JP4163244B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】１プライ構造で巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させたカーカス層を有する場合であっても、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制することを可能にした空気入りタイヤ空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス層４を各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、ビードコア５上に配置されたビードフィラー６をカーカス層の本体部４ａと巻き上げ部４ｂとで挟み込むと共に、カーカス層の巻き上げ部４ｂをベルト層８の端部と重なるように該ベルト層８の下方域まで延在させた空気入りタイヤにおいて、ビードフィラー６のビードヒールからの高さＨを２５ｍｍ以下とし、ビードフィラー６の断面積を６５ｍｍ² 以下とし、ビードフィラー６を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを０．２０以下とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、１プライ構造で巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させたカーカス層を有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制することを可能にした空気入りタイヤに関する。

近年、スポーツカー等の高速走行が想定される車両に装着される空気入りタイヤについて、軽量化の要求が厳しくなっているが、そのような軽量化の要求を満足した上で更に従来と同等以上の操縦安定性を確保することが要求されている。

これに対して、一対のビード部間に１プライ構造のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、ビードコア上に配置されたビードフィラーをカーカス層の本体部と巻き上げ部とで挟み込むと共に、カーカス層の巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させた空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このように１プライ構造で巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させたカーカス層を有する空気入りタイヤは、カーカス層を１プライとすることで軽量効果を得ながら、サイドウォール部ではカーカス層の本体部と巻き上げ部とを重ね合わせることで優れた操縦安定性を発揮することが可能である。

しかしながら、上記構造を有する空気入りタイヤは、例えば、サーキットにおける連続走行を実施するとタイヤの発熱に伴って操縦安定性が低下するという問題がある。そのため、上記構造に基づいて軽量化と操縦安定性とを両立させた空気入りタイヤについて、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制することが求められている。
特開平５−２３８２０８号公報 特開平６−１６００９号公報 特開２０００−５２７０９号公報

本発明の目的は、１プライ構造で巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させたカーカス層を有する場合であっても、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤであって、一対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角度が７５°〜９０°の範囲にある１プライ構造のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、前記カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、前記ビードコア上に配置されたビードフィラーを前記カーカス層の本体部と巻き上げ部とで挟み込むと共に、前記カーカス層の巻き上げ部を前記ベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させた空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーのビードヒールからの高さを１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とし、該ビードフィラーの断面積を１５ｍｍ² 以上６５ｍｍ² 以下とし、該ビードフィラーを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを０．０３以上０．２０以下とし、前記ビード部にタイヤ周方向に対して傾斜する有機繊維コードを含む有機繊維補強層を前記ビードコア及び前記ビードフィラーを包み込むように埋設し、前記有機繊維補強層のタイヤ内面側の端部を前記ビードフィラーの頂点よりもタイヤ径方向外側に配置し、前記有機繊維補強層のタイヤ外面側の端部をタイヤ内面側の端部よりもタイヤ径方向外側に配置すると共に、前記トレッド部にゴム組成物が異なる少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層をタイヤ幅方向に隣接するように配置し、車両外側となるキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを車両内側となるキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδよりも高くし、前記少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδの最高値ｔａｎδＨと最低値ｔａｎδＬの比（ｔａｎδＨ／ｔａｎδＬ）を１．０５〜１．８０の範囲としたことを特徴とするものである。

本発明では、軽量化と操縦安定性とを両立させるために、１プライ構造で巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させたカーカス層を設けているが、更にタイヤ転動時に変形が繰り返されるビードフィラーを低くし、その断面積を小さくすると共に、ビードフィラーを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを低くすることにより、サーキットでの連続走行によるタイヤの発熱を抑制し、操縦安定性の性能変化を抑制する。これにより、連続走行において初期の操縦安定性を長時間にわたって維持することが可能になる。

本発明では、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にゴム組成物が異なる少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層をタイヤ幅方向に隣接するように配置し、車両外側となるキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを車両内側となるキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδよりも高くする。

一般にキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを高くすると操縦安定性が向上するが、発熱による操縦安定性の性能変化を生じ易くなる。これに対して、上記のように車両外側ではｔａｎδを相対的に高くし、車両内側ではｔａｎδを相対的に低くすることにより、操縦安定性を向上しつつ、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制することが可能になる。

少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδの最高値ｔａｎδＨと最低値ｔａｎδＬの比（ｔａｎδＨ／ｔａｎδＬ）は１．０５〜１．８０の範囲とする。これにより、操縦安定性を向上しつつ、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制する効果を十分に得ることができる。

少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層の境界はトレッド部でタイヤ周方向に延びる主溝の下に配置することが好ましい。これにより、ゴム組成物の相違による偏摩耗の発生を抑制することができる。

また、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤである場合、トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の主溝を設け、かつトレッドセンターから車両外側の接地領域での溝面積比率ＧＡｏが該トレッドセンターから車両内側の接地領域での溝面積比率ＧＡｉよりも小さくなる非対称トレッドパターンを形成することが好ましい。これにより、操縦安定性を向上しつつ、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制する効果を十分に得ることができる。

非対称トレッドパターンにおいては、全接地領域での溝面積比率ＧＡを２０％〜４０％の範囲とし、車両外側の接地領域での溝面積比率ＧＡｏと車両内側の接地領域での溝面積比率ＧＡｉとの差（ＧＡｉ−ＧＡｏ）を１％〜１５％の範囲とすることが好ましい。これにより、操縦安定性を向上しつつ、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制する効果を十分に得ることができる。

本発明において、ビードフィラーのビードヒールからの高さとは、タイヤが基づく規格で定められたタイヤ寸法の測定条件において測定される高さであって、リム径の基準位置に相当するビードヒールからビードフィラーの頂点までのタイヤ径方向の寸法である。６０℃でのｔａｎδとは、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所製）を使用して、温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定されるものである。溝面積比率とは、タイヤが基づく規格で定められたタイヤ静的負荷半径の測定条件において測定される接地領域の総面積に対する該接地領域内の溝面積の比率（％）である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。図１に示すように、一対のビード部３，３間には、引き揃えられた複数本のカーカスコードからなる単一のカーカス層４が装架されている。カーカスコードとしては、レーヨン、ポリエステル、ナイロン、芳香族ポリアミド等からなる有機繊維コードを使用すると良い。カーカス層４のタイヤ周方向に対するコード角度は７５°〜９０°の範囲、好ましくは、８０°〜８７°の範囲に設定されている。カーカス層４のタイヤ周方向に対するコード角度は、例えば、負荷率が低い場合はハイアングルとし、負荷率が高い場合はローアングルとすることでタイヤ質量に影響を与えることなく操縦安定性等の要求性能を維持することができる。カーカス層４はビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。つまり、カーカス層４はビードコア５を境とする本体部４ａと巻き上げ部４ｂとから構成されている。

ビード部３において、ビードコア５の外周上には高硬度のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６はカーカス層４の本体部４ａと巻き上げ部４ｂとで挟み込まれている。このビード部３には、タイヤ周方向に対して傾斜する有機繊維コードを含む有機繊維補強層７がビードコア５及びビードフィラー６を包み込むように埋設されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはタイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含む複数層のベルト層８が配置されている。更に、ベルト層８の外周側にはタイヤ周方向に配向する補強コードを含むベルトカバー層９が配置されている。そして、前述したカーカス層４の巻き上げ部４ｂはベルト層８のタイヤ幅方向の端部と重なるように該ベルト層８の下方域まで延在している。

上記空気入りタイヤでは、軽量化と操縦安定性とを両立させるために、１プライ構造で巻き上げ部４ｂをベルト層８の端部と重なるように該ベルト層８の下方域まで延在させたカーカス層４を設けているが、その構造を前提としつつ、ビードフィラー６のビードヒールからの高さＨを２５ｍｍ以下とし、ビードフィラー６のタイヤ子午線断面における断面積を６５ｍｍ² 以下とし、ビードフィラー６を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを０．２０以下としている。

空気入りタイヤにおいては、転動時にビードフィラー６の変形が繰り返されることになるが、それによってビードフィラー６に起因する発熱量が多くなると、操縦安定性の性能変化が顕著に現れる。そこで、ビードフィラー６を低くし、その断面積を小さくすると共に、ビードフィラー６を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを低くすることにより、サーキットでの連続走行によるタイヤの発熱を抑制し、操縦安定性の性能変化を抑制することができる。その結果、連続走行において初期の操縦安定性を長時間にわたって維持することが可能になる。

ここで、ビードフィラー６の高さＨが２５ｍｍ超であると操縦安定性の性能変化を抑制する効果が不十分になる。ビードフィラー６の高さＨの下限値は１０ｍｍである。

同様に、ビードフィラー６の断面積が６５ｍｍ² 超であると操縦安定性の性能変化を抑制する効果が不十分になる。ビードフィラー６の断面積の下限値は１５ｍｍ² である。

また、ビードフィラー６を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδが０．２０超であると操縦安定性の性能変化を抑制する効果が不十分になる。ビードフィラー６を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδの下限値は０．０３である。

上述した空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定されたタイヤである。図１において、ＩＮは車両装着時の車両内側であり、ＯＵＴは車両装着時の車両外側である。

このようにタイヤ表裏の装着方向が指定されたタイヤにおいて、図１に示すように、トレッド部１にゴム組成物が異なる２種類のキャップトレッドゴム層１Ａ，１Ｂがタイヤ幅方向に隣接するように配置されている。そして、車両外側となるキャップトレッドゴム層１Ａを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδは車両内側となるキャップトレッドゴム層１Ｂを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδよりも高くなっている。キャップトレッドゴム層１Ａ，１Ｂのゴム組成物のｔａｎδに差を持たせることにより、操縦安定性を向上しつつ、トレッド部１における発熱を抑制し、操縦安定性の性能変化を抑制することが可能になる。

キャップトレッドゴム層１Ａを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδＨとキャップトレッドゴム層１Ｂを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδＬの比（ｔａｎδＨ／ｔａｎδＬ）は１．０５〜１．８０の範囲、より好ましくは、１．１０〜１．５０の範囲に設定されている。この比（ｔａｎδＨ／ｔａｎδＬ）が小さ過ぎると操縦安定性の性能変化を抑制する効果が低下し、逆に大き過ぎると本来必要とされるグリップ力が得られなくなる。なお、キャップトレッドゴム層１Ａ，１Ｂの境界はトレッド部１でタイヤ周方向に延びる主溝６０の下に配置すると良い。これにより、ゴム組成物の相違による偏摩耗の発生を抑制することができる。

本実施形態では、トレッド部１にゴム組成物が異なる２種類のキャップトレッドゴム層１Ａ，１Ｂを配置しているが、２種類以上のキャップトレッドゴム層をタイヤ幅方向に隣接するように配置することができる。

図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。図２において、ＣＬはトレッドセンターである。図２に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝６０が形成され、これら主溝６０により車両外側から車両内側に向かって複数の陸部１０，２０，３０，４０，５０が区画されている。最も車両外側に位置する陸部１０には、タイヤ周方向に延びる細溝１１と、細溝１１よりもトレッドショルダー側でタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝１２と、少なくとも細溝１１よりもトレッドセンター側でタイヤ幅方向に延びる複数本の細溝１３が形成されている。陸部２０には、タイヤ周方向に延びる細溝２１と、タイヤ幅方向に延びる複数本の切り欠き溝２２が形成されている。陸部３０には、タイヤ周方向に湾曲しながら延長する複数本の湾曲溝３１と、タイヤ幅方向に延びる複数本の切り欠き溝３２が形成されている、陸部４０には、タイヤ周方向に湾曲しながら延長する複数本の湾曲溝４１が形成されている。最も車両内側に位置する陸部５０には、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝５１と、横溝５１の相互間でタイヤ幅方向に延びる複数本の細溝５２が形成されている。

上述した空気入りタイヤは、トレッド部１にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の主溝６０が形成され、接地幅ＴＣＷにて規定される全接地領域において、トレッドセンターＣＬから車両外側の接地領域での溝面積比率ＧＡｏがトレッドセンターＣＬから車両内側の接地領域での溝面積比率ＧＡｉよりも小さくなる非対称トレッドパターンを有している。これにより、操縦安定性を向上しつつ、連続走行による操縦安定性の性能変化を抑制する効果を十分に得ることができる。

ここで、全接地領域での溝面積比率ＧＡは２０％〜４０％の範囲とし、トレッドセンターＣＬから車両外側の接地領域での溝面積比率ＧＡｏとトレッドセンターＣＬから車両内側の接地領域での溝面積比率ＧＡｉとの差（ＧＡｉ−ＧＡｏ）を１％〜１５％の範囲、より好ましくは、２％〜１３％の範囲とすると良い。この差（ＧＡｉ−ＧＡｏ）が小さ過ぎると操縦安定性の性能変化を抑制する効果が低下し、逆に大き過ぎると本来必要とされるブロック剛性の不足により操縦安定性が低下することになる。

タイヤサイズ２３５／４０Ｒ１８で、一対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角度が８５°である１プライ構造のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、ビードコア上に配置されたビードフィラーをカーカス層の本体部と巻き上げ部とで挟み込むと共に、カーカス層の巻き上げ部をベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させた空気入りタイヤにおいて、ビードフィラーのビードヒールからの高さ、ビードフィラーの断面積、ビードフィラーを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδ、車両外側及び車両内側のキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδ、車両外側及び車両内側の溝面積比率を表１のように設定した比較例１〜３、参考例１〜３及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ製作した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、操縦安定性の性能変化を評価し、その結果を表１に併せて示した。

操縦安定性の性能変化：
試験タイヤをリムサイズ１８×８Ｊのホイールに嵌合して排気量４０００ｃｃクラスの車両に装着し、空気圧２５０ｋＰａの条件で、テストドライバーによる２００ｋｍの連続走行を実施し、走行初期の操縦安定性と走行終期の操縦安定性との間の変化について官能評価を実施した。評価結果は、合格レベルを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど性能変化が少ないことを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜２のタイヤはいずれも連続走行による操縦安定性の性能変化が少ないものであった。一方、比較例１〜３はいずれも操縦安定性の性能変化の評価が合格レベルに到達するものではなかった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。

符号の説明

１ トレッド部
１Ａ，１Ｂ キャップトレッドゴム層
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
４ａ 本体部
４ｂ 巻き上げ部
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ 有機繊維補強層
８ ベルト層
９ ベルトカバー層
６０ 主溝

Claims (4)

1. 車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤであって、一対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角度が７５°〜９０°の範囲にある１プライ構造のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、前記カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、前記ビードコア上に配置されたビードフィラーを前記カーカス層の本体部と巻き上げ部とで挟み込むと共に、前記カーカス層の巻き上げ部を前記ベルト層の端部と重なるように該ベルト層の下方域まで延在させた空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーのビードヒールからの高さを１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とし、該ビードフィラーの断面積を１５ｍｍ² 以上６５ｍｍ² 以下とし、該ビードフィラーを構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを０．０３以上０．２０以下とし、前記ビード部にタイヤ周方向に対して傾斜する有機繊維コードを含む有機繊維補強層を前記ビードコア及び前記ビードフィラーを包み込むように埋設し、前記有機繊維補強層のタイヤ内面側の端部を前記ビードフィラーの頂点よりもタイヤ径方向外側に配置し、前記有機繊維補強層のタイヤ外面側の端部をタイヤ内面側の端部よりもタイヤ径方向外側に配置すると共に、前記トレッド部にゴム組成物が異なる少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層をタイヤ幅方向に隣接するように配置し、車両外側となるキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδを車両内側となるキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδよりも高くし、前記少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃でのｔａｎδの最高値ｔａｎδＨと最低値ｔａｎδＬの比（ｔａｎδＨ／ｔａｎδＬ）を１．０５〜１．８０の範囲とした空気入りタイヤ。
2. 前記少なくとも２種類のキャップトレッドゴム層の境界をトレッド部でタイヤ周方向に延びる主溝の下に配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤであって、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の主溝を設け、かつトレッドセンターから車両外側の接地領域での溝面積比率ＧＡｏが該トレッドセンターから車両内側の接地領域での溝面積比率ＧＡｉよりも小さくなる非対称トレッドパターンを形成した請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
4. 全接地領域での溝面積比率ＧＡを２０％〜４０％の範囲とし、車両外側の接地領域での溝面積比率ＧＡｏと車両内側の接地領域での溝面積比率ＧＡｉとの差（ＧＡｉ−ＧＡｏ）を１％〜１５％の範囲とした請求項３に記載の空気入りタイヤ。

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