時に標的タイヤ性能を提供するのを助けることができる。

製造業者の直面する一般的な課題の１つは、タイヤトレッドの寿命をどのようにして延ばすかということである。一解決策は、トレッド厚さを増大させることであるが、トレッド厚さ（即ち、深さ）を増大させると、一般的に、発熱及び転がり抵抗が増大する。したがって、トレッド剛性を改善し、その結果、タイヤの転がり抵抗及びトレッド動作温度を改善するためにタイヤトレッドの厚さを減少させることが望ましい場合がある。これにより、摩耗速度が改善された改良型トレッドコンパウンドの使用が可能になる場合があり、かかる改良型トレッドコンパウンドは、例えばＳＢＲ又は他の高ヒステリシスコンパウンドを含む場合がある。ただし、かかる改良型トレッドコンパウンドは、他方、トレッド動作温度及び／又は転がり抵抗を増大させる場合がある。これは、トレッド厚さを減少させると、高ヒステリシストレッドコンパウンドの作用効果が軽減され又はなくなる場合があるという理由による。

タイヤ製造業者の直面するもう１つの一般的な課題は、タイヤの寿命中、タイヤの性能をどのように維持すると共に／或いはどのように向上させるかである。例えば、トレッドが摩耗しているときにウェット（濡れた路面）条件及び／又はオフロード（非舗装路）条件においてタイヤ性能を維持すると共に／或いは向上させることが望ましい場合がある。タイヤのウェット条件及び／又はオフロード条件において通常用いられるタイヤは、一般に、表面（表在）ボイド及び体積部内又は内部（内在）ボイドを備えたトレッドを有する。摩耗トレッドステージ又は段階においてウェット条件時性能及び／又はオフロード条件時性能を維持し又は向上させようとして、摩耗したタイヤトレッドのための追加のボイド又はボイドを増大させるよう付け足されている追加の表面特徴部を提供するよう既存の表面ボイド及び内部ボイドのサイズを増大させる場合がある。しかしながら、これらの改造により、望ましいレベルを超えてタイヤの初期又は早期段階中において表面ボイド及び／又は内部ボイドが増大する場合があると共に／或いはトレッドは、剛性が小さくなる場合があり、これらの各々は、タイヤ性能にマイナスの影響を及ぼす場合がある。したがって、タイヤ性能を犠牲にしないで特にトレッド幅の中央又は中間部分の摩耗ステージにおいてボイド性能を向上させるタイヤトレッドが要望されている。

本発明の特定の実施形態は、複数個の摩耗層を有するタイヤトレッドを含む。本発明の特定の実施形態は、接触面及び各々がタイヤトレッドの互いに異なる深さのところに位置した複数個の摩耗層を有し、トレッドは、接触面並びに第１の摩耗層及び第２の摩耗層を含む１つ又は２つ以上のトレッド要素を有し、第２の摩耗層は、第１の摩耗層の下に配置されている。多段型タイヤトレッドは、トレッド要素の第２の摩耗層中で長手方向に延びる長手方向溝を更に有し、長手方向溝は、第１の摩耗層の所与の深さの摩耗後に露出状態になる。多段型タイヤトレッドは、トレッド要素の第２の摩耗層中で長手方向溝から横方向に延びる１本又は２本以上の横方向溝を更に有する。

本発明の特定の実施形態は、多段型タイヤトレッド内の少なくとも１つの摩耗層を形成するモールド要素を含み、タイヤトレッドは、接触面及び厚さを有し、モールド要素は、接触面の下のトレッド厚さの一部分中に潜り長手方向溝を形成することができる長手方向溝型を有する。モールド要素は、長手方向溝型の所与の長さに沿って配置された１個又は２個以上の横方向溝型を更に有し、横方向溝型の各々は、長手方向溝型の長手方向に対して角度をなして延び、横方向溝型の各々は、接触面の下のトレッド厚さの一部分中に潜り横方向溝を形成することができる。モールド要素は、長手方向溝型から延びると共にトレッド中に長手方向サイプを形成することができる長手方向サイプ型を有する。モールド要素は、横方向溝型の所与の長さに沿って延びると共にトレッド中に横方向サイプを形成することができる横方向サイプ型を更に有する。

本発明の上述の目的、特徴及び利点並びに他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示されている本発明の特定の実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになろう。なお、図中、同一の参照符号は、本発明の同一の部分を示している。

本発明の実施形態としての多段型タイヤトレッドの上から見た斜視図である。 本発明の実施形態としての図１の多段型タイヤトレッドの断面図である。 本発明の実施形態に従って図１に示されたトレッドの中間突出部の平面図である。 本発明の実施形態に従って図１に示された突出部の切除斜視図である。 図１の多段型タイヤトレッドの上から見た斜視図であり、トレッドが本発明の実施形態に従って第２の摩耗層を露出させるよう摩耗条件で示されている図である。 本発明の実施形態としてのモールド要素の斜視図であり、モールド要素が図１のタイヤトレッドを形成するためのタイヤ成形プロセス中で使用される状態を示す図である。 図６に示されているモールド要素の平面図である。 基準タイヤ（タイヤＲＥＦ）及びタイヤＡの分析的制動時密着性能（Ｍｕ）を表すグラフ図であり、タイヤＡが図１〜図５に示されているトレッドとほぼ同じトレッドを有し、タイヤＲＥＦが従来設計のタイヤを表しており、各タイヤの制動性能を種々の摩耗（バフ磨きされた）トレッド深さで測定し、タイヤを１．５ミリメートル（ｍｍ）の淀んだ水のある研磨コンクリート走行面上で毎時６４キロメートル（ＫＰＨ）で作動させた状態を示すグラフ図である。

本発明の特定の実施形態では、多数の摩耗ステージ又は層を備えたタイヤトレッドを提供する。タイヤが摩耗すると、トレッド外面がタイヤトレッドの深さ又は厚さを貫通して摩耗することが一般的に知られている。種々のトレッド特徴部、例えばサイプ及び溝を利用することにより、タイヤ性能を向上させるためにトレッドの外面にトラクションエッジ及びボイドを追加するのが良い。ボイドは、表面ボイド又は内部ボイドを含むのが良い。表面ボイドは、タイヤ表面に沿って存在するボイドの量を意味している。タイヤの接触パッチ（即ち、タイヤのフットプリント）に存在するボイドの量が考察すると共に分析する場合が多く、接触パッチは、タイヤが転動する表面との間のインターフェイスである。したがって、接触パッチは、タイヤトレッドと作業又は転動面の接触領域であり、接触パッチは、接触面及びタイヤトレッドの係合部分と関連した表面ボイドを含む。トレッド接触表面積と接触パッチの総面積（即ち、タイヤ接触面プラストレッド表面ボイド）の比は、接触表面比（contact surface ratio：ＣＳＲ）と呼ばれている。内部ボイドの量も又交差されて分析される。というのは、このボイドは、ウェット又はオフロード条件下において水を導くのが望ましい場合があるからである。本発明の種々の実施形態では、トレッド特徴部は、多数の摩耗層を備えるタイヤトレッドを提供するようトレッド深さ中に潜った状態で設けられている（即ち、トレッド深さ内に配置され又は納められている）。初期摩耗層は、新品のタイヤのトレッド外面から成り、１つ又は２つ以上の潜り（即ち、隠された）摩耗層と関連したトレッド特徴部は、トレッドの所望量がタイヤから摩耗した後に露出状態になる。その後に（新たに）露出された摩耗トレッド表面は、トレッドの接触面として働く。隠れトレッド層には、特定の性能特性を備えたトレッド接触面を提供するトレッド特徴部、例えばボイド、サイプ及び／又は溝の配列体（配列状態）が設けられていても良く、或いは設けられていなくても良く、かかる特定の性能特性としては、例えば所望のＣＳＲを有すること、所望の内部ボイド及び／又は所望量のトラクションエッジを有することが挙げられる。トレッド特徴部のかかる配列体は、トレッド剛性にも影響を及ぼす場合があり、これにより、所望に応じてトレッド及びタイヤ性能を変更することができる。

タイヤトレッドの耐用年数の間、タイヤ性能を維持し又は向上させようとして、多数の摩耗ステージを備えたタイヤトレッドが全体を符号１０として示されている。図１〜図５に示されている実施形態では、トレッド１０は、主要構成要素として、１つ又は２つ以上のトレッド要素１２を有し、これらトレッド要素の各々は、リブ又は突出部から成るのが良い。リブは、一般に、トレッドの長さのほぼ全体にわたって延び、この長さは、関連のタイヤの周長と関連している。独立したリブ並びに独立した突出部は、長手方向溝１４によって隔てられるのが良い。長手方向溝１４並びに潜り（即ち、内部）長手方向溝２０が、トレッド１０の長さに沿って長さ方向に延び、かかる長さ方向に延びるということは、トレッド中心線ＣＬに平行に、タイヤの回転軸線に垂直な平面内で、かかる中心線ＣＬ又は垂直平面に対して角度をなして延びることを含む。周方向溝は、タイヤトレッド１０の全長にわたって又は周囲全体にわたって延びる長手方向溝１４である。リブは、横方向溝、例えば潜り横方向溝２４によって複数個のセグメント又は突出部の状態に分割されるのが良い。横方向溝、例えば溝２４がトレッド中心線ＣＬ又は長手方向溝１４，２０に対して角度をなしてトレッド１０の幅方向に沿って側方に延びている。突出部は、リブと関連することなく存在するのが良く、即ち、換言すると、突出部は、区切られたリブを形成し又は提供するようタイヤトレッド１０の長さに沿って順序立てた仕方で一纏まりとなって延びることがないよう恣意的に配置されるのが良い。

一実施形態では、図１〜図５に示されているように、トレッド要素１２は、１つ又は２つ以上の中間トレッド要素１２ａを有するのが良く、これら中間トレッド要素は各々、全体として、一対のショルダトレッド要素１２ｂ相互間に配置されている。ショルダトレッド要素１２ｂは、一般に、トレッド１０の側に沿って配置される。多数のトレッド要素１２は、長手方向溝１４によって隔てられている。トレッド１０は、頂面１６及び底面１８を有する。頂面１６は、一般に、タイヤの外面と関連しており、その少なくとも一部分は、フットプリント内にトレッド接触面を形成することができる。頂面１６は、機能的又は装飾的目的を達成するための凹部又は突起を含むのが良い表面特徴部を更に有するのが良い。表面特徴部は、一般に、トレッド１０中に約５ｍｍ以下にわたって延び、かかる表面特徴部は、例えば、窪み３０を含むのが良い。頂面１６は、初期の（新たな）又は先に摩耗した状態１６ａの状態で存在しても良く、或いは、例えば図５に示されているその後に摩耗した状態１６ｂで存在していても良い。底面１８は、一般に、頂面１６と反対側に位置し、底面は、タイヤカーカス又はトレッドとタイヤカーカスとの間に介在して位置するコンポーネントに係合するために用いられ、かかるコンポーネントは、サブトレッド又はクッションガム層から成るのが良い。トレッド１０は、一般に、頂面１６と底面１８との間に延びる厚さＤ_Tを有する。特定の実施形態では、トレッド厚さＤ_Tは、１５〜２５ミリメートル（ｍｍ）であるが、トレッド厚さＤ_Tが大きい場合、限定された一揃いのトレッドコンポーネントを用いるのが良い。例えば、ＳＢＲ又は他の高ヒステリシスコンポーネントのコンパウンドを用いる場合、これらをトレッド厚さＤ_Tが厚い状態で使用することは困難な場合がある。

引き続き図１〜図５を参照すると、トレッド１０は、一般に、トレッド頂面１６ａよりも下に深さＤｏ₂₀のところで、１つ又は２つ以上のトレッド要素１２中を内部で延びる潜り長手方向溝２０を有する。長手方向溝２０は、一般に、埋め込まれた又は隠された摩耗ステージ又は層と関連しており、かかるステージ又は層は、深さＤｏ₂₀が図５に示されているようにトレッド１０の一部分から摩耗した後、露出状態になることができる。トレッド１０の一部分を深さＤｏ₂₀にわたって摩耗すると、先に潜り状態であった長手方向溝２０は、追加の表面ボイドを摩耗状態のトレッド表面又は踏み面１６ｂに提供すると共に踏み面１６ｂと連通状態にある追加の内部ボイドを提供するよう露出状態になる。露出状態の長手方向溝２０は又、関連のトレッド要素１２の剛性を減少させると共に先に存在するエッジ、例えばサイプ２２と関連したエッジよりも効果的な追加のトラクションエッジを提供することができる。追加のトラクションエッジは、例えば、溝２０と頂面１６との間に延びるサイプ２２が存在しない場合に提供されるのが良い。特定の実施形態では、Ｄｏ₂₀は、４ｍｍ以上である。各潜り長手方向溝２０の横方向幅は、任意所望の距離のものであって良い。例示の実施形態では、各潜り長手方向溝２０の幅は、４〜５ｍｍである。

各長手方向溝２０は、一般に、トレッドの底面１８の上方よりも最小距離Ｄｕ₂₀上方のところに配置されている。長手方向溝２０をタイヤベルトよりも距離Ｄｕ₂₀上方のところに位置した状態を維持することにより、過剰のトレッド材料がタイヤの将来の取り扱い及び性能のためのサブトレッド（subtread）として提供される。特定の実施形態では、距離Ｄｕ₂₀は、２ｍｍを超えるのが良く、他の実施形態では、３．５ｍｍを超えるのが良い。さらに、Ｄｕ₂₀は、Ｄｕ₁₄の１／２以上であるのが良く、この場合、Ｄｕ₁₄は、溝１４の底部とトレッド１０の底部１８との間の距離である。長手方向溝２０は、高さＨ₂₀を更に有する。高さＨ₂₀は、任意所望の距離にわたって延びることが可能である。特定の実施形態では、高さＨ₂₀は、Ｄｏ₂₀の２０％以上であるのが良い。他の実施形態では、高さＨ₂₀は、２ｍｍ以上である。高さＨ₂₀は又、距離Ｄｏ₂₀の４００％、特定の実施形態ではＤｏ₂₀の２００％に等しく、更に別の実施形態ではＤｏ₂₀の１００％に等しい最大距離にわたって延びるのが良い。

長手方向溝２０は又、全体として上述したようにトレッド１０の長さに沿って延び、従って、周方向溝を形成するようトレッド１０のほぼ全長にわたって延びるのが良い（又は、そうでなくても良い）。長手方向溝２０は、トレッド要素１２、例えばリブ又は突出部の長さを貫通してその外面、例えば前後方向外面１９ａまで延びるのが良い（又は、そうでなくても良い）。図示の実施形態は、中間トレッド要素１２ａ中を延びる長手方向溝２０を示しているが、長手方向溝２０は、任意のトレッド要素１２内で延びても良く、かかるトレッド要素としては、１つ又は２つ以上の中間トレッド要素１２ａ及び／又はショルダ要素１２ｂが挙げられる。任意の長手方向溝２０に関し、深さＤｏ₂₀及びＤｕ₂₀は、かかる溝２０の長さに沿って様々であって良く且つ／或いはトレッド１０内に設けられた他の溝２０，２４の深さとは異なっていても良い。同様に、任意の溝２０に関し、溝高さＨ₂₀は、溝２０の長さに沿って様々であって良く且つ／或いは他の溝２０，２４の高さとは異なっていても良い。各溝２０が種々の（即ち、互いに独立した）深さＤｏ₂₀，Ｄｕ₂₀及び高さＨ₂₀を有することができるようにすることにより、隠れ溝又はボイドが種々の摩耗トレッドステージ又は深さで露出状態になることができるよう種々の摩耗ステージを提供することができる。したがって、トレッド１０内に多数の摩耗ステージ（即ち、２つ又は３つ以上のステージ）を設けるのが良い。図５に示されている実施形態では、中間トレッド要素１２ａは、深さＤｏ₂₀をもつ第１の摩耗ステージ及び溝高さＨ₂₀に対応した第２の摩耗ステージを有する。

図１〜図５に示されているように、１つ又は２つ以上の潜り横方向溝２４は、頂面１６ａよりも下に深さＤｏ₂₄のところでトレッド要素１２の内部で延びるのが良い。横方向溝２４は、一般に、埋め込まれた又は隠された摩耗ステージ又は層と関連しており、かかるステージ又は層は、深さＤｏ₂₄が図５に示されているようにトレッド１０の一部分から摩耗した後、露出状態になることができる。長手方向溝２０と同様な仕方で、横方向溝２４は、追加の表面ボイドを摩耗状態の頂面１６ｂに提供すると共に頂面１６ｂの摩耗部分を形成するよう露出状態になると頂面と連通関係をなす追加の内部ボイドを提供する。さらに、露出状態の横方向溝２４は、関連のトレッド要素１２の剛性を減少させると共に効果的な且つ／或いは追加のトラクションエッジを提供することができる。特定の実施形態では、Ｄｏ₂₄は、４ｍｍ以上である。各潜り横方向溝２４の横方向幅は、任意所望の距離のものであって良い。例示の実施形態では、各潜り横方向溝２４の幅は、４〜５ｍｍである。

横方向溝２４は、任意のトレッド要素１２中で延びるのが良く、かかるトレッド要素としては、１つ又は２つ以上の中間トレッド要素１２ａ及び／又はショルダ要素１２ｂが挙げられる。図示の実施形態では、横方向溝２４は、潜り長手方向溝２０からトレッド要素１２の外面、即ち側面１９ｂまで延びている。また、横方向溝２４及びサイプは、トレッド要素１２の横方向側面１９ｂ相互間に完全に延びているわけではなく、これとは異なり、トレッド要素１２内の内部又は中間位置から図３〜図５のトレッド要素１２ａ内に示されているようにかかるトレッド要素１２の横方向側面１９ｂまで延びるのが良いということが言える。換言すると、１本又は２本以上の横方向溝の各々は、一対の端部を有し、これら端部のうちの一方は、トレッド要素１２の側面１９ｂと連通状態にあり、他方の端部は、長手方向溝２０と連通状態にある。さらに、特定の実施形態では、例えば、トレッド要素１２ａ内で図１〜図５に示されているように、横方向溝２４並びに任意のサイプ２６は、潜り長手方向溝２０の長さに沿って横方向溝２４及び／又はサイプ２６の長手方向に交互の配列状態又は配列体（即ち、互い違いの配列体）を形成するようトレッド要素１２の中間部分からかかる要素１２の横方向側面１９ｂまで延びている。特定の実施形態では、例えば図示のように、交互配列体は、１本の横方向溝２４及び／又はサイプ２６が全体として溝２０に沿う第１の長手方向位置のところで潜り長手方向溝２０の一方の側からトレッド要素１２の一方の横方向側面１９ｂまで延びるようにすると共に別の横方向溝２４及び／又はサイプ２６が溝２０に沿う第２の長手方向位置のところで潜り長手方向溝２０の他方の側からトレッド要素１２の他方の横方向側面まで延びるようにすることにより提供される。他の実施形態では、かかる横方向溝２４及びサイプ２６の各々も又、これが要素１２の他方の側面まで完全には延びない限り、長手方向溝２０の他方の側に沿って部分的に延びても良いことが想定される。交互配列体及び／又はトレッド要素１２を貫通して横方向に完全には延びない横方向溝２４及び／又は横方向サイプ２６を提供することにより、トレッド要素の剛性を維持することができる（というのは、完全に延びる横方向溝２４及び／又はサイプ２６がトレッド要素剛性を一段と減少させる場合があるからである）。特定の実施形態では、潜り長手方向溝２０の一方の側に沿って互いに間隔を置いて設けられた潜り横方向溝２４相互間の長手方向間隔は、４０〜５０ｍｍである（この間隔は、潜り長手方向溝２０の各側に沿って交互の横方向溝２４の任意のもの相互間の長手方向間隔とは対照的である）。特定の実施形態では、横方向サイプ２６相互間の長手方向間隔は、５〜２０ｍｍである。他の実施形態では、この間隔は、１５ｍｍ未満であるのが良い。他の実施形態では、各横方向溝２４は、存在していても良く又は存在していなくても良い長手方向溝２０からは延びないのが良い。さらに、横方向溝２４は、トレッド要素１２の外面、例えば側面１９ｂまで延びないのが良く、これとは異なり、トレッド要素１２内に位置したままであるのが良い。

この実施形態では、各横方向溝２４は、トレッド１０の厚み又は厚さＤ_T内で延びる高さＨ₂₄を有し、かかる横方向溝は、トレッド底部１８よりも（又は、タイヤカーカス又はベルトよりも）深さＤｕ₂₄上のところに配置されている。特定の実施形態では、距離Ｄｕ₂₄は、２ｍｍを超えるのが良く、他の実施形態では、３．５ｍｍを超えるのが良い。一実施形態では、Ｄｕ₂₄は、Ｄｕ₁₄の１／２以上である。距離Ｈ₂₄は、任意所望の長さであって良い。特定の実施形態では、高さＨ₂₄は、Ｄｏ₂₄の２０％以上であるのが良い。他の実施形態では、Ｈ₂₄は、２ｍｍ以上である。高さＨ₂₄は又、距離Ｄｏ₂₄の４００％、特定の実施形態ではＤｏ₂₄の２００％に等しく、更に別の実施形態ではＤｏ₂₄の１００％に等しい最大距離にわたって延びるのが良い。任意の横方向溝２４に関し、深さＤｏ₂₄及びＤｕ₂₄は、かかる溝２４の長さに沿って様々であって良く且つ／或いはトレッド１０内に設けられた他の溝２０，２４の深さとは異なっていても良い。同様に、任意の溝２４に関し、溝高さＨ₂₄は、溝２４の長さに沿って様々であって良く且つ／或いは他の溝２０，２４の高さとは異なっていても良い。したがって、長手方向溝２０及び横方向溝２４は、トレッド１０内で互いに異なる深さのところで働くことができ、従って、可変及び／又は互いに異なるトレッド摩耗ステージを形成することができる。

図１〜図５に示されている実施形態では、サイプ２２，２６は、それぞれ、頂面１６と任意の長さ方向溝２０との間及び頂面１６と横方向溝２４との間に延びている。サイプ２２，２６は、一般的に言えば、トレッド１０に設けられたスリットであり、かかるスリットは、トレッドの厚さを貫通して延び、かかるスリットは、側部（各かかるサイプ２２，２６の側部）がずらされ又は違ったやり方で互いに対して変形した場合であっても、各サイプ２２，２６がタイヤフットプリントで走行時に実質的に閉じられたままであることが可能であるようにする幅を有する。サイプ２２，２６は、初期状態１６ａ及び／又は摩耗状態１６ｂにおいて頂面１６に沿ってトラクションエッジを提供することができ、かかるサイプは、中間要素１２ａ又はショルダ要素１２ｂを有する場合のある関連のトレッド要素１２の剛性を減少させることができる。サイプ２２，２６は又、硬化プロセス後にトレッド１０からのモールド要素の取り出しを可能にするための接近手段となることができる。代表的なモールド要素４０が図６及び図７に示されている。半径方向溝２８（これは、一般に、「サイプ交差溝」と呼ばれる場合がある）が隣り合う対をなしたサイプ２２，２６相互間の交差部のところに配置されるのが良い。半径方向溝２８は、全体としてトレッド１０内で半径方向に延びるが、溝２８は、半径方向に対して傾けられるのが良く、例えば、転動方向に対して傾けられるのが良い。半径方向溝２８は又、幅（又は直径）Ｗ₂₈を有する。特定の実施形態では、幅Ｗ₂₈は、少なくとも、交差サイプ２２の幅Ｗ₂₂及び任意の交差サイプ２６の幅Ｗ₂₆であるのが良い。サイプ２２，２６は、各溝２０，２４から且つ／或いはこれに沿って延びても良く又は延びなくても良い。さらに、サイプ２２，２６は、対応の各トレッド要素１２を横切って完全に又は部分的に延びても良い。半径方向溝２８は、任意の断面形状のものであって良く、かかる断面形状は、例えば、円形又は楕円形であるのが良い。

図示の実施形態では、サイプ２２，２６は、全体として、２つの主要な方向に延びている。具体的に説明すると、サイプ２２は、全体として、主として長手方向及び半径方向に延び、サイプ２６は、全体として、主として横方向及び半径方向に延びている。一実施形態では、サイプ２２は、頂面１６から深さＤｏ₂₀まで半径方向に延び、サイプ２６は、頂面１６から深さＤｏ₂₄まで半径方向に延びている。各サイプ２２，２６は、交互の又はジグザグの経路を辿ってその主要方向のうちの任意の方向に延びて良い。かかる経路は、例えば、曲線状であっても良く、或いは、直線状に段付きであっても良い。図１〜図５に示されている実施形態を参照すると、各サイプ２２，２６は、直線的に段付きの交互の経路を辿って両方の主要方向に延びている。具体的に説明すると、サイプ２２は、全体として、交互の経路を辿って半径方向に延び、この経路は、１つ又は２つ以上の直線半径方向段部２２ａ_radによって形成され、各段部２２ａ_radは、半径方向に延びると共に横方向に延びている。さらに、サイプ２２は、全体として、交互の経路を辿って長手方向に延び、この経路は、１つ又は２つ以上の直線長手方向段部２２ａ_longによって形成され、各段部２２ａ_longは、長手方向に延びると共に横方向に延びている。同様に、サイプ２６は、１つ又は２つ以上の直線半径方向段部２６ａ_rad（各段部２６ａ_radは、半径方向に延びると共に長手方向に延びている）によって形成された交互の経路を辿って半径方向に延びると共に１つ又は２つ以上の直線横方向段部２６ａ_lat（各段部２６ａ_latは、横方向に延びると共に長手方向に延びている）によって形成された交互の経路を辿って横方向に延びている。各段部２２ａ_rad，２２ａ_long，２６ａ_rad，２６ａ_latは、各サイプ２２，２６についてそれぞれ幅Ｗ₂₂，Ｗ₂₆を達成するよう特定の幅又は振幅だけ延びている。各サイプ２２，２６は、その主要方向の各々の方向に交互の経路を辿って延びると、ワッフル状又は桝形サイプ表面が形成される。単一の段部２２ａ_longが図１において各半径方向溝２８相互間に示されているが、１つ又は２つ以上の段部２２ａ_longが各溝２８相互間に延びても良いことが理解される。また、各サイプ２２，２６は、交互の経路又は交互のやり方でその主要方向のうちの一方向にのみ延びても良いことが理解される。

サイプ２２，２６が交互の経路を辿って延びると、交互の経路により、各サイプ２２，２６の側部は、相互にインターロックし、それにより、各サイプ２２，２６に沿って働く剪断力又は他の力に抵抗すると共にかかる力によって促進される相対運動に抵抗することができる。この抵抗性インターロックは、各トレッド要素１２を補剛する傾向がある。剛性の増大は、トレッド要素１２中にかかるサイプ２２，２６が通常存在していることにより失われる剛性の少なくとも一部分を回収することができる。インターロック効果は、各サイプ２２，２６の延長部がその主要方向のうちの各方向において交互の経路を辿って延びる場合に高められる。効果的なインターロックを促進するため、一実施形態では、各サイプ２２，２６の半径方向における交互の経路は、それぞれ、少なくとも２．５個の段部２２ａ_rad，２６ａ_radを有する。他の実施形態では、各半径方向交互の経路は、それぞれ、少なくとも３つの段部２２ａ_rad，２６ａ_radを有する。他の実施形態では、各段部の延びる方向並びに各段部の幅又は振幅は、隣りの段部又は任意のサイプ２２，２６の任意他の段部とは異なっていても良い。特定の実施形態では、各サイプ２２，２６のそれぞれの幅Ｗ₂₂，Ｗ₂₆は、半径方向溝２８の幅Ｗ₂₈を超えないよう寸法決めされるのが良い。したがって、交互の経路を辿って延びるサイプ２２，２６の各主要延長部は、多種多様な形状及び寸法の段部を有することができ且つ／或いは他のサイプ２２，２６の段部とは異なる寸法及び／又は形状の段部を含むことができる。任意他の設計のサイプも又使用でき、かかるサイプは、例えば、一方向にのみ延びる交互の経路又は直線状若しくは弧状であるのが良い経路を利用するのが良い。

図５を参照すると、図１〜図５のトレッド１０が摩耗状態で示されている。具体的に説明すると、図示の実施形態では、タイヤトレッド１０は、長手方向溝２０及び横方向溝２４を有する第２の摩耗ステージを露出させるよう頂面１６ｂまで摩耗状態にある。特定の実施形態では、第２のステージは、トレッドの約５〜２１ｍｍ分が残った状態で露出状態になっているのが良い。例えば、図１〜図５に示された実施形態では、第２の摩耗ステージの露出時に残存しているトレッドは、Ｈ₂₀＋Ｄｕ₂₀及び／又はＨ₂₄＋Ｄｕ₂₄の和によって表されている。特定の実施形態では、トレッド厚さＤ_Tが約２０ｍｍである場合、第２の摩耗層は、トレッドの約１０ｍｍ分が残っている状態で露出状態になる。摩耗及び第２ステージの露出の結果として、先に隠されていた長手方向溝２０及び横方向溝２４は、摩耗状態の頂面１６ｂに沿う表面ボイド及び頂面１６ｂに露出された内部ボイドを増大させるよう今や露出状態にある。これは、フットプリントの接触面比（ＣＳＲ）を潜在的に減少させる（即ち、表面ボイドを増大させる）。トレッド１０の特定の実施形態では、摩耗状態の頂面１６ｂ（即ち、次の摩耗ステージ）と関連したＣＳＲは、先に摩耗した頂面１６ａのＣＳＲの９４％未満であり、この場合、ＣＳＲを定めるために用いられる表面接触ボイドは、見掛けの表面特徴部と関連したボイドを有していない。見掛け上の表面特徴部は、約５ｍｍ未満の深さ、或いは、他の実施形態では、約３ｍｍ未満の深さをもつ特徴部である。見掛け上の表面特徴部は又、長手方向溝１４の高さＨ₁₄の約５〜２０％以下、特定の実施形態では、高さＨ₁₄の約１０％以下の深さをもつものとして定義される場合がある。次に摩耗した頂面１６ｂ又は他の実施形態では次の摩耗ステージと関連したＣＳＲは、先行する頂面１６ａのＣＳＲの７５％を超える。さらに別の実施形態では、頂面１６ｂ又は次の摩耗ステージと関連したＣＳＲは、頂面１６ａ又は先の間もーステージのＣＳＲの９１％である。頂面１６ａは、頂面１６ｂの露出に先立つ摩耗ステージと関連した初期頂面又は先に摩耗した表面であるのが良い。溝２０，２４の露出により、各トレッド要素１２の剛性を減少させるよう各トレッド要素１２が分割され又は各トレッド要素１２内に少なくとも不連続部が提供される。溝２０，２４は又、効果的なトラクションエッジを提供すると共に／或いは踏み面１６ｂに沿うトラクションエッジの量を増大させることができる。

図１〜図５に示されているトレッド設計の利点が図９に示されているグラフ図に例示されている。図９は、全体として、図１〜図５に示された溝２０，２４及びサイプ２２，２６を有するタイヤ（タイヤＡ）とかかる特徴部を備えていない基準タイヤ（タイヤＲＥＦ）のウェット時制動トラクション試験結果を比較している。具体的に説明すると、このグラフ図は、タイヤＲＥＦの測定値に対するタイヤＡのウェット時トラクション測定値を表示しており、各タイヤは、管理された試験条件下における特定の摩耗（バフ磨き）トレッド深さで試験された。特に、各タイヤをスピンドルに取り付けることによって各試験を実施した。スピンドルにより、毎時６４キロメートル（ＫＰＨ）での作動中、一定の垂直荷重を各試験タイヤに加え、それによりタイヤをタイヤフットプリントのところで走行面に押し付けた。走行面は、磨き上げられたコンクリートから成り、かかる走行面上には、約１．５ｍｍの淀んだ水が存在していた。各試験中、制動力（Ｆｘ）を回転中のタイヤに加え、タイヤ／ホイールをロックしてタイヤの回転を止めるまで（即ち、タイヤの回転速度はゼロになるときまで）測定した。フットプリントのところで、タイヤのタイヤ角速度（Ω）がその自由転動角速度（Ω₀）未満になったときにスリップが生じる。スリップ比（ＳＲ）は、一般に、これら２つの速度の差を表しており、スリップ比をＳＲ＝（Ω／Ω₀）−（Ω₀Ω₀）として表すことができる。例えば、タイヤがロック状態になったとき、回転速度は、ゼロであり、スリップ比は、−１である。

試験中、タイヤが制動力に起因してロック状態になるまで特定のタイヤ角速度（スリップ比）についてＭｕ値を計算した。Ｍｕを求めるには制動力を各タイヤに加えられた一定の垂直荷重で除算する。各タイヤについて５％〜４５％の平均Ｍｕ値を用いてタイヤＡ及びタイヤＲＥＦに関するＭｕの値を標準化するのに各々をタイヤＲＥＦに関する平均Ｍｕ値で除算した。したがって、タイヤＲＥＦに関する標準化平均Ｍｕは、１００％であった。図８に示されているように、各試験タイヤに関する標準化平均Ｍｕ値を各試験タイヤの測定トレッド深さに対してプロットし、この場合、プロットされたトレッド深さは、Ｄ_T−Ｄｕ₁₄（即ち、長手方向溝１４の高さＨ₁₄）を表している。他のタイヤＲＥＦ及びタイヤＡを各々、同一トレッド材料（コンパウンド）で形成した。タイヤＡの場合、長手方向溝２０及び横方向溝２４を中間要素１２ａの頂面１６ａよりも１０ｍｍ下のところに位置決めし（即ち、溝深さＤｏ₂₀，Ｄｏ₂₄は、それぞれ、約１０ｍｍに等しかった）、溝２０，２４の各々は、それぞれ、約６．５ｍｍの高さＨ₂₀，Ｈ₂₄を有していた。したがって、深さＤｕ₂₀，Ｄｕ₂₄は各々、約３．５ｍｍに等しかった。最後に、タイヤＡの長手方向溝１４は、初期頂面１６ａから約１５ｍｍ延びていた（即ち、溝高さＨ₁₄は、１５ｍｍに等しかった）。グラフ図に示されているように、タイヤＡの本発明の特徴は、特定の作動条件下において基準タイヤに対して向上したトラクションを達成した。具体的に説明すると、試験結果の示すところによれば、タイヤＡは、１５ｍｍの測定トレッド深さのところでタイヤＲＥＦと比較して約１０％の増大をもたらしている。この改善結果は、約４ｍｍの測定トレッド深さにわたって増大し続け、このトレッド深さのところでは、性能の向上として、タイヤＲＥＦと比較して７０％の改善結果が得られた。本発明に従って溝２０，２４及びサイプ２２，２６を設けたことにより、かかる特徴部を有していないタイヤと比較して改善が達成されるが、改善の程度は、指定された各トレッド内のかかるトレッド特徴部のサイズ、量及び配列状態に応じて様々な場合がある。

トレッド要素１２を備えたトレッド１０を別個独立に形成し、次にこれらを結合して更生タイヤカーカスを形成しても良く、或いは、かかるトレッドをタイヤベルト等と一緒に成形して硬化させ、それにより新品のタイヤを形成しても良い。各トレッド要素１２の特徴部、即ち、長手方向溝２０、横方向溝２４、サイプ２２，２６及び半径方向溝２８をトレッド１０の形成中、任意公知の手段によって形成することができる。サイプ２２，２６の存否にかかわらず、例えば、溝２０，２４を更生タイヤにトレッド底部１８に沿って設けられたモールド要素によって形成することができる。一実施形態では、モールド要素４０を用いると、トレッド要素１２中に溝２０，２４、サイプ２２，２６及び半径方向溝２８のうちの１本又は２本以上を形成することができ、トレッド要素は、更生トレッド又は新品のタイヤに設けられるトレッドを形成するために使用可能である。モールド要素４０をトレッド頂面１６に沿って配置し、トレッド１０を硬化させた後、頂面１６を経てトレッド１０から取り外すのが良い。モールド要素４０を用いると、トレッド１０と関連して上述した任意のトレッド設計例、トレッド特徴部又はトレッド実施形態を形成することができる。

図６及び図７に示されているように、モールド要素４０は、長手方向溝型４２及び横方向溝型４６を有するのが良く、これら型の各々は、それぞれ、上述したようにトレッド１０の頂面１６の接触面の下に長手方向溝２０及び横方向溝２４を形成するために用いられる。モールド要素４０は、長手方向サイプ型４４及び横方向サイプ型４８を更に有するのが良く、これら型の各々は、上述したように、それぞれ１本又は２本以上のサイプ２２，２６を形成するために使用できる。サイプ型４４，４８は、それぞれ、長手方向溝型及び横方向溝型から延びるのが良い。さらに、サイプ型４４，４８は、それぞれの溝型４２，４６と頂面１６の接触面との間に延びるのが良い。各サイプ型４４は、対応のサイプ２２の段部２２ａ_rad，２２ａ_longにそれぞれ対応した段部４４ａ_rad，４４ａ_longを有するのが良い。同様に、各サイプ型４８は、対応のサイプ２６の段部２６ａ_rad，２６ａ_latにそれぞれ対応した段部４８ａ_rad，４８ａ_latを有するのが良い。各型４４，４８の段部は、サイプ２２，２６及び上述したようにこれらのタイヤの段部を達成するよう配置されるのが良い。横方向溝型４６及び／又はサイプ型４８は、図６及び図７に示されているように長手方向溝型４２の横方向側部の各々から延びるのが良く、横方向溝型４６及び／又はサイプ型４８は、図示されているように、長手方向溝型４２に沿って長手方向に交互の配列状態で且つタイヤトレッド１０並びに対応の横方向溝２４及び横方向サイプ２６に関して上述したように長手方向にオフセットされるのが良い。最後に、サイプ交差延長部５０が存在するのが良く、このサイプ交差延長部は、トレッド１０の半径方向又はサイプ交差溝２８を形成するために使用できる。他の実施形態では、延長部５０は、全体的に又は部分的に半径方向以外の方向に延びても良く、かかる方向は、例えば、タイヤ転動方向に関する方向が含まれる。延長部５０は、上述の型４４，４８を取り付け可能な物体となることによって１つ又は２つ以上のサイプ型４４，４８の単純な交差を容易にする。特定の実施形態では、各サイプ型４４，４８のそれぞれの幅Ｗ₄₄，Ｗ₄₈は、半径方向延長部５０の幅Ｗ₅₀以下である。モールド要素４０は、図７及び図８に示されているように、図１〜図５に示された中間トレッド要素１２ａの内部特徴部を形成することができるモールド要素４０を表している。サイプ２２，２６は、モールド要素４０を挿通させることができる開口部を作ることによって、頂面１６又は底面１８を経てモールド要素４０をトレッド１０から取り外しやすくすることができる。モールド要素４０の他の変形例が想到可能である。というのは、溝２０，２４及びサイプ２２，２６から成る網状構造は、任意所望の配列体又は配列状態を構成することができるからであり、かかる配列体は、タイヤトレッド１０に関して上述した配列体又は配列状態を含む。

本発明をその特定の実施形態に関して説明したが、かかる説明は、例示であって、本発明を何ら限定するものではないことが理解されるべきである。したがって、本発明の範囲及び内容は、特許請求の範囲の記載にのみ基づいて定められるべきである。

Claims (14)

1. 多段型タイヤトレッドであって、接触面と、各々が前記タイヤトレッドの互いに異なる深さのところに位置した複数個の摩耗層とを有し、前記トレッドは、
   接触面を備えると共に第１の摩耗層及び第２の摩耗層を含む１つ又は２つ以上のトレッド要素を有し、前記第２の層は、前記第１の層の下に配置され、
   前記トレッド要素の前記第２の摩耗層中で長手方向に延びる潜り長手方向溝を有し、前記潜り長手方向溝は、前記第１の摩耗層の所与の深さの摩耗後に露出状態になり、
   前記第１の摩耗層中で前記接触面と前記潜り長手方向溝との間に延びる長手方向サイプを有し、
   前記トレッド要素の前記第２の摩耗層中で前記潜り長手方向溝から横方向に延びる１本又は２本以上の潜り横方向溝を有し、
   前記第１の摩耗層中で前記接触面と前記１本又は２本以上の潜り横方向溝のうちの１本との間に延びる１本又は２本以上の横方向サイプを有し、
   前記潜り横方向溝のうちの１本又は２本以上は、前記潜り長手方向溝の第１の横方向側部から延び、前記潜り横方向溝のうちの１本又は２本以上は、前記潜り長手方向溝の第２の横方向側部から延び、前記潜り長手方向溝の前記第１の側部から延びる前記１本又は２本以上の潜り横方向溝は、前記潜り横方向溝から成る長手方向に交互の配列体を形成するよう前記潜り長手方向溝の前記第２の側部から延びる前記１本又は２本以上の潜り横方向溝から長手方向にオフセットしている、タイヤトレッド。
2. 前記長手方向サイプは、横方向に交互の経路及び／又は半径方向に交互の経路を辿って長手方向に延びている、請求項１記載のタイヤトレッド。
3. 前記横方向サイプは、長手方向に交互の経路及び／又は半径方向に交互の経路を辿って横方向に延びている、請求項１記載のタイヤトレッド。
4. 前記横方向サイプと前記長手方向サイプとの間の交差部に沿って前記トレッドの厚さを貫通して延びるサイプ交差溝を更に有する、請求項１記載のタイヤトレッド。
5. 前記サイプ交差溝は、幅を有し、該幅は、前記横方向サイプ及び前記長手方向サイプのうちの少なくとも一方の幅に実質的に等しく又はこれよりも大きい、請求項４記載のタイヤトレッド。
6. 前記サイプ交差溝は、半径方向溝である、請求項４記載のタイヤトレッド。
7. 前記１本又は２本以上の潜り横方向溝の各々は、一対の端部を有し、前記端部のうちの一方は、前記トレッド要素の側面と連通状態にあり、前記端部のうちの他方は、前記潜り長手方向溝と連通状態にある、請求項１記載のタイヤトレッド。
8. 前記トレッド要素の厚さ中を横方向に延びる１本又は２本以上の追加の横方向サイプを更に有し、前記１本又は２本以上の追加の横方向サイプの各々は、前記第１の摩耗層中で前記接触面と前記１本又は２本以上の潜り横方向溝のうちの１本との間に延びる前記１本又は２本以上の横方向サイプから前記トレッド要素に沿って長手方向に間隔を置いて配置されている、請求項１記載のタイヤトレッド。
9. 前記１本又は２本以上の潜り横方向溝の各々及び前記１本又は２本以上の追加の横方向サイプの各々は、前記トレッドの厚さを貫通して延びるサイプ交差溝のところで前記長手方向サイプと交差する、請求項８記載のタイヤトレッド。
10. 前記長手方向サイプは、横方向に交互の経路及び半径方向に交互の経路を辿って長手方向に延びている、請求項１記載のタイヤトレッド。
11. 前記横方向サイプは、長手方向に交互の経路及び半径方向に交互の経路を辿って横方向に延びている、請求項１記載のタイヤトレッド。
12. 前記潜り長手方向溝の一方の側に沿った前記１本又は２本以上の潜り横方向溝同士の間隔は、４０〜５０ｍｍである、請求項１記載のタイヤトレッド。
13. 前記横方向サイプの間隔は、５〜２０ｍｍである、請求項１記載のタイヤトレッド。
14. 前記横方向サイプの間隔は、１５ｍｍ未満である、請求項１記載のタイヤトレッド。

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