JP2014172547A - 自動二輪車用ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】乗り心地性能、タイヤ成形性、及び耐久性等を確保しながら、優れた操縦安定性能を発揮する。
【解決手段】クロスベルト構造のベルト層において、一方のベルトプライのベルトコードに３×３×０．１７のスチールコードが用いられ、かつ他方のベルトプライのベルトコードに１６７０dtex／２のアラミドコードが用いられる。スチールコードは、コード１本当たりの曲げ剛性が１０．０〜１２．０ｇ・ｃｍの範囲、かつ１００Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_１００が１．５〜２．０％の範囲である。アラミドコードは、４４Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_４４が０．５〜１．５％の範囲である。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に大型車両の後輪用タイヤとして好適であり、スチールコードのベルトプライと、アラミドコードのベルトプライとからなるクロスベルト構造のベルト層を具えた自動二輪車用ラジアルタイヤに関する。

ラジアルタイヤのベルト層として、スチールコード（ベルトコード）がタイヤ周方向に対して１０〜３０°の角度で配列された２枚のベルトプライを用い、このベルトプライを、ベルトコードが互いに交差する向きで半径方向内外に重ね 合わせた所謂クロスベルト構造が、四輪車両用タイヤに広く採用されている。

しかし自動二輪車用ラジアルタイヤでは、車体を大きく傾斜させて旋回するという特性上、トレッド面は、四輪車両用タイヤに比して曲率半径が非常に小さな凸円弧状プロファイルで形成されている。そのため、走行時、ベルトコードにより大きな歪みを受ける。従って、乗用車用タイヤのベルトコードに一般に採用されているスチールコードを、自動二輪車用ラジアルタイヤのベルトコードに採用した場合、コードの圧縮疲労による強力低下が大きくなり耐久性が低下するという傾向を招く。

そのため、自動二輪車用ラジアルタイヤのベルト層（クロスベルト構造）には、圧縮疲労に強い有機繊維コードが一般に採用される。特に、操縦安定性能の確保のためにアラミドコードが採用される傾向が強い（例えば特許文献１参照。）。

しかしながらアラミドコードは有機繊維コードのうちでよりモジュラスが高いコードではあるが、操縦安定性能の点では不十分であり、さらなる検討が望まれる。

なお下記の特許文献２には、線径０．１０ｍｍ以下の極細フィラメントを用いたスチールコードをベルトコードに使用することで圧縮疲労に起因した耐久性低下を克服した自動二輪車用ラジアルタイヤが提案されている。しかし係るベルトコードの場合、極細フィラメントのコストが大であり、かつ入手が難しい。また操縦安定性能の点でも満足しうるレベルに至っていない。

特開Ｈ０４−３６５６０２号公報 特開２００８−１００５５２号公報

そこで発明は、コードの曲げ剛性及び伸びを特定したコード構造３×３×０．１７のスチールコードを用いたベルトプライ、及びコード伸びを特定したアラミドコードを用いたベルトプライを併用することを基本として、乗り心地性能、タイヤ成形性、及び耐久性等を確保しながら、優れた操縦安定性能を発揮しうる自動二輪車用ラジアルタイヤを提供することを課題としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部のトレッド面がタイヤ赤道からトレッド端まで凸円弧状に湾曲してのび、かつ前記トレッド端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とともに、前記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、この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ベルト層とを具え自動二輪車用ラジアルタイヤであって、
前記ベルト層は、ベルトコードがタイヤ周方向に対して１０〜３０°の角度で配列された２枚のベルトプライを、前記ベルトコードが互いに交差する向きで半径方向内外に重ねることにより形成され、
しかも、一方のベルトプライは、ベルトコードとして、コード構造が３×３×０．１７のスチールコードが用いられ、かつ他方のベルトプライは、ベルトコードとしてコード構造が１６７０dtex／２のアラミドコードが用いられるとともに、
前記スチールコードは、コード１本当たりの曲げ剛性が１０．０〜１２．０ｇ・ｃｍ、かつ１００Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_１００が１．５〜２．０％であり、しかも
前記アラミドコードは、４４Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_４４が０．５〜１．５％であることを特徴としている。

また請求項２では、前記アラミドコードは、半径方向外側のベルトプライのベルトコードに用いられることを特徴としている。

また請求項３では、前記スチールコードは、各ストランドを構成する３本のスチールフィラメントのうちの２本に、撚り合わせ前の状態で波状に型付けされた型付けフィラメントを用いたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、クロスベルト構造における一方のベルトプライに、曲げ剛性が１０．０〜１２．０ｇ・ｃｍの範囲と低く、かつ伸びＬ_１００（１００Ｎ荷重時）が１．５〜２．０％の範囲と大きいコード構造３×３×０．１７のスチールコードを採用している。

そのため、線径０．１ｍｍ以下の極細フィラメントを使用することなく、コードに耐圧縮疲労性を付与して必要なタイヤ耐久性を確保することができる。特に、曲げ剛性を１０．０ｇ・ｃｍ以上とすることで操縦安定性能を向上しうる。また曲げ剛性を１２．０ｇ・ｃｍ以下とすることで、タイヤ形成時、予め円筒状に形成したベルト層を、自動二輪車用ラジアルタイヤ特有の小な凸円弧状プロファイルに沿って容易にプルダウンさせることができ、タイヤ成形性を維持することができる。

またスチールコードの伸びＬ_１００を１．５％以上とすることで、乗り心地性能およびタイヤ耐久性を確保でき、逆に２．０％以下とすることで、タイヤ強度および操縦安定性能を確保することができる。なお前記範囲の曲げ剛性、及び伸びＬ_１００を得るためには、スチールコードに多数の型付けフィラメントを用い、かつ撚り数を多くすることが必要となる。特に３ｘ３構造では、フィラメント数が９本と多く、かつ下撚りと上撚りとによって撚り数も多くなる。そのため３ｘ３構造は、上記コード物性を得るために、不可欠なものとなる。

またクロスベルト構造における他方のベルトプライに、伸びＬ_４４（４４Ｎ荷重時）が０．５〜１．５％の範囲のコード構造１６７０dtex／２のアラミドコードを採用している。このようなアラミドコードを採用することで、前記スチールコードによる作用効果を維持しながら、重量増加を低く抑えることが可能となる。

本発明の自動二輪車用ラジアルタイヤの一実施例を示す断面図である。 （Ａ）は一方のベルトプライのベルトコードに用いるスチールコードを示す断面図、（Ｂ）は他方のベルトプライのベルトコードに用いるアラミドコードを示す断面図である。 スチールコードに用いる型付けフィラメントを示す側面図である。 スチールコードの曲げ剛性の測定方法を説明する図面である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の自動二輪車用ラジアルタイヤ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、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記トレッド部２の表面であるトレッド面２Ｓは、タイヤ赤道Ｃからトレッド端Ｔｅまで凸円弧状に湾曲してのびる。また前記トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離であるトレッド巾ＴＷは、タイヤ最大巾をなす。これにより、広い範囲に亘ってトレッド面２Ｓが形成され、車体を大きく傾斜させた自動二輪車特有の旋回を行うことが可能となる。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５〜９０°の角度で配列させた１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維コードが好適に採用される。前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５をタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止されたプライ折返し部６ｂを一連に具える。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方に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が設けられる。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３０°の角度で配列した２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなるクロスベルト構造を有する。即ち、前記ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差する向きで半径方向内外に重ね合わせて配される。

そして本発明では、一方のベルトプライ７Ａには、ベルトコードとして、図２（Ａ）に示すように、コード構造が３×３×０．１７のスチールコード１０が用いられる。また他方のベルトプライ７Ｂには、ベルトコードとして、図２（Ｂ）に示すように、コード構造が１６７０dtex／２のアラミドコード１１が用いられる。なお半径方向外側のベルトプライ７Ｂのベルトコードをアラミドコード１１とすることが、以下の理由により好ましい。もし半径方向外側のベルトプライ７Ｂにスチールコード１０を用いた場合、ベルトプライ７Ａよりも大きな歪が生じて成形できないことから、曲げ剛性の低いアラミドコードを半径方向外側のベルトプライに使用する。

ここで、前記スチールコード１０は、コード１本当たりの曲げ剛性が１０．０〜１２．０ｇ・ｃｍの範囲、かつ１００Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_１００が１．５〜２．０％の範囲に設定される。即ち、コード構造３×３×０．１７の通常のスチールコードに対して、曲げ剛性が低く、かつ伸びＬ_１００が大きく設定されている。そのため、線径０．１７ｍｍのスチールフィラメントｆを使用しながらも、耐圧縮疲労性を付与することでき、必要なタイヤ耐久性を確保しうる。特に、曲げ剛性を１０．０ｇ・ｃｍ以上とすることで操縦安定性能を向上しうる。また曲げ剛性を１２．０ｇ・ｃｍ以下とすることで、タイヤ形成時、予め円筒状に形成したベルト層を、自動二輪車用ラジアルタイヤ特有の小な凸円弧状プロファイルに沿って容易にプルダウンさせることができ、タイヤ成形性を維持することができる。なお曲げ剛性が１０．０ｇ・ｃｍを下回ると、ベルト剛性が不足し操縦安定性能を十分に向上させることができない。逆、曲げ剛性が１２．０ｇ・ｃｍを越えると、タイヤ成型時にベルト層７をプルダウンさせることが難しくなり、タイヤ成形性を低下させる。

前記スチールコード１０の「曲げ剛性」は、スチールコード１０を、その撚りが解けないように７０ｍｍの長さで溶断して試験片Ａをうるとともに、例えば米国テーバ社製の剛性度試験器（Model 150-D）等を用いて測定する。具体的には、図４に模式的に示すように、試験片Ａの一端を固定するとともに、この固定端から５０ｍｍの長さでのびる試験片Ａの他端Ａ１に力Ｆを負荷し、該試験片Ａの前記他端Ａ１での開き角度が１５゜になったときの抗力（曲げ硬さ）を測定することにより得られる。

また前記スチールコード１０では、その伸びＬ_１００を１．５％以上としているため、耐圧縮疲労性（耐久性）および乗り心地性能を確保することができる。また伸びＬ_１００を２．０％以下とすることで、タイヤ強度および操縦安定性能を確保することができる。前記伸びＬ_１００が１．５％を下回ると、耐圧縮疲労性が低下しタイヤ耐久性を損ねるとともに、乗り心地性能の低下を招く。逆に２．０％を越えると、コードの曲げ剛性が前記範囲内である場合にも、ベルト層７が変形し易くなってタイヤ強度を損ねるとともに、操縦安定性能の低下を招く。

なお前記範囲の曲げ剛性、及び伸びＬ_１００を得るためには、スチールコード１０に多数本の型付けフィラメントｆａを用い、かつ撚り数を多くすることが必要である。特に３ｘ３構造の場合、フィラメント数が９本と多く、かつ下撚りと上撚りとによって撚り数も多くなる。そのため３ｘ３構造は、上記コード物性（曲げ剛性および伸びＬ_１００）を得るために、不可欠なものとなる。

図３に示すように、前記型付けフィラメントｆａとは、撚り合わせ前の状態で予め波状に型付けされたフィラメントであって、型付けの波高さＨとして０．１５〜０．２５ｍｍ、かつ波ピッチＰとして３．０〜３．６ｍｍの範囲が好ましい。前記波高さＨが０．２５ｍｍを越える場合、および波ピッチＰが３．０ｍｍ未満の場合、型付け加工によるフィラメントへのダメージが大きくなってコード強力やタイヤ強度の低下を招く。逆に、前記波高さＨが０．１５ｍｍ未満の場合、および波ピッチＰが３．６ｍｍを越える場合、型付けが過小となって、前記範囲の曲げ剛性、及び伸びＬ_１００を得ることが難しくなる。

本例では、各ストランド１２を構成する３本のスチールフィラメントｆのうちの２本を、型付けフィラメントｆａとしている。即ち、コード１本当たり、６本の型付けフィラメントｆａが用いられる。なお、全てのフィラメントを型付けフィラメントｆａとした場合、寸法が不安定となって上記物性を精度良く得ることができなくなる。またストランド１２中の型付けフィラメントｆａの本数が１本の場合には、上記物性を得ることが難しくなる。

また上記物性を得るためには、前記スチールコード１０の下撚り数Ｎ１と上撚り数Ｎ２との和（Ｎ１＋Ｎ２）が９回／１０ｃｍ以上とするのが好ましい。９回以下の場合には、前記範囲の伸びＬ_１００を得るために、波高さＨを増やす、及び／又は波ピッチＰを細かくする必要が生じ、型付け加工によるダメージが大きくなるという不利を招く。本例では、下撚り数Ｎ１と上撚り数Ｎ２とが同数のバランス撚りを採用しているが、比Ｎ１／Ｎ２が０．８〜１．２の範囲で撚り数を相違させることもできる。

なおスチールフィラメントｆとしては、ＪＩＳ Ｇ３５０６に定める下記の表１規定のものが好適に採用しうる。

次に、前記アラミドコード１１では、４４Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_４４が０．５〜１．５％の範囲に設定される。このようなアラミドコード１１を採用することで、前記スチールコード１０による作用効果を維持しながら、重量増加を低く抑えることが可能となる。前記伸びＬ_４４が０．５％を下回る場合、乗り心地性能の悪化を招き、逆に１．５％を越えると、タイヤ強度が低下するとともに操縦安定性能の悪化を招く。

前記伸びＬ_４４は、アラミドコード１１の撚り数Ｎを調整することで達成しうる。本例のアラミドコード１１は、下撚り数Ｎと上撚り数Ｎとは同数のバランス撚りであり、その撚り数Ｎを２３〜５０回／１０ｃｍとすることで、伸びＬ_４４を前記範囲としている。

なお前記ベルトプライ７Ａ、７Ｂに用いるトッピングゴムとしては、特に規制されることがなく、例えば表２に示す如き従来的なゴム組成のものが好適に採用しうる。

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なく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１のタイヤ構造をなし、かつ表１の仕様のベルトコードを有する自動二輪車用ラジアルタイヤ（１６０／６０ＺＲ１７）を試作するとともに、各試供タイヤの、乗り心地性能、操縦安定性能、タイヤ強度、タイヤ耐久性、タイヤ成型性、タイヤ重量をテストし、比較した。表１に記載以外は実質的に同仕様としている。

スチールコードの打ち込み本数は、３７．５本／５０mm、アラミドコードの打ち込み本数は、３５本／５０mm、であり、トッピングゴムには前記表２に記載のゴム組成のものを使用した。

（１）乗り心地性能、及び操縦安定性能：
試供タイヤを、リム（ＭＴ４．５０×１７）、内圧（２５０ｋＰａ）の条件下にて、スポーツタイプの大型自動二輪（１０００ｃｃ）の後輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行した。そのときの、乗り心地性能、操縦安定性能（コーナ旋回性）をドライバーの官能評価により１０点法でそれぞれ評価した。何れも８点以上あれば合格とする。

（２）タイヤ強度：
試供タイヤを、リム（ＭＴ４．５０×１７）、内圧（２５０ｋＰａ）の条件下にて、トレッド面に鉄棒を押し付け、タイヤ破壊時の強力を評価した。結果は、比較例１を１００とする指数で評価した。値が大なほど優れている。

（３）タイヤ耐久性：
ドラム試験機を用い、試供タイヤをリム（ＭＴ４．５０×１７）、内圧（３２０ｋＰａ）、荷重（１．３５ｋＮ）、室温２５±５℃°での条件下にて、キャンバ角０°にて、速度２７０ｋｍ／ｈで走行させ、トレッド部に損傷が生じるまでの走行距離で評価した。結果は、比較例１を１００とする指数で評価した。値が大なほど優れている。

（４）タイヤ成形性：
１００本のタイヤを形成したときのベルト層形成時の不良の発生数を表示した。

（５）タイヤ質量：
タイヤ１本の質量を、比較例１を１００とする指数で評価した。値が小なほど軽量である。

表に示すように、実施例のタイヤは、乗り心地性能、タイヤ成形性、及び耐久性等を確保しながら、優れた操縦安定性能を発揮しうるのが確認できる。

１ 自動二輪車用ラジアルタイヤ
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 ベルト層
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
１０ スチールコード
１１ アラミドコード
１２ ストランド
Ｃ タイヤ赤道
ｆ スチールフィラメント
ｆａ 型付けフィラメント
Ｔｅ トレッド端

Claims (3)

1. トレッド部のトレッド面がタイヤ赤道からトレッド端まで凸円弧状に湾曲してのび、かつ前記トレッド端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とともに、前記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、この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ベルト層とを具え自動二輪車用ラジアルタイヤであって、
   前記ベルト層は、ベルトコードがタイヤ周方向に対して１０〜３０°の角度で配列された２枚のベルトプライを、前記ベルトコードが互いに交差する向きで半径方向内外に重ねることにより形成され、
   しかも、一方のベルトプライは、ベルトコードとして、コード構造が３×３×０．１７のスチールコードが用いられ、かつ他方のベルトプライは、ベルトコードとしてコード構造が１６７０dtex／２のアラミドコードが用いられるとともに、
   前記スチールコードは、コード１本当たりの曲げ剛性が１０．０〜１２．０ｇ・ｃｍ、かつ１００Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_１００が１．５〜２．０％であり、しかも
   前記アラミドコードは、４４Ｎ荷重時のコードの伸びＬ_４４が０．５〜１．５％であることを特徴とする自動二輪車用ラジアルタイヤ。
2. 前記アラミドコードは、半径方向外側のベルトプライのベルトコードに用いられることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用ラジアルタイヤ。
3. 前記スチールコードは、各ストランドを構成する３本のスチールフィラメントのうちの２本に、撚り合わせ前の状態で波状に型付けされた型付けフィラメントを用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の自動二輪車用ラジアルタイヤ。
   

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