JP2021094875A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速耐久性と、低スリップ角でのコーナリングフォースを高めたタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１０は、第１コード５１aを有する第１ベルト５１と、第１ベルトの径方向外側に設けられ、第２コード５２aを有する第２ベルト５２と、第２ベルトの径方向外側に設けられ、第３コード５３aを有する第３ベルト５３と、第３ベルトの径方向外側において、第３ベルト５３の幅方向における両端部に設けられ、周方向に沿って延びる第４コード５４aを有する一対の第４ベルト５４とを備える。第１コード及び第２コードが幅方向と成す角度α（α１、α２）、第３コードが幅方向と成す角度β、第４コードaが幅方向と成す角度γは、角度α＜角度β＜角度γの関係を満たす。第３コードの引張破断強度は、第４コード以上であり、幅方向における第２ベルトの幅は、第１ベルト及び第３ベルトの幅よりも広い。【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤに関し、特に、高性能四輪自動車に好適に用い得るタイヤに関する。

従来、乗用自動車などの四輪自動車向けの空気入りタイヤ（以下、タイヤと適宜省略する）、特に、高性能四輪自動車向けのタイヤでは、一対の交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に沿って補強コードが巻き回された補強ベルト（スパイラルベルトとも呼ぶ）を備える構造が広く用いられている（特許文献１参照）。

これにより、特に高速走行時にタイヤが径方向に拡張する径成長が効果的に抑制され、高速耐久性を高め得る。

特開2006-240471号公報

上述したタイヤによれば、高速走行時におけるタイヤの径成長を抑制し得る。一方、特に、高性能四輪自動車の場合、このようなタイヤにおいて、低スリップ角（SA）におけるコーナリングフォース（CF）をさらに高めたい要求がある。これにより、特に、小舵角時におけるタイヤ軸力を効果的に向上し得る。

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、高速耐久性を高めつつ、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。

本開示の一態様は、タイヤ骨格を形成するカーカス（カーカス40）と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に設けられ、第１コード（第１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、第２コード（第２コード52a）を有する第２ベルト（第２ベルト52）と、前記第２ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、第３コード（第３コード53a）を有する第３ベルト（第３ベルト53）と、前記第３ベルトのタイヤ径方向外側において、前記第３ベルトのタイヤ幅方向における両端部に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる第４コード（第４コード54a）を有する一対の第４ベルト（第４ベルト54）とを備え、前記第１コードと前記第２コードとは、トレッド面視において互いに交錯するように設けられ、前記第１コード及び前記第２コードがタイヤ幅方向と成す角度α、前記第３コードがタイヤ幅方向と成す角度β、前記第４コードがタイヤ幅方向と成す角度γは、角度α＜角度β＜角度γの関係を満たし、前記第３コードの引張破断強度は、前記第４コードの引張破断強度以上であり、タイヤ幅方向における前記第２ベルトの幅は、前記第１ベルト及び前記第３ベルトよりも広いタイヤ（空気入りタイヤ10）である。

上述したタイヤによれば、高速耐久性を高めつつ、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。

図１は、空気入りタイヤ10の断面図である。 図２は、ベルト層50を含む空気入りタイヤ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。 図３は、カーカス40及びベルト層50の一部分解平面図である。 図４は、ベルト層50を構成する各ベルトの位置関係を模式的に示す図である。

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。

（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）。タイヤ赤道線CLは、タイヤ幅方向及びタイヤ周方向における空気入りタイヤ10の中心を示す。

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40、ベルト層50及びビード部60を備える。

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空気入りタイヤであり、特に、高性能四輪自動車（レース用車両を含んでもよい）に好適に用い得る。

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40は、空気入りタイヤ10の骨格（タイヤ骨格）を形成する。カーカス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41（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、カーカス40は、ラジアル構造に限定されず、カーカスコード41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。

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。ベルト層50は、複数のベルトによって構成され、カーカス40のタイヤ径方向外側に設けられる。

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、円環状であり、ビード部60を介してカーカス40がタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返されている。

（２）ベルト層50の構成
図２は、ベルト層50を含む空気入りタイヤ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。

図２に示すように、ベルト層50は、第１ベルト51、第２ベルト52、第３ベルト53及び第４ベルト54を備える。

第１ベルト51は、カーカス40のタイヤ径方向外側に設けられる。第２ベルト52は、第１ベルトのタイヤ径方向外側に設けられる。第１ベルト51及び第２ベルト52は、一対の交錯ベルトを構成してもよい。

第３ベルト53は、第２ベルトのタイヤ径方向外側に設けられる。第３ベルト53は、図２に示すように、第１ベルト51と同様の幅を有していてもよいが、必ずしも第１ベルト51と同様の幅を有していなくても構わない。

第４ベルト54は、第３ベルト53のタイヤ径方向外側において、第３ベルト53のタイヤ幅方向における両端部に設けられる。

第４ベルト54のタイヤ幅方向外側端は、タイヤ径方向外側に折り返されている。このような構造の第４ベルト54は、フォールドベルトと呼ばれてもよい。

図３は、カーカス40及びベルト層50の一部分解平面図である。図３に示すように、本実施形態では、カーカス40は、２枚構成である。カーカス40は、上述したようにラジアル構造であり、タイヤ幅方向に沿って延びるカーカスコード41を有する。

上述したように、カーカス40は、カーカスコード41をゴム材料で被覆するによって構成される。カーカスコード41の材料は、特に限定されないが、例えば、カーカスコード41は、有機繊維またはスチールを用いて形成できる。

第１ベルト51は、第１コード51aを有する。第１コード51aは、タイヤ幅方向（及びタイヤ周方向）に対して傾斜して設けられる。本実施形態では、第１コード51aがタイヤ幅方向と成す角度α（鋭角側）、具体的には、角度α１は、約５０度である。

第２ベルト52は、第２コード52aを有する。第２コード52aは、タイヤ幅方向（及びタイヤ周方向）に対して傾斜して設けられる。本実施形態では、第２コード52aがタイヤ幅方向と成す角度α（鋭角側）、具体的には、角度α2は、約４５度である。

また、本実施形態では、第１コード51a及び第２コード52aは、スチールを用いて形成される。

このように、第１コード51aと第２コード52aとは、トレッド面視において互いに交錯するように設けられる。つまり、第１ベルト51と第２ベルト52とは、ラジアル構造における一対の交錯ベルトを構成してもよい。

また、タイヤ幅方向における第２ベルト52の幅は、第１ベルト51及び第３ベルト53よりも広いことが好ましい。

第３ベルト53は、第３コード53aを有する。第３コード53aも、タイヤ幅方向（及びタイヤ周方向）に対して傾斜して設けられる。第３コード53aは、第１コード51a及び第２コード52aと比較すると、タイヤ幅方向となる角度が大きい。つまり、第３コード53aは、第１コード51a及び第２コード52aよりも、高角度（ハイアングルと呼んでもよい）であり、タイヤ周方向と成す角度が小さい。

具体的には、第３コード53aがタイヤ幅方向と成す角度β（鋭角側）は、少なくとも６０度以上であることが好ましい。また、第３コード53aがタイヤ周方向において一定以上のテンションを有するようにするためには、角度βは、７０度以上、７９度以下であることがさらに好ましい。本実施形態では、角度βは、７４度に設定される。

第３コード53aは、アラミド繊維によって形成されることが好ましい。特に、第３コード53aは、ケブラーを用いて形成することが好ましい。

第４ベルト54は、第４コード54aを有する。第４コード54aは、タイヤ周方向に沿って延びる。つまり、第４コード54aは、タイヤ周方向とほぼ平行となる、言い換えれば、タイヤ幅方向と直交するように設けられる。具体的には、第４コード54aがタイヤ幅方向と成す角度γは、９０度である。

なお、第４コード54aは、タイヤ周方向と略平行になるようにスパイラル状に巻き回されてもよく、第４ベルト54は、スパイラルベルトと呼ばれてもよい。

第３コード53aの引張破断強度（cN/dtex）は、第４コード54aの引張破断強度以上であることが好ましい。なお、引張破断強度及び破断時伸びは、該当するJIS測定法によって測定された値を意味する。

第４コード54aは、ポリアミド系合成繊維によって形成されることが好ましい。具体的には、第４コード54aは、ナイロンを用いて形成されることが好ましい。

第１コード51a及び第２コード52aがタイヤ幅方向と成す角度α（具体的には、角度α１及び角度α2）、第３コード53aがタイヤ幅方向と成す角度β、第４コード54aがタイヤ幅方向と成す角度γは、角度α、角度β、角度γの順に大きくなることが好ましい。つまり、角度α＜角度β＜角度γの関係を満たすことが好ましい。

上述したように、角度α（角度α１及び角度α2）は、４５以上、５０度以下、角度βは、７０度以上、７９度以下、角度γは、９０度である。

（３）ベルト層50を構成する各ベルトの位置関係
図４は、ベルト層50を構成する各ベルトの位置関係を模式的に示す。図４に示すように、第２ベルト52のタイヤ幅方向における外側端52oeは、第１ベルト51のタイヤ幅方向における外側端51oeよりもタイヤ幅方向外側に位置する。

さらに、外側端52oeは、第３ベルト53のタイヤ幅方向における外側端53oeよりもタイヤ幅方向外側に位置する。

また、本実施形態では、タイヤ幅方向における外側端51oeの位置と、外側端53oeの位置とは、一致している。但し、外側端51oeと外側端53oeとは、必ずしも一致していなくても構わない。

第４ベルト54のタイヤ幅方向外側端、具体的には、外側端54oeは、第２ベルト52の外側端52oeよりもタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。

また、第４ベルト54のタイヤ幅方向内側端、具体的には、内側端54ieは、外側端52oeよりもタイヤ幅方向内側に位置してよい。さらに、内側端54ieは、外側端51oe及び外側端53oeよりもタイヤ幅方向内側に位置してもよい。

第４ベルト54の折り返し端54feも、外側端52oeよりもタイヤ幅方向内側に位置してよい。なお、図４の位置関係とは異なるが、折り返し端54feも、外側端51oe及び外側端53oeよりもタイヤ幅方向内側に位置してもよい。

（４）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。空気入りタイヤ10では、交錯ベルトを構成する第１ベルト51及び第２ベルト52、ハイアングルを形成するように設けられる第３コード53aを有する第３ベルト53、さらに、タイヤ周方向に沿って設けられる第４コード54aを有する第４ベルト54が設けられる。

第４ベルト54は、第３ベルト53のタイヤ幅方向における両端部に設けられる。具体的には、第４ベルト54は、第３ベルト53の外側端53oeを覆うように設けられる。

また、角度α、β及びγは、α＜β＜γの順に大きく、第３コード53aの引張破断強度は、第４コード54aの引張破断強度以上である。さらに、タイヤ幅方向における第２ベルト52の幅は、第１ベルト51及び第３ベルト53よりも広い。

このような構成を有する空気入りタイヤ10によれば、主に、ハイアングルの第３ベルト53と、タイヤ周方向に沿って設けられる第４コード54aを有する一対の第４ベルト54とによって、ベルト剛性が高まるため、空気入りタイヤ10にスリップ角が付与されると、トレッド20のみが相対的に動き易くなり、ベルト層50〜トレッド20（具体的には、踏面）間のせん断剛性を効果的に向上し得る。

ベルト〜トレッドせん断剛性が向上すると、ベルト〜トレッドせん断剛性*接地幅*接地長^2で表現できるコーナリングパワー（CP）も向上する。なお、ここでいうCPとは、タイヤのスリップ角（SA）に対するコーナリングフォース（CF）の立ち上がり勾配をいい、一般的には、SAが０度付近に値が用いられる。

特に、ベルト〜トレッドせん断剛性（ベルト面内せん断剛性と言い換えてもよい）が向上すると、低SAにおいて発生するコーナリングフォースを効果的に高めることができる。

また、タイヤ幅方向における第２ベルト52の幅は、第１ベルト51及び第３ベルト53よりも広いため、第２ベルト52に隣接する第１ベルト51及び第３ベルト53の端部の歪を効果的に抑制でき、高速耐久性を確保し易い。

すなわち、空気入りタイヤ10によれば、高速耐久性を高めつつ、低SAにおいて発生するCFをさらに高め得る。

本実施形態では、第３コード53aの角度βは、７０度以上、７９度以下である。このため、第３コード53aは、タイヤ周方向において一定以上のテンションを有するようになり、ベルト剛性をさらに効果的に高め得る。これにより、CPをさらに向上でき、低SAでのCFのさらなる向上に貢献し得る。

本実施形態では、第４ベルト54のタイヤ幅方向外側端（外側端54oe）は、タイヤ径方向外側に折り返されている。このため、第３ベルト53のタイヤ幅方向における端部を覆う第４ベルト54は、いわゆるフォールド構造となり、第３ベルト53の端部を固定端にでき、張力剛性を発揮でき、ベルト〜トレッドせん断剛性（面内せん断剛性）をさらに高め得る。これにより、CPをさらに向上でき、低SAでのCFのさらなる向上に貢献し得る。

さらに、本実施形態では、第４ベルト54のタイヤ幅方向外側端（外側端54oe）は、第２ベルト52のタイヤ幅方向外側端（外側端52oe）よりもタイヤ幅方向外側に位置する。このため、最も幅が広い第２ベルト52、及び第２ベルト52よりも幅が狭い第１ベルト51及び第３ベルト53の変形、特に、タイヤ径方向の成長を効果的に抑制でき、高速耐久性を確保し易い。

本実施形態では、第３コード53aは、アラミド繊維（具体的には、ケブラー）によって形成され、第４コード54aは、ポリアミド系合成繊維（具体的には、ナイロン）によって形成される。このような遷移コードの組合せによれば、他の性能（例えば、耐摩耗性）を阻害することなく、ベルト〜トレッドせん断剛性（面内せん断剛性）を効果的に高め得る。

（５）その他の実施形態
以上、実施形態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、上述した実施形態では、第３コード53aには、アラミド繊維（ケブラー）が用いられ、第４コード54aには、ポリアミド系合成繊維（ナイロン）が用いられていたが、第３コード53aの引張破断強度が第４コード54aの引張破断強度以上であれば、第３コード53a及び第４コード54aには、これら以外の繊維コードが用いられても構わない。

上述した実施形態では、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空気入りタイヤであり、特に、高性能四輪自動車（レース用車両を含む）に好適に用い得るものとして説明したが、空気入りタイヤ10は、一般的な乗用自動車に用いてもよいし、四輪自動車に限らず、スリップ角を利用してコーナリングする車両に広く用い得る。

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 空気入りタイヤ
20 トレッド
30 タイヤサイド部
40 カーカス
41 カーカスコード
50 ベルト層
51 第１ベルト
51a 第１コード
51oe 外側端
52 第２ベルト
52a 第２コード
52oe 外側端
53 第３ベルト
53a 第３コード
53oe 外側端
54 第４ベルト
54a 第４コード
54fe 折り返し端
54ie 内側端
54oe 外側端

Claims (5)

1. タイヤ骨格を形成するカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に設けられ、第１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、第２コードを有する第２ベルトと、
   前記第２ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、第３コードを有する第３ベルトと、
   前記第３ベルトのタイヤ径方向外側において、前記第３ベルトのタイヤ幅方向における両端部に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる第４コードを有する一対の第４ベルトと
   を備え、
   前記第１コードと前記第２コードとは、トレッド面視において互いに交錯するように設けられ、
   前記第１コード及び前記第２コードがタイヤ幅方向と成す角度α、前記第３コードがタイヤ幅方向と成す角度β、前記第４コードがタイヤ幅方向と成す角度γは、角度α＜角度β＜角度γの関係を満たし、
   前記第３コードの引張破断強度は、前記第４コードの引張破断強度以上であり、
   タイヤ幅方向における前記第２ベルトの幅は、前記第１ベルト及び前記第３ベルトよりも広いタイヤ。
2. 前記角度βは、７０度以上、７９度以下である請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記第４ベルトのタイヤ幅方向外側端は、タイヤ径方向外側に折り返されている請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記第４ベルトのタイヤ幅方向外側端は、前記第２ベルトのタイヤ幅方向外側端よりもタイヤ幅方向外側に位置する請求項３に記載のタイヤ。
5. 前記第３コードは、アラミド繊維によって形成され、
   前記第４コードは、ポリアミド系合成繊維によって形成される請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。
   

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