JP2008155912A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの摩耗と共に、フットプリントの前縁と後縁とを結合する新しい溝がトレッドに表れるような空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド表面２４の半径方向の内側には溝空隙２６、２８、３０が配置されている。これらの溝空隙は摩耗していないトレッド表面に伸びることはなく、トレッド１２の円周方向の長さに沿った方位の主要な軸を有している。溝空隙のこの主要な方位軸は、タイヤの赤道面に対して０°から３５°の範囲内にある。溝空隙は一列に並んでおり、それによって、溝空隙が露わになる深さにまでトレッドが摩耗すると、トレッドに別の溝３２、３４、３６が形成されるようになっている。形成されたこの溝は円周方向に伸びて、トレッドのフットプリントの前縁と後縁の間の長さより長い円周方向の長さを有している。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は空気入りタイヤ、より詳細に述べれば、タイヤが摩耗するにつれて、さまざまなトレッドパターンを提供するように構成された空気入りタイヤのトレッドに関する。

タイヤのトレッドパターンには、リブやブロックのような多数の要素が備わっており、またこれらの要素は円周方向および／または横方向の溝に分かれている。これらの溝は水の排出手段を提供すると共に、トレッド部材のバイティング・エッジを形成する。

タイヤが新しい時、トレッドの高さは最高である。この初期の高さは、意図したタイヤの用途によって変化することがある。全シーズン用タイヤに比して冬用タイヤはトレッドの深さが深くなっている。タイヤが新しい時は、初期のトレッドの深さに関係なく、トレッド部材には初期の剛性が備わっている。トレッド部材の実際の剛性は、ブロックサイズ、形状、およびサイプの存在によって決まる。タイヤが摩耗するにつれて、ブロックの高さは減少する一方、トレッド部材の剛性は増加する。

タイヤが水の中を通り抜けて走行すると、２つのメカニズム、すなわち溝を通る排水と水流が発生する。排水のメカニズムは常に存在する。しかし滑らかなタイヤの場合で、かつ車の速度と水の深さが特定の値を超えると、フットプリントの前縁の前に水のバンクが形成される。水のバンクが溝を通る水流によって減少しない限り、タイヤと道路面の間にスリップが発生し、フットプリントを通って水が運ばれる。新しいタイヤの場合、剛性とウエットドライブ性能の間にトレッドパターンに関する妥協点が存在することがある。こうした新しいタイヤの場合、排水メカニズムおよびノンスキッド・トレッドの深さは、容認可能なハイドロプレーニング抵抗をもたらすのに十分である。しかしタイヤが摩耗し、またノンスキッド・トレッドの深さが浅くなるにつれて、溝を通る水流は減少する。本発明は、こうした水流の減少を補償するトレッドを有するタイヤを目指したものである。

本発明の目的は、タイヤの摩耗と共に、フットプリントの前縁と後縁とを結合する新しい溝がトレッドに表れるような空気入りタイヤを提供することにある。

本明細書において空気入りタイヤを開示する。このタイヤは可変トレッドパターンを有するように設計したものであり、そのトレッドパターンは摩耗によって変化するため、タイヤが新しい時も摩耗した時も類似したタイヤのトレッド性能を達成することができる。こうしてトレッドパターンを変化させて摩耗したタイヤの性能を最適化し、それによって、ウェット状態にあるタイヤの性能特性を維持することを企てる。

本発明の目的は、タイヤの摩耗と共に、フットプリントの前縁と後縁とを結合する新しい、または追加の溝がトレッドに表れるようなタイヤのトレッドパターンを提供することにある。こうした新しい、または追加の溝は、支持つなぎやその他障害物のような、水流に対する妨げが無いようにすべきである。

本明細書において、赤道面を有する空気入りタイヤについて開示する。このタイヤはトレッドを有しており、かつトレッドはフットプリントを有しており、さらにフットプリントは前縁と後縁とを有している。トレッドは、トレッド部材を形成すると共に、トレッドの半径方向の外側表面から溝の半径方向の最も内側の表面にかけて測定したノンスキッド・トレッドの深さを画定する複数の溝を有している。初期の、すなわち摩耗していないトレッド表面の半径方向の内側には溝空隙が配置されている。そこで溝空隙はノンスキッド・トレッドの深みの中に覆い隠される。溝空隙は、相対する円周方向の端部と、トレッドの円周方向の長さに沿った方位の主要な軸を有している。溝空隙のこの方位軸は、タイヤの赤道面に対して０°から３５°の範囲内にある。また溝空隙の円周方向の端部は、溝空隙が露わになる深さまでタイヤトレッドが摩耗すると、トレッドに新しい溝が形成されるように調整されている。形成されたこの溝は円周方向に伸びて、トレッドのフットプリントの前縁と後縁の間の長さより長い円周方向の長さを有している。

本発明の別の様態によると、溝空隙はタイヤの赤道面に対してゼロ度の方位軸を有している。

本発明の別の様態によると、溝空隙のベースと溝のベースは、タイヤトレッドにおける同一の半径方向の深さに位置している。また溝空隙は、ノンスキッド・トレッドの深さの３０％から７０％の高さを有している。

本発明の１つの様態によると、タイヤトレッドは、トレッドが摩耗して溝空隙が露わになると、トレッドに少なくとも２つの円周方向に伸びる連続した溝が形成されるような溝空隙を有している。代替として、摩耗したトレッドは、タイヤの赤道面の各片側に形成された少なくとも１つまたは２つの溝を有している。
定義
ここに開示した本発明に対して以下の定義を使用する。

「軸方向の」および「軸方向に」は、ここでは、タイヤの回転軸に平行な線または方向を指すものとして使用している。

「円周方向の」とは、環状タイヤの表面の周囲に沿って伸びると共に、赤道面（ＥＰ）に平行で、かつ軸方向に垂直な線または方向を意味する。

「溝」とは、トレッドの周りを直線、曲線またはジグザグに円周方向または横方向に伸びることがある、トレッドにおける細長い空隙部分を意味する。円周方向と横方向に伸びる溝は共通部分を有することがあり、また「広い」溝あるいは「狭い」溝に下位分類されることもある。「狭い溝」は、補償したトレッド幅の約０．８％から３％の範囲にある幅を有している。一方「広い溝」は３％を超える幅を有している。「溝幅」は、幅が問題になっている溝または溝部分が占めるトレッドの表面積を、その溝または溝部分の長さで割ったものに等しい。したがって溝幅は、その長さに対する平均幅ということになる。溝は、自身が位置しているトレッド領域の剛性を減少させる。タイヤの中における溝の深さはさまざまに変化することがある。溝の深さはトレッドの円周の周りで変化することがあるし、また１つの溝の深さは一定であるが、タイヤの中の別の溝の深さとは異なることもある。

「内側」とはタイヤ内部に向かうことを、また「外側」とはタイヤ外部に向かうことを意味する。

「横方向」とは軸方向を意味する。

「ノンスキッド」とはタイヤトレッドにおける溝の深さを意味する。

「半径方向の」または「半径方向に」は、タイヤの回転軸に向かう方向、または回転軸から離れる方向を指すものとして使用している。

「サイプ」とは、トレッドの周りを直線、曲線またはジグザグにトレッドの円周方向または横方向に伸びることがある、トレッドにおける空隙部分を意味する。一般的にサイプは、専用の鋳造物、機械加工した鋳物、あるいはトレッドリングに挿入した鋼鉄製のブレードによって形成する。大写しにした図面は除いて添付した図面では、サイプは１本の線で示してあるが、それは非常に細いためである。すなわち「サイプ」とは、補償したトレッド幅の約０．２％から０．８％の範囲にある幅を有する溝のことである。

以下の表現は、本発明を実施するために現在検討している最良の形態である。この説明は本発明の一般的原理を説明する目的のためのものであり、限定的な意味でとらえるべきものではない。本発明の範囲は添付した請求項の範囲を参照することによって、最善の方法で確定することができる。

タイヤは図１に図解してある。タイヤ１０は、傾斜した横方向の溝１６によって分離された複数のトレッド部材１４からなるトレッド１２を有している。トレッド部材１４はトレッドのショルダー１８の相互間に連続的に伸びている。円周方向に隣接したトレッド部材１４はタイヤの赤道面（ＥＰ）の領域に連結されて、トレッド内に擬似リブ２０を形成している。図３を参照のこと。トレッド１４にはまた、円周方向に隣接した横方向の溝の間に伸びるサイプ２２が設けてある。

トレッド表面２４の半径方向の内側には複数の溝空隙が存在している。図１のトレッドのショルダー縁部と赤道面の間に伸びている各設計ピッチにおいて、各トレッド部材のトレッド表面２４の半径方向の内側に３つの溝空隙２６、２８、３０が存在している。図１Ａ、５および７を参照のこと。これら溝空隙は、タイヤの円周方向の長さに沿った方位の主要な軸を有している。この方位軸は、タイヤの赤道面に対して０°から３５°傾斜している。溝空隙２６、２８、３０は、また、相対する円周方向の端部２６Ｅ、２８Ｅ、３０Ｅを有し、横方向の溝１６と一致している。溝空隙２６は、サイプ−溝として特定されるような構造を有しており、そこでは、トレッド表面にサイプがあり、またトレッドの規定の深さにおいてサイプが変形して溝空隙になる。円周方向に隣接したトレッド部材１４にある溝空隙２６、２８、３０のそれぞれは円周方向に一列に並んでいるため、溝空隙２６、２８、３０は、トレッド１２に多重トンネルとしての形体を形成している。

しかしながら、各溝空隙の上部にはトレッドゴムが設けてあるため、トレッドが摩耗していない時や、トレッドの摩耗量が制限されている時には、水流通路とも考えられる所に妨げが生じる。妨げの無い連続した円周方向の溝が存在しないため、図１のトレッドにおいて発生する主要な水流メカニズムは、排水となる。

トレッド部材１４は、摩耗していない時のタイヤのトレッド表面とトレッド溝の半径方向の最も内側のベースとの間で測定した、初期のノンスキッド・トレッドの深さＤを有している。図５を参照のこと。トレッド部材１４が摩耗するにつれて、ノンスキッド・トレッドの深さＤは減少し、溝空隙２６、２８、３０は露わになり、トレッドに妨げの無い新しい円周方向の溝３２、３４、３６が形成される。図２、４、および６を参照のこと。ここで「溝空隙」という用語が出てくる。溝空隙は、初期のトレッド表面にある空隙としてのトレッド形体となっており、溝空隙が露わになると別の溝を形成する。こうして溝空隙は、上記で規定したような溝幅の範囲の幅を有する。溝空隙が露わになるのは、溝空隙の上部にあるゴムの半径方向の深さＤ_Rに基づいている。ゴムの半径方向の深さＤ_Rは、ノンスキッドの全深さＤの３０％から７０％である。こうして溝は、トレッドの全深さＤの３０％から７０％の範囲でどこでも露わになる。溝空隙２６、２８、３０も、溝１６と同一の半径方向におけるトレッド深さに一列に並んだ、半径方向の最も内側のベースを有するのが理想的である。円周方向の溝３２、３４、３６は、図１のトレッドを、連結したトレッド部材１４の１つから、中央リブ２０の各サイドに位置した複数の非連結のトレッドブロック４０、４２、４４を有するトレッドへと変化させる。

図５に示すように、溝の各空隙の半径方向の外側にあるトレッドゴムの部分も全て、その半径方向の深さは同一である。すなわち溝空隙２６、２８、３０は全て、同一の溝空隙の深さＤ_Vを有している。半径方向の外側に位置したサイプ構成部材を有し、トレッド表面に繋がっている溝空隙２６の場合、空隙の深さＤ_Vは、溝幅の規定値内にある幅を有する空隙の部分に対してのみ測定される。このことは図５で最も分かりやすく図解してある。しかしながら、トレッド内にある、妨げの無い円周方向の溝切りの量を徐々に増加させると、溝空隙の深さＤ_Vが変動することがある。この変動は、トレッドの軸方向の位置または、溝空隙の全断面積をもとに選定することができる。たとえば溝切りを行なうべき軸方向の位置をもとに選定する場合、赤道面に最も近い場所に位置する溝３６より前に、軸方向の最も外側の溝３２が表れるようにすることが望ましい。このようなトレッドのバリエーションに対して、軸方向の最も外側の溝空隙２６の溝空隙の深さＤ_Vは、軸方向の内側にある溝空隙３０の溝空隙の深さより深くなる。溝空隙が一定の断面積を有することが望ましい場合、軸方向により広い溝空隙にすると、その他の溝空隙に比して溝空隙の深さＤ_Vは浅くなる。代替として、溝空隙２６、２８、３０の上部にあるゴムの半径方向の深さＤ_Rは一定で、他方空隙の深さＤ_Vが変動するように溝空隙を配置することがある。このようなトレッドでは、露わになった溝に対する深さが変動し、そのため水が流れ得る断面積が広くなる結果となる。

新しい溝３２、３４、３６は連続しているため、タイヤが水の中を通り抜けて走行するにつれて、水は、フットプリントの前縁からフットプリントの後縁に向けて妨げられることなく自由に流れる。摩耗したタイヤトレッドにおける水流を改善するための本発明の１つの様態としては、新しく形成された溝がフットプリントの前縁と後縁の間に完全に伸びて、タイヤのフットプリントの前縁と後縁に接触し、さらに好ましくは前縁と後縁を超えて伸びるようにすることである。

タイヤトレッドの代替としての実施態様は図８および９に示してある。図８のトレッド５０は、摩耗していない状態でのトレッドである。このトレッドは、円周方向に隣接し、かつ連結したトレッド部材５２の組み合わせを有しており、タイヤの赤道面ＥＰにリブ状の形体を形成している。中央のリブ状のトレッド形体の横方向の各サイドには、幅が交互に変わるトレッドブロック５４、５６が列をなしている。トレッドブロックのこの列の軸方向の外側には、トレッドブロック５８のショルダー列が存在している。幅が交互に変わるトレッドブロック５４、５６およびショルダー・トレッドブロック５８は、傾斜した横方向の溝６０によって分離されている。これらブロックの２つの列は、妨げの無い円周方向に連なった溝によって分離されている。

幅が交互に変わるブロック列において、広幅のブロック５６には溝空隙６２が付いている。溝空隙６２は長さの短い円周方向の溝６４と一列に並んでいる。中央のリブ状形体において、赤道面ＥＰの各サイドに溝空隙６６が設けてある。トレッドが摩耗するにつれて、溝空隙６２、６６の上部にあるゴムが摩耗するため、妨げの無い円周方向に連なった溝６８、７０が形成される。その結果、中央のリブとショルダーブロック５８の間に個別ブロックの２つの列７２、７４が形成される。また、妨げの無い円周方向に連なった溝の個数が増加し、かつネット対グロス比の低いトレッドが形成される。

以上トレッドに関する確定的な２つの実施態様を示したが、他方では、円周方向に連なった妨げの無い溝の個数を増加させるという側面を満足させるトレッド部材の別の構成も考えられる。こうしたトレッドの別の実施態様には、上述したように、溝空隙がタイヤの赤道面に位置しているトレッド構成が含まれることがある。

本発明について、実施事例をもとに、また添付図面を参照しながら以下説明する。
摩耗していないタイヤの斜視図である。 図１のセクション１Ａの拡大図である。 タイヤトレッドが摩耗した後のタイヤの斜視図である。 図２のセクション２Ａの拡大図である。 図１のトレッドの平面図である。 図２のトレッドの平面図である。 図３の線５−５に沿った断面図である。 図４の線６−６に沿った断面図である。 図１における摩耗していないトレッドの１つのピッチ設計の斜視図である。 別の実施態様を説明する摩耗していないタイヤトレッドである。 図８のトレッドの摩耗後の平面図である。

符号の説明

１０、１０Ａ タイヤ
１２ トレッド
１４ トレッド部材
１６ 横方向溝
１８ トレッドショルダ
２０ 擬似リブ
２２ サイプ
２４ トレッド表面
２６、２８、３０ 溝空隙
２６Ｅ、２８Ｅ、３０Ｅ 円周方向端部
３２、３４、３６ 円周方向溝
４０、４２、４４ トレッドブロック
５０ トレッド
５２ トレッド部材
５４、５６、５８ トレッドブロック
６０ 横方向溝
６２、６６ 溝空隙
６４、６８、７０ 円周方向溝
７２、７４ ブロックの列
Ｄ ノンスキッドトレッド深さ
Ｄ_R 半径方向深さ
Ｄ_V 溝空隙深さ
ＥＰ 赤道面

Claims (8)

1. 赤道面と、トレッドと、前縁および後縁を有するフットプリントとを有する空気入りタイヤであって、前記トレッドが溝を有し、前記溝はトレッド部材を形成し、さらに前記トレッドは半径方向の外側表面および、トレッドの前記半径方向の外側表面から溝の半径方向の最も内側の表面にかけて測定したノンスキッド・トレッドの深さを有しており、また溝空隙が初期のトレッド表面の半径方向の内側に位置している空気入りタイヤにおいて、
   空隙が相対する円周方向の端部と、前記トレッドの円周方向の長さに沿った主要な方位軸とを有しており、前記方位軸がタイヤの赤道面に対して０°から３５°傾斜しており、溝空隙の円周方向の端部が一列に並んでおり、それによって、溝空隙が露わになる深さにまでトレッドが摩耗すると、トレッドに別の溝が形成されるようになっており、また形成された前記溝が円周方向に伸びて、トレッドのフットプリントの前縁と後縁の間の長さより長い円周方向の長さを有することを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記溝空隙が前記タイヤの赤道面に対してゼロ度の方位軸を有している、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記溝空隙のベースと前記溝のベースが、前記タイヤのトレッドにおける同一の半径方向の深さに位置している、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記溝空隙が、前記ノンスキッド・トレッドの深さの３０％から７０％の高さを有している、請求項１に記載のタイヤ。
5. 前記タイヤのトレッドが、前記トレッドが摩耗して前記溝空隙が露わになると、少なくとも２つの円周方向に伸びる連続した溝が形成されるような溝空隙を有している、請求項１に記載のタイヤ。
6. 前記タイヤのトレッドが、前記トレッドが摩耗して前記溝空隙が露わになると、前記タイヤの赤道面の各片側に少なくとも１つの溝が形成されるような溝空隙を有している、請求項１に記載のタイヤ。
7. 前記タイヤのトレッドが、前記トレッドが摩耗して前記溝空隙が露わになると、前記タイヤの赤道面の各片側に少なくとも２つの溝が形成されるような溝空隙を有している、請求項１に記載のタイヤ。
8. 前記タイヤのトレッドが横方向の溝によって構成されており、かつ前記溝空隙の円周方向の各端部が横方向の溝と一致している、請求項１に記載のタイヤ。

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