JP2008174135A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性及び生産性に優れる空気入りタイヤ２の提供。
【解決手段】このタイヤ２は、トレッド４と、ビード８と、カーカス１０と、ベルト１２と、一対の第一の補強層１８と、この第一の補強層１８の半径方向外側に位置する一対の第二の補強層２０とを備える。このベルト１２は、第一のコードを備える第一のプライ３２と、第二のコードを備える第二のプライ３４とを備える。この第一の補強層１８は、この第一のプライ３２の半径方向外側に位置する。この第二の補強層２０は、この第一の補強層１８とこの第二のプライ３４との間に位置する。この第一の補強層１８は、この第一のコードと交差するように配向する短繊維を含む。この第二の補強層２０は、この第二のコードと交差するように配向する短繊維を含む。これらの短繊維の配向角度の絶対値は、４５°以上９０°以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

乗用車には、主としてラジアルタイヤが装着される。このタイヤは、トレッドとカーカスとの間に位置するベルトを備えている。このベルトは、カーカスと積層されている。このベルトは、カーカスを補強する。ベルトは通常、カーカスの外側に位置する第一のプライと、この第一のプライのさらに外側に位置する第二のプライとを備える。この第一のプライ及び第二のプライは、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配置される。コードの材質は通常、スチールである。

タイヤに空気が充填されると、このタイヤは膨張する。この膨張により、ベルトは周方向に引き延ばされる。タイヤは、接地すると撓む。この撓みにより、ショルダーの近傍にあるベルトの端に、大きな歪みが生じる。走行中にあるタイヤのベルトの端では、このような歪みが繰り返して発生する。高速でしかも長時間車両が走行すると、この歪みの繰り返しが発熱を促しトッピングゴムを破壊する。このような現象は、ルースと称される。このルースは、タイヤの耐久性に影響を与える。

優れた耐久性を有するタイヤを得るために、ベルトの端に短繊維を含むゴムシートが設けられる場合がある。この場合、このゴムシートはこの端に生じる歪みの低減に寄与しうる。このゴムシートが効果的に作用しうるように、このゴムシートの短繊維は実質的に周方向に配向される。このようなタイヤが、特開２０００−１９８３１８公報及び特開２００４−１２３０１９公報に開示されている。

歪みの発生が抑えられるために、ベルトの半径方向外側にバンドが設けられる場合がある。このバンドは通常、ベルトの全域を覆うフルバンドと、軸方向において離間して配置されるエッジバンドとからなる。このエッジバンドは、実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれるコードを備えている。このエッジバンドは、ショルダーの近傍に位置しており、ベルトの端の動きを拘束する。このエッジバンドは、ベルトのリフティングを抑える。従って、このエッジバンドを備えるタイヤでは、ベルトの端における歪みの発生が効果的に抑えられる。このタイヤは、耐久性に優れる。
特開２０００−１９８３１８公報 特開２００４−１２３０１９公報

前述したように、エッジバンドを備えたタイヤでは、トッピングゴムで覆われた長尺のコードが実質的に周方向に螺旋状に巻かれている。このコードを巻回す作業は、長い時間を必要とする。このタイヤは、高い生産コストを有する。このタイヤは、生産性に劣る。

タイヤは、多数のゴム部材からなるグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱されて得られる。この加圧及び加熱により、このグリーンタイヤのゴム組成物は流動する。加熱により、ゴム組成物において架橋反応が起こる。この工程は、加硫工程と称される。

第一のプライと第二のプライとからなるベルトを備えたタイヤでは、加硫工程において、第一のプライのコードと第二のプライのコードとの間にあるトッピングゴムが流動して、両コードの間の距離が狭められる。両コードの間にあるトッピングゴムの量が不充分なとき、走行中にこのベルトの端に生じる歪みにより、ルースが発生する。このようなタイヤは、耐久性に劣る。

本発明の目的は、耐久性及び生産性に優れる空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドと、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、このトレッドとこのカーカスとの間に位置するベルトと、軸方向において離間して配置される一対の第一の補強層と、この第一の補強層の半径方向外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第二の補強層とを備えている。このベルトは、カーカスの半径方向外側に位置する第一のプライと、この第一のプライのさらに半径方向外側に位置する第二のプライとを備えている。この第一の補強層は、この第一のプライの端部の外面を覆う。この第二の補強層は、この第二のプライの端部の内面を覆う。この第一のプライは、第一のコードを備えている。この第二のプライは、第二のコードを備えている。この第一の補強層は、多数の短繊維を含んでいる。この短繊維の配向方向がこの第一のコードの方向に対してなす角度の絶対値は、４５°以上９０°以下である。この第二の補強層は、多数の短繊維を含んでいる。この短繊維の配向方向がこの第二のコードの方向に対してなす角度の絶対値は、４５°以上９０°以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記第一の補強層と上記第二の補強層とが重複している領域の長さは、５ｍｍ以上である。

好ましくは、このタイヤでは、上記領域の厚みは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記第一の補強層の、上記短繊維の配向方向における複素弾性率は、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。上記第二の補強層の、上記短繊維の配向方向における複素弾性率は、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。

このタイヤでは、第一の補強層の短繊維の配向方向は第一のコードの方向と交差しており、第二の補強層の短繊維の配向方向は第二のコードの方向と交差している。このタイヤでは、加硫工程でグリーンタイヤが加圧及び加熱されたとき、第一の補強層の第一のコードに沿った流動及び第二の補強層の第二のコードに沿った流動に対して、この短繊維が抵抗として作用する。このタイヤでは、加硫工程におけるこれらの補強層の流出が抑えられるので、第一のプライと第二のプライとの間に、適切な厚みを有する第一の補強層と第二の補強層とが形成される。このため、これらの補強層は、走行中にベルトの端に生じる歪みに伴う応力の緩和に寄与しうる。これらの補強層は短繊維により補強されている。高い剛性を有する補強層は、ベルトの端の動きを拘束しうる。このタイヤでは、リフティングが効果的に抑えられる。このタイヤでは、ベルトの端に生じる歪みは小さい。従って、このタイヤでは、従来のタイヤのように、周方向に螺旋状に巻かれるバンドコードを備えたバンドを設けることなく、このベルトの端におけるルースの発生が防止されうる。このタイヤは、耐久性及び生産性に優れる。

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、インナーライナー１４、チェーファー１６、第一の補強層１８及び第二の補強層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。

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２２を備えている。このトレッド面２２は、路面と接地する。トレッド面２２には、溝２４が刻まれている。この溝２４により、トレッド４パターンが形成されている。トレッド４に溝２４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２６と、このコア２６から半径方向外向きに延びるエイペックス２８とを備えている。コア２６は、リング状である。コア２６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２８は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２８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３０からなる。カーカスプライ３０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３０は、コア２６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３０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が採用されてもよい。

ベルト１２は、トレッド４の半径方向内側に位置しており、カーカス１０の半径方向外側に位置している。換言すれば、このベルト１２はトレッド４とカーカス１０との間に位置している。このベルト１２は、カーカス１０と積層されており、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、第一のプライ３２と、第二のプライ３４とを備えている。

このタイヤ２では、第一のプライ３２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。図示されていないが、この第一のプライ３２は、並列された多数の第一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。この第一のコードの好ましい材質は、スチールである。このコードに、有機繊維が用いられてもよい。

このタイヤ２では、第二のプライ３４は、第一のプライ３２のさらに半径方向外側に位置している。図示されていないが、この第二のプライ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。この第二のコードの傾斜方向は、第一のコードの傾斜方向とは逆である。第一のプライ３２と第二のプライ３４とは、いわゆるクロスプライ構造を構成する。なお、この第二のコードの好ましい材質は、スチールである。このコードに、有機繊維が用いられてもよい。本明細書では、タイヤ２の回転方向に沿ってコードがトレッド４の端の側から赤道面の側に向かって延在している場合は、このコードの傾斜角度は正の値で示される。一方、コードが赤道面の側からトレッド４の端の側に向かって延在している場合は、このコードの傾斜角度は負の値で示される。図１に示されたタイヤ２では、紙面の裏面から表面に向かう方向が、この傾斜角度を規定する基準の回転方向である。

インナーライナー１４は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１４は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１４には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１４は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

チェーファー１６は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１６がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。チェーファー１６は、ゴム単体からなる。布とこの布に含浸したゴムとからなるチェーファー１６が用いられてもよい。

図２は、図１のタイヤ２の一部が示された部分拡大断面図である。この図２には、ショルダーの近傍が示されている。この図には、トレッド４、サイドウォール６、カーカス１０、ベルト１２、第一の補強層１８及び第二の補強層２０が示されている。

このタイヤ２では、左右の第一の補強層１８は、軸方向において離間して配置される。図示されているように、この第一の補強層１８はショルダーの近傍に位置している。この第一の補強層１８は、第一のプライ３２の半径方向外側に位置している。この第一の補強層１８は、第一のプライ３２と積層している。この第一の補強層１８は、この第一のプライ３２の端部３６の外面３８を覆う。この第一の補強層１８は、シートタイプである。

このタイヤ２では、左右の第二の補強層２０は、軸方向において離間して配置される。図示されているように、この第二の補強層２０は、ショルダーの近傍において、第一の補強層１８の半径方向外側に位置している。この第二の補強層２０は、この第一の補強層１８と積層している。この第二の補強層２０は、第二のプライ３４の半径方向内側に位置している。この第二の補強層２０は、この第二のプライ３４と積層している。この第二の補強層２０は、この第二のプライ３４の端部４０の内面４２を覆う。この第二の補強層２０は、この第一の補強層１８とこの第二のプライ３４との間に位置している。この第二の補強層２０は、シートタイプである。

このタイヤ２では、軸方向において、第一の補強層１８の一端４４と、第二の補強層２０の一端４６とは一致する。この第一の補強層１８の他端４８は、第一のプライ３２の端５０と一致する。この第二の補強層２０の他端５２は、第二のプライ３４の端５４と一致する。この第二の補強層２０の他端５２は、軸方向において第一の補強層１８の他端４８よりも内側に位置している。このタイヤ２では、この第一の補強層１８と、この第二の補強層２０とは、この第一のプライ３２と第一のプライ３２との間において半径方向に重複している。このタイヤ２では、この第二の補強層２０の一端４６（又はこの第一の補強層１８の一端４４）から第二のプライ３４の端５４までの領域が、この第二の補強層２０とこの第一の補強層１８とが重複している領域である。この領域は、重複領域と称される。

このタイヤ２では、第一の補強層１８は、多数の短繊維を含んだゴム組成物からなる。換言すれば、この第一の補強層１８は、多数の短繊維を含んでいる。図示されていないが、これらの短繊維は、その長手方向が第一のコードと交差するように配向している。このタイヤ２では、この短繊維は有機繊維からなる。この有機繊維としては、セルロース繊維、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。タイヤ質量の軽量化及びタイヤ２の低コスト化の観点から、この短繊維に紙繊維が用いられてもよい。

このタイヤ２では、第二の補強層２０は、多数の短繊維を含んだゴム組成物からなる。換言すれば、この第二の補強層２０は、多数の短繊維を含んでいる。図示されていないが、これらの短繊維は、その長手方向が第二のコードと交差するように配向している。このタイヤ２では、この短繊維は有機繊維からなる。この有機繊維としては、セルロース繊維、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。タイヤ質量の軽量化及びタイヤ２の低コスト化の観点から、この短繊維に紙繊維が用いられてもよい。なお、このタイヤ２では、この第二の補強層２０を構成するゴム組成物と、第一の補強層１８を構成するゴム組成物とは同一である。これらの補強層が、異なるゴム組成物から構成されてもよい。

このタイヤ２では、第一の補強層１８及び第二の補強層２０は、多数の短繊維を含んだゴム組成物を押出機で成形されて得られている。このため、これらの短繊維は、その長手方向が押出方向と略一致するように配向する。このようにして得られた第一の補強層１８及び第二の補強層２０は、他のゴム部材と共にフォーマーに供給される。このフォーマーにおいて、これらの部材がアッセンブリーされてグリーンタイヤが得られる。このグリーンタイヤが得られる工程は、成形工程と称される。なお、前述の他のゴム部材としては、インナーライナー１４、カーカスプライ３０、第一のプライ３２及び第二のプライ３４、サイドウォール６用ゴムシート、トレッド４用ゴムシート等が例示される。

次に、グリーンタイヤは加硫工程に供される。この加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が流動する。この加熱により、ゴムが架橋反応を起こし、タイヤ２が得られる。この工程は、加硫工程と称される。

第一の補強層１８及び第二の補強層２０のように、短繊維を含んでいるゴム組成物は、この短繊維の配向方向に流動しやすい。前述したように、このタイヤ２では、第一のプライ３２の半径方向外側に位置する第一の補強層１８に含まれる短繊維の配向方向は、第一のコードの方向と交差している。第二のプライ３４の半径方向内側に位置する第二の補強層２０に含まれる短繊維の配向方向は、第二のコードの方向と交差している。さらにこのタイヤ２は、第一の補強層１８の短繊維の配向方向と、第二の補強層２０の短繊維の配向方向とが交差するように構成されている。従って、このタイヤ２では、加硫工程でグリーンタイヤが加圧及び加熱されたとき、第一の補強層１８及び第二の補強層２０の流動に対して、この短繊維が抵抗として作用する。このタイヤ２では、加硫工程におけるこれらの補強層１８、２０の流出が抑えられるので、第一のコードと第二のコードとの間に、適切な厚みを有する第一の補強層１８及び第二の補強層２０が形成される。この第一の補強層１８及び第二の補強層２０は、走行中にベルト１２の端に生じる歪みに伴う応力の緩和に充分に寄与しうる。このタイヤ２では、ルースの発生が防止されうる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。

このタイヤ２では、第一の補強層１８は多数の短繊維を含んでいるので、この第一の補強層１８は高い剛性を有する。第二の補強層２０は多数の短繊維を含んでいるので、この第二の補強層２０は高い剛性を有する。従って、この第一の補強層１８及び第二の補強層２０は、ベルト１２の端の動きを拘束しうる。このタイヤ２では、リフティングが効果的に抑えられる。このタイヤ２では、ロードノイズが小さい。このタイヤ２は、乗り心地に優れる。このタイヤ２では、この第一の補強層１８及び第二の補強層２０が耐久性及び乗り心地に寄与しうるので、従来のタイヤのように、周方向に螺旋状に巻かれるバンドコードを備えたバンドを設ける必要もない。このタイヤ２では、タイヤ質量の増加が抑えられる上に、生産コストが低減されうる。このタイヤ２は、生産性に優れる。

このタイヤ２では、第一の補強層１８に含まれる短繊維の配向方向が、第一のコードの方向と垂直に交差するとき、この短繊維がこの第一の補強層１８を構成するゴム組成物の流動を最も効果的に阻害しうる。この場合、充分な厚みを有する第一の補強層１８が形成されうる。このタイヤ２では、ルースの発生が防止されうる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この短繊維の配向方向が第一のコードの方向に対してなす角度の絶対値は９０°であるのが好ましい。この短繊維による流動阻害が維持されうるという観点から、この角度の絶対値は４５°以上であるのが好ましく、５０°以上であるのがより好ましく、６０°以上であるのが特に好ましい。この短繊維の配向方向が第一のコードの方向に対してなす角度は、配向角度と称される。

本発明では、短繊維の配向角度は以下の方法で計測される。まず、第一の補強層１８を含んだ試料が、周方向に沿って切り出される。この試料には、この第一の補強層１８の断面が含まれる。次に、この第一の補強層１８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、短繊維の長手の第一のコードに対してなす角度が計測される。このコードの延在方向が基準（０°）とされて、−９０°から＋９０°の範囲で、この角度は計測される。この明細書では、短繊維の両端が結ばれることにより得られる直線が短繊維の長手として用いられる。無作為に抽出された１００本の短繊維について、この角度が計測される。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、最大頻度を示す角度が、この短繊維の配向角度として示される。具体的には、この角度と頻度との関係を表す度数分布関数において、最大ピークを示す角度が配向角度とされる。（短繊維がランダムに配置されている第一の補強層１８では、ピークは観測されない。）このようにして求められた配向角度の下限は−９０°であり、上限は９０°である。なお、第二の補強層２０に含まれる短繊維の配向角度も、この第一の補強層１８と同様の方法で計測されうる。本明細書では、タイヤ２の回転方向に沿って短繊維がトレッド４の端の側から赤道面の側に向かって配向している場合は、この短繊維の配向角度は正の値で示される。一方、短繊維が赤道面の側からトレッド４の端の側に向かって配向している場合は、この短繊維の配向角度は負の値で示される。図１に示されたタイヤ２では、紙面の裏面から表面に向かう方向が、この配向角度を規定する基準の回転方向である。

このタイヤ２では、第二の補強層２０に含まれる短繊維の配向方向が、第二のコードの方向と垂直に交差するとき、この短繊維がこの第二の補強層２０を構成するゴム組成物の流動を最も効果的に阻害しうる。この場合、充分な厚みを有する第二の補強層２０が形成されうる。このタイヤ２では、ルースの発生が防止されうる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この短繊維の配向角度の絶対値は９０°であるのが好ましい。この短繊維による流動阻害が維持されうるという観点から、この配向角度の絶対値は４５°以上であるのが好ましく、５０°以上であるのがより好ましく、６０°以上であるのが特に好ましい。

前述した度数分布関数において、最大ピークの半値幅は短繊維の配向性を表す。短繊維の配向性が高まると、この半値幅は狭くなる。短繊維の配向性が高められることにより、短繊維が効果的に流動を阻害しうる。このような第一の補強層１８を備えたタイヤ２は、耐久性に優れる。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°以下が好ましい。この半値幅は１０°以下であるのがより好ましく、５°以下が特に好ましい。第二の補強層２０についても同様に、半値幅は２０°以下が好ましく、１０°以下であるのがより好ましく、５°以下が特に好ましい。

図２において、両矢印線ＷＡは第一の補強層１８と第二の補強層２０との重複領域の軸方向長さを表している。両矢印線ＴＡは、第二のプライ３４の端５４から第一のプライ３２までの厚みを表している。この厚みＴＡは、この重複領域の厚みである。この厚みＴＡは、第一の補強層１８の厚みと第二の補強層２０との厚みとの和を表している。

このタイヤ２では、軸方向長さＷＡは５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であるのが好ましい。この軸方向長さＷＡが５ｍｍ以上に設定されることにより、第一の補強層１８及び第二の補強層２０がベルト１２の端に生じる歪みを効果的に抑えうる。このタイヤ２では、ルースの発生が抑えられる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この軸方向長さＷＡは、７ｍｍ以上がより好ましく、１０ｍｍ以上が特に好ましい。この軸方向長さＷＡが、４０ｍｍ以下に設定されることにより、ベルト１２によるカーカス１０の補強効果が維持されうる。この観点から、この軸方向長さＷＡは、３０ｍｍ以下がより好ましく、２０ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ２では、厚みＴＡは０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるのが好ましい。この厚みＴＡが０．６ｍｍ以上に設定されることにより、第一の補強層１８及び第二の補強層２０がベルト１２の端に生じる歪みを効果的に抑えうる。このタイヤ２では、ルースの発生が抑えられる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この厚みＴＡは０．７ｍｍ以上がより好ましく０．８ｍｍ以上が特に好ましい。この厚みＴＡが３．０ｍｍ以下に設定されることにより、ショルダー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。この観点から、この厚みＴＡは、２ｍｍ以下がより好ましく１ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ２では、第一の補強層１８の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるのが好ましい。この複素弾性率が１０ＭＰａ以上に設定された第一の補強層１８は、タイヤ２の耐久性に寄与しうる。この観点から、この複素弾性率は、１２ＭＰａ以上がより好ましい。この複素弾性率が２０ＭＰａ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。この観点から、この複素弾性率は１７ＭＰａ以下がより好ましい。

本発明において、複素弾性率は、「ＪＩＳ−Ｋ ６３９４」の規定に準拠して、下記に示される条件で、粘弾性スペクトロメーター（岩本製作所社の「ＶＥＳ・Ｆ−３型」）によって測定される。
初期歪み：１０％
歪振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
開始温度：−１００℃
終了温度：１００℃
昇温速度：３℃／ｍｉｎ
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、厚みは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。第一の補強層１８の複素弾性率が計測されるとき、この試験片は、その長手の方向が短繊維の配向方向と一致するようにして切り出される。第二の補強層２０の複素弾性率も、同様にして計測される。

このタイヤ２では、第二の補強層２０の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるのが好ましい。この複素弾性率が１０ＭＰａ以上に設定された第二の補強層２０は、タイヤ２の耐久性に寄与しうる。この観点から、この複素弾性率は、１２ＭＰａ以上がより好ましい。この複素弾性率が２０ＭＰａ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。この観点から、この複素弾性率は１７ＭＰａ以下がより好ましい。

このタイヤ２では、第一の補強層１８に含まれる短繊維の平均長さは１０μｍ以上３０００μｍ以下であるのが好ましい。この平均長さが１０μｍ以上に設定されることにより、短繊維が第一の補強層１８を効果的に補強する。この第一の補強層１８は、ベルト１２の端の動きを効果的に抑える。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この平均長さは１００μｍ以上がより好ましく、４００μｍ以上が特に好ましい。この平均長さが３０００μｍ以下に設定されることにより、短繊維がこの第一の補強層１８に均一に分散する。この第一の補強層１８は、均一な物性を有する。この第一の補強層１８を備えるタイヤ２の性能は、安定である。この観点から、この平均長さは１５００μｍ以下がより好ましく、８００μｍ以下が特に好ましい。なお、この平均長さは、無作為に抽出された１００本の短繊維について計測された長さの平均値で表される。この短繊維の長さは、実体顕微鏡で計測される。同様の観点から、第二の補強層２０に含まれる短繊維の平均長さは１０μｍ以上３０００μｍ以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、第一の補強層１８に含まれる短繊維の平均直径は、１μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。この平均直径が１μｍ以上に設定されることにより、短繊維が第一の補強層１８を効果的に補強する。この第一の補強層１８は、ベルト１２の端の動きを効果的に抑える。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この平均直径は２μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上が特に好ましい。この平均直径が１００μｍ以下に設定されることにより、短繊維がこの第二の補強層２０に均一に分散する。この第二の補強層２０は、均一な物性を有する。この第二の補強層２０を備えるタイヤ２２の性能は、安定である。この観点から、この平均直径は８０μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以下が特に好ましい。なお、この平均直径は、無作為に抽出された１００本の短繊維について計測された直径の平均値で表される。この短繊維の直径は、実体顕微鏡で計測される。同様の観点から、第二の補強層２０に含まれる短繊維の平均長さは１μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。

このタイヤ２では、第一の補強層１８に含まれる短繊維の平均直径に対する平均長さの比は、１０以上２０００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、ゴム成分と短繊維との接触面積が大きくなるので、短繊維が第一の補強層１８を効果的に補強する。この第一の補強層１８は、ベルト１２の端の動きを効果的に抑える。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この比は２０以上がより好ましく、４０以上が特に好ましい。この比が２０００以下に設定されることにより、短繊維がこの第一の補強層１８に均一に分散する。この第一の補強層１８は、均一な物性を有する。この第一の補強層１８を備えるタイヤ２の性能は、安定である。この観点から、この比は１５００以下がより好ましく、１０００以下が特に好ましい。同様の観点から、第二の補強層２０に含まれる短繊維の平均直径に対する平均長さの比は、１０以上２０００以下であるのが好ましい。

前述したように、このタイヤ２では、第一の補強層１８は短繊維を含んだゴム組成物からなる。このゴム組成物への短繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下であるのが好ましい。この短繊維の配合量が１質量部以上に設定されることにより、短繊維が第一の補強層１８を効果的に補強する。この第一の補強層１８は、ベルト１２の端の動きを効果的に抑える。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この短繊維の配合量は２質量部以上がより好ましく、４質量部以上が特に好ましい。この短繊維の配合量が１０質量部以下に設定されることにより、タイヤ２の剛性の過大が抑えられる。このタイヤ２では、乗り心地が維持されうる。この観点から、この短繊維の配合量は８質量部以下がより好ましく、５質量部以下が特に好ましい。同様の観点から、第二の補強層２０を構成するゴム組成物への短繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下であるのが好ましい。

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。便宜上、乗用車用タイヤ２の内圧は１８０ｋＰａに設定される。

図３は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ５６の一部が示された部分拡大断面図である。このタイヤ５６は、トレッド、サイドウォール、ビード、カーカス、ベルト、インナーライナー、チェーファー、第一の補強層及び第二の補強層を備えている。この図３には、ショルダーの近傍が示されている。この図には、トレッド５８、サイドウォール６０、カーカス６２、ベルト６４、第一の補強層６６及び第二の補強層６８が示されている。このタイヤ５６は、第一の補強層６６及び第二の補強層６８以外は図１のタイヤ２と同一の構成とされている。従って、ベルト６４は、第一のコードを有する第一のプライ７０と、第二のコードを有する第二のプライ７２とを備えている。各コードは、赤道面に対して傾斜している。コードの傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。この第一のコードの傾斜方向は、第二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。

このタイヤ５６では、左右の第一の補強層６６は、軸方向において離間して配置される。図示されているように、この第一の補強層６６はショルダーの近傍に位置している。この第一の補強層６６は、第一のプライ７０の端部７４を包み込んでいる。この第一の補強層６６の一端７６は、第一のプライ７０の半径方向外側に位置している。この第一の補強層６６の他端７８は、第一のプライ７０の半径方向内側に位置している。この第一の補強層６６は、第一のプライ７０の半径方向外側、端及び半径方向内側と直接に接触している。従って、この第一の補強層６６の一部は、この第一のプライ７０の半径方向外側に位置している。この第一の補強層６６は、第一のプライ７０の端部７４の外面８０を覆う。この第一の補強層６６は、カバリングタイプである。

このタイヤ５６では、第一の補強層６６は、多数の短繊維を含んだゴム組成物からなる。換言すれば、この第一の補強層６６は、多数の短繊維を含んでいる。図示されていないが、第一のプライ７０の半径方向外側に位置する第一の補強層６６の短繊維は、その長手方向が第一のコードと交差するように配向している。このタイヤ５６では、この短繊維は有機繊維としてのナイロン繊維からなる。

このタイヤ５６では、左右の第二の補強層６８は、軸方向において離間して配置される。図示されているように、この第二の補強層６８は、トレッド５８のショルダーの近傍において、第一の補強層６６の半径方向外側に位置している。この第二の補強層６８は、この第二のプライ７２の端部８２を包み込んでいる。この第二の補強層６８の一端８４は、第二のプライ７２の半径方向内側に位置している。この第二の補強層６８の他端８６は、この第二のプライ７２の半径方向外側に位置している。この第二の補強層６８は、第二のプライ７２の半径方向内側、端及び半径方向外側と直接に接触している。従って、この第二の補強層６８の一部は、この第二のプライ７２の半径方向外側に位置している。この第二の補強層６８は、第二のプライ７２の端部８２の内面８８を覆う。この第二の補強層６８は、カバリングタイプである。

このタイヤ５６では、この第二の補強層６８は、この第一の補強層６６とこの第二のプライ７２との間に位置している。このタイヤ５６では、この第二の補強層６８の一端８４の位置は、第一の補強層６６の一端７６の位置とは一致する。このタイヤ５６では、この第一の補強層６６と、この第二の補強層６８とは、この第一のプライ７０と第一のプライ７０との間において半径方向に重複している。このタイヤ５６では、この第二の補強層６８の一端８４（又はこの第一の補強層６６の一端７６）から第二のプライ７２の端９０までの領域が、この第二の補強層６８とこの第一の補強層６６とが重複している領域である。この領域は、重複領域と称される。

このタイヤ５６では、第二の補強層６８は、多数の短繊維を含んだゴム組成物からなる。換言すれば、この第二の補強層６８は、多数の短繊維を含んでいる。図示されていないが、第二のプライ７２の半径方向内側に位置する第二の補強層６８の短繊維は、その長手方向が第二のコードと交差するように配向している。このタイヤ５６では、この短繊維は有機繊維としてのナイロン繊維からなる。このタイヤ５６では、この第二の補強層６８と、第一の補強層６６とは、同一のゴム組成物からなる。

このタイヤ５６では、第一の補強層６６及び第二の補強層６８のように、短繊維を含んでいるゴム組成物は、この短繊維の配向方向に流動しやすい。前述したように、このタイヤ５６では、第一のプライ７０の半径方向外側に位置する第一の補強層６６に含まれる短繊維の配向方向は、第一のコードの方向と交差している。第二のプライ７２の半径方向内側に位置する第二の補強層６８に含まれる短繊維の配向方向は、第二のコードの方向と交差している。さらにこのタイヤ５６は、第一の補強層６６の短繊維の配向方向と、第二の補強層６８の短繊維の配向方向とが交差するように構成されている。従って、このタイヤ５６では、加硫工程でグリーンタイヤ５６が加圧及び加熱されたとき、第一の補強層６６及び第二の補強層６８の流動に対して、この短繊維が抵抗として作用する。このタイヤ５６では、加硫工程におけるこれらの補強層６６、６８の流出が抑えられるので、第一のコードと第二のコードとの間に、適切な厚みを有する第一の補強層６６及び第二の補強層６８が形成される。この第一の補強層６６及び第二の補強層６８は、走行中にベルト６４の端に生じる歪みに伴う応力の緩和に充分に寄与しうる。このタイヤ５６では、ルースの発生が防止されうる。このタイヤ５６は、耐久性に優れる。

このタイヤ５６では、第一の補強層６６は多数の短繊維を含んでいるので、この第一の補強層６６は高い剛性を有する。第二の補強層６８は多数の短繊維を含んでいるので、この第二の補強層６８は高い剛性を有する。従って、この第一の補強層６６及び第二の補強層６８は、ベルト６４の端の動きを拘束しうる。このタイヤ５６では、リフティングが効果的に抑えられる。このタイヤ５６では、ロードノイズが小さい。このタイヤ５６は、乗り心地に優れる。このタイヤ５６では、この第一の補強層６６及び第二の補強層６８が耐久性及び乗り心地に寄与しうるので、従来のタイヤ５６のように、周方向に螺旋状に巻かれるバンドコードを備えたバンドを設ける必要もない。このタイヤ５６では、タイヤ質量の増加が抑えられる上に、生産コストが低減されうる。このタイヤ５６は、生産性に優れる。

このタイヤ５６では、第一の補強層６６に含まれる短繊維の配向方向が、第一のコードの方向と垂直に交差するとき、この短繊維がこの第一の補強層６６を構成するゴム組成物の流動を最も効果的に阻害しうる。この場合、充分な厚みを有する第一の補強層６６が形成されうる。このタイヤ５６では、ルースの発生が防止されうる。このタイヤ５６は、耐久性に優れる。この観点から、この短繊維の配向角度の絶対値は９０°であるのが好ましい。この短繊維による流動阻害が維持されうるという観点から、この配向角度の絶対値は４５°以上であるのが好ましく、５０°以上であるのがより好ましく、６０°以上であるのが特に好ましい。

このタイヤ５６では、第二の補強層６８に含まれる短繊維の配向方向が、第二のコードの方向と垂直に交差するとき、この短繊維がこの第二の補強層６８を構成するゴム組成物の流動を最も効果的に阻害しうる。この場合、充分な厚みを有する第二の補強層６８が形成されうる。このタイヤ５６では、ルースの発生が防止されうる。このタイヤ５６は、耐久性に優れる。この観点から、この短繊維の配向角度の絶対値は９０°であるのが好ましい。この短繊維による流動阻害が維持されうるという観点から、この配向角度の絶対値は４５°以上であるのが好ましく、５０°以上であるのがより好ましく、６０°以上であるのが特に好ましい。

図３において、両矢印線ＷＡは第一の補強層６６と第二の補強層６８との重複領域の軸方向長さを表している。両矢印線ＴＡは、第二のプライ７２の端９０から第一のプライ７０までの厚みを表している。この厚みＴＡは、この重複領域の厚みである。この厚みＴＡは、第一の補強層６６の厚みと第二の補強層６８との厚みとの和を表している。

このタイヤ５６では、軸方向長さＷＡは５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であるのが好ましい。この軸方向長さＷＡが５ｍｍ以上に設定されることにより、第一の補強層６６及び第二の補強層６８がベルト６４の端に生じる歪みを効果的に抑えうる。このタイヤ５６では、ルースの発生が抑えられる。このタイヤ５６は、耐久性に優れる。この観点から、この軸方向長さＷＡは、７ｍｍ以上がより好ましく、１０ｍｍ以上が特に好ましい。この軸方向長さＷＡが、４０ｍｍ以下に設定されることにより、ベルト６４によるカーカス６２の補強効果が維持されうる。この観点から、この軸方向長さＷＡは、３０ｍｍ以下がより好ましく、２０ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ５６では、厚みＴＡは０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるのが好ましい。この厚みＴＡが０．６ｍｍ以上に設定されることにより、第一の補強層６６及び第二の補強層６８がベルト６４の端に生じる歪みを効果的に抑えうる。このタイヤ５６では、ルースの発生が抑えられる。このタイヤ５６は、耐久性に優れる。この観点から、この厚みＴＡは０．７ｍｍ以上がより好ましく０．８ｍｍ以上が特に好ましい。この厚みＴＡが３．０ｍｍ以下に設定されることにより、ショルダーの剛性が適切に維持されうる。このタイヤ５６では、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚みＴＡは、２ｍｍ以下がより好ましく１ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ５６では、第一の補強層６６の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるのが好ましい。この複素弾性率が１０ＭＰａ以上に設定された第一の補強層６６は、タイヤ５６の耐久性に寄与しうる。この観点から、この複素弾性率は、１２ＭＰａ以上がより好ましい。この複素弾性率が２０ＭＰａ以下に設定されることにより、タイヤ５６の剛性が適切に維持されうる。この観点から、この複素弾性率は１７ＭＰａ以下がより好ましい。

このタイヤ５６では、第二の補強層６８の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であるのが好ましい。この複素弾性率が１０ＭＰａ以上に設定された第二の補強層６８は、タイヤ５６の耐久性に寄与しうる。この観点から、この複素弾性率は、１２ＭＰａ以上がより好ましい。この複素弾性率が２０ＭＰａ以下に設定されることにより、タイヤ５６の剛性が適切に維持されうる。この観点から、この複素弾性率は１７ＭＰａ以下がより好ましい。

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。

［実施例１］
図１及び図２に示された基本構成を備え、表２に示された仕様の乗用車用空気入りタイヤを得た。このタイヤのサイズは、１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｓである。第一のコードの傾斜角度は、−２０°である。第二のコードの傾斜角度は、２０°である。第一の補強層及び第二の補強層は、シートタイプである。この構成は、表２において、Ｓとして表されている。第一の補強層及び第二の補強層は、同一のゴム組成物からなる。第一の補強層及び第二の補強層の短繊維の材質は、ナイロン繊維である。第一の補強層の短繊維の配向角度は、９０°である。第二の補強層の短繊維の配向角度は、−９０°である。第一の補強層の短繊維の配向方向と第二の補強層の短繊維の配向方向とは、交差している。第一の補強層の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１５ＭＰａである。第二の補強層の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１５ＭＰａである。第一の補強層と第二の補強層との重複領域の軸方向長さＷＡは、１０ｍｍである。この重複領域の厚みＴＡは、１ｍｍである。

［実施例９］
第一の補強層の短繊維の配向角度の絶対値を下記表２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１０］
第二の補強層の短繊維の配向角度の絶対値を下記表２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並びに実施例６及び７］
第一の補強層の短繊維の配向角度の絶対値及び厚みＴＡを下記表１及び表２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２及び実施例８］
第二の補強層の短繊維の配向角度の絶対値及び厚みＴＡを下記表１及び表２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、５及び１５］
軸方向長さＷＡを下記表１及び表３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２、３、１３及び１４］
第一の補強層の、短繊維の配向方向における複素弾性率及び第二の補強層の、短繊維の配向方向における複素弾性率を下記表１及び表３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１１及び１２］
厚みＴＡを下記表２及び表３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１］
第一の補強層及び第二の補強層に短繊維を配合しなかった他は実施例１を同様にして、タイヤを得た。

［実施例１７］
図３に示された基本構成を備え、表３に示された仕様の乗用車用空気入りタイヤを得た。このタイヤのサイズは、１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｓである。第一のコードの傾斜角度は、−２０°である。第二のコードの傾斜角度は、２０°である。第一の補強層及び第二の補強層は、カバリングタイプである。この構成は、表３において、Ｃとして表されている。第一の補強層及び第二の補強層は、同一のゴム組成物からなる。第一の補強層及び第二の補強層の短繊維の材質は、ナイロン繊維である。第一の補強層の短繊維の配向角度は、９０°である。第二の補強層の短繊維の配向角度は、−９０°である。第一の補強層の短繊維の配向方向と第二の補強層の短繊維の配向方向とは、交差している。第一の補強層の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１５ＭＰａである。第二の補強層の、短繊維の配向方向における複素弾性率は、１５ＭＰａである。第一の補強層と第二の補強層との重複領域の軸方向長さＷＡは、１０ｍｍである。この重複領域の厚みＴＡは、１ｍｍである。

［実施例１６］
第一の補強層の短繊維の配向角度の絶対値を下記表３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１８］
第二の補強層の短繊維の配向角度の絶対値を下記表３の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実車評価］
試作タイヤを、国産の、前側エンジン後輪駆動の乗用車に装着した。タイヤの内圧を２２０ｋＰａとした。この乗用車を、粗度の高いアスファルト製路面の上で、５０ｋｍ／ｈの速度で走行させた。この走行時の、ドライバーの右耳許での音量（オーバーオール値）と、車外での音量とを測定した。この測定結果が、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、下記の表１、表２及び表３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。この評価に併せて、タイヤ質量の計測も行った。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。高速耐久性については、この値が大きいほど、良好であることが示される。タイヤ質量に関しては、この値が大きいほど、タイヤ質量が小さいことが示される。この結果が、下記表１、表２及び表３に示されている。

表１、表２及び表３に示されるように、実施例の。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のタイヤの一部が示された部分拡大断面図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された部分拡大断面図である。

符号の説明

２、５６・・・タイヤ
４、５８・・・トレッド
６、６０・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０、６２・・・カーカス
１２、６４・・・ベルト
１４・・・インナーライナー
１６・・・チェーファー
１８、６６・・・第一の補強層
２０、６８・・・第二の補強層
２２・・・トレッド面
２４・・・溝
２６・・・コア
２８・・・エイペックス
３０・・・カーカスプライ
３２、７０・・・第一のプライ
３４、７２・・・第二のプライ
３６、４０、７４、８２・・・端部
３８、８０・・・外面
４２、８８・・・内面
４４、４６、７６、８４・・・一端
４８、５２、７８、８６・・・他端
５０、５４、９０・・・端

Claims (4)

1. トレッドと、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、このトレッドとこのカーカスとの間に位置するベルトと、軸方向において離間して配置される一対の第一の補強層と、この第一の補強層の半径方向外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第二の補強層とを備えており、
   このベルトが、カーカスの半径方向外側に位置する第一のプライと、この第一のプライのさらに半径方向外側に位置する第二のプライとを備えており、
   この第一の補強層が、この第一のプライの端部の外面を覆い、
   この第二の補強層が、この第二のプライの端部の内面を覆い、
   この第一のプライが、第一のコードを備えており、
   この第二のプライが、第二のコードを備えており、
   この第一の補強層が、多数の短繊維を含んでおり、
   この短繊維の配向方向がこの第一のコードの方向に対してなす角度の絶対値が、４５°以上９０°以下であり、
   この第二の補強層が、多数の短繊維を含んでおり、
   この短繊維の配向方向がこの第二のコードの方向に対してなす角度の絶対値が、４５°以上９０°以下である空気入りタイヤ。
2. 上記第一の補強層と上記第二の補強層とが重複している領域の長さが、５ｍｍ以上である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記領域の厚みが、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記第一の補強層の、上記短繊維の配向方向における複素弾性率が、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であり、
   上記第二の補強層の、上記短繊維の配向方向における複素弾性率が、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。

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