JP6043553B2 - 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。

タイヤの製造方法では、フォーマーのドラム上で、トレッド、サイドウォール等の部材を多数組み合わせて、ローカバー（未架橋タイヤ）が得られる。このローカバーの成形工程では、ドラムが拡径され、このローカバーの形状が整えられる。

この製造方法では、ローカバーはモールドに投入される。このとき、ブラダーはローカバーの内側に位置している。ブラダーにガスが充填されると、ブラダーは膨張する。これにより、ローカバーは変形する。モールドが締められ、ブラダーの内圧が高められる。ローカバーは、モールドとブラダーとに挟まれ加圧される。ローカバーは、ブラダー及びモールドからの熱伝導により、加熱される。加圧及び加熱により、ローカバーのゴム組成物は流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

タイヤの性能は、これを構成する部材の特性を調整することにより制御される。操縦安定性の向上の観点から、タイヤの構成部材として、短繊維を含む部材を採用することがある。

上記短繊維を含む部材の採用例が、特開２００３−１４６０２８公報に開示されている。この公報に記載のタイヤでは、短繊維を含む部材として短繊維補強ゴム層が用いられている。このタイヤでは、短繊維補強ゴム層はビードのエイペックスよりも軸方向外側に設けられている。

図７には、従来タイヤ２の一例としてランフラットタイヤが示されている。このタイヤ２は、トレッド４、ウィング６、サイドウォール８、クリンチ１０、ビード１２、カーカス１４、荷重支持層１６、ベルト１８、バンド２０、インナーライナー２２及びチェーファー２４を備えている。

このタイヤ２では、ビード１２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はリング状であり、複数本の非伸縮性ワイヤーを含む。エイペックス２８は、半径方向外向きに先細りなテーパ状であり、高硬度な架橋ゴムからなる。カーカス１４をなすカーカスプライ３０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３０は、コア２６の周りにて、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３０の端３０ｅは、トレッド４の近傍にまで至っている。このカーカス１４の構造は、超ハイターンアップ構造と称される。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、三日月に類似の形状である。荷重支持層１６は、高硬度な架橋ゴムからなる。

このタイヤ２では、パンクによってその内圧が低下した場合、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。

特開２００３−１４６０２８公報

上記図７に示されたタイヤ２では、パンクによってタイヤ２の内圧が低下した場合における、このタイヤ２の耐久性（ランフラット耐久性とも称されている。）の向上の観点から、大きな厚みを有する荷重支持層１６を採用することがある。しかしこの荷重支持層１６は、質量の増加を招く恐れがある。しかもこの荷重支持層１６は、剛性に影響する。この荷重支持層１６は、乗り心地を低下させる恐れもある。

前述の、短繊維を含む部材によれば、質量の増加を抑えつつ、タイヤ２の剛性を調整できる。しかし、短繊維を多く含む部材の伸びは小さい。このため、タイヤ２の加硫工程において、ブラダーが膨張しローカバーが変形するとき、この部材がこの変形に追随できないことがある。ローカバーの変形を伴う製造方法では、短繊維を多く含む部材は採用できないという問題がある。

このタイヤ２では、荷重支持層１６は、ゴム組成物を押し出して得たシートを用いて形成される。形成のとき、シートの一端とその他端とが継ぎ合わされる。このタイヤ２のローカバーでは、荷重支持層１６に継ぎ目がある。

前述したように、タイヤ２の加硫工程では、ブラダーが膨張しローカバーが変形する。この変形は例えば、荷重支持層１６に形態変化を招来する。前述したように、荷重支持層１６には継ぎ目がある。継ぎ目の部分の強度は、この継ぎ目のない部分の強度よりも小さい。このため、ローカバーが変形すると、継ぎ目の部分において、形態が顕著に変化する。このタイヤ２では、継ぎ目の部分の形態がこの継ぎ目のない部分の形態と相違することがある。この形態の相違がランフラット耐久性に影響することがある。

本発明の目的は、質量の増加を抑えつつ、パンクによってタイヤの内圧が低下した場合における、耐久性の向上が達成された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、トロイダル状の中子の外面において組み立てられ、モールドとこの中子との間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱されることにより形成される。このタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが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、それぞれが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クリンチと、それぞれがクリンチよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれがカーカスよりも軸方向内側に位置する一対の荷重支持層とを備えている。この荷重支持層は、基材ゴム及び短繊維を含むゴム組成物が架橋されたものからなる。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記カーカスはカーカスプライを備えている。上記ビードは、第一コアとこの第一コアよりも軸方向外側に位置する第二コアとを備えている。上記カーカスプライの端部は、上記第一コアと上記第二コアとの間に挟まれている。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記ビードは半径方向外向きに先細りな形状を呈するエイペックスをさらに備えている。このエイペックスは、上記カーカスプライよりも軸方向外側に位置し、かつ、上記第二コアを覆っている。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記短繊維の配合量は上記基材ゴム１００質量部に対して５質量部以上６０質量部以下である。より好ましくは、上記短繊維の配合量は、上記基材ゴム１００質量部に対して３０質量部以上である。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記荷重支持層における短繊維は周方向に配向している。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記荷重支持層は上記ゴム組成物からなるストリップを周方向に螺旋状に巻回すことにより形成されている。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、断面高さの半分の高さに相当する位置において、上記荷重支持層の厚さの上記サイドウォールの厚さに対する比は１以上５以下である。

好ましくは、この空気入りタイヤは、上記荷重支持層の硬度は６０以上８５以下である。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、
（１）トロイダル状の中子の外面において、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが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、それぞれが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クリンチと、それぞれがクリンチよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれがカーカスよりも軸方向内側に位置する一対の荷重支持層とを備えており、この荷重支持層が基材ゴム及び短繊維を含むゴム組成物からなる、ローカバーが組み立てられる工程と、
（２）このローカバーが、モールドに投入される工程
及び
（３）このローカバーが、このモールドと上記中子との間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱される工程
を含む。

本発明に係る空気入りタイヤでは、質量の増加を抑えつつ、パンクによってタイヤの内圧が低下した場合における、耐久性の向上が達成される。

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拡大断面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、図３の荷重支持層の短繊維が示された模式図である。 図５は、荷重支持層のためのストリップの一部が示された斜視図である。 図６は、図１のタイヤの製造の様子が示された模式図である。 図７は、従来のタイヤの一部が示された断面図である。

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には、空気入りタイヤ３２が示されている。図１において、上下方向がタイヤ３２の半径方向であり、左右方向がタイヤ３２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ３２の周方向である。図１において、一点鎖線ＣＬはタイヤ３２の赤道面を表わす。このタイヤ３２の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。

図１において、実線ＢＢＬはビードベースラインを表している。このビードベースラインは、タイヤ３２が装着されるリム（図示されず）のリム径（ＪＡＴＭＡ参照）を規定する線である。両矢印Ｈは、ビードベースラインからタイヤ３２の赤道までの半径方向距離を表している。この距離Ｈは、このタイヤ３２の断面高さである。符号Ｐｈで示されているのは、ビードベースラインからの半径方向距離（図中の両矢印Ｈｈ）が断面高さＨの半分となる、このタイヤ３２の外面上の位置である。この符号Ｐｈは、このタイヤ３２の断面高さＨの半分の高さに相当する位置を表している。

このタイヤ３２は、トレッド３４、サイドウォール３６、クリンチ３８、ビード４０、カーカス４２、ベルト４４、バンド４６、インナーライナー４８、チェーファー５０及び荷重支持層５２を備えている。このタイヤ３２は、チューブレスタイプである。このタイヤ３２は、乗用車に装着される。

トレッド３４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド３４の外面は、路面と接地するトレッド面５４を形成する。トレッド面５４には、溝５６が刻まれている。この溝５６により、トレッドパターンが形成されている。トレッド３４は、ベース層５８とキャップ層６０とを有している。ベース層５８は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層５８の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層６０は、ベース層５８の半径方向外側に位置している。キャップ層６０は、ベース層５８に積層されている。キャップ層６０は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。

サイドウォール３６は、トレッド３４の端から半径方向略内向きに延びている。サイドウォール３６は、軸方向においてカーカス４２よりも外側に位置している。このサイドウォール３６は、その半径方向外側端において、トレッド３４と接合されている。このサイドウォール３６は、その半径方向内側端において、クリンチ３８と接合されている。サイドウォール３６は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。このサイドウォール３６は、カーカス４２の損傷を防止する。

クリンチ３８は、サイドウォール３６よりも半径方向略内側に位置している。クリンチ３８は、軸方向において、ビード４０及びカーカス４２よりも外側に位置している。クリンチ３８は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。クリンチ３８は、リム（図示されず）のフランジと当接する。このタイヤ３２では、クリンチ３８の外端３８ｅの位置は半径方向において位置Ｐｈと一致している。半径方向において、クリンチ３８の外端３８ｅが位置Ｐｈよりも外側に位置してもよいし、この位置Ｐｈよりも内側に位置してもよい。タイヤ３２のサイドウォール３６の部分における剛性の制御が容易との観点から、クリンチ３８の外端３８ｅの位置は半径方向において位置Ｐｈと一致するか、このクリンチ３８の外端３８ｅが位置Ｐｈよりも半径方向内側に位置しているのが好ましい。

ビード４０は、サイドウォール３６よりも半径方向略内側に位置している。ビード４０は、クリンチ３８よりも軸方向内側に位置している。

このタイヤ３２では、ビード４０は、第一コア６２ａと、第二コア６２ｂと、エイペックス６４とを備えている。より詳細には、このタイヤ３２のビード４０は、第一コア６２ａ、第二コア６２ｂ及びエイペックス６４から構成されている。

第一コア６２ａは、軸方向においてカーカス４２よりも内側に位置している。第一コア６２ａは、リング状であり、巻回された非伸縮性の第一ワイヤー６６ａを含む。このタイヤ３２の第一コア６２ａは、第一ワイヤー６６ａを周方向に沿って渦巻き状に巻き回すことにより形成されている。第一ワイヤー６６ａの典型的な材質は、スチールである。

第二コア６２ｂは、軸方向において第一コア６２ａよりも外側に位置している。第二コア６２ｂは、軸方向においてカーカス４２よりも外側に位置している。図から明らかなように、第二コア６２ｂはエイペックス６４で覆われている。第二コア６２ｂはリング状であり、巻回された非伸縮性の第二ワイヤー６６ｂを含む。このタイヤ３２の第二コア６２ｂは、第二ワイヤー６６ｂを周方向に沿って渦巻き状に巻き回すことにより形成されている。第二ワイヤー６６ｂの典型的な材質は、スチールである。このタイヤ３２では、第二ワイヤー６６ｂは第一ワイヤー６６ａと同等である。

エイペックス６４は、高硬度な架橋ゴムからなる。エイペックス６４は、軸方向においてカーカス４２よりも外側に位置している。図から明らかなように、エイペックス６４はクリンチ３８とカーカス４２との間に位置している。このエイペックス６４は、半径方向外向きに先細りな形状を呈している。エイペックス６４の外端６４ｅは、半径方向において第二コア６２ｂの外端６６ｂｅより外側に位置している。エイペックス６４の外端６４ｅは、半径方向において第一コア６２ａの外端６２ａｅより外側に位置している。エイペックス６４の外端６４ｅは、半径方向においてクリンチ３８の外端３８ｅよりも内側に位置している。

このタイヤ３２では、エイペックス６４は十分な大きさを有している。このエイペックス６４を含むビード４０は、タイヤ３２をリムに十分に締め付ける。このビード４０には、カーカス４２の軸方向内側に位置する別のエイペックスは不要である。このビード４０は、タイヤ３２を構成する部品数の低減に寄与しうる。しかもカーカス４２の軸方向外側にのみエイペックス６４を設ければよいので、このビード４０の製造は容易である。このビード４０は、生産性の向上に寄与しうる。

カーカス４２は、カーカスプライ６８を備えている。このタイヤ３２のカーカス４２は、一枚のカーカスプライ６８からなる。このカーカス４２が２枚以上のカーカスプライ６８から形成されてもよい。カーカスプライ６８は、両側のビード４０の間に架け渡されており、トレッド３４及びサイドウォール３６の内側に沿っている。このタイヤ３２では、カーカスプライ６８の端部はビード４０の第一コア６２ａとその第二コア６２ｂとの間に挟まれている。

このタイヤ３２では、カーカス４２の形成に際し、従来のタイヤ２のように、カーカスプライ６８を折り返す必要はない。このタイヤ３２では、カーカス４２の形成は容易である。このカーカス４２は、生産性の向上に寄与しうる。

図示されていないが、カーカスプライ６８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。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、７５°から９０°である。換言すれば、このカーカス４２はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、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４４は、カーカス４２の半径方向外側に位置している。ベルト４４は、カーカス４２と積層されている。ベルト４４は、カーカス４２を補強する。ベルト４４は、内側層７０ａ及び外側層７０ｂからなる。図から明らかなように、軸方向において、内側層７０ａの幅は外側層７０ｂの幅よりも若干大きい。このタイヤ３２では、内側層７０ａの端７０ａｅがベルト４４の端である。ベルト４４の軸方向幅は、タイヤ３２の最大幅の０．７倍以上が好ましい。ベルト４４が、３以上の層７０を備えてもよい。

図示されていないが、内側層７０ａ及び外側層７０ｂ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。それぞれのコードは、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。内側層７０ａのコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層７０ｂのコードの赤道面に対する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４６は、ベルト４４の半径方向外側に位置している。このタイヤ３２では、バンド４６の軸方向幅はベルト４４の軸方向幅よりも若干大きい。図示されていないが、バンド４６はコードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド４６は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、５°以下、さらには２°以下である。このコードによりベルト４４が拘束されるので、ベルト４４のリフティングが抑制される。ベルト４４が効果的に拘束されるとの観点から、バンド４６の軸方向幅はベルト４４の軸方向幅の０．９倍以上１．１倍以下が好ましい。このタイヤ３２では、バンド４６のコード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、ポリエチレンテレフタレート繊維、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４８は、カーカス４２の内側に位置している。このインナーライナー４８は、タイヤ３２の内面を形成している。インナーライナー４８は、架橋ゴムからなる。インナーライナー４８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４８の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー４８は、タイヤ３２の内圧を保持する。

チェーファー５０は、ビード４０の近傍に位置している。タイヤ３２がリムに組み込まれると、チェーファー５０はリムと当接する。この当接により、ビード４０の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー５０は布とこの布に含浸したゴムとからなる。このチェーファー５０がクリンチ３８と一体とされてもよい。この場合は、チェーファー５０の材質はクリンチ３８の材質と同じとされる。

荷重支持層５２は、サイドウォール３６よりも軸方向内側に位置している。荷重支持層５２は、カーカス４２よりもさらに軸方向内側に位置している。荷重支持層５２は、インナーライナー４８よりも軸方向外側に位置している。荷重支持層５２は、半径方向略外向きに先細りな形状を呈している。この荷重支持層５２の半径方向外側端５２ｅは、軸方向において、ベルト４４の外側層７０ｂの端７０ｂｅよりも内側に位置している。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２はゴム組成物が架橋されたものからなる。このゴム組成物は、基材ゴムを含む。こ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。２種以上のゴムが併用されてもよい。

荷重支持層５２のゴム組成物は、短繊維をさらに含む。短繊維は、荷重支持層５２の強度に寄与しうる。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。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。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２に含まれる短繊維の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して５質量部以上６０質量部以下が好ましい。この短繊維の配合量が５質量部以上に設定されることにより、荷重支持層５２が適度な強度を有する。この荷重支持層５２は、タイヤ３２の剛性に寄与しうる。この観点から、この短繊維の配合量は、１５質量部以上がより好ましく、２５質量部以上ががさらに好ましく、３０質量部以上が特に好ましい。この短繊維の配合量が６０質量部以下に設定されることにより、荷重支持層５２がインナーライナー４８及びカーカス４２のそれぞれと十分に接合されうる。このタイヤ３２は、耐久性に優れる。この観点から、この短繊維の配合量は５５質量部以下がより好ましく、４５質量部以下が特に好ましい。

好ましくは、荷重支持層５２のゴム組成物は、硫黄を含む。硫黄により、ゴム分子同士が架橋される。硫黄と共に、又は硫黄に代えて、他の架橋剤が用いられてもよい。電子線によって架橋がなされてもよい。

好ましくは、荷重支持層５２のゴム組成物は、硫黄と共に加硫促進剤を含む。スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤等が、用いられうる。

荷重支持層５２のゴム組成物は、補強材を含む。典型的な補強材は、カーボンブラックである。ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等が用いられうる。荷重支持層５２の強度の観点から、カーボンブラックの量は、基材ゴム１００質量部に対して５質量部以上が好ましい。荷重支持層５２の軟質の観点から、カーボンブラックの量は５０質量部以下が好ましい。カーボンブラックと共に、又はカーボンブラックに代えて、シリカが用いられてもよい。乾式シリカ及び湿式シリカが用いられうる。

荷重支持層５２のゴム組成物は、軟化剤を含む。好ましい軟化剤として、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル及び芳香族系プロセスオイルが例示される。荷重支持層５２の軟質の観点から、軟化剤の量は、基材ゴム１００質量部に対して１０質量部以上が好ましい。荷重支持層５２の強度の観点から、軟化剤の量は４０質量部以下が好ましい。

荷重支持層５２のゴム組成物には、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、架橋助剤等が、必要に応じ添加される。

図２には、図１のタイヤ３２の一部が示されている。この図２には、荷重支持層５２の設けられている部分が拡大して示されている。この図２において、上下方向がタイヤ３２の半径方向であり、左右方向がタイヤ３２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ３２の周方向である。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、荷重支持層５２の一部が示されている。この図３において、上下方向がタイヤ３２の半径方向であり、左右方向がタイヤ３２の周方向である。

図示されているように、荷重支持層５２は、多数の短繊維７２と、マトリクス７４とで構成されている。換言すれば、この荷重支持層５２は繊維補強ゴム（ＦＲＲ）からなる。これら短繊維７２は、マトリクス７４に分散している。これら短繊維７２の長手方向は、略周方向に沿っている。この荷重支持層５２において、短繊維７２は周方向に配向している。短繊維７２は、荷重支持層５２の強度に効果的に寄与しうる。

図４は、図３の荷重支持層５２の短繊維７２が示された模式図である。図４において、左右方向が周方向である。矢印θで示されているのは、短繊維７２の角度である。角度θは、直線Ｘ１と直線Ｘ２とのなす角度の絶対値である。直線Ｘ１は、周方向に延びている。直線Ｘ２は、短繊維７２の一端７６ａ及び他端７６ｂを通過している。この角度θは、短繊維７２の長手方向が周方向に対してなす角度である。角度θは、０°以上９０°以下である。なお、図４中、両矢印Ｌで示されているのが繊維長である。この繊維長Ｌは、一端７６ａから他端７６ｂまでの長さが計測されることにより得られる。

荷重支持層５２がタイヤ３２の剛性に効果的に寄与しうるとの観点から、角度θが２０°以下である短繊維７２の数の、短繊維７２の総数に対する比率は、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、９０％以上が特に好ましい。比率の算出においては、荷重支持層５２の、周方向に沿った断面に露出した短繊維７２の角度が、測定される。無作為に抽出された１００本の短繊維７２について、角度の測定がなされる。なお、角度θが２０°以下である短繊維７２の数の、短繊維７２の総数に対する比率が９０％以上である場合が、荷重支持層５２における短繊維７２が周方向に配向している状態である。

このタイヤ３２では、短繊維７２が荷重支持層５２の強度を効果的に高めている。この荷重支持層５２は、タイヤ３２の剛性に寄与しうる。このタイヤ３２では、サイドウォール３６の軸方向内側において、カーカス４２とインナーライナー４８との間に、荷重支持層５２が位置している。このタイヤ３２では、パンクによってその内圧が低下した場合、荷重支持層５２が車重を支えうる。これにより、内圧が低い場合でも、タイヤ３２はある程度の距離を走行しうる。このタイヤ３２は、ランフラットタイヤである。このタイヤ３２は、サイド補強型である。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２に含まれる短繊維７２が質量に与える影響は小さい。このタイヤ３２では、質量の増加が抑えられている。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２に含まれる短繊維７２が周方向に配向しているので、荷重支持層５２による、サイドウォール３６の部分の撓みへの影響が抑えられている。このタイヤ３２では、乗り心地が適切に維持される。

このタイヤ３２では、短繊維７２が効果的に荷重支持層５２の強度を高めるとの観点から、短繊維７２の平均長さＬ（図４参照）は、２０μｍ以上が好ましい。平均長さＬが２０μｍ以上である短繊維７２により、荷重支持層５２が十分に補強される。マトリクス７４への分散性の観点から、平均長さＬは５０００μｍ以下が好ましい。

短繊維７２の平均直径Ｄは、０．０４μｍ以上が好ましい。平均直径Ｄが０．０４μｍ以上である短繊維７２により、荷重支持層５２の強度が十分に高められる。マトリクス７４への分散性の観点から、平均直径Ｄは５００μｍ以下が好ましい。

短繊維７２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７２により、荷重支持層５２の強度が十分に高められる。マトリクス７４への分散性の観点から、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は５００以下が好ましい。

後述するが、このタイヤ３２では、荷重支持層５２の厚さ及びサイドウォール３６の厚さが適切に調整されている。このタイヤ３２では、この荷重支持層５２に加えて、カーカス４２とサイドウォール３６との間に別の荷重支持層を設ける必要がない。言い換えれば、このタイヤ３２には、カーカス４２とサイドウォール３６との間に荷重支持層は不要である。本発明によれば、軽量化が達成されうる。しかも本発明は、タイヤ３２を構成する部材の数の低減に寄与しうる。本発明にによれば、生産コストの低減が達成されうる。

以上説明されたタイヤ３２は、次のようにして製造される。この製造方法では、中子が準備される。図示されていないが、この中子はトロイダル状の外面を備えている。この外面は、空気が充填されその内圧が正規内圧の５％に保持された状態にあるタイヤ３２の内面形状に近似されている。

この製造方法では、中子の外面にインナーライナー４８が巻かれる。荷重支持層５２のゴム組成物が押し出され、図５に示されたストリップ７８が形成される。図５中、矢印Ａで示された方向はこのストリップ７８の長さ方向である。この長さ方向は、ストリップ７８の押出方向でもある。

この製造方法では、ストリップ７８はその断面形状が矩形状を呈するように成形される。前述したように、荷重支持層５２のゴム組成物は短繊維７２を含んでいる。したがって、このストリップ７８も短繊維７２を含んでいる。ストリップ７８はゴム組成物を押し出して成形されるので、短繊維７２は、このストリップ７８において、その押出方向、言い換えれば、その長さ方向に配向している。ここで「長さ方向に配向」とは、長手方向がストリップ７８の長さ方向に対してなす角度が２０°以下である短繊維７２の数の、短繊維７２の総数に対する比率が９０％以上である場合を意味している。このストリップ７８における短繊維７２の長手方向がストリップ７８の長さ方向に対してなす角度は、前述の、荷重支持層５２における角度θの計測方法と同様の方法で計測される。なお、比率の算出においては、ストリップ７８の表面に露出した短繊維７２の角度が、測定される。

この製造方法では、ストリップ７８はインナーライナー４８上に巻回される。これにより、タイヤ３２のサイドウォール３６に相当する部分に、架橋により荷重支持層５２をなす要素が形成される。

この製造方法では、荷重支持層５２をなす要素が形成されると、この要素にビード４０の一部をなす第一コア６２ａが組み合わされる。インナーライナー４８に、荷重支持層５２をなす要素及び第一コア６２ａが組み合わされたものの外側に、カーカスプライ６８が形成される。このカーカスプライ６８の端部に、ビード４０の他の一部をなす第二コア６２ｂが組み合わされる。この第二コア６２ｂを覆うように、エイペックス６４が組み合わされる。ベルト４４、サイドウォール３６、トレッド３４等がさらに組み合わされ、ローカバー（未架橋タイヤ）が得られる。この製造方法では、ローカバーが組み立てられる工程は成形工程と称されている。

この製造方法では、中子の外面において荷重支持層５２をはじめとする多数の要素が組み合わされてローカバーが得られる。言い換えれば、ローカバーは中子の外面において組み立てられる。前述したように、中子の外面は、空気が充填されその内圧が正規内圧の５％に保持された状態にあるタイヤ３２の内面形状に近似されている。この製造方法では、従来の製造方法のようなローカバーのシェーピングは不要である。この製造方法では、成形工程においてローカバーは引き延ばされない。

ローカバーは、開かれたモールドに投入される。この製造方法では、ローカバーは中子に組み合わされた状態でモールドに投入される。したがって、モールドに投入されたローカバーの内側には、中子が位置している。

この製造方法では、図６に示されているように、モールド（図中の符号Ｍ）が締められると、ローカバー（図中の符号Ｒ）はモールドＭのキャビティ面８０と中子（図中の符号Ｎ）の外面８２とに挟まれて加圧される。ローカバーＲは、中子Ｎ及びモールドＭからの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーＲのゴム組成物が流動する。加熱によりゴム組成物が架橋反応を起こし、図１に示されたタイヤ３２が得られる。このタイヤ３２は、ローカバーＲをモールドＭと中子Ｎとの間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱することにより形成される。この製造方法では、ローカバーＲが加圧及び加熱される工程は架橋工程と称される。

前述したように、この製造方法では、ローカバーＲは中子Ｎに組み合わされた状態でモールドＭに投入され、モールドＭのキャビティ面８０と中子Ｎの外面８２とに挟まれて加圧及び加熱される。この製造方法では、従来の製造方法で使用されるブラダーは不要である。この製造方法では、架橋工程においてローカバーＲは引き延ばされない。

このタイヤ３２の荷重支持層５２は、短繊維７２を含むゴム組成物からなる要素をモールドＭと中子Ｎとの間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱することにより形成される。前述したように、この製造方法では、成形工程においてローカバーＲは引き延ばされない。架橋工程においても、ローカバーＲは引き延ばされない。このため、この製造方法では、荷重支持層５２のためのストリップ７８が、作業者が指で摘んで引っ張ると伸びずに破断してしまう程度に多量の短繊維を含んでいても、このストリップ７８から荷重支持層５２が形成され、ローカバーＲが得られる。そして、このローカバーＲからタイヤ３２が得られる。この製造方法によれば、多量の短繊維７２を含有する荷重支持層５２を備えたタイヤ３２が高品質にしかも安定に生産されうる。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２はストリップ７８を周方向に螺旋状に巻回して形成される。この荷重支持層５２には、一枚のシートを用いて形成された従来の荷重支持層１６のように、シートを巻き回して、このシートの一端とその他端とを継ぎ合わせることにより形成される、継ぎ目はない。この荷重支持層５２の形態は、特異でない。しかもローカバーＲを引き延ばすことなくタイヤ３２が得られるので、このタイヤ３２の製造方法では、荷重支持層５２の形態変化が効果的に抑えられる。この荷重支持層５２は、周方向において一様な形態を有する。この荷重支持層５２は、パンクによってタイヤ３２の内圧が低下した場合における、このタイヤ３２の耐久性（ランフラット耐久性とも称されている。）の向上に寄与しうる。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２の硬度は６０以上８５以下が好ましい。この硬度が６０以上に設定されることにより、パンクによってこのタイヤ３２の内圧が低下した場合、この荷重支持層５２が車重の支持に効果的に寄与しうる。この観点から、この硬度は６５以上がより好ましい。この硬度が８５以下に設定されることにより、荷重支持層５２によるサイドウォール３６の部分の撓みへの影響が抑えられる。このタイヤ３２では、乗り心地が適切に維持される。この観点から、この硬度は８０以下がより好ましい。

本願において、硬度はＪＩＳ−Ａ硬度である。この硬度は、「ＪＩＳ−Ｋ６２５３」の規定に準拠して、２３℃の環境下で、タイプＡのデュロメータによって測定される。より詳細には、硬度は、図１に示された断面にタイプＡのデュロメータが押し付けられることで測定される。

このタイヤ３２では、サイドウォール３６の硬度は４０以上７５以下が好ましい。この硬度が４０以上に設定されることにより、サイドウォール３６がタイヤ３２の剛性に効果的に寄与しうる。このタイヤ３２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この硬度は４５以上がより好ましい。この硬度が７５以下に設定されることにより、このタイヤ３２の剛性過大が効果的に抑えられる。このタイヤ３２では、乗り心地が適切に維持される。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、両矢印ｅは位置Ｐｈにおける荷重支持層５２の厚さを表している。両矢印Ｅは、位置Ｐｈにおけるサイドウォール３６の厚さを表している。

このタイヤ３２では、荷重支持層５２の厚さｅは１ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましい。この厚さｅが１ｍｍ以上に設定されることにより、パンクによってこのタイヤ３２の内圧が低下した場合、この荷重支持層５２が車重の支持に効果的に寄与しうる。この観点から、この厚さｅは３ｍｍ以上がより好ましい。この厚さｅが１５ｍｍ以下に設定されることにより、荷重支持層５２による、サイドウォール３６の部分の撓みへの影響が抑えられる。このタイヤ３２では、乗り心地が適切に維持される。しかもこの厚みｅが過大でないので、タイヤ３２の質量が適切に維持される。この観点から、この厚みｅは１２ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ３２では、サイドウォール３６の厚さＥは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。この厚さＥが１ｍｍ以上に設定されることにより、サイドウォール３６がカーカス４２の保護に効果的に寄与しうる。この観点から、この厚さＥは２ｍｍ以上がより好ましい。この厚さＥが１０ｍｍ以下に設定されることにより、サイドウォール３６による撓みへの影響が抑えられる。このタイヤ３２では、乗り心地が適切に維持される。しかもこの厚みＥが過大でないので、タイヤ３２の質量が適切に維持される。この観点から、この厚みＥは７ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ３２では、サイドウォール３６の厚さＥに対する荷重支持層５２の厚さｅの比は１以上５以下が好ましい。この比が１以上に設定されることにより、パンクによってこのタイヤ３２の内圧が低下した場合、この荷重支持層５２が車重の支持に効果的に寄与しうる。しかもこの荷重支持層５２がタイヤ３２の剛性に効果的に寄与するので、このタイヤ３２は操縦安定性に優れる。この観点から、この比は２以上がより好ましい。この比が５以下に設定されることにより、荷重支持層５２によるサイドウォール３６の部分の撓みへの影響が抑えられる。このタイヤ３２では、乗り心地が適切に維持される。この観点から、この比は３．５以下がより好ましい。

図５において、両矢印ＴＴは荷重支持層５２の形成に用いるストリップ７８の厚みを表している。両矢印ＷＴは、このストリップ７８の幅を表している。

この製造方法では、厚みＴＴは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。この厚みＴＴが０．３ｍｍ以上に設定されることにより、ストリップ７８の強度が適切に維持される。しかもこのストリップ７８により形成される荷重支持層５２が、タイヤ３２の剛性に効果的に寄与しうる。この観点から、この厚みＴＴは０．５ｍｍ以上がより好ましい。この厚みＴＴが２．０ｍｍ以下に設定されることにより、このストリップ７８により形成される荷重支持層５２がタイヤ３２の質量に与える影響が抑えられる。しかも、この厚みＴＴに起因する段差の形成が防止される。このストリップ７８によれば、タイヤ３２の耐久性への影響が抑えられた荷重支持層５２が形成されうる。この観点から、この厚みＴＴは１．０ｍｍ以下がより好ましい。

この製造方法では、幅ＷＴは３ｍｍ以上２５ｍｍ以下が好ましい。この幅ＷＴが３ｍｍ以上に設定されることにより、このタイヤ３２の生産性が適切に維持されうる。この観点から、この幅ＷＴは５ｍｍ以上が好ましい。この幅ＷＴが２５ｍｍ以下に設定されることにより、このストリップ７８の巻き始めと巻き終わりにおける剛性差が適切に維持される。このストリップ７８によれば、荷重支持層５２がタイヤ３２の耐久性を阻害することが防止されうる。この観点から、この幅ＷＴは１５ｍｍ以下がより好ましい。

本発明では、タイヤ３２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ３２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ３２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３２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３２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３２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３２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。

［実施例１］
中子の外面にローカバーを成形し、この中子と組み合わせたままこのローカバーをモールドに投入した。このローカバーをモールドと中子との間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱することにより、図１に示された基本構成を備え、下記の表１に示された仕様を備えた実施例１の空気入りタイヤ（サイズ：２４５／４０Ｒ１８）を得た。このタイヤは、ランフラットタイヤである。このタイヤが中子工法で製造されたことが、この表において「Ａ」で表されている。荷重支持層の形成には、短繊維の配合量が４０質量部とされたゴム組成物からなるストリップが用いられた。このストリップを周方向に螺旋状に巻回すことにより、荷重支持層が形成された。このストリップの幅ＷＴは１０ｍｍとされ、その厚さＴＴは０．８ｍｍとされた。なお、このストリップを指で摘んでその長さ方向に引っ張ると、このストリップは直ぐに破断した。このことが、この表において、「Ｂ」で表されている。短繊維には、アラミド繊維からなる短繊維（平均外径＝１０μｍ、平均長さ＝５００μｍ）が用いられた。荷重支持層の硬度は、７５とされた。サイドウォールの硬度は、６０とされた。このタイヤの断面高さの、半分の高さに相当する位置における、荷重支持層の厚さｅは１０ｍｍとされた。この位置におけるサイドウォールの厚さＥは、４ｍｍとされた。したがって厚さＥに対する厚さｅの比（ｅ／Ｅ）は２．５であった。

［実施例２−９及び比較例４］
ゴム組成物における短繊維の配合量を下記の表２及び３の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２−９及び比較例４のタイヤを得た。比較例４及び実施例２−５では、ストリップを指で摘んで長さ方向に引っ張ると、このストリップは僅かに伸長した（伸長率で約３％）。このことが、この表において、「Ｓ」で表されている。これら以外では、ストリップを指で摘んで長さ方向に引っ張ると直ぐにこのストリップは破断した。

［実施例１０−２１］
厚さｅ及び厚さＥを変えることにより比（ｅ／Ｅ）を下記の表４、５及び６の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例１０−２１のタイヤを得た。

［実施例２２−２９］
荷重支持層の硬度を下記の表７及び８の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２２−２９のタイヤを得た。

［比較例１］
従来の製造方法により、図７に示された基本構成を備え、下記の表１に示された仕様を備えた比較例１の空気入りタイヤ（サイズ：２４５／４０Ｒ１８）を得た。このタイヤは、従来のランフラットタイヤである。このタイヤでは、荷重支持層はシートを用いて形成された。したがって、この荷重支持層には継ぎ目がある。この製造方法では、その成形工程において、ローカバーはシェーピングされた。架橋工程では、ブラダーを用いてローカバーが膨張された。このように従来の製造方法によりこのタイヤが製造されたことが、この表において「Ｃ」で表されている。このタイヤの荷重支持層の硬度は、７５とされた。このタイヤの断面高さＨの半分の高さＨｈにおける、この荷重支持層の厚さｅは１２ｍｍとされた。この断面高さＨの半分の高さＨｈにおける、サイドウォールの厚さＥは４ｍｍとされた。したがって厚さＥに対する厚さｅの比（ｅ／Ｅ）は３であった。なお、この荷重支持層には短繊維は含まれていない。

［比較例２−３］
荷重支持層にアラミド繊維からなる短繊維（平均外径＝１０μｍ、平均長さ＝５００μｍ）を配合し、その配合量を下記の表１の通りとした他は比較例１と同様にして、比較例２−３のタイヤを得た。

［タイヤ質量］
タイヤの質量を計測した。この結果が、比較例１を１００とした指数値で下記の表１から８に示されている。数値が小さいほど質量が小さいことが示されている。

［耐久性］
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１８０ｋＰａとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、７．５ｋＮの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤの内圧を常圧としてパンク状態を再現し、このタイヤを８０ｋｍ／ｈの速度で、半径が１．７ｍであるドラムの上を走行させた。タイヤが破壊するまでの走行距離を、測定した。この結果が、比較例１を１００とした指数値で下記の表１から８に示されている。数値が大きいほど、好ましい。

［操縦安定性及び乗り心地］
タイヤを１８×８．５Ｊのリムに組み込み、標準内圧となるようにタイヤに空気を充填した。これを、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。ドライバーに、この乗用車をレーシングサーキットで運転させて、操縦安定性及び乗り心地を評価させた。この結果が、満点が１０点とされた指数として下記の表１から８に示されている。数値が大きいほど好ましい。

［生産性］
１本のタイヤの生産に要する時間を計測した。その結果（計測された時間）が、下記の表１から８に、比較例１を１００とした指数値で示されている。この数値が小さいほど、評価が高い。

表１から８に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。なお、比較例３では、シェーピング中にストリップが破断したため、ローカバーを成形することができなかった。したがって、この比較例３のタイヤは製造できなかった。

以上説明された方法は、様々なタイヤの製造にも適用されうる。

２、３２・・・タイヤ
４、３４・・・トレッド
８、３６・・・サイドウォール
１０、３８・・・クリンチ
１２、４０・・・ビード
１４、４２・・・カーカス
１６、５２・・・荷重支持層
２６、６２ａ、６２ｂ・・・コア
２８、６４・・・エイペックス
３０、６８・・・カーカスプライ
５２ｅ・・・端
５４・・・トレッド面
７２・・・短繊維
７４・・・マトリクス
７６ａ、７６ｂ・・・端
７８・・・ストリップ

Claims (9)

1. 中子工法で製造された空気入りタイヤであって、
   その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが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、それぞれが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クリンチと、それぞれがクリンチよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれがカーカスよりも軸方向内側に位置する一対の荷重支持層とを備えており、
   この荷重支持層が、基材ゴム及び短繊維を含むゴム組成物が架橋されたものからなり、
   上記短繊維の配合量が、上記基材ゴム１００質量部に対して３０質量部以上６０質量部以下である、空気入りタイヤ。
2. 上記カーカスがカーカスプライを備えており、
   上記ビードが第一コアとこの第一コアよりも軸方向外側に位置する第二コアとを備えており、
   上記カーカスプライの端部が上記第一コアと上記第二コアとの間に挟まれている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記ビードが半径方向外向きに先細りな形状を呈するエイペックスをさらに備えており、
   このエイペックスが上記カーカスプライよりも軸方向外側に位置し、かつ、上記第二コアを覆っている請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 上記第一コアが、上記荷重支持層で覆われている、請求項２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 上記荷重支持層における短繊維が周方向に配向している請求項１から４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 上記荷重支持層が周方向に螺旋状に巻回されたストリップからなり、
   上記ストリップが上記ゴム組成物からなる、請求項１から５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. このタイヤの断面高さの半分の高さに相当する位置において、上記荷重支持層の厚さの上記サイドウォールの厚さに対する比が１以上５以下である請求項１から６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 上記荷重支持層の硬度が６０以上８５以下である請求項１から７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. トロイダル状の中子の外面において、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが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、それぞれが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クリンチと、それぞれがクリンチよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれがカーカスよりも軸方向内側に位置する一対の荷重支持層とを備えており、この荷重支持層が基材ゴム及び短繊維を含むゴム組成物からなる、ローカバーが組み立てられる工程と、
   このローカバーが、モールドに投入される工程と、
   このローカバーが、このモールドと上記中子との間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱される工程と
   を含んでおり、
   上記短繊維の配合量が、上記基材ゴム１００質量部に対して３０質量部以上６０質量部以下である、空気入りタイヤの製造方法。

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