JP5520292B2 - 改良型切り込みを備えた方向性タイヤトレッド - Google Patents

Description

本発明は、タイヤトレッド、特に切り込みを備えた凸状要素を有するトレッドに関する。

タイヤトレッドは、溝によって境界付けられた凸状要素の複数の接触面によって形成された転動面を有する。これら溝は、このトレッドを備えたタイヤが転動する路面上に存在する水を効果的に排出するのに特に有用である。

濡れた路面上におけるトレッドの性能を高めるため、このトレッドに複数の切り込みを設けることが慣例である。切り込みは、２つの互いに向かい合った材料壁によって境界付けられた空間であり、これら壁は、路面接触パッチを通過する際に、これら壁相互間の接触が可能であるようにするのに十分互いに密接している。一般的に言って、切り込みの幅は、２ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ未満である。これら切り込みは、タイヤの厚さの方向に延びる。

切り込みの作用効果は、これら切り込みが路面上に存在する水の膜を切り裂く追加のエッジを転動面上に形成し、かくして性能の面で有益であるトレッドと路面の接触をもたらすということにある。

また、切り込みそれ自体の存在に関連した剛性の減少を制限するよう互いに相互作用することができる互いに向かい合った壁を備えた切り込みを形成することが慣例である。特に、向かい合った壁の各々に一方の壁の他方の壁に対する運動を制限するように互いに相互作用することができる凸部を形成することが慣例である。

車両に関する通常の作動にあたり、タイヤ及びそれ故にそのトレッドは、トラクション（車両を前方に動かすため）か制動（車両の速度を減少させるため）かのいずれかの力を受ける。トレッドをこれら力に良好に適合させるため、切り込みをタイヤの走行方向に対して優先的な方向に傾斜させることが慣例である。切り込みのこの優先的な傾斜の結果として、トレッドの回転方向があらかじめ定められることになる（トレッド又はトレッドを有するタイヤ上で目に見える手段が、所望の向上結果を得るためにタイヤを絶対に自分の車両に装着しなければならない仕方をユーザに教える）。

国際公開第９４／２１４７８５号パンフレットは、一般的な傾斜を備えていない切り込みを示しており、各切り込みは、転動面に垂直な方向とそれぞれ角度α及び角度βをなす一連のセグメントを有する（これら角度は、符号が逆であり且つ絶対値が異なる）。

また、切り込みを転動面に垂直な方向に対して５°以上且つ４５°以下の角度で傾斜させることが慣例である（これについては、米国特許第５１２７４５５号明細書を参照されたい）。傾斜は、転動面を後縁（この後縁に向かい合った前縁の次に接触パッチに到達するエッジ）に沿って切断する切り込みの壁と転動面のなす角度が９０°未満であるような傾斜である。

使用法の示すところによれば、最初の数キロメートルの使用の際（トレッドの１／３の摩耗が生じる前に）、乾いた路面上における制動によりこの後縁が転動し、この後縁に顕著な摩耗が生じるようにする仕組みに或る程度起因して後縁の局所摩耗が生じる場合がある。この局所摩耗により、最初の数キロメートルの使用中に制動性能が低下する。

国際公開第９４／２１４７８５号パンフレット 米国特許第５１２７４５５号明細書

本発明は、最初の数キロメートルの走行に関するこの問題を解決することができる解決策を開示しようとするものである。本発明は、方向性タイヤトレッド、即ち、回転方向を指示する手段によって示された所定の回転方向を有するトレッドであって、トレッドが走行中、路面に接触するよう設計された転動面を有し、トレッドが互いに向かい合った壁によって境界付けられた複数の切り込みを備え、壁の各々は、まず最初に接触パッチに入るエッジに対応した材料要素の前縁と呼ばれるエッジ及び前縁の次に接触パッチに入るエッジに対応した材料要素の後縁と呼ばれるエッジを形成するよう転動面から出ているようなタイヤを提供する。

トレッドが反時計回りの方向に回転しているとき、各切り込みは、互いに向かい合った壁によって境界付けられていて、切り込みと転動面の交線を通る転動面に垂直な方向と５５°未満の負の平均角度αをなす少なくとも１つのセグメントを有する。

このトレッドは、負の角度αのこのセグメントが相互に対向した第１の面と第２の面によって境界付けられた端部を介して転動面から出ており、端部の第１の面が転動面に垂直な方向と正であり又はゼロ且つ５５°未満の平均角度Ａをなし、端部の第２の面が転動面に垂直な方向と正であり且つ１０°を超える平均角度Ｆをなしていることを特徴とする。

転動面を途切れるようにする切り込みの部分に関するこの構成により、乾いた路面上における制動操作の際の接触圧力の分布状態を制御し、かくして後縁のローリング及び反転を阻止することが可能である。角度Ｆは、制動操作中における後縁に対する接触圧力の分布状態を制御する。この角度は又、後縁の転動を阻止し又は少なくとも制限する。エンジントルクが加えられると、応力を受けるのは後縁である。

前縁の角度Ａの絶対値は、好ましくは、この前縁が雪の上で依然として効果的であるようにするためには２０°未満でなければならない。

同時に、このように、特定の加えられた応力に特有の仕方でロックする可能性をもたらすだけでなく、後縁の局所摩耗を阻止することにより最適性能の可能性をもたらす切り込みによって、トレッドが駆動中である（エンジントルクが加えられている）にせよ制動中（ブレーキトルクが加えられている）であるにせよいずれにせよ、トレッドと路面との間における圧力の分布状態を制御することが可能である。

切り込みの端部は、転動面に直角に測定した高さＨｅを有し、高さＨｅは、切り込みの深さＨの５％〜２０％である。

加うるに、前縁と後縁との摩耗差を制限し、したがって、転動面の全体にわたって一様な摩耗を得るためには、差（Ｆ−Ａ）は、０°以上でなければならない。さらにより好ましくは、この差（Ｆ−Ａ）は、１０°を超え且つ４５°未満である。

切り込みの端部をこのように拡大させる構成は、切り込みが負の平均角度αをなして傾斜した交互に位置する部分及び正の平均角度βをなして傾斜した部分の交互の一続きを有する場合に特に適している。これら角度α，βの絶対値は、同じであるのが良い。これら角度の絶対値は、異なる場合、角度αが５°〜４５°、角度βは４°〜９０°であるのが有利である。

この後者の切り込みの場合、トレッドの幾つかの摩耗レベルにおいて後縁のアンチロール効果の恩恵を受けるようにするためには、角度Ｆの値が角度βの値に等しいことが有利である。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下に行われる説明に示されており、添付の図面は、本発明の内容の或る特定の実施形態を非限定的な例として示している。

本明細書において採用する符号に関する慣例を説明する図である。 本明細書において採用する符号に関する慣例を説明する図である。 本発明の切り込みの第１の形態を示す図であり、この切り込みは角度αをなして傾けられている状態を示す図である。 角度αをなして傾けられたセグメント及び角度βをなして傾けられたセグメントを有する本発明の切り込みの第２の形態を示す図である。 本発明の切り込みの第３の形態を示す図である。

慣例により、検討対象の形態とは無関係に、図全体を通じて同一の要素を示すために同一の参照符号を用いることう決定した。

角度に関する符号の規則：本明細書は、切り込みの角度を定義する仕方を定めており、転動面は、図面の下部のところに位置し、タイヤの走行方向は、図面の右側から左側であり、方向は、この転動面を垂線をこの方向に動かす回転が半時計回りに（図１Ａに示されている）この垂線に対して正の角度のものであると呼ばれる。

これとは対照的に、方向は、この垂線をこの方向に動かす回転が時計回りである場合（図１Ｂ参照）負の角度をなす。

図２は、本発明に従ってトレッドに形成された切り込み１を転動面に垂直であり且つ走行方向を含む切断平面で見た断面で示している。

この図２は、溝３１によって境界付けられたゴムブロック３を断面で示している。このブロック３は、初期状態において（即ち、新品のトレッド上に）転動面の垂線と平均角度αをなして傾けられた切り込み１によって中断された転動面３０を有している。この角度は、この場合、負であり、２０°の絶対値を有する。

切り込み１は、０．４ｍｍの平均距離にわたり互いに向かい合った２つの平らな壁１１，１２によって境界付けられており、これら壁１１，１２は、互いにほぼ平行である。

走行方向は、矢印Ｖ（図面の右側から左側に向いている）によって示され、タイヤの回転方向は、矢印Ｒ（反時計回りの方向）によって示されている。

切り込みの壁の傾斜角αは、切り込みの最も外側の部分（これは、転動面に最も近くに位置する部分を意味している）が切り込みの半径方向内側端部の前方に向くようなものである（走行方向における「〜の前方」は、矢印Ｖで示されている）。

深さＨ（転動面に垂直に測定されている）のこの切り込み１は、２つの端部、即ち、第１の又は半径方向内側端部及び切り込みの拡大部２によって形成された第２の又は半径方向外側端部を有している。

高さＨｅ（転動面３０に直角に測定されている）のこの拡大部２は、第１の壁２１及び第２の壁２２によって境界付けられている。これら２つの壁は、断面平面で見て、符号が切り込み１の傾斜角をαとは逆の傾斜角を有している。

拡大部２の第１の壁２１は、切り込みの壁１１の連続部であり、転動面３０を前縁角Ａａと呼ばれるエッジのところで切断している。拡大部２の第２の壁２２は、切り込みの壁１２の続きをなしていて、転動面３０を後縁（Ａｆ）と呼ばれているエッジのところで切断している。

第１の壁２１と転動面３０の垂線のなす角度Ａは、正であり且つ９０°未満である。与えられているこの例では、この角度Ａは、１０°である。

第２の壁２２と転動面３０の垂線とのなす角度Ｆは、正であり且つ３０°に等しい。

角度Ａと角度Ｆの差は、２０°である。

図３は、トレッドの共通ブロック３の転動面３０を途切れるようにする拡大部２を備えた切り込み１が各々、角度αをなして傾斜した一連の切り込みセグメント１０１及び角度βをなして傾斜した切り込みセグメント１０２によって形成されている本発明の別の形態を示している。これら角度α，βは、互いに符号が逆のものである（この場合、角度αは、負であり、角度βは、正である）。切り込みの平均幅は、全てのセグメント１０１，１０２においてほぼ一定である。端部のところの応力集中を減少させるため、各切り込みは、直径が切り込みの平均幅よりも大きい部分円形部分１２０でトレッド内において終端している。

図示の切り込みは、転動面３０を前縁Ａａのところで切断した側方面（先導面）３３１及び転動面３０を後縁Ａｆのところで切断した側方面（後続面）３３２を有するゴム要素３３を隔離している。

図３の断面平面で見て、これら２つの側方面３３１，３３２は、角度α（−２５°）をなして傾斜した一連の線分及び角度β（＋８０°）をなして傾斜した線分で形成された同一の輪郭形状を有している。

これら輪郭形状は、新たな条件において転動面３０を備えたゴムの箇所３３０と転動面の近くの切り込みの拡大部２の両方を形成するように先導面３３１がトレッドの外部に向かって図面の平面を正の角度Ａ（２０°）の傾斜線分で切断した部分２１で終端し、後続面３３２が図面の平面を絶対値で言って対向した面の角度よりも大きな正の角度Ｆの傾斜線分で切断する部分２２で終端している点において互いに区別される。ゴムのこの箇所は、加速において特に有効である。各切り込み１は、トレッド内において、端のところの応力集中を回避するよう拡大部分１２０で終端している。

図４に示された本発明の切り込みの第３の形態では、切り込み１は、傾斜角αの多数の切り込みセグメント１０１を有している。新たな条件における転動面３０の最も近くに位置するセグメント１０１は、角度Ａをなす壁２１及びこれに向かい合っていて角度Ｆをなす壁２２によって境界付けられた拡大端部２で終端している。傾斜角αの２つのセグメント１０１相互間には、本質的に端部２の形状を再現する中間部分１０３が設けられている。各中間部分は、角度β１をなす面及びこれに向かい合った角度β２をなす面によって境界付けられている。角度β１は、正であり且つ２０°未満である（図示の非限定的な場合では、この角度は、角度Ａにほぼ等しい）。角度β２は、正であり且つ角度β１よりも大きい（図示の非限定的な場合では、この角度は、角度Ｆにほぼ等しい）。この種の切り込みの利点は、トレッドが摩耗するにつれて初期条件の形態が互いに異なる段階で再び作られていることにある。この形態では、前方の方向は、図４において矢印Ｖによって示され、回転方向は、矢印Ｒで示されている。

図示されていない形態では、本発明の切り込みは、互いに対する壁（特に、平均傾斜角αの部分に関して）の互いに対する運動を阻止する手段を有する。これら阻止手段は、例えば、この平均方向回りの振幅の低い複数の波形部によって形成されるのが良い。

本発明の形態のうちの幾つかを図示すると共に説明したが、本発明をこれら形態にのみ限定することは、本出願人の意図ではない。例えば、説明した形態の全てに関し、拡大部を画定する壁は、平らな幾何学的形状のものであるが、当業者が拡大部のこれら壁について平坦ではない形状を採用することを阻止する理由は存在しない。

Claims (7)

1. 方向性タイヤトレッド、即ち、回転方向（Ｒ）を指示する手段によって示された所定の回転方向を有するトレッドであって、前記トレッドが走行中、路面に接触するよう設計された転動面（３０）を有し、前記トレッドが互いに向かい合った壁（１１，１２）によって境界付けられた複数の切り込み（１）を備え、前記壁の各々は、まず最初に接触パッチに入るエッジに対応した材料要素の前縁（Ａａ）と呼ばれるエッジ及び前記前縁の次に前記接触パッチに入るエッジに対応した前記材料要素の後縁（Ａｆ）と呼ばれるエッジを形成するよう前記転動面（３０）から出ており、前記転動面（３０）に垂直に測定した高さＨの各切り込み（１）が互いに向かい合った壁によって境界付けられていて、前記切り込みと前記転動面の交線を通る前記転動面に垂直な方向と絶対値が５５°未満の負の平均角度αをなす少なくとも１つのセグメント（１１，１０１）を有する、トレッドにおいて、 負の角度αの前記セグメント（１１，１０１）は、互いに対向した第１の面（２１）と第２の面（２２）によって境界付けられた端部（２）を介して前記転動面（３０）から出ており、
   ・前記端部（２）の前記第１の面（２１）は、前記転動面に垂直な方向と０°、又は正であり且つ５５°未満の平均角度Ａをなし、
   ・前記端部（２）の前記第２の面（２２）は、前記転動面に垂直な方向と正であり且つ１０°を超える平均角度Ｆをなしており、
   差（Ｆ−Ａ）は、１０°を超え且つ４５°未満である、トレッド。
2. 前記角度Ａは、２０°以下である、請求項１に記載のトレッド。
3. 前記切り込みの前記端部（２）は、前記転動面に直角に測定した高さＨｅを有し、高さＨｅは、前記切り込みの深さＨの５％〜２０％である、請求項１または２に記載のトレッド。
4. 各切り込み（１）は、負の平均角度αをなして傾斜した部分（１０１）と正の平均角度βをなして傾斜した部分（１０２）の一続きを有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のトレッド。
5. 前記角度Ｆは、値が前記角度βに等しい、請求項４記載のトレッド。
6. 各切り込みは、負の平均角度αをなして傾斜した複数の切り込み部分（１０１）を有し、前記切り込み部分の各々は、平均角度β１，β２の互いに平行ではない面によって境界付けられた中間部分（１０３）により次の切り込み部分に連結されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のトレッド。
7. 前記角度β１は、前記切り込みの前記端部の前記角度Ａに等しく、前記角度β２は、前記切り込みの前記端部の前記角度Ｆに等しい、請求項６記載のトレッド。

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