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

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。

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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