JP4883060B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、安定した接地形状を維持すると共に、安定したコーナリングパワーを得るようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤは、トレッドにスチールコードからなるベルト層を設けてトレッド剛性を向上することによって、走行時の操縦安定性を向上させている。近年の空気入りラジアルタイヤでは、タイヤの偏平率を小さくすることにより、更なる操縦安定性の向上を図っている。しかし、このような偏平率の小さいタイヤでは、コーナリング時にベルト層に圧縮方向の力が働くため、接地部が浮き上がってしまうバックリング現象が発生し、十分なコーナリングパワーが得られなくなるという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献１は、カーカス層とベルト層との間に、タイヤ周方向に対するコード角が９０°である有機繊維コードからなる強化層を、その両端部がベルト層の端部より内側に位置させるように配置することを提案している。しかし、このタイヤ構造では、バックリングの防止については、なお不十分であり、特に競技用タイヤのように過酷な走行を行うタイヤには殆んど効果を得ることが出来なかった。

また、特許文献２は、ベルト層同士の層間に、タイヤ周方向に対するコード角が９０°の金属コードからなる補強層をベルト層よりも幅広になるように配置することを提案している。しかし、このタイヤ構造では、ベルト層間に挿入した金属コード補強層がベルト層の層間でコードが互いに反対方向に交差することによって生じるベルト層の積層効果を阻害するため操縦安定性が悪化するうえ、金属コード補強層に対してはベルト層の端部近傍に応力集中が発生しやすくなるため耐久性が悪化するという問題がある。
特開平５−１３１８１０号公報 特開２００２−５１４５３７号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、バックリングを抑制して安定した接地形状を維持すると共に、安定したコーナリングパワーを得るようにした空気入りラジアル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ラジアルタイヤは、タイヤ赤道線に対するコード角が６０°以上９０°未満であって、層間でカーカスコードが互いに交差するようにした２層のカーカス層を配置し、該カーカス層の外周に層間でコードが交差する２層のスチールコードからなるベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層と前記ベルト層との間に、タイヤ赤道線に対するコード角が９０±５°の少なくとも１層のスチールコード層を配置し、該スチールコード層の両端部をそれぞれ前記ベルト層の端部よりも外側へ突き出すようにしたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記スチールコード層の前記ベルト層の端部からの突き出し量を３ｍｍ以上２５ｍｍ以下にする。
（２）前記スチールコード層の前記ベルト層の端部からの突き出し量を、前記スチールコード層の両端部間で互いに１ｍｍ以上異ならせる。
（３）扁平率を５０％以下にする。

上述した構成からなる空気入りラジアルタイヤは、特に競技用タイヤとして好適である。

本発明によれば、タイヤ赤道線に対するコード角が６０°以上９０°未満であって、層間でカーカスコードが互いに交差するようにした２層のカーカス層を配置し、該カーカス層の外周に層間でコードが交差する２層のスチールコードからなるベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層と前記ベルト層との間に、タイヤ赤道線に対するコード角が９０±５°の少なくとも１層のスチールコード層を配置し、該スチールコード層の両端部をそれぞれ前記ベルト層の端部よりも外側へ突き出すようにしたので、上記スチールコード層がベルト層の層間の積層効果を阻害することなく、バックリングを抑制することにより、安定した接地形状を維持すると共に、安定したコーナリングパワーを得ることができる。また、スチールコード層はカーカス層とベルト層との間に介在することにより、ベルト層端部から受ける応力集中が低減され、耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッド面の断面図である。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。カーカス層４は左右一対のビード部３の間に装架され、両端部がビードコア５の周りに、タイヤ幅方向内側から外側に向けて折り返されている。トレッド部１において、カーカス層４の外周には２層のスチールコードからなるベルト層６が配置されている。このカーカス層４とベルト層６との間に、スチールコード層７が設けられている。また、カーカス層４のタイヤ径方向内側にはインナーライナー８が設けられている。

カーカス層４は、タイヤ径方向内側のカーカス層４ａとタイヤ径方向外側のカーカス層４ｂとの２層からなる。カーカス層４ａ、４ｂのカーカスコードは、それぞれのコード角がタイヤ赤道線に対して６０°以上９０°未満であると共に、層間で互いに交差するように配置されている。一般に、タイヤ赤道線に対するコード角が小さいほどタイヤの剛性が高くなるため、競技用タイヤにおいては、ラジアルタイヤであっても、横剛性を高くするために、カーカス層を２層設けると共に、そのコード角を完全に９０°にはせずに若干の角度を付けて層間で交差させている。本発明の場合、コード角としては６０°以上９０°未満であるが、特に６７°以上８６°以下が好ましい。６０°未満ではタイヤ全体の剛性が高くなり過ぎ乗心地性が悪化し、９０°超では剛性が上がらず安定したコーナリングパワーを得ることができない。

ベルト層６は、タイヤ径方向内側の１番ベルト６ａとそれよりも幅狭のタイヤ径方向外側の２番ベルト６ｂとの２層からなる。１番ベルト６ａ及び２番ベルト６ｂは、タイヤ赤道線に対するコード角度が１０°〜５０°の範囲に設定され、かつ層間においてタイヤ赤道線を挟んで互いに反対方向に傾斜するように交差している。このように、層間で交差させたベルト層は、高い積層効果によりトレッド剛性を向上する。

ベルト層６の最内側の１番ベルト６ａとカーカス層４ｂとの間には、ベルト幅最大の１番ベルト６ａよりも幅広に、かつ、ベルト層６ａとカーカス層４ｂとに沿うように、スチールコード層７が設けられている。このように、スチールコード層７を１番ベルト６ａとカーカス層４ｂとの間に設けることで、トレッド剛性を更に向上し、接地形状を安定化するため過酷なコーナリング走行時にもバックリングを防止し、安定したコーナリングパワーを得ることができる。このとき、スチールコード層７を、ベルト層６ａ、６ｂ間に挿入したのでは２層のベルト６ａ、６ｂの層間のコード交差によって得られる積層効果を阻害するため、スチールコード層７による剛性向上作用が生かされずに、操縦安定性が低下し、高いコーナリングフォースが得られなくなる。

スチールコード層７のコード角はタイヤ赤道線に対して９０±５°であるようにする。スチールコード層７のコード角を９０±５°にすることで、タイヤ幅方向の曲げ剛性を大幅に向上することができ、かつ、カーカス層４とベルト層６との間に配置したこととが相乗して、高いバックリングの抑制効果を発揮し、安定したコーナリングパワーを得ることができる。コード角度が９０°に対して±５°よりも大きくなっていると、タイヤ幅方向の曲げ剛性の向上効果が減少してしまう。

また、スチールコード層７の両端部をベルト層６の端部よりも外側になるようにすることで、コーナリング時やキャンバーの大きい車両でのブレーキング時に高負荷がかかった際、安定した接地形状になるため、高負荷時にバックリングを起こすことなく、安定した接地形状とコーナリングパワーを得ることができる。このとき、スチールコード層７がベルト層６の端部から突き出す長さは３ｍｍ以上２５ｍｍ以下であるとよい。３ｍｍ未満では、安定した接地形状を維持することが難しく、また、２５ｍｍ超では、剛性の高いスチールコード層７の端部が動きの多いショルダー部に含まれるため、剛性段差が生じることでセパレーションが発生しやすくなる。また、ショルダー部に応力が集中し高速耐久性が悪化する。

また、スチールコード層の両端部をベルト層６の両端部からそれぞれ突き出す場合、左右の突き出し量は、必ずしも同一である必要はなく、互いに異なっていてもよい。このように異ならせる場合は、突き出し量を互いに１ｍｍ以上異ならせ、かつ、ネガティブキャンバーに装着されるタイヤにおいて、車両内側を短く、車両外側を長くなるようにするとよい。ネガティブキャンバーのタイヤ装着では、車両内側に、より高い負荷がかかるので、車両内側におけるスチールコード層の突き出し量を短くすることで応力集中が避けられ、また、より負荷の少ない車両外側の突き出し量を多くすることで接地面積を確保することができる。突き出し量の長短の組み合わせは上記のものに限定されず、キャンバー角や負荷条件等から適宜選択して好適の条件を採用するとよい。

上述した本発明の空気入りラジアルタイヤの用途としては、主として乗用車用タイヤに好適であるが、特に競技用タイヤに適用する場合に大きな効果を奏することができる。

タイヤサイズを２３５／４５ＺＲ１７、タイヤ構造を図１のように、タイヤ赤道線に対するコード角が８０°で、ポリエステルコードからなる２層のカーカス層とタイヤ赤道線に対するコード角が２７°のスチールコードからなるベルト層を有することを共通にし、タイヤ赤道線に対するコード角が９０°のスチールコードからなる補強層の仕様を表１のように異ならせた従来例と比較例１〜４と本発明の実施例との空気入りラジアルタイヤを製作した。

従来例は、スチールコード層を挿入していない例である。比較例１及び２は、カーカス層とベルト層との間の両エッジ部のみに分割してスチールコード層を設けた例である。そして、比較例１はスチールコード層の端部をベルト層の端部より１０ｍｍ内側にし、比較例２はスチールコード層の端部をベルト層の端部より５ｍｍ外側へ突き出している。比較例３は、スチールコード層をカーカス層とベルト層との間に設け、スチールコード層の端部がベルト層の端部よりも１０ｍｍ内側に配置した例である。比較例４はスチールコード層をベルト層の間にトレッド部全体を覆うように設け、かつスチールコード層の端部をベルト層の端部から５ｍｍ突き出した例である。実施例はスチールコード層をカーカス層とベルト層との間に、トレッド部全体を覆うように設け、かつスチールコード層の端部がベルト層の端部から５ｍｍ突き出すようにした例である。

これら６種類のタイヤについて、空気圧を２００ｋＰａに充填して、一周３．７ｋｍのサーキットを２リッターのＦＦ車で１０周し、その平均タイムを測定した。タイムは逆数を以って比較し、従来例のタイムの逆数値を１００とする指数で比較した。指数値が大きい方ほど速いタイムで周回できたことを示す。

また、これら６種類のタイヤについて、ＦＥＭシミュレーションによって、荷重３．９ｋＮにおける接地圧分布をそれぞれ求め、そこから接地長及び接地面積を求めた。また、シミュレーション上で高荷重域でのコーナリングパワーを求めた。これらの値を、従来例を１００とする指数で比較した。指数値が大きいほど優れていることを示す。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
４ カーカス層
６ ベルト層
６ａ １番ベルト
６ｂ ２番ベルト
７ スチールコード層

Claims (5)

1. タイヤ赤道線に対するコード角が６０°以上９０°未満であって、層間でカーカスコードが互いに交差するようにした２層のカーカス層を配置し、該カーカス層の外周に層間でコードが交差する２層のスチールコードからなるベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層と前記ベルト層との間に、タイヤ赤道線に対するコード角が９０±５°の少なくとも１層のスチールコード層を配置し、該スチールコード層の両端部をそれぞれ前記ベルト層の端部よりも外側へ突き出すようにした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチールコード層の前記ベルト層の端部からの突き出し量を３ｍｍ以上２５ｍｍ以下にした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記スチールコード層の前記ベルト層の端部からの突き出し量を、前記スチールコード層の両端部間で互いに１ｍｍ以上異ならせた請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 扁平率が５０％以下のタイヤである請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 競技用タイヤである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

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