JP2016037087A - 二輪自動車用タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】乗り心地と操縦安定性とに優れた二輪自動車用タイヤの提供。【解決手段】この二輪自動車用タイヤ12は、トレッド14及びサイドウォール16の内側に沿って一方のビード18と他方のビード18との間に架け渡されたカーカス20を備えている。カーカス20が第一プライ34と、第一プライ34の外側に積層された第二プライ36とを備えている。この第一プライ34は、ビード18の周りを軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ34には主部34aと折り返し部34bとが形成されている。この第二プライ36は、ビード18の周りを軸方向外側から内側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第二プライ36には主部36aと折り返し部36bとが形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、二輪自動車に装着される空気入りタイヤに関する。
図4には、二輪自動車の前輪に装着される従来のタイヤ1が示されている。このタイヤ1は、特開2013−35540に開示されている。このタイヤ1は、第一カーカスプライ2と第二カーカスプライ3とを備えている。この第一カーカスプライ2は、ビード4を内側から外側に向かって折り返されている。第二カーカスプライ3は、ビード4に巻回されていない。第二カーカスプライ3は、折り返された第一カーカスプライ2の端部を覆っている。このタイヤ1は、この第一カーカスプライ2と第二カーカスプライ3とを備えることで、適度の剛性が得られている。
特開2013−35540号公報 特開平1−262205号公報 特開2010−36695号公報 特開平2−155812号公報 特開2000−62416号公報
このタイヤ1を二輪自動車に装着して走行テストを実施した。このタイヤ1の走行テストで剛性の改善が確認できた。この剛性の改善により、乗り心地と操縦安定性とが改善された。しかしながら、同じ仕様で試作されたタイヤ1毎に、剛性の改善の度合いにバラツキがあることが確認された。特に、トレッド5の曲率半径が小さいタイヤ1で、このバラツキが発生し易いことが確認された。発明者らは、この剛性の改善効果を安定的に得るため、タイヤ1について種々の改良を試みた。
本発明の目的は、乗り心地と操縦安定性とに優れた二輪自動車用タイヤの提供にある。
本発明に係る二輪自動車用空気入りタイヤは、トレッドと、一対のサイドウォールと、一対のビードと、カーカスとを備えている。それぞれのサイドウォールは、上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びている。それぞれのビードは、上記サイドウォールの半径方向略内側に位置している。上記カーカスは、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されている。上記カーカスは、第一プライと第一プライの外側に積層された第二プライとを備えている。この第一プライがビードの周りを軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより第一プライには主部と折り返し部とが形成されている。この第二プライがビードの周りを軸方向外側から内側に向かって折り返されている。この折り返しにより第二プライには主部と折り返し部とが形成されている。
好ましくは、上記第二プライがビードの周りで折り返された内端Pから折り返し端までの高さHは、10mm以上20mm以下にされている。
好ましくは、上記ビードは、コアとコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えている。このコアは、半径方向内向きに対向する平面からなる底面を備える。
好ましくは、上記底面の幅BWと正規リムのシート面に当接するシート面幅SWとの比BW/SWは、0.4以上0.7以下にされている。
好ましくは、上記トレッドの曲率半径は、赤道面において50mm以上150mm以下にされている。
本発明に係る二輪自動車用タイヤでは、カーカスが第一プライと第二プライとを備えることで、適度に剛性が向上している。このタイヤは、乗り心地と操縦安定性とに優れている。この第二プライがビードの周りを折り返されることで、この剛性の向上効果が安定的に得られる。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤが示された断面図である。 図2は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図3(a)は比較例のタイヤの構造の説明図であり、図3(b)は他の比較例のタイヤの構造の説明図である。 図4は、従来の空気入りタイヤの一部が示された断面図である。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ12が示された断面図である。このタイヤ12は、二輪自動車の前輪に装着される。図1において、上下方向がタイヤ12の半径方向であり、左右方向がタイヤ12の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ12の周方向である。図1の一点鎖線CLは、タイヤ12の赤道面を表す。このタイヤ12は、この赤道面に対してほぼ左右対称の形状を呈する。実線BLは、軸方向に延びる直線であり、ビードベースラインを表す。このビードベースラインは、タイヤ12が装着される正規リムのリム径(JATMA参照)を規定する線である。
このタイヤ12は、トレッド14、サイドウォール16、クリンチ17、ビード18、カーカス20、ベルト22、バンド24、インナーライナー26及びチェーファー27を備えている。このタイヤ12は、チューブレスタイプの空気入りタイヤである。
トレッド14は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な形状を呈している。このトレッド14は、路面と接地するトレッド面28を形成する。図1の矢印Rは、トレッド14の曲率半径を示している。この曲率半径Rは、赤道面においてトレッド面28に沿って測られる。図示されないが、このトレッド面28に溝が刻まれることにより、トレッドパターンが形成されてもよい。
サイドウォール16は、トレッド14の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール16は、架橋ゴムからなる。このサイドウォール16は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。このサイドウォール16は、カーカス20の外傷を防止する。
クリンチ17は、サイドウォール16の半径方向略内側に位置している。クリンチ17は、軸方向において、ビード18及びカーカス20よりも外側に位置している。クリンチ17は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。クリンチ17は、リムのフランジと当接する。
ビード18は、サイドウォール16の半径方向内側に位置している。ビード18は、クリンチ17の軸方向内側に位置している。このビード18は、コア30と、このコア30から半径方向外向きに延びるエイペックス32とを備えている。このコア30は、非伸縮性ワイヤーがリング状に巻かれてなる。典型的には、コア30にスチール製ワイヤーが用いられる。このエイペックス32は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス32は、高硬度な架橋ゴムからなる。
ビード18は、コア30の断面形状が円形であるケーブルビード構造が用いられている。このコア30は、芯線の周りに他の線が螺旋状に巻き付けられてなる。ケーブルビード構造が用いられているので、タイヤ12のサイド部の変形に応じて、コア30がローテーションしやすい。このタイヤ12は、旋回時の過渡特性に優れている。このタイヤ12は、旋回時の操縦安定性に優れている。
カーカス20は、両側のビード18の間に架け渡されており、トレッド14及びサイドウォール16の内側に沿っている。このカーカス20は、第一プライ34と第二プライ36とを備えている。この第一プライ34は、このビード18の周りを軸方向内側から外側に向かって巻かれている。この第二プライ36は、この第一プライ34の半径方向外側に積層されている。この第二プライ36は、このビード18の周りを軸方向外側から内側に向かって巻かれている。
図示されていないが、第一プライ34は、第一カーカスコードとトッピングゴムとからなる。この第一カーカスコードは赤道面に対して傾斜している。この赤道面に対してなす傾斜角度の絶対値は、60°以上90°以下である。第二プライ36は、第二カーカスコードとトッピングゴムとからなる。この第二カーカスコードは赤道面に対して傾斜している。この赤道面に対してなす傾斜角度の絶対値は、60°以上90°以下である。換言すれば、このタイヤ12はラジアルタイヤである。このタイヤ12では、この第一カーカスコードの傾斜方向とこの第二カーカスコードの傾斜方向とは、赤道面に対して逆向きにである。この第一カーカスコードの傾斜角度の絶対値と、この第二カーカスコードの傾斜角度の絶対値とは、等しくされている。この第一カーカスコード及び第二カーカスコードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
ベルト22は、カーカス20の半径方向外側に位置する。ベルト22は、カーカス20と積層される。ベルト22は、カーカス20を補強する。ベルト22は、高速走行時のトレッド14のせり出しを抑制する。ベルト22は、高速耐久性やユニフォミティを向上する。ベルト22は、並列された多数のベルトコードとトッピングゴムとからなる。ベルトコードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、10°以上35°以下である。ベルトコードの好ましい材質は、有機繊維である。ベルトコードに、スチールが用いられてもよい。このベルト22が内側層及び外側層からなってもよい。内側層及び外側層からなる場合、内側層のベルトコードの傾斜方向は、外側層のベルトコードの傾斜方向とは逆である。また、タイヤ12は、ベルト22を備えなくてもよい。
バンド24は、カーカス20の半径方向外側に積層されている。バンド24は、ベルト22の半径方向外側に積層される。図示されないが、このバンド24は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。バンド24は、いわゆるジョイントレス構造を有する。このコードはタイヤ12を半径方向に拘束する。このバンド24は、ベルト22のリフティングを抑制する。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。また、タイヤ12は、バンド24を備えなくてもよい。
インナーライナー26は、カーカス20の内周面に接合されている。インナーライナー26は、架橋ゴムからなる。インナーライナー26には、空気透過性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー26は、タイヤ12の内圧を保持する役割を果たす。
チェーファー27は、ビード18の近傍に位置している。タイヤ12がリムに組み込まれると、このチェーファー27がリムと当接する。この当接により、ビード18の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー27は、クリンチ17と一体である。従って、チェーファー27の材質はクリンチ17の材質と同じである。チェーファー27が、布とこの布に含浸したゴムとからなってもよい。
図1に示されるように、第一プライ34は、ビード18の周りを軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ34には、主部34aと折り返し部34bとが形成されている。この折り返し部34bは、その半径方向外端に位置する折り返し端34cを備えている。この折り返し端34cは、トレッド14の内側に位置している。
第二プライ36は、ビード18の周りを軸方向外側から内側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第二プライ36には、主部36aと折り返し部36bとが形成されている。この折り返し部36bは、その半径方向外端に位置する折り返し端36cを備えている。この折り返し端36cは、エイペックス32の軸方向内側に位置している。この主部36aは一方のビード8の軸方向外側と他方のビードの軸方向外側とに架け渡されている。この主部36aを備える第二プライ36は、フローティングプライと称される。
図1の点Pは、ビード18の周りで折り返された第二プライ36の半径方向内端を示している。両矢印Hは、この内端Pから折り返し端36cまでの高さを示している。この高さHは、半径方向の直線距離として測定される。
このタイヤ12では、第一プライ34の主部34aは、ビード18の軸方向内側で、一対のビード18間に張力を生じる。第二プライ36の主部36aは、ビード18の軸方向外側で、一対のビード18間に張力を生じる。このカーカス20は、一対のビード18の軸方向内側と軸方向外側との両側で張力を生じる。張力を生じる主部34aと主部36aとがビード18を囲っている。このカーカス20は、一方のビード18から他方のビード18までの範囲で、タイヤ12の剛性を適度に向上させうる。このタイヤ12では、カーカス20により、サイドウォール部の厚さ(インナーライナー26の内側面からサイドウォール16のが外面までの厚さ)を薄くして、剛性を向上しうる。このカーカス20はタイヤ12の軽量化及び低燃費化にも寄与しうる。
前述の様に、この第二プライ36の主部36aは、一対のビード18間で張力を生じている。第二プライ36は折り返し部36bを備えているので、第二プライ36が確実に固定されている。加硫工程で加圧及び加熱される際にも、第二プライ36の位置ずれの発生が抑制されている。折り返し部36bを備えるタイヤ12は、安定した剛性の向上効果を得られる。
この観点からこの内端Pから折り返し端36cまでの高さHは、好ましくは10mm以上であり、更に好ましくは15mm以上である。一方で、この高さHが大きくなり過ぎると、タイヤ12の剛性が大きくなり、乗り心地が低下する。この観点からこの高さHは、好ましくは40mm以下であり、更に好ましくは30mm以下であり、特に好ましくは25mm以下である。
二輪自動車は、車体を内側に傾斜させて旋回する。この旋回を容易にするため、このタイヤ12は、曲率半径Rが小さいトレッド14を備えている。直進時には、トレッド14(トレッド面28)のセンター領域Cが主に接地する。旋回時には、このセンター領域Cの軸方向外側に位置するショルダー領域Sが主に接地する。一般に、四輪自動車である乗用車用タイヤでは、赤道面における曲率半径Rは、500mmから1000mmにされている。これに対して、二輪自動車用タイヤでは、赤道面における曲率半径Rは、通常50mm以上150mm以下にされている。タイヤ12の曲率半径は、四輪自動車のそれに比べて非常に小さい。
このタイヤ14の製造方法では、このトレッド14、サイドウォール16、クリンチ17、ビード18、カーカス20、ベルト22、バンド24、インナーライナー26及びチェーファー27を構成する部材が組み合わされて成形される。この成形により、未加硫の生タイヤが得られる。この生タイヤがモールド及びブラダーで加圧及び加熱される。モールド内で、ゴムが流動し架橋されて、タイヤ12が得られる。
前述の通り、このタイヤ12では、トレッド14の曲率半径Rが小さい。このタイヤ12の生タイヤでは、第一プライ34及び第二プライ36の軸方向端部をトレッド14のセンター領域に向かって引き寄せる向きの張力が作用する。この張力は、加圧及び加熱される際に特に大きい。このタイヤ12では、第二プライ36がビード18の周りで折り返されている。加圧及び加熱の際に、第二プライ36がコア30とモールドの壁面との間に挟み込まれて固定される。第二プライ36の移動が抑制される。この第二プライ36の移動が抑制されるので、剛性の向上効果を安定して得られる。このタイヤ12は、品質が安定している。
二輪自動車に装着されるタイヤ12では、四輪自動車のタイヤにかけられるような重荷重をかけられることがない。このため、タイヤ12の剛性を確保する観点から、第二プライ36をコア30の周りで折り返す必要性がない。むしろ、第二プライ36をコア30の周りで折り返すことは、生産性を低下させる。このため、二輪自動車用タイヤでは、一般に第二プライ36をコア30の周りで折り返すことはされていない。これに対して、本発明では、このタイヤ12の剛性の向上効果を安定的に得るため、敢えて第二プライ36をコア30の周りで折り返している。
本発明では、タイヤ12の各部材の寸法及び角度は、タイヤ12が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ12に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤには荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ12が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ12が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
図2には、本発明に係る他のタイヤ42の一部が示されている。このタイヤ42について、タイヤ12と異なる構成が説明される。ここでは、タイヤ12と同様の構成について、その説明が省略される。また、タイヤ12と同様の構成については、タイヤ12と同じ符号を用いて説明がされる。
このタイヤ42は、ビード18に代えてビード44を備えている。このビード44を備える他は、タイヤ12と同様にされている。ビード44は、コア46と、このコア46から半径方向外向きに延びるエイペックス48とを備えている。このエイペックス48は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス48は、高硬度な架橋ゴムからなる。
コア46は、非伸縮性ワイヤーがリング状に巻かれてなる。典型的には、コア46にスチール製ワイヤーが用いられる。コア46の断面では、非伸縮性ワイヤーが軸方向に略等間隔に複数本並べられ、半径方向にも略等間隔に複数本並べられている。これらの並べられた非伸縮性ワイヤーはコーティングゴムで被覆されいる。このコア46の断面形状は、略矩形である。このビード44は、ストランドビード構造を備えている。ここでいうストランドビード構造は、一本の非伸縮性ワイヤーが巻回されて形成されるコアを含む。言い換えると、このストランドビード構造は、いわゆるシングルワインディングビード構造を含む。このコア46はローテーションが抑制されている。このコア46はタイヤ42の剛性の向上に寄与している。
図2の2点鎖線Fはリムの形状が示されている。タイヤ42が正規リムに組み込まれた状態が示されている。点Ptは、タイヤ42のトウの位置が示されている。点Pcは、シート面に沿って延びる直線とフランジの当接面に沿って延びる直線との交点を示している。図2の両矢印BWは、コア46の底面46aの幅を示している。この幅BWは、底面46aに沿って測定される。両矢印SWは、リムのシート面に当接するシート面幅を示している。このシート面幅SWは、リムに組み込まれた状態で測定される。このシート面幅SWは、トウPtから交点Pcまでの直線距離として測定される。
断面形状が略矩形であるコア46は、半径方向内向きに面する底面46aを備えている。このタイヤ42の生タイヤの加硫では、第二プライ36はコア46の底面46aとモールドの壁面とに挟まれる。この底面46aを備えることで、より強固に第二プライ36が固定されている。このコア46を備えることで、タイヤ42の剛性の向上効果がより安定的に得られうる。
この観点から、コア46の底面46aの幅BWは大きいことが好ましい。比BW/SWは、好ましくは0.4以上であり、更に好ましくは0.5以上である。このタイヤ42は、ビード44を保護するクリンチ17及びチェーファー27を備えている。このビード44の保護の観点から、BW/SWは、好ましくは0.7以下であり、更に好ましくは0.6以上である。
図示されないが、前述のタイヤ12においても、コア30とモールドの壁面との間で第二プライ36を確実に固定する観点から、このコア30は半径方向内向きに対向する底面を備えることが好ましい。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実施例1]
図1に示された基本構造を備えるタイヤが準備された。このタイヤサイズは、120/70R17であった。第二プライがビードの周りで折り返された内端Pから折り返し端までの高さHは、20mmであった。このビードはケーブルビード構造を備えおり、そのコアの断面形状は円形であった。
[比較例1]
図3(b)に示されるカーカス構造を備える市販タイヤが準備された。このタイヤのカーカスは2枚のカーカスプライを備えており、この2枚のカーカスプライがビード周りで、軸方向内側から外側に向かって折り返されていた。その他の構成は、実施例1と同様の構成を備えていた。
[比較例2]
図4に示されるカーカス構造を備える市販タイヤが準備された。このタイヤのカーカスは2枚のカーカスプライを備えていた。内側のカーカスプライはビード周りで、軸方向内側から外側に向かって折り返されていた。外側のカーカスプライは、所謂フローティングプライであり、一対のビードの軸方向外側に架け渡されており、ビード周りで折り返されてない。その他の構成は、実施例1と同様の構成を備えていた。
[比較例3]
図3(a)に示されるカーカス構造を備えるタイヤが準備された。このタイヤのカーカスは2枚のカーカスプライを備えていた。内側のカーカスプライはビード周りで、軸方向内側から外側に向かって折り返されていた。外側のカーカスプライは、所謂フローティングプライであり、一対のビードの軸方向外側に架け渡されており、ビード周りで折り返されてない。この外側のカーカスプライの先端は、コアの半径方向内端に位置していた。その他の構成は、実施例1と同様して、タイヤを得た。
[実施例2−4]
高さHが表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
[実施例5−9]
図2に示されるビード構造を備えるタイヤが準備された。これらの高さH及びビード構造は表2に示される通りであった。コアの底面の幅BWとシート面幅SWとの比BW/SWは、表2に示される通りであった。その他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
[解体評価]
これらのタイヤが解体され、仕上がり寸法が測定された。仕上がり寸法と設計値(狙い値)の差が評価された。それぞれの評価結果は、実施例6の評価結果を100とする指数として、表1及び2に示されている。この評価結果は、数値が大きいほど好ましい。
[実車性能]
これらのタイヤが、正規リム(17×MT3.50)に組み込まれて、排気量1000cc(cm)の市販の二輪自動車の前輪に装着された。このタイヤの空気圧は正規内圧220kPaにされた。後輪には、市販タイヤが装着された。この二輪自動車をアスファルトの乾燥路からなる山岳路で走行させて、操縦安定性及び乗り心地をライダーに官能評価させた。それぞれの評価結果は、実施例6の評価結果を100とする指数として、表1及び2に示されている。この評価結果は、数値が大きいほど好ましい。
Figure 2016037087
Figure 2016037087
表1及び表2に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
以上説明されたタイヤは、二輪自動車の前輪だけでなく、後輪に装着される空気入りタイヤに広く適用されうる。
12、42・・・タイヤ
14・・・トレッド
18、44・・・ビード
20・・・カーカス
28・・・トレッド面
30、46・・・コア
32、48・・・エイペックス
34・・・第一プライ
36・・・第二プライ

Claims (5)

  1. トレッドと、一対のサイドウォールと、一対のビードと、カーカスとを備えており、
    それぞれのサイドウォールが、上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びており、
    それぞれのビードが、上記サイドウォールの半径方向略内側に位置しており、
    上記カーカスが、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されており、
    上記カーカスが第一プライと第一プライの外側に積層された第二プライとを備えており、
    この第一プライがビードの周りを軸方向内側から外側に向かって折り返されており、この折り返しにより第一プライには主部と折り返し部とが形成されており、
    この第二プライがビードの周りを軸方向外側から内側に向かって折り返されており、この折り返しにより第二プライには主部と折り返し部とが形成されている二輪自動車用空気入りタイヤ。
  2. 上記第二プライがビードの周りで折り返された内端から折り返し端までの高さHが10mm以上20mm以下にされている請求項1に記載のタイヤ。
  3. 上記ビードがコアとコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えており、
    このコアが半径方向内向きに対向する平面からなる底面を備える請求項1又は2に記載のタイヤ。
  4. 上記底面の幅BWと正規リムのシート面に当接するシート面幅SWとの比BW/SWが0.4以上0.7以下にされている請求項3に記載のタイヤ。
  5. 上記トレッドの曲率半径が赤道面において50mm以上150mm以下にされている請求項1から4のいずれかに記載のタイヤ。
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