JP5507996B2 - レーシングカート用タイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、操縦安定性を維持しつつ、耐久性を向上しうるレーシングカート用タイヤに関する。
従来、レーシングカート用タイヤとして、例えば2枚のカーカスプライを、カーカスコードが互いに交差する向きに重ね合わされたバイアス構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなバイアス構造のタイヤは、サイドウォール部の横剛性が高く、旋回時でも優れたサイドグリップを発揮できる。
特開2005−231558号公報
ところで、上記のようなレーシングカート用タイヤaは、図7(a)に示されるように、一本の駆動シャフトbの両端に取り付けられる。また、駆動シャフトbは、車体の荷重fの作用によりモーメントMを受け撓む。このため、レーシングカート用タイヤaの駆動輪(後輪)は、実質的に下開きで傾斜するネガティブキャンバーで車体に装着される。このようなレーシングカート用タイヤaは、タイヤ赤道Cよりも車体内側のショルダー領域dで接地圧が大きくなり、走行につれてこの部分の表面がささくれ状に摩耗するアブレージョンが生じやすく、グリップや耐久性が低下しやすいという問題があった。
また、図7(b)には、右旋回中のレーシングカートの後方から見た模式図が示される。バイアス構造のレーシングカート用タイヤaは、カーカスをタガ締めするベルト層が配されていないため、トレッド部が比較的柔軟である。このため、図7(b)に示されるように、旋回時のコーナリングフォースcfによって、剛性が低いトレッド部が旋回内側へ大きく撓むバックリングが生じ、前記アブレージョンを生じさせ易い。しかも、旋回中のレーシングカートには、その重心gにロールモーメントRMが作用するため、前記バックリングは旋回外側のタイヤaのタイヤ赤道Cよりも車体内側のショルダー領域dに集中することも判明している。
上述のようなバックリングを抑制するために、カーカスのタイヤ半径方向の外側に、トレッド部全域の剛性を高めるブレーカ層を設けること、又はラジアルタイヤを採用することも考えられる。しかしながら、レーシングカートは、ディファレンシャル装置を有しておらず、旋回時の駆動輪の差動作用をトレッド部の路面に対する滑りで得ている。従って、ブレーカ層又はラジアル構造を有するレーシングカート用タイヤaでは、路面に対する円滑な滑りが得られ難く、ひいては操縦安定性の低下を招くという問題がある。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、バイアス構造を採用しつつも、一方のショルダー領域にのみトレッド部の横剛性を高める横剛性補強部材を設け、しかも該一方のショルダー領域をレーシングカートの車体内側に向けて装着することを基本として、操縦安定性を維持しつつ、耐久性を向上しうるレーシングカート用タイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明のうち請求項1記載の発明は、外径が350mm以下であるレーシングカート用タイヤであって、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に埋設されたビードコアで両端が折り返された2枚のカーカスプライを有するカーカスを具え、前記2枚のカーカスプライは、タイヤ赤道に対して25〜38度の角度で配列されたカーカスコードを有し、かつ、前記カーカスコードが互いに交差する向きに重ねられたバイアス構造を具えるとともに、前記トレッド部は、一方のショルダー領域にのみ該トレッド部の横剛性を高める横剛性補強部材が設けられた非対称構造であり、しかも前記一方のショルダー領域がレーシングカートの車体内側に向けて装着さされ、前記横剛性補強部材は、前記トレッド部の接地面に露出して配される高モジュラスゴムを含み、前記高モジュラスゴムは、そのタイヤ半径方向内側に配されかつトレッドゴムの主要部をなす主部に比べてモジュラスが大きく、前記高モジュラスゴムは、前記ショルダー領域において、前記タイヤ赤道側から前記トレッド部のトレッド端の外側にまでのびることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記高モジュラスゴムが、タイヤ周方向にのびるとともに、100%モジュラスが0.6〜4.0MPaである請求項1記載のレーシングカート用タイヤである。
また、請求項3記載の発明は、前記横剛性補強部材は、コード補強層を含む請求項1又は2記載のレーシングカート用タイヤである。
また、請求項4記載の発明は、前記コード補強層は、タイヤ周方向に対して20〜45度で傾けられた補強コードを有する請求項3記載のレーシングカート用タイヤである。
また、請求項5記載の発明は、前記横剛性補強部材のタイヤ軸方向の幅は、トレッド部の幅の15%〜30%である請求項1乃至4のいずれかに記載のレーシングカート用タイヤである。
ここで、前記トレッド部の幅は、リムにリム組みしかつ内圧100kPaを充填した無負荷である正規状態のタイヤに、荷重0.5kNを負荷してキャンバー角0度で平面に接地させたときのトレッド部の接地端間のタイヤ軸方向の距離とする。また、タイヤの各部の寸法等は、特に断りがない場合、前記正規状態での値とする。
また、本明細書において、「100%モジュラス」は、JISK6251に記載の試験方法に準拠して測定した値である。
本発明のレーシングカート用タイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に埋設されたビードコアで両端が折り返された2枚のカーカスプライを有するカーカスを具える。2枚のカーカスプライは、タイヤ赤道に対して25〜38度の角度で配列されたカーカスコードを有し、かつカーカスコードが互いに交差する向きに重ねられたバイアス構造を具える。従って、レーシングカート用タイヤは、サイドウォール部の横剛性が高められ、旋回時でも優れたサイドグリップを発揮できる。
また、本発明のレーシングカート用タイヤのトレッド部は、一方のショルダー領域にのみ該トレッド部の横剛性を高める横剛性補強部材が設けられた非対称構造であり、しかも一方のショルダー領域がレーシングカートの車体内側に向けて装着される。このような横剛性補強部材は、車体内側のショルダー領域の剛性を効果的に高め、その部分のバックリングを抑えてアブレージョンを抑制し、耐久性を向上させる。
また、横剛性補強部材は、一方のショルダー領域にのみ配されるので、トレッド部全体の横剛性を過度に高めることがない。従って、レーシングカート用タイヤは、旋回時に滑らかにスリップできるので、駆動輪の差動作用を発揮し、操縦安定性の低下を防止できる。
本実施形態のレーシングカート用タイヤを示す断面図である。 旋回外側のレーシングカートを示す断面図である。 他の実施形態のレーシングカート用タイヤを示す断面図である。 図3のトレッド部の展開図である。 さらに他の実施形態のレーシングカート用タイヤを示す断面図である。 比較例のレーシングカート用タイヤを示す断面図である。 (a)はシャフトの撓みよってネガティブキャンバーで装着されるレーシングカート用タイヤを示す図、(b)は、旋回時にバックリングが生じたレーシングカート用タイヤを示す図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1に示されるように、本実施形態のレーシングカート用タイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある)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が設けられ、外径が350mm以下、より詳しくは280〜350mmに形成されている。
前記カーカス6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に至る本体部6aと、この本体部6aに連なりかつビード部4に埋設されたビードコア5で両端が折り返された2枚のカーカスプライ6A、6Bとから構成される。
2枚の前記カーカスプライ6A、6Bは、タイヤ赤道Cに対して25〜38度の角度α1(図4に示す)で配列されたカーカスコード6cが、互いに交差する向きに重ねられる。これにより、カーカス6は、バイアス構造を具える。前記カーカスコード6cとしては、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート(PEN)、レーヨン又はアラミドなどの有機繊維コードが適宜選択され、本実施形態ではポリエステルが採用されている。このようなバイアス構造のカーカス6により、タイヤ1は、サイドウォール部3の横剛性が高められ、旋回時でも優れたサイドグリップを発揮できる。
また、前記カーカスプライ6A、6Bの前記本体部6aと折返し部6bとの間には、前記ビードコア5からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスゴム8が配される。
前記ビードエーペックスゴム8は、100%モジュラスが、例えば5〜25MPa、かつ動的貯蔵弾性率E’が、例えば20〜80MPaの高弾性ゴムから形成される。このような高弾性のビードエーペックスゴム8は、ビード部4の剛性を向上させ、タイヤの横剛性を高めるのに役立つ。
なお、「動的貯蔵弾性率E’」は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータ「VES F−3型」を用いて、測定温度70℃、周波数10Hz、振幅2%で測定した値である。
本実施形態のトレッド部2には、前記カーカス6のタイヤ半径方向外側に、トレッドゴム2Gが配される。
本実施形態のトレッドゴム2Gは、該トレッドゴム2Gの主要部を構成する主部10と、この主部10の一方のショルダー領域Sh1にのみ設けられかつトレッド部2の横剛性を高める横剛性補強部材11とを含む左右非対称のゴム配置構造を持っている。即ち、横剛性補強部材11は、他方のショルダー領域Sh2には設けられていない。なお、前記ショルダー領域Sh1、Sh2は、それぞれトレッド部2のトレッド端2t1、2t2を含み、そこから各々タイヤ赤道C側に、少なくともトレッド部2の幅TWの10%の領域を含むものとする。
前記トレッドゴム2Gの主部10は、少なくとも一方のトレッド端2t1から他方のトレッド端2t2に亘って配される。しかしながら、主部10は、本実施形態では、一方のトレッド端2t1側のショルダー領域Sh1側の接地面2Sには配されておらず、この部分が凹んでいる。そして、この凹みに前記横剛性補強部材11が満たされる。これにより、横剛性補強部材11は、トレッドゴム2Gの接地面2Sに露出して配され、かつ、タイヤ周方向に連続してのびている。
前記主部10は、例えば100%モジュラスが0.5〜3.0MPaのゴム材からなる。他方、横剛性補強部材11は、100%モジュラスが、好ましくは1.2MPa以上、さらに好ましくは1.3MPa以上であり、主部10に比べてモジュラスが大きい高モジュラスゴム12からなる。
そして、本実施形態のタイヤ1は、前記一方のショルダー領域Sh1が、レーシングカートの車体内側に向けて装着されるように、タイヤ1の装着向きが指定される。この指定は、例えばサイドウォール部3等に表示される。
図7(a)、(b)で説明されたように、レーシングカート用タイヤ1は、車体内側のショルダー領域Sh1側に大きな荷重が常時作用し、この部分にアブレージョンが生じやすい。そこで、本実施形態のレーシングカート用タイヤ1では、このようなショルダー領域Sh1に、該ショルダー領域Sh1の剛性を高める横剛性補強部材11を配置し、アブレージョンを効果的に抑制して耐久性を向上させることができる。
さらに、横剛性補強部材11は、図2に示されるように、旋回外側のタイヤ(例えばハンドルを右に切った右旋回状態における左側タイヤ)1において、前記一方のショルダー領域Sh1が、コーナリングフォースCFによって、旋回内側へ撓むバックリングを小さく抑制できる。これは、一方のショルダー領域Sh1で接地圧が過度に高まるのを防ぎ、そこでのアブレージョンをより効果的に抑制する。
しかも、横剛性補強部材11は、一方のショルダー領域Sh1にのみ配される。このため、トレッド部2全体の横剛性を過度に高めることがない。従って、タイヤ1は、旋回時において、トレッド部2を適度に変形させて路面に対して滑らかにスリップし、差動装置としての役割をも維持し、操縦安定性の低下を防止できる。
さらに、本実施形態の横剛性補強部材11は、高モジュラスゴム12のみから構成されるので、その構造を簡素化でき、製造コストが増大することもない。
上記作用をより効果的に発揮させるために、横剛性補強部材11をなす高モジュラスゴム12の100%モジュラスは、主部10の100%モジュラスの1.2倍以上、より好ましくは1.3倍以上が望ましい。他方、高モジュラスゴム12の100%モジュラスが過度に大きくなると、十分なグリップが得られないという不具合がある。このような観点より、高モジュラスゴム12の100%モジュラスは、主部10の100%モジュラスの1.5倍以下、より好ましくは1.4倍以下が望ましい。より具体的には、高モジュラスゴム12の100%モジュラスは、4.0MPa以下、より好ましくは3.0MPa以下が望ましい。
図1に示されるように、前記高モジュラスゴム12の厚さW1については、特に限定されないが、小さすぎると、一方のショルダー領域Sh1の剛性を十分に高めることができないおそれがある。逆に、高モジュラスゴム12の厚さW1が大きすぎても、トレッド部2の横剛性を過度に高めてしまい、操縦安定性を低下させるおそれがある。このような観点より、高モジュラスゴム12の厚さW1は、好ましくは1.0mm以上、さらに好ましくは2.0mm以上が望ましく、また、好ましくは4.0mm以下、さらに好ましくは3.0mm以下が望ましい。該厚さW1は、両端を除き、実質的に一定に形成されているが、例えば、タイヤ軸方向外側に向かって漸増させることもできる。この態様では、より効果的に前記バックリングが抑制される。
同様の観点より、前記横剛性補強部材11のタイヤ軸方向の幅L1は、好ましくはトレッド部2の幅TWの10%以上、より好ましくは15%以上が望ましく、また、好ましくは30%以下、さらに好ましくは25%以下が望ましい。該幅L1は、本実施形態では、実質的に一定であるが適宜変化させても良い。
図3、図4には、本発明の他の実施形態のタイヤ1が示される。
本実施形態では、横剛性補強部材11が、補強コード14が配列されたコード補強層13によって形成される。それ以外は、実質的に左右対称のトレッド構造を具えている。
前記コード補強層13は、カーカス6の外側に重ねて配されるが、内、外のカーカスプライ6A、6Bの間に配置されても良く、さらにはカーカス6のタイヤ半径方向内側に配されても良い。このようなコード補強層13からなる横剛性補強部材11も、前記実施形態と同様、一方のショルダー領域Sh1側のカーカスの面剛性を高め、旋回時の前記バックリングを効果的に抑制し、その作用を発揮することができる。
ただし、コード補強層13において、上記作用をより効果的に発揮させるために、補強コード14のタイヤ周方向に対する角度α2は、20度以上とし、より好ましくは25度以上が望ましく、また、上限については45度以下とし、より好ましくは38度以下が望ましい。前記角度α2が、20度未満又は45度よりも大になると、剛性の方向性が強くなり十分な横剛性補強効果が得られないおそれがある。
とりわけ、前記補強コード14は、隣接するカーカスプライのカーカスコード6cと交差する向きに重ねて配されるのが好ましい。これにより、その部分のクロスプライ構造を局部的に多層化して面剛性を効果的に高めることができる。これは、一方のショルダー領域Sh1側でのバックリングを好ましく抑制し、グリップの低下や耐久性の悪化を防止できる。
また、補強コード14は、タイヤ回転方向Rの先着側から後着側へ向くトラクションF1及び旋回内側へ向くグリップF2の合力Fと同方向に傾斜するのが好ましい。これにより、コード補強層13は、引張応力に強い補強コード14の長手方向が、前記合力Fの方向に沿うため、一方のショルダー領域Sh1(図3に示す)のバックリングをさらに好ましく防ぎ得る。
また、前記補強コード14としては、特に限定されないが、例えばナイロン、アラミド、ポリエステル、又はレーヨン等の有機繊維コード等が好適に採用され、本実施形態ではポリエステルが採用される。
図5には、さらに他の実施形態のタイヤ1が示される。
この本実施形態では、横剛性補強部材11が、高モジュラスゴム12及びコード補強層13の双方を具えるもので形成される。このような横剛性補強部材11は、高モジュラスゴム12及びコード補強層13によって、一方のショルダー領域Sh1全体の剛性をさらに確実に高め、これらの相乗作用によって耐久性をさらに効果的に高めうる。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
図1の基本構造を有し、かつ、表1の仕様の横剛性補強部材11が設けられたスリックタイプのレーシングカート用タイヤが製造され、それらの性能がテストされた。また、比較のために、図6に示される横剛性補強部材のない左右対称構造のトレッド部を有するレーシングカート用タイヤ(比較例1)についても、同様にテストされた。
なお、共通仕様は以下のとおりである。
タイヤサイズ:11×7.10−5
タイヤ断面高さH:75mm
トレッド部の幅TW:180mm
カーカス
カーカスコード材料:ポリエステル
カーカスコード構成:1670(dtex/2)
カーカスコードの打ち込み本数であるエンズ:50(本/5cm)
カーカスコードのタイヤ赤道Cに対する角度α1:32度
コード補強層
補強コード材料:ポリエステル
補強コード構成:1100(dtex/2)
補強コードの打ち込み本数であるエンズ:48(本/5cm)
テスト方法は、次の通りである。
<ラップタイム>
各試供タイヤを排気量125ccのレーシングカートの全輪に装着し、コース長716mのサーキットコースを6周走行し、3周目と6周目のラップタイムを測定した。
<操縦安定性>
上記サーキット走行において、旋回時のサイドグリップに関する特性を、ドライバーの官能評価により、比較例1を100とする指数で評価した。数値が大きいほど、操縦安定性に優れる。
<耐アブレージョン性能>
上記サーキット走行後、一方のショルダー領域で、アブレージョンの有無を目視確認した。評価は、比較例1を100とする指数で評価した。数値が小さいほど良好である。
テストの結果などを表1に示す。
Figure 0005507996
Figure 0005507996
テストの結果、実施例のレーシングカート用タイヤは、操縦安定性を維持しつつ、耐久性を向上しうることが確認できた。
1 レーシングカート用タイヤ
2 トレッド部
6 カーカス
6c カーカスコード
6A、6B カーカスプライ
11 横剛性補強部材

Claims (5)

  1. 外径が350mm以下であるレーシングカート用タイヤであって、
    トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に埋設されたビードコアで両端が折り返された2枚のカーカスプライを有するカーカスを具え、
    前記2枚のカーカスプライは、タイヤ赤道に対して25〜38度の角度で配列されたカーカスコードを有し、かつ、前記カーカスコードが互いに交差する向きに重ねられたバイアス構造を具えるとともに、
    前記トレッド部は、一方のショルダー領域にのみ該トレッド部の横剛性を高める横剛性補強部材が設けられた非対称構造であり、しかも
    前記一方のショルダー領域がレーシングカートの車体内側に向けて装着され、
    前記横剛性補強部材は、前記トレッド部の接地面に露出して配される高モジュラスゴムを含み、
    前記高モジュラスゴムは、そのタイヤ半径方向内側に配されかつトレッドゴムの主要部をなす主部に比べてモジュラスが大きく、
    前記高モジュラスゴムは、前記ショルダー領域において、前記タイヤ赤道側から前記トレッド部のトレッド端の外側にまでのびることを特徴とするレーシングカート用タイヤ。
  2. 前記高モジュラスゴムは、タイヤ周方向にのびるとともに、100%モジュラスが0.6〜4.0MPaである請求項1記載のレーシングカート用タイヤ。
  3. 前記横剛性補強部材は、コード補強層を含む請求項1又は2記載のレーシングカート用タイヤ。
  4. 前記コード補強層は、タイヤ周方向に対して20〜45度で傾けられた補強コードを有する請求項3記載のレーシングカート用タイヤ。
  5. 前記横剛性補強部材のタイヤ軸方向の幅は、トレッド部の幅の15%〜30%である請求項1乃至4のいずれかに記載のレーシングカート用タイヤ。
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