JP6537184B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、インナーライナの省略により軽量化を実現しながらもエア保持性能を確保して、優れた運動性能を発揮できる空気入りタイヤに関する。

サーキットで使用される競技用空気入りタイヤ（レーシングタイヤ）として優れた運動性能を発揮するには、タイヤの軽量化と高剛性化が有効である。この点について、本発明者は、通常のタイヤ構造においてタイヤ内腔面を構成するインナーライナを省略し、それによって軽量化を図ることを考えた。しかし、インナーライナの省略はエア保持性能の悪化を招来するため、これを改善する必要があった。

特許文献１には、競技用ではないが、インナーライナを省略した空気入りタイヤが記載されている。このタイヤでは、エア保持性能を確保するために、タイヤ内腔面を構成するカーカスプライに関して、その内面側のトッピングゴムをエア保持性能に優れるゴムで形成し、その外面側のトッピングゴムを内面側とは異なるゴムで形成している。この技術では、カーカスプライを特殊な構造にする必要があるため、実用上の適用範囲が大幅に制限される。

特開２００６−１５９９４４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インナーライナの省略により軽量化を実現しながらもエア保持性能を確保して、優れた運動性能を発揮できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、ビード部に設けられた環状のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーと、互いに積層された２枚のカーカスプライを含み、その各々が前記ビードコアを介してターンアップされているカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられたベルト層と、を備え、前記カーカス層がタイヤ内腔面を構成しており、少なくとも１枚の前記カーカスプライが、前記ベルト層の側方端よりもタイヤ幅方向内側に配置された超ハイターンアップ端を有し、有機繊維の不織布をゴム被覆してなる補強層が前記カーカスプライの内面または外面に設けられており、前記補強層の上端が前記超ハイターンアップ端よりもタイヤ幅方向内側に配置され、前記補強層の下端が前記ビードフィラーの上端よりもタイヤ径方向内側に配置されているものである。

この空気入りタイヤでは、カーカス層がタイヤ内腔面を構成しており、インナーライナの省略によって軽量化を実現できる。また、カーカス層が超ハイターンアップ構造を有するため、タイヤの高剛性化に資する。本発明者の知見によれば、かかるインナーライナレス構造のタイヤでは、ベルト層の側方端からビードフィラーの上端に亘る領域においてエアが透過しやすいが、かかる領域をカバーするように補強層が設けられているので、エア保持性能が確保される。補強層は有機繊維の不織布をゴム被覆してなるため、タイヤの軽量化に資する。

前記補強層が前記カーカス層の内面に設けられているものが好ましい。かかる構成によれば、撓み変形が比較的大きいカーカス層の内面に補強層が設けられることにより、エア保持性能を確保しながら、剛性を高めて運動性能を良好に向上できる。

前記超ハイターンアップ端と前記補強層の上端とのタイヤ幅方向における距離が、前記超ハイターンアップ端と前記ベルト層の側方端とのタイヤ幅方向における距離と同じかそれよりも大きいものが好ましい。これにより、超ハイターンアップ端から適度に離して補強層の上端が配置されるため、部材端を起点とする故障に起因した耐久性の悪化を防ぐことができる。

前記ビードフィラーの上端と前記補強層の下端とのタイヤ径方向における距離が、前記ビードフィラーの高さの２０％以上であるものが好ましい。これにより、ビードフィラーの上端から適度に離して補強層の下端が配置されるため、部材端を起点とする故障に起因した耐久性の悪化を防ぐことができる。

エア保持性能を良好に確保するうえで、前記補強層の不織布を被覆するゴムがブチルゴムであることが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 図１の要部を示す拡大図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１，２に示した空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、ビード部１に設けられた環状のビードコア１ａと、そのビードコア１ａのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラー１ｂとを備える。ビードコア１ａは、鋼線等の収束体をゴム被覆してなり、ビードフィラー１ｂは、タイヤ径方向外側に向かって先細りとなる断面三角形状のゴムで形成されている。

空気入りタイヤＴは、更に、一対のビード部１の間に配置されて全体としてトロイド状をなすカーカス層４を備える。カーカス層４は、互いに積層された２枚のカーカスプライ４１，４２を含み、その各々がビードコア１ａを介してターンアップされている。このカーカスプライ４１，４２は、それぞれトレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るとともに、ビードコア１ａを挟むようにしてタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられている。

カーカスプライ４１，４２は、それぞれタイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードを有し、カーカス層４は、そのコードが互いに逆向きとなるように積層されたバイアス構造を有する。タイヤ周方向に対するコードの傾斜角度は、例えば６０〜８０°に設定される。カーカスプライ４１，４２のコードには、例えば、スチールコード、または、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維コードが使用される。

空気入りタイヤＴは、更に、カーカス層４のタイヤ径方向外側に設けられたベルト層５を備える。ベルト層５は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードを有し且つそのコードが互いに逆向きとなるように積層された２枚のベルトプライ５１，５２を含む。タイヤ周方向に対するコードの傾斜角度は、例えば２０〜３０°に設定される。側方端５Ｅは、ベルト層５を構成するベルトプライのうち最も幅広のベルトプライ（本実施形態ではベルトプライ５１）の端を指す。

ベルト層５のタイヤ径方向外側には、ベルト層５よりも幅広に設けられたベルト補強層６が設けられている。ベルト補強層６は、タイヤ周方向に対して実質的に平行に延びるコードを有するキャッププライにより構成されている。タイヤ周方向に対するコードの傾斜角度は、好ましくは１０°以下、より好ましくは３°以下に設定される。ベルト補強層６は、例えば、１本または複数本のコードをゴム被覆してなる長尺状のゴム部材を螺旋状に巻回することにより形成される。

このタイヤＴは、競技用空気入りタイヤとして優れた運動性能（主にトラクション性能やコーナリング性能）を発揮できるように、特には高い駆動力や横力が作用したときの接地面積を確保できるように、ラジアルタイヤと同様のベルト層をバイアス構造と併用したセミラジアルタイヤとして構成されている。

この空気入りタイヤＴは、通常のタイヤ構造においてタイヤ内腔面を構成するインナーライナを省略したインナーライナレス構造を有する。インナーライナが設けられていないため、タイヤの内腔９にはカーカス層４が面し、カーカス層４がタイヤ内腔面を構成している。かかるインナーライナの省略により、タイヤの軽量化が実現される。

本実施形態では、カーカスプライ４１が、ベルト層５の側方端５Ｅよりもタイヤ幅方向内側に配置された超ハイターンアップ端４１Ｅを有する。このようなカーカスプライ４１がベルト層５とオーバーラップした超ハイターンアップ構造により、タイヤの高剛性化、特には前後剛性と横剛性の向上効果が得られる。超ハイターンアップ端を有するのは、少なくとも１枚のカーカスプライでよい。したがって、カーカスプライ４１に代えてまたは加えて、カーカスプライ４２のターンアップ端（巻き上げ端）を側方端５Ｅよりタイヤ幅方向内側に配置しても構わない。

また、本実施形態では、有機繊維の不織布をゴム被覆してなる補強層７（不織布補強層）がカーカスプライ４１の内面に設けられている。有機繊維には、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミドなどのモノフィラメント繊維を使用可能である。有機繊維の不織布を補強層７として使用することは、タイヤＴの軽量化を図るうえで有利である。補強層７は、複数層の不織布で構成してよいが、軽量化の観点から１層の不織布で構成することが好ましい。不織布を被覆するゴムは、エア保持性能に優れるゴムが好ましく、具体的にはブチルゴムが好ましい。

本明細書において、ビードフィラー１ｂなどの部材の上端は、その部材のタイヤ径方向外側の端を指し、下端は、その部材のタイヤ径方向内側の端を指す。補強層７の上端７Ｅｕは、超ハイターンアップ端４１Ｅよりもタイヤ幅方向内側に配置されている。また、補強層７の下端７Ｅｄは、ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥよりもタイヤ径方向内側に配置されている。補強層７は、タイヤ子午線断面において上端７Ｅｕから下端７Ｅｄまで連続して延び、タイヤ周方向に沿って環状に設けられている。補強層７は、タイヤ幅方向の両側に設けられることが好ましい。

インナーライナを省略したタイヤでは、エア保持性能の低下が懸念され、中でもベルト層５の側方端５Ｅからビードフィラー１ｂの上端１ｂＥに亘る領域においてエアが透過しやすい傾向にある。その理由は、ビード部１にはビードフィラー１ｂが設けられ、トレッド部３にはベルト層５やベルト補強層６が設けられるのに対し、それらの間となる上記領域では部材数が少なくてゴム厚が比較的小さいためと考えられる。そこで、この空気入りタイヤＴでは、上記領域をカバーするように補強層７を設けており、それによってエア保持性能の確保を図っている。

本実施形態の補強層７は、積層された２枚のうち内面側に配置されたカーカスプライ４１の内面、即ちカーカス層４の内面に設けられ、その補強層７によってタイヤ内腔面の一部が構成されている。かかる構成によれば、撓み変形が比較的大きいカーカス層４の内面に補強層７が設けられるので、エア保持性能を確保しながら、剛性を高めて運動性能を良好に向上できる。補強層７は、カーカスプライ４１，４２の内面または外面に設けられる。したがって、カーカスプライ４１の外面（即ち、カーカスプライ４２の内面）や、カーカスプライ４２の外面に補強層７を設けることも可能である。

超ハイターンアップ端４１Ｅと補強層７の上端７Ｅｕとのタイヤ幅方向における距離Ｄ１が、超ハイターンアップ端４１Ｅとベルト層５の側方端５Ｅとのタイヤ幅方向における距離Ｄ２と同じかそれよりも大きいことが好ましい。これにより、超ハイターンアップ端４１Ｅから適度に離して上端７Ｅｕが配置されるため、部材端を起点とする故障に起因した耐久性の悪化を防ぐことができる。距離Ｄ１は、距離Ｄ２の二倍以下であることが好ましく、これを超えると補強層７が必要以上に大きくなり、タイヤの軽量化を図るうえで無駄が生じる。距離Ｄ２は、例えば１０〜２０ｍｍに設定される。

ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥと補強層７の下端７Ｅｄとのタイヤ径方向における距離Ｄ３が、ビードフィラー１ｂの高さＨ１ｂの２０％以上であることが好ましい。これにより、ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥから適度に離して補強層７の下端７Ｅｄが配置されるため、部材端を起点とする故障に起因した耐久性の悪化を防ぐことができる。距離Ｄ３は、高さＨ１ｂの８０％以下であることが好ましく、これを超えると補強層７が必要以上に大きくなり、タイヤの軽量化を図るうえで無駄が生じる。高さＨ１ｂは、例えばタイヤ断面高さＴＨの３０〜６０％に設定される。

本実施形態では、互いに積層された２枚のカーカスプライ４１，４２のうち、一方のカーカスプライ４１のみが超ハイターンアップ端を有し、他方のカーカスプライ４２はビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向外側に配置されたターンアップ端４２Ｅを有する。ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥとターンアップ端４２Ｅとのタイヤ径方向における距離Ｌ４は、例えばビードフィラー１ｂの高さＨ１ｂの３０〜７０％である。

競技用空気入りタイヤとして好ましい構造にするべく、スチールコードを有するスチールサイドプライ８が、カーカス層４のターンアップ部分（巻き上げられた部分）とビードフィラー１ｂとの間に設けられている。タイヤ周方向に対するスチールコードの傾斜角度は、例えば２０〜４０°に設定される。補強層７の下端７Ｅｄ、カーカスプライ４２のターンアップ端４２Ｅ、ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥは、タイヤ径方向に互いに離れた位置に配置されている。

スチールサイドプライ８の上端８Ｅｕは、ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥよりもタイヤ径方向外側に配置され、例えばビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＴＨの３０〜５０％の範囲に配置される。スチールサイドプライ８の下端８Ｅｄは、ビードコア１ａと補強層７の下端７Ｅｄとの間に配置されている。詳しくは、下端８Ｅｄが、ビードコア１ａの上端よりもタイヤ径方向外側に、且つ、補強層７の下端７Ｅｄよりもタイヤ径方向内側に配置されている。

サイドウォール部２の外表面を構成するサイドウォールゴム１１のＪＩＳＡ硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて２５℃で測定した値）は、６０°以上であることが好ましく、７０°以上であることがより好ましい。これによりサイドウォール部２の剛性を高めて、競技用空気入りタイヤとして有用な構成にできる。このタイヤＴでは、トレッド部３の外表面を構成するトレッドゴム１０の端部にサイドウォールゴム１１の端部を載せてなるサイドオントレッド構造を採用しているが、これに限定されない。

上述した部材端の位置関係やタイヤ断面高さＴＨなどは、タイヤを適用リムに装着し、所定内圧を適用した無負荷状態において定められる。適用リムは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムを指す。所定内圧は、適用サイズのタイヤにおけるＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）を指す。

本発明に係る空気入りタイヤは、上記の如き作用効果により、軽量化を実現しながらもエア保持性能を確保して、優れた運動性能を発揮しうることから、競技用車両に装着される競技用空気入りタイヤとして有用である。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

ラップタイム（運動性能）
実車（レース専用車両）にタイヤを装着し、プロドライバーの運転によるクローズドサーキットの周回タイムを計測した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほどラップタイムが速く、運動性能に優れていることを示す。

エア保持性能
標準内圧をかけたタイヤを温度管理された部屋に３ヶ月間放置して、その後の内圧を測定し、当初の内圧に対する比率（エア保持率）を求めた。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほどエア保持率が高く、エア保持性能に優れていることを示す。

評価に供したタイヤは、サイズ２８５／６５０Ｒ１８の乾燥路面用レースタイヤであり、表１に示した仕様を除いて、各例におけるタイヤ構造やゴム配合は共通である。表１の「補強層の位置」において、「内面」は、補強層がカーカス層の内面に設けられた構造（図１，２参照）を指し、「外面」は、補強層がカーカス層の外面に設けられた構造を指す。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜６では、いずれも比較例１よりもラップタイムが良く、インナーライナの省略による軽量化に基づき、優れた運動性能を発揮できている。それでいて、上記の如き不織布補強層を設けたことにより、エア保持性能を確保できている。

１ ビード部
１ａ ビードコア
１ｂ ビードフィラー
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス層
５ ベルト層
５Ｅ ベルト層の側方端
６ ベルト補強層
７ 補強層
７Ｅｄ 補強層の下端
７Ｅｕ 補強層の上端
８ スチールサイドプライ
９ 内腔
１１ サイドウォールゴム
４１ カーカスプライ
４１Ｅ 超ハイターンアップ端
４２ カーカスプライ

Claims (5)

1. ビード部に設けられた環状のビードコアと、
   前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーと、
   互いに積層された２枚のカーカスプライを含み、その各々が前記ビードコアを介してターンアップされているカーカス層と、
   前記カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられたベルト層と、を備え、
   前記カーカス層がタイヤ内腔面を構成しており、
   少なくとも１枚の前記カーカスプライが、前記ベルト層の側方端よりもタイヤ幅方向内側に配置された超ハイターンアップ端を有し、
   有機繊維の不織布をゴム被覆してなる補強層が前記カーカスプライの内面または外面に設けられており、前記補強層の上端が前記超ハイターンアップ端よりもタイヤ幅方向内側に配置され、前記補強層の下端が前記ビードフィラーの上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。
2. 前記補強層が前記カーカス層の内面に設けられている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記超ハイターンアップ端と前記補強層の上端とのタイヤ幅方向における距離が、前記超ハイターンアップ端と前記ベルト層の側方端とのタイヤ幅方向における距離と同じかそれよりも大きい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードフィラーの上端と前記補強層の下端とのタイヤ径方向における距離が、前記ビードフィラーの高さの２０％以上である請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強層の不織布を被覆するゴムがブチルゴムである請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

Images