JP4965148B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、タイヤのトレッドの改良に関する。

タイヤにとって、操縦安定性と乗り心地とは、重要な性能である。特開２００１−３４７８０９公報には、トレッドがベース層とキャップ層とからなるタイヤが開示されている。このベース層は、半径方向に配向した短繊維を備えている。この短繊維は、操縦安定性を高める。この短繊維は、乗り心地を阻害しない。

タイヤの性能は、プロファイル（凹凸模様がないと仮定されたときのトレッド面の形状）にも依存する。タイヤのコンセプトに応じ、適正なプロファイルが決定される必要がある。特開平８−３３７１０１号公報には、インボリュート関数が用いられたトレッドプロファイルの決定方法が開示されている。この方法によって決定されたプロファイルでは、赤道からトレッド端に向かい、トレッド面の曲率半径が徐々に減少する。このプロファイルは、ＣＴＴプロファイルと称されている。ＣＴＴプロファイルの採用により、タイヤの諸性能が高められうる。

ところで近年、サイドウォールの内側に荷重支持層を備えたランフラットタイヤが開発され、普及しつつある。このランフラットタイヤは、サイド補強型ランフラットタイヤと称されている。サイド補強型ランフラットタイヤでは、パンクによって内圧が低下すると、荷重支持層によって車重が支えられる。このランフラットタイヤでは、パンクした状態でも、ある程度の距離の走行が可能である。このランフラットタイヤが装着された自動車には、スペアタイヤの常備は不要である。このランフラットタイヤの採用により、不便な場所でのタイヤ交換が避けられうる。ＣＴＴプロファイルを備えたサイド補強型ランフラットタイヤが、特開２００１−８０３２０公報に開示されている。
特開２００１−３４７８０９公報 特開平８−３３７１０１号公報 特開２００１−８０３２０公報

一般的なタイヤでは、走行時にトレッド及びサイドウォールが撓む。ところがサイド補強型ランフラットタイヤの場合、荷重支持層の影響で、サイドウォールの撓みが抑制される。このランフラットタイヤでは、主としてトレッドが撓む。サイド補強型ランフラットタイヤのトレッドの撓み量は、一般的なタイヤのそれと比べて大きい。トレッドの過大な撓みは、操縦安定性及び耐摩耗性を阻害する。

一般的なタイヤでは、走行によって徐々に寸法が成長する。寸法の成長は、トレッドでもサイドウォールでも生じる。換言すれば、成長は半径方向においても軸方向においても生じる。軸方向の成長に比べて半径方向の成長が大きい場合、プロファイルが歪む。前述の通り、プロファイルはタイヤの諸性能に大きく影響する。プロファイルの歪みは、諸性能に悪影響を及ぼす。

サイド補強型ランフラットタイヤの場合、荷重支持層の影響で、軸方向における成長が抑制される。このランフラットタイヤでは、主として半径方向における成長が生じる。偏った成長の影響で、このランフラットタイヤでは、トレッドのプロファイルが大きく歪む。サイド補強型ランフラットタイヤでは、使用初期の諸性能が維持されにくい。特に、ＣＴＴプロファイルが採用されたタイヤにおいてプロファイルが歪むと、意図された性能が発揮されない。

パンクした状態でランフラットタイヤが用いられると、トレッドの中央部が路面から浮き上がる。浮き上がりが大きい場合、接地面積が不足する。厚いトレッドが設けられる、トレッドに硬いゴムが用いられる、強度の高いカーカスコードが用いられる、強度の高いベルトコードが用いられる等の手法により、浮き上がりが抑制されうる。しかし、これらの手法が施されたランフラットタイヤでは、通常の走行時の縦剛性が大きい。大きな縦剛性は、乗り心地を阻害する。

本発明の目的は、荷重が負荷されたときの撓みが適正であり、かつ偏った成長が生じにくい空気入りタイヤの提供にある。本発明の他の目的は、通常走行時の乗り心地がよく、かつパンク時にトレッドの浮き上がりが生じにくい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、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備える。このトレッドは、ベース層とこのベース層の半径方向外側に位置するキャップ層とを備える。このベース層の全部又は一部は、その平均長さＬが１０μｍ以上１０００μｍ以下であり、その平均直径Ｄが０．０５μｍ以上５０μｍ以下であり、そのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１０以上である多数の短繊維を含む。好ましくは、ベース層は紙繊維を含む。

短繊維を含んだベース層は、サイド補強型ランフラットタイヤにおいて、優れた効果を発揮する。サイド補強型ランフラットタイヤは、サイドウォールの軸方向内側に位置する荷重支持層を備える。

短繊維を含んだベース層は、赤道上の点ＴＣから軸方向外側に向けてその曲率半径が徐々に減少するプロファイルを備えたタイヤにおいて、優れた効果を発揮する。特に、下記数式（１）から（４）を満たすタイヤにおいて、このベース層は優れた効果を発揮する。
０．０５ ＜ Ｙ_６０／Ｈ ≦ ０．１０ （１）
０．１０ ＜ Ｙ_７５／Ｈ ≦ ０．２ （２）
０．２ ＜ Ｙ_９０／Ｈ ≦ ０．４ （３）
０．４ ＜ Ｙ_１００／Ｈ ≦ ０．７ （４）
この数式（１）から（４）において、Ｈはタイヤの高さを表す。この数式（１）から（４）において、Ｙ_６０、Ｙ_７５、Ｙ_９０及びＹ_１００は、それぞれ点ＴＣと点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００との半径方向距離を表す。点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００は、それぞれ点ＴＣからの軸方向距離がタイヤ幅半分の６０％、７５％、９０％及び１００％であるプロファイル上の点を表す。

好ましくは、ベース層は、センター部とこのセンター部の軸方向外側に位置する一対のショルダー部とを備える。このセンター部が、短繊維を含む。好ましくは、ベース層の幅に対するセンター部の幅の比率は、２５％以上７５％以下である。好ましくは、短繊維は、半径方向に配向している。短繊維が軸方向に配向してもよい。

半径方向に配向した短繊維をセンター部が含み、軸方向に配向した短繊維をショルダー部が含んでもよい。好ましくは、ベース層の幅に対するセンター部の幅の比率は、２５％以上７５％以下である。

本発明に係るタイヤでは、ベース層の短繊維がトレッドの撓み及び成長を抑制する。この短繊維が軸方向に配向する場合は、パンク状態の走行においてトレッドの浮き上がりが抑制される。

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、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向である。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の赤道を表す。この図１において、両矢印Ｈで示されているのはベースラインＢＬからのタイヤ２の高さであり、両矢印Ｗ／２で示されているのはタイヤ２の幅Ｗの半分である。幅Ｗは、クリンチ部を除いて最も外側にある点Ｐ_１００が基準とされて決定される。

このタイヤ２は、トレッド４、ウイング６、サイドウォール８、クリンチ部１０、ビード１２、カーカス１４、荷重支持層１６、ベルト１８、インナーライナー２０及びチェーファー２２を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプの空気入りタイヤである。

トレッド４は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２４を形成する。トレッド面２４には、溝２６が刻まれている。この溝２６により、トレッドパターンが形成されている。

サイドウォール８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８は、架橋ゴムからなる。サイドウォール８は、カーカス１４の外傷を防止する。

ビード１２は、サイドウォール８の半径方向内側に位置している。ビード１２は、コア２８と、このコア２８から半径方向外向きに延びるエイペックス３０とを備えている。コア２８はリング状であり、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３０は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１４は、カーカスプライ３２からなる。カーカスプライ３２は、両側のビード１２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８の内側に沿っている。カーカスプライ３２は、コア２８の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。カーカスプライ３２の端３４は、トレッド４の近傍にまで至っている。このカーカス１４は、ハイターンアップ構造と称される。図示されていないが、カーカスプライ３２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。コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７５°から９０°である。換言すれば、このタイヤ２はラジアルタイヤである。カーカス１４のコードは、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。

荷重支持層１６は、サイドウォール８の軸方向内側に位置している。荷重支持層１６は、カーカス１４とインナーライナー２０とに挟まれてる。荷重支持層１６は、三日月に類似の形状である。荷重支持層１６の下端３６は、エイペックス３０の上端３８よりも、半径方向において内側に位置している。換言すれば、荷重支持層１６はエイペックス３０とオーバーラップしている。荷重支持層１６の上端４０の近傍は、ベルト１８とオーバーラップしている。荷重支持層１６は、高硬度な架橋ゴムからなる。パンクによってタイヤ２の内圧が低下した場合、この荷重支持層１６が車重を支える。この荷重支持層１６により、内圧が低い場合でも、タイヤ２はある程度の距離を走行しうる。このタイヤ２は、ランフラットタイヤ２である。このランフラットタイヤ２は、サイド補強型である。タイヤ２が、図１に示された形状とは異なる形状を備えた荷重支持層を備えてもよい。

ベルト１８は、カーカス１４の半径方向外側に位置している。ベルト１８は、カーカス１４と積層されている。ベルト１８は、カーカス１４を補強する。ベルト１８は、内側ベルトプライ４２及び外側ベルトプライ４４からなる。図１から明らかなように、内側ベルトプライ４２の軸方向幅は、外側ベルトプライ４４のそれよりも若干大きい。図示されていないが、内側ベルトプライ４２及び外側ベルトプライ４４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。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、通常は１０°以上３５°以下である。内側ベルトプライ４２のコードの赤道面に対する方向は、外側ベルトプライ４４のコードの赤道面に対する方向とは逆である。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。ベルト１８が、３枚以上のベルトプライを備えてもよい。

インナーライナー２０は、タイヤ２の内周面を形成する。インナーライナー２０は、架橋ゴムからなる。インナーライナー２０には、空気透過性の少ないゴムが用いられている。インナーライナー２０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２２は、ビード１２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２２がリムと当接する。この当接により、ビード１２の近傍が保護される。チェーファー２２は、通常は布とこの布に含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファー２２が用いられてもよい。

図２は、図１のタイヤ２の一部が示された断面図である。この図２には、トレッド４、ウイング６及びサイドウォール８が示されている。トレッド４からウイング６を経てサイドウォール８に至る面の形状は、プロファイルと称される。図２において符号ＴＣで示されているのは、プロファイルと赤道ＣＬとの交点である。点Ｐ_１００は、前述の通り、最も外側にある点である。プロファイルは点ＴＣから点Ｐ_１００に至っている。

このタイヤ２は、ＣＴＴプロファイルを有している。ＣＴＴプロファイルでは、点ＴＣから点Ｐ_１００の間において、その曲率半径が徐々に減少する。ＣＴＴプロファイルは、典型的には、インボリュート曲線に基づいて決定される。インボリュート曲線に近似された多数の円弧から、ＣＴＴプロファイルが構成されてもよい。他の関数曲線に依拠して、ＣＴＴプロファイルが決定されてもよい。

図２において、点Ｐ_６０は点ＴＣからの軸方向距離がタイヤ２の幅の半分（Ｗ／２）の６０％であるプロファイル上の点を表し、点Ｐ_７５は点ＴＣからの軸方向距離がタイヤ２の幅の半分（Ｗ／２）の７５％であるプロファイル上の点を表し、点Ｐ_９０は点ＴＣからの軸方向距離がタイヤ２の幅の半分（Ｗ／２）の９０％であるプロファイル上の点を表す。図２において、Ｙ_６０は点ＴＣと点Ｐ_６０との半径方向距離を表し、Ｙ_７５は点ＴＣと点Ｐ_７５との半径方向距離を表し、Ｙ_９０は点ＴＣと点Ｐ_９０との半径方向距離を表し、Ｙ_１００は点ＴＣと点Ｐ_１００との半径方向距離を表す。このＣＴＴプロファイルは、下記数式（１）から（４）を満たす。
０．０５ ＜ Ｙ_６０／Ｈ ≦ ０．１０ （１）
０．１０ ＜ Ｙ_７５／Ｈ ≦ ０．２ （２）
０．２ ＜ Ｙ_９０／Ｈ ≦ ０．４ （３）
０．４ ＜ Ｙ_１００／Ｈ ≦ ０．７ （４）
このＣＴＴプロファイルは、タイヤ２の諸性能に寄与する。

図２に示されるように、トレッド４はベース層４６とキャップ層４８とからなる。ベース層４６は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。このゴム組成物は、多数の短繊維５０を含んでいる。ベース層４６には、この短繊維５０が分散している。短繊維５０の平均直径Ｄは、０．０５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。短繊維５０の平均長さＬは、１０μｍ以上１０００μｍ以下が好ましい。短繊維５０のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）は、１０以上３００以下が好ましい。

キャップ層４８は、ベース層４６の半径方向外側に位置している。キャップ層４８は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。キャップ層４８は、短繊維５０を含んでいない。キャップ層４８は、路面と接触する。キャップ層４８には、グリップ性能及び耐摩耗性能に優れたゴムが用いられる。

従来のランフラットタイヤでは、荷重支持層の影響により、サイドウォールの剛性に比べたトレッドの相対的剛性が不十分である。本発明に係るランフラットタイヤ２では、短繊維５０を含むベース層４６がトレッド４の剛性を高める。このタイヤ２では、荷重支持層１６があるにもかかわらず、トレッド４の過大な撓みが抑制される。このタイヤ２では、適正な接地形状が得られる。適正な接地形状は、操縦安定性に寄与する。適正な接地形状はまた、偏摩耗を抑制する。従来のランフラットタイヤでは、撓みの抑制の目的で、バンドが設けられている。本発明に係るタイヤ２では、バンドは不要である。バンドを備えていないタイヤ２は、軽量である。このタイヤ２がバンドを備えてもよい。

従来のランフラットタイヤでは、荷重支持層１６によって軸方向における成長が抑制されるので、プロファイルが永久的に歪む。本発明に係るタイヤ２では、短繊維５０を含むベース層４６が半径方向における成長を抑制するので、プロファイルの歪みが抑制される。このタイヤ２では、長期間の使用によっても、ＣＴＴプロファイルが大幅には歪まない。このタイヤ２では、使用初期の諸性能が維持される。従来のランフラットタイヤでは、プロファイルの歪みの抑制の目的で、バンドが設けられている。本発明に係るタイヤ２では、バンドは不要である。バンドを備えていないタイヤ２は、軽量である。このタイヤ２がバンドを備えてもよい。

短繊維５０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質量部以下である。配合量が０．５質量部以上に設定されることにより、トレッド４の撓み及びプロファイルの永久歪みが抑制される。この観点から、配合量は３質量部以上がより好ましい。配合量が５０質量部以下に設定されることにより、ゴム組成物の良好な混練性が達成される。この観点から、配合量は２０質量部以下がより好ましい。

ベース層４６には、有機繊維及び無機繊維が用いられうる。有機繊維の具体例としては、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維及びレーヨン繊維が挙げられる。無機繊維の具体例としては、ガラス繊維、カーボン繊維及びボロン繊維が挙げられる。プロファイルの歪み抑制の観点から、アラミド繊維が好ましい。

ベース層４６に紙繊維が用いられてもよい。紙繊維は安価なので、この紙繊維はタイヤ２の低コストに寄与する。紙繊維の製作では、原料紙が裁断又は粉砕される。この原料紙が、さらに叩解によって解繊され、紙繊維が得られる。叩解されているので、この紙繊維の表面積は大きい。

原料紙は、クラフトパルプ、セミケミカルパルプ、機械パルプ、非木材パルプ、古紙パルプ等から得られる。クラフトパルプには、針葉樹クラフトパルプ及び広葉樹クラフトパルプが含まれる。非木材パルプの原料としては、ケナフ、バガス、竹、コットン、海藻等が挙げられる。古紙パルプは、使用済みコピー用紙、新聞古紙、段ボール紙等が脱墨されることで得られる。強度の観点から、クラフトパルプから得られる紙が好ましく、特に針葉樹クラフトパルプから得られる紙が好ましい。クラフトパルプから得られる紙には、未晒クラフト紙及び晒クラフト紙が含まれる。地球環境及び低コストの観点からは、新聞古紙から得られる原料紙が好ましい。

図２に示されるように、このベース層４６では、短繊維５０は半径方向に配向している。この短繊維５０は、トレッド４の撓み及びプロファイルの永久歪みを十分に抑制する。半径方向に対する角度の絶対値が２０°以下である短繊維５０の数の、短繊維５０の総数に対する比率は、９０％以上が好ましい。このベース層４６では、半径方向に沿った断面に露出した短繊維５０の角度が、測定される。無作為に抽出された１００本の短繊維５０について、角度の測定がなされる。角度の絶対値は、０°以上９０°以下である。

短繊維５０の補強効果が十分に発揮されるとの観点から、ベース層４６の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が特に好ましい。厚みは、８ｍｍ以下が好ましい。厚みは、赤道ＣＬに沿って測定される。

タイヤ２の各部位の寸法及び角度は、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タイヤ５２の一部が示された断面図である。この図３には、トレッド５４、ウイング５６及びサイドウォール５８が示されている。図示されていないが、このタイヤ５２は、図１に示されたタイヤ２と同様に、クリンチ部、ビード、カーカス、荷重支持層、ベルト、インナーライナー及びチェーファーを備えている。このタイヤ５２は、サイド補強型ランフラットタイヤである。このタイヤ５２の点ＴＣから点Ｐ_１００までのプロファイルは、図２に示されたタイヤ２のプロファイルと同一である。

図３に示されるように、トレッド５４はベース層６０とキャップ層６２とからなる。ベース層６０は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。このゴム組成物は、多数の短繊維６４を含んでいる。ベース層６０には、この短繊維６４が分散している。短繊維６４のサイズ、量及び材質は、図２に示された短繊維５０と同等である。

キャップ層６２は、ベース層６０の半径方向外側に位置している。キャップ層６２は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。キャップ層６２は、短繊維６４を含んでいない。キャップ層６２は、路面と接触する。キャップ層６２には、グリップ性能及び耐摩耗性能に優れたゴムが用いられる。

図３に示されるように、このベース層６０では、短繊維６４は軸方向に配向している。このベース層６０では、軸方向の引っ張り応力が高い。パンク状態での走行において、このベース層６０は、路面からのトレッド５４の浮き上がりを抑制する。通常走行時には、軸方向に配向した短繊維６４は、タイヤ５２の縦剛性を大幅には高めない。このタイヤ５２は、通常走行時の乗り心地にも優れる。軸方向に対する角度の絶対値が２０°以下である短繊維６４の数の、短繊維６４の総数に対する比率は、９０％以上が好ましい。このベース層６０では、軸方向に沿った断面に露出した短繊維６４の角度が、測定される。無作為に抽出された１００本の短繊維６４について、角度の測定がなされる。角度の絶対値は、０°以上９０°以下である。短繊維６４が軸方向に配向するベース層６０には、アラミド繊維が特に好ましい。

短繊維６４の補強効果が十分に発揮されるとの観点から、ベース層６０の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が特に好ましい。厚みは、８ｍｍ以下が好ましい。

図４は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤ６６の一部が示された断面図である。この図４には、トレッド６８、ウイング７０及びサイドウォール７２が示されている。図示されていないが、このタイヤ６６は、図１に示されたタイヤ２と同様に、クリンチ部、ビード、カーカス、荷重支持層、ベルト、インナーライナー及びチェーファーを備えている。このタイヤ６６は、サイド補強型ランフラットタイヤである。このタイヤ６６の点ＴＣから点Ｐ_１００までのプロファイルは、図２に示されたタイヤ２のプロファイルと同一である。

図４に示されるように、トレッド６８はベース層７４とキャップ層７６とからなる。ベース層７４は、センター部７８と一対のショルダー部８０とからなる。センター部７８は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。このゴム組成物は、多数の短繊維８２を含んでいる。センター部７８には、この短繊維８２が分散している。短繊維８２のサイズ、量及び材質は、図２に示された短繊維５０と同等である。

ショルダー部８０は、センター部７８の軸方向外側に位置している。ショルダー部８０は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。ショルダー部８０は、短繊維８２を含んでいない。キャップ層７６は、ベース層７４の半径方向外側に位置している。キャップ層７６は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。キャップ層７６は、短繊維８２を含んでいない。キャップ層７６は、路面と接触する。キャップ層７６には、グリップ性能及び耐摩耗性能に優れたゴムが用いられる。

従来のランフラットタイヤでは、赤道の近傍においてトレッド６８が大きく撓む。本発明に係るランフラットタイヤ６６では、短繊維８２を含むショルダー部８０が、この撓みを抑制する。従来のランフラットタイヤでは、赤道の近傍においてプロファイルが大幅に成長する。本発明に係るタイヤ６６では、短繊維８２を含むショルダー部８０が半径方向における成長を抑制する。

ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率は、２５％以上７５％以下が好ましい。比率が２５％以上に設定されることにより、プロファイルの成長が抑制される。この観点から、比率は３５％以上がより好ましい。比率が７５％以下に設定されることにより、操縦安定性が阻害されない。この観点から、比率は６５％以下がより好ましい。幅Ｗｂ及び幅Ｗｃは、軸方向において測定される。

図４に示されるように、このセンター部７８では、短繊維８２は半径方向に配向している。この短繊維８２は、トレッド６８の撓み及びプロファイルの永久歪みを十分に抑制する。半径方向に対する角度の絶対値が２０°以下である短繊維８２の数の、短繊維８２の総数に対する比率は、９０％以上が好ましい。角度の測定方法は、図２に示されたタイヤ２と同等である。

短繊維８２が軸方向に配向してもよい。このセンター部７８は、軸方向の引っ張り応力が高い。パンク状態での走行において、このセンター部７８は、路面からのトレッド６８の浮き上がりを抑制する。通常走行時には、軸方向に配向した短繊維８２は、タイヤ６６の縦剛性を大幅には高めない。このタイヤ６６は、通常走行時の乗り心地にも優れる。軸方向に対する角度の絶対値が２０°以下である短繊維８２の数の、短繊維８２の総数に対する比率は、９０％以上が好ましい。角度の測定方法は、図３に示されたタイヤ５２と同等である。

短繊維８２の補強効果が十分に発揮されるとの観点から、センター部７８の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が特に好ましい。厚みは、８ｍｍ以下が好ましい。センター部の厚みは、赤道ＣＬに沿って測定される。

図５は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤ８４の一部が示された断面図である。この図５には、トレッド８６、ウイング８８及びサイドウォール９０が示されている。図示されていないが、このタイヤ８４は、図１に示されたタイヤ２と同様に、クリンチ部、ビード、カーカス、荷重支持層、ベルト、インナーライナー及びチェーファーを備えている。このタイヤ８４は、サイド補強型ランフラットタイヤである。このタイヤ８４の点ＴＣから点Ｐ_１００までのプロファイルは、図２に示されたタイヤ２のプロファイルと同一である。

図５に示されるように、トレッド８６はベース層９２とキャップ層９４とからなる。ベース層９２は、センター部９６と一対のショルダー部９８とからなる。センター部９６は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。このゴム組成物は、多数の短繊維１００を含んでいる。センター部９６には、この短繊維１００が分散している。短繊維１００のサイズ、量及び材質は、図２に示された短繊維５０と同等である。

ショルダー部９８は、センター部９６の軸方向外側に位置している。ショルダー部９８は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。このゴム組成物は、多数の短繊維１０２を含んでいる。ショルダー部９８には、この短繊維１０２が分散している。短繊維１０２のサイズ、量及び材質は、図２に示された短繊維５０と同等である。

キャップ層９４は、ベース層９２の半径方向外側に位置している。キャップ層９４は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。キャップ層９４は、短繊維１００、１０２を含んでいない。キャップ層９４は、路面と接触する。キャップ層９４には、グリップ性能及び耐摩耗性能に優れたゴムが用いられる。

図５に示されるように、このセンター部９６では、短繊維１００は半径方向に配向している。この短繊維１００は、トレッド８６の撓み及びプロファイルの永久歪みを十分に抑制する。半径方向に対する角度の絶対値が２０°以下である短繊維１００の数の、短繊維１００の総数に対する比率は、９０％以上が好ましい。角度の測定方法は、図２に示されたタイヤ２と同等である。

図５に示されるように、このショルダー部９８では、短繊維１０２は軸方向に配向している。この短繊維１０２は、パンク状態での走行時にトレッド８６の浮き上がりを抑制する。軸方向に対する角度の絶対値が２０°以下である短繊維１０２の数の、短繊維１０２の総数に対する比率は、９０％以上が好ましい。角度の測定方法は、図３に示されたタイヤ５２と同等である。

ベース層９２の幅Ｗｂに対するセンター部９６の幅Ｗｃの比率は、２５％以上７５％以下が好ましい。比率が２５％以上に設定されることにより、プロファイルの成長が抑制される。この観点から、比率は３５％以上がより好ましい。比率が７５％以下に設定されることにより、パンク状態での走行時にトレッド８６の浮き上がりが抑制される。この観点から、比率は６５％以下がより好ましい。幅Ｗｂ及び幅Ｗｃは、軸方向において測定される。

短繊維１００の補強効果が十分に発揮されるとの観点から、センター部９６の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が特に好ましい。厚みは、８ｍｍ以下が好ましい。短繊維１０２の補強効果が十分に発揮されるとの観点から、ショルダー部９８の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が特に好ましい。厚みは、８ｍｍ以下が好ましい。ショルダー部９８の厚みは、センター部９６との境界近傍にて測定される。

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。

［実験１］
［実施例１］
図１及び２に示された構造を備えたランフラットタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２２５／５０Ｒ１７」である。このタイヤのベース層の厚みは、２ｍｍである。このベース層には、多数の紙繊維が分散している。紙繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１０質量部である。この紙繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。この紙繊維は、半径方向に配向している。

［実施例４から７］
ベース層の厚みを下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例４から７のタイヤを得た。

［実施例２から３及び８］
紙繊維の配合量を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から３及び８のタイヤを得た。

［比較例］
ベース層に短繊維を配合しなかった他は実施例１と同様にして、比較例のタイヤを得た。

［実施例９］
紙繊維に代えてアラミド繊維を用いた他は実施例１と同様にして、実施例９のタイヤを得た。このアラミド繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。

［実施例１２から１５］
ベース層の厚みを下記の表２に示される通りとした他は実施例９と同様にして、実施例１２から１５のタイヤを得た。

［実施例９から１１及び１６］
アラミド繊維の配合量を下記の表２に示される通りとした他は実施例９と同様にして、実施例９から１１及び１６のタイヤを得た。

［評価］
タイヤを標準リムに組み込み、標準内圧となるようにタイヤに空気を充填した。そして、このタイヤの外径を測定した。さらに、このリムを、排気量が３．０リットルであり、前側エンジン後輪駆動の乗用車に装着した。この乗用車をサーキットで、１００ｋｍ走行させた。走行の初期と終了直前とにおいて、ドライバーに操縦安定性を指数で評価させた。また、走行後にタイヤの外径を測定し、外径変化量を算出した。これらの結果が、下記の表１及び表２に示されている。

表１及び表２に示されるように、実施例のタイヤでは、外径変化量が小さい。また、実施例のタイヤは操縦安定性に優れ、かつ優れた操縦安定性が維持されている。

［実験２］
［実施例１７］
図３に示された構造を備えたランフラットタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２２５／５０Ｒ１７」である。このタイヤのベース層の厚みは、２ｍｍである。このベース層には、多数の紙繊維が分散している。紙繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１０質量部である。この紙繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。この紙繊維は、軸方向に配向している。

［実施例２０から２３］
ベース層の厚みを下記の表３に示される通りとした他は実施例１７と同様にして、実施例２０から２３のタイヤを得た。

［実施例１８から１９及び２４］
紙繊維の配合量を下記の表３に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例１８から１９及び２４のタイヤを得た。

［実施例２５］
紙繊維に代えてアラミド繊維を用いた他は実施例１７と同様にして、実施例２５のタイヤを得た。このアラミド繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。

［実施例２８から３１］
ベース層の厚みを下記の表４に示される通りとした他は実施例２５と同様にして、実施例２８から３１のタイヤを得た。

［実施例１６から２７及び３２］
アラミド繊維の配合量を下記の表４に示される通りとした他は実施例２５と同様にして、実施例１６から２７及び３２のタイヤを得た。

［評価］
タイヤを標準リムに組み込み、標準内圧となるようにタイヤに空気を充填した。このリムを、排気量が３．０リットルであり、前側エンジン後輪駆動の乗用車に装着した。この乗用車をサーキットで走行させ、ドライバーに乗り心地を指数で評価させた。さらに、このタイヤの内圧を常圧としてパンク状態を再現し、走行させて走行性を評価した。これらの結果が、下記の表３及び表４に示されている。

表３及び表４に示されるように、実施例のタイヤは、パンク時の走行性に優れる。しかも、実施例のタイヤでは、通常走行時の乗り心地は悪くない。

［実験３］
［実施例３３］
図４に示された構造を備えたランフラットタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２２５／５０Ｒ１７」である。このタイヤのベース層の厚みは、２ｍｍである。このベース層は、センター部とショルダー部とからなる。ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率は、１０％である。センター部には、多数の紙繊維が分散している。紙繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１０質量部である。この紙繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は１０である。この紙繊維は、半径方向に配向している。ショルダー部は、短繊維を含んでいない。

［実施例３４から３９］
ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率を下記の表５に示される通りとした他は実施例３３と同様にして、実施例３４から３９のタイヤを得た。

［実施例４０］
紙繊維に代えてアラミド繊維を用いた他は実施例３３と同様にして、実施例４０のタイヤを得た。このアラミド繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。

［実施例４１から４６］
ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率を下記の表６に示される通りとした他は実施例４０と同様にして、実施例４１から４６のタイヤを得た。

［評価］
タイヤを「１７×７−ＪＪ」のリムに組み込み、内圧が２３０ｋＰａとなるようにタイヤに空気を充填した。そして、このタイヤの外径を測定した。さらに、このリムを、排気量が３．０リットルであり、前側エンジン後輪駆動の乗用車に装着した。この乗用車をサーキットで、１００ｋｍ走行させた。走行の初期と終了直前とにおいて、ドライバーに操縦安定性を指数で評価させた。また、走行後にタイヤの外径を測定し、外径変化量を算出した。さらに、走行距離が５０００ｋｍの段階でトレッドの表面を目視観察し、摩耗の状態を判定した。これらの結果が、下記の表５及び表６に示されている。

表５及び表６に示されるように、実施例のタイヤでは、外径変化量が小さい。また、実施例のタイヤは操縦安定性に優れ、かつ優れた操縦安定性が維持されている。

［実験４］
［実施例４７］
図５に示された構造を備えたランフラットタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２２５／５０Ｒ１７」である。このタイヤのベース層の厚みは、２ｍｍである。このベース層は、センター部とショルダー部とからなる。ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率は、１０％である。センター部及びショルダー部には、多数の紙繊維が分散している。紙繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１０質量部である。この紙繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。センター部では、紙繊維は半径方向に配向している。ショルダー部では、紙繊維は軸方向に配向している。

［実施例４８から５３］
ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率を下記の表７に示される通りとした他は実施例４７と同様にして、実施例４８から５３のタイヤを得た。

［実施例５４］
紙繊維に代えてアラミド繊維を用いた他は実施例４７と同様にして、実施例５４のタイヤを得た。このアラミド繊維の平均直径Ｄは、１０μｍであり、平均長さＬは４００μｍであり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は４０である。

［実施例５５から６０］
ベース層７４の幅Ｗｂに対するセンター部７８の幅Ｗｃの比率を下記の表８に示される通りとした他は実施例５４と同様にして、実施例５５から６０のタイヤを得た。

［評価］
タイヤを標準リムに組み込み、標準内圧となるようにタイヤに空気を充填した。そして、このタイヤの外径を測定した。さらに、このリムを、排気量が３．０リットルであり、前側エンジン後輪駆動の乗用車に装着した。この乗用車をサーキットで、１００ｋｍ走行させた。走行の初期と終了直前とにおいて、ドライバーに操縦安定性を指数で評価させた。また、走行後にタイヤの外径を測定し、外径変化量を算出した。さらに、このタイヤの内圧を常圧としてパンク状態を再現し、走行させて走行性を評価した。これらの結果が、下記の表７及び表８に示されている。

表７及び表８に示されるように、実施例のタイヤでは、外径変化量が小さい。また、実施例のタイヤは操縦安定性に優れ、かつ優れた操縦安定性が維持されている。しかも、実施例のタイヤはパンク時の走行性に優れる。

以上の評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

短繊維を含むベース層は、種々の空気入りタイヤに適用されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る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断面図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図４は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図５は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。

符号の説明

２、５２、６６、８４・・・タイヤ
４、５４、６８、８６・・・トレッド
６、５６、７０、８８・・・ウイング
８、５８、７２、９０・・・サイドウォール
１０・・・クリンチ部
１２・・・ビード
１４・・・カーカス
１６・・・荷重支持層
１８・・・ベルト
２０・・・インナーライナー
２２・・・チェーファー
４６、６０、７４、９２・・・ベース層
４８、６２、７６、９４・・・キャップ層
５０、６４、８２、１００、１０２・・・短繊維
７８、９６・・・センター部
８０、９８・・・ショルダー部

Claims (9)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、
   このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、
   このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビードと、
   トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このトレッドが、ベース層とこのベース層の半径方向外側に位置するキャップ層とを備えており、
   このベース層が、センター部とこのセンター部の軸方向外側に位置する一対のショルダー部とを備えており、
   このセンター部が、その平均長さＬが１０μｍ以上１０００μｍ以下であり、その平均直径Ｄが０．０５μｍ以上５０μｍ以下であり、そのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１０以上である多数の短繊維を含んでおり、
   このベース層の幅に対するセンター部の幅の比率が、２５％以上７５％以下である、空気入りタイヤ。
2. 上記ベース層が紙繊維を含む請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記サイドウォールの軸方向内側に位置する荷重支持層をさらに備えており、ランフラットタイプである請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 赤道上の点ＴＣから軸方向外側に向けてその曲率半径が徐々に減少するプロファイルを備えた請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記プロファイルが、下記数式（１）から（４）を満たす請求項４に記載のタイヤ。
   ０．０５ ＜ Ｙ_６０／Ｈ ≦ ０．１０ （１）
   ０．１０ ＜ Ｙ_７５／Ｈ ≦ ０．２ （２）
   ０．２ ＜ Ｙ_９０／Ｈ ≦ ０．４ （３）
   ０．４ ＜ Ｙ_１００／Ｈ ≦ ０．７ （４）
   （この数式（１）から（４）において、Ｈはタイヤの高さを表し、Ｙ_６０、Ｙ_７５、Ｙ_９０及びＹ_１００は、それぞれ点ＴＣと点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００との半径方向距離を表す。点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００は、それぞれ点ＴＣからの軸方向距離がタイヤ幅半分の６０％、７５％、９０％及び１００％であるプロファイル上の点を表す。）
6. 上記短繊維が半径方向に配向している請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 上記短繊維が軸方向に配向している請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。
8. 上記ショルダー部が短繊維を含んでおり、
   上記センター部において短繊維が半径方向に配向しており、
   このショルダー部において短繊維が軸方向に配向している請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。
9. 上記ベース層の幅に対するセンター部の幅の比率が２５％以上７５％以下である請求項８に記載のタイヤ。
   

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