JP2009061870A

JP2009061870A - 不整地走行用の自動二輪車用タイヤ

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Publication number: JP2009061870A
Application number: JP2007230521A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukumoto; 徹福本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2027-09-05
Also published as: US20100224302A1; WO2009031340A1; US8403014B2; EP2186652A1; JP4538032B2; EP2186652A4; EP2186652B1

Abstract

【課題】耐久性を確保しながら、ダンピング性能と旋回性能とを両立して高めた不整地走行用自動二輪車用タイヤの提供。
【解決手段】内外のカーカスプライ６Ａ、６Ｂからなるカーカス６を具え、少なくとも一方のカーカスプライは、カーカスコード６Ｃに、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束のＮ本（２〜４本）を、上撚りにて撚り合わせたアラミド繊維コード１７を用いたアラミドプライからなる。アラミド繊維コード１７は、総繊度Ｄが２２００〜５０１０dtexの範囲、かつ次式（１）で示されるコードの撚り係数Ｔを有する。Ｔ＝ｎ×｛√（Ｄ）｝×１０^−３ −−−（１）（但し、ｎはコード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数（単位：回）、Ｄはコードの総繊度（単位：dtex））
【選択図】図２

Description

本発明は、撚り係数を特定したアラミド繊維コードをカーカスに使用することにより、耐久性を確保しながら、ダンピング性能と旋回性能とを両立して高めた不整地走行用の自動二輪車用タイヤに関する。

不整地における走行性能を向上させるためには、タイヤにおいて、路面の凹凸から受ける外力を吸収させるダンピング性能、及び旋回時のハンドリング性能を向上させることが特に重要である。そのため、従来の不整地走行用の自動二輪車用タイヤでは、カーカスを複数枚のプライで形成し、かつカーカスコードにナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維などの低弾性繊維のコードを採用するとともに、該カーカスコードの太さや打ち込み数等を調整することで、前記ダンピング性能と旋回時のハンドリング性能との両立が図られていた。

そして近年、車両の高性能化とともに不整地における走行性能のさらなる向上が強く要望されているが、前述の手法では限界があり、前記要望に充分応えることができなかった。そこで本発明者は、カーカスコードに高弾性のアラミド繊維を採用することを提案した。アラミド繊維は、損失正接が大きい（エネルギロスが大きい）特性を有するため、ダンピング性能にとって有利である。しかしその反面、圧縮側の入力に対する耐疲労性に劣るため、特に低内圧で使用される不整地走行用の自動二輪車用タイヤのカーカスコードとして使用した場合には、タイヤ変形量が非常に大となるため、コード破断を招きタイヤ耐久性を損ねるという問題がある。

そこで本発明は、コードの撚り係数Ｔを特定したアラミド繊維コードをカーカスコードとして使用することを基本とし、アラミド繊維コードの耐疲労性を高めてタイヤ耐久性を確保する一方、損失正接が大きいというアラミド繊維の特性を活かしてダンピング性能を向上でき、しかも旋回時の優れたハンドリング性能を発揮しうる不整地走行用の自動二輪車用タイヤを提供することを目的としている。

なお下記の特許文献１には、自動二輪車用タイヤのカーカスコードとして、例えばポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドといった有機繊維コードや金属コードなど必要に応じて各種のコードが採用されることが開示されている。

特開２００２−２９２１２号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスを有する不整地走行用の自動二輪車用タイヤであって、
前記カーカスは、タイヤ周方向に対して２０〜４０°の角度で配列するカーカスコードの配列体がトッピングゴムで被覆されかつ半径方向内外で重ね置きされる２枚のカーカスプライからなり、
しかも前記内外のカーカスプライのうちの少なくとも一方のカーカスプライは、カーカスコードに、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束のＮ本（２〜４本）を、上撚りにて撚り合わせたアラミド繊維コードを用いたアラミドプライとするとともに、
該アラミド繊維コードは、総繊度Ｄが２２００〜５０１０dtexの範囲、かつ次式（１）で示されるコードの撚り係数Ｔにおいて、
（ａ）前記アラミドプライが内のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが２本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．８〜３．２の範囲、
（ｂ）前記アラミドプライが内のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが３又は４本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲、
（ｃ）前記アラミドプライが外のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが２本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲、
（ｄ）前記アラミドプライが外のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが３又は４本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．２〜３．２の範囲としたことを特徴としている。
Ｔ＝ｎ×｛√（Ｄ）｝×１０^−３ −−−（１）
（但し、ｎはコード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数（単位：回）、Ｄはコードの総繊度（単位：dtex））

又請求項２の発明では、前記カーカスは、前記内外のカーカスプライをアラミドプライとしたことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記カーカスは、前記内外のカーカスプライのうちの一方のカーカスプライをアラミドプライとし、かつ他方のカーカスプライを、カーカスコードがナイロン繊維コード、レーヨン繊維コード、ポリエステル繊維コードから選択される非アラミドプライとしたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、カーカスを形成する２枚のカーカスプライのうちの少なくとも一方に、コードの撚り係数Ｔを所定範囲に規制したアラミド繊維コードをしている。前記撚り係数Ｔが所定範囲を下回ると、コードの耐疲労性が不足し、コード破断などの損傷を招くとともに、タイヤ剛性が過大となって、損失正接が大きいというアラミド繊維の特性が活かされず、ダンピング性能を充分に高めることができなくなる。逆に、撚り係数Ｔが所定範囲を超えると、コードの伸び性が過大となってタイヤ剛性の不足を招き、旋回時のハンドリング性能が損なわれることとなる。

なお前記撚り係数Ｔの範囲は、アラミド繊維コードが２本撚り構造の場合と、３〜４本撚り構造の場合とで相違させる必要があり、さらには２枚のカーカスプライのうちのどちらのカーカスプライにアラミド繊維コードが配されるかでも、その撚り係数Ｔの範囲を相違させる必要がある。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の不整地走行用の自動二輪車用タイヤの断面図である。

図１に示すように、本実施形態の不整地走行用の自動二輪車用タイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるブレーカ層７とを具える。前記トレッド部２は、タイヤ赤道Ｃからトレッド端Ｔｅに向かって凸円弧状に湾曲してのびるトレッド面２Ｓを有し、前記トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間の距離であるトレッド巾ＴＷがタイヤ最大巾をなすことにより、大きなバンク角での旋回走行を可能としている。

前記カーカス６は、半径方向内外に重ね置きされる合計２枚のカーカスプライ、即ち内のカーカスプライ６Ａと外のカーカスプライ６Ｂとから形成される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。そしてこのプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。

各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは図２に略示するように、タイヤ周方向に対して２０〜４０°の角度で傾斜配列するカーカスコード６Ｃの配列体をトッピングゴムで被覆したシート体によって形成される。このカーカス６は、各カーカスコード６Ｃがプライ間相互で交差するクロスプライ構造をなし、これにより低内圧での走行に必要なタイヤ剛性を確保している。

次にブレーカ層７は、タイヤ周方向に対して１５〜４０°の角度で傾斜配列するブレーカコードの配列体をトッピングゴムにて被覆した１枚以上、本例では２枚のブレーカ７Ａ、７Ｂから形成される。このブレーカ層７は、各ブレーカコードがプライ間相互で交差することによりブレーカ剛性を高め、トレッド部２を補強するとともに、カーカス６を外傷から保護している。なおブレーカコードには、従来タイヤと同様のナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード等が好適に採用される。

そして本発明のタイヤ１では、耐久性を確保しながら、ダンピング性能と旋回性能とを高レベルで両立させるために、内外のカーカスプライ６Ａ、６Ｂのうちの少なくとも一方のカーカスプライ、本例では、双方のカーカスプライ６Ａ、６Ｂに、アラミドプライ１６を採用している。

前記アラミドプライ１６は、カーカスコード６Ｃとしてアラミド繊維コード１７を用いたプライであって、このアラミド繊維コード１７は、図３〜５に示すように、下撚りしたアラミド繊維ｆのフィラメント束１８のＮ本（２〜４本）を、上撚りにて撚り合わせている。なお図３には、２本（Ｎ＝２）のフィラメント束１８を互いに撚り合わせた２本撚りの場合を例示し、図４には、３本（Ｎ＝３）のフィラメント束１８を互いに撚り合わせた３本撚りの場合を例示している。又図５には、４本（Ｎ＝３）のフィラメント束１８を互いに撚り合わせた４本撚りの場合が例示されており、本例では、２本のフィラメント束１８を中間撚りにて撚り合わせてストランド１９を形成した後、このストランド１９の２本を上撚りにて撚り合わせたものが例示されている。なお下撚り数と上撚り数、さらには中間撚り数は、互いに等しいことが好ましい。

ここでアラミド繊維は、損失正接が大きい（エネルギロスが大きい）ため、ダンピング性能に有利である。しかしその反面、弾性率が高い分、耐疲労性に劣る傾向がある。そのため、凹凸が大な不整地路を低内圧にて走行するタイヤでは、タイヤ変形量が非常に大となるためコード破断を早期に発生させる。そのため、次式（１）で示されるコードの撚り係数Ｔを、下記の如く規制している。
（ａ）前記アラミドプライ１６が内のカーカスプライ６Ａであり、かつフィラメント束１８の本数Ｎが２本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．８〜３．２の範囲、
（ｂ）前記アラミドプライ１６が内のカーカスプライ６Ａであり、かつフィラメント束１８の本数Ｎが３又は４本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲、
（ｃ）前記アラミドプライ１６が外のカーカスプライ６Ｂであり、かつフィラメント束１８の本数Ｎが２本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲、
（ｄ）前記アラミドプライ１６が外のカーカスプライ６Ｂであり、かつフィラメント束１８の本数Ｎが３又は４本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．２〜３．２の範囲としている。
Ｔ＝ｎ×｛√（Ｄ）｝×１０^−３ −−−（１）
（但し、ｎはコード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数（単位：回）、Ｄはコードの総繊度（単位：dtex））

具体的に説明すると、本例の如く、内外のカーカスプライ６Ａ、６Ｂにアラミドプライ１６が採用されている場合、内のカーカスプライ６Ａ（アラミドプライ１６）においては、アラミド繊維コード１７におけるフィラメント束１８の本数Ｎが２本（２本撚り）の場合には、撚り係数Ｔは２．８〜３．２の範囲に規制される。前記撚り係数Ｔが、２．８を下回ると、コードの耐疲労性が不足し、コード破断などの損傷を招く。しかもタイヤ剛性が過大となって、損失正接が大きいというアラミド繊維の特性が活かされず、ダンピング性能を充分に高めることができなくなる。逆に前記撚り係数Ｔが３．２を超えると、コードの伸び性が過大となってタイヤ剛性の不足を招き、旋回時のハンドリング性能を損ねるなど旋回性能を低下させる。従って、耐久性を確保しながら、ダンピング性能と旋回性能とを高レベルで両立させるためには、撚り係数Ｔを２．８〜３．２の範囲に規制する必要がある。

ここで、アラミド繊維コード１７におけるフィラメント束１８の本数Ｎが２本から３、４本に増える場合、撚り係数Ｔが同じであってもアラミド繊維の撚り量が増加するため、耐疲労性を向上できる。従って、この耐疲労性の向上分だけ、撚り係数Ｔの下限値をＮ＝２の場合よりも下げることが可能となる。従って、内のカーカスプライ６Ａ（アラミドプライ１６）において、アラミド繊維コード１７のフィラメント束１８の本数Ｎが３、４本の場合には、撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲に規制している。

又外のカーカスプライ６Ｂ（アラミドプライ１６）においては、アラミド繊維コード１７におけるフィラメント束１８の本数Ｎが２本の場合には、撚り係数Ｔは２．４〜３．２の範囲に規制される。これはタイヤ変形時、外のカーカスプライ６Ｂの方が、内のカーカスプライ６Ａに比して圧縮側の入力が作用しにくく、疲労性によるコード破断が生じ難い。従って、その分だけ撚り係数Ｔの下限値を、内のカーカスプライ６Ａの場合よりも下げることができる。従って、外のカーカスプライ６Ｂ（アラミドプライ１６）においては、アラミド繊維コード１７におけるフィラメント束１８の本数Ｎが２本の場合には、撚り係数Ｔは２．４〜３．２、フィラメント束１８の本数Ｎが３、４本の場合には、撚り係数Ｔを２．２〜３．２の範囲とすることができる。この場合にも、耐久性を確保しながら、ダンピング性能と旋回性能とを高レベルで両立させうる。

このとき、前記アラミド繊維コード１７では、前記総繊度Ｄが２２００〜５０１０dtexの範囲であることも必要である。前記総繊度Ｄが２２００dtex未満であると、コード打ち込み本数を増やした場合にも、コードが細過ぎてタイヤ剛性が不足し、ダンピング性能と旋回性能との高レベルでの両立が困難である。又タイヤ変形量自体も増加するため、耐久性も低下する。逆に総繊度Ｄが５０１０dtexを超えると、コード径が大きくなり、そのためトッピングゲージが厚くなる。その結果、タイヤ重量が増加し、操縦安定性の低下やコストの増大を招くという問題がある。

次に、カーカス６では、前記内外のカーカスプライ６Ａ、６Ｂのうちの一方のカーカスプライ６Ａ（又は６Ｂ）のみをアラミドプライ１６とし、かつ他方のカーカスプライ６Ｂ（又は６Ｂ）を、カーカスコード６Ｃがナイロン繊維コード、レーヨン繊維コード、ポリエステル繊維コードから選択される非アラミド繊維コードを用いた非アラミドプライとすることもできる。係る場合にも、耐久性を確保しながら、ダンピング性能と旋回性能とを高レベルで両立させることが可能となる。なお非アラミドプライを混用する場合、非アラミド繊維コードにおける総繊度Ｄは、アラミド繊維コード１７における総繊度Ｄより大、かつ非アラミド繊維コードにおける撚り係数Ｔは、アラミド繊維コード１７における撚り係数Ｔより小である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示すタイヤ構造をなし、かつ表１〜８に示す仕様のカーカスコードを用いた不整地走行用の自動二輪車用タイヤ（タイヤサイズ１２０／８０−１９）タイヤを試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性（ダンピング性能、旋回性能）及び耐久性をテストし、その結果を表１に記載した。各タイヤとも、
カーカスコード以外は同仕様である。
＜カーカス＞
・プライ：内のカーカスプライ、外のカーカスプライ
・カーカスコード：表１に示す
・コード角度：＋３０°、 −３０°
・コード打ち込み数：５０本／５ｃｍ

（１）操縦安定性（ダンピング性能、旋回性能）：
タイヤをリム（１９×２．１５）、内圧（８０ｋＰａ）の条件にて、排気量２５０ｃｃの不整地走行用自動二輪車の後輪に装着し、不整地テストコースを走行したときのダンピング性能、及び旋回性能をドライバーの官能評価により、比較例２の従来的タイヤを３．０とする５点法で評価した。点数の大な方が優れている。なお前輪には、タイヤサイズ９０／１００−２１の市販のタイヤを装着している。

（２）耐久性：
上記車両を用い、不整地テストコースを４時間走行させた後、タイヤを解体し、カーカスコードの破断の有無を目視検査によって確認した。一箇所でもコード破断が発生した場合には破断有りと評価した。この耐久性テストで、コード破断が発生していなければ、一般市場で要求されるレベルを満足しうる。

本発明の不整地走行用の自動二輪車用タイヤの一実施例を示す断面図である。カーカスのコード配列を概念的に示す展開図である。２本撚りのアラミド繊維コード（カーカスコード）を示す斜視図である。３本撚りのアラミド繊維コード（カーカスコード）を示す斜視図である。５本撚りのアラミド繊維コード（カーカスコード）を示す斜視図である。

符号の説明

２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
６Ａ、６Ｂカーカスプライ
６Ｃカーカスコード
１６アラミドプライ
１７アラミド繊維コード
１８フィラメント束
ｆアラミド繊維

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスを有する不整地走行用の自動二輪車用タイヤであって、
前記カーカスは、タイヤ周方向に対して２０〜４０°の角度で配列するカーカスコードの配列体がトッピングゴムで被覆されかつ半径方向内外で重ね置きされる２枚のカーカスプライからなり、
しかも前記内外のカーカスプライのうちの少なくとも一方のカーカスプライは、カーカスコードに、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束のＮ本（２〜４本）を、上撚りにて撚り合わせたアラミド繊維コードを用いたアラミドプライとするとともに、
該アラミド繊維コードは、総繊度Ｄが２２００〜５０１０dtexの範囲、かつ次式（１）で示されるコードの撚り係数Ｔにおいて、
（ａ）前記アラミドプライが内のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが２本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．８〜３．２の範囲、
（ｂ）前記アラミドプライが内のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが３又は４本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲、
（ｃ）前記アラミドプライが外のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが２本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．４〜３．２の範囲、
（ｄ）前記アラミドプライが外のカーカスプライであり、かつフィラメント束の本数Ｎが３又は４本の場合、前記コードの撚り係数Ｔを２．２〜３．２の範囲としたことを特徴とする不整地走行用の自動二輪車用タイヤ。
Ｔ＝ｎ×｛√（Ｄ）｝×１０^−３ −−−（１）
（但し、ｎはコード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数（単位：回）、Ｄはコードの総繊度（単位：dtex））
前記カーカスは、前記内外のカーカスプライをアラミドプライとしたことを特徴とする請求項１記載の不整地走行用の自動二輪車用タイヤ。
前記カーカスは、前記内外のカーカスプライのうちの一方のカーカスプライをアラミドプライとし、かつ他方のカーカスプライを、カーカスコードがナイロン繊維コード、レーヨン繊維コード、ポリエステル繊維コードから選択される非アラミドプライとしたことを特徴とする請求項１記載の不整地走行用の自動二輪車用タイヤ。