(57)【要約】【課題】トレッド歪みを減少させる。【解決手段】空気入りタイヤ１０は、カーカス２２、サイドウォール１８、ショルダー２０、および接地トレッド１２を有する。接地トレッド１２は、赤道面３６とショルダー２０との間で境界が定められた、第１の領域４６、第２の領域４８、および第３の領域５０を持つ、最も外側の表面を有する。第２の領域４８は、第３の領域５０と同一の広がりを持ち、周方向の境界に沿って第３の領域５０と接する。第３の領域５０の曲率半径は、第２の領域４８の曲率半径よりも小さい。【選択図】図１
2006160255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線を有するカーカス、前記回転軸線を中心とするサイドウォール、および前記サイドウォールに隣接するショルダーと、
前記カーカスの半径方向外側に配置され、前記回転軸線に垂直な赤道面を有し、該赤道面によって二等分されるトレッドと、
を備え、
前記トレッドは、前記赤道面と前記ショルダーとの間で境界が定められた、少なくとも第１の領域、第２の領域、および第３の領域を持つ半径方向の最も外側の表面を含み、前記第２の領域は、前記第３の領域と同一の広がりを持って配置されて周方向の境界を形成し、かつ前記周方向の境界に沿って前記第３の領域に接し、前記第２の領域および前記第３の領域のそれぞれは曲率半径を有し、前記第３の領域の前記曲率半径は、前記第２の領域の曲率半径よりも小さいことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
回転軸線を有するカーカス、前記回転軸線を中心とするサイドウォール、および前記サイドウォールに隣接するショルダーと、
前記カーカスの半径方向外側に配置され、前記回転軸線に垂直な赤道面を有し、該赤道面によって二等分されるトレッドと、
を備え、
前記トレッドは、前記赤道面と前記ショルダーとの間で境界が定められた、第１の領域、第２の領域、および第３の領域を持つ半径方向の最も外側の表面を含み、前記第３の領域は、前記ショルダーと同一の広がりを持って配置され、前記第２の領域は、前記第３の領域と同一の広がりを持って配置されて周方向の境界を形成し、かつ前記周方向の境界に沿って前記第３の領域に接し、前記ショルダー、前記第２の領域、および前記第３の領域のそれぞれは曲率半径を有し、前記第３の領域の前記曲率半径は、前記ショルダーの前記曲率半径の約５倍であり、前記第３の領域の前記曲率半径は、前記第２の領域の前記曲率半径の０．２５倍から０．５倍に等しいことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記第３の領域には周方向の溝がない、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して空気入りタイヤに関し、特に、改善されたフットプリント圧力分布を特徴とする空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイヤは、タイヤが荷重を受けたときに、他の要因のうちでもタイヤショルダーの曲げ剛性およびタイヤのトレッド歪に大きさが依存するフットプリント圧力分布を受ける接地面を有するトレッドを含んでいる。トレッド歪みは、接地面とサイドウォールとの間のタイヤの領域の半径が小さいので、荷重がかけられたり、ブレーキがかけられたり、コーナリングされたりするようなタイヤの使用状況のもとで、ショルダーの近くで急激に増大する。この領域内のトレッド面の半径は通常、トレッド領域の隣接する半径の約０．０５から０．１の範囲内にある。ショルダーのこのような曲げによって引き起こされるトレッド歪みの急激な増大は、タイヤフットプリントの両端に高いフットプリント圧力を突然生じさせる。例えば、急な高速コーナリングの状況下において経験されるショルダーの過酷な曲げ状況下では、トレッド歪みの著しい増大は特に、運転条件において、フットプリントの接触を、タイヤが路面をとらえるのを失う程度にまで減少させて、これが最悪の結果をまねくことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
急激なトレッド歪みを減少させる１つの従来の方法は、ショルダーの半径を増大させることである。しかしながら、タイヤ寸法の制約のために、ショルダーの半径を最大限に大きくすることは、一般にショルダーの元の半径の２倍に制限されるので、結果として生じる改善は比較的小さい。さらに、ショルダーの半径を大きくすると、タイヤフットプリントの幅が事実上小さくなる。他の従来の方法は、トレッド領域の赤道面からショルダーまでの降下距離を大きくすることである。ショルダーの半径が道路に達していないので、圧力の増大は減少するが、トレッド表面の結果として生じる湾曲は、摩耗のバランスを失わせる。
【０００４】
これらおよび他の理由により、少ないトレッド歪みを特徴とする空気入りタイヤを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの実施態様では、空気入りタイヤは、回転軸線を有するカーカスと、回転軸線を中心とするサイドウォールと、サイドウォールに隣接するショルダーと、を含む。カーカスの半径方向の外側には、トレッド表面を二等分し、回転軸線に垂直な赤道面を有するトレッドが配置されている。トレッドはまた、赤道面とショルダーとの間に形成された、少なくとも第１、第２、第３の複数の領域を有する半径方向の最も外側の表面を含む。第３の領域は、本発明はそれに限定されるものではないが、ショルダーと同一の広がりを持って配置されていてもよい。第２の領域は、第３の領域と同一の広がりを持って配置されて、周方向の界面を形成し、さらに第２の領域は、この周方向の界面に沿って第３の領域に接している。第３の領域の曲率半径は、第２の領域の曲率半径よりも小さい。１つの具体的な実施態様では、第３の領域の曲率半径は、ショルダーの曲率半径の約５倍であり、かつ第３の領域の曲率半径は、第２の領域の曲率半径の０．２５から０．５倍に等しい。
【０００６】
上記の事項によって、荷重をかけること、制動、およびコーナリングのようなタイヤ使用状況下でより良い摩耗バランス、り良いハンドリング特性を有する、改良された空気入りタイヤが提供される。
【０００７】
（定義）
“エイペックス”は、ビードコアの上方、およびプライと折り返しのプライとの間に半径方向に配置されるエラストマー系フィラーを意味する。
【０００８】
“軸線方向の”および“軸線方向に”は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【０００９】
“ビード”は、タイヤの、環状の引張部材を有する部分を意味し、プライコードに被覆されて、設計されたリムに適合するように形作られ、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガード、チェーファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともある。
【００１０】
“カーカス”は、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびプライを覆うサイドウォールゴムとは別の、ビードを含むタイヤ構造を意味する。
【００１１】
“コード“は、タイヤを構成するプライの補強ストランドの１つを意味する。
【００１２】
“クラウン“は、トレッドが配置されているタイヤの実質的な外側円周を指す。
【００１３】
“周方向”は、軸線方向に垂直なトレッド面に沿って延びている円形のラインまたは方向を意味する。
【００１４】
“構造を補強するカットベルトまたはカットブレーカー”は、織物または不織布の、トレッドの下にある、ビードに固定されていない、および両左右のコードの角度がタイヤの赤道面に対して１０度から３３度の範囲にある、平行コードのプライの切断された少なくとも２つの層を意味する。
【００１５】
“赤道面（ＥＰ）“は、タイヤの回転軸線に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００１６】
“フットプリント”は、速度が零でかつ標準荷重および空気圧下において平坦な面と接触するタイヤトレッドの接触部分、すなわち接触領域を意味する。
【００１７】
“横方向”は、トレッド領域またはクラウン領域の幅を横切るような、軸線方向に平行な方向を意味する。
【００１８】
“アウター”はタイヤの外側に向かうことを意味する。
【００１９】
“空気入りタイヤ”は、通常、ビードおよびトレッドを有し、ゴム、化学物質、繊維および鋼鉄またはその他の材料から作られた、開いた円環である概ね環状形状の積層された機械的装置を意味する。
【００２０】
“ラジアル（半径方向の）”および“半径方向に”は、タイヤの回転軸線に半径方向に向かうか、タイヤの回転軸線から半径方向に離れる方向を意味する。
【００２１】
“ショルダー“は、トレッド縁部の真下にあるサイドウォールの上部部分を意味する。
【００２２】
“サイドウォール”は、トレッドとビード領域との間のタイヤ部分を意味する。
【００２３】
“トレッド”は、タイヤが普通に膨らまされ標準の荷重下にあるときに道路に接触するタイヤの部分を含む、タイヤケーシングに接合された成形ゴム部品を意味する。
【００２４】
“トレッド幅”は、軸線方向、すなわち、タイヤの回転軸線に平行な平面における、道路に接触しているトレッド表面の弧の長さを意味する。
【００２５】
“折り返しプライ”は、１つのビードのみの周りを覆うカーカスプライの端部を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図を参照すると、本発明の空気入りタイヤ１０は、横方向縁部１４と１６の間を延びている接地トレッド１２と、それぞれが横方向縁部１４，１６から延びている一対のサイドウォール１８と、各サイドウォール１８とトレッド１２との間の継ぎ目に形成されたショルダー２０と、タイヤ１０の支持構造を形成するカーカス２２とを含んでいる。カーカス２２は、それぞれがスチールフィラメントからなる環状で非伸張性のビードコア２６と、エイペックス２８とを有する一対のビード２４を含んでいる。各サイドウォール１８は、ビード２４の対応する１つで終わっている。カーカス２２は、それぞれがビードコア２６の１つの周りに巻かれた、向かい合っている両折り返しプライ端部３２を有する少なくとも１つの複合プライ構造３０をさらに含んでいる。空気入りタイヤ１０は、横方向縁部１４と１６の中間でタイヤ１０を二等分する赤道面３６に関し鏡面の対称を有し、鏡面対称を示す参照符号が付されている。
【００２７】
トレッド１２とカーカス２２との間には、個々に切断された複数のベルトプライおよび／または螺旋状に巻き付けられた複数のベルトレイヤーを主として特徴とするベルトパッケージ３４が配置されている。ベルトパッケージ３４の構造は、タイヤ構造によって異なっている。プライ構造３０およびベルトパッケージ３４のプライは、加硫されたゴム材料であるエラストマ材料で補強された、スチールワイヤまたはポリアミドフィラメントであるコードから概ね構成されている。
【００２８】
リムに取り付けられて乗物に設置されるとき、トレッド１２は静止摩擦をもたらし、タイヤ１０は乗物の荷重を支持する窒素や空気のような膨張流体を含んでいる。例えばハロゲン化ブチルゴムで形成してもよいライナー４０が、タイヤ１０が膨らんだときに空気圧を封じ込める空気を通さない室を形成する。トレッド１２は、半径方向の最も外側に、赤道面３６から横方向縁部１４，１６のそれぞれに向かって横方向に延びる接地面３８を含んでいる。トレッド１２は、連続的な複数の周方向溝４２と、隣り合う周方向溝４２間で軸線方向に延びている複数の横方向溝（不図示）によって形成された複数のトレッドリブ４４とを有している。
【００２９】
トレッド１２の接地面３８は、赤道面３６と横方向縁部１４に最も近いショルダー２０との間を横方向に延びている、凸状に湾曲した第１の領域４６と、凸状に湾曲した第２の領域４８と、凸状に湾曲した第３の領域５０とを含んでいる。３つの領域４６，４８，５０は、赤道面３６に関して鏡面対称であり、このことは、３つの同じ領域が、赤道面３６と横方向縁部１４に最も近いショルダー２０との間にも形成されているということを意味する。３つの領域４６，４８，５０は、鏡に映したとき、合わせて、タイヤ１０の回転軸線に平行な面でのトレッド１２の接地面３８の弧の長さを表す、タイヤ１０のトレッド幅を規定する。
【００３０】
第１および第２の領域４６，４８は、通常、道路と接触しているトレッド１２の接地面３８の横方向幅を表している。第３の領域５０は、ショルダー２０が曲がるときに荷重がかけられたり、ブレーキがかけられたり、コーナリングしたりするようなタイヤ使用状態において、道路と接触することがある。第２の領域４８は、第３の領域５０と同一の広がりを持ち、かつ、なだらかに連続し、したがって、溝４２と同様のいかなる周方向の溝もない接地面３８上の位置で接して第３の領域５０となだらかに繋がることが好ましい。本発明の１つの実施形態では、第３の領域５０は、ショルダー２０と同じ広がりを持つように配置されている。しかしながら、本発明はそれに限定されず、追加の領域が第３の領域５０とショルダー２０との間に含まれていてもよい。第１の領域４６は、１つまたは２つ以上の個別の湾曲した領域（不図示）から、これらの領域が全トレッド幅の５分の１から３分の１を横方向に横切って延びているという条件に従うことを条件としてなってもよい。
【００３１】
第１の領域４６は、第２の領域４８に直接隣接している接地面３８上の位置に定められた曲率半径Ｒ１を少なくとも有している。曲率半径Ｒ１は、赤道面３６と曲率半径Ｒ１との間に存在しうる複数の曲率とは別個である。曲率半径は、曲率を有し、横方向に数値が求められる円形領域の半径と定義される。本発明は、第１の領域４６が複数の曲率半径を有することを特徴とすること、および曲率半径Ｒ１が、第２の領域４８に隣り合った接地面３８の凸部分のみの曲率を表してもよいことを意図している。
【００３２】
第２の領域４８および第３の領域５０はそれぞれ、それらが同一の広がりを持って繋がっている接地面３８上の溝がない位置で測定される曲率半径Ｒ２，Ｒ３を有している。第３の領域５０の曲率半径Ｒ３は、第２の領域４８の曲率半径Ｒ２よりも小さい。第３の領域５０の曲率半径Ｒ３は、第２の領域４８の曲率半径Ｒ２の０．２５倍から０．５倍に等しいことが好ましい。異なる曲率半径Ｒ２，Ｒ３を有するこれら２つの領域４８，５０が存在することによって、ショルダー２０が道路に接触するのを防止し、かつタイヤ１０の磨耗バランスを保ちつつ、トレッド領域の、赤道面３６からショルダー２０までの降下が増大するのが可能になる。第２の領域４８の曲率半径Ｒ２は、第１の領域４６の曲率半径Ｒ１よりも小さい。第２の領域４８の曲率半径Ｒ２は、第１の領域４６の曲率半径Ｒ１の０．２倍から０．５倍に等しいことが好ましい。第３の領域５０の曲率半径Ｒ３は、ショルダー２０の曲率半径Ｒ４の約５倍である。
【００３３】
接地面３８の形状は有限要素解析を用いて求めてもよい。本発明の１つの特定の実施形態では、空気入りタイヤ１０は２３５／６５Ｒ１７タイヤであり、第１の領域４６の曲率半径Ｒ１が７５０ｍｍ、第２の領域４８の曲率半径Ｒ２が２５０ｍｍ、第３の領域５０の曲率半径Ｒ３が１００ｍｍ、ショルダー２０の曲率半径Ｒ４が２０ｍｍである。
【００３４】
上述したように、トレッド１２の接地面３８は、第２の領域４８と第３の領域５０との間の周方向の境界を横切って連続している。言い換えれば、第２の領域４８と第３の領域５０とがなだらかに繋がって接し、それらの周方向の境界横切って連続するように、溝４２はこの境界に位置していない。荷重がかけられたり、ブレーキがかけられたり、コーナリングしたりするようなタイヤ使用状態においてショルダー２０が曲がり、トレッド歪みが増大すると、第２の領域４８および第３の領域５０が道路に接触することがあるので、この周方向の境界に溝４２の１つが存在することは望ましくない。しかし本発明は、赤道面３６に最も近い、第２の領域４８と第３の領域５０とを合わせたものの最初の３分の１を横切る周方向溝の影響が比較的少ないので、そのように限定されない。第２の領域４８と第３の領域５０との最初の３分の１の大きさは、それらの領域４８，５０自身の横方向の大きさに依存し、そしてそれら領域４８，５０の横方向の寸法によって変化する。いずれにしても、第３の領域５０には周方向の溝がない。赤道面３６に最も近い第２の領域４８と第３の領域５０とを合わせた最初の３分の１を周方向の溝が横切り、かつ、第３の領域５０に溝がないことを条件として、第１の領域４６とショルダー２０との間の追加の複数の領域（不図示）が、周方向の溝がない周方向の境界に沿って繋がることも好ましい。
【００３５】
本発明の他の実施形態では、第２の領域４８および第３の領域５０と同様の３つ以上の複数の中間領域を、第１の領域４６とショルダー２０との間に設けてもよい。各々が凸状である複数の領域は、赤道面３６から横方向の距離を増加させながら徐々に減少する曲率半径を有している。
【００３６】
本発明のさらに他の実施形態では、中間の領域４８，５０は、中間の領域４８，５０の全幅（すなわち間隔）上に定められるスプライン関数によって数学的に記述してもよい。スプライン関数は、間隔の部分区間上に定められ、それらの終点において適切な度合いのなだらかさで繋がる、多項式のような階段関数の一部からなるなだらかな曲線である。領域４８，５０の異なる部分区間にわたって異なる関数を定めることができる。
【００３７】
本発明の空気入りタイヤ１０は、荷重がかけられたり、ブレーキがかけられたり、コーナリングされたりするようなタイヤ使用状況下での、より良い磨耗バランスおよびより良いハンドリング特性を有することを特徴とする。領域４８，５０は、ショルダー２０は、荷重がかけられたり、ブレーキがかけられたり、コーナリングされたりするようなタイヤ使用状況下で、従来の構造を有するタイヤと比較して、ショルダー２０の近くでのトレッド歪みの小さい増大で曲がることを可能にする。トレッド歪みの減少は、これらのタイヤ使用状況下でタイヤフットプリントの両縁でのフットプリント圧力を減少させ、第１の領域４６の大部分が実際に道路と接触した状態に保つ。領域４８と５０間の周方向の境界は、周方向の溝がないか、または、第２の領域４８と第３の領域５０の、赤道面３６に最も近い最初の３分の１を横切る周方向の溝のみを含み、そうでなかった場合、荷重がかけられたり、ブレーキがかけられたり、コーナリングされたりするようなタイヤ使用状況で、これら領域４８，５０が非常に容易に曲がる原因となろう。圧力増大が小さくなることは、トレッド面の曲率半径の漸次的変化の、ショルダー２０とトレッド上の隣接する半径との間の曲率半径が急激に変化するトレッド面用よりも変化が緩やかなので、摩耗バランスを改善する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    空気入りタイヤ
１２    接地トレッド
１４，１６    横方向縁部
１８    サイドウォール
２０    ショルダー
２２    カーカス
２４    ビード
２６    ビードコア
２８    エイペックス
３０    プライ構造
３４  ベルトパッケージ
４６    第１の領域
４８    第２の領域
５０    第３の領域
【図１】
2006160255.tif 000003