JP5122081B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、主として乗用車に用いられる空気入りタイヤに関する。

車両の高性能化に伴い、車両に装着されるタイヤにおいては、更なる性能向上が求められている。特に、乗用車用タイヤでは、操縦安定性及び乗り心地が重視される。この操縦安定性及び乗り心地を改善するために、タイヤを構成するトレッド、カーカス、ベルト等の部材の仕様及びこれらの組み合わせが調整される。

操縦安定性を維持しつつ、タイヤ質量の軽量化が可能とされた空気入りタイヤが、特開平７−１８６６０９号公報に開示されている。このタイヤでは、タイヤのバットレスからビードに至る領域において保護ゴム層が設けられている。これにより、サイドウォールの薄肉化が達成されている。
特開平７−１８６６０９号公報

操縦安定性においては、ハンドルが操作されたときにこのハンドルを通じてドライバーの手に感じられる力が重視される。この力は、操舵力と称される。この操舵力が小さいタイヤでは、ハンドルを操作しているドライバーの意識と、ハンドルを通じてドライバーが感じる感覚との間にズレが生じる。このタイヤでは、横風、路面不整等のような外乱が生じたときにおいて、ドライバーが走行状態を把握して、適切な走行状態に修正することが難しい。このようなタイヤは、操縦安定性に劣る。

乗り心地においては、タイヤが路面の継ぎ目又は突起を乗り越すときに受ける衝撃と、タイヤに生じる振動とが重視される。操縦安定性が改善されるために、その剛性が上げられたタイヤでは、タイヤが路面の継ぎ目を乗り越す度に、ドライバーは衝撃を感じる。このようなタイヤは、衝撃吸収性に劣る。このタイヤの衝撃吸収性が改善されるためには、タイヤの剛性が下げられる。剛性の低いタイヤでは、振動が収まらず、ドライバーは不快感を感じてしまう。このようなタイヤは、振動減衰性に劣る。

タイヤにおいて、衝撃吸収性及び振動減衰性の均衡を図りつつ、乗り心地及び操縦安定性を改善することは難しい。

本発明の目的は、乗り心地の低下を抑えつつ、操縦安定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、その外面がトレッド面をなすトレッドと、一対のビードと、両側のビードの間に架け渡されているカーカスと、このカーカスの内側に位置するインナーライナーと、このトレッドの半径方向内側に位置する補強層とを備えている。この補強層は、このインナーライナーの内側又はこのカーカスとこのインナーライナーとの間に位置している。この補強層の軸方向幅の、タイヤ総幅に対する比率は、４０％以上７０％以下である。この補強層の厚さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。この補強層は、架橋されたゴム組成物からなる。このゴム組成物は、短繊維を含んでいる。この短繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して２質量部以上４０質量部以下である。この短繊維の平均長さは、１０μｍ以上３０００μｍ以下である。この短繊維の平均直径は、１μｍ以上１００μｍ以下である。この短繊維は、周方向に配向している。この短繊維が周方向に対してなす配向角度は、０°以上３０°以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記短繊維は、紙繊維である。

本発明に係る他の空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、一対のビードと、両側のビードの間に架け渡されているカーカスと、このカーカスの内側に位置するインナーライナーと、このトレッドの半径方向内側に位置する補強層とを備えている。この補強層は、このインナーライナーの内側に位置している。この補強層の軸方向幅の、タイヤ総幅に対する比率は、４０％以上７０％以下である。この補強層は、フィルム、シート又は不織布からなるテープである。このテープの厚さは、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記テープの引張強さは、１５Ｎ／ｃｍ以上５００Ｎ／ｃｍ以下である。このテープと上記インナーライナーとの接着力は、４Ｎ／ｃｍ以上８Ｎ／ｃｍ以下である。

このタイヤでは、トレッドの半径方向内側において、インナーライナーの内側又はインナーライナーとカーカスとの間に補強層が設けられている。この補強層は、短繊維を含んでいる。この補強層は、このタイヤを補強する。この補強層は、このタイヤの剛性を効果的に高める。この補強層を備えたタイヤでは、その操舵角が５°以下である微小な操舵角でハンドルが操作されたとき、ドライバーが感じる操舵力は、大きい。ハンドル操作に伴うこの操舵力の変化も大きい。このタイヤでは、ハンドルを操作しているドライバーの意識と、ハンドルを通じてドライバーが感じる感覚とのズレは小さい。このズレの小さいタイヤでは、横風、路面不整等のような外乱が生じたときにおいて、ドライバーが走行状態を的確に把握して、適切な走行状態に容易に修正できる。このタイヤは、操縦安定性に優れる。このタイヤでは、補強層の厚さ及び軸方向幅が最適化されているので、乗り心地の低下が抑えられている。

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の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。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及び補強層１８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の外面は、路面と接地するトレッド面２０を形成する。このトレッド面２０には、溝２２が刻まれている。この溝２２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から半径方向略内向きに延びている。ビード８は、コア２４と、このコア２４から半径方向外向きに延びるエイペックス２６とを備えている。コア２４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２６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１０は、カーカスプライ２８からなる。このカーカスプライ２８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。このカーカスプライ２８は、コア２４の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。このカーカス１０に、２枚以上のカーカスプライ２８が用いられてもよい。

図示されていないが、カーカスプライ２８は、カーカスコードとトッピングゴムとからなる。カーカスコードが周方向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。

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、内側ベルトプライ３０及び外側ベルトプライ３２からなる。図示されていないが、内側ベルトプライ３０及び外側ベルトプライ３２のそれぞれは、ベルトコードとトッピングゴムとからなる。ベルトコードは、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３０のベルトコードの赤道面に対する角度は、外側ベルトプライ３２のベルトコードの赤道面に対する角度とは逆である。このタイヤ２では、このベルトコードは、スチールである。ベルトコードに、有機繊維が用いられてもよい。この場合、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。

このタイヤ２が、このベルト１２の半径方向外側に、バンドプライからなるバンドをさらに備えてもよい。このバンドプライは、ベルト１２を覆う。このバンドプライは、バンドコードとトッピングゴムとからなる。バンドコードは周方向に延びており、螺旋状に巻かれる。このバンドコードは、いわゆるジョイントレスである。このバンドコードはベルト１２を拘束して、ベルト１２のリフティングを抑制する。バンドコードは、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。

インナーライナー１４は、カーカス１０の内側に位置している。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１４は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。このタイヤ２では、このインナーライナー１４は、カーカス１０の内周面に接合されている。

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、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１６が用いられてもよい。

補強層１８は、トレッド４の半径方向内側に位置している。換言すれば、この補強層１８の外端３４は、軸方向においてベルト１２の外端３６よりも内側に位置する。この補強層１８は、インナーライナー１４の内側に位置している。換言すれば、この補強層１８はこのインナーライナー１４の内周面に接合されている。この補強層１８は、架橋されたゴム組成物からなる。このゴム組成物は、基材ゴムと短繊維とを含んでいる。換言すれば、この補強層１８は、この短繊維を含んでいる。この短繊維は、補強層１８の剛性を高める。

このタイヤ２では、補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。この補強層１８は、走行時におけるタイヤ２の変形を抑える。この補強層１８を備えたタイヤ２では、その操舵角が５°以下である微小な操舵角でハンドルが操作されたとき、ドライバーが感じる操舵力は、大きい。ハンドル操作に伴うこの操舵力の変化も大きい。このタイヤ２では、ハンドルを操作しているドライバーの意識と、ハンドルを通じてドライバーが感じる感覚とのズレは小さい。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。後述するように、このタイヤ２では、補強層１８の厚さ及び軸方向幅が最適化される。これにより、タイヤ２の剛性過大が抑えられる。このタイヤ２では、乗り心地の低下が抑えられる。このタイヤ２では、タイヤ２の剛性が高められるために、この補強層１８がサイドウォール６の軸方向内側にまで配置される必要はない。このタイヤ２では、この補強層１８によるタイヤ質量の増加が最小限に抑えられている。

図１において、両矢印線ＷＴはタイヤ２の総幅を表している。図示されているように、このタイヤ２は、サイドウォール６の軸方向外側にリムプロテクター３８をさらに備えている。図中、二点鎖線Ｌはサイドウォール６とリムプロテクター３８との境界を表している。本明細書では、この総幅ＷＴに、このリムプロテクター３８の軸方向幅は考慮されない。両矢印線ＷＲは、補強層１８の軸方向幅を表している。両矢印線ＴＡは、補強層１８の厚さを表している。

このタイヤ２では、補強層１８の軸方向幅ＷＲの、総幅ＷＴに対する比率（ＷＲ／ＷＴ）は４０％以上７０％以下である。この比率（ＷＲ／ＷＴ）が４０％以上に設定されることにより、この補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この比率（ＷＲ／ＷＴ）は５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。この比率（ＷＲ／ＷＴ）が７０％以下に設定されることにより、タイヤ２の剛性過大が抑えられる。このタイヤ２は、乗り心地が維持されうる。この観点から、この比率（ＷＲ／ＷＴ）は６９％以下がより好ましく、６３％以下が特に好ましい。

タイヤ２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。

このタイヤ２では、補強層１８の厚さＴＡは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。この厚さＴＡが０．５ｍｍ以上に設定されることにより、この補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この厚さＴＡは０．６ｍｍ以上がより好ましく、０．７ｍｍ以上が特に好ましい。この厚さＴＡが１．０ｍｍ以下に設定されることにより、タイヤ２の剛性過大が抑えられる。このタイヤ２は、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さＴＡは０．９ｍｍ以下がより好ましく、０．８ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ２では、補強層１８に含まれる短繊維の平均長さ（Ｌ）は１０μｍ以上３０００μｍ以下である。この平均長さ（Ｌ）が１０μｍ以上に設定されることにより、短繊維が補強層１８の剛性を高める。この補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この平均長さ（Ｌ）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（Ｌ）が３０００μｍ以下に設定されることにより、短繊維がこの補強層１８に均一に分散する。この補強層１８は、均一な物性を有する。この補強層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（Ｌ）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（Ｌ）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。

このタイヤ２では、短繊維の平均直径（Ｄ）は、１μｍ以上１００μｍ以下である。この平均直径（Ｄ）が１μｍ以上に設定されることにより、短繊維が補強層１８の剛性を高める。この補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。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（Ｄ）が１００μｍ以下に設定されることにより、短繊維がこの補強層１８に均一に分散する。この補強層１８は、均一な物性を有する。この補強層１８を備えるタイヤ２の性能は、安定である。この観点から、この平均直径（Ｄ）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（Ｄ）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。

このタイヤ２では、短繊維の平均直径（Ｄ）に対する平均長さ（Ｌ）の比率（Ｌ／Ｄ）は、１０以上２０００以下である。この比率（Ｌ／Ｄ）が１０以上に設定されることにより、基材ゴムと短繊維との接触面積が大きくなるので、短繊維が補強層１８の剛性を高める。この補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この比率（Ｌ／Ｄ）は２０以上がより好ましく、４０以上が特に好ましい。この比率（Ｌ／Ｄ）が２０００以下に設定されることにより、短繊維がこの補強層１８に均一に分散する。この補強層１８は、均一な物性を有する。この補強層１８を備えるタイヤ２の性能は、安定である。この観点から、この比率（Ｌ／Ｄ）は１５００以下がより好ましく、１０００以下が特に好ましい。

図示されていないが、このタイヤ２では短繊維は周方向に配向している。補強層１８において、この短繊維は、半径方向の剛性上昇を抑えつつ、周方向の剛性を高める。この短繊維の配向方向が周方向に一致するとき、この短繊維はこの補強層１８の周方向の剛性を最も効果的に高める。このような補強層１８は、タイヤ２の縦剛性を上げることなく、横剛性を効果的に高めうる。このタイヤ２は、乗り心地及び操縦安定性に優れる。この観点から、この短繊維が周方向に対してなす配向角度は、０°であるのが好ましい。この配向角度の絶対値が０°以上になると、補強層１８の周方向の剛性が下がる。このタイヤ２の横剛性が下がるので、操縦安定性が低下する。操縦安定性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、３０℃以下であるのが好ましい。従って、このタイヤ２では、この配向角度は、０°以上３０°以下である。乗り心地が向上されるという観点から、この配向角度の絶対値は、２０°以下がより好ましく、１０°以下が特に好ましい。

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、補強層１８を含んだ観察試料が、タイヤ２の周方向に沿って切り出される。この観察試料には、この補強層１８の断面が含まれる。次に、この補強層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、短繊維の長手の周方向に対してなす角度が計測される。周方向が基準（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、この角度の絶対値と頻度との関係（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の絶対値が、この短繊維が周方向に対してなす配向角度として示される。具体的には、この角度の絶対値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の絶対値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０°であり、上限は９０°である。

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、補強層１８の周方向の剛性が効果的に高められる。このような補強層１８を備えたタイヤ２は、乗り心地を損なうことなく、操縦安定性に優れる。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３０°以下が好ましい。この半値幅は２０°以下であるのがより好ましく、１０°以下が特に好ましい。

前述したように、このタイヤ２では、補強層１８は短繊維を含んだゴム組成物が架橋されることにより形成される。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２質量部以上４０質量部以下である。この短繊維の配合量が２質量部以上に設定されることにより、短繊維が補強層１８の剛性を高める。この補強層１８は、タイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この短繊維の配合量は３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４０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２０質量部以下がより好ましく、１０質量部以下が特に好ましい。

このタイヤ２では、補強層１８に含まれる短繊維は、有機繊維又は紙繊維である。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。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、この短繊維としては、紙繊維が好ましい。

紙繊維は、細片化された原料紙が叩解されることにより得られる。この原料紙としては、クラフト紙及び新聞古紙が例示される。このクラフト紙は、クラフトパルプが抄紙されることにより得られる。このクラフトパルプとしては、針葉樹クラフトパルプ及び広葉樹クラフトパルプが例示される。この紙繊維は、架橋ゴムの補強効果が高められるために用いられるカーボンのような充填剤に比べて安価である。紙繊維で補強されたタイヤ２では、その剛性が安価にかつ効果的に高められる。

このタイヤ２では、補強層１８の硬度（デュロメータＡ硬さ）は、７０以上９０以下であるのが好ましい。この硬度が７０以上に設定されることにより、この補強層１８はタイヤ２を補強する。この補強層１８は、このタイヤ２の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この硬度は７４以上がより好ましく、７８以上が特に好ましい。この硬度が９０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、この硬度は８６以下がより好ましく、８２以下が特に好ましい。

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。この測定には、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。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、この試験片は得られる。この硬度が、タイヤ２から切り出される厚さが１．０ｍｍであるシート状の試験片が３枚重ねられて測定されてもよい。なお、この硬度は、温度が２５℃である条件下で測定される。

図２は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ４０の一部が示された断面図である。この図２において、上下方向がタイヤ４０の半径方向であり、左右方向がタイヤ４０の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ４０の周方向である。このタイヤ４０は、図２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４０の赤道面を表す。このタイヤ４０は、トレッド４２、サイドウォール４４、ビード４６、カーカス４８、ベルト５０、インナーライナー５２、チェーファー５４、第一補強層５６及び第二補強層５８を備えている。このタイヤ４０は、チューブレスタイプの空気入りタイヤ４０である。このタイヤ４０では、この第一補強層５６及び第二補強層５８以外の構成は、図１のタイヤ２と同一である。

図２に示されているように、第一補強層５６及び第二補強層５８はトレッド４２の半径方向内側に位置している。この第一補強層５６及び第二補強層５８は、インナーライナー５２の内側に位置している。この第一補強層５６の軸方向外側に位置する外端６０は、軸方向においてベルト５０の一方の外端６２よりも内側に配置される。図示されていないが、この第二補強層５８の軸方向外側に位置する外端も、軸方向においてベルト５０の他方の外端よりも内側に配置される。この第一補強層５６と第二補強層５８とは、軸方向において離間している。このタイヤ４０では、この第一補強層５６と第二補強層５８とは、赤道面から等しい位置に配置されている。

第一補強層５６は、周方向に延びる一枚のテープ６４ａである。第二補強層５８も、周方向に延びる一枚のテープ６４ｂである。これらのテープ６４の長手方向長さは、このタイヤ４０の内周面の周方向長さと略一致する。このタイヤ４０では、左右のバランスが考慮されて、第一補強層５６を構成するテープ６４ａと、第二補強層５８を構成するテープ６４ｂとは、同一の仕様とされている。

このタイヤ４０では、テープ６４はインナーライナー５２の内周面に接合されている。このテープ６４は、加硫工程を経たタイヤ成形体に、接合手段を用いて接合される。このタイヤ４０では、接合手段としての粘着剤が、テープ６４の接合面に予め塗布されている粘着テープが用いられている。テープ６４の接合面に接合手段としての接着剤を塗布しつつ、このテープ６４が内周面に接合されてもよい。このタイヤ４０では、作業の容易の観点から、短尺テープが間隔を開けて周方向に配置されることにより、この第一補強層５６及び第二補強層５８が構成されてもよい。この場合、この補強層１８がタイヤ４０の剛性を効果的に上げるという観点から、周方向に並ぶ短尺テープの間隔は、４０ｍｍ以下とされるのが好ましい。短尺テープが重ね合わされて周方向に配置されることにより、この第一補強層５６及び第二補強層５８が構成されてもよい。この場合、タイヤ４０の剛性が維持されるという観点から、この重なり幅は３０ｍｍ以下であるのが好ましい。

このタイヤ４０では、第一補強層５６及び第二補強層５８は走行時におけるタイヤ４０の変形を抑える。この第一補強層５６及び第二補強層５８は、タイヤ４０を補強する。この第一補強層５６及び第二補強層５８は、このタイヤ４０の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ４０では、その操舵角が５°以下である微小な操舵角でハンドルが操作されたとき、ドライバーが感じる操舵力は、大きい。ハンドル操作に伴うこの操舵力の変化も大きい。このタイヤ４０では、ハンドルを操作しているドライバーの意識と、ハンドルを通じてドライバーが感じる感覚とのズレは小さい。このようなタイヤ４０は、操縦安定性に優れる。後述するが、このタイヤ４０では、テープ６４の厚さ及び幅が最適化される。これにより、タイヤ４０の剛性過大が抑えられる。このタイヤ４０では、乗り心地の低下が抑えられる。この第一補強層５６及び第二補強層５８はテープ６４で構成されるので、タイヤ質量の増加が抑えられる。なお、この第一補強層５６及び第二補強層５８が、図１のタイヤ２のように、短繊維を含んだゴム組成物が架橋されることにより形成されてもよい。図１のタイヤ２の補強層１８が、このタイヤ４０と同じようにテープ６４で構成されてもよい。

図２において、両矢印線ＷＴはタイヤ４０の総幅を表している。図１のタイヤ２と同じように、このタイヤ４０の総幅ＷＴには、サイドウォール４４の軸方向外側に位置するリムプロテクター６６の軸方向幅は考慮されない。図中、二点鎖線Ｌはサイドウォール４４とリムプロテクター６６との境界を表している。両矢印線ＷＳ１は、第一補強層５６の軸方向幅を表している。この軸方向幅ＷＳ１は、第一補強層５６を構成するテープ６４ａの幅に相当する。両矢印線ＷＳ２は、第二補強層５８の軸方向幅を表している。この軸方向幅ＷＳ２は、第二補強層５８を構成するテープ６４ｂの幅に相当する。このタイヤ４０では、第一補強層５６の幅ＷＳ１と第二補強層５８の幅ＷＳ２との和が、補強層１８の幅ＷＲとして表される。両矢印線ＴＡ１は、第一補強層５６の厚さを表している。この厚さＴＡ１は、第一補強層５６を構成するテープ６４ａの厚さに相当する。両矢印線ＴＡ２は、第二補強層５８の厚さを表している。この厚さＴＡ２は、第二補強層５８を構成するテープ６４ｂの厚さに相当する。

このタイヤ４０では、補強層１８の幅ＷＲの、総幅ＷＴに対する比率（ＷＲ／ＷＴ）は４０％以上７０％以下である。この比率（ＷＲ／ＷＴ）が４０％以上に設定されることにより、この補強層１８は、タイヤ４０を補強する。この補強層１８は、このタイヤ４０の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ４０は、操縦安定性に優れる。この観点から、この比率（ＷＲ／ＷＴ）は５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。この比率（ＷＲ／ＷＴ）が７０％以下に設定されることにより、タイヤ４０の剛性過大が抑えられる。このタイヤ４０は、乗り心地が維持されうる。この観点から、この比率（ＷＲ／ＷＴ）は６９％以下がより好ましく、６３％以下が特に好ましい。

このタイヤ４０では、厚さＴＡ１は、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。この厚さＴＡ１が０．０５ｍｍ以上に設定されることにより、この補強層１８は、タイヤ４０を効果的に補強する。この補強層１８は、このタイヤ４０の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ４０は、操縦安定性に優れる。この観点から、この厚さＴＡ１は０．１ｍｍ以上がより好ましく、０．１５ｍｍ以上が特に好ましい。この厚さＴＡ１が１．０ｍｍ以下に設定されることにより、タイヤ４０の剛性過大が抑えられる。このタイヤ４０は、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さＴＡ１は０．５ｍｍ以下がより好ましく、０．３ｍｍ以下が特に好ましい。前述したように、このタイヤ４０では、第一補強層５６を構成するテープ６４ａと、第二補強層５８を構成するテープ６４ｂとは、同一の仕様とされる。従って、厚さＴＡ２も、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

このタイヤ４０では、第一補強層５６及び第二補強層５８を構成するテープ６４の引張強さは１５Ｎ／ｃｍ以上５００Ｎ／ｃｍ以下であるのが好ましい。この引張強さが１５Ｎ／ｃｍ以上に設定されることにより、このテープ６４からなる補強層１８はタイヤ４０を補強する。この補強層１８は、このタイヤ４０の剛性を効果的に高める。このようなタイヤ４０は、操縦安定性に優れる。この観点から、この引張強さは２０Ｎ／ｃｍ以上がより好ましく、２５Ｎ／ｃｍ以上が特に好ましい。この引張強さが５００Ｎ／ｃｍ以下に設定されることにより、タイヤ４０の剛性過大が抑えられる。この観点から、この引張強さは２００Ｎ／ｃｍ以下がより好ましく、１００Ｎ／ｃｍ以下が特に好ましい。なお、この引張強さは、ＪＩＳ−Ｋ７１２７に準じて計測される。この引張強さは、テープ６４の単位幅当たりの力で表されている。

このタイヤ４０では、テープ６４とインナーライナー５２との接着力は４Ｎ／ｃｍ以上８Ｎ／ｃｍ以下であるのが好ましい。この接着力が４Ｎ／ｃｍ以上に設定されることにより、このテープ６４とインナーライナー５２との接合が維持されうる。これにより、このテープ６４が第一補強層５６及び第二補強層５８として安定に機能しうる。この観点から、この接着力は４．５Ｎ／ｃｍ以上がより好ましく、５．０Ｎ／ｃｍ以上が特に好ましい。この接着力が８Ｎ／ｃｍ以下に設定されることにより、タイヤ４０の剛性過大が抑えられる。この観点から、この接着力は７．５Ｎ／ｃｍ以下であるのが好ましい。なお、この接着力は、ＪＩＳ−Ｋ６２５６に準じて計測される。この接着力は、テープ６４の単位幅当たりの力で表されている。

このタイヤ４０では、補強層１８に用いられるテープ６４としては、フィルム、シート及び不織布が例示される。このフィルム及びシートの材質としては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリアセタール、ナイロン並びにポリエステルのような熱可塑性樹脂が例示される。不織布が構成される基材繊維としては、ナイロン繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維のような合成繊維が例示される。

図３は、本発明のさらに他の実施形態に係る空気入りタイヤ６８の一部が示された断面図である。この図３において、上下方向がタイヤ６８の半径方向であり、左右方向がタイヤ６８の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ６８の周方向である。このタイヤ６８は、図３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６８の赤道面を表す。このタイヤ６８は、トレッド７０、サイドウォール７２、ビード７４、カーカス７６、ベルト７８、インナーライナー８０、チェーファー８２及び補強層８４を備えている。このタイヤ６８は、チューブレスタイプの空気入りタイヤ６８である。このタイヤ６８の補強層８４及びインナーライナー８０の構成以外は、図１のタイヤ２と同一である。

このタイヤ６８では、補強層８４は、トレッド７０の半径方向内側に位置する。換言すれば、この補強層８４の外端８６は、軸方向においてベルト７８の外端８８よりも内側に位置する。この補強層８４は、カーカス７６とインナーライナー８０との間に位置している。この補強層８４は、インナーライナー８０の外側に位置している。この補強層８４は、インナーライナー８０で覆われている。この補強層８４は、図１のタイヤ２と同じように、短繊維を含んだゴム組成物が架橋されることにより形成されている。従って、このタイヤ６８においても、短繊維の配合量は基材ゴム１００質量部に対して２質量部以上４０質量部以下である。この短繊維の平均長さは、１０μｍ以上３０００μｍ以下である。この短繊維の平均直径は、１μｍ以上１００μｍ以下である。この短繊維は、周方向に配向している。この短繊維が周方向に対してなす配向角度は、０°以上３０°以下である。このタイヤ６８では、この短繊維は紙繊維である。

このタイヤ６８では、補強層８４は走行時におけるタイヤ６８の変形を抑える。この補強層８４は、タイヤ６８を補強する。この補強層８４は、このタイヤ６８の剛性を効果的に高める。この補強層８４を備えたタイヤ６８では、その操舵角が５°以下である微小な操舵角でハンドルが操作されたとき、ドライバーが感じる操舵力は、大きい。ハンドル操作に伴うこの操舵力の変化も大きい。このタイヤ６８では、ハンドルを操作しているドライバーの意識と、ハンドルを通じてドライバーが感じる感覚とのズレは小さい。このようなタイヤ６８は、操縦安定性に優れる。後述するが、このタイヤ６８では、補強層８４の厚さ及び軸方向幅が最適化される。これにより、タイヤ６８の剛性過大が抑えられる。このタイヤ６８では、乗り心地の低下が抑えられる。このタイヤ６８では、タイヤ６８の剛性が高められるために、この補強層８４がサイドウォール７２の軸方向内側にまで配置される必要はない。このタイヤ６８では、この補強層８４によるタイヤ質量の増加が最小限に抑えられている。

図３において、両矢印線ＷＴはタイヤ６８の総幅を表している。図１のタイヤ２と同じように、このタイヤ６８の総幅ＷＴには、サイドウォール７２の軸方向外側に位置するリムプロテクター９０の軸方向幅は考慮されない。図中、二点鎖線Ｌはサイドウォール７２とリムプロテクター９０との境界を表している。両矢印線ＷＲは、補強層８４の軸方向幅を表している。両矢印線ＴＡは、補強層８４の厚さを表している。

このタイヤ６８では、補強層８４の軸方向幅ＷＲの、総幅ＷＴに対する比率（ＷＲ／ＷＴ）は４０％以上７０％以下である。この比率（ＷＲ／ＷＴ）が４０％以上に設定されることにより、この補強層８４は、タイヤ６８を効果的に補強する。この補強層８４は、このタイヤ６８の剛性を高める。このようなタイヤ６８は、操縦安定性に優れる。この観点から、この比率（ＷＲ／ＷＴ）は５０％以上がより好ましく、６０％以上が特に好ましい。この比率（ＷＲ／ＷＴ）が７０％以下に設定されることにより、タイヤ６８の剛性過大が抑えられる。このタイヤ６８は、乗り心地が維持されうる。この観点から、この比率（ＷＲ／ＷＴ）は６９％以下がより好ましく、６３％以下が特に好ましい。

このタイヤ６８では、補強層８４の厚さＴＡは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。この厚さＴＡが０．５ｍｍ以上に設定されることにより、この補強層８４は、タイヤ６８を効果的に補強する。この補強層８４は、このタイヤ６８の剛性を高める。このようなタイヤ６８は、操縦安定性に優れる。この観点から、この厚さＴＡは０．６ｍｍ以上がより好ましく、０．７ｍｍ以上が特に好ましい。この厚さＴＡが１．０ｍｍ以下に設定されることにより、タイヤ６８の剛性過大が抑えられる。このタイヤ６８は、乗り心地が維持されうる。この観点から、この厚さＴＡは０．９ｍｍ以下がより好ましく、０．８ｍｍ以下が特に好ましい。

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に示された基本構成を備え、下記表２に示された仕様を備えた実施例１の乗用車用の空気入りタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２１５／４５Ｒ１７」である。このタイヤの補強層は、短繊維を含むゴム組成物が架橋されて形成されている。この補強層の幅ＷＲの、タイヤ総幅ＷＴに対する比率（ＷＲ／ＷＴ）は、６２．５％である。この補強層の厚さは、１．０ｍｍである。この短繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して５質量部である。この短繊維の配向角度は、０°である。この短繊維の平均長さＬは、４００μｍである。この短繊維の平均直径は、５μｍである。このタイヤでは、この短繊維は紙繊維である。

［比較例１、１１及び１２並びに実施例２及び１８］
比率（ＷＲ／ＷＴ）を下記表１、表３及び表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。

［比較例５及び１３並びに実施例９］
補強層の厚さを下記表２及び表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１０、１１及び１２］
短繊維の材質を下記表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４及び６並びに実施例６、７、８、１３、１４及び１５］
短繊維の質量部数を下記表１、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２、３、４、７及び８並びに実施例３、５及び１６］
短繊維の平均長さＬ及び平均直径Ｄ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。

［比較例９及び１０並びに実施例１７］
短繊維の配向角度を下記表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１９］
図２に示された基本構成を備え、下記表４に示された仕様を備えた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。このタイヤでは、第一補強層及び第二補強層が、短繊維を含むゴム組成物が架橋されて形成されている。

［実施例２０］
図３に示された基本構成を備え、下記表４に示された仕様を備えた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。このタイヤでは、補強層はインナーライナーとカーカスとの間に位置している。

［比較例１８］
補強層を設けなかった他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。このタイヤは市販されている従来のタイヤである。

［実施例２３］
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２３の乗用車用の空気入りタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２１５／４５Ｒ１７」である。このタイヤでは、補強層の幅ＷＲの、タイヤ総幅ＷＴに対する比率（ＷＲ／ＷＴ）は、６２．５％である。この補強層は、テープである。このテープは、その接合面にアクリル系粘着剤が塗布された不織布である。このテープの厚さは、０．１６ｍｍである。このテープの引張強さは、２０Ｎ／ｃｍである。このテープとインナーライナーとの接着力は、７．５Ｎ／ｃｍである。

［比較例１５及び１６並びに実施例２２及び２４］
比率（ＷＲ／ＷＴ）を下記表４及び表５の通りとした他は実施例２３と同様にして、タイヤを得た。

［比較例１４及び１７並びに実施例２１及び２８］
補強層の厚さを下記表４及び表５の通りとした他は実施例２３と同様にして、タイヤを得た。

［実施例２６］
図２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２６の乗用車用の空気入りタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「２１５／４５Ｒ１７」である。このタイヤでは、補強層の幅ＷＲの、タイヤ総幅ＷＴに対する比率（ＷＲ／ＷＴ）は、６２．５％である。この補強層は、テープである。このテープは、その接合面にアクリル系粘着剤が塗布された不織布である。このテープの厚さは、０．１６ｍｍである。このテープの引張強さは、２０Ｎ／ｃｍである。このテープとインナーライナーとの接着力は、７．５Ｎ／ｃｍである。

［実施例２５及び２７］
比率（ＷＲ／ＷＴ）を下記表５の通りとした他は実施例２６と同様にして、タイヤを得た。

［実車評価］
タイヤを、排気量が２０００ｃｍ^３である前側エンジン後輪駆動の乗用車に装着した。なお、このタイヤの内圧を２３０ｋＰａとした。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。なお、乗り心地については、衝撃吸収性と、振動減衰性とが評価された。この結果が、下記の表１、表２、表３、表４及び表５に指数値で示されている。点数が高いほど、良好であることが表されている。

表１、表２、表３、表４及び表５に示されるように、実施例のタイヤは、乗り心地の低下を抑えつつ、操縦安定性に優れる。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る空気入りタイヤは、種々の乗用車に装着されうる。

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、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断面図である。 図３は、本発明のさらに他の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。

符号の説明

２、４０、６８・・・タイヤ
４、４２、７０・・・トレッド
６、４４、７２・・・サイドウォール
８、４６、７４・・・ビード
１０、４８、７６・・・カーカス
１２、５０、７８・・・ベルト
１４、５２、８０・・・インナーライナー
１６、５４、８２・・・チェーファー
１８、８４・・・補強層
２０・・・トレッド面
２２・・・溝
２４・・・コア
２６・・・エイペックス
２８・・・カーカスプライ
３０・・・内側ベルトプライ
３２・・・外側ベルトプライ
３４、３６、６０、６２、８６、８８・・・外端
３８、６６、９０・・・リムプロテクター
５６・・・第一補強層
５８・・・第二補強層
６４、６４ａ、６４ｂ・・・テープ

Claims (2)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、一対のビードと、両側のビードの間に架け渡されているカーカスと、このカーカスの内側に位置するインナーライナーと、このトレッドの半径方向内側に位置する補強層とを備えており、
   この補強層が、このインナーライナーの内側又はこのカーカスとこのインナーライナーとの間に位置しており、
   この補強層の軸方向幅の、タイヤ総幅に対する比率が、４０％以上７０％以下であり、
   この補強層の厚さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
   この補強層が、架橋されたゴム組成物からなり、
   このゴム組成物が、短繊維を含んでおり、
   この短繊維の配合量が、基材ゴム１００質量部に対して２質量部以上４０質量部以下であり、
   この短繊維の平均長さが、１０μｍ以上３０００μｍ以下であり、
   この短繊維の平均直径が、１μｍ以上１００μｍ以下であり、
   この短繊維が、周方向に配向しており、
   この短繊維が周方向に対してなす配向角度が、０°以上３０°以下である空気入りタイヤ。
2. 上記短繊維が、紙繊維である請求項１に記載のタイヤ。

Images