(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向、軸方向、及びタイヤ中心線を画定するタイヤであって、
一対の対向するビード部と、
前記対向するビード部に接続された一対の対向する側壁部と、
前記対向する側壁部を接続するクラウン部と、
前記ビード部間に、かつ前記側壁部及び前記クラウン部を通って延在する少なくとも１つのボディプライであって、前記ボディプライが子午面に沿った曲線を有し、ｓが前記タイヤの前記中心線から前記曲線に沿ったｍｍ単位の長さである、少なくとも１つのボディプライと、
前記クラウン部内に配置された少なくとも２つのベルトプライであって、各ベルトプライが、一方のベルトプライから他方のベルトプライに対して交差するベルトプライ補強要素を備え、前記補強要素が、前記タイヤの赤道面に対して１０°〜４５°の絶対値を有する角度±αを形成し、ｓMが、前記軸方向に沿った、前記少なくとも２つのベルトプライの前記子午面内にある最大幅のベルトプライの最大曲線幅の半分である、ベルトプライと、
周方向補強要素を備え、かつ前記軸方向に沿った幅を有する周方向層と、を備え、
３つの接点ｐ、ｄ、及びｑを有する基準曲線が前記タイヤ中心線の少なくとも一側面に沿って、前記ボディプライに対して構成されたとき、前記ボディプライが、
ｉ）点Ｐ1＝０．１３ｓq＋０．８７ｓm−５６．６ｍｍにおける、−４．２５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦−０．５ｍｍの範囲内の前記基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）、及び
ｉｉ）点Ｐ2＝０．８ｓq＋０．２ｓm−１３ｍｍにおける、−０．５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦１．２５ｍｍの範囲内の前記基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）を有し、
ｓqは、点ｑが生じる前記基準曲線の前記曲線に沿った長さである、タイヤ。
【請求項２】
前記周方向層の径方向外側に、かつ前記少なくとも２つのベルトプライのうちの１つに径方向に隣接して位置付けられた保護層をさらに備え、前記保護層が、前記赤道面に対して１０度〜４５度の角度で、かつ前記保護層が径方向に隣接する前記ベルトプライの前記ベルトプライ補強要素の角度と同じ角度で配向された補強要素を備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記ボディプライの径方向外側かつ全ての前記ベルトプライの径方向内側に位置付けられた補助層をさらに備え、前記補助層が補助層補強要素を備える、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記補助層補強要素が、前記赤道面に対して４０度〜６０度の範囲内の角度を有する、請求項３に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記周方向層が、前記少なくとも２つのベルトプライに径方向に隣接して配置され、かつそれらの間に位置付けられる、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記子午面で、前記周方向層が、前記軸方向に沿って前記少なくとも２つのベルトプライよりも広い、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記少なくとも２つのベルトプライの前記ベルトプライ補強要素が、前記タイヤの赤道面に対して１８°の角度を形成する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記少なくとも２つのベルトプライの前記軸方向に沿った幅の差が、１０ｍｍ〜３０ｍｍである、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記タイヤが最大側壁圧力を有し、前記タイヤは、前記タイヤが０．５バールの圧力からおよそ前記最大側壁圧力まで膨張したときに１．５ｍｍ以下である膨張成長の振幅Ａを有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１０】
３つの接点ｐ、ｄ、及びｑを有する前記基準曲線が前記タイヤ中心線の両側面に沿って、前記ボディプライから構成されたとき、前記ボディプライが、
ｉ）点Ｐ1＝０．１３ｓq＋０．８７ｓm−５６．６ｍｍにおける、−４．２５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦−０．５ｍｍの範囲内の前記基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）、及び
ｉｉ）点Ｐ2＝０．８ｓq＋０．２ｓm−１３ｍｍにおける、−０．５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦１．２５ｍｍの範囲内の前記基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）を有し、
ｓqは、点ｑが生じる前記基準曲線の前記曲線に沿った長さである、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１１】
前記基準曲線が、０．５バールの基準圧力において構成される、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのボディプライが、前記クラウン部に沿った前記タイヤの赤道面から８０度以上の角度を形成する複数の補強材を含む、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１３】
前記タイヤが、５０〜８０の範囲の縦横比を有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１４】
前記タイヤが、２７５ｍｍ〜４５５ｍｍの範囲の断面幅を有する、請求項１３に記載のタイヤ。
【請求項１５】
前記タイヤが、４４５ｍｍ〜４５５ｍｍの範囲の断面幅を有する、請求項１４に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の主題は、概して、広幅単輪タイヤを含むタイヤのボディプライ、すなわちカーカスの新規の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーカスまたはカーカスプライとも時折称されるタイヤのボディプライは、ビード部から、対向する側壁部の両方、及びタイヤのクラウン部を通って延在する。例えばコードと称される実質的に非伸張性の材料を含む１つ以上の層が、その構成において典型的に使用される。径方向のタイヤでは、これらのコードはクラウン部内のタイヤの赤道面から測定したとき、約８０度を超えて典型的に配向される。空気タイヤでは、ボディプライが、膨張圧力を制約し、膨張した際のタイヤの全体的な形状を決定するのに役立つ。タイヤが所与の圧力まで膨張すると、ボディプライが、特定の形状、すなわち平衡曲線と称される子午面内の輪郭をとる。
【０００３】
ボディプライ設計は、全てのタイヤ、特に、比較的広いクラウン部を典型的に有し、かつ各々が比較的狭いクラウン部を有する一対のタイヤに取って代わるように使用され得るタイヤである広幅単輪（ＷＢＳ）タイヤに関して、難題を提示する。全てのタイヤ、特にＷＢＳタイヤは、タイヤの中心と肩部との間に剛性の差を共通して有する。この差は、単輪ＷＢＳタイヤが取って代わる従来型の二輪タイヤのいずれかと比較して、特に顕著であり得る。剛性の差は、トレッドが位置付けられるクラウン部に沿った成長の差を含む、タイヤが膨張するときのタイヤの不均等な成長につながる場合がある。結果として、タイヤは、タイヤが転がっているときその中心と比較して増大した肩の運動を被り得、これは、トレッド内の溝底の亀裂、及び荷重変動に対する接触面形状の感度の増大などの問題を生じさせる場合がある。
【０００４】
重いトラックのタイヤでは、不均等な膨張成長がタイヤに最初の使用中におけるならし期間（例えば最初の１０００マイルなど）を被らせる場合もある。ならし期間中、タイヤのゴムは不均等な膨張成長によって生じた応力に起因した粘弾性緩和を被る。結果として、タイヤの形状または輪郭は応力を分散させるために変化する。こうした形状の変化は、トレッドの摩耗性能に対してタイヤの設計を最適化する能力を与え、結果として、ならし期間中、典型的に容認できないほど高いトレッドの摩耗率を生じる。
【０００５】
慣習的に、タイヤの設計及び構成に使用される平衡曲線は、従来型の３プライ膜モデルに基づく。残念ながら、タイヤ、特にＷＢＳタイヤの中心部と肩部との間における剛性の大きな差に起因して、この従来型のモデルは不均等な膨張成長を有するタイヤを生み出す場合がある。また、この不均等な膨張成長は、タイヤの肩内に変曲点を生み出し得、これは、肩の溝底に大きい応力を配置し得、かつタイヤの中心に対する肩部の剛性を低減し得る。
【０００６】
均等な膨張成長を達成しようとする従来の試みは、例えば望ましくない膨張成長を機械的に制約するようにクラウン部内で構造的剛性をベルト包装に加えること、及び／または、膨張成長を成形する努力の過程でゴム部を追加することに重点が置かれてきた。残念ながら、これらのアプローチはタイヤの費用及びタイヤの質量を増加させる。質量の増加は、転がり抵抗などのタイヤ性能に有害に作用し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、より均等な膨張成長を提供するボディプライを用いたタイヤは有用であろう。例えばトレッド内の溝底の亀裂も防ぎ得、または抑制し得、荷重変動に対する感度を低減し得、ならし効果を短縮または除去し得、かつ／または、他の利点を提供し得る、例えばＷＢＳタイヤなどのタイヤにおいてこれらの特徴を有することは有用であろう。質量を増加させること、または転がり抵抗もしくは他の性能基準に有害に影響することなく、これらの有利な利益を達成することは、特に有益であろう。かかるタイヤを制作または設計する方法も有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の追加的な目的及び利点は、以下の説明で部分的に記載されるか、またはその説明から明らかであり得るか、または本発明を実践することによって習得され得る。
【０００９】
本発明の例示的な一実施形態では、本発明は、径方向、軸方向、及びタイヤ中心線を画定するタイヤを提供する。本タイヤは、一対の対向するビード部と、対向するビード部に接続された一対の対向する側壁部と、対向する側壁部を接続するクラウン部と、を含む。少なくとも１つのボディプライは、ビード部に、かつ側壁部及びクラウン部を通って延在し、ボディプライは、子午面に沿った曲線を有し、ｓがタイヤの中心線から曲線に沿ったｍｍ単位の長さである。
【００１０】
この例示的タイヤは、クラウン部内に配置された少なくとも２つのベルトプライを含み、各ベルトプライが、一方のベルトプライから他方のベルトプライに対して交差するベルトプライ補強要素を含み、補強要素が、タイヤの赤道面に対して１０°〜４５°の絶対値を有する角度±αを形成する。本タイヤに関して、ｓMが、軸方向に沿った、少なくとも２つのベルトプライの子午面内にある最大幅のベルトプライの最大曲線幅の半分を表す。ただし周方向層が、周方向補強要素を含み、かつ軸方向に沿って、いくつかの実施形態でベルトプライの各々の軸幅を超え得る幅を有することを条件とする。
【００１１】
３つの接点ｐ、ｄ、及びｑを有する基準曲線がタイヤ中心線の少なくとも一側面に沿って、ボディプライに対して構成されたとき、ボディプライが、
【００１２】
ｉ）点Ｐ1＝０．１３ｓq＋０．８７ｓm−５６．６ｍｍにおける、−４．２５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦−０．５ｍｍの範囲内の基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）、及び
【００１３】
ｉｉ）点Ｐ２＝０．８ｓｑ＋０．２ｓｍ−１３ｍｍにおける、−０．５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦１．２５ｍｍの範囲内の基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）を有し、ｓqが、点ｑが生じる基準曲線の曲線に沿った長さである。
【００１４】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、ならびに利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照することでより良好に理解されるであろう。本明細書の一部に組み込まれ、かつそれを構成する添付の図面は、本発明の実施形態を図示し、発明を実施するための形態と共に、本発明の原則を説明する役割を果たす。
【００１５】
当業者を対象とし、本発明の最良の形態を含む、本発明の完全かつ実施可能な開示が本明細書において示され、これは添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のタイヤの例示的な実施形態の断面図を示す。断面はタイヤの子午面に沿ってとられており、必ずしも縮尺通りに描かれているとは限らない。
【図２】子午面に沿った例示的なボディプライの断面図を示す。ボディプライを表す曲線の半分のみ、すなわちｓ＝０でのタイヤ中心線の一側面に沿った曲線の一部が示される。
【図３】ｓ0点での参照曲線Ｒ0からの曲線Ｘ0の偏差を表す２つの曲線の子午面に沿った断面図である。
【図４】基準圧力と公称圧力との間で膨張したときのボディプライの形状の変化を示す、子午面に沿った断面図である。
【図５】従来型のタイヤ及び本発明の発明的ボディプライを有するタイヤについての膨張成長のプロットである。
【図６】ボディプライの曲線に対する基準曲線の構成における部品を図示する。
【図７】本発明の例示的なタイヤの正面図である。
【図８】本発明の例示的なボディプライ及び例示的なボディプライから構成された基準曲線の、子午面に沿った断面図である。
【図９】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１０】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１１】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１２】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１３】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１４】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての膨張成長のプロットである。
【図１５】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての膨張成長のプロットである。
【図１６】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１７】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての偏差のプロットである。
【図１８】本明細書により完全に記載された場合の曲線の長さの関数としての膨張成長のプロットである。
【図１９】本明細書にさらに記載された場合のＰi及びＰ2点での偏差に対する膨張成長のプロットである。
【図２０】本明細書にさらに記載された場合のＰi及びＰ2点での偏差に対する膨張成長のプロットである。
【図２１】本明細書にさらに完全に記載された場合の第１の主たるコーシー応力Ｐ１を決定するようにモデル化されたタイヤの溝の断面図である。
【図２２】本発明のタイヤの例示的実施形態の断面図を図示する。
【図２３】本発明のタイヤの例示的実施形態の別の断面図を図示する。断面は各図にあり、タイヤの子午面に沿ってとられており、必ずしも縮尺通りに描かれているとは限らない。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を説明する目的で、これより本発明の実施形態を詳細に参照し、これらのうち１つ以上の実施例を図面に示す。各実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明の説明として提供される。実際に、本発明の範囲または主旨から逸脱することなく、本発明において様々な改変及び変更が行われ得ることが当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示または記載される特徴は、またさらなる実施形態をもたらすために別の実施形態と共に使用されてもよい。このように、本発明は、かかる改変及び変更を、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にあるものとして含むことが意図される。
【００１８】
本明細書において使用される場合、以下の定義が適用される。
【００１９】
「子午面」は、タイヤの回転軸がある平面である。図１は、子午面に沿ってとられた本発明の例示的なタイヤ１００の断面である。本明細書において使用される場合、子午面は右手のデカルト座標系のｙ−ｚ平面を含み、ｙ＝０はタイヤの中心線Ｃ／Ｌに沿って位置づけられ、かつｘは回転軸に対して直角であり、タイヤの周囲に接し、かつタイヤが転がっている平坦な面に対する接点において平行である。
【００２０】
タイヤの「中心線」（Ｃ／Ｌ）は、子午面で見たときの、タイヤを２つの半割部に二分する線である。
【００２１】
「赤道面」は、タイヤをその中心線（Ｃ／Ｌ）に沿って二分する子午面に対して直角の平面である。本明細書で使用される場合、赤道面ＥＰはデカルト座標系のｘ−ｚ平面を含む。
【００２２】
タイヤの「クラウン部」は、タイヤの側壁部間に軸方向Ａ（タイヤの回転軸に平行な方向である）に沿って延在し、かつトレッドとトレッドの径方向内側に配置された部品とを含む部分である。クラウン部及びその部品はタイヤ周りで周方向に延在する。
【００２３】
「ボディプライ」または「カーカス」もしくは「カーカスプライ」は、子午面で見たとき、タイヤの対向する側面上のビード部間に、かつそこから、対向する側壁部を通って、かつタイヤのクラウン部に渡って延在するプライである。本明細書において使用される場合、ボディプライは、例えば、子午面から１０度以下の角度にあるコードなどの補強材を有する。
【００２４】
「ベルトプライ」は、子午面で見たとき、トレッド部の径方向内側の、かつボディプライの径方向外側の主にクラウン部に位置付けられるプライである。ベルトプライはタイヤの肩部を超えて延在しない。
【００２５】
「平衡曲線」または「ボディプライの曲線」とは、タイヤの子午面見たときのボディプライの形状または幾何学形状のモデルのことをいう。ボディプライを含むタイヤは、車輪またはリムに取り付けられ膨張したとき、平衡形状をとる。平衡曲線は、例えば、この平衡条件においてボディプライの形状をモデリングするために使用され得る。
【００２６】
「最大側壁圧力」は、タイヤの側壁上に典型的に記されているタイヤの最大膨張圧力を意味する。
【００２７】
「径方向」は、タイヤの回転軸に対して直角である。デカルト座標系も以下の説明において用いられ、ｙ軸は回転軸に対して平行であり、ｚ軸は径方向に対して平行である。「周方向」は、ｙ軸辺りでの回転のことをいう。
【００２８】
「断面幅」は、子午面に沿って見たとき軸方向に沿ったタイヤの最も大きい全体の幅のことをいう。「断面の高さ」は、子午面に沿って見たとき径方向に沿ったタイヤの最も大きい全体の高さのことをいい、かつビード部の底からクラウン部の上に典型的に延在する。
【００２９】
「縦横比」は、その断面幅に対するタイヤの断面の高さのその割合である。
【００３０】
タイヤの大きさは、本明細書では、当業者により理解されるようにＴｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって公開及び使用されている慣例に従って参照される。
【００３１】
本明細書ならびにそれに続く特許請求の範囲におけるベルト、ビード、及び／またはプライなどの用語の使用は、半完成品から構成されたタイヤ、すなわち平坦な輪郭から円環体の形態の輪郭に変更されなければならない中間体から形成されたタイヤに本発明を限定するものではない。
【００３２】
図１は、本発明のタイヤ１００の例示的な実施形態の子午面に沿った断面を提供する。タイヤ１００は、一対の対向するビード部１０２、１０４を含む。一対の対向する側壁部１０６、１０８は対向するビード部１０２、１０４に接続される。クラウン部１１０は、対向する側壁部１０６、１０８を接続する。１つ以上のベルトプライ１１２、１１４、及び１１６が、クラウン部１１０内に配置される。ベルトプライ１１２、１１４、及び１１６は、コード１１８、１２０、及び１２２などの要素を用いて補強された層であり、各層のコードは、赤道面ＥＰ（この子午面がｙ−ｚ平面内に配置された場合はｘ−ｚ平面とも称され得る）と同じ、または異なる角度を形成する。例示的な一実施形態では、本発明のタイヤ１００は、５度以下の赤道面ＥＰからの角度にあるコードまたは他の補強材を有する少なくとも１つのベルトプライを含む。例示的な別の実施形態では、本発明のタイヤは、赤道面ＥＰに対して平行であるコードまたは他の補強材を有する少なくとも１つのベルトプライを含む、すなわち赤道面ＥＰと約ゼロ度の角度を形成する。これらの実施形態は、その長さ上の５度未満、または周方向Ｃに沿ったその長さ上の約ゼロ度を平均化した、例えば波形または曲線状のベルトを含む。
【００３３】
本発明の少なくとも１つの例示的なボディプライＨが、対向する側壁部１０６、１０８、及びクラウン部１１０を通過してビード部１０２、１０４間に延在する。ボディプライは、典型的には１０度以下（すなわち赤道面ＥＰから８０度以上）の子午面からの角度で配向されたコードまたは他の補強材を含む。例えば、ボディプライＨに対するかかる補強材は、例えば金属ケーブル、アラミド、ガラス繊維、及び／または炭素繊維部品などの名目上非伸張性である材料を含み得る。
【００３４】
トレッド部１２４が、ベルトプライ１１２、１１４、及び１１６の径方向外側のクラウン部１１０内に位置付けられる。トレッド部１２４は、各肩部１３２及び１３４に沿った第１の溝１２８及び１３０などの溝で区切られたリブ１２６を含む。本発明は、図１に示されるタイヤ１００の特定の大きさまたは外観に限定されないことに留意されたい。むしろ、本発明は、例えば図１に示されるものとは異なる幅、縦横比、トレッドの特徴、及びベルトを有するタイヤを用いても使用可能であり、タイヤ１００は例としてのみ提供されると理解される。さらに、本発明は、ビード部１０２、１０４に関して示されるようなビード芯周りで上向きを有するボディプライＨに限定されるものではない。むしろ、さもなければビード部１０２、１０４内で終わる端を有する他のボディプライが同じく使用され得る。
【００３５】
例示的な一実施形態では、タイヤ１００が５０〜８０の範囲の縦横比を有する。例示的な別の実施形態では、タイヤ１００が２７５〜４５５ｍｍの範囲の断面幅を有する。例示的なまた別の実施形態では、タイヤ１００が４４５〜４５５ｍｍの範囲の断面幅を有する。他の寸法及び物理的構成が同じく使用されてよい。
【００３６】
上記のように、本発明は、タイヤの全体のボディプライＨに渡ってより均等な膨張成長、すなわち膨張したときのタイヤの成長を有するタイヤを提供する。例えば本明細書で定義される、タイヤの膨張成長の振幅Ａを通して、均等性の程度が規定され得る。本発明のタイヤの均等な膨張成長は、荷重感度を低減し、タイヤのならし期間を短縮または除去し、かつ／または、特に肩領域における１つ以上の溝底、例えばタイヤ１００のトレッド部１２４の溝１２８及び／または１３０に沿った、亀裂の傾向を低減させる。
【００３７】
典型的なタイヤ製造プロセスでは、タイヤは、タイヤがその最終の幾何学形状をとる成形型内で硬化される。慣習的に、ボディプライは典型的に、製造を容易にするために成形型内で可能な限り平衡に近くなるように設計される。本発明では、従来型の平衡曲線、すなわちボディプライに関する従来型の幾何学形状または形状から逸脱した発明的ボディプライＨ（図１のボディプライＨは一例である）が提供される。この発明的偏差は、タイヤの肩部１３２及び／または１３４内のベルトの端近くで生じる、補強複合材に特有の構造的効果を相殺することが発見されている。加えて、本発明者は、肩、側壁、及びビード部に沿った特定の方法での従来型の平衡曲線（本明細書で偏差Ｄとして規定される）から逸脱する、すなわちそこから変位されるようにボディプライＨを配置することによって、均等な膨張成長が達成されることを発見した。
【００３８】
本明細書において使用される場合、「膨張成長」は、２つの曲線間の差を参照することで、より完全に定量化及び理解され得る。より具体的には、Ｒが子午面内のボディプライの形状を表した参照曲線であり、Ｘが子午面における別のボディプライの形状を表した別の曲線であり、かつＤRXが任意の所与の点で曲線Ｒに対して直角である曲線Ｒから曲線Ｘに向かう方向に沿った曲線Ｒからの曲線Ｘの偏差を指定すると想定する。また、曲線Ｒ及びＸが同一平面上にあり、周知の極円筒座標系において同じｙ−ｒ平面内にあると想定する。いかなるｙ−ｒ平面も回転させてｙ−ｚ平面（すなわち本明細書で定義される子午面）にすることができるため、曲線Ｒ及びＸは、デカルトのｙ−ｚ平面内で規定されてもよい。
【００３９】
図２を参照すると、参照曲線Ｒは、
0006679588.tif 000002
を定義することによりその曲線の長さｓの関数としてパラメータ化することができる。曲線の長さｓを、ゼロからＬまで延在する集合の要素、つまり
0006679588.tif 000003
であるパラメータとして定義し、Ｌはｓ＝０からの曲線Ｒの全体の長さである（参照曲線Ｒがボディプライを表し得るため、Ｌは本明細書でボディプライの半分の長さとも称される）。この曲線は接線ベクトル
0006679588.tif 000004
及び法線ベクトル
0006679588.tif 000005
を有する。したがって、点Ｒ（ｓ0）での曲線Ｒと曲線Ｘとの間の距離ＤRX（ｓ0）は、図３で示されるような下記の方法で画定される。
１．点Ｒ（ｓ0）を位置付け、この点における曲線
0006679588.tif 000006
に対する法線を計算する。
２．Ｒ（ｓ0）を通過する
0006679588.tif 000007
に共線の光線を作成する。この光線は点の集合｛ｑi｝おいて曲線Ｘと交差する。
３．
0006679588.tif 000008
を
0006679588.tif 000009
として定義し、これは点ｑiとＲ（ｓ0）との間のユークリッド距離の最小値である。この定義は、法線光線が一点を超える点で曲線Ｘと交差する場合、最も近い点が選択されることを確実にする。
【００４０】
続いて図３を参照すると、曲線Ｘが膨張後の例示的なタイヤ１００のボディプライＨ（すなわち子午面に沿って見たときのボディプライＨの形状）を表す場合、参照曲線Ｒはかかる膨張前のボディプライＨを表し、次に、任意の点における膨張成長が上に記載されるように
0006679588.tif 000010
として決定され得る。一例として、タイヤ１００がｙ−ｚ平面（すなわち子午面）で切断された場合、ボディプライＨは、その曲線の長さｓの関数としてパラメータ化され得る曲線Ｃ：
0006679588.tif 000011
を画定する。曲線Ｃは接線ベクトル
0006679588.tif 000012
及び法線ベクトル
0006679588.tif 000013
を有する。同様に、タイヤ１００の内面Ｉ及び外面Ｅも、それぞれ、法線ベクトル
0006679588.tif 000014
及び
0006679588.tif 000015
を含む曲線Ｉ（Ｓ1）及びＥ（Ｓ2）によって記載され得る。
【００４１】
これらの定義を使用して、本発明の例示的な一方法では、タイヤの非常に低い圧力状態（本明細書では「基準圧力」と称される）、例えば、０．５バール、と所望の設計圧力（本明細書では「公称圧力」と称され、これは例えば、最大側壁圧力であり得る）との間で、膨張成長が測定され得る。好ましくは、基準圧力は、タイヤ１００のビード部１０２、１０４を車輪リム上に静置させるのに十分に高いが、さもなければタイヤ１００の形状を変化させることを回避するのに十分に低い。より具体的には、これら２つの圧力状態間で境界条件が変わらないように保つために、例示的な本方法では、リム上のタイヤ１００のビード部１０２、１０４の位置は、公称圧力においてそれが占める位置に固定される。これは、例えば、内側のビード支持の使用を通じて試験的に達成され得、例えば有限要素解析（ＦＥＡ）またはコンピュータ支援設計プログラムを使用したコンピュータを用いて容易にシミュレーションまたはモデル化され得る。
【００４２】
次に、任意の所望の方位角における曲線Ｉ、Ｅ及び／またはＣをもたらすタイヤ１００の測定値が作成される。例えば、ボディプライＨの曲線Ｃ（ｓ）は、直接（例えば、Ｘ線技術によって）測定されても、またはＦＥＡによってコンピュータモデルから得られてもよい。図４に示されるように、上で規定される境界条件を用いて得られた２つのボディプライ曲線が、Ｃ（ｓ）W（公称圧力でのボディプライ曲線）及びＣ（ｓ）R（基準圧力でのボディプライ曲線）として画定され得る。次に、点ｓ0でのボディプライの膨張成長Ｇ（ｓ0）が
0006679588.tif 000016
として画定される。
【００４３】
図５のプロットＵは、０．５バールの基準圧力及び８．３バールの公称圧力でのＦＥＡを使用して、従来型の４４５／５０Ｒ２２．５ＷＢＳタイヤに対する膨張成長を測定する例示的な本方法を適用した結果を図示する。タイヤ中心線Ｃ／Ｌにおいてｙ＝０（及びｓ＝０）の状態で、この従来型のタイヤに対するトレッド部が−１９５ｍｍから＋１９５ｍｍ（ミリメートル）まで延在する。プロットＵは、タイヤの一側面（すなわち中心線Ｃ／Ｌの左に対して）に沿った膨張成長を図示し、その結果はタイヤ中心線辺りで対称的に構成されたタイヤに対して実質的に対称となると理解される。
【００４４】
製造タイヤでは、プロットＵの大きい山が曲線の長さｓに沿ったおよそ１４２ｍｍのところに生じる。タイヤが対称である場合、これは、±１４２ｍｍで生じる２つの山がトレッド部１２４の第１の肩溝１２０または１３０の位置と近接して並び、かつ強い張力の伸長下で溝底を配置することを意味し、これは亀裂核形成及び伝播を非常に容易にする。この強い成長は、トレッドバンドの縁での成長の急激な減少と相まって、溝１２８または１３０の位置におけるタイヤのクラウン部１１０を曲げるように作用する。これは、タイヤが空気圧で作動するのではなく構造的に曲がり、それによってタイヤの全体的な直角剛性を低減するようなかかる各点でのタイヤのクラウン部にヒンジ点を導入する。このヒンジ点は肩溝の有無に関わらず生じるが、トレッド内の溝の位置と一致するときに特に問題となる。
【００４５】
加えて、このヒンジ点での曲がり度は荷重の関数であるため、タイヤのフットプリントは、荷重が変化したときタイヤの中心線Ｃ／Ｌに対して肩１３２及び１３４で急激な展開を被る。例えば、高荷重での肩１３２及び１３４は、中心に対して地面と接触する長さが過度に大きい。反対に、低荷重での肩１３２及び１３４は、中心に対して過度に短いため、最も低い使用荷重では全体的な地面との接触を失う場合すらある。荷重感度として既知のこの現象は、トレッドバンドの均等かつ定常の摩耗にとって望ましくなく、結果としてタイヤに対する除去燃費を低減する。
【００４６】
本発明は、図５の例示的なプロットＫによって表されるような全体的なボディプライＨ（例えばビード部１０２からビード部１０４まで）に渡る平坦で安定した膨張成長曲線を提供することによって、これらの、かつ他の問題を解決する。これらの曲線は本明細書で定義される点ｓtで終わる。プロットＫで示されるような発明的タイヤの膨張成長は、中心線Ｃ／Ｌから点ｓtまでの鋭い山または谷のない狭い範囲内で変化する。
【００４７】
例えば、図５でも示されるように、従来型のタイヤのプロットＵの側壁部（およそｓ＝１８４ｍｍからｓ＝２５６ｍｍまで延在する）では、ボディプライは膨張成長Ｇが負になる有意なトラフを示す。これは、従来型のタイヤが公称圧力に対して膨張したとき、この領域内で径方向内側に引っ張ることを意味する。この環状領域の大きな表面積のために、タイヤのクラウン部に大きな力が加えられ、次に、肩領域に大きな径方向の力を加え、結果として前述のヒンジ効果を生じる。本発明の発明的ボディプライＨは、このトラフ及びそれに伴う望ましくない内側の応力を取り除き、かつ変化が非常に小さい成長を可能にする。より具体的には、本発明は、従来型のタイヤ構成の実質的な山及び谷のないビード部１０２からビード部１０４への均等な膨張成長を提供する。山及び谷が無いことは、定義された用語（膨張成長の振幅Ａ）を参照することで本明細書において定量化される。
【００４８】
プロットＫで表された例示的な膨張成長は、子午面で見たときのタイヤ１００の例示的なボディプライＨ（中心線Ｃ／Ｌの一側面または両側面に沿って）に対する一定の幾何学形状または曲線を提供することによって得られる。ボディプライＨに対するこの発明的曲線の位置は、任意の所望のタイヤについて明確に構成され得る「基準曲線」（図ではＢＣとして表される）からの偏差Ｄに関して本明細書で規定及び請求される。より具体的には、基準曲線ＢＣは、実際のタイヤの物理的試験体の測定から明確に構成され得、または当業者であれば理解し得るような、例えばコンピュータシミュレーションモデルまたはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）などのタイヤの１つ以上のモデルから構成され得る。このように、基準曲線ＢＣを本明細書で使用して、さらなる測定のため、かつ本発明のボディプライの位置の特定のための明確な参照を提供する。
【００４９】
したがって、本明細書ならびにそれに続く特許請求の範囲で使用される場合、「基準曲線」または「基準曲線ＢＣ」は、図６に示すようなベルトプライＷ及びボディプライＨを有する仮説的タイヤの例示的な輪郭を参照してこれより記載されるように定義及び構成される。本発明のタイヤが２つ以上のベルトプライを有し得ることを理解されたい。ボディプライＷを使用して、軸方向に沿った最も長いベルトの長さ、すなわち子午面で見たときのｙ方向に沿った最も広いベルトを有するベルトプライを表す。例えば、図１で示したとき、ベルトプライ１２２は最も広いベルトプライであり、かつ図６におけるベルトプライＷで表される。図６を参照すると、軸方向に沿った最も長いベルトの長さに加えて、ベルトプライＷも、赤道面ＥＰに対して約−８０度≦α≦＋８０度の範囲の角度αにあるコードまたは同様の補強材を有するベルトのうちの最長のものである。このように、ベルトプライＷに対するこの定義は、ボディプライとして効果的に機能し得るクラウン部１１０における任意のベルトを除く。
【００５０】
ボディプライＨ（または基準曲線ＢＣが参照として構成されるべき任意の他のボディプライ）を構成する方法の一部として、ボディプライＨの形状は、タイヤが０．５バールの参照膨張圧力（例えば図４ではＣ（ｓ）Rとして指定される）で適用車輪リムに取り付けられたときの形状ボディプライＨの想定を使用して決定され、かかる車輪リムが膨張成長についての考察で上に記載されるような境界条件を提供する。上述のように、タイヤの実際の物理試料の事例では、かかる低膨張条件下の子午面内のボディプライＨの形状は、例えばＸ線技術またはレーザー形状測定を使用して実験的に測定され得る。例えばコンピュータで生成されたモデルなどのタイヤのモデルの事例では、かかる低膨張条件下の子午面内のボディプライＨの形状は、例えば有限要素分析（ＦＥＡ）またはコンピュータ支援設計プログラムを使用して決定され得る。
【００５１】
図６は、子午面で見たときのタイヤ１００のボディプライＨの一部の形状を図示し、かつボディプライＨの半分のみが示される。図６でＢＣとして、かつ本発明の残りの明細書において表された基準曲線は、ｙ−ｚ平面の左手の側面（負ｙ）（すなわち図１で見たときの中心線Ｃ／Ｌの左に対するタイヤの一部）を使用して記載され、本発明は対称的ベルト構造（すなわちｚ軸辺りの１８０°の回転に関して）を有するタイヤクラウン部に対して対称であると理解される。本明細書に記載される手順の非対称的ベルト構造への適用は、本明細書に開示される教示を使用すれば当業者に容易に理解され得る。ボディプライＨとｙ＝０線との交点は、タイヤ中心線Ｃ／Ｌにおける点ａを画定する。ボディプライＨは曲線ＣR（ｓ）によってｙ−ｚ平面でパラメータ化され得、ｓは、中心線のボディプライとの交点によって画定された点ａから測定される曲線の長さであり、かつタイヤは上で定義されたような基準圧力に対して膨張している。明らかに、
0006679588.tif 000017
であり、Ｌは、ボディプライの半分の長さ（子午面での曲線ＣR（ｓ）に沿って測定されたときボディプライＨの全体の長さの半分）である。
【００５２】
次に、赤道面ＥＰに対して約−８０度≦α≦＋８０度の範囲の角度αでコードを有するタイヤのクラウン部における全てのベルトプライ（例えば図１のプライ１１２、１１４、及び１１６など）を鑑みると、点Ｍは、子午面で見たときの全てのかかるベルト（すなわちこの例ではベルトＷ）の最大幅の端に位置付けられた点であるように画定され、パラメータＳMは子午面でのかかるベルトＷの軸方向に沿った最大曲線の半分の幅を表す。加えて、ｓbはｓb＝ｓM−６５ｍｍとして定義され、かつ点ｂはｂ＝ＣR（ｓb）として定義される。
【００５３】
上記の定義を使用して、基準曲線ＢＣは２つの要素から構成される。続いて図６を参照すると、基準曲線ＢＣのうちの第１の部分は、点ａで始まり、かつ点ｂを通過したクラウン径ｒsの円Ａの弧を含む。クラウン半径ｒsは、弧が点ａにおいて水平線と接することを要求することによって決定される。これは弧を記載した円の中心がｚ軸上にあることを必要とすることと等価であることに注意されたい。
【００５４】
基準曲線ＢＣの第２の部分Ｊを特定するために、本明細書ならびにそれに続く特許請求の範囲において数個の追加の点がこれより画定される。最初に、ｓeをボディプライＨがｙにおけるその最小値でとるパラメータ値とし、かつｓZをボディプライＨがｚにおけるその最小値でとるパラメータ値とする。点ｅは、ｅ＝ＣR（ｓe）＝（ｙe、ｚe）として定義され、かつ点ｚはｚ＝ＣR（ｓz）＝（ｙz、ｚz）として定義される。
【００５５】
Ｌは点ｅを通過した垂線として定義される。ｈ＝（ｙh、ｚh）である点ｈは、点ｚを通過した水平線Ｔと線Ｌとの間の交点である。点ｈは概してボディプライＨ上にないことに留意されたい。距離ｎを
0006679588.tif 000018
、すなわち点ｅとｈとの間のユークリッド距離として定義する。
【００５６】
これより、ボディプライＨ上に必ずしもない中間点ｆは、点ｈに対してｆ＝（ｙh、ｚh+０．３*ｎ）として定義される。水平線は点ｆを通って構成され、かつボディプライＨとの交点のその点は点ｔとして画定され、これはｔ＝ＣR（ｓt）であるようにパラメータｓtで生じる、円Ｃは点ｔにおけるボディプライに対する接線でもある２０ｍｍの半径で構成される。円の中心は、点ｔにおけるボディプライ
0006679588.tif 000019
に対する法線によって画定された線に沿って、ボディプライＨから２０ｍｍのところに位置付けられた点ｇであるように画定される。
【００５７】
したがって、基準曲線ＢＣの第２の部分は以下の方法で容易に決定され得る方法での径方向の平衡曲線を含む。当業者により理解されるように、径方向の平衡曲線は、２つのパラメータ、すなわちｒc、中心径、及びｒe、径により特徴付けられる。ここで、ｒは、通常の径方向の極円筒座標であり、かつｙ−ｚ平面にあるときのｚに等しい。径方向の平衡曲線は、微分方程式によって記載され得、かつ各後続の半径での接線角度及び曲率を計算することによって中心径から始まって明確に構成されることもできる。径方向の平衡曲線に対する接線角度及び曲率についての表現は周知であり、かつ下記のように与えられる。
【００５８】
方程式１及び２
0006679588.tif 000020
【００５９】
径方向の平衡曲線Ｊのパラメータｒs及びｒeを一意的に決定するために、３接線条件が課される。第一に、径方向の平衡曲線Ｊは円弧Ａに対して接線でなければならない。これら２つの曲線の接線の交差の点は、概して点
0006679588.tif 000021
で生じ得る。点ｂは、その等価物を得るために基準曲線ＢＣへのボディプライＨに対する参照曲線に対して直角の形態で投影されている。典型的に、点ｐは、点ｂの横方向外側の円弧を交差させ得、この事例において、この投影はそれが単に元の点ｂをもたらすときには必要でない。３接線の第２の要件は、径方向の平衡曲線Ｊ及び線Ｌが互いに対して接線でなければならないことであり、これは図６で点ｄとして指定された点で生じる。概して、接点
0006679588.tif 000022
である。３接触の第３の要件は、径方向の平衡曲線Ｊは、図６に示され、かつそれに続く特許請求の範囲において参照されるような点ｑで生じる円Ｃに対する接線でなければならないことである。それに続く特許請求の範囲をさらに参照する場合、点ｑはボディプライＨに沿った曲線の長さｓqで生じる。概して、この接点
0006679588.tif 000023
である。これらの制約は径方向の平衡曲線Ｊを一意的に決定する。
【００６０】
したがって、基準曲線ＢＣは、ａからｐまでの円弧セグメントＡと、点ｐとｑとの間の径方向の平衡曲線Ｊの和集合である、すなわち基準曲線ＢＣ＝Ａ∩Ｊであるように画定される。径方向の平衡曲線に対するｒc及びｒeの値は、当業者に既知の多くの方法によって決定され得る。例えば、一方法は、ｒc＝ｚb及びｒe＝ｚeをとることによって始まり、続いて反復することで解決法を見出すことであろう。
【００６１】
図８をこれより参照すると、上の定義を使用して例示的なボディプライＨに対する基準曲線ＢＣを構成する。示されるように、本発明の例示的なボディプライＨの新規の幾何学形状または形状は、基準圧力状態下のタイヤ１００の肩及び側壁領域に沿った基準曲線ＢＣの形状とは実質的に異なる。例示的なボディプライＨのこの発明的幾何学形状は、記載され得るような曲線の長さｓの関数として基準曲線ＢＣからのその偏差ＤBC-Hをパラメータ的に規定することによって描出され得る。
【００６２】
シフトされたパラメータｓ’＝ｓ−ｓbを導入することによって、発明的な新規のボディプライＨが、タイヤの幅が変わるとき、従来型のタイヤから体系的な方法で偏位することも観察され得る。図９で示されるように、基準曲線ＢＣからの発明的ボディプライＨの偏差Ｄ（ｓ）は、従来型のタイヤに対するボディプライＮの基準曲線ＢＣからの偏差Ｄ（ｓ）と比較して新規で特徴的である。例えば、発明的ボディプライＨに対する偏差Ｄ（ｓ’）の絶対値の大きさが異なるのみならず、発明的ボディプライＨに対する基準曲線ＢＣからの偏差の方向が従来型のボディプライＮのそれと対向している。より具体的には、その長さｓに沿った大部分において、発明的ボディプライＨが従来型のタイヤに対するボディプライＮより基準曲線ＢＣの異なる側面上に位置付けられる。
【００６３】
図１０は、シフトされたパラメータｓ’の関数としてプロットされた４つの従来型のタイヤの偏差Ｄ（ｓ’）を示す。示されるように、偏差Ｄ（ｓ’）は４つの従来型のタイヤの各々において異なる。比較として、図１１は、装着されるが、発明的ボディプライＨを含む図１０で使用されるものと同じ４つのタイヤの大きさに対する偏差Ｄ（ｓ’）を示す。示されるように、偏差Ｄ（ｓ’）は体系的であり、ｓ’の一定の部分に対して、同じタイヤの大きさの従来型のボディプライから基準曲線ＢＣの対向する側面上にある。
【００６４】
さらに、図１１を参照すると、発明者は、示された曲線の形態は一定であり、全てのタイヤの大きさ間の配向は、基準曲線ＢＣからの偏差が下記のように画定される正規化及びシフトされたパラメータｓ’’の関数としてプロットされたときに生じることを発見した。
【００６５】
方程式３
0006679588.tif 000024
【００６６】
ｓbは、ｓM−６５ｍｍとして先に画定された点ｂにおけるパラメータｓの値である。
【００６７】
ｓqは、先に画定されたような点ｑにおけるパラメータｓの値である。
【００６８】
パラメータｓ’’の使用は、例えば異なるタイヤ幅、断面幅、及びリム寸法のタイヤに対する偏差を正規化する。
【００６９】
図１２に示すように、ｓ’’の関数としての偏差Ｄ（ｓ’’）のプロットは、本発明のボディプライＨ内に提供された、大きさの異なる４つのタイヤ間の配向を発現させる。比較すると、図１３は、発明的ボディプライＨを有しない同じ大きさの４つの従来型のタイヤのｓ’’の関数としての偏差Ｄ（ｓ’’）のプロットを提供する。上の考察と同様に、偏差Ｄ（ｓ’’）の方向及び大きさは、同じ大きさの従来型のタイヤと比較して発明的ボディプライＨを有するタイヤとは異なる。
【００７０】
重要なことに、発明的ボディプライＨは所望の均等な膨張成長Ｇを生じる。図１４は、図１０及び１３において使用されるような同じ４つの従来型のタイヤに対する膨張成長Ｇ（ｍｍ単位の）のプロットである。示されるように、膨張成長Ｇは、これらの従来型のタイヤに対する曲線の長さｓ上では均等でない。比較すると、図１５は、発明的ボディプライＨを備えた同じタイヤの大きさに対する膨張成長Ｇのプロットを提供する。各タイヤは、発明的ボディプライＨの全体の長さｓ上で均等な膨張成長を有する。
【００７１】
図１２に戻ると、発明者は、偏差Ｄ（ｓ’’）のプロットがプロット、
ｓ’’＝０．１３で生じるＰ1、
ｓ’’＝０．８で生じるＰ2
における最小及び最大の山に対応する発明的ボディＨに沿った２つのキー位置を発現することを発見した。
【００７２】
上の方程式２の使用、及びｓｂ＝ｓＭ−６５ｍｍに対する代入は、ボディプライＨの曲線の長さｓに沿った点Ｐ1及びＰ2に対する下記につながり、基準曲線ＢＣからのその偏差Ｄ（ｓ’’）に対して、
【００７３】
方程式４
Ｐ1は、０．１３ｓq＋０．８７ｓm−５６．６  （ｍｍ単位）で生じる。
【００７４】
方程式５
Ｐ2は、０．８ｓq＋０．２ｓm−１３          （ｍｍ単位）で生じる。
【００７５】
規定された範囲内に点Ｐ1及びＰ2での基準曲線ＢＣからの偏差Ｄ（ｓ）を保つことによって、発明的ボディプライＨに対する所望の均等な膨張成長Ｇが得られ得る。より具体的には、点Ｐ1では基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）が−４．２５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦−０．５ｍｍの範囲内に保たれるべきであり、点Ｐ2では基準曲線からの偏差Ｄ（ｓ）は−０．５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦１．２５ｍｍの範囲内に保たれるべきである。本明細書において使用される場合、Ｄ（ｓ）に対する範囲の表現は、規定された範囲の端点を含む。
【００７６】
図１６は、図１０、１３、及び１４で先に参照された４つの従来型のタイヤでの偏差Ｄ（ｓ’’）のプロットを示す。示されるように、これら４つの従来型のタイヤのボディプライはＰ1及びＰ2に対する偏差Ｄの規定された範囲に該当しない。図１７は、発明的ボディプライＨと共に構成された同じタイヤの大きさを示す。偏差Ｄ（ｓ‘’）はＰ1及びＰ2での偏差Ｄに関して規定された範囲内に上手く該当する。
【００７７】
規定されるような偏差Ｄを有する発明的ボディプライＨ内にタイヤを構成することによって、ビード部１０２からビード部１０４への均等な膨張成長Ｇが得られる。本発明の利点を得るために、膨張成長Ｇの大きさは重要ではない。むしろ、山及び谷が無いことが重要である。点ｔにおける距離パラメータの値が上に記載されるようにｓtであることを想起すると、所与の方位角θにおける−ｓt〜ｓtの領域上の膨張成長Ｇの最大、最小、及び振幅は下記のように画定される。
【００７８】
方程式６
0006679588.tif 000025
【００７９】
方程式７
0006679588.tif 000026
【００８０】
方程式８
0006679588.tif 000027
【００８１】
Ｇmax（θ）は、所与の角度θにおけるパラメータ点−ｓtとｓtとの間に見られた最大膨張成長Ｇである。同様に、Ｇmin（θ）は、所与の角度θにおけるパラメータ点−ｓtとｓtとの間に見られた最小膨張成長Ｇである。Ａ（θ）は角度θにおける膨張成長の振幅であり、かつＧmax（θ）とＧmin（θ）との間の差である。これは、例として図５からの従来型のタイヤを使用する図１８に示される。
【００８２】
膨張成長Ｇの有限要素計算は、典型的に、全ての方位角θにおける同じ振幅Ａを予測する、２ｄ軸対称シミュレーションである。しかしながら、物理的タイヤ測定では、膨張成長Ｇがタイヤ周りで方位角から方位角へ変化する場合がある。したがって、それに続く特許請求の範囲において使用される場合、最終振幅測定は下記の形態でのｎ≧４の均等に離間された方位角測定の平均として本明細書で画定される。
【００８３】
方程式９
0006679588.tif 000028
【００８４】
方程式６、７、及び９を使用して、先に参照された４つの従来型のタイヤならびに本発明のボディプライＨを備えた同じ大きさのタイヤを使用した下記の結果が計算された。
表Ｉ
0006679588.tif 000029
【００８５】
本発明の例示的な一実施形態では、かかるボディプライＨを含んで構成される場合、タイヤ１００は、タイヤが約０．５バールの圧力からおよそ最大の側壁圧力まで膨張したときに約１，５ｍｍ以下である膨張成長の振幅Ａを有する。図１９及び２０は、ミリメートル（ｍｍ）の単位での基準曲線からの偏差の関数としてのＰ1及びＰ2のプロットを提供する。示されるように、膨張成長の振幅Ａは、点Ｐ1での基準曲線ＢＣからの偏差Ｄ（ｓ）が−４．２５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦−０．５ｍｍの範囲内で保たれ、かつＰ2での基準曲線ＢＣからの偏差Ｄ（ｓ）が−０．５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦１．２５ｍｍの範囲内で保たれたときの約１．５ｍｍ以下である。
【００８６】
新規の発明の有用性は、４つの同じタイヤの大きさを使用して行われた肩溝の亀裂のシミュレーションによっても証明された。特異的に調製されたＦＥＡモデルがこの目的のために作成され、メッシュ密度が肩溝の底に沿って飛躍的に増加した。（図１０）平坦な地面での転がりシミュレーションが８．３バールのタイヤ圧力及び３６８０キログラムの荷重で行われた。各要素に対するＰ１（第１の主たる）コーシー応力は、タイヤが回転し、転がり周期の間に最大Ｐ１応力が抽出されたときの各方位角での肩溝内で計算される。図２１は、最大応力ＭＳが生じた位置を示し、表ＩＩはその結果を提供する。当業者により理解されるように、コーシー応力は溝底の亀裂に対する指標として広く使用されている。表Ｉ及び表ＩＩならびに図において、「製造タイヤ」とは、発明的ボディプライを含まずに構成された従来型のタイヤのことをいい、「本発明」とは、本発明の発明的ボディプライを含んで構成されたタイヤの例示的な実施形態のことをいう。
表ＩＩ
0006679588.tif 000030
【００８７】
本発明は、タイヤ１００を設計または構成する例示的な方法も提供する。かかる方法は、既存のタイヤ設計のボディプライを改善させるために使用されてもよく、または新しいタイヤ設計を生成する際に使用されてもよい。いずれの事例においても、例示的な本方法では、設計者は、タイヤが基準圧力まで膨張するときの子午面に沿ったボディプライの形状を表す参照曲線を含むタイヤのモデルを生成することから始めることとなり、ｓがタイヤの中心線から参照曲線に沿ったｍｍ単位の長さである。既存のタイヤでは、参照曲線は、既存のＣＡＤ図面を使用して上に記載されるように、またはタイヤを対象としたＸ線、レーザープロフィロメトリ、または他の技術に供されたタイヤの試験体の物理的測定を使用して作成されてもよい。新しいタイヤ設計の場合、参照曲線は、例えば、タイヤのＣＡＤモデルまたは他のコンピュータモデルから生成され得る。基準圧力は０．５バールであり得る。
【００８８】
次に、基準圧力でのタイヤの参照曲線に基づくタイヤに対する基準曲線ＢＣが構成される。基準曲線ＢＣは例えば先に記載したように構成される。
【００８９】
基準曲線ＢＣを使用して、標的参照曲線（方程式４及び５を介して上に記載されるようなＲ（ｓ）により記載され得る）が、子午面に沿ったボディプライの形状に関して作成される。この標的参照曲線が、タイヤ内で使用される新しいボディプライ（例えば、上記で考察された例示的なボディプライＨなど）の所望の曲線または幾何学形状である。
【００９０】
標的参照曲線は、点Ｐ1において−４．２５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦−０．５ｍｍの範囲にあり、かつ点Ｐ2において−０．５ｍｍ≦Ｄ（ｓ）≦１．２５ｍｍの範囲にある基準曲線ＢＣから偏差Ｄ（ｓ）を有するように参照曲線を再配置することによって作成され、Ｐ1及びＰ2はそれぞれ方程式４及び５に記載されるような標的参照曲線に沿って位置づけられる。
【００９１】
標的参照曲線は、同様に、タイヤ中心線の一側面または両側面上に参照曲線を再配置することによって作成され得る。
【００９２】
既存のタイヤの場合、その設計は、ボディプライの新しい形状を含むように変更されることとなる。これは、新しいボディプライを有するタイヤを製造するための変更を含む。新しく設計されるタイヤの場合、その設計は、ボディプライの新しい輪郭または曲線を含むこととなる。したがって、本発明は、本明細書に記載されるような均等の膨張成長Ｇを提供する新規の発明的ボディプライを有して構成及び製造されたタイヤを含む。
【００９３】
ある特定のタイヤは、比較的長い工程を高速道路の速度で移動するために使用される。例えば、０．５超のアスペクト比を有するトラック用タイヤの摩耗性能及びタイヤ再生の改善に伴い、タイヤのクラウン部も良好な耐久性を有することが重要となり得る。例えば、クラウン部は、剪断層間の剪断応力を被り得る。タイヤ動作中のクラウン内のある特定の層の端部付近の温度の著しい上昇と相まると、かかる端部付近に位置付けられたタイヤゴム内に亀裂が現れ伝播する可能性がある。
【００９４】
図２２は、前述のように構成された例示的な発明的なボディプライＨを有する、本発明の別の例示的な実施形態のタイヤ２００を提供する。本実施形態では、タイヤ２００は、５０以上の縦横比を有し、縦横比は、Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって定義される通りである。図１と同様の様式で、例示的なボディプライＨは、一対の対向するビード部（図示せず）内に固定され、クラウン部２１０によって接続された対向する側壁部（１つの側壁部２０６のみが図２２に示されている）を通過する。ボディプライＨは、例えば、金属ケーブルなどの補強要素の単一の層で形成され得る。あるいは、２つ以上の層が使用され得る。クラウン部２１０内で、ボディプライＨは、記載されるように、いくつかの補強層（例えば、２４１、２４２、及び２４３）によって周方向に沿って巻かれる。トレッド部２２４が、補強層の径方向外側に位置付けられ、その周りに巻かれる。
【００９５】
例示的な本実施形態では、タイヤ２００は、クラウン部２１０内に配置された少なくとも２つのベルトプライ２４１及び２４３を含む。ベルトプライ２４１及び２４３は各々、巻かれていない要素で形成されているベルトプライ補強要素、例えば、各ベルトプライに対して、それぞれベルトプライ２４１及び２４３の軸幅全体にわたって連続的な金属ケーブルなどを含む。これらのケーブルは、一実施形態ではタイヤ２００の赤道面ＥＰから１０°（度）〜４５°の範囲内の絶対値を有するか、または別の実施形態では赤道面ＥＰから１８°の絶対値を有する正角度または負角度±α（図７参照）を形成し得る。例示的な一実施形態では、それぞれのベルトプライ２４１及び２４３のケーブルは、互いに対して交差する（すなわち＋α及び-α）。例えば、一実施形態では、各ケーブルは、各々約０．２６ｍｍの直径を有する９本のワイヤから構成され得る。ケーブルは、２．２５ｍｍのペースでベルトプライ２４１の１つ以上のゴム材料内に配置され得、ペースとは、ケーブルと直角の方向に沿って測定される、ケーブル中心線間の距離である。例として、各ベルトプライ２４１及び２４３は、ゴム材料及びケーブルを含めて、約１．８８ｍｍの厚さを有し得る。あるいは、さらなる例として、ベルトプライは、各々約０．２６ｍｍの直径を有する７本のワイヤから構成され得る。ケーブルは、約２．１ｍｍのペースでベルトプライ２４１の１つ以上のゴム材料内に配置され得る。
【００９６】
ベルトプライ２４１は、例示的な本実施形態では、１８３ｍｍと等しくてよい軸幅Ｌ241を有し、ベルトプライ２４３は、１７２ｍｍの軸幅Ｌ243を有し得る。別の例示的な実施形態では、ベルトプライ２４１及び２４３は、１０ｍｍ〜３０ｍｍの軸幅の差を有する。本明細書において使用される場合、ベルトプライの軸幅は、その非膨張状態において（例えば、図１、２２、及び２３に使用されるように）タイヤの子午面内の軸方向Ａに沿って測定される。
【００９７】
タイヤ２００は、周方向層２４２の軸幅全体にわたって連続的または可変的であり得る周方向補強要素を含む周方向層２４２を含む。本明細書において使用される場合、周方向補強要素は、赤道面ＥＰ（図７参照）から約０°の角度α、または−５°≦α≦＋５°の範囲内の角度αを形成する補強要素である。例示的な一実施形態では、周方向補強要素は、各々約０．２３ｍｍの直径を有する２１本のワイヤから構成された非伸張性の金属ケーブルである。かかる周方向補強要素は、１．５５ｍｍのペースで１つ以上のゴム材料内に配置され得る。例として、周方向層２４２は、ゴム材料及びケーブルを含めて、約１．２ｍｍの厚さを有し得る。例示的な本実施形態では、周方向層２４２は、ベルトプライ２４１及び２４３に径方向に隣接して、かつそれらの間に示されている。他の例示的な実施形態では、周方向層２４２は、ベルトプライ２４３の径方向外側またはベルトプライ２４１の径方向内側に位置付けられ得る。図２２に示される実施形態では、周方向層２４２は、１４７ｍｍの軸幅Ｌ242を有し得る。
【００９８】
図２３は、同じ参照番号が、図２２の例示的な実施形態に対する同一または同様の特徴を表す、タイヤ２００の別の例示的な実施形態を示す。図２３の例示的タイヤ２００は、図２２の要素ならびに２つの追加の層２４０及び２４４を含む。より具体的には、例示的な本実施形態では、タイヤ２００は、周方向層２４２の径方向外側に、かつベルトプライ２４１または２４３のうちの少なくとも１つ（この事例ではベルトプライ２４３）に径方向に隣接して位置付けられる、任意の保護層２４４と共に示されている。保護層２４４は、弾性または非弾性補強要素、もしくは弾性または非弾性ケーブルを含む。補強要素は、赤道面に対して、一実施形態ではタイヤ２００の赤道面ＥＰから１０°（度）〜４５°の範囲内の、または別の実施形態では赤道面ＥＰから１８度の絶対値を有する角度±αで配向される。さらに別の実施形態では、保護層２４４の補強要素は、層２４４が径方向に隣接するベルトプライ（この事例ではベルトプライ２４３）と同じ角度αにある。例示的な一実施形態では、保護層２４４の補強要素は、各々約０．３５ｍｍの直径を有する８本のワイヤから構成された金属ケーブルである。かかる補強要素は、３．１５ｍｍのペースで１つ以上のゴム材料内に配置され得る。例として、保護層２４４は、ゴム材料及びケーブルを含めて、約１．７ｍｍの厚さを有し得る。あるいは、例えば、保護層２４４の補強要素は、各々約０．２６ｍｍの直径を有する７本のワイヤから構成された金属ケーブルであり得る。図２３に示される実施形態では、保護層２４４は、１５４ｍｍの軸幅Ｌ244を有し得る。タイヤ２００は保護層２４４なしで提供されてもよいことを理解されたい。
【００９９】
それに加えて、図２３のタイヤ２００は、ボディプライＨの径方向外側に、かつ他の層２４１、２４２、２４３、及び２４４の径方向内側に配置される補助層２４０も含む。補助層２４０は、Ｌ243、すなわちベルトプライ２４３の軸幅と実質的に等しい軸幅を有し得る。あるいは、補助層２４０は、ベルトプライ２４３と異なる幅を有してもよい。例えば、例示的な一実施形態では、Ｌ243は１７２ｍｍであり、Ｌ240は１６０ｍｍである。別の実施形態では、その幅は７５ｍｍである。補助層２４０は、例えば、タイヤ２００の赤道面ＥＰから９０°の角度α（図７参照）を形成する金属ケーブルから構成された、補助的な補強要素を含み得る。別の実施形態では、補助層２４０は、４０度〜６０度の範囲内の角度を有し得る。他の角度が同様に使用されてもよい。例示的な一実施形態では、補助層２４０のケーブルは、各々約０．２６ｍｍの直径を有する９本のワイヤから構成され得る。ケーブルは、１．８ｍｍのペースでベルトプライ２４１の１つ以上のゴム材料内に配置され得る。例として、補助層２４０は、ゴム材料及びケーブルを含めて、約１．７ｍｍの厚さを有し得る。あるいは、例えば、保護層２４４の補強要素は、各々約０．２６ｍｍの直径を有する７本のワイヤから構成された金属ケーブルであり得る。
【０１００】
本発明の主題事項はその特定の例示的実施形態及び方法に関して詳細に記載されるが、前記の理解を図った当業者であれば、本実施形態の変更例、変形例及びそれと同等のものを容易に製造し得ると理解される。したがって、本開示の範囲は、限定ではなく例であり、主題の開示内容は、本明細書に開示される教示を使用すれば当業者に容易に明らかとなり得るような本主題に対するかかる改変、変更、及び／または追加の包含を除外しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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