(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向トレッド（２０５，３０５，４０５，５０５）を有するタイヤ（２００，３００，４００，５００、６００）であって、
前記周方向トレッド（２０５，３０５，４０５，５０５）に形成された複数の周方向溝（２１５，３１５，４１５，５１５）であって、少なくとも第一の周方向溝（２１５ａ、３１５ａ、４１５ａ、５１５ａ）と第二の周方向溝（２１５ｂ、３１５ｂ、４１５ｂ、５１５ｂ）を有した複数の周方向溝と、
前記複数の周方向溝（２１５，３１５，４１５，５１５）によって少なくとも部分的に形成された複数の周方向リブ（２１０，３１０，４１０，５１０）であって、少なくとも第一の周方向リブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）と、第二の周方向リブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）と、第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）とから成る複数の周方向リブ（２１０，３１０，４１０，５１０）と、
前記第一の周方向リブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）に形成された第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）と、
前記第二の周方向リブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）に形成された第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）であって、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）の合計数が、前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）の合計数と異なっている第二の複数のラグと、
前記第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）に形成された第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）と、を備えることを特徴とするタイヤであって、前記第一の周方向リブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）は、第一の周方向せん断剛性を有し、前記第二の周方向リブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）は、前記第一の周方向せん断剛性の５パーセント以内である第二の周方向せん断剛性を有し、前記第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）は、前記第一の周方向せん断剛性の５パーセント以内であり、かつ、前記第二の周方向せん断剛性の５パーセント以内である第三の周方向せん断剛性を有することを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）の少なくとも一部が第一の長さを有し、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）の少なくとも一部が前記第一の長さとは異なる第二の長さを有することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００、６００）。
【請求項３】
前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）のそれぞれが前記第一の長さを有し、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）のそれぞれが、第二の長さを有することを特徴とする、請求項２に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項４】
前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）の少なくとも一部が第一の幾何学的形状を有し、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）の少なくとも一部が、前記第一の幾何学的形状とは異なる第二の幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００、６００）。
【請求項５】
前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）のそれぞれが、前記第一の幾何学的形状を有し、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）のそれぞれが、前記第二の幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項４に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項６】
前記第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）の少なくとも一部が、前記第一の幾何学的形状とは異なり、かつ、前記第二の幾何学的形状とも異なる第三の幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項４に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００、６００）。
【請求項７】
前記第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）の合計数が、前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）の合計数とは異なることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項８】
周方向トレッド（２０５、３０５、４０５、５０５）と、
前記周方向トレッド（２０５、３０５、４０５、５０５）に形成され、第一の周方向リブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）と第二の周方向リブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）と第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）とを含む少なくとも３つの周方向リブを少なくとも部分的に限定する、少なくとも２個の周方向溝（２１５、３１５、４１５、５１５）と、
前記第一の周方向リブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）に形成され、少なくとも一部に第一の幾何学的形状を有する、第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）と、
前記第二の周方向リブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）に形成され、少なくとも一部に、前記第一の幾何学的形状とは異なる第二の幾何学的形状を有する第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）と、
前記第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）に形成された第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）と、を備え、
前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）の合計数が、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）の合計数とは異なり、
前記第一の周方向リブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）が第一の周方向せん断剛性を有し、前記第二の周方向リブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）が、前記第一の周方向せん断剛性の５パーセント以内である第二の周方向せん断剛性を有し、かつ、前記第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）は、前記第一の周方向せん断剛性の５パーセント以内であり、かつ、前記第二の周方向せん断剛性の５パーセント以内である第三の周方向せん断剛性を有することを特徴とするタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項９】
前記第二の周方向せん断剛性が、前記第一の周方向せん断剛性の３パーセント以内であることを特徴とする、請求項８に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１０】
前記第二の周方向せん断剛性が、前記第一の周方向せん断剛性の１パーセント以内であることを特徴とする、請求項８に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１１】
前記第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）の少なくとも一部が、前記第一の幾何学的形状とは異なり、かつ、前記第二の幾何学的形状とも異なる第三の幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項８に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１２】
前記第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）のラグの合計数が、前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）のラグの合計数とは異なり、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）のラグの合計数とも異なることを特徴とする、請求項１１に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１３】
第一の周方向せん断剛性を有する第一のリブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）であって、第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）を有し、前記第一の複数のラグ（２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ）の少なくとも一部は、第一の長さを有している、第一のリブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）と、
前記第一の周方向せん断剛性と等しい第二の周方向せん断剛性を有する第二のリブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）であって、前記第二のリブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）は第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）を有し、前記第二の複数のラグ（２２０ｂ、３２０ｂ、４２０ｂ、５２０ｂ）の少なくとも一部が前記第一の長さとは異なる第二の長さを有する、第二のリブと、
前記第一の周方向せん断剛性に等しく、かつ、前記第二の周方向せん断剛性に等しい第三の周方向せん断剛性を有する第三の周方向リブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）と、を備えるタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）であって、
前記第一のリブ（２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ）が前記第二のリブ（２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ）とは異なるラグの数を有することを特徴とするタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１４】
前記第二の周方向せん断剛性が、前記第一の周方向せん断剛性の５パーセント以内であることを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１５】
前記第三の周方向せん断剛性が前記第一の周方向せん断剛性の５パーセント以内であり、かつ、前記第二の周方向せん断剛性の５パーセント以内であることを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１６】
前記第三のリブ（２１０ｃ、３１０ｃ、４１０ｃ、５１０ｃ）が第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）を有し、前記第三の複数のラグ（２２０ｃ、３２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ）の少なくとも一部が前記第一の長さとは異なる第三の長さを有することを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【請求項１７】
前記第三の長さが、前記第二の長さと異なることを特徴とする、請求項１６に記載のタイヤ（２００，３００，４００，５００，６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、タイヤの設計方法に関する。更に具体的には、本出願は、剛性の変動を減少させるためのタイヤトレッドの設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ剛性は、所定量の荷重に対して生じるたわみの量、または、たわみ当たりの力である。タイヤ設計者は、サイドウオール、ショルダー、タイヤトレッドの剛性変動を含む、タイヤの異なる部分で剛性変動を生じるタイヤトレッドを設計している。剛性変動は、トレッド特性が変動する兆候である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
少なくとも２個の周方向リブが、少なくとも１個の周方向溝によってアンロックされている周方向に連続した溝で分離された、複数の周方向リブを備えたタイヤトレッドを有するタイヤの設計方法を提供する。本設計方法は、少なくとも２個の周方向リブのそれぞれにおけるラグを設計し、各リブの周方向せん断剛性と単位長当たりの周方向せん断剛性を求める工程を含んでよい。更に、本タイヤ設計方法は、理想的なリブ剛性、最適なリブ剛性、および、少なくとも２個の周方向リブそれぞれに対応する理想的なラグの数、及び最適なラグの数を求める工程を含んでもよい。一実施例において、本タイヤ設計方法は、各リブにおけるラグの数が、本タイヤ設計方法によって求められた最適なラグの数と等しくなるように、タイヤ設計を変更する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
添付図面で、タイヤトレッドの設計方法の実施例を例示し、以下で、本設計方法の様々な実施例を詳細に説明する。当業者には、一つの工程が、複数の工程として設計できたり、複数の工程が、一つの工程として設計できることは理解されよう。
【０００５】
更に、添付図面と以下の説明において、類似の部分は、同じ参照符号が付されている。一部の図では、特定部分は一定の比例に応じて図示されたものではなく、説明の便宜上、拡大して表示されている。
【図１Ａ】タイヤのトレッドの一部分の平面図を示す。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ線に沿ったタイヤトレッドの断面図を示す。
【図２】別のタイヤのトレッドの一部分の平面図を示す。
【図３】別のタイヤのトレッドの一部分の平面図を示す。
【図４】更に別のタイヤのトレッドの一部分の平面図を示す。
【図５】更に別のタイヤのトレッドの一部分の平面図を示す。
【図６Ａ】路面上のタイヤの側面図を示す。
【図６Ｂ】周方向せん断剛性の設計に用いる図６Ａに示されているタイヤのラグの側面図の自由体図の拡大図を示す。
【図７】釣り合いの取れたリブ剛性を有するタイヤの設計方法の一実施例のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の理解を助けるために、以下で、用語を定義する。これらの定義には、様々な例、および／または、用語の適用範囲内にあって、実施の際に使用する構成部品の形態が含まれる。これらの例は、限定的なものではない。用語が、単一または複数の形でこれらの定義に含まれることがある。
【０００７】
「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行な方向を意味する。
【０００８】
「周方向の」および「周方向に」は、回転軸から一定の半径にあるタイヤ表面の外周に沿って延伸する方向を意味する。
【０００９】
「赤道面」は、タイヤの回転軸に垂直で、タイヤのトレッドの中心を通過する面を意味する。
【００１０】
「フットプリント」は、地面に接触するタイヤのトレッドの領域を意味する。
【００１１】
「横方向の」は、一つのサイドウオールからもう一つのサイドウオールに向かうタイヤのトレッドに沿った方向を意味する。
【００１２】
「モデリング」は、紙面またはコンピュータ画面上での、タイヤ設計、および、寸法、材料特性、及び有限要素解析を含む標準的モデリングの適用等を含むがこれらに限定されない、設計に関連した属性の図の作成を意味する。
【００１３】
「半径方向の」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸に垂直な方向を意味する。
【００１４】
「サイドウオール」は、トレッドのフットプリントとビードの間のタイヤの部分を意味する。従って、サイドウオールは、上記で定義されているバットレス部を含む。
【００１５】
「タイヤ設計者」は、少なくとも次のいずれかを意味する。技師、技術者、設計者、コンサルタント、マネージャ、タイヤのモデリング訓練の経験者、コンピュータ、および、コンピュータ・プログラム。
【００１６】
「トレッド」は、通常の空気が注入されて荷重が加わった状態で、路面に接触するタイヤの部分を意味する。
【００１７】
図１Ａは、トレッド１０５を備えたタイヤ１００の平面図の概略図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ-Ａ線に沿った、水平面、例えば、路面上のタイヤトレッド１０５の断面を示す。図１Ａでは、更に、タイヤ１００は少なくとも１個の周方向溝１１５により横方向に分離された少なくとも２個の周方向リブ１１０を有する。前記少なくとも２個の周方向リブ１１０は、それぞれ、連続したラグ１２０を有し、各ラグ１２０は、横方向溝１２５によって、同じ周方向リブ１１０内で別のラグから分離されている。前記少なくとも２個の周方向リブ１１０のそれぞれにある前記連続したラグ１２０は、アンロックされた関係にあり、従って、各ラグの隣接する横方向縁部１３０の間の少なくとも１個の周方向溝１１５ａ‐ｄには、周方向に連続したウインドウ１３５ａ−ｄ（図１ｂを参照。ウインドウの軸長は、図１Ａで点線で表されている)がある。換言すると、少なくとも１個の周方向溝１１５と、各リブの隣接する横方向縁部１３０と、水平面とによって形成される、周方向に連続したウインドウ１３５がある。
【００１８】
図１Ａでは、前記少なくとも２個の周方向リブ１１０は、５個の周方向リブ１１０ａ−ｅを有し、各周方向リブは、タイヤ１００の周辺に同じ数のラグ１２０ａ−ｅと同じ数の横方向溝１２５を有する。各ラグ１２０ａ−ｅは、同じ周方向の長さを有し、各リブ１１０ａ‐ｅの幅は、ほぼ同じである。別の実施例においては、各リブ１１０ａ−ｅの幅とラグ１２０ａ−ｅの数は異なる。４個の周方向溝１１５ａ−ｄは、５個の周方向リブ１１０ａ−ｅを分離する。例えば、周方向溝１１５ａは、周方向リブ１１０ａを周方向リブ１１０ｂから横方向に分離し、周方向１１５ｂは、周方向リブ１１０ｂを周方向リブ１１０ｃから横方向に分離する。
【００１９】
図２は、釣り合いの取れたリブ剛性設計方法を適用する前の、例示のタイヤの実証に用いられるトレッド２０５を備えたタイヤ２００の平面図を示す。タイヤ２００は、少なくとも１個の周方向溝２１５によって横方向に分離された少なくとも２個の周方向リブ２１０を有する。前記少なくとも２個の周方向リブ２１０の各リブは、連続したラグ２２０から成り、各ラグ２２０は、横方向溝２２５によって、同じ周方向リブ２１０において別のラグから分離されている。前記少なくとも２個の周方向リブ２１０のそれぞれにある、連続したラグ２２０は、アンロックされた関係にあり、従って、各リブの隣接する横方向縁部２３０間の少なくとも１個の周方向溝２１５には、周方向に連続したウインドウ（ウインドウの軸長は、点線で表されている）がある。図示の実施例において、前記少なくとも２個の周方向リブ２１０は、それぞれ、異なる数のラグ２２０ａ−ｅを有する５個の周方向リブ２１０ａ−ｅを含む。更に、ラグ２２０ａ−ｅは、それぞれ、異なる円周長、異なる円周幅、異なる形状を有することがある。４個の周方向溝２１５ａ−ｄは、５個の周方向リブ２１０ａ−ｅを分離している。例えば、周方向溝２１５ａは、周方向リブ２１０ａを周方向リブ２１０ｂから横方向に分離し、周方向溝２１５ｂは、周方向リブ２１０ｂを周方向リブ２１０ｃから横方向に分離している。
【００２０】
図３は、釣りあいのとれたリブ剛性を有する実施例のタイヤの実証に用いるトレッド３０５を備えたタイヤ３００の平面図を示す。タイヤ３００は、下記の相違点以外は、図２のタイヤ２００とほぼ同じである。タイヤ３００は、図２の連続したラグ２２０の長さと比較して、変動する長さを有する連続したラグ３２０を有する。例えば、周方向リブ２１０ｂは、図２に示すタイヤの部分で約４個から約５個のラグ２２０ｂを有しており、周方向リブ３１０ｂは、図３に示すタイヤの同じ部分で約３個のラグ３２０ｂを有する。更に、周方向リブ２１０ｄは、図２に示すタイヤの部分で約５個からのラグ２２０ｄを有し、周方向リブ３１０ｄは、図３に示すタイヤの同じ部分で約３個のラグ３２０ｂを有する。
【００２１】
ラグ３２０は、どのような形状であってもよい。但し、異なる数のラグ３２０を有する２個の隣接する周方向リブ３１０の場合、これらのリブはアンロックされた関係にある。別の実施例（不表示）では、タイヤ３００は、図３で示された周方向リブ３１０より、増減された数の周方向リブ３１０を有する。更に別の実施例では、一つまたは複数の周方向リブ３１０は、周方向に連続していて、横方向溝３２５を有さなくてもよい。
【００２２】
タイヤ３００は、少なくとも１個の周方向溝３１５によって横方向に分離されている、少なくとも２個の周方向リブ３１０を有する。前記少なくとも２個の周方向リブ３１０の各リブは、一連のラグ３２０から成り、各ラグ３２０は、横方向溝３２５によって、同じ周方向リブ３１０の別のラグから分離されている。前記少なくとも２個の周方向リブ３１０のそれぞれにある一連のラグ３２０は、アンロックされた関係にあり、従って、各リブの隣接する横方向縁部３３０間の少なくとも１個の周方向溝３１５に周方向に連続したウインドウ（ウインドウの軸長は、点線間の軸方向距離として表示されている）がある。図示の実施例において、前記少なくとも２個の周方向リブ３１０は、それぞれ、異なる数のラグ３２０ａ‐ｅを有する５個の周方向リブ３１０ａ−ｅを有する。ラグ３２０ａ−ｅは、それぞれ、異なる円周長、異なる円周幅、異なる形状を有することができる。４個の周方向溝３１５ａ−ｄは、五個の周方向リブ３１０ａ‐ｅを分離する。例えば、周方向溝３１５ａは、周方向リブ３１０ａを周方向リブ３１０ｂから横方向に分離し、周方向溝３１５ｂは、周方向リブ３１０ｂを周方向リブ３１０ｃから横方向に分離する。
【００２３】
図４は、釣り合いのとれたリブ剛性設計方法をタイヤ設計に適用する前に別の例示的なタイヤを実証する、トレッド４０５を備えたタイヤ４００の上面図を示す。タイヤ４００は、少なくとも１個の周方向溝４１５によって横方向に分離されている、少なくとも２個の周方向リブ４１０を有する。前記少なくとも２個の周方向リブ４１０の各リブは、一連のラグ４２０から成り、各ラグ４２０は、横方向溝４２５によって、同じ周方向リブ４１０の別のラグから分離されている。
【００２４】
図示の実施例において、前記少なくとも２個の周方向リブ４１０は、それぞれ、異なる数のラグ４２０ａ−ｆを有する６個の周方向リブ４１０ａ−ｆを有する。ラグ４２０ａ−ｆは、それぞれ、異なる円周長と、異なる円周幅を有することができる。５個の周方向溝４１５ａ−ｅは、６個の周方向リブ４１０ａ−ｆを分離する。例えば、周方向溝４１５ａは、周方向リブ４１０ａを周方向リブ４１０ｂから横方向に分離し、周方向溝４１５ｂは、周方向リブ４１０ｂを周方向リブ４１０ｃから横方向に分離する。
【００２５】
前記少なくとも２個の周方向リブ４１０のそれぞれにある一連のラグ４２０は、周方向リブ４１０ｃと４１０ｄを除いて、アンロックされた関係にあり、従って、周方向溝４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｄ、４１５ｅによって形成された周方向に連続したウインドウ（ウインドウの軸長は、点線間の軸方向距離として表示されている）がある。周方向リブ４１０ｃと４１０ｄは、周方向リブ４１０ｃと４１０ｄおよび周方向溝４１５ｃの断面が周方向に連続したウインドウを形成していないので、ロックされた関係にある。
【００２６】
図５は、釣り合いのとれたリブ剛性を有するタイヤの実施例を示す、トレッド５０５を備えた別のタイヤの平面図である。タイヤ５００は、以下で説明する相違点を除いては、実質的に、図４のタイヤ４００と同じである。タイヤ５００は、図４の一連のラグ４２０の長さに比べて、変動する長さを有する連続したラグ５２０を有する。例えば、周方向リブ４１０ａは、図４で示すタイヤの部分に約５個のラグ４２０ａを有し、周方向リブ５１０ａは、図５に示すタイヤの同じ部分に約６個のラグ５２０ａを有する。更に、周方向リブ４１０ｆは、図４に示すタイヤの部分に約５個のラグ４２０ｆを有し、周方向リブ５１０ｆは、図５に示すタイヤの同じ部分にある約６個のラグ５２０ｆを有する。
【００２７】
タイヤ５００は、一連のラグ５２０を有する。ラグ５２０は、どのような形状でもよい。但し、異なる数のラグ５２０を有する２個の周方向リブ５１０の場合、各リブはアンロックされた関係にある。図示の実施例において、周方向リブ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｅ、５１０ｆがアンロックされた関係にあるので、前記少なくとも２個の周方向リブ５１０のうち２個は、アンロックされた関係にある。
【００２８】
少なくとも２個の周方向リブと少なくとも１個の周方向に連続した溝を有する特定のタイヤ、例えば、図２と図３に示すタイヤや図４と図５に示すタイヤの場合、タイヤ設計者は、タイヤ設計の中に、前記少なくとも２個の周方向リブそれぞれにある数のラグを含める。タイヤ設計者は、望ましい様々な性能特性または、美的特性に従って、各リブにおけるラグの数を選定する。次に、タイヤ設計者は、各リブの単一ラグを設計して、周方向のせん断剛性を求める。タイヤ設計者は、公知の設計技術、例えば、コンピュータ有限素子解析モデリング法を用いて、単一ラグの周方向せん断剛性を設計できる。
【００２９】
図６Ａは、半径がＲで、トルクＴで回転するタイヤの場合の、ラグ６２０を備えたタイヤ６００の路面上での概略側面図を示す。図６Ｂは、図６Ａで示すタイヤ６００のラグ６２０を横方向から見た自由体図の拡大図である。図６Ｂの拡大図において、タイヤ６００のトルクＴから生じるラグの力ＦＬは、反応的な路面力ＦＲと、その結果発生するラグのたわみ△を生じる。トルクＴで作動する半径Ｒのタイヤの場合、力Ｆは、タイヤの半径Ｒ当たりのトルクＴに等しい（Ｆ＝Ｔ／Ｒ）。図示の実施例において、反応的な路面力ＦＲとラグの力ＦＬは、異なる大きさで変動する対向的な力である。図では、周方向ラグのたわみ△は、最初のラグ位置（実線で示す）と２番目のラグ位置（点線で示す）との間のラグ位置の周方向の変化によって表されている。タイヤ設計者は、タイヤ６００の有限素子分析モデリングまたはその他のモデリング技術を用いて、反応的な路面力ＦＲ、ラグ力ＦＬ、およびそれらから得られるラグのたわみ△を求めて、周方向せん断剛性ＫＩを計算ができる。
【００３０】
各リブ（不表示）の長さＬを有する代表的なラグ６２０の場合、周方向せん断剛性は式（１）を用いて計算する。
【数１】
0005608733.tif 000002
【００３１】
図７は、釣り合いのとれたリブ剛性タイヤ設計法７００の一実施例のフローチャートを示す。釣り合いのとれたリブ剛性タイヤ設計法７００を用いるタイヤ設計者は、トレッド、サイドウオール、ビード部から成る、タイヤモデル（例えば、図２と図３に示すタイヤトレッドと、図４と図５に示すタイヤトレッドを備えたタイヤモデル）をモデリングする。タイヤ設計者は、トレッドに、少なくとも２個のアンロックされた周方向リブと少なくとも１個の周方向溝を含める。各周方向リブは、タイヤの周方向でいくつかの横方向溝によって分離された初期数のトレッドラグで構成されている（工程７０５）。
【００３２】
タイヤ設計者は、上記および図６に示すモデリング技術によって、各リブにおける単一リブの周方向せん断剛性ＫＬのモデリングを行う（工程７１０）。タイヤ設計者は、各周方向せん断剛性ＫＬを、各リブについてモデリングしたラグの長さＬで割って、各リブの単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮｘを計算する（工程７１５）。
【００３３】
タイヤ設計者は、式(2)に示すように、リブの剛性ＫＲＸが、リブｘｉ（iは、ｌからｎに等しい）におけるラグの数Ｎｘ当たりの平均的なリブ剛性ＫＡＶＧと略等しくなるように、各リブの剛性を一連のバネとしてモデリングし、リブ内の各ラグを一つのバネとして表す。
【数２】
0005608733.tif 000003
平均的なリブ剛性ＫＡＶＧは、式（３）に示すように、単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮｘに平均的なリブの長さＬＡＶＧを掛けた値に等しい。
【数３】
0005608733.tif 000004
この場合、式（４）に示すように、平均的なリブの長さＬＡＶＧは、ラグの数ＮＸ当たりのリブの周（直径のπ倍）に等しい。
【数４】
0005608733.tif 000005
【００３４】
式（２）、式（３）、式（４）を組みわせて、次の式が得られる。
【数５】
0005608733.tif 000006
この場合、Ｄは、タイヤの直径で、ＮＸは、所定のリブｘｉにおけるラグの数である。πは近似値を使用できる。
【００３５】
タイヤ設計者は、任意のリブを基準リブｘｏとして選び、基準リブｘｏにおけるラグ数Ｎｏを定める（工程７２０）。タイヤ設計者は、ＫＲｉ＝ＫＲｏとして、式（５）を使って、残りの各リブｘｉにおける理想的なラグ数（理想値Ｎｘ）を計算する。
【数６】
0005608733.tif 000007
【００３６】
次に、タイヤ設計者は、式（６）を解いてリブｘｉ１における理想的なラグ数Ｎｉを得て、次の式（７）に到達する。
【数７】
0005608733.tif 000008
この式では、リブｘｉは、基準リブｘｏを除いて、前記少なくとも２個の周方向リブの一つであり、ＫＲｉは、基準リブｘｏを除く任意のリブのうちの、前記少なくとも２個の周方向リブｘｉの１つの単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮＸに等しい。ＫＲｏは、基準リブｘｏの単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮｘであり、Ｎｏは、設計者が選択した、基準リブｘｏにおけるラグ数である。
【００３７】
ラグの理想的な数（理想はＮｉ）を求めたら、タイヤ設計者は、実際のタイヤは、各リブに整数のラグを有することから、理想値Ｎｉに最も近い整数のラグ数として、ラグの最適な数（最適は、Ｎｉ）を計算する（工程７３５）。例えば、理想値Ｎｉの端数が０．５未満、例えば０．４６６の場合、タイヤ設計者は、端数を切り捨てて、最も近い整数とする。理想値Ｎｉの端数が、０．５以上、例えば、０．６４９の場合、タイヤ設計者は、端数を切り上げて、最も近い整数とする。
【００３８】
上記の工程を、各リブが最適の数のラグ（最適は、Ｎｉ）を有するまで、残りのリブｘｉについて繰り返す（工程７４０、７４５、７２５、７３０、７３５）。このようにして、元のタイヤ設計は、最適なラグ数（最適は、Ｎｉ）を有するものに変更される。（工程７５０、７５５）。
【００３９】
一実施例においては、タイヤ設計者は、少なくとも２個のリブの最適なリブ剛性が、基準リブの最適な剛性の５％以内であるように、釣り合いのとれたリブ剛性タイヤ設計法７００を用いてタイヤ設計をモデリングできる。別の実施例においては、タイヤ設計者は、少なくとも２個のリブの最適なリブ剛性が、基準リブの最適な剛性の約３％以内又は約１％以内であるように、釣り合いのとれたリブ剛性タイヤ設計法７００を用いてタイヤ設計をモデリングできる。
【００４０】
表Ａと表Ｂは、タイヤ設計者が釣り合いのとれたリブ剛性タイヤ設計法７００を用いる場合の例を示すが、本発明の適用範囲または精神を制限するものと解釈されてはならない。表に示すように、本設計方法は、少なくとも２個の周方向リブと少なくとも１個の周方向溝を有する、いかなる直径のタイヤにも使用することができる。更に、本設計方法は、釣り合いのとれたタイヤ設計を行うにあたり、任意のリブ位置を基準リブｘｏとして用い、初期のリブＸｏについて任意のラグ数Ｎｏを用い、基準リブｘｏおよび残りの各リブについて任意の単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮｘを用いることができる。
【表１】
0005608733.tif 000009
【００４１】
上記の表Ａは、タイヤ設計者が釣り合いのとれたリブ剛性を有するタイヤを設計するための設計方法を用いる工程を示す表である。例えば、タイヤ設計者は、直径が５５７ミリで、少なくとも１個の周方向に連続した溝によってそれぞれ横方向に分離されていて、隣接するリブがアンロックされている、５個の周方向に連続したリブ（リブ１から５）を有するタイヤを選定する。タイヤ設計者は、釣り合いのとれたリブ剛性設計法７００を用いて、５個のリブを有するタイヤを設計し、各リブのラグに対して荷重Fを加えて各リブにおけるラグのモデリングを行い、ラグ当たりのたわみと周方向せん断剛性ＫＬを求める。この例では、各リブのラグに対して、約５０ニュートンから約２３０ニュートンの力が加えられ、各リブのモデリングされたラグの長さは、約１ミリ、各リブのモデリングされたラグのたわみは、約１ミリである。各リブについて、周方向せん断剛性ＫＬをモデリングされたラグの長さＬで割って単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮｘが求められる。次に、タイヤ設計者は、リブ１から５のうち、任意のリブ、この場合、３番のリブを最初のリブｘｏとして選び、理想的なラグの数Ｎｏを選択して、最適な剛性を求めることができる。最初にリブについては、最適なラグの数は、初期のラグの数７０と同じであり、３番のリブの周方向せん断剛性は、１７７Ｎ／ｍｍであって、これによって理想的な剛性 １７７Ｎ／ｍｍと、等しい最適の剛性が生じる。次に、タイヤ設計者は、２番目のリブｘｌ（ここでは、２番のリブ）を選択し、理想的なラグの数Ｉｄｅａｌ  Ｎｘ、最適なラグの数Ｏｐｔｉｍａｌ  Ｎｘ、２番目のリブの理想的な剛性と最適な剛性を求める。この設計モデルは、理想的な剛性１７７Ｎ／ｍｍと最適な剛性１７８．８Ｎ／ｍｍを有する４３．２個の理想的なラグと４３個の最適なラグを生成し、これにより２番目のリブの剛性は理想的な剛性から１．０６％引いたものとなる。次に、設計者は、残りのリブ（ｘ２、ｘ３、ｘ４）の計算を完了してタイヤ設計における各リブでほぼ同等な最適剛性を生じる、理想的で最適なラグ数を求める。上記の表から明らかなように、４番目のリブの３９個のラグ、2番目のリブの４３個のラグ、１番目のリブの６２個のラグ、３番目のリブの７０個のラグ、５番目のリブの７９個のラグを含む、各リブのラグ数は変動する。その結果、各リブの最適な剛性は、理想的な剛性に対して約０．２０％から約２．４５％変動する。
【表２】
0005608733.tif 000010
【００４２】
上記の表Ｂは、タイヤ設計者が本設計方法を用いて、釣り合いのとれたリブ剛性を有するタイヤを設計する工程を示す表である。例えば、タイヤ設計者は、直径が５５７ミリで、６個の周方向に連続したリブ（リブ１番から６番）を有するタイヤを選択する。この例では、３番目と４番目のリブが互いにロックされていて隣接するほかのリブとはアンロックされていることを除いて、各リブは少なくとも１個の周方向に連続した溝によって横方向に分離され、隣接したリブはアンロックされている。タイヤ設計者は、釣り合いのとれたリブ剛性設計方法７００を用いて、６個のリブを有するタイヤを設計し、各リブのラグに荷重Ｆを加えて各リブのラグのモデリングを行い、ラグ当たりのたわみと周方向せん断剛性ＫＬを求める。この例では、約８６ニュートンから約１４２ニュートンの力が各リブのラグに加えられ、各リブのモデリングされるラグの長さは、約１ｍｍで、各リブのモデリングされたラグのたわみは、約１ｍｍである。各リブについて、周方向せん断剛性ＫＬをモデリングされるラグの長さLで割って単位長当たりの周方向せん断剛性ＫＮｘを求める。タイヤ設計者は、リブ１番から６番までのうちの任意のリブ、この場合、３番目と４番目のリブを第一のリブｘｏとして選択する（これらの２個のリブは、ロックされた関係にあるので、選択されている）、理想的なラグ数Ｎｏを選択し、これで最適な剛性を求めることができる。これらのリブについては、ラグの最適な数は、初期のラグ数７０と同じであり、３番目と４番目のリブの周方向せん断剛性は、９３Ｎ／ｍｍであって、理想的な剛性９３Ｎ／ｍｍと、等しい最適な剛性を生じる。タイヤ設計者は、次に、第二のリブｘｌ（ここでは、２番目のリブ）を選択し、理想的なラグ数Ｉｄｅａｌ  Ｎｘ、最適ラグ数Ｏｐｔｉｍａｌ  Ｎｘ、２番目のリブの理想的な剛性と最適な剛性を求める。この設計モデルは、理想的な剛性９３Ｎ／ｍｍと最適な剛性９３．８７Ｎ／ｍｍを備えた６７．３個の理想的なラグと６７個の最適なラグを作成する。従って、２番目のラグの剛性は、理想的な剛性とは０．９４％の差がある。タイヤ設計者は、次に、残りのリブ（ｘ２、ｘ３、ｘ４）についての計算を完了して、タイヤ設計における各リブでほぼ同等の最適な剛性を生じる理想的で最適なラグ数を求める。上記の表から明らかなように、２番目と５番目のリブの６７個のラグ、３番目と４番目のリブの７０個のラグ、１番目と６番目のリブの８６個のラグのように、各リブにおけるラグの数は変動する。その結果、各リブにおける最適な剛性は、理想的な剛性に対して約０．６６％から約０．９４％まで変動する。
【００４３】
用語「有する」または「有している」は、それが本明細書または請求項で使用されている範囲において、用語「構成されている」が、請求項において暫定的な言葉として使用されている時に解釈されるように、包含的な意味で解釈されるものとする。更に、用語「または」（例えば、ＡまたはＢ）は、それが使用されている範囲において、「Ａ」または「Ｂ」またはその両方であることを意味する。本出願者が、「ＡまたはＢのみで両方ではない」ということを表示したい場合、用語「ＡまたはＢのみで両方ではない」を使用する。従って、本書における用語「または」の使用は、包含的なものであり、排他的な使用ではない。Ｂｒｙａｎ  Ａ.  ＧａｒｎｅｒのＡ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｒｎ  Ｌｅｇａｌ  Ｕｓａｇｅ  ６２４  （２ｄ.  Ｅｄ.  １９９５）を参照。また、「において」または「の中に」という用語は、それが本明細書または請求項で使用されている範囲において、「の上」または「上に」という意味も有するものとする。更に、「接続する」という用語は、それが本明細書または請求項で使用されている範囲において、「直接に接続されている」という意味だけでなく、別の構成部品を介して接続されている場合などの「間接的に接続されている」ことも意味する。
【００４４】
本明細書は様々な実施例を示しており、またこれらの実施例が詳細に説明されているが、本出願者は、添付のクレームの範囲をこれらの実施例に制限または限定することを意図していない。当業者にとっては、更なる利点や変更が容易に思いつくであろう。従って、本発明は、その幅広い態様において、特定の明細、代表的な実施例、表示および記載されている実例に限定されるものではない。従って、本出願者の全体的な発明概念の精神または範囲を逸脱することなしに、かかる明細から逸脱してもよい。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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