JP2013139165A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 バンド層の波打ちを抑えてタイヤ品質の低下を抑制し、かつ優れた操縦安定性を発揮するとともに、軽量化を達成する。
【解決手段】 カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に、バンドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回した少なくとも１枚のバンドプライからなるバンド層を具える。前記バンドコードは、素線径０．２ｍｍの５本のスチール素線を撚り合わせた１×５の束撚り構造をなす。前記スチール素線は、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線を含むとともに、前記バンドコードのコード１本当たりの圧縮剛性を２００〜４００Ｎ／ｍｍの範囲とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車用タイヤとして好適であり、バンドコードに、所定構造かつ所定物性のスチールコードを用いた空気入りタイヤに関する。

下記の特許文献１には、高速時の直進安定性を高く維持しながら旋回性能を向上させるために、自動二輪車用タイヤのバンドコードに、スチールコードを採用することが提案されており、又このスチールコード（バンドコード）として例えば素線径０．１７ｍｍの９本のスチール素線を用いた３×３構造のものが記載されている。

他方、自動二輪車用タイヤにおいても、燃費性向上の観点から、タイヤを軽量化して転がり抵抗を減じることが望まれている。

そこで本発明者は、素線径０．２ｍｍの５本のスチール素線を撚り合わせた１×５の束撚り構造を採用することを提案した。このコードは、素線本数が５本と少ないものの素線径が０．２ｍｍとやや太いため、充分なトレッド剛性を確保でき、前記特許文献１に記載のバンドコードと同等の操縦安定性を発揮することができる。しかも、素線本数が５本と少なく、かつ最もコンパクトな束撚り構造をなすため、コード径が減じられ、バンド層の厚さを減少させうるとともに、コードのスチール量も少なくなるためタイヤの軽量化を達成しうる。

しかし本発明者のさらなる研究の結果、前記バンドコードの場合、コードの圧縮剛性が高くなり、タイヤ形成時、バンドコードに波打ちが生じてタイヤ品質を損ねるという問題があることが判明した。ここで、自動二輪車用タイヤでは、トレッド曲率半径が小さいため、タイヤ周長は、タイヤ赤道面側に比してトレッド縁側が著しく短くなる。その結果、加硫成型時、トレッド縁側には前記タイヤ周長差に起因して周方向に圧縮力が作用する。そして、バンドコードの圧縮剛性が高い場合、このバンドコードが長さ方向に圧縮できなくなって蛇行が生じ半径方向（プライ厚さ方向）の波打ちとなってタイヤ品質を低下させる。

そこで本発明者は、前記圧縮剛性を減じて波打ちを防止するために、スチール素線に型付け素線を用いることをさらに提案した。しかし型付け素線の本数、及び型付けの大きさによっては、コードの圧縮剛性が低くなりすぎてしまい、操縦安定性が確保できなくなるという新たな問題が発生することが判明した。即ち、バンドコードとして１×５×０．２構造を採用する場合、圧縮剛性の上限、下限を規制することが重要であることを究明し得た。

なおスチールコードの圧縮剛性を規制したものとして、下記の特許文献２がある。

特開２００１−１３０２１８号公報 特開２００５−２３９０６９号公報

本発明は、バンドコードに、所定構造かつ所定物性のスチールコードを用いることを基本として、バンドコードの蛇行、波打ちを抑えてタイヤ品質の低下を抑制しながら、優れた操縦安定性を確保でき、しかも軽量化を図りタイヤの転がり抵抗を減じうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、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と、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるバンド層とを具えた空気入りタイヤであって、
前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回した少なくとも１枚のバンドプライから形成され、
しかも前記バンドコードは、素線径０．２ｍｍのスチール素線の５本を撚り合わせた１×５の束撚り構造をなし、かつ前記スチール素線は、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線を含むことにより、前記バンドコードのコード１本当たりの圧縮剛性を２００〜４００Ｎ／ｍｍの範囲としたことを特徴としている。

また請求項２では、前記型付け素線は、型付け高さｈを０．１〜０．３ｍｍとしたことを特徴としている。

また請求項３では、前記バンドコードは、５本のスチール素線中に、２本以上の型付け素線を含むことを特徴としている。

また請求項４では、前記空気入りタイヤは、前記トレッド部のトレッド面が、タイヤ赤道からトレッド縁まで凸円弧状に湾曲してのび、かつ前記トレッド縁間のタイヤ軸方向距離であるトレッド巾がタイヤ最大巾をなす自動二輪車用であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、バンドコードの蛇行、波打ちを抑えてタイヤ品質の低下を抑制しながら、優れた操縦安定性を確保でき、しかも軽量化を図りタイヤの転がり抵抗を減じることができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 バンドストリップを示す斜視図である。 バンドコードを示す断面図である。 型付け素線を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤ１が、自動二輪車用タイヤである場合を示す断面図であって、前記空気入りタイヤ１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、該カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるバンド層７とを具える。

なお前記トレッド部２は、タイヤ赤道Ｃからトレッド縁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、前記トレッド縁Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向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、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維のカーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば６０〜９０°の角度で配列した少なくとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。本例のカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に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の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを有する。又前記プライ本体部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向かって先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配置される。

次に、前記バンド層７は、バンドコード１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回した少なくとも１枚、本例では１枚のバンドプライ７Ａから形成される。このバンドプライ７Ａは、具体的には、図２に示すように、一本のバンドコード１０、もしくは複数本のバンドコード１０を引き揃えたコード配列体をトッピングゴムＧにて被覆した小巾帯状のバンドストリップ１１をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより形成される。

そして前記バンドコード１０として、図３に示すように、素線径ｄが０．２ｍｍのスチール素線１２の５本を束ねて撚り合わせた１×５の束撚り構造のスチールコードが使用される。又前記スチール素線１２は、図４に示すように、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線１２Ａを少なくとも含む。この型付け素線１２Ａとして、例えば山と谷とを繰り返した波状の二次元型付けが好適に採用しうる。そして、この型付けの大きさ、及び／又は型付け素線１２Ａの本数等を調整することにより、前記バンドコード１０のコード１本当たりの圧縮剛性を２００〜４００Ｎ／ｍｍの範囲に低く規制している。

ここで、前記圧縮剛性は、以下のように測定される。まず直径２５ｍｍ、高さ２５ｍｍの円柱ゴムの中央に、長さ２５ｍｍの１本のバンドコードを高さ方向に埋設したコード入りサンプル、及びバンドコードを埋設していないコード無しサンプルをそれぞれ形成する。そして、引張試験機を用いて各サンプルを高さ方向に１ｍｍ圧縮し、その時に要する圧縮力を測定する。そして、コード入りサンプルの圧縮力Ｆ１から、コード無しサンプルの圧縮力Ｆ２を減じた値（Ｆ１−Ｆ２）を、バンドコードの圧縮剛性として求める。

本実施形態のタイヤ１では、バンドコード１０の素線本数が５本と少ないものの、素線径ｄが０．２ｍｍとやや太いため、充分なバンド剛性を確保でき、優れた操縦安定性を発揮することができる。又素線本数が５本と少なく、かつ最もコンパクトな束撚り構造をなすため、コード径が小となりバンド層７の厚さを減じうるとともに、コード自体のスチール量も少なくなるため、タイヤの軽量化を達成しうる。

又、前記型付け素線１２Ａを用いてバンドコード１０の圧縮剛性を２００〜４００Ｎ／ｍｍの範囲に規制している。そのため、前述の優れた操縦安定性を維持し、かつ軽量化を達成しながら、バンドコードの波打ちを抑えてタイヤ品質の低下を抑制することができる。前記圧縮剛性が２００Ｎ／ｍｍを下回った場合、タイヤの剛性感が不足し操縦安定性の低下を招く。逆に、４００Ｎ／ｍｍを超えると、加硫成型時にトレッド縁側で作用する圧縮力に対して、バンドコード１０が長さ方向に充分圧縮できなくなり、その結果、蛇行が発生し半径方向の波打ちとなってタイヤ品質の低下を招く。このような観点から、前記圧縮剛性は３００〜４００Ｎ／ｍｍの範囲が特に好ましい。

なおバンドコード１０に占める型付け素線１２Ａの本数が増すに従い、前記圧縮剛性を減じることができる。しかし、型付け素線１２Ａの本数が１本と少なすぎると、圧縮剛性の低減効果が有効に発揮されず、従って型付け素線１２Ａの本数は、２本以上、さらには３本以上が好ましい。

又前記型付け素線１２Ａの型付けは、型付け高さｈ（波の振幅に相当する。）を０．１〜０．３ｍｍとした微小型付けであるのが好ましい。前記型付け高さｈが０．１ｍｍ未満と小さ過ぎると、コード内へのゴムの浸入が少なくなり、湿熱後の高速耐久性を低下させるとともに、必要な圧縮剛性が得られなくなる。逆に、型付け高さｈが０．３ｍｍを超えると、押出工程でワイヤーが引っかかるなど工程トラブルが発生するという問題が生じる。このような観点から、型付け高さｈの下限は０．１２ｍｍ以上が好ましく、又上限は０．２５ｍｍ以下が好ましい。

又前記型付け素線１２Ａの型付けでは、型付けピッチ長さＰは０．１〜０．５ｍｍの範囲が好ましい。前記型付けピッチ長さＰが０．１ｍｍ未満と小さ過ぎると、コード内へのゴムの浸入が少なくなり、湿熱後の高速耐久性を低下させるとともに、必要な圧縮剛性が得られなくなる。逆に、型付けピッチ長さＰが０．５ｍｍを超えると、操縦安定性の低下を招くという問題が生じる。

前記スチール素線１２としては、例えばＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されるピアノ線材、及びＪＩＳ Ｇ３５０６に規定する硬鋼線材が好適に使用でき、このスチール素線１２には、ゴムとの接着性を高める目的で、銅、スズ、亜鉛等あるいはこれらを含む合金でメッキ処理を施すことが好ましい。

なお前記素線径ｄが０．２ｍｍを超えると、圧縮剛性を前記範囲（２００〜４００Ｎ／ｍｍ）に調整することが難しくなり、又コードのしなやかさが損なわれるため、バンドコード１０として使用した場合、コードの耐疲労性が悪化する。又素線径ｄが０．２ｍｍを下回ると、バンドコードとして必要な引っ張り強度や曲げ剛性等をうるために、スチール素線１２の本数を増やす必要が生じ、軽量化に不利を招く。

又バンド層７では、特に規制されないが、バンド層７の巾５ｃｍ当たりのバンドコード１０の打ち込み本数は、３０〜４５本／５ｃｍの範囲が好適に採用しうる。

自動二輪車用の前記空気入りタイヤ１では、必要により、前記バンド層７とカーカス６との間に、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜６０°の角度で傾斜配列させた１、２枚のベルトプライからなるベルト層を配することもできる。このベルトコードとして、従来的なタイヤ用の有機繊維コード、スチールコードが適宜採用しうる。

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がなく、例えば四輪車用としても形成しうるなど種々の態様に変形して実施しうる。

本願発明の効果を確認するため、図１に示すタイヤ構造を有すれるタイヤサイズ１６０／６０ＺＲ１７の自動二輪車用タイヤ（後輪用）をそれぞれ、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのタイヤ質量、転がり抵抗、操縦安定性（乗り心地性、ハンドリング性）、及びタイヤ品質についてテストし互いに比較した。各タイヤは、表１に記載のバンドコードの構成以外は、実質的に同仕様である。バンド層の共通仕様は次の通りである。
・バンドストリップにおける被覆ゴム厚さ −−−０．１ｍｍ
・バンドコードの打ち込み本数 −−−３７．５本／５ｃｍ
・スチール素線 −−−ＪＩＳ Ｇ３５０６に規定の硬鋼線
・型付け素線 −−−二次元型付け（型付けピッチは０．１０〜０．５０mmの範囲）

（１）タイヤ質量；
タイヤ１本当たりの質量を測定し、比較例１の値を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど軽量である。

（２）転がり抵抗；
転がり抵抗試験機を用い、リム（ＭＴ６．００×１７）、内圧（２５０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）の条件で走行させた時の転がり抵抗を測定し、比較例１の値を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく良好である。

（３）操縦安定性；
試供タイヤを、リム（ＭＴ６．００×１７）、内圧（２５０ｋＰａ）の条件で、スポーツタイプの大型自動二輪車（１０００ｃｃ）に装着して、ドライアスファルトのタイヤテストコースを実車走行し、その時の乗り心地性、ハンドリング性（旋回性など）等をドライバーの官能評価により１０点法で評価した。指数の大きい方が良好であり、８点以上を合格としている。

（４）タイヤ品質；
タイヤを製造した際に発生するバンド層の半径方向の波打ちを目視検査し、タイヤ１００本中に、波打ちが発生したタイヤの本数で評価した。数値が小なほどタイヤ品質に優れている。

（５）湿熱後の高速耐久性；
試供タイヤを、温度８０℃、湿度９８％（相対湿度）の恒温室に１５０時間放置して湿熱劣化させた後、ＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠し、ステップスピード方式により実施した。テストは、逐次走行速度を上昇させるとともに、タイヤに故障が発生したときの速度を測定し、比較例１の値を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど高速耐久性に優れている。

表１に示すように、実施例のタイヤは、バンド層の波打ちを抑えてタイヤ品質の低下を抑制しながら、優れた操縦安定性を発揮でき、しかも軽量化を図りタイヤの転がり抵抗を減じうるのが確認できる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２Ｓ トレッド面
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
７ バンド層
７Ａ バンドプライ
１０ バンドコード
１２ スチール素線
１２Ａ 型付け素線
Ｃ タイヤ赤道
Ｔｅ トレッド縁

Claims (4)

1. 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と、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるバンド層とを具えた空気入りタイヤであって、
   前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回した少なくとも１枚のバンドプライから形成され、
   しかも前記バンドコードは、素線径０．２ｍｍのスチール素線の５本を撚り合わせた１×５の束撚り構造をなし、かつ前記スチール素線は、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線を含むことにより、前記バンドコードのコード１本当たりの圧縮剛性を２００〜４００Ｎ／ｍｍの範囲としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記型付け素線は、型付け高さｈを０．１〜０．３ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記バンドコードは、５本のスチール素線中に、２本以上の型付け素線を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記空気入りタイヤは、前記トレッド部のトレッド面が、タイヤ赤道からトレッド縁まで凸円弧状に湾曲してのび、かつ前記トレッド縁間のタイヤ軸方向距離であるトレッド巾がタイヤ最大巾をなす自動二輪車用であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
   

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