JP2007168526A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】剛性が高く、しかも低コストで得られうる空気入りタイヤ２の提供。
【解決手段】タイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、インナーライナー１２、補強プライ１４及びチェーファー１６を備えている。サイドウォール６は、サイドプライ２０からなる。このサイドプライ２０は、並列する多数のコードと、トッピングゴムとから構成されている。コードには、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ナイロン繊維又はアラミド繊維が用いられている。コードは、タイヤ２の回転方向に対して傾斜している。タイヤ２の高さＨに対するサイドプライ２０の半径方向長さＬの比率は、５０％以上である。サイドプライが、ファブリックとこのファブリックに含浸されたゴムとからなってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーシングカート等に装着される空気入りタイヤに関する。

レーシングカートには、外径が３５０ｍｍ以下であってアスペクト比が０．５以下であるタイヤが装着されている。このレーシングカートは低重心でかつ軽量なので、高速で旋回しうる。レーシングカート用タイヤには、極めて大きな横方向の力が加わる。ラップタイム短縮のため、レーシングカート用タイヤには、大きな横剛性と優れた復元性とが求められる。このタイヤでは、サイドウォールによって大きな横剛性が達成されている。サイドウォールは、架橋されたゴムからなる。

乗用車用タイヤやトラック用タイヤにとっても、横剛性は重要である。大きな横剛性のためのサイドウォールの工夫が、種々提案されている。特開２００２−１０３９２３公報には、サイドウォールが補強層を備えており、この補強層がコードを含んでいるタイヤが開示されている。特開平６−１９９１１４号公報には、サイドウォールの表面にキャンバスが貼り付けられたタイヤが開示されている。
特開２００２−１０３９２３公報 特開平６−１９９１１４号公報

大きな横剛性が達成されるには、サイドウォールのゴムにある程度の厚みが必要である。しかし、厚いサイドウォールを備えたタイヤは、重い。このタイヤは、燃費の点で不利である。重いタイヤは、レースにおけるラップタイムの点でも不利である。

サイドウォールがゴム層と補強層とを備えたタイヤでは、その製造に手間がかかる。しかもこのタイヤは、高コストである。

本発明の目的は、剛性が高く、しかも低コストで得られうる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、その外面がトレッド面を形成するトレッドと、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、このサイドウォールからさらに半径方向略内向きに延びる一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備える。このサイドウォールは、繊維とこの繊維を覆うゴムとを含むサイドプライからなる。

好ましくは、サイドプライに、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、ナイロン繊維又はアラミド繊維が用いられる。好ましくは、サイドプライの半径方向長さは、タイヤの高さの５０％以上である。

好ましくは、サイドプライは、繊維からなり互いに並列する多数のコードと、このコードを覆うトッピングゴムとからなる。好ましくは、コードは、タイヤの回転方向に対して傾斜している。好ましくは、一方のサイドウォールにおけるコードの、タイヤの回転方向に対する傾斜角度は、他方のサイドウォールにおけるコードの、タイヤの回転方向に対する傾斜角度と実質的に同一である。

サイドプライが、繊維が織られてなるファブリックと、このファブリックに含浸されたゴムとからなってもよい。

本発明に係るタイヤでは、サイドプライにより十分な剛性が達成される。このタイヤは、操縦安定性に優れる。このタイヤは、安価に得られる。

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は、本発明の一実施形態に係るタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、インナーライナー１２、補強プライ１４及びチェーファー１６を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプの空気入りタイヤである。このタイヤ２は、レーシングカートに装着される。

トレッド４は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な円弧状である。トレッド４の外面は、路面と接地するトレッド面１８を構成する。トレッド面１８には、溝１９が刻まれている。この溝１９により、トレッド４パターンが形成されている。トレッド４に溝１９が形成されなくてもよい。

サイドウォール６は、トレッド４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６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。また、サイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。このサイドウォール６は、サイドプライ２０を備えている。このサイドプライ２０は、カーカス１０と直接に積層されている。このサイドウォール６は、サイドプライ２０のみからなる。サイドプライ２０の上端２２は、トレッド４と当接している。サイドプライ２０の下端２４は、チェーファー１６とオーバーラップしている。オーバーラップの距離は、５ｍｍから１０ｍｍ程度である。サイドプライ２０がチェーファー１６と一体とされてもよい。

ビード８は、サイドウォール６から半径方向略内向きに延びている。ビード８は、コア２６と、このコア２６から半径方向略外向きに延びるエイペックス２８とからなる。コア２６は環状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）からなる。エイペックス２８は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２からなる。第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、両側のビード８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６の内側に沿っている。第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、コア２６の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。

図示されていないが、第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、互いに並列する多数のカーカスコードと、トッピングゴムとからなる。カーカスコードは、赤道面ＣＬに対して傾斜している。傾斜の角度（絶対値）は、２０°以上９０°以下である。第一カーカスプライ３０のコードの傾斜方向は、第二カーカスプライ３２のコードの傾斜方向とは逆である。このタイヤ２は、いわゆるバイアスタイヤである。カーカスが、シングルプライから構成されてもよい。カーカスが、ラジアル構造とされてもよい。

カーカスコードは、有機繊維からなる。典型的な有機繊維は、ナイロン繊維である。カーカスコードに、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維又はアラミド繊維が用いられもよい。

インナーライナー１２は、カーカス１０の内面に接合されている。インナーライナー１２は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１２には、空気透過性の少ないゴムが用いられている。インナーライナー１２は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

補強プライ１４は、エイペックス２８の軸方向内側に位置している。図示されていないが、補強プライ１４は、コードとトッピングゴムとからなる。コードには、有機繊維が用いられている。好適な有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、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。有機繊維に代えて、金属コードが用いられてもよい。典型的な金属コードは、スチールコードである。補強プライ１４が、エイペックス２８の軸方向外側に位置してもよい。

チェーファー１６は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１６がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。チェーファー１６は、通常はファブリックとこのファブリックに含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファー１６が用いられてもよい。

図２は、図１のタイヤ２のサイドプライ２０の一部が示された断面図である。このサイドプライ２０は、並列する多数のコード３４と、トッピングゴム３６とから構成されている。コード３４は、トッピングゴム３６に覆われている。全てのコード３４は、ほぼ同一直径である。

コード３４は、好ましくは有機繊維からなる。有機繊維の具体例としては、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ナイロン繊維及びアラミド繊維が挙げられる。カーカスコードがナイロン繊維の場合、タイヤ２の剛性の観点から、サイドプライ２０のコード３４にポリエステル繊維又はポリエチレンナフタレート繊維が用いられることが好ましい。

図３は、図１のタイヤ２の一部切り欠き断面図である。この図３には、軸方向から見られたタイヤ２が示されている。この図３には、サイドプライ２０の断面が示されている。前述の通り、サイドプライ２０はコード３４とトッピングゴム３６とからなる。この図３において矢印Ａで示されているのは、タイヤ２の回転方向である。コード３４は、回転方向Ａに対して傾斜している。この傾斜により、サイドウォール６の剛性が高められる。図３において符号θで示されているのは、回転方向Ａに対するコード３４の傾斜角度である。角度θは、５°以上が好ましく、１０°以上がより好ましい。角度θは、４５°以下が好ましく、４０°以下がより好ましい。一方のサイドウォール６における角度θが、他方のサイドウォール６における角度θと実質的に等しいことが好ましい。

このタイヤ２では、サイドプライ２０によって大きな横剛性が達成される。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。このタイヤ２では、従来のタイヤに用いられているサイドウォールゴムが不要である。従って、このタイヤ２は軽量であり、かつ安価に得られうる。サイドプライ２０のカーカス１０への積層は、サイドウォールゴムのカーカス１０への積層よりも容易である。このタイヤ２は、生産性にも優れる。従来のタイヤでは、加硫・成形工程において、サイドウォールゴムの流動に起因する不良（例えばベアー）が生じ易い。これに対し、本発明に係るタイヤ２では、サイドプライ２０のゴム流動が少ないので、不良が生じにくい。さらに、ゴム流動の抑制により、ロット管理等の目的でグリーンタイヤ２に貼着されたラベルがゴムで覆われることが抑制される。

横剛性の観点から、コード３４の繊度は４００ｄｔｅｘ以上が好ましく、９００ｄｔｅｘ以上がより好ましい。路面追従性の観点から、コード３４の繊度は２５００ｄｔｅｘ以下が好ましい。

横剛性の観点から、コード３４の密度（５ｃｍ当たりの本数）は１５エンズ以上が好ましく、２０エンズ以上がより好ましい。路面追従性の観点から、コード３４の密度は７０エンズ以下が好ましい。横剛性の観点から、コード３４の繊度（ｄｔｅｘ）と密度（エンズ）との積は２００００以上が好ましく、２５０００以上がより好ましい。路面追従性の観点から、この積は１２００００以下が好ましい。

図１において、両矢印Ｈで示されているのはビードベースラインからのタイヤ２の高さであり、両矢印Ｌで示されているのはサイドプライ２０の半径方向長さである。横剛性の観点から、高さＨに対する長さＬの比率は５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上が特に好ましい。この比率は、９０％以下が好ましい。

このタイヤ２の製造方法では、まず予備成形工程において、カーカスプライとサイドプライ２０とが積層される。予備成形工程では、トレッドゴム等もカーカスプライに積層される。この予備成形工程において、グリーンタイヤ２が得られる。このグリーンタイヤ２がモールドに投入され、加圧されつつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴムが流動する。加熱により、ゴムが加硫反応を起こす。こうして、タイヤ２が得られる。

カーカスプライと積層されるに先立ち、電子線照射によってサイドプライ２０のトッピングゴム３６が半架橋状態とされることが好ましい。このサイドプライ２０が用いられることにより、加硫・成形工程におけるゴム流動が抑制される。ゴム流動の抑制により、不良が低減される。ゴム流動の抑制により、ベントホールに起因するスピューも抑制される。スピューが小さいタイヤ２は、外観に優れる。

図４は、本発明の他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。この図４には、サイドプライ４０が示されている。このタイヤにおけるサイドプライ４０以外の構成は、図１に示されたタイヤ２と同等である。このサイドプライ４０は、ファブリック４２と、このファブリック４２に含浸されたゴム４４とからなる。ファブリック４２は、ゴム４４に覆われている。

ファブリック４２は、多数の経糸４６と多数の緯糸４８とからなる。経糸４６及び緯糸４８は、有機繊維からなる。有機繊維の具体例としては、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ナイロン繊維及びアラミド繊維が挙げられる。カーカスコードがナイロンの場合、タイヤの剛性の観点から、経糸４６及び緯糸４８にポリエステル繊維又はポリエチレンナフタレート繊維が用いられることが好ましい。

このタイヤでも、サイドプライ４０によって大きな横剛性が達成される。このタイヤは、操縦安定性に優れる。このタイヤでは、従来のタイヤに用いられているサイドウォールゴムが不要である。従って、このタイヤは軽量であり、かつ安価に得られうる。サイドプライ４０のカーカスへの積層は、サイドウォールゴムのカーカスへの積層よりも容易である。このタイヤは、生産性にも優れる。従来のタイヤでは、加硫・成形工程において、サイドウォールゴムの流動に起因する不良が生じ易い。これに対し、本発明に係るタイヤでは、サイドプライ４０のゴム流動が少ないので、不良が生じにくい。さらに、ゴム流動の抑制により、グリーンタイヤに貼着されたラベルがゴム４４で覆われることが抑制される。

横剛性の観点から、経糸４６及び緯糸４８の繊度は４００ｄｔｅｘ以上が好ましく、９００ｄｔｅｘ以上がより好ましい。路面追従性の観点から、経糸４６及び緯糸４８の繊度は２５００ｄｔｅｘ以下が好ましい。横剛性の観点から、経糸４６及び緯糸４８の密度（５ｃｍ当たりの本数）は１０エンズ以上が好ましく、１５エンズ以上がより好ましい。路面追従性の観点から、経糸４６及び緯糸４８の密度は５０エンズ以下が好ましい。

横剛性の観点から、サイドプライ４０の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましい。軽量の観点から、厚みは２．０ｍｍ以下が好ましい。

このタイヤにおいても、ビードベースラインからのタイヤの高さに対するサイドプライ４０の半径方向長さの比率は５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上が特に好ましい。この比率は、９０％以下が好ましい

このタイヤの製造においても、カーカスプライとサイドプライ４０との積層に先立ち、電子線照射によってサイドプライ４０のゴム４４が半架橋状態とされることが好ましい。

図５は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤ５０の一部が示された断面図である。このタイヤ５０は、トレッド５２、サイドウォール５４、ビード５６、カーカス５８、インナーライナー６０、補強プライ６２及びチェーファー６４を備えている。このタイヤ５０のサイドウォール５４は、サイドプライ６６からなる。このサイドプライ６６の上端６８は、トレッド５２の内側に位置している。換言すれば、サイドプライ６６の上部はトレッド５２と積層されている。このタイヤ５０において、サイドウォール５４以外の部材の構成は、図１に示されたタイヤ２の各部材とほぼ同等である。

サイドプライ６６の構成は、図２に示されたサイドプライ２０と同等である。サイドプライ６６が、図４に示されたサイドプライ４０と同等の構成を有してもよい。このタイヤ５０でも、サイドプライ６６によって大きな横剛性が達成される。このタイヤ５０は、操縦安定性に優れる。このタイヤ５０では、従来のタイヤに用いられているサイドウォールゴムが不要である。従って、このタイヤ５０は軽量であり、かつ安価に得られうる。サイドプライ６６のカーカス５８への積層は、サイドウォールゴムのカーカス５８への積層よりも容易である。このタイヤ５０は、生産性にも優れる。従来のタイヤでは、加硫・成形工程において、サイドウォールゴムの流動に起因する不良が生じ易い。これに対し、本発明に係るタイヤ５０では、サイドプライ６６のゴム流動が少ないので、不良が生じにくい。さらに、ゴム流動の抑制により、グリーンタイヤに貼着されたラベルがゴムで覆われることが抑制される。

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］
繊度が９４０ｄｔｅｘ／２であるナイロン繊維からなるコードを含むサイドプライを用意した。コードの密度は、２７エンズである。このサイドプライに電子線を照射し、トッピングゴムを半架橋状態とした。このサイドプライを用いて、図１から図３に示された構造を備えたレーシングカート用タイヤを製造した。このタイヤのサイズは、「１０×４．５０−５」である。このタイヤでは、回転方向に対するコードの角度θは４５°である。高さＨに対する長さＬの比率は、６０％である。

［実施例２］
角度θを下記表１に示される通りに設定した他は実施例１と同様にして、実施例２のタイヤを得た。

［実施例３、４及び６］
高さＨに対する長さＬの比率を下記表１に示される通りに設定した他は実施例１と同様にして、実施例３、４及び６のタイヤを得た。

［実施例５］
電子線照射を行わなかった他は実施例１と同様にして、実施例５のタイヤを得た。

［実施例７から９］
コードの材質を下記表２に示される通りに設定した他は実施例１と同様にして、実施例７から９のタイヤを得た。

［実施例１０］
ファブリックとこのファブリックに含浸されたゴムとからなるサイドプライを用いた他は実施例１と同様にして、実施例１０のタイヤを得た。このファブリックの経糸及び緯糸には、繊度が９４０ｄｔｅｘ／２であるナイロン繊維が用いられている。

［実施例１１］
距離Ｌが大きなサイドプライを用いた他は実施例１と同様にして、実施例１１のタイヤを得た。このサイドプライの上部は、図５に示されるようにトレッドと重なっている。高さＨに対する長さＬの比率は、８０％である。
［比較例］
比較例として、市販のレーシングカート用タイヤを用意した。このタイヤのサイドウォールは、ゴムのみからなる。このサイドウォールの厚みは、１．４ｍｍである。

［走行試験］
タイヤを「８．０×５」のリムに組み込み、内圧が８０ｋＰａとなるようにタイヤに空気を充填した。このリムを、排気量が１００ｃｍ^３であるレーシングカートに、後輪として装着した。このカートを、全長が１１７７ｍであるコースで走行させて、ラップタイムを測定した。１０周のラップタイムの平均値が、下記の表１及び表２に示されている。

［官能評価］
上記走行試験のドライバーに、サイドグリップとトラクションとを評価させた。評価は、「１」から「５」の５段階とした。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。

表１及び表２に示されるように、実施例のタイヤのラップタイムは短い。しかも実施例のタイヤの官能評価値は、高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、レーシングカート、乗用車等の種々の車両に適している。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのサイドプライの一部が示された断面図である。 図３は、図１のタイヤの一部切り欠き断面図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図５は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。

符号の説明

２、５０・・・タイヤ
４、５２・・・トレッド
６、５４・・・サイドウォール
８、５６・・・ビード
１０、５８・・・カーカス
１２、６０・・・インナーライナー
１４、６２・・・補強プライ
１６、６４・・・チェーファー
２０、４０、６６・・・サイドプライ
３４・・・コード
３６・・・トッピングゴム
４２・・・ファブリック
４４・・・ゴム
４６・・・経糸
４８・・・緯糸

Claims (7)

1. その外面がトレッド面を形成するトレッドと、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、このサイドウォールからさらに半径方向略内向きに延びる一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このサイドウォールが、繊維とこの繊維を覆うゴムとを含むサイドプライからなる空気入りタイヤ。
2. 上記繊維が、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ナイロン繊維又はアラミド繊維である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記サイドプライの半径方向長さが、タイヤの高さの５０％以上である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記サイドプライが、上記繊維からなり互いに並列する多数のコードと、このコードを覆うトッピングゴムとからなる請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記コードが、タイヤの回転方向に対して傾斜している請求項４に記載のタイヤ。
6. 一方のサイドウォールにおけるコードの、タイヤの回転方向に対する傾斜角度が、他方のサイドウォールにおけるコードの、タイヤの回転方向に対する傾斜角度と実質的に同一である請求項５に記載のタイヤ。
7. 上記サイドプライが、上記繊維が織られてなるファブリックと、このファブリックに含浸されたゴムとからなる請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。

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