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1. WO2020129973 - タイヤ

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明 細 書

発明の名称 タイヤ

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

0005   0006   0007   0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063  

符号の説明

0064  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : タイヤ

技術分野

[0001]
 本発明は、コーナリングフォースを高めたタイヤに関する。

背景技術

[0002]
 従来、交錯ベルト層のタイヤ径方向外側にベルト強化層を備えるとともに、ベルト強化層のタイヤ径方向外側に、タイヤ幅方向に沿って配置された補強コードを有する保護層を備えたタイヤ(空気入りタイヤ)が知られている(特許文献1参照)。
[0003]
 このようなタイヤによれば、ベルト強化層と保護層とによって、操縦安定性及び耐久性を効果的に向上できる。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 国際公開第2009/093325号

発明の概要

[0005]
 上述したような従来のタイヤは、高性能四輪自動車にも好適に用い得るが、近年、高性能四輪自動車向けのタイヤでは、低スリップ角(SA)におけるコーナリングフォース(CF)をさらに向上させたい要求がある。
[0006]
 これにより、特に、操舵角が与えられない後輪の横方向におけるトラクション(Ty)、つまり、コーナリングフォースを効果的に高めることができ、レースコースのラップタイム向上などに貢献し得る。
[0007]
 そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高めたタイヤの提供を目的とする。
[0008]
 本発明の一態様は、第1ベルトコード(ベルトコード51a)を有する第1ベルト(第1ベルト51)と、前記第1ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、前記第1ベルトコードと交錯する第2ベルトコード(ベルトコード52a)を有する第2ベルト(第2ベルト52)とを含む交錯ベルト層(交錯ベルト層50)を備えるタイヤ(空気入りタイヤ10)であって、前記第1ベルトコードは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成され、前記第2ベルトコードは、金属材料を用いて形成される。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 図1は、空気入りタイヤ10の断面図である。
[図2] 図2は、空気入りタイヤ10のトレッド20の一部拡大断面図である。
[図3] 図3は、空気入りタイヤ10のカーカス層40、交錯ベルト層50及びレイヤー部70の一部分解平面図である。
[図4] 図4は、空気入りタイヤ10Aのトレッド20の一部拡大断面図である。
[図5] 図5は、空気入りタイヤ10Aのカーカス層40、交錯ベルト層50、レイヤー部70及び分断ベルト80の一部分解平面図である。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。
[0011]
 [第1実施形態]
 (1)タイヤの全体概略構成
 図1は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10の断面図である。具体的には、図1は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。なお、図1では、断面ハッチングの図示が一部省略されている(以下同)。
[0012]
 空気入りタイヤ10は、乗用自動車などの四輪自動車向けのタイヤであり、特に、高性能四輪自動車に好適に用い得る。
[0013]
 図1に示すように、空気入りタイヤ10は、トレッド20、タイヤサイド部30、カーカス層40、交錯ベルト層50、ビード部60及びレイヤー部70を備える。
[0014]
 トレッド20は、路面と接する部分である。トレッド20には、空気入りタイヤ10の使用環境や装着される車両の種別に応じたパターン(不図示)が形成される。
[0015]
 タイヤサイド部30は、トレッド20に連なり、トレッド20のタイヤ径方向内側に位置する。タイヤサイド部30は、トレッド20のタイヤ幅方向外側端からビード部60の上端までの領域である。タイヤサイド部30は、サイドウォールなどと呼ばれることもある。
[0016]
 カーカス層40は、空気入りタイヤ10の骨格を形成する。カーカス層40は、タイヤ径方向に沿って放射状に配置されたカーカスコード41a, 42a(図1において不図示、図3参照)がゴム材料によって被覆されたラジアル構造である。但し、ラジアル構造に限定されず、カーカスコード41a, 42aがタイヤ径方向に交錯するように配置されたバイアス構造でも構わない。
[0017]
 交錯ベルト層50は、トレッド20のタイヤ径方向内側に設けられる。交錯ベルト層50は、一対の交錯ベルトによって構成される。具体的には、交錯ベルト層50は、第1ベルト51(図1において不図示、図2,3参照)、及び第2ベルト52(図2,3参照)によって構成される。
[0018]
 ビード部60は、タイヤサイド部30に連なり、タイヤサイド部30のタイヤ径方向内側に位置する。ビード部60は、タイヤ周方向に延びる円環状である。ビード部60は、リムホイール(不図示)に係止される。
[0019]
 レイヤー部70は、交錯ベルト層50のタイヤ径方向外側に設けられる。レイヤー部70は、トレッド20の両方のショルダー領域にそれぞれ設けられる。レイヤー部70は、交錯ベルト層50を補強するベルト強化層の機能を有する。特に、レイヤー部70は、交錯ベルト層50のタイヤ幅方向外側端を補強し、空気入りタイヤ10の転動時における交錯ベルト層50などの径成長を抑制する。
[0020]
 (2)トレッド20のタイヤ径方向内側の構成
 図2は、トレッド20の一部拡大断面図である。図3は、カーカス層40、交錯ベルト層50及びレイヤー部70の一部分解平面図である。
[0021]
 説明の便宜上、交錯ベルト層50の構成から説明する。上述したように、交錯ベルト層50は、第1ベルト51と第2ベルト52とを含む。
[0022]
 第1ベルト51は、複数のベルトコード51aを有する。本実施形態において、ベルトコード51aは、第1ベルトコードを構成する。
[0023]
 第1ベルト51は、いわゆるフォールド構造であり、折り返し端部51eを有する。折り返し端部51eは、第2ベルト52のタイヤ幅方向外側端よりもタイヤ幅方向外側において、第2ベルト52のタイヤ径方向外側に折り返されている。本実施形態では、第2ベルト52のタイヤ幅方向外側端と、折り返し端部51eの折り返し起点となる第1ベルト51のタイヤ幅方向外側端との間には、空隙Gが形成されている。
[0024]
 同様に、第2ベルト52は、複数のベルトコード52aを有する。本実施形態において、ベルトコード52aは、第2ベルトコードを構成する。ベルトコード52aは、トレッド面視(図3参照)において、ベルトコード51aと交錯する。
[0025]
 ベルトコード51aは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成される。本実施形態では、ケブラーが用いられる。一方、ベルトコード52aは、金属材料を用いて形成される。本実施形態では、スチールが用いられる。
[0026]
 また、本実施形態では、ベルトコード51aがタイヤ幅方向と成す角度は、65度以上、75度以下である。一方、ベルトコード52aがタイヤ幅方向と成す角度は、37度以下である。
[0027]
 カーカス層40は、第1カーカス41及び第2カーカス42を有する。つまり、カーカス層40は、2枚のカーカスが重ねられて構成される。カーカス層40は、交錯ベルト層50のタイヤ径方向内側に設けられる。
[0028]
 第1カーカス41は、最もタイヤ径方向内側に設けられる。第2カーカス42は、第2カーカス42のタイヤ径方向外側に設けられる。
[0029]
 第1カーカス41は、トレッド面視においてタイヤ幅方向に沿って配置された複数のカーカスコード41aを有する。同様に、第2カーカス42は、トレッド面視においてタイヤ幅方向に沿って配置された複数のカーカスコード42aを有する。
[0030]
 また、本実施形態では、第1カーカス41と第2カーカス42との間には、カーカス補強ベルト45が設けられる。本実施形態において、カーカス補強ベルト45は、第4ベルトを構成する。
[0031]
 カーカス補強ベルト45は、タイヤ幅方向に対して傾斜して配置された複数のベルトコード45aを有する。カーカス補強ベルト45は、ベルトコード45aがゴム材料によって被覆されたベルトである。本実施形態において、ベルトコード45aは、第4ベルトコードを構成する。
[0032]
 ベルトコード45aは、タイヤ幅方向に対して傾斜して配置されていれば、特に限定されないが、ベルトコード45aがタイヤ幅方向と成す角度は、例えば、0度以上、30度以下とすることができる。本実施形態では、ベルトコード45aは、スチールを用いて形成される。
[0033]
 レイヤー部70は、タイヤ周方向に沿って配置された複数のレイヤーコード70aを有する。レイヤー部70は、レイヤーコード70aがゴム材料によって被覆されたベルトである。
[0034]
 レイヤー部70は、レイヤーコード70aがゴム材料によって被覆されたストリップ状のベルト強化層である。本実施形態では、レイヤーコード70aは、ポリアミド樹脂、具体的には、ナイロンを用いて形成される。
[0035]
 (3)作用・効果
 上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、交錯ベルト層50を構成する第1ベルト51のベルトコード51aは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料(ケブラー)を用いて形成される。一方、交錯ベルト層50を構成する第2ベルト52のベルトコード52aは、金属材料(スチール)を用いて形成される。
[0036]
 上述したように、空気入りタイヤ10は、乗用自動車などの四輪自動車向けのタイヤであるが、このようタイヤの場合、一般的には、ベルトコード51a及びベルトコード52aの両方が、金属ではなく、有機繊維を用いて形成される。
[0037]
 しかしながら、空気入りタイヤ10では、タイヤ径方向外側に位置する第2ベルト52のベルトコード52aのみがスチールによって形成される。このようにスチールを用いてベルトコード52aを形成すると、有機繊維のコードを用いたベルトと比較して、第2ベルト52の面内剛性が向上する。
[0038]
 換言すれば、従来の有機繊維のベルトコードを用いた従来の交錯ベルト層の構造と同程度の面内剛性は確保しつつ、ベルトコード52aのタイヤ幅方向に対する角度を小さくできる。このため、上述した面内に対して直交する方向における面外剛性、つまり、タイヤ周方向における剛性が低下し、空気入りタイヤ10の接地長を伸ばすことができる。
[0039]
 ここで、小舵角における横方向(車幅方向)の踏面力は、(交錯ベルト~トレッド間せん断剛性) ×(接地長) 2と比例関係にある。
[0040]
 これにより、空気入りタイヤ10が発生するトラクション、特に、低スリップ角(SA)におけトラクション(Ty)が増大する。このような特性は、特に、操舵角が与えられない後輪のコーナリングフォース向上に寄与する。
[0041]
 また、スチールを用いてベルトコード52aを形成すると、第2ベルト52は、圧縮変形する場合でも一定の剛性を有している(有機繊維のコードを用いた場合は、当該コードによって、このような剛性を付与することは困難である)。
[0042]
 このため、圧縮変形する、つまり、タイヤ幅方向に対して低角度で配置されているベルトコード52aに圧縮歪が発生する第2ベルト52でも、一定の剛性を有しており、交錯ベルト~トレッド間せん断剛性が向上する。
[0043]
 これによってもTyが増大する。つまり、接地面内における第2ベルト52の剛性を高めることができ、Tyを増大し得る。
[0044]
 このように、空気入りタイヤ10によれば、トラクションが増大し、グリップの確保が容易となる。つまり、空気入りタイヤ10によれば、前後力Fxと、横力Fyとの大きさによって示される摩擦円を拡大し得る。
[0045]
 この結果、空気入りタイヤ10は、従来の同一分類のタイヤにおいて、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高め得る。
[0046]
 [第2実施形態]
 本実施形態では、上述した空気入りタイヤ10の交錯ベルト層50のタイヤ径方向外側に、さらにベルトが追加された構造について説明する。以下、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
[0047]
 図4は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10Aのトレッド20の一部拡大断面図である。
図4に示すように、空気入りタイヤ10Aでは、分断ベルト80が追加されている。
[0048]
 分断ベルト80は、トレッド20を形成するトレッドゴム21を分断するように設けられる。本実施形態において、分断ベルト80は、第3ベルトを構成する。第2ベルト52と分断ベルト80との間には、トレッドゴム21のみが設けられる。つまり、第2ベルト52と分断ベルト80との間には、他のベルトなどは介在しない。
[0049]
 このように、分断ベルト80は、トレッドゴム21を分断し、トレッドゴム21内において浮いているように位置する、つまり、第2ベルト52から離隔して位置するため、フローティングベルトなどと呼ばれることもある。
[0050]
 なお、トレッドゴム21のタイヤ径方向における厚さ(ゲージ)は、タイヤ周方向におけるブレーキングとドライビングとの不均一を低減するために、通常の同一分類のタイヤよりも厚いことが好ましい。ゲージが厚ければ、トレッド20(トレッドゴム21)の曲げ変形量が増大するため、当該不均一の低減に寄与する。
[0051]
 図5は、空気入りタイヤ10Aのカーカス層40、交錯ベルト層50、レイヤー部70及び分断ベルト80の一部分解平面図である。
[0052]
 図5に示すように、分断ベルト80は、タイヤ幅方向に沿って配置された複数のベルトコード80aを有する。本実施形態において、ベルトコード80aは、第3ベルトコードを構成する。
[0053]
 ベルトコード80aは、ポリアミド樹脂、具体的には、ナイロンを用いて形成される。
[0054]
 また、カーカス補強ベルト45のタイヤ幅方向に沿った幅は、分断ベルト80のタイヤ幅方向に沿った幅よりも広い。
[0055]
 このような分断ベルト80を備える空気入りタイヤ10Aによれば、上述したようにトレッドゴム21のゲージが厚くなっている場合でも、分断ベルト80によってトレッドゴム21が分断されているため、トレッド20がせん断変形し易い。
[0056]
 また、トレッドゴム21のゲージを厚くすれば、タイヤ周方向におけるブレーキングとドライビングとの不均一を低減し得る。具体的には、トレッド20のクラウン形状にも起因して、ショルダー部分は、タイヤ幅方向におけるセンター部分と比較して、ブレーキング状態となり易い。トレッドゴム21のゲージを厚くすれば、トレッド20の剛性(ブロック剛性)が低下するため、当該不均一も低減する。
[0057]
 このようなタイヤ周方向におけるブレーキングとドライビングとの不均一が低減されれば、結果的に、当該不均一によって消耗されていた前後方向のトラクション(Tx)相当分を、横方向(車幅方向)のトラクション(Ty)に振り向けることができ、Tx及びTyとも増大させることができる。
[0058]
 これにより、特に、低スリップ角において発生するコーナリングフォースをさらに高め得る。
[0059]
 また、本実施形態では、カーカス補強ベルト45のタイヤ幅方向に沿った幅が、分断ベルト80のタイヤ幅方向に沿った幅よりも広いため、タイヤ幅方向における交錯ベルト層50及び分断ベルト80の余分な動きを確実に規制できる。これにより、Tx及びTyをさらに効果的に増大し得る。
[0060]
 [その他の実施形態]
 以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
[0061]
 例えば、上述した第1実施形態(第2実施形態)では、空気入りタイヤ10(空気入りタイヤ10A)がカーカス補強ベルト45を備えていたが、カーカス補強ベルト45は必須ではない。
[0062]
 また、ベルトコード51aがタイヤ幅方向と成す角度、及びベルトコード52aがタイヤ幅方向と成す角度は、ベルトコード51aとベルトコード52aとが交錯していれば、必ずしも上述した実施形態の範囲内でなくても構わない。
[0063]
 上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

符号の説明

[0064]
 10, 10A 空気入りタイヤ
 20 トレッド
 21 トレッドゴム
 30 タイヤサイド部
 40 カーカス層
 41 第1カーカス
 41a カーカスコード
 42 第2カーカス
 42a カーカスコード
 45 カーカス補強ベルト
 45a ベルトコード
 50 交錯ベルト層
 51 第1ベルト
 51a ベルトコード
 51e 折り返し端部
 52 第2ベルト
 52a ベルトコード
 60 ビード部
 70 レイヤー部
 70a レイヤーコード
 80 分断ベルト
 80a ベルトコード

請求の範囲

[請求項1]
 第1ベルトコードを有する第1ベルトと、前記第1ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、前記第1ベルトコードと交錯する第2ベルトコードを有する第2ベルトとを含む交錯ベルト層を備えるタイヤであって、
 前記第1ベルトコードは、芳香族ポリアミド系の樹脂材料を用いて形成され、
 前記第2ベルトコードは、金属材料を用いて形成されるタイヤ。
[請求項2]
 前記交錯ベルト層のタイヤ径方向外側には、タイヤ径方向において、トレッドゴムを分断するように設けられる第3ベルトが設けられ、
 前記第3ベルトは、タイヤ幅方向に沿って配置された第3ベルトコードを有する請求項1に記載のタイヤ。
[請求項3]
 前記第2ベルトと前記第3ベルトとの間には、前記トレッドゴムのみが設けられる請求項2に記載のタイヤ。
[請求項4]
 前記交錯ベルト層のタイヤ径方向内側には、前記タイヤの骨格を形成するカーカスを備え、
 前記カーカスは、
 第1カーカスと、
 前記第1カーカスのタイヤ径方向外側に設けられる第2カーカスと
を含み、
 前記第1カーカスと前記第2カーカスとの間には、第4ベルトが設けられ、
 前記第4ベルトは、タイヤ幅方向に対して傾斜して配置された第4ベルトコードを有する請求項2または3に記載のタイヤ。
[請求項5]
 前記第4ベルトのタイヤ幅方向に沿った幅は、前記第3ベルトのタイヤ幅方向に沿った幅よりも広い請求項4に記載のタイヤ。
[請求項6]
 前記第2ベルトコードがタイヤ幅方向と成す角度は、37度以下である請求項1乃至5の何れか一項に記載のタイヤ。
[請求項7]
 前記第1ベルトコードがタイヤ幅方向と成す角度は、65度以上、75度以下である請求項1乃至6の何れか一項に記載のタイヤ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]