JP2017511282A - 可変幅溝を有するタイヤ - Google Patents

Abstract

タイヤは、一対のサイドウォールと、ジグザクの周方向溝を有する周方向トレッドと、を含む。ジグザクの周方向溝は、溝底部、一対の溝壁、及び各溝壁と周方向トレッドの頂面との交点を画定する一対の溝エッジによって画定され、溝のエッジの各々が、溝に沿って滑らかに広がる及び狭まる。周方向トレッドは、第１及び第２の周方向ピッチ長を有する、第１の周方向ピッチを有する。第１の周方向ピッチは、第１の交角を形成する、第１のジグザクの周方向溝セグメントと、第２のジグザクの周方向溝セグメントと、を含む。第２の周方向ピッチは、第１の交角と異なる第２の交角を形成する、第３のジグザクの周方向溝セグメントと、第４のジグザクの周方向溝セグメントと、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、車両用タイヤ及びタイヤトレッドに関する。より具体的には、本開示は、タイヤトレッドなどの外側の構成要素に波形の、蛇行する、曲線の、又はスプラインの溝を有する、車両用タイヤ及びタイヤトレッドに関する。タイヤは、空気入り又は非空気入りとすることができる。

既知のタイヤトレッドは、様々な溝を有する。溝は、幅、長さ、深さ、及び平面配向が変化し得る。溝の幅、長さ、深さ、及び平面配向を改良することは、硬さ及び摩耗などのタイヤの様々な特性に影響を与える。

一実施形態において、周方向のトレッドを有するタイヤは、周方向トレッドに配置されるジグザクの周方向溝を含む。タイヤは、第１の周方向ピッチ長を有する第１の周方向ピッチと、第１の周方向ピッチ長と異なる第２の周方向ピッチ長を有する第２の周方向ピッチと、を更に含む。第１の周方向ピッチは、ジグザクの周方向溝の第１及び第２のセグメントを含む。ジグザクの周方向溝の第１のセグメントは、第１の軸方向外側の極大及び第１の軸方向内側の極小を有する、第１の一対の対向する溝セグメントエッジを有する。ジグザクの周方向溝の第２のセグメントは、第２の軸方向外側の極大及び第２の軸方向内側の極小を有する、第２の一対の対向する溝セグメントエッジを有する。第２の周方向のピッチは、ジグザクの周方向溝の第３及び第４のセグメントを含む。ジグザクの周方向溝の第３のセグメントは、第３の軸方向外側の極大及び第３の軸方向内側の極小を有する、第３の一対の対向する溝セグメントエッジを有する。ジグザクの周方向溝の第４のセグメントは、第４の軸方向外側の極大及び第４の軸方向内側の極小を有する、第４の一対の対向する溝セグメントエッジを有する。ジグザクの周方向溝の第１及び第２のセグメントは、第１の交角を形成し、ジグザクの周方向溝の第３及び第４のセグメントは、第１の交角と異なる第２の交角を形成する。

別の実施形態において、タイヤは、カーカスプライと、一対のサイドウォールと、周方向ベルトと、周方向トレッドと、を含む。トレッドは、複数の主周方向溝と、複数の個別の道路接触ランド部分と、を含む。少なくとも１つの主周方向溝は、３．８６の＜ＰＨ＜２７５０であるような点高さＰＨを有する、パイプ状でジグザクの周方向溝であり、ここで、ＰＨ＝ＡＷ／（ＳＷ）×１００ＡＲ×Ｒであり、ＰＨ＝点高さであり、ＡＷ＝周方向溝の最大軸方向幅であり、ＳＷ＝タイヤの断面幅であり、ＡＲ＝タイヤのアスペクト比であり、０＜ＡＲ≦１であり、Ｒ＝タイヤのリムの半径である。

更に別の実施形態において、タイヤは、一対のサイドウォールと、ジグザクの周方向溝を有する周方向トレッドと、を含む。ジグザクの周方向溝は、溝底部、一対の溝壁、及び各溝壁と周方向トレッドの頂面との交点を画定する一対の溝エッジによって画定され、溝のエッジの各々が、溝に沿って滑らかに広がる及び狭まる。周方向トレッドは、第１及び第２の周方向ピッチ長を有する、第１の周方向ピッチを有する。第１の周方向ピッチは、第１の交角を形成する、第１のジグザクの周方向溝セグメントと、第２のジグザクの周方向溝セグメントと、を含む。第２の周方向ピッチは、第１の交角と異なる第２の交角を形成する、第３のジグザクの周方向溝セグメントと、第４のジグザクの周方向溝セグメントと、を含む。

添付の図面では、以下の詳細な説明とともに、本発明の請求項に係る説明の例示的実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で示される。当然のことながら、単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてよい。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の大きさは、説明のために大きく示されていることがある。
周方向溝を有するタイヤトレッドの拡大部分正面図の概略図である。 周方向溝の一実施形態の平面図の概略図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 周方向溝の代替の実施形態の図である。 図２の線４−４に沿って切断した、周方向溝２００の断面図である。 図３Ａの線５−５に沿って切断した、周方向溝３００ａの断面図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。 周方向溝の断面の代替の実施形態の図である。

以下は、本明細書で用いられる、選択された用語の定義である。これらの定義は、用語の範囲に該当し、実施のために使用され得る構成要素の様々な例及び／又は形態を含む。例は、制限的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。

「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延在する方向を指す。

「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。

本明細書で使用するとき、「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を指す。

本明細書で使用するとき、「トレッド」は、標準的な膨張度及び荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。

以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤ構成要素が説明されるが、当然のことながら、用語は若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか１つが、一般的なタイヤ構成要素の説明に使用される別の用語と単に交換できるとは見なさないであろう。

図１は、周方向溝を有するタイヤトレッド１００の拡大部分正面図を示す概略図である。図１において、タイヤトレッド１００は、新品である。タイヤトレッド１００のパターンは、タイヤの円周の周りで繰り返されることを理解されたい。タイヤトレッド１００は、大型タイヤ及び高負荷用途のタイヤを伴う車両が挙げられるが、それらに限定されない、様々なタイプの車両用のタイヤに用いることができる。

図１の部分図は、単一の溝１０５を示す。一実施形態（図示せず）において、タイヤトレッド１００は、４つの個別の道路接触リブ部分を画定する、３つの周方向溝を含む。代替の実施形態（図示せず）において、トレッドは、４つ、５つ、又は６つの周方向溝、及び５つ、６つ、又は７つのリブを有する。示されるように、周方向溝１０５はまた、第１のピッチ１１０と、第２のピッチ１１５と、第３のピッチ１２０と、を有する。これらのピッチは、タイヤトレッド１００を横断して軸方向に延在する。代替の実施形態（図示せず）において、タイヤトレッド１００は、２つ、３つ、４つ、又は５つのピッチを含む。

図１に示されるように、周方向溝１０５は、ジグザクの周方向溝である。一実施形態において、周方向溝１０５は、ショルダー周方向溝である。代替的に、周方向溝は、中間若しくはライディング周方向溝、又は中部若しくは中央周方向溝とすることができる。代替の実施形態（図示せず）において、周方向溝は、波形の、蛇行した、曲線の、スプラインの、正弦曲線の、又はうねりのある周方向溝である。別の実施形態（図示せず）において、周方向溝は、直線状、実質的に直線状、幾何学的、屈曲した、ねじれた、鋸歯状の、又はギザギザの周方向溝である。更に別の実施形態（図示せず）において、周方向溝は、曲折した周方向溝である。

周方向溝１０５の第１のピッチ１１０は、一対の第２の溝セグメント１３０と交互になる、一対の第１の溝セグメント１２５を含む。代替の実施形態（図示せず）において、第１のピッチは、単一の第１の溝セグメントと、単一の第２の溝セグメントと、を含む。別の代替の実施形態（図示せず）において、第１のピッチ１１０は、１つの溝セグメントのみを含む。更に別の代替の実施形態（図示せず）において、第１のピッチ１１０は、３つ以上の別個の溝セグメントを含む。

図１に示されるように、第１の溝セグメント１２５及び第２の溝セグメント１３０の長さは、等しい。代替の実施形態において、第１の溝セグメントの長さは、第２の溝セグメントの長さよりも約１１〜２０％大きい。別の実施形態において、第１の溝セグメントの長さは、第２の溝セグメントの長さよりも約２１〜４０％大きい。別の実施形態において、第１の溝セグメントの長さは、第２の溝セグメントの長さよりも少なくとも４０％大きい。

第１の溝セグメント１２５及び第２の溝セグメント１３０は、互いに交差し、したがって、第１の交角１３５を形成する。第１の交角１３５は、当業者に既知の角度範囲にわたって変化させることができる。示されるように、第１のピッチ１１０は、３つの第１の交角を含む。代替の実施形態（図示せず）において、第１のピッチ１１０は、１つの第１の交角、２つの第１の交角、又は３つ以上の第１の交角を含むことができる。

第２のピッチ１１５において、周方向溝１０５は、第３の溝セグメント１４０と、第４の溝セグメント１４５と、を含む。当業者が理解するように、第２のピッチ１１５は、周方向長さ、又は溝セグメント若しくは円周方向に対する溝セグメントの角度などのトレッドの特徴が、第１のピッチ１１０と異なる。代替の実施形態（図示せず）において、第２のピッチ１１５は、１つの溝セグメントのみを含む。別の代替の実施形態において、第２のピッチ１１５は、２つを超える溝セグメントを含む。

図１に示されるように、第３の溝セグメント１４０及び第４の溝セグメント１４５の長さは、等しい。加えて、第３の溝セグメント１４０及び第４の溝セグメント１４５の長さは、第１の溝セグメント１２５及び第２の溝セグメント１３０の長さよりも長い。代替の実施形態（図示せず）において、第３及び第４の溝セグメントの長さは、等しくない。具体的な代替の一実施形態において、第４の溝セグメントの長さは、第３の溝セグメントの長さよりも長い。

示されるように、第３の溝セグメント１４０は、第１のピッチ１１０からの第２の溝セグメント１３０と交差し、したがって、第２の交角１５０を形成する。同様に、第３の溝セグメント１４０は、第４の溝セグメント１４５と交差し、したがって、第３の交角１５５を形成する。

第３のピッチ１２０において、周方向溝１０５は、第５の溝セグメント１６０と、第６の溝セグメント１６５と、を含む。一実施形態において、第３のピッチ１２０、第２のピッチ１１５、及び第１のピッチ１１０は、各々が異なる周方向長さを有する。具体的な一実施形態において、第３のピッチ１２０は、第２のピッチ１１５の周方向長さの２倍の長さである周方向長さを有する。当業者が理解するように、周方向ピッチ長は、ノイズの発生を低減させるために、又は別様にはタイヤの性能を改善させるために、調整することができる。

示されるように、第５の溝セグメント１６０は、第２のピッチ１１５からの第４の溝セグメント１４５と交差し、したがって、第４の交角１７０を形成する。同様に、第５の溝セグメント１６０は、第６の溝セグメント１６５と交差し、したがって、第５の交角１５５を形成する。

図１に示されるように、周方向溝１０５はまた、溝幅ＧＷと、軸方向の幅ＡＷと、を有する。溝幅ＧＷは、タイヤが新しいときに、トレッド表面で測定した、２つの溝エッジ間の平均距離である。軸方向幅ＡＷは、任意の２つの溝の交角間の最大軸方向距離である。一実施形態において、軸方向幅は、３〜２０ｍｍである。別の実施形態において、軸方向幅は、４〜６ｍｍである。更に別の実施形態において、軸方向幅は、１２〜１８ｍｍである。

軸方向幅は、周方向溝の点高さと比例し、点高さは、次式によって定義され、
ＰＨ＝ＡＷ／（ＳＷ）×１００ＡＲ×Ｒ
式中、
ＰＨ＝点高さ（正の数で表される）であり、
ＡＷ＝周方向溝の最大軸方向幅（ｍｍ）であり、
ＳＷ＝タイヤの断面幅（ｍｍ）であり、
ＡＲ＝タイヤのアスペクト比（分数で表される）であり、０＜ＡＲ≦１であり、
Ｒ＝タイヤリムの半径（インチ）である。

一実施形態において、個別の周方向溝の点高さは、３．８６＜ＰＨ＜２７５０の基準を満たす。別の実施形態において、個別の周方向溝の点高さは、５．１６＜ＰＨ＜３１４の基準を満たす。別の実施形態において、個別の周方向溝の点高さは、１２．７＜ＰＨ＜１９１の基準を満たす。更に別の実施形態において、個別の周方向溝の点高さは、１５．２＜ＰＨ＜１３２０の基準を満たす。

図２は、周方向溝２０５の一実施形態の平面図の概略図である。周方向溝２０５は、頂点２２０で交差する、第１の溝底部２１０と、第２の溝底部２１５と、を有する。示されるように、頂点２２０は、真のユークリッド頂点である。代替の実施形態（図示せず）では、接合部が頂点２２０と置き換えられる。接合部は、丸みのあるもの、又は波形の、曲線の、スプラインの、湾曲した、若しくはうねりのある特徴の一部とすることができる。

図２に示されるように、周方向溝２０５は、第１の溝エッジ２２５と、第２の溝エッジ２３０と、を有する。第１の溝底部２１０に関連して、第１の溝エッジ２２５は、第１の軸方向外側の極大２３５と、第１の軸方向内側の極小２４０と、を含む。同様に、第１の溝底部２１０に関連して、第２の溝エッジ２３０は、第２の軸方向外側の極大２３５と、第２の軸方向内側の極小２５０と、を含む。

図２に示されるように、第１の溝エッジ２２５及び第２の溝エッジ２３０は、正弦波に近似する。故に、第１の軸方向外側の極大２３５及び第２の軸方向外側の極大２３５は、正弦波の頂上に対応し、第１の軸方向内側の極小２４０及び第２の軸方向内側の極小２５０は、正弦波の谷に対応する。代替の実施形態（図示せず）において、第１及び第２の溝のエッジは、蛇行した、曲線の、スプラインの、湾曲した、うねりのある、又は曲折したエッジである。更なる代替の実施形態において、第１及び第２の溝エッジは、好ましくは丸みのあるエッジを有する、台形波などの幾何学的な波である。

一実施形態において、第１の軸方向内側の極小２４０と第２の軸方向内側の極小２５０との間の距離は、最短になる。特定の一実施形態において、第１の軸方向内側の極小２４０と第２の軸方向内側の極小２５０との間の距離は、実質的に最短であり、よって、第１の軸方向内側の極小２４０と第２の軸方向内側の極小２５０との間の距離は、２つの溝エッジの最短距離よりも１０％以下大きい。

図２に示されるように、周方向溝２０５はまた、第３の溝エッジ２５５と、第４の溝エッジ２７０と、を有する。第３の溝エッジ２５５は、接合点２８５において第１の溝エッジ２２５につながる。第４の溝エッジ２７０は、接合部２９０において第２の溝エッジ２３０につながる。第２の溝底部２１５に関連して、第３の溝エッジ２５５は、第３の軸方向外側の極大２６０と、第３の軸方向内側の極小２６５と、を含む。同様に、第２の溝底部２１５に関連して、第４の溝エッジ２７０は、第４の軸方向外側の極大２７５と、第４の軸方向内側の極小２８０と、を含む。

図２に示されるように、第３の溝エッジ２５５及び第４の溝エッジ２７０は、正弦波に近似する。故に、第３の軸方向外側の極大２６０及び第４の軸方向外側の極大２７５は、正弦波の頂上に対応し、第３の軸方向内側の極小２６５及び第４の軸方向内側の極小２８０は、正弦波の谷に対応する。

例示される実施形態において、第３及び第４の溝エッジ上の正弦波の周波数は、第１及び第２の溝エッジ上の正弦波の周波数と異なる。代替の実施形態（図示せず）において、第３及び第４の溝エッジは、第１及び第２の溝のエッジと異なる、蛇行した、曲線の、スプラインの、湾曲した、うねりのある、又は曲折したエッジである。更なる代替の実施形態（図示せず）において、第３及び第４の溝エッジは、好ましくは丸みのあるエッジを有する、台形波などの幾何学的な波である。

図３Ａ〜３Ｐは、図２に示される周方向溝の代替の実施形態を例示する。図３Ａ〜３Ｐに示される溝は、全てパイプ状の溝エッジを含む。パイプ状の溝エッジは、溝に沿って滑らかに広がる及び狭まる。好ましくは、図３Ａ〜３Ｐに示されるように、パイプ状の溝エッジは、ともに滑らかに広がる及び狭まる。

図４は、図２の線４−４に沿って切断した、周方向溝２０５の断面図である。図４に示されるように、周方向溝２０５は、トレッド表面ＴＳから延在し、深さＤを有する。周方向溝２０５は、第１のサイドウォール４１０と、第２のサイドウォール４１５と、を有する。示されるように、第１のサイドウォール４１０及び第２のサイドウォール４１５は、直線状である。代替の実施形態では、各サイドウォールを湾曲させることができる。溝サイドウォールの湾曲は、当業者に既知の応用範囲及び可能性の範囲にわたって変化する。

第１のサイドウォール４１０は、トレッド表面ＴＳから内角４２０で延在し、第２のサイドウォール４１５は、トレッド表面ＴＳから外角４２５で延在する。一実施形態において、内角及び外角は、９２〜９７°の範囲内である。別の実施形態において、内角及び外角は、１０７〜１１７°の範囲内である。更に別の実施形態において、内部及び外部角度は、９２〜１１７の°の範囲内である。

図５は、図３Ａの線５−５に沿って切断した、周方向溝の断面図である。図５に示されるように、周方向溝５０５は、最初に、トレッド表面ＴＳから第１の深さＤ_１まで延在し、次いで、第１の深さＤ_１から第２の深さＤ_２まで延在する。

周方向溝５０５は、第１のサイドウォールセグメント５１０と、第２のサイドウォールセグメント５１５と、第３のサイドウォールセグメント５３０と、第４のサイドウォールセグメント５３５と、を有する。他の実施形態（図示せず）において、周方向溝は、４つ以上のサイドウォールセグメントを有することができる。示されるように、サイドウォールセグメントは、直線状である。代替の実施形態では、任意の所与のサイドウォールセグメントを湾曲させることができる。溝セグメントの湾曲は、当業者に既知の応用範囲及び可能な範囲にわたって変化する。

第１のサイドウォールセグメント５１０は、トレッド表面ＴＳから第１の内角５２０で延在し、第２のサイドウォールセグメント５１５は、トレッド表面ＴＳから第１の外角５２５で延在する。一実施形態において、第１の内角及び外角は、９２〜１０７°の範囲内である。別の実施形態において、第１の内角及び外角は、１０７〜１１７°の範囲内である。更に別の実施形態において、第１の内角及び外角は、９２〜１１７°の範囲内である。

第３のサイドウォールセグメント５３０は、第１のサイドウォールセグメント５１０から第２の内角５４０で延在する。第４のサイドウォールセグメント５３５は、第２のサイドウォールセグメント５１５から第２の外角５４５で延在する。一実施形態において、第１の内角及び外角は、９２〜１０７°の範囲内である。別の実施形態において、第１の内角及び外角は、１０７〜１１７°の範囲内である。更に別の実施形態において、第１の内角及び外角は、９２〜１１７°の範囲内である。

６Ａ〜６Ｐは、図５に示される断面の代替の実施形態である。図６Ａ〜６Ｐに示されるように、溝の断面は、限定されることなく、数ある種類の中でも特に、略Ｕ字状、Ｖ字状、又はＹ字状とすることができる。Ｕ字状の断面は、一般に、２つのサイドウォールと、丸みのある又は実質的に平坦な底部と、を有する。Ｖ字状の断面は、一般に、２つの直線状のサイドウォールと、きつい丸みのある又は実質的に角張った底部と、を有する。代替の実施形態において、Ｖ字状の断面は、１つの湾曲サイドウォールと、１つの直線状のサイドウォールと、を有する。別の実施形態において、Ｖ字状の断面は、２つの湾曲サイドウォールを有する。Ｙ字状の断面は、一般に、４つのサイドウォールセグメントと、丸みのある又は実質的に平坦な底部と、有する。代替の実施形態では、様々なサイドウォールセグメントを湾曲させること、又は直線状とすることができる。

１つの応用例において、上で説明されるトレッド溝は、空気入りタイヤに使用するためのものであり、該空気入りタイヤは、第１の環状ビード及び第２の環状ビードと、第１の環状ビードと第２の環状ビードとの間に延在するボディプライと、ボディプライの径方向外向きに配置され、ボディプライの一部分を横断して軸方向に延在する周方向ベルトと、周方向ベルトの径方向外向きに配置され、ボディプライの一部分を横断して軸方向に延在する周方向トレッドと、周方向トレッドと周方向ベルトとの間で径方向に配置され、ボディプライの一部分を横断して軸方向に延在する第１の補強材プライと、第１の環状ビードと第１のショルダーとの間に延在する第１のサイドウォールであって、第１のショルダーが周方向トレッドと関連付けられる、第１のサイドウォールと、第２の環状ビードと第２のショルダーとの間に延在する第２のサイドウォールであって、第２のショルダーが周方向トレッドと関連付けられる、第２のサイドウォールと、を備える。別の応用例（図示せず）において、トレッドは、非空気入りタイヤ又はホイールに使用することができ、これらは、空気入りタイヤには存在する特定の構成要素を有しない場合がある。更に別の応用例（同じく図示せず）において、トレッドは、再生トレッドである。

別の応用例において、図３Ａ〜３Ｐ及び図６Ａ〜Ｐに示される溝は、カーカスプライと、カーカスプライと関連付けられる少なくとも１つの環状構造とを含むタイヤに使用するためのものである。タイヤは、周方向ベルト、又は第１のベルトプライ及び第２のベルトプライを備える、剪断バンド領域を更に含む。タイヤはまた、第１のベルトプライ及び第２のベルトプライの径方向外向きに配置されるキャッププライも有する。タイヤはまた、少なくとも１つの環状構造及び周方向トレッドと関連付けられる一対のサイドウォールも含む。別の応用例（図示せず）において、トレッドは、非空気入りタイヤ又はホイールに使用することができ、これらは、空気入りタイヤには存在する特定の構成要素を有しない場合がある。更に別の応用例（同じく図示せず）において、トレッドは、再生トレッドである。

当業者が理解するように、上で説明される周方向溝は、限定されることなく、面取り、ストーンエジェクタ、ノイズ共鳴低減突出部、電子センサ、静電放電アンテナ、及び損傷又は摩耗インジケータなどの特徴を含むことができる。同様に、周方向溝によって作り出される個別の道路接触ランド部分は、様々な幅及び幾何学的形状で提供することができる。ランド部分は、タイヤの周りに連続させることができ、又はそれらは、様々な溝若しくはサイプによって分割することができる。

当業者が理解するように、本開示において説明されるタイヤの実施形態は、オートバイ、ゴルフカート、スクーター、軍用車両、乗用車、ハイブリッド車両、高性能車両、スポーツユーティリティ車両、軽トラック、大型トラック、限定されることなく鉱業用車両、林業用車両、農業用車両を含む大型車両、及びバスからなる群から選択される車両で使用するために構成することができる。当業者はまた、本開示で説明される実施形態を、限定されることなく、対称的な、非対称的な、方向的な、スタッド付き、及びスタッドなしのトレッドパターンを含む、様々なトレッドパターンとともに利用することができることも理解するであろう。当業者はまた、本開示で説明される実施形態を、限定されることなく、高性能、冬用、オールシーズン、ツーリング、非空気入り、及び関連するタイヤ用途で利用することができることも理解するであろう。

ＰＣＴモールドを使用して、３１５／８０Ｒ２２．５の試験タイヤを構築した。タイヤに小石コース及び大石コースを走行させることによって、１６の実験用周方向溝（溝Ａ〜Ｐ）を試験した。小石コースは、各々が５ｍｍ≦Ｌ＜１０ｍｍの横断面Ｌを有する、硬質物体を満たした直線状の列である。大石コースには、各々が１０ｍｍ≦Ｌ＜３０ｍｍの横断面Ｌを有する、硬質物体を満たしている。試験走行に備えて、試験タイヤを、約１６〜４８キロメートル（約１０〜３０マイル）にわたって８０ｋｐｈ（５０ｍｐｈ）で走行させることによってウォームアップし、石は、水に浸漬する。次いで、試験タイヤに、石コースのうちの１つの上を１０回走行させる。次いで、タイヤにコースを走行させた後に、各実験用溝Ａ〜Ｐによって保持された各石の数及び寸法を記録した。次いで、試験タイヤに、４８ｋｐｈ（３０ｍｐｈ）で３０回転するように、きれいな舗装スラロームコースの上を走行させて、保持される石の数を制限する実験用溝の能力を試験する。次いで、スラロームコースの後に保持された石の数を記録した。

実験手順を実行するために、以下の表、表１に従って、溝Ａ〜Ｐを構築した。

表中：
ＡＷ＝軸方向の幅（ｍｍ）であり、
ＩＡ＝内角（度）であり、
ＯＡ＝角度（度）であり、
ＣＷは、溝サイドウォール又はセグメントが湾曲しているかどうかを示し、
Ｙ字状は、溝がＹ字状を有するかどうかを示し、
ＩＧＷ＝中間溝の幅（ｍｍ）（すなわち、溝の上部分と下部分との間の頂点でのＹ字状溝の幅）であり、
Ｙ分岐は、溝の底部から、溝の上部分と下部分との間の頂点までを測定した高さである。

次いで、溝に小石コースを走行させた。回転試験後に溝の中に保持された小石の数を記録した。結果は、以下のチャートの通りである。

溝の中に保持される石の数は、垂直軸に表示される。１〜１６のラベルが付いた水平軸は、溝Ａ〜Ｐに対応する。

また、回転試験中に溝から排出された小石の数も記録した。結果は、以下のチャートの通りである。

溝から排出された石のパーセンテージは、垂直軸に表示される。１〜１６のラベルが付いた水平軸は、溝Ａ〜Ｐに対応する。このように、溝Ａ〜Ｐは、小石コースに対して良好な性能を示した。

次いで、溝に大石コースを走行させた。回転試験後に溝の中に保持された大石の数を記録した。結果は、以下のチャートの通りである。

溝の中に保持される石の数は、垂直軸に表示される。１〜１６のラベルが付いた水平軸は、溝Ａ〜Ｐに対応する。

また、回転試験中に溝から排出された大石の数も記録した。結果は、以下のチャートの通りである。

溝から排出された石のパーセンテージは、垂直軸に表示される。１〜１６のラベルが付いた水平軸は、溝Ａ〜Ｐに対応する。このように、溝Ｂ、Ｈ、Ｉ、Ｎ、Ｏ、及びＰが優れた性能を示した。

実験から、点高さがより高いこと、内角がより小さいこと、及び湾曲溝ウォールを含むことによって、ショルダー周方向溝の中に保持される石の数がより少なくなることが観察された。また、外角がより大きいこと、Ｙ字状の溝を含むこと、及びＹ分岐の高さがより低いことによって、中央周方向溝の中に保持される石の数がより少なくなることも観察された。更に、Ｙ字状の溝を含むことによって、中央周方向溝から排出される石の数が増加することが観察された。

しかしながら、行った全ての実験から、どの設計特徴も、全ての溝設計について主要な、又は予測可能な効果を有しなかったと判定された。

本開示において説明される溝は、タイヤ又はタイヤトレッドにおける石の保持を低減させた。したがって、空気入りタイヤの構造及び挙動の複雑性についていかなる完全で満足できる理論も提起されていないものの、これらの溝は、空気入りタイヤ（又は非空気入りタイヤ）の性能を強化させる。Ｔｅｍｐｌｅ、Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｔｉｒｅｓ（２００５）。古典的複合理論の基礎は、タイヤ力学において簡単に理解されるが、空気入りタイヤの多くの構造用構成要素によって導入される更なる複雑性が、タイヤの性能を予測するという問題を容易に複雑にしている。Ｍａｙｎｉ、Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ｔｉｒｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ（２００５）。加えて、ポリマー及びゴムの、非線形時間、周波数、及び温度の挙動のため、空気入りタイヤの解析的設計は、今日の産業界において最も困難で、かつ過小評価されている工学的な問題の１つである。Ｍａｙｎｉ。

空気入りタイヤは、特定の必須の構造要素を有する。米国運輸省の全米高速道路交通安全委員会、Ｔｈｅ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｔｉｒｅ、７〜１１ページ（２００６）。重要な構造要素は、トレッドであり、これは、数ある中でも、雪の多い、濡れた、乾いた、埃の多い、岩の多い、又はオフロードの表面でのハンドリングに影響を及ぼす。トレッドは、耐摩耗性、耐久性、低ノイズ、及び乗り心地のベンチマークを満たさなければならない。これらのベンチマークを達成することは、相反する工学的な目的を提示し得る。

換言すれば、トレッド及び溝の特性は、空気入りタイヤの他の構成要素に影響を及ぼし、一群の機能的特性（数ある中でも、ノイズ、ハンドリング、耐久性、快適さ、高速度、質量、及び転がり抵抗）に影響を及ぼすような方法でのいくつかの構成要素の相互の関連付け及び相互作用につながり、その結果、全く予測不可能で複雑な複合物をもたらす。

例えば、上記の表１において説明される溝に関して、外角、及びショルダー周方向溝の中のパイピングの存在は、多くの他のトレッド構成要素との相互作用を有する。したがって、１つの構成要素の変更でさえも、１０もの機能的特性の直接的な改善又は悪化につながり、同様に、その１つの構成要素と６つもの他の構造用構成要素との相互作用を変化させる場合がある。それによって、それらの６つの相互作用の各々は、それらの１０の機能的特性を間接的に改善又は悪化させる場合がある。これらの機能的特性の各々が改善するか、悪化するか、又は影響を受けないか、及びどの程度であるかは、発明者らによって行われた実験及び試験がなければ、間違いなく予測不可能であっただろう。

したがって、例えば、空気入りタイヤのビードの構造（例えば、撚り、コード構造、軸方向幅など）が、空気入りタイヤの１つの機能的特性を改善するという意図をもって修正されるときに、任意の数の他の機能的特性が、許容不可能に悪化する場合がある。更に、溝と、頂点、ビード、ベルト、オーバーレイ、カーカス、及びトレッドとの間の相互作用もまた、空気入りタイヤの機能的特性に許容不可能に影響を及ぼす場合がある。トレッド又は溝構造の修正は、これらの複雑な相互関係のため、その１つの機能的特性も改善しない場合がある。

したがって、上で述ベられるように、複数の構成要素の相互関係の複雑性は、溝の修正の実際の結果を、無限の起こり得る結果から予測又は予見することを不可能にする。広範な実験を通してのみ、本開示の溝構造が、タイヤ及びタイヤトレッド空気入りタイヤに対する優れた、予想外の、かつ予測不可能な選択肢であることがわかった。

用語「含む（includes）」又は「含むこと（including）」は、本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りで、用語「備えること（comprising）」が特許請求の範囲で転換語として用いられる際に解釈されるものと同様に包括的であることが意図される。更に、用語「又は（or）」が用いられる限りで（例えば、Ａ又はＢ）、「Ａ若しくはＢ、又は両方とも」であることが意図されている。本出願人らが「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」を示すことを意図する場合、用語「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」が用いられるであろう。したがって、本明細書における用語「又は（or）」の使用は、排他的ではなく、包含的である。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。また、用語「中（ｉｎ）」又は「中へ（into）」が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りで、「上（on）」又は「上へ（onto）」を更に意味することが意図される。更に、用語「接続する（connect）」が本明細書又は請求項において使用される限りで、「直接〜に接続する（directly connected to）」だけではなく、別の構成要素を介して接続するなど「間接的に〜に接続する（indirectly connected to）」を意味することが意図されている。

本開示はその実施形態の記述によって例解され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の請求項の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、出願人らの本意ではない。更なる利点及び改良は、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本開示は、示され説明される、特定の詳細、例示的な機器及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、なされ得る。

Claims (20)

1. 周方向トレッドを有するタイヤであって、
   前記周方向トレッドに配置されるジグザクの周方向溝と、
   第１の周方向ピッチ長を有する第１の周方向ピッチ、及び前記第１の周方向ピッチ長と異なる第２の周方向ピッチ長を有する第２の周方向ピッチと、を備え、
   前記第１の周方向ピッチが、前記ジグザクの周方向溝の第１及び第２のセグメントを含み、前記ジグザクの周方向溝の第１のセグメントが、第１の軸方向外側の極大及び第１の軸方向内側の極小を有する、第１の一対の対向する溝セグメントエッジを有し、前記ジグザクの周方向溝の前記第２のセグメントが、第２の軸方向外側の極大及び第２の軸方向内側の極小を有する、第２の一対の対向する溝セグメントエッジを有し、
   前記第２の周方向ピッチが、前記ジグザクの周方向溝の第３及び第４のセグメントを含み、前記ジグザクの周方向溝の第３のセグメントが、第３の軸方向外側の極大及び第３の軸方向内側の極小を有する、第３の一対の対向する溝セグメントエッジを有し、前記ジグザクの周方向溝の前記第４のセグメントが、第４の軸方向外側の極大及び第４の軸方向内側の極小を有する、第４の一対の対向する溝セグメントエッジを有し、
   前記ジグザクの周方向溝の前記第１及び第２のセグメントが、第１の交角を形成し、前記ジグザクの周方向溝の前記第３及び第４のセグメントが、前記第１の交角と異なる第２の交角を形成する、タイヤ。
2. 前記ジグザクの周方向溝が、前記第１の交角と前記第２の交角との間の最大軸方向距離に等しい軸方向幅を有し、前記軸方向幅が、４ｍｍを超え、かつ２０ｍｍ未満である、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記溝セグメントエッジの各々が、実質的に正弦波状である、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記第１の軸方向内側の極小と前記第２の軸方向内側の極小との間の距離が、実質的に最小になり、前記第３の軸方向内側の極小と前記第４の軸方向内側の極小との間の距離が、実質的に最小になる、請求項１に記載のタイヤ。
5. 前記ジグザクの周方向溝が、略Ｕ字状の断面を有する、請求項１に記載のタイヤ。
6. 前記ジグザクの周方向溝が、Ｙ字状の断面を有する、請求項１に記載のタイヤ。
7. 前記ジグザクの周方向溝が、３．８６＜ＰＨ＜２７５０である点高さＰＨを有し、
   ここで、ＰＨ＝ＡＷ／（ＳＷ）×１００ＡＲ×Ｒであり、
   式中、ＰＨ＝点高さであり、
   ＡＷ＝周方向溝の最大軸方向幅であり、
   ＳＷ＝タイヤの断面幅であり、
   ＡＲ＝タイヤのアスペクト比であり、０＜ＡＲ≦１であり、
   Ｒ＝タイヤのリムの半径である、請求項１に記載のタイヤ。
8. タイヤであって、
   カーカスプライと、
   一対のサイドウォールと、
   周方向ベルトと、
   周方向トレッドであって、
   複数の主周方向溝及び複数の個別の道路接触ランド部分を含み、
   少なくとも１つの主周方向溝が、３．８６＜ＰＨ＜２７５０である点高さＰＨを有する、パイプ状でジグザクの周方向溝であり、
   ここで、ＰＨ＝ＡＷ／（ＳＷ）×１００ＡＲ×Ｒであり、
   式中、ＰＨ＝点高さであり、
   ＡＷ＝周方向溝の最大軸方向幅であり、
   ＳＷ＝タイヤの断面幅であり、
   ＡＲ＝タイヤのアスペクト比で、０＜ＡＲ≦１であり、
   Ｒ＝タイヤのリムの半径である、周方向トレッドと、を備える、タイヤ。
9. 前記パイプ状のジグザクの周方向溝の前記点高さが、１５．２〜１３２０である、請求項８に記載のタイヤ。
10. 前記パイプ状のジグザクの周方向溝の前記点高さが、５．１６〜３１４である、請求項８に記載のタイヤ。
11. 前記パイプ状のジグザクの周方向溝の前記点高さが、１２．７〜１９１である、請求項１０に記載のタイヤ。
12. 前記複数の主周方向溝の各々が、Ｙ字状の断面を有する、請求項８に記載のタイヤ。
13. 前記周方向ベルトの径方向外方に配置されるキャッププライを更に備える、請求項８に記載のタイヤ。
14. タイヤであって、
    一対のサイドウォールと、
    周方向トレッドであって、
    溝底部、一対の溝壁、及び各溝壁と前記周方向トレッドの頂面との交点を画定する一対の溝エッジによって画定されるジグザクの周方向溝であって、前記溝エッジの各々が、前記ジグザクの周方向溝に沿って滑らかに広がる及び狭まる、ジグザクの周方向溝と、
    第１の周方向ピッチ長を有する第１の周方向ピッチ、及び前記第１の周方向ピッチ長と異なる第２の周方向ピッチ長を有する第２の周方向ピッチと、を含み、
    前記第１の周方向ピッチが、第１の交角を形成する、第１のジグザクの周方向溝セグメント及び第２のジグザクの周方向溝セグメントを含み、
    前記第２の周方向ピッチが、前記第１の交角と異なる第２の交角を形成する、第３のジグザクの周方向溝セグメント及び第４のジグザクの周方向溝セグメントを含む、周方向トレッドと、を備える、タイヤ。
15. 前記溝エッジが、実質的に正弦波状である、請求項１４に記載のタイヤ。
16. 前記ジグザクの周方向溝が、３．８６＜ＰＨ＜２７５０である点高さＰＨを有し、
    ここで、ＰＨ＝ＡＷ／（ＳＷ）×１００ＡＲ×Ｒであり、
    式中、ＰＨ＝点高さであり、
    ＡＷ＝周方向溝の最大軸方向幅であり、
    ＳＷ＝タイヤの断面幅であり、
    ＡＲ＝タイヤのアスペクト比であり、０＜ＡＲ≦１であり、
    Ｒ＝タイヤのリムの半径である、請求項１４に記載のタイヤ。
17. 第２のジグザクの周方向溝を更に備える、請求項１４に記載のタイヤ。
18. 前記第２のジグザクの周方向溝が、第２の溝底部、一対の第２の溝壁、及び前記第２の溝壁の各々と前記周方向トレッドの前記頂面との間の交点を画定する一対の第２の溝によって画定され、第２の溝エッジの各々が、前記ジグザクの周方向溝に沿って滑らかに広がる及び狭まる、請求項１７に記載のタイヤ。
19. 前記第２のジグザクの周方向溝が、３．８６＜ＰＨ＜２７５０である点高さＰＨを有し、
    ここで、ＰＨ＝ＡＷ／（ＳＷ）×１００ＡＲ×Ｒであり、
    式中、ＰＨ＝点高さであり、
    ＡＷ＝周方向溝の最大軸方向幅であり、
    ＳＷ＝タイヤの断面幅であり、
    ＡＲ＝タイヤのアスペクト比であり、０＜ＡＲ≦１であり、
    Ｒ＝タイヤのリムの半径である、請求項１８に記載のタイヤ。
20. 前記第２のジグザクの前記周方向溝の第２の溝エッジが、実質的に正弦波状である、請求項１７に記載のタイヤ。