JP4428070B2

JP4428070B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4428070B2
Application number: JP2004025271A
Authority: JP
Inventors: 勇一小林
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2024-02-02
Also published as: JP2005212718A

Description

本発明は、競技用として好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、舗装路と非舗装路とが混在する走行環境において、急激な路面変化に対するコントロール性を確保しつつ絶対的なグリップ力を高めることを可能にした空気入りタイヤに関する。

欧州において、グラベル（非舗装路）とターマック（舗装路）とを混在させたミニサーキットを使用したラリークロスと呼ばれるレースが盛んに行われている。このように舗装路と非舗装路とが混在する走行環境では、路面のグリップ変化が激しいことから、絶対的なグリップの高さよりもコントロール性に優れたバイアスタイヤが好まれて使用されているのが現状である。

しかしながら、バイアスタイヤでは走行性能の改善に限界もあり、急激な路面の変化に対するコントロール性を兼ね備えたラジアルタイヤの開発が望まれている。特に、バイアスタイヤでは製造上のバラツキによる性能変化が大きく、仕様の変更が容易ではないなどの不都合もあり、その点からもラリークロスに使用される空気入りタイヤのラジアル化が望まれている。

ところで、従来よりバイアスタイヤとラジアルタイヤとの中間的な構造（以下、ハーフラジアル構造という）を有する空気入りタイヤが種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のコア廻りをタイヤ内側から外側に向かって折り返されたカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に位置するベルト層とを備え、カーカス層に含まれるカーカスコードをタイヤ赤道線に対して例えば６５°〜８６°の範囲で配列したものである。しかしながら、上記ハーフラジアル構造を有するタイヤは、ラリークロスのような競技用に設計されたものではないので、舗装路と非舗装路とが混在する走行環境において、コントロール性とグリップ力とを両立することは困難である。
特開２００２−１２７７１２号公報特開平６−２９７９０６号公報

本発明の目的は、急激な路面変化に対するコントロール性を確保しつつ絶対的なグリップ力を高めることを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のコア廻りをタイヤ内側から外側に向かって折り返された２枚以上のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に位置する１枚以上のベルト層とを備え、前記カーカス層に含まれるカーカスコードをタイヤ赤道線に対して６５°〜７５°の範囲で配列し、前記ベルト層に含まれる有機繊維からなるベルトコードをタイヤ赤道線に対して２４°〜３２°の範囲で配列したラジアル構造の空気入りタイヤであって、前記ビード部のコア上に配置されるビードフィラーの高さがタイヤ断面高さの４０％以下であり、前記カーカス層の折り返し部の頂点がタイヤ断面高さの５０％以上の位置に存在し、ラジアル荷重０．４〜１．６ｋＮの荷重間で測定した縦ばね定数が２．３ｋＮ／ｍｍ以上２．９ｋＮ／ｍｍ以下であり、ラテラル荷重０．２〜１．４ｋＮの荷重間で測定した横ばね定数が０．２ｋＮ／ｍｍ以上０．５ｋＮ／ｍｍであり、捩じりトルク４０〜１６０Ｎ・ｍのトルク間で測定した周ばね定数が３ｋＮ・ｍ／°以上４ｋＮ・ｍ／°以下であることを特徴とするものである。

本発明者は、舗装路と非舗装路とが混在する走行環境において、コントロール性とグリップ力とを両立するために、バイアスタイヤの剛性を参考にして基本とするラジアル構造について鋭意研究した。その結果、上述の構成を採用することにより、急激な路面変化に対するコントロール性を確保しつつ絶対的なグリップ力を高めることが可能であることを知見し、本発明に至ったのである。特に、ビードフィラーの高さを必要最小限とする一方で、カーカス層をより高い位置まで折り返すことにより、横剛性の増大を抑えつつ周剛性を大きくし、剛性バランスを最適化することが可能になる。

本発明において、カーカス層のカーカスコードは層間で互いに交差するように配置することが好ましい。また、２枚以上のベルト層を備える場合、これらベルト層のベルトコードは層間で互いに交差するように配置することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用として用いることが可能であるが、競技用として用いることが好適である。競技用として用いた場合、舗装路と非舗装路とが混在する走行環境での走行時間を短縮することが可能になる。しかも、競技用空気入りタイヤにおいては、ラジアル化により、生産性の向上、仕様変更の容易化、耐摩耗性の向上を実現することが可能になる。本発明は、トレッド部をリグルーブして使用されるタイヤにも適用することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２はそのカーカス層及びベルト層を抽出して示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。この空気入りタイヤは、トレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３まで延在する２枚のカーカス層４ａ，４ｂを備えている。これらカーカス層４ａ，４ｂはビード部３のビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に向かって折り返され、ビードコア５の外周上に配置された高硬度ゴムからなるビードフィラー６を包み込んでいる。カーカス層４ａ，４ｂはそれぞれ引き揃えられた複数本のカーカスコードを含み、これらカーカスコードが層間で互いに交差するように配置されている。カーカスコードのタイヤ赤道線Ｅに対する角度αは６５°〜７５°の範囲に設定されている（図２参照）。この角度αが６５°未満であるとサイド部の剛性のバランスが崩れてコントロール性が悪化し、逆に７５°を超えるとサイド部の剛性が落ちて剛性不足になる。カーカスコードとしては、ナイロンコード等の有機繊維コードを使用することができる。

カーカス層４ａ，４ｂの半径方向外側には、２枚のベルト層７ａ，７ｂが埋設されている。ベルト層７ａ，７ｂはそれぞれ引き揃えられた複数本のベルトコードを含み、これらベルトコードが層間で互いに交差するように配置されている。ベルトコードのタイヤ赤道線Ｅに対する角度βは２４°〜３２°の範囲に設定されている（図２参照）。この角度βが２４°未満であるとトレッド部の剛性が高過ぎてコントロール性が悪化し、逆に３２°を超えるとトレッド部の剛性が低過ぎてタイヤ接地形状が悪化することになる。ベルトコードとしては、アラミドコード等の有機繊維コードを使用することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、ビードフィラー６の高さＨＦはタイヤ断面高さＳＨの４０％以下に設定され、カーカス層４ａ，４ｂの折り返し部の端末のリム径位置からの高さＨＣ１，ＨＣ２はタイヤ断面高さＳＨの５０％以上に設定されている。つまり、ビードフィラー６の高さを必要最小限とする一方で、カーカス層４ａ，４ｂをより高い位置まで折り返すことで、横剛性の増大を抑えつつ周剛性を大きくしている。横剛性の増大を抑えることで、グリップ限界を超えた際のグリップ力の極端な低下を防止することができる。ビードフィラー６の高さＨＦがタイヤ断面高さＳＨの４０％を超えると横剛性が過大となり、カーカス層４ａ，４ｂの折り返し部の端末の高さＨＣ１，ＨＣ２がタイヤ断面高さＳＨの５０％未満であると周剛性が過少となり、いずれの場合もコントロール性とグリップ力との両立が困難になる。なお、カーカス層４ａ，４ｂの折り返し部の端末はベルト下まで延在させることが可能である。

上記空気入りタイヤでは、トレッド部をタイヤ径方向外側から拘束することができるサイド剛性試験機（東海テクノ株式会社製）を用いて、ビード部を車両装着時のリム幅で固定すると共に、空気圧１６０ｋＰａ、クランプ荷重３．９２ｋＮの条件でトレッド部を拘束した状態で測定される縦ばね定数、横ばね定数、周ばね定数が所定の範囲に設定されている。即ち、ラジアル荷重０．４〜１．６ｋＮの荷重間で測定した縦ばね定数は２．３ｋＮ／ｍｍ以上２．９ｋＮ／ｍｍ以下であり、ラテラル荷重０．２〜１．４ｋＮの荷重間で測定した横ばね定数は０．２ｋＮ／ｍｍ以上０．５ｋＮ／ｍｍであり、捩じりトルク４０〜１６０Ｎ・ｍのトルク間で測定した周ばね定数は３ｋＮ・ｍ／°以上４ｋＮ・ｍ／°以下である。

縦ばね定数、横ばね定数、周ばね定数が上記範囲から外れると、舗装路と非舗装路とが混在する走行環境において、コントロール性とグリップ力とを両立することが困難になる。特に、縦ばね定数が２．３ｋＮ／ｍｍ未満であるとギャップ走行時やグリップの良い路面での剛性が不足し、逆に２．９ｋＮ／ｍｍ超であるとコントロール性が悪くなる。また、横ばね定数が０．２ｋＮ／ｍｍ未満であるとグリップの良い路面でのコーナリング性能が低下し、逆に０．５ｋＮ／ｍｍ超であるとコーナリング時のコントロール性が悪くなる。更に、周ばね定数が３ｋＮ・ｍ／°未満であるとブレーキング性能の悪化とトラクション不足を招き、逆に４ｋＮ・ｍ／°超であるとブレーキング時のロックや加速時のホイルスピンが発生し易くなる。

上述した空気入りタイヤによれば、急激な路面変化に対するコントロール性を確保しつつ絶対的なグリップ力を高めることができる。そのため、ラリークロス等の競技において、舗装路と非舗装路とが混在する走行環境での走行時間を短縮することが可能になる。しかも、競技用タイヤのラジアル化により、生産性の向上、仕様変更の容易化、耐摩耗性の向上を実現することが可能になる。更には、ビード部における補強材の追加が不要になるので、タイヤの製造コストを最小限に抑えることができる。

上記実施形態では２枚のカーカス層と２枚のベルト層を備えた空気入りタイヤについて説明したが、本発明は２枚以上、好ましくは２〜４枚のカーカス層と、１枚以上、好ましくは１〜２枚のベルト層を備えた空気入りタイヤに適用することが可能である。勿論、ベルト層の半径方向外側に補強コードをタイヤ周方向に配列してなるベルトカバー層等を設けることも可能である。

タイヤサイズが２３５／４５Ｒ１７であり、ナイロンコードを用いた２枚のカーカス層とアラミドコードを用いた２枚のベルト層とを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ赤道線に対するカーカスコードの角度α、タイヤ赤道線に対するベルトコードの角度β、ビードフィラーの高さＨＦ（タイヤ断面高さＳＨに対する比率）、カーカス層の折り返し部の端末の高さＨＣ１，ＨＣ２（タイヤ断面高さＳＨに対する比率）、ラジアル荷重０．４〜１．６ｋＮの荷重間で測定した縦ばね定数、ラテラル荷重０．２〜１．４ｋＮの荷重間で測定した横ばね定数、捩じりトルク４０〜１６０Ｎ・ｍのトルク間で測定した周ばね定数を種々異ならせたタイヤ（実施例及び比較例）をそれぞれ製作した。比較のため、タイヤサイズが２１０／６２０−１６であり、ナイロンコードを用いた４枚のカーカス層を備えた空気入りバイアスタイヤ（従来例）を用意した。

これら試験タイヤについて、それぞれ走行試験を実施した。即ち、試験タイヤを排気量２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、舗装路と非舗装路とが混在する１周約１．２ｋｍのラリークロスコースを走行し、１周の走行時間（秒）を計測し、その結果を表１に併せて示した。

この表１から判るように、実施例のタイヤはラジアル構造を採用したものであるにも拘らず、舗装路と非舗装路とが混在するラリークロスコースにおいて、バイアスタイヤと同等以上の走行性能を発揮することができた。一方、比較例のタイヤは剛性バランスが不適であるので、好ましい結果が得られなかった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのカーカス層とベルト層を抽出して示す平面図である。

符号の説明

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４ａ，４ｂカーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ａ，７ｂベルト層

Claims

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のコア廻りをタイヤ内側から外側に向かって折り返された２枚以上のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に位置する１枚以上のベルト層とを備え、前記カーカス層に含まれるカーカスコードをタイヤ赤道線に対して６５°〜７５°の範囲で配列し、前記ベルト層に含まれる有機繊維からなるベルトコードをタイヤ赤道線に対して２４°〜３２°の範囲で配列したラジアル構造の空気入りタイヤであって、前記ビード部のコア上に配置されるビードフィラーの高さがタイヤ断面高さの４０％以下であり、前記カーカス層の折り返し部の頂点がタイヤ断面高さの５０％以上の位置に存在し、ラジアル荷重０．４〜１．６ｋＮの荷重間で測定した縦ばね定数が２．３ｋＮ／ｍｍ以上２．９ｋＮ／ｍｍ以下であり、ラテラル荷重０．２〜１．４ｋＮの荷重間で測定した横ばね定数が０．２ｋＮ／ｍｍ以上０．５ｋＮ／ｍｍであり、捩じりトルク４０〜１６０Ｎ・ｍのトルク間で測定した周ばね定数が３ｋＮ・ｍ／°以上４ｋＮ・ｍ／°以下である空気入りタイヤ。
前記カーカス層のカーカスコードを層間で互いに交差するように配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
２枚以上のベルト層を備え、これらベルト層のベルトコードを層間で互いに交差するように配置した請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
競技用である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。