JP5461092B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特には、運動性能に優れた空気入りタイヤに関する。

モータースポーツ走行に用いるタイヤには、一般のタイヤに比較して高い運動性能が要求されている。
従来、高性能車両に用いるタイヤとして、トレッドの剛性に着目した空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−９０９３７号公報

特許文献１のタイヤでは、トレッドの面内曲げ剛性を高くし、面外曲げ剛性を低くすることで操縦安定性の向上を図っているが、市場では、急加速、急減速、及び急旋回を伴うモータースポーツ走行においては、タイヤの運動性能を更に高めて欲しいという要望がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、従来よりも高い運動性能を有する空気入りタイヤを提供することが目的である。

発明者が種々の実験検討を重ねた結果、ジムカーナ等の急加速、急減速、及び急旋回を伴うモータースポーツ走行においては、タイヤクラウン部の面外曲げ剛性を高くすることで、急加速、急減速、及び急旋回時に適切な接地形状を得ることができ、上記モータースポーツ走行に用いるタイヤに必要な運動性能を高めることが見出された。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載の空気入りタイヤは、一対のビードコアと、一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへトロイド状に跨り、幅方向端部分が前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、コアフィラメントとシースフィラメントの２層撚り構造とされた複数本のスチールコードを含むベルトプライの少なくとも１枚からなるベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に延びるポリエチレンナフタレートコードを含むベルト補強層と、一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折り返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、を備え、前記ビードフィラーと前記カーカスプライとの間に、前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の有機繊維コードを含むフリッパーが配置されており、前記フリッパーのタイヤ幅方向外側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側に配置され、前記フリッパーのタイヤ幅方向内側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に配置されている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、タイヤクラウン部が、コアフィラメントとシースフィラメントの２層撚り構造とされた複数本のスチールコードを含む２枚のベルトプライからなる交差ベルトと、タイヤ周方向に延びる複数本のポリエチレンナフタレートコードを含むベルト補強層とによって補強されており、タイヤクラウン部において高い面外曲げ剛性が得られ、急加速、急減速、及び急旋回時における接地性が向上し、高い運動性能が得られる。
さらに、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、ビードフィラーとカーカスプライとの間に、ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の有機繊維コードを含むフリッパーが配置されているので、ビード部の剛性を高めることができる。このようにフリッパーを配置してビード部の剛性を高めることで、タイヤクラウン部の剛性とタイヤサイド部の剛性とのバランスが良くなり、本発明の空気入りタイヤの様にタイヤクラウン部の剛性を高めた効果が最大限に発揮されるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、折り返し部の端部が、前記本体部と前記ベルトとの間に配置された前記カーカスプライを少なくとも１枚有する。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項２に記載の空気入りタイヤでは、少なくとも１枚のカーカスプライが、折り返し部の端部がカーカスプライの本体部とベルトとの間に配置されている、即ち、少なくとも１枚の折り返し部がタイヤクラウン部に配置されるので、折り返し部の端部をビード部付近で終端させている場合に比較して、タイヤクラウン部の剛性を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、折り返し部の端部が、前記本体部と前記ベルトとの間に配置された前記カーカスプライを２枚有する。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項３に記載の空気入りタイヤでは、折り返し部の端部がカーカスプライの本体部とベルトとの間に配置されているカーカスプライが２枚配置されている、即ち、２枚の折り返し部がタイヤクラウン部に配置されるので、１枚の折り返し部がタイヤクラウン部に配置される場合に比較して比較して、タイヤクラウン部の剛性を更に高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記有機繊維コードが芳香族ポリアミドコードである。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
有機繊維コードの中でも高弾性率とされた芳香族ポリアミドコードを用いることで、コード使用量を抑えつつビード部の剛性を確実に高めることができる。

以上説明したように請求項１に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、従来よりも高い運動性能が得られる、という優れた効果を有する。また、タイヤクラウン部の剛性とタイヤサイド部の剛性とのバランスが良くなり、運動性能を向上することができる。
請求項２に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、運動性能を向上することができる。
請求項３に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、運動性能を更に向上することができる。

また、請求項４に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、高い運動性能を確保しつつ運動性能を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。 ベルトコードの断面図である。 従来例に係る空気入りタイヤの断面図である。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、一対のビード部１２、一対にタイヤサイドウォール部１４、両タイヤサイドウォール部１４に連なるトレッド部１６を有している。なお、図１は空気入りタイヤ１０の左半分を図示しており、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称形状である。

ビード部１２には、ビードコア１８が埋設されており、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、一方のビードコア１８から他方のビードコア１８へトロイド状に跨る第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２からなるカーカス２４を備えている。

（カーカス）
第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２は、何れも互いに平行に並べた複数本のナイロン、ポリエステル等の有機繊維からなるカーカスコード（図示せず）をゴムコーティングして構成されたものであって、タイヤ側部において、第１カーカスプライ２０のカーカスコード、及び第２カーカスプライ２２のカーカスコードは、タイヤ径方向（ラジアル方向）に対して互いに反対方向に小さな角度で傾斜している。したがって、第１カーカスプライ２０のカーカスコードと第２カーカスプライ２２のカーカスコードとは互いに交差している。

第１カーカスプライ２０のカーカスコード、及び第２カーカスプライ２２のカーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度は、従来一般のラジアルタイヤよりもタイヤ半径方向に対する角度が大きく設定されており、４〜１０°の範囲内、好ましくは６〜１０°の範囲内に設定されるものである。

第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２は、何れも幅方向端部分がビードコア１８をタイヤ幅方向内側から外側へ向けて折り返されており、第１カーカスプライ２０の折り返し部２０Ｂ、及び第２カーカスプライ２２の折り返し部２２Ｂは、各々タイヤサイドウォール部１４を介してベルト端内側まで延びている。

即ち、第１カーカスプライ２０の端部２０Ｅ、及び第２カーカスプライ２２の端部２２Ｅが、カーカス２４のタイヤ径方向外側に配置される交差ベルト層２６とカーカスプライ本体部２２Ａとの間に挟持され、折り返し部２０Ｂの端部付近、及び折り返し部２２Ｂの端部付近は、各々交差ベルト層２６とオーバーラップしている（所謂、エンベロープ構造）。
なお、本実施形態では、第１カーカスプライ２０の端部２０Ｅが、第２カーカスプライ２２の端部２２Ｅよりもタイヤ赤道面ＣＬ側に配置されている。

（交差ベルト層）
本実施形態の交差ベルト層２６は、第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０の２枚のベルトプライから構成されている。
第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０は、何れも複数本のスチールコードを互い平行に並べてゴムコーティングしたものである。

第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０には、図２に断面図で示すスチールコード３２が用いられている。このスチールコード３２は、１本のスチールフィラメント３４からなるコア３６と、コア３６の周囲に配置された複数本のスチールフィラメント３４からなるシース３８を備え、シース３８を構成している複数本のスチールフィラメント３４が撚られ、かつ断面が略楕円形に形成されたものを用いることができる。

本実施形態のスチールコード３２の構造は、１＋６×０．２８０である。また、スチールコード３２のコード径は、短径０．８９ｍｍ、長径０．９９ｍｍである。なお、ここで示すスチールコード３２の構造、コード径、スチールフィラメント３４の径等は一例であり、適宜変更されるものである。

第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０におけるスチールコード３２の打ち込み本数は、本実施形態では２４本／５０ｍｍに設定されているが、本発明はこれに限らず適宜変更されるものである。

第１ベルトプライ２８のスチールコード３２、及び第２ベルトプライ３０のスチールコード３２は、タイヤ赤道面ＣＬに対して互いに反対方向に傾斜している。なお、本実施形態の第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０のゲージは各々１．４３ｍｍであるが、本発明はこれに限らず適宜変更されるものである。

（ベルト補強層）
交差ベルト層２６のタイヤ径方向外側には、交差ベルト層２６の全体を覆う第１ベルト補強層４０が配置されており、第１ベルト補強層４０の端部付近には、第１ベルト補強層４０の端部付近のみに対応した幅狭の第２ベルト補強層４２が配置されている。

本実施形態の第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２は、実質的にタイヤ周方向に延在するポリエチレンタフタレートコード（以下ＰＥＮコードという。）を含んで構成されており、例えば、互いに平行並べた複数本のＰＥＮコードをゴムコーティングしてなるリボン状ストリップをベルト外周面に螺旋状に巻回することで形成することができる。

本実施形態のＰＥＮコードは、構成が１１００ｄｔｅｘ／２であり、打ち込み数は５０本／５０ｍｍ、撚り数（回／１０ｃｍ）は３９×３９である。また、本実施形態のベルト補強層４０のゲージは０．９０ｍｍである。なお、ＰＥＮコードの構成、打ち込み数、撚り数、また、ベルト補強層４０のゲージは一例であり、本発明はこれに限らず適宜変更されるものである。

（トレッド部、ダイヤサイドウォール部）
第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２のタイヤ径方向外側には、トレッド部１６を形成するトレッドゴム層４４が配置されており、カーカス２４のタイヤ軸方向外側には、ダイヤサイドウォール部を形成するサイドゴム層４６が配置されている。

（ビードフィラー）
一方のビードコア１８から他方のビードコア１８へ至る第２カーカスプライ２２の本体部２２Ａと折り返し部２２Ｂとの間には、ビードコア１８からタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラー４８が配置されている。
ビードフィラー４８は、サイドゴム層４６を形成しているゴムよりも硬質のゴムから形成されている。

（フリッパー）
ビードフィラー４８と第２カーカスプライ２２との間には、ビードコア１８をタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の高弾性の有機繊維コードを有する１層のフリッパー５０が配置されている。
フリッパー５０は、複数本の高弾性の有機繊維コードを並べてゴムコーティングしたものである。本実施形態のフリッパー５０に用いられている有機繊維コードは、芳香族ポリアミドコードであり、タイヤ径方向に対する角度が４０°〜５５°の範囲内に設定されている。

なお、フリッパー５０のタイヤ幅方向外側の端部５０Ｅｏはビードフィラー４８のタイヤ径方向外側端４８Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置され、フリッパー５０のタイヤ幅方向内側の端部５０Ｅｉはビードフィラー４８のタイヤ径方向外側端４８Ｅよりもタイヤ径方向内側に配置されている。

（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０は、２層撚り構造とされた複数本のスチールコード３２を含んで構成された第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０からなる交差ベルト層２６と、複数本のポリエチレンナフタレートコードを含む第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２とによってタイヤクラウン部が補強され、さらに、第１カーカスプライ２０の折り返し部２０Ｂ、及び第２カーカスプライ２２の折り返し部２２Ｂをベルト端内側まで延ばしてタイヤクラウン部に配置しているので、タイヤクラウン部の剛性が従来タイヤよりも高剛性となる。これにより、従来タイヤよりも急加速時、急減速時、及び急旋回時における接地性を向上することができ、従来タイヤよりも高い運動性能が得られる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、タイヤ側部において第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２の各々のカーカスコードの傾斜角度を従来一般のラジアルタイヤよりも大きく設定し（タイヤ径方向に対して４〜１０°の範囲内、好ましくは６〜１０°の範囲内）て互いに交差させ、かつ各々のプライ端部をベルト端よりもタイヤ赤道面ＣＬ側へ配置し、さらに、ビードフィラー４８と第２カーカスプライ２２との間に、高弾性の芳香族ポリアミドコードを含むフリッパー５０を配置したので、ビード部１２、タイヤサイドウォール部１４の剛性が従来タイヤよりも高くなり、タイヤサイド部とトレッド部との剛性バランスが向上し、タイヤクラウン部の高剛性としたことの効果が十分に発揮される。
したがって、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、急加速時、急減速時、及び急旋回を多用するレース用の車両に装着するのに好適である。
なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２にポリエチレンナフタレートコードを用いたが、ポリエチレンナフタレートコードと同等の弾性率を有する他の有機繊維コードを用いても良い。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤ、比較例の空気入りタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを用意し、タイヤクラウン部の面外曲げ剛性、及びサーキットコース（ドライ路面）でのラップタイム（ベストタイム）の比較を行った。

実施例：図１に示す構造を有する上記本実施形態のタイヤ。
従来例：図３に示す構造を有するタイヤ。カーカスプライ２枚の内、１枚がエンベロープ構造。第１ベルト補強層４０及び第２ベルト補強層４２にナイロンコード（構造：実施例と同じ。）を使用。フリッパーの代わりに、スチールコードからなるインサート５４をビードフィラー４８のタイヤ幅方向外側面に沿って配置。ベルトに単撚りのスチールコード（構造：１×５×０．２２５）を使用。その他は実施例と同様の構造。
比較例：第１ベルト補強層４０及び第２ベルト補強層４２にナイロンコード（構造：実施例と同じ）を使用。ベルトに単撚りのスチールコード（構造：１×５×０．２２５）を使用。その他は実施例と同様の構造。

試験の結果、本発明の適用された実施例のタイヤは、従来例、及び比較例のタイヤに比較してタイヤクラウン部の面外曲げ剛性が高く、急加速、急減速、及び急旋回時における接地性の向上に寄与可能であることが分かる。
また、実施例のタイヤのタップタイムは、従来例、及び比較例よりも向上しており、本発明の適用された実施例のタイヤは高い運動性能を有していることが分かる。

１０ 空気入りタイヤ
１２ ビード部
１４ タイヤサイドウォール部
１６ トレッド部
１８ ビードコア
２０ 第１カーカスプライ
２０Ａ 本体部
２０Ｂ 折り返し部
２２ 第２カーカスプライ
２２Ａ 本体部
２２Ｂ 折り返し部
２４ カーカス
２６ 交差ベルト層
３２ スチールコード
３４ スチールフィラメント
３６ コア
３８ シース
４０ 第１ベルト補強層
４２ 第２ベルト補強層
５０ フリッパー

Claims (4)

1. 一対のビードコアと、
   一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへトロイド状に跨り、幅方向端部分が前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、コアフィラメントとシースフィラメントの２層撚り構造とされた複数本のスチールコードを含むベルトプライの少なくとも１枚からなるベルトと、
   前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に延びるポリエチレンナフタレートコードを含むベルト補強層と、
   一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折り返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、
   を備え、
   前記ビードフィラーと前記カーカスプライとの間に、前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の有機繊維コードを含むフリッパーが配置されており、
   前記フリッパーのタイヤ幅方向外側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側に配置され、
   前記フリッパーのタイヤ幅方向内側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に配置されている、空気入りタイヤ。
2. 折り返し部の端部が、前記本体部と前記ベルトとの間に配置された前記カーカスプライを少なくとも１枚有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 折り返し部の端部が、前記本体部と前記ベルトとの間に配置された前記カーカスプライを２枚有する、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記有機繊維コードが芳香族ポリアミドコードである、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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