JP6306862B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、所謂フォールドブレーカ構造を備えるタイヤが知られている。このフォールドブレーカ構造は、フォールドベルト構造とも言われる。このフォールドブレーカー構造を備えるタイヤは、トレッド部の剛性が高められている。このタイヤは、高速走行の直進安定性や旋回性能に優れている。また、フォールドブレーカ構造を備えることで、ベルトの端部の損傷が抑制される。このタイヤは耐久性にも優れている。

特開２０１０−１６３０１０公報

このフォールドブレーカー構造のタイヤでは、赤道面に対するベルトコードの傾斜角度を大きくすることで、大きなコーナリングフォースを得られうる。タイヤ２は走行状態において、トレッド部が繰り返し変形する。この傾斜角度を大きくすることで、このトレッド部の変形が大きくなる。この繰り返しの変形は、トレッド部の発熱量を増大させる。トレッド部のゴムは、熱を蓄積しやすい。この熱の蓄積は、耐久性能及び耐摩耗性能を損なう。ベルトコードの傾斜角度が大きいタイヤは、大きなコーナリングフォースを得られうるが、耐久性能及び耐摩耗性能に劣る。

このベルトコードの傾斜角度を小さくすることで、トレッド部の変形が抑制され、発明量が低減されうる。ベルトコードの傾斜角度を小さくすることで、耐久性能及び耐摩耗性能が向上されうる。しかしながら、この傾斜角度が小さいタイヤでは、大きなコーナリングフォースが得られ難い。このタイヤでは、グリップ力が不足し易い。このタイヤは、コーナリング性能に劣る。

このタイヤでは、コーナリング性能を向上させつつ、耐久性能及び耐摩耗性能を向上させることは容易ではない。

本発明の目的は、耐久性能及び耐摩耗性能とコーナリング性能とを両立させた空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれがこのトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがサイドウォールの半径方向内側に位置する一対のビードと、このトレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、半径方向内側においてトレッドとカーカスとの間に積層されるベルトと、このカーカスの半径方向内側に積層される補強ベルトとを備えている。
このベルトは、第一層及び第二層を備えている。第一層は、軸方向に延びる主部とベルトの軸方向外端で軸方向内向きに折り返されて軸方向内向きに延びる折り返し部とを備えている。この主部は、第二層の半径方向内側に積層されている。この折り返し部は、第二層の半径方向外側に積層されている。この補強ベルトは、スチールコードを含む補強層を備えている。この補強ベルトの軸方向外端は、軸方向において折り返し部の軸方向外端と内端との間に位置している。

好ましくは、上記折り返し部の内端から補強層の軸方向外端までの軸方向の距離は、５ｍｍ以上にされている。

好ましくは、上記折り返し部の外端から補強層の軸方向外端までの軸方向の距離は、５ｍｍ以上にされている。

好ましくは、上記補強ベルトのスチールコードが赤道面に対してなす角度は、８５°以上９５°以下にされている。

好ましくは、上記補強ベルトは、エッジカバリングを備えている。このエッジカバリングは、補強層の軸方向外端を覆っている。

好ましくは、上記トレッドのゴム硬度は、２７以上３９以下にされている。

好ましくは、上記ベルトの上記第一層及び第二層のそれぞれは、コードとトッピングゴムとからなっている。このコードの赤道面に対する傾斜角度の絶対値は、２５°以上３５°以下にされている。

本発明に係る空気入りタイヤは、耐久性能及び耐摩耗性能の優れ、かつコーナリング性能に優れている。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤが示された断面図である。 図２は、図１のタイヤの一部が示された拡大図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、空気入りタイヤ２が示されている。図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。図１において、一点鎖線ＣＬはタイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２の形状は、略赤道面に対して対称である。

このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、インナーライナー１４、チェーファー１６及び補強ベルト１８を備えている。このタイヤ２の形状は、略赤道面に対して対称である。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、四輪自動車用である。このタイヤ２は、例えば、レース用四輪自動車に装着される。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、架橋ゴムからなる。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２０を形成する。このトレッド面２０には、溝は刻まれていない。このタイヤ２は、スリックタイヤである。このトレッド面２０に溝が刻まれて、トレッドパターンが形成されてもよい。

サイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６の半径方向外側に、トレッド４と接合されている。サイドウォール６は、トレッド４の端部から半径方向略内向きに延びている。サイドウォール６は、軸方向において、カーカス１０よりも外側に位置している。サイドウォール６は、カーカス１０の損傷を防止する。

ビード８は、半径方向においてサイドウォール６よりも内側に位置している。ビード８は、コア２２と、このコア２２から半径方向外向きに延びるエイペックス２４とを備えている。コア２２は、リング状である。コア２２は、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス２４は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、カーカスプライ２６及びカーカスプライ２８からなる。カーカスプライ２６は、カーカスプライ２８の半径方向外側に積層されている。カーカスプライ２６及び２８は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６に沿っている。カーカスプライ２６及び２８は、コア２２の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。カーカスプライの折り返された外端は、第二プライの折り返された外端よりも半径方向外側に位置している。

図示されないが、カーカスプライ２６及び２８は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、７５°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。カーカス１０は、１のプライからなってもよく、３以上の複数のプライからなってもよい。

ベルト１２は、トレッド４よりも半径方向内側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０よりも半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。

ベルト１２は、第一層３０及び第二層３２を備えている。図１に示される様に、赤道面において、第一層３０の半径方向外側に第二層３２が積層されている。第一層３０は、その軸方向外端で半径方向外側に折り返されている。この折り返しにより、第一層３０には、一方の軸方向外端から他方の軸方向外端まで延びる主部３０ａと、折り返されて軸方向外端から内側に延びる折り返し部３０ｂとが形成されている。この主部３０ａの半径方向外側に、第二層３２が積層されている。第二層の半径方向外側に、折り返し部３０ｂが積層されている。この主部３０ａと折り返し部３０ｂとが、第二層３２の端部を挟み込んでいる。この折り返し部３０ｂの軸方向幅は、例えば、主部３０ａの０．１倍以上０．２倍以下にされている。このように、このベルト１２は、所謂フォールドブレーカ構造にされている。

図示されていないが、この第一層３０及び第二層３２のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。第一層３０のコードの赤道面に対する傾斜方向は、第二層３２のコードの赤道面に対する傾斜方向と逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト１２の軸方向幅は、タイヤ２の最大幅の０．７倍以上が好ましい。ベルト１２は、３層以上からなってもよい。

インナーライナー１４は、カーカス１０の内側に位置している。インナーライナー１４は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１４には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１４の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー１４は、タイヤ２の内圧を保持する。

チェーファー１６は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２が図示しないリムに組み込まれると、このチェーファー１６がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。このチェーファー１６は、布とこの布に含浸したゴムとからなる。

補強ベルト１８は、カーカス１０の半径方向内側に積層されている。補強ベルト１８は、半径方向においてインナーライナー１４とカーカス１０との間に位置している。この補強ベルト１８は、補強層３４及びエッジカバリング３６を備えている（図２参照）。図視されないが、補強層３４は、スチールコードとトッピングゴムとからなっている。このスチールコードは、赤道面に対して傾斜して延びている。スチールコードが赤道面に対してなす角度は、例えば８５°以上９５°以下にされている。エッジカバリング３６は、補強層３４の軸方向端部を覆っている。エッジカバリング３６は、架橋ゴムからなっている。エッジカバリング３６は、補強層３４のトッピングゴムからなってもよい。

図２の点Ｐａは、第一層３０の折り返し部３０ｂの軸方向内端を示している。点Ｐｂは、折り返し部３０ｂの軸方向外端を示している。この外端Ｐｂは、ベルト１２の軸方向外端でもあり、第一層３０の軸方向外端でもある。点Ｐｃは、補強ベルト１８の軸方向外端を示している。両矢印Ｗａは、折り返し部３０ｂの内端Ｐａから補強ベルト１８の外端Ｐｃまでの距離を示している。両矢印Ｗｂは、第一層３０の外端Ｐｂから補強ベルト１８の外端Ｐｃまでの距離を示している。この距離Ｗａ及びＷｂは、軸方向の直線距離として測定される。この距離Ｗａは、折り返し部３０ｂの軸方向内端Ｐａを起点として軸方向外向きの距離を正とし、軸方向内向きの距離を負としてそくていされる。この距離Ｗｂは、折り返し部３０ｂの軸方向外端Ｐｂを起点として軸方向内向きの距離を正とし、軸方向外向きの距離を負として測定される。この距離Ｗａ及びＷｂは、図１にタイヤ２から切り出された図１の断面において測定される。

補強ベルト１８の軸方向外端Ｐｃは、軸方向において、折り返し部３０ｂの外端Ｐｂと内端Ｐａとの間に位置している。言い換えると、補強ベルト１８の軸方向外端Ｐｃは、軸方向において、折り返し部３０ｂの内側に位置している。

このタイヤ２では、補強ベルト１８を備えているので、走行状態のタイヤ２において、トレッド４の変形が抑制されている。この補強ベルト１８はスチールコードを含む補強層３４を備えているので、一層トレッド４の変形が抑制される。この補強ベルト１８は、トレッド４の変形による発熱量の低減に寄与している。

走行状態で、この補強ベルト１８に半径方向外向きの遠心力が働く。この補強ベルト１８がカーカス１０の半径方向内側に積層されているので、遠心力による補強ベルト１８の端部の剥離が抑制されている。更に、補強ベルト１８の軸方向外端Ｐｃが折り返し部３０ｂの内側に位置しているので、一層、補強ベルト１８の端部の剥離が抑制されている。このタイヤ２では、補強ベルト１８の端部の剥離を伴う損傷の発生が抑制されている。言い換えると、補強ベルト１８のエッジルースの発生が抑制されている。

この観点から、折り返し部３０ｂの内端Ｐａから補強ベルト１８の外端Ｐｃまでの軸方向の距離Ｗａは、０以上にされている。この距離Ｗａは、好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ以上である。

また、同様の観点から、折り返し部３０ｂの外端Ｐｂから補強ベルト１８の外端Ｐｃまでの距離Ｗｂは、０以上にされている。この距離Ｗｂは、好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ以上である。

このタイヤ２では、補強ベルト１８のスチールコードが赤道面と略直交する方向の延びることで、トレッド４の変形をより抑制しうる。この観点から、このスチールコードが赤道面に対してなす角度は、８５°以上９５°以下にされることが好ましい。

更に、エッジカバリング３６を備えることで、カーカス１０の損傷が抑制されている。補強ベルト１８のエッジルースの発生が抑制されている。

このタイヤ２では、ベルト１２と補強ベルト１８とがトレッド４の変形を抑制している。このタイヤ２では、トレッド４に硬度が低い架橋ゴムが用いられても、トレッド４の変形や発熱量の増加が抑制されうる。トレッド４により低い硬度の架橋ゴムを用いることで、大きなグリップ力がえられうる。この観点から、トレッド４の架橋ゴムの硬度は、好ましくは３９以下であり、更に好ましくは３６以下である。一方で、耐摩耗性能と耐久性能の観点から、トレッド４の架橋ゴムの硬度は、好ましくは２７以上であり、更に好ましくは３０以上である。

このタイヤ２では補強ベルト層１８を備えているので、第一層３０のコードと第二層３２のコードとの傾斜角度が大きくされても、トレッド４の変形が抑制される。この傾斜角度が大きくされても、トレッド４の発熱が抑制されうる。トレッド４の耐摩耗性能が損なわれることが抑制されている。このタイヤ２は、補強ベルト１８を備えないタイヤに比べて、この傾斜角度を大きくすることで、高い操縦安定性能を得られうる。通常は、この傾斜角度の範囲は１０°以上３５°以下である。その範囲の内でも傾斜角度を大きく設定しても、トレッド４の発熱が抑制されうる。例えば、この傾斜角度が２５°以上にされても、トレッド４の耐摩耗性能を損なわずに、高い操縦安定性を得られうる。

本発明では、硬度は、「ＪＩＳ Ｋ６２５３」の規定に準じ、タイプＡのデュロメータによって測定される。図１に示された断面にこのデュロメータが押し付けられ、硬度が測定される。測定は、２３℃の温度下でなされる。

本発明では、特に言及されない限り、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤが依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示されたタイヤが準備された。このタイヤサイズは、「２６５／３５Ｒ１８」であった。このタイヤの補強ベルトのスチールコードの傾斜角度は、９０°であった。また、ベルトコードの傾斜角度、エッジカバリングの有無、距離Ｗａ、距離Ｗｂ及びトレッド硬度（トレッドの架橋ゴムの硬度）は、それぞれ表１に示す通りであった。

［比較例１］
補強ベルトを備えない他は、実施例１のタイヤと同様にして、タイヤが得られた。

［実施例２］
ベルトコードの傾斜角度が表１に示される様にされた他は、実施例１のタイヤと同様にして、タイヤが得られた。

［実施例３］
エッジカバリングを備えていない他は、実施例２のタイヤと同様にして、タイヤが得られた。

［比較例２］
補強ベルトを備えない他は、実施例２のタイヤと同様にして、タイヤが得られた。

［比較例３及び４］
距離Ｗａ及び距離Ｗｂが表１に示される様にされた他は、実施例２と同様にして、タイヤが得られた。

［実施例４］
トレッドのゴム硬度が表２に示される様にしされた他は、実施例１と同様にしてタイヤが得られた。

［比較例５］
補強ベルトを備えない他は、実施例４と同様にしてタイヤが得られた。

［実施例５］
ベルトコードの傾斜角度が表２に示される様にされた他は、実施例４と同様にして、タイヤが得られた。

［実施例６］
エッジカバリングを備えていない他は、実施例５と同様にして、タイヤが得られた。

［比較例６］
補強ベルトを備えない他は、実施例５と同様にして、タイヤが得られた。

［比較例７及び８］
距離Ｗａ及び距離Ｗｂが表２に示される様にされた他は、実施例５のタイヤと同様にして、タイヤが得られた。

［実施例７−１０］
トレッドのゴム硬度が表３に示される様にされた他は、実施例５のタイヤと同様にして、タイヤが得られた。

［ラップタイム評価］
これらのタイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに内圧が１８０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が２６００ｃｍ^３ であるレース用四輪車に装着した。１周４．５ｋｍのサーキットコースを走行させて、ラップタイムが測定された。その結果が表１から３に示されている。このラップタイムは、比較例１のタイヤのラップタイムを１００として指数で示されている。この指数はラップタイムが短いほど大きくされている。この指数は、大きいほど好ましい。

［操縦安定性能評価］
ラップタイム評価の走行において、操縦安定性能が評価された。この評価は、ドライバーによる官能評価である。この結果が、指数として表１から３に示されている。この指数は、比較例１を１００として指数で示されている。この指数は、大きいほど好ましい。

［エッジルースの評価］
ドラム試験機でエッジルースの評価試験がされた。この試験条件は、スリップ角１．５°、キャンバー角２．８°、空気圧１２０ｋＰａ、荷重７．０ｋＮ、速度２００ｋｍ／ｈ及び走行時間６０分であった。この走行後のタイヤのベルト端と、補強ベルト端とで損傷の程度が確認された。この結果が表１から３に示されている。この評価の「０」は、エッジルースが確認できなかったことを示している。この評価の「５」は、長さ１０ｍｍ以下のエッジルースが確認されたことを示している。この評価の「１０」は、長さ１０ｍｍを超えるエッジルースが確認されたことを示している。

［摩耗性能］
これらのタイヤが装着されたレース用四輪車が、サーキットコースを高速走行させられた。走行距離は、約１５０ｋｍであった。走行後のトレッドの摩耗量が測定された。この結果が、指数として表１から３に示されている。この指数は、比較例１を１００として指数で示されている。この指数は摩耗量が少ないほど大きくされている。この指数は、大きいほど好ましい。

［ブロー性能評価］
摩耗性能の評価と併せて、トレッドに発生するブロー（熱による発砲）が目視検査された。この結果が表１から３に示されている。この評価は、「無」、「少」及び「多」の3段階で評価した。「無」は、ブローが発見されなかったことを示す。「少」は、僅かにブローが確認されたことを示す。「多」は、ブローが多く確認されたことを示す。

表１から３に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明されたタイヤは、様々な車両に適用されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・インナーライナー
１６・・・チェーファー
１８・・・補強ベルト
２０・・・トレッド面
２２・・・コア
２４・・・エイペックス
２６・・・カーカスプライ
２８・・・カーカスプライ
３０・・・第一層
３２・・・第二層
３４・・・補強層
３６・・・エッジカバリング

Claims (7)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれがこのトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがサイドウォールの半径方向内側に位置する一対のビードと、このトレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、半径方向内側においてトレッドとカーカスとの間に積層されるベルトと、このカーカスの半径方向内側に積層される補強ベルトとを備えており、
   このベルトが第一層及び第二層を備えており、第一層が軸方向に延びる主部と第一層の軸方向外端で軸方向内向きに折り返されて軸方向内向きに延びる折り返し部とを備えており、この主部が第二層の半径方向内側に積層されており、この折り返し部が第二層の半径方向外側に積層されており、
   この補強ベルトがスチールコードを含む補強層を備えており、この補強ベルトの軸方向外端が軸方向において折り返し部の軸方向外端と内端との間に位置しており、
   このトレッド面に溝が形成されていない空気入りスリックタイヤ。
2. 上記折り返し部の軸方向内端から補強層の軸方向外端までの軸方向の距離が５ｍｍ以上にされている請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記折り返し部の軸方向外端から補強層の軸方向外端までの軸方向の距離が５ｍｍ以上にされている請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記補強ベルトのスチールコードが赤道面に対してなす角度が８５°以上９５°以下にされている請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記補強ベルトがエッジカバリングを備えており、
   このエッジカバリングが補強層の軸方向外端を覆っている請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 上記トレッドのゴム硬度が２７以上３９以下にされている請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 上記第一層及び第二層のそれぞれがコードとトッピングゴムとからなっており、
   このコードの赤道面に対する傾斜角度の絶対値が２５°以上３５°以下にされている請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ。
   
   

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