JP5755659B2 - 特定のキャビティを有するタイヤトレッド - Google Patents

Description

本発明は、スノータイヤ用タイヤトレッド、特に複数のストリップを有するトレッドに関する。

スノータイヤ用タイヤトレッドは、走行の際、路面に接触するよう設計された走行面を有する。このトレッドに切欠きにより画定された材料のストリップを設けることが慣例である。

各材料ストリップは、路面に接触することができる接触面を有する。

各材料ストリップは、「雪に食い込む」ことを目的とする***条を更に有する。

スノータイヤの使用期間中、スノータイヤは、雪で覆われた路面条件で走行するが、乾いた路面条件も走行する。

雪で覆われた路面の場合、ストリップの***条に働く接触圧力の増加は、雪に「食い込む」効果を高めるために要求されている。乾いた路面の場合、このような接触圧力の増大は、ストリップの接触面全体にわたって均等に分布される接触圧力を得るよう要求される。

特に、雪で覆われた路面の場合、***条に加わる所望の接触圧力は、乾いた路面の場合に接触面に加わる所望の接触圧力よりも極めて高い。
本発明は、雪で覆われた路面と乾いた路面の両方に関して最適に機能するのに適したタイヤトレッドを提供することにある。

定義

「タイヤ」は、走行時に内部圧力である場合があり又はそうではない場合がある圧力を受けるあらゆる形式の弾性タイヤであると理解される。

「スノータイヤ」（又は「冬タイヤ」）は、タイヤの壁のうちの少なくとも１つに付けられている文字Ｍ＋Ｓ若しくはＭ．Ｓ．又はＭ＆Ｓによって識別されるタイヤであると理解される。このスノータイヤは、主として、泥又は新雪若しくは溶けている雪の中において、雪で覆われていない路面上を走行するよう設計されたロード（road）型タイヤの挙動と比較して向上した挙動を保証するようになったトレッド設計及び構造を有することを特徴とする。

「タイヤトレッド」という用語は、側面及び一方がタイヤの走行時に路面に接触するよう設計されている２つの主要な面により画定された所与の量のゴムコンパウンドとして理解される。

「走行面」という用語は、タイヤの走行時に路面に接触するタイヤトレッドの箇所により形成される表面であると理解される。

「溝」は、表面が通常の走行条件中互いに接触しない切欠きとして理解される。一般に、溝の幅は、１ｍｍ以上である。

「サイプ」という用語は、表面が通常の走行条件において互いに接触する切欠きとして理解される。一般に、サイプの幅は、１ｍｍ未満である。

「ストリップ」は、２つの横方向切欠きにより画定されたゴムのブロックとして理解される。ストリップは、極めて細長く、即ち、大きな長さ寸法及び大きな高さ寸法を有し、この長さ及びこの高さに対して幅が狭い。ストリップの長さは、横方向におけるストリップの寸法である。ストリップの幅は、周方向におけるストリップの寸法である。ステップの高さは、半径方向、即ち、ストリップの接触面に垂直な方向におけるストリップの寸法である。

「周方向」という用語は、中心がトレッドを備えたタイヤの回転軸線上に位置する円の接線方向として理解される。

「横方向」という用語は、タイヤの回転軸線に平行な方向として理解される。

「キャビティの傾斜部分」という用語は、少なくとも２つの傾斜しているゴム壁により画定された中空部として理解される。

本発明は、切欠きで画定されたストリップを有するスノータイヤ用トレッドであって、各ストリップは、路面に接触するように設計された接触面を有し、ストリップの全て又は一部は、ストリップの長さ方向に沿って延びる２つの傾斜部分によって形成された少なくとも１つのキャビティを有し、傾斜部分は、周方向断面で見てＶ字形であり、Ｖ字形の頂点は、ストリップの接触面の方へ差し向けられているようなトレッドに関する。接触面に垂直な方向に対する各傾斜部分の傾斜角度は、３０°〜６０°であり、頂点と反対側に位置するＶ字形の端相互間で測定した距離Ｌは、

であるように定められ、上式において、Ｗは、周方向に測定したストリップの幅である。各傾斜部分の厚さＥは、

であるように定められる。トレッドは、主として周方向に延びるサイプを有し、キャビティは、サイプによってストリップの接触面上に開口する。

上述の構成に従って特定寸法のキャビティが設けられていることにより、路面の性状（雪で覆われた路面又は乾いた路面）に応じて異なるストリップの挙動を提供することができる。トレッドが雪で覆われた路面上を走行する場合、ストリップと路面との間のグリップが減少し、この場合、ストリップに及ぼされる接線方向応力が剪断作用によりこのストリップの適度の変形を生じさせる。ストリップのこのような適度の変形では、ストリップ中のキャビティの作用効果をなくすに足るほどのストリップの圧縮が起こらないであろう。ストリップの接触面に及ぼされる圧力は、キャビティに垂直な接触面領域では弱く、特にストリップの横方向***条の近くに位置する他の接触面領域では強いであろう。

トレッドが乾いた路面上を走行する場合、ストリップと路面との間のグリップは、大きく、この場合にストリップに及ぼされる応力は、キャビティが完全に閉じられるようなものである。この場合、ストリップの接触面上の圧力の分布状態は、一層一様になる。

ストリップの接触面に垂直な方向に対して３０°〜６０°の傾斜部分の傾斜角度を採用することにより、所望の現象が向上し、他方、キャビティを形成する成形要素の脱型が容易になる。

特に、成形要素は、キャビティを成形するための２つの傾斜要素を有する。成形要素は、傾斜要素に固定されたコアを更に有する。コアは、接触面上に開口するサイプを作る。コアにより形成されるサイプが主として周方向に、即ち、ストリップの長さ方向におけるキャビティの延長方向にほぼ垂直に延びるよう成形要素を構成することにより、このサイプは、ストリップが路面と接触状態にあるときにキャビティの機能を過度に妨害するのが阻止される。

好ましくは、

であり、この式において、Ｋは、１．５〜３．５である。

厚さＥは、ストリップの幅とＶ字形の２つの端相互間の距離の差に反比例する。この距離の差が大きければ大きいほど、ストリップの剛性が一層高く、この場合、キャビティを閉じるのが一層困難である。乾いた路面上を走行している間ではキャビティが適正に閉じることができるようキャビティの減少した厚さ（深さ）を提供することが必要である。

これとは逆に、この差が小さければ小さいほど、ストリップの剛性がそれだけ一層低く、したがってキャビティを閉じるのが容易になる。雪で覆われた路面上を走行しているときにキャビティが開いたままの状態であるようキャビティの増大した厚さ（深さ）を提供することが必要である。

好ましくは、Ｋは、２〜３である。さらにより好ましくは、Ｋは、２．４に等しい。

好ましくは、各傾斜部分の傾斜角度は、４５°である。

キャビティを形成する成形要素の脱型具合が向上する。

一変形例では、頂点と反対側に位置するＶ字形の端は、一点で終端する。

キャビティを形成する成形要素の脱型具合が一段と向上する。

一変形例では、傾斜部分は、非対称である。

傾斜部分がこのように非対称であることにより、ストリップの第１の***条の付近の接触圧力を増大させると共に第１の***条と対向した第２の***条の付近の接触圧力を減少させることが可能である。

変形例では、ストリップは、ストリップの高さ内で少なくとも０．１ｍｍに等しく且つせいぜい８ｍｍに等しい距離だけ互いにずれた少なくとも２つのキャビティを有する。

トレッドの摩耗が或る程度生じた後であっても、ストリップの挙動の差は、遭遇する路面の性状に応じて経時的に保証される。

本発明の他の特徴及び他の利点は、添付の図面を参照して一例として且つ本発明を限定しないで与えられる以下の説明から明らかになろう。

本発明のトレッドの踏み面の部分図である。 複数個のストリップを有する図１のトレッドの一部であるゴムブロックを示す図である。 第１の実施形態としてのキャビティを有する図２のストリップの一部の概略斜視図である。 図２のＩ‐Ｉ線に沿って見たストリップの周方向断面を概略的に示す図である。 第２の実施形態としてのストリップの周方向断面図である。 図５のキャビティを成形することができる成形要素を概略的に示す図である。 図５のストリップの断面図である。 第３の実施形態としてのストリップの周方向断面図である。 第４の実施形態としてのストリップの周方向断面図である。

以下の説明において、実質的に同一又は類似の要素は、同一の参照符号で示される。

図１は、トレッド１の走行面の部分図である。

トレッド１は、突出したゴムブロック３を有する。ゴムブロックは、溝５，７，８によって画定されている。図１では、周方向（即ち、図１の方向Ｘ）に延びる溝５、横方向（即ち、図１の方向Ｙ）に延びる溝７及び斜めの方向に延びる溝８を識別することができる。溝５，７，８は、路面が濡れているときに水の排出を促進する。

図２は、ゴムブロック３をより具体的に示している。ゴムブロック３は、複数本の横方向サイプ１１を有している。横方向サイプは、ゴムのストリップを画定している。

各ゴムストリップ９は、少なくとも１つのキャビティ１５を有している。図２に示されている実施例では、各ストリップ９は、主としてストリップ９の長さ方向に、即ち、横方向Ｙに延びる４つのキャビティを有している。各キャビティ１５は、ストリップ９の接触面１３の下でストリップ９の内部に存在する。各ストリップ９は、横方向Ｙに延びる第１の***条及び第２の***条を更に有している。第１の***条は、この場合、要素３の縁と合体し（図２では太線で示されている）、第２の***条は、サイプ１１により画定され、サイプ１１は、ストリップ９を別の隣接のストリップから隔てている。トレッドが路面上を走行しているときに雪に食い込むのはこれらの***条である。

ストリップ９は、周方向Ｘに延びると共にストリップ９の接触面１３上に開口している複数本の周方向サイプ１２を更に有している。各周方向サイプ１２は、トレッドの内部に向かって半径方向に延びていて、キャビティ１５のうちの１つ中に開口している。

図３は、図２のストリップ９の一部の概略斜視図である。

ストリップ９のキャビティ１５は、２つの傾斜部分４１，４３により形成されている。各傾斜部分４１，４３は、ストリップの長さに沿って横方向に延びている。

上述したように、周方向サイプ１２は、周方向Ｘに延び、キャビティ１５がストリップ９の接触面１３上に開口するのは、このサイプ１２によってである。

図４は、図２のＩ‐Ｉ線に沿って見たストリップの断面を概略的に示している。

この断面図では、傾斜部分４１，４３は、第１の枝部４５及び第２の枝部４７を形成している。第１の枝部４５と枝部４７は、山形、即ち、Ｖ字形パターンを形成するよう互いに接合されている。Ｖ字形パターンの頂点は、ストリップ９の接触面１３の方へ差し向けられている。

枝部４５，４７の端相互間で測定された距離Ｌは、

であるように定められ、この式によって、Ｗは、周方向に測定したストリップの幅である。距離Ｌは、この場合、周方向Ｘに測定される。

キャビティの各枝部は、この枝部と関連した傾斜部分を形成する２つの傾斜したゴム壁相互間の距離に一致した厚さＥを有している。各枝部の厚さＥは、

であるように定められる。

好ましくは、

であり、この式において、Ｋは、１．５〜３．５である。

特定の一実施形態では、Ｋ＝２．４である。Ｗ＝８ｍｍ且つＬ＝４ｍｍの実施例では、Ｅ＝０．６ｍｍである。

各枝部４５，４７は、この場合、接触面１３に垂直な方向（即ち、方向Ｚ）と角度βをなしている。角度βは、この場合、３０°〜６０°である。

好ましくは、角度βは、約４５°である。

図４に示された点線は、傾斜部分４１，４３と関連した周方向サイプ１２を画定し、このサイプは、図４の平面に対してずれていることが注目されるべきである。

タイヤが走行しているとき、ストリップ９のキャビティ１５は、ストリップの接触面と路面との間のグリップに応じて種々の状態を取ることができる。

路面が雪で覆われている場合、ストリップの接触面と路面との間のグリップは、減少する（例えば、０．７未満）。その時点でストリップに及ぼされる接線方向応力は、ストリップの適度の変形を生じさせる。キャビティは、キャビティの傾斜部分を画定している傾斜ゴム壁が互いに距離を置いて位置する開き状態と傾斜ゴム壁が互いに接触状態にある閉じ状態との間の中間状態を取る。

路面が乾いている場合、ストリップの接触面と路面との間のグリップは、大きい（例えば、０．７を超える）。この場合にストリップに及ぼされる接線方向応力は、ストリップの大きな変形を生じさせる。ストリップの変形により、キャビティを画定している傾斜ゴム壁が互いに結合し、最終的には、キャビティが閉じられる。キャビティが完全に閉じられた状態では、ストリップは、キャビティのないストリップの剛性に実質的に一致した剛性を有する。

図５は、第２の実施形態としてのストリップの周方向断面図である。

この実施形態では、ストリップ９は、方向Ｚに互いに距離Ｄだけずれた２つのキャビティ１５ａ，１５ｂを有している。

この距離は、少なくとも０．１ｍｍに等しく且つせいぜい８ｍｍに等しい。

図６は、図５のキャビティ１５ａ，１５ｂを成形するのに適した成形要素４９を概略的に示している。

成形要素４９は、コア５１及び４つの傾斜要素５３，５４，５５，５６を有している。コア５１及び４つの傾斜要素５３，５４，５５，５６は、この場合、同種材料で作られている。

コア５１は、周方向サイプ１２を成形することができ、４つの傾斜要素５３，５４，５５，５６は、キャビティ１５ａ，１５ｂの傾斜部分を成形するのに適している。

コア５１の自由端は、加硫モールドに固定されるよう設計されていることは注目されるべきである。

図７は、図５のストリップ９の断面図である。

この断面図では、ストリップ９は、ストリップの高さ内に２つの高さ位置にあるキャビティを有している。各高さ位置のキャビティは、ストリップの長さに沿って互いに間隔を置いて位置した複数個のキャビティから成っている。

一変形例として、単一のキャビティを形成するために同一高さ位置のキャビティを全て結合することが可能である。

図８は、第３の実施形態としてのステップ９の断面図である。

この実施形態では、Ｖ字形パターンの頂点と反対側に位置する枝部４５，４７の端は、一点で終端している。このように、脱型作業中にキャビティを形成する成形要素の取り外し具合が向上する。

図９は、第４の実施形態としてのストリップ９の断面図である。

この実施形態では、枝部４５，４７は、非対称である。第２の枝部４７は、この場合、第１の枝部４５よりも小さい。

枝部のこの非対称により、第１の枝部４５，４７の端は、ストリップ９の側壁から互いに異なる距離を置いたところに位置する。第１の枝部４５と第１の側壁５７との間の距離Ｄ１は、第２の枝部４７と第２の側壁５９との間の距離Ｄ２よりも小さい。雪で覆われた路面上を走行しているとき、接触圧力は、第２の側壁５９とストリップの接触面１３との交差部により形成される***条１６の付近では高い。

Claims (8)

1. 切欠きで画定されたストリップ（９）を有するスノータイヤ用トレッドであって、
   各ストリップは、路面に接触するように設計された接触面（１３）を有し、前記ストリップの全て又は一部は、前記ストリップの長さ方向に沿って延びる２つの傾斜部分（４１，４３）によって形成された少なくとも１つのキャビティ（１５；１５ａ，１５ｂ）を有し、前記傾斜部分（４１，４３）は、周方向断面で見てＶ字形であり、前記Ｖ字形の頂点は、前記ストリップの前記接触面（１３）の方へ差し向けられているトレッドにおいて、
   前記接触面に垂直な方向に対する各傾斜部分の傾斜角度（β）は、３０°〜６０°であり、前記頂点と反対側に位置する前記Ｖ字形の端相互間で測定した距離Ｌは、
   

   

   であるように定められ、上式において、Ｗは、周方向に測定した前記ストリップの幅であり、各傾斜部分の厚さＥは、
   

   

   であるように定められ、前記トレッドは、主として周方向に延びるサイプ（１２）を有し、前記キャビティは、前記サイプによって前記ストリップの前記接触面（１３）上に開口し、前記Ｖ字形の頂点は前記タイヤの軸方向に延びている、
   ことを特徴とするトレッド。
2. 

   であり、この式において、Ｋは、１．５〜３．５であり、Ｌ、Ｗ、Ｅの単位はミリメータであり、Ｋの単位は平方ミリメータである、
   請求項１記載のトレッド。
3. Ｋは、２〜３である、
   請求項２記載のトレッド。
4. Ｋは、２．４に等しい、
   請求項２又は３記載のトレッド。
5. 各傾斜部分の傾斜角度は、４５°である、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトレッド。
6. 前記頂点と反対側の前記Ｖ字形の前記端は、一点で終端している、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のトレッド。
7. 前記傾斜部分は、非対称である、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載のトレッド。
8. 前記ストリップは、前記ストリップの前記接触面に垂直な方向に少なくとも０．１ｍｍに等しく且つせいぜい８ｍｍに等しい距離だけ互いに対してずれた少なくとも２つのキャビティ（１５ａ，１５ｂ）を有する、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載のトレッド。

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