JP2006240503A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 完成品の歩留まりを下げることなく、振動、乗心地に重要な影響を与える真円度を悪化させることのない二輪車用空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】 トレッド部２０において、ベルト端１８Ｅよりもタイヤ幅方向外側の領域にタイヤ周方向に延在する変形抑制溝２８を形成する。タイヤ製造時のカーカス１６のコードの熱収縮対策により、スパイラルベルト１８に直角方向の変形が生じようとするが、二輪車用空気入りタイヤ１０を上述した構造とすることで、変形抑制溝２８が変形してスパイラルベルト１８に対して直角方向の変形が抑えられ、スチールコードで構成されたスパイラルベルト１８の塑性変形が全体的に抑えられることでトレッド部２０の変形が抑えられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二輪車用空気入りタイヤにかかり、特に、製造上の歩留まりが良く、振動、乗心地を向上した二輪車用空気入りタイヤに関する。

タイヤの骨格（例えば、カーカス等）部材として使用される材料の内、ナイロン、ポリエステル等の化学繊維は、高温下で熱収縮という現象を発生する。これはある一定長さの繊維が熱による影響により短くなろうとする現象である。

タイヤ製造に際して、加硫時に受ける温度は１５０°Ｃ以上に達するため、上記化学繊維は当然熱収縮を発生し、その影響は無視できない。

そのため、製造の実際では、加硫直後より５０°Ｃ前後の熱収縮の無くなる温度に下がるまでの間、タイヤ内面から力をかけて熱収縮とバランスを取ったり、コアと呼ばれる金属で内側から支えたりすることで、熱収縮の影響を最小限に抑える工夫がされてきた事実がある。

しかしながら、内圧をかけるために、圧力が逃げないように図６に示すように、タイヤ１００の側面部１０２にリム１０４（気密装置）を押し付ける際に生じる変形や、前記コアを脱着する場合にビード部を押し広げることで生じる変形があり、熱収縮の抑制を行う際にはこのようにタイヤに変形を与える過程を経ることになる。

例えば、両ビード部が内側に押し込まれる事により、サイド〜トレッド部が変形する。タイヤはこの変形前後での周方向長さの帳尻を合わせるために波打ちを生じる。

この波うちが問題となっている変形であり、断面（タイヤ赤道面に沿った断面）方向の剛性が変化する部位、即ち、周方向の溝を基点に発生する。

上述の変形は、金属製周方向スパイラルベルトを有するタイヤ（例えば、特許文献１参照）において別の問題を生じさせている。

即ち、その別の問題とは、加硫直後の高温下ではカーカス等に使用されている有機材料の強度が著しく低下するので上述変形は大きくなる傾向にあるが、上記熱収縮対策の過程で加えられる変形がしばしばベルトの金属材料の塑性域に達し、タイヤに塑性変形を残してしまうということである。

その結果、完成品の歩留まりを下げたり、製品タイヤにおいて振動、乗心地に重要な影響を与える真円度を悪化させたりする要因となるため、上記塑性変形問題の解決が望まれていた。
特開平０３−１６９７１３号公報

周方向スパイラルベルトを有する二輪車用空気入りタイヤにおいては、踏面部の排水用の主溝とベルトのコード方向の一致を防ぐパターン設計が普通であり、主溝の周方向成分を少なくし、断面方向成分（ラグ成分）を大きく取る設計がタイヤ各社でなされている。

これは両者の向きが一致した場合に極端に大きくなる溝底の歪み、ひいては歪みから生じる踏面部の亀裂、破壊を懸念しての事である。

確かにこれは事実であり、接地端などの特に屈曲が大きい位置ではタイヤ破壊に至る亀裂を生じさせている。

しかしながら、このようなパターン設計からくる溝配置は、製造の現場では逆に支障となる。即ち、溝の幅方向成分を大きくしたタイヤでは、前述の熱収縮対策実施時において、図７（Ａ）から図７（Ｂ）へと断面方向成分の大きい溝１０６に沿って集中的に変形する問題がある。なお、図７において、符号２０はトレッド部、符号１８は螺旋状に巻回された金属コードからなるスパイラル構造のベルトである。

この変形は、ベルトのコードに対し略直角に加わる変形であり、高熱下で材料の強度が低下した状況では、スパイラルベルトの変形は塑性領域にしばしば達する。

周方向スパイラルベルトが屈曲に比較的強いテキスタイルベルトでは問題になり難かったが、近年、金属コードからなる金属製スパイラルベルトも増加しており、このような問題が深刻化している。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、製造中のタイヤ変形を少なくし、かつ製品タイヤでの耐久性を維持することのできる二輪車用空気入りタイヤを提供することが目的である。

完成品の歩留まりを下げることなく、振動、乗心地に重要な影響を与える真円度を悪化させることのない二輪車用空気入りタイヤを提供することが目的である。

先ず、従来のタイヤ幅方向成分主体の溝配置は、製品タイヤでの溝底のクラック発生、亀裂発生が優れる反面、欠点として、前述の製造過程で生じる変形がタイヤ踏面外側、タイヤ踏面ショルダー部近傍の溝に集中し、そこに位置する周方向スパイラルベルトに塑性域に達する変形を与えてしまう可能性がある。

また、二輪車の特性としては、直進時、タイヤ中央部を使用し、旋回時にタイヤショルダー側を使用するというものである。

その際にかかる負荷を考えると、負荷のかかっている時間は、トレッドのタイヤショルダー側はセンター部に対比で２０％程度と少なく、荷重的には旋回時に生じる遠心力の影響で３０％程度（直進時対比）で高いという特性がある。

発明者の種々の調査等から、周方向スパイラルベルのコードと溝の方向が一致することで生じる故障は、歪みが大きく、かつ繰り返し入力を受ける部分で発生しており、周方向スパイラルベルトのコードと溝の方向が一致することが、即、故障につながるとは言い難く、溝の位置、形状、部材配置により事実上故障を回避できる余地があることが判明した。

発明者は、踏面のショルダー側が接地する際に、荷重の増加はあるものの、使用時間が極端に少ないことに着目した。

周方向溝がもたらす耐久性能の低下を最小に、かつ金属製スパイラルベルトに対してなるだけコード直角方向の変形を与えないという考えから、ベルト端部よりもタイヤ幅方向外側に、排水用とは異なる溝を配置する事で亀裂につながる変形の頻度を無くし、該溝を熱収縮対策を実施する場合の変形に対応させる事で、ベルトコードに対して直角な方向の入力が入ることで発生するベルトコードの塑性変形を抑えられることを見出した。

請求項１に記載の発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、一対のビードコア間をトロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、金属コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回することで構成されたスパイラルベルトと、前記スパイラルベルトのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備えた二輪車用空気入りタイヤであって、前記トレッド部の踏面で、かつ前記スパイラルベルトの幅方向端よりもタイヤ幅方向外側の領域に、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。

タイヤ製造時のカーカスコードの熱収縮対策（例えば、ビード部の内側への押し込み）により、スパイラルベルトに対して直角方向の変形が生じようとするが、変形抑制溝が変形（溝幅が狭くなる）して上記スパイラルベルトに対する直角方向の変形が抑えられ、スパイラルベルトの塑性変形が抑制されることでトレッド部の変形が抑えられる。

変形抑制溝は上記のようにして変形が残ってしまう場合があるが、変形抑制溝の配置されている位置は二輪車用空気入りタイヤとしては使用時間が極端に少ないショルダー付近であるため、ベルトコードと方向が一致はしているが、変形抑制溝からの故障発生は抑えられる。

なお、本願発明において、変形抑制溝が形成されている意味は、変形抑制溝の溝中心線が上記領域に位置していることを意味しており、溝の一部分が上記領域外に入っていても良い。

請求項２に記載の発明は、一対のビードコア間をトロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、金属コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回することで構成されたスパイラルベルトと、前記スパイラルベルトのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、タイヤ断面高さが１３０ｍｍ以下に設定された二輪車用空気入りタイヤであって、前記トレッド部の踏面には、前記スパイラルベルトのベルト端からタイヤ幅方向内側に向けて前記トレッド部の踏面に沿って計測する前記スパイラルベルトのベルト幅寸法の２０％の距離だけ前記踏面に沿って至った位置よりもタイヤ幅方向外側の領域に、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用も請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用と基本的に同じである。

ここで、タイヤ断面幅が１３０ｍｍ以下に設定された比較的小さい二輪車用空気入りタイヤを装着する二輪車は、例えば、大型のスポーツタイプの二輪車用空気入りタイヤに比較してトレッドのショルダー側の使用頻度は更に少ない。したがって、スパイラルベルトのベルト端からタイヤ幅方向内側に向けてトレッド部の踏面に沿って計測するスパイラルベルトのベルト幅寸法の２０％の距離だけ踏面に沿って至った位置よりもタイヤ幅方向外側の領域に、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されていても耐久上問題はない。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤにおいて、前記変形抑制溝の溝中心線は、タイヤ周方向に対する角度が３０°未満である、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。

変形抑制溝の溝中心線のタイヤ周方向に対する角度が３０°以上になると、スパイラルベルトが塑性変形を起こしやすくなる。好ましくは１５°以下である。

請求項４に記載の発明は、一対のビードコア間をトロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、金属コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回することで構成されたスパイラルベルトと、前記スパイラルベルトのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備えた二輪車用空気入りタイヤであって、タイヤ断面高さを計測する際のタイヤ径方向内側の基準となるビードベースラインから前記トレッド部のトレッド端までのタイヤ径方向に沿って計測するトレッド端高さをＴＥＨ、前記トレッド端高さＴＥＨの７０％位置から前記トレッド端までのタイヤ側部の領域をバットレス部としたときに、前記バットレス部には、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤでは、変形抑制溝がトレッドのショルダー付近に形成されていたが、バットレス部に形成されていてもカーカスの熱収縮によるスパイラルベルトに対して直角方向の変形は吸収され、スパイラルベルトの塑性変形が全体的に抑えられることでトレッド部の変形が抑えられる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤにおいて、前記変形抑制溝の溝幅は、２〜６ｍｍの範囲内である、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。

変形抑制溝の溝幅が２ｍｍ未満では、溝壁同士がくっついてしまい、ベルトコード直角方向の変形を発生する虞がある。

一方、変形抑制溝の溝幅が６ｍｍを超えると、ショルダー付近に形成していても変形抑制溝の変形が大きくなり故障を発生する虞がある。

したがって、変形抑制溝の溝幅は、２〜６ｍｍの範囲内が好ましい。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤにおいて、前記変形抑制溝の溝深さは、前記トレッドゴム層のゲージの０．３３〜０．７０倍の範囲内である、ことを特徴としている。

次に、請求項６に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。

変形抑制溝の溝深さがトレッドゴム層のゲージの０．３３倍未満では、変形がタイヤ幅方向成分の大きな溝で発生する虞があり、場合によってはショルダーブロックが変形する虞がある。

一方、変形抑制溝の溝深さがトレッドゴム層のゲージの０．７０倍を超えると、トレッドのショルダー付近が接地するような状況下において、トレッドの変形が大きくなり過ぎる。

したがって、変形抑制溝の溝深さをトレッドゴム層のゲージの０．３３〜０．７０倍の範囲内とすることが好ましい。

以上説明したように本発明の二輪車用空気入りタイヤは上記の構成としたので、完成品の歩留まりを下げることなく、振動、乗心地に重要な影響を与える真円度を悪化させることがない、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０は、一対のビードコア１２間（図１（Ａ）においては片側のみ図示）にトロイダルに延在させるとともに、各側部をビードコア１２の周りで折返して半径方向外方に巻上げた、少なくとも一枚のプライからなるカーカス１６を備えている。

カーカス１６は、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維コードを多数本含んで構成されている。

カーカス１６のタイヤ径方向外側には、少なくとも１枚のプライからなるスパイラルベルト１８が配設されている。

本実施形態のスパイラルベルト１８は、ゴム被覆したスチールコードを周方向に螺旋状に巻回して構成したものである。

スパイラルベルト１８のさらに外周側には、タイヤの最大幅位置まで円弧状に延びるトレッド部２０を構成するトレッドゴム層２２が設けられている。また、スパイラルベルト１８の外周側には、トレッドゴム層２２の両側にサイド部２４を形成するサイドゴム層２６が設けられている。

なお、スパイラルベルト１８のベルト端１８Ｅは、トレッド部２０のトレッド端２０Ｅよりもタイヤ幅方向内側に位置している。

本実施形態のトレッド部２０には、ベルト端１８Ｅよりもタイヤ幅方向外側の領域に、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝２８が形成されている。

なお、本実施形態の変形抑制溝２８は、タイヤ周方向に沿って連続して形成されているが、図２（Ｂ）に示すように、変形抑制溝２８の溝中心線２８ＣＬのタイヤ周方向に対する角度が３０°未満であればタイヤ周方向に対して傾斜していても良い。また、図３に示すように、変形抑制溝２８は、ベルト端１８Ｅよりもタイヤ幅方向外側の領域に複数本形成しても良い。

この変形抑制溝２８は、溝幅（開口部分）Ｗを２〜６ｍｍの範囲内、溝深さＤをトレッドゴム層２２のゲージＧの０．３３〜０．７０倍の範囲内とすることが好ましい。

変形抑制溝２８の断面形状は、略Ｖ字状、略Ｕ字状等の通常の断面形状で良いが、底部は応力集中を抑えるために円弧形状が好ましい。

また、トレッド部２０には、通常の排水用の主溝３０が形成されている。この主溝３０は、ショルダー側がタイヤ周方向に対して大きな角度を有し、タイヤ赤道面ＣＬ側に向けてタイヤ周方向に対する角度を減じているが、主溝３０の形状はこれに限らず、従来公知の種々のものが適用できる。
（作用）
次に、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０の作用を説明する。

タイヤ製造時のカーカス１６のコードの熱収縮対策により、スパイラルベルト１８に直角方向の変形が生じようとするが、二輪車用空気入りタイヤ１０を上述した構造とすることで、変形抑制溝２８が変形してスパイラルベルト１８に対して直角方向の変形が抑えられ、スチールコードで構成されたスパイラルベルト１８の塑性変形が全体的に抑えられることでトレッド部２０の変形が抑えられる。

したがって、完成品の歩留まりを下げることなく、振動、乗心地に重要な影響を与える真円度を悪化させることのない二輪車用空気入りタイヤ１０を提供できる。

なお、変形抑制溝２８の溝中心線２８ＣＬのタイヤ周方向に対する角度θが３０°以上になると、スパイラルベルト１８が塑性変形を起こしやすくなる。角度θは好ましくは１５°以下である。

変形抑制溝２８の溝幅Ｗが２ｍｍ未満では、溝壁同士がくっついてしまい、ベルトコード直角方向の変形を発生する虞がある。

一方、変形抑制溝２８の溝幅Ｗが６ｍｍを超えると、ショルダー付近に形成していても変形抑制溝２８の変形が大きくなり故障を発生する虞がある。

また、変形抑制溝２８の溝深さＤがトレッドゴム層２２のゲージＧの０．３３倍未満では、変形がタイヤ幅方向成分の大きな溝で発生する虞があり、場合によってはショルダー側の陸部が変形する虞がある。

一方、変形抑制溝２８の溝深さＤがトレッドゴム層２２のゲージＧの０．７０倍を超えると、トレッド部２０のショルダー付近が接地するような状況下において、トレッド部２０の変形が大きくなり過ぎる。
［第２の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を詳細に説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

上記第１の実施形態では、変形抑制溝２８をトレッド部２０に形成したが、図４に示すように、変形抑制溝２８をバットレス部３２に形成しても良い。

なお、バットレス部３２とは、タイヤ断面高さＳＨを計測する際のタイヤ径方向内側の基準となるビードベースラインＢＬからトレッド端２０Ｅまでのタイヤ径方向に沿って計測するトレッド端高さをＴＥＨとしたときに、トレッド端高さＴＥＨの７０％位置からトレッド端２０Ｅまでのタイヤ側部の領域のことである。

バットレス部３２に変形抑制溝２８を形成しても第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、変形抑制溝２８は、バットレス部３２とトレッド部２０とに形成しても良い。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例のタイヤ、及び本発明の適用された実施例のタイヤを夫々用意してドラム試験機にて耐久性試験を行った。また、本発明の構造の適用されたタイヤの製造時の良品率についても従来例共に調べを行った。

従来例のタイヤ、及び実施例のタイヤの諸元は表１、２内に記載した通りである。

製造時良品率の評価：（クラウン凹凸アウト数／加硫総数）による比較を行った。評価は、従来例Ａを１００とする指数表示とし、数値が大きいほど製造時良品率が良いことを示している。

耐久ドラム走行距離：ドラム試験機でタイヤが故障するまで連続走行させ、故障発生までの走行距離を測定した。評価は、従来例Ａを１００とする指数表示とし、数値が大きいほど走行距離が長く、耐久性に優れていることを表している。

試験の結果、本発明の適用された実施例のタイヤは、いずれも製造時の良品率が大幅に向上していた。

また、本発明の適用された実施例のタイヤは、耐久ドラム上においては従来対比で若干の性能低下が見られているものもあったが、指数でマイナス５程度は実使用上では殆ど差異は生じないレベルのものである。

（Ａ）は第１の実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図であり、（Ｂ）は第１の実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 （Ａ）は第１の実施形態の変形例に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図であり、（Ｂ）は第１の実施形態の変形例に係る二輪車用空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 （Ａ）は第１の実施形態の他の変形例に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図であり、（Ｂ）は第１の実施形態の他の変形例に係る二輪車用空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 （Ａ）は第２の実施形態の変形例に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図であり、（Ｂ）は第２の実施形態の変形例に係る二輪車用空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 （Ａ）は従来例に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図であり、（Ｂ）は従来例に係る二輪車用空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 熱収縮の影響を最小限に抑えるための装置の概略図である。 （Ａ），（Ｂ）はスパイラルベルトのコードに沿ったトレッドの断面図である。

符号の説明

１０ 二輪車用空気入りタイヤ
１２ ビードコア
１６ カーカス
１８ スパイラルベルト
２０ トレッド部
２０Ａ トレッド端
２２ トレッドゴム層
２４ サイド部
２６ サイドゴム層
２８ 変形抑制溝
ＣＬ タイヤ赤道面

Claims (6)

1. 一対のビードコア間をトロイド状に跨るカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、金属コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回することで構成されたスパイラルベルトと、
   前記スパイラルベルトのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、
   を備えた二輪車用空気入りタイヤであって、
   前記トレッド部の踏面で、かつ前記スパイラルベルトの幅方向端よりもタイヤ幅方向外側の領域に、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されている、ことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 一対のビードコア間をトロイド状に跨るカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、金属コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回することで構成されたスパイラルベルトと、
   前記スパイラルベルトのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、
   を備え、タイヤ断面高さが１３０ｍｍ以下に設定された二輪車用空気入りタイヤであって、
   前記トレッド部の踏面には、前記スパイラルベルトのベルト端からタイヤ幅方向内側に向けて前記トレッド部の踏面に沿って計測する前記スパイラルベルトのベルト幅寸法の２０％の距離だけ前記踏面に沿って至った位置よりもタイヤ幅方向外側の領域に、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されている、ことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記変形抑制溝の溝中心線は、タイヤ周方向に対する角度が３０°未満である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
4. 一対のビードコア間をトロイド状に跨るカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、金属コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回することで構成されたスパイラルベルトと、
   前記スパイラルベルトのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、
   を備えた二輪車用空気入りタイヤであって、
   タイヤ断面高さを計測する際のタイヤ径方向内側の基準となるビードベースラインから前記トレッド部のトレッド端までのタイヤ径方向に沿って計測するトレッド端高さをＴＥＨ、前記トレッド端高さＴＥＨの７０％位置から前記トレッド端までのタイヤ側部の領域をバットレス部としたときに、
   前記バットレス部には、タイヤ周方向に延在する変形抑制溝が形成されている、ことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
5. 前記変形抑制溝の溝幅は、２〜６ｍｍの範囲内である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
6. 前記変形抑制溝の溝深さは、前記トレッドゴム層のゲージの０．３３〜０．７０倍の範囲内である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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