JP5763998B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、横剛性と接地性とをバランス良く高め、例えばサーキット走行でのラップタイムを短縮し得るレーシング用に適した空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤ、とりわけサーキットコースで使用されるレーシング用の空気入りタイヤにおいては、タイヤ性能を高めて、ラップタイムのさらなる短縮等、高速走行性能の向上が求められている。このような高速走行性能の向上を図るためには、コーナリングスピードに大きく影響を及ぼす横剛性と、グリップ力に大きな影響を与える接地性とを両立して向上させることが必要である。

一般に、横剛性を高めるために、カーカスプライの折返し部の端部をタイヤ半径方向外方、とりわけバットレス部近傍に位置させるハイターンナップ構造や、サイドウォール部に硬さの大きい補強ゴム層を配することが知られている。しかしながら、このような方法では、横剛性とともに縦剛性も高められるため、タイヤが歪み難くなり、トレッド部２の外面が荷重に追従して、十分に接地出来なくなる。つまり、接地性が悪化し、グリップ力が低下するという問題があった。関連する技術として次のものがある。

特開２００４−９８９４号公報 特開平１０−３２４１１９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビード部のビードコアの内方に配されたビード補強ゴムにおいて、タイヤ軸方向内側に配されたトウ側ゴム部を、このトウ側ゴム部のタイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部よりも硬質のゴム材で形成することを基本として、横剛性と接地性とをバランス良く高め、高速走行性能を向上し得る空気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、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、該本体部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向内方をのびるコア内側部と、このコア内側部に連なってタイヤ半径方向外側にのびる立ち上げ部とを有する折返しプライを含むカーカスを具えた空気入りタイヤであって、前記ビード部には、少なくとも前記折返しプライのコア内側部のタイヤ半径方向の内方領域をタイヤ軸方向内外にのびるビード補強ゴムを具え、該ビード補強ゴムは、タイヤ軸方向内側に配されたトウ側ゴム部と、このトウ側ゴム部のタイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部とを含み、前記トウ側ゴム部は、前記ヒール側ゴム部よりも硬質のゴム材からなり、前記ビードコアは、タイヤ半径方向内方に向かって最も突出しかつ鋭角な頂部を有することを特徴としている。

また請求項２記載の発明は、前記ビード補強ゴムは、前記トウ側ゴム部と前記ヒール側ゴム部との境界面を有し、前記境界面と前記頂部とのタイヤ軸方向の距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅の１０％以下である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ビードコアは、断面三角形状である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記ビードコアは、断面六角形状である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記トウ側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨａと、前記ヒール側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨｂとの差Ｈａ−Ｈｂが２０〜６０度である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記トウ側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨａが７０度以上であり、前記ヒール側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨｂが５０度以下である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項７記載の発明は、前記ビード部には、タイヤ軸方向のビード内側面、ビード底面及びタイヤ軸方向のビード外側面を覆う断面略Ｕ字状のチェーファが配され、前記ビード補強ゴムは、少なくともビードコアの断面重心よりも内方領域において、前記チェーファと前記折返しプライとの間の空間を満たしている請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤである。また請求項８記載の発明は、前記ビード補強ゴムのタイヤ半径方向の外端面は、前記ビードコアの断面重心よりもタイヤ半径方向外側に位置し、前記ビード補強ゴムの前記外端面と前記ビードコアの断面重心とのタイヤ半径方向の距離は、０mmよりも大かつ５mm以下である請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

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ビードコアに至る本体部と、該本体部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向内方をのびるコア内側部と、このコア内側部に連なってタイヤ半径方向外側にのびる立ち上げ部とを有する折返しプライを含むカーカスを具える。

そして、前記ビード部には、少なくとも前記折返しプライのコア内側部のタイヤ半径方向の内方領域をタイヤ軸方向内外にのびるビード補強ゴムが設けられ、該ビード補強ゴムは、タイヤ軸方向内側に配されたトウ側ゴム部と、このトウ側ゴム部のタイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部とを含み、前記トウ側ゴム部は、前記ヒール側ゴム部よりも硬質のゴム材からなる。このような空気入りタイヤは、タイヤ軸方向の内側に配された硬質のトウ側ゴム部によって、タイヤ軸方向には撓み難くなるため、横剛性が高められる他、タイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部がトウ側ゴム部よりも軟質のものとなり、トレッド部の外面が荷重に追従して十分に接地できるため、接地性が高められる。従って、本発明の空気入りタイヤは、横剛性と接地性とが共にバランス良く高められ、コーナリングスピードやグリップ力が大きく向上するなど、高速走行性能が改善され、例えばサーキット走行において、ラップタイムを短縮できる。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤを示す右半分の断面図である。 図１のビード部の部分拡大図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、ビードコアの他の実施形態を表す断面図である。

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、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７と、前記ビード部４の底面に配されるチェーファ９とを具え、本実施形態では、レーシング用のものが示されている。なお、図１には、タイヤの右半分断面しか示されていないが、本実施形態のタイヤ１は、その内部構造に関して、タイヤ赤道Ｃにおいて実質的に左右対称構造を有している。また、トレッド部２には、適宜排水用の溝（図示せず）が設けられても良い。

前記カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では２枚の折返しプライ６Ａから構成される。前記折返しプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃの位置において、タイヤ半径方向内方に配された内側の折返しプライ６Ａ１と、その外に配された外側の折返しプライ６Ａ２とからなる。

各折返しプライ６Ａ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に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なり前記ビードコア５のタイヤ半径方向内方をのびるコア内側部６ｂと、このコア内側部６ｂに連なってタイヤ半径方向外側にのびる立ち上げ部６ｃとを有する。

また、カーカスプライ６Ａ１、６Ａ２の前記各本体部６ａと立ち上げ部６ｃ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にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックスゴム８が設けられることにより、ビード部４が補強されている。

前記折返しプライ６Ａは、例えば、いずれもカーカスコードがタイヤ赤道Ｃ方向に対して例えば７５〜９０°の角度で傾けられている。前記カーカスコードには、例えばナイロン、レーヨン、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン２，６ナフタレート等の有機繊維コードが好適であるが、必要に応じてスチールコードも採用することができる。

また、本実施形態の内側及び外側折返しプライ６Ａ１、６Ａ２の立ち上げ部６ｃは、ともにバットレス部まで立ち上がることなく終端する。具体的には、内側の折返しプライ６Ａ１の立ち上げ部６ｃ１のタイヤ半径方向の端部ｅ１は、前記ビードコア５の外面５ｉからビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向長さＬａのおよそ２０〜６０％の位置に配される。また、外側の折返しプライ６Ａ２の立ち上げ部６ｃ２のタイヤ半径方向の外端ｅ２は、ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向外端８ｅの近傍に配される。このような折返しプライ６Ａは、サイドウォール部３の剛性を過度に高めることがなく、トレッド部２の撓み易さを確保して、接地性を向上させるのに役立つ。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態では、タイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、内側ベルトプライ７Ａが、最も外側に配される外側ベルトプライ７Ｂに比べて幅広に形成される。また、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、それぞれタイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度の範囲で傾けられた高弾性のベルトコードを有し、かつ、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。なお、ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、互いの幅中心をともにタイヤ赤道Ｃに揃えて重ねられている。

また、前記チェーファ９は、ビード部４のタイヤ軸方向の内側の面であるビード内側面Ｂｕ、リムシート面（図示せず）に載置されるビード底面Ｂｔ及びビード部４のタイヤ軸方向の外側面であるビード外側面Ｂｓを覆う断面Ｕ字状に形成される。このようなチェーファ９は、リム（図示せず）との接触によるゴムの摩耗や損傷を防止して耐久性やビード部４の剛性を高めるのに役立つ。

前記ビードコア５は、本実施形態では、例えば、予めゴム引きされた１本のビードワイヤ９を、巻き重ねることにより形成されている。

そして、本発明のタイヤ１では、図２に良く示されるように、ビード部４には、少なくとも前記折返しプライ６Ａのコア内側部６ｂ（本実施形態では、内側の折返しプライ６Ａ１のコア内側部６ｂ１）のタイヤ半径方向の内方領域をタイヤ軸方向内外にのびるビード補強ゴム１０を具える。該ビード補強ゴム１０は、タイヤ軸方向内側に配されたトウ側ゴム部１１と、このトウ側ゴム部１１のタイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部１２とを含み、本実施形態では、配合が異なる２種類のゴム材で形成されている。さらに、トウ側ゴム部１１は、ヒール側ゴム部１２よりも硬質のゴム材からなる。

このようなビード補強ゴム１０は、タイヤ軸方向の内側に配された硬質のトウ側ゴム部１１が、タイヤ軸方向への撓みを生じさせ難くする。また、タイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部１２が、トウ側ゴム部１１よりも軟質のものとなるため、タイヤの軸方向外側の縦剛性が緩和されて撓み易くなる。これにより、トレッド部２の外面が荷重に追従して、接地し易くなる。従って、本発明の空気入りタイヤは、横剛性と接地性とがバランス良く高められ、コーナリングスピードやグリップ力が大きく向上するため、高速走行性能が改善され、例えばラップタイムが短縮される。

また、前述の作用をさらに効果的に発揮させるために、トウ側ゴム部１１のＪＩＳＡ硬さＨａと、ヒール側ゴム部１２のＪＩＳＡ硬さＨｂとの差Ｈａ−Ｈｂが２０〜６０度に設定されるのが望ましい。即ち、前記差Ｈａ−Ｈｂが大きくなると、ビード部４の剛性段差が大きくなり、ビード部の耐久性や操縦安定性能が悪化するおそれがある。逆に、前記差Ｈａ−Ｈｂが小さくなると、タイヤ１の横剛性の向上効果、又は、タイヤ１の縦剛性の抑制効果が十分に得られないおそれがある。このため、前記差Ｈａ−Ｈｂは、より好ましくは２５度以上が望ましく、また、より好ましくは４５度以下が望ましい。

また、トウ側ゴム部１１のＪＩＳＡ硬さＨａは、好ましくは７０度以上、より好ましくは８０度以上、さらに好ましくは９０度以上が望ましい。なお、前記ＪＩＳＡ硬さＨａが大きくなると、ビード部４の剛性が大きくなりすぎ、縦剛性を抑制する効果が発揮できず、接地性を向上できないおそれがある他、乗り心地性が悪化するおそれがある。このため、ＪＩＳＡ硬さＨａは、好ましくは１００度以下が望ましく、より好ましくは９５度以下が望ましい。

一方、ヒール側ゴム部１２のＪＩＳＡ硬さＨｂは、好ましくは５０度以下、より好ましくは４０度以下、さらに好ましくは３０度以下が望ましい。また、前記ＪＩＳＡ硬さＨｂが小さくなると、縦剛性が過度に小さくなり、トレッド部２において偏摩耗が生じ易くなるため、グリップ力を大きくできず、高速走行性能を向上する効果が十分に得られないおそれがある。このため、ＪＩＳＡ硬さＨｂは、好ましくは２０度以上が望ましく、より好ましくは２５度以上が望ましい。

また、ビード補強ゴム１０は、少なくともビードコア５の断面重心５Ｇよりもタイヤ半径方向の内方領域において、前記チェーファ９と前記折返しプライ６Ａ（内側の折返しプライ６Ａ１）との間の全空間を満たしている。これにより、上述の横剛性と接地性とが確実に向上され得る。

なお、ビード補強ゴム１０のゴムボリュームが過度に大きくなると、ビード部４の剛性バランスが悪化して、ビード部の耐久性や操縦安定性能が悪化するおそれがあり、逆に、ゴムボリュームが過度に小さくなると、ビード補強ゴム１０を設けた効果が発揮されず、接地性又は横剛性を向上できないおそれがある。このため、ビードコア５の断面重心５Ｇとビード補強ゴム１０のタイヤ半径方向の外端面１０ｅとのタイヤ半径方向の距離Ｌｂは、好ましくは０mmよりも大きく、より好ましくは１mm以上が望ましく、また好ましくは５mm以下、より好ましくは４mm以下の範囲で定められるのが望ましい。

また、前記ビードコア５は、タイヤ半径方向内方に向かって最も突出する頂部５ｔを有している。このような頂部５ｔは、前記ビード補強ゴム１０を介して、リムとの嵌合圧を効果的に高めるのに役立つ。従って、本実施形態のタイヤ１は、耐リム外れ性能が大きく向上する。

また、前述の作用をより効果的に発揮させるため、本実施形態のビードコア５は、断面三角形状に形成され、この三角形の一つの頂部５ｔがタイヤ半径方向内方に向かって形成される。このような頂部５ｔは、鋭角で形成されるため、より大きな嵌合圧を発生させるのに役立つ。

また、本実施形態のビード補強ゴム１０は、トウ側ゴム部１１とヒール側ゴム部１２との境界面１３を有している。そして、該境界面１３と頂部５ｔとのタイヤ軸方向の距離Ｌｃは、ビードコア５のタイヤ軸方向の最大幅Ｗａの１０％以下に設定されるのが望ましい。即ち、前記距離Ｌｃが、前記最大幅Ｗａの１０％を超えると、トウ側ゴム部１１とヒール側ゴム部１２とのゴム容積のバランスが悪化し、横剛性と接地性とを両立して高めることができない。従って、前記距離Ｌｃは、より好ましくは、前記最大幅Ｗａの７％以下、さらに好ましくは４％以下に設定されるのが望ましい。

また、前記チェーファ９は、本実施形態では、リム（図示せず）と接触しかつリムずれ防止用に布にゴム被覆されたキャンバス部１６と、前記ビード補強ゴム１０に接触しかつキャンバス部１６よりも肉厚かつ硬質ゴムからなる厚肉部１７とからなる。

前記キャンバス部１６は、ビード底面Ｂｔに接してタイヤ軸方向両側にのびる本体片１６ａと、この本体片１６ａのタイヤ軸方向両端からタイヤ半径方向外側にのびる内、外の立ち上げ片１６ｂ、１６ｃとから構成される。

また、前記厚肉部１７は、前記本体片１６ａのタイヤ半径方向外側に接しかつタイヤ軸方向内外にのびる基片１７ａと、この基片１７ａのタイヤ軸方向両端からタイヤ半径方向外側にのびる内、外の立ち上げ片１７ｂ、１７ｃとから構成される。

このようなチェーファ９のキャンバス部１６及び厚肉部１７の配設位置については、ビード部４の剛性をバランスよく確保して、タイヤの接地性や横剛性及び耐久性を維持することを目的とした種々の実験によって、好ましい範囲が判明した。即ち、前記キャンバス部１６の内側立ち上げ片１６ｂのタイヤ半径方向の外端１６ｂ１とビードコア５の断面重心５Ｇとのタイヤ半径方向距離Ｌ１は、２０〜３０mmが望ましく、また、前記キャンバス部１６の外側立ち上げ片１６ｃのタイヤ半径方向の外端１６ｃ１と前記断面重心５Ｇとのタイヤ半径方向距離Ｌ２は、１５〜２５mmが望ましい。また、前記厚肉部１７の内側立ち上げ片１７ｂのタイヤ半径方向の外端１７ｂ１と前記断面重心５Ｇとのタイヤ半径方向距離Ｌ３は、１０〜２０mmが望ましく、さらに、厚肉部の外側立ち上げ片１７ｃのタイヤ半径方向の外端１７ｃ１と前記断面重心５Ｇとのタイヤ半径方向距離Ｌ４は、１０〜２０mmが望ましい。

以上、本発明の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。例えば、ビードコア５は、タイヤ半径方向内方に向かって最も突出する頂部５ｔを有する形状であれば、断面六角形状であるものでも構わない。なお、このような態様のビードコア５であっても、前記断面重心５Ｇよりもタイヤ半径方向の外方に向かい０mmよりも大かつ５mm以下の距離にビード補強ゴム１０の外端面１０ｅが配されるのが望ましい。

本発明の効果を確認するために、図１に示す基本構造をなすタイヤサイズ３３０／７１０Ｒ１７（４輪）のレーシング用タイヤが、表１の仕様に基づいて製造され、これについて各種テストが行われた。なお、表１以外の主な仕様は同一である。
テスト方法は次の通りである。

＜ラップタイム＞
各試供タイヤを同条件で排気量３４００ccの競技用のテスト車両の後輪に装着し、コース長４．５ｋｍのサーキットコースを１０周走行し、各周回のラップタイムの平均を比較した。

＜操縦安定性能＞
前記サーキットコース走行中の操縦安定性能が、ドライバの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で表示している。数値が高いほど操縦安定性能が良好である。

＜耐リム外れ性能（実車テスト）＞
試供タイヤを上記リムに組み付け後、低内圧状態（５０ｋＰａ）で上記テスト車両に装着し、進入速度４０ｋｍ／Ｈで半径２５ｍのＵターンを１０回繰り返して行い、リム外れの有無で判定した。このテストにおいて、リム外れが無かったものを○、リム外れが１回であったものを△、リム外れが２回以上であったものを×として評価した。
テストの結果を表１に示す。

テスト結果、実施例のタイヤでは、耐リム外れ性能を低下させることなく高速走行性能について、有意な効果が確認された。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ａ 本体部
６ｂ コア内側部
６ｃ 立ち上げ部
６Ａ 折返しプライ
６ カーカス
１０ ビード補強ゴム
１１ トウ側ゴム部
１２ ヒール側ゴム部

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、該本体部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向内方をのびるコア内側部と、このコア内側部に連なってタイヤ半径方向外側にのびる立ち上げ部とを有する折返しプライを含むカーカスを具えた空気入りタイヤであって、
   前記ビード部には、少なくとも前記折返しプライのコア内側部のタイヤ半径方向の内方領域をタイヤ軸方向内外にのびるビード補強ゴムを具え、
   該ビード補強ゴムは、タイヤ軸方向内側に配されたトウ側ゴム部と、このトウ側ゴム部のタイヤ軸方向外側に配されたヒール側ゴム部とを含み、
   前記トウ側ゴム部は、前記ヒール側ゴム部よりも硬質のゴム材からなり、
   前記ビードコアは、タイヤ半径方向内方に向かって最も突出しかつ鋭角な頂部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ビード補強ゴムは、前記トウ側ゴム部と前記ヒール側ゴム部との境界面を有し、
   前記境界面と前記頂部とのタイヤ軸方向の距離は、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅の１０％以下である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードコアは、断面三角形状である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードコアは、断面六角形状である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記トウ側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨａと、前記ヒール側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨｂとの差Ｈａ−Ｈｂが２０〜６０度である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トウ側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨａが７０度以上であり、前記ヒール側ゴム部のＪＩＳＡ硬さＨｂが５０度以下である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ビード部には、タイヤ軸方向のビード内側面、ビード底面及びタイヤ軸方向のビード外側面を覆う断面略Ｕ字状のチェーファが配され、
   前記ビード補強ゴムは、少なくともビードコアの断面重心よりも内方領域において、前記チェーファと前記折返しプライとの間の空間を満たしている請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ビード補強ゴムのタイヤ半径方向の外端面は、前記ビードコアの断面重心よりもタイヤ半径方向外側に位置し、
   前記ビード補強ゴムの前記外端面と前記ビードコアの断面重心とのタイヤ半径方向の距離は、０mmよりも大かつ５mm以下である請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
   

Images