音発生摩耗表示器付きのタイヤ
本発明は、トレッド（１２）を有するタイヤ（１０）であって、トレッド（１２）を有し、トレッド（１２）は、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッド（１２）が音発生キャビティと呼ばれている少なくとも１対の第１及び第２の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を有するように構成されているようなタイヤ（１０）に関する。第１及び第２のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）はそれぞれ、トレッド（１２）の第１及び第２の周方向溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の中に配置されている。対をなす音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は各々、トレッド（１２）中に形成された音発生チャネル（２１）によって対の他方の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）に連結されている。対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）の各々及び関連のチャネル（２１）は、タイヤ（１０）の半径方向外部に開口すると共に対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）の各々及び関連のチャネル（２１）がタイヤ（１０）と路面（１１）の接領域を通過する際に対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）の各々及び関連のチャネル（２１）が路面によって実質的に密封的に閉じられるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用タイヤの分野及びタイヤの摩耗レベルをどのように検出するかの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤが路面上を走行しているとき、路面と接触状態にあるそのトレッドストリップは、摩擦により摩耗状態になる。
【０００３】
明白な安全上の理由で、タイヤのトレッドストリップの摩耗がひどくなり過ぎて濡れた路面に対するグリップの問題を生じさせる恐れを引き起こす前に、タイヤを交換することが重要である。
【０００４】
摩耗の程度をチェックし、過度に目立った摩耗を検出するのを容易にするため、タイヤは、トレッド摩耗表示器を備えているのが通例である。
【０００５】
一般的に用いられるトレッド摩耗表示器の一例は、タイヤのトレッドパターンの溝の底部に作られたリブであり、このリブの高さは、タイヤが正確且つ確実に働くようにするのに必要なタイヤ溝の最小深さに対応している。かくして、タイヤトレッドストリップが摩耗状態になり、リブの頂部がトレッドストリップの外面と面一をなすと、このことは、溝深さに許容される最小深さに達したこと又は実際にはこれを過ぎていることを意味している。したがって、タイヤを安全上の理由で交換することが急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種のトレッド摩耗表示器と関連した１つの欠点は、このトレッド摩耗表示器では、自動車の運転手の側に注意深さが必要であると共に自分のタイヤの条件を定期的に目視検査をする必要があるということにある。今日、大抵の運転手は、かかる点検の実施を省き、例えば、ガレージでの義務付けられた車両試験の際、タイヤの摩耗状態を点検したときに、大抵の運転手の行なうタイヤの交換が遅すぎている。
【０００７】
本発明の特定の目的は、効果的であり且つ当てになる新規形式の摩耗表示器を備えたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明の要旨は、車両用タイヤにおいて、トレッドストリップを有し、トレッドストリップは、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッドストリップが音発生キャビティと呼ばれている少なくとも１対の第１及び第２のキャビティを有するように構成され、第１及び第２のキャビティは各々、トレッドストリップの第１及び第２の周方向溝の各々の中にそれぞれ配置され、対の各音発生キャビティは、トレッドストリップ中に形成された音発生チャネルと呼ばれているチャネルによって対の他方の音発生キャビティに連結されており、対の各キャビティ及び関連のチャネルは、
‐タイヤの半径方向外部に開口しており、
‐対の各キャビティ及び関連のチャネルがタイヤと路面の接触場所としての接触パッチを通過する際に対の各キャビティ及び関連のチャネルが路面によって実質的に気密状態に閉じられるように構成されていることを特徴とするタイヤにある。
【０００９】
本発明により、タイヤが危険であると考えられている摩耗しきい値を超えて摩耗すると、１つ又は２つ以上の対をなす音発生キャビティ及び１つ又は２つ以上の関連の音発生チャネルがトレッドストリップ上に現われる。
【００１０】
これらキャビティ及び関連のチャネルは、これらに音発生又は音響特性を与える特定の形状を有し、即ち、これらキャビティ及び関連のチャネルは、摩耗タイヤで運転しているときに特徴的な騒音又はノイズを生じさせる。
【００１１】
具体的に説明すると、１対のキャビティ及びこれらキャビティを互いに結合するチャネルは、これらが路面により実質的に気密状態に閉じられるように構成されているので、空気は、１対のキャビティ及びチャネルがタイヤと路面の接触場所としての接触パッチを通過する際に一時的に取り込まれる。いまや、接触パッチにおけるタイヤの変形の影響を受けて、１対のキャビティ及び関連のチャネル内に取り込まれたこの空気は、圧縮状態になり、次に、トレッドストリップがタイヤの後部で路面との接触関係を絶つときに接触パッチを出る際に、突然膨張し、したがって、１対のキャビティ及び関連のチャネルは、開き状態になる。
【００１２】
空気のこの膨張は、数ミリ秒のオーダーで続き、特に１対のキャビティ及び関連のチャネルの形状及び容積で決まる特定の騒音を生じさせ、かかる騒音は、ヒッシング（擦音）又は空気圧送ノイズと呼ばれる場合がある。
【００１３】
タイヤが或る特定のしきい値を超えて摩耗した場合にのみ現われるこの特徴的な騒音は、かくして、可聴摩耗表示器となる。かくして、運転手が自分のタイヤの表面条件を定期検査及び目視検査を行なわない場合であっても、運転手には、運転中、自分がこの特徴的な擦音を聞くと、自分のタイヤが過度に摩耗していることが知らされることになる。
【００１４】
溝内における配置場所に鑑みて、キャビティ及び関連のチャネルにより放出される騒音は、可聴摩耗表示器がトレッドストリップ中のどこか他の場所に配置されていた場合に聞こえる騒音と比較して増幅される。放出された騒音は又、キャビティ及び関連のチャネルがいったん接触場所を通過すると、タイヤ及び路面により形成されるホーンによっても増幅される。ホーン効果によるこの増幅は、音発生キャビティが好ましくはタイヤの接触パッチの中央部分に軸方向に配置されている場合にその最大状態にある。
【００１５】
接触パッチの中央部分という表現は、公称圧力及び負荷条件下においてこの接触パッチの幅の実質的に半分にわたり軸方向に延び、タイヤの中央子午面に対して心出しされた接触パッチの領域を意味している。
【００１６】
さらに、音発生キャビティは、かかる音発生キャビティを備えていないタイヤと比較して、特に溝が水を排出する性能の面で、タイヤの性能を劣化させる場合がある。各対のキャビティを互いに結合するチャネルは、この性能低下を補償することができると同時に、タイヤの摩耗度を検出することができるようにする。
【００１７】
好ましくは、音発生キャビティ及び関連のチャネルの形状及び容積は、１対のキャビティ及び関連のチャネルが接触パッチを通過することにより生じる騒音の周波数及び強度がこの騒音を車両の運転室から運転手に聞こえるようにするよう定められる。
【００１８】
また、この擦音を検出するため、コンピュータに接続されていて、ロードノイズのうちで擦音を識別することができると共に運転手にタイヤの摩耗状態を知らせることができる１つ又は２つ以上のロードノイズ検出マイクロホンを用いることが可能である。
【００１９】
このヒッシング現象は、空気が１対のキャビティ及び関連のチャネル内で圧縮され、次にこれらから出る際に膨張する場合にのみ生じると仮定すると、１対のキャビティ及び関連のチャネルをこれらが接触パッチを通過する際に路面によって実質的に気密状態に閉じるということが重要である。具体的に説明すると、キャビティ又は頂部が路面によって覆われるが、更に、外部空気と流体連通状態にある横方向チャネルを有する場合のあるチャネルは、複数の音発生キャビティ又は１つの音発生チャネルを形成しない。というのは、これらキャビティ又はチャネルが収容している空気は、圧縮可能ではないからである。これは、一般にチャネル網で形成され、それにより種々のキャビティが互いに連通すると共に外部空気と連通している先行技術のタイヤのトレッドストリップのタイヤパターンに関して特にそうである。
【００２０】
同様に、複数のキャビティ又は１つのチャネルが接触パッチを通過する際に路面が複数のキャビティ又は１つのチャネルを完全に覆うことができるようにするには大きすぎる寸法の複数のキャビティ又は１つのチャネル、例えば、接触パッチの長さよりも長い長さの複数のキャビティ又は１つのチャネルは、本発明の意味の範囲内における音発生キャビティ又はチャネルを形成することができないであろう。
【００２１】
本発明のタイヤは、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を更に有することができる。
【００２２】
‐対をなすキャビティは、互いに実質的に軸方向に位置合わせされている。
【００２３】
‐所定の摩耗しきい値に達する前に、特に、タイヤが新品のとき、タイヤは、音発生キャビティの対を備えておらず、しかも、関連の音発生チャネルを備えていない。かくして、音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルが接触パッチを通過したときの特徴的なヒッシングは、タイヤ摩耗が所定のしきい値を超えた場合にのみ生じる。かくして、タイヤの通常の有効寿命中、可聴信号が聞こえることはない。最初のヒッシングは、タイヤ摩耗が、少なくとも１対の音発生キャビティ及び関連のチャネルがタイヤのトレッドストリップ上に現われるようになる程度まで、生じることはない。
【００２４】
‐１対の音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルは、トレッドストリップに形成された輪郭によって定められた口を有し、輪郭は、１対のキャビティ及び関連のチャネルを平坦な路面によって実質的に気密状態に閉じることができるよう実質的に平らである。換言すると、１対のキャビティ及び関連のチャネルを路面により簡単な仕方で閉じることができる。というのは、１対のキャビティ及び関連のチャネルは、トレッドストリップの種々の表面上に、例えばトレッドストリップに形成されたトレッドストリップ中に形成されたトレッドブロックの内側上に開口しているチャネルを含まないからである。
【００２５】
‐タイヤが新品のとき、第１及び第２の溝の各々が所定の幅を備えている状態で、トレッドストリップは、第１及び第２の溝の各々の底部に横方向に形成された少なくとも２つのリブを有し、リブは、タイヤが新品のとき、所定の高さのものであり、この高さは、第１及び第２の溝の各々の所定の深さと所定の摩耗しきい値の差に実質的に等しく、タイヤは、２つのリブを隔てる距離が、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、第１及び第２の溝の各々により形成されると共に２つのリブにより画定された各キャビティが音発生キャビティとなるよう所定の距離よりも小さいようなものである。先行技術では、可視摩耗表示器も又、タイヤの周方向溝の底部のところに形成したリブによって形成されている。しかしながら、これら可視摩耗表示器は、一般に、数が６〜８であり、したがって、リブは、互いに非常に広い間隔を置いて位置している。かくして、２つの隣り合うリブを隔てる距離は、タイヤが路面と接触する場所としての接触パッチの長さよりもはるかに長く、２つの隣り合うリブが、路面と同時に接触状態になる時期は全く存在しない。かくして、先行技術では、溝により定められると共に２つの隣り合うリブで画定された容積部は、明らかにキャビティを形成するが、このキャビティは、音発生キャビティではない。というのは、このキャビティを路面により実質的に気密状態に閉じることができないからである。
【００２６】
‐２つのリブを隔てる距離は、１５ミリメートルを超え且つ５０ミリメートル未満である。この距離は、接触パッチの距離よりも非常に短いので、これら２つのリブ及び関連のチャネルにより画定されるキャビティを路面により気密状態に確実に閉じることができるようになることが可能である。
【００２７】
‐所定の半径方向摩耗しきい値を超え１対の又は複数対の音発生キャビティ及び１つ又は複数の関連の音発生チャネルの全容積は、４ｃｍ3以上、好ましくは５ｃｍ3以上である。かかるキャビティ容積は、キャビティが接触パッチを通過する際に、ヒッシングの強度がこれをタイヤが路面に沿って出すロードノイズの残部並びにエンジンノイズ及びこれと関連したドライブトレインのノイズの中から区別することができるほど大きいようにするために必要である。さらに、この値は、従来型タイヤの性能をそれほど劣化させないでキャビティをかかる従来型タイヤ中に形成することができるほど小さい。
【００２８】
‐タイヤが新品のとき、キャビティは、トレッドストリップの塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、チャネルは、対のキャビティを互いに結合してキャビティ及び関連のチャネルが音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている。したがって、これらキャビティは、新品のタイヤ上では見えず、タイヤが次第に摩耗状態になると現われるようになる。
【００２９】
‐タイヤが新品のとき、チャネルは、トレッドストリップの塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、チャネルは、対のキャビティを互いに結合してキャビティ及び関連のチャネルが音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている。
【００３０】
‐トレッドストリップは、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッドストリップが複数の対をなす音発生キャビティ及び複数の関連の音発生チャネルを有し、キャビティ及びチャネルは、同一形状のものであり、各対の各音発生キャビティは、トレッドストリップ中に形成された関連のチャネルによって対の他方の音発生キャビティに結合されるように構成されている。
【００３１】
‐所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、対をなす音発生キャビティ及び複数の関連の音発生チャネルは、タイヤの周囲に沿って均等に分布して配置されている。複数の対をなすキャビティ及び関連のチャネルの一様な周方向分布により、タイヤが一定速度で走行しているときに各対のキャビティにより放出される騒音の時間的に一様な分布状態を得ることができる。タイヤがちょうど１つの対をなすキャビティ及び１つの関連のチャネルを有する場合によっても、これにより、タイヤが一定速度で駆動されているときに放出される騒音の時間的に一様な分布状態を得ることができる。かかる均等に分布されたキャビティ及びチャネルにより放出される騒音は、独特であり、したがって、この騒音を適当な検出プロセスを用いて識別すると共に分析することができる。
【００３２】
‐タイヤは、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、２つの対をなすキャビティ及び２つの関連のチャネル又は４つの対をなすキャビティ及び４つの関連のチャネルを有する。タイヤの製造上の理由及びトレッドストリップのトレッドパターンとの適合性の理由で、タイヤ摩耗検出機能を損なわないで、キャビティの対の数及び関連のチャネルの数をできるだけ減少させることが有利である。
【００３３】
本発明の内容は、一例と示されているに過ぎず、図面を参照して行なわれる以下の説明を読むと良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態としての新品タイヤのトレッドストリップの略図である。
【図２】図１に示されているタイヤのトレッドストリップを摩耗状態で示す略図である。
【図３】図２に示されているタイヤのトレッドストリップの半径方向断面図である。
【図４】フロントアクスルに図２のタイヤに類似した２本のタイヤを備えた車両が３通りの互いに異なる速度で滑らかな路面上を走行しているときに生じる音の周波数スペクトルを示す３つのグラフ図である。
【図５】図１及び図２に類似した図であるが、第２の実施形態としてのタイヤを示す図である。
【図６】図１及び図２に類似した図であるが、第２の実施形態としてのタイヤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、全体が参照符号１０で示された本発明の第１の実施形態としてのタイヤの一部を示している。
【００３６】
タイヤ１０は、実質的に円筒形のトレッドストリップ１２を有し、その外面は、トレッドパターン１４を備えている。具体的に説明すると、トレッドストリップ１２は、タイヤの表面中に切り込まれていて、タイヤ１０が新品の場合に所定深さの第１及び第２の周方向の且つ互いに平行な溝１６Ａ，１６Ｂを有する。例えば、これら溝の深さは、乗用車の場合８ミリメートルのオーダーのものである。
【００３７】
タイヤのトレッドストリップ１２は、溝１６Ａ，１６Ｂの底部のところに形成されていて、溝１６Ａ，１６Ｂに対して横方向に延びる１組のリブ１８を有し、これらリブ１８の高さは、タイヤが新品の場合にあらかじめ定められている。例えば、これらリブの高さは、３ミリメートルのオーダーのものである。図１に示されている実施例では、リブ１８は、タイヤ１０の周囲全体に沿って一様に分布して配置されており、２つの隣り合うリブを隔てる距離は、２０〜３０ミリメートルのオーダーのものである。
【００３８】
トレッドストリップ１２は、第１及び第２の溝１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ配置された１対の第１及び第２のキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び１対のキャビティ２０Ａ，２０Ｂと関連した横方向チャネル２１を更に有している。チャネル２１は、ストリップ１２中に形成されていて、キャビティ２０Ａ，２０Ｂを互いに結合している。
【００３９】
キャビティ２０Ａ，２０Ｂは、軸方向に位置が合わされている。変形例として、これらキャビティは、互いに軸方向にオフセットしている。
【００４０】
各溝１６Ａ，１６Ｂ及び２つの隣り合うリブ１８により構成された容積部は、それぞれ、タイヤ１０の半径方向外側に開口した各キャビティ２０Ａ，２０Ｂを形成する。チャネル２１も又、タイヤ１０の外側に開口している。
【００４１】
タイヤが新品の場合、図１に示されているように、リブ１８の高さは、溝１６の深さよりも小さく、このことは、２つの隣り合うキャビティ２０Ａ，２０Ｂがリブ１８の上方に、即ち、リブ１８の頂部上に位置した流体連通通路を構成することを意味している。かくして、トレッドストリップが平坦で且つ滑らかな路面１１と接触状態にあるときでも、路面１１は、キャビティ２０Ａ，２０Ｂを完全に閉じることはない。というのは、リブの頂部は、路面１１と接触状態にないからである。かかる場合、種々の隣り合うキャビティ２０Ａ，２０Ｂは、リブの頂部及びキャビティを覆っている路面１１により又は変形例として、チャネル２１により画定された制限チャネルを介して互いに流体連通状態にある。
【００４２】
図２は、図１のタイヤ１０を摩耗状態で示している。換言すると、このタイヤは、極めて長い距離（キロメートル）を走り、トレッドストリップ１２が数ミリメートルなくなって５ミリメートルオーダーのものになるまで次第に摩耗状態になったタイヤである。
【００４３】
この特定の場合、図２に示されているタイヤ１０のトレッド１２の摩耗量は、６ｍｍオーダーのものであり、即ち、タイヤが新品の場合、リブ１８の頂部をトレッドストリップの表面から隔てた距離よりも長い。このように摩耗が進んだ場合、溝１８の頂部は、トレッドストリップ１２の頂部と同一高さ位置にある。かくして、各キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１の口は、トレッドストリップ上に形成された実質的に平らな輪郭によって画定される。各対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びこれらと関連したチャネル２１は、互いに別個独立であって隔てられている。
【００４４】
各キャビティ２０Ａ，２０Ｂは、リブ１８の初期高さ以下の２ミリメートルのオーダーの深さのところで２つの隣り合うリブ１８相互間の周方向距離に対応した２０〜３０ミリメートルのオーダーの距離を有する。タイヤ１０は、２対の音発生キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び２つの関連の横方向チャネル２１を有し、これら横方向チャネルは、対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び関連のチャネル２１がタイヤ１０の周囲に沿って等間隔を置いて分布して配置されるように直径方向反対側に位置している。対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１は、同一形状のものである。
【００４５】
所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、対をなす発生キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び関連の音発生チャネル２１の全容積は、４ｃｍ3以上、好ましくは５ｃｍ3以上である。
【００４６】
各キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１の口は、実質的に平らな輪郭によって画定されるので、この口は、走行中、滑らかで平坦な路面により完全に且つ気密封止可能である。換言すると、タイヤ１０が摩耗すると、キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１は、タイヤ１０が路面と接触状態にあるとき、これらキャビティ及びチャネルが接触パッチを通過する際にこれらを路面により実質的に気密状態に閉じることができるよう構成されている。
【００４７】
タイヤのトレッドストリップ１０の表面のところに形成されていて、一方において、タイヤの半径方向外側に開口し、他方において、接触パッチを通過する際に気密封止することができるよう構成されているかかるキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びかかる関連のチャネル２１を「音発生キャビティ」と称することができる。
【００４８】
キャビティの種々のサイズ又はトレッドストリップに対するこれらキャビティ２０Ａ，２０Ｂの種々の向きを想定することが可能である。
【００４９】
本発明のタイヤでは、かかる音発生キャビティは、タイヤが所定の半径方向摩耗しきい値を超えて摩耗した場合にのみ現われ、このしきい値に達する前では、特に、タイヤが新品の状態では表に存在しない。
【００５０】
タイヤが所定のしきい値を超えて摩耗した場合にのみ音発生キャビティが現われるようにする１つの手法について図１及び図２を参照して説明する。もう１つの手法は、タイヤが新品のとき、トレッドストリップの塊中に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、音発生キャビティになる１対のキャビティ２０Ａ，２０Ｂをタイヤ上に形成することである。
【００５１】
図３は、路面上でこれに沿って走行している図２のタイヤに類似したタイヤの半径方向断面図である。寸法形状は、説明を明確にするよう恣意的に変更可能である。このタイヤ１０は、摩耗状態にあり、したがって、１組の音発生キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び１組の関連のチャネル２１を有している。
【００５２】
タイヤ１０が路面上でこれに沿って走行しているときのタイヤ１０の回転方向が矢印２２で示されている。所与の時点では、タイヤ１０のトレッドストリップ１２の一部は、路面と接触状態にある。接触状態にあるこの部分は、接触パッチ２４と呼ばれている。各対のキャビティ２０Ａ，２０Ｂは、タイヤ１０の周方向トレッドストリップの一部により形成されたタイヤの接触パッチ２４の中央部分３２に軸方向に位置決めされている。
【００５３】
図３に示された実施形態では、接触パッチ２４は、３つの対をなす音発生キャビティ２６及び３つの関連の音発生チャネルを有し、これらの半径方向外側口は、路面１１によって覆われている。かくして、これら３対の音発生キャビティ２６及びこれらの関連の音発生チャネルは、気密封止される。
【００５４】
タイヤの接触パッチ１２は、複数の対をなす閉じられたキャビティ２６及びこれらの関連のチャネルの前に配置された複数の対をなす音発生キャビティ２８及びこれらの関連の音発生チャネルを更に有し、これら音発生キャビティ２８及び関連の音発生チャネルは、これらの口が接触パッチ内に存在せず、したがって、路面によって覆われていないので、開口している。タイヤが矢印２２により示された方向に走行しているとき、対をなす開口状態のキャビティ２８及びこれらの関連のチャネルは、接触パッチ２４のほうへ次第に進み、ついには、これらの口が路面１１によって閉じられるようになる。
【００５５】
最後に、タイヤ１０のトレッドストリップ１２は、タイヤの回転方向に関して、閉じられている対をなすキャビティキャビティ２６及び関連のチャネルの後ろに位置した複数の対をなすキャビティ３０及びこれらの関連のチャネルを更に有している。図４に示されている実施例では、図示の対をなすキャビティ３０及び関連の下流側チャネルは、路面１１がこれらの口と接触状態にはないので開口している。これに先立って、この対をなすキャビティ３０及び関連のチャネルは、タイヤが路面１１と接触状態にある場所としての接触パッチ２４の付近にこれらが位置しているので、閉じられている。
【００５６】
かくして、タイヤが駆動されているとき、所与の１つの対をなす音発生キャビティ２０及び所与の関連の音発生チャネルは、これらが開口している上流側位置２８、次に、接触パッチ２４内に位置していて、これらは路面によって覆われているので閉鎖されている位置２６、最後に、この場合も又、これらが路面によってもはや覆われていない開口位置３０を次々に占める。
【００５７】
換言すると、タイヤの回転により、所与の対をなすキャビティ及び所与の関連のチャネルの場合、空気が１対のキャビティ及び関連のチャネル内に取り込まれ、対をなすキャビティ及び関連のチャネル内に入っている空気は、これらキャビティ及びこのチャネルが接触パッチ２４で路面により閉じられると圧縮され、次に、トレッドストリップが路面から離れた結果として、これらが開口状態になると対をなすキャビティ及び関連のチャネル内に入っている空気の膨張が生じる。
【００５８】
取り込み／圧縮／膨張ステップがこのように連続することは、対をなすキャビティ及び関連のチャネル内に入っている圧縮空気の膨張の結果として生じるヒッシング又は空気圧送ノイズと呼ばれる場合がある特徴的な騒音の原因である。この騒音の大きさ及び周波数サイン（波紋的形状）は、特に、対をなす音発生キャビティ及び用いられる関連の音発生チャネルの形状、容積及び数で決まる。好ましくは、対をなすキャビティ及び対をなす関連のチャネルは、この騒音を自動車のユーザ又は電子装置が検出することができるよう構成されている。
【００５９】
対をなすキャビティ及び対をなす関連のチャネルのヒッシング層の周波数サインも又、図４に示されているように、タイヤの回転速度で決まる。
【００６０】
フロントに図２のタイヤに類似した２つの試験用タイヤを装着すると共にリヤに２つの標準型ミシュラン・プライマシー（MICHELIN Primacy）ＨＰタイヤを装着したＢＭＷ３１８ｄを用いて滑らかな走路上で行なって得た測定値を記録した。フロントタイヤのサイズは、２０５／５５Ｒ１６であった。この自動車の運転室内の騒音を記録した。試験用タイヤは、２つの列をなす７５個の音発生キャビティを有していた。
【００６１】
図４は、５０キロメートル／時、９０キロメートル／時及び１３０キロメートル／時で得た信号の周波数スペクトルを示す３つのグラフ図である。縦座標の目盛りは、恣意的である。
【００６２】
これら３つの周波数スペクトルから理解できることとして、タイヤ速度が所与の場合、タイヤの表面のところに作られた対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルのヒッシング騒音の特徴を示す複数個のスパイク３２が現われていることをはっきりと見て取れることができる。
【００６３】
周波数の位置及びスパイク相互間の距離は、特に、車両の速度で決まる。
【００６４】
加うるに、これらスパイクのＳＮ（信号／雑音）比は、タイヤが駆動されている表面の周囲に応じて様々である。具体的に言えば、路面が粗ければ粗いほど、ロードノイズがそれだけ一層大きくなると共にＳＮ比がそれだけ一層小さくなる。さらに、路面が粗い場合、タイヤが路面と接触している場所としての接触パッチ２４に含まれる対をなすキャビティ及び関連のチャネルは、気密封止されることはなく、このことは、ヒッシングの音響強度が低いことを意味している。
【００６５】
その結果、通常の運転条件下において、対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルがタイヤのトレッドストリップ上に存在していることに起因して生じる周波数スパイクを適切なディジタル処理を用いて検出すること容易である。
【００６６】
かくして、タイヤロードノイズを定期的にチェックすることにより、これら周波数スパイクの開始を検出することが可能であり、このことは、１つ又は２つ以上の対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルがタイヤの表面のところに現われたことを意味する。いまや、対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルがタイヤの表面上に存在することにより、タイヤのトレッドストリップが摩耗状態になっていることが分かる。したがって、本発明のタイヤは、音響又は可聴摩耗表示器を備えている。
【００６７】
図５及び図６は、本発明の第２の実施形態としてのタイヤを示している。先行する図に示された第１の実施形態の要素と類似した要素は、同一の参照符号で示されている。
【００６８】
第１の実施形態の場合とは異なり、タイヤが新品であるとき、チャネル２１は、タイヤストリップ１２の塊内に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、チャネル２１は、対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂを互いに結合し、その結果、キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び関連のチャネル２１は、音発生キャビティ及び音発生チャネルになる。この特定の場合、チャネル２１は、溝１６Ａ，１６Ｂ相互間に介在して位置した状態で接触パッチ２４の軸方向中央部分を形成するゴムの周方向ストリップ３２の一部中に埋め込まれている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用タイヤの分野及びタイヤの摩耗レベルをどのように検出するかの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤが路面上を走行しているとき、路面と接触状態にあるそのトレッドストリップは、摩擦により摩耗状態になる。
【０００３】
明白な安全上の理由で、タイヤのトレッドストリップの摩耗がひどくなり過ぎて濡れた路面に対するグリップの問題を生じさせる恐れを引き起こす前に、タイヤを交換することが重要である。
【０００４】
摩耗の程度をチェックし、過度に目立った摩耗を検出するのを容易にするため、タイヤは、トレッド摩耗表示器を備えているのが通例である。
【０００５】
一般的に用いられるトレッド摩耗表示器の一例は、タイヤのトレッドパターンの溝の底部に作られたリブであり、このリブの高さは、タイヤが正確且つ確実に働くようにするのに必要なタイヤ溝の最小深さに対応している。かくして、タイヤトレッドストリップが摩耗状態になり、リブの頂部がトレッドストリップの外面と面一をなすと、このことは、溝深さに許容される最小深さに達したこと又は実際にはこれを過ぎていることを意味している。したがって、タイヤを安全上の理由で交換することが急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種のトレッド摩耗表示器と関連した１つの欠点は、このトレッド摩耗表示器では、自動車の運転手の側に注意深さが必要であると共に自分のタイヤの条件を定期的に目視検査をする必要があるということにある。今日、大抵の運転手は、かかる点検の実施を省き、例えば、ガレージでの義務付けられた車両試験の際、タイヤの摩耗状態を点検したときに、大抵の運転手の行なうタイヤの交換が遅すぎている。
【０００７】
本発明の特定の目的は、効果的であり且つ当てになる新規形式の摩耗表示器を備えたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明の要旨は、車両用タイヤにおいて、トレッドストリップを有し、トレッドストリップは、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッドストリップが音発生キャビティと呼ばれている少なくとも１対の第１及び第２のキャビティを有するように構成され、第１及び第２のキャビティは各々、トレッドストリップの第１及び第２の周方向溝の各々の中にそれぞれ配置され、対の各音発生キャビティは、トレッドストリップ中に形成された音発生チャネルと呼ばれているチャネルによって対の他方の音発生キャビティに連結されており、対の各キャビティ及び関連のチャネルは、
‐タイヤの半径方向外部に開口しており、
‐対の各キャビティ及び関連のチャネルがタイヤと路面の接触場所としての接触パッチを通過する際に対の各キャビティ及び関連のチャネルが路面によって実質的に気密状態に閉じられるように構成されていることを特徴とするタイヤにある。
【０００９】
本発明により、タイヤが危険であると考えられている摩耗しきい値を超えて摩耗すると、１つ又は２つ以上の対をなす音発生キャビティ及び１つ又は２つ以上の関連の音発生チャネルがトレッドストリップ上に現われる。
【００１０】
これらキャビティ及び関連のチャネルは、これらに音発生又は音響特性を与える特定の形状を有し、即ち、これらキャビティ及び関連のチャネルは、摩耗タイヤで運転しているときに特徴的な騒音又はノイズを生じさせる。
【００１１】
具体的に説明すると、１対のキャビティ及びこれらキャビティを互いに結合するチャネルは、これらが路面により実質的に気密状態に閉じられるように構成されているので、空気は、１対のキャビティ及びチャネルがタイヤと路面の接触場所としての接触パッチを通過する際に一時的に取り込まれる。いまや、接触パッチにおけるタイヤの変形の影響を受けて、１対のキャビティ及び関連のチャネル内に取り込まれたこの空気は、圧縮状態になり、次に、トレッドストリップがタイヤの後部で路面との接触関係を絶つときに接触パッチを出る際に、突然膨張し、したがって、１対のキャビティ及び関連のチャネルは、開き状態になる。
【００１２】
空気のこの膨張は、数ミリ秒のオーダーで続き、特に１対のキャビティ及び関連のチャネルの形状及び容積で決まる特定の騒音を生じさせ、かかる騒音は、ヒッシング（擦音）又は空気圧送ノイズと呼ばれる場合がある。
【００１３】
タイヤが或る特定のしきい値を超えて摩耗した場合にのみ現われるこの特徴的な騒音は、かくして、可聴摩耗表示器となる。かくして、運転手が自分のタイヤの表面条件を定期検査及び目視検査を行なわない場合であっても、運転手には、運転中、自分がこの特徴的な擦音を聞くと、自分のタイヤが過度に摩耗していることが知らされることになる。
【００１４】
溝内における配置場所に鑑みて、キャビティ及び関連のチャネルにより放出される騒音は、可聴摩耗表示器がトレッドストリップ中のどこか他の場所に配置されていた場合に聞こえる騒音と比較して増幅される。放出された騒音は又、キャビティ及び関連のチャネルがいったん接触場所を通過すると、タイヤ及び路面により形成されるホーンによっても増幅される。ホーン効果によるこの増幅は、音発生キャビティが好ましくはタイヤの接触パッチの中央部分に軸方向に配置されている場合にその最大状態にある。
【００１５】
接触パッチの中央部分という表現は、公称圧力及び負荷条件下においてこの接触パッチの幅の実質的に半分にわたり軸方向に延び、タイヤの中央子午面に対して心出しされた接触パッチの領域を意味している。
【００１６】
さらに、音発生キャビティは、かかる音発生キャビティを備えていないタイヤと比較して、特に溝が水を排出する性能の面で、タイヤの性能を劣化させる場合がある。各対のキャビティを互いに結合するチャネルは、この性能低下を補償することができると同時に、タイヤの摩耗度を検出することができるようにする。
【００１７】
好ましくは、音発生キャビティ及び関連のチャネルの形状及び容積は、１対のキャビティ及び関連のチャネルが接触パッチを通過することにより生じる騒音の周波数及び強度がこの騒音を車両の運転室から運転手に聞こえるようにするよう定められる。
【００１８】
また、この擦音を検出するため、コンピュータに接続されていて、ロードノイズのうちで擦音を識別することができると共に運転手にタイヤの摩耗状態を知らせることができる１つ又は２つ以上のロードノイズ検出マイクロホンを用いることが可能である。
【００１９】
このヒッシング現象は、空気が１対のキャビティ及び関連のチャネル内で圧縮され、次にこれらから出る際に膨張する場合にのみ生じると仮定すると、１対のキャビティ及び関連のチャネルをこれらが接触パッチを通過する際に路面によって実質的に気密状態に閉じるということが重要である。具体的に説明すると、キャビティ又は頂部が路面によって覆われるが、更に、外部空気と流体連通状態にある横方向チャネルを有する場合のあるチャネルは、複数の音発生キャビティ又は１つの音発生チャネルを形成しない。というのは、これらキャビティ又はチャネルが収容している空気は、圧縮可能ではないからである。これは、一般にチャネル網で形成され、それにより種々のキャビティが互いに連通すると共に外部空気と連通している先行技術のタイヤのトレッドストリップのタイヤパターンに関して特にそうである。
【００２０】
同様に、複数のキャビティ又は１つのチャネルが接触パッチを通過する際に路面が複数のキャビティ又は１つのチャネルを完全に覆うことができるようにするには大きすぎる寸法の複数のキャビティ又は１つのチャネル、例えば、接触パッチの長さよりも長い長さの複数のキャビティ又は１つのチャネルは、本発明の意味の範囲内における音発生キャビティ又はチャネルを形成することができないであろう。
【００２１】
本発明のタイヤは、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を更に有することができる。
【００２２】
‐対をなすキャビティは、互いに実質的に軸方向に位置合わせされている。
【００２３】
‐所定の摩耗しきい値に達する前に、特に、タイヤが新品のとき、タイヤは、音発生キャビティの対を備えておらず、しかも、関連の音発生チャネルを備えていない。かくして、音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルが接触パッチを通過したときの特徴的なヒッシングは、タイヤ摩耗が所定のしきい値を超えた場合にのみ生じる。かくして、タイヤの通常の有効寿命中、可聴信号が聞こえることはない。最初のヒッシングは、タイヤ摩耗が、少なくとも１対の音発生キャビティ及び関連のチャネルがタイヤのトレッドストリップ上に現われるようになる程度まで、生じることはない。
【００２４】
‐１対の音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルは、トレッドストリップに形成された輪郭によって定められた口を有し、輪郭は、１対のキャビティ及び関連のチャネルを平坦な路面によって実質的に気密状態に閉じることができるよう実質的に平らである。換言すると、１対のキャビティ及び関連のチャネルを路面により簡単な仕方で閉じることができる。というのは、１対のキャビティ及び関連のチャネルは、トレッドストリップの種々の表面上に、例えばトレッドストリップに形成されたトレッドストリップ中に形成されたトレッドブロックの内側上に開口しているチャネルを含まないからである。
【００２５】
‐タイヤが新品のとき、第１及び第２の溝の各々が所定の幅を備えている状態で、トレッドストリップは、第１及び第２の溝の各々の底部に横方向に形成された少なくとも２つのリブを有し、リブは、タイヤが新品のとき、所定の高さのものであり、この高さは、第１及び第２の溝の各々の所定の深さと所定の摩耗しきい値の差に実質的に等しく、タイヤは、２つのリブを隔てる距離が、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、第１及び第２の溝の各々により形成されると共に２つのリブにより画定された各キャビティが音発生キャビティとなるよう所定の距離よりも小さいようなものである。先行技術では、可視摩耗表示器も又、タイヤの周方向溝の底部のところに形成したリブによって形成されている。しかしながら、これら可視摩耗表示器は、一般に、数が６〜８であり、したがって、リブは、互いに非常に広い間隔を置いて位置している。かくして、２つの隣り合うリブを隔てる距離は、タイヤが路面と接触する場所としての接触パッチの長さよりもはるかに長く、２つの隣り合うリブが、路面と同時に接触状態になる時期は全く存在しない。かくして、先行技術では、溝により定められると共に２つの隣り合うリブで画定された容積部は、明らかにキャビティを形成するが、このキャビティは、音発生キャビティではない。というのは、このキャビティを路面により実質的に気密状態に閉じることができないからである。
【００２６】
‐２つのリブを隔てる距離は、１５ミリメートルを超え且つ５０ミリメートル未満である。この距離は、接触パッチの距離よりも非常に短いので、これら２つのリブ及び関連のチャネルにより画定されるキャビティを路面により気密状態に確実に閉じることができるようになることが可能である。
【００２７】
‐所定の半径方向摩耗しきい値を超え１対の又は複数対の音発生キャビティ及び１つ又は複数の関連の音発生チャネルの全容積は、４ｃｍ3以上、好ましくは５ｃｍ3以上である。かかるキャビティ容積は、キャビティが接触パッチを通過する際に、ヒッシングの強度がこれをタイヤが路面に沿って出すロードノイズの残部並びにエンジンノイズ及びこれと関連したドライブトレインのノイズの中から区別することができるほど大きいようにするために必要である。さらに、この値は、従来型タイヤの性能をそれほど劣化させないでキャビティをかかる従来型タイヤ中に形成することができるほど小さい。
【００２８】
‐タイヤが新品のとき、キャビティは、トレッドストリップの塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、チャネルは、対のキャビティを互いに結合してキャビティ及び関連のチャネルが音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている。したがって、これらキャビティは、新品のタイヤ上では見えず、タイヤが次第に摩耗状態になると現われるようになる。
【００２９】
‐タイヤが新品のとき、チャネルは、トレッドストリップの塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、チャネルは、対のキャビティを互いに結合してキャビティ及び関連のチャネルが音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている。
【００３０】
‐トレッドストリップは、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッドストリップが複数の対をなす音発生キャビティ及び複数の関連の音発生チャネルを有し、キャビティ及びチャネルは、同一形状のものであり、各対の各音発生キャビティは、トレッドストリップ中に形成された関連のチャネルによって対の他方の音発生キャビティに結合されるように構成されている。
【００３１】
‐所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、対をなす音発生キャビティ及び複数の関連の音発生チャネルは、タイヤの周囲に沿って均等に分布して配置されている。複数の対をなすキャビティ及び関連のチャネルの一様な周方向分布により、タイヤが一定速度で走行しているときに各対のキャビティにより放出される騒音の時間的に一様な分布状態を得ることができる。タイヤがちょうど１つの対をなすキャビティ及び１つの関連のチャネルを有する場合によっても、これにより、タイヤが一定速度で駆動されているときに放出される騒音の時間的に一様な分布状態を得ることができる。かかる均等に分布されたキャビティ及びチャネルにより放出される騒音は、独特であり、したがって、この騒音を適当な検出プロセスを用いて識別すると共に分析することができる。
【００３２】
‐タイヤは、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、２つの対をなすキャビティ及び２つの関連のチャネル又は４つの対をなすキャビティ及び４つの関連のチャネルを有する。タイヤの製造上の理由及びトレッドストリップのトレッドパターンとの適合性の理由で、タイヤ摩耗検出機能を損なわないで、キャビティの対の数及び関連のチャネルの数をできるだけ減少させることが有利である。
【００３３】
本発明の内容は、一例と示されているに過ぎず、図面を参照して行なわれる以下の説明を読むと良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態としての新品タイヤのトレッドストリップの略図である。
【図２】図１に示されているタイヤのトレッドストリップを摩耗状態で示す略図である。
【図３】図２に示されているタイヤのトレッドストリップの半径方向断面図である。
【図４】フロントアクスルに図２のタイヤに類似した２本のタイヤを備えた車両が３通りの互いに異なる速度で滑らかな路面上を走行しているときに生じる音の周波数スペクトルを示す３つのグラフ図である。
【図５】図１及び図２に類似した図であるが、第２の実施形態としてのタイヤを示す図である。
【図６】図１及び図２に類似した図であるが、第２の実施形態としてのタイヤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、全体が参照符号１０で示された本発明の第１の実施形態としてのタイヤの一部を示している。
【００３６】
タイヤ１０は、実質的に円筒形のトレッドストリップ１２を有し、その外面は、トレッドパターン１４を備えている。具体的に説明すると、トレッドストリップ１２は、タイヤの表面中に切り込まれていて、タイヤ１０が新品の場合に所定深さの第１及び第２の周方向の且つ互いに平行な溝１６Ａ，１６Ｂを有する。例えば、これら溝の深さは、乗用車の場合８ミリメートルのオーダーのものである。
【００３７】
タイヤのトレッドストリップ１２は、溝１６Ａ，１６Ｂの底部のところに形成されていて、溝１６Ａ，１６Ｂに対して横方向に延びる１組のリブ１８を有し、これらリブ１８の高さは、タイヤが新品の場合にあらかじめ定められている。例えば、これらリブの高さは、３ミリメートルのオーダーのものである。図１に示されている実施例では、リブ１８は、タイヤ１０の周囲全体に沿って一様に分布して配置されており、２つの隣り合うリブを隔てる距離は、２０〜３０ミリメートルのオーダーのものである。
【００３８】
トレッドストリップ１２は、第１及び第２の溝１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ配置された１対の第１及び第２のキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び１対のキャビティ２０Ａ，２０Ｂと関連した横方向チャネル２１を更に有している。チャネル２１は、ストリップ１２中に形成されていて、キャビティ２０Ａ，２０Ｂを互いに結合している。
【００３９】
キャビティ２０Ａ，２０Ｂは、軸方向に位置が合わされている。変形例として、これらキャビティは、互いに軸方向にオフセットしている。
【００４０】
各溝１６Ａ，１６Ｂ及び２つの隣り合うリブ１８により構成された容積部は、それぞれ、タイヤ１０の半径方向外側に開口した各キャビティ２０Ａ，２０Ｂを形成する。チャネル２１も又、タイヤ１０の外側に開口している。
【００４１】
タイヤが新品の場合、図１に示されているように、リブ１８の高さは、溝１６の深さよりも小さく、このことは、２つの隣り合うキャビティ２０Ａ，２０Ｂがリブ１８の上方に、即ち、リブ１８の頂部上に位置した流体連通通路を構成することを意味している。かくして、トレッドストリップが平坦で且つ滑らかな路面１１と接触状態にあるときでも、路面１１は、キャビティ２０Ａ，２０Ｂを完全に閉じることはない。というのは、リブの頂部は、路面１１と接触状態にないからである。かかる場合、種々の隣り合うキャビティ２０Ａ，２０Ｂは、リブの頂部及びキャビティを覆っている路面１１により又は変形例として、チャネル２１により画定された制限チャネルを介して互いに流体連通状態にある。
【００４２】
図２は、図１のタイヤ１０を摩耗状態で示している。換言すると、このタイヤは、極めて長い距離（キロメートル）を走り、トレッドストリップ１２が数ミリメートルなくなって５ミリメートルオーダーのものになるまで次第に摩耗状態になったタイヤである。
【００４３】
この特定の場合、図２に示されているタイヤ１０のトレッド１２の摩耗量は、６ｍｍオーダーのものであり、即ち、タイヤが新品の場合、リブ１８の頂部をトレッドストリップの表面から隔てた距離よりも長い。このように摩耗が進んだ場合、溝１８の頂部は、トレッドストリップ１２の頂部と同一高さ位置にある。かくして、各キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１の口は、トレッドストリップ上に形成された実質的に平らな輪郭によって画定される。各対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びこれらと関連したチャネル２１は、互いに別個独立であって隔てられている。
【００４４】
各キャビティ２０Ａ，２０Ｂは、リブ１８の初期高さ以下の２ミリメートルのオーダーの深さのところで２つの隣り合うリブ１８相互間の周方向距離に対応した２０〜３０ミリメートルのオーダーの距離を有する。タイヤ１０は、２対の音発生キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び２つの関連の横方向チャネル２１を有し、これら横方向チャネルは、対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び関連のチャネル２１がタイヤ１０の周囲に沿って等間隔を置いて分布して配置されるように直径方向反対側に位置している。対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１は、同一形状のものである。
【００４５】
所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、対をなす発生キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び関連の音発生チャネル２１の全容積は、４ｃｍ3以上、好ましくは５ｃｍ3以上である。
【００４６】
各キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１の口は、実質的に平らな輪郭によって画定されるので、この口は、走行中、滑らかで平坦な路面により完全に且つ気密封止可能である。換言すると、タイヤ１０が摩耗すると、キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びチャネル２１は、タイヤ１０が路面と接触状態にあるとき、これらキャビティ及びチャネルが接触パッチを通過する際にこれらを路面により実質的に気密状態に閉じることができるよう構成されている。
【００４７】
タイヤのトレッドストリップ１０の表面のところに形成されていて、一方において、タイヤの半径方向外側に開口し、他方において、接触パッチを通過する際に気密封止することができるよう構成されているかかるキャビティ２０Ａ，２０Ｂ及びかかる関連のチャネル２１を「音発生キャビティ」と称することができる。
【００４８】
キャビティの種々のサイズ又はトレッドストリップに対するこれらキャビティ２０Ａ，２０Ｂの種々の向きを想定することが可能である。
【００４９】
本発明のタイヤでは、かかる音発生キャビティは、タイヤが所定の半径方向摩耗しきい値を超えて摩耗した場合にのみ現われ、このしきい値に達する前では、特に、タイヤが新品の状態では表に存在しない。
【００５０】
タイヤが所定のしきい値を超えて摩耗した場合にのみ音発生キャビティが現われるようにする１つの手法について図１及び図２を参照して説明する。もう１つの手法は、タイヤが新品のとき、トレッドストリップの塊中に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、音発生キャビティになる１対のキャビティ２０Ａ，２０Ｂをタイヤ上に形成することである。
【００５１】
図３は、路面上でこれに沿って走行している図２のタイヤに類似したタイヤの半径方向断面図である。寸法形状は、説明を明確にするよう恣意的に変更可能である。このタイヤ１０は、摩耗状態にあり、したがって、１組の音発生キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び１組の関連のチャネル２１を有している。
【００５２】
タイヤ１０が路面上でこれに沿って走行しているときのタイヤ１０の回転方向が矢印２２で示されている。所与の時点では、タイヤ１０のトレッドストリップ１２の一部は、路面と接触状態にある。接触状態にあるこの部分は、接触パッチ２４と呼ばれている。各対のキャビティ２０Ａ，２０Ｂは、タイヤ１０の周方向トレッドストリップの一部により形成されたタイヤの接触パッチ２４の中央部分３２に軸方向に位置決めされている。
【００５３】
図３に示された実施形態では、接触パッチ２４は、３つの対をなす音発生キャビティ２６及び３つの関連の音発生チャネルを有し、これらの半径方向外側口は、路面１１によって覆われている。かくして、これら３対の音発生キャビティ２６及びこれらの関連の音発生チャネルは、気密封止される。
【００５４】
タイヤの接触パッチ１２は、複数の対をなす閉じられたキャビティ２６及びこれらの関連のチャネルの前に配置された複数の対をなす音発生キャビティ２８及びこれらの関連の音発生チャネルを更に有し、これら音発生キャビティ２８及び関連の音発生チャネルは、これらの口が接触パッチ内に存在せず、したがって、路面によって覆われていないので、開口している。タイヤが矢印２２により示された方向に走行しているとき、対をなす開口状態のキャビティ２８及びこれらの関連のチャネルは、接触パッチ２４のほうへ次第に進み、ついには、これらの口が路面１１によって閉じられるようになる。
【００５５】
最後に、タイヤ１０のトレッドストリップ１２は、タイヤの回転方向に関して、閉じられている対をなすキャビティキャビティ２６及び関連のチャネルの後ろに位置した複数の対をなすキャビティ３０及びこれらの関連のチャネルを更に有している。図４に示されている実施例では、図示の対をなすキャビティ３０及び関連の下流側チャネルは、路面１１がこれらの口と接触状態にはないので開口している。これに先立って、この対をなすキャビティ３０及び関連のチャネルは、タイヤが路面１１と接触状態にある場所としての接触パッチ２４の付近にこれらが位置しているので、閉じられている。
【００５６】
かくして、タイヤが駆動されているとき、所与の１つの対をなす音発生キャビティ２０及び所与の関連の音発生チャネルは、これらが開口している上流側位置２８、次に、接触パッチ２４内に位置していて、これらは路面によって覆われているので閉鎖されている位置２６、最後に、この場合も又、これらが路面によってもはや覆われていない開口位置３０を次々に占める。
【００５７】
換言すると、タイヤの回転により、所与の対をなすキャビティ及び所与の関連のチャネルの場合、空気が１対のキャビティ及び関連のチャネル内に取り込まれ、対をなすキャビティ及び関連のチャネル内に入っている空気は、これらキャビティ及びこのチャネルが接触パッチ２４で路面により閉じられると圧縮され、次に、トレッドストリップが路面から離れた結果として、これらが開口状態になると対をなすキャビティ及び関連のチャネル内に入っている空気の膨張が生じる。
【００５８】
取り込み／圧縮／膨張ステップがこのように連続することは、対をなすキャビティ及び関連のチャネル内に入っている圧縮空気の膨張の結果として生じるヒッシング又は空気圧送ノイズと呼ばれる場合がある特徴的な騒音の原因である。この騒音の大きさ及び周波数サイン（波紋的形状）は、特に、対をなす音発生キャビティ及び用いられる関連の音発生チャネルの形状、容積及び数で決まる。好ましくは、対をなすキャビティ及び対をなす関連のチャネルは、この騒音を自動車のユーザ又は電子装置が検出することができるよう構成されている。
【００５９】
対をなすキャビティ及び対をなす関連のチャネルのヒッシング層の周波数サインも又、図４に示されているように、タイヤの回転速度で決まる。
【００６０】
フロントに図２のタイヤに類似した２つの試験用タイヤを装着すると共にリヤに２つの標準型ミシュラン・プライマシー（MICHELIN Primacy）ＨＰタイヤを装着したＢＭＷ３１８ｄを用いて滑らかな走路上で行なって得た測定値を記録した。フロントタイヤのサイズは、２０５／５５Ｒ１６であった。この自動車の運転室内の騒音を記録した。試験用タイヤは、２つの列をなす７５個の音発生キャビティを有していた。
【００６１】
図４は、５０キロメートル／時、９０キロメートル／時及び１３０キロメートル／時で得た信号の周波数スペクトルを示す３つのグラフ図である。縦座標の目盛りは、恣意的である。
【００６２】
これら３つの周波数スペクトルから理解できることとして、タイヤ速度が所与の場合、タイヤの表面のところに作られた対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルのヒッシング騒音の特徴を示す複数個のスパイク３２が現われていることをはっきりと見て取れることができる。
【００６３】
周波数の位置及びスパイク相互間の距離は、特に、車両の速度で決まる。
【００６４】
加うるに、これらスパイクのＳＮ（信号／雑音）比は、タイヤが駆動されている表面の周囲に応じて様々である。具体的に言えば、路面が粗ければ粗いほど、ロードノイズがそれだけ一層大きくなると共にＳＮ比がそれだけ一層小さくなる。さらに、路面が粗い場合、タイヤが路面と接触している場所としての接触パッチ２４に含まれる対をなすキャビティ及び関連のチャネルは、気密封止されることはなく、このことは、ヒッシングの音響強度が低いことを意味している。
【００６５】
その結果、通常の運転条件下において、対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルがタイヤのトレッドストリップ上に存在していることに起因して生じる周波数スパイクを適切なディジタル処理を用いて検出すること容易である。
【００６６】
かくして、タイヤロードノイズを定期的にチェックすることにより、これら周波数スパイクの開始を検出することが可能であり、このことは、１つ又は２つ以上の対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルがタイヤの表面のところに現われたことを意味する。いまや、対をなす音発生キャビティ及び関連の音発生チャネルがタイヤの表面上に存在することにより、タイヤのトレッドストリップが摩耗状態になっていることが分かる。したがって、本発明のタイヤは、音響又は可聴摩耗表示器を備えている。
【００６７】
図５及び図６は、本発明の第２の実施形態としてのタイヤを示している。先行する図に示された第１の実施形態の要素と類似した要素は、同一の参照符号で示されている。
【００６８】
第１の実施形態の場合とは異なり、タイヤが新品であるとき、チャネル２１は、タイヤストリップ１２の塊内に閉じられると共に埋め込まれており、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、チャネル２１は、対をなすキャビティ２０Ａ，２０Ｂを互いに結合し、その結果、キャビティ２０Ａ，２０Ｂ及び関連のチャネル２１は、音発生キャビティ及び音発生チャネルになる。この特定の場合、チャネル２１は、溝１６Ａ，１６Ｂ相互間に介在して位置した状態で接触パッチ２４の軸方向中央部分を形成するゴムの周方向ストリップ３２の一部中に埋め込まれている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用タイヤ（１０）において、トレッドストリップ（１２）を有し、前記トレッドストリップ（１２）は、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッドストリップ（１２）が音発生キャビティと呼ばれている少なくとも１対の第１及び第２のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を有するように構成され、前記第１及び第２のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は各々、前記トレッドストリップ（１２）の第１及び第２の周方向溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の中にそれぞれ配置され、前記対の各音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記トレッドストリップ（１２）中に形成された音発生チャネルと呼ばれているチャネル（２１）によって前記対の他方の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）に連結されており、前記対の各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び関連の前記チャネル（２１）は、
‐前記タイヤ（１０）の半径方向外部に開口しており、
‐前記対の各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び関連の前記チャネル（２１）が前記タイヤ（１０）と路面（１１）の接触場所としての接触パッチ（２４）を通過する際に前記対の各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び関連の前記チャネル（２１）が前記路面（１１）によって実質的に気密状態に閉じられるように構成されている、タイヤ（１０）。
【請求項２】
前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、互いに実質的に軸方向に位置合わせされている、請求項１記載のタイヤ（１０）。
【請求項３】
前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記接触パッチ（２４）の中央部分に軸方向に配置されている、請求項１又は２記載のタイヤ（１０）。
【請求項４】
所定の摩耗しきい値に達する前に、特に、前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記タイヤ（１０）は、音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）の対を備えておらず、しかも、関連の音発生チャネル（２１）を備えていない、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項５】
前記１対の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連の音発生チャネル（２１）は、前記トレッドストリップ（１２）に形成された輪郭によって定められた口を有し、前記輪郭は、前記１対のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連のチャネル（２１）を平坦な路面（１１）によって実質的に気密状態に閉じることができるよう実質的に平らである、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項６】
前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々が所定の幅を備えている状態で、前記トレッドストリップ（１２）は、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の底部に横方向に形成された少なくとも２つのリブ（１８）を有し、前記リブは、前記タイヤ（１０）が新品のとき、所定の高さのものであり、この高さは、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の前記所定の深さと前記所定の摩耗しきい値の差に実質的に等しく、
前記２つのリブ（１８）を隔てる距離は、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々により形成されると共に前記２つのリブ（１８）により画定された各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）が音発生キャビティとなるよう所定の距離よりも小さい、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項７】
前記２つのリブ（１８）を隔てる距離は、１５ミリメートルを超え且つ５０ミリメートル未満である、請求項６記載のタイヤ（１０）。
【請求項８】
前記所定の半径方向摩耗しきい値を超え前記１対の又は複数対の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び１つ又は複数の前記関連の音発生チャネル（２１）の全容積は、４ｃｍ3以上、好ましくは５ｃｍ3以上である、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項９】
前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記トレッドストリップ（１２）の塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記チャネル（２１）は、前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を互いに結合して前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連のチャネル（２１）が音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１０】
前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記チャネル（２１）は、前記トレッドストリップ（１２）の塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記チャネル（２１）は、前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を互いに結合して前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連のチャネル（２１）が音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１１】
前記トレッドストリップ（１２）は、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記トレッドストリップが複数の対をなす音発生キャビティ（２０）及び複数の関連の音発生チャネル（２１）を有し、前記キャビティ（２０）及び前記チャネル（２１）は、同一形状のものであり、各対の各音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記トレッドストリップ（１２）中に形成された関連のチャネル（２１）によって前記対の他方の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）に結合されるように構成されている、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１２】
前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記対をなす音発生キャビティ（２０）及び前記複数の関連の音発生チャネルは、前記タイヤ（１０）の周囲に沿って均等に分布して配置されている、請求項１１記載のタイヤ（１０）。
【請求項１３】
前記タイヤ（１０）は、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、２つの対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び２つの関連のチャネル（２１）又は４つの対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び４つの関連のチャネル（２１）を有する、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１】
車両用タイヤ（１０）において、トレッドストリップ（１２）を有し、前記トレッドストリップ（１２）は、所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、トレッドストリップ（１２）が音発生キャビティと呼ばれている少なくとも１対の第１及び第２のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を有するように構成され、前記第１及び第２のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は各々、前記トレッドストリップ（１２）の第１及び第２の周方向溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の中にそれぞれ配置され、前記対の各音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記トレッドストリップ（１２）中に形成された音発生チャネルと呼ばれているチャネル（２１）によって前記対の他方の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）に連結されており、前記対の各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び関連の前記チャネル（２１）は、
‐前記タイヤ（１０）の半径方向外部に開口しており、
‐前記対の各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び関連の前記チャネル（２１）が前記タイヤ（１０）と路面（１１）の接触場所としての接触パッチ（２４）を通過する際に前記対の各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び関連の前記チャネル（２１）が前記路面（１１）によって実質的に気密状態に閉じられるように構成されている、タイヤ（１０）。
【請求項２】
前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、互いに実質的に軸方向に位置合わせされている、請求項１記載のタイヤ（１０）。
【請求項３】
前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記接触パッチ（２４）の中央部分に軸方向に配置されている、請求項１又は２記載のタイヤ（１０）。
【請求項４】
所定の摩耗しきい値に達する前に、特に、前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記タイヤ（１０）は、音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）の対を備えておらず、しかも、関連の音発生チャネル（２１）を備えていない、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項５】
前記１対の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連の音発生チャネル（２１）は、前記トレッドストリップ（１２）に形成された輪郭によって定められた口を有し、前記輪郭は、前記１対のキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連のチャネル（２１）を平坦な路面（１１）によって実質的に気密状態に閉じることができるよう実質的に平らである、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項６】
前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々が所定の幅を備えている状態で、前記トレッドストリップ（１２）は、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の底部に横方向に形成された少なくとも２つのリブ（１８）を有し、前記リブは、前記タイヤ（１０）が新品のとき、所定の高さのものであり、この高さは、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々の前記所定の深さと前記所定の摩耗しきい値の差に実質的に等しく、
前記２つのリブ（１８）を隔てる距離は、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記第１及び前記第２の溝（１６Ａ，１６Ｂ）の各々により形成されると共に前記２つのリブ（１８）により画定された各キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）が音発生キャビティとなるよう所定の距離よりも小さい、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項７】
前記２つのリブ（１８）を隔てる距離は、１５ミリメートルを超え且つ５０ミリメートル未満である、請求項６記載のタイヤ（１０）。
【請求項８】
前記所定の半径方向摩耗しきい値を超え前記１対の又は複数対の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び１つ又は複数の前記関連の音発生チャネル（２１）の全容積は、４ｃｍ3以上、好ましくは５ｃｍ3以上である、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項９】
前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記トレッドストリップ（１２）の塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記チャネル（２１）は、前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を互いに結合して前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連のチャネル（２１）が音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１０】
前記タイヤ（１０）が新品のとき、前記チャネル（２１）は、前記トレッドストリップ（１２）の塊の中に閉じられると共に埋め込まれており、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記チャネル（２１）は、前記対の前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）を互いに結合して前記キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び前記関連のチャネル（２１）が音発生キャビティ及びチャネルになるようになっている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１１】
前記トレッドストリップ（１２）は、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記トレッドストリップが複数の対をなす音発生キャビティ（２０）及び複数の関連の音発生チャネル（２１）を有し、前記キャビティ（２０）及び前記チャネル（２１）は、同一形状のものであり、各対の各音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記トレッドストリップ（１２）中に形成された関連のチャネル（２１）によって前記対の他方の音発生キャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）に結合されるように構成されている、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【請求項１２】
前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、前記対をなす音発生キャビティ（２０）及び前記複数の関連の音発生チャネルは、前記タイヤ（１０）の周囲に沿って均等に分布して配置されている、請求項１１記載のタイヤ（１０）。
【請求項１３】
前記タイヤ（１０）は、前記所定の半径方向摩耗しきい値を超えると、２つの対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び２つの関連のチャネル（２１）又は４つの対をなすキャビティ（２０Ａ，２０Ｂ）及び４つの関連のチャネル（２１）を有する、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載のタイヤ（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１２−５０７４４４（Ｐ２０１２−５０７４４４Ａ）
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３５１５０（Ｐ２０１１−５３５１５０）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／０５２０７１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５２４０９
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５０８０３２４７９）ミシュラン ルシェルシュ エ テクニーク ソシエテ アノニム (499)
【出願人】（５９９０９３５６８）ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン (552)
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／０５２０７１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５２４０９
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５０８０３２４７９）ミシュラン ルシェルシュ エ テクニーク ソシエテ アノニム (499)
【出願人】（５９９０９３５６８）ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン (552)
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