JPH06227209A - 競技用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 操縦性、安定性及び駆動性と共に、高速耐久
性を顕著に向上した競技用空気入りラジアルタイヤを提
供する。 【構成】 左右一対のビードコア５の間に少なくとも２
枚のカーカス層４，４’を装架し、トレッド部１外周側
にスチールコードから構成したベルト層２，３を配置
し、前記カーカス層４，４’をタイヤ周方向に対し５６
〜８６°のコード角度で、かつ互いに交差するように配
置し、前記スチールコードをスパイラル状に型付けし、
単線ワイヤ４０の直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラル
のピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメータ
ーＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ ０．０１≦Ｆ≦０．０５ ０．１５（ｍｍ）≦ｄ≦０．４０（ｍｍ） ２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ） に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、競技用空気入りラジア
ルタイヤに関し、さらに詳しくは、操縦性、安定性及び
駆動性を向上すると共に、特に、この種タイヤの最重要
特性である高速耐久性を向上するようにした競技用空気
入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】競技用タイヤは、穏和な条件下で長期間
にわたって使用される乗用車用空気入りタイヤとは異な
り、極端に苛酷な条件下に短期間の使用に供せられる。
たとえば高速走行時のハンドル操作、高速からの急制
動、逆に低速からの急加速等が行われるため、高速走行
時における高速耐久性は競技用タイヤにとって最も重要
な要求特性である。

【０００３】一方、ラジアルタイヤは、バイアスタイヤ
に比べて高速走行時のコーナリング中にトレッド面の接
地面積が大きく変化するため、操縦性、安定性のコント
ロールが難しいという問題を有している。このため競技
用に使用されるラジアルタイヤの場合には、接地面積の
増大及びコーナリング中の接地面積変化の減少を図るこ
とによって操縦性、安定性及び駆動性を確保するように
するため、ベルト層に一般のラジアルタイヤに使用され
ているスチールコードよりも素線径の細いもの（０．０
６〜０．１０ｍｍ）を複数本撚り合わせたしなやかなス
チールコードを使用し、踏面（トレッド部）剛性を低下
させるようにしていた。

【０００４】しかし、前述したように、競技用タイヤ
は、極端に苛酷な条件下に使用されるため、上記のよう
に極細素線ワイヤを束ねた撚り線コードにすると、素線
ワイヤ相互の擦れに起因するワイヤ折れの発生、またベ
ルト層端部でのワイヤ端末の露出が多くなるため、セパ
レーションを誘発するなどの問題が生ずる。したがっ
て、操縦性、安定性及び駆動性を向上しようとすると、
競技用タイヤにとって最も重要な高速耐久性が犠牲にな
るという問題があり、両立が困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ベル
ト層のスチールコードを単線ワイヤから構成することに
よって操縦性、安定性及び駆動性を向上すると共に、素
線ワイヤ間の擦れによるワイヤ折れ等をなくし、高速耐
久性を顕著に向上した競技用空気入りラジアルタイヤを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、左右一対のビードコアの間に少なくとも２
枚のカーカス層を装架し、該カーカス層のトレッド部外
周側にスチールコードから構成したベルト層を配置した
競技用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス
層をタイヤ周方向に対し５６〜８６°のコード角度で、
かつ互いに交差するように配置し、前記スチールコード
をスパイラル状に型付けした単線ワイヤから構成し、該
単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラルのピ
ッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメーターＦ
＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ ０．０１≦Ｆ≦０．０５ ０．１５（ｍｍ）≦ｄ≦０．４０（ｍｍ） ２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ） に設定したことを特徴とするものである。

【０００７】このようにベルト層のスチールコードを単
線ワイヤから構成し、かつその単線ワイヤをスパイラル
状に型付けし、単線ワイヤ直径ｄ、そのスパイラル径
Ｄ，スパイラルピッチ長Ｐから特定されるパラメーター
Ｆを一定の範囲にしたことにより、単線ワイヤの剛直性
を和らげ、高速走行時の繰り返し曲げ荷重や圧縮荷重に
対する耐疲労性（耐久性）を向上する。また、単線ワイ
ヤであるため、撚り線コードのように素線ワイヤ相互間
の擦れに起因するワイヤ折れを防止すると共に、コート
ゴムで完全に被覆可能にすることによりベルト層エッジ
端部での露出を防止し、耐セパレーション性を向上す
る。このため高速耐久性を顕著に向上させることができ
る。かつ撚り線ワイヤに比べて同一ワイヤ断面積にした
ときのコード径を小さくし、コートゴムを低減するため
軽量化することができ、しかもベルト層を構成するコー
ド間ゲージａ（単線ワイヤのスパイラル径Ｄの間隔）を
小さくし、層間剪断力を大きくし、かつこのベルト層の
構成に相まって２枚設けたカーカス層のカーカスコード
をタイヤ周方向に対し特定の角度で傾斜させることによ
りトレッド面の接地面積を大きくするため、コーナリン
グパワーが増大し、操縦性、安定性及び駆動性を向上さ
せることができる。

【０００８】以下、図面を参照して本発明の構成につい
て具体的に説明する。図１において、１はトレッド部、
４，４’はトレッド部１に跨がって左右一対のビードア
５の間に装架された内外２層のカーカス層で、タイヤ周
方向Ｅ，Ｅ’に対して５６〜８６°のコード角度で、か
つ互いに交差するように配置されている。内側カーカス
層４の端部はタイヤ内側から外側にビードフィラー６を
包み込むように折り返され巻き上げられ、他方、外側カ
ーカス層４’の端部は、内側カーカス層４の折返し部の
外側にビード部のヒール部分まで巻き下ろされている。

【０００９】トレッド部１の外側カーカス層４’の外周
側には、２枚の内側ベルト層２と外側（最外側）ベルト
層３がそれぞれタイヤ周方向Ｅ，Ｅ’に対し１０〜４０
°のコード角度で、互いに交差するように、タイヤ全周
にわたって配置されている。これらベルト層２，３は、
図２のように補強用のスチーコードとしてスパイラル状
の単線ワイヤ４０が埋設された構成になっている。この
単線ワイヤ４０は、図３に示すようなスパイラル状に型
付けされている。すなわち、直径ｄの単線ワイヤ４０
が、その直径ｄよりも大きなスパイラル径Ｄとスパイラ
ルピッチ長Ｐを以って型付けされている。スパイラル径
Ｄとは、図２で破線で示したように、ワイヤ長手方向に
対する直交面に投影されたスパイラル形状の外周円に相
当する。

【００１０】このような構成を有する本発明タイヤにお
いて、少なくとも２枚のカーカス層４，４’は、コード
角度を５６〜８６°のセミラジアル構造にすることによ
り適正なサイド部剛性が確保されるため、高速走行時の
操縦性、安定性を向上するようにしている。コード角度
が５６°未満ではラジアルタイヤの直進安定性が損なわ
れ、また８６°を超えると高速走行コーナリング時の操
縦安定性が悪化する。

【００１１】一方、少なくとも２層設けたベルト層２，
３は、補強コードを単線ワイヤ４０から構成し、その単
線ワイヤ４０がスパイラル状に型付けされていることに
よって、ストレートな単線ワイヤに比べて引張弾性率が
低下するため剛直性が緩和される。そのため、単線ワイ
ヤであっても、繰り返し曲げ荷重や圧縮荷重に対する耐
疲労性を向上させることができ、ベルト層の耐久性を撚
り線コード使い並み、又はそれ以上に向上させることが
できる。しかし、この単線ワイヤの型付けの度合があま
り大きすぎると、引張弾性率の低下が著しくなるため、
ベルト層にしたときの横剛性が低下する。それによって
コーナリングパワーが低下してしまうため、撚り線コー
ド使い並みの操縦安定性を維持することが困難になる。

【００１２】単線ワイヤに型付けされたスパイラル形状
は、スパイラル円内において空間が形成される量（Ｄ−
ｄ）と、スパイラルのピッチ長Ｐとの２要素によって特
徴づけることができる。本発明のように上記（Ｄ−ｄ）
とＰの比からなるパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを以
って表せば、上述した単線ワイヤの耐疲労性や引張弾性
率との相関性をより明確にすることができ、延いてはベ
ルト層の耐久性やコーナリングパワー（操縦安定性）と
の相関性を明確にする。本発明において、このパラメー
ターＦは０．０１≦Ｆ≦０．０５の範囲にする。

【００１３】表１は、単線ワイヤが有するスパイラル形
状のパラメーターＦと、下記の測定条件により実施した
繰り返し曲げ荷重に対する耐疲労性との関係を示す。こ
の表１の結果から、単線ワイヤに対してパラメーターＦ
＝０．０１のスパイラル状の型付けをすれば、ストレー
トの単線ワイヤ（Ｆ＝０）に比べて耐疲労性効果を向上
させ得ることがわかる。さらにＦを０．０４より大きく
すれば、ほとんどワイヤ折れが認められなくなることが
わかる。

【００１４】耐疲労性測定法：図５に示すように、１本
の単線ワイヤ４０を１２．５ｍｍ×１２．５ｍｍ×２
０．０ｍｍの寸法のゴムブロック６０に埋設し、その両
端に、１２．５ｍｍ×１２．５ｍｍ×１５．０ｍｍの真
鍮製支持ブロック７０を、単線ワイヤ４０の両端が支持
ブロック７０に連結されるように接着して測定用サンプ
ルＳを作製する。これらサンプルＳを１０個用意し、図
６に示すように、一対の回転板Ｔ，Ｔ’の間に取りつけ
ると共に両回転軸Ｕ，Ｕ’の延長線が角度θをなすよう
にセットして、１回転毎に最大１．５％の伸長と最大
１．５％の圧縮の歪みがゴムブロック６０に加わるよう
にする。このようにセットした両回転板Ｔ，Ｔ’を４０
０万回回転させた後、各サンプルＳ中の単線ワイヤ４０
の折れの有無を調べ、折れた本数を１００分率で表示し
た。

【００１５】 一方、図４は単線ワイヤが有するスパイラル形状のパラ
メーターＦと引張弾性率との関係を示したものである。
この図４から、パラメーターＦを大きくするほど引張弾
性率が低下していくことがわかる。単線ワイヤが有すべ
き引張弾性率としては、ベルト層に基づくコーナリング
パワーとの関係から、少なくとも１．５×１０⁴ ｋｇｆ
／ｍｍ² は必要であるので、パラメーターＦ＝０．０５
を上限にすべきことがわかる。

【００１６】さらに、本発明において、単線ワイヤ直径
ｄとスパイラルのピッチ長Ｐは、それぞれ ０．１５（ｍｍ）≦ｄ≦０．４０（ｍｍ） ２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ） の範囲に設定されている。単線ワイヤの直径ｄを０．１
５ｍｍ以上にし、スパイラルのピッチ長Ｐを８．０ｍｍ
以下にすることにより単線ワイヤの引張弾性率Ｅの低下
を抑制すると共に、直径ｄを０．４０ｍｍ以下にし、ピ
ッチ長Ｐを２．０ｍｍ以上にすることにより単線ワイヤ
の耐疲労性をより一層向上するようにしている。

【００１７】

【実施例】

実施例１ 下記〜の点をそれぞれ共通とし、表２に示す通り、
ベルト層のスチールコードに使用した単線ワイヤの直径
ｄ、スパイラルのピッチ長Ｐ、パラメーターＦ、エンド
数を、それぞれ異にする本発明タイヤ１〜７、比較タイ
ヤ１〜６の１３種類のラジアルタイヤを製作した。

【００１８】比較のため、直径ｄ＝０．１０ｍｍの素線
ワイヤ２本を、コード構造３×３の撚り線にしたスチー
ルコードを、６０本／５０ｍｍ幅のエンド数でベルト層
を構成した以外は、比較タイヤ１と同一構成の従来タイ
ヤを製作した。 タイヤサイズ：２１０／６４０Ｒ１８ カーカス：内外２層 カーカスコード：ナイロン繊維コード１２６０Ｄ／２ コード角度：２４°（層間で交差） ベルト層：内外２層 内側ベルト層の幅：２２０ｍｍ 外側ベルト層の幅：２１０ｍｍ コード間ゲージａ：０．５６ｍｍ コード角度：２４°（層間で交差） これら１４種類のラジアルタイヤについて、下記方法に
より高速耐久性、コーナリングパワー（以下、ＣＰと略
す）及び軽量化指数をそれぞれ評価した。その結果を表
２に示した。

【００１９】高速耐久性：試験タイヤを空気圧１．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² で１８×８−Ｊのリムにリム組みし、直径
１７０７．６ｍｍのドラム上を４００ｋｇｆの荷重を負
荷して２００ｋｍ／ｈで１０分間走行し、以降、１０分
間毎に２０ｋｍ／ｈずつ速度を増大させて走行を継続す
るとき、タイヤに故障が発生したときの走行速度及びそ
の時の走行時間（分）を以て評価した。

【００２０】コーナリングパワー：試験タイヤを空気圧
１．５ｋｇｆ／ｃｍ² で１８×８−Ｊのリムにリム組み
し、直径１７０７．６ｍｍのドラム上を、４００ｋｇｆ
の荷重を負荷して１０ｋｍ／ｈｒの速度で走行し、スリ
ップ角右１°のときの横力とスリップ角左１°のときの
横力との絶対値の平均をそれぞれ測定した。従来タイヤ
の測定値を基準（１００）とする指数で表示した。この
指数値が大きいほどＣＰが大きく、操縦安定性が優れて
いる。

【００２１】軽量化指数：従来タイヤのタイヤ重量を基
準（１００）としたときの指数で表示した。この指数値
が小さいほど軽量であることを示す。

【００２２】

【００２３】表２から、パラメーターＦを本発明の規定
より小さくした比較タイヤ１は、従来タイヤと同等のＣ
Ｐを有し、軽量化されているものの高速耐久性が低下し
ている。また、パラメーターＦを本発明の規定より大き
くした比較タイヤ２は高速耐久性は良好であるものの、
重量が増加し、ＣＰが低下している。これに対し、パラ
メーターＦの範囲を満足する本発明タイヤ１，２は、い
ずれも従来タイヤと同等のＣＰ、高速耐久性を有し、か
つ軽量化されている。また本発明タイヤ３はＣＰが僅か
に低下するものの、従来タイヤ以上の軽量化指数、高速
耐久性を有している。

【００２４】スパイラルのピッチ長Ｐを本発明の下限よ
り小さくした比較タイヤ３は、ＣＰは従来タイヤと変わ
らないが高速耐久性が若干低下している。ピッチ長Ｐを
本発明の上限より大きくした比較タイヤ４は、高速耐久
性の低下が著しく、軽量化指数も大きくなっている。こ
れに対し、スパイラルのピッチ長Ｐを本発明の下限にし
た本発明タイヤ４は、従来タイヤと同等のＣＰ、高速耐
久性を有し、しかも軽量化指数が小さくなっている。ま
た、ピッチ長Ｐを本発明の上限にした本発明タイヤ５
は、高速耐久性がやや低下するものの、ＣＰ、軽量化指
数は従来タイヤよりも良い。

【００２５】さらに、本発明タイヤ６，７及び比較タイ
ヤ５，６は、それぞれ直径ｄを異にする単線ワイヤを使
用し、エンド数を調整したタイヤである。単線ワイヤ直
径ｄを本発明の規定よりも細くした比較タイヤ５は軽量
化指数は小さいが、ＣＰ、高速耐久性が低下している。
また、単線ワイヤ直径ｄを本発明の規定よりも太くした
比較タイヤ６も同様に高速耐久性が低下している。

【００２６】これに対し、単線ワイヤ直径ｄを本発明の
規定の下限にした本発明タイヤ６は、ＣＰ、高速耐久性
が従来タイヤと同等で軽量化指数が小さくなっている。
単線ワイヤ直径ｄを本発明の規定の上限近くにした本発
明タイヤ７は、従来タイヤに比べ高速耐久性は同等であ
り、ＣＰが向上し、軽量化指数も小さくなっている。 実施例２ 実施例１の従来タイヤ、本発明タイヤ２，６，７及び比
較タイヤ６について、下記方法により操縦性、安定性、
駆動性及び制動性の評価を行い、表３に示す通りの結果
を得た。

【００２７】操縦性、安定性、駆動性、制動性：試験タ
イヤをレーシングカーに装着し、サーキットを３人のプ
ロドライバーが走行したときのベストタイム（平均値）
並びに操縦性、安定性、駆動性及び制動性をフィーリン
グ評価した。フィーリング評価の値は、従来タイヤの測
定値を基準（１００）とする指数で表示した。この指数
値が大きいほど操縦性、安定性、駆動性及び制動性が優
れている。

【００２８】 表３から、本発明タイヤ３，６は、いずれも従来タイヤ
に比べて、ベストタイムが短かく、操縦性、安定性、制
動性、駆動性が向上している。また、本発明タイヤ７
は、制動性と駆動性は従来タイヤと同等であるものの、
ベストタイムが短かく操縦性と安定性は向上している。
これに対し比較タイヤ６は、従来タイヤに比べてベスト
タイムが長く、安定性を除いて操縦性、制動性、駆動性
が悪化している。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも２層設けた
ベルト層のスチールコードを単線ワイヤから構成したの
で、従来の極細素線の撚りコードで問題になった素線ワ
イヤ相互間の擦れに起因するワイヤ折れの発生を防止す
ることができ、かつその単線ワイヤをスパイラル状に型
付けし、そのスパイラル形状を特定するパラメーターＦ
を一定の範囲にしたことにより、単線ワイヤの剛直性を
緩和するため、繰り返し曲げ荷重や圧縮荷重に対する耐
疲労性を向上すると共に、その周囲がコートゴムで完全
に被覆することができるため、高速耐久性を顕著に向上
させる。

【００３０】また、少なくとも２枚のカーカス層をセミ
ラジアル構造にしてコード角度を傾斜させることにより
トレッド面の接地面積を大きくした上に、ベルト層のコ
ードを上記のように短繊維線ワイヤから構成し、撚り線
コードに比べて同一ワイヤ断面積にしたときのコード径
を小さくしたので、コートゴム量を低減して軽量化し、
かつコード間ゲージａを小さくして層間剪断力を大きく
するため、操縦性、安定性及び駆動性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなる競技用空気入りラジア
ルタイヤを一部切り欠いて示す半断面斜視断面図であ
る。

【図２】図１のタイヤの要部を拡大して示す断面図であ
る。

【図３】本発明に使用されるスパイラル状に型付けした
単線ワイヤの１例を示す側面図である。

【図４】単線ワイヤのパラメーターＦと引張弾性率との
関係を示すグラフである。

【図５】単線ワイヤの耐疲労性を測定するためのサンプ
ルの形状を示す斜視図である。

【図６】単線ワイヤの耐疲労性測定装置の概略を説明す
る図である。

【符号の説明】 １ トレッド部 ２ 内側ベルト層 ３ 外側ベルト層 ４，４’ カーカ
ス層 ４０ 単線ワイヤ ｄ 単線ワイヤ
直径 Ｄ スパイラル径 Ｐ スパイラルピ
ッチ長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対のビードコアの間に少なくとも
   ２枚のカーカス層を装架し、該カーカス層のトレッド部
   外周側にスチールコードから構成したベルト層を配置し
   た競技用空気入りラジアルタイヤにおいて、 前記カーカス層をタイヤ周方向に対し５６〜８６°のコ
   ード角度で、かつ互いに交差するように配置し、前記ス
   チールコードをスパイラル状に型付けした単線ワイヤか
   ら構成し、該単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、ス
   パイラルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパ
   ラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ ０．０１≦Ｆ≦０．０５ ０．１５（ｍｍ）≦ｄ≦０．４０（ｍｍ） ２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ） に設定した競技用空気入りラジアルタイヤ。