JP2009154764A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】制動性能に優れるタイヤ２の提供。
【解決手段】このタイヤ２は、一対のビード８と、両ビード８の間に架け渡されたカーカス１０と、このタイヤ２のショルダー領域２４であって、かつこのカーカス１０の外側に位置している一対の複合体１６とを備えている。この複合体１６は、支持層と、２の被覆層とを備えている。この支持層は、両被覆層の間に位置している。この支持層は、短繊維を含んでいる。好ましくは、このタイヤ２では、上記複合体１６の厚さは、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。好ましくは、このタイヤ２では、上記被覆層の厚さは、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。好ましくは、このタイヤ２では、上記支持層の厚さは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。好ましくは、このタイヤ２では、上記支持層の厚さは、上記被覆層の厚さよりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として乗用車に装着される空気入りタイヤに関する。

タイヤは、多数のゴム部材が組み合わされて構成される。これらのゴム部材の仕様、組み合わせ等が検討されて、タイヤの性能向上が図られている。

旋回時にタイヤに発生するコーナリングフォースは、求心力として作用する。その横剛性が大きいタイヤには、大きなコーナリングフォースが発生する。このタイヤは、安定に旋回しうる。このタイヤは、操縦安定性に優れる。

質量を増加させることなく操縦安定性の向上がなされたタイヤが、特開２００５−２３９０７０公報に開示されている。このタイヤでは、短繊維を含んだ補強体がショルダー領域に設けられている。この短繊維は、この補強体の短繊維以外の部分からなる媒体に分散している。この短繊維は、軸方向に配向している。

特開２００５−２３９０７０公報

タイヤの、トレッドの端の近傍部分（ショルダー領域）の接地圧が、その赤道の近傍部分（赤道領域）の接地圧よりも大きい場合がある。このタイヤでは、トレッドが制動性能に充分に寄与しえない。ショルダー領域にあるトレッドにおいて、摩耗が促されてしまう。このようなタイヤは、耐摩耗性及び制動性能に劣る。

トレッドの赤道領域の部分が大きな厚さを有するように構成されると、接地圧は一様となる。このタイヤでは、トレッドの偏摩耗が抑えられる上に、トレッドが制動性能に寄与しうる。このトレッドは、タイヤの質量に影響を与える。大きな質量を有するタイヤは、転がり抵抗の増加及び操縦安定性の低下を招来する。

上記公報のタイヤでは、補強体がショルダー領域を補強しうるので、一様な接地圧が得られうる。このタイヤでは、トレッドの偏摩耗が抑えられる上に、トレッドが制動性能に寄与しうる。しかし、このタイヤでは、この補強体がこの補強体に隣接するゴム部材から剥離する恐れがある。このようなタイヤの耐久性は、充分ではない。

本発明の目的は、制動性能に優れるタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビードと、両ビードの間に架け渡されたカーカスと、このタイヤのショルダー領域であって、かつこのカーカスの外側に位置している一対の複合体とを備えている。この複合体は、支持層と、２の被覆層とを備えている。この支持層は、両被覆層の間に位置している。この支持層は、短繊維を含んでいる。

好ましくは、このタイヤでは、上記複合体の厚さは、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記被覆層の厚さは、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記支持層の厚さは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記支持層の厚さは、上記被覆層の厚さよりも大きい。

好ましくは、このタイヤでは、上記被覆層の損失正接は、０．０５以上０．０７以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記支持層の硬度は、５０以上７０以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記支持層の短繊維は、配向している。

このタイヤでは、複合体は、短繊維を含む支持層と２の被覆層とを備えている。この複合体は、タイヤの質量増加を抑制しつつ効果的にタイヤの剛性に寄与しうる。このタイヤでは、一様な接地圧が得られうるので、トレッドの偏摩耗が抑えられる上に、このトレッドが制動性能に効果的に寄与しうる。このタイヤは、耐摩耗性及び制動性能に優れる。このタイヤでは、短繊維を含む支持層がコーナリングフォースの発生に寄与しうる。このタイヤは、操縦安定性に優れる。このタイヤでは、支持層が第一被覆層と第二被覆層との間に位置するように複合体が構成されているので、この複合体の、この複合体に隣接するタイヤの構成部材からの剥離が抑制されうる。このタイヤは、耐久性に優れる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４、複合体１６、インナーライナー１８及びチェーファー２０を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着される。本明細書では、このタイヤ２の赤道面の部分は赤道領域２２と称される。このタイヤ２のトレッド４の端の近傍部分は、ショルダー領域２４と称される。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面２６を備えている。このトレッド面２６は、路面と接地する。トレッド面２６には、溝２８が刻まれている。この溝２８により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４に溝２８が刻まれなくてもよい。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア３０と、このコア３０から半径方向外向きに延びるエイペックス３２とを備えている。コア３０は、リング状である。コア３０は、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス３２は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス３２は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、カーカスプライ３４からなる。カーカスプライ３４は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。カーカスプライ３４は、コア３０の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。

図示されていないが、カーカスプライ３４は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。バイアス構造のカーカス１０が採用されてもよい。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側層３６及び外側層３８からなる。図示されていないが、内側層３６及び外側層３８のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側層３６のコードの傾斜方向は、外側層３８のコードの傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。

バンド１４は、トレッド４の内側に位置している。バンド１４は、ベルト１２を覆っている。このバンド１４は、ベルト１２を拘束する。このバンド１４は、フルバンド４０と、このフルバンド４０の半径方向内側に位置しており軸方向において離間して配置される一対のエッジバンド４２とからなる。

図示されていないが、フルバンド４０は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。フルバンド４０は、いわゆるジョイントレス構造を有する。このコードによりベルト１２が拘束されるので、ベルト１２のリフティングが抑制される。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

図示されていないが、エッジバンド４２は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。エッジバンド４２は、いわゆるジョイントレス構造を有する。このコードによりベルト１２が拘束されるので、ベルト１２のリフティングが抑制される。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

複合体１６は、ショルダー領域２４に位置している。複合体１６は、カーカス１０の外側に位置している。左右の複合体１６は、軸方向に離間して配置されている。この複合体１６の軸方向内側の部分は、カーカス１０とベルト１２との間に位置している。図示されているように、この複合体１６はカーカス１０に沿っている。この複合体１６は、カーカス１０に積層されている。

このタイヤ２では、複合体１６の、軸方向内側に位置する端４４(内端)は、ベルト１２の端４６の軸方向内側に位置している。この内端４４は、バンド１４の端４８の軸方向内側に位置している。このタイヤ２では、この内端４４の部分はカーカス１０とベルト１２とに挟まれている。この複合体１６の、軸方向外側に位置する端５０(外端)は、ベルト１２の端４６の軸方向外側に位置している。この外端５０は、バンド１４の端４８の軸方向外側に位置している。この外端５０は、エイペックス３２の先端５２よりも半径方向外側に位置している。

図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。この図２には、複合体１６及びカーカスプライ３４の一部が示されている。この図２において、左右方向が周方向である。複合体１６は、支持層５４と、２の被覆層５６とを備えている。この支持層５４は、両被覆層５６の間に位置している。本明細書では、カーカス１０の側に位置する被覆層５６が第一被覆層５６ａであり、ベルト１２の側に位置する被覆層５６が第二被覆層５６ｂである。図示されているように、このタイヤ２では、第一被覆層５６ａはカーカスプライ３４の外側に積層されている。この第一被覆層５６ａの外側に、支持層５４が積層されている。この支持層５４のさらに外側に、第二被覆層５６ｂが積層されている。この第二被覆層５６ｂのさらに外側に、サイドウォール６が積層されている。

支持層５４は、短繊維を含むゴム組成物が架橋されて形成される。この短繊維は、支持層５４を補強する。この短繊維としては、有機繊維が例示される。有機繊維としては、ナイロン繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びポリエステル繊維が例示される。支持層５４が効果的に補強されうるという観点から、有機繊維としては、アラミド繊維が好ましい。なお、質量の軽量化及び低コスト化の観点から、この短繊維として、クラフト紙及び新聞古紙からなる原料紙が細片化されて叩解されることにより得られる紙繊維が用いられてもよい。

支持層５４を構成するゴム組成物の基材ゴムとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びイソブチレン−イソプレン共重合体が例示される。汎用性及び加工性の観点から、この基材ゴムとしては、天然ゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体が好ましい。損失正接が小さいという観点から、この基材ゴムとしては、天然ゴム及びポリブタジエンが好ましい。このタイヤ２では、この基材ゴムが天然ゴム及びポリブタジエンをブレンドすることにより構成されるのが、特に好ましい。この場合、このブレンドの質量比（（天然ゴム）／（ポリブタジエン））は、２０／８０以上が好ましく、６０／４０以下であるのが好ましい。

支持層５４が効果的に補強されうるという観点から、支持層５４を構成するゴム組成物は充填剤としてのカーボンブラックを含むことができる。補強性の観点から、このカーボンブラックの配合量は、基材ゴム１００質量部に対して、３０質量部以上であるのが好ましい。良好な加工性が維持されうるという観点から、このカーボンブラックの配合量は、基材ゴム１００質量部に対して、７０質量部以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、支持層５４を構成するゴム組成物に、カーボンブラック以外の他の充填剤が併用されてもよい。この他の充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、クレー、タルク及び酸化マグネシウムが例示される。このゴム組成物は、軟化剤、粘着性付与剤、硫黄のような架橋剤、加硫促進剤、架橋助剤、老化防止剤等の薬品も含むことができる。タイヤ２の加工性及び性能が考慮されて、最適な薬品が最適な量でこのゴム組成物に配合される。

第一被覆層５６ａは、上記支持層５４とは別のゴム組成物が架橋されて形成される。後述するが、この第一被覆層５６ａの損失正接は小さい。このタイヤ２では、この第一被覆層５６ａに短繊維は含まれない。

第一被覆層５６ａを構成するゴム組成物の基材ゴムとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びイソブチレン−イソプレン共重合体が例示される。汎用性及び加工性の観点から、この基材ゴムとしては、天然ゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体が好ましい。損失正接が小さいという観点から、この基材ゴムとしては、天然ゴム及びポリブタジエンが好ましい。このタイヤ２では、この基材ゴムが天然ゴム及びポリブタジエンをブレンドすることにより構成されるのが、特に好ましい。この場合、このブレンドの質量比（（天然ゴム）／（ポリブタジエン））は、２０／８０以上が好ましく、６０／４０以下であるのが好ましい。

加工性の観点から、第一被覆層５６ａを構成するゴム組成物は充填剤としてのカーボンブラックを含むことができる。この観点から、このカーボンブラックの配合量は、基材ゴム１００質量部に対して、２０質量部以上であるのが好ましい。小さな損失正接を有する第一被覆層５６ａが得られうるという観点から、このカーボンブラックの配合量は、基材ゴム１００質量部に対して、３０質量部以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、第一被覆層５６ａを構成するゴム組成物に、カーボンブラック以外の他の充填剤が併用されてもよい。この他の充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、クレー、タルク及び酸化マグネシウムが例示される。このゴム組成物は、軟化剤、粘着性付与剤、硫黄のような架橋剤、加硫促進剤、架橋助剤、老化防止剤等の薬品も含むことができる。タイヤ２の加工性及び性能が考慮されて、最適な薬品が最適な量でこのゴム組成物に配合されている。

第二被覆層５６ｂは、上記支持層５４とは別のゴム組成物が架橋されて形成される。後述するが、この第二被覆層５６ｂの損失正接は小さい。このタイヤ２では、この第二被覆層５６ｂに短繊維は含まれない。このタイヤ２では、第二被覆層５６ｂは、第一被覆層５６ａを構成するゴム組成物と同じゴム組成物が用いられうる。

第二被覆層５６ｂを構成するゴム組成物の基材ゴムとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びイソブチレン−イソプレン共重合体が例示される。汎用性及び加工性の観点から、この基材ゴムとしては、天然ゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体が好ましい。損失正接が小さいという観点から、この基材ゴムとしては、天然ゴム及びポリブタジエンが好ましい。このタイヤ２では、この基材ゴムが天然ゴム及びポリブタジエンをブレンドすることにより構成されるのが、特に好ましい。この場合、このブレンドの質量比（（天然ゴム）／（ポリブタジエン））は、２０／８０以上が好ましく、６０／４０以下であるのが好ましい。

加工性の観点から、第二被覆層５６ｂを構成するゴム組成物は充填剤としてのカーボンブラックを含むことができる。この観点から、このカーボンブラックの配合量は、基材ゴム１００質量部に対して、２０質量部以上であるのが好ましい。小さな損失正接を有する第二被覆層５６ｂが得られうるという観点から、このカーボンブラックの配合量は、基材ゴム１００質量部に対して、３０質量部以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、第二被覆層５６ｂを構成するゴム組成物に、カーボンブラック以外の他の充填剤が併用されてもよい。この他の充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、クレー、タルク及び酸化マグネシウムが例示される。このゴム組成物は、軟化剤、粘着性付与剤、硫黄などの架橋剤、加硫促進剤、架橋助剤、老化防止剤等の薬品も含むことができる。タイヤ２の加工性及び性能が考慮されて、最適な薬品が最適な量でこのゴム組成物に配合されている。

図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。この図３には、支持層５４の一部が示されている。この図３において、上下方向が軸方向である。支持層５４は、多数の短繊維５８と、マトリクス６０とで構成される。図示されているように、これらの短繊維５８は、マトリクス６０に分散している。これらの短繊維５８の長手方向は、略軸方向に沿っている。

図４は、図３の支持層５４の短繊維５８が示された模式図である。図４において、上下方向が軸方向である。図４において矢印θで示されているのは、短繊維５８の角度である。角度θは、直線Ｓ１と直線Ｓ２とのなす角度である。直線Ｓ１は、軸方向に延びている。直線Ｓ２は、短繊維５８の一端６２及び他端６４を通過している。この直線Ｓ２は、この短繊維５８の長手方向を表している。角度θは、−９０°以上９０°以下である。この紙面において、直線Ｓ２は右下がりに延在している。この場合、この角度θは正の値で示される。この直線Ｓ２が左下がりに延在している場合、この角度θは負の値で示される。

本発明では、支持層５４に含まれる短繊維５８の配向方向は、この配向方向が軸方向に対してなす角度（以下、配向角度）で示される。この配向角度は上、記角度θを用いて以下の方法で得られうる。まず、図３で示した支持層５４の断面を含んだ試料が、タイヤ２から切り出される。次に、この断面が、実体顕微鏡で観察される。この断面観察において、短繊維５８の角度θが計測される。無作為に抽出された１００本の短繊維５８について、この角度θが計測される。次に、この角度と頻度との関係（度数分布）が求められる。この関係において、最大ピークを示す角度が、この短繊維５８の配向角度とされる。

短繊維５８が軸方向に配向している支持層５４は、タイヤ２の横剛性の向上に寄与しうる。この観点から、上記配向角度の絶対値は４５°以下であるのが好ましく、３０°以下がより好ましく、１５°以下がさらに好ましい。特に、好ましくは、この配向角度は０°である。

上記度数分布関数において、最大ピークの半値幅は短繊維５８の配向性を表す。短繊維５８の配向性が高まると、この半値幅は狭くなる。短繊維５８の配向性が高められることにより、短繊維５８が効果的に支持層５４を補強しうる。この観点から、この半値幅は小さいことが好ましい。このタイヤ２では、この半値幅は２０°以下が好ましく、１０°以下がより好ましく、５°以下が特に好ましい。

前述したように、このタイヤ２では、支持層５４は短繊維５８を含んでいる。この短繊維５８は、支持層５４を補強する。この支持層５４がタイヤ２の剛性に寄与しうるので、このタイヤ２は旋回時に大きなコーナリングフォースを発生しうる。このタイヤ２は、安定に旋回しうる。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。

このタイヤ２では、短繊維５８は軸方向に配向している。この支持層５４は、タイヤ２の横剛性の向上に効果的に寄与しうる。このタイヤ２は、旋回時に大きなコーナリングフォースが発生しうる。このタイヤ２は、安定に旋回しうる。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。

図２に示されているように、第一被覆層５６ａは支持層５４とカーカス１０との間に介在している。この第一被覆層５６ａは、複合体１６とカーカス１０との剪断による剥離の防止に寄与しうる。第二被覆層５６ｂは、支持層５４とサイドウォール６との間に介在している。この第二被覆層５６ｂは、複合体１６とサイドウォール６との剪断による剥離の防止に寄与しうる。このタイヤ２では、複合体１６が支持層５４が第一被覆層５６ａと第二被覆層５６ｂとの間に位置するように構成されているので、この複合体１６と、この複合体１６に隣接するタイヤ２の構成部材との剥離が抑制されうる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。

前述したように、複合体１６はショルダー領域２４に位置している。この複合体１６は、ショルダー領域２４を効果的に補強しうる。この補強により、タイヤ２の形状が適切に維持されうる。このタイヤ２では、ショルダー領域２４の接地圧と赤道領域２２の接地圧とが同等である。このタイヤ２の接地圧は、一様である。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる。このタイヤ２は、制動性能に優れる。その接地圧が一様であるタイヤ２では、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。このタイヤ２は、耐摩耗性に優れる。

このタイヤ２では、上記支持層５４の厚さは上記第一被覆層５６ａの厚さよりも大きい。この支持層５４の厚さは上記第二被覆層５６ｂの厚さよりも大きい。この支持層５４は、タイヤ２の横剛性に効果的に寄与しうる。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。

前述したように、補強性の観点から、支持層５４はカーボンブラックを含むことができる。このタイヤ２では、このカーボンブラックが支持層５４を構成するマトリクス６０を補強しうるので、短繊維５８とマトリクス６０との剥離が抑制されうる。この支持層５４は、タイヤ２の耐久性を阻害しない。

このタイヤ２では、支持層５４を軸方向に変形させて得られる複素弾性率Ｅ＊ｒの、この支持層５４を軸方向に対して垂直な方向に変形させて得られる複素弾性率Ｅ＊ｃに対する比は、１０以上２０以下であるのが好ましい。この比が１０以上に設定されることにより、支持層５４がタイヤ２の横剛性に効果的に寄与しうる。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この比が２０以下に設定されることにより、タイヤ２の剛性が適切に維持されうる。このタイヤ２では、乗り心地が維持されうる。

本発明では、支持層５４の複素弾性率Ｅ＊ｒ、複素弾性率Ｅ＊ｃ及び損失正接並びに第一被覆層５６ａの損失正接及び第二被覆層５６ｂの損失正接は、「ＪＩＳ−Ｋ ６３９４」の規定に準拠して、粘弾性スペクトロメーター（岩本製作所社製）を用いて、下記に示される条件で計測される。
初期歪み：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０℃

粘弾性スペクトロメーターによる測定に供される試験片は板状であり、その長さは４５ｍｍであり、幅は４ｍｍであり、厚さは２ｍｍである。この試験片の両端部がチャックされて、測定がなされる。試験片の変位部分の長さは、３０ｍｍである。この試験片は、タイヤ２から切り出される。なお、複素弾性率Ｅ＊ｒの計測には、その長さ方向が軸方向に一致するようにタイヤ２から切り出された試験片が用いられる。複素弾性率Ｅ＊ｃの計測には、その長さ方向が軸方向に対して垂直な方向に一致するようにタイヤ２から切り出された試験片が用いられる。切り出しが困難な場合は、温度が１６０℃である金型内で支持層５４を構成するゴム組成物が１０分間保持されることで得られるスラブから、この試験片が打ち抜かれる。

過大な損失正接は、変形に伴う発熱を促す。この発熱は、耐久性に影響を与えつつ、転がり抵抗を増大させる。この観点から、支持層５４の損失正接は０．０１３以下であるのが好ましい。変形に伴う発熱は抑制されるのが好ましいので、この支持層５４の損失正接は小さいほど好ましい。充分な補強効果が維持されつつ変形に伴う発熱が抑制されうるという観点から、この支持層５４の損失正接は０以上であるのが好ましい。なお、この支持層５４の損失正接は、上記複素弾性率Ｅ＊ｒの計測時に得られる損失正接で示される。

このタイヤ２では、第一被覆層５６ａの損失正接は小さいので、この第一被覆層５６ａの、変形に伴う発熱が抑制されうる。この第一被覆層５６ａは、タイヤ２の耐久性を阻害しない。この第一被覆層５６ａが転がり抵抗を低減しうるので、このタイヤ２は車両の燃費性能に寄与しうる。

過小な損失正接は、タイヤ２の制動性能を阻害する。この観点から、このタイヤ２では、第一被覆層５６ａの損失正接は０．０５以上であるのが好ましい。この第一被覆層５６ａの耐久性が維持されつつ、この第一被覆層５６ａが転がり抵抗の低減に寄与しうるという観点から、この損失正接は０．０７以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、第二被覆層５６ｂの損失正接は小さいので、この第二被覆層５６ｂの、変形に伴う発熱が抑制されうる。この第二被覆層５６ｂは、タイヤ２の耐久性を阻害しない。この第二被覆層５６ｂが転がり抵抗を低減しうるので、このタイヤ２は車両の燃費性能に寄与しうる。

過小な損失正接は、タイヤ２の制動性能を阻害する。この観点から、このタイヤ２では、第二被覆層５６ｂの損失正接は０．０５以上であるのが好ましい。この第二被覆層５６ｂの耐久性が維持されつつ、この第二被覆層５６ｂが転がり抵抗の低減に寄与しうるという観点から、この損失正接は０．０７以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、支持層５４の硬度は５０以上７０以下であるのが好ましい。この硬度が５０以上に設定されることにより、この支持層５４を備える複合体１６がショルダー領域２４を効果的に補強しうる。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる上に、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。複合体１６がコーナリングフォースの発生に寄与しうるので、このタイヤ２は操縦安定性に優れる。この観点から、この硬度は５５以上がより好ましい。この硬度が７０以下に設定されることにより、タイヤ２の剛性が適切に維持されうる。このタイヤ２は、乗り心地に優れる。この観点から、この硬度は６５以下がより好ましい。

本発明において硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準じて、タイプＡのデュロメータによって測定される。この硬度は、温度が２３℃である条件下で測定される。なお、この測定には、支持層５４を構成するゴム組成物が架橋されることにより形成される試験片が用いられる。この試験片は、温度が１６０℃である金型内でゴム組成物が１０分間保持されることで、得られる。後述する、第一被覆層５６ａ及び第二被覆層５６ｂの硬度も同様にして測定される。

このタイヤ２では、第一被覆層５６ａの硬度は５０以上７０以下であるのが好ましい。この硬度が５０以上に設定されることにより、この第一被覆層５６ａを備える複合体１６がショルダー領域２４を効果的に補強しうる。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる上に、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。複合体１６がコーナリングフォースの発生に寄与しうるので、このタイヤ２は操縦安定性に優れる。この観点から、この硬度は５５以上がより好ましい。この硬度が７０以下に設定されることにより、この第一被覆層５６ａが複合体１６とカーカス１０との剪断による剥離の防止に効果的に寄与しうる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。剛性が適切に維持されるので、このタイヤ２は乗り心地に優れる。この観点から、この硬度は６５以下がより好ましい。

このタイヤ２では、第二被覆層５６ｂの硬度は５０以上７０以下であるのが好ましい。この硬度が５０以上に設定されることにより、この第二被覆層５６ｂを備える複合体１６がショルダー領域２４を効果的に補強しうる。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる上に、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。複合体１６がコーナリングフォースの発生に寄与しうるので、このタイヤ２は操縦安定性に優れる。この観点から、この硬度は５５以上がより好ましい。この硬度が７０以下に設定されることにより、この第二被覆層５６ｂが複合体１６とカーカス１０との剪断による剥離の防止に効果的に寄与しうる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。剛性が適切に維持されるので、このタイヤ２は乗り心地に優れる。この観点から、この硬度は６５以下がより好ましい。

図１において、実線ＢＢＬはビード８ベースラインである。このビード８ベースラインは、タイヤ２２が装着されるリムのリム径（ＪＡＴＭＡ参照）を規定する線である。両矢印線ＷＡは、赤道面からベルト１２の端４６までの軸方向幅である。両矢印線ＷＢは、赤道面から複合体１６の内端４４までの軸方向幅である。両矢印線ＨＡは、ビード８ベースラインから赤道面までの半径方向高さである。両矢印線ＨＢは、ビード８ベースラインから複合体１６の外端５０までの半径方向高さである。

このタイヤ２では、幅ＷＢの幅ＷＡに対する比率は７０％以上９０％以下であるのが好ましい。この比率が７０％以上に設定されることにより、複合体１６による剛性過大が抑制されるので、乗り心地が維持されうる。この観点から、この比率は７５％以上がより好ましい。この比率が９０％以下に設定されることにより、この複合体１６がショルダー領域２４を効果的に補強しうる。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる上に、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。複合体１６がコーナリングフォースの発生に寄与しうるので、このタイヤ２は操縦安定性に優れる。この観点から、この比率は８５％以下がより好ましい。

このタイヤ２では、高さＨＢの高さＨＡに対する比率は５０％以上７０％以下であるのが好ましい。この比率が５０％以上に設定されることにより、複合体１６による剛性過大が抑制されるので、乗り心地が維持されうる。この観点から、この比率は５５％以上がより好ましい。この比率が７０％以下に設定されることにより、この複合体１６がショルダー領域２４を効果的に補強しうる。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる上に、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。この複合体１６がコーナリングフォースの発生に寄与しうるので、このタイヤ２は操縦安定性に優れる。この観点から、この比率は６５％以下がより好ましい。

図２において、両矢印線ＴＡは複合体１６の厚さを表している。両矢印線ＴＢは、支持層５４の厚さである。両矢印線ＴＣ１は、第一被覆層５６ａの厚さを表している。両矢印線ＴＣ２は、第二被覆層５６ｂの厚さを表している。

このタイヤ２では、厚さＴＡは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるのが好ましい。この厚さが１．０ｍｍ以上に設定されることにより、この複合体１６がショルダー領域２４を効果的に補強しうる。このタイヤ２では、トレッド４が制動性能に充分に寄与しうる上に、トレッド４の偏摩耗が抑えられる。この複合体１６がコーナリングフォースの発生に寄与しうるので、このタイヤ２は操縦安定性に優れる。この観点から、この厚さは１．５ｍｍ以上がより好ましい。この厚さが３．０ｍｍ以下に設定されることにより、この複合体１６による剛性過大が抑制されるので、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さは２．５ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ２では、厚さＴＢは０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であるのが好ましい。この厚さが０．５ｍｍ以上に設定されることにより、この支持層５４がタイヤ２の横剛性を効果的に寄与しうる。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この厚さは０．８ｍｍ以上がより好ましい。この厚さが１．４ｍｍ以下に設定されることにより、この支持層５４による剛性過大が抑制されるので、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さは１．１ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ２では、厚さＴＣ１は０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であるのが好ましい。この厚さが０．３ｍｍ以上に設定されることにより、第一被覆層５６ａが複合体１６とカーカス１０との剪断による剥離を防止しつつ転がり抵抗の低減に寄与しうる。この観点から、この厚さは０．４ｍｍ以上がより好ましい。この厚さが０．７ｍｍ以下に設定されることにより、この第一被覆層５６ａによる剛性過大が抑制されるので、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さは０．６ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ２では、厚さＴＣ２は０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であるのが好ましい。この厚さが０．３ｍｍ以上に設定されることにより、第二被覆層５６ｂが複合体１６とカーカス１０との剪断による剥離を防止しつつ転がり抵抗の低減に寄与しうる。この観点から、この厚さは０．４ｍｍ以上がより好ましい。この厚さが０．７ｍｍ以下に設定されることにより、この第二被覆層５６ｂによる剛性過大が抑制されるので、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さは０．６ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ２では、支持層５４に含まれる短繊維５８の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して０．５質量部以上５０質量部以下が好ましい。０．５質量部以上の短繊維５８を含む支持層５４は、タイヤ２の操縦安定性に寄与する。この観点から、短繊維５８の量は３質量部以上がより好ましい。短繊維５８の量が５０質量部以下であるタイヤ２は、乗り心地に優れる。この観点から、配合量は２０質量部以下がより好ましい。

このタイヤ２では、短繊維５８が効果的に支持層５４を補強しうるという観点から、短繊維５８の平均長さＬ（図４参照）は、１０μｍ以上が好ましい。平均長さＬが１０μｍ以上である短繊維５８により、支持層５４が十分に補強される。この観点から、平均長さＬは５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましく、３００μｍ以上が特に好ましい。マトリクス６０への分散性の観点から、平均長さＬは１０００μｍ以下が好ましく、８００μｍ以下がより好ましく、７００μｍ以下が特に好ましい。

短繊維５８の平均直径Ｄは、０．０５μｍ以上が好ましい。平均直径Ｄが０．０５μｍ以上である短繊維５８により、支持層５４が十分に補強される。この観点から、平均直径Ｄは０．１０μｍ以上がより好ましく、１μｍ以上がさらに好ましく、５μｍ以上が特に好ましい。マトリクス６０への分散性の観点から、平均直径Ｄは５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下が特に好ましい。

短繊維５８のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）は、１０以上が好ましい。アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１０以上である短繊維５８により、支持層５４が十分に補強される。この観点から、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は２０以上がより好ましい。支持層５４への分散性の観点から、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は３００以下が好ましく、２００以下がより好ましい。

本発明では、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。乗用車用タイヤ２の場合は、内圧が１８０ｋＰａの状態で、寸法及び角度が測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［ゴム組成物Ｃの調整］
４０質量部の天然ゴム、６０質量部のポリブタジエン及び２５質量部のカーボンブラックを、密閉式混練機にて混練し、ゴム組成物Ｃを得た。天然ゴムは、「ＲＳＳ＃３」である。ポリブタジエンは、ＪＳＲ株式会社製の「ＢＲ１５０Ｂ」である。カーボンブラックは、東海カーボン株式会社製の「シースト３」である。このゴム組成物Ｃが架橋されることにより得られる架橋ゴムの、硬度及び損失正接ｔａｎδが下記表１に示されている。この硬度は、その温度が２３℃である条件下でタイプＡのデュロメータによって測定される。損失正接は、その温度が７０℃でありその振幅が±１％である条件下で測定されている。

［ゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｄ及びＥの調整］
カーボンブラックの配合量を下記表１の通りとした他はゴム組成物Ｃと同様にして、ゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｄ及びＥを得た。

［ゴム組成物Ｒの調整］
４０質量部の天然ゴム、６０質量部のポリブタジエン、５０質量部のカーボンブラック及び１０質量部の短繊維を、密閉式混練機にて混練し、ゴム組成物Ｒを得た。天然ゴムは、「ＲＳＳ＃３」である。ポリブタジエンは、ＪＳＲ株式会社製の「ＢＲ１５０Ｂ」である。カーボンブラックは、東海カーボン株式会社製の「シースト３」である。短繊維は、アラミド繊維である。この短繊維の平均長さＬは５００μであり、そのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）は２０である。このゴム組成物Ｒが架橋されることにより得られる架橋ゴムの、硬度及び損失正接ｔａｎδが下記表２に示されている。この硬度は、その温度が２３℃である条件下でタイプＡのデュロメータによって測定される。損失正接は、その温度が７０℃でありその振幅が±１％である条件下で測定されている。

［ゴム組成物Ｐ、Ｑ、Ｓ及びＴの調整］
カーボンブラックの配合量を下記表２の通りとした他はゴム組成物Ｒと同様にして、ゴム組成物Ｐ、Ｑ、Ｓ及びＴを得た。

［実施例１］
図１に示された基本構成を備え、下記表５に示された仕様を備えた実施例１の空気入りタイヤを得た。このタイヤサイズは、１９５／６５Ｒ１５である。複合体は、支持層と、第一被覆層と、第二被覆層とから構成されている。支持層は、ゴム組成物Ｒが架橋されて形成されている。この支持層は、第一被覆層と第二被覆層とに挟まれている。第一被覆層及び第二被覆層は、ゴム組成物Ｃが架橋されて形成されている。支持層を軸方向に変形させて得られる複素弾性率Ｅ＊ｒの、この支持層を軸方向に対して垂直な方向に変形させて得られる複素弾性率Ｅ＊ｃに対する比（Ｅ＊ｒ／Ｅ＊ｃ）は、１５である。この支持層の厚さＴＢは、１ｍｍである。この第一被覆層の厚さＴＣ１は、０．５ｍｍである。この第二被覆層の厚さＴＣ２は、０．５ｍｍである。

［実施例１１から１４］
厚さＴＣ１及び厚さＴＣ２を下記表５の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例９から１０及び１５から１６］
厚さＴＢを下記表４及び表５の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例８］
厚さＴＢ、厚さＴＣ１及び厚さＴＣ２を下記表４の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例６から７及び実施例１７から１８］
第一被覆層及び第二被覆層を構成するゴム組成物を下記表４及び表６の通りとした他は、実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例４から５及び実施例１９から２０］
支持層に含まれる短繊維の配向角度の調整により比（Ｅ＊ｒ／Ｅ＊ｃ）を変えた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例２から３及び２１から２２］
支持層を構成するゴム組成物を下記表３、表４及び表６の通りとした他は、実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［比較例３］
複合体を、ゴム組成物Ｃからなる支持層のみで構成した他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。この複合体には、第一被覆層及び第二被覆層は設けられていない。なお、厚さＴＢは、２ｍｍである。

［比較例４］
複合体を、ゴム組成物Ｒからなる支持層のみで構成した他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。この複合体には、第一被覆層及び第二被覆層は設けられていない。

［比較例５］
複合体を、ゴム組成物Ｐからなる支持層のみで構成した他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。この複合体には、第一被覆層及び第二被覆層は設けられていない。

［比較例６］
複合体を、ゴム組成物Ｒからなる支持層と、ゴム組成部Ｃからなる第二被覆層で構成した他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。この複合体には、カーカス側に設けられる第一被覆層が設けられていない。なお、厚さＴＣ２は０．５ｍｍであり、厚さＴＢは１．５ｍｍである。

［比較例７］
複合体を、ゴム組成物Ｒからなる支持層と、ゴム組成部Ｃからなる第一被覆層で構成した他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。この複合体には、ベルト側に設けられる第二被覆層が設けられていない。このタイヤでは、なお、厚さＴＢは０．５ｍｍであり、厚さＴＣ２は１．５ｍｍである。

［比較例１］
複合体が設けられなかった他は実施例１と同等にして、タイヤを得た。この比較例１は、市販のタイヤである。

［比較例２］
複合体が設けられなかった他は実施例１と同等にして、タイヤを得た。このタイヤのトレッドは、小さな損失正接を有する架橋ゴムからなる。この比較例２は、市販の低燃費タイヤである。

［タイヤの質量評価］
試作タイヤの質量を計測し、この計測値に基づいて、評価を行った。この評価結果が、比較例１を１００とした指数値で表されている。この値が大きいほど、タイヤ質量が大きいことが示される。この結果が、下記表３、表４、表５及び表６に示されている。

［タイヤの官能評価］
試作タイヤを、排気量が１８００ｃｃである乗用車（ＦＦ車）に装着した。なお、このタイヤの内圧を２１０ｋＰａとした。ホイールのサイズは、１５×６Ｊである。この乗用車を、アスファルト製路面の上で、走行テストを行い、操縦安定性、制動性能及び乗り心地についてドライバーによる官能評価を行った。この結果が、比較例１を１００とした指数値で表されている。この値が大きいほど、良好であることが示される。この結果が、下記表３、表４、表５及び表６に示されている。

［転がり抵抗］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を２００ｋＰａとした。このタイヤを、転がり抵抗試験機に装着し、４．３ｋＮ（正規荷重の８０％）の荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、８０ｋｍ／ｈの速度で走行させ、転がり抵抗を測定して、この測定値の逆数を得た。この逆数に基づいて、評価を行った。この結果が、比較例１を１００とした指数値で表されている。この値が大きいほど、転がり抵抗が小さいことが示される。この結果が、下記表３、表４、表５及び表６に示されている。

［耐久性評価］
試作タイヤがドラム耐久試験機のリムに装着されて、ＪＩＳ Ｄ ４２３０の規格に準拠して高速耐久性が評価された。この評価結果が、比較例１を１００とした指数値で表されている。この値が大きいほど、良好であることが示される。この結果が、下記表３、表４、表５及び表６に示されている。

表３、表４、表５及び表６に示されるように、実施例のタイヤは、小さな転がり抵抗を有している上に、操縦安定性及び制動性能に優れる。さらに実施例のタイヤは、耐久性にも優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、種々の車両に装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、図３の支持層の短繊維が示された模式図である。

符号の説明

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・バンド
１６・・・複合体
１８・・・インナーライナー
２０・・・チェーファー
２２・・・赤道領域
２４・・・ショルダー領域
２６・・・トレッド面
３０・・・コア
３２・・・エイペックス
３４・・・カーカスプライ
３６・・・内側層
３８・・・外側層
４０・・・フルバンド
４２・・・エッジバンド
５４・・・支持層
５６、５６ａ、５６ｂ・・・被覆層
５８・・・短繊維
６０・・・マトリクス

Claims (8)

1. 一対のビードと、両ビードの間に架け渡されたカーカスと、このタイヤのショルダー領域であって、かつこのカーカスの外側に位置している一対の複合体とを備えており、
   この複合体が、支持層と、２の被覆層とを備えており、
   この支持層が、両被覆層の間に位置しており、
   この支持層が、短繊維を含んでいる空気入りタイヤ。
2. 上記複合体の厚さが、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記被覆層の厚さが、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記支持層の厚さが、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記支持層の厚さが、上記被覆層の厚さよりも大きい請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 上記被覆層の損失正接が、０．０５以上０．０７以下である請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 上記支持層の硬度が、５０以上７０以下である請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ。
8. 上記支持層の短繊維が、配向している請求項１から７のいずれかに記載のタイヤ。

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