WO2019230811A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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WO2019230811A1
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belt portion
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belt
tire width
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圭一 長谷川
片山 昌宏
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株式会社ブリヂストン
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C9/20Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/22Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire provided with a belt layer.
  • a belt including two or more inclined belt plies configured to include a cord inclined toward the tire circumferential direction on the outer side in the tire radial direction of the carcass, and a belt provided with a reinforcing layer and the like.
  • Such structures are common (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-244930 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-220741 (Patent Document 2)).
  • Patent Documents 1 and 2 ensure in-plane shear rigidity by providing two or more inclined belt plies, but it is difficult to reduce the weight of the tire because of the large number of plies and reinforcing layers. It has become.
  • the present invention aims to provide a pneumatic tire that achieves both in-plane shear rigidity of the belt and weight reduction of the tire.
  • the pneumatic tire according to the first aspect of the present invention includes a pair of bead cores, a carcass formed across the pair of bead cores, and an annular resin formed of a resin disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass.
  • a central belt that extends in the tire circumferential direction and is arranged at intervals in the tire width direction and is embedded in the resin main body, and that is disposed across the tire equatorial plane in the tire width direction.
  • the central belt portion is disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass.
  • the central belt portion has an annular resin main body formed of resin, and a cord extending in the tire circumferential direction and arranged in the tire width direction at intervals in the tire main body, and embedded in the resin main body. Is arranged across the tire width direction.
  • the resin is disposed between the cords arranged at intervals in the tire width direction, a higher in-plane shear rigidity can be obtained as compared with a belt in which rubber is disposed between the cords.
  • the weight of the tire can be reduced.
  • the shoulder belt part extended outside the tire width direction end part of the central belt part has a plurality of layers of cords inclined in opposite directions with respect to the tire circumferential direction.
  • the shoulder belt portion has cords that are inclined in directions opposite to each other with respect to the tire circumferential direction, and is more easily expanded and contracted in the tire circumferential direction than a cord extending in the tire circumferential direction. Can be relaxed.
  • the end portion in the tire width direction of the central belt portion is arranged on the outer side in the tire width direction than the main groove on the outermost side in the tire width direction formed on the tread. Yes.
  • the central belt portion is disposed to the outer side in the tire width direction than the main groove, it is possible to obtain high in-plane shear rigidity on the tread surface having a high contact pressure. it can.
  • the shoulder belt portion is disposed so as to overlap with the central belt portion in the tire width direction.
  • the shoulder belt portion and the central belt portion can be easily continued to extend outward from the end portion in the tire width direction of the central belt portion. be able to.
  • the shoulder belt portion is disposed so as to overlap with the central belt portion in the tire radial direction.
  • the pneumatic tire according to the present invention can achieve both the in-plane shear rigidity of the belt and the tire weight reduction.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1. It is the partially broken view which looked at some belt layers of the pneumatic tire concerning a 1st embodiment from the tire diameter direction outside. It is a partially enlarged view of a pneumatic tire according to a modification of the first embodiment. It is a partially expanded view of the pneumatic tire which concerns on the other modification of 1st Embodiment.
  • the pneumatic tire according to the second embodiment is aligned along the tire width direction and the tire radial direction. It is the partially broken view which looked at some belt layers of the pneumatic tire concerning a 2nd embodiment from the tire diameter direction outside.
  • FIG. 1 shows one side of a cut surface (a cross section viewed from the direction along the tire circumferential direction) cut along the tire width direction and the tire radial direction of the tire 10.
  • an arrow W indicates the width direction of the tire 10 (tire width direction)
  • an arrow R indicates the radial direction of the tire 10 (tire radial direction).
  • the tire width direction here refers to a direction parallel to the rotation axis of the tire 10.
  • the tire radial direction refers to a direction orthogonal to the rotation axis of the tire 10.
  • Reference sign CL indicates the equator plane of the tire 10 (tire equator plane).
  • the side closer to the rotation axis of the tire 10 along the tire radial direction is “inner side in the tire radial direction”, and the side farther from the rotation axis of the tire 10 along the tire radial direction is “outer side in the tire radial direction”. It describes.
  • the side close to the tire equator plane CL along the tire width direction is described as “inner side in the tire width direction”, and the side far from the tire equator plane CL along the tire width direction is described as “outer side in the tire width direction”.
  • a direction from the tire equatorial plane CL toward the outer side in the tire width direction is indicated by an arrow OUT.
  • FIG. 1 shows the tire 10 when it is assembled with a standard rim 30 and filled with standard air pressure.
  • the “standard rim” refers to a rim defined in JATMA YEAR BOOK (2018 edition, Japan Automobile Tire Association Standard).
  • the contact end E and contact width TW of the tread 60 which will be described later, refer to the maximum load capacity (applied in the internal pressure-load capacity correspondence table) in the applicable size / ply rating in the JATMA YEAR BOOK with the tire 10 mounted on the standard rim. Filled with 100% of the air pressure (maximum air pressure) corresponding to the load), placed in a stationary state so that the rotation axis is parallel to the horizontal flat plate, and added the mass corresponding to the maximum load capacity It is a thing when.
  • the TRA standard or ETRTO standard is applied at the place of use or manufacturing, the respective standards are followed.
  • the tire 10 includes a pair of bead portions 12 in which a bead core 12 ⁇ / b> A is embedded, a pair of side portions 14 that extend outward from the pair of bead portions 12, and a tire width direction from the side portions 14.
  • a crown portion 16 extending inward.
  • a carcass 20 including one carcass ply 22 straddles between one bead portion 12 and the other bead portion 12.
  • a belt layer 30 is provided on the crown portion 16 on the outer side in the tire radial direction of the carcass 20.
  • a tread 60 is provided on the outer side of the belt layer 30 in the tire radial direction.
  • FIG. 1 only one side of the tire equatorial plane CL in the tire 10 is illustrated.
  • the carcass ply 22 is formed by coating a plurality of cords (not shown) extending in the radial direction of the tire 10 with a coating rubber (not shown).
  • the material of the cord of the carcass ply 22 is, for example, PET, but may be another conventionally known material.
  • the end portion in the tire width direction of the carcass ply 22 is folded back outward in the tire radial direction by the bead core 12A.
  • a portion extending from one bead core 12A to the other bead core 12A is referred to as a main body portion 22A
  • a portion folded from the bead core 12A is referred to as a folded portion 22B.
  • a bead filler 18 whose thickness gradually decreases from the bead core 12A toward the outer side in the tire radial direction is disposed.
  • a bead portion 12 is a portion on the inner side in the tire radial direction from the outer end 18 ⁇ / b> A in the tire radial direction of the bead filler 18.
  • An inner liner 26 made of rubber is arranged inside the tire of the carcass 20, and a side rubber layer 24 made of rubber material is arranged outside the carcass 20 in the tire width direction.
  • a belt layer 30 is disposed on the crown portion 16 on the outer side in the tire radial direction of the carcass 20.
  • the belt layer 30 includes a central belt portion 32 and a shoulder belt portion 36.
  • the central belt portion 32 is disposed across the tire equatorial plane CL in the tire width direction, and a ring-shaped ridge formed by spirally winding one resin-coated cord 34 in the tire circumferential direction ( )).
  • the central belt portion 32 has an annular shape as a whole, and a coating resin 34S described later constitutes an annular resin body in the present invention, and a reinforcing cord 34C constitutes a cord embedded in the resin body in the present invention. doing.
  • the resin-coated cord 34 is formed by coating a reinforcing cord 34C with a coating resin 34S.
  • the two reinforcing cords 34 ⁇ / b> C are arranged apart from each other and covered with the coating resin 34 ⁇ / b> S to form the resin-coated cord 34.
  • the cross section of the resin-coated cord 34 has a parallelogram shape whose end face in the width direction is inclined with respect to the tire radial direction.
  • the coating resins 34S adjacent to each other in the tire width direction are integrally joined by heat welding, an adhesive, or the like.
  • One end and the other end of the resin-coated cord 34 wound in a spiral are arranged at different positions in the tire circumferential direction.
  • the width BMW of the central belt portion 32 measured along the tire axial direction is preferably 75% or more with respect to the ground contact width TW (distance between the ground end E) of the tread 60 measured along the tire axial direction. . Further, the upper limit of the width BMW of the central belt portion 32 is preferably 110% with respect to the ground contact width TW.
  • the central belt portion 32 is joined to the outer peripheral surface of the carcass 20 disposed on the inner side in the tire radial direction via rubber or an adhesive. In this embodiment, it joins via the rubber
  • the central belt portion 32 is formed with a constant diameter and a constant thickness, and is straight when viewed in a cross section along the tire axis.
  • the central belt portion 32 is not limited to this, and the outer diameter of the central portion in the tire width direction is larger than the outer diameter of both ends in the tire width direction, and the tire width when viewed in a cross section along the tire axis. It can also be made into the circular arc shape which a direction center part protrudes on the tire radial direction outer side.
  • the covering resin 34S a rubber material constituting the side rubber layer 24 and a resin material having a higher tensile elastic modulus than the rubber material constituting the tread 60 described later are used.
  • the tensile modulus of elasticity (specified in JIS K7113: 1995) of the coating resin 34S is preferably 50 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile modulus of the coating resin 34S is preferably 1000 MPa or less.
  • the tensile modulus of the coating resin 34S is particularly preferably in the range of 200 to 500 MPa.
  • Examples of the material of the coating resin 34S include thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, thermosetting resins, and (meth) acrylic resins, EVA resins, vinyl chloride resins, fluorine resins, silicone resins, and other general-purpose resins.
  • engineering plastics including super engineering plastics
  • the resin material here does not include vulcanized rubber.
  • Thermoplastic resin refers to a polymer compound that softens and flows as the temperature rises and becomes relatively hard and strong when cooled.
  • the material softens and flows with increasing temperature, and becomes relatively hard and strong when cooled, and a high molecular compound having rubber-like elasticity is a thermoplastic elastomer, and the material increases with increasing temperature. Is softened, fluidized, and becomes a relatively hard and strong state when cooled, and a high molecular compound having no rubber-like elasticity is distinguished as a thermoplastic resin that is not an elastomer.
  • Thermoplastic resins include polyolefin-based thermoplastic elastomers (TPO), polystyrene-based thermoplastic elastomers (TPS), polyamide-based thermoplastic elastomers (TPA), polyurethane-based thermoplastic elastomers (TPU), and polyesters.
  • TPO polyolefin-based thermoplastic elastomers
  • TPS polystyrene-based thermoplastic elastomers
  • TPA polyamide-based thermoplastic elastomers
  • TPU polyurethane-based thermoplastic elastomers
  • polyesters polyesters.
  • TSV dynamically crosslinked thermoplastic elastomer
  • polyolefin thermoplastic resin polystyrene thermoplastic resin
  • polyamide thermoplastic resin polyamide thermoplastic resin
  • polyester thermoplastic resin etc. Can be mentioned.
  • thermosetting resin refers to a polymer compound that forms a three-dimensional network structure as the temperature rises and cures, and examples thereof include a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, and a urea resin.
  • the reinforcing cord 34C in the central belt portion 32 of the present embodiment is a steel cord.
  • the steel cord is mainly composed of steel and can contain various trace contents such as carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, copper, and chromium.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and as the reinforcing cord 34C in the central belt portion 32, a monofilament cord or a cord obtained by twisting a plurality of filaments can be used instead of the steel cord. Further, organic fibers such as aramid, carbon, and the like may be used. Various designs can be adopted for the twist structure, and various cross-sectional structures, twist pitches, twist directions, and distances between adjacent filaments can be used. Furthermore, it is possible to adopt a cord in which filaments of different materials are twisted together, and the cross-sectional structure is not particularly limited, and various twisted structures such as single twist, layer twist, and double twist can be adopted.
  • the thickness dimension of the central belt portion 32 of the present embodiment is larger than the diameter dimension of the reinforcing cord 34C. In other words, it is preferable that the reinforcing cord 34C is completely embedded in the coating resin 34S. Specifically, when the tire 10 is for a passenger car, the thickness dimension of the central belt portion 32 is preferably 0.70 mm or more.
  • FIG. 3 shows a partially enlarged view of the belt layer 30 as seen from the direction along the tire radial direction.
  • the resin-coated cord 34 is wound at an angle ⁇ 1 with respect to the tire circumferential direction (the direction indicated by the arrow S in FIG. 3).
  • the angle ⁇ 1 is set to 2 ° or less in the present embodiment.
  • the shoulder belt portion 36 is disposed so as to extend from both ends of the central belt portion 32 in the tire width direction.
  • the shoulder belt portion 36 is disposed so as to overlap in the tire width direction on the inner side in the tire radial direction of the central belt portion 32.
  • the inner end 36 ⁇ / b> A in the tire width direction of the shoulder belt portion 36 is disposed closer to the tire equatorial plane CL than the outer end 32 ⁇ / b> A in the tire width direction of the central belt portion 32.
  • the outer end in the tire width direction of the shoulder belt portion 36 is disposed on the outer side in the tire width direction than the outer end in the tire width direction of the central belt portion 32.
  • the upper limit of the width BSW of the shoulder belt portion 36 is preferably 110% with respect to the ground contact width TW.
  • the shoulder belt portion 36 includes a first belt ply 37 disposed on the inner side in the tire radial direction and a second belt ply 38 disposed on the outer side in the tire radial direction of the first belt ply 37.
  • the first belt ply 37 is formed by coating a plurality of belt cords 37C arranged in parallel with each other with a coating resin 37S.
  • the belt cords 37C are arranged in parallel to each other so as to be inclined at an angle ⁇ 2 with respect to the tire circumferential direction.
  • the second belt ply 38 is obtained by coating a plurality of belt cords 38C arranged in parallel with each other with a coating resin 38S.
  • the belt cords 38C are arranged in parallel to each other so as to be inclined at an angle ⁇ 3 with respect to the tire circumferential direction.
  • belt cords 37C and 38C known cords such as steel cords and organic fiber cords can be used.
  • organic fiber cords include nylon cords and aromatic polyamide cords.
  • the angle ⁇ 2 and the angle ⁇ 3 are angles inclined in directions opposite to each other with respect to the tire circumferential direction, and the belt cord 37C and the belt cord 38C are arranged so as to cross each other.
  • the belt ply 38 is joined by heat welding, and the first belt ply 37 and the second belt ply 38 form a two-layer cross belt layer as a shoulder belt portion.
  • the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 are not particularly limited, but can be set to 30 ° to 80 ° with respect to the tire circumferential direction S, for example.
  • the angle ⁇ 2 and the angle ⁇ 3 may be the same angle or different angles.
  • the first belt ply 37 of the shoulder belt portion 36 is joined to the outer peripheral surface of the carcass 20 disposed on the inner side in the tire radial direction via rubber or an adhesive.
  • the tire width direction inner side is joined to the tire radial direction inner peripheral surface of the center belt part 32 by heat welding, an adhesive agent, etc. in the tire radial direction outer side.
  • the second belt ply 38 is joined to the inner peripheral surface of the side rubber layer 24 via an adhesive agent on the outer side in the tire width direction than the central belt portion 32.
  • a tread 60 made of a rubber material is disposed outside the belt layer 30 in the tire radial direction. Conventionally known rubber materials are used for the tread 60.
  • a main groove 62 for drainage is formed in the tread 60.
  • the outer end in the tire radial direction of the central belt portion 32 is disposed on the outer side in the tire width direction with respect to the main groove 62 disposed on the outermost side in the tire width direction.
  • the inner end in the tire radial direction of the shoulder belt portion 36 is also arranged on the outer side in the tire width direction than the main groove 62 arranged on the outermost side in the tire width direction.
  • the inner end portion of the shoulder belt portion 36 is arranged and overlapped on the inner side in the tire radial direction of the central belt portion 32.
  • FIG. May be arranged on the outer side in the tire radial direction of the central belt portion 32 to overlap each other.
  • the inner side in the tire radial direction of the central belt portion 32 can be directly arranged on the outer side in the tire radial direction of the carcass ply 22, and the shoulder belt portion 36 between the central belt portion 32 and the outer side in the tire width direction can be disposed.
  • the step 30D2 can be filled with rubber 32G2.
  • the inner end portion of the first belt ply 37 in the shoulder belt portion 36 is disposed inside the central belt portion 32 in the tire radial direction, and the inner end portion of the second belt ply 38 is arranged.
  • the central belt portion 32 may be arranged outside the tire radial direction and overlapped.
  • the first belt ply 37 and the second belt ply 38 can be welded outside the central belt portion 32 in the tire width direction.
  • the first belt ply 37 and the second belt ply 38 of the shoulder belt portion 36 are belt cords coated with a coating resin 38S.
  • the belt cord is coated with rubber. A thing may be used.
  • one resin-coated cord 34 is spirally wound in the tire circumferential direction to form the central belt portion 32.
  • a reinforcing cord 34C extending along the tire circumferential direction in another configuration is provided. It may be embedded in the coating resin 34S.
  • the resin-coated cord 34 may be formed in a ring shape, and a plurality of ring-shaped resin-coated cords 34 may be formed side by side in the tire width direction.
  • the crown portion 16 of the carcass 20 is reinforced by the central belt portion 32 in which the reinforcing cord 34 ⁇ / b> C wound spirally is wound with the resin-coated cord 34 covered with the coating resin 34 ⁇ / b> S. Yes.
  • the out-of-plane bending rigidity is secured by the central belt portion 32 around which the resin-coated cord 34 is wound, and when a large lateral force is input to the tire 10, the tread 60 buckling (the surface of the tread 60 is undulated, (A phenomenon in which a part is separated from the road surface) can be suppressed.
  • a shoulder belt portion 36 is disposed outside the outer end portion of the central belt portion 32 in the tire width direction.
  • the shoulder belt portion 36 is formed as a two-layer crossing layer in which reinforcing cords that are inclined in opposite directions with respect to the tire circumferential direction are interlaced, and is more easily expanded and contracted in the tire circumferential direction than a cord extending in the tire circumferential direction. ing. Therefore, the belt layer 30 can easily follow the deformation of the end portion in the tire width direction when the tread 60 is grounded, and the stress concentration at the end portion in the tire width direction of the belt layer 30 can be reduced.
  • the end portion in the tire width direction of the central belt portion 32 is disposed on the outer side in the tire width direction than the main groove 62 on the outermost side in the tire width direction formed on the tread 60. Accordingly, high in-plane shear rigidity can be obtained on the tread surface of the tread 60 having a high contact pressure (the tread surface on the inner side in the tire width direction than the main groove 62 on the outer side in the tire width direction).
  • the shoulder belt portion 36 and the central belt portion 32 are disposed overlapping in the tire width direction, so that the shoulder belt portion 36 and the central belt portion 32 are easily continuous.
  • the shoulder belt portion 36 can be extended outward from the end portion of the central belt portion 32 in the tire width direction.
  • a pneumatic tire 50 (hereinafter referred to as “tire 50”) according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • tire 50 a pneumatic tire 50
  • the tire 50 of this embodiment includes a belt layer 40 instead of the belt layer 30.
  • the configuration other than the belt layer 40 is the same as that of the first embodiment.
  • the belt layer 40 has a central belt portion 32 and a shoulder belt portion 42.
  • the shoulder belt portion 42 is formed by laminating a first belt ply 47 and a second belt ply 48.
  • the first belt ply 47 and the second belt ply 48 have the same shape as the first belt ply 37 and the second belt ply 38 of the first embodiment, and the belt cord 37C of the first belt ply 37, the coating resin 37S, Corresponding to the belt cord 38C and coating resin 38S of the two belt plies 38, the belt cord 47C and coating resin 47S of the first belt ply 47, the belt cord 48C of the second belt ply 48, and the coating resin 48S are provided.
  • the shoulder belt portion 42 is disposed such that the inner end in the tire width direction contacts the outer end in the tire width direction of the central belt portion 32 and extends from the outer end in the tire width direction of the central belt portion 32.
  • the shoulder belt portion 42 is disposed so as to overlap with the central belt portion 32 in the tire radial direction.
  • the first belt ply 44 and the second belt ply 46 are joined by heat welding.
  • the first belt ply 44 and the second belt ply 46 and the central belt portion 32 are joined by heat welding.
  • these joining may be joining by an adhesive instead of heat welding.
  • the central belt portion 32 and the shoulder belt portion 42 are joined to the outer peripheral surface of the carcass 20 via rubber or an adhesive.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, by arranging the shoulder belt portion 42 and the central belt portion 32 so as to overlap in the tire radial direction, an increase in the thickness of the belt layer 50 can be suppressed, and the weight of the tire can be reduced.

Abstract

空気入りタイヤ10は、一対のビードコア12Aと、一対のビードコア12Aに跨って形成されたカーカス20と、カーカス20のタイヤ径方向外側に配置され樹脂で形成された環状の樹脂本体、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び樹脂本体に埋設されたコード34C、を有し、タイヤ赤道面CLをタイヤ幅方向に横断して配置された中央ベルト部32と、中央ベルト部32のタイヤ幅方向端部よりも外側に延出され、タイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜するコード、を有するショルダーベルト部36と、中央ベルト部32及びショルダーベルト部36よりもタイヤ径方向外側に配置されたトレッド60と、を備えている。

Description

空気入りタイヤ
 本発明は、ベルト層を備えた空気入りタイヤに関する。
 自動車に装着する空気入りタイヤとしては、カーカスのタイヤ径方向外側にタイヤ周方向に対して傾斜したコードを含んで構成された2枚以上の傾斜ベルトプライ、及び補強層等を備えたベルトを備えた構造が一般的である(例えば、特開2013-244930号公報(特許文献1)、特開2013-220741号公報(特許文献2)参照)。
 特許文献1、2の空気入りタイヤは、2枚以上の傾斜ベルトプライを備えることにより面内剪断剛性を確保しているが、プライや補強層の層数が多いため、タイヤの軽量化は困難となっている。
 本発明は上記事実を考慮し、ベルトの面内剪断剛性の確保とタイヤ軽量化の両立を図った空気入りタイヤの提供を目的とする。
 本発明の第1の態様に係る空気入りタイヤは、一対のビードコアと、前記一対のビードコアに跨って形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され樹脂で形成された環状の樹脂本体、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び前記樹脂本体に埋設されたコード、を有し、タイヤ赤道面をタイヤ幅方向に横断して配置された中央ベルト部と、前記中央ベルト部のタイヤ幅方向端部よりも外側に延出され、タイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜するコードを有する複数層の、ショルダーベルト部と、前記中央ベルト部及び前記ショルダーベルト部よりもタイヤ径方向外側に配置されたトレッドと、を備えている。
 第1の態様に係る空気入りタイヤは、カーカスのタイヤ径方向外側に中央ベルト部は配置されている。中央ベルト部は、樹脂で形成された環状の樹脂本体、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び前記樹脂本体に埋設されたコード、を有し、タイヤ赤道面をタイヤ幅方向に横断して配置されている。中央ベルト部では、タイヤ幅方向に間隔を開けて並ぶコード間に樹脂が配置されているので、コード間にゴムが配置されたベルトに比較して高い面内剪断剛性を得ることができる。
 また、タイヤの軽量化も図ることができる。また、中央ベルト部のタイヤ幅方向端部よりも外側に延出されたショルダーベルト部は、タイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜するコードの複数層を有している。ショルダーベルト部は、タイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜するコードを有し、タイヤ周方向に延在するコードよりもタイヤ周方向に拡縮しやすいので、タイヤ幅方向端部における応力集中を緩和することができる。
 本発明の第2の態様に係る空気入りタイヤは、前記中央ベルト部のタイヤ幅方向端部は、前記トレッドに形成された最もタイヤ幅方向外側の主溝よりもタイヤ幅方向外側に配置されている。
 第2の態様に係る空気入りタイヤによれば、中央ベルト部が主溝よりもタイヤ幅方向外側まで配置されているので、接地圧の高いトレッドの踏面において、高い面内剪断剛性を得ることができる。
 本発明の第3の態様に係る空気入りタイヤは、前記ショルダーベルト部は、前記中央ベルト部とタイヤ幅方向において重複するように配置されている。
 このように、ショルダーベルト部と中央ベルト部とをタイヤ幅方向において重複させて配置することにより、簡単に連続させてショルダーベルト部を中央ベルト部のタイヤ幅方向端部よりも外側に延出させることができる。
 本発明の第4の態様に係る空気入りタイヤは、前記ショルダーベルト部は、前記中央ベルト部とタイヤ径方向において重複するように配置されている。
 このように、ショルダーベルト部と中央ベルト部とをタイヤ径方向において重複させて配置することにより、ベルトの厚みの増大を抑制し、タイヤの軽量化を図ることができる。
 本発明に係る空気入りタイヤによれば、ベルトの面内剪断剛性の確保とタイヤ軽量化の両立を図ることができる。
第1実施形態に係る空気入りタイヤを、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した状態を示す半断面図である。 図1の一部拡大図である。 第1実施形態に係る空気入りタイヤのベルト層の一部をタイヤ径方向外側から見た一部破断図である。 第1実施形態の変形例に係る空気入りタイヤの一部拡大図である。 第1実施形態の他の変形例に係る空気入りタイヤの一部拡大図である。 第2実施形態に係る空気入りタイヤを、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って 第2実施形態に係る空気入りタイヤのベルト層の一部をタイヤ径方向外側から見た一部破断図である。
 [第1実施形態]
 本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤ10(以下、「タイヤ10」と称する)について、図面を参照して説明する。本実施形態のタイヤ10は、例えば、乗用車に用いられる所謂ラジアルタイヤである。図1には、タイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した切断面(タイヤ周方向に沿った方向から見た断面)の片側が示されている。なお、図中矢印Wはタイヤ10の幅方向(タイヤ幅方向)を示し、矢印Rはタイヤ10の径方向(タイヤ径方向)を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、タイヤ10の回転軸と平行な方向を指している。また、タイヤ径方向とは、タイヤ10の回転軸と直交する方向をいう。また、符号CLはタイヤ10の赤道面(タイヤ赤道面)を示している。
 また、本実施形態では、タイヤ径方向に沿ってタイヤ10の回転軸に近い側を「タイヤ径方向内側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ10の回転軸から遠い側を「タイヤ径方向外側」と記載する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面CLに近い側を「タイヤ幅方向内側」、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面CLから遠い側を「タイヤ幅方向外側」と記載する。図では、タイヤ赤道面CLからタイヤ幅方向外側へ向かう方向を矢印OUTで示している。
 図1は、標準リムであるリム30に組み付けて標準空気圧を充填したときのタイヤ10を示している。なお、ここでいう「標準リム」とは、JATMA YEAR BOOK(2018年度版、日本自動車タイヤ協会規格)に規定のリムを指す。また、後述するトレッド60の接地端E、接地幅TWとは、タイヤ10を前記標準リムに装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力(内圧-負荷能力対応表の太字荷重)に対応する空気圧(最大空気圧)の100%の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときのものである。なお、使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合は各々の規格に従う。
 図1に示されるように、タイヤ10は、ビードコア12Aが埋設された一対のビード部12、一対のビード部12からそれぞれタイヤ径方向外側に延びる一対のサイド部14、サイド部14からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部16、を有している。一方のビード部12と他方のビード部12との間には、1枚のカーカスプライ22からなるカーカス20が跨っている。カーカス20のタイヤ径方向外側のクラウン部16には、ベルト層30が設けられている。ベルト層30のタイヤ径方向外側には、トレッド60が設けられている。なお、図1では、タイヤ10におけるタイヤ赤道面CLの片側のみが図示されている。
 カーカスプライ22は、タイヤ10のラジアル方向に延びる複数本のコード(図示せず)をコーティングゴム(図示せず)で被覆して形成されている。カーカスプライ22のコードの材料は、例えば、PETであるが、従来公知の他の材料であっても良い。
 カーカスプライ22は、タイヤ幅方向の端部分がビードコア12Aでタイヤ径方向外側に折り返されている。カーカスプライ22は、一方のビードコア12Aから他方のビードコア12Aに跨る部分が本体部22Aと呼ばれ、ビードコア12Aから折り返されている部分が折り返し部22Bと呼ばれる。
 カーカスプライ22の本体部22Aと折返し部22Bとの間には、ビードコア12Aからタイヤ径方向外側に向けて厚さが漸減するビードフィラー18が配置されている。なお、タイヤ10において、ビードフィラー18のタイヤ径方向外側端18Aからタイヤ径方向内側の部分がビード部12とされている。
 カーカス20のタイヤ内側にはゴムからなるインナーライナー26が配置されており、カーカス20のタイヤ幅方向外側には、ゴム材料からなるサイドゴム層24が配置されている。
 カーカス20のタイヤ径方向外側のクラウン部16には、ベルト層30が配設されている。図2にも示されるように、ベルト層30は、中央ベルト部32と、ショルダーベルト部36を有している。中央ベルト部32は、タイヤ赤道面CLをタイヤ幅方向に横断して配置されており、1本の樹脂被覆コード34が、タイヤ周方向に螺旋状に巻かれて形成されたリング状の箍(たが)で構成されている。中央ベルト部32は、全体として円環状とされており、後述する被覆樹脂34Sが、本発明における環状の樹脂本体を構成し、補強コード34Cが、本発明における樹脂本体に埋設されたコードを構成している。
 樹脂被覆コード34は、補強コード34Cを被覆樹脂34Sで被覆して構成されている。本実施形態では、2本の補強コード34Cが離間して配置され被覆樹脂34Sで被覆されて樹脂被覆コード34が構成されている。樹脂被覆コード34の断面は、幅方向の端面がタイヤ径方向に対して傾斜する平行四辺形状とされている。タイヤ幅方向に互いに隣接する被覆樹脂34S同士は、熱溶着や接着剤などで一体的に接合されている。螺旋状に巻かれた樹脂被覆コード34の一端と他端は、タイヤ周方向において異なる位置に配置されている。
 タイヤ軸方向に沿って計測する中央ベルト部32の幅BMWは、タイヤ軸方向に沿って計測するトレッド60の接地幅TW(接地端E間の距離)に対して75%以上とすることが好ましい。また、中央ベルト部32の幅BMWの上限は、接地幅TWに対して110%とすることが好ましい。
 中央ベルト部32は、タイヤ径方向内側に配置されたカーカス20の外周面にゴムや接着剤を介して接合される。本実施形態では、中央ベルト部32とショルダーベルト部36との段差30D1を埋めるゴム32G1を介して接合されている。
 中央ベルト部32は、一定径、一定厚さで形成されており、タイヤ軸線に沿った断面で見たときに一直線状となっている。なお、中央ベルト部32を、これに限らず、タイヤ幅方向中央部の外径をタイヤ幅方向両端部の外径よりも大径とし、タイヤ軸線に沿った断面で見たときに、タイヤ幅方向中央部がタイヤ径方向外側へ凸となる円弧状とすることもできる。
 被覆樹脂34Sには、サイドゴム層24を構成するゴム材料、及び後述するトレッド60を構成するゴム材料よりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられている。被覆樹脂34Sの引張弾性率(JIS K7113:1995に規定される)は、50MPa以上が好ましい。また、被覆樹脂34Sの引張弾性率の上限は、1000MPa以下とすることが好ましい。なお、被覆樹脂34Sの引張弾性率は、200~500MPaの範囲内が特に好ましい。
 被覆樹脂34Sの材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、及び(メタ)アクリル系樹脂、EVA樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等の汎用樹脂のほか、エンジニアリングプラスチック(スーパーエンジニアリングプラスチックを含む)等を用いることができる。なお、ここでの樹脂材料には、加硫ゴムは含まれない。
 熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)とは、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になる高分子化合物をいう。本明細書では、このうち、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物を熱可塑性エラストマーとし、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有しない高分子化合物をエラストマーでない熱可塑性樹脂として、区別する。
 熱可塑性樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)としては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、及び、動的架橋型熱可塑性エラストマー(TPV)、ならびに、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、及び、ポリエステル系熱可塑性樹脂等が挙げられる。
 熱硬化性樹脂とは、温度上昇と共に3次元的網目構造を形成し、硬化する高分子化合物をいい、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。
 また、本実施形態の中央ベルト部32における補強コード34Cはスチールコードとされている。このスチールコードは、スチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むことができる。
 なお、本発明の実施形態はこれに限らず、中央ベルト部32における補強コード34Cとしては、スチールコードに代えて、モノフィラメントコードや、複数のフィラメントを撚り合せたコードを用いることができる。また、アラミド等の有機繊維、カーボンなどを用いてもよい。撚り構造も種々の設計が採用可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものが使用できる。更には異なる材質のフィラメントを縒り合せたコードを採用することもで、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。
 本実施形態の中央ベルト部32の厚さ寸法は、補強コード34Cの直径寸法よりも大きくすることが好ましい。言い換えれば、補強コード34Cが完全に被覆樹脂34Sに埋設されていることが好ましい。中央ベルト部32の厚さ寸法は、タイヤ10が乗用車用の場合、具体的には、0.70mm以上とすることが好ましい。
 図3には、ベルト層30をタイヤ径方向に沿った方向からみた部分拡大図が示されている。図3に示すように、樹脂被覆コード34は、タイヤ周方向(図3において矢印Sで示す方向)に対して角度θ1で傾斜して巻回されている。角度θ1は、本実施形態においては2°以下とされている。
 ショルダーベルト部36は、中央ベルト部32のタイヤ幅方向両端から延出するように配置されている。ショルダーベルト部36は、中央ベルト部32のタイヤ径方向内側においてタイヤ幅方向に重複するように配置されている。ショルダーベルト部36のタイヤ幅方向の内側端36Aは、中央ベルト部32のタイヤ幅方向外側端32Aよりもタイヤ赤道面CL側に配置されている。ショルダーベルト部36のタイヤ幅方向の外側端は、中央ベルト部32のタイヤ幅方向外側端よりもタイヤ幅方向外側に配置されている。ショルダーベルト部36の幅BSWの上限は、接地幅TWに対して110%とすることが好ましい。
 ショルダーベルト部36は、タイヤ径方向内側に配置される第1ベルトプライ37、及び第1ベルトプライ37のタイヤ径方向外側に配置された第2ベルトプライ38を含んで構成されている。第1ベルトプライ37は、互いに平行に並べられた複数本のベルトコード37Cを被覆樹脂37Sで被覆したものである。ベルトコード37Cは、タイヤ周方向に対して角度θ2で傾斜するように互いに平行に並べられている。第2ベルトプライ38は、互いに平行に並べられた複数本のベルトコード38Cを被覆樹脂38Sで被覆したものである。ベルトコード38Cは、タイヤ周方向に対して角度θ3で傾斜するように互いに平行に並べられている。
 ベルトコード37C、38Cとしては、スチールコード、有機繊維コード等の公知のコードを用いることが出来る。有機繊維コードとしては、一例として、ナイロンコード、芳香族ポリアミドコード等を挙げることができる。
 角度θ2と角度θ3は、タイヤ周方向に対して互いに逆方向に傾斜する角度であり、ベルトコード37Cとベルトコード38Cとが互いに交差するように配列されており、第1ベルトプライ37と第2ベルトプライ38は、熱溶着により接合されており、第1ベルトプライ37と第2ベルトプライ38とで、2層の交錯ベルト層がショルダーベルト部として構成されている。角度θ2、θ3は、特に限定されるものではないが、例えば、タイヤ周方向Sに対して、それぞれ30°~80°とすることができる。角度θ2と角度θ3とは、それぞれ同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。
 ショルダーベルト部36の第1ベルトプライ37は、タイヤ径方向内側に配置されたカーカス20の外周面にゴムや接着剤を介して接合される。ショルダーベルト部32の第2ベルトプライ38は、タイヤ径方向外側において、タイヤ幅方向内側が中央ベルト部32のタイヤ径方向内周面に熱溶着、接着剤等により接合される。また、第2ベルトプライ38は、中央ベルト部32よりもタイヤ幅方向外側において、サイドゴム層24の内周面に接着剤を介して接合される。
 ベルト層30のタイヤ径方向外側には、ゴム材料からなるトレッド60が配置されている。トレッド60に用いるゴム材料は、従来一般公知のものが用いられる。トレッド60には、排水用の主溝62が形成されている。中央ベルト部32のタイヤ径方向外側端は、タイヤ幅方向最外側に配置される主溝62よりもタイヤ幅方向外側に配置されている。また、ショルダーベルト部36のタイヤ径方向内側端も、タイヤ幅方向最外側に配置される主溝62よりもタイヤ幅方向外側に配置されている。
 なお、本実施形態では、ショルダーベルト部36の内側端部を中央ベルト部32のタイヤ径方向内側に配置して重複させたが、図4に示されるように、ショルダーベルト部36の内側端部を中央ベルト部32のタイヤ径方向外側に配置して重複させてもよい。この場合には、中央ベルト部32のタイヤ径方向内側を、カーカスプライ22のタイヤ径方向外側に直接配置することができ、中央ベルト部32のタイヤ幅方向外側のショルダーベルト部36との間の段差30D2をゴム32G2で埋めることができる。
 さらに、図5に示されるように、ショルダーベルト部36の内の第1ベルトプライ37の内側端部を中央ベルト部32のタイヤ径方向内側に配置し、第2ベルトプライ38の内側端部を中央ベルト部32のタイヤ径方向外側に配置して重複させてもよい。この場合には、中央ベルト部32のタイヤ幅方向外側において、第1ベルトプライ37と第2ベルトプライ38とを溶着させることができる。
 また、本実施形態では、ショルダーベルト部36の第1ベルトプライ37及び第2ベルトプライ38として、ベルトコードを被覆樹脂38Sで被覆したものを用いたが、被覆樹脂に代えて、ゴムで被覆したものを用いてもよい。
 また、本実施形態では、1本の樹脂被覆コード34をタイヤ周方向に螺旋状に巻いて中央ベルト部32を形成したが、他の構成でタイヤ周方向に沿って延在する補強コード34Cを被覆樹脂34S内に埋設させてもよい。例えば、樹脂被覆コード34をリング状に形成し、リング状の複数の樹脂被覆コード34をタイヤ幅方向に並べて形成することもできる。
(作用、効果)
 次に、本実施形態のタイヤ10の作用、効果を説明する。
 本実施形態のタイヤ10では、カーカス20のクラウン部16が、螺旋状に巻回された補強コード34Cが被覆樹脂34Sで被覆された樹脂被覆コード34を巻回した中央ベルト部32で補強されている。
 したがって、補強コード間にゴムが配置されたベルトに比較して高い面内剪断剛性を得ることができる。ベルト層30の面内剪断剛性が確保されることで、タイヤ10にスリップ角を付与した場合の横力を十分に発生させることができ、操縦安定性を確保することができ、また、応答性も向上させることができる。
 また、樹脂被覆コード34を巻回した中央ベルト部32により、面外曲げ剛性も確保され、タイヤ10に大きな横力が入力した際、トレッド60のバックリング(トレッド60の表面が波打って、一部が路面から離間する現象)を抑制することができる。
 また、中央ベルト部32のタイヤ幅方向外端部よりも外側には、ショルダーベルト部36が配置されている。ショルダーベルト部36は、タイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜する補強コードが交錯されており、タイヤ周方向に延在するコードよりもタイヤ周方向に拡縮しやすい2層交錯層として形成されている。したがって、トレッド60が接地した時のタイヤ幅方向端部の変形に、ベルト層30が追従しやすくなり、ベルト層30のタイヤ幅方向端部における応力集中を緩和することができる。
 また、本実施形態のタイヤ10では、中央ベルト部32のタイヤ幅方向端部が、トレッド60に形成された最もタイヤ幅方向外側の主溝62よりもタイヤ幅方向外側に配置されている。したがって、接地圧の高いトレッド60の踏面(最もタイヤ幅方向外側の主溝62よりもタイヤ幅方向内側の踏面)において、高い面内剪断剛性を得ることができる。
 また、本実施形態のタイヤ10では、ショルダーベルト部36と中央ベルト部32とが、タイヤ幅方向において重複して配置されているので、ショルダーベルト部36と中央ベルト部32とを簡単に連続させてショルダーベルト部36を中央ベルト部32のタイヤ幅方向端部よりも外側に延出させることができる。
 [第2実施形態]
 本発明の第2実施形態に係る空気入りタイヤ50(以下、「タイヤ50」と称する)について、図面を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様の部分については、第1実施形態と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
 本実施形態のタイヤ50は、ベルト層30に代えて、ベルト層40を備えている。ベルト層40以外の構成は、第1実施形態と同一である。
 ベルト層40は、中央ベルト部32及び、ショルダーベルト部42を有している。ショルダーベルト部42は、第1ベルトプライ47及び第2ベルトプライ48が積層されて形成されている。第1ベルトプライ47及び第2ベルトプライ48は、第1実施形態の第1ベルトプライ37、第2ベルトプライ38と同一形状であり、第1ベルトプライ37のベルトコード37C、被覆樹脂37S、第2ベルトプライ38のベルトコード38C、被覆樹脂38Sに対応して、第1ベルトプライ47のベルトコード47C、被覆樹脂47S、第2ベルトプライ48のベルトコード48C、被覆樹脂48Sを備えている。
 ショルダーベルト部42は、タイヤ幅方向内端が中央ベルト部32のタイヤ幅方向外端に当接し、当該中央ベルト部32のタイヤ幅方向外端から延出するように配置されている。ショルダーベルト部42は、中央ベルト部32とタイヤ径方向に重複するように配置されている。
 第1ベルトプライ44と第2ベルトプライ46とは、熱溶着により接合されている。第1ベルトプライ44及び第2ベルトプライ46と中央ベルト部32とは、熱溶着により接合されている。なお、これらの接合は、熱溶着でなく接着剤による接合でもよい。
 中央ベルト部32及び、ショルダーベルト部42は、カーカス20の外周面にゴムや接着剤を介して接合される。
 本実施形態のタイヤ50においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ショルダーベルト部42と中央ベルト部32とをタイヤ径方向において重複するように配置することにより、ベルト層50の厚みの増大を抑制し、タイヤの軽量化を図ることができる。
 2018年5月31日に出願された日本国特許出願2018-104622号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (4)

  1.  一対のビードコアと、
     前記一対のビードコアに跨って形成されたカーカスと、
     前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され樹脂で形成された環状の樹脂本体、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び前記樹脂本体に埋設されたコード、を有し、タイヤ赤道面をタイヤ幅方向に横断して配置された中央ベルト部と、
     前記中央ベルト部のタイヤ幅方向端部よりも外側に延出され、タイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜するコードを有する複数層の、ショルダーベルト部と、
     前記中央ベルト部及び前記ショルダーベルト部よりもタイヤ径方向外側に配置されたトレッドと、
     を備えた空気入りタイヤ。
  2.  前記中央ベルト部のタイヤ幅方向端部は、前記トレッドに形成された最もタイヤ幅方向外側の主溝よりもタイヤ幅方向外側に配置されている、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3.  前記ショルダーベルト部は、前記中央ベルト部とタイヤ幅方向において重複するように配置されている、請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4.  前記ショルダーベルト部は、前記中央ベルト部とタイヤ径方向において重複するように配置されている、請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
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