JP2021094875A - タイヤ - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
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JP2019225328A JP2021094875A (ja) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | タイヤ |
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JP2019225328A JP2021094875A (ja) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | タイヤ |
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JP2019225328A Pending JP2021094875A (ja) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | タイヤ |
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