JP6319593B2 - 被覆層を備えたパターン付け要素を有するトレッド - Google Patents

Description

本発明は、冬季運転用のタイヤのためのトレッドに関する。

スノータイヤと呼ばれている冬季運転用のタイヤは、雪で覆われた路面上と氷で覆われた路面上の両方において十分なグリップを有する必要がある。しかしながら、これら異なる形式の路面に関し、トレッドが良好なグリップを達成しようとして働く仕方は、互いに異なっており、それどころか相反する場合がある。雪で覆われた路面上に関し、トレッドの特定のゾーン内において高い圧力状態を作ることによって雪に「爪を立てる（claw at ）」試みがなされている。氷で覆われた路面上に関しては、その目的は、路面と可能な限り最も高く且つ最も一様な接触圧力を得ることにある。

米国特許第５，８４０，１３７号明細書は、壁により画定された複数本の溝を有するトレッドを開示している。これら壁は、トレッドを構成するゴム材料とは異なる材料を含むカバー層によって形成されている。具体的に説明すると、この場合のカバー層の材料は、ゴム材料の平均ガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い平均ガラス転移温度を有し、かくして、カバー層がより剛性になっている。カバー層は、この剛性により、雪で覆われた路面上の雪に容易に爪を立てることができ、従って、この雪で覆われた路面上におけるグリップを極めて大幅に向上させることができる。しかしながら、本発明者は、米国特許第５，８４０，１３７号のトレッドを用いても、氷で覆われた路面上のグリップのレベルを同程度には向上させることができないという知見を得た。したがって、このトレッドは、一方において雪で覆われた路面上におけるその性能と他方において氷で覆われた路面上におけるその性能との取るに足りないとは言えないほどのアンバランスを示している。

米国特許第５，８４０，１３７号明細書

したがって、雪で覆われた路面上におけるグリップと氷で覆われた路面上におけるグリップとの良好な妥協点を与えると同時にこの雪で覆われた路面上における極めて高いグリップレベルを維持するタイヤトレッドを作る要望が存在する。

定義

「タイヤ」は、これが内圧を受けるにせよそうでないにせよいずれにせよ、弾性タイヤのあらゆる形式を意味している。

「スノータイヤ」（又は「冬用タイヤ」）は、タイヤのサイドウォールのうちの少なくとも一方上にマーク付けされたＭ＋Ｓ又はＭ．Ｓ．又は場合によってはＭ＆Ｓという刻印によって識別されるタイヤを意味している。

タイヤの「トレッド」は、側面及び２つの主要な面により画定された或る量のゴム材料を意味し、２つの主要面のうちの一方は、タイヤが駆動されているときに路面に接触するようになっている。

トレッドの「トレッド表面」は、この場合、基準圧力までインフレートされ且つスタッドのないタイヤが路面に沿って駆動状態にあるときにこの路面に接触するトレッドの箇所の全てを意味している。基準インフレーション圧力は、タイヤの使用条件において定められ、かかる使用条件は、特にE.T.R.T.O（欧州タイヤ・リム協会）規格によって特定されている。

「切れ目」は、溝かサイプかのいずれかを示している。具体的に説明すると、切れ目は、互いに向かい合っていて且つ非ゼロの距離だけ互いに離隔した材料の壁によって画定された空間に相当している。サイプを溝から区別するものは、この距離の大きさであり、サイプの場合、この距離は、タイヤが路面と接触状態にある接触パッチをこの領域、即ちサイプが通過しているときに向かい合った壁が互いに接触することができるようにする上で妥当である。サイプの場合、この距離は、この場合、多くとも２ミリメートル（ｍｍ）に等しい。溝の場合、この溝の壁は、通常の走行条件下では互いに接触することはあり得ない。

トレッドに設けられた「隆起要素」は、このトレッド内で突き出たゴム要素を意味している。

本発明は、スノータイヤ用のゴム材料で作られたトレッドに関する。このタイヤは、このタイヤが駆動されているときに路面に接触するようになったトレッド表面を有する。このトレッドは、互いに向かい合って位置すると共にトレッドの隆起要素の側壁を形成する壁によって画定された複数本の切れ目を備えている。これら側壁の各々は、エッジコーナを形成するようトレッド表面上に開口している。隆起要素の少なくとも一方の側壁は、この側壁と関連したエッジコーナから延びるカバー層によって部分的に又は全体的に形成されている。このカバー層の材料は、トレッドを構成するゴム材料の弾性モジュラスよりも高い弾性モジュラスを有する。隆起要素は、その側壁に、窪みを有し、この窪みは、カバー層によって画定されている。隆起要素が幅Ｗを有する状態で、窪みの深さＰは、隆起要素の幅Ｗの少なくとも１０％に等しく且つ幅Ｗの４０％以下である。窪みの容積は、隆起要素の体積の１０％未満である。

成形要素と路面との最初の接触時点では、成形要素は、縮み、これは、部分的に又は完全に窪みを閉じることになる。窪みにより、雪で覆われた路面上におけるグリップを過度には損なわないで、氷で覆われた路面上のグリップを向上させることができ、成形要素のエッジコーナの近くに位置したカバー層は、依然として、雪への効果的な「爪立て」を可能にする。

また、注目されるように、窪みは、成形要素と比較して寸法が制限されており、それにより、この成形要素の弱体化を回避することができる。

好ましい一実施形態では、カバー層は、窪みを越えて延びてはいない。

かくして、側壁の上側部分は、かなり撓むようになる。というのは、この上側部分は、カバー層では覆われていないからである。この撓み度合いは、窪み内にカバー材料が設けられていることによっても向上する。したがって、成形要素全体にわたる圧力の分布状態は、一様であり、氷で覆われた路面上におけるグリップが向上する。

別の好ましい実施形態では、窪みは、断面で見て、隆起要素内においてエッジコーナから遠ざかる方向に先が向いた三角形の形態をしている。

窪みは、突出しているモールド要素によって形成される。先がエッジコーナから遠ざかる方向に向いた三角形の形状を有する窪みを提案することによって、この窪みを成形するモールド要素からの離脱が容易になる。

実施形態の変形形態では、窪みは、トレッドのトレッド表面上に開口し、窪みを画定するカバー層は、トレッド表面と９０°未満の角度をなしている。

側壁のエッジコーナのところにかかる角度を設けることによって、トレッドが雪に「爪を立てる」能力が向上する。

実施形態の変形形態では、隆起要素は、この隆起要素の２つの反対側に位置した側壁上にそれぞれ開口した２つの窪みを有する。

窪みが隆起要素の２つの反対側の側壁に設けられた状態で、タイヤのグリップは、車両加速状態と制動状態の両方において向上する。

本発明の他の特徴及び他の利点は、添付の図面を参照して非限定的な実施例により与えられる以下の説明から明らかになろう。

本発明のトレッドの一部の略図である。 休止状態にある本発明の第１の実施形態としての図１のトレッドの隆起要素の断面図である。 氷で覆われた路面と接触状態にある図２の隆起要素を示す図である。 第２の実施形態としての隆起要素を示す図である。 氷で覆われた路面と接触状態にある図４の隆起要素を示す図である。 第３の実施形態としての隆起要素を示す図である。 第４の実施形態としての隆起要素を示す図である。 第５の実施形態としての隆起要素を示す図である。

以下の説明において、実質的に同一又は類似した要素は、同一の参照符号で示される。

図１は、スノータイヤのトレッド１の一部を示している。このトレッドは、このトレッドのトレッドパターンを形成するよう組織化されたゴムの複数個の隆起ブロック２を有している。ゴムブロック２は、溝４によって画定され、溝４は、タイヤの回転軸線に平行な軸線方向Ｙ、軸線方向Ｙに垂直な円周方向Ｘ又は非ゼロ円周方向成分と非ゼロ軸方向成分の両方を有する斜めの方向に延びる場合がある。各ゴムブロックには、この場合、サイプ３によって隔てられた複数本のゴムストリップ７に分割されている。

図２は、本発明の第１の実施形態に従って図１に見えるトレッドのＡ‐Ａに沿って見たストリップ７の断面図である。ストリップ７は、この場合、カバー層１１により形成された側壁５を有している。このカバー層１１は、この場合、エッジコーナ９から、ストリップ７を画定しているサイプ３の底まで延びている。ストリップ７は、カバー層１１によって画定された窪み１２を更に有している。この窪み１２は、エッジコーナ９に対して、ストリップ７の高さＨの２／３未満の距離のところに配置されている。変形例として、窪み１２は、エッジコーナ９に対して、この高さＨの半分未満の距離Ｄのところに位置する。加うるに、窪みの深さＰは、ストリップ７の幅Ｗの少なくとも１０％に等しく且つこの幅Ｗの４０％以下であることは、注目されよう。窪みの容積は、それ自体、ストリップ７の体積の１０％未満である。

カバー層１１は、この場合、トレッド１を構成しているゴム材料の弾性モジュラスよりも高い弾性モジュラスを有する。かかる材料は、例えば、１０Ｈｚの周波数で且つ−１０°の温度で０．７ＭＰａの最大交番応力を受けた場合の動的剪断モジュラスＧ^*が２００ＭＰａを超え、好ましくは３００ＭＰａを超えるエラストマー材料である。本明細書においては、「弾性モジュラスＧ′」及び「粘性モジュラスＧ″」という用語は、当業者に周知である動的性質を示している。これらの動的性質は、未硬化配合物から成形された試験片に対してMetravib VA4000粘度分析装置により測定される。例えば図Ｘ２．１（円形形態）において規格ＡＳＴＭ・Ｄ・５９９２-９６（当初１９９６年に認可され、２００６年９月に発行された版）に記載された試験片が用いられる。試験片の直径は、１０ｍｍであり（従って、試験片の円形断面積は、７８．５ｍｍ²である）、ゴム配合物の各部分の厚さは、２ｍｍであり、５という「直径と厚さ」の比が与えられる（ＡＳＴＭ規格の段落Ｘ２．４で言及されていて、ｄ／Ｌ値が２であることを推奨している規格ＩＳＯ２８５６とは対照的である）。１０Ｈｚの周波数で単純な交番正弦波応力を受けた加硫済みゴムコンパウンドの試験片の応答を記録する。試験片に１０Ｈｚで正弦波剪断荷重を加え、この場合、加えられた荷重（０．７ＭＰａ）を試験片の平衡位置に関して対称に加える。材料のガラス転移温度（Ｔｇ）未満の温度Ｔｍｉｎから材料のゴム平坦部に対応する場合のある温度Ｔｍａｘまで毎分１．５℃の漸増温度勾配中に測定値を取る。スイープを開始する前に、試験片を２０分間温度Ｔｍｉｎに安定させ、その目的は、試験片全体を通じて一様な温度を得ることにある。利用される結果は、選択された温度（この場合、０℃、５℃及び２０℃）での動的剪断弾性率（Ｇ′）及び粘性剪断弾性率（Ｇ″）である。「複素弾性率」Ｇ^*は、弾性モジュラスＧ′の値と粘性モジュラスＧ″の値の複素数和の絶対値として定められ、即ち、Ｇ^*＝√（Ｇ′²＋Ｇ″²）である。

実施形態の一変形形態では、カバー層のエラストマー材料は、少なくとも１種類のジエンエラストマーを主成分とし、極めて高い硫黄含有量を有する配合物、例えばエボナイトを含む。

実施形態の別の変形形態では、カバー層は、繊維の集成体、例えばフェルトを形成する繊維の立体的集成体から成る。このフェルトの繊維は、紡織（テキスタイル）繊維、鉱物繊維及びこれらの混合物から成る群から選択されるのが良い。また、注目されるように、このフェルト中の繊維は、天然由来の紡織繊維、例えば絹、綿、竹材、セルロース、ウール繊維及びこれらの混合物から成る群から選択されるのが良い。

実施形態の別の変形形態では、カバー層のエラストマー材料は、少なくとも１種類の熱可塑性ポリマー、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とする配合物を含む。かかるポリマーは、１ＧＰａを超えるヤング率を有するのが良い。

図３は、このストリップに荷重を加えてこのストリップが氷で覆われた路面８と接触状態にあるときの図２のストリップ７を示している。この状態では、窪み１２は、部分的に又は全体的に閉じる。この窪みが閉じる程度は、ストリップ７に加えられる荷重、カバー層１１で用いられる材料、及びストリップ７が接触する路面の形式、即ち、雪で覆われた路面又は氷で覆われた路面で決まる。

ストリップ７に加えられる荷重の分布状態も又、示されている。これは、車両が加速している状態で、即ち、ストリップ７のエッジコーナ９が最初に路面８に接触する状態で、ストリップ７が回転方向Ｒで路面の上を先に動いている例である。路面８によりストリップ７に加えられる圧力は、エッジコーナ９の近くでその最大値の状態にあり、この最大圧力は、幅Ｌ１にわたって延びる。

図４は、本発明の第２の実施形態としてのストリップ７の断面図である。この実施形態では、カバー層１１は、窪み１２を越えて延びてはおらず、即ち、カバー層１１は、ストリップ７を画定しているサイプ７の底には存在していない。

図５は、このストリップに荷重を加えてこのストリップが氷で覆われた路面８と接触状態にある図４のストリップ７を示している。この場合、本発明者は、路面８によりストリップ７に加えられた圧力がエッジコーナ９の近くでその最大値の状態にあり、この最大圧力が図３の幅Ｌ１よりも長い幅Ｌ２にわたって延びていることを発見した。かくして、氷で覆われた路面８上におけるタイヤのグリップが向上する。この場合も又、これは、車両が加速している状態、即ち、最初に路面８に接触するのがストリップ７のエッジコーナ９である状態で、ストリップ７が回転方向Ｒで路面の上を先に動いている例である。

図６は、窪み１２が三角形の形状を有し、三角形の先１３がエッジコーナ９から遠ざかる方向に向いている本発明の第３の実施形態を示している。

図７は、窪み１２がトレッドのトレッド表面１５上に開口した本発明の第４の実施形態を示している。カバー層１１は、この場合、このトレッド表面と９０°未満の角度αをなしている。

図８は、ストリップ７がストリップ７の２つの反対側の側壁５上にそれぞれ開口した２つの窪み１２を有する本発明の第５の実施形態を示している。

本発明は、説明すると共に図示した実施例には限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく、これら実施例について種々の改造を行うことができる。

Claims (4)

1. スノータイヤ用のゴム材料で作られたトレッドであって、前記タイヤが駆動されているときに路面に接触するようになったトレッド表面を有し、前記トレッド（１）は、互いに向かい合って位置すると共に前記トレッドの隆起要素（２，７）の側壁を形成する壁（５）によって画定された複数本の切れ目（３，４）を備え、前記側壁の各々は、エッジコーナ（９）を形成するよう前記トレッド表面と交差し、隆起要素の少なくとも一方の側壁（５）は、該側壁と関連した前記エッジコーナ（９）から延びるカバー層（１１）によって部分的に又は全体的に形成され、前記カバー層（１１）の材料は、前記トレッドを構成する前記ゴム材料の弾性モジュラスよりも高い弾性モジュラスを有する、トレッドにおいて、前記隆起要素（２，７）は、その側壁に、深さＰの窪み（１２）を有し、該窪みは、前記カバー層（１１）によって画定され、前記隆起要素（２，７）は、幅Ｗを有し、前記窪みの前記深さＰは、前記隆起要素（２，７）の前記幅Ｗの少なくとも１０％に等しく且つ該幅Ｗの４０％以下であり、前記窪み（１２）の容積は、前記隆起要素（２，７）の体積の１０％未満であり、前記カバー層（１１）は、前記窪み（１２）を越えて延びてはいない、トレッド。
2. 前記窪みは、断面で見て、前記隆起要素内において前記エッジコーナ（９）から遠ざかる方向に先が向いた三角形の形態をしている、請求項１に記載のトレッド。
3. 前記窪み（１２）は、前記トレッドの前記トレッド表面上に開口し、前記窪みを画定する前記カバー層（１１）は、前記トレッド表面と９０°未満の角度（α）をなしている、請求項１または請求項２に記載のトレッド。
4. 前記隆起要素は、該隆起要素の２つの反対側に位置した側壁（５）上にそれぞれ開口した２つの窪み（１２）を有する、請求項１乃至３の何れか１項に記載のトレッド。

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