(57)【要約】  全厚Ｅ及び全体積Ｖを有する重量物運搬車両タイヤ用トレッドであって、トレッドは、少なくとも１本の連続した溝（２）を有し、トレッドは、‐トレッドの厚み中に設けられた少なくとも２つの摩耗層Ｉ，ＩＩを有し、各層は、トレッドの全厚のせいぜい７５％の厚さを有し、‐複数個の外部キャビティ（２１）及び新品のままの状態では全体としてトレッド表面（１１）の半径方向内側に位置決めされた複数個の内部キャビティ（２２）を有し、各内部キャビティは、連結ダクトによって外部キャビティに連結されており、トレッドは、全溝容積Ｖｃを有し、全溝容積は、トレッドの全体積Ｖと全溝容積の合計に等しい容積の少なくとも７％に等しく且つせいぜい１２％に等しく、トレッドは又、各摩耗層について有効溝容積Ｖｅを更に有し、有効溝容積Ｖｅは、全溝容積Ｖｃよりも小さく、有効溝容積は、次の方程式、即ち、０．４Ｓｔ＜Ｖｅ＜０．８Ｓｔを満たし、０．４及び０．８は、単位ミリメートルで表された高さであり、Ｓｔは、通常の圧力及び荷重の静的条件下において測定されたトレッドの接触パッチの外部輪郭により画定された表面の面積であり、更に、トレッドは、少なくとも、第１の摩耗層Ｉが規格ＡＳＴＭ・Ｄ５９９２‐９６に従って測定された−４０℃よりも高い動的Ｔｇを有し、主要な比率としてＴｇ＞−６５℃のＳＢＲコポリマーを含む少なくとも１つの材料を主成分とするゴムコンパウンドで構成されているようなものであることを特徴とするトレッド。
2014510669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に接触するようになったトレッド表面を有する重量物運搬車両タイヤのトレッドであって、前記トレッドは、全厚Ｅ及び全体積Ｖを有し、前記トレッドは、
‐前記トレッドの厚み中に設けられた少なくとも２つの摩耗層Ｉ，ＩＩを有し、各層は、前記トレッドの全厚のせいぜい７５％の厚さを有し、
‐全ボイド容積Ｖｃを有し、前記全ボイド容積Ｖｃは、前記トレッドの全体積Ｖと前記全ボイド容積の合計に等しい体積の少なくとも７％に等しく且つせいぜい１２％に等しく、
‐新品状態では前記トレッド表面（１１）上に開口した複数個の外部キャビティ（２１）及び新品状態では全体として前記トレッド表面（１１）の半径方向内側に位置決めされた複数個の内部キャビティ（２２）を備えた少なくとも１本の連続した溝（２）を有し、前記第１の摩耗層は、前記外部キャビティ（２１）の半径方向最も内側の箇所まで前記トレッドの厚さ中に延び、他の摩耗層は各々、問題の前記摩耗層の前記内部キャビティの最も内側の箇所まで前記トレッドの深さ中に延び、前記外部キャビティ（２１）は、前記トレッドの全厚Ｅのせいぜい７５％に等しい平均深さＰ１、平均長さＬ１及び面積Ｓ１の断面を有し、前記内部キャビティ（２２）は、前記トレッドの前記厚さのせいぜい７５％に等しい平均高さＰ２、平均長さＬ２及び面積Ｓ２の断面を有し、各内部キャビティは、２つの端部を備えた連結チャネルによって外部キャビティに連結されており、前記端部は、前記連結チャネルによって互いに連結された内部キャビティと外部キャビティの前記断面の面積Ｓ１，Ｓ２に等しい面積の断面を有し、
‐前記トレッドは、各摩耗層について有効ボイド容積Ｖｅを更に有し、前記有効ボイド容積Ｖｅは、前記トレッドが路面と接触関係をなす接触パッチの排水に寄与し、前記有効ボイド容積は、前記トレッドの全ボイド容積Ｖｃ未満であり、前記有効ボイド容積は、次の方程式、即ち、
０．４Ｓｔ＜Ｖｅ＜０．８Ｓｔ
を満たし、０．４及び０．８は、単位ミリメートルで表された高さであり、Ｓｔは、通常の荷重及び圧力の下での静的条件下において測定された前記トレッドの前記接触パッチの外部輪郭により画定された表面の面積であり、前記タイヤは、その推奨リムに取り付けられている、トレッドにおいて、
少なくとも、前記第１の摩耗層Ｉは、規格ＡＳＴＭ・Ｄ５９９２‐９６に従って測定された−４０℃よりも高い動的Ｔｇを有し、主として、Ｔｇ＞−６５℃のＳＢＲコポリマーを含む少なくとも１つの材料を主成分とするゴムコンパウンドで構成されている、トレッド。
【請求項２】
前記第１の摩耗層Ｉの前記ゴムコンパウンドは、６０℃における破断時伸び率が５００％未満であり、この破断時伸び率は、前記トレッドからサンプル採取された材料について測定される、請求項１記載のトレッド。
【請求項３】
前記第１の摩耗層Ｉの前記ゴムコンパウンドは、６０℃における破断時伸び率が４００％未満であり、該破断時伸び率は、前記トレッドの横方向に平行な方向において前記トレッドからサンプル採取された材料について測定される、請求項２記載のトレッド。
【請求項４】
前記摩耗層Ｉ，ＩＩは全て、規格ＡＳＴＭ・Ｄ５９９２‐９６に従って測定された−４０℃よりも高い動的Ｔｇを有し、主として、Ｔｇ＞−６５℃のＳＢＲコポリマーを含む少なくとも１つの材料を主成分とするゴムコンパウンドで構成されている、請求項１記載のトレッド。
【請求項５】
前記摩耗層Ｉ，ＩＩは全て、６０℃における破断時伸び率が５００％未満であるゴムコンパウンドで構成され、該破断時伸び率は、前記トレッドの横方向に平行な方向において前記トレッドからサンプル採取された材料について測定される、請求項４記載のトレッド。
【請求項６】
前記ゴムコンパウンドは、補強充填剤としてシリカを含む、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のトレッド。
【請求項７】
前記ゴムコンパウンドの前記ＳＢＲコポリマーは、前記シリカに対して官能化されている、請求項６記載のトレッド。
【請求項８】
前記外部キャビティ（２１）及び前記内部キャビティ（２２）は、前記内部キャビティの平均長さと前記外部キャビティの平均長さの差が最も長い平均長さのせいぜい２０％に等しく（即ち、０．８０≦Ｌ１／Ｌ２≦１．２０）、前記内部キャビティの平均断面積と前記外部キャビティの平均断面積の差が最も大きな平均面積のせいぜい２０％に等しく（即ち、０．８０≦Ｓ１／Ｓ２≦１．２０）、連続した溝（２）の各外部キャビティ（２１）が前記内部キャビティと前記外部キャビティとの間の連続性を提供する連結チャネル（２３）によって同一溝の少なくとも２つの内部キャビティ（２２）に連結されているようなものである、請求項７記載のトレッド。
【請求項９】
前記トレッドは、新品状態において前記トレッド表面上に開口した複数本のサイプ（３０）を更に有し、前記サイプの各々は、１つの同一溝の２つの連続して位置する外部キャビティと少なくとも２つの連結チャネルと少なくとも１つの内部キャビティを連結している、請求項８記載のトレッド。
【請求項１０】
新品状態において前記トレッド表面上に開口した複数個の外部キャビティ（２１）及び新品状態において全体として前記トレッド表面（１１）の半径方向内側に位置決めされた複数個の内部キャビティ（２２）を有する各連続溝（２）に関し、前記内部キャビティの全容積は、新品状態における前記溝の全容積の少なくとも３０％に等しく且つせいぜい６０％に等しい、請求項８又は９記載のトレッド。
【請求項１１】
重力物運搬車両量タイヤであって、請求項８〜１０のうちいずれか一に記載のトレッドを有する、重力物運搬車両量タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量物運搬車両に取り付けられるタイヤ用のトレッドに関し、特に、これらトレッドのトレッドパターン及びこれらトレッドを構成するゴムコンパウンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
雨天における運転では、トレッドの構成材料がこの路面に接触するようにするために各タイヤが路面と接触する接触パッチ内の水を可能な限り速やかに除去することが必要であるこれを達成するため、溝がトレッド上に形成され、これら溝は、これらの寸法（深さ及び幅）により、路面と接触関係をなした状態で開口したままであり、かくして、タイヤの前部及び側部周りに押されない水を排出することができる。
【０００３】
溝は、断面で見て且つ溝がトレッド表面に沿って辿る線の観点において任意の形状を有することができ、これら溝を任意の方向に差し向けることができる。この場合、トレッド表面上の溝の辿る線という表現は、かかる表面上の溝により形成される縁コーナー部の辿る平均的な幾何学的線である。
【０００４】
重量物運搬車両のかじ取り又は荷重支持アクスル向きのタイヤの場合、これらタイヤのトレッドには、深さがトレッドの全厚（溝を部分的に再生することができるようにするために設けられている場合のあるトレッドの厚さを含まない）に実質的に等しい長手方向溝を提供することが通例である。一般に、この深さは、これらアクスルに関して１３〜１８ｍｍである。被動アクスル向きのタイヤの場合、溝深さは、これよりも大きく、２４ｍｍという大きい寸法である場合がある。
【０００５】
先行技術のかかるタイヤの場合、全空隙（ボイド）量又は比は、一般に、運転中に摩滅するようになったトレッドの体積の１５〜２５％である。これらタイヤは、新品状態において比較的大きな有効ボイド容積を接触パッチ内に有することが分かっており、接触パッチ内でトレッド表面上に開口するこのボイド容積は、例えばサイズ３１５／７０Ｒ２２．５のタイヤの場合、平均で１００ｃｍ3のオーダのものである。問題のタイヤの場合、この値は特にＥＴＲＴＯ規格で定められたその公称インフレーション圧力及び静的負荷条件について得られる。
【０００６】
さらに、路面に対するタイヤのグリップを向上させるため、トレッド表面上に縁コーナー部を生じさせるサイプを形成することが慣例である。サイプは、小さな平均幅の薄い又は細いスリットであり、サイプは、通常の負荷条件において、このサイプを画定する材料の壁が、タイヤが路面と接触する接触パッチを通過しているときに少なくとも部分的に互いに接触することができ、それにより剛性の低下を制限するようなものである。これらサイプは、摩滅すべきトレッドの厚さに等しい又はこの厚さよりも小さい深さのものであるのが良い。
【０００７】
溝又は一般的に言えばキャビティは、水を排出する上で必要不可欠であるが、結果として生じる表面の減少は、トレッドの耐摩耗性に関して相当な悪影響を及ぼす場合があり、したがって、摩耗率の増大の結果としてタイヤの有効寿命を短くする場合がある。タイヤに関する他の性能上の観点、特にその挙動、運転中のロードノイズ及び転がり抵抗についても悪影響を受ける場合がある。また、摩滅すべきトレッドの高さに等しい作業深さを有するよう形成されたこれら溝は、耐久性の問題の原因となる場合のあることが分かっている。或る特定の運転条件下において、異物、例えば石がこれら溝内に入り込んだままの状態になってこれらの溝の底部を攻撃する場合があり、それにより、亀裂がゴム中に現れる場合がある。
【０００８】
さらに、溝により圧縮及び剪断剛性が減少する。と言うのは、これら溝は、サイプによって画定された部分と比較して、変形しやすい材料の部分を画定するからである。これは、サイプの場合、これらサイプを画定する材料の壁が少なくとも路面との接触パッチの通過時に互いに接触する場合があるからである。溝が存在している場合、剛性のこの減少により、変形度が増大すると共にトレッドの耐摩耗性が減少し、設定走行距離（これは、トレッド摩耗率の増大に対応している）について大きな摩耗が観察される。さらに、転がり抵抗の増大及びかくしてかかるタイヤを備えた車両の燃料消費量の増大も又注目され、これは、トレッドの構成材料の変形サイクルと関連したヒステリシス損の増大の結果である。
【０００９】
トレッドを構成すべき材料は、一般に、タイヤの置かれる使用状況の関数として選択され、従来、天然ゴムの使用により、低レベルのヒステリシス（したがって、低タイヤ加熱）と攻撃及びチャンキング（chunking）に対する非常に良好な体積の両方を得ることができる。これは、天然ゴムを主成分とする材料が通常、重量物運搬車両用のタイヤトレッドを形成する際に採用されるからである。天然ゴムのＴｇよりも高いＴｇの非イソプレン系ジエンエラストマー、例えばＳＢＲコポリマーの使用により、濡れた表面に対するグリップを向上させることができる。しかしながら、これは、ヒステリシス及びかくして転がり抵抗を犠牲にして達成され、これは、官能化ＳＢＲを用いることが好ましいからであり、かかる官能化ＳＢＲにより、重量物運搬車両タイヤ用のトレッドへの使用と適合性のあるヒシテリシスレベルを維持することが可能である。しかしながら、この種のエラストマーの使用により、ウェットグリップの顕著な向上を伴うが、衝撃の際、特に障害物にわたって乗り上げた際のトレッドの側方部分への衝撃が生じた場合のチャンキングに対する耐性が低下する。
【００１０】
定義
【００１１】
トレッドのトレッドパターンは、本明細書においては、路面に接触するようになったトレッドの部分の幾何学的形状を有し、このトレッドパターンは、切欠き（溝、サイプ、ウェル、キャビティ）によって互いに画定された隆起要素で作られている。
トレッドの全体積は、タイヤのトレッドを更生によって再生するか新品のタイヤと交換するかのいずれかを行うためにタイヤを取り外さなければならないようになる前に運転中に摩滅可能な材料の全体積に等しい。
【００１２】
トレッドの全ボイド（又はキャビティ）容積は、新品状態においてトレッド表面上に開口している又は開口していないボイド容積全ての合計に等しい。ボイドは、溝、ウェル又は任意形式のキャビティを意味し、キャビティは、路面との接触のために接触パッチ中に開口して一時点又は別の時点において、接触パッチでの排水に寄与するようになっている。
【００１３】
ブロックは、トレッド上に形成された隆起要素であり、かかる隆起要素は、ボイド又は溝によって画定され、隆起要素は、側壁及び運転中、路面に接触するようになった接触フェースを有する。
【００１４】
赤道中間面は、タイヤの回転軸線に垂直であり且つこの回転軸線から半径方向最も遠くに位置するタイヤ上の箇所の全てを通る平面である。この赤道面は、タイヤを程度の差はあれ、２つのほぼ等しい半部に分割する。
【００１５】
半径方向は、タイヤの回転軸線に垂直な方向を意味する（この方向は、トレッドの厚さの方向に一致している）。
【００１６】
軸方向は、タイヤの回転軸線に平行な方向を意味している。
【００１７】
円周方向は、軸方向と半径方向に両方に垂直な方向を意味している。
【００１８】
タイヤの通常の運転条件及び使用条件は、Ｅ．Ｔ．Ｒ．Ｔ．Ｏ．規格により定められた条件であり、これら使用条件は、その負荷定格及び速度コードによって指示されるタイヤの耐荷力に相当する基準インフレーション圧力を指定している。これら使用条件は、「公称条件」又は「使用条件」とも呼ばれる場合がある。
【００１９】
以下の説明において、別段の規定がなければ、表示された全ての百分率（％）は、重量％である。
【００２０】
“ｐｈｒ”は、エラストマー１００部当たりの部を意味している。
【００２１】
さらに、「Ａ〜Ｂ」という表現によって示される数値の範囲は、Ａよりも大きく且つＢよりも小さい全ての値の集合を表しており（極値Ａ及びＢは、この集合には含まれない）、これに対して、「ＡからＢまで」という表現によって示される数値の範囲は、少なくともＡに等しく且つせいぜいＢに等しい全ての値の集合を表している（即ち、極値Ａ及びＢは、この集合に含まれる）。
【００２２】
通常通り、本明細書は、通常の仕方で、「エラストマー」及び「ゴム」という用語を恣意的に且つ区別なく使用している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、重量物運搬車両に取り付けられるようになったタイヤ用のトレッドであって、向上したウェットグリップ性能及び特定形式のトレッドパターンを提供する材料の賢明な組み合わせにより、良好な性能上の妥協点を見出すと共に特に良好な耐衝撃性を達成することができるトレッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
これを達成するため、本発明の一要旨は、路面に接触するようになったトレッド表面を有する重量物運搬車両タイヤのトレッドであって、トレッドは、全厚Ｅ及び全体積Ｖを有し、トレッドは、
‐トレッドの厚み中に設けられた少なくとも２つの摩耗層Ｉ，ＩＩを有し、各層は、トレッドの全厚のせいぜい７５％の厚さを有し、
‐全ボイド容積Ｖｃを有し、全ボイド容積Ｖｃは、トレッドの全体積Ｖと全ボイド容積の合計に等しい体積の少なくとも７％に等しく且つせいぜい１２％に等しく、
‐新品状態ではトレッド表面上に開口した複数個の外部キャビティ及び新品状態では全体としてトレッド表面の半径方向内側に位置決めされた複数個の内部キャビティを備えた少なくとも１本の連続した溝を有し、第１の摩耗層は、外部キャビティの半径方向最も内側の箇所までトレッドの厚さ中に延び、他の摩耗層は各々、問題の摩耗層の内部キャビティの最も内側の箇所までトレッドの深さ中に延び、外部キャビティは、トレッドの全厚Ｅのせいぜい７５％に等しい平均深さＰ１、平均長さＬ１及び面積Ｓ１の断面を有し、内部キャビティは、トレッドの厚さのせいぜい７５％に等しい平均高さＰ２、平均長さＬ２及び面積Ｓ２の断面を有し、各内部キャビティは、２つの端部を備えた連結チャネルによって外部キャビティに連結されており、端部は、連結チャネルによって互いに連結された内部キャビティと外部キャビティの断面の面積Ｓ１，Ｓ２に等しい面積の断面を有し、
‐トレッドは、各摩耗層について有効ボイド容積Ｖｅを更に有し、有効ボイド容積Ｖｅは、トレッドが路面と接触関係をなす接触パッチの排水に寄与し、有効ボイド容積は、トレッドの全ボイド容積Ｖｃ未満であり、有効ボイド容積は、次の方程式、即ち、
０．４Ｓｔ＜Ｖｅ＜０．８Ｓｔ
を満たし、０．４及び０．８は、単位ミリメートルで表された高さであり、Ｓｔは、通常の荷重及び圧力の下での静的条件下において測定されたトレッドの接触パッチの外部輪郭により画定された表面の面積であり、タイヤは、その推奨リムに取り付けられている形式のトレッドにある。
【００２５】
このトレッドは又、少なくとも、第１の摩耗層Ｉが規格ＡＳＴＭ・Ｄ５９９２‐９６に従って測定された−４０℃よりも高い動的Ｔｇを有し、主として、Ｔｇ＞−６５℃のＳＢＲコポリマーを含む少なくとも１つの材料を主成分とするゴムコンパウンドで構成されているようなものである。
【００２６】
好ましくは、ＳＢＲを主成分とするゴムコンパウンドは、６０℃におけるこの破断時伸び率が５００％未満であるように選択される。より好ましくは、この破断時伸び率は、４００％よりも低い。
【００２７】
この破断時伸び率は、好ましくは、加硫済みのタイヤから取られた材料のサンプルについて測定される。この方法（「方法２」と呼ぶ）では、試験片は、１８ｍｍの長さ、１．１ｍｍｍの幅及び０．３ｍｍの厚さを有するよう取られた各サンプルから形成される。タイヤからの試験片をその長さがタイヤの円周方向に垂直に延びるようサンプル採取する。次に、この試験片を５０ｍｍ／分の速度で且つ６０℃の温度で引き伸ばし、ついには、これが破断するようにする。少なくとも２つの試験片に関してクロスビームの変位及び破断時応力をモニタすることによって破断時変形量を記録する。
【００２８】
別の方法（「方法１」と呼ぶ）は、仏国規格ＮＦ・Ｔ４０‐１０１（１９７９年１２月）により定められた条件下におけるこの破断時伸び率を測定することである。この方法では、一軸引張り試験において破断時伸び率を得る。この測定値は、２．５ｍｍ厚さの“Ｈ２”試験片を破断点まで且つ５００ｍｍ／分の速度で引き伸ばすことによって取られる。“Ｚｗｉｃｋ”（商標）光伸び計を用いて変形量をモニタし、測定値は、６０℃で取られる。
【００２９】
タイヤトレッドパターンと選択された材料のこの組み合わせにより、向上したウェットグリップ性能を得ることができる。これは、先行技術で用いられる材料（かかる従来型材料は、主として、天然ゴムを主成分としている）と比較して破断特性の面で選択された材料の性能の低下にもかかわらず、このトレッドとこの特定材料の組み合わせにより、良好な耐摩耗性と良好な駆動性の両方を得ることができると同時にタイヤの底部のところでの耐衝撃性及び特に破断に対する耐性の面で満足の行く性能を得ることができるからである。
【００３０】
従来型コンパウンドは、Ｔｇが−１０８℃（ＢＲ）と−４８℃（ＳＢＲ）との間であるＳＢＲコポリマーを含んだ状態で切断された天然ゴムを主成分としていることを思い起こされたい。この切断は、この材料の動的Ｔｇが−５５℃〜−４５℃であることを意味している。本発明で用いられる解決手段は、−６５℃よりも高いＴｇのＳＢＲの大部分を含む（この値は、天然ゴムのＴｇに一致している）。
【００３１】
各摩耗層に関する有効ボイド容積Ｖｅは、この場合、トレッド中に形成され、トレッドの接触パッチを排水するのに役立つボイド容積を意味しており、この有効ボイド容積は、タイヤが標準使用条件を受けたときに求められる。
【００３２】
本願における「摩耗層」という用語は、この摩耗層中の溝の最大深さと関連したトレッドの一部を意味している。摩耗層は、トレッドの全厚よりも小さく且つこの摩耗層中に存在する溝又はキャビティの最大深さに等しい厚さを有する。本発明のトレッドは、少なくとも２つの摩耗層を有し、これら摩耗層の溝又はキャビティのうちの何割かは、かかる摩耗層のうちの１つの中にのみ形成されている。当然のことながら、この形態では、先の摩耗層が完全に摩滅する前に各摩耗層がアクティブになることが可能であり且つそれどころか有利であり、かかる場合、少なくとも２つの摩耗層相互間にはオーバーラップが存在する。摩耗層は、この層中に形成されているキャビティ又は溝が雨天において路面上に存在する溝を排出するために路面と接触状態にあるタイヤのトレッド表面上にいったん開口すると、アクティブになる。第１の摩耗層は、新品状態において外側に向かって半径方向最も遠くに位置するトレッドの一部に相当している。
【００３３】
０．４ｍｍ及び０．８ｍｍという高さは、雨天において路面上に存在する場合があり且つトレッドと路面との間の良好な接触状態を維持するために排出又は収集可能であることが必要な水の平均高さに相当している。これら平均高さに表面積Ｓｅ、即ち、トレッドがその同じ路面と接触状態にある接触パッチの輪郭によって定められると共にｍｍ2で表される表面積（この場合、トレッド表面上に開口したキャビティに対応する表面積を考慮に入れる）を乗算することより、タイヤが公称使用条件（内部インフレーション圧力及び支持荷重）を受けた場合の有効ボイド容積Ｖｅの指標が与えられる。この容積ＶｅがＳｅの０．４倍未満である場合、これは、十分な排水性を得るのには足りず、すると、水がタイヤと路面との間のインターフェースのところに残る。この容積ＶｅがＳｅの０．８倍を超える場合、この容積は、適当なトレッド剛性を達成する観点からは過剰であると見なされる。
【００３４】
好ましくは、本発明のトレッドは、その摩耗層の全てが同種のゴムコンパウンドで作られているようなものである。
【００３５】
好ましい変形形態によれば、外部キャビティ及び内部キャビティは、内部キャビティの平均長さと外部キャビティの平均長さの差が最も長い平均長さのせいぜい２０％に等しく（即ち、０．８０≦Ｌ１／Ｌ２≦１．２０）、内部キャビティの平均断面積と外部キャビティの平均断面積の差が最も大きな平均面積のせいぜい２０％に等しく（即ち、０．８０≦Ｓ１／Ｓ２≦１．２０）、連続した溝の各外部キャビティが内部キャビティと外部キャビティとの間の連続性を提供する連結チャネルによって同一溝の少なくとも２つの内部キャビティに連結されているようなものである。これら連結チャネルは、水が水をピックアップした外部キャビティと内部キャビティとの間で流れることができるようにする機能を有する。
【００３６】
別の好ましい形態によれば、トレッドは、新品状態においてトレッド表面上に開口した複数本のサイプを更に有し、サイプの各々は、１つの同一溝の２つの連続して位置する外部キャビティと少なくとも２つの連結チャネルと少なくとも１つの内部キャビティを連結している。これらサイプは、トレッドを成形しやすくすると共にモールドから取り出しやすくするために存在する。
【００３７】
本発明の好ましい形態によれば、新品状態においてトレッド表面上に開口した複数個の外部キャビティ及び新品状態において全体としてトレッド表面の半径方向内側に位置決めされた複数個の内部キャビティを有する各連続溝に関し、内部キャビティの全容積は、新品状態における溝の全容積の少なくとも３０％に等しく且つせいぜい６０％に等しい。
【００３８】
長持ちする耐摩耗性を補償するためには、キャビティを形成するか溝を形成するかのいずれかによって必要なボイド容積部を各摩耗層内に形成することが賢明である。溝は、これらが雨天の際に路面上に存在する水を除去することができるようタイヤの接触パッチの外側に向かって開口する点でキャビティとは異なっている。かくして、本発明のトレッドの摩耗度とは無関係に、接触パッチからの排水を可能にする溝の一種のネットワークを形成することが有利であり、このネットワークは、トレッド中の部分ボイドの形成と関連した剛性の低下を制限するように形成される。
【００３９】
有利には、少なくとも第１の摩耗層のゴムコンパウンドは、補強充填剤としてシリカを含む。
【００４０】
より有利には、ゴムコンパウンドのＳＢＲコポリマーは、シリカに対して官能化されている。
【００４１】
本発明のトレッドの別の興味のある形態によれば、このトレッドの摩耗層全ては、同一の組成を有する。本発明は、更生により摩耗後にタイヤの外側部分を新しくするという目的で製造された任意のトレッド又は変形例として重力物運搬車両に取り付けられるようになっていて上述したトレッドを備える任意形式のタイヤに及ぶ。
【００４２】
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以下に与えら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、本発明の一実施形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】先行技術のトレッドの平面図である。
【図２】図１のトレッドのＩＩ‐ＩＩ線で取った矢視局部断面図である。
【図３】本発明のトレッドの平面図である。
【図４】図３のトレッドのＩＶ‐ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】図３に示されたトレッドの部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、３１５／４０Ｒ２２．５サイズとして市販されているトレッドパターンＸＺＥに対応した先行技術のトレッド１０の平面図である。
【００４５】
このトレッド１０のトレッドパターンデザインは、Ｓ０で示され、以下において、このトレッドパターンＳ０を基準トレッドパターンとして考慮する。
【００４６】
問題のタイヤの場合、この基準トレッドパターンＳ０は、４本の長手方向溝２を含み、かかる溝の深さは、１５ｍｍに等しく、これは、運転中に摩滅するようになったトレッドの全厚Ｅに対応している。この同じ基準トレッドパターンＳ０は、狭い幅及び浅い深さ（せいぜい２ｍｍに等しい）の横方向溝３を更に含む。長手方向溝は、リブ４を画定している。
【００４７】
新品且つ未摩耗状態のトレッドに対応した初期状態では、この基準トレッドパターンＳ０は、広く且つこの場合１００ｃｍ3に等しい接触パッチにおいて利用できる公称インフレーション圧力及び荷重条件下で測定された全ボイド容積を有する。この容積は、以下の静的条件、即ち、３２５０ｋｇに等しい荷重及び９ｂａｒに等しいインフレーション圧力下で測定される。
【００４８】
図２は、図１のトレッドのＩＩ‐ＩＩ線矢視断面図である。この図２は、長手方向溝２が長手方向溝の深さに等しい高さのリブ４を画定し、この深さが摩滅すべきトレッドの厚さＥに一致していることを示している。
【００４９】
この特定の場合、長手方向溝により形成される全ボイド容積部が新品状態では（タイヤが新品であるとき）トレッド表面上に完全に開口するので摩耗層が１つだけ存在し、このボイド容積部は、トレッドが次第に摩滅するにつれて減少する。
【００５０】
この基準トレッドパターンＳ０は、摩滅するよう設計されたトレッドの全体積の１９％に等しい全ボイド容積を有する。
【００５１】
溝は全て、トレッドの厚さに等しい深さを有する。
【００５２】
この基準トレッドパターンＳ０は、１ｍｍに等しい高さに通常の圧力及び荷重条件の下での静的条件下で測定されたトレッドの接触パッチの外側輪郭により画定される表面領域に対応した表面積Ｓｔ（ｍｍ2で表される）を乗算することによって得られた体積よりも大きい有効ボイド容積Ｖｅを有する。
【００５３】
この基準トレッドパターンＳ０に関し、単一の摩耗層中の接触パッチにおいて溝を排出するための有効ボイド容積Ｖｅは、トレッドの全ボイド容積Ｖｔの１００％に等しい。と言うのは、ボイドは全て、新品のタイヤのトレッド表面上に開口しているからである。
【００５４】
図３は、４０ｐｈｒ以上の含有量で非イソプレン系合成ジエンエラストマーを含む化合物と組み合わせて且つ主要な（重量の面で）補強充填剤として、少なくとも１つのカーボンブラックを含むトレッドのトレッドパターンＳ１の平面図であり、このトレッドパターンは、本発明の範囲に含まれる。
【００５５】
このトレッドは、それ自体重量物運搬車両のかじ取りアクスルに取り付けられるようになったサイズ３１５／７０Ｒ２２．５のタイヤ向きである。
【００５６】
この図３は、新品状態のトレッド１０の一部を示しており、このトレッド１０は、運転中、路面に接触するようになったトレッド表面又は踏み面１１を有している。このトレッド１０は、新品状態では円周方向に連続している３本の溝２を有している。各溝２は、新品状態ではトレッド表面１１に開口した長さＬ１の細長い形状の複数個の外部キャビティ２１と新品状態では全体としてトレッドの内側に位置した長さＬ２の複数個の内部キャビティ２２をひと続きにしたもので形成されている。連結チャネル２３が内部キャビティ２２と外部キャビティ２１を互いに連結するよう形成されており、かくして、この溝の主要方向に溝２の連続性をもたらしている。これら連結チャネル２３は、溝の主要方向（この場合、円周方向）に測定して、ゼロではない長さＬｉを有し、この長さＬｉは、この場合、長さＬ１，Ｌ２よりも短い。これは溝２があたかも半径方向に波形線を辿っているかのようなものであり、この溝は、新品状態ではトレッド表面上に開口した部分（外部キャビティ）と新品状態では全体としてトレッドの内側に位置した部分（内部キャビティ）を交互に配置したひと続きのものから成り、連結キャビティは、内部キャビティを外部キャビティの容積部相互間の連続性をもたらす（即ち、流体が外側から内側に向かって又は内側から外側に向かって流れることができるようにする）。かくして、路面上に存在する水を外部キャビティによって内部キャビティに向かって排出することができる。と言うのは、これらキャビティは、この路面に接触するからである。当然のことながら、タイヤが路面と接触状態にある接触パッチで完全に又は部分的に開口している少なくとも１つの外部キャビティが常時存在しなければならない。外部キャビティの寸法及び内部キャビティの寸法は、路面と接触状態にある所与の長さについてこの条件が満たされるよう定められる。
【００５７】
外部キャビティ２４の深さは、図４で目に見え、そして以下において説明する第１の摩耗層Ｉの厚さをほぼ決定する。
【００５８】
これら溝をモールドから取り出すことができるようにするため、サイプ３０が内部キャビティ２２から半径方向外方に延びている。これらサイプ３０は、半径方向外方に差し向けられたウェル３１を備え、これらウェルは、新品状態においてトレッド表面上に且つ内部キャビティ２２中に開口している。
【００５９】
トレッド１０は、これら長手方向溝２相互間に介在して設けられたチャネル４０を備え、チャネル４０は、長手方向に延び且つ全体がトレッド１０の内側に形成されている。これらチャネル４０は、第１の摩耗層Ｉの摩滅に実質的に対応した摩耗度の後（好ましくは、第１の層が完全に摩滅するほんの少し前に）表面のところで目に見えるようになっている（このことは、トレッド表面上に開口することを意味している）。これらチャネル４０のトレッド表面に向かう延長部として、複数個のウェル４２を互いに連結するサイプ４１が設けられ、これらウェルは、トレッド表面１１上に且つチャネル４０内に開口している。これらウェルは、外部キャビティ２１と一緒になって、運転中、接触パッチを排水するのに寄与する。
【００６０】
図４は、図３のＩＶ‐ＩＶ線で示された断面平面におけるトレッドの断面を示している。
【００６１】
この図４は、厚さＥのトレッド１０を断面で示すと共に７ｍｍに等しい深さＰ１にわたってトレッド中に延びる面積Ｓ１の外部キャビティ２１を示した溝２の断面を示しており、深さＰ１は、トレッドの全厚Ｅ（この場合、１１ｍｍに等しい）の約６４％である。この外部キャビティ２１の半径方向外方の延長部として、サイプ３０が設けられており、この外部キャビティ２１は、面積Ｓ２の内部キャビティ２２に連結されており、これら内部キャビティは、これらの高さＰ２により、第２の摩耗層ＩＩを定めている。この第２の摩耗層ＩＩは、第１の摩耗層Ｉが完全に摩滅する直前に見えるようになっている。この図４は又、第２の摩耗層中に位置するダクト４０全体を示しており、このダクトそれ自体の半径方向外方の延長部として、サイプ４１が設けられている。このチャネルは、内部キャビティ２２の面積Ｓ２に実質的に等しい断面積を有している。
【００６２】
各溝２に関し、これは、あたかも各摩耗層がトレッド表面上に互いに異なるキャビティを有するかのようである。第１の摩耗層Ｉは、トレッド表面上に外部キャビティ２１を露出させ、第２の摩耗層ＩＩは、新しいトレッド表面上に内部キャビティ２２及びチャネル４０を露出させる。第１の摩耗層Ｉは、外部キャビティの底部のところでトレッドの厚さ中で終端し、この摩耗層は、摩耗層ＩＩが既に見えるようになると（内部キャビティ２２がトレッド表面上に現れるやいなや）かくして、任意の時点において、トレッドは、路面上に存在する恐れのある水の排出を達成するのに適したボイド容積部を有する。
内部キャビティ２２が見えるようになる前に、連結チャネル２３は、これらチャネルの機能を引き続き実行し、特に、引き続き溝２の外部キャビティ及び内部キャビティによって形成されたボイド容積部相互間の連続性をもたらす。
【００６３】
図５は、図３のＶ‐Ｖ線で示された縦断面平面における断面を示している。この特定の場合、各外部キャビティ２１の長さＬ１は、１５０ｍｍに等しく、各内部キャビティ２２の長さＬ２は、１１０ｍｍに等しく、連結チャネル２３の長さＬｉは、１５ｍｍに等しい。この図５では、各内部キャビティ２２のトレッド表面に向かう延長部として、サイプ３０が設けられていることが分かる。すると、これにより、トレッドを成形するのが容易になる。当然のことながら、外部キャビティ２１をトレッドの厚さ中に半径方向内方に延長させて内側からの半径方向のモールド出しを可能にする手立てが講じられるのが良く、この場合、トレッドは、成型中のタイヤに取り付けられる。
【００６４】
各内部キャビティ２２は、外部キャビティ２１の寸法とほぼ同じ寸法を有し、外部キャビティ及び内部キャビティのそれぞれの長さＬ１，Ｌ２は、この場合かなり似ている。トレッドがトレッド摩耗度とは無関係に、そのトレッド表面上に存在する溝又はボイド要素を常時有するようにするために、この場合のように、外部キャビティ２１が完全に見えなくなる前に同一溝２の内部キャビティ２２が現れることが有利である。かくして、第１の摩耗層Ｉは、新品状態のトレッド表面と外部キャビティ２１の最も内側の箇所との間に延びた状態で形成され、この場合、第２の層ＩＩは、内部キャビティ２２のトレッドの最も内側の箇所まで下に延びている。当然のことながら、第１のキャビティが摩耗により完全に見えなくなった後にだけ第２のキャビティが現れるように計画することが可能である。また、３つ以上の数の摩耗層（これは、図３、図４及び図５の裏付けにより説明した実施例である）を提供することが可能である。
【００６５】
これら手段により、新品状態において、通常の溝を備えた同一のトレッドに関する場合よりも高い全体的トレッド剛性を有することが可能であり、通常の溝の各々は、新品状態において内部キャビティの最も内側の箇所とトレッド表面との間の距離に等しい全深さを有する。少なくとも最初のトレッド摩耗段階（これは、外部キャビティの深さの７５％に等しいトレッド摩耗までを意味している）では、水ピックアップ及び排出機能は、この溝によって行われる。と言うのは、外部キャビティ内に集められた水は、連結チャネル及び内部キャビティ中に流れることができるからである。このようにして排出された水は、次に、別の外部キャビティから再び現れることができる。有利には、種々のキャビティ相互間の連結部は、溝内における流体の流れを妨げないようにするのに適している。
【００６６】
第１の摩耗層Ｉが完全に摩滅すると、内部キャビティ２２は、これら全長にわたって新しいトレッド表面上に開口し、すると、雨天において路面上に存在する水のうちの幾分かの割合を貯えるリザーバとして働くことができる。
【００６７】
寸法上の観点から、今説明したトレッドパターンＳ１は、次のように定められる。
‐トレッドパターンＳ１は、２つの摩耗層を有し、各摩耗層は、７ｍｍの溝高さを有し、これら２つの層相互間のオーバーラップは、３ｍｍである（オーバーラップは、次の摩耗層中の新たな溝又はキャビティが、１つの摩耗層の溝又はキャビティが見えなくなる前に現れることを意味している）。
‐このトレッドパターンＳ１は、トレッドの材料の全体積Ｖと全ボイド容積の合計に等しい容積の９％に等しい全ボイド容積Ｖｃを有する。
‐初期状態においてトレッド表面上に開口したトレッドパターンＳ１の外部キャビティは全て、トレッドの厚さの６４％に等しい深さを有する。
‐このトレッドパターンＳ１の各摩耗層は、４０ｃｍ3に等しい有効全ボイド容積Ｖｅを有する。この容積Ｖｅは、ｍｍ3で表され、不等式０．４Ｓｔ＜Ｖｅ＜０．８Ｓｔを満足させ、表面積Ｓｔは、ｍｍ2で表されている。この特定の場合、通常の荷重及び圧力の下での静的条件下において測定されたトレッドの接触パッチの外部輪郭により画定された表面の面積Ｓｔが測定され、タイヤは、その推奨リムに取り付けられ、この表面積は、６０３００ｍｍ2に等しい（したがって、この場合、２４１２０＜４００００＜４８２４０）。
【００６８】
新品状態においてトレッド表面上に開口した複数個の外部キャビティ（２１）及び新品状態において全体としてトレッド表面（１１）の半径方向内側に位置決めされた複数個の内部キャビティ（２２）を有する各連続溝（２）に関し、内部キャビティの全容積は、新品状態において溝の全容積の４５％に等しい。この全容積は、内部キャビティの容積と外部キャビティの容積と連結キャビティの容積の合計に等しい。
上述のように導入されたトレッドと組み合わせて、Ａ０，Ａ１で示されると共に以下において参照する種々のコンパウンドを試験した。コンパウンドＡ０は、市販されている基準トレッド用の通常のコンパウンドである。
【００６９】
Ａ０／Ｓ０として示されているトレッド（トレッドパターンＡ０と関連したゴムコンパウンドＡ０）は、他の組み合わせと比較するために用いられる基準の組み合わせである。
【００７０】
そして更には、Ａｎ／Ｓｍとして示されたトレッドは、トレッドパターンＳｍ（ｍ＝０又は１）と関連したゴムコンパウンド（Ａｎ＝ｎ＝０．１）に対応している。
【００７１】
以上要するに、組成物Ａ０，Ａ１を以下において説明すると共にこれらは表１に示されている。
‐Ａ０は、４０ｐｈｒの標準Ｂｒ及び５４ｐｈｒのＮ２３４（ＣＴＡＢ＝１２０ｍ2／ｇ）を含む。
‐Ａ１は、ガラス転移温度Ｔｇが−４８℃に等しい７５ｐｈｒの標準ＳＢＲ及び５６．５ｐｈｒのＮ１３４（ＣＴＡＢ＝１３５ｍｍ2／ｇ）を含む。
表  １
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（１）Ｎ：天然ゴム（可塑化、解凝固）（Ｔｇ＝−６５℃）。
（２）Ｂｒ：２．５％１．４‐トランス、９２．５％１：４‐シス、５．０％の１‐２を含むポリブタジエン（Ｔｇ＝−１０５℃）。
（３）ＳＢＲ：高い多分散性シスとの錫結合：以下の含有物、即ち、５０質量％の１．４‐トランスＢｒ、２６質量％の１：４‐シスＢｒ、２４質量％の１．２Ｂｒ、２６．５質量５のスチレンを含むスチレンブタジエンコポリマー（Ｔｇ＝−４８℃）。ＳＥＣ技術を用いて定められるこのポリマーの分子量Ｍｎは、１４５０００ｇ・ｍｏｌ-1であり、ＩＰは、１．７である。
（５）ｎ‐１．３ジメチルブチルｎ‐フェニルパラフェニレンジアミン（６‐ｐｐｄ）。
（６）ｎ‐シクロヘキシル‐２‐ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）。
【００７２】
ゴムコンパウンドの組成物Ａ０は、これがエラストマー及び０．５ｐｈｒの硬化剤及び０．２５ｐｈｒの硬化樹脂を含んだ状態で切断されているので必要な３ｐｈｒの加工助剤を更に含む。
【００７３】
ゴムコンパウンドの組成物Ａ０，Ａ１は、一軸引張り試験（方法１）によって測定されたこれらの破断強度によって特徴付けられ、測定は、２．５ｍｍ厚さのＨ２試験片を５００ｍｍ／分で破断点まで引き伸ばすことによって行われ、用いられる伸び計は、“Ｚｗｉｃｋ”（商標）製のものである。仏国規格ＮＴ‐Ｔ４０‐１０１（１９７９年１２月）に従って光伸び計を用いて変形量をモニタし、測定値は、６０℃で取られる。試験片を作るために用いられるゴム材料は、非加硫状態であり、トレッドを作るための成形に先立って、かかるゴム材料をサンプル採取する。この材料を圧延して厚さ２．５ｍｍのシートに成形し、次に、これを切断して最も長い長さが圧延方向に一致した試験片を得る。
【００７４】
破断特性を特徴付ける別の手法は、タイヤそれ自体から試験片サンプルを採取することである。試験片は、長さ１８ｍｍ、幅１．１ｍｍ、断面寸法が０．３ｍｍである。タイヤからの試験片は、試験片がタイヤの横方向（タイヤの回転軸線に平行な方向）に平行に延びるよう採取される。次に、この試験片を“Ｉｎｓｔｒｏｎ”（商標）伸び計で６０℃において５０ｍｍ／分で引き伸ばし、ついにはこれが破断するようにする。破断時における変形量及び応力を少なくとも２つの試験片について得る。
【００７５】
動的Ｔｇを規格ＡＳＴＭ・Ｄ５９９２‐９６に従って商標“Ｍｅｔｒａｖｉｂ”（モデルＶＡ４０００）という粘弾性分析装置で測定する。０．７ＭＰａの応力下で１０Ｈｚの周波数において単純な交番正弦波剪断荷重を受けた加硫済みコンパウンドのサンプル（高さ４ｍｍ、断面積４００ｍｍ2の円筒形試験片）の応答を−６０℃〜＋６０℃の温度スイープ中に記録する。動的Ｔｇの存在場所をｔａｎδの最大値の存在場所によって特定する（粘性モジュラスと弾性モジュラスの比＝Ｇ″／Ｇ′）。
【００７６】
これら特性に関する値が表２に与えられている。
表  ２
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【００７７】
上述のトレッドパターンと耐摩耗性が基準材料と比較して極めて顕著に向上した材料の組み合わせにより、トレッド材料が５００％伸び率未満の破断時伸び率を有すると共に衝撃という攻撃による損傷を受けやすい場合であっても、このトレッドを備えたタイヤの性能を向上させることができるということが判明している。この組み合わせに関し、トレッドパターンそれ自体により、タイヤを衝撃に対する損傷を受けにくくすることができる。
【００７８】
タイヤに関する比較試験及び測定
【００７９】
制動試験：上述のタイヤを用いた車両が濡れた瀝青質コンクリート路面上で運転されているときにブレーキがかかって８０ｋｍ／ｈの速度から２０ｋｍ／ｈの速度に落ちるのに要する距離を測定する。
【００８０】
考慮対象のトレッドパターン／組成物の組み合わせに関し、基準組み合わせＡ０／Ｓ０についてベース１００で表された値よりも大きな値は、制動距離の減少及びかくして問題の組み合わせに関してウェットグリップ性能の向上を示唆している。
【００８１】
耐衝撃試験：トラクタ型の重量物運搬車両のフロントアクスルに取り付けられた同じ（トレッドパターン／組成物）組み合わせを用いてトレッド耐久性試験を実施した。タイヤトレッドの抵抗をそのトレッドの目視検査によって評価した。特に、材料チャンキングの量及びこれらチャンクのサイズを記録した。０に等しいスコアは、満足の行かない性能に対応し、１００に等しいスコアは、満足の行く性能に対応している。
【００８２】
これら種々の試験の結果が表３に記載されている。
表  ３
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【００８３】
トレッドパターンＳ１と材料Ａ０よりも破断の影響を受けやすい材料Ａ１の組み合わせにより、破断時伸び率が顕著に格下げされたにもかかわらず、耐チャンキング性を損ねることなく、ウェットグリップ（天然ゴムのＴｇよりも高いＴｇのＳＢＲの高い含有量の使用）の向上が可能になることが理解できる。
【００８４】
当然のことながら、本発明は、図示すると共に説明した実施例には限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなくかかる実施例の種々の改造例を想到することができる。特に、本明細書における説明全体は、重量物運搬車両に取り付けられるようになったタイヤの利用に向けられているが、トレッドパターン及び組成物、例えば本明細書において説明したトレッドパターン及び組成物を有するトレッドも又、本発明の一部をなすことが理解されなければならない。と言うのは、かかるトレッドは、タイヤ中に組み込まれるようになっているからである（タイヤ成型時点かタイヤが更生されている時かのいずれか）。
【００８５】
一般に、キャビティ容積部のほんの一部がトレッド表面上に開口し、より正確に言えば、路面と接触関係をなすトレッドパターンは、有利には、本発明のタイヤに関して本明細書において説明したコンパウンドと共に用いられることは用いられることが注目できる。国際公開第２０１０／０３０２７６号パンフレット又は別の国際公開第０２／３８３９９号パンフレットに記載されているトレッドパターンについて特に言及するのが良い。これらトレッドパターンは、接触パッチにおいて十分な排水性能を提供するが、従来型トレッドパターンと比較して高い全体的剛性を維持することができると同時に、トレッドの厚さを減少させることも可能である。
【００８６】
また、本発明から得られるコンパウンドと組み合わせて用いられるトレッドパターンＳ１は、長手方向以外の方向（タイヤに関して円周方向）に差し向けられた溝及びボイドを有しても良いことが注目できる。かくして、重量物運搬車両への使用に応じて、トレッドパターンは、長手方向溝と横方向溝の両方を有し、後者の形式の溝は、図３、図４及び図５と関連して説明した形式と同一の形式のものであることが可能である。
【図１】
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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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【国際調査報告】
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