(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さを有すると共に走行時、路面に接触するようになった走行面を備えるタイヤ用トレッドであって、前記トレッドが、トレッドの前記走行面と交差する中間軸線ＸＸ’の複数個のゴムブロックを有し、各ゴムブロックが、前記トレッドの前記厚さに少なくとも等しい高さを有し、各ゴムブロックは、前記中間軸線ＸＸ’回りに前記ゴムブロックの周囲全体にわたってぐるりと延びる側壁を有し、前記側壁が、エッジのところで走行面と交差し、前記走行面上における前記エッジの幾何学的輪郭が、閉じられており、前記エッジが、前記ゴムブロックを前記路面に接触させる接触面を画定し、各ゴムブロックの前記側壁が、前記トレッドの内部に位置するそのベースのところで、前記側壁に対向した壁に連結され、前記ゴムブロックの前記側壁と該側壁に対向した前記壁が、平均幅の切り込みを画定している、トレッドにおいて、
前記ゴムブロックは、該ゴムブロックの前記側壁上に、前記ゴムブロックの前記側壁に垂直に測定した深さ及び前記ゴムブロックの前記側壁に平行に測定した幅を有する少なくとも１つの切り欠きを備え、前記少なくとも１つの切り欠きは、前記中間軸線ＸＸ’回りに前記ゴムブロックの周囲全体に沿ってぐるりと、即ち、少なくとも３６０°にわたって延び、前記少なくとも１つの切り欠きは、前記ゴムブロックが摩耗していない状態では前記走行面に対して前記切り込みの深さの２０％〜８０％のところに位置決めされ、前記ゴムブロックの回りに螺旋の経路を形成している、トレッド。
【請求項２】
前記切り欠きの全てにより定められる全角度は、少なくとも１８０°に等しい、請求項１記載のトレッド。
【請求項３】
前記少なくとも１つの切り欠きは、前記ゴムブロックの周囲全体に沿ってぐるりと延び、前記少なくとも１つの切り欠きは、前記ゴムブロックの前記高さの７０％〜８０％に相当する前記ゴムブロックの前記接触面から所定距離のところに位置している、請求項１記載のトレッド。
【請求項４】
前記切り欠きの深さ及び幅の各々の寸法は、前記ゴムブロックを画定する前記切り込みの平均幅に等しい、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のトレッド。
【請求項５】
新品のままの前記ゴムブロックの前記接触面の面積は、前記ゴムブロックの前記ベースの面積よりも小さい、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のトレッド。
【請求項６】
前記接触面の面積は、新品のままの状態の前記表面から前記ゴムブロックの前記ベースまで連続的に増大している、請求項５記載のトレッド。
【請求項７】
前記ゴムブロックは、前記トレッドの残部との少なくとも１つの追加の連結部を更に有し、前記追加の連結部は、前記ゴムブロックの前記側壁と前記対向した壁を連結するゴムブリッジによって提供され、前記ゴムブリッジは、前記ゴムブロックの前記ベースのすぐ近くに配置され、高さが前記ゴムブロックの前記ベースの最も近くに位置する前記切り欠きの下に制限されている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のトレッド。
【請求項８】
各ブロックは、前記ゴムブロック周りに一様に分布して設けられた４つのゴムブリッジを有する、請求項７記載のトレッド。
【請求項９】
新品のままの前記ゴムブロックの前記接触面を画定する前記エッジの幾何学的輪郭は、主軸を有する楕円であり、前記ゴムブロックの前記ベースの前記幾何学的輪郭も又、新品のままの前記接触面の前記楕円の前記主軸とは異なる向きに差し向けられた主軸を有する楕円の形をしている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のトレッド。
【請求項１０】
前記ゴムブロックの側壁の切り欠きは、第１の切り欠きであり、前記ゴムブロックの前記側壁に対向した前記壁は、前記ゴムブロックの前記側壁の前記第１の切り欠きに対向して位置する第２の切り欠きを有する、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のトレッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤのトレッドに関し、特に、摩耗の観点においてタイヤトレッドの耐久性を何ら損なわないで、水で覆われている路面上におけるトレッドのグリップ性能を向上させる切り込みの新規な幾何学的形状を有するかかるトレッドのトレッドパターンに関する。
【０００２】
本発明は、新品のタイヤの製造向け又はタイヤの更生向けのトレッド、特に、溝及び／又は切り込みの形態をした非常に多くの切れ目を有するトレッド用のトレッドパターンに関する。本明細書において「切り込み」という用語は、２ｍｍ以下の幅を有する切れ目を意味し、溝は、幅が２ｍｍを超える切れ目を意味している。
【背景技術】
【０００３】
例えば米国特許第２１０００８４号明細書、同第２３３９５５８号明細書及び欧州特許第０６６４２３０（Ｂ１）号明細書から知られている技術として、トレッドの走行面上における輪郭が閉じられた円の形状のものである切り込みを入れ、走行面に接するあらゆる方向に有効なエッジを設けることができるようにしている。これら切り込みの各々は、ベースでのみ、即ち、ゴムブロック（この断面は、トレッドの幅と比較して比較的小さい寸法形状を有している）を画定すると共に隔離し、ゴムブロックは、そのベース、即ち走行面から見て最も遠くに位置するブロックの部分でのみトレッドに連結されている。このゴムブロックは、路面との接触時に圧縮され、このブロックも又、ゴムブロックが走行中に路面と接触する接触面に接線方向に働く力を受け、かかる力は、ゴムブロックを剪断と曲げの両方の面において変形させる傾向がある。
【０００４】
ブロックのかかる変形の結果として、ヒステリシス損失が生じ、これにより、転動抵抗が増大すると共に不均一な摩耗が生じる。本明細書において「不均一な摩耗」という表現は、走行面全体にわたって一様ではない摩耗、即ち、トレッドの端から端までの全体的摩耗と比較して局所的に顕著である摩耗を意味している。
【０００５】
本発明の目的のうちの１つは、切り込みによって画定された複数個のゴムブロックを備え、転動抵抗が摩耗の観点で耐久性を何ら損なわないで技術の現状のトレッドと比べて改善されているトレッドを提案することにある。「トレッドの耐久性」という表現は、摩耗の度合いがトレッドを除去して交換し又は更生しなければならないことを示す摩耗指標に達する前にトレッドを使用することができる時間の長さを意味している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第２１０００８４号明細書
【特許文献２】米国特許第２３３９５５８号明細書
【特許文献３】欧州特許第０６６４２３０（Ｂ１）号明細書
【発明の概要】
【０００７】
この目的は、厚さを有すると共に走行時、路面に接触するようになった走行面を備えるタイヤ用トレッドであって、トレッドが、トレッドの走向面と交差する中間軸線ＸＸ′の複数個のゴムブロックを有し、各ゴムブロックが、トレッドの厚さに少なくとも等しい高さを有し、各ゴムブロックは、中間軸線ＸＸ′回りにゴムブロックの周囲全体にわたってぐるりと延びる側壁を有し、側壁が、エッジのところで走行面と交差し、走向面上におけるエッジの幾何学的輪郭が、閉じられており、エッジが、ゴムブロックを路面に接触させる接触面を画定しているトレッドによって達成される。このブロックは、ブロックが路面と接触する接触面から距離Ｈのところに位置したベースを有する。
【０００８】
各ゴムブロックの側壁は、トレッドの内部に位置するそのベースのところで、側壁に対向した壁に連結され、ゴムブロックの側壁とこの側壁に対向した壁が、平均幅ｅの切り込みを画定している。
【０００９】
さらに、ゴムブロックは、このゴムブロックの側面上に、ゴムブロックの側面に垂直に測定した深さＳ及びゴムブロックの側面に平行に測定した幅Ｌを有する少なくとも１つの切り欠きを備え、少なくとも１つの切り欠きは、軸線ＸＸ′回りにブロックの周囲に沿って少なくとも部分的に延び、走行面に対してブロックの高さＨの２０％分〜８０％分のところに位置決めされている。
【００１０】
好ましくは、１つの切り欠き（１つしか設けられていない場合）又は複数個の切り欠きにより定められる全角度は、少なくとも１８０°に等しい。少なくとも２つの切り欠きが設けられている場合、各切り欠きの角度の合計は、少なくとも１８０°に等しくなければならない。
【００１１】
好ましくは、この切り欠きは、軸線ＸＸ′回りに少なくともぐるりと一回り延び、即ち、少なくとも３６０°にわたって延びる。
【００１２】
切り欠きの寸法は、これらの深さＳ及びこれらの幅Ｌが切り込みの幅ｅに少なくとも等しいようなものである。
【００１３】
各切り込みは、主として、互いに向かい合った２つの主壁相互間に画定された空間によって構成され、壁は、走行面に対して垂直又は斜めである。有利には、重量物運搬車両向きの走行面の場合、ゴムブロックを画定する切り込みの幅は、２ｍｍ未満である（好ましくは、０．０５ｍｍ〜２ｍｍである）。
【００１４】
「切り込みにより画定されたゴムブロックの中間軸線（又は平均方向）ＸＸ′」という表現は、ブロックのベース、即ちトレッドの内側寄りに最も遠くに位置するブロックの部分の幾何学的重心と、ブロックが路面と接触する接触面の幾何学的重心を結ぶ方向を意味している（この方向は、ゴムブロックの母線がこの表面に垂直である場合、この表面と９０°の角度をなす）。
【００１５】
本発明に従ってゴムブロックを画定した切り込みを有するトレッドパターンは、路面と接触状態にある有効なエッジの長さが長くなるという利点を有し、このことは、トレッドの種々の摩耗度についても当てはまる。
【００１６】
本発明のトレッドパターンにより、転動抵抗の面において利益を得ることができ、即ち、ゴムブロックの受ける変形を切り欠きとブロックの接触面との間に位置する部分に局限することによりトレッドの材料の周期的変形と関連したヒステリシス損失を制限することができる。かくして、タイヤのサイズが同一の場合、グリップを向上させると同時にトレッドの変形を制限するためにエッジの長さを増大させることが可能である。
【００１７】
各ブロックに設けられた切り欠きは、ブロックにとって一種のピボット点のように挙動し、切り欠きの半径方向外側に位置するブロックの部分を半径方向内側に位置する部分から切り離すことができる。このように、ブロックのベースに伝えられるゴムの運動は、効果的に制限される。
【００１８】
好ましくは、少なくとも１つの切り欠きは、ブロックの高さＨの２０％分〜８０％分、より好ましくは高さＨの７０％分〜８０％分のところに位置決めされる（後者の場合、切り欠きは、走行面よりもブロックのベースの近くに形成される）。
【００１９】
有利には、新品のままのブロックの接触面の面積は、ブロックのベースの面積よりも小さい。より有利には、ブロックの接触面の面積は、新品のままの状態の表面からブロックのベースまで連続的に増大する。
【００２０】
切り欠きとベースとの間に位置するブロックの部分の運動を制限するため、トレッドの残部との少なくとも１つの追加の連結部を提供することが賢明であり、この追加の連結部は、ブロックの側壁と対向した壁を連結するゴムブリッジによって提供され、このゴムブリッジは、ブロックのベースのすぐ近くに配置され、高さがブロックのベースの最も近くに位置する切り欠きの下に制限される。
【００２１】
後者の場合、ブロックの周りに一様に分布した４つのゴムブリッジを設けると、有利である。
【００２２】
本発明及びその利点を一層良く理解することができるようにするため、次に、以下の図を用いて本発明の実施形態の多くの変形形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の実施形態の第１の変形形態による複数のブロックを有するトレッドの一部の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示されているトレッドの走行面を示す図である。
【図２】本発明のブロックの実施形態の第２の変形形態を示す図である。
【図３】本発明のブロックの実施形態の第３の変形形態を示す図であり、切り欠きが螺旋の一部を辿っている状態を示す図である。
【図４】本発明のブロックの第４の変形形態を示す図である。
【図５】本発明のブロックの第５の変形形態を示す図である。
【図６】本発明のブロックの第６の変形形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の第７の変形形態としてのブロックを成形するために金型内に取り付けられるようになったブレードを示す図である。
【図８】本発明の複数のゴムブロックを有する重量物運搬車両用タイヤのトレッドの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図及び説明を理解しやすくするために、指示されているのが同一の機能的及び／又は構造的要素である場合、図中、同一の参照符号が用いられている。
【００２５】
図１Ａは、タイヤのトレッド１の一部の断面図であり、トレッド１は、走行中、路面に接触するようになった走行面１０と生タイヤの半径方向最も外側の表面上に圧接されるようになった内面１０′を分離する距離としての新品の状態で測定された厚さＥを有している。
【００２６】
本発明のトレッド１は、ここでは図示されていない溝及び切り込みによって形成されたトレッドパターンを備えている。これら切り込みのうちの少なくとも幾つかは、トレッド１の厚さＥよりも小さな深さＨを備えた円筒形の切り込み２であり、かかる切り込みは、高さＨのゴムブロック３を画定すると共にこれらをトレッドの残部から隔離している。各ゴムブロック３は、ブロック３をトレッド１に連結しているベース３０（トレッドの内側に向かって最も遠くに位置する部分）を有すると共にトレッドの走行面１０と交差した平均又は中間軸線ＸＸ′を有している。この中間軸線ＸＸ′は、ブロック３の接触面３３及びブロックのベース３０の幾何学的重心Ｇ１，Ｇ２を通る想像上の直線である。
【００２７】
各ゴムブロック３は、中間軸線ＸＸ′回りにブロックの周囲を画定する側壁３１を有し、この側壁３１は、エッジ３２に沿って走行面と交差しており、走行面上におけるこのエッジの幾何学的輪郭は、閉じられており、このエッジ３２は、ブロック３が路面に接触する接触面を画定している。各ブロック３の側壁３１は、ブロック３のベースのところで、対向した壁１１に連結部分２０によって連結されている。ブロック３の側壁３１及びこれに対向した壁１１は、０．５ｍｍに等しい平均幅ｅの切り込み２を画定している。ブロック３は、この特定の場合、円形である幾何学的断面形状を有し、当然のことながら、任意のブロック断面を相当することができる。
【００２８】
さらに、ゴムブロック３は、その側面３１に、ブロックの側面３１に垂直に測定して、この場合０．５ｍｍに等しい深さＨ及びブロックの側面３１に平行に且つブロックの高さ方向に測定して、この場合１．０ｍｍに等しいＬを有する切り欠き４を備えている。図１Ａの平面で見て、この切り欠きは、断面が半円形であり（深さＳは、幅Ｌの半分に等しい）、軸線ＸＸ′回りにブロック３の周囲全体に沿ってぐるりと一回り延びている。実施形態のこの第１の変形形態の場合、切り欠き４は、走行面１０から距離Ｐのところに位置し、この距離は、ブロック周りの全ての箇所において一定である。好ましくは、この距離は、ゴムブロック３を画定している切り込み２の深さＨの２０％〜８０％である。距離Ｐは、新品のままのトレッドの走行面１０とブロックの側面３１上の切り欠き４により形成された最も近くに位置するエッジとの間で測定される。
【００２９】
図１Ｂは、図１Ａのゴムブロック３の走行面の図である。直径Ｄ０（この場合、８ｍｍに等しい）を備えた円の形をしているブロックの接触面３３及び円形形状であり且つ幅ｅの切り込み２を見分けることができる。ブロック３の断面は、切り欠き４のところが直径Ｄ１まで減少しており、この直径Ｄ１は、この場合、７ｍｍに等しい。
【００３０】
図２は、ブロック３の実施形態の第２の変形形態を示しており、この形態では、ブロックを画定している切り込み２は、半径方向内側が、切り込みの幅ｅよりも大きな幅の広幅部分２０′で終端している。さらに、第２の切り欠き５が、ゴムブロック３の側面３１に形成された切り欠き４と対向して、トレッドの壁１１に形成されている。それ故、圧縮剛性をこの第２の切り欠き５の半径方向外側に位置するトレッドのエッジの近くで局所的に変更し、それにより、耐摩耗性を向上させることが可能である。この第２の切り欠き５は、実施形態のこの変形形態では、ゴムブロックに形成された切り欠きと同一の深さＰのところに形成されているが、これとは異なる深さのところに形成されても良い。同様に、ブロックの側壁に形成された切り欠きの数よりも、トレッドの壁１１に形成された切り欠き５の数の方が多いことを想像できる。
【００３１】
実施形態の上述の変形形態では、ゴムブロック３を画定する切り込み２の、新品のままのタイヤの走行面１０上の幾何学的輪郭は、円の形をしており、当然のことながら、上述した全てのことは、これとは異なる形状、例えば、楕円形、長方形等の使用に適用できる。
【００３２】
図３は、ブロック３の実施形態の第３の変形形態を示しており、この形態では、円筒形の形をしたゴムブロックの側面３１は、ブロックの周囲全体に沿ってぐるりと一回り延びると共に中間軸線ＸＸ′回りに螺旋の経路を通る切り欠き４を備えている。実施形態のこの変形形態によれば、切り欠きは、トレッドが最大深さＰ１０で終わる最初のステップＰ１から摩耗していくにつれて、徐々に走行面上に現われ、これら２種類の深さは、好ましくは、ブロック３を画定している切り込み２の深さの２０％〜８０％である。
【００３３】
図４は、ブロック３の実施形態の第４の変形形態を示す図であり、この形態では、ブロックの接触面の面積は、トレッドが切り欠き４に達するまでトレッドが摩耗するにつれ減少し、次に、ブロックのベース３０まで下方に増大する。図示の例では、切り欠き４は、ブロックの周囲全体に沿ってぐるりと一回り延び、新品のままのブロックの接触面に対して測定された深さＰのところに位置している。直径は、新品のままの接触面のところではＤ１であり、次に、切り欠きのところのＤ０まで変化し、最終的には、ベースのところの値Ｄ２になり、これら３種類の直径は、関係式Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ０に従っている（Ｄ２は、Ｄ１よりも大きく、Ｄ１は、Ｄ０よりも大きい）。
【００３４】
この場合における切り欠きのところのブロックの断面積の減少は、ブロックの新品の状態の接触面の面積の２０％に相当し、しかる後、ブロックのベースの面積は、新品のままの状態のブロックの同一の接触面と比較して、２０％増大する。
【００３５】
この構成により、切り欠きの下に位置する部分が走行面に達した時点からブロックの剛性を増大させると共にトレッドが摩耗するにつれてエッジの長さを増大させることにより、駆動面におけるトレッドの性能を向上させることができる。
【００３６】
図５に示されている本発明のブロック３の実施形態の第５の変形形態では、切り欠き４は、ブロックを完全に包囲しており、このブロックの新品のままの接触面３３は、主軸Ｙ１を備えた楕円形であり、ブロック３のベース３０の表面も又、主軸Ｙ２を備えた楕円形である。実施形態のこの変形形態では、新品のままの接触面及びブロックのベースの表面の主軸Ｙ１，Ｙ２は、互いに異なる方向に延びており、好ましくは少なくとも４５°の角度のずれ（α）を有する。
【００３７】
図６は、本発明の実施形態の第６の変形実施形態を示しており、この形態では、ブロック３は、大部分について切り込み２により、これよりも僅かな部分について溝６により画定されている。実施形態のこの変形形態では、切り欠き３は、切り込み２を画定しているブロック３の側壁３１に形成されている。
【００３８】
図７は、トレッドを成形するための金型に取り付けられるようになった成形要素７を示している。この成形要素７は、本発明の切り込みの形状を成形し、かくして、トレッド中にゴムブロックを隔離形成するのに役立つ。図示の方式では、この成形要素７は、トレッド金型に固定されるようになった円筒形の第１の部分７１及び第１の部分と連続して設けられている第２の部分７２を有し、この第２の部分７２は、厚さがこの成形要素で形成される切り込みの幅に一致したブレードで形成されている。図示の方式では、成形された切り込みは、実質的に切頭円錐形のものである。さらに、成形要素７は、第１の部分７１から見て最も遠くに位置する第２の部分７２の端部７４のところに、第２の部分７２を形成しているブレードの厚さよりも大きな幅の一種の膨らみを有している。要素７の第２の部分７２の高さの実質的に真ん中のところに、ビード７３が形成されており、このビードは、この要素の内面及び外面上に突き出るよう形成されており、このビード７３は、この要素によって形成された切り込みにより画定されるブロック上に切り欠きを成形すると共に対向した壁に切り欠きを成形するようになっている。
【００３９】
さらに、要素７の壁を貫通して切り欠き７５を形成されており、この切り欠き７５は、トレッドの内側に向かって最も遠くに位置するようになったブレードの端７４まで延びており、この切り欠き７５は、要素７によって成形されたブロックの側面とこれに対向した壁との間にゴムのブリッジを成形するようになっている。切り欠きを画定する壁相互間のこの局所的連結部は、ブロックをそのベースの可能な限り更に一層近いところで、即ち、ベースとベースの最も近くに位置する切り欠きとの間で動かないようにすることにより所望のピボット現象を促進する。この例では、ブロックのベースの最も近くに位置するブロックの切り欠きは、ビード７３により成形される。
【００４０】
図８は、円周方向に延びて４つの中間リブ８１を画定する５本の溝６を備えた重量物運搬車両用タイヤのトレッドの一部を示している。２つの縁部リブ８２が、中間リブ８１の各側に軸方向に形成されている。各中間リブ８１は、リブの複数の部分８１０を画定した複数の横方向切り込み６′を有し、各リブ部分８１０上には２つのブロック３０１が形成され、このブロックの成形要素は、図７に示されている成形要素に一致している。これら２つのブロック３０１は、円周方向に互いにずらされている。
【００４１】
さらに、縁部リブ８２は、中間リブのブロック３０１と形状が同一の複数個のブロック３０２を有し、これらブロック３０２は、中間リブ８１のブロック３０１の直径の２．５倍の直径を有している。
【００４２】
このように、路面に接触する非常に長い長さのエッジを得ると同時に剛性の低下を制限し且つ路面と接触状態にあるゴムブロックの機械的作用を向上させることができる。
【００４３】
本発明は、図示すると共に説明した例には限定されず、本発明の範囲から逸脱することなくかかる例の種々の改造例を想到できる。例えば、上述の全ての例は、新品のままの状態の接触面がトレッドの走行面と同一高さ位置にあるゴムブロックを示しているが、同一の教示を接触面がトレッドの走行面からずれている（このことは、この接触面が走行面に対して引っ込み又は隆起していることを意味している）ゴムブロックに適用することは、容易である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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