JP2013184513A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド接地面の剛性を高める一方で、タイヤの縦剛性の増加を抑制することで、操縦安定性を向上させるとともに、ラップライムの安定性を向上させた、レーシングカートに用いて好適な空気入りバイアスタイヤを提供する。
【解決手段】二枚以上のカーカスプライからなるバイアスカーカス５のクラウン域の外周側にトレッドゴム８を具えてなるものであって、バイアスカーカス５の最外側のカーカスプライとトレッドゴム８との間に、タイヤ赤道面位置を中心として、トレッド接地幅の０．６５〜０．９５倍の範囲にわたって補強ゴム層９を配設してなる空気入りタイヤ。
【選択図】図１

Description

この発明は空気入りタイヤ、なかでも、カート用バイアスタイヤに関するものであり、特には、トレッド接地面の剛性を高める一方で、タイヤの縦剛性の増加を抑制することで、操縦安定性を高めるとともに、ラップタイムの安定性を向上させる技術を提案するものである。

たとえば、レーシングカート用の空気入りタイヤは、バイアスカーカスを採用するとともに、最外層のカーカスプライとトレッドゴムとの間にはベルトを配設しないことが多い。
このため、トレッド接地面の面内剛性の増加による操縦安定性の向上を企図する場合は、カーカスプライコードの延在方向をタイヤ赤道面に近づけることが必要となる。しかるに、これによれば、タイヤの縦剛性が増加しすぎることになって、ラップタイプの安定性が損なわれることになる。また、トレッド接地面中央域の、タイヤ赤道線およびその近傍域と対応する部分での接地長さが短くなって、フットプリントが蝶羽根状となるため、操縦安定性を所期したほどには向上させることができないという問題があった。

この発明は、従来技術で抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、トレッド接地面の剛性を高める一方、タイヤの縦剛性の増加を抑制することで、操縦安定性を向上させるとともに、ラップライムの安定性を向上させた、レーシングカートに用いて好適な空気入りバイアスタイヤを提供することにある。

この発明の空気入りタイヤは、二枚以上のカーカスプライからなるバイアスカーカスのクラウン域の外周側、すなわち、該クラウン域のタイヤ半径方向外側にトレッドゴムを具えてなるものであって、バイアスカーカスの最外側のカーカスプライとトレッドゴムとの間に、タイヤ赤道面位置を幅中心として、トレッド接地幅の０．６５〜０．９５倍の範囲にわたって補強ゴム層を全周に配設してなるものである。

ここで「トレッド接地幅」とは、タイヤを適用リムに組付けて、規定の空気圧を充填した無負荷状態の下での、トレッド端間のタイヤ軸線方向の直線距離をいうものとする。
ここにおいて、「トレッド端」は、タイヤを適用リムに組付けて、規定の空気圧を充填し、平板上にチャンバー角０度で垂直に載置して、規定の負荷を作用させたときの、平板との接触面のタイヤ軸線方向の最外側の接地位置をいうものとする。

この場合、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいい、「規定の空気圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に応じて規定される空気圧をいい、「規定の負荷」とは、下記の規格において最大負荷能力として規定されるものをいう。そして、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
なおタイヤには、空気に換えて窒素ガスその他の不活性ガスを充填することも可能である。

そして規格とは、タイヤが拠りどころとする産業規格をいい、たとえばアメリカ合衆国では、TRAのYEAR BOOK であり、欧州ではETRTOのSTANDARDS MANUALであり、日本ではJATMAのYEAR BOOKである。なお、上記産業規格が無いタイヤの場合には、「適用リム」とは、タイヤサイズに応じて選定することができ、「規定の空気圧」とは、８０ｋＰａであり、「規定の負荷」とは、フロント用タイヤは０．４９ｋＮ、リアは０．７８ｋＮである。

このようなタイヤにおいて好ましくは、補強ゴム層の補強ゴムの、２５℃、すなわち室温での１００％モジュラスを、５．０〜１２．０ＭＰａの範囲とする。また好ましくは、補強ゴム層の厚さを０．５〜３．０ｍｍの範囲とする。
なお、１００％モジュラスは、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定することができる。

この発明の空気入りタイヤでは、たとえば単一のゴム種からなるトレッドゴムと最外側のカーカスプライとの間に、ベルトを介在させることなく、それらに直接的に接触させて補強ゴム層を全周にわたって配設して、タイヤの骨格構造をなすバイアスカーカスからなるケースの剛性に影響を及ぼすことなく、トレッド接地面の剛性を高めることにより、トレッド接地面での面内剛性アップによりワイピングを低減させる等のトレッド接地面の所要に応じたチューニングが可能になる。これにより、ワイピングの低減と、ラップタイムの安定性の維持とを両立させることができる。また、トレッド接地面中央域の、タイヤ赤道線およびその近傍域と対応する部分での接地長さが、カーカスコードの張力の影響によるタイヤ形状の逆Ｒ化の抑制により短くなるのを防止して、フットプリントが蝶羽根状に変化するのを十分に防止し、操縦安定性の所期した通りの向上を担保することができる。

しかも、補強ゴム層を、タイヤ赤道面を跨いで、トレッド接地面の幅方向に均等に（対称に）配設することで、車両への装着位置に、左右の区別なしに、空気入りタイヤを装着することができる。
加えてここでは、補強ゴム層の配設域を、タイヤ赤道面位置を中心としてトレッド接地幅の６５％〜９５％の範囲とすることで、車両のジオメトリー変化により接地面が変化した場合であっても、補強ゴム層が接地面に良好に追従することができる。
いいかえれば、配設域が６５％未満では、配設域が狭いため、力の抜けが発生する虞がある。一方、配設域が９５％を越えると、製造上のばらつきによりタイヤ生産時に補強ゴムがトレッド外側に飛び出し、生産時の不良つながる恐れがある。

このようなタイヤにおいて、補強ゴム層の補強ゴムの温度２５℃での１００％モジュラスを、５．０〜１２．０ＭＰａの範囲とした場合は、補強ゴムの１００％モジュラスを十分な大きさとすることができ、補強ゴム層に所期の機能を発揮させることができる。
すなわち、１００％モジュラスが５．０ＭＰａ未満では、トレッド接地面の剛性を十分に高めることができず、操縦安定性の、所期したほどの向上をもたらすことができない。一方、１００％モジュラスが１２．０ＭＰａを越えると、面外剛性の増加が否めず、ラップタイムの安定性が損なわれる虞がある。

そして、補強ゴム層の厚さを０．５〜３．０ｍｍの範囲とした場合は、面内剛性を十分に大きくして、ワイピングを効果的に低減することができる。
すなわち、補強ゴム層の厚さを０．５ｍｍ未満としたときは、補強ゴム層に十分な補強機能を発揮させることができない。一方、その厚さを３．０ｍｍ超としたときは、補強ゴムの重量の増加に起因する、タイヤの転がり抵抗の増加、補強ゴムの発熱量の増加に起因する、補強ゴムの熱劣化等のおそれが高くなる。

この発明の実施形態を、レーシングカート用タイヤについて示す幅方向断面図である。

以下にこの発明の実施形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１に示すところにおいて、１は、トレッド部を、２は、トレッド部１の各側部に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部を、３は、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部をそれぞれ示す、４は、タイヤのビード部３を組付けた適用リムを示す。
なお、ここにおけるタイヤは、適用リム４に組付けられて、規定の空気圧を充填されているものとする。

また、図示のタイヤは、トレッド部１、一対のサイドウォール部２および一対のビード部３にわたって埋設されてトロイダルに延在する二枚以上のカーカスプライにて形成されてタイヤの骨格構造をなすバイアスカーカス５を具えるも、カーカスプライは三枚以上配設することもできる。
ここで、バイアスカーカス５の各側部部分は、各ビード部３に配設したビードコア６の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側へ、ビードフィラーを挟んで巻き回して係止される。
なお、図示のこのタイヤはベルトを有しないものとする。

このようなバイアスカーカス５のクラウン域のタイヤ半径方向外側には、単一のゴム種からなって、トレッドパターンを有するトレッド接地面７を形成するトレッドゴム８を配設し、そして、バイアスカーカス５の最外側のカーカスプライとトレッドゴム８との間に、所要のモジュラスを有する補強ゴムからなる一層以上の補強ゴム層９を、最外側のカーカスプライとトレッドゴム８との両者に直接的に接触させて、タイヤの全周にわたって配設する。
このような補強ゴム層９の、タイヤ幅方向の配設域は、タイヤ赤道面ＥＰの位置を幅中心として、先に述べたトレッド接地幅ＴＷの０．６５〜０．９５倍の範囲内とする。

かかる補強ゴム層９の厚さは、０．５〜３．０ｍｍの範囲とすることが、重量増加を抑制する上で好ましい。また、補強ゴム層９の補強ゴムの、温度２５℃での１００％モジュラスは、５．０〜１２．０ＭＰａの範囲とすることが面内剛性増加によりワイピングを低減する上で好ましい。

サイズが５インチのレーシングカート用空気入りバイアスタイヤであって、最外側カーカスプライとトレッドゴムとの間に補強ゴム層を配設したものと、補強ゴム層を配設しないものとの、走行ラップタイムを計測したところ、表１に示す結果を得た。
この場合、補強ゴム層の、２５℃での１００％モジュラスを６．０ＭＰａとし、補強ゴム層の配設域は、トレッド接地幅の９５％とした。
なお走行テストは、一周１．２ｋｍの国内のカートコースを、パイプフレーム製のシャーシに２ストロークエンジンを搭載した車両を、ＣＩＫが公認するＭｅｄｉｕｍタイヤを使用するＫＦ２クラスのドライバーの下で周回走行させることにより行った。

表１に示すところによれば、補強ゴム層を配設したタイヤでは、操縦安定性の向上に基づいて、ラップタイムが向上することが分かる。

実施例１と同サイズのタイヤを、補強ゴム層を実施例１と同様に配設したものと、補強ゴム層を配設することに代えて、カーカスプライコードの角度をタイヤ赤道面に対し、３０°から２６°に変更したものとのそれぞれにつき、タイヤの縦剛性を、８．０−５インチリムに内圧８０ｋＰａでリム組みし、荷重０．７８ｋＮにて測定したところ、表２に示す結果を得た。

表２に示すところから明らかなように、プライコード角度を変更することなく補強ゴム層を配設したタイヤでは、縦剛性の増加を有効に抑制できることが分かる。

実施例２に示すそれぞれのタイプのタイヤにつき、実施例１と同一の条件の下に３５ｋｍ走行させた場合の、最終ラップタイムとベストラップタイムとの差を測定したところ、表３に示す結果を得た。

表３によれば、プライコード角度の変更によりタイヤの縦剛性が増加した場合には、コーナへの進入およびコーナからの出口において、縦方向へのタイヤのたわみ量が小さくなることにより縦方向への荷重移動が不十分となることが、操縦安定性の低下に繋がり、走行距離が増加すると、トレッドゴムの劣化が大きくなり、タイヤ性能が低下している。従って、タイヤの縦剛性の増加がラップタイムの安定性に影響を及ぼしていることが解かる。

実施例１〜３のそれぞれのタイヤと同サイズのタイヤにおいて、補強ゴム層の配設範囲、補強ゴムの１００％モジュラスおよび補強ゴム層の厚みのそれぞれをパラメータとした場合の、３５ｋｍ走行時の操縦安定性を評価するとともに、ベルトラップタイムおよび最終ラップタイムと、平均ラップタイムとの差を測定したところ表４に示す通りとなった。
なお、表４中の操縦安定性は、１周１．２ｋｍのコースを連続して３５ｋｍ走行することにより評価した（表中、指数が大きいほど、操縦安定性が高いことを示す）。

表４によれば、補強ゴム層の配設域を、トレッド接地幅の６５〜９５％とすれば、操縦安定性を十分に向上させ得ることが分かる。また、補強ゴムの１００％モジュラスを大きくし過ぎると、ラップタイムの安定性が損なわれることが分かる。更に、補強ゴム層の厚みを厚くし過ぎると、走行距離の増加に伴ってトレッドゴムの劣化が大きくなり、タイヤ性能が低下することが分かる。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ 適用リム
５ バイアスカーカス
６ ビードコア
７ トレッド接地面
８ トレッドゴム
９ 補強ゴム層
ＥＰ タイヤ赤道面
ＴＷ トレッド接地幅

Claims (3)

1. 二枚以上のカーカスプライからなるバイアスカーカスのクラウン域の外周側にトレッドゴムを具えてなる空気入りタイヤであって、
   前記バイアスカーカスの最外側のカーカスプライとトレッドゴムとの間に、タイヤ赤道面位置を中心として、トレッド接地幅の０．６５〜０．９５倍の範囲にわたって補強ゴム層を配設してなる空気入りタイヤ。
2. 前記補強ゴム層の補強ゴムの２５℃での１００％モジュラスを、１２．０ＭＰａ以下としてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強ゴム層の厚さを０．５〜３．０ｍｍの範囲としてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
   

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