(57)【要約】【課題】軽量かつ高強度の空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ１０は、カーカスと、互いに間隔をおいて配置された２つのサイドウォール２２、２４と、２つのビード１６、１８と、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造２６とを含む。ベルト構造２６は、ＵＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．０８ｍｍから０．６０ｍｍの範囲のフィラメントを有する。【選択図】図１
2012066816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤであって、
カーカスと、
互いに間隔を置いて配置された２つのサイドウォールと、
２つのビードと、
前記カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、
半径方向において前記トレッドと前記カーカスとの間に挿入されたベルト構造とを有し、
前記ベルト構造は、ウルトラ高張力（ＵＴ）鋼補強コードを有し、前記コードは、直径が０．０８ｍｍから０．６０ｍｍの範囲のフィラメントを有することを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ＵＴ鋼補強コードは１インチ（２．５４ｃｍ）当たり８から５０の端部を有するように配置される、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ＵＴ鋼補強コードは２＋２構成を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１８５ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．２１０ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記ＵＴ鋼補強コードは２＋１構成を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１８５ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．２１０ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記ＵＴ鋼補強コードは２×構成を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１０】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１８５ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項９に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１１】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．２１０ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項９に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１２】
前記ＵＴ鋼補強コードは５×構成を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１３】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１８５ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項１２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１４】
前記ＵＴ鋼補強コードは直径が０．２１０ｍｍの前記フィラメントを有する、請求項１２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１５】
空気入りタイヤであって、
カーカスと、
互いに間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、
２つのビードと、
前記カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、
半径方向において前記トレッドと前記カーカスとの間に挿入されたベルト構造とを有し、
前記ベルト構造は、メガ張力（ＭＴ）鋼補強コードを有し、前記コードは、直径が０．０８ｍｍから０．６０ｍｍの範囲のフィラメントを有することを特徴とする、空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、特に空気入りタイヤ用の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
補強されたエラストマー製品が公知である。たとえば、コンベア型などのベルト、タイヤなどは、織物および／または極細鋼線フィラメントあるいはストランドのコードで構成される。特に、空気入りタイヤで使用されるベルトは、最大で８つのプライ層で構成され、タイヤの横方向と回転方向の両方で補強することが望ましい場合に、互いに隣接するプライのコード補強構造が、タイヤの移動方向に対して偏らされる。さらに、コード構造を補強するために２つ以上のフィラメントとその周りのラップフィラメントとを有する単一ストランド構成を有する極細線の多線撚りフィラメントのストランドで作られたコードが公知である。
【０００３】
場合によっては、補強構造では、互いの周りに撚られるわけではなく束またはバンチ（バンチ巻きコード）としてまとめて撚られた多線フィラメントの単一ストランドコードを使用してコード構成が簡略化される。タイヤ内の複合材料の疲労寿命要件が高くなるにつれて、コードのフィラメント直径が小さくなり、必要な強度を得るのに必要なコード内のフィラメント数が増える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４９６０４７３号
【特許文献２】米国特許第７０８２９７８号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｔｉｒｅｓ，Ｔｅｍｐｌｅ，２００５年
【非特許文献２】Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ｔｉｒｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｍａｙｎｉ，２００５年
【非特許文献３】Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｔｉｒｅｓ，米国運輸省，１９８１年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
乗用車および軽トラックタイヤ用の従来の２プライタイヤベルト構造はそれぞれ、２×０．２５５ＳＴおよび２＋２×０．３２−０．４０ＳＴのコードを有することができる。この指定はそれぞれ、１本のコードが、直径が０．２５５ｍｍの２本のフィラメントから成ることと、１本のコードが、直径が０．３２−０．４０ｍｍの４本のフィラメントから成る（２本のフィラメントが他の２本のフィラメントより短い撚り長さで撚られる）こととを意味する。軽トラック用途などにおけるタイヤベルト内の複合材料の強度に対する高い要件を満たすには２＋２×０．３２−０．４０ＳＴなどの多線フィラメントコードが必要であることが分かっている。これらのコードはどちらも、以下に定義するようなスーパー高張力（ＳＴ）鋼で作られる。スーパー高張力（ＳＴ）鋼を組み込んだコード構成は有効であることが証明されているが、従来の高張力（ＨＴ）およびスーパー高張力（ＳＴ）構成を超えた、より高い腐食伝搬抵抗および改善されたタイヤ性能のような改良された特性を有するより軽量のコード構成を引き続き開発する必要がある。
【０００７】
これらの従来のコード構成は一般に、オフロード（ＯＴＲ：ｏｆｆ‐ｔｈｅ‐ｒｏａｄ）タイヤのような大型のタイヤでは使用がみられない。大型ＯＴＲタイヤは従来、互いに撚り合わされかつらせん状に巻きつけられた直径が０．２５ｍｍの７本の高張力（ＨＴ）フィラメントをそれぞれが有する７つのストランドを備えた７×７×０．２５＋１ＨＴ、および、互いに撚り合わされた直径が０．２２ｍｍの７本の高張力（ＨＴ）フィラメントをそれぞれが有する３つのストランドを備えた３×７×０．２２ＨＴなどの構成を使用する。サイズが３６Ｒ５１以上の場合のＯＴＲタイヤでプライ補強構造に使用される従来の鋼コードケーブルには、互いに撚り合わされかつらせん状に巻きつけられた直径が０．２０ｍｍの１９本の高張力（ＨＴ）フィラメントをそれぞれが有する７つのストランドを備えた７×１９×０．２０＋１ＨＴコードなどの高張力（ＨＴ）タイヤコードフィラメントのストランドコードがある。
【０００８】
ＯＴＲタイヤは、２７×０．２６５ＳＴや５＋８＋１４×０．２６５＋１ＳＴなどの補強コードを有する複数のベルトまたは単一のベルトで構成することもできる。それにもかかわらず、従来の鋼コード構成は、最大で３２０トンであり、場合によってはそれより重いトラックおよび土工機械で使用される４０Ｒ５７より大きいタイヤについて必要な設計インチ強度を実現するのを妨げる破断荷重およびケーブルゲージ限界を有する。また、タイヤサイズが３６Ｒ５１以上の場合に、プライおよびベルト内のリベット領域、すなわちコード同士の間の空間を大きくする必要があり、それによって、タイヤ製造時により多くのゴムがコード同士の間を貫通し、「脆弱なリベット」または「緩んだコート」を防止することによってカレンダー処理の質を高める（タイヤ内に空気を閉じ込める）。
【０００９】
合金鋼の強度を高くすると、降伏強度が上昇し、コードとゴムが適切に付着すると仮定した場合に３つの因子に依存するタイヤベルトの総重量のパラメータを調整することが可能になる。これらの因子は、コードの弾性係数、コードの体積とゴムの体積との比（１インチ（２．５４ｃｍ）当たりのコード端部の数として表されることが少なくない（ＥＰＩ））、およびコード補強角度である。さらに、コード補強角度がタイヤの回転方向に近づくにつれて、横方向における補強構造からの支持が零に近くなる。上述の他の２つのコード関連因子、すなわちコードの弾性係数およびコードの体積とゴムの体積との比が増大すると、一般に、ベルトの重量が増す。重量が増すことは、コストが高くなり、転がり抵抗が大きくなり、タイヤの燃費が悪くなることを意味する。弾性係数がより小さい軽量のコードを使用するだけではこの問題は解決しない。なぜなら、このようなコードはより軽量であるにもかかわらず、コードとゴムの体積比を大きくすることによってより小さいコードの弾性係数を相殺しなければならないからである。コードの体積のこのような増大は、コードの物理的サイズと、リベットの量を左右する、結果として得られるコード同士の間の間隔、すなわち、ゴムがコード同士の間を貫通してコードとゴムの付着を良好にする能力とによって制限される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
＜定義＞
「エイペックス」は、ビードコアの半径方向上方およびプライと折り返しプライとの間に配置されたエラストマー充填材を意味する。
【００１１】
「環状の」は、リング状に形成されることを意味する。
【００１２】
「アスペクト比」は、断面幅に対する断面高さの比を意味する。
【００１３】
「軸線方向の」および「軸線方向に」は、本明細書ではタイヤの回転軸線に平行な線または方向を指すのに使用される。
【００１４】
「ビード」は、プライコードで覆われ、設計リムを嵌め込むためにフリッパ、チッパ、エイペックス、トウガード、チェーファーのような他の補強部材を有するように形作られるか、あるいはそれらを有さないように形作られた環状の引張部材を有するタイヤの部分を意味する。
【００１５】
「ベルト構造」は、トレッドの下方に位置し、ビードに固定されず、タイヤの赤道面に対して傾斜したコードを有する、織物または不織布の互いに平行なコードの少なくとも２つの環状の層つまりプライを意味する。ベルト構造は、比較的小さい角度に傾斜し、制限層として働く、互いに平行なコードのプライを含んでもよい。
【００１６】
「バイアスタイヤ（クロスプライ）」は、カーカスプライ内の補強コードが、タイヤの赤道面に対して約２５°〜６５°の角度でビードからビードへタイヤを斜めに横切って延びるタイヤを意味する。複数のプライが存在する場合、プライコードは、層ごとに交互に反対の角度に延びる。
【００１７】
「ブレーカー」は、タイヤの赤道面に対して、カーカスプライ内の互いに平行な補強コードと同じ角度を有する、互いに平行な補強コードの少なくとも２つの環状の層つまりプライを意味する。ブレーカーは通常、バイアスタイヤと組み合わされる。
【００１８】
「ケーブル」は、２重以上の糸を撚り合わせることによって形成されたコードを意味する。
【００１９】
「カーカス」は、プライの上方のベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびサイドウォールゴムを除くが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。
【００２０】
「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、およびトレッドおよびアンダートレッドを除くタイヤの他のすべての構成部材、すなわちタイヤ全体を意味する。
【００２１】
「チッパ」は、ビード領域を補強し、かつサイドウォールの、半径方向で最も内側の部分を安定化させる機能を有する、ビード領域内に配置された織物または鋼コードの狭いバンドを指す。
【００２２】
「周方向の」は、赤道面（ＥＰ）に平行でありかつ軸線方向に垂直な環状のタイヤの表面の周縁に沿って延びる線または方向を意味し、断面図で見たときにトレッドの軸線方向の湾曲を形成する半径を有する互いに隣接する数組の円曲線の方向を指すこともある。
【００２３】
「コード」は、タイヤの補強構造を構成する補強ストランドの１つを意味する。
【００２４】
「コード角度」は、コードによって赤道面に対して形成される、タイヤの平面図における左または右の鋭角を意味する。「コード角度」は、硬化されているが膨張していないタイヤで測定される。
【００２５】
「クラウン」は、タイヤの、タイヤトレッドの幅限界内の部分を意味する。
【００２６】
「デニール（Ｄｅｎｉｅｒ）」は、９０００メートル当たりのグラム単位重量（線密度を表す単位）を意味する。デシテックス（Ｄｔｅｘ）は１０００メートル当たりのグラム単位重量を意味する。
【００２７】
「密度」は単位長さ当たりの重量を意味する。
【００２８】
「エラストマー」は、変形後にサイズおよび形状を回復することのできる弾性材料を意味する。
【００２９】
「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸線に垂直であり、そのトレッドの中心を通過する平面、またはトレッドの周方向中心線を含む平面を意味する。
【００３０】
「織物」は、撚ることができ、かつ高弾性係数の材料の多数のフィラメント（これらのフィラメントを撚ることもできる）で構成された基本的に一方向に延びるコードの網を意味する。
【００３１】
「繊維」は、フィラメントの基本要素を形成する天然または人工の物質単位である。長さが直径または幅の少なくとも１００倍であるという特徴を有する。
【００３２】
「フィラメント数」は、糸を構成するフィラメントの数を意味する。例：１０００デニールのポリエステルは約１９０本のフィラメントを有する。
【００３３】
「フリッパ」は、強度を高め、かつビードワイヤをタイヤ本体に結合するために設けられるビードワイヤの周りの補強織物を指す。
【００３４】
「ゲージ」は、測定値、特に厚さ測定値を通常指す。
【００３５】
「高張力鋼（ＨＴ）」は、フィラメントの直径が０．２０ｍｍのときに、引っ張り強度が少なくとも３４００ＭＰａである炭素鋼を意味する。
【００３６】
「内側」は、タイヤの内側の方を意味し、「外側」は、タイヤの外側の方を意味する。
【００３７】
「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内面を形成し、かつタイヤ内に膨張流体を封じ込める、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。
【００３８】
「ＬＡＳＥ」は、特定の伸びでの荷重である。
【００３９】
「横方向」は軸線方向を意味する。
【００４０】
「撚り長さ」は、撚りフィラメントまたはストランドが他のフィラメントまたはストランドの周りを３６０°回転するのに延びる距離を意味する。
【００４１】
「荷重範囲」は、タイヤ・リム協会の表によって定義されるような特定の種類の用途で使用される所与のタイヤの荷重および膨張に関する限界を意味する。
【００４２】
「メガ張力鋼（ＭＴ）」は、フィラメントの直径が０．２０ｍｍのときに、引っ張り強度が少なくとも４５００ＭＰａである炭素鋼を意味する。
【００４３】
「標準荷重」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準機構によって決められた特定の設計空気圧および荷重を意味する。
【００４４】
「標準張力鋼（ＮＴ）」は、フィラメントの直径が０．２０ｍｍであるときに、引っ張り強度が少なくとも２８００ＭＰａである炭素鋼を意味する。
【００４５】
「プライ」は、ゴムで覆われ半径方向に展開されるかあるいはその他の方法で互いに平行に配置されたコードからなるコード補強層を意味する。
【００４６】
「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸線に向かうかあるいは回転軸線から離れる方向を意味する。
【００４７】
「ラジアルプライ構造」は、少なくとも１つのプライがタイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間の角度に向けられた補強コードを有する１つ以上のカーカスプライを意味する。
【００４８】
「ラジアルプライタイヤ」は、少なくとも１つのプライが、ビードからビードへ延びかつタイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度に配置されたコードを有する、ベルトを巻かれるかあるいは周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。
【００４９】
「リベット」は、層内のコード同士の間の開放空間を意味する。
【００５０】
「断面高さ」は、タイヤの赤道面におけるタイヤの公称リム直径から外径までの半径方向距離を意味する。
【００５１】
「断面幅」は、タイヤを標準空気圧で２４時間にわたり無荷重で膨張させたときおよびその後の、ラベル、装飾、または保護バンドによるサイドウォールの隆起を除く、タイヤの軸線に平行な、タイヤのサイドウォールの外側同士の間の最大直線距離を意味する。
【００５２】
「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードとの間の部分を意味する。
【００５３】
「剛比」は、コントロールベルト（ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｅｌｔ）構造の剛性の値を他のベルト構造の剛性の値で割った値であって、コードの端部が、固定された端部同士の間に心合わせされた荷重によって支持され曲げられる固定３点曲げ試験によって求められる値を意味する。
【００５４】
「スーパー張力鋼（ＳＴ）」は、フィラメントの直径が０．２０ｍｍであるときに、引っ張り強度が少なくとも３６５０ＭＰａである炭素鋼を意味する。
【００５５】
「引っ張り強さ（Ｔｅｎａｃｉｔｙ）」は、ひずんでいない試験片の単位線密度当たりの力として表された応力である（ｇｍ／ｔｅｘまたはｇｍ／ｄｅｎｉｅｒ）。織物で使用される。
【００５６】
「引っ張り強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ）」は、力／断面積で表された応力である。すなわち、ｐｓｉ（＝１２８００×比重×デニール当たりのグラム数単位の引っ張り強さ）で表された強度である。
【００５７】
「トウガード」は、各ビードの軸線方向内側に位置する、周方向に展開されたエラストマーリムに接触する、タイヤの部分を指す。
【００５８】
「トレッド」は、タイヤケーシングに結合されたときに、タイヤが標準的に膨らんでおり標準荷重下であるときに路面に接触するタイヤの部分を含む、成形されたゴム構成部材を意味する。
【００５９】
「トレッド幅」は、タイヤの回転軸線を含む、平面内のトレッド面のアーク長を意味する。
【００６０】
「折り返し端部」は、周りをプライで覆われたビードから上向きに（すなわち半径方向に外側に）折り返されるカーカスプライの部分を意味する。
【００６１】
「ウルトラ高張力（ＵＴ）」は、フィラメントの直径が０．２０ｍｍであるときに、引っ張り強度が少なくとも４０００ＭＰａである炭素鋼を意味する。
【００６２】
「糸」は、織物繊維またはフィラメントの連続的なストランドの総称である。糸は、１）撚り合わされた幾本かの繊維、２）撚り合わさずにまとめられた幾本かのフィラメント、３）ある程度撚りをかけてまとめられた幾本かのフィラメント、４）撚りをかける場合とかけない場合がある単一のフィラメント（モノフィラメント）、５）撚りをかける場合とかけない場合がある材料の狭いストリップの各形態をとる。
【００６３】
本発明による空気入りタイヤは、カーカスと、互いに間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＵＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．１８ｍｍから０．３０ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【００６４】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは１インチ（２．５４ｃｍ）当たり８から５０の端部を有するように配置される。
【００６５】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは２×構成を有する。
【００６６】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは２＋１構成を有する。
【００６７】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは２＋２構成を有する。
【００６８】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは５×構成を有する。
【００６９】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１８５ｍｍのフィラメントを有する。
【００７０】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは直径が０．２１０ｍｍのフィラメントを有する。
【００７１】
本発明による他の空気入りタイヤは、カーカスと、互い間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＭＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．１８ｍｍから０．３０ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【００７２】
本発明による空気入りタイヤは、カーカスと、互いに間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＵＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．１８ｍｍから０．２２ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【００７３】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは１インチ（２．５４ｃｍ）当たり８から２０の端部を有するように配置される。
【００７４】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×７構成を有する。
【００７５】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×６構成を有する。
【００７６】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは４×４構成を有する。
【００７７】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは４×（３×２）構成を有する。
【００７８】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１８５ｍｍのフィラメントを有する。
【００７９】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは直径が０．２１０ｍｍのフィラメントを有する。
【００８０】
本発明による他の空気入りタイヤは、カーカスと、互い間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＭＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．１８ｍｍから０．２２ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【００８１】
本発明による空気入りタイヤは、カーカスと、互いにある距離を置いて配置された２枚のサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、複数のＵＴ鋼補強コードを有する。複数のコードは、直径が０．２１ｍｍから０．６０ｍｍの範囲の複数のフィラメントを有する。
【００８２】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは１インチ（２．５４ｃｍ）当たり８から２０の端部を有するように配置される。
【００８３】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×４構成を有する。
【００８４】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×６構成を有する。
【００８５】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×７構成を有する。
【００８６】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは４×７構成を有する。
【００８７】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは直径が０．３５ｍｍのフィラメントを有する。
【００８８】
本発明による他の空気入りタイヤは、カーカスと、互いに間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＭＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．２１ｍｍから０．６０ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【００８９】
本発明による空気入りタイヤは、カーカスと、互い間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＵＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．０８ｍｍから０．２１ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【００９０】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは１インチ（２．５４ｃｍ）当たり８から２０の端部を有するように配置される。
【００９１】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×４構成を有する。
【００９２】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×６構成を有する。
【００９３】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは３×７構成を有する。
【００９４】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは４×７構成を有する。
【００９５】
本発明の他の態様によれば、ＵＴ鋼補強コードは直径が０．１０ｍｍのフィラメントを有する。
【００９６】
本発明による他の空気入りタイヤは、カーカスと、互いに間隔をおいて配置された２つのサイドウォールと、２つのビードと、カーカスのクラウンの半径方向外側に配置されたトレッドと、半径方向においてトレッドとカーカスとの間に挿入されたベルト構造とを含む。ベルト構造は、ＭＴ鋼補強コードを有する。コードは、直径が０．０８ｍｍから０．２１ｍｍの範囲のフィラメントを有する。
【発明の効果】
【００９７】
本発明によれば、軽量かつ高強度の空気入りタイヤが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明と一緒に使用される空気入りタイヤの例示的な実施形態の断面の概略図である。
【図２】本発明と一緒に使用される空気入りタイヤの第２の例示的な実施形態の一部分の断面の概略図である。
【図３】本発明による例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図４】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図５】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図６】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図７】本発明による例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図８】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図９】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１０】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１１】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１２】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１３】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１４】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１５】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１６】本発明による例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１７】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１８】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図１９】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図２０】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図２１】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図２２】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図２３】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図２４】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【図２５】本発明による他の例示的な補強コードの断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００９９】
図１および２を参照すると、半径方向カーカスを有する例示的な空気入りタイヤ１０内にプライ１２、１４が示されており、同じ部材が同じ参照番号で示されている。例示的なタイヤ１０は、カーカス補強プライのコード、またはプライ１２、１４が例示的なタイヤの赤道面（ＥＰ）に対して７５°から９０°の範囲の角度に向けられたときに半径方向プライカーカス構造を有する。
【０１００】
いずれのプライ１２、１４も、金属コード、レーヨン、ポリエステル、ナイロン、または他の適切な補強構造で補強することができる。金属コードで補強されたカーカスプライ１２または金属コードで補強されたカーカスプライ１４は、タイヤ周方向において最大幅ＭＷを有する位置で測定されたときに１インチ（２．５４ｃｍ）当たり約８から約２０の端部を有するように配置された鋼コードの層を有してよい。たとえば、鋼コードの層は、最大幅ＭＷを有する位置で１インチ（２．５４ｃｍ）当たり約１２から約１６の端部（ＥＰＩ）を有するように配置することができる。メートル単位では、鋼コードは、タイヤ周方向において最大幅ＭＷを有する位置で測定されたときに、１ｃｍ当たり３から８の端部（ＥＰＣ）を有するように配置することができる。１インチ（２．５４ｃｍ）当たりの端部数が多いと、一定の強度を得るのに使用されるワイヤ直径が小さくなり、１インチ（２．５４ｃｍ）当たりの端部数が少ないと、同じ強度を得るのに使用されるワイヤの直径が大きくなる。
【０１０１】
空気入りタイヤ１０は、軸方向に互いに間隔を置いて配置されたほぼ伸長不能な一対の環状ビード１６、１８を有してよい。各ビード１６、１８は、これらのビードおよび空気入りタイヤが取り付けられるように設計されたリム（不図示）の保持フランジに相補的に構成された外面を有する空気入りタイヤ１０のビード部に配置することができる。プライ１２、１４は、ポリエステル、鋼、または他の適切な材料の互いに並べられた補強コードであってよく、ビード１６、１８同士の間を延びることができ、カーカス構造の軸線方向で外側部分が各ビード１６、１８の周りで折り畳まれる。図１のカーカスプライ構造は、補強材料の２つのプライ１２、１４を有する。任意の適切な材料の１つ以上のカーカスプライを使用することができる。
【０１０２】
低透過性材料の層２０をカーカスプライ１２、１４の内側に、かつ空気入りタイヤ１０およびリムによって形成される膨張チャンバに連続するように配置することができる。エラストマーのサイドウォール２２、２４をカーカス構造１２、１４の軸線方向で外側に配置することができる。ベルト２８、３０（図１）の２つの層またはベルト２８、３０、３２、３４（図２）の４つの層の、周方向に延びるベルト構造２６は、図３に示されているように鋼補強コード３６を含んでよい。ベルト構造２６は、半径方向においてベルト２８、３０、３２、３４とトレッド１５との間に挿入されたオーバレイ３８も含んでよい（図２）。
【０１０３】
本発明による図１および図２のベルト構造２６は、直径が０．０８ｍｍから０．３５ｍｍの範囲または具体的には０．１８ｍｍから０．３０ｍｍの範囲あるいは０．２１ｍｍから０．６０ｍｍの範囲であり、かつ適切な撚り長さを有するウルトラ高張力鋼（ＵＴ）またはメガ高張力鋼（ＭＴ）（上記に定義したとおり）のフィラメントを有する例示的なコード３６によって特徴付けることができる。たとえば、図３のコード３６は、２×フィラメント３６３の構成を有してよい。図４の例示的なコード３６は２＋１フィラメント３６４の構成を有してよい。図５のコード３６は、２＋２フィラメント３６５の構成を有してよい。図６の例示的なコード３６は５×フィラメント３６６の構成を有してよい。
【０１０４】
図１および図２のベルト構造２６は、直径が０．０８ｍｍから０．３５ｍｍまたは０．２１ｍｍから０．６０ｍｍの範囲でありかつ適切な撚り長さを有するウルトラ高張力鋼（ＵＴ）またはメガ高張力鋼（ＭＴ）（上記に定義したとおり）のフィラメントを有する例示的なコード３６によって特徴付けることができる。たとえば、図７のコード３６は、３×７つまり３×１／６フィラメント７６３の構成を有してよい。図８の例示的なコード３６は、４×７つまり４×１／６フィラメント８６４の構成を有してよい。図９の例示的なコード３６は、３×６つまり３×１／５フィラメント９６５の構成を有してよい。図１０の例示的なコード３６は、４×４フィラメント１０６６の構成を有してよい。図１１の例示的なコード３６は、４×２フィラメント１１６７の構成を有してよい。図１２の例示的なコード３６は、４×６つまり４×１／５フィラメント１２６８の構成を有してよい。図１３の例示的なコード３６は、４×（３×２）フィラメント１３６９の構成を有してよい。図１４の例示的なコード３６は、３×２フィラメント１４１０の構成を有してよい。図１５の例示的なコード３６は、７×つまり１／６フィラメント１５１１の構成を有してよい。
【０１０５】
図１および図２のベルト構造２６は、直径が０．０８ｍｍから０．２１ｍｍの範囲でありかつ適切な撚り長さを有するウルトラ高張力鋼（ＵＴ）またはメガ高張力鋼（ＭＴ）（上記に定義したとおり）のフィラメントを有する例示的なコード３６によって特徴付けることができる。たとえば、図１６のコード３６は、３×２フィラメント１６６３の構成を有してよい。図１７の例示的なコード３６は、３×３フィラメント１７６４の構成を有してよい。図１８の例示的なコード３６は、３×４フィラメント１８６５の構成を有してよい。図１９の例示的なコード３６は、３×６フィラメント１９６６の構成を有してよい。図２０の例示的なコード３６は、３×７つまり３×１／６フィラメント２０６７の構成を有してよい。図２１の例示的なコード３６は、４×２フィラメント２１６８の構成を有してよい。図２２の例示的なコード３６は、４×４フィラメント２２６９の構成を有してよい。図２３の例示的なコード３６は、４×６または４×１／５フィラメント２３１０の構成を有してよい。図２４の例示的なコード３６は、４×７つまり４×１／６フィラメント２４１１の構成を有してよい。図２５の例示的なコード３６は、７×つまり１／６フィラメント２５１２の構成を有してよい。
【０１０６】
ＵＴ強度を実現する例示的な一方法は、引用によって本明細書に全体的に組み込まれる特許文献１で開示されたようなプロセスと、以下の元素、Ｃｒ（クロム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｖ（バナジウム）、およびＢ（ホウ素）のうちの１つまたは２つ以上でマイクロ合金化されたカーボンロッドを統合した方法であってよい。例示的な一構成は、Ｃ：０．８８−１．００、Ｍｎ：０．３０−０．５０、Ｓｉ：０．１０−０．３０、Ｃｒ：０．１０−０．４０、Ｖ：０−０．１０、Ｃｕ：０−０．５０、Ｎｉ：０−０．５０、およびＣｏ（コバルト）：０．２０−０．１０を含み、残りはＦｅ（鉄）および残渣で構成することができる。結果として得られたロッドは、直径が０．２０ｍｍのときに引っ張り強度が４０００Ｍｐａである場合と同等の引っ張り強度まで延伸することができる。
【０１０７】
直径が０．３０ｍｍ−０．３５ｍｍのＵＴ鋼線を使用した例示的なコード構造は、コード破断強度が少なくとも１０２０（Ｎ：ニュートン）±５％であってよい。例示的な一構造では、２本のフィラメントが撚り長さ１６．０ｍｍで撚り合わされ、この２本のフィラメントが、他の２本のフィラメントと撚り長さ１６．０ｍｍで同じ撚り方向に撚り合わされ、該他の２本のフィラメントは、すでに撚られたフィラメントと撚り合わされるときに撚りを戻され互いに平行にされる。この例示的なコード、すなわち２＋２構成（図５）を２＋２×３０ＵＴまたは２＋２×３５ＵＴと呼ぶことができる。２＋２構成は、開放性と、開放性による良好なゴム貫通性を示す。０．３０および０．３５は、ミリメートル単位のフィラメント直径を示し、ＵＴはウルトラ高張力鋼である材料を示す。
【０１０８】
ＵＴおよびＭＴコード構造の上記の例は、よりゲージの大きいＨＴおよびＳＴ鋼構成と同様の性能を発揮することができる。したがって、これらの例示的なコード構造にＨＴおよびＳＴコード構造のフィラメントより小さい直径を有するフィラメントを組み込むと、その結果として、ＨＴおよびＳＴコード構造と比べてゲージ材料が低減し、それによって、重量が少なくなり、タイヤコストが低減する。
【０１０９】
また、フィラメントの直径が等しい場合、ＵＴおよびＭＴコードは、それよりも古くから使用されているＨＴおよびＳＴコードより高い強度を有し、一般に疲労寿命がより長い。これらの利点によって、補強材料がより少なく、したがって、より軽量であるエラストマー製品が得られる。また、引用によって全体的に本明細書に組み込まれる特許文献２に示されているように、このようなコード３６およびフィラメント３６３、３６４、３６５、３６６、７６３、８６３、９６３、１０６３、１１６３、１２６３、１３６３、１４６３、１５６３、１６６３、１７６３、１８６３、１９６３、２０６３、２１６３、２２６３、２３６３、２４６３、および２５６３の疲労寿命を延ばすことによって製品の寿命を延ばすことができる。
【０１１０】
エラストマーの補強された複合材料において変更することのできるパラメータは、１インチ（２．５４ｃｍ）当たりの端部（ＥＰＩ）における端部数、すなわち、エラストマーが補強される方向に対して横方向の単位長さ当たりのコード数である。ＵＴおよびＭＴ試料の強度を高くすると、ＥＰＩを減らして同等の強度を実現することができる。あるいは、コード直径を小さくし、端部数を維持するかあるいは増やして同等の強度を実現することができる。ＵＴおよびＭＴ鋼フィラメントによって直径を小さくし、かつコード構成を簡素化する（コード内のフィラメントを減らす）ことを可能にすることによって、ゴムの貫通性をさらに高めることができる。
【０１１１】
直径がたとえば０．１８５ｍｍまたは０．２１ｍｍである図３−図２５のようなＵＴ構成は、軽量のタイヤのベルト構成および重量の大きいタイヤのカーカスプライ構成用の、より軽量でより統一化した新しい構成を実現する。さらに、重量およびコストを低減させることによって、プラント処理性（カレンダー処理）が現在以上になるとともに、従来構成よりもタイヤ性能が向上する。
【０１１２】
上述のように、本発明によるＵＴまたはＭＴ鋼コード３６のベルト構造２６は、空気入りタイヤ１０に優れた疲労性能を発揮させるとともに、空気入りタイヤ１０のベルトおよび他の部品に使用される材料の量を少なくするのを可能にする。したがって、この構造２４は、空気入りタイヤの構造および挙動が複雑であり、完全で満足行く理論が提案されていないにもかかわらず、空気入りタイヤ１０の性能を向上させる（非特許文献１参照）。従来の複合材料理論の基本は、空気入りタイヤの構造に容易に見受けられるが、空気入りタイヤの多数の構成部材によって複雑性が増すために、タイヤの性能を予測するのは困難である（非特許文献２参照）。また、ポリマーおよびゴムの非線形時間、周波数、および温度挙動のために、空気入りタイヤの分析的設計は、現在の産業界で最も難しくかつ最も正しく評価されない工学的問題の１つである（非特許文献２参照）。
【０１１３】
空気入りタイヤはある必須の構造部材を有する（非特許文献３のｐｐ．２０７−２０８参照参照）。重要な構造部材は、低弾性係数のポリマー材料のマトリックス、通常は天然または合成ゴムに埋め込まれかつ接着された極細硬引き抜き鋼または他の金属の多数のコードで通常構成されるベルト構造である（非特許文献３のｐｐ．２０７−２０８参照）。
【０１１４】
コードは通常、単層または二重層として配置される（非特許文献３のｐ．２０８参照）。産業界全体にわたるタイヤ製造業者は、空気入りタイヤにおける、騒音特性、ハンドリング、耐久性、快適さなどに対するベルト構造のコードの様々な撚りの影響を受け入れることも予測することもできない（Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｔｉｒｅｓのｐｐ．８０−８５）。
【０１１５】
これらの複雑性をタイヤ性能とタイヤ構成部材との相互関係についての以下の表に示す。
【０１１６】
【表１】
2012066816.tif 000003
【０１１７】
表を見ると分かるように、ベルト構造コード特性は、空気入りタイヤの他の構成部材に影響を与え（すなわち、ベルト構造はエイペックス、カーカスプライ、オーバレイなどに影響を与え）、それによって、いくつかの構成部材が相互に関係付けられて相互に作用し、一群の機能特性（騒音、ハンドリング、耐久性、快適さ、高速度、および質量）に影響を与え、その結果、複合材料は完全に予測不能で複雑なものになる。したがって、１つの構成部材を取り換えただけでも、上記の１０個の機能特性が直接改善されるかあるいは低下するとともに、１つの構成部材と他の６つの構造部材との相互作用が変化することがある。それによって、この６つの相互作用はそれぞれ、この１０個の機能特性を間接的に向上させるかあるいは低下させる。これらの機能特性のそれぞれが向上するか、低下するか、それとも影響を受けないかどうか、およびそれらの程度は、発明者が実験および試験を行わなかったならば間違いなく予測できなかったであろう。
【０１１８】
したがって、たとえば、空気入りタイヤの１つの機能特性を向上させるために空気入りタイヤのベルト構造の構造（すなわち、撚り、コード構成など）を修正すると、任意の数の他の機能特性が許容できない程度に低下する恐れがある。さらに、ベルト構造とエイペックス、カーカスプライ、オーバレイ、およびトレッドとの相互作用も、空気入りタイヤの機能特性に許容できない程度に影響を与えることがある。このような複雑な相互関係のため、ベルト構造を修正しても、１つの機能特性も改善されないことがある。
【０１１９】
したがって、上述のように、多数の構成部材の相互関係が複雑であるため、本発明によってベルト構造２６を修正した場合の実際の結果を、無限にある考えられる結果から予測することは不可能である。広範囲の実験によって初めて、本発明のベルト構造２６ならびにコード３６３、３６４、３６５、３６６、７６３、８６３、９６３、１０６３、１１６３、１２６３、１３６３、１４６３、１５６３、１６６３、１７６３、１８６３、１９６３、２０６３、２１６３、２２６３、２３６３、２４６３、および２５６３が、空気入りタイヤ用の優れた予測不能な装備であることが分かった。
【０１２０】
前述の記述は、本発明を実施する現在考えられる最良の形態についてである。この記述は、本発明の一般原則の一例を示すためのものであり、本発明を制限するものと解釈すべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによって最も適切に決定される。図面に示されている参照番号は、明細書内で引用されている参照番号と同じである。この出願では、図示の様々な例はそれぞれ、同様の構成部材については同じ参照番号を使用している。例示的な構造は、位置または数量が異なる同様の構成部材を使用することができ、それによって本発明による他の構成が得られる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  タイヤ
１２、１４  プライ
１６、１８  ビード
２０  低透過性材料
２２、２４  エラストマーサイドウォール
２６  ベルト構造
２８、３０、３２、３４  ベルト
３６  コード
３８  オーバレイ
３６３、３６４、３６５、３６６、７６３、８６４、９６５、１０６６、１１６７、１２６８、１３６９、１４１０、１５１１、１６６３、１７６４、１８６５、１９６６、２０６７、２１６８、２２６９、２３１０、２４１１、２５１２  フィラメント
【図１】
2012066816.tif 000004
【図２】
2012066816.tif 000005
【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】
2012066816.tif 000010
【図８】
2012066816.tif 000011
【図９】
2012066816.tif 000012
【図１０】
2012066816.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012066816.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2012066816.tif 000018
【図１６】
2012066816.tif 000019
【図１７】
2012066816.tif 000020
【図１８】
2012066816.tif 000021
【図１９】
2012066816.tif 000022
【図２０】
2012066816.tif 000023
【図２１】
2012066816.tif 000024
【図２２】
2012066816.tif 000025
【図２３】
2012066816.tif 000026
【図２４】
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【図２５】
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