JP2008174166A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤの横剛性を高めつつ、タイヤ踏面部の路面に対する充分な追従性を確保し、空気入りタイヤの操縦安定性を向上させる。
【解決手段】空気入りタイヤ１のバイアス構造のカーカス２０を、タイヤ周方向に対して互いに逆方向に傾斜したポリエチレンナフタレートコードが配置された２層のカーカス層により形成する。また、路面と接するトレッドゴム１２を、タイヤ赤道面ＣＬでの厚さＡに対して接地端ＴＥでの厚さＢを薄くし、その厚さを、タイヤ赤道面ＣＬで最も厚く、かつ接地端ＴＥに向かって次第に薄くなるように、なだらかに減少させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイアス構造のカーカスを備えた空気入りタイヤに関し、特に、カーカスを構成するコードをポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維により形成した空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤ、例えばレーシングカート用の空気入りタイヤは、一対のビード部に配置されたビードコアと、その間に渡ってトロイダル状に延びるバイアス構造のカーカスと、カーカスの外周側に配置された路面と接するトレッドゴムと、を備えている。このレーシングカート用の空気入りタイヤにおいては、一般に、ラップタイム及び操縦安定性等を向上させるため、高いグリップ力を有するトレッドゴムが使用されているが、これに伴い、コーナリング時の速度が速くなるとともに、その際のタイヤケースが受ける横力（サイドフォース）も大きくなる。そのため、このような空気入りタイヤでは、コーナリング時の大きなサイドフォースに対処して高い操縦安定性を確保するため、タイヤケース及び空気入りタイヤに大きな横剛性が必要とされている。

ここで、空気入りタイヤのカーカスには、有機繊維等からなる複数のコードが配列されているが、レーシングカート用の空気入りタイヤでは、カーカスのコードとして、ナイロンやポリエチレンテレフタレート繊維からなるコードを使用するのが一般的である。このような空気入りタイヤの横剛性を高めるためには、カーカスのコードに弾性率の高いものを使用するのが効果的であり、従来、上記した各コードよりも弾性率の高いコードを使用して横剛性等を高めた空気入りタイヤが提案されている（特許文献１参照）。

図２は、この従来の空気入りタイヤの全体構造を模式的に示すタイヤ幅方向の断面図であり、タイヤ赤道面ＣＬを挟んだ一方側を省略して示している。
この空気入りタイヤ１００は、図示のように、一対のビードコア１０１と、ビードコア１０１に接して略タイヤ半径方向外側（図では上側）に向かって先細り状に延びるエイペックスゴム１０２と、一対のビードコア１０１間に渡って延びるバイアス構造のカーカス１０３と、を備えている。また、この空気入りタイヤ１００では、カーカス１０３を、タイヤ周方向に対して互いに逆方向に傾斜したポリエチレンナフタレートコードが配置された２層のカーカス層（カーカスプライ）１０３Ａ、１０３Ｂを重ね合わせて形成するとともに、その端部を、ビードコア１０１の周りをタイヤ内側から外側に折り返して、エイペックスゴム１０２のタイヤ幅方向外側（図では右側）に沿って、タイヤ半径方向外側に向かってサイドウォール部１０４まで巻き上げている。

この空気入りタイヤ１００では、カーカス１０３のコードに、上記したコードに比べて弾性率が高いポリエチレンナフタレートコードを使用して、カーカス１０３の剛性を高め、これにより、タイヤサイド部等を強化して、コーナリング時に必要な横剛性を向上させている。ところが、この従来の空気入りタイヤ１００では、タイヤケース及び空気入りタイヤ１００の剛性が全体として高くなり、それに応じて、タイヤ踏面部の剛性も高くなる。その結果、この空気入りタイヤ１００では、タイヤ転動時に、その踏面部が路面形状等に応じて追従変形し難くなる等し、路面に対する追従性が低下することがある。このように、単にカーカス１０３に高弾性率のコードを使用するだけでは、タイヤ踏面部の路面に対する追従性が低下し、これに伴い、円滑な走行が妨げられる等して操縦安定性が低下する恐れがある。

特開２００６−７６４４２号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、空気入りタイヤの横剛性を高めつつ、タイヤ踏面部の路面に対する充分な追従性を確保し、空気入りタイヤの操縦安定性を向上させることである。

請求項１の発明は、一対のビードコア間に渡って延びるバイアス構造のカーカスと、該カーカスの外周側に配置された路面と接するトレッドゴムと、を備えた空気入りタイヤであって、前記カーカスは、ポリエチレンナフタレートコードが配置された少なくとも２層のカーカス層を有し、前記トレッドゴムは、厚さがタイヤ赤道面で最も厚く、かつ接地端に向かって次第に薄くなることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴムは、タイヤ赤道面での厚さＡに対する接地端での厚さＢの比Ｂ／Ａが０．６〜０．９の範囲内にあることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、前記各カーカス層のポリエチレンナフタレートコードが、タイヤ赤道面において、それぞれタイヤ周方向に対して２５〜３５°の範囲内の角度で傾斜して配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、空気入りタイヤの横剛性を高めつつ、タイヤ踏面部の路面に対する充分な追従性を確保でき、空気入りタイヤの操縦安定性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の空気入りタイヤは、図２に示す上記した従来の空気入りタイヤ１００と同様に、バイアス構造のカーカスを備えた空気入りタイヤであり、以下では、レーシングカート用の空気入りタイヤを例に採り説明する。

図１は、本実施形態の空気入りタイヤの全体構造を模式的に示すタイヤ幅方向の断面図である。
この空気入りタイヤ１は、図示のように、タイヤ半径方向内側に位置する一対のビード部２と、ビード部２から略タイヤ半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部３と、両サイドウォール部３のタイヤ半径方向外側端同士を連結する略円筒状のトレッド部４と、からなり、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで略対称に形成されている。

また、この空気入りタイヤ１は、ビード部２のタイヤ半径方向内側端部付近に埋設された断面略矩形状で環状の一対のビードコア１０と、ビードコア１０のタイヤ半径方向外側に設けられたタイヤ半径方向外側に向かって先細り状に延びるエイペックスゴム１１と、一対のビードコア１０間に渡って延びるバイアス構造のカーカス２０と、カーカス２０の外周側に配置されたトレッドゴム１２と、を備えている。

カーカス２０は、ビード部２に配置されたビードコア１０からサイドウォール部３とトレッド部４を通ってトロイダル状に延びるとともに、その両端部側が、ビードコア１０の周りをタイヤ内側から外側に折り返してタイヤ半径方向外側に向かってサイドウォール部３まで巻き上げられている。即ち、カーカス２０は、ビードコア１０を挟んで、トロイダル状に延びる本体部２０Ａ及び、その両端部側（タイヤ幅方向外側）の巻き上げ部２０Ｂからなり、ビード部２付近の本体部２０Ａ及び巻き上げ部２０Ｂが、ビードコア１０及びエイペックスゴム１１をタイヤ半径方向内側から包み込むように、それらの外面に沿って配置されている。

また、このカーカス２０は、ポリエチレンナフタレート繊維からなるポリエチレンナフタレートコード（以下、ＰＥＮコードという）が配置された少なくとも２層のカーカス層を有する。カーカス層は、例えば複数のＰＥＮコードを配列させてゴムで被覆したゴム被覆層（カーカスプライ）であり、それぞれ複数のＰＥＮコードがタイヤ周方向又はラジアル方向（子午線方向）に対して所定の角度で傾斜して並設されている。カーカス２０は、このカーカス層をバイアス積層して、即ち、タイヤ周方向に対して交互に逆方向に傾斜したＰＥＮコードを有するカーカス層を重ね合わせて形成されている。

なお、この空気入りタイヤ１では、カーカス２０を、タイヤ周方向に対して互いに逆方向に傾斜したＰＥＮコードが配置された２層のカーカス層から形成している。また、各カーカス層のＰＥＮコードを、タイヤ赤道面ＣＬにおいて、それぞれタイヤ周方向に対して２５〜３５°の範囲内の角度で傾斜させて、かつタイヤ周方向に対して互いに逆方向に延びるように配置している。

トレッドゴム１２は、トレッド部４の外周面を構成し、タイヤ転動時に路面と接するゴム層であり、厚さがタイヤ赤道面ＣＬで最も厚く、かつショルダ部５側の接地端（トレッド端）ＴＥに向かって次第に薄くなるように形成されている。即ち、トレッドゴム１２は、タイヤ幅方向断面で見たときに、タイヤ赤道面ＣＬでの厚さが所定厚さＡに、接地端ＴＥでの厚さがそれよりも薄い所定厚さＢに形成され、タイヤ赤道面ＣＬから両接地端ＴＥに向かって、厚さがＡからＢになだらかに減少している。このように、トレッドゴム１２は、タイヤ幅方向断面における厚さ分布が、両接地端ＴＥに向かって漸減する略山状をなすとともに、タイヤ赤道面ＣＬでの厚さＡに対する接地端ＴＥでの厚さＢの比Ｂ／Ａ（以下、厚さ比Ｂ／Ａという）が０．６〜０．９の範囲内に形成されている。

以上説明したように、本実施形態では、カーカス２０の各カーカス層に、弾性率が比較的高いＰＥＮコードを配置し、タイヤケース全体の剛性を高くして、空気入りタイヤ１の横剛性を高めている。これにより、例えば競技用タイヤ、特にレーシングカート用タイヤに必要な高い横剛性等のタイヤ剛性を確保できるため、コーナリング時の大きなサイドフォースに対して、タイヤサイド部の過剰な変形が抑制される等し、空気入りタイヤ１の操縦安定性を向上させることができる。

また、この空気入りタイヤ１では、トレッドゴム１２を、厚さがタイヤ赤道面ＣＬで最も厚く、かつ接地端ＴＥに向かって次第に薄くなるように形成したため、タイヤ転動時やコーナリング時に、路面と接するタイヤ踏面部の路面状態に応じた追従変形が容易になる等、その路面に対する追従性を向上させることができる。即ち、この空気入りタイヤ１では、カーカス２０のコードに高弾性率のコードを使用することに伴う、タイヤ踏面部の路面追従性及び空気入りタイヤ１の操縦安定性の低下を抑制して、それらを共に向上させることができ、良好な操縦安定性を得ることができる。

従って、本実施形態によれば、空気入りタイヤ１の横剛性を高めつつ、タイヤ踏面部の路面に対する充分な追従性を確保でき、空気入りタイヤ１の操縦安定性を向上させることができる。

ここで、トレッドゴム１２の厚さ比Ｂ／Ａを０．６よりも小さくすると、スリップアングルが大きい時の空気入りタイヤ１（トレッド部４）の接地性が低下し、コーナリング中に空気入りタイヤ１に急激な滑りが発生して、その操縦安定性が低下する恐れがある。一方、厚さ比Ｂ／Ａを０．９よりも大きくすると、各厚さＡ、Ｂ間の差が小さくなりすぎて、トレッドゴム１２の厚さを変化させた効果が小さくなり、充分な路面追従性及び操縦安定性が確保できない等、上記した各効果が充分に得られない恐れがある。従って、トレッドゴム１２は、その厚さ比Ｂ／Ａが０．６〜０．９の範囲内になるように形成するのが望ましい。

また、路面に対する追従性の観点から、カーカス２０は、２層のカーカス層により形成するのが望ましく、このようにすることで、カーカス２０を、良好な路面追従性が得られる適度な剛性にすることができる。同時に、カーカス２０は、各カーカス層のＰＥＮコードを、タイヤ赤道面ＣＬにおいて、それぞれタイヤ周方向に対して２５〜３５°の範囲内の角度で傾斜させて配置するのが望ましい。これは、ＰＥＮコードの前記角度を２５°以上にすることで、空気入りタイヤ１の縦剛性が抑制されて路面追従性を高めることができ、かつ３５°以下にすることで、適度な縦剛性が得られて高い操縦安定性を維持できるからである。

なお、本実施形態のように、本発明は、レーシングカート用の空気入りタイヤ１に適用したときに、その操縦安定性等を効果的に向上させることができ好適であるが、バイアス構造のカーカス２０を備えた他の空気入りタイヤ１に適用しても、同様の効果を得ることができる。

（タイヤ試験）
本発明の効果を確認するため、以上説明した構造（図１参照）の実施例の空気入りタイヤ１（以下、実施品という）と、実施品に対してカーカス２０のコードの材質又は、トレッドゴム１２の厚さ比Ｂ／Ａを異なるように形成した２種類の比較例の空気入りタイヤ（以下、比較品１、２という）を試作し、以下の条件でレーシングカートでの実車走行性能試験を実施した。

試験では、各タイヤを、それぞれＦＡ（Ｆｏｒｍｕｌａ−Ａ）クラスマシン（シャーシ：ＴＯＮＹＫＡＲＴ社製、エンジン：ＶＯＲＴＥＸ社製）に装着して、鈴鹿南コース（１周が１２６４．５８ｍ）にて試験走行し、その際の各ラップタイムを計測するとともに、テストドライバによる操縦安定性のフィーリング評価を行った。

表１に、各タイヤの構造緒言と試験結果を示す。
なお、表中のフィーリング評価は、０から１０までの点数で評価し、その点数が大きいほど操縦安定性が優れていることを示している。また、平均ラップタイムは、１０周分のラップタイムの平均値である。

表１に示すように、実施品では、カーカス層のコードとしてＰＥＮコードを使用し、トレッドゴム１２の厚さ比Ｂ／Ａを０．７５にした。この実施品に対し、比較品１では、トレッドゴム１２の厚さ比Ｂ／Ａは０．７５と同じにしたが、カーカス層のコードに、ポリエチレンテレフタレート繊維からなるポリエチレンテレフタレートコード（ＰＥＴコード）を使用した。一方、比較品２では、実施品と同様に、カーカス層のコードにＰＥＮコードを使用したが、そのトレッドゴム１２の厚さ比Ｂ／Ａを０．９と、より大きくした。

このように、比較品１は、カーカス層のコードの点で、本実施形態の空気入りタイヤ１とは異なる空気入りタイヤであるが、比較品２は、そのコードも同じものであり、かつトレッドゴム１２の厚さ比Ｂ／Ａも上記した望ましい範囲内であり、本実施形態の空気入りタイヤ１の構成を備えている。

これら各タイヤを試験した結果、比較品１では、ベストラップタイムが４８．５９秒、平均ラップタイムが４８．６６秒であったのに対し、比較品２では、ベストラップタイムが４８．２９秒、平均ラップタイムが４８．４０秒と短縮した。これらに対し、実施品では、ベストラップタイムが４７．８７秒、平均ラップタイムが４７．９８秒であり、比較品１、２（特に比較品１）に比べて、ラップタイムが大幅に短縮した。これより、比較品１に比べて、比較品２及び実施品（特に実施品）では、路面に対する追従性が高くなる等して、ラップタイムを向上できることが分かった。

また、操縦安定性のフィーリング評価は、比較品１の５に対し、比較品２では７と向上し、実施品では９とより大きく向上していた。これより、比較品１に比べて、比較品２及び実施品（特に実施品）では、操縦安定性が向上することが分かった。

以上の結果から、本発明により、空気入りタイヤ１の横剛性を高めつつ、タイヤ踏面部の路面に対する充分な追従性を確保でき、空気入りタイヤ１の操縦安定性を向上できることが証明された。

本実施形態の空気入りタイヤの全体構造を模式的に示すタイヤ幅方向の断面図である。 従来の空気入りタイヤの全体構造を模式的に示すタイヤ幅方向の断面図である。

符号の説明

１・・・空気入りタイヤ、２・・・ビード部、３・・・サイドウォール部、４・・・トレッド部、５・・・ショルダ部、１０・・・ビードコア、１１・・・エイペックスゴム、１２・・・トレッドゴム、２０・・・カーカス、２０Ａ・・・本体部、２０Ｂ・・・巻き上げ部、ＣＬ・・・赤道面、ＴＥ・・・接地端。

Claims (3)

1. 一対のビードコア間に渡って延びるバイアス構造のカーカスと、該カーカスの外周側に配置された路面と接するトレッドゴムと、を備えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスは、ポリエチレンナフタレートコードが配置された少なくとも２層のカーカス層を有し、
   前記トレッドゴムは、厚さがタイヤ赤道面で最も厚く、かつ接地端に向かって次第に薄くなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッドゴムは、タイヤ赤道面での厚さＡに対する接地端での厚さＢの比Ｂ／Ａが０．６〜０．９の範囲内にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、
   前記各カーカス層のポリエチレンナフタレートコードが、タイヤ赤道面において、それぞれタイヤ周方向に対して２５〜３５°の範囲内の角度で傾斜して配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。

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