JP2020097260A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高めたタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ10は、ベルトコード51aを有する第１ベルト51と、第１ベルト51のタイヤ径方向外側に設けられ、ベルトコード51aと交錯するベルトコード52aを有する第２ベルト52とを含む交錯ベルト層50を備える。ベルトコード51aは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成され、ベルトコード52aは、金属材料を用いて形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、コーナリングフォースを高めたタイヤに関する。

従来、交錯ベルト層のタイヤ径方向外側にベルト強化層を備えるとともに、ベルト強化層のタイヤ径方向外側に、タイヤ幅方向に沿って配置された補強コードを有する保護層を備えたタイヤ（空気入りタイヤ）が知られている（特許文献１参照）。

このようなタイヤによれば、ベルト強化層と保護層とによって、操縦安定性及び耐久性を効果的に向上できる。

国際公開第2009/093325号

上述したような従来のタイヤは、高性能四輪自動車にも好適に用い得るが、近年、高性能四輪自動車向けのタイヤでは、低スリップ角（SA）におけるコーナリングフォース（CF）をさらに向上させたい要求がある。

これにより、特に、操舵角が与えられない後輪の横方向におけるトラクション（Ty）、つまり、コーナリングフォースを効果的に高めることができ、レースコースのラップタイム向上などに貢献し得る。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高めたタイヤの提供を目的とする。

本発明の一態様は、第１ベルトコード（ベルトコード51a）を有する第１ベルト（第１ベルト51）と、前記第１ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、前記第１ベルトコードと交錯する第２ベルトコード（ベルトコード52a）を有する第２ベルト（第２ベルト52）とを含む交錯ベルト層（交錯ベルト層50）を備えるタイヤ（空気入りタイヤ10）であって、前記第１ベルトコードは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成され、前記第２ベルトコードは、金属材料を用いて形成される。

上述したタイヤによれば、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高めることができる。

図１は、空気入りタイヤ10の断面図である。 図２は、空気入りタイヤ10のトレッド20の一部拡大断面図である。 図３は、空気入りタイヤ10のカーカス層40、交錯ベルト層50及びレイヤー部70の一部分解平面図である。 図４は、空気入りタイヤ10Aのトレッド20の一部拡大断面図である。 図５は、空気入りタイヤ10Aのカーカス層40、交錯ベルト層50、レイヤー部70及び分断ベルト80の一部分解平面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

［第１実施形態］
（１）タイヤの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10の断面図である。具体的には、図１は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。なお、図１では、断面ハッチングの図示が一部省略されている（以下同）。

空気入りタイヤ10は、乗用自動車などの四輪自動車向けのタイヤであり、特に、高性能四輪自動車に好適に用い得る。

図１に示すように、空気入りタイヤ10は、トレッド20、タイヤサイド部30、カーカス層40、交錯ベルト層50、ビード部60及びレイヤー部70を備える。

トレッド20は、路面と接する部分である。トレッド20には、空気入りタイヤ10の使用環境や装着される車両の種別に応じたパターン（不図示）が形成される。

タイヤサイド部30は、トレッド20に連なり、トレッド20のタイヤ径方向内側に位置する。タイヤサイド部30は、トレッド20のタイヤ幅方向外側端からビード部60の上端までの領域である。タイヤサイド部30は、サイドウォールなどと呼ばれることもある。

カーカス層40は、空気入りタイヤ10の骨格を形成する。カーカス層40は、タイヤ径方向に沿って放射状に配置されたカーカスコード41a, 42a（図１において不図示、図３参照）がゴム材料によって被覆されたラジアル構造である。但し、ラジアル構造に限定されず、カーカスコード41a, 42aがタイヤ径方向に交錯するように配置されたバイアス構造でも構わない。

交錯ベルト層50は、トレッド20のタイヤ径方向内側に設けられる。交錯ベルト層50は、一対の交錯ベルトによって構成される。具体的には、交錯ベルト層50は、第１ベルト51（図１において不図示、図２，３参照）、及び第２ベルト52（図２，３参照）によって構成される。

ビード部60は、タイヤサイド部30に連なり、タイヤサイド部30のタイヤ径方向内側に位置する。ビード部60は、タイヤ周方向に延びる円環状である。ビード部60は、リムホイール（不図示）に係止される。

レイヤー部70は、交錯ベルト層50のタイヤ径方向外側に設けられる。レイヤー部70は、トレッド20の両方のショルダー領域にそれぞれ設けられる。レイヤー部70は、交錯ベルト層50を補強するベルト強化層の機能を有する。特に、レイヤー部70は、交錯ベルト層50のタイヤ幅方向外側端を補強し、空気入りタイヤ10の転動時における交錯ベルト層50などの径成長を抑制する。

（２）トレッド20のタイヤ径方向内側の構成
図２は、トレッド20の一部拡大断面図である。図３は、カーカス層40、交錯ベルト層50及びレイヤー部70の一部分解平面図である。

説明の便宜上、交錯ベルト層50の構成から説明する。上述したように、交錯ベルト層50は、第１ベルト51と第２ベルト52とを含む。

第１ベルト51は、複数のベルトコード51aを有する。本実施形態において、ベルトコード51aは、第１ベルトコードを構成する。

第１ベルト51は、いわゆるフォールド構造であり、折り返し端部51eを有する。折り返し端部51eは、第２ベルト52のタイヤ幅方向外側端よりもタイヤ幅方向外側において、第２ベルト52のタイヤ径方向外側に折り返されている。本実施形態では、第２ベルト52のタイヤ幅方向外側端と、折り返し端部51eの折り返し起点となる第１ベルト51のタイヤ幅方向外側端との間には、空隙Gが形成されている。

同様に、第２ベルト52は、複数のベルトコード52aを有する。本実施形態において、ベルトコード52aは、第２ベルトコードを構成する。ベルトコード52aは、トレッド面視（図３参照）において、ベルトコード51aと交錯する。

ベルトコード51aは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成される。本実施形態では、ケブラーが用いられる。一方、ベルトコード52aは、金属材料を用いて形成される。本実施形態では、スチールが用いられる。

また、本実施形態では、ベルトコード51aがタイヤ幅方向と成す角度は、65度以上、75度以下である。一方、ベルトコード52aがタイヤ幅方向と成す角度は、37度以下である。

カーカス層40は、第１カーカス41及び第２カーカス42を有する。つまり、カーカス層40は、２枚のカーカスが重ねられて構成される。カーカス層40は、交錯ベルト層50のタイヤ径方向内側に設けられる。

第１カーカス41は、最もタイヤ径方向内側に設けられる。第２カーカス42は、第２カーカス42のタイヤ径方向外側に設けられる。

第１カーカス41は、トレッド面視においてタイヤ幅方向に沿って配置された複数のカーカスコード41aを有する。同様に、第２カーカス42は、トレッド面視においてタイヤ幅方向に沿って配置された複数のカーカスコード42aを有する。

また、本実施形態では、第１カーカス41と第２カーカス42との間には、カーカス補強ベルト45が設けられる。本実施形態において、カーカス補強ベルト45は、第４ベルトを構成する。

カーカス補強ベルト45は、タイヤ幅方向に対して傾斜して配置された複数のベルトコード45aを有する。カーカス補強ベルト45は、ベルトコード45aがゴム材料によって被覆されたベルトである。本実施形態において、ベルトコード45aは、第４ベルトコードを構成する。

ベルトコード45aは、タイヤ幅方向に対して傾斜して配置されていれば、特に限定されないが、ベルトコード45aがタイヤ幅方向と成す角度は、例えば、0度以上、30度以下とすることができる。本実施形態では、ベルトコード45aは、スチールを用いて形成される。

レイヤー部70は、タイヤ周方向に沿って配置された複数のレイヤーコード70aを有する。レイヤー部70は、レイヤーコード70aがゴム材料によって被覆されたベルトである。

レイヤー部70は、レイヤーコード70aがゴム材料によって被覆されたストリップ状のベルト強化層である。本実施形態では、レイヤーコード70aは、ポリアミド樹脂、具体的には、ナイロンを用いて形成される。

（３）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、交錯ベルト層50を構成する第１ベルト51のベルトコード51aは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料（ケブラー）を用いて形成される。一方、交錯ベルト層50を構成する第２ベルト52のベルトコード52aは、金属材料（スチール）を用いて形成される。

上述したように、空気入りタイヤ10は、乗用自動車などの四輪自動車向けのタイヤであるが、このようタイヤの場合、一般的には、ベルトコード51a及びベルトコード52aの両方が、金属ではなく、有機繊維を用いて形成される。

しかしながら、空気入りタイヤ10では、タイヤ径方向外側に位置する第２ベルト52のベルトコード52aのみがスチールによって形成される。このようにスチールを用いてベルトコード52aを形成すると、有機繊維のコードを用いたベルトと比較して、第２ベルト52の面内剛性が向上する。

換言すれば、従来の有機繊維のベルトコードを用いた従来の交錯ベルト層の構造と同程度の面内剛性は確保しつつ、ベルトコード52aのタイヤ幅方向に対する角度を小さくできる。このため、上述した面内に対して直交する方向における面外剛性、つまり、タイヤ周方向における剛性が低下し、空気入りタイヤ10の接地長を伸ばすことができる。

ここで、小舵角における横方向（車幅方向）の踏面力は、(交錯ベルト〜トレッド間せん断剛性) × (接地長)²と比例関係にある。

これにより、空気入りタイヤ10が発生するトラクション、特に、低スリップ角（SA）におけトラクション（Ty）が増大する。このような特性は、特に、操舵角が与えられない後輪のコーナリングフォース向上に寄与する。

また、スチールを用いてベルトコード52aを形成すると、第２ベルト52は、圧縮変形する場合でも一定の剛性を有している（有機繊維のコードを用いた場合は、当該コードによって、このような剛性を付与することは困難である）。

このため、圧縮変形する、つまり、タイヤ幅方向に対して低角度で配置されているベルトコード52aに圧縮歪が発生する第２ベルト52でも、一定の剛性を有しており、交錯ベルト〜トレッド間せん断剛性が向上する。

これによってもTyが増大する。つまり、接地面内における第２ベルト52の剛性を高めることができ、Tyを増大し得る。

このように、空気入りタイヤ10によれば、トラクションが増大し、グリップの確保が容易となる。つまり、空気入りタイヤ10によれば、前後力Fxと、横力Fyとの大きさによって示される摩擦円を拡大し得る。

この結果、空気入りタイヤ10は、従来の同一分類のタイヤにおいて、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高め得る。

［第２実施形態］
本実施形態では、上述した空気入りタイヤ10の交錯ベルト層50のタイヤ径方向外側に、さらにベルトが追加された構造について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

図４は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10Aのトレッド20の一部拡大断面図である。図４に示すように、空気入りタイヤ10Aでは、分断ベルト80が追加されている。

分断ベルト80は、トレッド20を形成するトレッドゴム21を分断するように設けられる。本実施形態において、分断ベルト80は、第３ベルトを構成する。第２ベルト52と分断ベルト80との間には、トレッドゴム21のみが設けられる。つまり、第２ベルト52と分断ベルト80との間には、他のベルトなどは介在しない。

このように、分断ベルト80は、トレッドゴム21を分断し、トレッドゴム21内において浮いているように位置する、つまり、第２ベルト52から離隔して位置するため、フローティングベルトなどと呼ばれることもある。

なお、トレッドゴム21のタイヤ径方向における厚さ（ゲージ）は、タイヤ周方向におけるブレーキングとドライビングとの不均一を低減するために、通常の同一分類のタイヤよりも厚いことが好ましい。ゲージが厚ければ、トレッド20（トレッドゴム21）の曲げ変形量が増大するため、当該不均一の低減に寄与する。

図５は、空気入りタイヤ10Aのカーカス層40、交錯ベルト層50、レイヤー部70及び分断ベルト80の一部分解平面図である。

図５に示すように、分断ベルト80は、タイヤ幅方向に沿って配置された複数のベルトコード80aを有する。本実施形態において、ベルトコード80aは、第３ベルトコードを構成する。

ベルトコード80aは、ポリアミド樹脂、具体的には、ナイロンを用いて形成される。

また、カーカス補強ベルト45のタイヤ幅方向に沿った幅は、分断ベルト80のタイヤ幅方向に沿った幅よりも広い。

このような分断ベルト80を備える空気入りタイヤ10Aによれば、上述したようにトレッドゴム21のゲージが厚くなっている場合でも、分断ベルト80によってトレッドゴム21が分断されているため、トレッド20がせん断変形し易い。

また、トレッドゴム21のゲージを厚くすれば、タイヤ周方向におけるブレーキングとドライビングとの不均一を低減し得る。具体的には、トレッド20のクラウン形状にも起因して、ショルダー部分は、タイヤ幅方向におけるセンター部分と比較して、ブレーキング状態となり易い。トレッドゴム21のゲージを厚くすれば、トレッド20の剛性（ブロック剛性）が低下するため、当該不均一も低減する。

このようなタイヤ周方向におけるブレーキングとドライビングとの不均一が低減されれば、結果的に、当該不均一によって消耗されていた前後方向のトラクション（Tx）相当分を、横方向（車幅方向）のトラクション（Ty）に振り向けることができ、Tx及びTyとも増大させることができる。

これにより、特に、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高め得る。

また、本実施形態では、カーカス補強ベルト45のタイヤ幅方向に沿った幅が、分断ベルト80のタイヤ幅方向に沿った幅よりも広いため、タイヤ幅方向における交錯ベルト層50及び分断ベルト80の余分な動きを確実に規制できる。これにより、Tx及びTyをさらに効果的に増大し得る。

［その他の実施形態］
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、上述した第１実施形態（第２実施形態）では、空気入りタイヤ10（空気入りタイヤ10A）がカーカス補強ベルト45を備えていたが、カーカス補強ベルト45は必須ではない。

また、ベルトコード51aがタイヤ幅方向と成す角度、及びベルトコード52aがタイヤ幅方向と成す角度は、ベルトコード51aとベルトコード52aとが交錯していれば、必ずしも上述した実施形態の範囲内でなくても構わない。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

10, 10A 空気入りタイヤ
20 トレッド
21 トレッドゴム
30 タイヤサイド部
40 カーカス層
41 第１カーカス
41a カーカスコード
42 第２カーカス
42a カーカスコード
45 カーカス補強ベルト
45a ベルトコード
50 交錯ベルト層
51 第１ベルト
51a ベルトコード
51e 折り返し端部
52 第２ベルト
52a ベルトコード
60 ビード部
70 レイヤー部
70a レイヤーコード
80 分断ベルト
80a ベルトコード

Claims (7)

1. 第１ベルトコードを有する第１ベルトと、前記第１ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、前記第１ベルトコードと交錯する第２ベルトコードを有する第２ベルトとを含む交錯ベルト層を備えるタイヤであって、
   前記第１ベルトコードは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成され、
   前記第２ベルトコードは、金属材料を用いて形成されるタイヤ。
2. 前記交錯ベルト層のタイヤ径方向外側には、タイヤ径方向において、トレッドゴムを分断するように設けられる第３ベルトが設けられ、
   前記第３ベルトは、タイヤ幅方向に沿って配置された第３ベルトコードを有する請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記第２ベルトと前記第３ベルトとの間には、前記トレッドゴムのみが設けられる請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記交錯ベルト層のタイヤ径方向内側には、前記タイヤの骨格を形成するカーカスを備え、
   前記カーカスは、
   第１カーカスと、
   前記第１カーカスのタイヤ径方向外側に設けられる第２カーカスと
   を含み、
   前記第１カーカスと前記第２カーカスとの間には、第４ベルトが設けられ、
   前記第４ベルトは、タイヤ幅方向に対して傾斜して配置された第４ベルトコードを有する請求項２または３に記載のタイヤ。
5. 前記第４ベルトのタイヤ幅方向に沿った幅は、前記第３ベルトのタイヤ幅方向に沿った幅よりも広い請求項４に記載のタイヤ。
6. 前記第２ベルトコードがタイヤ幅方向と成す角度は、37度以下である請求項１乃至５の何れか一項に記載のタイヤ。
7. 前記第１ベルトコードがタイヤ幅方向と成す角度は、65度以上、75度以下である請求項１乃至６の何れか一項に記載のタイヤ。
   

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