JP4467124B2 - 偏平空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、偏平率が５０％以下の偏平空気入りラジアルタイヤに関するものであり、とくには高性能スポーツタイプの車両およびモータースポーツ用車両等に優れた高速耐久性および高速操縦安定性をもたらすものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のスポーツタイプ車両などは、その装備するエンジンの高出力化が著しく、車両自体が高い運動性能を誇るようになってきたため、車両を支えるタイヤにも、高速操縦安定性と高速耐久性とを高い次元で両立させることが要求されるようになってきた。
【０００３】
スポーツタイプの車両などでは、その高速旋回時に、タイヤに大きな遠心力が加えられるので、従来は、タイヤの偏平率を小さくすること、サイドウォール部に補強部材を付加することなどの、形状および構造面での工夫を行って、遠心力に対抗するに必要な横力を発生させることで、高速操縦安定性を確保してきた。
【０００４】
すなわち、タイヤの偏平率を５０％以下とし、サイドウォール部にコード補強層およびフリッパを配設してタイヤの剛性を高め、高速操縦安定性を確保してきた。
【０００５】
また、スポーツタイプの車両で、連続して高速走行を行う場合には、タイヤに、動的な荷重、高速回転による遠心力などの力が作用して、タイヤを構成するベルトに大きな歪みが生じ、ベルト側縁のセパレーション等に起因するタイヤの故障が発生し易いので、従来は、このようなセパレーション等の発生を防止すべく、ベルトの外周側に隣接させてバンド補強層を設けるなどしてベルトを補強することで、トレッド部の剛性を高めてタイヤの高速耐久性を高めてきた。
【０００６】
すなわち、複数枚のベルト層のうち、ラジアルカーカスに最も近接するベルト層のそれぞれの側部を、それよりも外周側のベルト層の側部上に折返して、歪みの集中し易い、他のベルト層のベルト層コードの切断端の露出を防止し、ベルト層コードを、タイヤ赤道に対して１５〜４０°の角度で延在する、引張り弾性率が３９．２ＧＰａ以上のアラミド繊維で形成して、ベルトにそれ本来のたが効果を十分に発揮させてなお、タイヤの高速回転に伴う、とくには、ベルト側部の迫出し歪を、ベルトの軽量化に伴う遠心力の低下に基づいて低下させることにより、ベルト側縁のセパレーションを有効に防止して、高速耐久性を確保してきた。
【０００７】
そして、ベルトの最大幅を、適用リムに装着し、最高空気圧を充填して最大負荷能力を負荷したタイヤのトレッド接地幅の１００〜１２５％とすることで、タイヤの高速耐久性を図るとともに、車両の走行に際しトレッド接地部を効果的に使用してきた。
【０００８】
さらに、ベルトの外周側に、タイヤ赤道とほぼ平行に延在する、引張り弾性率が１．９６ＧＰａ以上で熱収縮率が２％以上の有機繊維コードよりなり、少なくとも折返し部を完全に覆うベルト補強層を配設して、折返し部を完全に覆うことで、高速耐久性をより一層高い次元で確保してきた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このようなベルトの補強は一般に過度になり易く、このためトレッド部の剛性を高めすぎて、トレッド接地面積の減少を招き、これが高速走行時の操縦安定性の低下を招くことになるといううれいがあった。
【００１０】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ベルトのセパレーションの抑制と併せて、ベルトの剛性を適正化し、また、ベルト補強層によるベルト補強の適正化を行って、トレッド部の剛性を調整することで、十分な高速耐久性を維持しつつ、高速操縦安定性をも大きく向上させた、偏平空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の偏平空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部とを具えるとともに、それぞれのビード部に配設したビードコアの間にトロイダルに延在させた、少なくとも一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、ラジアルカーカスのクラウン部の外周側に配設した少なくとも二枚のベルト層からなり、ベルト層コードが層間で相互に交差するベルトとを具え、ラジアルカーカスに最も近接するベルト層のそれぞれの側部を、それよりも外周側のベルト層の側部上に折返してなり、ベルト層コードを、タイヤ赤道に対して１５〜４０°の角度で延在する、引張り弾性率が３９．２ＧＰａ以上のアラミド繊維で形成し、ベルトの最大幅を、適用リムに装着し、最高空気圧を充填して最大負荷能力を負荷したタイヤのトレッド接地幅の１００〜１２５％とするとともに、ベルトの外周側に、タイヤ赤道とほぼ平行に延在する、引張り弾性率が１．９６ＧＰａ以上で熱収縮率が２％以上の有機繊維コードよりなり、少なくとも前記折返し部を完全に覆うベルト補強層を配設してなる、偏平率が５０％以下の偏平空気入りラジアルタイヤであって、ベルト層の前記折返し部の幅を、ベルトの最大幅の８〜１３％とし、ベルト層の両端の折返し部を覆うベルト補強層が、ベルト層の中央部を覆わない、ベルト層両端付近に位置する二本の補強層よりなる構造において、ベルト層の外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層の内端までの間隔を、同じ端部に位置するベルト層の折返し部の幅の１２０〜１４０％としたものであり、なかでもとくに好ましくは、ベルト層の外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層の内端までの間隔を、同じ端部に位置するベルト層の折返し部の幅の１２８〜１３５％とする。
ここで、「適用リム」、「最高空気圧」および「最大負荷能力」はそれぞれ、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫの規定によるものとし、また有機繊維コードの熱収縮率は、温度１７７℃、負荷重量４９０ｍＮ、３０分の条件下で測定したものとする。
なお、ここでいう引張り弾性率とは、１００％引張り時のものである。
【００１２】
この偏平空気入りラジアルタイヤでは、最内層ベルト層の折返し部は、その幅が広いほどベルト端部の動きが抑制され、ベルト端部のセパレーションを防止して、トレッド部剛性が高まり、これによって高速耐久性は向上するが、その幅が広すぎると、トレッド部剛性が高まりすぎて、タイヤの接地性が悪化し、制動−駆動性、ステアリングレスポンス性の悪化を招き、すなわち高速操縦安定性が低下することから、運転がし辛くなり、ひいてはラップライムの悪化にもつながるとともに、その幅が広すぎると、タイヤ重量の増加、ひいては転がり抵抗の悪化をも招くことから、ベルト層の折返し部の幅を、ベルトの最大幅の８〜１３％とし、さらに、ベルト層の両端の折返し部を覆うベルト補強層が、ベルト層の中央部を覆わない、ベルト層両端付近に位置する二本の補強層よりなる構造において、ベルト層の外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層の内端までの間隔を、同じ端部に位置するベルト層の折返し部の幅の１２０〜１４０％とすることで、必要十分なベルト端部の補強性を得るとともに、良好な接地性を確保することが可能となり、高速耐久性と操縦安定性との高い次元での両立をもたらす。
【００１３】
かくして、この偏平空気入りラジアルタイヤでは、ベルトの剛性の適正化およびベルト補強層によるベルト補強の適正化を行うことで、十分な高速耐久性を維持しつつ、高速操縦安定性をも大きく向上させることができる。
【００１４】
かかる偏平空気入りラジアルタイヤにおいてより好ましくは、ベルト補強層のコードを渦巻状巻回構造体とする。
これによれば、高速走行時のベルト層の迫り出しを効果的に抑制することができる。
【００１５】
そして好ましくは、二本の補強層のうちの一方の層の外端から他方の層の外端までの距離を、ベルトの最大幅の１００〜１１０％、なかでもとくに１０２〜１０５％とする。
これによれば、走行時に最も歪みの集中し易いベルト層最外端をタイヤ全周にわたり完全に補強することができるとともに、接地性の悪化を招くこともないので、高速耐久性と操縦安定性とをさらに一層高い次元で両立させることができる。
【００１６】
加えて好ましくは、有機繊維コードを、ナイロンコードとする。
かかる偏平空気入りラジアルタイヤによれば、ベルト層を補強するための十分な引張り弾性率を有しながら、熱収縮率も７％前後と適度に大きいため、タイヤ製造時のベルト補強層のたるみなどの問題が生じにくくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態を、偏平率４０％のタイヤを適用リムにリム組みして最高空気圧を充填した状態で示す横断面図であり、図中１はトレッド部、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連なって半径方向内方へ延びるサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２の内周側に連続させて設けたビード部をそれぞれ示す。
【００１８】
それぞれのビード部３に配設した一対のビードコア４間に、内外二枚のカーカスプライ５ａ，５ｂからなるラジアルカーカス５をトロイダルに延在させて、上記各部１，２，３を補強するとともに、このラジアルカーカス５の各側部をビードコア４の周りでタイヤ幅方向の内側から外側へ巻き返して、内周側カーカスプライ５ａの巻き上げ端は、後述するベルトの側部内周側まで延在させ、外周側カーカスプライ５ｂの巻き上げ端は、サイドウォール部２のタイヤ最大幅位置よりも半径方向内方で終了させる。
またラジアルカーカス４のクラウン部の外周側には、少なくとも二枚のベルト層６ａ，６ｂからなるベルト６を配設し、それぞれのベルト層コードを層間で相互に交差する方向へ、多くは、タイヤ赤道に対して相互に逆向きに延在させる。
【００１９】
なお、ビード部３には、たとえば、スチールコードをゴム被覆して構成した一枚のコード補強層７を、外周側カーカスプライ５ｂの巻返し部に隣接させて配設するとともに、ビードコア４および、その外周側のビードフィラ８を包み込むフリッパ９を、図ではコード補強層７よりもタイヤ幅方向内側に配設する。
【００２０】
ここで、ラジアルカーカス５のクラウン部外周側に配設したベルト６は、ラジアルカーカスに最も近接する最内層ベルト層６ａのそれぞれの側部を、外層側ベルト層６ｂの側部上に折返すことによって構成してなり、これら両ベルト層６ａ，６ｂを構成するそれぞれのベルト層コードは、たとえば、タイヤ赤道に対して相互に逆向きに延在して、そのタイヤ赤道に１５〜４０°の角度で交差する、引張り弾性率が３９．２ＧＰａのアラミド繊維にて形成してなる。
【００２１】
そしてここでは、このようにして構成したベルト６の最大幅Ａを最大負荷能力を負荷したタイヤのトレッド接地幅の１００〜１２５％とするとともに、最内層ベルト層６ａの外周側への折返し部６ｃの幅Ｂをベルト６の最大幅Ａの８〜１３％とする。
【００２２】
またここでは、ベルト６の外周側に、ベルト層６ａの各折返し部６ｃを完全に覆うそれぞれのベルト補強層１０を配設し、このベルト補強層１０を、１００％モジュラスが３．４３ＧＰａで、熱収縮率が２％以上の有機繊維コードにより構成する。
【００２３】
なお、図示はしないが、ベルト６の全幅を幅方向に連続する一枚のベルト補強層をもってカバーすることもできる。
【００２４】
ここで好ましくは、このようにして配設したベルト補強層１０を、たとえば、有機繊維コードの少なくとも一本をゴム被覆した長尺かつ小幅のプライを実質上タイヤ赤道に対してほぼ平行に延在させた渦巻状巻回構造体とし、また好ましくは、ベルト層６ａの外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層１０の内端までの間隔Ｃを、同じ端部に位置するベルト層の折返し部６ｃの幅Ｂの１２０〜１４０％、とくには１２８〜１３５％とし、そしてまた好ましくは、ベルト層６ａの両端部付近に位置する二本の層からなるベルト補強層１０の一方の層の外端から他方の層の外端までの距離Ｄを、ベルトの最大幅Ａの１００〜１１０％、とくには１０２〜１０５％とし、加えて好ましくは、有機繊維コードを、ナイロンコードとする。
【００２５】
【実施例】
以下に、実施例タイヤおよび比較例タイヤのそれぞれの、高速耐久性と高速操縦安定性とに関する実施例について説明する。
供試タイヤのサイズを２８５／４０ ＺＲ１８とし、実施例タイヤ１は、図１に示す構造を有するものとし、ベルト層コードを、引張り弾性率が３９．２ＧＰａのアラミド繊維で形成し、ベルト補強層のコードを、１００％モジュラスが３．４３ＧＰａで、熱収縮率が７％のナイロンで形成し、ベルト層の折返し部６ｃの幅Ｂをベルトの最大幅Ａの１２％とし、ベルト層６ａの外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層１０の内側端までの間隔Ｃをベルト層の折返し部６ｃの幅Ｂの１３３％とし、一方のベルト補強層１０の外端から他方のベルト補強層１０の外端までの距離Ｄをベルトの最大幅Ａの１０４％とした。
なお、比較例タイヤ１は、Ｂ／Ａ＝０．１２、Ｃ／Ｂ＝０．６７およびＤ／Ａ＝１．０４とし、比較例タイヤ２は、Ｂ／Ａ＝０．１２、Ｃ／Ｂ＝２．００およびＤ／Ａ＝１．０４とし、他の構成は実施例タイヤ１を踏襲したものである。
【００２６】
また、比較例タイヤ３は、ベルト層の折返し部６ｃの幅Ｂをベルトの最大幅Ａの２０％とし、ベルト層６ａの外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層１０の内側端までの間隔Ｃをベルト層の折返し部６ｃの幅Ｂの１６０％とし、一方のベルト補強層１０の外端から他方のベルト補強層１０の外端までの距離Ｄをベルトの最大幅Ａの１０４％とし、他の構成は実施例タイヤ１を踏襲したものである。
【００２７】
そして、比較例タイヤ４は、図２に示す構成を有するものとし、二層のベルト層１６ａ，１６ｂをスチールコードで構成し、それらの両ベルト層コードはタイヤ赤道に対し、相互に逆向きに延在させるとともに、２０°の角度で交差させ、これらの両ベルト層コードの引張り弾性率を１７６．４ＧＰａ、ベルト１６の最大幅Aをタイヤのトレッド接地幅の１１０％とした。
そして、この比較例タイヤ４では、ベルト１６の外周側に、ベルト１６をその全幅にわたって覆うキャップ層２０を配設し、このキャップ層２０を形成するナイロンコードの１００％モジュラスを３．４３ＧＰａとし、熱収縮率を７％とした。
なお、この比較例タイヤ４では、キャップ層２０の外周側に、キャップ層２０の側部だけを覆うレイヤー層２１を配設した。
これらの関係を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
ここで、高速耐久性は、ドラム試験機を用い、空気圧２５０ｋＰａ、負荷重量６．３７ｋＮの条件の下、初速度を１５０ｋｍ／ｈとし、以降段階的に１０ｋｍずつ速度を上昇させることにより、各タイヤの故障速度を計測し、その結果は実施例タイヤ１をコントロールとして指数評価した。その指数値は大きいほど優れた結果を示すものとした。
なお、各速度段階の途中でタイヤが故障した場合には、その時間に比例した故障速度を換算して評価した。
【００３０】
また、高速操縦安定性に関しては、実車によるサーキット走行において、ラップタイム、高速直進性、制動−駆動性、ステアリングレスポンス性、振動乗心地性のそれぞれについて評価を行うとともに、転がり抵抗および重量についての計測を加味して総合的に評価した。
ラップタイムは、サーキットにおいて、３周のラップタイムを計測し、１周あたりの平均ラップタイムを算出し、実施例タイヤ１をコントロールとして指数評価し、それより指数値が大きい場合には実施例タイヤ１よりもラップタイムが長いことを示すものとした。
そして、高速直進性、制動−駆動特性、ステアリングレスポンス性、振動乗心地性については、上記熟練ドライバーによるフィーリング評価を行い、実施例タイヤ１をコントロールとして評価し、（＋）評点は実施例タイヤ１よりも優れた結果を示すものとした。
【００３１】
なお、転がり抵抗は、空気圧２５０ｋＰａ、負荷重量６．３７ｋＮの条件の下、直径１７０７ｍｍのドラムに供試タイヤを押しつけ、１００ｋｍ／ｈを超えるまで一旦供試タイヤを回転駆動させた後、直ちにクラッチを切り、１００ｋｍ／ｈ以上から２０ｋｍ／ｈ以下に速度が下がるまで惰性回転させ、速度−時間曲線での５０ｋｍ／ｈにおける微分係数、すなわち惰性回転中の５０ｋｍ／ｈにおける減速度について指数評価し、重量は、実施例タイヤ１をコントロールとして指数評価した。それらの指数値は、小さいほど優れた結果を示すものとした。
以上の結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】

【００３３】
表２によれば、アラミド繊維コードからなるベルトを用いた実施例タイヤ１および比較例タイヤ１〜３は、スチールコードからなるベルトを用いた比較例タイヤ４に比して、高速耐久性に関し、非常に優れていることが判る。
【００３４】
また、アラミド繊維コードからなるベルトを用いたタイヤの中では、比較例タイヤ３は、実施例タイヤ１および比較例タイヤ１、２に比して、高速耐久性が優れているものの、高速操縦安定性が相当に低く、高速耐久性と高速操縦安定性とのバランスがかなり劣るものであることが判る。また、実施例タイヤ１および、比較例タイヤ１、２の中では、実施例タイヤ１が、高速耐久性と高速操縦安定性との両面で最もバランスがとれており、最好適例であるといえる。
したがって、この発明により、高速耐久性と高速操縦安定性との両立を高い次元で実現した偏平空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【００３５】
なお、表２の下欄に参考程度に重量と転がり抵抗について記載した。これによれば、重量および転がり抵抗については、実施例タイヤ１および比較例タイヤ１、２は、比較例タイヤ３および４に比して優れた結果を示していることが判る。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によれば、ベルトの剛性の適正化およびベルト補強層によるベルト補強の適正化を行うことで、高速耐久性と高速操縦安定性とを高い次元で両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態を示す横断面図である。
【図２】 比較例タイヤを示す横断面図である。
【符号の説明】
１，１１ トレッド部
２，１２ サイドウォール部
３，１３ ビード部
４，１４ ビードコア
５，１５ ラジアルカーカス
５ａ，１５ａ 内周側カーカスプライ
５ｂ，１５ｂ 外周側カーカスプライ
６，１６ ベルト
６ａ 最内層ベルト層
６ｂ 外層ベルト層
６ｃ 折返し部
７ コード補強層
８ ビードフィラ
９ フリッパ
１０ ベルト補強層
Ａ ベルトの最大幅
Ｂ 折返し部６ｃの幅
Ｃ ベルト層の外端から同じ側の端部付近に位置するベ
ルト補強層の内側端までの間隔
Ｄ 一方のベルト補強層の外端から他方のベルト補強層
の外端までの距離

Claims (6)

1. トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部とを具えるとともに、それぞれのビード部に配設したビードコアの間にトロイダルに延在させた、少なくとも一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、ラジアルカーカスのクラウン部の外周側に配設した少なくとも二枚のベルト層からなり、ベルト層コードが層間で相互に交差するベルトとを具え、ラジアルカーカスに最も近接するベルト層のそれぞれの側部を、それよりも外周側のベルト層の側部上に折返してなり、ベルト層コードを、タイヤ赤道に対して１５〜４０°の角度で延在する、引張り弾性率が３９．２ＧＰａ以上のアラミド繊維で形成し、ベルトの最大幅を、適用リムに装着し、最高空気圧を充填して最大負荷能力を負荷したタイヤのトレッド接地幅の１００〜１２５％とするとともに、ベルトの外周側に、タイヤ赤道とほぼ平行に延在する、引張り弾性率が１．９６ＧＰａ以上で熱収縮率が２％以上の有機繊維コードよりなり、少なくとも前記折返し部を完全に覆うベルト補強層を配設してなる、偏平率が５０％以下の偏平空気入りラジアルタイヤにおいて、
   ベルト層の前記折返し部の幅を、ベルトの最大幅の８〜１３％とし、
   ベルト層の両端の折返し部を覆うベルト補強層が、ベルト層の中央部を覆わない、ベルト層両端付近に位置する二本の補強層よりなる構造において、ベルト層の外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層の内端までの間隔を、同じ端部に位置するベルト層の折返し部の幅の１２０〜１４０％としてなる偏平空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ベルト補強層のコードを、渦巻状巻回構造体としてなる請求項１に記載の偏平空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ベルト層の外端から同じ側の端部付近に位置するベルト補強層の内端までの間隔を、同じ端部に位置するベルト層の折返し部の幅の１２８〜１３５％としてなる請求項１又は２に記載の偏平空気入りラジアルタイヤ。
4. 二本の補強層のうちの一方の層の外端から他方の層の外端までの距離を、ベルトの最大幅の１００〜１１０％としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の偏平空気入りラジアルタイヤ。
5. 二本の補強層のうちの一方の層の外端から他方の層の外端までの距離を、ベルトの最大幅の１０２〜１０５％としてなる請求項４に記載の偏平空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記有機繊維コードを、ナイロンコードとしてなる請求項１〜５のいずれかに記載の偏平空気入りラジアルタイヤ。

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