(57)【要約】  ヒンジ効果に対して向上した耐性をもつ補強構造を有するタイヤが提供される。より具体的には、タイヤのクラウン部内に配置された補強構造を備えるタイヤが提供される。補強構造は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。補強構造を備えるタイヤの例示的実施形態が提供される。【選択図】図１
2014506546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向を画定し回転軸を有するタイヤであって、前記タイヤは
トレッドを有するクラウン部と、
前記クラウン部内に延在し前記トレッドの径方向に内方に配置される補強構造であって、前記補強構造は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する、補強構造と、
１対の軸方向に離間した環状ビード部と、
前記クラウン部のそれぞれの軸縁部とそれぞれの前記ビード部との間に径方向に延在するそれぞれのサイドウォールを備える、１対のサイドウォール部と、
前記ビード部の間に前記サイドウォール部を通って、また前記クラウン部を通って延在するカーカスプライであって、前記カーカスプライは、前記クラウン部内の前記補強バンドの径方向に内方に配置される、カーカスプライと、を備えるタイヤ。
【請求項２】
前記補強構造は、前記タイヤの前記回転軸を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントを備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記補強構造の前記フィラメントは、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された繊維を含む、請求項２に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記繊維は、約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれる、請求項３に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記補強構造は、前記径方向に沿って約１ｍｍ以上の厚さを有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記補強構造は、前記クラウン内に配置された支持バンドをさらに備え、前記支持バンドは、前記タイヤの前記回転軸を中心に巻かれた金属ケーブルの少なくとも１つのコイルを備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記補強構造の前記フィラメントは、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された繊維を含む、請求項６に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記繊維は、約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれる、請求項７に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記支持バンドは、少なくとも１つのフィラメントの前記層の径方向に外方に配置される、請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１０】
前記補強構造は、それぞれが前記回転軸を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントを有する、複数の層をさらに備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１１】
前記補強構造は複数の分離層をさらに備え、それぞれはゴム材料から構成され、それぞれの前記分離層は、少なくとも１つのフィラメントを有する層の間に配置される、請求項１０に記載のタイヤ。
【請求項１２】
それぞれが少なくとも１つのフィラメントを有する前記複数の層はまた、それぞれが前記径方向に沿って約１ｍｍ未満の厚さである、請求項１１に記載のタイヤ。
【請求項１３】
前記複数の分離層は、それぞれが約１ｍｍ未満の厚さである、請求項１０に記載のタイヤ。
【請求項１４】
前記補強構造の前記複数の層の前記フィラメントは、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された１つまたは複数の繊維を含む、請求項１０に記載のタイヤ。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の繊維は、約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれる、請求項１４に記載のタイヤ。
【請求項１６】
前記樹脂はビニールエステルまたはエポキシ樹脂である、請求項１５に記載のタイヤ。
【請求項１７】
前記タイヤは外周面を画定し、前記複数の層の少なくとも１つは、前記タイヤの前記外周面に対して約４５度の角度で配向される部分を備える、少なくとも１つのフィラメントを有する、請求項１０に記載のタイヤ。
【請求項１８】
前記補強構造は、前記径方向に沿って約１ｍｍ以上の厚さ、および前記クラウン部と実質的にほぼ同じ幅である前記軸方向に沿った幅を有する、請求項１に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラウン内に含まれた補強構造を有するタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラクター・トレーラー連結物などの重い商用トラックの応用において、タイヤの重量は、多量の質量および転がり抵抗を加える可能性がある。こうしたことは、たとえば、大きいサイズのタイヤならびに重い積荷を運ぶために必要な構造に、ある程度起因する。１０、１６、または１８個の車輪を有するトラクター・トレーラー連結物に対して、質量およびタイヤの転がり抵抗に関連する燃料消費は、非常に多い可能性がある。
【０００３】
ある種の重い商用トラックタイヤの応用に対する設計における多くの課題の１つは、「ヒンジ効果」と呼ばれる現象に関与する。作動中、タイヤのショルダーは、地面と接触せずに「ヒンジ」で動くことがあり、それによってより大きい逆偏向がタイヤの中心で可能になり、これにより剛性がより少なくなる。次いでより低い剛性がより高い転がり抵抗をもたらし、したがって燃料効率が低減される。加えて、タイヤの荷重支持力が低減される。通常、ヒンジ効果の範囲は、タイヤ幅が増加するにつれて増加する可能性がある。
【０００４】
またヒンジ効果は、接触面に対して好ましくない形状を提供する可能性がある。通常、最大荷重におけるヒンジ効果により、トレッドの中心に生じる接触はより短くなり、ショルダー上に生じる接触はより長くなる可能性がある。このような作用は、トレッド摩耗および転がり抵抗に悪影響を及ぼす。
【０００５】
また、ヒンジ効果は、荷重変動へのタイヤの感度を増加させる可能性がある。たとえば接触面において、ショルダーリブは、より小さい荷重に対してセンターリブより地面との接触が短いことに直面することがある。しかし、より大きい荷重では、ショルダーリブは、センターリブより地面との接触がはるかに長いことがある。また接触面の形状におけるこの変化は、過度のトレッド摩耗および増加した転がり抵抗を提供する可能性もある。
【０００６】
ヒンジ効果に対処する１つの手法は、タイヤのクラウン部内に数個の支持ベルトを提供することである。たとえば、様々な角度で金属ケーブルを備えた金属ベルトを追加することにより、タイヤを堅くし、したがってヒンジ効果を低減することができる。遺憾ながら、このようなベルトの追加も重量を加え、これはタイヤの燃料経済性に悪影響を与える。ベルトを追加する構造に依存して、発熱の増加を生じる可能性があり、これも転がり抵抗を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、改善された転がり抵抗、トレッド摩耗、および積載量を有することができるタイヤが有益であるはずである。より具体的には、タイヤの質量または転がり抵抗を著しく増加させることなく、ヒンジ効果を最小にするまたは回避することができるタイヤが、非常に有利であるはずである。積載量を増加させ、耐久性を向上させることも実現できるタイヤも、特に有益であるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様および利点は、以下の記載に一部を説明される、または記載から明らかになってもよく、もしくは本発明の実施を通して学習されてもよい。
【０００９】
一例示的実施形態では、本発明は、径方向を画定し、回転軸を有するタイヤを提供する。タイヤは、トレッドを有するクラウン部を含む。補強構造はクラウン部内に延在し、トレッドの径方向に内方に配置される。補強構造は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。
【００１０】
タイヤは１対の軸方向に離間した環状ビード部を含む。１対のサイドウォール部は、クラウン部のそれぞれの軸縁部とそれぞれのビード部との間に径方向に延在する。カーカスプライは、ビード部の間にサイドウォール部を通って、またクラウン部を通って延在する。カーカスプライは、クラウン部内の補強バンドの径方向に内方に配置される。
【００１１】
補強構造は、タイヤの回転軸を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントの層を備えることができる。補強構造のフィラメントは、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された繊維を含むことができる。このような繊維は約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれることが可能である。補強構造は、径方向に沿って約１ｍｍ以上の厚さを有することができる。
【００１２】
補強構造は、クラウン内に配置された支持バンドをさらに含むことができる。支持バンドは、タイヤの回転軸を中心に巻かれた金属ケーブル少なくとも１つのコイルを含むことができる。支持バンドは少なくとも１つのフィラメントの層の径方向に外方に配置されることが可能である。
【００１３】
補強構造は、それぞれが回転軸を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントを有する、複数の層から構成されることが可能である。複数の分離層が提供されることが可能であり、この場合それぞれはゴム材料から構成され、少なくとも１つのフィラメントを有する層の間に配置される。少なくとも１つのフィラメントを有する複数の層および／または複数の分離層は、それぞれが約１ｍｍ未満の厚さを有することができる。複数の層のフィラメントは様々な角度で配向されることが可能である。たとえば、補強構造は、タイヤの外周面に対して約４５度の角度で配向される部分を備える、少なくとも１つのフィラメントを有して構成されることが可能である。
【００１４】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様ならびに利点は、以下の記載および添付の特許請求の範囲を参照により良好に理解されよう。添付図面は、本明細書の一部に組み込まれ、一部を構成し、本発明の実施形態を示し、記載とともに本発明の原理を説明する働きをする。
【００１５】
本発明の完全で実施可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者を対象とし、本明細書に説明され、添付図面を参照とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるタイヤの例示的実施形態の断面図である。
【図２】図１の例示的実施形態の斜視破断図である。
【図３】本発明の例示的実施形態の追加の断面図である。
【図４】本発明の例示的実施形態の追加の断面図である。
【図５】本発明の例示的実施形態の追加の断面図である。
【図６】以下により完全に記載されたように、本発明の例示的実施形態に関するある種のデータを提供するグラフである。
【００１７】
異なる図における同一または同様の参照番号の使用は、同一または同様の特徴を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、ヒンジ効果への耐性を向上できる補強構造を有するタイヤを提供する。より具体的には、タイヤは、タイヤのクラウン部内に配置された補強構造を備えて提供される。補強構造は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。次に本発明を説明するため、その１つまたは複数の例が図面内、または図面とともに示される、本発明の実施形態および／または方法を詳細に参照する。各例は、本発明の説明の手段として提供されたものであり、本発明の限定ではない。実際に、様々な修正形態および変形形態を本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明に対して行うことができることが当業者には明白になろう。たとえば、一実施形態の一部として示された、もしくは説明された特徴またはステップは、さらに別の実施形態もしくは方法を得るために別の実施形態またはステップと共に使用されることが可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内として、かかる修正形態および変形形態を網羅することが意図される。
【００１９】
以下の用語は本開示に対して以下のように定義される。
【００２０】
「外周面」は、タイヤの回転軸に垂直でトレッドを通過する平面を意味する。この平面は図内で「ＣＰ」と指定されている。
【００２１】
「周方向の拡張係数」は、タイヤの回転軸に垂直な角度でタイヤの周方向に沿った剛性を指す。
【００２２】
「軸平面の弾性係数」は、タイヤの周方向への接線、ならびにタイヤの回転軸に垂直な線の両方を含む平面内の弾性係数を指す。
【００２３】
ここで図１および２を参照すると、本発明によるタイヤ１００の例示的実施形態が提供されている。矢印Ａは軸方向を指し、軸方向はそれを中心にタイヤ１００が作動中に回転するはずである軸に平行であり、外周面ＣＰに垂直である。矢印Ｒは径方向を指し、径方向は回転軸に垂直であり外周面ＣＰに平行である。
【００２４】
タイヤ１００は、サイドウォール部１３０の間に延在するトレッド１４０を含む。グルーブ１４５は、トレッド１４０内のリブ１５５を分離する。各サイドウォール部１３０はクラウン部１３５内のトレッド１４０とビード部１５０との間に延在し、ビード部１５０はサイドウォール部１３０の径方向の内方に配置される。ビード部１５０のそれぞれはビードコア１０５およびビードエイペックス１２０を備える。
【００２５】
サイドウォール部１３０はビード部１５０の間に延在するカーカス１１０を保護する働きをする。またカーカス１１０は、タイヤ１００のそれぞれの側部に沿ってビードコア１０５およびビードエイペックス１２０の周囲を覆う。しかし、本発明は、その中でカーカス１１０がビードコア１０５および／またはビードエイペックス１２０の周囲を覆うタイヤ構造に限定されず、その代わりに、その中でたとえばカーカス端部がビード部内に固定された他の構造も含むことを理解されたい。カーカス１１０は、例として鋼鉄およびポリエステル、ナイロンまたはレーヨンなどの様々な織物材料を含む、様々な材料から構成されてもよい。
【００２６】
図１および２の例示的実施形態に対して、タイヤ１００はタイヤ１００の内表面を覆うインナーライナー１１５を含む。インナーライナー１１５は、タイヤの膨張圧の保持に適切なあらゆる材料から構成されてもよい。たとえば、インナーライナー１１５は、ハロブチルゴムから構成されてもよい。ゴムの内層１２５は、インナーライナー１１５とカーカス１１０との間に配置される。内層１２５はタイヤ１００に対して径方向Ｒに沿って追加の支持を提供する。
【００２７】
本明細書に開示された教示を使用して、当業者には、本発明がたとえば図１および２に示され上述されたように、タイヤ１００に限定されないことを理解されよう。その代わりに、他の構造のタイヤが同様に使用されてもよい。たとえば、異なる特徴をもつトレッド１４０が使用されてもよい。サイドウォール１３０およびビード部１５０に対して異なる構造をもつタイヤも使用されてもよい。タイヤは、所望通りにトレッド１４０と補強構造１６０（以下により完全に記載される）との間のクラウン領域内に追加の従来の補強ベルトまたは保護ベルトを含んでもよい。たとえば、所期の適用に依存して、追加のベルトが、カーカス１１０およびインナーライナー１１５を保護するために所望されてもよい。
【００２８】
図１に示されたように、タイヤ１００は、トレッド１４０の径方向に内方の位置でクラウン部１３５内に配置された補強構造１６０を含む。補強構造１６０は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。したがって、補強構造１６０は先に記載されたヒンジ効果に耐性があるタイヤ１００に剛性を提供する。
【００２９】
様々な構造を使用して、補強構造１６０に必要な機械的特徴を提供してもよい。図１および２に示された例示的実施形態に対して、補強構造１６０は、タイヤ１００の回転軸を中心にコイル状の手法で巻かれ、樹脂１７５内に組み込まれた最小の１つのフィラメント１７０を含む層１６５から構成される。この例示的実施形態のために、外周面ＣＰに対するこのようなフィラメント１７０の大半に対する角α（図２）は、約ゼロ度である。しかし、他の構造も同様に使用されてもよい。たとえば、フィラメント１７０に±４５度の角αはまた、フィラメントが層１６５の周方向に沿って交差手法で巻かれるように使用されてもよい。層１６５の（すなわち、径方向に沿った）厚さは、たとえば、少なくとも約１〜５ｍｍでよいが、他の厚さが使用されてもよい。好ましくは、層１６５の（すなわち、軸方向に沿った）幅は、実質的にクラウン部１３５と同じ幅である。
【００３０】
上述の機械的特徴を満たすあらゆる適切な材料が、フィラメント１７０および樹脂１７５の製造に使用されてもよい。例として、繊維およびマトリクス材料は様々な形で市販のものを入手できる。繊維は個別に、または連続して束ねられているがよられていない繊維群であるロービングとして入手可能である。繊維は、マトリクス材料として続いて使用されるポリエステル樹脂などの樹脂材料で飽和されることが多い。このプロセスは、予備含浸を指す。これらの組合せはテープ、布、またはマットの形をとることができる。次いでこれらの材料は、補強構造の所望の寸法で蓄えられ、次いでそれによって樹脂が、熱または紫外線放射を含む多くの手段を使用して重合される。この硬化は、繊維と樹脂との間に恒久的な接着を生み出す。Ｊｏｎｅｓ著「Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」１９７５年参照。例として、補強構造１６０に使用され得るような複合リングの製造のための方法およびデバイスは、参照として本明細書に組み込まれる、国際公開第２００８／０８０５３５号に記載されている。さらなる例として、予備含浸された複合繊維技術も、このような繊維を所望の形状の周囲を覆うこと、およびこのような繊維を加圧滅菌器内で硬化することにより、補強構造１６０を製造するために使用されてもよい。
【００３１】
繊維は、数ミクロンの直径の多数の（数百程度の）個々の繊維を概して備える紡績糸（またはロービング）として提供されてもよく、これらの繊維はすべて隣接しており、したがって、多少の重複を除いて互いに実質的に平行である。繊維は全く完全に平行に配置されることを保証することは実際には不可能であるが、表現「互いに実質的に平行」は、編まれた糸または紐ではなく、繊維が配置の幾何学的精度を除いて平行に配置されることを示すことが意図される。
【００３２】
別の公知の可能性は、特にフィラメントの長さの不連続な製造に適しており、鋳型内に所望通りに繊維を配置すること、真空を生成すること、そして最後に樹脂を含む繊維を含浸することからなる。真空により繊維の非常に有効な含浸が可能になる。米国特許第３，７３０，６７８号には、こうした含浸技術が示されている。
【００３３】
例として、補強構造のフィラメントは、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された繊維から構成されることが可能である。他の材料もフィラメントの構造に適切であることがある。
【００３４】
樹脂１７５は、好ましくは樹脂１７５における繊維の圧縮に続くマイクロバックリングの急速な崩壊を回避するように、織物繊維の間に十分な結合を提供するように選択される。たとえば、ビニールエステルまたはエポキシ樹脂を使用することができる。また補強構造１６０に対して必要な機械的特徴を提供する他の樹脂が使用されてもよい。
【００３５】
図３は、補強構造１６０を有する本発明のタイヤ１００の別の例示的実施形態を提供する。図１および２の実施形態と同様に、補強構造１６０は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。好ましくは、補強構造１６０の幅は、実質的にクラウン部１３５と同じ幅である。同様に、構造１６０に対して少なくとも約１ｍｍ〜約５ｍｍの厚さが使用されてもよいが、他の厚さも同様に使用されてもよい。
【００３６】
補強構造１６０は、先に記載されたように、樹脂１７５と共にタイヤの回転軸を中心にコイル状の手法で巻かれた、最小の１つのフィラメント１７０を含む層１６５を含む。図１および２の実施形態と異なる手法では、補強構造１６０は支持バンド１８０も含む。層１６５の径方向の外方の位置に示されているが、支持バンド１８０は層１６５の径方向の内方に配置されることも可能であることを理解されたい。
【００３７】
支持バンド１８０は、金属ケーブル１９０および弾性として公知の拡張可能な補強材料１８５から構成される。たとえば、金属ケーブル１９０を低い拡張性で提供することができ、外周面ＣＰと４５度〜９０度をなす角度を作る。金属コードまたはより糸１９０は、通常所与のプライまたは層内部で互いに対して平行である。加えて、支持バンド１８０は、金属ケーブル１９０の複数のこのような層またはプライを含むことができ、プライ間のケーブル１９０の角度はプライによって異なる。また、支持バンド１８０の複数のプライは、三角補強を提供することができ、三角補強はそれが経験する様々な応力下でほとんど変形しない。支持バンド１８０に使用され得る構造は、たとえば、米国特許出願公開第２０１０／０１７０６１０号、第２０１０／０１４７４３８号、第２００９／００８４４８５号、第２０１０／０２９４４１３号、および第２０１０／００２８２３８９号に説明されている。たとえば、このようなものは、米国特許出願公開第２０１０／０１７０６１０号において保護層と呼ばれている。
【００３８】
図４は、また補強構造１６０を有する本発明のタイヤ１００の別の例示的実施形態を示す。図１および１の実施形態と同様に、補強構造１６０は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。しかし、図１および２と異なる手法で、図４の補強構造１６０は複数の層を含む。より具体的には、補強構造１６０は層１６５、１９５、および２００を含む。このような層のそれぞれは、層１６５に対して先に記載されたように、軸方向を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントから構成される。層１６５、１９５、および２００のフィラメントは、それぞれ０度の角度αで配向される。別法として、各層のフィラメントは、オフセット角で設定されてもよい。たとえば、層１６５のフィラメントは、＋４５度の角α、層１９５は−４５度の角α、また層２００は＋４５度の角αで実質的に配置されてもよい。他の構成も同様に使用されてもよい。
【００３９】
分離層２０５および２１０は層１６５、１９５、および２００との間に配置される。例として、分離層２０５および２１０はゴム材料から構成され、約１ｍｍ未満の径方向に沿った厚さを有してもよい。しかし、他の材料、たとえばポリウレタンを同様に分離層に使用してもよい。同様に、この例示的実施形態に対して、層１６５、１９５、および２００も約１ｍｍ未満の径方向に沿った厚さを有してもよい。好ましくは、補強構造１６０の幅は、実質的にクラウン部１３５と同じ幅である。同様に、構造１６０に対して少なくとも約１ｍｍ〜約５ｍｍの全厚さを使用してよいが、他の厚さも同様に使用してよい。
【００４０】
図５は、本発明に従って構成されたタイヤ１００のさらに別の例示的実施形態を示す。この例示的実施形態に対して、補強構造１６０は層１６５および支持バンド１８０を含む。先の実施形態と違い、層１６５はフィラメントを含まず、代わりに樹脂１７５のみから構成される。たとえば、樹脂はナイロン６６、ポリウレタン、熱可塑性プラスチック、熱硬化性樹脂、または他の高分子材料から構成されることが可能である。支持バンド１８０は、先に記載されたように構成され、タイヤの回転軸を中心に巻かれた金属ケーブル１９０の層を含む。ケーブル１９０は、ゴム材料の層１８５内に配置される。図５に示されたように、支持バンド１８０は層１６５から径方向に離間されてもよい。別法として、支持バンド１８０は層１６５に直接隣接して、または層１６５と接触してもよい。支持バンド１８０は、図５に示されたように層１６５の径方向に外方に配置されてもよく、または別法として、層１６５の径方向に内方に配置されてもよい。補強構造１６０は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有する。好ましくは、補強構造１６０の幅は、実質的にクラウン部１３５と同じ幅である。同様に、構造１６０に対して少なくとも約１ｍｍ〜約５ｍｍの全厚さを使用してよいが、他の厚さを同様に使用してもよい。
【００４１】
図６は、本発明の実施形態の有効性を検証するように設計されたシミュレーションからのある種のデータを表す。より具体的には、図６は、本発明の補強バンド１６０を備えて構成されたタイヤの径方向に沿った剛性の、補強バンド１６０を有さない参考タイヤに対する割合の様々な荷重に対するグラフを提供する。示されたように、補強バンド１６０の剛性により、タイヤ１００はより低い偏向で作動することが可能になり、これは耐久性を向上させ、かつ／または積載量を増加させることができる。さらなる例として、示された最大荷重条件で、シミュレーションは、２６％の剛性の増加が予想される一方で、偏向は７．７ｍｍ低減される。
【００４２】
またシミュレーションを使用して、熱効果も同様に検証された。補強バンド１６０を備えるタイヤは、参考タイヤと比較したように、使用中に最大タイヤ温度で２３．５℃低減できることが発見された。この低減は、タイヤの機能に加えないタイヤのクラウン部内からの寄生応力の除去によってもたらされると考えられる。
【００４３】
またシミュレーションにより、補強バンド１６０を備えるタイヤ内の周方向に沿った接触応力はより均一であることが明らかになった。したがって、より低い荷重感度と共に、補強バンド１６０を備えるタイヤは参考設計に対してトレッド摩耗の向上を実現するべきであることを、シミュレーションは示す。したがって、ヒンジ効果の低減もトレッド摩耗に向上をもたらした。
【００４４】
本主題は、特定の例示的実施形態およびその方法に関連して詳細に記載されているが、前述の理解を達成すれば、当業者はこのような実施形態の代替形態、変形形態、および等価物を容易に考え出し得ることが理解されよう。したがって、本開示の範囲は、限定としてよりむしろ例として存在し、主題の開示は、当業者であれば容易に分かるように、本主題に対するかかる修正形態、変形形態および／または追加の包含を排除しない。
【図１】
2014506546.tif 000003
【図２】
2014506546.tif 000004
【図３】
2014506546.tif 000005
【図４】
2014506546.tif 000006
【図５】
2014506546.tif 000007
【図６】
2014506546.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月7日(2013.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向を画定し回転軸を有するタイヤであって、前記タイヤは
トレッドを有するクラウン部と、
前記クラウン部内に延在し前記トレッドの径方向に内方に配置される補強構造であって、前記補強構造は、約５ＧＰａ以上の周方向の拡張係数および約１０ＭＰａ以上の軸平面の弾性係数を有し、前記補強構造は、
それぞれが前記回転軸を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントを有する、複数の層と、
複数の分離層であって、それぞれはゴム材料から構成され、それぞれの前記分離層は、少なくとも１つのフィラメントを有する前記層の間に配置される、複数の分離層と、をさらに備える補強構造と、
１対の軸方向に離間した環状ビード部と、
前記クラウン部のそれぞれの軸縁部とそれぞれの前記ビード部との間に径方向に延在するそれぞれの前記サイドウォールを備える、１対のサイドウォール部と、
前記ビード部の間に前記サイドウォール部を通って、また前記クラウン部を通って延在するカーカスプライであって、前記カーカスプライは、前記クラウン部内の前記補強バンドの径方向に内方に配置される、カーカスプライと、を備えるタイヤ。
【請求項２】
前記補強構造は、前記タイヤの前記回転軸を中心に巻かれた少なくとも１つのフィラメントを備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記補強構造の前記フィラメントは、ポリビニル・アルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された繊維を含む、請求項２に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記繊維は、約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれる、請求項３に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記補強構造は、前記径方向に沿って約１ｍｍ以上の厚さを有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記補強構造は、前記クラウン内に配置された支持バンドをさらに備え、前記支持バンドは、前記タイヤの前記回転軸を中心に巻かれた金属ケーブルの少なくとも１つのコイルを備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記補強構造の前記フィラメントは、ポリビニル・アルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された繊維を含む、請求項６に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記繊維は、約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれる、請求項７に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記支持バンドは、少なくとも１つのフィラメントの前記層の径方向に外方に配置される、請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１０】
それぞれが少なくとも１つのフィラメントを有する前記複数の層はまた、それぞれが前記径方向に沿って約１ｍｍ未満の厚さである、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１１】
前記複数の分離層は、それぞれが約１ｍｍ未満の厚さである、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１２】
前記補強構造の前記複数の層の前記フィラメントは、ポリビニル・アルコール繊維、芳香族ポリアミド（すなわち「アラミド」）繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール（すなわち「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフテネート（「ＰＥＮ」）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、セラミック繊維、およびこのような繊維の混合物を含む群から選択された１つまたは複数の繊維を含む、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の繊維は、約１０ＭＰａ以上の引張係数を有する樹脂内に組み込まれる、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１４】
前記樹脂はビニールエステルまたはエポキシ樹脂である、請求項１３に記載のタイヤ。
【請求項１５】
前記タイヤは外周面を画定し、前記複数の層の少なくとも１つは、前記タイヤの前記外周面に対して約４５度の角度で配向される部分を備える、少なくとも１つのフィラメントを有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１６】
前記補強構造は、前記径方向に沿って約１ｍｍ以上の厚さ、および前記クラウン部と実質的にほぼ同じ幅である前記軸方向に沿った幅を有する、請求項１に記載のタイヤ。
【国際調査報告】
2014506546.tif 000009