JP2014004994A - セグメント化されたオーバーレイ層を有するタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤは、軸線方向に間隔を置いて配置された一対の環状ビードコアと、ビードコアの周りを延びるカーカスプライと、接触面に係合するトレッドと、ベルト構造と、を含む。トレッドは、トレッドの半径方向外面から半径方向内側に延びる少なくとも１つの周方向グルーブを有する。ベルト構造は、少なくとも１つのベルト層と、少なくとも１つのオーバーレイ層を備えるオーバーレイと、を含む。オーバーレイ層は、周方向グルーブの下に配置されておりかつ周方向グルーブの軸線方向幅の７０％から２００％の間の軸線方向幅を有する。オーバーレイ層は、補強プライ層、または布を有する層である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、トレッドグルーブ補強材を有する空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤは通常、軸線方向に分離された伸張不能な一対のビードを含む。周方向に配置されたビードフィラーエイペックスがそれぞれのビードから半径方向外側に延びる。少なくとも１つのカーカスプライが２つのビード間を延びる。カーカスプライは、各々がそれぞれのビードの周りで折り返されかつビードに固定された軸線方向において互いに向かい合う端部を有する。トレッドゴムおよびサイドウォールゴムはそれぞれ、カーカスプライの軸線方向外側および半径方向外側に配置される。

ビード領域は、発熱も生じさせる繰り返したわみによるタイヤの転がり抵抗に実質的に寄与するタイヤの一部である。過酷な動作条件の下では、ランフラットタイヤおよび高性能タイヤの場合、ビード領域におけるたわみおよび発熱が特に問題になり、それぞれの弾性係数のような異なる特性を有する互いに隣接する構成部材が分離されることがある。特に、プライ折返し端部は、タイヤの隣接する構造部材から分離されがちである。

Ｔｅｍｐｌｅ、「Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｔｉｒｅｓ（空気入りタイヤの力学）」、２００５年 Ｍａｙｎｉ、「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ｔｉｒｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ（タイヤ力学に対する複合効果）」、２００５年 Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ（米国運輸省）、「Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｔｉｒｅｓ（空気入りタイヤの力学）」、１９８１年、Ｐ．２０７〜２０８

タイヤトレッド・トレッドキャップ領域は、タイヤの転がり抵抗に実質的に寄与するタイヤの他の部分である。トレッドグルーブが変形し、その後タイヤの動作時にトレッド化合物が発熱し、逆に、トレッド化合物が発熱してトレッドグルーブが変形し、それによって転がり抵抗が増大することがある。

本発明による空気入りタイヤは、軸線方向に間隔を置いて配置された環状のビードコアと、両方のビードコアの周りを延びるカーカスプライと、接触面に係合するトレッドと、ベルト構造とを含む。トレッドは、カーカスプライの半径方向外側に配置される。トレッドは、トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる少なくとも１つの周方向グルーブを有する。ベルト構造は、半径方向においてカーカスプライとトレッドとの間に配置されている。ベルト構造は、少なくとも１つのベルト層と、少なくとも１つのオーバーレイ層を備えるオーバーレイと、を含む。オーバーレイ層は、半径方向において、少なくとも１つのベルト層と周方向グルーブの半径方向最も内側の面との間に配置されている。オーバーレイ層は、周方向グルーブの下に配置されておりかつ周方向グルーブの軸線方向幅の７０％から２００％の間の軸線方向幅を有する。オーバーレイ層は補強プライまたは布である。

空気入りタイヤの別の態様によれば、オーバーレイ層は、周方向グルーブの軸線方向幅の１００％から１３０％の間に相当する軸線方向幅を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、空気入りタイヤの赤道面に対して−５度から＋５度の間の範囲の向きに定められた互いに平行なコードを有する補強プライ層である。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は浸漬布を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は織布または不織布を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、浸漬つや出し織布、浸漬つや出し不織布、浸漬非つや出し織布、および浸漬非つや出し不織布から成る群から選択される布を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、およびレーヨンのうちの１つまたは複数から成る材料を含む。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、およびレーヨンのうちの２つから成る材料を含む。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、金属、高張力鋼、超張力鋼、極張力鋼、または超極張力鋼を含む。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、互いに平行なコードは、金属、ポリエステル、アラミド、レーヨン、およびナイロンのうちの少なくとも１つを含む。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、レーヨン、高張力鋼、超張力鋼、極張力鋼、および超極張力鋼のうちの２つから成る材料を含む。

空気入りタイヤの別の態様によれば、オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、およびレーヨンのうちの少なくとも１つから成る材料と、高張力鋼、超張力鋼、極張力鋼、および超極張力鋼のうちの少なくとも１つから成る材料とを含む。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、カーカスプライは、各ビードコアの周りに巻かれておりかつ一対のカーカスプライ折返し部を有し、当該一対のカーカスプライ折返し部は、ビードコアから一対のカーカスプライ折返し部の半径方向外側端部までカーカスプライに実質的に連続している。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、オーバーレイ層は、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層を備え、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層のうちの少なくとも１つが周方向グルーブの下に配置されており、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の各々が、周方向グルーブの軸線方向幅の７０％から２００％の間または１００％から１３０％の間に相当する軸線方向幅を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、トレッドは、トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを備え、オーバーレイ層が、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層を備え、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の各々が、複数の周方向グルーブの最大の軸線方向幅の７０％から２００％の間または１００％から１３０％の間に相当する軸線方向幅を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、トレッドは、トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを備え、オーバーレイ層が、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層を備え、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層のうちの１つが、複数の周方向グルーブの各々の下に配置されており、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の各々が、当該オーバーレイ層が下に配置された対応する周方向グルーブの軸線方向幅の７０％から２００％の間または１００％から１３０％の間に相当する軸線方向幅を有する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の数は、複数の周方向グルーブの数に一致する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の数は複数の周方向グルーブの数よりも少ないか、あるいは軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の数は、複数の周方向グルーブの数よりも多い。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、トレッドは、トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを備え、少なくとも１つのオーバーレイ層の軸線方向構成が、タイヤの赤道面に対して非対称的である。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、トレッドは、トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを備え、少なくとも１つのオーバーレイ層の軸線方向構成が、タイヤの赤道面に対して対称的である。

（定義）
本発明は以下の定義に従う。

「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返しプライとの間に配置された弾性フィラーを意味する。

「環状の」は、リング状に形成されることを意味する。

「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。

「非対称的トレッド」は、タイヤの中心面または赤道面ＥＰに対して対称的でないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」は、本明細書では、タイヤの回転軸線に平行なラインまたは方向を指すのに使用される。

「ビード」は、プライコードによって覆われ、設計リムに嵌るように、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補強部材とともにまたはそのような他の補強部材なしで形作られた環状の引張り部材を有するタイヤの部分を意味する。

「ベルト構造」は、織布または不織布であり、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、互いに平行な複数のコードの少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。ベルト構造は、比較的小さい角度で傾斜し、制限層として働く、互いに平行な複数のコードのプライを含んでもよい。

「バイアスタイヤ」（クロスプライ）は、カーカスプライ内の各補強コードがタイヤを対角方向にビードからビードへとタイヤの赤道面に対して約２５°〜６５°の角度で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、プライコードは交互に入れ替わる層において互いに逆の角度に延びる。

「ブレーカー」は、タイヤの赤道面を基準として、カーカスプライ内の互いに平行な複数の補強コードと同じ角度を有する互いに平行な複数の補強コードの少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。ブレーカーは通常、バイアスタイヤと組み合わされる。

「ケーブル」は、２本以上のプライ状ヤーン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。

「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以外であるが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。

「ケーシング」は、トレッドおよびアンダートレッドを除くタイヤのカーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォールおよび他のすべての構成部材、すなわちタイヤ全体を意味する。

「チッパ」は、ビード領域に配置され、機能がビードコアを補強しサイドウォールの半径方向において最も内側の部分を安定化することである、布製または鋼製のコードの狭いバンドを指す。

「周方向の」は、赤道面（ＥＰ）に平行で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ラインまたは方向を意味する。「周方向の」は、断面図で見たときに半径がトレッドの軸線方向の曲率を定める互いに隣接する複数の円曲線から成る数組の円曲線の方向を指すこともある。

「コード」は、タイヤの補強構造を構成する複数の補強ストランドのうちの１つを指す。

「コード角度」は、赤道面に対してコードによって形成される、タイヤの平面図における左右の鋭角を意味する。「コード角度」は、硬化されたが膨張させられていないタイヤにおいて測定される。

「クラウン」は、タイヤトレッドの幅限界内の、タイヤの部分を意味する。

「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１００００メートル当たりのグラム単位重量を意味する。

「密度」は単位長さ当たり重量を意味する。

「エラストマ」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。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に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、すなわちトレッドの周方向の中心線を含む平面を意味する。

「布」は、撚ることができ、高弾性率材料の（同じく撚ることのできる）複数のフィラメントで構成された、基本的に一方向に延びるコードの網状構造を意味する。

「繊維」は、フィラメントの基本要素を形成する自然または人工の物質の単位である。繊維は、長さが繊維の直径または幅の少なくとも１００倍であることを特徴とする。

「フィラメント数」は、ヤーンを構成するフィラメントの数を意味する。たとえば、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。

「フリッパ」は、強度を向上させビードワイヤをタイヤ本体に結合するビードワイヤの周りの補強布を指す。

「踏面（フットプリント）」は、速度が零でかつ標準荷重および標準空気圧の下において平坦な面と接触するタイヤトレッドの接触部分すなわち接触領域を意味する。

「ゲージ」は、概して測定値を指し、特に厚さ測定値を指す。

「グルーブ」は、トレッドの周りを周方向または横方向に直線状、曲線状、またはジグザグ状に延びてもよいトレッド内の細長い空隙領域を意味する。周方向および横方向に延びるグルーブは、場合によっては共通する部分を有する。「グルーブ幅」は、グルーブまたはグルーブ部分によって占有されるトレッド面積をそのようなグルーブまたはグルーブ部分で除した値であってもよく、したがって、グルーブ幅は、グルーブの長さ全体にわたるグルーブの平均幅であってもよい。グルーブは、タイヤにおいて様々な深さを有してもよい。グルーブの深さはトレッドの円周にわたって変化してもよく、あるいは１つのグルーブの深さは、一定であるがタイヤ内の別のグルーブの深さとは異なっていてもよい。そのような狭いかまたは広いグルーブは、それらのグルーブが相互に連結される広い周方向グルーブと比べて深さが実質的に浅い場合、関連するトレッド領域内にリブ状の特性を維持する傾向がある「タイバー」を形成するとみなされてもよい。グルーブは、本明細書において使用されるときには、タイヤの接触部分すなわちフットプリントにおいて開放されたままになるのに十分な幅を有するものである。

「高張力鋼（ＨＴ）」は、引張り強さがフィラメント直径０．２０ｍｍ当たり少なくとも３４００ＭＰａである炭素鋼を意味する。

「インナー」はタイヤの内側の方を意味し、「アウター」はタイヤの外側の方を意味する。

「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閉じ込めるエラストマまたは他の材料の１つまたは２つ以上の層を意味する。

「車内側」は、タイヤがホイール上に取り付けられ、ホイールが車両上に取り付けられたときに車両に最も近いタイヤの側を意味する。

「ＬＡＳＥ」は、指定された伸びにおける荷重である。

「横方向」は軸線方向を意味する。

「撚り長さ」は、撚られた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°回転するのに移動する距離を意味する。

「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に使用される所与のタイヤに関する荷重および膨張の限界を意味する。

「超極張力鋼（ＭＴ）」は、引張り強さがフィラメント直径０．２０ｍｍ当たり少なくとも４５００ＭＰａである炭素鋼を意味する。

「正味接触領域」は、トレッドの全周にわたって測定された、定められた境界縁部同士の間の、地面に接触する部材の総面積を、境界縁部同士の間の総面積で除した値を意味する。

「ネット対グロス比」は、トレッドの全周にわたるトレッドの横方向縁部同士の間の、地面に接触するトレッド部材の総面積を、横方向縁部同士の間のトレッドの全周の総面積で除した値を意味する。

「非方向性トレッド」は、好ましい前進方向を有さず、トレッドパターンを好ましい走行方向に揃えるうえで車両上の１つまたは複数の特定のホイール位置に位置させる必要のないトレッドを意味する。

「標準荷重」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化機構によって定められた特定の設計空気圧および設計荷重を意味する。

「標準張力鋼（ＮＴ）」は、引張り強さがフィラメント直径０．２０ｍｍ当たり少なくとも２８００ＭＰａである炭素鋼を意味する。

「車外側」は、タイヤがホイール上に取り付けられ、ホイールが車両上に取り付けられたときに車両から最も遠いタイヤの側を意味する。

「プライ」は、ゴムで被覆され、半径方向に展開されるかまたは他の方法で互いに平行にされた複数のコードから成るコード補強層を意味する。

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸線の方へ向かうかまたは回転軸線から離れる方向を意味するのに使用される。

「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つまたは２つ以上のカーカスプライを意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへと延びる少なくとも１つのプライが、タイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度に配置された、ベルトが巻かれるかまたは周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。

「リブ」は、少なくとも１つの周方向グルーブおよび第２のそのようなグルーブまたは横方向縁部のいずれかによって画定されたトレッド上の周方向に延びるゴムストリップを意味し、当該ストリップは完全深さグルーブによって横方向に分割されていない。

「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。

「断面高さ」は、タイヤの赤道面における公称リム直径からタイヤの外径までの半径方向距離を意味する。

「断面幅」は、タイヤの軸線に平行な、タイヤの各サイドウォールの外側同士の間の最大直線距離であって、タイヤが標準空気圧で２４時間にわたって荷重を受けずに膨張させられ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最大直線距離を意味する。

「自己支持式ランフラット」は、タイヤが膨張していない状態で制限された期間にわたって制限された速度で動作させられたときに車両の荷重を支持するのに十分な強度をタイヤ構造自体が有する構造を有するタイヤの種類を意味する。タイヤのサイドウォールおよび内面は、タイヤ構造自体により（すなわち、内部構造なしに）、それら自身上で潰れるまたはゆがまない。

「サイドウォールインサート」は、タイヤのサイドウォール領域に配置されたエラストマまたはコード補強材を意味する。このインサートは、タイヤの外側面を形成する、カーカス補強プライおよび外側サイドウォールゴムの付加物であってもよい。

「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。

「サイプ」または「切込み部」は、タイヤのトレッド部材に成形され、トレッド面を細分し、トラクションを向上させる小さい長穴を意味し、サイプは、グルーブとは異なり、接触部分またはフットプリント内にあるときには閉じるように構成されてもよい。

「ばね定数」は、所与の圧力における荷重たわみ曲線の勾配として表されるタイヤの剛性を意味する。

「剛性比」は、対照ベルト構造の剛性の値を他のベルト構造の剛性の値で割った比を意味し、これらの値は、コードの両端が、支持され、この固定された端部同士の中心に位置する荷重によってたわまされる固定３点曲げ試験によって求められる。

「超張力鋼（ＳＴ）」は、引張り強さがフィラメント直径０．２０ｍｍ当たり少なくとも３６５０ＭＰａである炭素鋼を意味する。

「テナシティ」は、ひずみの生じていない試験片の単位線密度当たりの力として表される応力である（グラム／テックスまたはグラム／デニール）。織物に関して使用される。

「引張り強さ」は、力／断面積で表される応力である。デニール当たりグラム単位のテナシティに比重を掛け、その積を１２８００倍したｐｓｉ単位の強度である。

「トウガード」は、各ビードの軸線方向内側に位置する、タイヤの周方向に展開された弾性リム接触部分を指す。

「トレッド」は、タイヤケーシングへの結合時に、タイヤが標準空気圧で膨張させられかつ標準荷重を受けてい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。

「トレッド部材」または「トラクション部材」は、リブまたはブロック部材を意味する。

「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。

「折返し端部」は、プライが周りに巻かれたビードから上向きに（すなわち、半径方向外側に）折り返されるカーカスプライの部分を意味する。

「極張力鋼（ＵＴ）」は、引張り強さがフィラメント直径０．２０ｍｍ当たり少なくとも４０００ＭＰａである炭素鋼を意味する。

「垂直たわみ」は、タイヤが荷重を受けてたわむ量を意味する。

「ヤーン」は、織物繊維またはフィラメントの連続したストランドの総称である。ヤーンは以下の形態を有する。１）撚り合わされた数本の繊維、２）撚らずにまとめられた数本のフィラメント、３）ある程度撚ってまとめられた数本のフィラメント、４）撚ることも撚らないこともある単一のフィラメント（モノフィラメント）、５）撚ることも撚らないこともある材料の狭いストリップ。

本発明の構造、動作、および利点は、以下の説明を添付の図面とともに検討したときにより明らかになろう。

本発明のオーバーレイ層と一緒に使用できる例示的なタイヤの概略断面図である。

図１は、本発明によるオーバーレイ層と一緒に使用できる例示的なタイヤ１０を示している。例示的なタイヤ１０は、トレッド１２と、インナーライナ２３と、軸線方向にセグメント化された複数の（図１では４つの）オーバーレイ層５１を有するオーバーレイおよび３本のベルト１６，１８，２０を有するベルト構造と、カーカスプライ１４を含むカーカス２２と、２枚のサイドウォール１５、１７と、ビードフィラーエイペックス２６ａ，２６ｂおよびビード２８ａ，２８ｂを有する２つのビード領域２４ａ、２４ｂと、を備える。例示的なタイヤ１０は、たとえば乗用車のリム上に取り付けるのに適している。カーカスプライ１４は、各端部がそれぞれ１つのビード２８ａ，２８ｂに固定された軸線方向において互いに向かい合う端部３０ａ，３０ｂを含んでいる。カーカスプライ１４の各軸線方向端部３０ａおよび３０ｂは、それぞれのビード２８ａ，２８ｂの周りで、各軸線方向端部３０ａ，３０ｂを固定するのに十分な位置に折り返されている。

カーカスプライ１４は、ポリエステル、レーヨン、または同様の適切な有機高分子化合物のような材料で作られた実質的に互いに平行な複数のカーカス補強部材を有するゴム引きされたプライであってもよい。カーカスプライ１４の折り返された部分は、２つのフリッパ３２ａ、３２ｂの軸線方向外側面および２つのチッパ３４ａ、３４ｂの軸線方向内面に係合してもよい。

図１に示されているように、例示的なトレッド１２は、４つの周方向グルーブ４１を有してもよい。トレッド１２の主要な部分は、１つまたは複数の任意の適切なトレッド化合物であってもよい化合物で形成されてもよい。各周方向グルーブ４１は、半径方向に延びる一対の壁（Ｕ字形）を横方向／軸線方向に分離する底部または基部によって画定されてもよい。

本発明によるトレッド１２および追加的なオーバーレイ層５１の化合物の特定の組成および物理的特性、ならびにこれらの組成および特性間の関係について説明する。追加的なオーバーレイ層５１は、例示的なタイヤ１０の転がり抵抗を低減させることができる。また、追加的なオーバーレイ層５１は、完全なオーバーレイ層（不図示）上に付加されてもよい。

周方向トレッドグルーブの底部領域が、タイヤ１０の転がり抵抗全体に顕著に寄与することが分かっている。さらに、この顕著な寄与は、この領域において歪みが大きい（たとえば、ヒステリシスが高い）ことに起因するものであってもよい。本発明によれば、軸線方向において周方向グルーブ４１の下方に位置し半径方向においてベルト１８，２０の外側に位置する領域に薄いオーバーレイ層５１が付加されている（図１）。代替として、オーバーレイ層５１は、１つの周方向グルーブ４１のみまたはグルーブ４１の任意の組合せの下に付加されてもよい。したがって、これらの層５１は、この領域の歪みを軽減し、タイヤ１０の全体的な転がり抵抗を低減させることができる。層５１は、周方向グルーブ４１の軸線方向幅（たとえば、５ｍｍから２０ｍｍの間）に等しいかまたはこの軸線方向幅よりもわずかに大きいか、あるいはこの軸線方向幅に等しいかまたはこの軸線方向幅よりもわずかに小さい（たとえば、７０％から２００％の間、７０％から１３０％の間、８０％から１２０％の間、９０％から１１０％の間、９５％から１０５％の間、１００％から１３０％の間など）軸線方向幅を有してもよい。

層５１は、概ねタイヤ１０の周方向に向けられるか、またはタイヤの赤道面に対して−５度から＋５度の範囲内に向けられた互いに平行な複数のコードまたは織られた複数のコードのプライであってもよい。各コードは、ポリエステルと、ポリケトンと、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）と、ナイロンと、アラミドと、レーヨンと、他の適切な有機繊維と他の適切な織物繊維の少なくとも一方と、のうちの少なくとも１つで構成されてもよい。

上述のように、本発明による複数のオーバーレイ層５１は、空気入りタイヤ１０の転がり抵抗を低減させる。したがって、これらのオーバーレイ層５１は、空気入りタイヤの構造および動作が、完全で満足行く理論が提示されていない程度に複雑であるにもかかわらず、空気入りタイヤ１０の性能を向上させる。例えば、非特許文献１。従来の複合理論の基本は空気入りタイヤ力学から容易に理解されるが、空気入りタイヤの多数の構成部材によって導入される追加的な複雑さによってタイヤ性能を予測する問題が複雑化しがちである。例えば、非特許文献２。また、ポリマーおよびゴムの非線形的な時間挙動、周波数挙動、および温度挙動によって、空気入りタイヤの解析的設計は、今日の当産業界において最も難しくかつ正当に評価されていない問題の１つとなっている。

空気入りタイヤはある基本的な構造部材を有する。例えば、非特許文献３。重要な構造部材として、低弾性係数ポリマー材料、通常は天然ゴムまたは合成ゴムのマトリックスに埋め込まれかつ結合された天然織物、合成ポリマー、ガラス繊維、または極細硬鋼の、可撓性を有する多数の高弾性係数コードで通常構成されるオーバーレイがある。

可撓性を有する高弾性係数コードは通常、単一の層として配置される。例えば非特許文献３。空気入りタイヤにおける騒音特性、ハンドリング、耐久性、乗り心地などに対するオーバーレイコードの様々な撚りの効果については、当産業界の全タイヤ製造業者が合意または予測できているわけではない。例えば、非特許文献１。

これらの複雑さは、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よって実証されている。

表を見ると分かるように、オーバーレイ特性は、空気入りタイヤの他の構成部材に影響を及ぼし（すなわち、オーバーレイはエイペックス、ベルト、カーカスプライなどに影響を及ぼし）、いくつかの構成部材が一群の機能特性（騒音、ハンドリング、耐久性、乗り心地、高速性、および質量）に影響を与えるように相互に関係しかつ相互に作用し、それによって複合体は完全に予測不能にかつ複雑になる。したがって、場合によっては１つの構成部材を交換したときでも、１０個もの機能特性がただちに向上または低下するとともに、１つの構成部材と６つもの他の構成部材との相互作用が変化する。それによって、６つの相互作用の各々は、１０個の機能特性を間接的に向上または低下させる。これらの機能特性の各々が向上するか、低下するか、それとも影響を受けないかと、どの程度影響を受けるかは、本発明者が実験および試験を実施しなかったならば間違いなく予測できなかったであろう。

したがって、たとえば、空気入りタイヤのオーバーレイの構造（たとえば、撚り、コード構成、軸線方向幅など）を空気入りタイヤのある機能特性を向上させるために修正すると、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ことがある。また、オーバーレイコードとエイペックス、ベルト、カーカス、およびトレッドとの相互作用は、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及ぼすこともある。オーバーレイコードを修正しても、これらの複雑な相互関係によってその１つの機能特性さえ向上しないこともある。

したがって、上述のように、複数の構成部材の相互関係が複雑であるので、本発明によってオーバーレイを修正した実際の結果をあり得る無限の結果から予測または予想するのは不可能である。広範囲の実験を通じて、本発明のオーバーレイ層５１がタイヤオーバーレイの優れた、予期されておらず予測不可能な選択肢であることが初めて分かった。

上記の説明では、転がり抵抗を低減させ燃費を向上させるトレッド部を有するタイヤの例示的な実施形態を参照している。しかし、当業者には、本発明の開示を読むことによって多数の変形実施形態が明らかになることを理解されたい。当業者に明らかなそのような変形実施形態および修正実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲および趣旨の範囲内である。

さらに、本明細書において与えられる本発明の説明を考慮して本発明の変形が可能である。本発明を例示するためにある代表的で例示的な実施形態および詳細を示したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずに実施形態に様々な変更および修正を施せることが明らかになろう。したがって、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の完全に意図される範囲内の変更を、上述の特定の例示的な実施形態に施せることを理解されたい。

１０ タイヤ
１２ トレッド
１４ カーカスプライ
１５ サイドウォール
１６ ベルト
１７ サイドウォール
１８ ベルト
２０ ベルト
２２ カーカス
２３ インナーライナ
２４ａ、２４ｂ ビード領域
２６ａ、２６ｂ フィラーエイペックス
２８ａ、２８ｂ ビード
３０ａ、３０ｂ 軸線方向において互いに向かい合う端部
３２ａ、３２ｂ フリッパ
３４ａ、３４ｂ チッパ
４１ 周方向グルーブ
５１ オーバーレイ層

Claims (20)

1. 軸線方向に間隔を置いて配置された一対の環状のビードコアと、
   両方の前記ビードコアの周りを延びるカーカスプライと、
   接触面に係合し、前記カーカスプライの半径方向外側に配置されたトレッドであって、該トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる少なくとも１つの周方向グルーブを有するトレッドと、
   半径方向において前記カーカスプライと前記トレッドとの間に配置されたベルト構造であって、少なくとも１つのベルト層と、少なくとも１つのオーバーレイ層を有するオーバーレイと、を備え、該オーバーレイ層は、半径方向において、前記少なくとも１つのベルト層と前記周方向グルーブの半径方向最も内側の面との間に配置されているベルト構造と、を備え、
   前記オーバーレイ層は、前記周方向グルーブの下に配置されておりかつ前記周方向グルーブの軸線方向幅の７０％から２００％の間の軸線方向幅を有し、
   前記オーバーレイ層は補強プライ層または布を有する層であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記オーバーレイ層は、前記周方向グルーブの前記軸線方向幅の１００％から１３０％の間に相当する軸線方向幅を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記オーバーレイ層は、前記空気入りタイヤの赤道面に対して−５度から＋５度の間の範囲の向きに定められた互いに平行なコードを備える補強プライ層であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記オーバーレイ層は浸漬布を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記オーバーレイ層は、織布または不織布を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記オーバーレイ層は、浸漬つや出し織布、浸漬つや出し不織布、浸漬非つや出し織布、および浸漬非つや出し不織布から成る群から選択される布を備えることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、およびレーヨンのうちの１つまたは複数から成る材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、およびレーヨンのうちの２つから成る材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記オーバーレイ層は、金属、高張力鋼、超張力鋼、極張力鋼、または超極張力鋼を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記互いに平行なコードは、金属、ポリエステル、アラミド、レーヨン、およびナイロンのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、レーヨン、高張力鋼、超張力鋼、極張力鋼、および超極張力鋼のうちの２つから成る材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記オーバーレイ層は、ポリエステル、ポリケトン、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ナイロン、アラミド、およびレーヨンのうちの少なくとも１つから成る材料と、高張力鋼、超張力鋼、極張力鋼、および超極張力鋼のうちの少なくとも１つから成る材料と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
13. 前記カーカスプライは、前記各ビードコアの周りに巻かれておりかつ一対のカーカスプライ折返し部を有し、該一対のカーカスプライ折返し部は、前記ビードコアから該一対のカーカスプライ折返し部の半径方向外側端部まで前記カーカスプライに実質的に連続していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
14. 前記オーバーレイ層は、軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層を備え、少なくとも１つの前記軸線方向にセグメント化されたオーバーレイ層が前記周方向グルーブの下に配置され、各前記軸線方向にセグメント化されたオーバーレイ層が、前記周方向グルーブの軸線方向幅の７０％から２００％の間に相当する軸線方向幅を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
15. 前記トレッドは、該トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを備え、前記オーバーレイ層が軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層を備え、該軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の各々が、前記複数の周方向グルーブの最大の軸線方向幅の７０％から２００％の間に相当する軸線方向幅を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
16. 前記トレッドは、該トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを備え、前記オーバーレイ層が軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層を備え、該軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層のうちの１つが前記複数の周方向グルーブのそれぞれの下に配置されており、前記軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の各々は、該オーバーレイ層が下に配置された対応する前記周方向グルーブの前記軸線方向幅の７０％から２００％の間に相当する軸線方向幅を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
17. 前記軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の数は、前記複数の周方向グルーブの数に一致することを特徴とする請求項１６に記載の空気入りタイヤ。
18. 前記軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の数は前記複数の周方向グルーブの数よりも少ないか、あるいは前記軸線方向にセグメント化された複数のオーバーレイ層の数は前記複数の周方向グルーブの数よりも多いことを特徴とする請求項１６に記載の空気入りタイヤ。
19. 前記トレッドは、該トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを有し、前記少なくとも１つのオーバーレイ層の軸線方向構成が、前記タイヤの赤道面に対して非対称であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
20. 前記トレッドは、該トレッドの半径方向外側面から半径方向内側に延びる複数の周方向グルーブを有し、前記少なくとも１つのオーバーレイ層の軸線方向構成が、前記タイヤの赤道面に対して対称であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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