JP4255389B2 - カート用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、レーシング性能を高めたカート用空気入りタイヤに関する。

レーシングカートに使用されるカート用空気入りタイヤには、バイアス構造が広く採用される（下記特許文献１参照）。バイアス構造は、複数枚のカーカスプライをコードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成され、そのトレッド部にはラジアルタイヤのベルト層のような補強部材が設けられていない。

一方、レーシングカートは、車体重量が非常に軽いためタイヤに負荷される縦荷重は大きくないにも拘わらず高出力のエンジンが搭載される。このため、レーシングカートの高速走行時には、タイヤのトレッド部が遠心力によって膨出変形し外径が大きくなりやすい。これは、トレッド接地幅の減少に伴うトラクション不足や偏摩耗を招く。

また、従来からラジアル構造を採用したカート用空気入りタイヤも種々提案されている。これらのタイヤは、ラジアル構造のカーカスと、その外側かつトレッド部の内部にタイヤ赤道に対して１０〜３０゜の角度で傾けて配列された有機繊維コードからなる２枚のプライを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて形成したベルト層とを含むものである。

特開２０００−１７７３３８号公報

上述したラジアル構造のカート用空気入りタイヤは、トレッド部のベルト層が配置されたことにより、カーカスに対する拘束力が増し高速走行時のトレッド部の膨出変形を抑制することができる。これにより、直進走行時のトラクション不足は解消され得る。しかしながら、前記ベルト層は、互いに交差する２プライのベルト層を持つことによりトレッド部の横剛性を過度に高めてしまう傾向がある。

周知のように、レーシングカートにはディファレンシャル装置が設けられていないため、旋回時では外側輪と内側輪との移動距離の差は、各々のタイヤに発生するスリップで吸収される。バイアスタイヤでは、トレッド部の変形が容易であるため上述のスリップの発生が滑らかに行われる。しかしながら、ラジアル構造のカート用タイヤはトレッド部の横剛性が著しく高いため、スリップが生じ始めるまでの限界が高く、かつ、滑り出すと一気にスリップし易いため、旋回時の挙動が不安定となるため非常にシビアな運転テクニックが要求されるという欠点があった。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ラジアル構造のカーカスプライの外側にタイヤ赤道に対して５゜以下の角度で配列された有機繊維コードからなる少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層を配置することでトレッド部の横剛性を過度に高めることなしに高速走行時のカーカスの膨出変形を抑制でき、しかもトレッド部に、限定された物性値のトレッドゴムを組み合わせることを基本として、直進走行時はもとより旋回走行時の挙動を安定させてより一層のレーシング性能を高めうるカート用空気入りタイヤを提供することを目的としている。

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少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具え、前記カーカスプライは、タイヤ赤道に対して６５〜９０゜の角度で傾けてラジアル配列された有機繊維からなるカーカスコードを有し、かつ、前記ベルト層は、タイヤ赤道に対して５゜以下の角度で配列された有機繊維コードからなる少なくとも１枚のベルトプライからなり、しかも前記トレッド部に、３００％モジュラスが１．５〜５．０ＭＰａのトレッドゴムが配されたことを特徴とするカート用空気入りタイヤである。

また請求項１記載の発明は、前記サイドウォール部には、前記カーカスの外側にサイドウォールゴムが配されるとともに、該サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の外端部が、前記ベルト層と前記カーカスとの間で保持されることを特徴とする。

しかも請求項１記載の発明は、このベルト層が、１ないし複数本の有機繊維コードをトッピングゴムで被覆した帯状プライを前記カーカスのタイヤ半径方向外側にタイヤ赤道に対して５゜以下の角度で螺旋状に巻き付けることにより配列された有機繊維コードからなる１枚のみのジョイントレスプライを含むことを特徴とする。

又請求項２に係る発明は、タイヤ軸を含む子午断面における、トレッド面は、タイヤ赤道を中心としたベルト幅の６０〜１００％の領域がタイヤ赤道面に対して実質的に直角な直線状面をなすことを特徴とする。

さらに請求項３に係る発明は、前記ベルト層が、前記ジョイントレスベルトのみからなることを特徴とする。

又請求項４に係る発明は、前記ベルト層が、少なくとも１枚のカットベルトプライを含むことを特徴とする。

さらに請求項５に係る発明は、前記カーカスが、タイヤ半径方向で重なる内、外２枚のカーカスプライにより構成され、かつ各々のカーカスプライはビード部に埋設された一対のビードコア間をトロイド状に跨る本体部と、この本体部の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを有し、該内、外のカーカスプライの折返し部の高さｈｃｉ、ｈｃｏと、前記ベルト層のタイヤ軸方向の端部の高さｈｂと、タイヤ最大幅位置の高さｈｍとは
ｈｂ＞ｈｃｉ＞ｈｃｏ＞ｈｍ
を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、ラジアル構造のカーカスプライの外側にタイヤ赤道に対して５゜以下の角度で配列された有機繊維コードからなる少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層が配置されることにより、高速走行時のカーカスの膨出変形を抑制できる。従って、高速直進時においても十分な接地幅を確保しトラクション性能を向上しうる。またベルト層は、タイヤ周方向に実質的に沿った有機繊維コードを有するためトレッド部の横剛性を過度に高めることが無く、ひいてはカート旋回時のスリップによる旋回半径の吸収を円滑なものとし旋回時の挙動を安定させ操縦安定性が向上する。また上述のようなトラクション性能乃至操縦安定性の向上は、トレッド部に、限定された物性値のトレッドゴムを組み合わせることによって相乗的に高められ、より一層レーシング性能が向上する。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態のカート用空気入りタイヤ１のタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図、図２にはその部分拡大図、図３には内部構造を展開して示す展開図がそれぞれ示されている。図１の状態は、タイヤを図示しないリムにリム組みし内圧１００ｋＰａを充填した無負荷の自然状態が示され、以下、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等はこの自然状態での値として定める。

本実施形態のカート用空気入りタイヤ１は、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とが設けられたチューブレスタイヤであって、本実施形態では最大外径が３５０mm以下かつ偏平率が５０％以下に形成されている。また図に表されているのは後輪用のものである。

前記カーカス６は、有機繊維コードを用いた少なくとも１枚のカーカスプライからなり、本実施形態では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから構成されたものが例示される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、有機繊維コードをタイヤ赤道Ｃに対して６５〜９０゜、好ましくは７０〜８０゜の角度で配列したラジアル構造プライとして用いられる。コード角度がいずれも９０゜でない場合、各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、各々のコードが互いに交差する向きに重ね合わされる。また本実施形態では、有機繊維コードとしてナイロンコードが採用されるが、これ以外にもポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの繊維コードを用いることができる。

本実施形態のカーカスプライ６Ａ、６Ｂは、前記一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。タイヤ半径方向内、外で重なる（この重なりは本体部６ａの重なりとする。）カーカスプライ６Ａ、６ＢのビードベースＢＬからの各折返し部６ｂの高さｈｃｉ、ｈｃｏは、次の関係を満たしている。
ｈｃｉ＞ｈｃｏ

また、外のカーカスプライ６Ｂの折返し部の高さｈｃｏは、タイヤ最大幅位置ＭのビードベースＢＬからの高さｈｍよりも大きく設定されている。これにより、カーカス６は、サイドウォール部３における曲げ剛性を高め高速旋回性がより向上しうる。なお内のカーカスプライ６Ａにおいて、その折返し部６ｂの高さｈｃｉが大きすぎると、走行時に歪の大きい箇所に前記折返し部６ｂの外端が位置してしまうため、好ましくは本実施形態のように、ベルト層７のタイヤ軸方向の端部７ｅの高さｈｂよりも小さく設定されるのが望ましい。即ち、下記の関係を満たすのが望ましい。
ｈｂ＞ｈｃｉ＞ｈｃｏ＞ｈｍ
また特に好ましくは、各高さの差（ｈｂ−ｈｃｉ）、（ｈｃｉ−ｈｃｏ）及び（ｈｃｏ−ｈｍ）をそれぞれ５mm以上確保することによって、サイドウォール部３に大きな剛性段差が生じるのを防止して耐久性を向上させることが望ましい。

前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４の曲げ剛性が補強されている。該ビードエーペックス８のゴム硬さは、特に限定はされないが例えばＪＩＳデュロメータＡ硬さで７０〜９５度、より好ましくは８０〜９５度とすることが望ましい。

前記ベルト層７は、図３に示されるように、タイヤ赤道Ｃに対して５゜以下の角度θで配列された有機繊維コード９からなる少なくとも１枚のベルトプライからなり、１枚のジョイントレスプライ７Ａのみで構成された態様が例示される。ジョイントレスプライ７Ａは、１ないし複数本（この例では複数本）の有機繊維コード９をトッピングゴムで被覆した小幅の帯状プライ１０をカーカス６のタイヤ半径方向外側に螺旋状に順次巻き付けることにより形成されている。帯状プライ１０を螺旋状に巻き付ける方法は、特に制限されるものではない。即ち、各帯状プライ１０の側縁が互いに接する態様（これが図３に示されている。）、オーバラップする態様、さらには離間させる態様のいずれでも良いが、拘束力の観点より前二者が望ましい。

上述のようなベルト層７は、タイヤ赤道に対して５゜以下の角度θで配列された有機繊維コード９を有することにより、カーカス６の膨出変形に対して強い拘束力を発揮することができる。これにより、高速走行に伴う遠心力によるカーカス６の膨出変形を抑制し、ひいてはトレッド接地幅が減少するのを防止しうる。従って、従来のタイヤのように高速走行時にトラクション不足に陥ったり、又は早期にクラウン部だけが摩耗する偏摩耗等を抑制しうる。なお前記角度θが５゜を超える場合、トレッド部２の横剛性を高めてしまい、旋回時におけるカートの挙動を不安定にすることは上で述べた通りである。

ベルト層７をジョイントレスプライ７Ａのみで構成した場合、ベルト層７のタイヤ周方向の継ぎ目が無くなるため、よりユニフォミティに優れたタイヤが得られる。ユニフォミティは特に高速走行時のタイヤの振動に影響を与えるから、ユニフォミティを向上させることにより、トレッド面２Ａを安定して路面に追従させ優れたグリップ性能を発揮しうる。

またジョイントレスプライ７Ａにおいて、帯状プライ１０は、適宜の張力を与えられて仕上げられているのが望ましい。これにより、ベルト層７における有機繊維コード９の中間伸度を小さくでき、ひいてはベルト層７の拘束力をさらに高め得る。好ましい実施形態としては、ベルト層７の有機繊維コード９の中間伸度は１５％未満、さらに好ましくは１０％以下が望ましい。なお有機繊維コード９の中間伸度は、ＪＩＳ Ｌ１０１７の８．７項の「標準時試験」に準じて測定された一定荷重時伸び率として測定されるものとする。

また図２に示されるように、トレッド部２には、トレッドゴム１１が配される。該トレッドゴム１１は、本実施形態ではベルト層７のタイヤ半径方向外側に配置されることにより路面と接地するトレッド面２Ａを構成する。トレッドゴム１１は、ベルト層７の端部７ｅをさらにタイヤ軸方向外側に超えてのびており、バットレス部にて終端する態様が示されている。トレッド面２Ａは、排水用の溝が設けられていないスリックタイプとして形成されているが、排水用の溝が設けられたレイン用として形成される場合もあり得る。

前記トレッドゴム１１には、３００％モジュラスが１．５〜５．０ＭＰａのゴム組成物が用いられる。このようなモジュラスを持ったゴム組成物は、過激なレーシング走行に際して、路面に対するグリップ力と耐摩耗性とを高い次元でバランス良く両立させることができる。換言すれば、トレッドゴム１１の３００％モジュラスが１．５ＭＰａ未満の場合、該トレッドゴム１１が柔らかくなり過ぎるため耐摩耗性が著しく低下する傾向があり、逆に５．０ＭＰａを超えると、トレッドゴム１１が硬くなり過ぎるため路面を十分にグリップし得ない傾向がある。特に好ましくは、３００％モジュラスを１．５〜４．０ＭＰａ、さらに好ましくは１．５〜２．５ＭＰａとするのが望ましい。なお前記３００％モジュラスは、ＪＩＳ Ｋ６２５１の「加硫ゴムの引張試験方法」に準拠し、ダンベル状試験片として３号型試験片を用いて測定された値である。

また本実施形態のカート用空気入りタイヤ１は、前記自然状態におけるタイヤ軸を含む子午断面における、トレッド面２Ａは、タイヤ赤道Ｃを中心としたベルト幅ＢＷの６０〜１００％の領域がタイヤ赤道面ＣＰに対して実質的に直角な直線状面１３で形成されている。このようなトレッド面２Ａは、路面に対してトレッドクラウン部の接地圧を均一化し、トラクション不足等の発生を防止する他、耐摩耗性を向上するのに役立つ。なおベルト幅ＢＷは、ベルト層７の端部７ｅ、７ｅ間のタイヤ軸方向の距離であり、好ましくはタイヤ断面幅ＳＷの５０〜９０％程度、より好ましくは６０〜８５％程度に設定されるのが望ましい。

トレッド面２Ａにおいて、直線状面１３の幅ＣＷがベルト幅ＢＷの６０％未満であると、高速走行時にトレッド部２が膨出しやすい傾向があり、逆に１００％を超えると、ショルダ部に偏摩耗が生じやすくなるため好ましくない。また直線状面１３は、タイヤ赤道面ＣＰと実質的に直角であれば足る。これは厳密に直角である場合の他、例えばトレッド面２Ａにおいて、タイヤ赤道面ＣＰとトレッド面２Ａとの交点ＴＰを通るタイヤ軸方向線Ｘからのタイヤ半径方向の距離であるキャンバー量Ｆが４mm以内である領域を少なくとも含む。

また図２に拡大して示されるように、サイドウォール部３にはカーカス６の外側にサイドウォールゴム１２が配されている。この例では、該サイドウォールゴム１２のタイヤ半径方向の外端部１２ｔがベルト層７とカーカス６との間で保持されている。従って、高速走行時にカーカス６とともにサイドウォールゴム１２もベルト層７によって拘束されるため、サイドウォールゴム１２の外端部１２ｔとカーカス６との間のプライセパレーションなどを抑制することができ、耐久性の向上に大きく役立つ。このような観点より、サイドウォールゴム１２とベルト層７との重なり幅ＬＷは、好ましくは５mm以上、より好ましくは１０〜２０mm程度が好適である。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態に変形しうるのは言うまでもない。例えばベルト層７はジョイントレスベルト７Ａのみで構成される。図４は、単に、ベルト層が１枚のカットベルトプライ７Ｂを用いて構成する場合を示す。

本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づきタイヤサイズ「１１×７．１０−５」のスリックタイヤが試作された。そして各試供タイヤを用いてサーキット走行しそのときのラップタイムをそれぞれ測定することにより、各種のレーシング性能を評価した。比較例１として、図５に示されるプライ構造を具えたブレーカ付きバイアス構造の同サイズのタイヤ、同比較例２として、図６に示される２プライ交差ベルトを持ったラジアル構造のタイヤを準備した。テストの内容は次の通りである。

＜ラップタイム＞
各試供タイヤを同条件で排気量１００ccのレーシングカートの後輪に装着し、コース長７１６ｍのカートコースを１０周走行し、その時の３周目と６周目のラップタイムを測定した。

＜旋回時の挙動評価＞
ドライバーの官能により、旋回時のカートの挙動の安定性を比較例１を６点とする１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。

＜耐偏摩耗性能＞
上記カートコースを合計６０周走行したタイヤを解体し、タイヤ赤道位置での摩耗量と、該タイヤ赤道からトレッド半幅の５０％の位置での摩耗量との差を比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。テストの結果などを表１に示す。

表１から明らかなように、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べてラップタイムが短縮されていること、また旋回時の挙動が安定しており耐偏摩耗性能についても有意な効果が得られることが確認された。特に実施例では、３周目と６周目とでラップタイムの差が小さい。これは、旋回時のカートの挙動が安定しているため操縦が容易となり安定して高い性能が発揮されたことに基づくと考えられる。

本発明の実施形態を示すカート用空気入りタイヤの断面図である。 その部分拡大図である。 ベルト層を展開して示す展開図である。 他のベルト層を単に例示する展開図である。 比較例１のプライ構造を示す展開図である。 比較例２のプライ構造を示す展開図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２Ａ トレッド面
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
７Ａ ジョイントレスプライ
９ 有機繊維コード
１０ 帯状プライ
１１ トレッドゴム
１２ サイドウォールゴム
１３ 直線状面

Claims (5)

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少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具え、
   前記カーカスプライは、タイヤ赤道に対して６５〜９０゜の角度で傾けてラジアル配列された有機繊維からなるカーカスコードを有し、
   しかも前記トレッド部に、３００％モジュラスが１．５〜５．０ＭＰａのトレッドゴムが配され、
   かつ前記サイドウォール部には、前記カーカスの外側にサイドウォールゴムが配されるとともに、該サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の外端部が、前記ベルト層と前記カーカスとの間で保持され、
   このベルト層は、１ないし複数本の有機繊維コードをトッピングゴムで被覆した帯状プライを前記カーカスのタイヤ半径方向外側にタイヤ赤道に対して５゜以下の角度で螺旋状に巻き付けることにより配列された有機繊維コードからなる１枚のみのジョイントレスプライを含むことを特徴とするカート用空気入りタイヤ。
2. タイヤ軸を含む子午断面における、トレッド面は、タイヤ赤道を中心としたベルト幅の６０〜１００％の領域がタイヤ赤道面に対して実質的に直角な直線状面をなすことを特徴とする請求項１記載のカート用空気入りタイヤ。
3. 前記ベルト層は、前記ジョイントレスベルトのみからなることを特徴とする請求項１又は２記載のカート用空気入りタイヤ。
4. 前記ベルト層は、少なくとも１枚のカットベルトプライを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のカート用空気入りタイヤ。
5. 前記カーカスは、タイヤ半径方向で重なる内、外２枚のカーカスプライにより構成され、かつ各々のカーカスプライはビード部に埋設された一対のビードコア間をトロイド状に跨る本体部と、この本体部の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを有し、該内、外のカーカスプライの折返し部の高さｈｃｉ、ｈｃｏと、前記ベルト層のタイヤ軸方向の端部の高さｈｂと、タイヤ最大幅位置の高さｈｍとは
   ｈｂ＞ｈｃｉ＞ｈｃｏ＞ｈｍ
   を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカート用空気入りタイヤ。

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