JP5358333B2

JP5358333B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP5358333B2
Application number: JP2009173388A
Authority: JP
Inventors: 隆徳弘
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP2011025823A

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特には、ドライ路面を素早いコーナリング走行しつつ低速から高速にかけて加速する場合の操縦安定性を向上可能な空気入りタイヤに関する。

ドライ路面を素早くコーナリング走行し、かつ低速から高速にかけて加速する場合、タイヤには横方向の剛性の高さと前後方向の剛性のしなやかさが必要であるが、従来技術ではカーカス層全体の剛性アップを行うことでタイヤの剛性を高め、コーナリングの安定性を中心に高めてきた。
なお、ビードコアをタイヤ内側から外側へ折り返すカーカスの折り返し部をベルト端側へ延ばしてカーカス層の剛性を上げる構造としては、例えば、特許文献１，２に開示されているものがある。

特開２００４−４２７５５号公報特開２００７−１６８６０１号公報

しかしながら、タイヤ全体の剛性を高めると低速からの加速時にしなやかさが損なわれるため素早い加速が得られないという問題があった。
従来では、ラジアルタイヤにおいて、カーカスコードの延び方向をタイヤ赤道方向に近づける、即ち、タイヤ側部ではラジアル方向（タイヤ径方向）に延びているカーカスコードをタイヤ径方向に対して傾斜させることでタイヤ全体の剛性を高めており、この方法は、主に横方向の剛性を高める効果は得られるものの、同時に前後方向の剛性を引き上げることにも繋がり、素早い加速を得るという点ではマイナスとなっていた。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、前後方向のしなやかさを残しつつ、不足する横方向の剛性を高め、特に、ドライ路面を素早いコーナリング走行しつつ低速から高速にかけて加速する場合の操縦安定性を向上可能な空気入りタイヤを提供することが目的である。

請求項１の発明は、一対のビードコアと、一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへトロイド状に跨り、幅方向端部分が前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される２枚のカーカスプライからなるカーカスと、一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折り返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置され、少なくともビード部、及びサイドウォール部を形成するサイドゴム層と、前記サイドゴム層の内部で前記カーカスに沿って配置され、前記サイドゴム層よりも硬く、かつＪＩＳショアーＡ硬さが８５〜９７度の範囲内とされたゴムからなるサイド部補強層と、を備え、前記２枚のカーカスプライの幅方向端部分が前記本体部と前記ベルトとの間に配置されており、前記カーカスプライに含まれるカーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が４〜１０°の範囲内に設定されており、一方の前記カーカスプライの前記カーカスコードと、他方の前記カーカスプライの前記カーカスコードとが互いに交差しており、前記ビードフィラーと前記カーカスとの間には、前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の有機繊維コードを有するフリッパーが配置されており、前記フリッパーのタイヤ幅方向外側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側に配置され、前記フリッパーのタイヤ幅方向内側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に配置されている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の空気入りタイヤのカーカスは、幅方向端部分がビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される２枚のカーカスプライから構成され、その２枚のカーカスプライの幅方向端部分が本体部とベルトとの間に配置された所謂エンベロープ構造とされ、さらには、カーカスプライに含まれるカーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が４〜１０°の範囲内に設定されているため、前後方向のしなやかさを残しつつ、横方向の剛性を高めることができる。これにより、ドライ路面を素早いコーナリング走行しつつ低速から高速にかけて加速する場合の操縦安定性を向上することができる。
また、ビードフィラーとカーカスとの間に、フリッパーを配置したので、ビード部、タイヤサイドウォール部の剛性が従来タイヤよりも高くなり、タイヤサイド部とトレッド部との剛性バランスが向上し、タイヤクラウン部を高剛性としたことの効果が十分に発揮される。
なお、カーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が４°未満では、横方向の剛性を高めることが出来なくなる。
一方、カーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が１０°を超えると、前後方向のしなやかさが得られなくなる。

また、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、カーカスのタイヤ幅方向外側に、サイドゴム層よりも硬く、かつＪＩＳショアーＡ硬さが８５〜９７度の範囲内とされたゴムからなるサイド部補強層が配置されているので、スチールコードからなる補強層をカーカスのタイヤ幅方向外側に配置した場合にしばしば見られるカーカスの歪集中によるコード破断性を抑制すると同時に、前後方向のしなやかさを損なわずに横剛性を高めることが出来る。

以上説明したように請求項１に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、特に、ドライ路面を素早くコーナリング走行しつつ低速から高速にかけて加速する場合に必要な高い操縦安定性が得られる、という優れた効果を有する。
請求項２に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、加速性を引き上げることができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。ベルトコードの断面図である。従来例に係る空気入りタイヤの断面図である。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、一対のビード部１２、一対にタイヤサイドウォール部１４、両タイヤサイドウォール部１４に連なるトレッド部１６を有している。なお、図１は空気入りタイヤ１０の左半分を図示しており、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称形状である。

ビード部１２には、ビードコア１８が埋設されており、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、一方のビードコア１８から他方のビードコア１８へトロイド状に跨る第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２からなるカーカス２４を備えている。

（カーカス）
第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２は、何れも互いに平行に並べた複数本のナイロン、ポリエステル等の有機繊維からなるカーカスコード（図示せず）をゴムコーティングして構成されたものであって、タイヤ側部において、第１カーカスプライ２０のカーカスコード、及び第２カーカスプライ２２のカーカスコードは、タイヤ径方向（ラジアル方向）に対して互いに反対方向に小さな角度で傾斜している。したがって、第１カーカスプライ２０のカーカスコードと第２カーカスプライ２２のカーカスコードとは互いに交差している。

第１カーカスプライ２０のカーカスコード、及び第２カーカスプライ２２のカーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度は、従来一般のラジアルタイヤよりもタイヤ半径方向に対する角度が大きく設定されており、４〜１０°の範囲内、好ましくは６〜１０°の範囲内に設定されるものである。

第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２は、何れも幅方向端部分がビードコア１８をタイヤ幅方向内側から外側へ向けて折り返されており、第１カーカスプライ２０の折り返し部２０Ｂ、及び第２カーカスプライ２２の折り返し部２２Ｂは、各々タイヤサイドウォール部１４を介してベルト端内側まで延びている。

即ち、第１カーカスプライ２０の端部２０Ｅ、及び第２カーカスプライ２２の端部２２Ｅが、カーカス２４のタイヤ径方向外側に配置される交差ベルト層２６とカーカスプライ本体部２２Ａとの間に挟持され、折り返し部２０Ｂの端部付近、及び折り返し部２２Ｂの端部付近は、各々交差ベルト層２６とオーバーラップしている（所謂、エンベロープ構造）。
なお、本実施形態では、第１カーカスプライ２０の端部２０Ｅが、第２カーカスプライ２２の端部２２Ｅよりもタイヤ赤道面ＣＬ側に配置されている。

（交差ベルト層）
本実施形態の交差ベルト層２６は、第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０の２枚のベルトプライから構成されている。
第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０は、何れも複数本のスチールコードを互い平行に並べてゴムコーティングしたものである。

第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０には、図２に断面図で示すスチールコード３２が用いられている。このスチールコード３２は、１本のスチールフィラメント３４からなるコア３６と、コア３６の周囲に配置された複数本のスチールフィラメント３４からなるシース３８を備え、シース３８を構成している複数本のスチールフィラメント３４が撚られ、かつ断面が略楕円形に形成されたものを用いることができる。

本実施形態のスチールコード３２の構造は、１＋６×０．２８０である。また、スチールコード３２のコード径は、短径０．８９ｍｍ、長径０．９９ｍｍである。なお、ここで示すスチールコード３２の構造、コード径、スチールフィラメント３４の径等は一例であり、適宜変更されるものである。

第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０におけるスチールコード３２の打ち込み本数は、本実施形態では２４本／５０ｍｍに設定されているが、本発明はこれに限らず適宜変更されるものである。

第１ベルトプライ２８のスチールコード３２、及び第２ベルトプライ３０のスチールコード３２は、タイヤ赤道面ＣＬに対して互いに反対方向に傾斜している。なお、本実施形態の第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０のゲージは各々１．４３ｍｍであるが、本発明はこれに限らず適宜変更されるものである。

（ベルト補強層）
交差ベルト層２６のタイヤ径方向外側には、交差ベルト層２６の全体を覆う第１ベルト補強層４０が配置されており、第１ベルト補強層４０の端部付近には、第１ベルト補強層４０の端部付近のみに対応した幅狭の第２ベルト補強層４２が配置されている。

本実施形態の第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２は、実質的にタイヤ周方向に延在するポリエチレンタフタレートコード（以下ＰＥＮコードという。）を含んで構成されており、例えば、互いに平行並べた複数本のＰＥＮコードをゴムコーティングしてなるリボン状ストリップをベルト外周面に螺旋状に巻回することで形成することができる。

本実施形態のＰＥＮコードは、構成が１１００ｄｔｅｘ／２であり、打ち込み数は５０本／５０ｍｍ、撚り数（回／１０ｃｍ）は３９×３９である。また、本実施形態のベルト補強層４０のゲージは０．９０ｍｍである。なお、ＰＥＮコードの構成、打ち込み数、撚り数、また、ベルト補強層４０のゲージは一例であり、本発明はこれに限らず適宜変更されるものである。

（トレッド部、ダイヤサイドウォール部）
第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２のタイヤ径方向外側には、トレッド部１６を形成するトレッドゴム層４４が配置されており、カーカス２４のタイヤ軸方向外側には、ビード部１２、及びダイヤサイドウォール部１４の外側面を形成するサイドゴム層４６が配置されている。

（ビードフィラー）
一方のビードコア１８から他方のビードコア１８へ至る第２カーカスプライ２２の本体部２２Ａと折り返し部２２Ｂとの間には、ビードコア１８からタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラー４８が配置されている。
ビードフィラー４８は、サイドゴム層４６を形成しているゴムよりも硬質のゴムから形成されている。

（フリッパー）
ビードフィラー４８と第２カーカスプライ２２との間には、ビードコア１８をタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の高弾性の有機繊維コードを有する１層のフリッパー５０が配置されている。
フリッパー５０は、複数本の高弾性の有機繊維コードを並べてゴムコーティングしたものである。本実施形態のフリッパー５０に用いられている有機繊維コードは、芳香族ポリアミドコードであり、タイヤ径方向に対する角度が４０°〜５５°の範囲内に設定されている。

なお、フリッパー５０のタイヤ幅方向外側の端部５０Ｅｏはビードフィラー４８のタイヤ径方向外側端４８Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置され、フリッパー５０のタイヤ幅方向内側の端部５０Ｅｉはビードフィラー４８のタイヤ径方向外側端４８Ｅよりもタイヤ径方向内側に配置されている。

（サイド部補強層）
カーカス２４のタイヤ幅方向外側には、ビード部１２、及びサイドウォール部１４の内部にサイド部補強層５２がカーカス２４に沿って配置されている。
サイド部補強層５２は、サイドゴム層４６を形成しているゴムよりも高弾性のゴムから形成され、そのＪＩＳショアーＡ硬さは、８５〜９７度の範囲内に設定されている。

（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０のカーカス２４は、幅方向端部分がビードコア１８をタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２から構成され、それらの幅方向端部分がカーカスプライ本体部と交差ベルト層２６との間に配置された所謂エンベロープ構造とされ、さらに、カーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が４〜１０°の範囲内に設定されているため、空気入りタイヤ１０は、前後方向のしなやかさを残しつつ、高い横方向の剛性が得られ、ドライ路面を素早いコーナリング走行しつつ低速から高速にかけて加速する場合の操縦安定性を向上することができる。
さらに、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、カーカス２４のタイヤ幅方向外側に硬いゴムからなるサイド部補強層５２が配置されているので、前後方向のしなやかさを損なわずに横方向の剛性を向上させることができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、２層撚り構造とされた複数本のスチールコード３２を含んで構成された第１ベルトプライ２８、及び第２ベルトプライ３０からなる交差ベルト層２６と、複数本のポリエチレンナフタレートコードを含む第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２とによってタイヤクラウン部が補強され、さらに、第１カーカスプライ２０の折り返し部２０Ｂ、及び第２カーカスプライ２２の折り返し部２２Ｂをベルト端内側まで延ばしてタイヤクラウン部に配置しているので、タイヤクラウン部の剛性が従来タイヤよりも高剛性となる。これにより、従来タイヤよりも急加速時、急減速時、及び急旋回時における接地性を向上することができ、従来タイヤよりも高い運動性能が得られる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、タイヤ側部において第１カーカスプライ２０、及び第２カーカスプライ２２の各々のカーカスコードの傾斜角度を従来一般のラジアルタイヤよりも大きく設定し（タイヤ径方向に対して４〜１０°の範囲内、好ましくは６〜１０°の範囲内）て互いに交差させ、かつ各々のプライ端部をベルト端よりもタイヤ赤道面ＣＬ側へ配置し、さらに、ビードフィラー４８と第２カーカスプライ２２との間に、高弾性の芳香族ポリアミドコードを含むフリッパー５０を配置したので、ビード部１２、タイヤサイドウォール部１４の剛性が従来タイヤよりも高くなり、タイヤサイド部とトレッド部との剛性バランスが向上し、タイヤクラウン部を高剛性としたことの効果が十分に発揮される。
したがって、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、急加速時、急減速時、及び急旋回を多用するレース用の車両に装着するのに好適である。
なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、第１ベルト補強層４０、及び第２ベルト補強層４２にポリエチレンナフタレートコードを用いたが、ポリエチレンナフタレートコードと同等の弾性率を有する他の有機繊維コードを用いても良い。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤ、比較例の空気入りタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを用意し、応答性指数、トラクション指数、及びサーキットコース（ドライ路面）でのラップタイム（ベストタイム）の比較を行った。

実施例：図１に示す構造を有する上記本実施形態のタイヤ。
従来例：図３に示す構造を有するタイヤ。カーカスプライ２枚の内、１枚がエンベロープ構造。第１ベルト補強層４０及び第２ベルト補強層４２にはナイロンコード（構造：実施例と同じ。）を使用。フリッパーの代わりに、スチールコードからなるインサート５４をビードフィラー４８のタイヤ幅方向外側面に沿って配置。その他は実施例と同様の構造。
比較例１：カーカスコードの角度を３°（本発明の範囲外）に設定した以外は、実施例と同様の構造。
比較例２：カーカスコードの角度を１１°（本発明の範囲外）に設定した以外は、実施例と同様の構造。
なお、タイヤサイズは何れも２４５／４５ＺＲ１８である。
応答性指数：横剛性比（従来例を１００とする）。指数の数値が大きいほど応答性に優れていることを表す。タイヤの横剛性（通常の静バネ試験。２種類の荷重で測定した平均値。）は、測定リム８．５ＪＪ−１８、内圧２１０ｋＰａ、測定荷重（垂直荷重:１回目３．１９ｋＮ、２回目４．６６ｋＮ）で計測した時の値である。
トラクション指数：前後剛性逆数比（従来例を１００とする）。指数の数値が大きいほどトラクションに優れていることを表す。タイヤの前後剛性（通常の静バネ試験。２種類の荷重で測定した平均値。）は、測定リム８．５ＪＪ−１８、内圧２１０ｋＰａ、測定荷重（垂直荷重:１回目３．１９ｋＮ、２回目４．６６ｋＮ）で計測した時の値である。

本発明の適用された実施例のタイヤは、応答性及びトラクション性能がバランス良く向上したことで、素早いコーナリング走行と低速から高速にかけて素早い加速が可能となり、タップタイムの短縮が実現した。

１０空気入りタイヤ
１２ビード部
１４タイヤサイドウォール部
１６トレッド部
１８ビードコア
２０第１カーカスプライ
２０Ａ本体部
２０Ｂ折り返し部
２２第２カーカスプライ
２２Ａ本体部
２２Ｂ折り返し部
２４カーカス
２６交差ベルト層
３２スチールコード
３４スチールフィラメント
３６コア
３８シース
４０第１ベルト補強層
４２第２ベルト補強層
５０フリッパー
５２サイド部補強層

Claims

一対のビードコアと、
一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへトロイド状に跨り、幅方向端部分が前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される２枚のカーカスプライからなるカーカスと、
一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折り返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、
前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、
前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置され、少なくともビード部、及びサイドウォール部を形成するサイドゴム層と、
前記サイドゴム層の内部で前記カーカスに沿って配置され、前記サイドゴム層よりも硬く、かつＪＩＳショアーＡ硬さが８５〜９７度の範囲内とされたゴムからなるサイド部補強層と、を備え、
前記２枚のカーカスプライの幅方向端部分が前記本体部と前記ベルトとの間に配置されており、
前記カーカスプライに含まれるカーカスコードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が４〜１０°の範囲内に設定されており、
一方の前記カーカスプライの前記カーカスコードと、他方の前記カーカスプライの前記カーカスコードとが互いに交差しており、
前記ビードフィラーと前記カーカスとの間には、前記ビードコアをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返される複数本の有機繊維コードを有するフリッパーが配置されており、
前記フリッパーのタイヤ幅方向外側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側に配置され、
前記フリッパーのタイヤ幅方向内側の端部は前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に配置されている、空気入りタイヤ。