JP2009298236A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速走行性能を損ねることなく、偏摩耗を抑制しうる。
【解決手段】トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えた空気入りタイヤ１である。ベルト層７は、タイヤ軸方向の両端部がタイヤ赤道側に向けて折り返され、かつその端縁Ｆｅ間を離間させた折返し部１４を具えるフォールドプライ１０を少なくとも１枚含み、トレッド部２のタイヤ内腔面２ｉに、少なくとも一部が折返し部１４の端縁１４ｅ、１４ｅ間の内方領域２Ｃをタイヤ周方向にのびる補強シート１１を具える。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速走行性能を損ねることなく偏摩耗を抑制しうる空気入りタイヤ、とりわけレース用に好適な空気入りタイヤに関する。

従来、図６に拡大して示されるように、近年、ベルト層ｂとして、両端部がタイヤ赤道Ｃ側に折り返した一対の折返し部ｄ、ｄを具えるフォールドプライｅを含む空気入りタイヤａが知られている。このようなフォールドプライｅは、その折返し部ｄによってトレッド部の両端側の剛性が高められるので、高速走行時の直進安定性や旋回性能を向上させる。

しかしながら、上述のフォールドプライｅを含むタイヤａでは、トレッド部ｆの折返し部ｄの端縁ｇ、ｇ間の領域ｈの剛性が、折返し部ｄが配される端部側領域に比べて低くなる傾向がある。そのため、領域ｈのトレッドゴムが相対的に動きやすくなってそこに偏摩耗が発生するという問題があった。

このような偏摩耗を防止するために、トレッドゴムの硬度を高めることも考えられる。しかしながら、トレッドゴムの硬度を上げると、路面に対するグリップ力が低下し、特に高速走行性能が低下するという欠点がある。

関連する文献としては、次のものがある。

特開２００６−１５１３２８号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ベルト層に、少なくとも１枚のフォールドプライを含ませるとともに、トレッド部のタイヤ内腔面には、フォールドプライの折返し部の端縁間の領域をタイヤ周方向にのびる補強シートを設けることを基本として、高速走行性能を損ねることなく偏摩耗を抑制しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内方に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層は、タイヤ軸方向の両端部がタイヤ赤道側に向けて折り返され、かつその端縁間を離間させた一対の折返し部を具えるフォールドプライを少なくとも１枚含み、かつ前記トレッド部のタイヤ内腔面に、少なくとも一部が前記折返し部の端縁間の領域をタイヤ周方向にのびる補強シートを具えることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記補強シートの少なくとも一方のタイヤ軸方向の側縁と、前記折返し部の端縁との間のタイヤ軸方向距離が、前記ベルト層のタイヤ軸方向幅の０．１０倍〜０．２０倍である請求項１に記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記補強シートの両側の側縁は、いずれも前記折返し部の端縁よりもタイヤ赤道側にある請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記補強シートは、タイヤ軸方向の一方側に寄せて配されている請求項１ないし３の何れかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、補強シートがトレッド部における折返し部の端縁間の内方領域の剛性を向上させる。従って、トレッド部の剛性が均一化され、ひいては偏摩耗を抑制しうる。また、本発明の空気入りタイヤは、トレッドゴムを必要以上に硬くする必要なしに偏摩耗を抑制しうる結果、グリップ力が維持され、高速走行性能の悪化を防止できる。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には本実施形態の空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態の断面図、図２にはそのサイドウォール部の部分拡大図、図３にはそのトレッド部の部分拡大図がそれぞれ示される。

ここで、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。ただし、レース用のタイヤ等のように、適用される規格がない場合、前記正規リム及び正規内圧には、メーカにより推奨されるリム及び空気圧が適用される。また、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法などは、この正規状態での値が示されている。

前記空気入りタイヤ１は、本実施形態ではレース用のスリックタイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７とを具える。

前記トレッド部２には、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に溝のないトレッドゴム２Ｇが配されている。

前記トレッドゴム２Ｇは、例えば２．０〜５．５mm、より好ましくは３．０〜４．５mmの略均一な厚さｔ１で形成されている。この厚さｔ１は、一般の乗用車用タイヤに比べて小さい。これは、サーキット走行時、トレッドゴム２Ｇの発熱を抑え、高速耐久性を高めるのに役立つ。

また、前記トレッドゴム２ＧのＪＩＳ−Ａ硬さは、例えば３０度以上、より好ましくは４０度以上が望ましく、また、好ましくは９０度以下、より好ましくは８５度以下が望ましい。トレッドゴム２Ｇの硬さが過度に小さくなると、耐摩耗性が悪化する傾向があり、逆に大きすぎると、サーキット走行時など路面との間で十分なグリップ力が得られないおそれがある。

前記カーカス６は、本実施形態では２枚のカーカスプライ、即ち、タイヤ赤道Ｃの位置を基準としてタイヤ半径方向内側に配された内のカーカスプライ６Ａと、その外側に配された外のカーカスプライ６Ｂとで構成される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、例えば、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば８０〜９０度の角度で配列したラジアル構造で形成されるが、バイアス構造であっても良い。カーカスコードとしては、ナイロン、レーヨン、ポリエステル又はアラミド等の有機繊維が好適である。

また、図２に拡大して示されるように、本実施形態の各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、いずれもトレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａ１、６ａ２と、該本体部６ａ１、６ａ２に連なりかつビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂ１、６ｂ２とを有する。なお、本実施形態では、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂ１の外端６ｂｅがトレッド部２のタイヤ軸方向両端近傍までのびて終端する。このようなハイターンナップ構造は、サイドウォール部３の曲げ剛性を高め、操縦安定性を向上するのに役立つ。

また、カーカスプライの本体部６ａ１、６ａ２と、折返し部６ｂ１、６ｂ２との間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側へ先細状にのびるビードエーペックス８が配される。

前記ビードエーペックス８は、例えばＪＩＳ−Ａ硬さが６０度以上、より好ましくは７０度以上の硬質ゴムからなる。これにより、ビード部４には、十分な曲げ剛性が確保される。なお、周囲のゴムとの接着性などに鑑み、ビードエーペックス８のＪＩＳ−Ａ硬さは、好ましくは９８度以下、より好ましくは９５度以下が望ましい。

また、さらなるビード耐久性の向上を図るために、本実施形態では、ビードエーペックス８とカーカスプライ６Ａ、６Ｂとの間に、ビード補強層１２が配される。

該ビード補強層１２は、ビードエーペックス８を包むように断面略Ｕ字状にのびる補強コードプライ１２Ａから構成される。本実施形態において、補強コードプライ１２Ａは、ビードエーペックス８のタイヤ内腔ｉ側をのびる内片部１２ａと、ビードエーペックス８のタイヤ軸方向外側をのびる外片部１２ｂとを含む。

また、好ましくは、カーカスプライ６Ａ、６Ｂ、及び補強コードプライ１２Ａの各端部は、いずれもタイヤ半径方向で位置をずらせて設けられるのが望ましい。本実施形態では、ビードベースラインＢＬからの各部の高さが次の関係を満足する。
ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞ｈ３
ただし、
ｈ０：内のカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂ１の高さ
ｈ１：補強コードプライ１２Ａの内片部１２ａの高さ
ｈ２：補強コードプライ１２Ａの外片部１２ｂの高さ
ｈ３：外のカーカスプライ６Ｂの折返し部６ｂ２の高さ

このように、各プライ等の外端位置をタイヤ半径方向でずらせて配することにより、タイヤのサイド領域に大きな剛性段差が形成されるのを防ぐ。また、該領域の剛性をビード部４側ほど大きくし、コーナリング時の安定性を高めうる。

前記ベルト層７は、タイヤ半径方向で重ねられた内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。なお、内、外はタイヤ赤道Ｃの位置で区別される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば１５〜４０度程度で傾けられたベルトコードを有し、該ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。前記ベルトコードとしては、例えばアラミドやスチールコードが好適に使用される。

また、本実施形態では、外のベルトプライ７Ｂのタイヤ半径方向外側に、バンド層９が配されている。本実施形態のバンド層９は、タイヤ赤道Ｃに対して５度以下の角度で配列されたバンドコードを有する１枚のバンドプライ９Ａで構成される。該バンドプライ９Ａは、例えば、外のベルトプライ７Ｂの全幅を覆うフルバンドプライである。前記バンドコードには、例えばナイロン、アラミド又はＰＥＮなどの有機繊維コードが好ましく採用される。このようなバンド層９は、高速走行時の内、外のベルトプライ７Ａ、７Ｂの動きを抑制し、トレッドゴム２Ｇの摩耗を抑制する他、高速走行時の安定性を高めるのに役立つ。

また、本実施形態のベルト層７では、内のベルトプライ７Ａが、フォールドプライ１０として形成される一方、外のベルトプライ７Ｂは、非フォールドプライである。

前記フォールドプライ１０は、そのタイヤ軸方向の両端部が外のベルトプライ７Ｂ及びバンドプライ９Ａを包むようにタイヤ赤道Ｃ側に向けて折り返され、かつその端縁１４ｅ、１４ｅ間を離間させた折返し部１４、１４を具える。このようなフォールドプライ１０は、折返し部１４、１４によってトレッド部２の両端部の剛性を高め、その動きを抑制することによりコーナリング時の接地性を向上させ、高いコーナリングフォースを発揮させる点で望ましい。

なお、前記フォールドプライ１０の折返し部１４のタイヤ軸方向の幅ＦＷが小さくなるとトレッド部２の両端部の剛性向上効果が十分に得られないおそれがあり、逆に大きすぎると、タイヤ重量の過度の増加を招くおそれがある。このような観点により、フォールドプライ１０の折返し部１４の幅ＦＷは、ベルト層７のタイヤ軸方向の幅ＢＷの好ましくは０．０５倍以上、より好ましくは０．０７倍以上が望ましく、また、好ましくは０．２０倍以下、より好ましくは０．１８倍以下が望ましい。

なお、本実施形態では、内のベルトプライ７Ａがフォールドプライ１０として形成されているが、その位置は任意に定めることができる。例えば、外のベルトプライ７Ｂにフォールドプライ１０を用いることもできる。即ち、外のベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の両端部がバンドプライ９Ａを包むようにタイヤ赤道Ｃ側に向けて折り返されても良い。

また、図３に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１では、トレッド部２のタイヤ内腔面２ｉに、タイヤ周方向にのびる補強シート１１が固着されている。また、この補強シート１１の少なくとも一部は、前記フォールドプライ１０の折返し部１４のタイヤ軸方向内側の端縁１４ｅ、１４ｅ間の領域である内方領域２Ｃをのびている。

このような補強シート１１は、タイヤ内腔面２ｉに一体化することにより、トレッド部２のうち相対的に剛性の低い内方領域２Ｃで生じる駆動又は制動時における周方向ないし幅方向の変形を、タイヤ内腔ｉ側から抑制して前記内方領域２Ｃの剛性を高める。これにより、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２の両端部と内方領域２Ｃとの剛性差が緩和され、ひいてはトレッドゴム２Ｇの偏摩耗が抑制される。従って、トレッドゴム２Ｇのゴム硬さを過度に高めることなく偏摩耗を抑制しうるので、路面に対するグリップ力を維持でき、高速走行性能の悪化を防止しうる。

また、前記補強シート１１は、タイヤ周方向に連続して１周以上のびるものが望ましい。これによって、より確実に優れた補強効果を発揮できる。ただし、補強シート１１は、タイヤ周方向で途切れても良い。この場合、補強効果の低下を防止するために、トレッド部２の周長の５０％以上、より好ましくは８０％以上をのびるものが望ましい。

なお、本実施形態において、補強シート１１は、一定の幅ＰＷでタイヤ周方向にのびているが、この幅ＰＷがタイヤ周方向で変化しても良い。また、該幅ＰＷは、十分な補強効果を発揮させるために、前記内方領域２Ｃの幅（ベルト層７のタイヤ軸方向の幅ＢＷ− フォールドプライ１０の折返し部１４の幅ＦＷ×２）の２５％以上であるのが望ましい。また、補強シート１１の側縁１１ｅは、本実施形態ではタイヤ周方向に直線状にのびているが、波状又はジグザグ状にのびるものでも良い。

また、補強シート１１には、上述の補強作用を効果的に発揮させるために、タイヤ周方向及びタイヤ軸方向に沿った十分な引張剛性を有することが望ましい。即ち、前記引張剛性が小さくなると、前記内方領域２Ｃの剛性を十分に高めることができず、ひいては偏摩耗の抑制効果が低下するおそれがある。逆に、補強シート１１の前記引張剛性が過度に大きくなると、トレッド部２に新たに剛性差を生じさせるおそれがある。このような観点より、補強シート１１のタイヤ周方向に沿った引張剛性及びタイヤ軸方向に沿った引張剛性は、いずれも、好ましくは１３Ｎ／１０mm以上、さらに好ましくは１５Ｎ／１０mm以上が望ましく、また、好ましくは１００Ｎ／１０mm以下、さらに好ましくは６０Ｎ／１０mm以下が望ましい。

なお、本明細書において、補強シート１１の各引張剛性は、各々の方向に単位長さの伸びを生じさせるのに必要な引張荷重を示し、ＪＩＳＺ０２３７の「粘着テープの引張強さの試験方法」の「引張強さ」に準じて測定されるものとする。

また、補強シート１１の厚さｔ２も特に限定されるものではないが、小さすぎると、例えばタイヤ内腔面２ｉへの貼り付け施工性が悪化するおそれがあり、逆に大きすぎてもタイヤの質量を増加させるおそれがある。このような観点により、補強シート１１の厚さｔ２は、好ましくは０．０２〜２．０mm程度が望ましい。

また、補強シート１１は、例えば布材料（不織布を含む）、紙材料又は樹脂シート材料などを用いて形成できる。

前記布材材は、繊維及び／又は糸を織機、編機、フェルト製造法、熱融着又は他の方法によりシート状に形成される。低コストかつ引張剛性が大きいという観点から、スフ布、不織布、綿布等が望ましい。また、前記繊維としては、天然繊維や化学繊維等が採用される。天然繊維としては、例えば木綿、羊毛、絹、麻等が採用される。また、化学繊維としては、アラミド、カーボン繊維、レーヨン、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、アセテート等が採用される。

また前記紙材料としては、軽量かつ比較的強度の大きいクラフト紙や薄葉紙等が好適である。

さらに前記樹脂シート材料としては、樹脂をフィルムやシート状に加工したもので、例えば樹脂には、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、セロハン、アクリル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、ナイロン、アクリルフォーム又はポリウレタンフォーム等種々のものが採用できる。

また補強シート１１は、種々の方法、例えば接着剤などでタイヤ内腔面２ｉに固着されて一体化する。接着剤としては、例えば合成ゴムを有機溶剤に溶解した溶液型、及び水に分散させたラテックス型などの合成ゴム系が挙げられる。特に好ましい態様として、補強シート１１は、予め、シート基材と、その少なくとも一方の面に塗布された粘着剤とを含む粘着シート体として準備されるのが良い。これにより、サーキット等の現場にで能率良く補強シート１１をタイヤ内腔面２ｉの所定の位置に貼り付けできる。

前記補強シート１１の両側の側縁１１ｅ、１１ｅは、いずれも折返し部１４の端縁１４ｅ、１４ｅよりもタイヤ赤道Ｃ側に位置することが好ましい。これにより、補強シート１１は、折返し部１４が配されるトレッド部２の両端部の剛性を過度に高めることなく、内方領域２Ｃのみを効果的に補強しうる。

とりわけ、補強シート１１の少なくとも一方の側縁１１ｅは、折返し部１４の端縁１４ｅとの間のタイヤ軸方向の離間距離ＣＷは、ベルト層７の幅ＢＷの０．１０〜０．２０倍であることが好ましい。前記距離ＣＷが、ベルト層７の幅ＢＷの０．１０倍未満になると、折返し部１４の端縁１４ｅと補強シート１１の側縁１１ｅとが接近し、それらの間に歪が集中して新たな偏摩耗を招いたり、損傷の起点となりやすいなど、高速耐久性能が低下するおそれがある。逆に、前記離間距離ＣＷが、ベルト層７の幅ＢＷの０．２０倍以上になると、折返し部１４の端縁１４ｅと補強シート１１の側縁１１ｅとの間の領域の剛性低下が顕著になり、そこに摩耗が集中し易くなる。このような観点により、前記離間距離ＣＷは、ベルト層７の幅ＢＷのより好ましくは０．１２倍以上が望ましく、また、より好ましくは０．１８倍以下が望ましい。

図３には、補強シート１１の両側縁がタイヤ赤道Ｃに関して左右対称に位置する態様を示した。しかし、本発明は、このような態様に限定されるわけではない。例えば、図４及び図５に示されるように、補強シート１１は、補強シート１１の両側縁がタイヤ赤道Ｃに関して左右非対称となる位置に設けられても良い。図４の態様では、偏摩耗が発生しやすい領域を集中的に補強しうるよう、補強シート１１がタイヤ軸方向の一方側に寄せて配されたものを示す。

図５に示されるように、空気入りタイヤ１が鉛直線Ｖに対して角度αのネガティブキャンバーで車両に取付けられる場合、直進走行時、トレッド部２の接地圧は、車両内側でより大きくなり、その部分に偏摩耗が生じやすい。従って、このような場合には、補強シート１１をタイヤ内腔面２ｉの車両内側に寄せて配することにより、その部分の剛性を局部的に高め、効果的に偏摩耗を抑制しうる。なお、トレッド部２の車両外側の領域は、接地圧が比較的小さいため、補強シート１１を配さなくても偏摩耗を十分に防止できる。

従って、車両内側及び車両外側の装着向きが指定されたネガティブキャンバー車両に装着される空気入りタイヤにあっては、補強シート１１は、タイヤ内腔面２ｉの車両内側に寄せて固着されることが望ましい。

以上、本発明の特に好ましい形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図３、図４及び図６のトレッド構造を有するサイズ２６５／３５Ｒ１８のレース用のラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作し、それらについて各種の性能等が評価された。各タイヤは、表１に記載の構成以外は、図１の基本構成を有しいずれも同一とした。
テスト方法は、次の通りである。

＜偏摩耗量＞
各タイヤをリム組みし（リムサイズ１８×１０Ｊ、内圧２００ｋＰａ）、ネガティブキャンバー角２度の状態で、排気量２５００ccのレーシングカーの全輪に装着し、サーキットコースを約１５０km高速走行させた。そして、走行後、タイヤを解体し、ベルト層のタイヤ半径方向外側の領域のトレッドゴムの最大摩耗量と最小摩耗量との差である偏摩耗量を調べた。結果は、比較例１の偏摩耗量を１００とする指数で表した。数値が小さいほど良好である。

＜ラップタイム＞
上記と同じ条件で、サーキットコースを実車走行し、そのときのラップタイムを測定した。結果は、比較例１のラップタイムを１００とする指数で表した。数値が小さいほど良好である。
テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、高速走行性能を損ねることなく、偏摩耗を抑制し得ることが確認できた。

本実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 そのサイドウォール部を拡大して示す断面図である。 そのトレッド部を拡大して示す断面図である。 別実施例の空気入りタイヤ１のトレッド部を拡大して示す断面図である。 図４の空気入りタイヤをリムにリム組みした状態を示す断面図である。 従来の空気入りタイヤのトレッド部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
１０ フォールドプライ
１４ 折返し部
１４ｅ 端縁
２Ｃ 内方領域
２ｉ タイヤ内腔面

Claims (4)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内方に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、タイヤ軸方向の両端部がタイヤ赤道側に向けて折り返されかつその端縁間を離間させた一対の折返し部を具えるフォールドプライを少なくとも１枚含み、かつ
   前記トレッド部のタイヤ内腔面に、少なくとも一部が前記折返し部の端縁間の領域をタイヤ周方向にのびる補強シートを具えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強シートの少なくとも一方のタイヤ軸方向の側縁と、前記折返し部の端縁との間のタイヤ軸方向距離が、前記ベルト層のタイヤ軸方向幅の０．１０倍〜０．２０倍である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強シートの両側の側縁は、いずれも前記折返し部の端縁よりもタイヤ赤道側にある請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強シートは、タイヤ軸方向の一方側に寄せて配されている請求項１ないし３の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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