JP5285762B2 - タイヤのトレッドパターン - Google Patents

Description

本発明は、重量物を運搬する車両、例えばヘビーグッズビークル（heavy goods vehicle）用のタイヤのトレッドに関し、特に、このトレッドの摩耗の均一性を向上させる手段に関する。

公知のように、重量物運搬車両用タイヤトレッドは、全体として円周方向又は長手方向の向きの溝を有する（全体的向きは、本明細書においては、これら溝が円周方向に延びるが、真っ直ぐな場合があり又はジグザグの場合があることを意味するものと理解されたい）。トレッドパターンの設計をタイヤが取り付けられるアクスルに応じて区別することが常套的に行われている。重量物運搬車両用タイヤのトレッドは、被動アクスルに用いられる場合、全体として横断方向の向きの複数本の溝を更に備えている（本明細書において、「全体として横断方向の向き」という表現で理解されるべきことは、これら溝の平均方向がタイヤの回転軸線の方向に平行であり又はこの回転軸線とゼロ以外の角度をなす場合があるということである）。

かかるトレッドの円周方向及び横断方向に差し向けられた溝は、少なくともトレッドの中間部分に関し、ゴムコンパウンドのブロックの形態をした一連の凸状要素で形成される「中間列」と呼ばれている少なくとも１つの列を画定し、これらブロックは、これらを画定する溝の深さに等しい平均高さを有する。

各ブロックは、走行中、路面に接触するようになった接触面及び縁コーナを形成するようこの接触面を分割する側面を有する。走行中、最初に路面に接触する縁コーナは、「前縁コーナ」と呼ばれている縁コーナに相当すると共に接触面とブロックの「先導面」と呼ばれている側面との交差により形成され、最後に接触状態から出る縁コーナは、接触面と「後続面」と呼ばれる側面の交差により形成された「後縁コーナ」と呼ばれている。

また、或る特定の走行条件下において、中間列のブロックの後縁コーナは、同一ブロックの前縁コーナよりも著しく大きな摩耗を受ける（これにより「のこ歯」状摩耗と呼ばれる不均一な摩耗現象が生じる）ことが知られている。

先行技術において、この問題の解決策が提案され、かかる解決策としては、米国特許第５１２７４５５号明細書に記載された解決策が挙げられる。この特許文献は、先導面を後続面の傾斜角よりも大きな角度だけ傾斜させ、先導面と後続面とのなす角度を少なくとも１５°、せいぜい２５°に制限することを推奨している。上記において、かかる面の角度を回転軸線に垂直な断面平面において走行面の垂線に対して測定し、先導面と後続面を、ブロックの幅を深さにつれて増大させるよう傾ける（従って、２つのブロック相互間の溝の幅は、トレッドが摩耗するにつれて減少する）。米国特許第５１２７４５５号明細書において推奨される構成は、このトレッドに単一の走行方向を与え、この単一の走行方向は、かかる走行方向を指示し、かくしてこの傾斜角の差に基づく利益全体を実現することができるようタイヤが正しい方向で車両に取り付けられるようにする可視手段を用いてトレッドそれ自体又はトレッドを備えたタイヤ上に示される。

さらに、濡れた路面に対する良好なグリップを達成するために、各ブロックは、少なくとも１つの切り込み（即ち、対向した面の平均離隔距離が１ｍｍ未満である切れ目）を備えるのが良い。この場合、切り込みを備えた核ブロック上には、２つの追加の縁コーナが形成され、これら縁コーナは、雨天において路面上に存在する水の膜に切り込むのに有用である。

米国特許第５１２７４５５号明細書

しかしながら、米国特許第５１２７４５５号明細書において提案されているように少なくとも１つの切り込みとブロックを組み合わせることは、推定される利益のうちの幾分かがトレッドの中間列のブロックへの切り込みの形成によって失われる場合があるほどかかる中間列のブロックの摩耗速度に相当な悪影響を及ぼす場合のあることが判明した。

本発明の目的は、重量物運搬車両の被動アクスルに取り付けられるようになったタイヤの半径方向最も外側の部分を形成するようになっており、グリップの面で満足のいく性能を達成すると同時に中間列のブロックの可能な限り最も均一の摩耗（即ち、中間列の各ブロックの接触面全体にわたって均一に分布された摩耗）を生じさせるトレッドを提案することにある。

本発明は、タイヤのトレッドであって、全体として円周方向の向きの少なくとも２つの溝及びブロックの少なくとも１つの中間列及びトレッドを軸方向及び横断方向に画定する縁部列を画定する全体として横断方向の向きの複数本の溝を有するトレッドを提案する。

中間列の各ブロックは、側面及び縁コーナを形成するよう側面と交差する接触面を有し、走行中、最初に路面に接触する縁コーナは、接触面とブロックの先導面と呼ばれている側面との交差により形成される前縁コーナに相当し、最後に接触状態から出る縁コーナは、接触面と後続面と呼ばれる側面の交差により形成される後縁コーナと呼ばれている。

先導面は、中間列のブロック上で、前縁コーナを通る接触面の垂線と０°よりも大きい平均角度αＡをなし、後続面は、後縁コーナを通る接触面の垂線と０°よりも大きい平均角度αＦをなし、先導面の角度αＡは、後続面の角度αＦよりも大きく、同一ブロックの先導面と後続面は、走行面からトレッドの内部に向かって互いに末広がりに広がるよう差し向けられている。

少なくとも１つの中間列の各ブロックは、少なくとも、ブロックを画定する横断方向溝の深さに等しい深さにわたり、ブロックの厚み中に延びる切り込みを有し、切り込みは、互いに対向した面によって画定され、対向した面は、少なくとも１つの方向における対向した面のうちの一方の他方の面に対する相対運動を制止する制止手段を備え、切り込みは、ブロックの接触面を新品状態では表面積が互いに実質的に等しい２つの部分に分割している。「実質的に等しい」という表現は、これら表面積が互いに等しい又はこれらの差異が１％以下であることを意味している。

このトレッドは、次の特徴を有する。

−切り込みは、先導面の角度αＡと同一方向に接触面に垂直に測定して平均角度βだけ傾けられ、
−先導面と切り込みとの間に含まれる材料の体積は、後続面とその切り込みとの間に含まれる材料の体積よりも少ない。

手段のこの組み合わせにより、走行中における路面との接触スイープ（sweep）により、驚くべきことに、ブロックの前側部分（先導面と切り込みとの間のブロックの部分）と後側部分（切り込みと後続面との間のブロックの部分）との間における荷重の分布を達成することができ、かかる荷重分布により、接触面全体にわたる摩耗の一様且つ均一な分布が促進されると同時に、グリップに有益な追加の縁コーナが得られる。

凹凸要素（ブロック又はチャネル）の各切り込みに関し、凹凸要素の接触面との交差が線を定める平均平面が定められる。切り込みの平均平面は、数値演算によって得られ、かかる数値演算では、この切り込みを画定する材料の壁上における点の幾何学的位置を記録すると、２つの方向に、即ち、トレッドの厚みの方向と厚み方向に垂直な方向に線形回帰を実施する。

好ましくは、切り込みの角度βは、０°を超え、３０°未満である。先導面の角度αＡは、４５°未満である。

好ましくは、先導面と切り込みとの間に含まれる材料の体積と、後続面と切り込みとの間に含まれる材料の体積との差は、大きい方の体積の少なくとも１％に等しい。好ましくは、先導面と切り込みとの間に含まれる材料の体積と、後続面と切り込みとの間に含まれる材料の体積との差は、大きい方の体積のせいぜい１５％に等しい。

有利な実施形態では、本発明のトレッドは、複数個のブロックを備え、このトレッドは、切り込みと前縁との間又は切り込みと後縁との間に位置するブロックの体積部分のうちの少なくとも１つにわたり、少なくとも１つの止まり長手方向直線状キャビティ（切り込み又はウェル若しくは穴）、即ち、ブロックの接触面上にのみ開口するキャビティを備えている。有利には、これら止まり長手方向直線状キャビティは、傾斜切り込みの深さに等しい又はこれとほぼ同じ深さを有し、かかる止まり長手方向直線状キャビティはこれら自体、トレッド表面の垂線に対して０°以外の平均角度だけ傾けられ、この角度は、ブロックの先導面の角度と同一方向に向き且つせいぜい先導面のなす角度に等しい。

本発明は又、指向性（directional ）タイヤ、即ち、車両が前方に動いているときに所与の方向に曲がるために正確な仕方で重量物運搬車両に取り付けられなければならないタイヤに関する。このタイヤは、上述したトレッドを備えると共にこのタイヤの好ましい回転方向を指示する可視手段（標識又はマーク）を更に有する。この標識又はマークは、タイヤのサイドウォール部中に成形され又はトレッドそれ自体の側方部分に成形される少なくとも１つの矢印の形態を採用するのが良い。

本発明の別の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下に行われる説明から明らかになり、添付の図面は、本発明の内容の幾つかの実施形態を非限定的な例として示している。

本発明のトレッドの一部分のトレッド表面の図である。 図１に示されているトレッドのブロックの列の一部の断面図である。 本発明のトレッドの別の実施形態を示す図である。 図３に示されている実施形態の部分図である。 止まり長手方向直線状キャビティを更に備えたトレッドの実施形態を示す図である。 図５に示されているトレッドの断面図である。

本願の図全体において、同一の参照符号は、図示の種々の実施形態における同一構造の要素を示すために用いられている。

図１は、本発明のトレッド１のトレッド表面の図である。この図１では、予想される結果を達成するために観察されなければならないかかるトレッドを備えたタイヤの回転方向が示されており、この回転方向は、図中、矢印Ｒで指示されている。このトレッドは、円周方向に差し向けられ、このトレッドをトレッドの軸方向外部に位置する２つの縁部５１と中間部４に分割する４本の真っ直ぐな溝２を備えている。中間部４は、ブロック６の３つの列を有し、これらブロック列は、円周方向溝と軸方向（即ち、図中、ＸＸ′として示された回転軸線の方向）に平行に延びる数本の横断方向溝３の両方によって画定される。

縁部５１，５２は、切り込みを備えていない円周方向リブである。

各ブロック６は、側面及び接触面６０を有し、接触面は、図１の平面に実質的に平行である。トレッドの凸状要素の接触面は、互いに一緒になって、トレッド１のトレッド表面１０を形成し、このトレッド表面は、走行中、路面に接触するようになっている。

各ブロック６の接触面６０は、４つの縁コーナにより画定される。これら縁コーナは、接触面６０と側面の各々との間の交線である。走行中（矢印Ｒによって指示されている回転方向における走行中）、最初に路面に接触する縁コーナは、前縁コーナＡと呼ばれ、最後に接触状態から出る同一ブロックの縁コーナは、後縁コーナＦと呼ばれている。

前縁コーナＡに沿って接触面６０と交差する側面は、先導面６１に相当し、この先導面と回転軸線に垂直な平面との交線が図２に示されている。後縁コーナＦに沿って接触面６０と交差する側面は、後続面６２に相当し、この先導面と回転軸線に垂直な平面との交線が図２に示されている。

図１に示されているトレッド（断面は、図１のＩＩ−ＩＩ上に位置している）の中間列のブロックを通る横断方向軸線ＸＸ′に垂直な平面の断面図である図２では、軸線ＸＸ′に実質的に平行に差し向けられた溝を画定する先導面６１と後続面６２の交線を作ることができる。ブロック６の接触面６０の交線は、前縁コーナＡの交線及び後縁コーナＦの交線で終わり、回転方向（矢印Ｒで示されている）は、後縁コーナから前縁コーナまで延びる方向によって与えられている。

先導面６１は、真っ直ぐな線ＴＡに沿って図２の平面と交差し、この真っ直ぐな線ＴＡは、前縁コーナＡと図２の断面平面の交点を通る接触面６０の垂線Ｐ１と角度αＡをなしている。後続面６２は、真っ直ぐな線ＴＦに沿って図２の平面と交差し、この真っ直ぐな線ＴＦは、後縁コーナＦと図２の断面平面の交点を通る接触面６０の垂線Ｐ２と角度αＦをなしている。角度αＡ及び角度αＦは、横断方向溝の平均幅が深さにつれて減少するようなものである（先導面及び後続面は、トレッド表面の溝の中間部を通る垂線Ｐ０まで収斂する傾向を有する（先導面は、後続面よりも迅速に収斂する））。

角度αＡは、この場合、１２°に等しい。

角度αＦは、この場合、５°である。

横断方向溝は、平均深さＨを有する。

トレッドの中間部４のブロック列に属する各ブロックは、図１に見える平均線７０に沿って接触面６０を横切る単一の切り込み７を備え、この平均線７０は、新品状態のトレッド上では真っ直ぐであり、軸線ＸＸ′に平行である。この平均線７０は、接触面を表面積が互いに等しい２つの部分に分割するよう接触面を横切っている。

さらに、切り込み７は、先導面の角度αＡと同一方向に接触面に垂直に測定して平均角度βだけ傾けられている。本明細書において「同一方向」という表現は、トレッドの内部に向かって最も遠くに位置する切り込み７の箇所が後続面の箇所から末広がりに広がる傾向を持つということを意味している。

切り込み７の傾斜角（この例では、１０°に等しい）及び先導面の傾斜角（この場合、１２°に等しい）は、これらがこれらの間にこの同一の切欠きが同一ブロックの後続面と協働して定める材料の体積ＶＦよりも少ない材料の体積ＶＡを定めるように決定される。これら２つの体積相互間の差（ＶＦ−ＶＡ）はこの場合、大きい方の体積の６．５％に等しい。

この場合、これら体積ＶＦ，ＶＡは、接触面（ブロックの接触面６０に接する湾曲面Ｓによって境界づけられる）と表面Ｓに実質的に平行であり且つ切り込み７の底部を通る湾曲面Ｓ′との間で測定される。

図３及び図４に示されている本発明のトレッドの変形実施形態では、トレッドは、非長方形のブロックの４つの列（互いに異なる向きの６つの縁コーナが各ブロックの接触面を画定する）で形成された中間部を有する。これらブロックは、非直線状の（この場合、ジグザグの）円周方向溝及び斜めであり、即ち、横断方向と０°以外の角度δ（この場合、１１°に等しい）をなす横断方向溝によって画定されている。図示していない他の変形例では、この角度δは、前縁コーナ及び後縁コーナの角度とは異なる角度に選択されても良い。

図３は、設定された走行方向を有し、可視手段によりトレッド上に指示されている場合のあるトレッド１のトレッド表面の図である（この方向は、図３において矢印Ｒによって指示されている）。

このトレッドは、円周方向に差し向けられ、トレッドをトレッドの外側に軸方向に位置した２つの縁部５１，５２及び中間部４に分割する５本の直線状溝２を備えている。中間部４は、円周方向溝と軸方向（方向ＹＹ′によって具体化されている）と角度δをなす横断方向溝３の両方により画定されたブロック６の４つの列を有し、この角度δは、この場合、１１°に等しい。トレッドの設計の全体的構成は、この場合のように差し向けられており、即ち、中間部４の半分の横断方向溝の角度δは、同一の中間部４のもう半分の横断方向溝の角度δと符号が逆である。

各ブロック６は、側面及び接触面６０を有し、接触面６０は、図１に見える唯一の面である。トレッドの凸状要素の接触面の全ては、一緒になって、走行中、路面に接触するようになったトレッド１のトレッド表面１０を形成する。

縁部の列を除き、トレッドの列の全てに属する各ブロック６の接触面６０は、この接触面上に開口する切り込みによって、表面積が互いに等しい２つの部分に分割されている。接触面上の切り込みの平均線７０は、前縁コーナ及び後縁コーナに実質的に平行な平均プロフィールを辿り、従って、この線７０は、軸方向ＹＹ′と角度δに等しい１１°の角度をなしている。

好ましくは、一ブロックの接触面上における切り込みの線の方向は、このブロックを画定する横断方向溝の平均方向のなす角度の２等分線に平行である。

中間部の１つの列の２つのブロック６の部分図である図４は、先導面６１及び後続面６２がそれぞれ、前縁コーナ及び後縁コーナをそれぞれ通る接触面に垂直な平面に対して１０°に等しい角度αＡ及び２°に等しい角度αＦだけ傾けられている。角度αＡ，αＦは、同一の横断方向溝３を画定する面が両方共、トレッドの深さに向かう方向において中央位置に向かって収斂するようなものである。

中間部４の列の各ブロック６は、接触面に垂直であり且つ接触面６０上の切り込みの平均線７０を通る平面に対して深さ方向において平均角度βだけ傾けられた単一の切り込み７を備え、この切り込み７は、トレッドの内部に向かって最も遠くに位置する切り込みの箇所が、この切り込み７が後続面６２と協働して定めるブロック体積よりも少ないブロック体積を先導面６１と協働して定めるよう後続面の箇所から次第に大きく末広がりに広がる傾向を有するよう差し向けられている。

切り込み７は、全体として平べったく、かかる切り込みは、接触面に垂直であり切欠きと接触面の交線に沿う平面Ｐ３と平均角度βをなす線Ｔ（切り込みの線は、切り込みの平均平面とブロックの接触面との交線に一致している）に沿って各ブロックの側面と交差する。この角度は、この場合、６°に等しい。この切り込みは、約０．４ｍｍ離隔した材料の対向した壁によって画定される。

切り込み７を画定する壁は、これらの壁が走行中、路面に接触するときに一方の壁の他方の壁に対する相対運動を減少させ又は実際にはゼロにするために互いに相互作用する制止手段７１を備えており、相対運動という表現は、本明細書においては、制止手段が２つの方向、即ち、トレッドの厚みの方向とこの方向に垂直な方向の両方向において一方の壁の他方の壁に対する運動を制止するのに有効であることを意味しており、この垂直方向は、切り込みの平均平面内に含まれる。

中心がブロックの接触面上に位置する切り込みは、先導面の傾斜と組み合わさって、これが同一の切り込み及び後続面により定められる体積ＶＦよりも少ない体積ＶＡを定めるようなものである。この場合、これら体積は、接触面（湾曲した表面Ｓにより境界づけられる）と表面Ｓに平行であり且つ切り込みの底部を通る湾曲した表面Ｓ′との間で測定される。

この変形例では、切り込み７にも又、その全長にわたって、切り込みの平均幅よりも大きい幅の部分７２が設けられ、この広幅部分７２は、その端がブロック６の側面上に開口し、この広幅部分は、実質的に長円形断面のものであり、その平均幅は、４ｍｍ、その平均長さは８ｍｍである（この部分は、体積ＶＡ，ＶＦの評価には含まれていない）。体積ＶＡは、この場合、体積ＶＦの９８％に等しい。

この変形例に示されているように、トレッドの縁部５１，５２のブロックには、切り込みが全く設けられていない。

斜視図（図５）及びトレッドが装着されるよう設計されているタイヤの回転軸線に垂直な平面の断面図（図６）に示された別の変形例では、楕円形断面の２つの止まり長手方向直線状キャビティ８０が図３に示されているトレッド及び本発明の傾斜切り込み７を有するブロックの全てに追加されている。

これら止まり長手方向直線状キャビティ８０は、切り込みと先導面６１との間に位置するブロックの部分に設けられており、２つの止まり長手方向直線状キャビティ８０は、楕円形断面のものである。これら止まり長手方向直線状キャビティ８０は、ブロックの接触面上にのみ開口し、ブロックの側面上には開口しておらず、これらキャビティは、傾斜切り込み７の深さに等しい又はほぼ等しい深さを有し、これらキャビティはこれら自体、トレッド表面の垂線に対して０°以外の平均角度εだけ傾けられており、この角度εは、ブロックの先導面の角度αＡと同一方向において、この場合、先導面のなす角度αＡと同一である。これら追加のキャビティは、ブロックの圧縮強さ及び剪断強さにそれほど悪影響を及ぼさないで、接触面上に追加の縁コーナを生じさせる。さらに、先導面の方向及び切り込みの方向と同一方向であるよう選択されているこれらキャビティの傾斜も又、摩耗の観点において好ましい。

当然のことながら、本発明は、図示すると共に説明した例には限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく、かかる例の種々の改造を行うことができる。

Claims (9)

1. タイヤトレッド（１）であって、全体として円周方向の向きの少なくとも２つの溝（２）及びブロック（６）の少なくとも１つの中間列（４）及び前記トレッドを横断方向に画定する縁部列（５１）を画定する全体として横断方向の向きの複数本の溝（３）を有し、
   前記中間列（４）の各ブロック（６）は、側面及び縁コーナを形成するよう前記側面と交差する接触面（６０）を有し、走行中、最初に路面に接触する前記縁コーナは、前記接触面（６０）と前記ブロックの先導面（６１）と呼ばれている側面との交差により形成される前縁コーナに相当し、最後に接触状態から出る前記縁コーナは、前記接触面（６０）と後続面（６２）と呼ばれる側面の交差により形成される後縁コーナと呼ばれており、
   前記先導面（６１）は、前記中間列（４）の前記ブロック上で、前記前縁コーナを通る前記接触面（６０）の垂線と０°よりも大きい平均角度αＡをなし、前記後続面（６２）は、前記後縁コーナを通る前記接触面（６０）の垂線と０°よりも大きい平均角度αＦをなし、前記先導面（６１）の角度αＡは、前記後続面の角度αＦよりも大きく、同一ブロックの前記先導面と前記後続面は、前記走行面から前記トレッドの内部に向かって互いに末広がりに広がるよう差し向けられており、
   少なくとも１つの中間列（４）の各ブロック（６）は、少なくとも、前記ブロックを画定する前記横断方向溝（３）の深さ（Ｈ）に等しい深さにわたり、前記ブロックの厚み中に延びる切り込み（７）を有し、前記切り込み（７）は、互いに対向した面によって画定され、前記対向した面は、少なくとも１つの方向における前記対向した面のうちの一方の他方の面に対する相対運動を制止する制止手段（７１）を備え、前記切り込み（７）は、前記ブロックの前記接触面（６０）を表面積が互いに実質的に等しい２つの部分に分割している、タイヤトレッドにおいて、
   −前記切り込み（７）は、前記先導面（６１）の角度αＡと同一方向に前記接触面（６０）に垂直に測定して平均角度βだけ傾けられ、
   −前記先導面（６１）と前記切り込み（７）との間に含まれる材料の体積は、前記後続面（６２）と該切り込み（７）との間に含まれる材料の体積よりも少ない、タイヤトレッド。
2. 前記先導面と前記切り込みとの間に含まれる材料の体積と、前記後続面と前記切り込みとの間に含まれる材料の体積との差は、大きい方の体積の少なくとも１％に等しい、請求項１記載のタイヤトレッド。
3. 前記先導面と前記切り込みとの間に含まれる材料の体積と、前記後続面と前記切り込みとの間に含まれる材料の体積との差は、大きい方の体積のせいぜい１５％に等しい、請求項１又は２記載のタイヤトレッド。
4. 前記切り込みは、前記横断方向及び前記トレッドの前記厚みの方向における制止を行う制止手段（７１）を備えている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤトレッド。
5. 前記切り込み（７）にはその全長にわたって、前記切り込みの平均幅よりも大きい幅の部分（７２）が設けられ、前記広幅部分（７２）は、その端が前記ブロックの側面上に開口している、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤトレッド。
6. 所与のブロックの前記接触面上における前記切り込みの線の方向は、前記ブロックを画定する前記横断方向溝の方向のなす角度の２等分線に平行である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤトレッド。
7. 前記トレッドの前記縁部のところのトレッドパターン要素は、切り込みを備えていない、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤトレッド。
8. 少なくとも、前記ブロックの各々の前記切り込みと前縁との間又は前記切り込みと後縁との間に位置する部分は、複数個のブロックにわたり、少なくとも１つの止まり長手方向直線状キャビティ（８０）を備え、各止まり長手方向直線状キャビティは、前記トレッド表面の垂線に対して０°以外の平均角度εだけ傾けられ、角度εは、前記ブロックの前記先導面の角度αＡと同一方向に向き且つせいぜい前記先導面の角度αＡに等しい、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤトレッド。
9. 請求項１〜８のうちいずれか一に記載のトレッドを備えたタイヤであって、好ましい回転方向（Ｒ）を指示する可視手段を有する、タイヤ。

Images