JP6857610B2 - 二重ドームの凸状タイヤのトレッドブロックまたはトレッドリブ - Google Patents

Description

[0001]本出願は、２０１５年３月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／１３７，０１９号の利益を出願するものである。上記出願の開時全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

[0002]本開示は、タイヤに関し、より具体的には、タイヤのトレッドブロックまたはリブにおける垂直応力の分布を制御することに関する。トレッドリブまたはブロック端部のような、特定の領域の垂直応力を減らすことによって、偏摩耗を減らすことができる。

[0003]ドーム形状のトレッドブロック、またはトレッドリブの従来の設計が存在している。これらの設計は、ある程度の成功をしている。
[0004]しかしながら、とりわけトレッドリブまたはトレッドブロックのような特定の領域について、応力を制御することに関して更なる改良の必要がある。

[0005] 異なるサイズの第１および第２のドームが、リブまたはトレッドブロックの一方は頂上に他方は表面に積み重ねられる。より低い第１のドームは、トレッドにおけるより広い領域に及ぶ。一実施形態においては、第１のドームは、トレッドブロックの全体を覆う、または、リブを横方向に渡って延びる。より高い第２のドームは、第１のドームの上面に配置され、第１のドームの部分だけに及ぶ。

[0006]第１および第２のドームは、凸状の形状を有している。
[0007]第１および第２のドームの中央は、同心であるか、または、オフセットしている。

[0008]ドームの形状は、楕円における長軸を有する楕円形であって、その長軸が、特定のトレッドブロックまたはリブの形状に最適となるように方向付けられている楕円形であってもよい。

[0009]楕円の長軸は、一例として、トレッドブロックまたはリブの剛性の軸に対して平行に又は垂直に方向づけられていてもよい。
[0010]第１および第２のドームの半径は互いに対して傾斜していてもよい。

[0011]第１のドームの半径は、リブまたはトレッドブロックの横方向幅の半分よりも大きくてもよい。
[0012]第１および第２のドームの少なくとも一方の半径は、トレッドブロックの円周の長さの半分よりも大きくてもよい。

[0013]少なくとも第１のドームは実質的に楕円形の構造を有してもよく、少なくとも第１のドームの長径は、トレッドブロックの円周の長さの半分またはトレッドブロックの幅の半分の一方よりも大きくてもよく、少なくとも第１のドームの短径は、トレッドブロックの円周の長さの半分またはトレッドブロックの幅の半分の他方よりも大きくてもよい。

[0014]本開示の主な利益は、トレッドブロックまたはリブを横切る圧力分布を制御するための能力である。
[0015]他の利点は、トレッドブロックまたはリブの端部で応力を減らすこと、および、偏摩耗の可能性を減らすことにある。

[0016]第１および第２のドームに関連する２つの半径の異なる組み合わせを有することに加えて、第２のドームが開始する場所および終了する場所を制御することによって、二重ドーム構造は応力分布のより優れた制御を可能にする。

[0017]応力分布の増進した制御は、２つの半径の異なる組み合わせを有することによっても達成され得る。
[0018]二重ドームの構造は、単に第２のドームを第１のドームから中心を外して配置することによって、トレッドブロック又はリブの一方側が、他方側に対して異なる圧力分布を有する非対称の分布を可能にする。

[0019]本開示の利益および利点は、以下の詳細な記載を読んで理解することによってより明白となるであろう。

[0020]図１は、二重ドームのリブ又はトレッドブロックの断面図である。 [0021]図２は、図１で使用されている参照番号の定義を示す図である。 [0022]図３は、二重ドームの特徴を使用したトレッド又はリブの斜視図である。 [0023]図４は、二重ドームの特徴を使用したトレッドブロックの上面図である。 [0024]図５は、二重ドームの特徴を使用したトレッドブロックの斜視図である。 [0025]図６は、楕円形のドーム形状を有する二重ドームの特徴を使用したトレッドブロックの上面図である。 [0026]図７は、傾斜した楕円を有する二重ドームの特徴を使用したトレッドブロックの上面図である。 [0027]図８は、二重ドームの様々な特徴の代表的な寸法および相対的な寸法を示す図である。

[0028]本開示はタイヤに関し、より具体的にはタイヤのトレッド、および、道路係合面を形成するタイヤのトレッドの部分に関する。別段の記載が無い限り、タイヤおよびタイヤのトレッドに関連する一般的な用語は本明細書ではその共通の意味または理解で使用され、例えば、「軸方向」または「横方向」は、タイヤの回転軸と整列した又は平行な方向として定義され、「円周」は、地面または路面と係合するタイヤの外面（トレッド）の曲線方向として定義される。本開示の目的のために、本明細書で使用される「ドーム」という用語は、１つ以上の半径によって形成される全体として曲線状または回転楕円面状の表面、例えば半径によって形成される円径もしくは回転楕円形のドーム、異なる半径方向寸法を有する長軸および短軸によって形成される楕円形のドーム、又は、それらの組み合わせを記載すること及び部分的に含むことを意図している。本開示では、ドームは、タイヤのトレッドの接地面の残部から外側に延びる、具体的には、トレッドのパターンにおける円周方向に延びるリブから外側に延びる、またはトレッドブロックから外側に延びる、凸形状の滑らかな輪郭の表面である。

[0029]まず図１−４を参照すると、タイヤ１００の一部、つまりタイヤの接地面または路面に係合する面の少なくとも一部を形成するタイヤトレッド１０２の一部が示されている。タイヤトレッド１０２は、タイヤ１００のショルダ間の路面係合面の上に延び、タイヤの或るトレッドパターンから別のトレッドパターンへと変化し得るリブ１１０および溝１１２（周方向）、１１４（横方向）を含む。特定のトレッド１０２は、本開示とは無関係である。しかしながら、本開示は、リブが周方向の溝１１２によって分割されるタイヤ１００の周りに円周方向に延びる個々のリブ１１０に関連して使用される。同様に、本開示は、周方向に（周方向に沿って繰り返しパターンで）且つトレッド１０２に沿って横方向に画定された個々のトレッドブロック１１６に適用可能である。

[0030]理解の容易のため、図２で特定されて他の図面のさまざまなもので使用される以下の参照番号は、参照の容易のため以下に繰り返される。
Ａ = ドーム１の端部からドーム２が開始する場所までの距離
Ｂ = ドーム１の反対側の端部からドーム２が終了する場所までの距離
Ｅ = トレッドブロックの端部からドーム１が開始する場所までの距離
Ｆ = トレッドブロックの反対側の端部からドーム１が終了する場所までの距離
Ｄ１ = ドーム１の幅
Ｄ２ = ドーム２の幅
Ｃ１ = トレッドブロックの端部からドーム１の中央までの距離
Ｃ２ = トレッドブロックの端部からドーム２の中央までの距離
Ｈ１ = 名目上の外形表面からのドーム１の高さ
Ｈ２ = 名目上の外形表面からのドーム２の高さ
Ｒ１ = ドーム１の半径
Ｒ２ = ドーム２の半径
Ｗ = 横方向におけるトレッドブロックまたはリブの幅
図４または後述の図７に関連する以下の参照文字についても同様である。
Ｘ１ = ドーム１の中心点までの円周距離
Ｃ１ = ドーム１の中心点までの横方向距離
Ｘ２ = ドーム２の中心点までの円周距離
Ｃ２ = ドーム２の中心点までの横方向距離
Ｕ = ドーム１の円周方向に対する長軸の角度
Ｖ = ドーム２の円周方向に対する長軸の角度
Ｌ = 円周方向におけるトレッドブロックの長さ

[0031]タイヤトレッド１０２は、円周方向に延びて溝１１２によって横方向に分割されたリブ１１０を含む。リブ１１０は、円周方向に連続していてもよいし、ほぼ横方向に延びる溝１１４によって分離されて共にリブを形成する個々のトレッドブロック１１６を備えていてもよい。背景技術で簡単に述べたように、従来の設計では、トレッドブロック１１６またはトレッドリブ１１０の路面係合面にドーム形状が採用されていた。本開示は、トレッドリブ１１０またはトレッドブロック１１６の路面係合面に二重ドームアセンブリまたは特徴を採用することによるそのような設計の改良である。

[0032]より具体的に、第１のドーム１３０は、リブ／トレッドブロック１１０／１１６の道路係合面上に設けられている。第１のドーム１３０は、凸状の形状を有し、つまり、第１のドームは、リブ／トレッドブロック１１０／１１６の道路係合面から外側に突出している。一例として図４に示すように、第１のドーム１３０は、概して円形の表面を有し、つまり一定の半径Ｒ１を有し、図１および４において、実質的にリブ／トレッドブロック１１０／１１６の道路係合面の全体の上に延びて示されている。タイヤ１００が回転してリブ／トレッドブロックが路面（図示せず）に係合するにつれてリブ／トレッドブロック１１６に生じる応力集中を減らすために、第１のドーム１３０の滑らかに輪郭づけられた表面形状が好ましい。第１のドーム１３０の全体的な境界線または外側の端部は、リブ／トレッドブロック１１０／１１６の境界線の内側に収容されていてもよく（例えば、図１）、あるいは、第１のドームの滑らかな球形の輪郭がリブ／トレッドブロックの境界線の縁まで延びるように、半径Ｒ１が、リブ／トレッドブロックの端部から第１のドームの中央までを測られた距離Ｃ１よりも大きくてもよい（例えば、図４）。図４に示す破線は、中心から測定した第１のドーム１３０の外側の境界線の仮想線を表している。明らかなように、寸法Ｃ１は、図４に示されるリブ／トレッドブロック１１０／１１６の端部の実質的な部分に沿った、円周溝１１２の側壁に沿った円周方向に延び、および、横方向溝１１４の側壁に沿った横方向に延びるリブ／トレッドブロックの端部の縮小部分に沿って延びる、第１のドーム１３０の半径Ｒ１の寸法よりも小さい。しかしながら、リブ／トレッドブロック１１０／１１６の端部のこれらの部分の特定の寸法は、本開示の範囲および意図から逸脱することなく、逆転してもよいし、同じでもよいし、より大きくても小さくてもよい。

[0034]代替的な実施形態では、第１および第２のドーム１３０，１４０の一方または両方は、異なるまたは相違する半径を有して第１および第２のドームのいずれかまたは両方が非球面ドームであってもよく、それにもかかわらず、滑らかに輪郭づけられた概して曲線または回転楕円面の所望の特性を残し、リブ／トレッドブロック１１０／１１６に関連する応力分布の問題に対処する。一例として、図５および６は、両方が概して楕円形の構造を有する第１および第２のドーム２３０，２４０を示している。他の前述した特徴は、図１の横方向溝１１４が図５および図６の横方向溝２１４として識別されるなど、「２００」シリーズの参照番号を使用する。図示されるように、各楕円形のドーム２３０，２４０の長軸は円周方向に延びており、一方、これらのドーム２３０，２４０の短軸は横方向に延びている。第1のドーム２３０の長軸および短軸の寸法は、トレッドブロック２１６の円周方向および横方向の寸法よりも大きく、トレッドブロックの路面係合領域の実質的な全体が滑らかに輪郭づけられた概して曲線状または回転楕円体の構造を有する。第２のドーム２４０の長軸および短軸の寸法は、トレッドブロック２１６の円周方向および横方向の寸法よりも小さいが、長軸と短軸の少なくとも一方は、第１のドーム２３０またはトレッドブロックの横たわる寸法よりも大きい寸法を有してもよいことを理解されたい。なお、第１および第２のドーム２３０，２４０の長軸および短軸は、図５および図６の図示された実施形態において互いに整列されている。

[0035]図７では、第１および第２のドーム３３０，３４０は楕円形であるが、第１のドームの長軸および短軸は、トレッドブロックの円周方向および横方向に対して角度（０度より大きく９０度未満）をなして配置され、同様に、他方の第２のドーム３４０の長軸および短軸とは異なる角度をなして配置されている。ここで、角度Ｕは、タイヤ３００の円周方向に対する第１のドーム３３０の長軸の角度を表し、角度Ｖは、タイヤの円周方向に対する第２のドーム３４０の長軸の角度を表す。角度ＵまたはＶは、同一であっても異なっていてもよいことは言うまでもない。他の前述した特徴は、図１の横方向溝１１４が図７の横方向溝３１４として識別されるなど、「３００」シリーズの参照番号を使用する。

[0036]図８は、リブ／トレッドブロック１１０／１１６、第１および第２のドームのそれぞれの幅Ｄ１，Ｄ２、第１および第２のドームのそれぞれの高さＨ１，Ｈ２、トレッドブロックの端部から第１および第２のドームの中央までのそれぞれの距離Ｃ１，Ｃ２、トレッドブロックの端部から第１および第２のドームの中央までのそれぞれの円周方向の距離、及び、楕円形の第１および第２のドームの長軸の角度Ｕ，Ｖの潜在的な範囲、に関して好ましい最少および最大寸法を示している。

[0037]本開示の二重ドームの特徴は、図示および説明を容易にするために、添付の図面において選択されたリブまたはトレッドブロックにのみ示されているが、当業者であれば、二重ドームの特徴はタイヤの幾つかまたは全てのリブ/トレッドブロックに使用され得ることを認識できるであろう。

[0038]要約すると、本開示は、第１のドームの一部だけに及ぶ同心の及びオフセットした円形／楕円形の第２のドームを有する、リブ／トレッドブロックを覆う円形／楕円形の第１のドームを示して説明している。二重ドームは、ブロック全体の応力分布を制御する。その結果、トレッドブロックの端部とリブの摩耗が減少する。第２のドームを中心から外して／角度をつけて効果的に位置づけることによって、または楕円形のドームの軸を位置決めすることによって、磨耗を減らすように圧力分布を設計することができる。リブ／トレッドブロック構造は、全くパターンをもたない滑らかなタイヤトレッドを含む任意のトレッドパターンタイプに交換することができることも理解されたい。ドームの特徴自体は、応力分布に変化を生じさせることによって牽引機構として作用することが可能である。球形のドームの場合、第１および第２のドームの中心位置は互いに独立していてもよく、やや類似した態様で、楕円の長軸はトレッドの幾何学的形状に対して互いに角度をなしてもよい。球形ドーム（第１または第２ドームのいずれか）と楕円形ドーム（第２または第１ドームのいずれか）の組み合わせを有することも可能である。第１および第２のドームの選択的な設計を通じて、タイヤのリブ／トレッドブロックにおける垂直応力の分布を制御することができる。トレッドリブ／ブロックの端部のような特定の領域における垂直応力を減らすることによって、偏摩耗を減らすことができる。二重ドームの特徴は、第２のまたは上側のドームが開始する場所および終了する場所を制御することによって、および半径の異なる組み合わせを有することによって、応力分布のより優れた制御を可能にする。二重ドームの特徴の使用は、更に有利なものとして、単に第２のドームを第１のドームから中心を外して配置することによって、リブ又はトレッドブロックの一方側が、リブ又はトレッドブロックの他方側に対して異なる圧力分布を有する非対称の分布を可能にする。同様に、楕円形のドームの主軸の向きを操作することにより、特定のトレッドブロックの幾何学的形状に対して最適化が可能となる。例えば、楕円の長軸は、トレッドブロックの剛性の軸に対して平行または垂直に方向づけられてもよい。

[0039]上記の説明は、ベストモードを含む開示を説明し、当業者がこの開示を行い使用することを可能にするための例を使用している。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の例を含むことができる。特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と形式的に相違する同等の構造要素を含む場合に、そのような他の例は特許請求の範囲の記載に含まれることを意図している。さらに、本開示は、当初に実験のために提示された特許請求の範囲の記載の構成要素および／または工程の組み合わせに対して潜在的な保護を求めることを意図し、同様に、審査段階の特許請求の範囲の構成要素および／または工程の組み合わせに対して潜在的な保護を求めることを意図する。

Claims (19)

1. タイヤ軸回りに回転するタイヤであって、
   タイヤのタイヤトレッドに使用されるトレッドブロック又はリブと、
   前記トレッドブロック又はリブの道路に係合する面に設けられた異なる寸法の第１および第２のドームであって、前記第１のドームは、第１の曲面で構成される凸状の形状であり、前記第２のドームは、第２の曲面で構成される凸状の形状であり、前記第１のドームは第１面に配置され、前記第２のドームは前記第１のドームから隆起する、第１および第２のドームと、
   を備えるタイヤ。
2. 前記第１および第２のドームの中央は同心である、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記第１および第２のドームの中央は、互いに対してオフセットしている、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記第１および第２のドームは、実質的に楕円形の構造を有している、請求項１に記載のタイヤ。
5. 前記第１および第２のドームの区域は、互いに対して傾斜している、請求項４に記載のタイヤ。
6. 前記第１および第２のドームの区域の少なくとも一方は、前記タイヤの円周回転方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度をなしている、請求項５に記載のタイヤ。
7. 前記第１および第２のドームの半径は、互いに対して傾斜している、請求項１に記載のタイヤ。
8. 前記第１および第２のドームの半径の少なくとも一方は、前記タイヤの円周回転方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度をなしている、請求項１に記載のタイヤ。
9. 前記第１のドームの半径は、前記リブ又はトレッドブロックの横方向幅の半分よりも大きい、請求項１に記載のタイヤ。
10. 前記第１および第２のドームの少なくとも一方の半径は、前記トレッドブロックの円周の長さの半分よりも大きい、請求項９に記載のタイヤ。
11. 前記第１および第２のドームの少なくとも一方の半径は、前記トレッドブロックの円周の長さの半分よりも大きい、請求項１に記載のタイヤ。
12. 少なくとも前記第１のドームは、実質的に楕円形の構造を有し、少なくとも前記第１のドームの長径は、前記トレッドブロックの円周の長さの半分または前記トレッドブロックの幅の半分の一方よりも大きく、少なくとも前記第１のドームの短径は、前記トレッドブロックの円周の長さの半分または前記トレッドブロックの幅の半分の他方よりも大きい、請求項１に記載のタイヤ。
13. 前記第１面上で前記第１のドームが隆起している高さは、０．０５０８ミリメートル（０．００２インチ）から０．２０３２ミリメートル（０．００８インチ）までの範囲にある、請求項１に記載のタイヤ。
14. 前記第１面上で前記第２のドームが隆起している高さは、０．１０１７ミリメートル（０．００４インチ）から０．３８１ミリメートル（０．０１５インチ）までの範囲にある、請求項１３に記載のタイヤ。
15. タイヤ軸方向における前記第１のドームの幅寸法は、前記リブまたはトレッドブロックの幅の５０％から５００％の範囲にある、請求項１に記載のタイヤ。
16. タイヤ軸方向における前記第２のドームの幅寸法は、前記第１のドームの幅寸法の１０％から９５％の範囲にある、請求項１に記載のタイヤ。
17. 前記第１のドームの半径は、前記トレッドブロックの幅寸法および円周寸法の両方よりも大きい、請求項１に記載のタイヤ。
18. 前記第２のドームの半径は、前記トレッドブロックの幅寸法および円周寸法の両方よりも小さい、請求項１に記載のタイヤ。
19. 前記第１のドームの半径は、前記トレッドブロックの幅寸法および円周寸法の両方よりも大きく、前記第２のドームの半径は、前記トレッドブロックの幅寸法および円周寸法の両方よりも小さい、請求項１に記載のタイヤ。

Images