JP4755488B2

JP4755488B2 - 自動二輪車用ラジアルタイヤ、及びそれに用いるバンドコード

Info

Publication number: JP4755488B2
Application number: JP2005340727A
Authority: JP
Inventors: 栄士山口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: JP2007145125A

Description

本発明は、特に大型車両用として好適であり、優れた操縦安定性を確保しながら軽量化を図りうる自動二輪車用ラジアルタイヤ、及びそれに用いるバンドコードに関する。

自動二輪車用ラジアルタイヤでは、タイヤの骨格をなすカーカスの半径方向外側に、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回してなるバンド層を形成した構造のものが広く採用されている。

そして近年、バンドコードとして、従来用いられていた高モジュラスのアラミド繊維コードに代え、複数本のスチール素線を撚り合わせたスチールコードを使用することが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。これは、アラミド繊維コードでは、引張弾性率が高くタイヤへの拘束力が強いため、高速耐久性や高速直進性に優れる反面、圧縮剛性が低いためトレッド剛性が不充分となり、バンク時、特に大型車両において剛性感が不足し、操縦安定性に劣るという問題を招く。これに対してスチールコードは、圧縮剛性や曲げ剛性が高いため、バンドコードに用いた場合、トレッド剛性を充分に確保でき、バンク時の剛性感やトラクション性を高めうるなど操縦安定性を向上しうるという利点がある。

特開平０４−３６２４０２号公報特開２００１−１３０２１８号公報

しかしバンドコードでは、加硫金型内でのタイヤの加硫ストレッチに対応するため、例えば５０Ｎ荷重時における伸度を０．５％以上とするなど低荷重時の伸度を高くする必要がある。そのため、スチールコードを用いる場合には、スチール素線に波状の型付けを施したり、又オープン撚り構造とするなどの手段が必要となる。しかし何れの手段も、伸び特性をコントロールするのが難しく、しかも型付けするものは、型付け部で素線間の接触圧が局部的に高まるためフレッティング磨耗が発生し易く耐疲労性を損ねるという問題もある。又スチールコードでは、タイヤ重量が増加するため、操縦安定性において軽快感が損なわれるという問題もある。

そこで本発明は、バンドコードとして、アラミド繊維とスチール素線とを組み合わせた特殊な複合コードを用いることを基本として、バンク時の剛性感やトラクション性を高めうるとともに、伸び特性のコントロールを容易とし、かつ重量増加を低く抑えて操縦安定性における軽快感を維持しうる自動二輪車用ラジアルタイヤ、及びそれに用いるバンドコード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の発明は、自動二輪車用ラジアルタイヤのバンドコードであって、アラミド繊維を撚り合わせたアラミド繊維コード部からなるコアと、複数のスチール素線を撚り合わせた１本のスチールコード部からなりかつ前記コアの周囲に巻き付けられた外層とからなり、
しかも５０Ｎ荷重時の伸度を０．５〜０．７％、１００Ｎ荷重時の伸度を１．２〜１．６％、かつ３００Ｎ荷重時の伸度を２．０〜２．６％としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記アミド繊維コード部は、１１００〜１６７０dtexの束撚り構造をなし、かつスチールコード部は２〜９本のスチール素線の束撚り構造をなすことを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記スチールコード部は、５０Ｎ荷重時の伸度が０．３％以下であることを特徴としている。
又請求項４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、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部の内方に配されかつバンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回したバンド層とを具える自動二輪車用ラジアルタイヤであって、前記バンドコードは、アラミド繊維を撚り合わせたアラミド繊維コード部からなるコアと、複数のスチール素線を撚り合わせた１本のスチールコード部からなりかつ前記コアの周囲に巻き付けられた外層とからなり、しかも５０Ｎ荷重時の伸度を０．５〜０．７％、１００Ｎ荷重時の伸度を１．２〜１．６％、かつ３００Ｎ荷重時の伸度を２．０〜２．６％としたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、バンドコードを、アラミド繊維を撚り合わせたアラミド繊維コード部からなるコアと、複数のスチール素線を撚り合わせた１本のスチールコード部からなりかつ前記コアの周囲に巻き付けられた外層とで形成している。従って、荷重の初期には、アラミド繊維コード部の周囲に、スチールコード部が巻き付く形態をなしていたものが、荷重の増加に従ってアラミド繊維コード部が次第にのばされ、スチールコード部の周囲にアラミド繊維コード部が巻き付く逆の形態へと変化する。そしてこの逆の形態において、急激に伸びにくくなり、バンドコードに必要な伸び特性を、コントロール容易にかつ高精度で得ることができる。

又スチールコードに比して重量増加を低く抑えられるため、操縦安定性における軽快感を維持しうるとともに、アラミド繊維コードに比して、圧縮剛性や曲げ剛性が高いため、トレッド剛性を充分に確保でき、バンク時の剛性感やトラクション性を高めうるなど操縦安定性を向上できる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の自動二輪車用ラジアルタイヤを示す断面図である。
図１において、自動二輪車用ラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド面２Ｓが、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トレッド部２を有し、前記トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離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。又タイヤ１には、前記トレッド部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、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるバンド層７とが配される。

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により形成される。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、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を一連に具る。又該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に先細状にのびるビード補強用のエーペックスゴム８を配設している。なお前記エーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ１は、前記トレッド端Ｔｅの半径方向高さｈｅより小であり、好ましくは、その下限値を前記高さｈｅの３５％以上さらには４０％以上、又上限値を７０％以下さらには６０％以下としている。

本例では、前記プライ折返し部６ｂが、サイドウォール部３を通った後、前記プライ本体部６ａとバンド層７との間に挟まれて終端するハイターンアップ構造をなす場合を例示しているが、バンド層７の外端よりも半径方向内側で終端させた構造でも良い。

又前記バンド層７は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回した１枚以上、本例では１枚のバンドプライ７Ａにより形成される。このバンドプライ７Ａは、従来と同様、互いに平行に引き揃えた複数本のバンドコードをトッピングゴムにより被覆した小巾長尺の帯状プライを用い、該帯状プライをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回することにより形成できる。

そして本発明では、前記バンドコード９として、バンド層７を形成する前の状態、即ち螺旋状に巻回する前の状態においては、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アラミド繊維を撚り合わせた１本のアラミド繊維コード部１０Ａからなるコア１０と、複数のスチール素線１１ｆを撚り合わせた１本のスチールコード部１１Ａからなりかつ前記コア１０の周囲に巻き付けられた外層１１とからなる層撚り構造としている。

ここで、前記アラミド繊維コード部１０Ａとして、太さ１１００〜１６７０dtexのアラミド繊維の束を撚り合わせた束撚り構造のものが使用される。又前記スチールコード部１１Ａとしては、２〜９本のスチール素線１１ｆの束を撚り合わせた束撚り構造のものが使用される。なおスチール素線１１ｆとしては、素線径が０．１５〜０．２５ｍｍの範囲のものが使用できる。

このような構造のコードは、図３（Ａ）の如く、荷重初期には、スチールコード部１１Ａがアラミド繊維コード部１０Ａの周囲に巻き付くコール状の形態（便宜上、初期形態Ｙ１という）をなしている。そして荷重の増加に従い、アラミド繊維コード部１０Ａがしだいに伸張していくとともに、スチールコード部１１Ａは、コール状から真直状へとその巻き付けがのばされていく。そして、スチールコード部１１Ａが真直状となった後は、図３（Ｂ）の如く、スチールコード部１１Ａの周囲に、アラミド繊維コード部１０Ａがコール状に巻き付く逆の形態（便宜上、後期形態Ｙ２という）に変化する。この後期形態Ｙ２では、スチールコード部１１Ａが支配的となるため、バンドコード９は急激に伸びにくくなる。その結果、図４に「荷重−伸び曲線」を例示するように、初期形態Ｙ１では低弾性をなし、かつ後期形態Ｙ２では高弾性をなすバンドコードに必要な伸び特性を得ることができる。しかも、高弾性域が始まる後期形態Ｙ２の開始時期は、スチールコード部１１Ａの巻き付けピッチＰ、及び巻き付け径Ｄ（即ちアラミド繊維コード部１０Ａの直径）等によって定まるため、伸び特性を容易にかつ精度よくコントロールすることができる。

さらに前記バンドコード９は、アラミド繊維を含んでいるため、スチールコードに比して重量増加を低く抑えることができる。即ちタイヤを軽量化でき、操縦安定性における軽快感を維持することが可能となる。又前記バンドコード９は、スチール素線１１ｆも含んでいるため、アラミド繊維コードに比して、高い圧縮剛性や曲げ剛性を示す。従って、トレッド剛性を充分に確保でき、バンク時の剛性感やトラクション性を高めうるなど前記軽快感の維持と相俟って操縦安定性を向上することが可能となる。

ここで前記バンドコード９では、５０Ｎ荷重時の伸度Ｌ50が０．５〜０．７％、１００Ｎ荷重時の伸度Ｌ100 が１．２〜１．６％、かつ３００Ｎ荷重時の伸度Ｌ300 が２．０〜２．６％であることが重要である。前記伸度Ｌ50が０．５％を下回ると、加硫ストレッチに充分対応できず、加硫成型時にタイヤの変形を招く恐れを生じる。逆に伸度Ｌ50が０．７％を上回ると、バンド層７の拘束力が不足して、高速耐久性や高速直進性が悪化するという問題が生じる。

又伸度Ｌ100 が１．２％を下回る場合、及び伸度Ｌ300 が２．０％を下回る場合には、バンド層の拘束力が過大となり、内圧充填時や外力作用時にタイヤが適正に変形できず、乗り心地性、操縦安定性、耐久性等に悪影響を与える。逆に伸度Ｌ100 が１．６％を上回る場合、及び伸度Ｌ300 が２．６％を上回る場合には、バンド層の拘束力が過小となり、本発明の操縦安定性の向上効果が見込めなくなるとともに、高速時に外径成長を招くなど高速操縦安定性や高速耐久性の低下も招く。

なお各前記伸度Ｌ50、Ｌ100 、Ｌ300 は、前記コード構造を採用することにより、容易にかつ精度よく正確に設定することが可能となる。

又前記アラミド繊維コード部１０Ａが前記１１００〜１６７０dtexの範囲を外れると、各伸度Ｌ50、Ｌ100 、Ｌ300 を前記範囲に設定することが難しくなる。

又スチール素線１１ｆの本数が前記２〜９本の範囲を外れるとともに、前記伸度（或いは引張り弾性率）とコード剛性とのバランスが悪くなり、トレッド剛性が過大、或いは過小となって操縦安定性の向上効果が発揮できない傾向となる。

又前記スチールコード部１１Ａでは、アラミド繊維コード部１０Ａの周囲に巻き付ける前の状態、即ちスチール素線１１ｆを撚り合わせたのみの状態において、５０Ｎ荷重時の伸度ＬＡ50を０．３％以下に設定するのが好ましい。これは前記伸度ＬＡ50が０．３％を超えると、前記後期形態Ｙ２における弾性率が不充分となり、伸度Ｌ100 、Ｌ300 を前記範囲に設定することが難しくなる。

なお前記バンドコード９では、５０Ｎ荷重時におけるスチールコード部１１Ａの巻き付けピッチＰは６．０〜１２．０ｍｍの範囲が好ましく、又スチールコード部１１Ａにおけるスチール素線の撚りピッチＰａ３．０〜６．０ｍｍの範囲が好ましく、又アラミド繊維コード部１０Ａにおけるアラミド繊維の撚りピッチＰｂは３．０〜６．０ｍｍの範囲が好ましい。

前記バンドコード９では、高温多湿の条件で使用した場合には、前記アラミド繊維が含有する水分により、該アラミド繊維と接触するスチール素線１１ｆの部分に錆を発生させる恐れがある。そこで、スチール素線１１ｆの表面に、錆防止のために例えば亜鉛メッキなどメッキ処理を施すことが好ましい。

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。

本発明の効果を確認するために、種々のバンドコードを表１の仕様で試作するとともに、試供コードの特性及び試供コードをバンド層に用いたときの自動二輪車用ラジアルタイヤの性能について比較評価を行った。なお比較例１のコードは、スチール素線９本のうちの６本に波付け加工を施して、低荷重時の伸度を高めている。又比較例３のコードは、スチール素線に波付け加工をしていない。

自動二輪車用ラジアルタイヤは、図１に示した基本構成を有し、バンドコードのみ相違させたものである。共通仕様としては、サイズ１８０／５５ＺＲ１７であり、カーカスは、ナイロン６６のカーカスコード（１４００ｄｔｅｘ／２）をタイヤ赤道に対して９０゜で傾けた１枚のカーカスプライで形成した。カーカスコードの打ち込み本数は、３８（本／５cm）である。またバンド層において、バンドコードの打ち込み本数は、２４（本／５cm）とした。

＜軽量さ＞
各試供コードの単位長さ当たりの重量を、比較例１を１００とした指数で示している。指数が小なほど軽量である。

＜タイヤの加硫成形性＞
タイヤの加硫成形において、ストレッチ不足によりタイヤ変形が生じたものを−−−×、加硫成形が良好なものを−−−○として評価した。

＜操縦安定性＞
供試タイヤを排気量７５０ｃｃの自動二輪車の後輪に装着してドライアスファルト路面のテストコースを走行させ、ドライバーの官能により軽快感、剛性感を、比較例１を３点とする５点法で評価した。
なお前記「軽快感」とは、応答性、コーナリング性、スラロームの性能項目を含む。又前記「剛性感」とは、ショック吸収性、キックバック、接地感の性能項目を含む。

表の如く、実施例は、タイヤの加硫成形性に影響を与えることなく、実車走行における剛性感、軽快感を高く発揮でき、操縦安定性を向上しうるのが確認できる。

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）、（Ｂ）は、それに用いるバンドコードを示す断面図、及び側面図である。（Ａ）、（Ｂ）は、荷重負荷によるバンドコードの撚り構造の変化を示す側面図である。バンドコードの「荷重−伸び曲線」を示すグラフである。

符号の説明

２トレッド部
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
９バンドコード
１０コア
１０Ａアラミド繊維コード部
１１外層
１１ｆスチール素線
１１Ａスチールコード部

Claims

アラミド繊維を撚り合わせたアラミド繊維コード部からなるコアと、複数のスチール素線を撚り合わせた１本のスチールコード部からなりかつ前記コアの周囲に巻き付けられた外層とからなり、
しかも５０Ｎ荷重時の伸度を０．５〜０．７％、１００Ｎ荷重時の伸度を１．２〜１．６％、かつ３００Ｎ荷重時の伸度を２．０〜２．６％としたことを特徴とする自動二輪車用ラジアルタイヤのバンドコード。
前記アミド繊維コード部は、１１００〜１６７０dtexの束撚り構造をなし、かつスチールコード部は２〜９本のスチール素線の束撚り構造をなす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のバンドコード。
前記スチールコード部は、５０Ｎ荷重時の伸度が０．３％以下である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のバンドコード。
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方に配されかつバンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回したバンド層とを具えるとともに、
前記バンドコードは、アラミド繊維を撚り合わせたアラミド繊維コード部からなるコアと、複数のスチール素線を撚り合わせた１本のスチールコード部からなりかつ前記コアの周囲に巻き付けられた外層とからなり、しかも５０Ｎ荷重時の伸度を０．５〜０．７％、１００Ｎ荷重時の伸度を１．２〜１．６％、かつ３００Ｎ荷重時の伸度を２．０〜２．６％としたことを特徴とする自動二輪車用ラジアルタイヤ。