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JP2002500590A - 改良されたカーカスを備えた低コストのランフラットタイヤ - Google Patents

改良されたカーカスを備えた低コストのランフラットタイヤ

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JP2002500590A JP50066599A JP50066599A JP2002500590A JP 2002500590 A JP2002500590 A JP 2002500590A JP 50066599 A JP50066599 A JP 50066599A JP 50066599 A JP50066599 A JP 50066599A JP 2002500590 A JP2002500590 A JP 2002500590A
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも2つのサイドウォール填材またはインサート(42,46)で補強されたカーカス(30)と、少なくとも1つのコード補強プライ(38)と、2つのビードコア(26)と、1または2以上の補強ベルト36とを有するランフラットラジアルプライ空気入りタイヤ(10)。少なくとも1つのプライ(38)は、1対のビードコア(26)の周りに巻き付けられた1対の折り返し端部(32)を有するコードで補強されている。折り返し端部(32)は半径方向外方に終端部(33)へ延び、終端部(33)は補強ベルト(36)の下方に配置されている。第2のインサート(46)は半径方向にプライ(38)とその折り返し端部(32)との間にある。タイヤ(10)は構成要素の減数を必要とし、従来技術のランフラットタイヤよりも重量が軽くなることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 改良されたカーカスを備えた低コストのランフラットタイヤ 技術分野 本発明はタイヤに関し、さらに詳しくは、非膨張状態で使用可能な空気入りタ イヤに関する。タイヤカーカス構造は、ランフラットタイヤがより少ない構成要 素を用いて製造されている限りにおいて、ランフラットタイプのタイヤに関連し た一般の重量増大という犠牲を呈することなく、従来のタイヤの乗り心地性能を 改善するか、あるいは少なくともこれと同等とする。 発明の背景 空気入りランフラットタイヤ、すなわち、非膨張状態で使用可能なタイヤに関 しては、様々なタイヤ構造が提案されてきた。標題「バンドタイヤ(Bande d Tire)」の米国特許第4,111,249号公報明細書に開示されてい る1つのアプローチは、フープすなわち環状バンドをトレッドの直ぐ下にトレッ ドと概ね同じ幅に備えることであった。上記タイヤ構造の他の部分と組み合わさ れた上記フープが、非膨張状態において車輌荷重を支持することが可能だった。 このバンドタイヤは、実際に、非膨張状態においてさえプライコードに対して均 一に張力を加えた。 従来における別のアプローチは、単純に、サイドウォールの断面厚さを増大さ せることによってそのサイドウォールを補強することである。これらのタイヤは 、非膨張状態で使用される時には、プライコードとサイドウォールとを圧縮状態 にする。サイドウォール部材を剛化するために多量のゴムが必要なので、発熱が タイヤ故障の主要な要因である。このことは、特にタイヤが非膨張状態において 高速で長時間使用される時に当てはまる。Pirelli社は、こうしたタイヤ を欧州特許出願公開明細書第0−475−258号で開示している。 本発明の発明者と同じ発明者の幾人かを含むGoodyear社の特許は、初 めて商品化されたランフラット空気入りラジアルプライタイヤであるEagle GSC−EMTタイヤを開示した。このタイヤは、1994年式Corvet te用の装備品オプションとして採用された。米国特許第5,368,082号 公報明細書は、タイヤの剛性を向上させるために特殊なサイドウォールインサー トを使用することを教示している。この非膨張形タイヤで800ポンドの荷重を 支持するためには、タイヤ1個当り約6ポンドの追加重量が必要だった。このラ ンフラットタイヤは非常に低いアスペクト比を有した。この初期の発明は、それ 以前の試みに比べて優れたものであったが、依然として、スペアタイヤとタイヤ ジャッキの排除によって相殺されることが可能であるような、タイヤ1個当りの 重量の増大という犠牲を伴っていた。技術者が大型高級ツーリングセダン用のよ り高アスペクト比のタイヤを製造することを試みた時には、この重量上の欠点は より一層深刻な問題となった。非膨張形の高級車用タイヤに求められている支持 重量は、約1400ポンドの荷重に相当する。55%から65%の範囲のまたは これ以上のアスペクト比を有するこれらのより背の高いサイドウォール形タイヤ は、その使用荷重が、それ以前のアスペクト比40%のCorvetteタイプ のランフラットタイヤの使用荷重よりも数倍大きかったことを意味している。こ うした荷重は、サイドウォールとタイヤ全体とが、乗り心地を損なう程度まで削 化されなければならないことを意味した。高級車の所有者は、単純にランフラッ ト能力のために乗り心地の質を犠牲にすることは望まないだろう。技術的要件は 、乗り心地も性能も低下させずにランフラット形タイヤを提供することだった。 より柔らかな乗り心地特性を有する高級セダンに比較すれば、サスペンションが 非常に堅い高性能タイプの車輌では、こうしたタイヤを備えることは比較的容易 である。小型トラック車輌とスポーツ多用途車輌では、乗り心地性能がそれほど 問題とされず、より堅い乗り心地を受け入れる購買者層から、より柔らかな高級 車タイプの乗り心地を求める購買者層までを範囲に含む、ランフラットタイヤ購 買者層がもたらされる。 ランフラットタイヤの開発における同様に重要な設計上の考慮すべき点は、非 膨張状態のタイヤがリム上に載ったままであることを確保することである。この 要件を実現するために、例えばBridgestone Expedia S− 01 Runflat A/M Tireのような、ビード拘束装置と特殊なリ ムとを使用する解決策が既に開発されている。あるいは、Eagle GSC− EMTタイヤは、追加のビード拘束装置を必要とせずに標準的なリム上でタイヤ が機能することを可能にする新たなビード構成を使用した。 Walter L Willard,Jr.の米国特許第5,427,166 号公報明細書と同第5,511,599号公報明細書は、オリジナルの米国特許 第5,368,082号のOareらによる特許よりも優れたレベルにタイヤの ランフラット性能をさらに向上させるために、第3のプライを付加することと、 サイドウォール内の第3のインサートを付加することとを開示するMichel in社タイヤを示している。これらの特許は、タイヤ非膨張状態で生じる幾つか の荷重関係に言及し、幾つかのプライとインサートを追加することにOareの 着想が適用可能であることを示した。 後者のランフラットタイヤの試みが米国特許出願第08/391,746号明 細書に教示されており、この出願は、タイヤのトレッドベルトパッケージの直ぐ 下に配置されている荷重支持ビードコアを使用する、よりアスペクト比の高いタ イヤを提供している。さらに、この着想の発明者の殆どが、最初のCorvet te EMタイヤの当初の設計チームの一部であった。このアプローチは、荷重 支持と乗り心地においては非常に有望であったが、通常の膨張状態では、いくぶ ん高い転がり抵抗を示した。 さらに後の米国特許第5,535,800号公報明細書は、ラジアルプライと 組み合わされた形で広範囲のタイヤ用途において卓越したランフラット性能を示 すことが可能である、エラストマー被覆複合リブの使用を開示している。 米国特許第5,361,820号公報明細書では、1つのベルト補強材の端縁 の直ぐ下で終端する形で延びた折り返しを有する単一のプライによる、肩インサ ートと先端エンベロープとを有する空気入りラジアルタイヤが開示されている。 このタイヤは、ランフラットタイヤではないが、高性能の操縦性が極く僅かに失 われることと引き換えに、有益な重量削減が実現可能であることを示している。 ランフラットタイヤでのこうした構造の使用の適用は、その特有の設計要件のた めに、現在まで成功を収めることはなかった。 本明細書の後述で開示する発明は、サイドウォール1つ当り1つのプライと1 つのインサートしか使用しないがランフラット状態中にタイヤを無傷のまま完全 な状態に保つことが可能であるランフラットタイヤを実現するための、独特な方 法を提供する。本発明は、より軽量でありかつ構成要素数がより少ないタイヤが 非常に効率的に生産されることを可能にする。 発明の概要 タイヤ10は、トレッドと、ベルト補強構造36と、1対の実質的に非伸長性 のビードコア26と、コード41で補強された少なくとも1つのプライ38とを 有し、該少なくとも1つのプライ38が、非伸長性のビードコア26の周りに巻 き付けられ、ベルト36の下方にある終端部33へ半径方向外方に延びる1対の 折り返し端部32を有している。各サイドウォール構造では、カーカスが、プラ イ38の半径方向内方の少なくとも1つのインサート42と、第2のインサート 46と、サイドウォール20内の第2のインサート46によって第1のプライ3 8から間隔を置かれた折り返し端部32を有している。 好ましい実施態様では、第1のプライ38が、ナイロン、レイヨンまたはアラ ミドの合成コードあるいは織物コードを有している。 第1および第2のインサート42,46は、ランフラット耐久性を保証してい る間、膨らまされた乗り心地性能を高めるように選択された断面形状および材料 特性を有するエラストマー性であることが好ましい。インサート42,46は、 コード41または短繊維82または好ましくはスチールの高弾性係数コード43 で補強されることも可能である。 一実施態様では、本発明のタイヤは1つのインサートおよびビード填材48の みを有し、このビード填材はビードコアの半径方向上方にあり、プライ38と折 り返し32との間に配置されている。折り返し32は、半径方向にタイヤの断面 高さの少なくとも40%の位置に端部33を有している。 本発明の着想は、より多くのプライおよびより多くのインサートを有するタイ ヤ10に適用することができる。 図面の簡単な説明 図1は、米国特許第5,368,082号公報明細書で開示されている従来技 術のタイヤにしたがって作られた従来技術のランフラットタイヤの断面図である 。 図2Aおよび2Bは、本発明のタイヤの好ましい実施形態のトレッド肩、サイ ドウォールおよびビード領域の拡大部分断面図である。 図3A,3Bおよび3Cは、従来技術のサイドウォール構造と、本発明の好ま しい実施様態のタイヤのサイドウォール構造との概略断面図である。各々の図で は点線で中立曲げ軸線を示している。 図4は、複数のインサート46が補強されたコードである、他の実施形態であ る。 図5は、インサート46が埋め込まれた短繊維である、他の実施形態である。 図6は、弾性係数が異なるコードを有する合成サイドウォール材料の図である 。 図7は、サイドウォール断面において用いられている延長されたビードを示す 他の実施形態である。 図8は、断面図の形で示されている、ビードコアの周囲に巻き付けられたバイ アスコード補強構造を使用する他の実施形態である。定義 「アスペクト比」は、その断面高さのその断面幅に対する比率を意味する。 「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸線に平行である直線また は方向を意味する。 「ビード」または「ビードコア」は、一般的に、環状の引張り部材を有するタ イヤの部品を意味し、半径方向内側のビードが、フリッパー、チッパー、アペッ クスまたは填材(フィラー)、トゥガードおよびチェーファーのような他の補強 要素を使用してまたは使用せずにプライコードが巻き付けられて成形されている リムにタイヤを保持することに関連している。 「ベルト構造」または「補強ベルト」は、織物または不織布であり、トレッド の下方に位置しており、ビードに固定されておらず、かつ、タイヤの赤道面に対 して17°から27°の範囲内の左コード角度および右コード角度の両方を有す る、互いに平行なコードの少なくとも2つの環状の層すなわちプライを意味する 。 「周方向の」は、軸方向に対して垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延 びる線または方向を意味する。 「カーカス」は、ベルト構造、トレッドおよびアンダートレッドとは別である が、ビードを含むタイヤ構造を意味する。 「ケーシング」は、カーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォールおよびト レッドとアンダートレッドを除くタイヤの全ての他の構成要素を意味する。 「チェーファー」は、コードプライをリムから保護しかつリム上で湾曲を分布 させるためにビードの外側の周囲に配置されている、狭幅の材料からなるストリ ップを意味する。 「コード」は、タイヤのプライが含まれている補強用ストランドの1本のスト ランドを意味する。 「赤道面(EP)」は、タイヤの回転軸線に対して垂直でありかつタイヤのト レッドの中心を通過する平面を意味する。 「フットプリント」は、ゼロ速度における、通常荷重および通常圧力の下での 、タイヤトレッドと平らな表面との接触の接触パッチすなわち接触面積を意味す る。 「インナーライナー」は、チューブレスタイヤの内側表面を形成しかつタイヤ 内に膨張流体を含む、エラストマーまたは他の材料の1つまたは複数の層を意味 する。 「標準タイヤ圧」は、タイヤの使用条件に関して適切な規格協会によって指定 されている特定の設計膨張圧および設計荷重を意味する。 「標準荷重」は、タイヤの使用条件に関して適切な規格協会によって指定され ている特定の設計膨張圧および設計荷重を意味する。 「プライ」は、ゴム被覆平行コードの層を意味する。 「半径方向の」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸線に向かう半径方向 の方向、または、タイヤの回転軸線から離れていく半径方向の方向を意味する。 「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードに延びておりかつタイヤの赤 道面に対して65°から90°の間のコード角度で配置されているコードを少な くとも1つのプライが有する、ベルト状のまたは周囲が限定されている空気入り タイヤを意味する。 「断面高さ」は、公称リム直径からタイヤ赤道面におけるタイヤの外径までの 半径方向の距離を意味する。 「断面幅」は、タイヤが非荷重状態で標準圧に24時間膨張させられた時また はその後の2つのサイドウォール外部の間における、ラベル貼り、装飾、または 、保護バンドに起因するサイドウォール高さを除いた、タイヤの軸線に対して平 行な最大直線距離を意味する。 「肩」は、トレッド端縁の真下のサイドウォールの上部部分を意味する。 「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を意味する。 「トレッド幅」は、軸方向におけるトレッド表面、すなわち、タイヤの回転軸 線に平行な平面内の円弧長さを意味する。 好ましい実施形態の詳細な説明 図1と図3Aを参照すると、これらの図には、米国特許第5,368,082 号にしたがって作られた従来技術のタイヤ100の断面の一部分が示されている 。タイヤ100は、トレッド120と、ベルト構造360と、1対のサイドウォ ール部分180,200と、1対のビード部分220,220’と、カーカス補 強構造300とを有する、乗用車用タイヤである。カーカス300が、第1のプ ライ380および第2のプライ400と、ライナー350と、1対のビード26 0,260’と、1対のビード填材480,480’と、1対の第1のインサー ト填材420,420’と、1対の第2のインサート填材460,460’とを 含んでおり、第1のインサート填材420,420’がライナー350と第1の プライ380との間に配置されており、第2のインサート填材460,460’ が第1のプライ380と第2のプライ400との間に配置されている。このカー カス構造300が、限定されたランフラット能力をタイヤ100に与えていた。 本特許で使用される術語「ランフラット」は、タイヤ構造自体が、そのタイヤ が非膨張状態で使用されている時に車輌荷重を支持するのに十分なだけ強固であ り、そのタイヤが潰れることを防止するための内部装置が無くても、タイヤのサ イドウォールと内側表面とが潰れたり座屈したりすることがないということを意 味する。 従来の空気入りタイヤは、車輌荷重を支持する時に非膨張状態で使用されると 、潰れてしまう。 図1からわかるように、タイヤ100のサイドウォール領域内の補強が、特に 最大断面幅から半径方向外側に肩まで、全サイドウォール厚さを著しく増大させ ている。この従来技術の特許は、サイドウォールが肩と一体化する箇所の全サイ ドウォール厚さが、最大断面幅で測定される全サイドウォール厚さの少なくとも 100%、好ましくは125%であるべきであることを教示した。これは、非膨 張状態で荷重を十分に支持するのに必要であると考えられた。典型的なP275 /40ZR17タイヤのためのインサートは、約6.0ポンドの重量だった。第 1のインサート420,420’が、0.30インチ(7.6mm)の最大ゲー ジ厚さを有し、第2のインサート460,460’が0.17インチ(4.3m m)の最大ゲージ厚さを有した。より高アスペクト比のP235/55R17タ イヤにこの当初の従来技術の着想を使用することは、インサート重量が約6.7 に増加し、第1のインサートのゲージ厚さが0.260であり、一方、第2のイ ンサートが0.20の最大ゲージ厚さを有することを意味した。 添付図面に示されている通りの参照数字は、本明細書に示されている参照数字 と同一である。この出願のために、図2,3Bから図8に示されている様々な実 施様態の各々が、同じ構成要素に関して同じ参照数字を使用している。この構造 は、位置と数量との変化はあっても基本的に同一の構成要素を使用し、こうした 位置と数量との変化によって、本発明の着想が実践されることが可能な他の構造 を生み出す。 本発明によるタイヤ10は、独特のサイドウォール構造20を用いる。図2B ,3Cから図8に示されている通りのタイヤ10は、乗用車用ラジアルタイヤま たは小型トラック用ラジアルタイヤである。タイヤ10には、トレッド12の横 方向端縁14,16の肩部分においてそれぞれに終端する路面係合トレッド部分 12が備えられている。1対のサイドウォール部分20は、トレッド横方向端縁 14,16からそれぞれ延びて、環状の非伸張性ビードコア26を各々が有する 1対のビード領域22内で終端している。タイヤ10には、さらに、ビード領域 22から、一方のサイドウォール部分20、トレッド部分12、および他方のサ イドウォール部分20を通ってビード領域22に延びる、カーカス補強構造30 が備えられている。少なくとも1つのプライ38カーカス補強構造30の折り返 し端部32が、ビードコア26の周囲にそれぞれに巻き付けられ、かつベルト3 6の直ぐ下の末端部33に半径方向外側に延びている。また、折り返しは、図2 Aおよび3Cの実施形態における最大断面幅の半径方向の位置の辺りで終わって いてもよい。タイヤがチューブレスタイプであるのであれば、タイヤ10は、タ イヤ10の内側の周囲面を形成する従来のインナーライナー35を含んでもよい 。 図2Aに示されているように、タイヤは、ビードコア26の上に巻き付けられ 、最大断面直径(h)の半径方向の位置の近くに配置された高い折り返し端部3 2へ延びている合成プライを用いることができる。インサート42は、ビード填 材48、単一のコード補強部材52およびアペックス48の外側末端と半径方向 にほぼ同じ位置で終端している端部63を有するトゥーガード61に加えて必要 とされる唯一のインサートである。このようなタイヤは、図3Bに示されるよう な曲げ軸線Aを有する。275/40ZR18サイズの試験タイヤが評価され、 その試験タイヤは実験室の試験条件の下、ゼロ膨張で313マイル走行した。 トレッド補強ベルト構造36が、トレッド部分12の下方のカーカス補強構造 30の半径方向外側表面に周方向に配置されている。例示されている特定の実施 形態では、ベルト構造36が2つのカットベルトプライ50,51を含み、ベル トプライ50,51のコードが、タイヤの中間円周中心面に対して約23°の角 度に方向付けられている。 ベルトプライ50のコードが、中間円周中心面に対して反対の方向にかつベル トプライ51のコードの中間円周中心面から離れて配置されている。しかし、ベ ルト構造36は、任意の個数のあらゆる望ましい構成を有していてもよく、コー ドが任意の望ましい角度に配置されていてもよい。ベルト構造36は、非膨張状 態でタイヤを使用している間に路面からのトレッドの浮き上がりを最小限に保つ ように、ベルト幅全体にわたって横方向の剛性を与える。例示した実施形態では 、これは、スチール(好ましくは、スチールケーブル構造)でベルトプライ50 ,51のコードを形成することによって実現される。 カーカス補強構造30は、少なくとも1つの補強プライ構造38を備えている 。図2Bに示されている特定の実施形態では、半径方向外側のプライ折り返し端 部32を備えた補強プライ構造38が設けられ、このプライ構造38が平行コー ド41の1つの層を有することが好ましい。補強プライ構造38のコード41が 、タイヤ10の中間円周中心面CPに対して少なくとも75°の角度に方向付け られている。例示されている特定の実施形態では、コード41が、中間円周中心 面CPに対して約90°の角度に方向付けられている。コード41は、実質的に 非伸張性でかつ高耐熱性である材料、例えば、非限定的に、レイヨン、ナイロン およびポリエステル、アラミドまたはスチールで作られていてもよい。コードは 、ゴムに対する高い接着特性と高い耐熱性とを有する材料で作られていることが 好ましい。 カーカスコード41用に、ナイロン6、ナイロン6−6、レイヨン、ポリエス テルのような250から600kgf/平方mmの範囲内の弾性係数を備えた有 機繊維コードあるいは高弾性係数コードが、一般に用いられる。840から18 90デニールの繊維コードが用いられる場合には、そのようなコードは、35か ら60コード/5cmの密度で10から50kgf/平方mmの100%弾性係 数を有するゴムの中に埋め込まれることが好ましい。 他の高弾性計数繊維は、アラミド、ビニロン、pen、PET、カーボンファ イバー、グラスファイバー、ポリアミドを含む。図示された特定の実施形態では 、コード41はレイヨンで作られている。コード41は、弾性係数Xのうちの弾 性係数EおよびYのうちのパーセント伸長を有する。レイヨンコード41は、少 なくとも10GPaまでの範囲内のX値と、コードの一定の材料に一般に見受け られる範囲内のパーセント伸長とを有する。 図2Bにさらに示されているように、プライ構造38は、ベルト36の下へ終 端部33まで延びている各ビードコア26の周囲に巻き付いている1対の折り返 し32を有している。 図2にさらに示されているように、タイヤ10のビード領域22の各々は、環 状でありかつ実質的に非伸張性の第1および第2のビードコア26をそれぞれに 有している。ビードコア26の各々は、ビードワイヤの半径方向最内表面に対す る仮想表面接線によって画定される平らな基部表面27を有する。この平らな基 部表面27は、1対の端縁28,29と、これらの端縁の間の幅BWとを有する 。ビードコア26は、端縁28から半径方向に延びる軸方向内側の第1の表面2 3と、端縁29から半径方向に延びる軸方向外側の第2の表面25とを有する。 第1の表面23と平らな基部表面27とが、鋭角の開先角αを形成する。第2の 表面25と平らな基部表面27とが、鋭角の開先角αを形成する。角αは、角β より大きいかまたはこれに等しい。好ましい実施形態では、αはβに概ね等しい 。 ビードコア26は、さらに、第1の表面23と第2の表面25との間にそれぞ れ延びている半径方向外側表面31を含んでいてもよい。半径方向外側表面31 は、最大高さ「BH」を有する。高さBHは基部の幅BWよりも小さい。表面2 3,25,27および31によって画定される横断面が二等辺三角形の形状であ ることが好ましい。図に示されている通りのコア26,26’の強度が非膨張状 態のタイヤのビードをリム上に拘束するのに十分なので、この三角形の横断面の 上部分は一般的に不要である。 ビードコアが、連続的に巻き付けられた単一のスチールワイヤまたはモノフィ ラメントスチールワイヤで構成されていることが好ましい。好ましい実施形態で は、直径0.050インチのワイヤが、8,7,6,4,2本のワイヤの半径方 向内側から半径方向外側に層状に巻き付けられている。 第1および第2のビードコア26の平らな基部表面が、回転軸線に対して傾斜 していることが好ましく、かつ、ビードの成形部分の底部が同様に傾斜しており 、好ましい傾斜は回転軸線に対して約10°であり、さらに好ましくは約10. 5°である。ビード領域の傾斜がタイヤのシーリングを補助し、さらに、この傾 斜は、従来のリムのビード座フランジの傾斜の約2倍であり、組立を容易にする と共に、リム上に載ったビードを拘束するのに役立つと考えられている。 ビード領域22およびサイドウォール部分20の半径方向内側部分の内部には 、カーカスプライ補強構造38と折り返し端部32との間に配置されている高弾 性係数エラストマーインサート46がそれぞれ置かれている。このエラストマー インサート46は、ビードコア26の半径方向外側部分から、断面幅が次第に減 少するサイドウォール部分の中にまでそれぞれ延びている。エラストマーインサ ート46は、ベルト構造の横方向内方にタイヤのベルト幅の少なくとも5パーセ ント(5%)の距離Gをおいて、半径方向外側端部で終端している。例示されて いる特定の実施形態では、エラストマー填材46の各々が、ベルト36の下にお いて、ベルト幅の約25パーセント(25%)の距離だけ各ベルト端部から横方 向に延びている。 本発明の目的のために、タイヤの最大断面高さSHは、タイヤの公称リム直径 NRDからタイヤのトレッド部分の半径方向最外部分へと測定された半径方向距 離であると見なされるものとする。あるいは、本発明の目的のために、公称リム 直径が、そのサイズによって表示される通りのタイヤ直径であるものとする。 本発明の好ましい実施形態では、ビード領域22が、さらに、インサート46 とプライ折り返し端部32との間に配置されている少なくとも1つのコード補強 部材52,53を含む。1つのまたは複数のコード補強部材52,53が、第1 の端部54と第2の端部55とを有する。第1の端部54は、第2の端部55に 対して軸方向かつ半径方向に内向きである。1つ又は複数のコード補強部材52 ,53は、その第1の端部54からの距離に応じて、タイヤ10の回転軸線から の半径方向距離が増大する。示されている図2Bでは、コード補強部材が、約4 cmの幅を有する2つの構成要素52,53を備えている。軸方向外側の構成要 素52は、第1と第2のビードコア26の外側端縁29に対して半径方向上方に ある半径方向内側の端部54を有する。軸方向内側の構成要素53は、約1cm だけビードコア26の外側端縁29の半径方向外側に位置する半径方向内側の端 部を有する。軸方向内側の構成要素52と軸方向外側の構成要素53とが、レイ ヨン、ナイロン、アラミドまたはスチールのコード補強材を有することが好まし い。コード補強部材の第2の端部55が、ビードコア26の半径方向外側に、か つ、断面高さhの少なくとも50%の距離だけ第1のプライ38の折り返し端部 33の末端の半径方向内側に配置されている。 部材52,53のコードが傾斜して、半径方向に対する25°から75°の範 囲内の、好ましくは45°の開先角度を形成することが好ましい。これら2つの 部材が使用される時には、コード角が等しくしかし互いに反対に配置されている ことが好ましい。コード補強部材52,53が、本発明の非膨張タイヤを有する 自動車のハンドリング特性を改善する。部材52,53は、非膨張状態または膨 張不足状態で使用される従来のタイヤで生じる重大問題である、自動車のオーバ ーステア傾向を大きく低下させる。 織物補強部材61が、タイヤ10のビード領域52に加えられてもよい。この 織物補強部材は第1の端部62と第2の端部63とを有する。この部材が、第1 および第2のプライ38,40およびビードコア26の周囲に巻き付けられてい る。第1の端部62と第2の端部63の両方が、ビードコア26の半径方向上方 と外方とに延びている。 サイドウォール部分20には、第1の填材42が備えられている。第1の填材 42は、インナーライナー35と補強プライ38との間で使用される。第1の填 材42は各々のビード領域22から半径方向に補強ベルト構造36の下方に延び ている。図2Bおよび3Bに示されている通りの本発明の好ましい実施形態に示 されているように、サイドウォール部分20の各々が第1の填材42と第2の填 材46とを含んでいる。第1の填材42は上記の通りに配置されている。第2の 填材46は第1のプライ38とプライ38の折り返し端部32との間にそれぞれ 配置されている。第2の填材46あるいは複合物の場合は46/48は、各ビー ド領域22から半径方向外向きに補強ベルト構造36の下方に延びている。 図2Bに示されているように、第1の填材42が、タイヤ10の最大断面幅と 半径方向に概ね位置合わせされた位置に最大厚さBを有し、かつ、この厚さBが 、最大断面高さSHの約3パーセント(3%)である。例えば、P235/55 R17ツーリングタイヤでは、インサート42の厚さBが0.10インチ(2. 5mm)に等しい。 本発明の目的のために、タイヤの最大断面幅(SW)が、刻印や装飾等を除い て、タイヤの軸方向外側表面からタイヤ回転軸線に平行に測定される。あるいは 、本発明の目的のために、トレッド幅は、定格荷重において、かつ、タイヤがそ のために設計された車輪上に装着されている状態で、最大規格膨張圧に膨張させ られたタイヤのフットプリントから測定されるときのタイヤの赤道面(EP)に 対して垂直にタイヤを横断する軸方向距離である。図2,3Bおよび3Cに示さ れている特定の実施形態では、第1の填材42の各々が、タイヤの最大断面幅に 半径方向に概ね位置合わせされた位置(h)において最大断面高さSHの約3パ ーセント(3%)の最大高さBを有する。 第2の填材46が、タイヤの最大断面幅の半径方向上方の位置において、タイ ヤ10の最大断面高さの少なくとも1.5パーセント(1.5%)の厚さCを有 する。この好ましい実施形態では、エラストマー性の第2の填材46の各々が、 断面高さSHの約75%の半径方向位置でタイヤの最大断面高さSHの約1.5 パーセント(1.5%)の厚さCを有する。例えば、P275/40ZR17サ イズの高性能タイヤでは、タイヤの厚さCは0.08インチ(2mm)に等しい 。タイヤの最大断面幅の位置と半径方向に概ね位置合わせされた位置hでは、第 2の填材46の厚さは0.05インチ(1.3mm)である。 ビードコア26から最大断面幅(SW)の半径方向位置に延びるエラストマー 填材42,46の組合せの全断面厚さが、一定の厚さであることが好ましい。サ イドウォールおよびカーカスの全体的厚さが、最大断面幅位置Eにおいて約0. 45インチ(11.5mm)であり、横方向トレッド端縁14,16の付近の肩 の中にそれが一体化する領域内において全厚さFに増大し、このFは、タイヤの 最大断面幅SWにおいて測定されるときの全サイドウォール厚さの約200パー セント(200%)である。タイヤの肩領域内のサイドウォールの全厚さFが、 最大断面幅(SW)における全サイドウォール厚さの少なくとも125パーセン ト(125%)であることが好ましく、少なくともその150%であることがさ らに好ましい。この比率は、このサイドウォールが従来型のランフラットタイヤ のサイドウォールよりも著しく薄いということを意味する。 従来の高性能タイプのタイヤの場合と同様に、様々な実施形態の図面に示され ているタイヤは、トレッド補強ベルト構造36の周囲に配置されている織物オー バーレイ層59を適用することによってタイヤの高速性能を向上させてもよい。 例えば、ナイロンコードまたはアラミドコードを有する2つのプライ層が、各補 強ベルト構造36の上方に配置されていてもよく、側方端部がベルト構造36の 側方端部を通過して延びている。あるいは、螺旋状に巻かれたアラミド補強織物 の単層がオーバーレイ層として使用されることも可能である。アラミド材料はナ イロンよりも著しく高い弾性係数を有し、したがって、2つのナイロン層よりも 強固なタイヤ補強を結果的にもたらす。本出願人は、高速性能における10%を 越える増大が、アラミドオーバーレイ単層を備えたタイヤにおいて達成されるこ とが可能であることを発見している。一般的に、乗用車用タイヤの比較的薄いサ イドウォールを通して音響を共鳴させる低劣な騒音特性をアラミド材料が示すと いう問題を含む様々な理由から、乗用車用タイヤ用途におけるアラミド材料の使 用が避けられている。本発明の本出願人のタイヤは、タイヤで発生する騒音を顕 著に減衰させる補強サイドウォールを使用する。この騒音減衰サイドウォールが 、許容不可能な騒音レベルをもたらすことなしにアラミドオーバーレイ層を使用 することを可能にする。 第2の填材46は、図に示されているように、1または2または3以上の異な るエラストマー材料で作られており、符号46,48として図2Bに示された複 合成物のものは、アペックス部分48の半径方向外方にあるインサート部分を有 している。これらの填材インサート46は、図6Bに示されているように、2つ よりも多いプライがカーカス構造内で使用される時に、互いに隣り合うプライの 間に挿入されている多数のインサートの形態で使用されることが可能である。好 ましい実施形態では、ビードコア26からベルト構造36の下方へ延びた単一の インサート46内に、1のみの合成物または材料が用いられた。 あるいは、インサートが補給されたコード自体であってもよく、図4の実施形 態では、隣り合う填材46が有益であると考えられている。半径方向外側の端部 がベルト構造の下で終端しておりかつ半径方向内側の端部がビードコア26に隣 接して、または、プライと同様にビードコア26の周囲に巻き付けられているよ うに、多数の隣接したコード41補強填材が配置されることが可能である。イン サート42,46が、図5に示されているように短繊維82を充填されていても よく、この短繊維が、インサートの半径方向と横方向の剛性を増強するために少 なくとも45°の角度に方向付けられていることが好ましく、さらに、この繊維 が半径方向に方向付けられていることが好ましい。コード41または短繊維82 が、レーヨン、ナイロン、ポリエステルまたはアラミドのような布地または合成 材料で作られていることが好ましい。これらのコード41または短繊維82が半 径方向に方向付けられているか、好ましくは少なくとも45°のバイアス角度に 配置されていることが可能であるが、周方向に延びていてはならない。さらに、 インサート80が高い弾性係数のスチールコードで補強されることも可能である 。そのような場合には、終端部は、他のコード補強部材またはベルト36のよう な構成要素と、折り返し32および他の織物またはコード補強部材52,53と の層の間に確実に入れられていなければならない。 第1の填材インサート42はエラストマー材料で作られていることが好ましい 。第1の填材は、膨張圧がない状態でタイヤを使用する時に、タイヤのサイドウ ォールが潰れることを実際に防止する。インサートが、比較的柔らかい約50の ショアA硬さから非常に硬い85のショアA硬さまでの広範囲のショアA硬さで あることが可能であり、したがって、その材料の形状と横断面輪郭とが、サイド ウォールのばね率と乗り心地性能とが許容可能であることを確保するように変更 される。一般的に、材料の剛性が高ければ高いほど、横断面が薄い。 第2の填材46は、第1のインサート填材42に対して同一のまたは異った材 料物理的特性であることが可能である。これは、硬質の第2の填材を軟質の第1 の填材と組み合わせることが、硬質の第1の填材42をより柔軟な第2の填材4 6と組み合わせることと共に想定されていることを意味している。第2の填材4 6のエラストマー材料が、同様に、50から85のショアA硬さ範囲内である。 第2の填材46は、非補強状態では、隣接したプライ38とその折り返し32 との間のスペーサとして機能する。タイヤが非膨張状態で使用される時に、プラ イ特に半径方向外方のプライ折り返しのコードが引張り状態に置かれる。補強さ れている時には、填材80もサイドウォール支持構造に寄与する。 図に示されているように、サイドウォールが、膨張圧がない状態で撓んでいる 時または膨張状態である時にさえ、半径方向外側のコードを引張り状態にし、一 方、タイヤが萎んだ状態または撓んだ状態にある時には、内側のコードが、下向 きの荷重を受けている場合に局所的にコードを圧縮しようとする。 この荷重特徴は、図1の従来技術のタイヤ100構造におけるときと同じよう に、かつ米国特許第5,368,082号公報明細書によって述べられたように 、この創作性のあるタイヤ10に関しても同様である。 図6を参照すると、1つのプライ構造38内のコードが補強インサート構造8 0と異なる、好ましくは著しく異なる弾性係数を有する、プライ38内のコード および補強インサート80のコード41または43の弾性係数を変えることによ り、ランフラット耐久性の驚くほど著しい増大が、乗り心地性能の改善をも伴っ て達成されることができる。 上述したようなタイヤ10は、タイヤ設計者が柔らかい高級感からより堅い高 性能感を得られるように特定のタイヤの設計特徴を調整することを可能にする。 さらに、上述した独特の組み合わせは、タイヤが、実用的であった以前に比べて より高いアスペクト比を有するように作られることを可能にする。独特な特徴の 組み合わせは、伸びたランフラット性能またはタイヤ重量の低減の間で、設計者 が選ぶことができることを意味する。 タイヤのランフラット性能は、エラストマー填材42,46の物理的特性と概 ね同一の物理的特性を有するエラストマー材料を補強プライ構造38または80 の各層のプライ被覆に備えることによって、さらに強化されてもよい。タイヤ業 界の当業者には公知であるように、織物層のプライ被覆は、その所望の形状に切 断する前に織物に加えられかつタイヤ組立ドラム上のタイヤに加えられる未加硫 エラストマー材料の層である。多くの用途では、プライ層のためのプライ被覆と して使用されるエラストマー材料が補強填材42,46で使用されるエラストマ ー材料と同じであることが好ましい。 実際には、上記空気入りタイヤ構造のために本発明で使用される第1の填材4 2と第2の填材46と1つ以上のプライ構造38および80のためのプライ被覆 のためのゴム組成物が、空気入りタイヤのサイドウォールで通常使用されるゴム 組成物の特性からは全体としては逸脱すると考えられている本発明でのその使用 を促進する物理的特性によって特徴付けられ、特に、第1の填材42および第2 の填材46とプライ38および/または80との組合せが、類似していないかま たは類似している高い剛性と、さらに、後述する通りの実質的な低ヒステリシス 特性とを有することが好ましい。 本明細書での説明は、本発明の実施において1つまたは複数のプライ被覆が1 つ以上のプライ構造38および80のために使用されると述べているが、ここで 言及されているプライ被覆は、このようなプライの一方のみが用いられる限り両 プライ38および40のためのプライ被覆を指している。 特に、本発明の目的のために、上記填材42および46の両方は、高度の剛性 を有することと、さらに同時に、こうした高い剛性の割には比較的低いヒステリ シスを有することとによって評価された。 填材42および46のためのゴム組成物の剛性が、タイヤサイドウォールの剛 性と寸法安定性とのために望ましい。 サイドウォールを含むタイヤカーカスがタイヤの両サイドウォールを通ってタ イヤのクラウン部分を越えて延びているので、1または2以上のプライ38のプ ライ被覆のためのゴム組成物の剛性が、サイドウォールを含むタイヤカーカスの 全体的な寸法安定性のために望ましい。 この結果として、第1および第2の填材42および46の上記ゴム組成物とプ ライ構造38および/または80の上記ゴム組成物の剛性特性がプライ38およ び/または80と協働して互いに補強しあい、それによって、上記填材またはプ ライ被覆の一方だけが高剛性ゴム組成物を備える場合の寸法安定性よりも高度に 、タイヤサイドウォールの上記寸法安定性を向上させる。 しかし、使用状態時(荷重を受けておよび/または内部膨張圧力なしで走行す る車輌のタイヤとして使用されている時)に、特に、カーボンブラック含量を単 純に増大させるという従来通りの方法によってゴムの剛性が得られている時に、 空気入りタイヤの高度の剛性を有するゴムが一般的に過剰な内部熱を発生させる と予想されるということが理解されなければならない。ゴム組成物内でのこうし た内部熱の発生は、通常は、タイヤの使用寿命を潜在的に劣化させる可能性があ る高剛性ゴムとその関連のタイヤ構造との温度上昇を結果的に生じさせる。 ゴム組成物のヒステリシスは、使用状態下で内部熱を発生させる傾向の測度で ある。比較して述べると、より低いヒステリシス特性を有するゴムは、そのゴム よりも著しく高いヒステリシスを有すること以外は同様であるゴム組成物の場合 に比べて、内部熱の発生が少ない。したがって、1つの側面では、比較的低いヒ ステリシスが、填材42および46のためのゴム組成物とプライ38の1つまた は複数のプライ被覆のためのゴム組成物とにとって望ましい。 ヒステリシスは、作用させた仕事によって材料(例えば、硬化ゴム組成物)中 で消費される熱エネルギーを表す術語であり、ゴム組成物の低ヒステリシスは、 比較的高い反発と、比較的低い内部摩擦と、比較的低い損失弾性係数特性との値 によって示される。 したがって、填材42および46と1または2以上のプライ38および80の プライ被覆とのための1または2以上のゴム組成物が、比較的高い剛性特性と低 いヒステリシス特性の両方を有することが重要である。 填材42および46のためのゴム組成物と1または2以上のプライ38のプラ イ被覆のためのゴム組成物との次の選択された望ましい特性が、以下の表1に要 約されている。 1. Goodrich屈曲試験機試験 − ASTM試験 No.D623 2. ショア硬さ試験 − ASTM試験 No.D2240 3. 引張弾性係数試験 − ASTM試験 No.D412 4. Zwick反発試験 − DIN 53512 示されている硬さ特性は、独特なプライ構造の使用によって可能となる広範囲 の適度なゴム硬さであると見なされる。 硬化ゴムがその切断点において比較的低い極限伸びを有するので、上記表に示 されている100%弾性係数における弾性係数特性が、弾性係数300%の代わ りに使用される。こうした硬化ゴムが、剛性であると見なされる。 上記表に示されている屈曲試験機で測定された静的圧縮特性が、その硬化ゴム が比較的高い剛性を有することの別の表示である。 上記表に示されているE’特性は、利料(例えば、硬化ゴム組成物)の剛性の 表示である粘弾性の貯蔵弾性係数成分または粘弾性係数成分の係数である。 上記表に表示されているE"特性は、材料(例えば、硬化ゴム組成物)のヒス テリシス特性の表示である粘弾性特性の損失弾性係数成分または粘弾性係数成分 の係数である。 ゴム組成物の剛性とヒステリシスとを特徴付けるために上記E’およびE”特 性の両方を使用することが、こうしたゴムの特性決定の専門家にとって公知であ る。 上記表に示されている発熱値は、Goodrich屈曲試験機(ASTM D 623)によって測定され、材料(例えば、硬化ゴム組成物)の内部熱発生を表 している。 上記表に示されている約23℃(室温)における常温反発試験特性は、Zwi ck反発試験(DIN 53512)試験によって測定されており、材料(例え ば、硬化ゴム組成物)の弾性を表している。 したがって、表1に示されている諸特性は、比較的高い剛性と、適度な硬さと 、こうした高い剛性を持つゴムにしては比較的低いヒステリシスとを有する硬化 ゴム組成物を示している。 この低いヒステリシスは、比較的低い発熱と、低いE"と、高い反発特性とに よって示されており、使用中における内部熱の発生が比較的少ないことが求めら れているゴム組成物にとって必要であると考えられている。 様々なタイヤ成分の配合においては様々なゴムが使用されてもよく、そのゴム は比較的高不飽和のジエンをベースとするゴムであることが好ましい。こうした ゴムの代表的な例は、非限定的に、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ci s−1,4−ポリイソプレンゴム、cis−3,4−ポリイソプレンゴム、ci s−1,4−ポリブタジエンゴム、ビニル−1,2−ポリブタジエンゴム、アク リロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、およ びスチレン−イソプレンゴムである。 填材42および46のためのゴム組成物および1または2以上のプライ38お よび80のプライ被覆のためのゴム組成物に用いられる様々な好ましいゴムは、 天然cis−1,4−ポリイソプレンゴム、イソプレン/ブタジエンゴム、およ びcis−1,4−ポリブタジエンゴムである。 ゴムの好ましい組合せ、すなわちブレンドは、填材用としては、天然cis− 1,4−ポリイソプレンゴムとcis−1,4−ポリブタジエンゴムであり、1 つまたは複数のプライ被覆用としては、天然cis−1,4−ポリブタジエンゴ ムとイソプレン/ブタジエンコポリマーゴムである。 好ましい実施形態では、ゴム100重量部に基づいて、(A)上記填材が、約 60部から100部の、好ましくは60部から90部の天然ゴムと、これに対応 して、約40部までの、好ましくは40部から約10部のcis−1,4−ポリ ブタジエンゴムとイソプレン/ブタジエンゴムの中の少なくとも一方、好ましく はcis−1,4−ポリブタジエンゴムとから構成されており、イソプレン/ブ タジエンゴムが使用される場合には、イソプレン/ブタジエンゴムが最大で20 部含まれており、(B)上記1つまたは複数のプライ被覆が、100部までの、 好ましくは約80部から約100部の、より好ましくは約80部から約95部の 天然ゴムと、これに対応して、約100部までの、好ましくは約20部までの、 より好ましくは約20部から約5部のイソプレン/ブタジエンコポリマーゴムと cis−1,4−ポリブタジエンゴムとの少なくとも一方、好ましくは、イソプ レン/ブタジエンゴムとから構成されており、上記イソプレン/ブタジエンコポ リマーゴムにおけるイソプレンのブタジエンに対する比率が、約40/60から 約60/40の範囲内である。 さらに、例えば約5部から約15部のような少量の1つまたは2つ以上の有機 溶液重合調製ゴムが、上記天然ゴムと、上記填材および/または上記1つまたは 複数のプライ被覆のためのcis−1,4−ポリブタジエンゴムおよび/または 1つまたは複数のイソプレン/ブタジエンコポリマーゴム組成物と共に含まれて もよく、こうした1つまたは複数の追加ゴムの取捨選択は、不要な実験を行うこ となしにゴム配合技術分野の専門家によって行われることが可能であるというこ とが想定されており、本発明の意図と範囲の内に含まれていると見なされている 。 したがって、こうした理由から、硬化ゴム組成物の物理的特性パラメータが適 合している限り、少量のこうした溶液重合調製エラストマーが添加されることが 可能であるという意図をもって、填材およびプライ被覆用ゴムの記述が「有する (comprising)」という形で示されている。こうしたゴムの配合は、 不要な実験を行うことなくゴムを配合する技術の技能を備えた専門家の範囲内に 含まれると考えられる。 他に想定されるこうした溶液重合調製ゴムは、非限定的に、スチレン/ブタジ エン、および3,4−ポリイソプレンのような1つまたは2つ以上のイソプレン およびブタジエンのポリマー、スチレン/イソプレン/ブタジエンターポリマー 、および中間ビニルポリブタジエンである。 第1の填材42と、第2の填材46と、プライ38またはインサート80のた めの1つまたは複数のプライ被覆とを含む、空気入りタイヤの構成要素のための ゴム組成物が、一般的に使用される様々な添加剤材料、例えば、硫黄のような硬 化促進剤、活性化剤、遅延剤、加硫促進剤、ゴム加工油のような加工助剤、粘着 性付与樹脂を含む樹脂、シリカ、可塑剤、充填剤、色素、ステアリン酸、タル油 樹脂のような他の材料、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、 しゃく解剤、および、例えばカーボンブラックのような補強剤と様々な硫黄加硫 成分ゴムを混合することのような、ゴム配合技術分野で公知の方法によって配合 されることが、当業者に容易に理解されるべきである。当業者に公知であるよう に、硫黄加硫可能な材料または加硫済み材料(ゴム)の使用目的に応じて、上記 の特定の添加剤が選択されて、従来通りの量で従来通りに使用される。 カーボンブラックの通常の添加は、ジエンゴム(phr)の重量で約30部か ら約100部であり、本発明で使用される上記填材と1つまたは複数のプライ被 覆とのために必要とされる高剛性ゴムを得るには、約40から最大で約70ph rのカーボンブラックが望ましい。必要に応じて粘着性付与剤樹脂および剛化剤 樹脂を含む樹脂、必要に応じて非反応性フェノールホルムアルデヒド粘着性付与 剤樹脂を含む樹脂、反応性フェノールホルムアルデヒド樹脂とレゾルシノールと の剛化剤樹脂またはレゾルシノールとヘキサメチレンテトラアミンとの剛化剤樹 脂を含む樹脂の通常の量は、全体として、約1から10phrを有し、最小の粘 着性付与剤が使用される場合には1phrであり、最小の剛化剤が使用される場 合には3phrである。こうした樹脂は、フェノールホルムアルデヒドタイプの 樹脂と呼ばれることがあってもよい。加工助剤の通常の量は、約4から約10. 0phrである。シリカを使用する場合には、シリカの通常の量は、約5から約 50phrを有するが、約5から約15phrが望ましく、シリカカップリング 剤を使用する場合には、シリカカップリング剤の量は、シリカの部毎に約0.0 5から約0.25部である。代表的なシリカは、例えば、水和非晶質シリカであ ってもよい。代表的なカップリング剤は、例えば、ビス−(3−トリエトキシ− シリルプロピル)テトラスルフィド、ビス−(3−トリメトキシ−シリルプロピ ル)テトラスルフィド、およびDeGussa,AG.から市販されているビス −(3−トリメトキシ−シリルプロピル)テトラスルフィドグラフトシリカのよ うな、二官能硫黄含有オルガノシランであってもよい。酸化防止剤の通常の量は 1から約5phrを有する。代表的な酸化防止剤は、例えば、Vanderbi lt Rubber Handbook (1978),p.344−346に記 載されているようなジフェニル−p−フェニレンジアミン等であってよい。適し たオゾン劣化防止剤とワックス、特に微晶質ワックスは、Vanderbilt Rubber Handbook (1978),p.346−347に記載さ れているタイプであってよい。オゾン劣化防止剤の通常の量は、1から約5ph rを有する。ステアリン酸および/またはタル油脂肪酸の通常の量は、約1から 約3phrを有していてもよい。酸化亜鉛の通常の量は約2から約8または10 phrまでを有している。ワックスの通常の量は1から約5phrを有している 。しゃく解剤の通常の量は0.1から約1phrを有している。上記添加剤の存 在と相対量は、タイヤトレッド中で加硫組成物として特定の樹脂ブレンドを使用 することに主として係わる本発明の一側面ではない。 加硫は、硫黄加硫剤の存在下で行われる。適した硫黄加硫剤の例は、元素硫黄 (遊離硫黄)、または、例えば二硫化アミン、ポリマーポリスルフィド、もしく は、サルファーオレフィンアダクトのような硫黄供与加硫剤を含む。硫黄加硫剤 が元素硫黄であることが好ましい。当業者には公知のように、硫黄加硫剤が約0 .5から約8phrの範囲内の量で使用され、3から約5phrの範囲が、本発 明での使用に望ましい剛性ゴムにとって好ましい。 加硫のために必要な時間および/または温度を制御するために、かつ、加硫ゴ ムの特性を改善するために、加硫促進剤が使用される。1つの実施形態では、単 一の加硫促進剤系、すなわち、一次促進剤が使用されてもよい。従来においては 、一次促進剤が、約0.5から約3phrの範囲内の量で使用されている。他の 実施形態では、加硫ゴムを活性化して特性を改善するために、2つ以上の加硫促 進剤の組合せが使用され、この組合せでは、一次促進剤が、一般的に、より多い 量(0.5から約2phr)で使用され、かつ、二次促進剤がより少ない量(0 .05から0.50phr)で使用される。こうした加硫促進剤の組合せが、硫 黄硬化ゴムの最終的な特性の相乗効果を生じさせることが歴史的に知られており 、こうした加硫促進剤の組合せを使用して調製される加硫硬化ゴムが、どちらか 一方の加硫促進剤だけを使用して生産される加硫硬化ゴムよりも幾分か優れてい る場合が多い。これに加えて、通常の加工温度では作用の度合いが低いが通常の 加硫温度では十分な効果を生じさせる遅延作用加硫促進剤が使用されてもよい。 加硫促進剤の代表的な例は、アミン、ジスルフィド、グアニジン、チオ尿素、チ アゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバマート、およびキサント ゲン酸塩を含む。一次促進剤がスルフェンアミドであることが好ましい。二次促 進剤が使用される時には、第2のスルフェンアミド促進剤が使用されてもよいが 、二次促進剤が、グアニジン、ジチオカルバマート、または、チウラム化合物で あることが好ましい。本発明の実施においては、高剛性ゴムを得るために、1つ の、場合によっては2つまたは3つ以上の促進剤を使用することが好ましい。 当業者には容易に明らかである様々な方法によって、タイヤが組み立てられ、 付形され、成形され、硬化させられることが可能である。 上記のように、試験用タイヤ10と従来技術のタイヤ100とが、従来技術の 特許に開示されている通りのプライ被覆とインサートとの物理的特性を使用して 形成される。本発明のタイヤ10は、填材42,46および48とプライ38の ためのプライ被覆とが各々に異り、必要とされる所望の乗り心地と操縦性能とラ ンフラット性能とが実現されるように選択されるように、広範囲の様々な物理的 特性の材料が使用されることを想定している。言い換えれば、設計者は、所望の タイヤ性能を得るために、上記材料を個別に選択的に調整することが可能である 。 実施例1 表1に例示されている特性に当てはまる特性を有するゴム組成物の典型的な例 であることが意図されている、以下のゴム組成物がもたらされる。 ゴム組成物は、従来通りのゴム混合プロセスによって調製および混合され、こ れらの組成物は、填材42および46と、1または2以上のプライ38および8 0のための1つまたは複数のプライ被覆としての使用が想定されてよいゴム組成 物の代表例である、表2に示されている材料で構成されている。各材料に関して 示されている量は、この実施例の例示のために端数が丸められている。 全体として約5部でありかつ各々が少なくとも1部である従来通りの量のゴム 加工油とタル油脂肪酸と、従来通りの量の劣化防止剤と、従来通りの約6phr の主としてフェノールホルムアルデヒドタイプの粘着性付与樹脂および剛化剤と 、従来通りの量のシリカと、従来通りの量のカップリング剤とが、プライ被覆サ ンプルの場合には2つの促進剤と共に使用され、一方、填材ゴム組成物サンプル の場合には1つの促進剤と共に使用される。 1. cis−1,4−ポリイソプレン タイプ 2. イソプレン対ブタジエンの比が約1:1であるコポリマー 3. 高cis−1,4−ポリブタジエンゴム これらのゴム組成物が、成形され、約150℃で約20分間硬化させられる。 本発明の実施においては、インサート42および46の片方または両方のため のゴム組成物と、1または2以上のプライ38および40の1つまたは複数のプ ライ被覆のためのゴム組成物とが、比較的非常に剛性が高く、適度な硬さを有し 、かつ、低いヒステリシスを有することが重要であると考えられる。 さらに、填材42および46用のゴム組成物が、プライ38およびインサート 80のプライ被覆のためのゴム組成物に比べて、わずかに剛性が高く、かつ、わ ずかに硬さが高いということと、両方のゴム組成物が比較的低いヒステリシスを 有するということとが、一般に望ましい。 表1に示されているゴム組成物の物理的特性が単に例示のためであるというこ とと、その結果得られるタイヤ構成要素(填材とプライ)の寸法(厚さを含む) を、タイヤサイドウォールとカーカスの総合的な剛性と寸法安定性とに寄与する 要因として考慮に入れる必要があるということとを理解することが重要である。 填材42および46用ゴム組成物は織物補強プライの一部ではないので、さら には、填材42および46用ゴム組成物の剛性特性を最大化することが望ましい ので、填材42および46用のゴム組成物の剛性が上記プライ被覆用ゴム組成物 の剛性よりも幾分か高いということが重要であると考えられる。 上記織物補強プライが薄い寸法を有するのに対して上記填材が分厚いので、上 記填材用のゴム組成物のヒステリシスすなわちE"および発熱値が、上記1つま たは複数のプライ被覆のためのゴム組成物のヒステリシスおよび発熱値よりも幾 分か低いことが望ましい。 硬質のゴムチェーファー部分60を備えることによって、特に非膨張状態での タイヤの使用中に、リムフランジに隣接するカーカス構造30の半径方向外側の 下部ビード領域内のタイヤの摩擦が、最小限に抑えられ得る。 図7では、コード補強材52,53がビードコア26Aで置き換えられること が可能であるということを除いて図2Aおよび2Bに示されているサイドウォー ル構造と同一である、サイドウォール構造が示されている。ビードコア26Aは 、ビード基部の横方向外方に突き出ており、かつ、タイヤ10が装着されること になっている設計リムフランジの上方に半径方向外方に延びている、半径方向外 側三角形部分を有する。このビードコア26Aは、横方向剛性を下部サイドウォ ール20にもたらし操縦性を向上させると同時に、コード補強材を不要にする。 あるいは、追加の支持が必要とされる場合には、補強材52,53とビードコア 26Aとの組合せが使用されることが可能である。 図8では、コード補強材52,53が1つまたは2つ以上のバイアスコード補 強部材70によって置き換えられており、この部材70は、一般的に、ビードコ ア26の周囲に巻き付けられている「フリッパー」と呼ばれ、補強剤が用いられ ていれば補強材52,53が終端するであろう箇所に対して半径方向に同じ距離 に位置している端部へ填材46の両側上を半径方向外方に延びている。この単一 の構成要素が、好ましい実施形態の図2に示されている構成要素の個数を1個減 少させる。フリッパー70は、補強材52,53に関して説明した材料と同じ材 料のコードで作られており、かつ同様に、好ましくは約45°に方向付けられて いるバイアス方向付けコードとずれた端部とを複数のフリッパー70が用いられ るときに有することが好ましい。 上記の全ての実施形態の重要な特徴は、インサート42,46,80がベルト に接近するにつれてそのインサートの断面厚さがその個々の端部へと急激に減少 していくように、インサート42,46,80の半径方向外側端部の断面が先細 でなければならず、その端部が互い違いになっており、ベルト構造36の側方端 部から軸方向内方にベルト幅の5%から25%の範囲内で両方とも終端すること が最も好ましいということである。インサート42,46が過剰に早く終端させ られる場合には、ランフラット性能が低下させられる。インサートが内方に過剰 に遠くに延びる場合には、または、横断面厚さが過剰に大きい場合には、転がり 抵抗が悪影響を受ける。したがって、インサートの端部が互い違いになっており 、かつ、ベルト幅の5%から15%の範囲内で終端することが最も好ましい。さ らに、これに加えて、折り返し32がインサート46の端部に延びていることが 重要であると考えられる。 試験タイヤは、ビードコアへ延びる単一の合成物用のインサート46を有する 図2Bに示した構造および図1の従来技術のタイヤを用いて作られている。全て の構成材料は、対称標準タイヤの組み合わせアペックス48および第2のプライ 40が、その代わりにインサート42および延長された折り返し32が用いられ ている試験タイヤで用いられていないことを除いて、同じである。 対称標準タイヤは従来技術のタイヤであり、試験タイヤは図2Bに示されてい るものである。これらのタイヤは、P225/50R17サイズおよびP245 /50R17サイズのものである。 その結果は、試験タイヤが、対称標準タイヤに対して、わずかに低くしたがっ てよりよい転がり抵抗、低減された重量、わずかに改善された操作性、および実 質的に等しいランフラット性能を有することを示した。図2BのP225/50 R17サイズの試験タイヤは、空気抜きで、タイヤつぶれを引き起こすのに十分 な材料劣化の徴候もなく、実験室での試験で400マイルを走行した。P245 /50R17タイヤのランフラット試験の実験データは、実質的に対称標準タイ ヤと同じである約110マイルの総走行マイル数を示した。この創作性のあるタ イヤは、さらに重量が低減されることが可能であった。結果として生じる効果は 、製造コストが著しく低減する点においてこのタイヤが意にかなう代用品である ことであった。 上記では特定の代表的な実施形態とその詳細とが、本発明の例示のために示さ れたが、本発明の思想と範囲とから逸脱することなしに様々な変形と変更とが上 記実施形態に加えられてよいということが、当業者には明らかであろう。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年5月6日(1999.5.6) 【補正内容】 請求の範囲 1. トレッド(12)と、ベルト構造(36)と、前記トレッド(12)お よび前記ベルト構造(36)の半径方向内方のカーカス(30)とを有し、該カ ーカス(30)が1対のサイドウォール構造(20)、一方のビードコア(26 )が各サイドウォール構造内(20)にある1対の非伸長性ビードコア(26) を有するタイヤ(10)が、 1対の折り返し端部(32)を有し、各折り返し端部(32)がビードコア( 26)の周りに巻き付けられかつ終端部(33)へ半径方向外方に延びている、 ビードコア(26)から反対側のビードコア(26)へ延びている少なくとも1 つのプライ(38)と、一方の第1のインサート(42)が各サイドウォール構 造(20)内の前記少なくとも1つのプライ(38)の半径方向内方にある1対 の第1のインサート(42)と、一方の第2のインサート(46)が前記少なく とも1つのプライ(38)と各サイドウォール構造(29)内の前記折り返し端 部(32)との間に配置されている1対の第2のインサート(46)とを有し、 前記タイヤが、 前記終端部(33)が前記ベルト構造(36)の下方にあり、前記第2のイン サート(46)が各サイドウォール構造(20)内の前記補強ベルト構造(36 )の下へ半径方向に延びていることを特徴とするタイヤ。 2. 前記第1および第2のインサート(42,46)がエラストマー性であ る請求項1に記載のタイヤ(10)。 3. 前記エラストマー性の第2のインサート(46)が補強コード(41, 43)をさらに有している請求項2に記載のタイヤ(10)。 4. 前記エラストマー性の第2のインサート(46)が、該インサート(4 6)内に埋め込まれかつ概ね半径方向に向けられた短繊維(82)をさらに有し ている請求項2に記載のタイヤ(10)。 5. 前記少なくとも1つのプライ(38)の前記コード(41)が、前記イ ンサート(46)の前記コード(41,43)と異なる弾性係数Eを有している 請求項3に記載のタイヤ(10)。 6. 前記少なくとも1つのプライ(38)と各サイドウォール構造(20) 内の前記ビードコア(26)の上方の前記折り返し(32)との間に配置された バイアスコード補強構造(54,70)によってさらに特徴付けられている請求 項1に記載のタイヤ(10)。 7. 前記バイアスコード補強構造が、実質的に同じであるが互いに逆に向け られたコードを有するコード補強要素(52,53)の2つのストリップを有し 、該2つのストリップ(52,53)が前記折り返し(32)と前記インサート (46)との間に配置されている、請求項6に記載のタイヤ(10)。 8. 前記バイアスコード補強構造が、前記ビードコア(26)の周りを巻き 込んでいる前記少なくとも1つのプライ(38)に隣接しかつその半径方向外方 の前記ビードコア(36)の上方から延び、かつ半径方向外方に前記折り返し( 32)および前記第2のインサート(46)に隣接して延びる単一のストリップ (70)である、請求項6に記載のタイヤ(10)。 9. 前記第2のインサート(46)が2または3以上の異なるエラストマー 性の材料で作られ、インサート部分(46)がアペックス部分(48)の半径方 向外方にある、請求項2に記載のタイヤ(10)。 10. 前記ビードコア(26A)が、前記タイヤ(10)が取り付けられる リムフランジ構造の半径方向上方に延びる半径方向外側の三角部を持つ断面を有 する、請求項2に記載のタイヤ(10)。 11. 1対の折り返し端部(32)を有し、各折り返し端部(32)がビー ドコアの周りに巻き付けられかつ端部(33)へ半径方向外方に延びており、該 端部が断面高さ(h)の少なくとも40%の半径方向の高さにある前記少なくと も1つのプライ(38)と、 一方の第1のインサート(42)が各サイドウォール構造(20)内の前記少 なくとも1つのプライ(38)の半径方向内方にある1対の第1のインサート( 42)と、 一方の第2のインサート(46)が前記少なくとも1つのプライ(38)と各 サイドウォール構造(29)内の前記折り返し端部(32)との間に配置されて いる1対の第2のインサート(46)とが変更され、 前記インサート(46)が前記ビードコア(26)から各サイドウォール構造 (29)内の前記ベルト構造(36)の下方へ延び、前記インサート(46)が コード補強されていることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ(10)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW (72)発明者 ベック、ジョン、ジェーンズ、ジュニア アメリカ合衆国 73505 オクラホマ州 ロートン ゲイロード 601 (72)発明者 オアー、トーマス、リード アメリカ合衆国 44260 オハイオ州 サ フィールド スウォーツ ロード 1901 (72)発明者 ダンシー、ジョセフ、ガナ アメリカ合衆国 44720 オハイオ州 ノ ース カントン エヌ.ダブリュ. ブレ ッチレイ アヴェニュー 9295

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. トレッドと、ベルト構造と、前記トレッドおよび前記ベルト構造の半径 方向内方のカーカスとを有するタイヤにおいて、前記カーカスが1対のサイドウ ォール構造、 一方のビードコアが各サイドウォール構造内にある1対の非伸長性ビードコア を有し、前記タイヤが、 1対の折り返し端部を有し、各折り返し端部がビードコアの周りに巻き付けら れかつ端部へ半径方向外方へ延びており、該端部が前記ベルト構造の下方にある 、ビードコアから反対側のビードコアへ延びている少なくとも1つのプライと、 一方の第1のインサートが各サイドウォール構造内の前記少なくとも1つのプ ライの半径方向内方にある1対の第1のインサートと、 一方の第2のインサートが前記少なくとも1つのプライと各サイドウォール構 造内の前記折り返し端部との間に配置されている1対の第2のインサートとによ って特徴付けられているタイヤ。 2. 前記第1および第2のインサートがエラストマー性である請求項1に記 載のタイヤ。 3. エラストマー性の第2のインサートが補強コードをさらに有している請 求項2に記載のタイヤ。 4. エラストマー性の第2のインサートが、該インサート内に埋め込まれか つ概ね半径方向に向けられた短繊維をさらに有している請求項2に記載のタイヤ 。 5. 前記少なくとも1つのプライの前記コードが、前記インサートの前記コ ードと異なる弾性係数Eを有している請求項3に記載のタイヤ。 6. 前記少なくとも1つのプライと各サイドウォール構造内の前記ビードコ アの上方の前記折り返しとの間に配置されたバイアスコード補強構造によってさ らに特徴付けられている請求項1に記載のタイヤ。 7. 前記バイアスコード補強構造が、実質的に同じであるが互いに逆に向け られたコードを有するコード補強要素の2つのストリップを有し、該2つのスト リップが前記折り返しと前記インサートとの間に配置されている、請求項6に記 載のタイヤ。 8. 前記バイアスコード補強構造が、前記ビードコアの周りを巻き込んでい る前記少なくとも1つのプライに隣接しかつその半径方向外方の前記ビードコア の上方から延び、かつ半径方向外方に前記折り返しおよび前記第2のインサート に隣接して延びる単一のストリップである、請求項6に記載のタイヤ。 9. 前記コードが、合成コードであり、半径方向に対して約45°の角度に 向けられている請求項6に記載のタイヤ。 10. 前記ビードコアが、前記タイヤが取り付けられるリムフランジ構造の 半径方向上方に延びる半径方向外側の三角部を持つ断面を有する、請求項1に記 載の空気入りタイヤ。 11. 0.8以下のアスペクト比と断面高さ(h)とを有し、トレッドと、 ベルト構造と、前記トレッドおよび前記ベルト構造の半径方向内方のカーカスと を有するタイヤにおいて、前記カーカスが、 1対のサイドウォール構造と、一方のビードコアが各サイドウォール構造内に ある1対の非伸長性ビードコアとを有し、前記タイヤが、 1対の折り返し端部を有し、各折り返し端部がビードコアの周りに巻き付けら れかつ端部へ半径方向外方へ延びており、該端部が前記断面高さ(h)の少なく とも40%の半径方向の高さにある、ビードコアから反対側のビードコアへ延び ている少なくとも1つのプライと、 一方の第1のインサートが各サイドウォール構造内の前記少なくとも1つのプ ライの半径方向内方にある1対の第1のインサートと、 一方のビード填材が前記少なくとも1つのプライと各サイドウォール構造内の 前記折り返し端部との間に配置されている1対の填材とによって特徴付けられて いるタイヤ。 12. 前記第1のインサートおよび前記ビード填材がエラストマー性である 請求項11に記載のタイヤ。 13. エラストマー性の第1のインサートが補強コードをさらに有している 請求項12に記載のタイヤ。 14. エラストマー性の第1のインサートが、該インサート内に埋め込まれ かつ概ね半径方向に向けられた短繊維をさらに有している請求項12に記載のタ イヤ。 15. 前記少なくとも1つのプライの前記コードが、前記インサートの前記 コードと異なる弾性係数Eを有している請求項13に記載のタイヤ。 16. 前記少なくとも1つのプライと各サイドウォール構造内の前記ビード コアの上方の前記折り返しとの間に配置されたバイアスコード補強構造によって さらに特徴付けられている請求項11に記載のタイヤ。 17. 前記バイアスコード補強構造が、実質的に同じであるが互いに逆に向 けられたコードを有するコード補強要素の2つのストリップを有し、該2つのス トリップが前記折り返しと前記ビード填材との間に配置されている、請求項16 に記載のタイヤ。 18. 前記バイアスコード補強構造が、前記ビードコアの周りを巻き込んで いる前記少なくとも1つのプライに隣接しかつその半径方向外方の前記ビードコ アの上方から延び、かつ半径方向外方に前記折り返しおよび前記第2のインサー トに隣接して延びる単一のストリップである、請求項16に記載のタイヤ。 19. 前記コードが、合成コードであり、半径方向に対して約45°の角度 に向けられている請求項16に記載のタイヤ。 20. 前記ビードコアが、前記タイヤが取り付けられるリムフランジ構造の 半径方向上方に延びる半径方向外側の三角部を持つ断面を有する、請求項11に 記載の空気入りタイヤ。
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