JP2002019413A - 二輪車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
二輪車用空気入りラジアルタイヤInfo
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Abstract
した二輪車用空気入りラジアルタイヤにおいて、優れた
直進安定性および振動吸収性の両立を図りつつ、耐久性
を向上するための方途について提案する。 【解決手段】 一対のビード部間でトロイド状に延在す
るカーカスと、このカーカスのクラウン部の径方向外側
に配置したトレッドとの間に、タイヤの赤道面に実質上
平行に配置したコードをゴム被覆して成る、少なくとも
1層のベルトを有する二輪車用空気入りタイヤであっ
て、上記コードに、引張強さが2700N/mm2 以上の
スチールフィラメントの複数本を撚り合わせた単撚り構
造に成り、かつ切断時全伸びが3.0〜7.0%である
ものを用いる。
Description
び振動吸収性に優れ、かつ耐久性を向上した二輪車用空
気入りタイヤに関する。
較して、特にコーナリング特性が本質的に異なるため、
そのラジアル化が遅れていた。すなわち、二輪車用タイ
ヤでは、タイヤを旋回の内側に傾けてキャンバー角を付
与し、このキャンバー角の大きさに応じて発生するキャ
ンバースラストにて、コーナリングを実現している。一
方、四輪車用タイヤのコーナリングは、タイヤを傾ける
ことなく、ハンドル操作によってタイヤにスリップ角を
与えて、そのスリップ角の大きさに応じて発生するコー
ナリングフォースに基づいている。従って、二輪車用タ
イヤと四輪車用タイヤとは、トレッドの輪郭形状が著し
く異なったものとなり、二輪車用タイヤのトレッドは、
タイヤの幅方向断面において、一対のサイドウォール間
で、タイヤ最大幅位置まで延びる円弧状であり、キャン
バー角を増加した際に、トレッド側端部域でも一定以上
の接地形状を確保できるところに特徴がある。かような
トレッド形状を有する二輪タイヤでは、カーカスを単に
ラジアル化してもサイド剛性が確保されないために、ラ
ジアル構造の適用が四輪車用タイヤに比較して遅れてい
たのである。かような背景の下、二輪車用タイヤのラジ
アル化を確立するために、種々の技術が開発された。
は、そのサイド剛性を確保するために、タイヤ赤道面に
対して30〜40°程度の傾斜角度で配置したコードに
よるプライの少なくとも2枚を、プライ間でコードが交
差する配置で積層して成るカーカスを適用しているが、
トレッド部分の曲げ剛性が高くなる結果、直進安定性が
阻害されていた。
ジアル構造とした二輪車用タイヤにおいて、タイヤ赤道
面と実質上平行に配置したスチールコードによってベル
トを構成し、優れた直進安定性を二輪車用ラジアルタイ
ヤに付与することが、特公平7−41764号公報に開
示されている。なお、直進安定性とは、走行時における
外乱に対する収斂性として定義されている。
と実質上平行に配置した場合、タイヤの負荷転動中のト
レッド部に生じる曲げ変形に代表される、繰返し圧縮歪
入力にベルトコードが耐え切れずにコード切断に至るこ
とが、新たに問題となっていた。すなわち、従来のスチ
ールコードは圧縮モジュラスが比較的高く、コードに加
わる圧縮歪みが小さくてもコードの一部に座屈が生じ、
さらに圧縮入力が加わると、その座屈部分において曲げ
変形が進行して疲労破壊が生じていた。
は、タイヤ赤道面と実質上平行に配置したスチールコー
ドによってベルトを構成した二輪車用ラジアルタイヤに
おいて、ベルトコードに切断時全伸びが4〜8%のもの
を用いることが、記載されている。また、特許第293
5481号公報には、同様にタイヤ赤道面と実質上平行
に配置したスチールコードによってベルトを構成した二
輪車用ラジアルタイヤにおいて、ベルトコードの種々の
荷重での伸びを規定することが、記載されている。
またはトレッド部の耐磨耗性の改善を所期して、ベルト
コードを選択しているが、いずれも高い伸び率を示すた
めに、上記したスチールコードに圧縮歪みが生じた際の
座屈変形を抑制するのに有利に働くと考えられる。
のコードも、撚りピッチを短くしたり、または型付けを
施した素線を用いた、ストランドをさらに撚り合わせ
る、複撚り構造であるから、例えば1度の撚り工程で製
造が完了される単撚り構造のコードと比較して、コード
の製造工程が煩雑で生産性に劣るため、コスト面に問題
を残していた。
と、剛性が高まる結果、操縦安定性は改善されるが、ト
レッド部への入力振動を吸収しにくくなるため、振動吸
収性を損なう傾向があった。
ルコードをベルトに適用した二輪車用空気入りラジアル
タイヤにおいて、優れた直進安定性および振動吸収性の
両立を図りつつ、耐久性を向上するための方途について
提案することを目的とする。
ルタイヤのベルトにスチールコードを適用する場合、直
進安定性および振動吸収性を確保しつつ、耐久性、すな
わちコードの耐圧縮疲労性を改良する必要がある。その
ためには、従来のような素線の型付けや撚り構造の改良
に加えて、スチールコードの圧縮疲労メカニズムに則し
た耐疲労性の根本的改良が必須であることを見出し、こ
の発明を導くに至った。
おりである。 (1) 一対のビード部間でトロイド状に延在するカーカス
と、このカーカスのクラウン部の径方向外側に配置した
トレッドとの間に、タイヤの赤道面に実質上平行に配置
したコードをゴム被覆して成る、少なくとも1層のベル
トを有する二輪車用空気入りラジアルタイヤであって、
上記コードは、引張強さが2700N/mm2 以上のスチ
ールフィラメントの複数本を撚り合わせた単撚り構造に
成り、かつ切断時全伸びが3.0〜7.0%であること
を特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
のスチールフィラメントから成ることを特徴とする二輪
車用空気入りラジアルタイヤ。
は、その外径を撚りピッチで除した値が0.07以上
0.12以下であることを特徴とする二輪車用空気入り
ラジアルタイヤ。
て、スチールフィラメントの径が0.15〜0.35mm
であることを特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイ
ヤ。
て、コードを構成するフィラメント本数をNおよびフィ
ラメント径をd(mm)としたとき、Nπd2 /4で表さ
れるフィラメント総断面積が0.50以下であることを
特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
て、ベルトのコード打ち込み数が10〜60本/50mm
であることを特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイ
ヤ。
て、カーカスは、タイヤの赤道面に対して70〜90°
の角度で傾斜して配した化学繊維コードによる、少なく
とも1枚のプライから成ることを特徴とする二輪車用空
気入りラジアルタイヤ。
て、トレッドの湾曲度が0.15〜0.45であること
を特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
て、ベルトのスチールコードを被覆するゴムの組成が、
ゴム100重量部に対して硫黄:3〜7重量部およびコ
バルト:0.2〜1.5重量部を含むことを特徴とする
二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
て、ベルトのスチールコードを被覆するゴムに含まれる
硫黄およびコバルトのゴム100重量部に対する重量部
数のそれぞれ50%以上の、ゴム100重量部に対する
重量部数で、硫黄およびコバルトを含む補助ゴム層を、
ベルトの径方向外側および/または径方向内側の隣接域
に配置したことを特徴とする二輪車用空気入りラジアル
タイヤ。
するカーカスと、このカーカスのクラウン部の径方向外
側に配置したトレッドとの間に、タイヤの赤道面に対し
て10°以下の角度で配したコードをゴム被覆して成
る、補強層を有する空気入りタイヤであって、上記コー
ドは、引張強さが2700N/mm2 以上のスチールフィ
ラメントの複数本を撚り合わせた単撚り構造に成り、切
断時全伸びが3.0〜7.0%であることを特徴とする
空気入りタイヤ。
の赤道面に実質上平行に配置したことを特徴とする空気
入りタイヤ。
用空気入りラジアルタイヤを図解する。このタイヤは、
1対のビードコア1間でトロイド状に延びるカーカス
2、このカーカス2のクラウン部のタイヤ径方向外側に
おいて、タイヤの赤道面Oに沿って配置したコードをゴ
ム被覆した、少なくとも1層のベルト3およびこのベル
ト3のタイヤ径方向外側に配置したトレッド4から成
る。そして、ベルト3に、引張強さが2700N/mm2
以上のスチールフィラメントの複数本を撚り合わせた単
撚り構造で、切断時全伸びが3.0〜7.0%であるコ
ードを適用することを、特徴とする。
した場合に問題となる、ベルトに加わった圧縮変形によ
るコード折れ、さらにコード破断を回避するには、まず
当該スチールコードの切断時全伸びを3.0〜7.0%
の範囲に規制することが、有効である。
ュラスが比較的に高く、例えば1%未満の小さな圧縮歪
みでもコードの一部に座屈変形が生じ、さらに圧縮入力
が加わると、その座屈部分のみで曲げ変形が進むため、
座屈部分で疲労破壊が発生する。かように、在来のスチ
ールコードでは、圧縮変形時に座屈を生じて、そこで局
所的に歪みが集中するために、耐疲労性の低下を来して
いたのである。従って、耐疲労性を改善するには、圧縮
変形時の座屈の発生を回避することが極めて有効であ
り、そのためにはスチールコードの切断時全伸びを3.
0%以上にする。すなわち、スチールコードの切断時全
伸びを3.0%以上にすると、圧縮変形がカーカスのコ
ードに加わった際、この圧縮力を吸収して座屈の発生を
未然に回避することが可能となり、コード折れひいては
コード破断を回避し、耐疲労性の向上が達成されるので
ある。
切断時全伸びを3.0%以上にすることによって、モジ
ュラス、特に初期モジュラスが在来のスチールコードに
比較して低くなり、低い応力に対しての伸びが確保され
るから、タイヤのベルトに適度な柔軟性を付与すること
が可能になる。従って、この発明に従うスチールコード
をベルトに適用することによって、振動吸収性は改善さ
れるのである。
7.0%をこえると、コード製造時におけるコード長手
方向の寸法変化が大きくなりすぎ、タイヤを安定して製
造しにくくなる。
ードは、その製造においても問題が生じる。すなわち、
この種のコードの製造は、複数本のフィラメントを撚り
合わせるに先立ち、複数本のピンが千鳥足状に並んだ、
くせ付け装置に各フィラメントを通すことによって型付
けしてから、複数本のフィラメントを撚り合わせ、その
後、コードの品質、特に真直性を保証するために、矯正
装置(ストレートナー)を通過させて製品とするのが、
通例である。かような工程にて切断時全伸びが7.0%
をこえるコードを製造するには、くせ付け装置のピン相
互の間隔を大きくする必要があり、その後の撚り合わせ
工程を経てテンションが解放された場合に、撚り戻り現
象が生じる結果、得られるコードの品質は安定性に欠け
たものとなる上、さらに矯正装置を通過させた(つまり
型付けを少し戻した)場合には、所望の伸びを得ること
が困難になる。
メントの引張強さを2700N/mm 2 以上とすること
も、肝要である。なぜなら、タイヤに必要な破壊強力を
付与するに当り、フィラメントの引張強さを2700N
/mm2 以上にすると、フィラメントの径を必要以上に太
くすることなく、必要不可欠なタイヤ総強力が得られる
からである。
構造のコードにおいて切断時全伸びを3.0%以上と高
くするには、コードの外径、つまりコードをゴム物品、
例えば、この発明におけるタイヤに埋設した状態におけ
るコードの外径を撚りピッチで除した値を0.07以上
0.12以下にすることが、有利である。すなわち、コ
ード外径を撚りピッチで除した値を大きくすることによ
って、荷重方向とフィラメントが成す角度が大きくなる
結果、コードの切断時全伸びは上昇する。特に、このコ
ード外径を撚りピッチで除した値が0.07以上になる
と、コードの座屈変形の発生が無くなり耐疲労性が向上
する。一方、コード外径を撚りピッチで除した値が過度
に大きくなると、コード品質、生産性の悪化を招く上
に、上記の圧縮疲労性を向上する効果が小さくなるた
め、コード外径を撚りピッチで除した値は0.12以下
とすることが望ましい。
に型付け量の大きいコードにおいてテンション下での適
用の場合、ゴム中のコードの外径が2割前後縮小する可
能性がある。その場合、製造直後のコードの外径を基準
にすると、上記コードの外径を撚りピッチで除した値
は、0.15以下であればよいことになる。
状が円の場合はその径を測定すればよいが、同輪郭が楕
円形の場合は、その長径および短径の中心値をタイヤ周
上の4箇所の断面にて、各断面3箇所(センター部、セ
リアル側端部、反セリアル側端部)の計12箇所におい
て算出し、その平均値を外径とする。
る、コード全体にかかる圧縮歪をコード各部の均一変形
によって吸収する作用を阻害しないこと、さらにコード
の製造コストの点から、1×N(N:2〜7)の単撚り
構造とする。すなわち、単撚り構造は、一度の撚り工程
によって製造を行うことができるため、製造に要するコ
ストの大幅な低減が可能である。さらに、単撚り構造
は、スチールコードを構成する全てのフィラメントが同
一の螺旋形状であるために、コードに圧縮変形が加わっ
た際、全てのフィラメントが均等に変形する結果、応力
の集中を回避することができる。
本数をNおよびフィラメント径をd(mm)としたとき、
該フィラメント本数Nおよびフィラメント断面積πd2
/4の積Nπd2 /4で表されるフィラメント総断面積
を0.50以下にすることが、好ましい。このフィラメ
ント総断面積Nπd2 /4は、単撚り構造のスチールコ
ードにおける曲げ剛性の大きさを表す指標になるもので
ある。従って、Nπd 2 /4が0.35をこえると、コ
ード曲げ剛性が高くなり、その結果、トレッド部の面外
曲げ剛性が高くなりすぎるため、接地性が著しく低下
し、振動吸収性も低下するからである。
0.35mm、好ましくは0.18〜0.25mmとするこ
とが有利である。すなわち、フィラメントの径が0.1
5mm未満では製造時の伸線加工が困難になり、一方フィ
ラメントの径が0.35mmをこえると、コード径が大き
くなってコードの曲げ剛性が大きくなり過ぎ、接地性が
低下するばかりか、曲げ変形時のフィラメント表面曲げ
歪みが大きくなり、耐久性の面から好ましくない。
は、この種スチールフィラメントに適用される一般的な
鋼を用いることができ、具体的には引張り強さが300
0N/mm2 程度の普通鋼から引張り強さが4200N/
mm2 程度の超高力鋼までの広範囲の鋼を使用し得る。
込み数:10〜60本/50mmで適用することが好まし
い。すなわち、打ち込み数が10本/50mm未満では剛
性が低すぎて操縦安定性が阻害され、一方60本/50
mmをこえると、剛性が高くなりすぎて接地性が低下す
る。
配置した多数本のコードをゴムで被覆したもの、或いは
1本または複数本のコードをゴム被覆したテープをタイ
ヤ赤道面に沿って螺旋上に巻き回して成るもの、のいず
れでもよいが、この発明は後者に適用することがより有
効である。後者の場合は、タイヤ幅方向の一断面におい
て並ぶコードの本数を、上記打ち込み数とする。
ゴムには、コードとゴムとの間の接着性を良好にするた
め、その組成がゴム100重量部に対して硫黄:3〜7
重量部およびコバルト:0.2〜1.5重量部を含むも
のを用いるとよい。
は径方向内側の隣接域に、ベルトのスチールコードを被
覆するゴムに含まれる硫黄およびコバルトのゴム100
重量部に対する重量部数のそれぞれ50%以上好ましく
は80%以上の、ゴム100重量部に対する重量部数
で、硫黄およびコバルトを含む補助ゴム層を、ベルトの
径方向外側および/または径方向内側の隣接域に配置す
ることが有利である。すなわち、ベルトにおけるコード
とゴムとの接着性の観点から、ベルトの被覆ゴム中の硫
黄およびコバルトが周囲に移行するのを防ぐために、ベ
ルトの被覆ゴム径方向外側および/または径方向内側の
隣接域に補助ゴム層を配置することが好ましい。さら
に、コードにゴム被覆したテープをタイヤの赤道面に沿
って巻き回してベルトを形成する際に、例えばコード被
覆ゴムの一部がはげ落ちた場合に、その外側に補助ゴム
層があれば、大幅なコードの接着低下を防ぐことができ
る意味でも重要である。
スとしては、タイヤの赤道面に対して70〜90°の角
度で傾斜して配した、ナイロン、ポリエステル、レーヨ
ンまたは芳香族ポリアミドなどの化学繊維コードによ
る、少なくとも1枚のプライから構成する。なお、図1
に示した例は、2枚のプライ2aおよび2bからなるカ
ーカス2であり、ビードコア1で巻き返した、折り返し
端をカーカスプライ2aに対して同2bをタイヤ径方向
外側にして配置したものである。
5〜0.45であることが有利である。ここで、トレッ
ドの湾曲度は、トレッド幅に対する、トレッド端とトレ
ッド幅中心との径差の比、すなわち図1に示すB/Aで
定義されるものである。そして、この湾曲度が0.15
未満では、トレッドエンドが早期に現れてグリップ力が
損なわれることになり、一方0.45をこえると、タイ
ヤが必要以上に倒れることになりグリップの有効活用が
難しくなる。
よび内側に、タイヤの赤道面に対して、好ましくは20
°以上の角度で配した、ナイロンや芳香族ポリアミドな
どの化学繊維コードをゴム被覆して成る、少なくとも一
層のベルト補強層を、ベルト3の全幅および/または両
端部に配置することによって、タイヤ周方向剛性が増加
して操縦安定性(剛性感)の向上を助勢することも可能
である。
は、圧縮入力が負荷され、かつスチールコードによる高
剛性が必要な部分への適用が極めて有効である。特に、
コードの角度変化によって入力を緩和する、例えばコー
ドをタイヤの赤道面に対してかなり傾けて配置して成る
傾斜ベルトへの適用よりも、上記した二輪車用タイヤ
の、コードがタイヤ赤道面に実質上平行に配置されたベ
ルトへの適用は勿論、これのみならず、コードをタイヤ
の赤道面に対して10°以下、特には実質上平行に配置
して成る各種タイヤのベルト補強層に適用しても極めて
有効である。
ドを、図1に示した構造の二輪車用ラジアルタイヤのベ
ルト3に適用し、サイズ120/70ZR17の前輪用
タイヤおよびサイズ190/50ZR17の後輪用タイ
ヤを試作した。なお、カーカスはナイロンコード(12
60 d/2)をタイヤ赤道面に対して90°の角度で
配置した1プライに成る。
よびMT6.00のリムにそれぞれ組み込み、250k
Paおよび290kPaの内圧に調整したのち実車に装
着し、直進安定性および振動吸収性について、ライダー
のフィーリングによる評価を行った。この評価は、1〜
10の評点で行い、この評点が大きいほど良好であるこ
とを示す。
着し、3万kmを走行したのち、タイヤからベルトを取
り出し、そこから採取したゴム付きコードの残存疲労性
を調査した。すなわち、図2に示すように、ゴム付きコ
ード10を、直径40mmのプーリー11の3個に掛け回
し、小プーリー12を介して新品コード破断荷重の1割
に相当する錘13による引張り荷重をコードに付与した
状態において、該コード10を20cmの長さで進退させ
ることを繰り返してコードに繰り返し曲げ歪みを与え
て、コードが疲労破壊するまでの繰り返し数を測定し
た。これを10本のゴム付きコード10に行って、その
平均繰り返し数を求めた。その調査結果を、比較例2の
タイヤの場合の平均繰り返し数を100としたときの指
数で示した。この指数が大きいほど疲労に強いことを示
している。以上の各評価結果を、表1に併記する。
は、耐久性の向上に併せて、直進安定性および振動吸収
性の改善が達成されることがわかる。また、フィーリン
グ評価において、前輪タイヤでは剛性感や接地性が高度
に両立されていた上、キックバック性も良好であり、後
輪タイヤでは倒れ込み時の踏ん張りおよび安定性が共に
優れていることも、確認された。
ジアルタイヤのベルトに適用することによって、耐久
性、つまりベルトの圧縮変形に対する耐久性の改善を、
直進安定性および振動吸収性を犠牲にすることなしに有
利に達成することができる。とりわけ、ベルトコードを
タイヤ赤道面に沿って配置すると、タイヤの駆動および
制動時や突起乗り越し時に、ベルトコードに軸圧縮そし
て曲げ入力があった場合に、ベルトコードの角度変化に
よる入力緩和が不可能であるから、ベルトコードは過酷
な環境に置かれることになるが、この発明によるベルト
コードはそれ自体で入力緩和が達成されるため、耐久性
の向上が確実に達成されるのである。
た図である。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 一対のビード部間でトロイド状に延在す
るカーカスと、このカーカスのクラウン部の径方向外側
に配置したトレッドとの間に、タイヤの赤道面に実質上
平行に配置したコードをゴム被覆して成る、少なくとも
1層のベルトを有する二輪車用空気入りラジアルタイヤ
であって、上記コードは、引張強さが2700N/mm2
以上のスチールフィラメントの複数本を撚り合わせた単
撚り構造に成り、かつ切断時全伸びが3.0〜7.0%
であることを特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイ
ヤ。 - 【請求項2】 請求項1において、コードは2〜7本の
スチールフィラメントから成ることを特徴とする二輪車
用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項3】 請求項1または2において、コードは、
その外径を撚りピッチで除した値が0.07以上0.1
2以下であることを特徴とする二輪車用空気入りラジア
ルタイヤ。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
スチールフィラメントの径が0.15〜0.35mmであ
ることを特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
コードを構成するフィラメント本数をNおよびフィラメ
ント径をd(mm)としたとき、Nπd2 /4で表される
フィラメント総断面積が0.50以下であることを特徴
とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
ベルトのコード打ち込み数が10〜60本/50mmであ
ることを特徴とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
カーカスは、タイヤの赤道面に対して70〜90°の角
度で傾斜して配した化学繊維コードによる、少なくとも
1枚のプライから成ることを特徴とする二輪車用空気入
りラジアルタイヤ。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
トレッドの湾曲度が0.15〜0.45であることを特
徴とする二輪車用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかにおいて、
ベルトのスチールコードを被覆するゴムの組成が、ゴム
100重量部に対して硫黄:3〜7重量部およびコバル
ト:0.2〜1.5重量部を含むことを特徴とする二輪
車用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかにおい
て、ベルトのスチールコードを被覆するゴムに含まれる
硫黄およびコバルトのゴム100重量部に対する重量部
数のそれぞれ50%以上の、ゴム100重量部に対する
重量部数で、硫黄およびコバルトを含む補助ゴム層を、
ベルトの径方向外側および/または径方向内側の隣接域
に配置したことを特徴とする二輪車用空気入りラジアル
タイヤ。 - 【請求項11】 一対のビード部間でトロイド状に延在
するカーカスと、このカーカスのクラウン部の径方向外
側に配置したトレッドとの間に、タイヤの赤道面に対し
て10°以下の角度で配したコードをゴム被覆して成
る、補強層を有する空気入りタイヤであって、上記コー
ドは、引張強さが2700N/mm2 以上のスチールフィ
ラメントの複数本を撚り合わせた単撚り構造に成り、切
断時全伸びが3.0〜7.0%であることを特徴とする
空気入りタイヤ。 - 【請求項12】 請求項11において、コードは、タイ
ヤの赤道面に実質上平行に配置したことを特徴とする空
気入りタイヤ。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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