JP4312173B2 - 自動二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビードコアにいわゆるケーブルビードが用いられた自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

図８に示されるように、ビード部ｂにケーブルビードタイプのビードコアｃが用いられた空気入りタイヤが提案されている（下記特許文献１ないし２参照）。該ビードコアｃは、環状のコアｃ１の周囲に複数本のシース線ｄを螺旋状に巻付けることにより形成された１ないし複数層のシースｃ２とから構成される。

特開平１１−３２１２４７号公報 特開２０００−２５４２９号公報

上記ビードコアｃは、前記コアｃ１に対してシースｃ２の相対的な回転が許容されるという特徴を有する。例えばビードコアｃの周りに折り返されて係止されたカーカスプライｆのコード張力Ｐや歪み等は、矢印Ｒで示されるように、コアｃ１に対してシースｃ２が相対的に回転することにより適宜吸収される。従って、タイヤの耐久性や衝撃吸収性が向上されるという利点がある。

しかしながら、発明者らは、ケーブルビードタイプのビードコアｃについて鋭意研究を重ねたところ、コアｃ１に対するシースｃ２の回転のし易さには方向性があることが判明した。即ち、発明者らは、前記シースｃ２の回転のし易さ（以下、単に「回転抵抗性」と言うことがある。）は、コアｃ１に巻き付けられているシース線ｄの螺旋の巻付け方向によって異なることを知見した。

従って、例えば図９に示されるように、コアｃ１に対して同じ方向にシース線ｃ２を螺旋状に巻き付けた（この例では左巻きで巻き付けられている）同一のビードコアｃを左右のビード部にそれぞれに用いた場合、図１０に略示されるように、左右のビード部は、タイヤ赤道に関して、非対称なビードコアｃの回転抵抗性を持つ。

図１０の態様では、カーカスプライｆのコード張力Ｐに対して、右側のビード部は左側のビード部に比べて回転変形が大きくなる傾向があり、例えば衝撃吸収性に差異を生じ得る。また、このような左右非対称のビードコアｃの回転抵抗性は、タイヤ加硫中、左右のサイドウォール部を通るカーカスコードに常時異なる張力を付与し、それらの中間伸度やユニフォミティに差異を与える。特に、車体を左右に傾けて旋回動作が行われる自動二輪車用の空気入りタイヤについては、上述のような左右非対称のビード構造は旋回操縦時の安定性を悪化させる。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、一方のビード部に配されたビードコアのシース線の巻付け方向を、他方のビード部に配されたビードコアのシース線の巻き付け方向と逆向きとしかつその方向を規定することを基本として、シースの回転抵抗性を左右で対称に発揮させることにより、各種のタイヤ性能を向上しうる自動二輪車用空気入りタイヤを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経て一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアで両端が折り返されたカーカスプライを含むカーカスを具えしかも回転方向が指定された自動二輪車用空気入りタイヤであって、前記各ビードコアは、環状のコアと、このコアの周囲に複数本のシース線を螺旋状に巻付けることにより形成された少なくとも１層のシースとを含み、かつ回転方向に従って回転するときに、進行方向に対して右側のビードコアは、前記シース線が時計回りに巻付けられた右巻きであり、かつ進行方向に対して左側のビードコアは、前記シース線が反時計回りに巻付けられた左巻きであることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記カーカスプライは、カーカスコードがタイヤ赤道に対して６５〜９０度で配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤである。

また請求項７記載の発明は、前記ビードコアは、５〜１３本のシース線を用いた１層のシースを具える請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、左右のビードコアにおいて、シースのコアに対する回転抵抗性が左右で対称になる。従って、各種のタイヤ性能、例えば成形後のユニフォミティや操縦安定性などを向上できる。とりわけ自動二輪車用のタイヤでは、左右のいずれの旋回方向についても同じ旋回操作性及び衝撃吸収性等が発揮され得るため、左右のいずれの旋回時でも安定した走行が可能になる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の空気入りタイヤ１の断面図を示す。空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３、３と、各サイドウォール部３の内方端に設けられかつビードコア５が埋設されたビード部４、４とを具える。本発明では、自動二輪車用の空気入りタイヤ１を対象とする。

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を経て一対のビード部４、４の各ビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７とが設けられている。

前記トレッド部２は、路面と接地するトレッド面２Ａを有する。該トレッド面２Ａは、タイヤ回転軸を含むタイヤ断面において、タイヤ半径方向外側に凸となる円弧状で形成される。また前記トレッド面２Ａの端縁２ｅ、２ｅの位置は、タイヤの中で最もタイヤ軸方向外側にある。

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例えば６５度〜９０度の角度で傾けて配列された少なくとも１枚、本例では内、外２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。なお前記カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン又は芳香族ポリアミド等のような有機繊維コードが好適であるが、必要に応じてまたタイヤのカテゴリによってはスチールコード等が用いられる。

前記カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、トレッド部２からサイドウォール部３を経て一対のビードコア５、５に至るトロイド状の本体部６ａと、この本体部６ａに連なりかつ各々のビードコア５、５の周りを通って両端がタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された折返し部６ｂ、６ｂとを有する。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、例えばビードコア５から半径方向外側にテーパ状でのびるビードエーペックス８が配され、ビード部４が適宜補強される。

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１５〜３０度程度で配列した少なくとも１枚、本実施形態では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する向きに重ねられる。ベルトコードとしては、レーヨン又は芳香族ポリアミド等のような高弾性の有機繊維コードやスチールコードが好適である。また、ベルト層７は、プライのスプライスした構造のみならず、１本のベルトコード又は複数本のベルトコードをリボン状にトッピングした帯状プライを螺旋状に巻き付けることにより形成されたいわゆるジョイントレス構造のものでも良い。

なお高速耐久性を向上させるために、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させたバンド層を設けても良い。

図２にはビードコア５の部分斜視図を、図３にはそのＡ−Ａ断面図が示される。ビードコア５は、環状のコア９と、このコア９の周囲に複数本のシース線１０ａを螺旋状に巻付けることにより形成された少なくとも１層のシース１０とを含むいわゆるケーブルビードとして構成される。本実施形態のビードコア５は、（１×１．５＋６×１．４）のコード構成を有する。即ち、直径が１．５０mmの１本のコア９の外側に、直径が１．４mmの６本のシース線１０ａからなる１層のシース１０とで構成される。

前記コア９には、好ましくはモノフィラメント（単繊維）が採用される。また、コア９は、例えば合成樹脂材又は金属材料からなり、好ましくは金属材料、とりわけ鋼線が望ましい。特に限定はされないが、鋼線の中でも炭素含有量が０．１〜０．９重量％程度のものが強度上の観点より特に好ましい。本実施形態でもコア９には鋼線が用いられる。

また、コア９の直径Ｄ１は特に限定されるものではなくタイヤのサイズやカテゴリー等に応じて適宜定められるが、小さすぎるとビードコア５の強度が大幅に低下するおそれがあり、逆に大きすぎるとタイヤ重量の増加やビードコア５の外径増大を招く傾向がある。このような観点より、コア９の直径Ｄ１は、好ましくは１．０mm以上、より好ましくは１．２以上が望ましく、かつ、上限については、好ましくは２．２mm以下、より好ましくは２．０mm以下が望ましい。

前記シース線１０ａは、マルチフィラメント又は（好ましくは）モノフィラメントが用いられ、例えば合成樹脂材又は金属材料が用いられる。好ましくはモノフィラメントの金属材料であるが、とりわけ鋼線が望ましい。中でもＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されるピアノ線材及びＪＩＳ Ｇ３５０６に規定される硬鋼線材等のような硬質のものが特に好適である。本実施形態において、シース線１０ａには、炭素含有量が０．６５〜０．８８重量％の硬鋼線材が用いられる。

また、シース線１０ａの直径Ｄ２は特に限定されないが、小さすぎるとビードコア５の強度低下を招き、逆に大きすぎてもタイヤ重量の増加やビードコア５の径の増大を招くため好ましくない。このような観点より、シース線１０ａの直径Ｄ２は、好ましくは０．９mm以上、より好ましくは１．３mm以上が望ましく、かつ、上限については、好ましくは１．８mm以下、より好ましくは１．６mm以下が望ましい。

また、コア９の直径Ｄ１とシース線１０ａの直径Ｄ２との関係については適宜定めうるが、前記直径の比（Ｄ２／Ｄ１）が過度に小さくなると、シース線１０ａの本数が著しく増大し、生産性が低下したり、ビードコアの剛性が高くなり過ぎてカーカスプライ６Ａ、６Ｂに必要以上のコード張力を作用させてしまう。これは、加硫時のカーカスプライのすべり移動を規制してしまい、柔軟性が不足するおそれがあり、逆に前記比（Ｄ２／Ｄ１）が過度に大きくなると、シース線１０ａの本数が低下し、ビードコア５の強度低下を招きやすい。このような観点より、前記比（Ｄ２／Ｄ１）は、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．７以上が望ましく、かつ、上限については、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．５以下が望ましい。

また、シース１０の一つの層を構成するシース線１０ａの本数は、シース線１０ａの直径や巻付け時の螺旋ピッチＴＰとの関係等に応じて適宜定められる。例えば、自動二輪車用タイヤの場合、好ましくは５本以上、より好ましくは６本以上が望ましく、上限については好ましくは１３本以下、より好ましくは１０本以下、さらに好ましくは９本以下が望ましい。

また、コア１０及び／又はシース線１０ａの表面には、ゴム等との接着性の観点より各種のめっき（例えば黄銅めっき、青銅のめっき又は亜鉛めっき）が施されるのが望ましい。

先に述べたように、ケーブルビードタイプのビードコア５は、コア９に対してシース１０が相対的に回転するが、シース１０の回転のし易さには方向性がある。図２に示されるように、シース１０は、コア９に巻き付けられているシース線１０ａの螺旋形状が締め上げられる向き（言い換えると、シース線１０ａを加撚する向き）の回転Ｒａに対しては大きな抵抗を示す一方、シース線１０ａの螺旋を弛ませる向き（言い換えると、シース線１０ａを解撚する向き）の回転Ｒｂに対しては比較的小さな抵抗しか示さない。

本発明では、このようなシース１０の回転方向性が空気入りタイヤの各種の性能に悪影響を及ぼさないよう、図４に示されるように、一方のビード部４Ｒに配されたビードコア５Ｒの前記シース線１０ａの巻付け方向と、他方のビード部４Ｌに配されたビードコア５Ｌの前記シース線１０ａの巻き付け方向とを互いに逆向きとしている。

前記シース線１０ａの巻付け方向は、該シース線１０ａの螺旋が進むときの回転方向に基づいて定められ、シース線１０ａがコア９の周りを時計回りに回転するものを右巻き、反時計回りに回転するものを左巻きとする。言い換えると、右巻きはＪＩＳＧ３５１０又はＪＩＳＬ１０１７で定められている「Ｚより」、左巻きは前記ＪＩＳの「Ｓより」とそれぞれ同義である。

図４は、ビードコア５を透視した空気入りタイヤ１の平面図（タイヤを上側から見た図）であるが、本発明において右側のビードコア５Ｒのシース線１０ａは右巻きであり、左側のビードコア５Ｌのシース線１０ａは左巻きである。図５には、このような空気入りタイヤ１の断面略図を示す。この実施形態の空気入りタイヤでは、右、左の各ビードコア５Ｒ、５Ｌは、いずれもカーカスプライ６Ａないし６Ｂのコード張力Ｐによって引っ張られる回転方向に対して、シース１０の回転抵抗が小さくなるように左右対称で配されている。従って、左右のビード部において、同じレベルにシース１０の回転抵抗を低減できる。これは走行時の振動吸収性を高めるのに役立つ。

図６にもビードコア５を透視した空気入りタイヤ１の平面図（タイヤを上側から見た図）を参考例として示すが、この実施形態では、右側のビードコア５Ｒのシース線１０ａは左巻きであり、左側のビードコア５Ｌのシース線１０ａは右巻きである。図７には、このような空気入りタイヤ１の断面略図を示す。この実施形態の空気入りタイヤ１では、右、左の各ビードコア５Ｒ、５Ｌは、いずれもカーカスプライ６Ａないし６Ｂのコード張力Ｐによって引っ張られる回転方向に対して、シース１０の回転抵抗が大きくなるように左右対称に配されている。従って、前記コード張力Ｐに対してシース１０が回転しづらくなるから、高いビード剛性を具え、腰が強くかつ操縦安定性に優れた空気入りタイヤ１を提供しうる。

また、図４、図６のいずれも実施形態の空気入りタイヤにおいても、ビードコア５におけるシース１０の回転抵抗性が左右対称になる。従って、タイヤ加硫中においても、例えばサイドウォール部３をのびている左右のカーカスコードの張力を左右で均一化しうる。このため、加硫成形後において、前記左右のカーカスコードのパス長さを実質的に均等にでき、また左右のカーカスコードで中間伸度のバラツキを抑え得る。このような空気入りタイヤは、高いユニフォミティ及び優れた操縦安定性を持つ。

また、例えば図４、図６の空気入りタイヤ１について、回転方向Ｆを指定することができる。回転方向が指定された空気入りタイヤには、例えば、トレッド面２Ａに、回転方向によってトレッド溝の作用が異なる方向性パターンなどが設けられる。

例えば図４に示されるように、指定された回転方向Ｆに従って回転するときに、進行方向に対して右側のビードコア５Ｒでは前記シース線１０ａが右巻きで巻き付けられ、かつ進行方向に対して左側のビードコア５Ｌではシース線１０ａが左巻きで巻き付けられた空気入りタイヤ１を作ることができる。このような空気入りタイヤ１は、図５に示したように、各ビードコア５Ｌ、５Ｒは、前記コード張力Ｐに対してシース１０の回転抵抗を小さく維持しうる結果、優れた衝撃吸収性を発揮できる。

逆に、図６に示されるように、指定された回転方向Ｆに従って回転するときに、進行方向に対して右側のビードコアでは前記シース線１０ａが左巻きで巻き付けられ、かつ進行方向に対して左側のビードコア５Ｌではシース線１０ａが右巻きで巻き付けられた空気入りタイヤ１を作ることができる。このような空気入りタイヤ１は、図７に示したように、各ビードコア５Ｌ、５Ｒは、コード張力Ｐに対してシース１０の回転抵抗を大きく維持でき、ビード部４に高い剛性を有し操縦安定性に優れる。

なお、ビードコア５のシース１０を回転させようとするカーカスコードの張力Ｐは、タイヤ赤道Ｃに対するカーカスコードの角度が９０度に近いほど大きくなる。従って、本発明はカーカスコードの前記角度が７５度以上、より好ましくは８５度以上の空気入りタイヤについて特に顕著な効果が発揮される。

また、本実施形態において、シース１０は１層で構成されているが、要求するタイヤ性能に応じてシース１０の層数を２以上で構成できる。この場合、各層のシース線１０ａは、左右のビードコア５Ｌ、５Ｒで互いに逆方向に巻き付けられていれば良い。さらにこの場合、シース１０の層毎にシース線１０ａの材料及び／又は直径などを異ならせ得る。

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及び表１に示す基本構造を有するビードコアを持った回転方向が指定された自動二輪車用空気入りタイヤ（サイズ：１２０／７０ＺＲ１７）を試作し、タイヤのユニフォミティ、カーカスコードの中間伸度及び操縦安定性についてテストした。

各タイヤにおいて共通の仕様は次の通りである。
ビードコアの構成（１×１．５＋６×１．４）：図３
シース線の螺旋ピッチ：約１５０mm
カーカスコード：ナイロン
カーカスプライ数：２
カーカスコード角度（対タイヤ赤道）：９０度
ベルトコード：アラミド
ベルトプライ数：２
ベルトコード角度（対タイヤ赤道）：１９度
また、テスト方法は次の通りである。

＜ユニフォミティ＞
各供試タイヤをそれぞれＭＴ３．５０×１７のリムにリム組みしかつ内圧２００ｋＰａを充填するとともに、ユニフォミティ試験器を用いてＲＦＶ（ｎ＝１０の平均値）を測定した。なお、縦荷重は１．４５ｋＮ、速度は６．６km／Ｈとした。結果は、従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど良好である。

＜左右のカーカスコードの中間伸度差＞
先ず、各タイヤをそれぞれ１０本づつ試作した。次に、各タイヤの左右のサイドウォール部それぞれから、タイヤ周方向でほぼ等間隔を隔てた位置にある１０本のカーカスコードを切り出して、それらの中間伸度を測定した（ｎ＝１０の平均値）。中間伸度（％）は、「ＪＩＳ Ｌ１０１７化学繊維タイヤコード試験方法」の項において「７．７ 一定荷重伸び率」の「７．７．１標準時状態」により測定した一定荷重時の伸び率として定める。次に、左右のカーカスコードの中間伸度の差を求め、比較例１の前記差を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど、左右のカーカスコードの中間伸度の差が少なくユニフォミティに優れることを示す。

＜操縦安定性＞
各供試タイヤをリム（ＭＴ３．５０×１７）に装着後、内圧２５０ｋＰｐを充填して、排気量１０００ccの国産自動二輪車の前輪に装着した。この自動二輪車にドライバー１名が乗車し、テストコースを走行して直進時安定性と、右旋回時及び左旋回時各々の衝撃吸収性とを評価した。旋回時の衝撃吸収性は、突起（高さ５mm、長さ４０mm）を１０ｍ間隔で設置した専用のテストコースを速度６０〜８０km／H で旋回走行したときの衝撃吸収性を評価した。各評価は、ドライバーによる１０点法の官能評価とした。数値が大きいほど良好である。なお前記自動二輪車用の後輪は、１９０／５０ＺＲ１７（リム：ＭＴ６．００×１７、内圧２９０ｋＰａ）の従来タイヤで統一した。
テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、ユニフォミティが向上し、かつ、左右の旋回時における性能差が非常に小さく、良好な操縦安定性を示すことが確認できた。

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。 そのビードコアの部分斜視図である。 図２のＡ−Ａ拡大断面図である。 ビードコアを透視して示す空気入りタイヤの平面図である。 その空気入りタイヤの断面略図である。 ビードコアを透視して示す他の空気入りタイヤの平面図である。 その空気入りタイヤの断面略図である。 空気入りタイヤのビード部の断面図である。 ビードコアを透視して示す従来の空気入りタイヤの平面図である。 図９の空気入りタイヤの断面略図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
４Ｌ 一方（右側）のビード部
４Ｒ 他方（左側）のビード部
５ ビードコア
５Ｌ 一方（右側）のビードコア
５Ｒ 他方（左側）のビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
９ コア
１０ シース
１０ａ シース線

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経て一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアで両端が折り返されたカーカスプライを含むカーカスを具えしかも回転方向が指定された自動二輪車用空気入りタイヤであって、
   前記各ビードコアは、環状のコアと、このコアの周囲に複数本のシース線を螺旋状に巻付けることにより形成された少なくとも１層のシースとを含み、かつ
   回転方向に従って回転するときに、進行方向に対して右側のビードコアは、前記シース線が時計回りに巻付けられた右巻きであり、かつ
   進行方向に対して左側のビードコアは、前記シース線が反時計回りに巻付けられた左巻きであることを特徴とする自動二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスプライは、カーカスコードがタイヤ赤道に対して６５〜９０度で配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードコアは、５〜１３本のシース線を用いた１層のシースを具える請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

Images