(57)【特許請求の範囲】
【請求項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）の両方の半径方向内方にあって、１対のサイドウォール構造（２０）を有するカーカス（３０）と、一つのビードコア（２６）が各サイドウォール構造（２０）内にある１対の非伸長性ビードコア（２６）とを有し、
ビードコア（２６）から反対側のビードコア（２６）へ延びているプライ（３８）であって、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、かつ前記ベルト構造（３６）の下にある終端部（３３）へ半径方向外方に延びている１対の折り返し端部（３２）を有するプライ（３８）と、各サイドウォール構造（２０）内の前記プライ（３８）の半径方向内方にある第１のインサート（４２）と、前記プライ（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第２のインサート（４６）と、前記プライ（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、かつ前記第２のインサート（４６）の半径方向内方に配置されている第３のインサート（４８）とを有するタイヤ（１０）において、
前記第２のインサート（４６）が、前記折り返し端部（３２）の、前記ベルト構造（３６）の下にある前記終端部（３３）へ延びており、
前記第２のインサート（４６）は、前記第３のインサート（４８）とは異なる別の部材であり、前記第３のインサート（４８）と異なる物理的特性を有していることを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記第１および第２のインサート（４２，４６）はエラストマー性であり、前記第２のインサート（４６）は、前記第２のインサート（４６）内に埋め込まれ、かつ概ね半径方向を向いた短繊維（８２）をさらに有している、請求項１に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
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（Ｂａｎｄｅｄ  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Ｃｏｒｖｅｔｔｅ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剛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Ｍｉｃｈｅｌｉｎ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Ｃｏｒｖｅｔｔｅ  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３８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２６０，２６０′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（４．３ｍｍ）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３６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２Ａ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３２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１８９０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２３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２３，２５，２７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４ｃｍ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、Ｐ２３５／５５Ｒ１７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４６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４６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８０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４２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。
0004243356.tif 000002
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、材料（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  Ｄ６２３）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、Ｚｗｉｃｋ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、ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレンゴム、ｃｉｓ−３，４−ポリイソプレンゴム、ｃｉｓ−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７０ｐｈｒ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０．０５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、Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  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５ｐｈｒ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１０ｐｈｒ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８０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。
0004243356.tif 000003
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Ｐ２２５／５０Ｒ１７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。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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