(57)【要約】タイヤは、カーカスプライと、カーカスプライに関連する、少なくとも１つの環状構造と、を含む。このタイヤは、第１無金属ベルトプライ及び第２無金属ベルトプライを含む、無金属周方向ベルト領域を更に含む。このタイヤはまた、第１無金属ベルトプライ及び第２無金属ベルトプライの径方向外側に配置された、無金属キャッププライを有する。このタイヤはまた、道路と接触する無金属周方向トレッドと、少なくとも１つの環状構造及び無金属周方向トレッドに関連する、１対のサイドウォールと、を含む。
2016525044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１環状ビード及び第２環状ビードと、
前記第１環状ビードと前記第２環状ビードとの間に延在する、ボディプライと、
前記ボディプライの径方向外側に配置され、前記ボディプライの一部を横切って軸方向に延在する、周方向ベルトと、
前記周方向ベルトの径方向外側に配置され、前記ボディプライの一部を横切って軸方向に延在する、第１補強プライと、
前記第１補強プライの径方向外側に配置され、前記ボディプライの一部を横切って軸方向に延在する、周方向トレッドと、
前記第１環状ビードと第１ショルダーとの間に延在する第１サイドウォールであって、前記第１ショルダーが前記周方向トレッドに関連する、第１サイドウォールと、
前記第２環状ビードと第２ショルダーとの間に延在する第２サイドウォールであって、前記第２ショルダーが前記周方向トレッドに関連する、第２サイドウォールと、を含むタイヤであって、
前記タイヤが、０．０９〜０．４０の１度コーナリング係数を有し、前記第１環状ビード及び前記第２環状ビードのみが金属を含む、タイヤ。
【請求項２】
前記周方向ベルトと前記第１補強プライとの間に径方向に配置された第２周方向ベルトを更に含む、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記周方向トレッドと前記ボディプライとの間に配置された第２補強プライを更に含む、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記タイヤが０．１５〜０．３０の１度コーナリング係数を有する、請求項３に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記第１補強プライが、第１角度で前記タイヤの赤道面と交差する第１補強コードを有し、前記第２補強プライが、第２角度で前記赤道面と交差する第２補強コードを有する、請求項３に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記第１角度が前記第２角度よりも大きく、前記第１角度及び前記第２角度の両方が４５〜７４度である、請求項５に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記第１角度が６０〜７４度であり、前記第２角度が６０〜７４度である、請求項６に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記ボディプライが、前記タイヤの赤道面と実質的に直交するボディプライコードを有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記ボディプライが、鋭角で前記タイヤの赤道面と交差するボディプライコードを有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１０】
前記鋭角が１〜１０度である、請求項９に記載のタイヤ。
【請求項１１】
前記鋭角が約２度である、請求項９に記載のタイヤ。
【請求項１２】
カーカスプライと、
前記カーカスプライに関連する少なくとも１つの環状構造と、
無金属周方向ベルト領域であって、第１無金属ベルトプライ及び第２無金属ベルトプライを更に含む、無金属周方向ベルト領域と、
無金属キャッププライであって、前記第１無金属ベルトプライ及び前記第２無金属ベルトプライの径方向外側に配置された、無金属キャッププライと、
無金属周方向トレッドであって、道路と接触するタイヤの部分である、無金属周方向トレッドと、
前記少なくとも１つの環状構造及び前記無金属周方向トレッドに関連する１対のサイドウォールと、を含む、タイヤ。
【請求項１３】
前記サイドウォールが無金属サイドウォールである、請求項１２に記載のタイヤ。
【請求項１４】
前記第１無金属ベルトプライが高密度の無金属繊維を含み、前記第２無金属ベルトプライも高密度の無金属繊維を含む、請求項１２に記載のタイヤ。
【請求項１５】
前記タイヤが、０．１０〜０．１ＭＰａ（１５〜４５ＰＳＩ）のタイヤ空気圧で作動するように構成されている、請求項１２に記載のタイヤ。
【請求項１６】
タイヤを車両用ホイールに固定するように構成されている１対の環状ビードと、
前記環状ビードに関連する非金属ボディプライであって、前記タイヤの径方向内側部分を形成する、非金属ボディプライと、
前記非金属ボディプライの径方向外側に配置された非金属環状ベルトであって、前記タイヤの径方向中間部分を形成する、非金属環状ベルトと、
第１非金属補強材であって、前記タイヤの径方向中間部分を更に形成する、第１非金属補強材と、
第２非金属補強材であって、前記タイヤの径方向中間部分を更に形成する、第２非金属補強材と、
前記第１非金属補強材及び前記第２非金属補強材の径方向外側に配置されたトレッドであって、前記タイヤの径方向外側部分を形成するトレッドと、
１対のサイドウォールであって、前記タイヤの軸方向外側部分を形成するサイドウォールと、を含む、タイヤ。
【請求項１７】
前記第１非金属補強材が、ナイロン、レーヨン、アラミド、パラアラミド、ポリエステル、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＶＡ、ＰＢＯ、ＰＯＫ、炭素繊維、及び炭素ガラスからなる群から選択される材料から作製される、請求項１６に記載のタイヤ。
【請求項１８】
前記第２非金属補強材が前記第１非金属補強材とは異なる材料から作製される、請求項１６に記載のタイヤ。
【請求項１９】
前記第１非金属補強材及び前記第２非金属補強材が異なる角度で配置される、請求項１６に記載のタイヤ。
【請求項２０】
前記タイヤが、オートバイ、トラクター、農業用車両、芝刈り機、ゴルフカート、スクーター、飛行機、軍用車両、乗用車、ハイブリッド車両、高性能車両、スポーツ用途車、軽トラック、大型トラック、大型車、及びバスからなる群から選択される車両で使用するために構成されている、請求項１６に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タイヤ構造の分野に関する。より具体的には、本開示は、大量の鋼又は他の金属を使用せずに作製されたタイヤに関する。更により具体的には、本開示は、ベルト、補強材、キャッププライ、トレッド、ショルダー、及びサイドウォールにおける鋼又は他の金属の使用量を低減して作製されたタイヤについて説明する。
【背景技術】
【０００２】
現在のタイヤ構造は、ビードからビードまで横方向に延在する補強コードを有するボディプライを用いる。かかるタイヤは、ラジアルタイヤと呼ばれる。これは、補強コードが実質的に径方向に存在するためである。ラジアルタイヤは、鋼製補強コードを含む、非伸張性の周方向ベルトを用いる。このベルトは、ボディプライの上、かつトレッドの下に配置される。当該技術分野では、コーナリング性能不足をもたらすであろう、望ましくないタイヤの膨張を防止するためには、ラジアルタイヤに鋼製ベルトが必要であると考えられてきた。加えて、従来の非鋼製タイヤ構造は、容易に変形し、短期間で摩耗する傾向にあった。従来の非鋼製タイヤ構造ではまた、高速走行が不可能であった。これらの懸念事項を考慮すると、従来の非鋼製タイヤ構造は、鋼製ベルト入りタイヤの実現可能な代替物ではなかった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一実施形態では、タイヤは、第１環状ビードと、第２環状ビードと、第１環状ビードと第２環状ビードとの間に延在するボディプライと、を含む。このタイヤは、ボディプライの径方向外側に配置され、ボディプライの一部を横切って軸方向に延在する周方向ベルトを更に含む。このタイヤはまた、周方向ベルトの径方向外側に配置され、ボディプライの一部を横切って軸方向に延在する第１補強プライを有する。周方向トレッドは、第１補強プライの径方向外側に配置され、ボディプライの一部を横切って軸方向に延在する。第１サイドウォールは、第１環状ビードと第１ショルダーとの間に延在する。第１ショルダーは、周方向トレッドに関連する。第２サイドウォールは、第２環状ビードと第２ショルダーとの間に延在する。第２ショルダーは、周方向トレッドに関連する。このタイヤは、０．０９〜０．４０の１度コーナリング係数を有し、第１及び第２環状ビードのみが金属を含む。
【０００４】
別の実施形態では、タイヤは、カーカスプライと、カーカスプライに関連する、少なくとも１つの環状構造と、を含む。このタイヤは、第１無金属ベルトプライ及び第２無金属ベルトプライを含む、無金属周方向ベルトを更に含む。このタイヤはまた、第１無金属ベルトプライ及び第２無金属ベルトプライの径方向外側に配置された、無金属キャッププライを有する。このタイヤはまた、道路と接触する無金属周方向トレッドと、少なくとも１つの環状構造及び無金属周方向トレッドに関連する、１対のサイドウォールと、を含む。
【０００５】
更に別の実施形態では、タイヤは、タイヤを車両用ホイールに固定するように構成されている、１対の環状ビードと、環状ビードに関連する、非金属ボディプライと、を含む。非金属ボディプライは、タイヤの径方向内側部分を形成する。このタイヤは、非金属ボディプライの径方向外側に配置された、非金属環状ベルトを更に含む。非金属環状ベルトは、タイヤの径方向中間部分を形成する。第１非金属補強材は、タイヤの径方向中間部分を更に形成する。第２非金属補強材は、タイヤの径方向中間部分を更に形成する。トレッドは、第１及び第２非金属強化材の径方向外側に配置され、タイヤの径方向外側部分を形成する。１対のサイドウォールは、タイヤの軸方向外側部分を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面では、以下の詳細な説明と共に、本発明の請求項に係る説明の例示的実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で示される。当然のことながら、単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてよい。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の大きさは、説明のために大きく示されていることがある。
【図１】タイヤのある実施形態の外側を剥がした断面斜視図である。
【図２】タイヤの第２実施形態の断面図である。
【図３】ラジアルタイヤの例示的実施形態の断面図の概略図である。
【図４】図３に示されるラジアルタイヤの例示的実施形態の断面側面図の概略図である。
【図５】図３に示されるラジアルタイヤの例示的実施形態に配置されたプライ層及び補強コードの水平断面図の概略図である。
【図６】バイアスタイヤの例示的実施形態の断面図の概略図である。
【図７】図６に示されるバイアスタイヤの例示的実施形態の断面側面図の概略図である。
【図８】図６に示されるバイアスタイヤの例示的実施形態に配置されたプライ層及び補強コードの水平断面図の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下は、本明細書で用いられる、選択された用語の定義である。これらの定義は、用語の範囲に入り、実施のために使用され得る構成要素の様々な例及び／又は形態を含む。例は、制限的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。
【０００８】
「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。
【０００９】
「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延在する方向を指す。
【００１０】
「赤道面」は、タイヤの回転軸に対して垂直であり、タイヤのトレッドの中心部を貫通する平面を指す。
【００１１】
「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。
【００１２】
本明細書で使用するとき、「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指す。
【００１３】
本明細書で使用するとき、「トレッド」は、標準的な膨張度及び荷重において、道路と接触するタイヤの部分を指す。
【００１４】
以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤ構成要素が説明されるが、当然のことながら、用語は若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか１つが、一般的なタイヤ構成要素の説明に使用される別の用語と単に交換できるとは見なさないであろう。
【００１５】
図１は、タイヤ１００の外側を剥がした断面斜視図を示す。タイヤ１００は、第１環状ビード１０５ａと、第２環状ビード１０５ｂと、を含む。図１に示される構造では、環状ビード１０５ａ及び１０５ｂは金属コード（ラベル付けなし）を含む。環状ビードは、タイヤを車両用ホイールに固定するように構成されている。
【００１６】
ボディプライ１１０は、第１環状ビード１０５ａと第２環状ビード１０５ｂとの間に延在する。当業者が理解するであろうように、ボディプライ１１０は、様々な方法で１対の環状ビード１０５ａ、１０５ｂの間及びその周囲に延在し得る。別の実施形態では、ボディプライ１１０（カーカスプライとしても知られる）は、物理的近接性、直接的な物理的接触、工業的混合プロセス、又は化学的相互作用によって、環状ビードなど環状構造に関連する。図示されていないが、ボディプライ１１０は、複数の非金属補強コードを有してよい。
【００１７】
図示された実施形態は、最も内側のタイヤ要素であり、ボディプライ１１０に近接する、インナーライナー１１５を含む。別の実施形態（図示なし）では、補強層又は他の層が、インナーライナーとボディプライとの間に配置されてよい。更に別の実施形態（図示なし）では、インナーライナーは省かれており、ボディプライが最も内側のタイヤ要素である。
【００１８】
更なる実施形態では、ボディプライ１１０は、タイヤの径方向内側部分を形成する。一般的に言えば、タイヤの径方向内側部分は、インナーライナーと周方向ベルトとの間の領域を構成する。この径方向内側部分としては、特に、ボディプライ、インナーライナー又は他の接着層及び封止層、ノイズダンパー、電子及び／又は感知構成要素、空気漏れ防止に使用される液状媒体、並びに本明細書に具体的に列挙されていない他の特徴又は構成要素が挙げられ得る。
【００１９】
第１周方向ベルト１２０は、ボディプライ１１０の径方向外側に配置される。第１周方向ベルト１２０は、第１複数の非金属補強コード１２５を含む。第２周方向ベルト１３０は、第１周方向ベルト１２０の径方向外側に配置される。第２周方向ベルト１３０は、第２複数の非金属補強コード１３５を含む。別の実施形態では、ベルト領域（すなわち、周方向ベルト、並びにキャッププライ及び補強プライなど補強材を含む領域）は、金属及び剛性であり、分解に時間のかかる他の物質も含まない追加プライを含む。
【００２０】
本明細書には示されない更に別の実施形態では、周方向ベルトは、タイヤの径方向中間部分を形成する。一般的に言えば、タイヤの径方向中間部分は、ボディプライとトレッドベース層（図示なし）との間の領域を構成する。径方向中間部分としては、特に、ベルト、補強材、ゴム及びゴムの代替物、接着剤層又は接着層、電子及び／又は感知構成要素、並びに本明細書に具体的に列挙されていない他の特徴又は構成要素が挙げられ得る。したがって、これらの更に別の実施形態では、周方向ベルトは、唯一の中間タイヤ要素であり得るが、そうである必要はない。
【００２１】
図１に示される実施形態では、タイヤ１００は、第１補強コード１４５又は第１コード代替物（図示なし）を有する第１補強プライ１４０と、第２補強コード１５５又は第２コード代替物（図示なし）を有する第２補強プライ１５０と、を更に含む。第１補強プライ１４０は、ボディプライ１１０、第１周方向ベルト１２０、及び第２周方向ベルト１３０の径方向外側に配置される。第２補強プライ１５０は、第１補強プライ１４０の径方向外側に配置される。第１補強プライ１４０及び第２補強プライ１５０は、いずれもボディプライ１１０の一部を横切って軸方向に延在する。第１補強プライ１４０及び第２補強プライ１５０は、いずれも金属及び剛性であり、分解に時間のかかる他の物質を含まない。当業者は、剛性であり、分解に時間のかかる物質は、タイヤが回収又はリサイクルプロセスを経ると、安全上の危険性をもたらし得ることを理解するであろう。図１に示されていない別の実施形態では、タイヤ１００は補強プライを含まない。
【００２２】
ある別の実施形態（図示なし）では、タイヤ１００は、周方向トレッド１６０とボディプライ１１０との間に配置された第１補強プライ１４０のみを含む。
【００２３】
周方向トレッド１６０は、第１補強プライ１４０及び第２補強プライ１５０の径方向外側に配置される。周方向トレッド１６０は、ボディプライ１１０の一部を横切って軸方向に延在する。図示されるように、周方向トレッド１６０はショルダー間に延在する。ただし、オートバイ用タイヤに使用される構造など特定の構造では、トレッドは、ショルダーの一部を含むか、ショルダーを超えて延在すると理解され得る。周方向トレッド１６０は、大型粒子状金属、金属固体、又は他の金属補強材を含まない。大型粒子状金属としては、シルト、微砂、中砂、粗砂、極粗砂、及び微礫に類似のサイズの金属粒子が挙げられる。
【００２４】
別の実施形態（図示なし）では、周方向トレッドは、タイヤの径方向外側部分を形成する。一般的に言えば、タイヤの径方向外側部分は、トレッドベース層（図示なし）と、道路に接触するタイヤの該当部分との間の領域を構成する。径方向外側部分としては、特に、トレッドベース層、トレッド層、スプルー、無金属スタッド又は類似の静止摩擦促進装置、電子及び／又は感知構成要素、空気漏れ防止に使用される液状媒体、接着剤層又は接着層、並びに本明細書に具体的に列挙されていない他の特徴又は構成要素が挙げられ得る。したがって、これらの更に別の実施形態では、周方向トレッドは、唯一の径方向外側タイヤ要素であり得るが、そうである必要はない。
【００２５】
図１に示されるように、第１サイドウォール１６５ａは、第１環状ビード１０５ａと第１ショルダー１７０ａとの間に延在する。第２サイドウォール１６５ｂは、第２環状ビード１０５ｂと第２ショルダー１７０ｂとの間に延在する。サイドウォール、ショルダー、及びトレッドは、物理的近接性、直接的な物理的接触、工業的混合プロセス、又は化学的相互作用によって関連する。当業者が理解するであろうように、サイドウォール１６５ａ及び１６５ｂは、トレッド又はタイヤの他の部分とは異なるゴムで作製されてよい。サイドウォール１６５ａ及び１６５ｂはまた、様々なインサート、チッパー、フリッパー、冷却フィン、強化材、プロテクター、電子及び／若しくは感知構成要素、並びに／又は図１に具体的に示されていない他の機能的又は装飾的特徴を有する。上述のサイドウォール要素を使用しても、使用しなくてもよい更なる実施形態では、サイドウォール１６５ａ及び１６５ｂは、タイヤの軸方向外側部分を形成する。したがって、これらの更に別の実施形態では、サイドウォール１６５ａ及び１６５ｂは、唯一の軸方向外側タイヤ要素であり得るが、そうである必要はない。所定の構造で更なるサイドウォール特徴が用いられるかどうかにかかわらず、図１に示される第１サイドウォール１６５ａ及び第２サイドウォール１６５ｂは無金属サイドウォールである。サイドウォールは大型粒子状金属、金属固体、又は他の金属補強材を含まないため、無金属サイドウォールである。
【００２６】
タイヤ１００の第１環状ビード１０５ａ及び第２環状ビード１０５ｂのみが金属を含むため、タイヤ１００は実質的に金属を含まない。
【００２７】
図２は、タイヤ２００の第２実施形態の一部の断面図を示す。タイヤ２００はビード２０５を含む。環状構造の一種であるビードは、タイヤを車両用ホイールに固定するように構成されている。当然のことながら、ビードの代わりに他の環状構造を用いてよい。
【００２８】
カーカスプライ２１０（ボディプライと呼ばれることもある）は、物理的近接性、直接的な物理的接触、工業的混合プロセス、又は化学的相互作用によって、ビード２０５に関連する。ビード２０５及びカーカスプライ２１０は、タイヤをトロイド形状にする。図２に具体的に示されていない別の実施形態では、インナーライナー又は他の構成要素がビード２０５を結び付けて、これらの構成要素が単一環状構造を形成するようにする。かかる実施形態では、タイヤは、少なくとも１つの環状構造を有する。更に、図示されていないが、カーカスプライ２１０又は単一環状構造に加えて、インナーライナー又は他のインナーコーティングを用いてよい。
【００２９】
無金属周方向ベルト２１５は、ベルト領域２２０を占める。一実施形態では、ベルト領域２２０は、第１無金属ベルトプライ２２５と、第２無金属ベルトプライ２３０と、を更に含む。ある別の実施形態（図示なし）では、無金属周方向ベルト２１５は、第２無金属ベースプライを更に含む。更に別の実施形態（これも図示なし）では、タイヤ２００は、更なる無金属ベルトプライを含む。
【００３０】
第１無金属キャッププライ２３５は、無金属周方向ベルト２１５の径方向外側に配置される。タイヤ２００は、周方向トレッドとカーカスプライとの間に配置された、第２無金属キャッププライ２４０を更に含む。更に別の実施形態では、第２無金属キャッププライは、様々な他のプライ間に配置される。更に別の実施形態では、２つ以上の無金属キャッププライ（cap piles）は、タイヤ２００全体の径方向に広がる。
【００３１】
無金属周方向トレッド２４５は、無金属キャッププライ２３５の径方向外側に配置される。無金属周方向トレッド２４５はまた、タイヤ２００の表面を横切って軸方向に延在する。示されるように、無金属周方向トレッド２４５は、径方向に最も外側のタイヤ要素である。したがって、無金属周方向トレッド２４５は、道路と接触するタイヤ２００の一部である。
【００３２】
無金属周方向トレッド２４５に加えて、サイドウォール２５０は、タイヤ２００の更なる表面を形成する。サイドウォール２５０は、無金属周方向トレッド２４５の縁部からビード２０５まで延在する。サイドウォール２５０は、物理的近接性、直接的な物理的接触、工業的混合プロセス、又は化学的相互作用によって、無金属周方向トレッド２４５の縁部に関連する。単一環状構造の場合、サイドウォール２５０は、無金属周方向トレッド２４５の縁部から単一環状構造まで延在する。サイドウォール２５０は、物理的近接性、直接的な物理的接触、工業的混合プロセス、又は化学的相互作用によって、ビード２０５又は単一環状構造に関連する。
【００３３】
一実施形態では、サイドウォール２５０は無金属サイドウォールである。サイドウォールは大型粒子状金属、金属固体、又は他の金属補強材を含まないため、無金属サイドウォールである。第２実施形態では、サイドウォール２５０は非金属強化材を含む。
【００３４】
図３は、ラジアルタイヤ３００の実施形態の断面図の概略図を示す。図４は、図３に示されるラジアルタイヤ３００の実施形態の断面側面図の概略図である。図５は、図３に示されるラジアルタイヤ３００に配置されたコードの水平断面図の概略図である。図３〜５を参照してタイヤ３００について説明する。
【００３５】
タイヤ３００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１を参照して上述したタイヤ１００と実質的に同じである。ボディプライ３０５は、第１補強プライ３１５の径方向内側に配置される。第１補強プライ３１５は、第２補強プライ３２５の径方向内側に配置される。キャッププライ３３５は、第２補強プライ３２５の径方向外側に配置される。キャッププライ３３５は、タイヤの赤道面Ｅと平行するキャッププライ繊維３４０を含む。周方向トレッド３４５は、キャッププライ３３５の径方向外側に配置される。
【００３６】
ボディプライ３０５は、ラジアルタイヤ３００のビード領域から周方向トレッド３４５に向けて径方向に延在する、ボディプライコード３１０を含む。第１補強プライ３１５は第１補強コード３２０を含み、第２補強プライ３２５は第２補強コード３３０を含む。
【００３７】
図５に最も良好に示されるように、ボディプライコード３１０は、タイヤの赤道面Ｅと概ね直交する。しかしながら、当業者は理解するであろうように、ボディプライコード３１０はまた、タイヤ３００がそれでもなおラジアルタイヤと見なされるように、９０度よりも若干小さい又は大きい角度で赤道面Ｅと交差してよい。したがって、当業者は、ラジアルタイヤのボディプライコード３１０は、赤道面Ｅと実質的に直交することを理解するであろう。
【００３８】
図５にも示されるように、第１補強コード３２０は、第１角度３５０で赤道面Ｅと交差し、第２補強コード３３０は、第２角度３５５で赤道面Ｅと交差する。第１実施形態では、第１角度は第２角度よりも大きい。第２実施形態では、第１角度は４５〜７４度であり、第２角度は４５〜７４度である。別の実施形態では、第１角度は第２角度よりも大きく、第１角度は４５〜７４度であり、第２角度は４５〜７４度である。更なる実施形態では、第１角度は６０〜７４度であり、第２角度は６０〜７４度である。更に別の実施形態では、第１角度は第２角度よりも大きく、第１角度は６０〜７４度であり、第２角度は６０〜７４度である。
【００３９】
図３は、ラジアルタイヤ３００の実施形態の断面図の概略図を示す。図４は、図３に示されるラジアルタイヤ３００の実施形態の断面側面図の概略図である。図５は、図３に示されるラジアルタイヤ３００に配置されたコードの水平断面図の概略図である。図３〜５を参照してタイヤ３００について説明する。
【００４０】
図６は、バイアスタイヤ４００の実施形態の断面図の概略図を示す。図７は、図６に示されるラジアルタイヤ４００の実施形態の断面側面図の概略図である。図８は、図６に示されるラジアルタイヤ４００に配置されたコードの水平断面図の概略図である。図６〜８を参照してタイヤ４００について説明する。タイヤ４００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図３〜５を参照して上述したタイヤ３００と実質的に同じである。ボディプライ４０５は、第１補強プライ４１５の径方向内側に配置される。第１補強プライ４１５は、第２補強プライ４２５の径方向内側に配置される。キャッププライ４３５は、第２補強プライ４２５の径方向外側に配置される。キャッププライ４３５は、タイヤの赤道面Ｅと平行するキャッププライ繊維４４０を含む。周方向トレッド４４５は、キャッププライ４３５の径方向外側に配置される。
【００４１】
図７は、図６に示されるバイアスタイヤの実施形態の断面側面図の概略図である。ボディプライ４０５は、環状ビード領域（図示なし）から周方向トレッド４４５に向かってある角度で延在するボディプライコード４１０を含む。第１補強プライ４１５は第１補強コード４２０を含み、第２補強プライ４２５は第２補強コード４３０を含む。
【００４２】
図８は、図６に示されるラジアルタイヤに配置されたコードの水平断面図の概略図である。図８に示されるように、ボディプライコード４１０は、タイヤの赤道面Ｅと直交する。一実施形態では、ボディプライコード４１０は、１〜１０度の角度で赤道面Ｅと交差する。一実施形態では、ボディプライコード４１０は、１．５〜５度の角度で赤道面Ｅと交差する。更に別の実施形態では、ボディプライコード４１０は、約２度の角度で赤道面Ｅと交差する。
【００４３】
図８にも示されるように、第１補強コード４２０は、第１角度４５０で赤道面Ｅと交差し、第２補強コード４３０は、第２角度４５５で赤道面Ｅと交差する。第１実施形態では、第１角度は第２角度よりも大きい。第２実施形態では、第１角度は４５〜７４度であり、第２角度は４５〜７４度である。別の実施形態では、第１角度は第２角度よりも大きく、第１角度は４５〜７４度であり、第２角度は４５〜７４度である。更なる実施形態では、第１角度は６０〜７４度であり、第２角度は６０〜７４度である。更に別の実施形態では、第１角度は第２角度よりも大きく、第１角度は６０〜７４度であり、第２角度は６０〜７４度である。
【００４４】
図３〜８に示される補強プライは補強コード（３２０、３３０、４２０、４３０）を有するが、当業者は、コードベースの補強プライの代わりに、高密度の無金属補強繊維、織布プライデザイン、メッシュプライデザイン、ハニカムプライデザイン、並びに／又は他のプライデザイン及びその変形を使用できることを理解するであろう。更に、上述の補強材は異なる材料で作製されてよい。したがって、第２補強材は、第１補強材とは異なる材料で作製されてよい。補強材が異なる材料で作製される場合、これらの補強材は異なる角度又は同一角度で配置されてよい。
【００４５】
上述の実施形態で使用するのに好適な非金属材料としては、ナイロン、レーヨン、アラミド、パラアラミド、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ又はＰＶＡ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ又はＺｙｌｏｎ）、エチレン−一酸化炭素共重合体（ＰＯＫ）、炭素繊維、及び繊維ガラスなど合成材料が挙げられるが、これらに限定されない。当該業界で既知の類似の合成材料もまた、上述の実施形態で使用するのに好適であり得る。当業者が更に理解するであろうように、本明細書に具体的に特定されていない別の非金属材料もまた、上述の実施形態で使用するのに好適であり得る。一実施形態では、かかる別の材料はまた、タイヤの回収又はリサイクルプロセスにおいて処理され得る。
【００４６】
本開示のいくつかの実施形態を実証するために、以下の実施例の調製及び試験を行った。しかしながら、これらの実施例は、本発明の範囲を制限するものとして見なされるべきではない。「特許請求の範囲」が本発明を定義する。
【実施例】
【００４７】
以下の６種類の構造を有する例示のタイヤを製造した。タイヤ１（従来より入手可能であった、対照タイヤ）は、２つの鋼製ベルトと、２つのキャッププライと、を有した。タイヤ２は、２つの低角度（４５度）ナイロンベルト（対向角度で方向付けられた）と、２つのナイロンキャッププライと、を有した。タイヤ３は、２つのナイロンベルト（同角度で方向付けられた）と、２つのナイロンキャッププライと、を有した。タイヤ４は、１つのナイロンベルトと、２つのナイロンキャッププライと、を有した。タイヤ５は、ベルトを有さず、２つのナイロンキャッププライを有した。タイヤ６は、１つのナイロンベルトと、４つのナイロンキャッププライと、を有した。次いで、例示のタイヤで下記の試験を行った。
【００４８】
ホイールを装着せずにタイヤの重量を測定した。タイヤ型番号１の対照タイヤに対して、−０．９ｋｇ（すなわち、−６．１％）〜−２．３ｋｇ（すなわち、１２．５％）の減少を示した。
【００４９】
１つ又は２つ以上のタイヤ構成要素が機能しなくなり、構造で圧力を維持できなくなる圧力を達成するまで、タイヤ空洞部を水で膨張させることにより、水圧バースト試験を行った。参考のために、型１の従来のタイヤでは、サイドウォールで記録した最大タイヤ空気圧は０．３５ＭＰａ（５１ＰＳＩ）であった。型２〜６は、１．４ＭＰａ（２１０ＰＳＩ）（最大膨張の４１２％）〜２．０３ＭＰａ（２９５ＰＳＩ）（最大サイドウォール膨張の５７８％）の範囲であった。したがって、型２〜６のすべてについて、少なくとも４という膨張安全係数を達成した。
【００５０】
国際標準化機構（ＩＳＯ）タイヤ試験手順２８５８０のとおりに、ＩＳＯ転がり抵抗係数（ＲＲＣ）を測定した。報告値は、タイヤの抵抗力をタイヤの鉛直荷重で除算したものである。タイヤの膨張度、荷重、及び速度は、基準のとおりに設定した。低い数字は、タイヤに対する抵抗力が低いことを示す。したがって、車両で使用されたときにこの抵抗力を克服するために必要なエネルギーは減少する。これらの型では、ＲＲＣは、基準タイヤである型１よりも３％〜９％減少した。
【００５１】
タイヤ・リム協会の基準マニュアルに基づいて推奨される幅のホイールにタイヤを装着し、タイヤを０．１８ＭＰａ（２６ＰＳＩ）まで膨張させ、０．１８ＭＰａ（２６ＰＳＩ）の膨張度でのタイヤ・リム協会の基準マニュアルでの推奨値の１００％までタイヤに荷重を加えることによって、静的ばね定数についてタイヤを試験した。荷重を加えている間、対応する荷重に対する偏位を記録した。全荷重状態時のこの曲線の勾配は、垂直ばね定数として定義され、カーカスの剛性を示す。表１の垂直ばね定数の単位は、Ｎ／ｍｍである。型２〜６の垂直ばね定数は、基準型番号１に対して４％〜６％減少する。
【００５２】
タイヤに荷重を加えると、タイヤは横方向（回転軸に対して垂直の方向）に偏位する。横力及び偏位を記録した。横荷重が０の時点で算出された荷重偏位曲線の勾配は、横ばね定数として知られる。横荷重を除去し、タイヤに前／後方向（横方向に対して垂直、かつタイヤの移動方向）の荷重を加えた。
【００５３】
前／後ばね定数は、横ばね定数と同一方法を使用して算出し、いずれにも垂直ばね定数と同一の単位を使用した。横ばね定数は、車両の運転にステアリング角が適用されたときのタイヤの横力（lateral fore）生成能力を示す。横ばね定数は、２４％〜４５％減少する。前／後ばね定数は、車両操作者が前進又は停止を所望したときのタイヤの加速力又は制動力生成能力を示す。前／後ばね定数は、垂直ばね定数よりも大きく減少するが、横ばね定数ほどではない。前／後ばね定数は、基準型１よりも７％〜１１％減少する。
【００５４】
表１及び２の結果に基づくと、対照の鋼製ベルトの代わりに低角度ナイロンベルトを使用しただけの型２及び３は、質量を９％、転がり抵抗を６％〜７％減少させ、一方では、垂直及び前／後ばね定数をわずかに減少させた。しかしながら、型２及び３では、車両のコーナリング力生成能力に影響を及ぼし得る、横剛性が２４％減少する。タイヤのコーナリング能力に対する完全な影響を明確にするために、更なる試験を実施した。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
【表２】
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【００５７】
表３及び４は、タイヤの動的コーナリング能力の試験結果を示す。ＭＴＳ  Ｆｌａｔ  Ｔｒａｃｋマシンを使用して、前述の試験で指定されたホイールに装着し、荷重たわみ試験で指定された荷重と同一の荷重を加えてタイヤを回転させた。この試験では、低レベルの０．１０ＭＰａ（１５ＰＳＩ）から、多くの市販の乗用車型車両を代表する、中範囲レベルの０．２ＭＰａ（３０ＰＳＩ）へとタイヤの膨張度を変更した。タイヤの膨張レベルも、０．３１ＭＰａ（４５ＰＳＩ）という高膨張レベルに変更した。試験用マシンへの取り付け中、時速５マイルの一定速度でタイヤを回転させた。マシンは、ホイールの中心部を通るタイヤ接地中心軸の周りを１度の角度で低速で回転させることによって、タイヤにスリップ角度を付与した。この角度では、タイヤは、タイヤカーカスの面外曲げにより横力を生じさせた。次いで、この力レベルを記録した。次いで、タイヤを直進回転から対角の１度にして、再度力を記録した。
【００５８】
次いで、１度の正／負回転時の２つの力レベルを平均し、この値をタイヤの垂直荷重で除算することによって、タイヤコーナリング係数（ＣＣ）を算出した。例えば、タイヤのＣＣが０．３０であり、１度のスリップ角度が付与されたときにタイヤに４４４８Ｎ（１０００ｌｂｓ）の荷重が加えられたとき、タイヤは、平均１３３４Ｎ（３００ｌｂｓ）の横力を生成する。
【００５９】
日常的な運転操作では、タイヤは、０〜２度の範囲のスリップ角度で動作するであろう。この範囲では、ハンドルを回す運転手からの入力スリップ角度と、タイヤによって生成されて車の向きを変える横力と、の間に直線関係が存在する。市販の乗用車用タイヤの典型的な範囲は０．２５〜０．４５であり、０．２５は汎用タイヤを代表する値であり、０．４５は超高性能タイヤを代表する値である。既に記載した横ばね定数と同様に、０．１０ＭＰａ（１５ＰＳＩ）という低膨張度では、型２〜６のタイヤではＣＣが著しく減少する。ただし、（今日の市販乗用車をより忠実に代表する）高膨張度では、型１の基準タイヤと型２〜６のタイヤとの差異は減少する。
【００６０】
０．２ＭＰａ（３０ＰＳＩ）の型２及び３に注目すると、それぞれ２３％〜３１％に減少することがわかる。しかしながら、その条件におけるこれらのタイヤのＣＣレベルは、それぞれ０．３０及び０．２８であり、十分に市販の乗用車用タイヤの動作範囲内である。乗用車用タイヤの既知の推奨タイヤ空気圧を大きく下回る０．１０（１５ＰＳＩ）においてであっても、型２及び３は、一部の市販の乗用車用タイヤをわずかに下回る、０．２１及び０．１９というＣＣレベルをもたらした。
【００６１】
【表３】
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【００６２】
【表４】
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【００６３】
当業者は理解するであろうように、本開示に記載のタイヤの実施形態は、オートバイ、トラクター、農業用車両、芝刈り機、ゴルフカート、スクーター、飛行機、軍用車両、乗用車、ハイブリッド車両、高性能車両、スポーツ用途車、軽トラック、大型トラック、大型車、及びバスからなる群から選択される車両で使用するために構成されてよい。当業者はまた、本開示に記載の実施形態は、対称、非対称、有向性、スタッド、及びスタッドレストレッドパターンが挙げられるが、これらに限定されない様々なトレッドパターンと共に用いられ得ることを理解するであろう。当業者はまた、本開示に記載の実施形態は、更生用途で使用され得ることを理解するであろう。
【００６４】
用語「含む（includes）」又は「含んでいる（including）」が明細書又は請求項において使用される限りで、この用語は、用語「備える（comprising）」が請求項において移行部として用いられたときに解釈されるのと同様に包含的であることが意図されている。更に、用語「又は（or）」が用いられる限りで、（例えば、Ａ又はＢ）、「Ａ若しくはＢ、又は両方とも」であることが意図されている。本出願人が「Ａ又はＢの両方ではなく一方だけ」を示唆することを意図する場合、用語「Ａ又はＢの両方ではなく一方だけ」が用いられることになる。したがって、本明細書における用語「又は（ｏｒ）」の使用は、排他的ではなく、包含的である。Ｂｒｙａｎ  Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｒｎ  Ｌｅｇａｌ  Ｕｓａｇｅ  ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。同様に、用語「〜の中に（in）」又は「〜の中へ（into）」が本明細書又は請求項において使用される限りで、「〜の上に（on）」又は「〜の上へ（onto）」を付加的に意味することが意図されている。更に、用語「接続する（connect）」が本明細書又は請求項において使用される限りで、「直接〜に接続する（directly connected to）」だけではなく、別の構成要素を介して接続するなど「間接的に〜に接続する（indirectly connected to）」を意味することが意図されている。
【００６５】
本開示はその実施形態の記述によって例解され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、出願人らの本意ではない。更なる利点及び改良は、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本開示は、示され説明される、特定の詳細、例示的な機器及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、なされ得る。
【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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【国際調査報告】
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