JP2007314168A - トレッドサイプを有する空気入りタイヤ、およびサイプブレード - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤが摩耗したときにタイヤトレッドのバイティングエッジを増やす。
【解決手段】複数の溝を備えたタイヤトレッドを有するタイヤが開示される。これらの溝は少なくとも１つのトレッド部材を形成し、トレッド部材はその中に少なくとも１つのサイプを有している。サイプは、幅Ｗ、サイプ深さＤｓ、および有効サイプ長Ｌｅを有している。有効サイプ長Ｌｅは、サイプ深さＤｓに垂直な任意の平面におけるサイプの断面積をサイプ幅Ｗで割った値である。サイプは、半径方向最外部の第１のサイプ部２８と、遷移部である第２のサイプ部３０と、半径方向最内部の第３のサイプ部３２と、を有している。第１のサイプ部は、一定の有効サイプ長Ｌｅを有している。第２のサイプ部は、第２のサイプ部の深さの全長に渡って徐々に増加する有効サイプ長Ｌｅを有している。第３のサイプ部は、一定の有効サイプ長Ｌｅを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。より詳細には、本発明は、トレッド部材内のサイプの長さが、タイヤトレッドがほとんど摩耗していないときのタイヤトレッド面での長さより長くなる、特定の種類の多次元サイプを備えたトレッドを有するタイヤに関する。

空気入りタイヤのトレッド部は一般に、ブロックまたはリブあるいはそれらの組合せの形をした路面に噛み込むゴム部材を形成する、周方向および横方向に延びる複数の溝を有している。トレッド部材の特定のサイズおよび形状は、タイヤの全体的な性能に著しく貢献し、そのため、所望のタイヤ特性を実現するように構成される。

従来、タイヤトレッドはまた、サイプと呼ばれる特徴を備えている。サイプは、トレッド幅、すなわち、軸線方向におけるトレッド面のアーク長の約０．１％から約１％の範囲の幅を有する溝である。サイプは、零速度で標準荷重および標準空気圧の下で接地面内に位置しているときに閉じる傾向がある。サイプは通常、鋳型または機械加工されたモールドまたはトレッドリングに挿入されるスチールブレードによって形成される。

サイプは、トレッドの周りを周方向または横方向に、直線状、曲線状、またはジグザグ状に延びることができ、一次トレッド溝と同じ深さを有していてもよく、または溝深さより大きな深さを有していてもよい。サイプは、リブやトレッドブロックの側方を通る場合もあるし、トレッド部材の内側に閉じ込められる場合もある。トレッド面の接線に対してその交点の位置で垂直ではない平面内に位置するサイプを設けることも知られている。互いに隣接するサイプを形成する各平面の傾きは同一であってもよいし、トレッド部材長に沿って段階的に異なっていてもよい。サイプの長さに沿って深さが変化するサイプを用いることも知られている。

トレッドにサイプが存在することによって、トレッド内のバイティングエッジの数が増える。各バイティングエッジの位置で局所的に圧力が増えるため、トレッド面のワイピング作用およびディギング作用が向上し、雪上および氷上での優れたタイヤトラクションが得られる。さらに、サイプは、トレッド部材の剛性を損なわずにトレッド部材の可撓性を向上させる。サイプの互いに向かい合う面同士が容易に長手方向に相対的に滑るため、トレッドと路面との接触領域において、変形に対するトレッド部材の抵抗力が弱まり、したがって、タイヤの蓄熱速度が低下する。しかし、サイプの互いに向かい合う面同士が滑ると、互いに向かい合うサイプ面間に摩擦が生じ、サイプの摩耗につながる可能性がある。

本発明は、多次元サイプを有するタイヤと、そのようなサイプの製造に使用されるブレードと、に関する。このサイプは、タイヤが摩耗するときにタイヤトレッドのバイティングエッジを増やし可撓性を高める。

本明細書では、複数の溝を備えたタイヤトレッドを有するタイヤが開示される。これらの溝は少なくとも１つのトレッド部材を形成し、トレッド部材はその中に少なくとも１つのサイプを有している。サイプは、幅Ｗ、サイプ深さＤｓ、および有効サイプ長Ｌｅを有している。有効サイプ長Ｌｅは、サイプ深さＤｓに垂直な任意の平面におけるサイプの断面積をサイプ幅Ｗで割った値である。サイプは、半径方向最外部の第１のサイプ部と、遷移部である第２のサイプ部と、半径方向最内部の第３のサイプ部と、を有している。第１のサイプ部は、一定の有効サイプ長Ｌｅを有している。第２のサイプ部は、第２のサイプ部の深さの全長に渡って徐々に増加する有効サイプ長Ｌｅを有している。第３のサイプ部は、一定の有効サイプ長Ｌｅを有している。この３つの部分は、上記の順序で半径方向に互いに隣接して設けられることが好ましく、また、この３つの部分だけが、サイプの全深さにおいて、互いに形状が異なり上記のように規定された部分であることが好ましい。

第１のサイプ部は、直線状または曲線状の形状、あるいはサイプが形成されたトレッド部材を形成している溝の形状を模倣した形状を有している。第３のサイプ部は、ジグザグ、ギザギザ、扇形、または波形形状を有している。

本発明の一態様では、第１のサイプ部は、サイプ深さＤｓの少なくとも５％で２０％以下である深さＤ１を有している。

本発明の他の態様では、第２のサイプ部は、サイプ深さＤｓの少なくとも５％で２５％以下である深さＤ２を有している。

本発明の他の態様では、第３のサイプ部は、サイプ深さＤｓの少なくとも６０％で８５％以下である深さＤ３を有している。

本発明の他の態様では、第３のサイプ部は、第１のサイプ部の有効サイプ長Ｌｅより少なくとも１１０％長い有効サイプ長Ｌｅを有している。

タイヤトレッドにサイプを形成するサイプブレードも開示される。このブレードは、厚さＷｂとパターン部とを有している。パターン部は、対応する形状のサイプを形成する形状を備えている。ブレードのパターン部はパターン深さＤｐおよび有効パターン長Ｌｐｅを有している。有効パターン長Ｌｐｅは、パターン深さＤｐに垂直な任意の平面におけるパターン部の断面積をブレード厚さＷｂで割った値である。ブレードのパターン部は、最上部の第１のパターン部と、遷移部である第２のパターン部と、最下部の第３のパターン部と、を有している。第１のパターン部は、一定の有効パターン長Ｌｐｅを有している。第２のパターン部は、第２のパターン部の第２のパターン部の深さの全長に渡って徐々に増加する有効パターン長Ｌｐｅを有している。第３のパターン部は、一定の有効パターン長Ｌｐｅを有している。ブレードのパターン部における遷移部であるパターン部は１つだけであることが好ましい。

本発明の一態様では、第１のパターン部は、パターン深さＤｐの少なくとも５％の深さＤ１を有している。第２のパターン部は、パターン深さＤｐの少なくとも５％の深さＤ２を有している。第３のパターン部は、パターン深さＤｐの少なくとも６０％の深さＤ３を有している。

本発明の他の態様では、第１のパターン部は直線状または曲線状の形状を有している。第３のパターンは、ジグザグ、ギザギザ、扇形、または波形形状を有している。

本発明によれば、タイヤが摩耗するときにタイヤトレッドのバイティングエッジを増やし可撓性を高めることができる。

本明細書で用いられる用語の定義を以下に示す。開示された発明においては以下の定義に従う。

「軸線方向の」および「軸線方向に」は、本明細書では、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を指すために使用される。

「ブレード」は、トレッド形状の一部を形成する、タイヤ硬化モールド内の突起を意味する。この突起は、完成したタイヤトレッドに対応するくぼみを形成する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かい、または半径方向に回転軸から離れる向きを意味するために使用される。

「サイプ」は、タイヤのトレッド部材の中に成形され、トレッド部材を細分し、トラクション特性を向上させる小さな溝を指す。サイプは、トレッド幅の約０．１％から約１％の範囲の幅を持ち、タイヤ接地面で完全に閉じる傾向がある。サイプの深さはトレッドの円周に沿って変化していてもよい。また、サイプの深さは一定で、タイヤ内の他のサイプの深さと異なっていてもよい。

本発明を例示によって、添付の図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明を実施するための、現在考えられる最良の形態についてのものである。この説明は、本発明の一般的な原理を示すためのものであり、限定的な意味に取られるべきではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲を参照することによって最も適切に決定される。

図１は、空気入りタイヤの例示的なトレッド１０である。図示のトレッドを使用するタイヤはラジアル構成でもバイアス構成でもよいが、より代表的な構成はラジアル構成である。タイヤトレッド１０は、複数の周方向溝１２と、複数の横方向溝１４，１６と、を有している。これらの溝１２，１４，１６は様々に組み合わされて複数のトレッド部材１８，２０を形成している。横方向溝１４のいくつかは周方向溝１２同士の間を延びており、いくつかはトレッド部材２０内で終端し、盲溝１６を形成している。図示のトレッドでは、トレッド部材はトレッド部材２０などのブロック、またはトレッド部材１８などのリブであるが、各トレッド部材１８，２０内には少なくとも１つのサイプが設けられている。図示のサイプ２２は、本トレッド部材を形成する横方向溝の形状を少なくとも部分的に模倣する初期外部形状を有している。本明細書では、模倣は、同一であるかまたは極めて似ていることと定義され、そのようなサイプは、それが模倣する溝形状と同じ概略形状を有している。当業者には、トレッド形状が図示の形状と異なっていてもよく、タイヤ技術者が望む任意のトレッド部材形状を有していてもよいことが理解されよう。特定のトレッド部材形状および様々なトレッド部材におけるサイプは、意図されるタイヤ性能特性を満たすように選択される。

図２に示すように、すべてのサイプ２２は、初期トレッド面２４からサイプの半径方向最内点まで測った深さＤｓを有する。このサイプ深さＤｓは、ブロック高さまたは隣接する溝の深さのいずれかに対して定義することもでき、ブロック高さと溝の深さはいずれも、タイヤが新品で、トレッドがほとんど摩耗していないときに測定される。サイプ深さＤｓは、隣接する溝の深さより小さくても、等しくても、大きくてもよく、場合によってはサイプの長さに沿って変化していてもよい。各サイプ２２は、有効長Ｌｅを有している。有効長Ｌｅは、サイプ深さＤｓに垂直な平面で測定されたサイプ２２の断面積をサイプの幅で割った値として算出される。すなわち、Ｌｅ＝面積／幅である。サイプの幅は、サイプが接地面内にないときに測定される。

本発明によれば、タイヤトレッド内の少なくとも１つのサイプは、初期トレッド面の位置での有効長から、サイプの深さに沿った各位置でのサイプの有効長へと、サイプの有効長が増えていく構成を有している。サイプの深さに沿ったトレッド部材の切断図が図２に示されている。本発明のサイプ２６は、新品の、またはほとんど摩耗していないトレッド面から測定したときに、サイプ深さＤｓの半径方向最外部側の少なくとも５％、かつ２０％以下である深さＤ１の範囲で一定の形状を有し、第１のサイプ部２８を形成している。第１のサイプ部２８が一定の形状を有しているため、第１の部分２８の有効サイプ長Ｌｅは、第１のサイプ部２８の全深さＤ１に渡って一定である。第１のサイプ部２８の正確な形状は、直線状であるかまたは当該直線に対してわずかに曲線状となっていることが好ましい。一定の形状は、隣接する平行な溝の形状を模倣した形状であることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。

第１のサイプ部２８の半径方向内側に、遷移ゾーンと呼ぶのが最も適切である第２のサイプ部３０が位置している。第２のサイプ部３０は、サイプ深さＤｓの少なくとも５％、かつ２５％以下である深さＤ２を有している。第２のサイプ部３０では、サイプ形状は、一つの一定の形状、すなわち第１のサイプ部２８の形状から、第２の一定の形状、すなわち第３のサイプ部３２の形状まで変化し、サイプ２６の有効長Ｌｅは第２のサイプ部３０の全深さＤ２に渡って徐々に増加し、有効長Ｌｅが減少することはない。

第２のサイプ部３０の半径方向内側に、第３の、半径方向最内部側のサイプ部３２が位置している。第３のサイプ部３２は、サイプ深さＤｓの少なくとも６０％、好ましくはサイプ深さＤｓの少なくとも７５％で、かつサイプ深さＤｓの８５％以下である深さＤ３を有している。第３のサイプ部３２では、サイプ形状は一定で、サイプ部３２の有効長Ｌｅは一定であり、有効長Ｌｅは第１のサイプ部２８の有効サイプ長Ｌｅより長い。第３のサイプ部３２の有効長Ｌｅは、第１のサイプ部２８の有効長Ｌｅより少なくとも１１０％長く、より好ましくは、第１のサイプ部２８の有効長Ｌｅより１２０％長い。第３のサイプ部３２は、ジグザグ、ギザギザ、扇形、または波形形状を有している。図２は第３のサイプ部３２のジグザグ形状を示している。

図３，４Ａ，４Ｂは、図２に示されている種類のサイプ２６の製造に有用なブレード３４を示している。ブレード３４は、一定の厚さＷｂを有し、タイヤトレッドに多次元サイプ２６を形成するパターン部３６を有している。当業者には、特定の製造用タイヤモールドに使用され／取り付けられるブレードの全体は図示されておらず、製造用ブレードの一部のみが示されていることが理解されよう。これがタイヤモールドに取り付けられる完成したブレードである場合、ブレードをモールドに取り付けるための追加のブレード材料がパターン部の上方に示されることになろう。サイプブレード３４のパターン部３６はパターン深さＤｐを有している。パターン部３６は有効パターン長Ｌｐｅを有している。有効パターン長Ｌｐｅは、パターン深さＤｐに垂直な任意の平面でのパターン部３６の断面積をブレード厚さＷｂで割った値として算出される。すなわち、Ｌｐｅ＝断面積／ブレード厚さＷｂである。

ブレード３４のパターン部３６自体は３つの部分３８，４０，４２を有している。第１のパターン部３８は、パターン深さＤｐの最上部側の少なくとも５％、かつ２０％以下である深さＤ１の範囲で、一定の形状および一定の有効長Ｌｐｅを有している。第１のパターン部３８の形状は、直線状であるかまたは当該直線に対してわずかに曲線状となっていることが好ましい。この一定の形状も、形成されるサイプに隣接して形成される溝の形状を模倣するものであってもよい。

第１のパターン部３８のすぐ隣に、遷移ゾーンと呼ぶのが最も適切である第２のパターン部４０が位置している。第２のパターン部４０は、パターン深さＤｐの少なくとも５％、かつ２５％以下である深さＤ２を有している。第２のパターン部４０では、この形状は一つの一定の形状、すなわち、第１のパターン部３８の形状から、第２の一定の形状、すなわち、第３のパターン部４２の形状まで変化し、パターンの有効長Ｌｐｅは第２のパターン部４０の全深さに沿って徐々に増加する。

第２のパターン部４０の内側に第２のパターン部４０に隣接して、第３の、最内部側のパターン部４２が位置している。第３のパターン部４２は、パターン深さの少なくとも６０％、好ましくはパターン深さの少なくとも７５％で、かつパターン深さの８５％以下である深さＤ３を有している。第３のパターン部４２では、パターン形状は一定で、パターン部４２の有効長Ｌｐｅは一定であり、有効長Ｌｐｅは第１のパターン部３８の有効長Ｌｐｅより長い。第３のパターン部４２の有効長Ｌｐｅは、第１のパターン部３８の有効長Ｌｐｅより少なくとも１１０％長く、より好ましくは、第１のパターン部３８の有効長Ｌｐｅより１２０％長い。第３のパターン部４２は、ジグザグ、ギザギザ、扇形、または波形形状を有している。図３は第３のパターンプ部４２のジグザグ形状を示している。

図４Ａは、図３のブレードの上面図である。図を見ると分かるように、ブレード３４は、ブレードの長さ方向に沿ってわずかに曲線状となっている。この曲線は、ブレード３４の長さ方向および深さ方向に沿って延び、サイプブレードおよびそれから形成されるサイプの主要なパターンを形成している。図４Ｂは、同じブレード３４の底面図あり、ここでも、ブレード３４の深さ方向に沿って延びる曲線の主要なパターンが示されている。このブレード３４は上述のとおり、曲線で示されているが、ブレードおよびそれから形成されるサイプは、直線状の形状、またはタイヤトレッドに形成される隣接する溝を模倣した形状を有していてもよい。

図１のトレッドを見ると分かるように、トレッド面では、すべてのサイプ２２は、隣接する横方向溝１４，１６を模倣した表面形状を有している。ただし、図示のサイプ２２のすべてが本発明による可変形状を有していなくてもよい。どのサイプ２２が深さに沿って可変パターンを備えるかの選択は、所望のタイヤ特性、サイプを形成するブレードの製造の容易さ、そのようなブレードを使用してタイヤを製造する容易さを含むがそれらに限られない多数の因子によって決定される。他のトレッド形状が図５に示されている。このトレッド５０では、大部分のサイプ５２の表面形状は隣接する溝形状を模倣しており、模倣していないサイプ５４は直線状またはわずかに曲線状の形状を有している。図示のトレッド１０，５０のいずれについても、タイヤ設計者は、軸線方向の最も外側のトレッド部材の列だけに開示された寸法のサイプ形状を有するサイプを形成するか、またはタイヤの赤道面上に位置する部材の列にそのようなサイプを形成するかを選択することができる。

本発明によるサイプは、タイヤトレッドの寿命中に、サイプが形成されたトレッド部材の剛性を変化させる。さらに、サイプが摩耗するとサイプの有効長が増えるため、タイヤトレッドのバイティングエッジを増やすことができる。

タイヤトレッドを示す図である。 図１のトレッド内のサイプの切断断面図である。 図２のサイプと同様のサイプを形成するのに使用されるブレードの図である。 図３のブレードの上面図である。 図３のブレードの底面図である。 他のトレッドの図である。

符号の説明

１０，５０ トレッド
１２ 周方向溝
１４，１６ 横方向溝
１８，２０ トレッド部材
２２，５２，５４ サイプ
２４ 初期トレッド面
２６ サイプ
２８ 第１のサイプ部
３０ 第２のサイプ部
３２ 第３のサイプ部
３４ ブレード
３６ パターン部
３８ 第１のパターン部
４０ 第２のパターン部
４２ 第３のパターン部
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 深さ
Ｄｐ パターン深さ
Ｄｓ サイプ深さ
Ｌｅ 有効サイプ長
Ｌｐｅ 有効パターン長
Ｗｂ ブレード厚さ

Claims (19)

1. 少なくとも１つのトレッド部材を形成する複数の溝を備えたタイヤトレッドを有し、該トレッド部材はその中に少なくとも１つのサイプを有し、該サイプは幅Ｗと、サイプ深さＤｓと、該サイプ深さＤｓに垂直な任意の平面における該サイプの断面積を該サイプ幅Ｗで割った値として算出される有効サイプ長Ｌｅと、を有するタイヤにおいて、
   前記サイプは、半径方向最外部の第１のサイプ部と、遷移部である第２のサイプ部と、半径方向最内部の第３のサイプ部と、を有し、
   前記第１のサイプ部は、一定の前記有効サイプ長Ｌｅを有し、
   前記第２のサイプ部は、該第２のサイプ部の深さの全長に渡って徐々に増加する前記有効サイプ長Ｌｅを有し、
   前記第３のサイプ部は、一定の前記有効サイプ長Ｌｅを有する、
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記第１のサイプ部は、前記サイプ深さＤｓの少なくとも５％の深さＤ１を有する、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記第１のサイプ部は、前記サイプ深さＤｓの２０％以下の深さＤ１を有する、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記第２のサイプ部は、前記サイプ深さＤｓの少なくとも５％の深さＤ２を有する、請求項１に記載のタイヤ。
5. 前記第２のサイプ部は、前記サイプ深さＤｓの２５％以下の深さＤ２を有する、請求項１に記載のタイヤ。
6. 前記第３のサイプ部は、前記サイプ深さＤｓの少なくとも６０％の深さＤ３を有する、請求項１に記載のタイヤ。
7. 前記第３のサイプ部は、前記サイプ深さＤｓの８５％以下の深さＤ３を有する、請求項１に記載のタイヤ。
8. 前記第３のサイプ部は、前記第１のサイプ部の前記有効サイプ長Ｌｅより少なくとも１１０％長い前記有効サイプ長Ｌｅを有する、請求項１に記載のタイヤ。
9. 前記第１のサイプ部は、直線状または曲線状の形状、あるいは前記サイプが形成された前記トレッド部材を形成している前記溝の形状を模倣した形状を有する、請求項１に記載のタイヤ。
10. 前記サイプは、該サイプの全深さで、半径方向に互いに隣接する前記第１、第２、および第３のサイプ部のみを有する、請求項１に記載のタイヤ。
11. 前記サイプは、該サイプの前記有効長Ｌｅが徐々に増加する前記遷移部を１つのみ有する、請求項１に記載のタイヤ。
12. 前記第３のサイプ部は、ジグザグ、ギザギザ、扇形、または波形形状を有する、請求項１に記載のタイヤ。
13. タイヤトレッドにサイプを形成するブレード厚さＷｂのサイプブレードであって、対応する形状のサイプを形成する形状を備えたパターン部を有し、該サイプブレードの該パターン部は、パターン深さＤｐと、該パターン深さＤｐに垂直な任意の平面における該パターン部の断面積を該ブレード厚さＷｂで割った値として算出される有効パターン長Ｌｐｅと、を有するサイプブレードにおいて、
    前記サイプブレードの前記パターン部は、最上部の第１のパターン部と、遷移部である第２のパターン部と、最下部の第３のパターン部と、を有し、
    前記第１のパターン部は、一定の前記有効パターン長Ｌｐｅを有し、
    前記第２のパターン部は、該第２のパターン部の深さの全長に渡って徐々に増加する前記有効パターン長Ｌｐｅを有し、
    前記第３のパターン部は、一定の前記有効パターン長Ｌｐｅを有する、
    ことを特徴とするサイプブレード。
14. 前記第１のパターン部は、前記パターン深さＤｐの少なくとも５％の深さＤ１を有する、請求項１３に記載のサイプブレード。
15. 前記第２のパターン部は、前記パターン深さＤｐの少なくとも５％の深さＤ２を有する、請求項１３に記載のサイプブレード。
16. 前記第３のパターン部は、前記パターン深さＤｐの少なくとも６０％の深さＤ３を有する、請求項１３に記載のサイプブレード。
17. 前記第１のパターン部は直線状または曲線状の形状を有する、請求項１３に記載のサイプブレード。
18. 前記第３のパターンは、ジグザグ、ギザギザ、扇形、または波形形状を有する、請求項１３に記載のサイプブレード。
19. 前記パターンは、該パターンの前記有効長Ｌｐｅが徐々に増加する前記遷移部を１つのみ有する、請求項１３に記載のサイプブレード。

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