JP5101533B2 - 係止部分を備えたトレッドサイプ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドに形成されるサイプの新規な幾何学的形状及びトレッド用のエラストマー材料にこの種のサイプを成形するために用いられる成形要素に関する。

特に雪及び（又は）透明な氷で覆われた路面に対する乗用車に装着されたタイヤのグリップを増大させるために、タイヤのトレッド（即ち、運転中、路面と接触関係をなすようになったこのタイヤの部分）が本明細書において、総称して切れ目と呼ばれるものを備えることは慣例であり、これらは、タイヤの成形及び硬化作業中に成形によって得られ又は別法として、タイヤを硬化させた後に得られる。切れ目の中には、サイプ（サイピングと呼ばれることもある）、即ち、エラストマー材料の２つの面を分離する空間があり、これら空間の幅は、通常、乗用車又は重量物運搬車両のタイヤの場合、３．０ミリメートル（ｍｍ）未満である。この幅は、ゼロといって良いほどの小さい寸法まで減少する場合があり、即ち、この空間を画定する対向した面が、ほぼ永続的に互いに接触状態となる。

さらに、切れ目の中には、溝とは区別されるものがあり、これらは、弾性材料の２つの面相互間の空間であり、３ｍｍ以上の幅を有する。これら切れ目の全ての利点は、これら切れ目が路面との接触中に働く材料のエッジを形成するということにある。さらに、溝は、水を除去するよう設計されており、これに対して、サイプは、所与のトレッド表面に設けられた多数のエッジを有するという可能性によってトレッドにグリップを与え、それと同時に、他の性能上の観点において満足のゆく全体的な剛性を維持するよう設計されている。

サイプは、運転中、雪又は氷の粒子で充填状態になる傾向があること及びサイプの本数が多いと仮定すると、これによりこれらサイプの効率が低下することが判明した。というのは、程度として多かれ少なかれこの充填状態により、エッジが幾分擦り取られる。

この問題に対する１つの解決策は、溝が運転中、雪の粒子を除去することができるに足るほど幅が広い、即ち、少なくとも３ｍｍの幅を有する溝を用いることである。この場合、充填現象は、たいしたことはない。というのは、タイヤが回転しているときに生じる遠心力が溝を充填している粒子を振り落とす効果を有しているからである。これとは対照的に、これらの溝幅により、押し潰しによるかタイヤと路面との間の接触領域に対して接線方向の荷重の影響下におけるかのいずれかにおいてトレッドパターンの剛性の減少が生じる。それにより、更に、用いられる溝の幅が比較的広い場合、トレッド表面積が同一であるとすると、エッジの数が減少する。

本発明が解決しようとする課題を次のように、即ち、トレッド表面に多数のサイプを有し、それと同時に、剛性の減少を制限すると共に雪又は氷粒子による充填の影響を受けにくいトレッドパターンをどのようにして得るかということにあると言うことができる。

本発明のトレッドは、かかるトレッドを備えたタイヤで走行しているとき、路面に接触するようになったトレッド表面を有し、このトレッド表面は複数の切れ目によって形成されたトレッドパターンを備え、これら複数の切れ目は、サイプである。各サイプは、２つの対向した主要壁によって画定され、主要壁の各々は、表面から成り、当初の条件（トレッド表面が摩耗していない初期状態）において、トレッド表面との主要壁の表面の交差部が、当初の条件においてエッジを形成する。当初条件において、トレッド表面のサイプの対向した主要壁により形成されたエッジ相互間の平均距離として測定される各サイプの平均幅は、少なくとも１．５ｍｍに等しい。

さらに、これらサイプの各主要壁は、少なくとも１つの領域を有し、主要壁のかかる領域が、対向した他方の壁の領域と協力して、少なくとも少なくともタイヤが路面と接触しているとき、これら領域を機械的に係止することによって、互いに対する壁の相対運動を減少させるようになってする。これら係止領域の占める表面面積の割合は、当初条件において各壁の全表面積の少なくとも１０％、せいぜい６０％である。

好ましくは、この割合は、２５％よりも高く、６０％よりも低い。

係止領域では、サイプの平均幅は、これらの領域の対向した壁部分が、互いに永続的に接触関係をなし又は少なくとも、これらのサイプが路面に接触すると、運転中互いに接触関係をなすようにするのに最適である。これらの係止領域では、サイプの幅は、せいぜい０．６ｍｍ、特に０．１ｍｍ以下である。

サイプを充填した物質を放出するようにするためには、これら係止領域をトレッド内に、即ち、新たな条件（トレッド表面が摩耗した新たな状態）においてトレッドのトレッド表面の下に形成してトレッドが部分的に摩耗した状態になった場合にのみサイプがかかるトレッド表面上に開くようにすることが肝要である。

値に関する範囲のこの選択は、かなりの機械的係止具合（表面積が、少なくとも１０％に等しい）を有するようにするうえで必要な最小値と、広幅サイプの割合がサイプ内に取り込まれた物質の放出を保証するには不十分になる下限としての最大値（少なくとも１．５ｍｍに等しい）とによって決定される。

本発明のサイプにより、エッジの有効性は、たとえ雪及び（又は）氷粒子がこれらサイプに入った場合でも維持される。というのは、これら粒子は、新たな条件においてトレッド表面の近くのサイプの幅が比較的広い（少なくとも１．５ｍｍ）なので、容易に放出できるからである。これらサイプを備えたトレッドパターンの要素の高いレベルの機械的剛性は、係止領域の存在によって与えられる。

さらに、本発明のサイプは、少なくとも１本のサイプの延長部として、その長さ全体にわたって延びる広幅部分が設けられ、この広幅部分は、サイプの最大幅よりも大きな幅を有する。この広幅部分は、任意形状のものであって良く、特に、円形又は三角形（断面で見て）であるのが良く、この広幅部分は、新たな条件においてトレッドの溝の平均幅にせいぜい等しい幅及びトレッドの溝の深さの半分にせいぜい等しい高さ（トレッド表面に垂直の方向に測定して）を有する。

サイプの働きの向上は、対向した壁がゼロではない平均角度α（アルファ）をなし、これら壁の交差部がトレッドの内部で生じるようにすることにより得られる（この場合、壁は、トレッド表面に向かって広がる角度をなす）。好ましくは、平均角度α（アルファ）は、４°〜１０°である。この平均角度は、サイプを画定する主要壁の平均平面相互間のなす角度を意味している。

好ましくは、これら機械的係止領域の対向した壁は、一方の壁を他方の壁に対して機械的に係止することができる機械学的形状を有する。これを達成する１つのやり方は、幅の狭い領域の壁に互いに相互作用する凹みレリーフと***レリーフを設けることである。一実施形態は、トレッドの厚みにジグザグの壁幾何学的形状を形成することである。また、第１のジグザグと組み合わせて又はこれとは独立して他の或る方向にジグザグを形成することが可能である。

さらに、サイプの壁の全てに表面粗さを生じさせるのが良い。有利には、この粗さは、係止領域にのみ作られる。この場合、表面粗さを係止領域にのみ制限して設けることにより、幾何学的係止作用が一段と向上すると同時に雪及び氷粒子がサイプの他の部分内に溜まるようになるのが阻止される。

本発明の別の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下に行われる説明から明らかになり、添付の図面は、非限定的な例として、本発明の要旨の幾つかの実施形態を示している。

図１は、本発明のサイプを備えたタイヤトレッドの部分図である。この図１では、トレッドパターンの２つのゴム要素１０，２０は、サイプ３０によって互いに分離されており、このサイプの平均幅は、１．０ｍｍよりも大きい。トレッドパターン１０，２０のこれら２つの要素は、運転中、路面に接触するようになった外面１１，２１を有しており、これら外面１１，２１は、トレッドのトレッド表面の部分を形成している。

図２及び図３は、それぞれ、トレッド表面に垂直であり、図１に記載されたＩＩ−ＩＩ線及びＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見たトレッドの断面図を示している。

図２は、断面におけるサイプ３０の主要壁３１，３２の線を示しており、これら壁３１，３２は、これらの間に５°の角度α（アルファ）をなし、主要壁の線の事実上の交差部は、トレッドの厚みの中に位置している。図示の実施形態の変形例では、サイプの幅は、新たな条件においてトレッド表面で１．６ｍｍであり、厚さ全体にわたって一様に減少する。

さらに又、各壁３１，３２には、突起３１０，３２０が見え、これら突起は、局所的にサイプ３０の幅を減少させている。図３は、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見る共に各突起３１０，３２０で取ったサイプの断面図である。突起３１０，３２０の組み合わせは、一方の主要壁３１とこれに対向した他方の壁３２の相対運動を妨げる係止領域を形成している。係止手段は、複数のレリーフ３１１，３２１（凹み部分及び***部分）を壁に形成し、相補部分を形成してこれが対向した壁と相互係止し、それにより平均幅を局所的に０．６ｍｍに又は更に言えばそれ以下に減少させて相互係止により一方の壁のレリーフパターンと対向した壁のレリーフパターンの機械的協力を可能にすることである。

この場合、サイプは、ちょうど１つの係止領域を有し、この係止領域は、主要壁の全表面積の実質的に３０％に等しい表面積を占める。

サイプが正しく働くようにするためには、係止領域をサイプの壁の表面全体にわたり程度の差はあれ一様に分布させる（各係止領域は、当初の条件のトレッド表面の近くからサイプの底まで延びる）と共に全表面積の１０％〜６０％を占める全表面積（即ち、係止領域の表面積の合計に等しい表面積）を有することが好ましい。

好ましくは、各係止領域を当初条件においてトレッド表面から分離する最小距離は、かかる係止領域が形成されたサイプの全深さの少なくとも２５％である。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明のサイプを成形するブレード４０を示している。図４Ａでは、ブレード４０は、金型内に納められるようになった部分４０′及びこの部分４０′の連続部としての部分４０″で形成され、この部分４０″は、このトレッドが成形されると共に硬化されている間、サイプをトレッドに成形するようになっている。

さらに、サイプを成形するようになった部分は、円形断面の広幅部分４３で終端している。最後に述べたこの広幅部分４３は、サイプを成形するようになった部分４０″の最大幅よりも大きな最大幅を有している。

サイプを成形するようになった部分４０″には、複数個の非係止部分４００及び機械的係止部分４１０が設けられていることが理解でき、後に述べたこれら係止部分４１０は、サイプ成形部分４０″の全壁表面積の約３５％の全表面積を占める。

図４Ａ及び図４Ｂに示された例では、ブレード４０は、０．６ｍｍに等しい一様厚さの平べったい第１のブレード４１を１．２ｍｍの一様な厚さ（ブレードの部分４０′における）及びブレード４０の部分４０″では一様に変化している厚さを備えた第１の部分を有する第２のブレード４２に重ね合わせることにより形成されている。ブレード４２の最小厚さは、０．６ｍｍである。さらに、第２のブレード４２は、幅が４ｍｍ、長さが５ｍｍ（この長さは、深さ方向に測定されている）の４つの矩形オリフィス４２０を備えている。さらに、第１のブレード４１は、第２のブレード４２の４つのオリフィスに対応した位置に、凹みと膨らみから成る構成体４１０を備えており、かかる構成体の最大振幅は、可変厚さの第２のブレード４２の最大幅に等しい。これらの場所では、厚さは、凹み部分と***部分を形成するために利用されるプレス成形作業の時点で金属を変形させることにより一段と減少している（即ち、０．６ｍｍ未満になっている）。

図４Ｂは、係止領域の外部の上述のブレードを断面で示している。この図は、円形の（直径が３ｍｍの）広幅部分４３で終端した第１のブレード４１と第２のブレード４２の重ね合わせ状態を示している。

オリフィス４２０を備えたブレード４２は、広幅部分４３に向かって減少する断面のものであり、その最大幅は、１．２ｍｍであり、その最小幅は、０．６ｍｍである。好ましくは、広幅部分は、トレッド表面のサイプの最大幅の少なくとも１．５倍の幅を有している。

利用にあたり、上述したブレードと同一のブレード４０をこれらのブレードにより形成されたサイプがトレッド表面への垂線と同一（絶対値で見て同一）の角度をなす主要壁を有するような仕方で金型内に位置決めされるのが良く、或いは、変形例として、対向関係をなす壁により形成された角度とは異なる主要壁の角度を得るような仕方で位置決めされても良い（後者の場合、トレッドパターンは、方向性を有するようになる）。

また、有利には、エッジが路面に先ず最初に接触する壁の角度が、このエッジ（前縁）に加わる接触圧力を増大させるようかかるエッジのトレッド表面に対して接線方向の平面と９０°以上の角度となるような措置を講じるのが良い。好ましくは、この角度は、９０°よりも大きく、１１０°よりも小さい。

本発明は、図示すると共に上述した例示の実施形態には限定されず、本発明の範囲から逸脱することなくかかる実施形態の種々の改造を行うことができ、具体的には、主要壁の角度は、これらの主要壁が互いに平行になるようにゼロに等しくても良い。

本発明の複数本のサイプを有するトレッドの当初の条件における部分図である。 係止領域を通るＩＩ−ＩＩ線に沿って見た図１のサイプの断面図である。 係止領域を通らないＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た図１のサイプの断面図である。 本発明のサイプをトレッド中に成形するようになったブレードの図である。 本発明のサイプをトレッド中に成形するようになったブレードの図である。

Claims (9)

1. 複数本のサイプ（３０）を有するトレッドパターンを備えたトレッド表面を有するタイヤトレッドであって、各サイプが、２つの対向した主要壁（３１，３２）によって画定され、前記主要壁の各々が、表面から成り、トレッド表面が摩耗していない初期状態において、前記トレッド表面との前記表面の交差部が、前記初期状態において前記トレッド表面の前記サイプの対向した前記主要壁（３１，３２）により形成されたエッジ相互間の平均距離として測定された各前記サイプの平均幅が、少なくとも１．５ｍｍに等しい、タイヤトレッドにおいて、前記サイプ（３０）の前記主要壁（３１，３２）の各々は、少なくとも１つの係止領域（３１０，３２０）を有し、前記主要壁の各前記係止領域が、対向した前記主要壁の係止領域と協力して、少なくともタイヤが路面と接触しているときに、前記主要壁の相対運動を機械的に妨げるようになっており、前記主要壁の全表面積に対する前記係止領域により占められる全表面積の割合は、前記初期状態において各前記主要壁の全表面積の少なくとも１０％に等しく、せいぜい６０％に等しく、各前記係止領域の前記サイプ（３０）の平均幅は、せいぜい０．６ｍｍに等しい、トレッド。
2. 少なくとも１本の前記サイプ（３０）は、複数個の係止領域（４１０）を有し、前記係止要素は、前記サイプの前記主要壁の表面全体にわたって一様に分布され、各前記係止領域は、前記初期状態において、前記トレッド表面の近くで前記サイプの底まで延びている、請求項１記載のトレッド。
3. 各前記係止領域（３１０，３２０）が、前記トレッド表面の下に形成された状態で、前記初期状態において各前記係止領域を前記トレッド表面から分離する最小距離は、前記係止領域が形成されている前記サイプの全深さの少なくとも２５％に等しい、請求項１又は２記載のトレッド。
4. 前記係止領域（３１０，３２０）の前記サイプの前記主要壁は、前記係止領域の機械的結合を促進する粗さを有する、請求項１乃至３の何れか１項に記載のトレッド。
5. 対向した前記主要壁は、互いに、ゼロではない平均角度α（アルファ）をなし、前記主要壁は、前記主要壁が前記トレッドの内部に向かう方向に互いに向かって収斂するように傾けられている、請求項１乃至４の何れか１項に記載のトレッド。
6. 前記平均角度α（アルファ）は、４°〜１０°である、請求項５記載のトレッド。
7. 少なくとも１本の前記サイプ（３０）の延長部として、その長さ全体にわたって延びる広幅部分が設けられ、前記広幅部分は、前記サイプ（３０）の最大幅よりも大きな幅を有する、請求項１乃至６の何れか１項に記載のトレッド。
8. 各前記サイプは、トレッド表面が摩耗した新たな状態において、前記トレッド表面の前記サイプの幅に対して幅が広げられた部分を有し、この広幅部分は、前記トレッド表面の前記幅の少なくとも１．５倍に等しい幅を有する、請求項７記載のトレッド。
9. 各前記係止領域の前記サイプの平均幅は、せいぜい０．１ｍｍに等しい、請求項１記載のトレッド。

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