JP6149032B2 - 内部空間を持つ溝を有するタイヤトレッド - Google Patents

Description

本発明は、トレッドの剛性を不必要に損なうことなく、トレッドの摩耗の種々の段階にわたって雨天および積雪時のトラクションを向上した新規の溝構造を持つトレッドを有するタイヤに関するものである。

乗用車または営業車での標準的な使用の間、タイヤは、使用する地理的位置次第で、雨天および／または積雪状況に直面することがある。それゆえに、そのような状況下でもトラクションを向上する目的で、タイヤには種々の特徴が頻繁に与えられてきた。例として、積雪時のトラクションを改善し、かつ流体の貯留および排出をもたらして雨天時のトラクションを改善するために、溝は、縁を作って提供されることがある。

不運にも、雨天および積雪時のトラクションを改善するための種々の特徴の追加は、タイヤ性能の他の側面に悪影響を及ぼすことがある。例として、溝の追加によってトレッドの剛性が低減することがある。そのような剛性の低減は、たとえば、耐摩耗性、転がり抵抗および他の特性に望ましくない影響を与えることがある。

それゆえに、雨天および積雪時のトラクションを改善するためのトレッドを有するタイヤが有用となるであろう。そのような改善したトラクションを、そのトレッドの寿命にわたって提供できるタイヤもまた非常に有用であろう。トレッドの剛性を不必要に損なうことなく、特に、トレッド寿命の初期段階においてそのようなトラクションを提供できるタイヤもまた有益となるであろう。

本発明の態様および利点は、以下の記述においてある程度説明され、その記述から明白であるか、本発明の実践を通じて知ることができる。

例示的な一実施態様において、本発明は、回転軸を有し、横方向および周方向を画定するタイヤを提供する。タイヤは、タイヤの周りを周方向に延在するトレッド部を含む。トレッド部は、横方向に沿って対向する一対の側面、および一対の側面の間を延在する溝を含む少なくとも一つのトレッド特徴部を有する。溝は、半径方向内側部と流体的に接続している半径方向外側部を含む。溝の半径方向外側部は、互いに略平行に延在する一対の平面壁によって画定される。溝の半径方向内側部は、溝の全長に沿って間隙を介して位置する複数の空間を含む。各空間は、ｉ）タイヤの回転軸に向かって移動し、半径方向に沿って拡がる一対の拡がる側壁、およびｉｉ）一対の拡がる側壁に接続するベース壁によって画定される。

別の例示的な実施態様において、本発明は、回転軸を有し、横方向および周方向を画定するタイヤを提供する。タイヤは、タイヤの周りを周方向に延在するトレッド部を含む。トレッド部は少なくとも一つのトレッド特徴部を有し、これは、トレッド特徴部の横方向に対向する側面の間を延在する溝を含む。溝は全長を画定し、溝全長の方向に沿って延在する略平行の対向する上部壁によって画定された上部、および対向する底壁によって画定された底部を有する。対向する側壁の少なくとも一つは、半径方向から拡がり、対向する側壁の間に少なくとも一つのキャビティを画定する。底部と上部とは互いに流体的に連絡している。底部は、ｉ）半径方向から拡がり対向する側壁の一つのみによって作られたキャビティと、ｉｉ）半径方向から拡がり対向する側壁の両方によって作られたキャビティと、を溝の全長に沿って互い違いに位置させる。

本発明のこれらのおよび他の特徴、態様および利点は、以下の記述および添付の請求項を参照してより良く理解される。この明細書の一部に組み込まれ、それを構成する添付の図面は、この記述と共に本発明の実施態様を例証し、本発明の原理の説明に役立つ。

その最良の形態を含む本発明の完全なおよび可能な開示は、当業者を対象にし、以下の添付図面を参照して本明細書内で説明される。

本発明と共に用いることができる、タイヤにおける例示的なトレッド部を示す部分斜視図である。示す特定の配置構造に関する外観は単なる例として提供される。 本発明と共に用いることができる例示的なトレッド特徴部、この例では、リブを示す部分斜視図である。本発明の溝の例示的な実施態様を、内部特徴を描写する点線によって示す。図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った、この実施態様の断面図を提供する。 本発明と共に用いることができる別の例示的なトレッド特徴部、この例でも、リブを示す部分斜視図である。本発明の溝の別の例示的な実施態様を、内部特徴を描写する点線によって示す。 本発明と共に用いることができる別の例示的なトレッド特徴部、この例でも、リブを示す部分斜視図である。本発明の溝の別の例示的な実施態様を、内部特徴を描写する点線によって示す。 図４Ａの例示的な実施態様を示す部分平面図であり、内部特徴を点線によって示す。 図４Ｂの線４Ｃ−４Ｃに沿った断面図である。 図４Ｂの線４Ｄ−４Ｄに沿った別の断面図である。 本発明と共に用いることができる別の例示的なトレッド特徴部、この例でも、リブを示す部分斜視図である。本発明の溝の別の例示的な実施態様を、内部特徴を描写する点線によって示す。 図５Ａの例示的な溝の凹状モールドを示す側面図である。代替的に述べると、図５Ａの溝が正味の形状に変形した場合には、結果として生じる形状は図５Ｂのように見えるであろう。 本明細書に記述する寸法を持つ、本発明の例示的な溝のキャビティの一つを示す側面図である。 以下に記述するシミュレートしたデータの図表である。 以下に記述するシミュレートしたデータの図表である。

異なる図面において使用される同一または同等の参照数字が、同一または同等の特徴を示す。

本発明は、トレッドの剛性を不必要に損なうことなく、トレッドの摩耗の種々の段階にわたって雨天および積雪時のトラクションを向上した新規の溝構造を持つトレッドを有するタイヤに関する。溝の下部に空間が提供され、この溝は、特に、トレッド寿命の後期において、排出および貯留も助長しつつ、トラクションを助長する縁を含む。本発明を説明するために、本発明の実施態様および／または方法に関してここで詳細に参照し、その一以上の実施例を、図面においてまたは図面を用いて例証する。各実施例は、本発明を説明するものとして提供され、本発明を限定するものではない。実際に、本発明の範囲または精神から逸することなく、本発明において種々の変更および変形を為すことができることが当業者に明らかである。例えば、一実施態様の一部として例証または記述する特徴またはステップを、別の実施態様またはステップと共に用い、なおもさらなる実施態様または方法をもたらすことができる。したがって、本発明が、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内にあるような、そのような変更および変形をカバーすることが意図される。

図１は、本発明と共に用いることができる、タイヤにおける例示的なトレッド部１００を示す部分斜視図である。トレッド部１００は、タイヤの周方向Ｃの周りを延在する複数個のトレッド特徴部またはリブ１０２を含む。本明細書に開示する教示を用いた当業者に理解されるように、本発明は、他の種類のトレッド特徴部、例えば、トレッドブロックなどと共にも用いることができる。

トレッド部１００は、横方向Ｌ、周方向Ｃおよび半径方向Ｒ（図２〜図７に示す）を画定するタイヤ（図示せず）に取り付けられる。容易に理解されるように、周方向Ｃは、タイヤの外周の周りを延在する方向であり、横方向Ｌは、周方向Ｃと垂直の、タイヤの肩部の間を延在する方向であり、半径方向Ｒは、タイヤの回転軸からの半径を表す方向である。また、タイヤの回転軸は横方向Ｌとも平行である。

リブ１０２は、横方向Ｌに沿って互いに対向する一対の側面１０６の間を延在する複数の溝１０４を含む。示す特定のトレッド部１００の外観は、単なる例として提供され、他の実施態様も本発明の範囲内である。例として、溝１０４を、横方向Ｌと特定の角度を為して側面１０６の間を延在するものとして図１に示すが、他の角度も用いることができる。例として、図２〜図５においては、そのような溝を、横方向Ｌと平行のものとして示す。図１では、複数の溝１０４を全て横方向Ｌに対して同じ角度で示したが、異なる角度の組み合わせを用いることもできる。すなわち、異なるリブ１０２の溝１０４が互いに対して異なる角度でもよく、または、所与のリブにおける溝１０４が種々の角度で提供されてもよい。他の配置も用いることができる。

図２Ａは、単一リブ１０２を示す部分斜視図であり、明確にするため、溝１０４を横方向Ｌと平行のものとして例証し、点線によって内部特徴を描写する。図２Ｂは、図２Ａに示す線２Ｂ−２Ｂに沿った、キャビティまたは空間１１４を示す断面図である。溝１０４は、底部または半径方向内側部１１０と流体的に接続している上部または半径方向外側部１０８（図２Ｂ）を含む。本明細書に用いる「流体的に接続している」または「流体的に連絡」は、流体（たとえば、水）が２つの部分１０８および１１０の間を通ることができるように２つの部分が接続していることを意味する。

溝１０４の半径方向外側部１０８は、互いに略平行であり、かつ半径方向Ｒと略平行の一対の壁１１２によって画定される。この例示的な実施態様では、一対の壁１１２は、それぞれ、略平面である。上部壁１１２は、半径方向Ｒに沿って互いに対向し、また、溝１０４の全長Ｇに沿って延在する。溝１０４の半径方向内側部１１０は、複数のキャビティまたは空間１１４を含む。図２に最も良く示すように、空間１１４が、溝１０４の全長Ｇに沿って間隙を介して位置する。この特定の例示的な実施態様では、空間１１４は、互いに略平行にかつ半径方向Ｒに延在する一対の接続壁１１６によって、溝１０４の全長Ｇに沿って互いに流体的に接続している。この構成により、空間１１４の間を流体が貫流できるチャネル１１８を作る。

図２Ａおよび図２Ｂをなおも参照すると、各空間１１４の半径方向内側部１１０は、半径方向Ｒに沿って拡がり、タイヤの回転軸に向かって移動する（すなわち、半径方向Ｒと反対の方向に移動する）一対の対向する側壁１２１によって画定される。一対の略平行の壁１２０もまた半径方向に沿って延在し、壁１２１に接続する。空間１１４を完成させるために、ベース壁１２２が壁１２０に接続し、壁１２０の間にわたって延在する。ベース壁１２２は、図２Ｂに最も良く示すように、半径方向内向きに、つまり一対の拡がる側壁１２１の下方に位置付けられてもよい。図２の溝１０４には３つの空間を示したが、単一の空間１１４または複数個の空間１１４も同様に使用することができる。

それゆえに、トレッド特徴部１０２を持つタイヤを運用している間、溝１０４は、雨天および積雪時のトラクションを向上できる縁１２４および空間１１４を提供する。これらは、その全長Ｇに沿って、雪および流体、例えば、水の格納および排出を可能にするのに加えて、グリップを提供する。半径方向外側部１０８が存在するタイヤ寿命の前期の間、溝１０４は初期深度Ｄを有する。タイヤが摩耗するにつれて、全体深度Ｄは浅くなる。溝１０４のないタイヤでは、深度の減少に伴い、通常、水および雪の貯留に利用可能な容積が減り、雨天および積雪時のトラクションに悪影響が及ぼされるであろう。トラクションを改善する目的で、そのようなタイヤにより多くの溝（すなわち、空間１１４のない溝）を追加できるが、その追加では、トレッドの剛性も低減し、タイヤ性能の他の側面、例えば、耐摩耗性に悪影響を与えることがある。対照的に、本発明の溝を用いると（例えば、溝１０４として示すような例示的な実施態様）、全体深度Ｄの減少に伴い、いずれはトレッドが半径方向内側部１１０の空間１１４まで摩耗するが、トレッド特徴部１０２の剛性を許容できない程には低減することなく、縁、貯留および排出を提供し続け、雨天および積雪時のトラクションを向上する。

図３は、図２Ａおよび図２Ｂに示す溝１０４の実施態様と同等の溝２０４を持つ別のトレッド特徴部２０２を例証する。しかしながら、本発明のこの例示的な実施態様では、溝２０４は、（図２Ａおよび図２Ｂの壁１１６と比較して）空間２１４の間に一対の接続壁を備えない。代わりに、空間２１４のその部分に、壁２２０と拡がる壁２２１とを接続する橋渡し壁２１７を備える。それゆえに、空間２１４は、溝２０４の半径方向外側部２０８によってのみ、全長Ｇに沿って流体的に接続する。この例示的な実施態様は、ある用途において、そのような接続壁がなくても雨天および積雪時の十分なトラクションを提供できる。

本発明の別の例示的な実施態様を図４Ａおよび図４Ｂに例証する。より具体的には、本発明と共に用いることができるトレッド特徴部、この例では、リブ４０２を示す部分斜視図である。本発明の溝４０４を、内部特徴を描写する点線によって示す。図４Ｂは、図４Ａの例示的な実施態様を示す部分平面図であり、この図でも内部特徴を点線によって示す。

溝４０４は、底部または半径方向内側部４１０と流体的に接続している上部または半径方向外側部４０８を含む。前述の実施態様と同様に、溝４０４の半径方向外側部４０８は、互いに略平行であり、かつ半径方向Ｒと略平行の一対の壁４１２によって画定される。上部壁４１２は、半径方向Ｒに沿って互いに対向し、また、溝４０４の全長Ｇに沿って延在する。

図４Ｂに最も明確に示すように、溝４０４の半径方向内側部４１０は、複数の空間４１４および部分的空間４１３を含む。空間４１４および部分的空間４１３は、溝４０４の全長Ｇに沿って互い違いに位置し、互いに流体的に接続している。図４Ｃを参照すると、各空間４１４は、半径方向Ｒに沿って拡がり、タイヤの回転軸に向かって移動する（すなわち、半径方向Ｒと反対の方向に移動する）一対の対向する側壁４２１によって画定される。空間４１４を完成させるために、ベース壁４２２が壁４２０に接続し、壁４２０の間を延在する。また、ベース壁４２２は、一対の拡がる側壁４２１の下方に、つまり半径方向内向きに位置してもよい。図４Ｄに示すように、部分的空間４１３は、半径方向Ｒから拡がり、タイヤの回転軸に向かって移動し（すなわち、半径方向Ｒと反対の方向に移動し）、壁４２０に接続する単一の拡がる側壁４２１によって片側が画定される。部分的空間４１３の他の側は、半径方向Ｒと略平行の側壁４２３によって画定される。ベース壁４２２が壁４２０と側面壁４２３とを接続し、それらの間を延在する。ベース壁４２２は、拡がる側壁４２１の下方に、つまりその半径方向内向きに位置付けられてもよい。

図５Ａは、溝５０４を持つトレッド特徴部５０２の別の例示的な実施態様を例証する。図５Ａの例示的な実施態様は、図３の実施態様と同等であるが、拡がりかつ対向する側壁５２１の形状が異なる。図３と図５Ａとを比較すると、壁３２１の形状と壁５２１の形状とが異なっていることが明らかである。これらは単なる例として提供される。本明細書に開示する教示を用いて、当業者は、さまざまな異なる寸法の対向する側壁５２１を用いることができることを理解する。また、空間５１４の数は、本発明の他の実施態様では異なる数でもよく、種々の実施態様に異なる数の空間を使用できることが理解される。

好ましい実施態様における空間の寸法を、一例として溝５０４の空間５２１を用いて図５Ｂおよび図５Ｃに示す。より詳細には、溝５０４を、半径方向に沿った深度Ｄ１を持つ上部または半径方向外側部５０８、および半径方向に沿った深度Ｄ２を持つ底部または半径方向内側部５１０を有するものとして示す。Ｄ１とＤ２との和が、溝５０４の全体深度Ｄとなる。また、Ｗ１は、上部５０８の幅を表し、一方、Ｗ２は、底部５１０の幅を表す。Ｇ２は、溝５０４の全長方向Ｌに沿った空間５２１の幅を表す。Ｇ１は、全長方向Ｌに沿った空間５２１同士の間の幅または分離している距離を表す。

好ましい実施態様では、Ｄ１は、Ｄの約２０パーセント以上又は同等である。本発明の別の好ましい実施態様では、Ｗ２は、約２ｍｍよりも長い。本発明の別の好ましい実施態様では、Ｗ２がＷ１の約３倍になるように構成される。本発明のなおも別の好ましい実施態様では、Ｇ１とＧ２とが互いに大体等しい。本発明のなおも別の実施態様では、Ｗ１は、約０．８ｍｍよりも短い。本発明の他の好ましい実施態様では、Ｇ１が２ｍｍよりも長く、かつ／またはＧ２が約２ｍｍよりも長く構成される。これらの値は、本発明の単なる好ましい実施態様に相当し、他の値およびそれらの組み合わせを利用することもできる。これらの寸法は、図面に示すものとは全体形状が異なる空間と共にも用いることができる。その上、本発明の溝には起伏があってもよい。

シミュレーションを用意して、そのような実施態様における空間容積と相対的な本発明の種々の実施態様の剛性を詳しく調べた。図６は、そのようなシミュレーションの結果を示す図表であり、回転方向における剛性を空間容積の関数としてプロットしている。上部左端の点線は、空間のない直線溝の値を表し、一方、下端の点線は、溝の全長を延在する空間を有する溝を表している。示すように、溝の下部における空間の全体容積が増大するにつれて、彫刻品の剛性は実質的に低減する。

データ点１０２は、図２Ａおよび図２Ｂに示す溝１０４を有するトレッド特徴部１０２を表す。データ点２０２は、図３に示す溝２０４を有するトレッド特徴部２０２を表す。データ点４０２は、図４に示す溝４０４を有するトレッド特徴部４０２を表す。図表に示されるように、これらの例示的な実施態様の各々は、点線に示す構造と比較して、所与の空間容積に対する構造の剛性を改善した。

図７は、例えば、図５Ａ〜図５Ｃに示す溝を有するタイヤにおいて、Ｇ１の関数として回転方向に沿った剛性をシミュレートした図表である。示すように、Ｇ１の値の最適範囲は２〜４ｍｍであり、最適値は３ｍｍである。

本主題を、具体的かつ例示的な実施態様およびその方法に関して詳細に記述したが、前述の理解を得ることにより、そのような実施態様の改変、変形、および均等物を容易に作り出すことができることが当業者に認識される。それゆえに、本開示の範囲は、限定的なものではなく単なる一例として理解され、主題の開示は、当業者に容易に明らかであるような、本主題に対するそのような変更、変形および／または追加の包含を排除しない。

Claims (9)

1. 回転軸を有し、横方向および周方向を画定するタイヤであって、
   当該タイヤは、前記タイヤの周りを周方向に延在するトレッド部を備え、
   前記トレッド部は、少なくとも１つのトレッド機構を有し、
   当該少なくとも１つのトレッド機構は、前記横方向に沿って対向する一対の側面と、前記一対の側面の間を延在し、半径方向内側部と流体的に接続している半径方向外側部を備えている溝と、を有し、
   前記半径方向外側部は、互いに略平行に延在する一対の平面壁によって画定され、
   前記半径方向内側部は、前記溝の長さ方向に沿って間隙を介して配置される複数の空間を含み、
   各空間が、ｉ）一対の拡がる側壁であって、前記タイヤの前記回転軸の方向に向かうに従い、当該一対の拡がる側壁の間の距離が増加するように、半径方向に沿って拡がる一対の拡がる側壁と、ｉｉ）前記一対の拡がる側壁に接続するベース壁と、により画定され、前記拡がる側壁が平面であり、前記ベース壁が平面であり、
   前記溝の前記半径方向内側部の前記空間が、溝の半径方向外側部のみにより流体的に接続されている、タイヤ。
2. 前記溝が前記半径方向に沿う深度Ｄを有し、前記溝の前記半径方向外側部が前記半径方向に沿う深度Ｄ１を有し、Ｄ１がＤの０．２０以上又は同等である、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記溝の前記半径方向外側部が幅Ｗ１を有し、前記溝の前記半径方向内側部が幅Ｗ２を有し、Ｗ２がＷ１の３倍以上又は同等である、請求項１記載のタイヤ。
4. 前記溝の前記半径方向外側部が幅Ｗ１を有し、前記溝の前記半径方向内側部が幅Ｗ２を有し、Ｗ２が２ｍｍ以上又は同等である、請求項１記載のタイヤ。
5. 前記トレッド機構が、前記タイヤの外周の周りを延在するリブを備えており、前記リブが、前記タイヤの前記周方向の周囲において等間隔に配置される複数の前記溝を備えている、請求項１記載のタイヤ。
6. 前記トレッド機構がトレッドブロックを備えている、請求項１記載のタイヤ。
7. 前記トレッド機構がトレッドブロックを備えており、前記トレッドブロックが複数の前記溝を備えている、請求項１記載のタイヤ。
8. 前記溝が前記横方向とゼロ以外の角度に配置される、請求項１記載のタイヤ。
9. 回転軸を有し、横方向および周方向を画定するタイヤであって、
   当該タイヤは、前記タイヤの周りを周方向に延在するトレッド部を備え、
   前記トレッド部は、少なくとも1つのトレッド機構を有し、
   前記少なくとも１つのトレッド機構は、前記トレッド機構の横方向に対向する側面の間を延在し、全長を画定する溝を有し、
   前記溝は、前記溝の長さ方向に沿って延在する略平行の対向する上部壁によって画定された上部、および、底部、を有し、
   前記底部と前記上部とが流体連通し、
   前記底部において、空間（４１４）、及び、部分空間（４１３）が溝の長さ方向に沿って交互に配置され、
   前記空間（４１４）は、平坦な対向する側壁（４２１）と、前記対向する側壁（４２１）の下方に位置する平行な壁（４２０）と、により画成され、前記対向する側壁（４２１）は、前記タイヤの回転軸の方向に半径方向に沿って向かうに従い、前記対向する側壁の間の距離が増加するように拡がり、
   前記部分空間（４１３）は、一方の側が、平坦な側壁（４２１）及び前記側壁（４２１）の下方に位置する壁（４２０）により、他方の側が半径方向に平行な側壁（４２３）により画成され、前記一方の側の側壁（４２１）は前記タイヤの回転軸の方向に半径方向に沿って向かうに従い、前記半径方向に対する距離が増加するように拡がり、前記一方の側の壁（４２０）は、前記他方の側の側壁に平行である、タイヤ。