JP2005306155A - 競技用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの捻り剛性を向上させ、高トルク付加時の駆動性能を高めることができる競技用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対の環状のビード間１ａを補強する２層以上のカーカス層５と、踏面部下方のカーカス層５の外周側にベルト層６とを備える競技用空気入りタイヤにおいて、２層のカーカス層５ａ，５ｂは、コードがタイヤ周方向ＰＤに略対称に交差するように積層され、各カーカス層５ａ，５ｂのコードが、タイヤ赤道線ＣＬ付近の位置ではタイヤ周方向ＰＤに対して３０〜５０°の角度θ１で配され、前記ビード１ａからタイヤ最大幅の位置ＰＷまでは、θ１−１５≦θ３≦θ１＋１５を満たす角度θ３で配されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、カーカス層がバイアス構造を有し、ドラッグレースなどの競技に使用される競技用空気入りタイヤに関するものである。

一般に、０〜４００ｍの走行タイムを競うドラッグレースなどの競技に使用される空気入りタイヤは、ハイパワー車に装着され、空気圧を超低圧（３０〜５０ＫＰａ）にして接地面積を拡大し、摩擦力を大きくすることで高いグリップとトラクションを得ている。その際、競技用空気入りタイヤは、超低圧で車両重量を支えるため、サイズ／エアボリュームが大きくなる。このため、ビード部の付近に位置するカーカス層が、タイヤ周方向に対して４０〜６０°又はそれ以上の角度を有するバイアス構造を採用している（例えば、特許文献１参照）。

一方、ドラム上に形成した部材を膨張させてバイアスタイヤを成形する際、ドラムに貼り付けたカーカスプライの角度が、膨張による径の変化量に応じて変化して、トレッド部で最大に、ビード部で最小になる。特に、上記のような競技用空気入りタイヤでは、最大部と最小部の角度の差が、約２０°にも達し、最終的な製品タイヤでも、ビード部のカーカス角度は、トレッド部の角度より約２０°大きくなる。

ところで、高トルク付加時の接地面積を十分確保するには、ビード部のカーカス角度を小さくして、タイヤの捻り剛性を高くするのが有効と考えられている。しかし、従来のバイアス構造において、ビード部のカーカス角度を小さくした場合、トレッド部の角度が更に約２０°小さくなるため、接地面積が小さくなるという問題があった。従って、従来の競技用空気入りタイヤのバイアス構造では、ビード部のカーカス角度を上記のように大きくしており、このため高トルク付加時の接地面積を確保するのに限界があった。

なお、一般の乗用車タイヤにおいて、カーカス層のコードの角度をタイヤの部位によって変化させる技術は、公知であるが（例えば、特許文献２参照）、サイドウォール部については、タイヤ周方向との角度を約９０°にしたものしか知られていない。
特開平６−２２７２０９号公報 特開２００２−１２７７１１号公報

そこで、本発明の目的は、タイヤの捻り剛性を向上させ、高トルク付加時の駆動性能を高めることができる競技用空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。

即ち、本発明の競技用空気入りタイヤは、一対の環状のビード間を補強する２層以上のカーカス層と、踏面部下方のカーカス層の外周側にベルト層とを備える競技用空気入りタイヤにおいて、２層のカーカス層は、コードがタイヤ周方向に略対称に交差するように積層され、各カーカス層のコードが、タイヤ赤道線付近の位置ではタイヤ周方向に対して３０〜５０°の角度θ１で配され、前記ビードからタイヤ最大幅の位置までは、θ１−１５≦θ３≦θ１＋１５を満たす角度θ３で配されることを特徴とする。本発明において、各部のコードの角度は、タイヤに空気圧を３０ＫＰａで充填した状態における値である。

本発明の競技用空気入りタイヤによると、交差するカーカス層のコードが、タイヤ赤道線付近では角度θ１が３０〜５０°であるため、タイヤ幅方向の補強効果が十分得られ、踏面部で接地面積を維持することができる。しかも、ビードからタイヤ最大幅の位置までの角度θ３が、従来のバイアス構造より小さくなるため、タイヤの捻り剛性（前後剛性）が向上し、高トルク付加時の駆動性能を高めることができる。

上記において、タイヤ最大幅の位置から接地端の位置までは、前記各カーカス層のコードが、θ１≦θ２≦θ３又はθ１≧θ２≧θ３を満たす角度θ２で配されていることが好ましい。このように、角度θ１から角度θ３までを連続的な値にすることで、カーカス層による補強のバランスを良くすることができ、製造するのも比較的容易になる。

特に、前記角度θ１、角度θ２、及び角度θ３が何れも３５〜５５°の範囲内であることが好ましい。これによって、踏面部、ショルダー部、サイドウォール部、ビード部の全てにおいて、競技用空気入りタイヤとして好適な補強効果を得ることができる。

成形ドラム上にカーカス用プライを積層する工程と、少なくとも積層したカーカス用プライをドーナツ状に膨張させる工程とを有する競技用空気入りタイヤの製造方法において、前記カーカス用プライを積層する際に、１層目のプライ中央の位置ではコードの角度γ１をドラム周方向に対して５０〜７０°とし、プライ両端の付近ではドラム周方向に対するコードの角度γ３をγ１−２５≦γ３≦γ１−１０にすると共に、２層目のプライでは１層目のコードに対してコードがドラム周方向に略対称に交差するように積層することを特徴とする。

本発明の製造方法によると、プライ中央の位置ではコードの角度γ１をドラム周方向に対して５０〜７０°とするため、これを膨張させた際にタイヤ赤道線付近でコードが３０〜５０°となるカーカス層を有するタイヤを製造することがでる。このため、タイヤ幅方向の補強効果が十分得られ、踏面部で接地面積を維持することができる。また、プライ両端の付近ではドラム周方向に対するコードの角度γ３をγ１−２５≦γ３≦γ１−１０にするため、これを膨張させた際にビード部付近でコードが３０〜５０°となるカーカス層を有するタイヤを製造することがでる。このため、タイヤの捻り剛性（前後剛性）が向上し、高トルク付加時の駆動性能を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の競技用空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図であり、図２（ａ）は部分破断したタイヤの正面図、図２（ｂ）はその平面図を示す。

本発明の競技用空気入りタイヤは、図１に示すように、一対の環状のビード１ａ間を補強する２層以上のカーカス層５と、カーカス層５の外周側の踏面部Ｔｒ下方に設けられたベルト層６とを備える。本実施形態ではカーカス層５が２層で構成されている例を示す。

本発明では、図２に示すように、２層のカーカス層５ａ，５ｂは、コードがタイヤ周方向ＰＤに略対称に交差するように積層されている。これによって、２層のカーカス層５ａ，５ｂによる補強をバランス良く行っている。

本発明の空気入りタイヤでは、各カーカス層５ａ，５ｂのコードは、タイヤ赤道線ＣＬ付近の位置ではタイヤ周方向ＰＤに対して３０〜５０°の角度θ１で配されており、好ましい角度θ１は４０〜５０°である。特に、踏面部Ｔｒの全体が、この角度θ１で配されていることが好ましい。

角度θ１が５０°を超えると、踏面部Ｔｒでのカーカス層５がタイヤ半径方向ＲＤに伸び易くなり形状を保持するのが困難になる。また角度θ１が３０°未満になると、踏面部Ｔｒのタイヤ半径方向ＲＤの伸びが拘束され過ぎて、これも接地面の確保が困難になる。

また、各カーカス層５ａ，５ｂのコードは、ビード１ａからタイヤ最大幅Ｗの位置ＰＷまでの領域Ｓ１は、θ１−１５≦θ３≦θ１＋１５を満たす角度θ３で配されており、好ましい角度θ３はθ１−１０≦θ３≦θ１＋１０を満たす場合である。具体的な角度θ３としては、３５〜５５°が好ましく、４０〜５０°がより好ましい。

角度θ３が上記の範囲より小さいと、踏面部角度との差が大きくなりすぎ、製造が困難になる。角度θ３が上記の範囲より大きいと、従来のバイアス構造と同様に、タイヤの捻り剛性が小さくなり、高トルク付加時の駆動性能が低下する。

各カーカス層５ａ，５ｂのコードは、タイヤ最大幅Ｗの位置ＰＷから接地端の位置ＰＴまでの領域Ｓ２は、θ１≦θ２≦θ３又はθ１≧θ２≧θ３を満たす角度θ２で配されていることが好ましい。具体的な角度θ２としては、３５〜５５°が好ましく、４０〜５０°がより好ましい。角度θ１と角度θ３とが異なる場合、ショルダー部Ｓｈ付近において、角度θ２を変化させるのが好ましい。

本発明では、角度θ１、角度θ２、及び角度θ３が何れも３５〜５５°の範囲内であることが好ましく、何れも４０〜５０°の範囲内であることが、より好ましい。

カーカス層５の両端は、ビード１ａで外側に折り返され、カーカス層５の折り返し部と本体部との間にはゴム硬度が高いビードフィラー１ｂが配置され、ビード部１が形成されている。カーカス層５を構成するコードとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリアラミド等の有機繊維、又はスチール等が挙げられる。なお、カーカス層５の外側には、通常のタイヤと同様にサイドウォールゴム２ａ、インナーライナゴム３、トレッドゴム４等が配置され、トレッドゴム４の外周面には所定のパターンが形成される。

ベルト層６は、最外層のカーカス層５ｂの外周面の踏面部Ｔｒ下方の位置に設けられる。本実施形態では、ベルト層６が内層６ａと外層６ｂからなる例を示す。ベルト層６のコードの角度は、各々、タイヤ周方向ＰＤに対して２０〜５０°、特に３０〜４０°にするのが好ましい。ベルト層６についても、コードがタイヤ周方向ＰＤに略対称に交差するように積層されるのが好ましい。

ベルト層６の幅は踏面部Ｔｒの幅と一致する必要はなく、内層６ａが踏面部Ｔｒの幅と略同じ幅であり、外層６ｂの幅は、内層６ａの幅よりやや狭くなるのが好ましい。

また、ベルト層６を構成するコードも、ポリエステル、ポリアミド、ポリアラミド等の有機繊維、又はスチール等が挙げられる。本発明では、バイアス状のカーカス層５をベルト層６が補強するため、その部分の曲げ剛性も高くなる。

本発明の競技用空気入りタイヤは、図３に示すようなコード角度を幅方向の位置により部分的に変えたカーカス用プライ８ａ，８ｂを使用すること以外は、通常の競技用空気入りタイヤと同様の製造方法で製造できる。つまり、成形ドラム上にカーカス用プライ８ａ，８ｂを積層する工程と、少なくとも積層したカーカス用プライ８ａ，８ｂをドーナツ状に膨張させる工程とを有する製造方法が適用できる。

２つのカーカス用プライ８ａ，８ｂは、中心線に対して略対称な角度でコードが配置されるように円筒状に積層され、例えばビードの配設後、チューブ状エアバッグが挿入され、内圧によりドーナツ状にシェーピングされた後、ベルト層６が形成される。

本発明では、カーカス用プライ８ａ，８ｂを積層する際に、１層目のプライ中央の位置ＰＣではコードの角度γ１をドラム周方向ＤＰに対して５０〜７０°とし、プライ両端の付近ではドラム周方向に対するコードの角度γ３をγ１−２５≦γ３≦γ１−１０にする。好ましくは、１層目のプライ中央の位置ＰＣではコードの角度γ１をドラム周方向ＤＰに対して５５〜６５°とし、プライ両端の付近ではドラム周方向に対するコードの角度γ３をγ１−２０≦γ３≦γ１−１０にする。

また、２層目のプライ８ｂでは１層目のコードに対してコードがドラム周方向ＤＰに略対称に交差するように積層する。

図３に示すカーカス用プライ８ａ，８ｂの作製方法の概略は次の通りである。図４に示すような装置を用いて、ローラ群１３でコード材料１０を引き取ることにより、コード材料１０をボビン１１から送りながら、被覆ゴムの押出機１２の口金部１２ａを通過させて未加硫ゴムで被覆され、ゴム被覆したコードは、緩衝部１４の緩衝ローラ１４ａ間に送られて緩んだ状態となる。ゴム被覆したコードの先端は、駆動機構１６の駆動部１６ｂに設けられた貼り付けローラ１６ｃによって、トレイ１７に所望の経路にて貼り付けられ、貼り付け量に応じたコード長さが緩衝部１４からガイドローラ１５を経て引き取られる。貼り付け経路の制御は、トレイ１７の長手方向（Ｙ方向）の移動の位置制御と、駆動機構１６の支持部１６ａを往復動（Ｘ方向）する駆動部１６ｂの移動の位置制御とにより行うことができる。貼り付けはコードを切断せずに行うのが簡便であり、その場合、軸心が平行で高さが同じ２本の貼り付けローラ１６ｃが使用される。

所望のタイヤ形状と各部位での所望のコード角度を得るためには、カーカス用プライ８ａ，８ｂを作製する際のコード角度を適切に調整するのが好ましい。バイアスタイヤでは、プライ状態でのコード角度とタイヤ成型後のコード角度との関係が、下記の周知の関係式（近似式）により算出できるが、本発明でも当該関係式が同様に適用でき、Ａｄを変数として対応する部分のＲを決定することで、Ａを求めることができる。

Ｒｄ ｃｏｓＡ＝Ｒ ｃｏｓＡｄ
ここで、Ｒｄはドラム半径、Ａｄはドラム上の周方向に対するコード角、Ｒはタイヤ成型後のコードの位置に対応する半径、Ａはタイヤ成型後の周方向に対するコード角である。

［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
（１）前述の実施形態では、カーカス層を２層設けた例を示したが、４層などの偶数層でもよい。その場合も一対のカーカス層は、タイヤ赤道線に対して略対称な角度でコードが配置されるように積層され、同方向に積層される各カーカス層のコードは、各部位で各々同じ方向に配置されるのが好ましい。
（２）前述の実施形態では、コードが交差したベルト層を２層設ける例を示したが、ベルト層を省略することも可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）捻り剛性
空気圧を３０ＫＰａにして、実車の荷重に相当する荷重（４４００Ｎ）を負荷しながら、実車加速時のトルクに相当する前後力（４０００Ｎ）を更に負荷して、その際のタイヤ前後方向の変位を測定し、その逆数を指数として表した（値が大きい程良好）。

（２）タイム
ドラッグレース用の競技専用車に装着し、０〜４００ｍの走行タイムを測定し、それを指数として表した（値が小さい程良好）。

従来品
従来の製造方法に従って、表１に示すコード角度でドラム上にカーカス用プライ（ナイロン６６繊維、１４００ｄｔｅｘ／２、打ち込み数２８本／２．５ｃｍ、２層）を積層した後、ベルト用プライ（ナイロン６６繊維、９４０ｄｔｅｘ／２、打ち込み数３０本／２．５ｃｍ、２層、コード角度３５°）を更に積層し、表１に示すコード角度の競技用空気入りタイヤ（サイズ３３．０ｘ１７．０−１５）を作製した。これを用いて、上記の評価を行った。その結果を表１に示す。

実施例１〜３
本発明の製造方法に従って、表１に示すコード角度でドラム上にカーカス用プライ（ナイロン６６繊維、１４００ｄｔｅｘ／２、打ち込み数２８本／２．５ｃｍ、２層）を積層する以外は、従来品と同様して、表１に示すコード角度の競技用空気入りタイヤ（サイズ３３．０ｘ１７．０−１５）を作製し、上記の評価を行った。その結果を表１に示す。

比較例１〜２
本発明の製造方法に従って、表１に示すコード角度でドラム上にカーカス用プライ（ナイロン６６繊維、１４００ｄｔｅｘ／２、打ち込み数２８本／２．５ｃｍ、２層）を積層する以外は、従来品と同様して、表１に示すコード角度の競技用空気入りタイヤ（サイズ３３．０ｘ１７．０−１５）を作製し、上記の評価を行った。その結果を表１に示す。

表１の結果が示すように、実施例のタイヤでは、タイヤの捻り剛性を向上させ、高トルク付加時の駆動性能を高めて、走行タイムを短縮することができた。これに対して、踏面部のコード角度が小さすぎる比較例１では、タイヤの捻り剛性が上昇したものの、接地面積が不十分となって、走行タイムが増加した。また、踏面部のコード角度が大き過ぎる比較例２では、タイヤの捻り剛性が低下して、走行タイムが増加した。

本発明の競技用空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図 本発明の競技用空気入りタイヤの要部を示す図であり、（ａ）は部分破断したタイヤの正面図、（ｂ）はその平面図 本発明に用いられるカーカス用プライの一例を示す図であり、（ａ）は下層用のプライの平面図、（ｂ）は上層用のプライの平面図 カーカス用プライの作製に用いられる装置の概略斜視図

符号の説明

１ａ ビード
５ カーカス層
５ａ 下層のカーカス層
５ｂ 上層のカーカス層
６ ベルト層
８ａ 下層のカーカス用プライ
８ｂ 上層のカーカス用プライ
Ｔｒ 踏面部
θ１〜θ３ タイヤ各部のコードの角度
γ１〜γ３ プライ各部のコードの角度
Ｗ タイヤ最大幅
ＰＴ 接地端
ＣＬ タイヤ赤道線
ＰＤ タイヤ周方向

Claims (4)

1. 一対の環状のビード間を補強する２層以上のカーカス層と、踏面部下方のカーカス層の外周側にベルト層とを備える競技用空気入りタイヤにおいて、
   ２層のカーカス層は、コードがタイヤ周方向に略対称に交差するように積層され、各カーカス層のコードが、タイヤ赤道線付近の位置ではタイヤ周方向に対して３０〜５０°の角度θ１で配され、前記ビードからタイヤ最大幅の位置までは、θ１−１５≦θ３≦θ１＋１５を満たす角度θ３で配されることを特徴とする競技用空気入りタイヤ。
2. タイヤ最大幅の位置から接地端の位置までは、前記各カーカス層のコードが、θ１≦θ２≦θ３又はθ１≧θ２≧θ３を満たす角度θ２で配されている請求項１記載の競技用空気入りタイヤ。
3. 前記角度θ１、角度θ２、及び角度θ３が何れも３５〜５５°の範囲内である請求項１又は２に記載の競技用空気入りタイヤ。
4. 成形ドラム上にカーカス用プライを積層する工程と、少なくとも積層したカーカス用プライをドーナツ状に膨張させる工程とを有する競技用空気入りタイヤの製造方法において、
   前記カーカス用プライを積層する際に、１層目のプライ中央の位置ではコードの角度γ１をドラム周方向に対して５０〜７０°とし、プライ両端の付近ではドラム周方向に対するコードの角度γ３をγ１−２５≦γ３≦γ１−１０にすると共に、２層目のプライでは１層目のコードに対してコードがドラム周方向に略対称に交差するように積層することを特徴とする競技用空気入りタイヤの製造方法。

Images