JP2007153322A - 空気タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】車輪のキャンバ角を補償し、タイヤの性能を改善するようにタイヤを構成する。
【解決手段】空気タイヤは、カーカスとトレッドとを有する。カーカスは、少なくとも一つのカーカス強化プライと対向するビード部分とを有する。各ビード部分は、ビードコアとビードエイペックスとを有する。各ビード部分のビードエイペックスは、ビード基準線から計測した同一の半径方向高さ（ＨＡ）を有している。タイヤは、０．５から３０対ゴム重量パーセントの短炭素繊維を含有するビード強化層であって、一方のビード部分にのみ配置されたビート強化層を有し、ビード強化層は、カーカス強化プライに隣接している。
【選択図】図１

Description

本発明は空気タイヤに関する。本発明は、特に、タイヤの高性能な点を強化するように、タイヤの下側のサイドウォールとビード領域とに非対称強化部分を備えている空気タイヤに関する。

空気タイヤは対称な内部構造を有するように従来構成されており、この対称性は横方向の中心つまりタイヤの赤道表面に関する対称性である。実験室での研究は、タイヤの正味のコーナリングフォースの大部分は、旋回方向の内側のショルダの領域で発生することを示している。ロールと外側への横方向のたわみは、この内側のショルダを持ち上げ、タイヤのコーナリング能力を低下させる傾向がある。多くの乗り物では、乗り物の懸架装置が、乗り物の複数の車輪にキャンバ角を付けることによって低下したコーナリング能力を補償している。キャンバ角を付ける場合、車輪とタイヤの上部は、最大のコーナリングフォースに対応して回転半径の中心に向けて傾斜している。車両の懸架装置は、車輪のキャンバ角とトー角が大きくなっているために、タイヤが支持している負荷がタイヤの内側と外側に等しく分配されないように構成されていることが多い。

タイヤの両側が概ね等しい場合、フットプリントが受ける負荷が非対称になり、タイヤの性能を害する可能性のある側部から側部への非均一な形状につながる。

本発明は、車輪のキャンバ角を補償し、タイヤの性能を改善するように構成されたタイヤを対象とする。

本明細書には、２つの周方向のタイヤの半分を有している空気ラジアルタイヤが開示されており、タイヤは、カーカスとカーカスの半径方向外側のトレッドとを有している。カーカスは少なくとも１つのカーカス強化プライと、互いに対向している両ビード部分と、互いに対向している両サイドウォールとを有している。カーカス強化プライは、対向している両ビード部分の間に延びている主要部分と、各々が主要部分の一方の端部から伸びている両ターンアップ部分（折り返し部分）とを有している。カーカスの各ビード部分は、ビードコアと、各ビードコアの半径方向外側のビードエイペックスを有しており、エイペックスは少なくとも１つのカーカス強化プライの主要部分と１つのターンアップ部分との間に位置している。本発明のタイヤでは、各ビード部分の両エイペックスは、ビード基準線（Ｂ）から計った半径方向の高さ（ＨＡ）が等しい。タイヤは、タイヤの一方のビード部分にだけ位置しており、０．５から３０対ゴム重量パーセントの量の短炭素繊維を有しているビード強化プライを有しており、ビード強化プライは少なくとも１つのカーカス強化プライに隣接している。

本発明の一実施態様では、ビード強化層内の短炭素繊維は６６７ｄＴｅｘから１６，０００ｄＴｅｘの範囲のデニールを有している。他の態様では、ビード強化層内の短炭素繊維は、１，０００から２４，０００のＴＯＷ範囲を有している。

本発明の他の態様では、ビード強化層内の短炭素繊維は各々が完全に接着剤に包まれており、ビード強化層内には繊維の凝集が存在しない。

本発明の他の態様では、ビード強化層は複数の連続した繊維コードをさらに有しており、複数の繊維コードは０．０１０インチ（０．０２５４ｃｍ）の最小リベットを有している。

本発明の一態様では、ビード強化プライは、半径方向外側の終点を有している。ビード強化プライの半径方向外側の終点はビードエイペックスの半径方向外側の終点の半径方向内側である。ビード強化プライの半径方向外側の終点は、ビードエイペックスの半径方向外側の終点の半径方向高さＨＡの約８０から９０％であることが好ましい。

本発明の様々な態様において、ビード強化プライは、１つのビード部分内の様々な位置に配置することができる。ビード強化プライは、カーカス強化プライのターンアップ部分に隣接して、カーカス強化プライの主要部分に隣接して、またはビードエイペックスに直接隣接して配置することができる。

本発明の他の態様では、ビード強化プライを内部に有しているビード部分と同じタイヤの半分内のカーカス強化プライのターンアップ部分は、対向しているトレッドの半分のターンアップ部分の終端部の外側で、前記タイヤのビード基準線に対して、ある半径方向の高さの位置で終端している。

タイヤの他の態様では、カーカス強化プライのターンアップ部分の終点の少なくとも１つは、タイヤ最大断面幅からの距離ＨＴの位置で終端している。距離ＨＴはタイヤの断面高さＳＨの０％から２０％の範囲にある。

本発明の他の態様では、カーカスは２つのカーカス強化プライを有していてもよい。そのようなタイヤでは、ビード強化プライを内部に有しているビード部分と同じタイヤの半分内の両カーカス強化プライの終端部は、対向しているトレッドの半分のターンアップ部分の終端部の外側で、前記タイヤのビード基準線に対して、ある半径方向の高さの位置で終端している。

本発明の他の態様では、タイヤの非対称の内部構造が非対称のトレッドと対をなしている。そのようなタイヤとトレッドの組み合わせについて、トレッドは横断方向と周方向の複数の溝を有しており、周方向に延びている１つのトレッドの半分は、横断方向と周方向の複数の溝の構成のために、対向しているトレッドの半分よりも少なくともタイヤの周方向での剛性が高い。より剛性の高いトレッドの半分はビード強化プライを内部に有しているビード部分と同じタイヤの半分内に位置していることが好ましい。

タイヤの非対称内部構造とタイヤの非対称トレッドとの組み合わせの他の態様では、タイヤの少なくとも周方向で剛性がより高いトレッドの半分は、周方向に連続しているリブを有しており、対向しているトレッドの半分の複数のトレッド列はすべて複数の横断方向の溝を有している。

本発明の他の態様では、タイヤトレッドは複数のゴム合成物で構成されていてもよい。そのようなタイヤでは、ビード強化プライを内部に有しているビード部分と同じタイヤの半分のトレッド合成物の部分は、対向しているトレッドの半分の複数のトレッド合成物よりも硬い性質を有している。
定義
以下の定義は本開示に当てはまり、以下に定義のとおりに一貫して使用される。

「エイペックス」は、半径方向においてビードコアの上方であって、プライとターンアッププライとの間に位置しているエラストマのフィラーを意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」は、本明細書では、タイヤの回転の軸線に平行なラインまたは方向を指す。

「ビード」または「ビード領域」は、プライコードに被覆されており、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガードおよびチェーファーのような他の強化部材とともに、または、これら他の強化部材を有することなく、設計リブに適合するように形作られている環状の引張部材を有するタイヤの一部分を意味する。

「ビードベース」は、内径を構成しているビードの部分を意味する。

「ビード基準線（ＢＬ）」は、ビード部分の半径方向に延びている外側とビードベースとの交点からの、タイヤの赤道面に垂直な仮想線である。

「ビードコア」は、タイヤのビード領域内の、一般的に鋼製のワイヤ、コード、またはケーブルで構成されている環状の輪の強化部分を意味する。

「周方向」は、赤道面（ＥＰ）に平行で軸線方向に垂直な環状タイヤの表面の周囲に沿って延びているラインまたは方向を意味する。

「設計リム」は、指定された構成と幅とを有しているリムを意味する。この仕様のために、設計リムおよび設計リム幅は、タイヤが製造される地域で有効な工業標準規格によって規定されたものである。たとえば、米国では、設計リムはタイヤ・リム協会（ＴＲＡ）によって規定されている。ヨーロッパでは、リムは欧州タイヤおよびリム技術機構（ＥＴＲＴＯ）の標準マニュアルで規定され、設計リムという用語は、標準リムと同じ意味である。日本では、標準化機構は日本自動車タイヤ協会（ＪＡＴＭＡ）である。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でタイヤのトレッドの中心を通る平面を意味する。

「溝」は、トレッドの周囲を周方向または横方向に、まっすぐに、曲線を描いて、またはジグザグに延びることがあるトレッド内の長く延びた隙間の領域を意味する。周方向と横方向に延びている溝は、「サイプ」、「狭い」溝、または「主要」溝に細分化されている。「サイプ」は、幅が補正トレッド幅の約０．２％から０．８％の範囲にある溝であるのに対して、「狭い溝」は、幅が補正トレッド幅の約０．８％から３％の範囲にあり、「主要溝」は、幅が補正トレッド幅の３％よりも広い。「溝の幅」は、溝または溝の部分によって占められるトレッドの表面積（対象としている溝の幅）を溝または溝の部分の長さで割ったものに等しく、したがって溝の幅はその長さ全体についての平均の幅となる。

「最大断面幅（ＳＷ）」は、一方のサイドウォールから対向しているサイドウォールまで計測したタイヤの最大の軸線方向の幅である。

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸線に向けて、または回転軸線から離れるように、半径方向に延びている方向を意味する。

「タイヤ断面高さ（ＳＨ）」は、ビード基準線ＢＬから計測した、最大の半径方向の高さである。

以下の記述は、本発明を実施する１つまたは２つ以上の現在考え得る最善の形態である。本説明は、本発明の一般原理を説明することが目的であり、限定的な意味で捉えられるべきではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参照することによって最もよく判断されるであろう。

図１は、本発明の空気タイヤを示している。空気タイヤは、低縦横比を有しており、高性能タイヤとして使用されるように構成されていることが好ましい。空気タイヤはカーカスと、カーカスの半径方向外側のベルト構造部８と、ベルト構造部８の半径方向外側のトレッド１０とを有している。ベルト構造部８は、乗用車用タイヤとして従来使用されている任意の種類とすることができ、個々のベルト強化プライの軸線方向外側の縁を少なくとも覆っている被覆プライを備えている複数のコードの２つの強化プライを一般に有することになる。

カーカスは、少なくとも１つのカーカス強化プライ１２と、互いに対向している１対のビード部分１４と、互いに対向している１対のサイドウォール１６とを有している。図１のタイヤは、１つのカーカス強化プライ１２を有しているように図示しているが、図１のタイヤを２プライのカーカスとして構成することは、当業者の技能の範囲にある。カーカス強化プライ１２は、対向しているサイドウォール１６を通して延びている主要部分１８と、ビード部分１４内から始まっている２つのターンアップ部分２０とを有している。カーカス強化プライ１２の各ターンアップ部分２０は、カーカス強化プライ１２の主要部分１８から延びており、ビード部分１４内でビードコア２２とビードエイペックス２４を中心に巻かれており、そのため、各ビード部分１４でビードコア２２とビードエイペックス２４の下部を少なくとも覆っている。本実施形態のターンアップ部分２０は、タイヤの最大断面幅ＳＷの半径方向上方または下方の距離Ｈ_Tの位置で終端しており、距離Ｈ_Tは、断面高さＳＨの０から２０％の範囲にある。

対向している両ビード部分１４の両ビードエイペックス２４は、ビード基準線ＢＬから計測した同じ半径方向高さＨ_Aを有している。ビード強化層２６はタイヤの一方のビード部分１４にだけ位置している。ビード強化層２６は、短炭素繊維の含有量が０．５から３０対ゴム重量パーセント（ｐｈｒ）の範囲にある、短炭素繊維強化エラストマ層である。ビード強化層２６は、１から２０ｐｈｒの範囲の短炭素繊維含有量を有していることが好ましく、３から５ｐｈｒの範囲の短炭素繊維量を有していることが最も好ましい。従来のチッパプライは、繊維コードから構成されているのに対して、本実施形態では、炭素繊維強化によって、同様に軽量であるが、従来の繊維材料よりも引張強度と破壊荷重が大きい材料が実現される。

ビード強化層２６内の短炭素繊維の好ましい最低繊維含有量の範囲である３から５ｐｈｒでは、ビード強化層２６内の短炭素繊維にはタイヤ周方向に対する好ましい向きはない。短炭素繊維の量が３０ｐｈｒのより高い範囲に増加すると、短炭素繊維に向きがあるほうがより好ましくなる。そのような繊維密度の高い層については、少なくとも１０ｐｈｒでは、炭素繊維は、その大部分が１つの方向に向いていることが好ましく、ビード強化層２６は、炭素繊維の長さ方向に沿った炭素繊維の向きがタイヤの周方向に対して１５°から６０°の範囲になるように、タイヤ内で向いていることが好ましい。

短炭素繊維は、１から１０ｍｍの範囲の長さを有しており、３から５ｍｍであることが好ましい。短炭素繊維の直径は、デニールで指定され、それは６６７ｄＴｅｘから１６，０００ｄＴｅｘの範囲であり、４，０００ｄＴｅｘから８，０００ｄＴｅｘの範囲のデニールが好ましい。短炭素繊維のＴＯＷ範囲は、１，０００から２４，０００であり、６，０００から１２，０００の範囲が好ましい。短炭素繊維は、３０，０００〜９０，０００ｋＰｓｉのヤング率を有しており、３０，０００〜４０，０００ｋＰｓｉの範囲が好ましい。短炭素繊維は、４００，０００から１，０００，０００ｐｓｉの範囲の引張強度を有しており、６００，０００から７４０，０００ｐｓｉの範囲が好ましい。さらに、短炭素繊維は、１．０から３．０％の範囲の最大伸び率を有しており、１．６から１．８％の範囲が好ましい。

ビード強化層２６の好ましいプライ強度を得るには、連続した炭素繊維を切断してチョップトファイバフィラメントを形成する前に、切断されたファイバがビード強化層２６のエラストマに効果的に接着されるように、連続した炭素繊維を接着剤で完全に包み込む。短炭素繊維が各々個別に周囲のエラストマに付着すると、プライの性能が改善される。したがって、短炭素繊維の被覆は、接着剤処理段階での炭素繊維の凝集が一切防止されるように行われなければならず、短炭素繊維をミキサ内でエラストマ混合物に加えた後、同様にエラストマ内の短炭素繊維の凝集を一切防止するように十分に混合しなければならない。この状況での凝集は、５つよりも多い個別の短炭素繊維が繊維の長さ方向の軸の少なくとも一部に沿って１つに付着することと定義される。

好ましい包み込みを達成するために最も有用な接着剤は、炭素繊維フィラメントつまりコードに適合するように特別に処方されている任意の接着剤である。そのような接着剤の１つが米国特許第６，０７７，６０６号（Ｇｉｌｌｉｃｋ他、２０００年６月２０日登録）と第６，３５０，４９２号（Ｇｉｌｌｉｃｋ他、２００２年２月２６日登録）に開示されている。Ｇｉｌｌｉｃｋによる接着剤は、１０から４０重量パーセントの範囲の固形分を有しており、乾燥重量で以下の成分を有しているレゾルシノール・ホルムアルデヒド・ラテックスである。
（ａ）５から２０重量パーセントのレゾルシノール
（ｂ）０．７から６．０重量パーセントのホルムアルデヒド、ホルムアルデヒドに対するレゾルシノールの重量比は２：１から７：１の範囲
（ｃ）２０から６０重量パーセントのビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポリマー
（ｄ）２０から６０重量パーセントのアクリロニトリル・ブタジエン・コポリマー、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポリマーとアクリロニトリル・ブタジエン・コポリマーの総重量パーセントは、５０から９０重量パーセントの範囲
（ｅ）２．５から６重量パーセントの尿素
代替の実施形態では、ビード強化層２６は、複数のナイロンコードなどの連続した繊維コード強化手段の少なくとも１つの層を備えていてもよい。そのような層が備わっている場合、複数の繊維コードは２４０から２，１００ｄＴｅｘの範囲のデニールを有している。そのような繊維コード強化部分のコード構成は、１つの層については２４０／０／２から２１００／０／１までの構成、複数の層については２４０／１／２から２１００／１／２までの構成である、従来の繊維構成である。複数の繊維コードのエンド数は、１つの層についてはインチあたり７０から３３エンド（e.p.i）の範囲（ｃｍあたり２７．５６〜１３エンド）、繊維コードの複数の層についてはインチあたり６０から２４エンド（e.p.i）の範囲（ｃｍあたり２３．６〜９．４５エンド）であって、目標は、０．０１０インチ（０．０２５４ｃｍ）の最小リベットを維持することであって、リベットは２つの隣接しているコードの間隔であて、リベットはインチあたりのエンド数の逆数（リベット＝１／e.p.i）である。

本発明の一実施態様では、図示のように、ビード強化層２６は、ターンアップの包囲部分内に位置しており、ビードエイペックス２４に直接隣接している。ビード強化層２６は、ビードコア２２の近くの始点３０から半径方向高さＨ_Rの位置にある半径方向外側端部２８まで延びており、高さＨ_Rはビードエイペックス２４の半径方向高さＨ_Aよりも低く、ビード強化層半径方向高さＨ_Rはエイペックス半径方向高さＨ_Aの約８０から９５％であることが好ましい。ビード強化層２６の半径方向内側の始点３０は、ビードコア２２とは一切重なっていないが、ビード強化層２６の端部がビードコア２２とカーカス強化プライ１２との間に挟まれないように、ビードコア２２の半径方向外側表面から少なくとも１．５ｍｍの距離の間隔があることが好ましい。

代替の構成では、ビード強化層２６は、ａ）ビードエイペックス２４とカーカスプライ主要部分１８との間のビードエイペックス２４の軸線方向内側（図３Ａを参照）、ｂ）カーカスターンアップ部分２０の軸線方向外側（図２を参照）、またはｃ）カーカス強化プライ１２とタイヤ内側ライナとの間のカーカス主要部分１８の軸線方向内側、に位置していてもよい。最後の構成は本明細書に示していないが、前述の制限の範囲でそのような変形例を構成することは、当業者の技能の範囲にある。

本発明のタイヤは１つのビード部分１４だけが強化されており、対向しているビード部分１４よりも剛性の高い１つのビード部分１４を構成しているので、タイヤの非対称の性質の利点を活かすようにタイヤの取付けには優先される方法がある。タイヤは、剛性のより高いビード部分１４が乗り物から外側を向いている乗り物外部側Ｏとなり、反対の乗り物内部側Ｉが乗り物に向くように、乗り物に取り付けられることが好ましい。より柔らかい乗り物内部側のサイドウォールとビード部分は、乗り心地を改善するのに対して、より硬い乗り物外部側のサイドウォールとビード部分は、ハンドリングを改善する。

図２は、タイヤの内部構造の代替の実施形態を示している。カーカスは１つのカーカス強化プライ１２を有しているが、カーカス強化プライ１２の両端部３２、３４はタイヤ赤道面に対して非対称である。タイヤの乗り物外部側Ｏのカーカスプライ端部３２は、タイヤの乗り物内部側Ｉのカーカスプライ端部３４の半径方向外側にある。その結果、タイヤの乗り物内部側のばね係数とタイヤの乗り心地が増加する。タイヤの乗り物外部側Ｏのカーカスプライ端部３２は、最大断面幅ＳＷの位置からタイヤ断面高さＳＨの０から２０％の距離Ｈ_TOに位置している。タイヤの乗り物内部側Ｉのカーカスプライ端部３４は、ビードエイペックス２４の半径方向外側端部３６からの距離が、タイヤ断面高さＳＨの少なくとも５％、好ましくは１０〜１５％の距離Ｈ_TIである。

第１の実施形態と同様に、ビード強化層２６は、ターンアップ部分２０の軸線方向外側の図示の位置に加えて、乗り物外部側のビード部分１４の様々な位置にあってもよい。ビード強化層２６は、ビードエイペックス２４とターンアップ部分２０との間（図１を参照）、ビードエイペックス２４とカーカス強化プライ主要部分１８との間（図３Ａ）、またはカーカス強化プライ主要部分１８とタイヤ内側ライナとの間に位置していてもよい。

図３は、タイヤの内部構造の代替の実施形態を示している。カーカスは２つのカーカス強化プライ３８、４０を有しており、各カーカス強化プライ３８、４０は、主要部分と１対のターンアップ部分とを有している。タイヤの乗り物外部側Ｏでは、２つのカーカス強化プライ３８、４０がタイヤの最大断面幅ＳＷの位置の半径方向上方または下方の距離Ｈ_To以内で終端しており、距離Ｈ_Toは、タイヤ断面高さＳＨの０から２０％の範囲にある。内側のカーカス強化プライ３８の端部４２は、外側のカーカス強化プライ４０の端部４４の半径方向内側であってもよい。その代わりに、図３Ａに示しているように、内側カーカス強化プライ３８の端部４２は、外側カーカス強化プライ４８の端部４４の半径方向外側にあって、その他のプライ端部２８、４４とビードエイペックス２４のすべてを完全に包んでいてもよい。

本発明によれば、ビード強化層２６は、タイヤの一方のビード部分１４にだけ存在している。ビード強化層２６は、ビードエイペックス２４と外側のカーカス強化プライ４０のターンアップ部分５０との間に位置しており、半径方向外側端部２８を高さＨＲの位置に有していることが好ましい。前述の実施形態と同様に、ビード強化層２６は、ビード強化層２６の始点３０がビードコア２２の半径方向外側にあり、ビード強化層２６の半径方向外側端部２８がビードエイペックス２４の半径方向外側端部３６の半径方向内側にあるという要件の下で、ビード部分１４の様々な位置にあってもよい。

タイヤの乗り物内部側Ｉでは、両カーカス強化プライ３８、４０の両端部４６、４８がビードエイペックス２４の半径方向外側端部３６の半径方向内側にある。カーカス強化プライ３８、４０の端部４６、４８は、ビードエイペックス２４の半径方向外側端部３６の下方に、タイヤ断面高さＳＨの少なくとも５％の距離Ｈ_TIの間隔を有している。タイヤの乗り物内部側Ｉの内側カーカス強化プライの端部４６は、図３に示しているように、外側カーカス強化プライの端部４８の半径方向内側であっても、図３Ａに示しているのと同様に、外側カーカス強化プライの端部４８の半径方向外側であってもよい。

本発明のタイヤでは、特定の実施形態にかかわらず、各ビード部分１４内の両ターンアップ部分２０とプライ強化部分とは非対称であるのに対して、両ビード部分１４内のビードエイペックス２４は、両エイペックス２４が同一の半径方向高さを有しており、構造が同一である。図３の実施形態では、タイヤの乗り物内部側は、タイヤの乗り物外部側よりもばね定数が大きい。

タイヤの内部構造と全く同じように、タイヤのトレッド１０も図４に示しているように非対称とすることができる。トレッドは、２００５年６月８日に出願された米国特許出願第２９／２３１，６７４号に開示されているトレッドと同様である。

トレッド１０は、１対のトレッド縁５２、５４の間に位置している。４つの周方向に延びている主要な溝５６、５８、６０、６２がある。第１トレッド縁５２と第１主要溝５６との間には、ショルダトレッド列６４がある。ショルダトレッド列６４は、２つの領域６４ａ、６４ｂに細い溝６６によって効果的に分割されている。タイヤ赤道面ＥＰに対して軸線方向外側領域６４ａは、幅の狭い横方向に延びている溝６８によって複数のトレッド要素にさらに細分化されており、これら複数の領域は複数のトレッドブロックのように応動し、軸線方向内側領域６４ｂは複数のサイプ７０によって細分化されており、この領域はトレッドリブのように応動する。

ショルダトレッド列６４には、トレッドリブ７２が隣接している。トレッドリブ７２は、サイプや溝がないように図示されており、剛性の高いトレッド要素を構成している。その代わりに、トレッドリブ７２は、トレッドリブ７２の柔軟性を高めるように限定されたサイプや狭い溝を有していてもよい。

他のトレッド列７４が、赤道面ＥＰに、しかし赤道面ＥＰを必ずしも中心とせずに、配置されている。トレッド列７４は、複数の横断方向の斜めの溝７６を有してお入り、複数のトレッドブロック７８を構成している。複数の溝７６は、赤道面ＥＰに対して８５°から６５°の範囲の角度αで傾斜している。

複数の傾斜の急な横断方向の溝８４で分離されている複数の長いトレッドブロック８２を有しているトレッド列８０が、トレッド列７４に隣接している。複数のトレッドブロック８２は、トレッド列８０の幅と溝８４の傾斜角度βとによって定められている非常に長いフットプリントパターンを有している。傾斜角度βは、隣接している周方向の溝６０、６２に対して１０°から２５°の範囲である。複数のトレッドブロック８２は、最も離れている対向している両角の間で計測した周方向の長さが、通常の圧力でタイヤのフットプリント長の８５〜４００％であることが好ましい。このトレッドブロック構成については、参照により本明細書に援用される２００４年２月１０日に出願された米国特許出願第１０／７７５，７９５号により詳細に説明されている。

トレッド縁５４上では、他のショルダトレッド列８６が２つの領域８６ａ、８６ｂに細い溝８８によって分割されている。両部分８６ａ、８６ｂは、さらに個別のトレッド要素９０、９２に複数の横方向溝９４によって細分化されている。個別のトレッド要素９０、９２は、各々が複数のサイプ９６を有しているように図示されている。複数の横断方向の溝９４とサイプ９６を設けることによって、ショルダトレッド列８６は、対向しているショルダトレッド列６４よりも低いトレッド剛性を有する。

トレッドの図から明らかなように、トレッド構造は非対称である。複数のリブ、溝、およびサイプの選択的な組み合わせによって、トレッドの剛性はトレッドの幅にわたって変化している。連続しているリブ７２と最小限のサイプと溝が形成されているショルダトレッド列６４によって、図４の右側に図示しているトレッドの半分は、対向しているトレッドの半分よりも、少なくともタイヤの周方向については、トレッドの剛性が高い。本発明の目的は、取り付けられたときにタイヤの乗り物外部側Ｏが乗り物内部側Ｉよりも剛性が高い非対称なタイヤを作ることであるので、図４でＩとＯで示しているように、より剛性の高いトレッド部分がタイヤの乗り物外部側にあることが好ましい。

トレッド剛性は、タイヤに対して選択されているトレッドゴム合成物内の変化によっても影響を受けることがある。乗り物外部側Ｏのトレッドの半分の剛性を高くすることが好ましい場合、乗り物内部側Ｉのトレッドの半分よりも固くなるように、つまり剛性が高くなるように、トレッドゴムまたはトレッドベースゴムだけを選択することができる。トレッドの半分の剛性を等しくしたい場合、乗り物内部側Ｉのトレッドの半分は、乗り物外部側Ｏのトレッドの半分よりも硬いつまり剛性の高い特性を備えているトレッドゴムまたはトレッドベースゴムを備えているトレッド部分とすることができる。

非対称の内部構造と非対称のトレッド構造とを組み合わせることによって、乗り物のキャンバ効果に対応するのに適したタイヤとなり、乗り心地とハンドリングが改善されたタイヤが実現される。

乗り心地とハンドリングが改善されるタイヤ特性は、図５Ａと５Ｂの両代替トレッドによっても実現することができる。図５Ａでは、トレッド列７４は、連続したリブであって、複数の隠れた横断方向溝９８と隠れたサイプ１００とを備えている。複数の溝９８とサイプ１００は、同じ方向に傾斜している。複数の溝９８とサイプ１００は、リブの各側から始まっており、タイヤの周方向に交互に配置されている。リブの一方の側から始まっている各溝９８は、対向しているリブの側から始まっているサイプ１００と同じ傾斜角度で揃っていることが好ましい。トレッド列８０内の複数のブロック８２は、図４のトレッド列８０のサイプ以外に複数の追加されたサイプ１０２が備わっている。

図５Ｂのトレッドでは、トレッドリブ７２にはトレッドリブ７２を完全に細分化していない短い傾斜した横断方向溝１０４も備わっている。複数の溝１０４の軸線方向の範囲は、トレッドリブ７２を横切ってリブ幅の２５から７５％である。トレッドリブ７２は複数のサイプ１０６も有している。複数の溝１０４とサイプ１０６は、トレッドリブ７２の各側から始まっており、タイヤの周方向に交互に配置されていることが好ましい。図示しているように、トレッドリブ７２の一方の側の各溝１０４は、トレッドリブ７２の対向している側から始まっているサイプ１０６に接続されていることが好ましい。この溝１０４とサイプ１０６との接続は、さらにトレッドリブ７２の剛性を低くしているが、トレッド列の剛性をトレッドブロック７８、８２の列の剛性ほど低くはしない。

リブ７２内の複数の溝１０４とサイプ１０６の隣接している周方向溝５６または５８に対する傾斜角度は、隣接している中心トレッド列７４の複数の溝９８とサイプ１００の傾斜角度と同じであるが反対方向である。トレッド特性を変化させるには、傾斜角度を同じ方向にしたり異なる角度にすることができる。

本発明の一実施形態の図である。 本発明の代替の実施形態の図である。 本発明の代替の実施形態の図である。 図３のタイヤの代替のビード構成の図である。 タイヤトレッドの図である。 代替のタイヤトレッドの図である。 代替のタイヤトレッドの図である。

符号の説明

８ ベルト構造部分
１０ トレッド
１２ カーカス強化プライ
１４ ビード部分
１６ サイドウォール
１８ 主要部分
２０、５０ ターンアップ部分
２２ ビードコア
２４ ビードエイペックス
２６ ビード強化層
２８ 半径方向外側端部
３０ 始点
３２、３４ 端部
３６ 半径方向外側端部
３８ カーカス強化プライ
４０ カーカス強化プライ
４２、４６ 端部
４４、４８ 端部
５２、５４ トレッド縁
５６、５８、６０、６２ 溝
６４、８６ ショルダトレッド列
７０ サイプ
７２ トレッドリブ
７４ トレッド列

Claims (19)

1. 周方向に延びているタイヤの赤道面の両側に１つずつあるタイヤの半分を２つ有しているラジアル空気タイヤであって、カーカスと、前記カーカスの半径方向外側のトレッドと、を有し、前記カーカスは、少なくとも１つのカーカス強化プライと、互いに対向する複数のビード部分と、互いに対向する複数のサイドウォールと、を有し、前記カーカス強化プライは、前記互いに対向するビード部分同士の間に延びている主要部分と、１対のターンアップ部分とを有しており、前記各ターンアップ部分は前記主要部分の一方の端部から延びており、前記各ビード部分はビードコアと前記各ビードコアの半径方向外側のビードエイペックスとを有しており、前記エイペックスは少なくとも１つの前記カーカス強化プライの前記主要部分と一方の前記ターンアップ部分との間に位置しており、前記各ビード部分内の前記両エイペックスは、ビード基準線（Ｂ）から計測した同一の半径方向の高さ（ＨＡ）を有しており、該タイヤはタイヤ赤道面の位置で前記ビード基準線（Ｂ）から前記トレッドの表面までの計測した断面高さ（Ｈ）を有しているラジアル空気タイヤにおいて、
   該タイヤの１つの前記ビード部分内にだけ位置しており、少なくとも１つの前記カーカス強化プライに隣接しているビード強化層であって、短炭素繊維含有量が０．５から３０ｐｈｒの範囲の短炭素繊維強化エラストマ層であるビード強化層を特徴とするラジアル空気タイヤ。
2. 前記ビード強化層は、前記カーカス強化プライの前記ターンアップ部分に隣接している、請求項１に記載の空気タイヤ。
3. 前記ビード強化層は、前記カーカス強化プライの前記主要部分に隣接している、請求項１に記載の空気タイヤ。
4. 前記ビード強化層は、前記ビードエイペックスに直接隣接している、請求項１に記載の空気タイヤ。
5. 前記ビード強化層を内部に有している前記ビード部分と同じ前記タイヤの半分内の少なくとも１つの前記カーカス強化プライの前記ターンアップ部分は、対向している前記トレッドの半分の前記ターンアップ部分の終端部の外側で、前記タイヤの前記ビード基準線に対して、ある半径方向の高さの位置で終端している、請求項１に記載の空気タイヤ。
6. 少なくとも１つの前記カーカス強化プライの前記ターンアップ部分の終端部の少なくとも１つは、該タイヤの最大断面幅の位置からの距離ＨＴの位置で終端しており、前記距離ＨＴは該タイヤの断面高さＳＨの０％から２０％の範囲であり、該断面高さＳＨはタイヤ赤道面ＥＰの位置で前記ビード基準線から前記トレッドの表面まで計測されている、請求項１に記載の空気タイヤ。
7. 前記カーカスは２つのカーカス強化プライを有している、請求項１に記載の空気タイヤ。
8. 前記ビード強化層を内部に有している前記ビード部分と同じ前記タイヤの半分内の前記両カーカス強化プライの終端部は、対向している前記トレッドの半分の前記ターンアップ部分の終端部の外側で、前記タイヤの前記ビード基準線に対して、ある半径方向の高さの位置で終端している、請求項７に記載の空気タイヤ。
9. 前記ビード強化層内の前記短炭素繊維は６６７ｄＴｅｘから１６，０００ｄＴｅｘの範囲のデニールを有している、請求項１に記載の空気タイヤ。
10. 前記ビード強化層内の前記短炭素繊維は１，０００から２４，０００のＴＯＷ範囲を有している、請求項１に記載の空気タイヤ。
11. 前記ビード強化層内の前記短炭素繊維は１から２０ｐｈｒの量である、請求項１に記載の空気タイヤ。
12. 前記ビード強化層内の前記短炭素繊維は各々が完全に接着剤に包まれており、前記短炭素繊維は前記ビード強化層内で凝集していない、請求項１に記載の空気タイヤ。
13. 前記ビード強化層は０．０１０インチ（０．０２５４ｃｍ）の最小リベットを有している複数の連続した繊維コードをさらに有している、請求項１に記載の空気タイヤ。
14. 前記ビード強化層は半径方向外側の終点を有しており、前記ビード強化層の前記半径方向外側の終点は、前記ビードエイペックスの半径方向外側の終点の半径方向内側である、請求項１に記載の空気タイヤ。
15. 前記ビード強化層の前記半径方向外側の終点は半径方向の高さＨ_Rを有しており、前記ビード強化層の前記半径方向外側の終点の前記半径方向高さＨ_Rは、前記ビードエイペックスの前記半径方向外側の終点の半径方向高さＨ_Aの約８０から約９０％である、請求項１４に記載の空気タイヤ。
16. 前記ビード強化層は半径方向内側の終点を有しており、前記ビード強化層の前記半径方向内側の終点は前記ビードコアの半径方向で最も外側の表面の半径方向外側である、請求項１に記載の空気タイヤ。
17. 前記トレッドは、横断方向と周方向の複数の溝と、前記赤道面の両側に１つずつある一対の隣接しているトレッドの半分とを有しており、一方の前記トレッドの半分は、前記横断方向と周方向の複数の溝の構成により、対向している前記トレッドの半分よりも該タイヤの少なくとも周方向で剛性が高く、前記剛性の高いトレッドの半分は前記ビード強化層を内部に有している前記ビード部分と同じ前記タイヤの半分内に位置している、請求項１に記載の空気タイヤ。
18. 該タイヤの少なくとも周方向で剛性が高い前記トレッドの半分は、周方向に連続しているリブを有しており、対向している前記トレッドの半分内の複数のトレッド列はすべて複数の横断方向の溝を有している、請求項１７に記載の空気タイヤ。
19. 前記トレッドは複数のゴム合成物で構成されており、前記ビード強化層を内部に有している前記ビード部分と同じ前記タイヤの半分の前記トレッド合成物の少なくとも一部は、対向している前記トレッドの半分の前記複数のトレッド合成物よりも硬い性質を有している、請求項１に記載の空気タイヤ。

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