JP4714464B2 - 二輪車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤトレッドの側縁部まで接地させて高速旋回走行を行う自動二輪車、とりわけその前輪に適用して好適な二輪車用空気入りラジアルタイヤに関し、とくに、高速耐久性、直進安定性等の各種性能を十分に発揮させてなお、高速旋回走行時の操縦安定性を大きく向上させる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
市街地での自動二輪車の旋回走行に当って、タイヤにキャンバー角を付与するときは、トレッド踏面を、タイヤ赤道面位置から測って、トレッド半幅の５０〜７５％程度の沿面幅位置を限界として接地させることが広く一般に行われている。
【０００３】
従って、専ら市街地走行に使用される二輪車用空気入りタイヤでは、大きなキャンバー角を付与することで、トレッド踏面を、その側縁位置に至るまで接地させて走行する高速旋回走行時の操縦安定性に影響の大きい、ベルトの各種の曲げ剛性および剛性バランス等についての最適化を深く追求するまでもなく、所要の機能を十分に発揮させることが可能であった。
【０００４】
しかるに、近年においては自動二輪車が高性能化してきており、また、これと併せて一般ライダーが操縦技術の限界に挑戦して思い切ったスポーツ走行を楽しむことのできる練習場、サーキット等の、公道ではない、スポーツ走行用の特定管理区域が増加して、手軽にスポーツ走行が楽しめるようになるにつれて、車体を大きく傾けて高速で旋回する、いわゆる大キャンバー走行がしばしば行われるに至っており、従来のままのベルト設計技術等に基づくタイヤでは、このような大キャンバー走行に当っての、高速旋回走行時の操縦安定性が不足するという不満が高まりつつある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、従来の二輪車用空気入りタイヤが抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、高速耐久性、直進安定性等の各種の性能を十分に発揮できることはもちろん、上述したような大キャンバー走行に際してすぐれた操縦安定性を発揮できる二輪車用空気入りラジアルタイヤを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る二輪車用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部およびサイドウォール部と、トロイド状に延びてそれぞれのサイドウォール部に連続するトレッド部とを具えるとともに、タイヤ赤道面に対して６０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードからなるカーカスプライの一枚以上で形成したカーカスと、タイヤ赤道面に対して１５〜４０°の角度で延びるコードからなるベルト層の少なくとも二層で形成されて、カーカスのクラウン部の外周側に配設された、層間でコードが相互に交差するベルトとを具える、扁平比が０．５０〜０．８５であるタイヤであって、
カーカスプライコードの引張破断強度（Ｅｄｃｉ）を９８０ＭＰａ以上とするとともに、この引張破断強度（Ｅｄｃｉ）と、タイヤ赤道面内でのカーカスプライコードの、５０ｍｍ長さ当りの打込み本数（Ｎｍｃｉ）との積として定義されるカーカス剛性（Ｆｃｉ）をそれぞれのカーカスプライについて加算してなるカーカス総剛性（Ｆｃ＝ΣＦｃｉ）の絶対値を３００００以上とし、
また、ベルト層コードの引張破断強度（Ｅｄｂｊ）を２３５０ＭＰａ以上とするとともに、この引張破断強度（Ｅｄｂｊ）と、タイヤ赤道面内でのベルト層コードの、５０ｍｍ長さ当りの打込み本数（Ｎｍｂｊ）との積として定義されるベルト剛性（Ｆｂｊ）をそれぞれのベルト層について加算してなるベルト総剛性（Ｆｂ＝ΣＦｂｊ）の絶対値を１７００００以上とし、
さらに、トレッド部を幅方向にカットして形成した１５ｍｍ幅のサンプルを用いて３点曲げ試験によりトレッド路面に押圧力を作用させて（力／変位量）を計測して求めた値である幅方向面外曲げ剛性（Ｓｂ）の、トレッド部を周方向にカットして形成した１５ｍｍ幅のサンプルを用いて３点曲げ試験によりカット面に押圧力を作用させて（力／変位量）を計測して求めた値である周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）に対する比としての曲げ剛性比（Ｓｂ／Ｓａ）を４．２０〜９．１０の範囲としたものである。
【０００７】
かかるタイヤにおいて、より好ましくは、トレッド部の、幅方向の面外曲げ剛性（Ｓｂ）を３．９２〜６．８６Ｎ／ｍｍ、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）を０．４９〜１．４７Ｎ／ｍｍとする。
【０００８】
ここで、扁平比とは、たとえば、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫで規定する「偏平比」または、ＥＴＲＴＯ ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬで規定する「ＮＯＭＩＮＡＬ ＡＳＰＥＣＴ ＲＡＴＩＯ」をいうものとする。
【０００９】
また、トレッド部の、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）とは、トレッド部内で、その円周方向成分に、トレッド幅方向から作用する力に対する剛性をいうものとし、具体的には、たとえば、製品タイヤのトレッド部を、図１に実線で示すように、タイヤ円周方向にカットして形成した１５ｍｍ幅のサンプルＡを、図２に示すような測定装置に、カット面が上下に向く姿勢でセットし、上方側のカット面に押圧力を作用させた時の（力／変位量）を計測および演算することによって求めることができる。
【００１０】
一方、トレッド部の、幅方向の面外曲げ剛性（Ｓｂ）とは、トレッド部の幅方向成分に、トレッド踏面の押込み方向に作用する外力に対する剛性をいうものとし、この剛性は、たとえば、製品タイヤのトレッド部を、図１に仮想線で示すように、トレッド幅方向にカットして形成した１５ｍｍ幅のサンプルＢを、図２に示す装置に、トレッド踏面を上面とした姿勢でセットし、その上面に押圧力を作用させた時の（力／変位量）を計測および演算することで求めることができる。
【００１１】
ところで、この明細書でいう「剛性」および「引張破断強度」はいずれも、２５℃の常温で所要の計測を行った場合の値をいうものとする。
【作用】
【００１２】
このように構成してなる二輪車用空気入りラジアルタイヤでは、カーカスプライコードの引張破断強度（Ｅｄｃｉ）を９８０ＭＰａ以上とするとともに、ベルト層コードの引張破断強度（Ｅｄｂｊ）を２３５０ＭＰａ以上とすることにより、それぞれ、カーカスプライ数、カーカスプライコードの打込み本数等の増加なしに、所要のタイヤケース強度を確保することができ、そして、ベルト層数等の増加なしに、高速走行時のすぐれたたが効果をもたらすに十分なベルト強度を確保することができる。従って、これらのいずれによっても、タイヤ重量の増加を防ぐことができる。
【００１３】
またここでは、カーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値を３００００以上とし、また、ベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値を１７００００以上とすることで、タイヤに所要の耐久性を付与することができる。これをいいかえれば、カーカス総剛性の絶対値が３００００未満では、直進安定性や、高速旋回走行時の操縦安定性の確保が難しく、また、ベルト総剛性の絶対値が１７００００未満では、高速耐久性および、高速旋回走行時の操縦安定性の確保が難しい。
【００１４】
なおここで、カーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値の、ベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値に対する比としての剛性比（｜Ｆｃ／Ｆｂ｜）は、０．１０〜０．５０の範囲とすることが好ましい。
【００１５】
すなわち、ベルト総剛性が高すぎるときは、高速耐久性の向上はあっても、カーカスとの剛性段差を原因として、高速旋回走行時の操縦安定性が低下するおそれがあり、逆に、ベルト総剛性が低すぎるかまたは、カーカス総剛性が高すぎるときは、高速耐久性が低下したり、タイヤサイド部の剛性が高くなってキックバックが強くなり、直進安定性が低下するおそれがあり、また、旋回性能のピーキーな変化が生じ易いので、剛性比を０，１０〜０．５０の範囲に選択することで、すぐれた剛性バランスを確保することが好ましい。
【００１６】
ところで、自動二輪車の走行に当り、とくに前輪タイヤは、コーナへの進入時のブレーキング、旋回中のキャンバー角の付与とハンドリング、コーナを通過後の直進走行等によって、接地姿勢を目まぐるしく変更され、また、タイヤに対する各種の入力を繰返し受けることになるが、このような走行にあって、たとえばコーナの入口付近で、車体の若干のバンキングによる、タイヤへの比較的小さいキャンバー角の付与と、ハンドリングと、ブレーキングとのそれぞれの操作を併せて行う場合には、トレッド部の、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）を０．４９Ｎ／ｍｍ以上とすることが、特に高速旋回時の操縦安定性の確保のために好ましい。
【００１７】
また、車体の激しいバンキングとハンドリングとをミックスさせた、コーナ内での旋回走行中は、トレッドクラウン部を、路面反力に基づいて柔軟に変形させてロードホールディング性を高めるために、トレッド部の、幅方向の面外曲げ剛性（Ｓｂ）を６．８６Ｎ／ｍｍ以下に抑えることが好ましい。この一方で、その面外曲げ剛性（Ｓｂ）が３．９２Ｎ／ｍｍ未満では剛性が不足することになる。
【００１８】
なお、かかる観点の下では、トレッド部の、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）を１．４７Ｎ／ｍｍを越える値としたときは、前記面外曲げ剛性（Ｓｂ）の選択範囲内でのトレッドクラウン部の柔軟な接地が妨げられることになる。
【００１９】
ところで、トレッドクラウン部の適度の剛性と、適度の柔軟性とをバランスよく確保するためには、トレッド部の前記各曲げ剛性を適正な範囲に納めることの他、とくに、それらの曲げ剛性の比（Ｓｂ／Ｓａ）を、４．２０〜９．１０の範囲に納めることが必要である。
【００２０】
すなわち、その比が４．２０未満では、直進安定性の確保が難しく、一方、９．１０を越えると、高速走行時の操縦安定性の確保が難しい。
【実施例】
【００２１】
図３に示す、この発明の実施の形態において、図中１は一対のビード部を、２は、各ビード部１に連続してそこから半径方向外方へ延びるサイドウォール部を、そして３は、トロイド状に延びてそれぞれのサイドウォール部に連続するトレッド部をそれぞれ示し、図示のこのタイヤは、０．５０〜０．８５の扁平比を有する。
【００２２】
ここでは、それぞれのビード部１に配設したそれぞれのビードコア４間に、上記各部１，２，３を補強するラジアルカーカス５をトロイダルに延在させて配設する。ここにおけるカーカス５は、タイヤ赤道面Ｓに対して６０〜９０°の範囲の角度で延在する有機繊維コードよりなるカーカスプライ６の少なくとも一枚で形成してなる。
【００２３】
また、このようなラジアルカーカス５のクラウン部の外周側には、二層以上のベルト層７，８からなり、層間でベルト層コードが相互に交差し、好ましくは、それらのコードが、タイヤ赤道面に対して相互に逆方向に延びるベルト９を配設し、それぞれのベルト層コードの、タイヤ赤道面Ｓに対する角度を１５〜４０°の範囲とする。
【００２４】
そしてここでは、カーカスプライ６を構成する有機繊維コード、すなわち、各カーカスプライコードの引張破断強度（Ｅｄｃｉ）を９８０ＭＰａ以上とするとともに、この引張破断強度（Ｅｄｃｉ）と、タイヤ赤道面内でのカーカスプライコードの、５０ｍｍ長さ当りの打込み本数（Ｎｍｃｉ）との積として定義されるカーカス剛性（Ｆｃｉ）を、それぞれのカーカスプライ６について加算してなるカーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値を３００００以上とする。
【００２５】
またここでは、これと併せて、各ベルト層コードの引張破断強度（Ｅｄｂｊ）を２３５０ＭＰａ以上とするとともに、この引張破断強度（Ｅｄｂｊ）と、タイヤ赤道面内でのベルト層コードの、長さ５０ｍｍ当りの打込み本数（Ｎｍｂｊ）との積として定義されるベルト剛性（Ｆｂｊ）を、それぞれのベルト層７，８について加算してなるベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値を１７００００以上とする。
【００２６】
なお、ここで好ましくは、ベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値に対するカーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値の比としての剛性比（｜Ｆｃ／Ｆｂ｜）を０．１０〜０．５０の範囲とする。
【００２７】
また好ましくは、トレッド部３の、図１，２との関連の下に先に説明した、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）を０．４９〜１．４７Ｎ／ｍｍの範囲とするとともに、幅方向の面外曲げ剛性（Ｓｂ）を３．９２〜６．８６Ｎ／ｍｍの範囲とし、また、その面内曲げ剛性（Ｓａ）に対する面外曲げ剛性（Ｓｂ）の比としての曲げ剛性比（Ｓｂ／Ｓａ）を４．２０〜９．１０の範囲とする。
【００２８】
このように構成してなる二輪車用空気入りタイヤによれば、それぞれのコードの引張破断強度、各種の剛性および剛性比の範囲内等での選択に基づき、タイヤ重量の増加なしに、しかも、すぐれた高速耐久性、直進安定性等の基本性能を十分に確保してなお、大キャンバー走行に際する、高い操縦安定性の発揮を担保することができる。
【００２９】
なお、かかるタイヤにおいて、より好ましくは、タイヤを、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ等の規格に定められたリムに組付けるとともに、そのタイヤ内へ同規格に定める空気圧を充填した、無負荷状態の下で、図ではタイヤ最大幅と等しいトレッド最大幅ＴＷに対する、タイヤ赤道面Ｓ上のタイヤ最大外径点Ｐからトレッド最大幅位置までの半径方向距離ｈの比であるトレッド湾曲率を０．２３以上０．５以下とする。
すなわち、湾曲率が０．２３未満では、旋回時の接地性が低下して、旋回時の安定性の確保が難しくなり、０．５０を越えると、十分な横力を発生させることが難しくなる懸念がある。
【００３０】
実施例１
自動二輪車を用い、前輪タイヤを、サイズが１２０／７０ ＺＲ１７（リム幅３．５０インチ 内圧２０６ｋＰａ）とするとともに、後輪タイヤを、サイズが１９０／５５ＺＲ１７（リム幅６．００インチ 内圧１８６ｋＰａ）として実車走行試験を行い、前輪タイヤのトレッド部の、幅方向の面外曲げ剛性（Ｓｂ）を種々に変化させた場合の、高速旋回走行時の操縦安定性をフィーリング評価したところ図４にグラフで示す結果を得た。
なおこの場合の旋回速度は１２０ｋｍ／ｈとし、操縦安定性指数は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
【００３１】
ところで、このグラフでは、後述する表１の比較タイヤをコントロールとして、それの性能を指数１００としている。
図４によれば、面外曲げ剛性（Ｓｂ）が６．８６Ｎ／ｍｍを越えると、タイヤのロードホールディン性の低下に起因して、操縦安定性がコントロールタイヤと同程度にまで低下することが解る。一方、面外曲げ剛性が３．９２Ｎ／ｍｍ未満では、剛性不足に起因する操縦安定性の低下が激しくなる。
【００３２】
実施例２
前輪タイヤのトレッド部の、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）を種々に変化させた場合の操縦安定性の変化を、実施例１の場合と同様にして求めたところ、図５にグラフで示す結果を得た。
ここでもまた、後述する表１の比較タイヤをコントロールとし、それの性能を指数１００で表わしている。
【００３３】
図５によれば、面内曲げ剛性（Ｓａ）が０．４９Ｎ／ｍｍ以上でコントロールタイヤよりすぐれた旋回操縦安定性をもたらし得る一方、それが１．４７Ｎ／ｍｍを越えると、トレッドクラウン部の柔軟な接地が妨げられることになって、操縦安定性の急激な低下が余儀なくされることになる。
【００３４】
実施例３
前輪タイヤのトレッド部の曲げ剛性比（Ｓｂ／Ｓａ）を変化させた場合の操縦安定性の変化を、実施例１と同様にして求めたところ図６に示す結果を得た。
この場合のコントロールタイヤもまた表１の比較タイヤであり、その性能を指数１００とした。
【００３５】
図６のグラフによれば、曲げ剛性比（Ｓｂ／Ｓａ）が９．１０を越えると、操縦安定性がコントロールタイヤ以下に急激に低下し、同様の傾向は、その比が４．２０未満においても生じることが明らかである。
【００３６】
実施例４
前輪タイヤのベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値に対する、カーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値の比として剛性比（｜Ｆｃ／Ｆｂ｜）を変化させたときの操縦安定性の変化を実施例１と同様に求めたところ、図７に示す結果を得た。
ここでのコントロールタイヤも表１の比較タイヤである。
【００３７】
図７によれば、剛性比（｜Ｆｃ／Ｆｂ｜）が０．１０以上で操縦安定性が大きく向上する一方で、それが０．５０を越えると、コントロールタイヤと同程度にまで操縦安定性が低下することが解かる。
【００３８】
実施例５
自動二輪車を用い、前輪タイヤを、サイズが１２０／７０ ＺＲ１７（リム幅３．５０インチ 内圧２０６ｋＰａ）とするとともに、後輪タイヤを、サイズが１９０／５５ＺＲ１７（リム幅６．００インチ 内圧１８６ｋＰａ）として実車走行試験を行い、高速旋回走行時の操縦安定性をフィーリング評価したところ表１に示す結果を得た。
なお、表１中には前輪タイヤとして用いた、実施例タイヤ及び比較タイヤのそれぞれの構成態様をもまた併せて記載する。
【００３９】
【表１】

【００４０】
上記表１によれば、実施例タイヤは、各種の剛性要件等を満たすことで、高速旋回走行時の操縦安定性を大きく向上させ得ることが明らかである。
【発明の効果】
【００４１】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、トレッド踏面が、その側縁部まで接地するような大きなキャンバー角をタイヤに付与してなお、高い操縦安定性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】曲げ剛性測定用のサンプルの切り出し方を示す図である。
【図２】曲げ剛性の測定装置を示す略線図である。
【図３】この発明の実施の形態を示すトレッド幅方向断面図である。
【図４】トレッド部の幅方向での面外曲げ剛性に対する操縦安定性の変化を示すグラフである。
【図５】トレッド部の周方向での面内曲げ剛性に対する操縦安定性の変化を示すグラフである。
【図６】曲げ剛性比に対する操縦安定性の変化を示すグラフである。
【図７】カーカストとベルトとの剛性比に対する操縦安定性の変化を示すグラフである。

Claims (3)

1. 一対のビード部およびサイドウォール部と、トロイド状に延びてそれぞれのサイドウォール部に連続するトレッド部とを具えるとともに、タイヤ赤道面に対して６０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードからなるカーカスプライの一枚以上で形成したカーカスと、タイヤ赤道面に対して１５〜４０°の角度で延びるコードからなるベルト層の少なくとも二層で形成されて、カーカスのクラウン部の外周側に配設された、層間でコードが相互に交差するベルトとを具える、扁平比が０．５０〜０．８５である二輪車用空気入りラジアルタイヤであって、
   カーカスプライコードの引張破断強度（Ｅｄｃｉ）を９８０ＭＰａ以上とするとともに、この引張破断強度（Ｅｄｃｉ）と、タイヤ赤道面内でのカーカスプライコードの、５０ｍｍ長さ当りの打込み本数（Ｎｍｃｉ）との積としてのカーカス剛性（Ｆｃｉ）を、それぞれのカーカスプライについて加算してなるカーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値を３００００以上とし、
   ベルト層コードの引張破断強度（Ｅｄｂｊ）を２３５０ＭＰａ以上とするとともに、この引張破断強度（Ｅｄｂｊ）と、タイヤ赤道面内でのベルト層コードの、５０ｍｍ長さ当りの打込み本数（Ｎｍｂｊ）との積としてのベルト剛性（Ｆｂｊ）を、それぞれのベルト層について加算してなるベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値を１７００００以上とし、
   かつ、トレッド部を幅方向にカットして形成した１５ｍｍ幅のサンプルを用いて３点曲げ試験によりトレッド路面に押圧力を作用させて（力／変位量）を計測して求めた値である幅方向面外曲げ剛性（Ｓｂ）の、トレッド部を周方向にカットして形成した１５ｍｍ幅のサンプルを用いて３点曲げ試験によりカット面に押圧力を作用させて（力／変位量）を計測して求めた値である周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）に対する比としての曲げ剛性比（Ｓｂ／Ｓａ）を４．２０〜９．１０の範囲としてなる二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
2. トレッド部の、幅方向の面外曲げ剛性（Ｓｂ）を３．９２〜６．８６Ｎ／ｍｍ、周方向の面内曲げ剛性（Ｓａ）を０．４９〜１．４７Ｎ／ｍｍとしてなる請求の範囲１記載の二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
3. ベルト総剛性（Ｆｂ）の絶対値と、カーカス総剛性（Ｆｃ）の絶対値との剛性比（｜Ｆｃ／Ｆｂ｜）を０．１０〜０．５０の範囲としてなる請求の範囲１もしくは２に記載の二輪車用空気入りラジアルタイヤ。

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