JP4943830B2 - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、高速時の操縦安定性能を高めた二輪車用空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に自動２輪車に最適で、車両を大きく倒す深いコーナリング時のトラクション性能も向上させた二輪車用空気入りタイヤに関する。

高性能の二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤの回転速度が高速となるので遠心力の影響が大きく、タイヤのトレッド部分がタイヤ径方向外側に膨張してしまって操縦安定性能を害する場合がある。これを防止するために、タイヤのトレッド部分に、有機繊維やスチールの補強部材（スパイラル部材）を、タイヤ赤道面と概略平行になるように、ぐるぐると巻きつけるタイヤ構造が開発されている。タイヤ赤道面に沿ってスパイラル状に巻きつける補強部材としては、ナイロン繊維や芳香族ポリアミド（ケブラー）、スチールなどを用いている。中でも、芳香族ポリアミド（ケブラー）やスチールは、高温時においても伸張せずにトレッド部分の膨張を抑制することができるため、注目されつつある。

これらの部材をタイヤのクラウン部分にまきつけた場合に、いわゆる「たが」効果（風呂桶のたがのようにタイヤのクラウン部を押さえつけて、高速でタイヤが回転した場合でもタイヤが遠心力で膨らむことなく、高い操縦安定性能や耐久性を示す効果）を高めることが出来るので、スパイラルコードをタイヤのクラウン部に配置することが多数提案されている（例えば特許文献１〜５参照）。
これらのスパイラル部材を巻きつけた二輪車用空気入りタイヤにおいては、高速時の操縦安定性能が優れ、トラクション性能が非常に高いことが知られている。

しかし、二輪車用空気入りタイヤを装着した車両（例えばバイク）を大きく倒したときの操縦安定性能（特に旋回性能）については、補強部材（スパイラル部材）を巻きつけたからといって飛躍的に向上するわけではない。ライダーなどからは、バイクを大きく倒した時のグリップ性の向上を要望されることもある。
特開２００４−０６７０５９号公報 特開２００４−０６７０５８号公報 特開２００３−０１１６１４号公報 特開２００２−３１６５１２号公報 特開平０９−２２６３１９号公報

本発明は、上記事実を考慮して、特に旋回時における操縦安定性能を更に高めた二輪車用空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、本発明を完成するにあたり、以下の検討を行った。
二輪車用空気入りタイヤでは、２輪車が車体を傾けて旋回することから、直進時と旋回時とでは、トレッド部が地面と接する場所が異なる。つまり、直進時にはトレッド部の中央部分を使い、旋回時にはトレッド部の端部を使う特徴がある。そのためにタイヤの形状が乗用車用のタイヤに比べて非常に丸い。この丸いクラウン形状（タイヤのトレッド部分の形状）によって、特に旋回中は次のような独特な特性が見られる。

二輪車用空気入りタイヤでは、特に車体を大きく倒した場合の旋回性能については、タイヤのトレッドの片側の端部が接地してグリップ力を発生させている。車体を大きく倒して旋回する場合、図６に示すような接地状態となる。このときの接地形状について考察すると、図６のように、接地形状のセンター寄りと、接地形状のトレッド端部寄りとでトレッド部の変形状態が異なる。トレッド部１０８のタイヤの回転方向（タイヤ周方向、またはタイヤ前後方向とも呼ばれる）の変形を見てみると、センター寄りのトレッド部分１０８Ｃではドライビング状態であり、トレッド端部寄りのトレッド部分１０８Ｅではブレーキング状態である。

ここで、ドライビングとは、タイヤを赤道方向にそって輪切りにした場合に、そのトレッド部分の変形が、トレッド下面（タイヤ内部の骨格部材に接している面）がタイヤ進行方向後方にせん断される力を受け、路面に接地しているトレッド表面がタイヤ進行方向前方に変形しているせん断状態のことであり、ちょうどタイヤに駆動力をかけたときに起こる変形である。一方、ブレーキングはドライビングの逆であり、ブレーキングでは、トレッドの変形はタイヤ内部側（ベルト）が前方にせん断される力を受け、路面に接地しているトレッド表面が後方に変形しているせん断状態となっており、制動したときのタイヤの動きとなる。図６のように、キャンバ角４５度のように大きな角度で傾いて旋回するときには、タイヤに駆動力や制動力が加わっていない状態での回転でも、トレッドセンター寄りの接地領域にドライビング状態が現れ、トレッド端部寄りにブレーキング状態が現れる。これは、タイヤのベルト部の半径の差（径差）による。二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤのクラウン部が大きな丸みを帯びているため、回転軸からベルトまでの距離がトレッドセンター部とトレッド端部とで大きく異なる。図６の場合では、接地部分のセンター寄りの位置での半径Ｒ１は、接地部分のトレッド端部寄りの位置での半径Ｒ２よりも明らかに大きい。タイヤが回転する角速度は同じであるので、ベルト部の速度（タイヤが路面に接触している場合では、路面に沿ったタイヤ周方向の速度をいう。ベルト半径にタイヤ角速度をかけたもの）は、半径の大きいＲ１の部分の方が速い。タイヤのトレッド表面は、路面に接触した瞬間では前後方向にせん断される力を受けていないが、路面に接触したままタイヤ回転にあわせて進み、路面から離れるときには前後方向のせん断変形を受けている。このとき、ベルトの速度が速いタイヤセンター寄りのトレッド部分１０８Ｃではドライビング状態のせん断変形が生じており、タイヤのトレッド端部側（トレッド端部寄りのトレッド部分１０８Ｅ）ではベルトの速度が遅いのでブレーキング変形が生じている。これが、トレッド部１０８の前後方向の変形形態である。

このような旋回中の余計な変形によって、タイヤショルダー部では偏摩耗を起こしやすい。また、トレッドが前方や後方の逆の剪断変形を起こすことから、無駄な挙動を含み、旋回時のタイヤグリップ力に無駄が生じる。理想的には接地しているトレッド部分の変形が全て同じ挙動であればグリップ力が最大になるが、先のような余計な変形が発生して接地している場所によってはグリップ力が発生しない場合がある。例えば、タイヤが傾いたままタイヤに駆動力を加えて加速するときでは、すでにドライビング状態にあるセンター寄りのトレッド部分１０８Ｃでは駆動力がタイヤに加わるとすぐに駆動グリップ力が発揮されるが、すでにブレーキング状態にあるトレッド端寄りのトレッド部分１０８Ｅでは、一度ブレーキング変形がニュートラルに戻り、それから駆動側の変形へとシフトするため、なかなか駆動力に寄与できない。トレッド端寄りのトレッド部分１０８Ｅをドライビング状態にするためには、大きなトラクション力が必要であり、このようなトラクション力を加えるためにアクセルを開いてタイヤに駆動力を加えると、もともとドライビング状態にあるタイヤセンター側のトレッドが滑って空転状態に陥りやすい。

このような問題に対して、もともとブレーキング側にあるタイヤショルダー部のトレッド変形を、少しでもドライビング側にしておけば、トレッド端部でもトラクション力を大きく発揮できると考えられる。このためには、トレッド端部でのベルトの速度を速めることが解決方法の１つであるが、このベルトの速度は先に述べたようにベルト半径によって決まっており、ベルト半径を大きくし過ぎると二輪車用空気入りタイヤとして用いることができなくなる。

そこで、トレッド端部については、接地してからタイヤ周方向にベルトが伸びやすい構造にすることで、ベルト速度を速めることが考えられる。すなわち、大キャンバ角度が付く旋回時（以下、大キャンバ時という）において、接地部分のうちセンター側半部はベルトがタイヤ周方向（赤道方向）に伸びない構造で、トレッド端側の半部はベルトがタイヤ周方向に伸び得る構造とすれば、接地してからトレッド端側のベルトが伸びることでトレッド端側のベルト速度が増し、トレッド端側のブレーキング変形を少なくすることができる。その結果、大キャンバ時のトラクション性能（バイクを大きく傾けた旋回からの加速性能）が向上する。

従来の技術では、スパイラルベルト層をトレッドの全領域に巻きつけることが普通である。このようなタイヤであるとトレッドのショルダー部のベルトを赤道方向に伸ばすことはできない。そこで、スパイラルベルトをトレッド端部付近に巻かずに、センター側だけの配置とすれば、大キャンバ時にトレッド端部のべルト速度が増して、トラクション性能を向上させることができる。また、大キャンバ時にトレッドショルダー部のベルトの速度が増すということは、トレッドセンター側のベルトの速度に近づくことであり、これによって、接地しているトレッド部分の余計な動きが抑制される。つまり、これまで逆方向の剪断力を受けるトレッドが、同じ方向の剪断力を受けることになり、無駄な動きが排除されて、偏摩耗の発生を抑制することができる。またトレッドセンター部にはスパイラルベルト層が配置されているため、高速走行時（速度が速いので、二輪車用空気入りタイヤを装着している車両（バイクなど）が直立している時）でのタイヤの遠心力による膨張を抑制することができ、結果として高速時の操縦安定性能が、全幅のスパイラルベルト層を持つタイヤ並みに維持される。

本発明者は、以上のような検討を行うとともに実験を重ねて更に検討を加え、本発明を完成するに至った。
請求項１に記載の発明は、左右一対のビードコアにトロイド状に跨る少なくとも一層のカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド部とを順次備え、前記ベルト層は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるスパイラルベルト層を少なくとも１枚有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみ前記スパイラルベルト層が存在し、前記スパイラルベルト層の内側、かつ、前記スパイラルベルト層の幅方向端部からトレッド端までの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上７５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層が、タイヤセンターに対して左右対称に２対存在し、
前記交錯ベルト層の幅方向端部が前記スパイラルベルト層よりタイヤ幅方向外側に位置することを特徴とする。

タイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内としたのは、製造上の誤差を考慮したからである。
また、請求項１に記載の発明では、スパイラルベルト層の幅を規定している。トレッド半分のトレッド表面の幅をＬとしている。つまり、タイヤセンターからタイヤの表面に沿ってトレッド端までの距離をＬとしている。このとき、スパイラルベルト層の幅をタイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲と規定している。つまり、何れのトレッド端側であってもトレッド端から幅０．３５Ｌ〜０．１５Ｌの範囲にはスパイラルベルト層は存在しない。

スパイラルベルト層の幅を０．６５Ｌ〜０．８５Ｌとした根拠は、バイクが最も大きく倒れるときであるキャンバ角５０度付近での接地部分を考慮したことに基づく。キャンバ角５０度の旋回時には、トレッド全幅２Ｌのうちの０．４〜０．５Ｌの幅部分のみが接地している。請求項１に記載の発明では、上記のように、トレッドセンター部にスパイラルベルト層を形成して大キャンバ時には骨格部材が接地範囲において周方向に伸びることを防止し、逆にトレッド端部側ではスパイラルベルト層を形成せずに骨格部材をタイヤ周方向に積極的に伸ばすことができる構成とする。接地部の半分は０．２〜０．２５Ｌだけトレッド端から離れた位置であり、この付近にスパイラルベルト層の端部を配置するのが好ましい。ただし、厳密に接地の半分にするのではなく、接地部分のトレッドショルダー側にスパイラルベルトが巻かれていなければ、効果は認められる。それゆえ、０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲としている。

スパイラルベルト層の幅が０．６５Ｌ未満だと、大キャンバ時における接地面のタイヤセンター側でもスパイラルベルト層が伸びてしまい、センター側のベルト速度も増してしまって効果が得られにくくなる。スパイラルベルト層の幅が０．８５Ｌを超えると大キャンバ時における接地面のショルダー側（トレッド端側）でベルトが伸びにくくなってしまい、ショルダー側のベルト速度を速めることができず、効果が得られにくい。
スパイラルベルト層の幅は、好ましくは、０．７Ｌ〜０．８Ｌの範囲内であり、更に好ましくは０．７５Ｌ〜０．８Ｌの範囲内である。

更に、請求項１に記載の発明では、スパイラルベルト層が形成されていない幅０．１５Ｌ〜０．３５Ｌの左右両側のショルダー部の少なくとも一部には交錯ベル卜層が存在することを規定している。ここに交錯ベルト層が存在しないと、ベルトの面内剪断剛性が低下してしまい、ベルトが弱すぎて旋回時のグリップ力が低下し易い。なお、トレッドセンター部についてはスパイラルベルトが巻かれており、交錯ベルト層が存在しなくてもベルト剛性が高く保たれるため問題はない。

また、請求項１に記載の発明では、交錯ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を３０度以上７５度未満としている。タイヤ周方向（赤道方向）に対するコード角度が３０度未満になると、これはすなわちスパイラルベルト層に近づく方向であり、タイヤ周方向（赤道方向）にベルトが伸びにくい特性を持ってくる。こうなると、ショルダー部のベルトを接地領域で赤道方向に伸ばすという本発明の趣旨に反して、トレッドショルダー部で骨格部材が赤道方向に伸びにくくなり、トレッドショルダー部のベルト速度が増しにくくなる。従って、トレッドショルダー部がブレーキング変形のままであり、トラクショングリップを得にくいことに加え、偏摩耗が発生しやすくなる。一方、交錯ベルト層のコード角度が７５度を超えると、交錯ベルト層としての充分な交錯効果（互いに逆方向のベルトを重ね合わせることによってベルトの面内剪断剛性を高める効果）が得られずに、交錯ベルト層の面内剛性が不足して、旋回時に充分なグリップ性が得られない。なお、角度については、好ましくは４５度以上であることが、骨格部材が赤道方向に伸びやすいため良い。また面内剪断剛性を発揮する上でも好ましくは７０度以下が良い。

また、ショルダー部に配置する交錯ベルト層に含まれるコードを有機繊維コードとしている。スチールコードのようにコードの圧縮方向にも剛性を持つコードを交錯ベルト層として配置してしまうと、骨格部材が面外に曲がりにくい特性をもち、接地面積が小さくなってグリップ力が低下するからである。有機繊維コードであれば、コード方向の圧縮については大きな剛性を持たずに、骨格部材の面外剛性を低下させて接地面積を大きくすることができ、かつ、コードの引っ張り方向には非常に強い剛性をもつため、効果的に面内剛性を高めることができるからである。

なお、スパイラルベルト層を構成するコードの材質については、スチールでも有機繊維でもかまわない。これは、スパイラルベルト層は交錯していないため、必要以上にベルトの面外曲げ剛性を高める心配がないからである。ショルダー部のベルトのように交錯させる場合は、スチールコードの使用は避けるべきである。交錯ベルト層の材質としては、芳香族ポリアミド（商品名ケブラー）のように、引っ張り剛性が高く熱にも強い繊維が好ましい。

また、カーカス（ボディプライ、カーカスプライ）は１層以上としている。１層の場合ではタイヤ周方向に対して９０度をなす方向、つまりラジアル方向に配置することが殆どである。２層の場合では、ラジアル方向に２枚重ねても良いし、タイヤ周方向に対して７０度のように角度をつけて互いに交錯させて配置しても良い。また、カーカスのビード部での係止方法は、ビードコアに巻きまわして折り返す形で係止しても良いし、ビード先端でカーカスを切断し、そのコード端部の両側にビードワイヤーを配置してビードワイヤーでカーカスを挟み込む形で係止しても良い。
請求項２に記載の発明は、左右一対のビードコアにトロイド状に跨る少なくとも一層のカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド部とを順次備え、前記ベルト層は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるスパイラルベルト層を少なくとも１枚有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみ前記スパイラルベルト層が存在し、前記スパイラルベルト層の幅方向端部からトレッド端までの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上７５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層が存在し、前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置したことを特徴とする。
請求項２及び３に記載の発明では、スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向（赤道方向）に対して８５〜９０度以内の角度をなす有機繊維部材を配置することを規定している。これは、トレッド部で、スパイラルベルト層が存在する部分とスパイラルベルト層が存在しない部分とがあるため、その両者の境界でタイヤの骨格部材の剛性が急激に変わり、この部分を接地端が乗り越すとき（すなわち、タイヤをどんどん傾けて旋回するときに接地部分が移動してこの境界を乗り越えるとき）に、ライダーがタイヤの段差を感じて、違和感を感じることを防止するためである。トレッドゴムに比べて内部のベルト等のコードでは剛性が非常に大きい。そのため、内部の骨格部材に不連続な部分があるとその段差をライダーが感じる。そこで、請求項２のように、最外層のベルトがタイヤセンターからタイヤショルダーまで連続することでライダーがこの段差を感じにくくなっている。ライダーにこの段差を最も効果的に感じさせなくするには、タイヤ幅方向に沿って（すなわちタイヤ周方向に対して９０度をなす方向に）コードを配置することが好ましい。請求項２に記載の発明でタイヤ周方向（赤道方向）に対して８５〜９０度以内としたのは、製造上の誤差を考慮したからである。

また、ベルト補強層の幅についてはトレッド全幅２Ｌの９０％以上としている。ベルト補強層を設けた目的は、上記の段差を感じさせなくすること、つまりスパイラルベルト層の端部をベルト補強層で覆って最外層のベルトが分断されないようにすることである。そのため、ベルト補強層の幅を広くしてトレッド部の全領域を覆う配置がより好ましいが、９０％以上であれば、充分にスパイラルベルト層の段差を覆うことができるからである。なお、上限については請求項２には規定していないが、トレッド全幅を超えてサイドウォール部に達してもかまわない。つまり、１１０％となってもかまわない。好ましくは、サイドウォール部の最大幅に達しない程度である１１０％が上限であり、更に好ましくは１０５％である。

ここで、トレッド全幅とは、トレッド部のペリフェリ方向幅のことである。トレッド部のペリフェリ方向幅とは、トレッド部の外周に沿った略円弧方向の幅のことであり、走行時にあらゆるキャンバ角（ＣＡ）で接地する領域の幅のことである。

また、請求項２に記載の発明では、ベルト補強層を構成するコードの材質を有機繊維としている。二輪車用空気入りタイヤでは断面が非常に丸いため、タイヤ幅方向に対して、すなわちコードの圧縮側に対して剛性を持つスチールコードを用いると、タイヤがたわみにくくなり接地面積が減少するからである。有機繊維コードは、コードの圧縮側には剛性が低く、接地面積を減少させる心配が殆どない。有機繊維コードは、例えば芳香族ポリアミドやナイロンコードである。

なお、ベルト補強層が存在することによってスパイラルベルト層の端部の段差を解消させているので、有機繊維コードの直径が細すぎては好ましくない。また、逆に有機繊維コードの直径が太すぎると、有機繊維とはいえコードの圧縮側に対する剛性が出てくるため好ましくない。従って、ベルト補強層を構成する有機繊維コードの直径は０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

請求項４に記載の発明は、前記交錯ベルト層が、前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で前記スパイラルベルト層に接するように配置されていることを特徴とする。
交錯ベルト層に含まれる有機繊維コードは、例えば芳香族ポリアミドやナイロンコードである。
請求項４では、スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に幅広の交錯層（第２交錯ベルト層）を配置する構造を規定している。このように、スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側（半径方向外側）に交錯層を配置すると、上記のようにスパイラルベルト層の端部での段差をライダーがさらに感じにくくすることができる。

請求項５に記載の発明は、タイヤ周方向に対するコード角度が０〜２０度の範囲内とされた有機繊維またはスチールコードを含むコード部材を、サイドウォール高さの２０％以上１００％以下の範囲でサイドウォール部に配置したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明では、タイヤのサイドウォール部について規定している。本発明では、トレッドショルダー部にはスパイラルベルトが巻かれていない。そのため、タイヤショルダー部は高速回転したときに遠心力で膨張しやすい。請求項５に記載の発明のように、タイヤ周方向（赤道方向）に対する角度が０度から２０度の範囲内とされたコード部材をサイドウォール部に配置すれば、サイドウォール部は遠心力によって膨張しにくくなり、さらにトレッドショルダー部については、その両側で膨張を妨げる部材を配置できるため、遠心力による膨張を防止できるようになる。すなわち、スパイラルベルトが巻かれていないトレッドショルダー部については、タイヤセンター側ではスパイラルベルト層が膨張を防ぎ、トレッド端部側ではコード部材が遠心力による膨張を防ぐ。サイドウォール部にこのコード部材が配置されていない場合には、タイヤセンター側のスパイラルベルト層が遠心膨張を防ぐ部材となり片持ち状態であるが、サイドウォール部に上記コード部材が配置されていればセンターとサイドとの両側で膨張を防止できて両持ち状態でショルダー部の膨張を防止できる。自動二輪車レースのタイヤなどでは大キャンバ時に速度が１５０キロ以上出ているときが多く、請求項５に記載の発明はこのようなときに特に有効となる。

本発明によれば、特に旋回時における操縦安定性能を更に高めた二輪車用空気入りタイヤを実現させることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２からトロイド状に延びるカーカス１４と、を備えている。

カーカス１４は、ビード部１２のビードコア１１にトロイド状に跨っている。カーカス１４は一層であっても複数層であってもよい。カーカス１４が２層である場合（すなわち２枚のプライで構成される場合）には、カーカス１４を構成するコードの方向がラジアル方向（タイヤ周方向に対する角度が９０度である方向）であっても良いが、タイヤ周方向に対するコード角度が４５度〜８５度の範囲のプライを互いに交錯させて使用するバイアス構造としても良い。カーカスプライ（ポディプライ）の端部はビードコア１１で係止され、両側からビードワイヤー１３が挟みこんでいる。

また、二輪車用空気入りタイヤ１０は、カーカス１４のクラウン部１４Ｃのタイヤ径方向外側に、ベルト層１６と、溝を配設したトレッド部１８とを順次備えている。ベルト層１６はスパイラルベルト層２０を有する。このスパイラルベルト層２０は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層２１をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるものである。タイヤセンターＣＬからトレッド端部までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターＣＬから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみこのスパイラルベルト層２０が存在する。

更に、スパイラルベルト層２０の幅方向端部からトレッド端Ｔまでの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上７５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層２２が存在する。

スパイラルベルト層２０は、スチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードをスパイラル状に巻きつけて形成されている。製造方法としては、２本の並列したコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体を、略タイヤ赤道方向（略タイヤ周方向）に沿って螺旋状にタイヤ回転軸方向に巻きつける手法を用いている。
トレッド部１８には所定の溝が配置される。なお、レース用のタイヤなどにあるように、溝を配置しなくてもかまわない。

このように、本実施形態では、スパイラルベルト層２０がタイヤセンターＣＬから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみ存在するようにスパイラルベルト層２０の幅を規定している。そして、スパイラルベルト層２０の幅方向端部からトレッド端Ｔまでの範囲の少なくとも一部には交錯ベルト層２２が存在しており、交錯ベルト層２２には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上７５度未満である互いに交錯する有機繊維コードが含まれている。

ここで、大キャンバ時となる旋回時には、トレッド端部付近のトレッド部分が接地部となっている。従って、スパイラルベルト層２０が形成されていないトレッド部分では骨格部材をタイヤ周方向に積極的に伸ばすことができる構成となっているとともに、スパイラルベルト層２０が形成されているトレッド部分では骨格部材が接地範囲においてタイヤ周方向に伸びることを防止している。

これにより、高速走行時の操縦安定性能を高く維持し、車体を大きく倒した旋回時の操縦安定性能（トラクション性能）を向上させた二輪車用空気入りタイヤ１０とすることができる。また、ショルダー部の摩耗を抑制することができる。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、本発明に係る二輪車用空気入りタイヤの７例（以下、実施例１〜７という）、比較のための二輪車用空気入りタイヤの二例（以下、比較例１、２という）、及び、従来例の二輪車用空気入りタイヤの一例（以下、従来例という）について、性能試験を行って性能を評価した。

タイヤサイズは全て１９０／５０ＺＲ１７である。また、各タイヤでは、スパイラルベルト層（スパイラル補強層に用いられているコードはスチール製のコードである。また、各タイヤでは、トレッド部に溝を配置していない。

（従来例）
従来例は、図５に示す構造にされたタイヤであり、スパイラルベルト層８０の幅はトレッド全幅（２Ｌ）と同じで２４０ｍｍである。
スパイラルベルト層８０のタイヤ径方向内側には２枚の交錯ベルト８２Ｉ、８２Ｅが配置されている。交錯ベルト８２Ｉ、８２Ｅを構成するコードは、コード角度がタイヤ周方向（赤道方向）に対して６５度であり、ケブラー（芳香族ポリアミド）の繊維を撚って直径０．７ｍｍとしたものを、打ち込み５０本／５０ｍｍで配置したものである。１枚目の交錯ベルト８２Ｉ（以下の説明では、半径方向内側を１枚目とする）の幅は２４０ｍｍである。２枚目の交錯ベルト８２Ｅの幅は２３０ｍｍである。両者のベルト端には５ｍｍのステップがある。

（実施例１）
実施例１は、図１に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤであり、スパイラルベルト層２０の幅はトレッド全幅２Ｌの０．７５倍とされていて１８０ｍｍ（タイヤ赤道面からの片側の幅は９０ｍｍ）である。スパイラルベルト層２０は、直径０．１８ｍｍのスチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードを打ら込み間隔６０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻きつけて形成されている。

そして、スパイラルベルト層２０の内側に、左右対称で２対の交錯ベルト２２Ａ〜Ｄが存在する（交錯ベルト２２Ａ、２２Ｃが互いに対であり、交錯ベルト２２Ｂ、２２Ｄが互いに対である）。１枚目の交錯ベルト２２Ａ、２２Ｂの幅は８０ｍｍであり、タイヤ幅方向外側端はトレッド端Ｔからタイヤ外側に５ｍｍ出ている。２枚目の交錯ベルト２２Ｃ、２２Ｄの幅は５０ｍｍであり、タイヤ幅方向外側端はトレッド端Ｔと同じ位置とされている。両者はタイヤ周方向（赤道方向）に対するコード角度が４５度で互いに交錯している。交錯ベルト２２Ａ〜Ｄのコードの材質はケブラーである（交錯ベルト２２Ａ〜Ｄのコード角度は従来例とは異なっている）。

なお、本実施例では、コード方向がラジアル方向（タイヤ周方向に対して９０度方向）である１枚のカーカスプライを使用している。また、カーカス１４のコードはナイロン製である。また、トレッド部１８の厚みは７ｍｍである。

（実施例２）
実施例２は、実施例１（図１参照）のスパイラルベルト層２０の半径方向外側に、タイヤ周方向に対する角度が９０度とされた補強ベルト（後述の実施例３で用いられる補強ベルト３４と同じもの）を１枚追加した構造である。追加した補強ベルトの幅は２４０ｍｍであり、ベルトの材質は芳香族ポリアミドである。この補強ベルトの材質は従来例の交錯ベルト８２Ｉ、８２Ｅの材質と同じで、打ち込みやコード直径も同じであるが、コード角度が９０度であり従来例とは異なる。

（実施例３）
実施例３は、図２に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤ３０である。実施例３は上記のスパイラルベルト層２０及び従来例と同様の交錯ベルト３２Ｉ、３２Ｅを有する。すなわち、１枚目の交錯ベルト３２Ｉの幅は２４０ｍｍであり、２枚目の交錯ベルト３２Ｅの幅が２３０ｍｍであり、コード角度はタイヤ周方向に対して６５度で交錯する角度にされている。スパイラルベルト層２０の幅は、他の実施例と同じく１８０ｍｍにされており、従来例に用いられたスパイラルベルト層８０とは異なる幅にされている。また、スパイラルベルト層２０の半径方向外側に、実施例２と同様にコード角度９０度の補強ベルト３４が存在する。この補強ベルト３４の幅は実施例２と同じく２４０ｍｍであり、補強ベルト３４を構成するコードの材質はケブラーである。

（実施例４）
実施例４は、図３に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤ３６である。実施例３に用いられた交錯ベルト３２Ｉ、３２Ｅとスパイラルベルト層２０との位置を逆転させるとともに、実施例３で用いたコード角度９０度の補強ベルト３４（図２参照）を排除した構造にされている。１枚目の交錯ベルト３２Ｉの幅は２４０ｍｍ、２枚目の交錯ベルト３２Ｅの幅は２３０ｍｍであり、両者ともコード材質はケブラーで、単位幅あたりの打ち込み本数やコード種も他の実施例と同じである。スパイラルベルト層２０の幅は１８０ｍｍである。この結果、ベルト最外層には交錯ベルト３２Ｉ、３２Ｅが補強ベルト３４に代えて配置された構成になっており、交錯ベルト３２Ｉ、３２Ｅがスパイラルベルト層２０の端部の段差を覆っている。

（実施例５）
実施例５は、図４に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤ４０である。実施例３に比べ、サイドウォール部４６に、スパイラルベルト層２０と同様にタイヤ周方向と同じ方向に巻いたケブラースパイラルを有するコード部材（幅狭部材）４８を配置した構造にされている。サイドウォール部４６に配置されるコード部材４８は幅が２０ｍｍで、幅２０ｍｍの中に２０本の直径０．７ｍｍのケブラーを撚ったコードが打ち込まれている。コード部材４８の配置位置はタイヤ最大幅付近であり、より具体的には、サイドウォール部４６の高さの中心位置に左右対称に配置されている。

（実施例６）
実施例６は、基本構成が実施例３と同じであるが、スパイラルベルト層の幅が異なっており、幅が１６０ｍｍ（片側の幅が８０ｍｍ）である。これはトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．６６７（２／３）倍である。

（実施例７）
実施例７は、基本構成が実施例３と同じであるが、スパイラルベルト層の幅が異なっており、幅が２００ｍｍ（片側の幅が１００ｍｍ）である。これはトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．８３３倍である。

（比較例１）
比較例１は、基本構成が実施例３と同じであるが、スパイラルベルト層の幅が異なっており、幅が１４０ｍｍ（片側の幅が７０ｍｍ）である。これはトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．５８３倍である。

（比較例２）
比較例２は、基本構成が実施例３と同じであるが、スパイラルベルト層の幅が異なっており、幅が２１０ｍｍ（片側の幅が１０５ｍｍ）である。これはトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．８７５倍である。

（試験方法、及び、評価結果）
本試験例では、まず狙いの車体を傾けたときのトラクション性能がどれだけ向上しているかを評価するためにドラムを用いて以下のようにして規定の試験を行った。

本試験例では、全てのタイヤについて、標準リムに組み込み後、タイヤ内圧２４０ｋＰａとした。ここで、標準リムとは、ＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指す。
試験機としては、直径３ｍのドラムに紙やすりを貼り付け、紙やすりを路面に見立てる。そして、ドラムを時速１５０ｋｍで転動させ、ドラム上側から、タイヤをキャンバ角５０度で荷重１５０ｋｇｆで紙やすりに押し付ける。本試験例では、タイヤには回転軸に動力を伝えるチェーンを掛けており、駆動力を掛けることが可能になっている。本試験例ではモーターを用いて駆動力を加えた。

本試験例では、タイヤを１５０ｋｍ／ｈで回転させておき、駆動力を加えてタイヤを１８０ｋｍ／ｈまで、３秒の時間で線形に加速させる。そのとき、ドラムは１５０ｋｍ／ｈで転動しているため、タイヤに駆動力が掛かった状態となり、車体が傾いた状態におけるトラクションを測定できる。タイヤに働く力を、タイヤのホイール中心に設置した力センサーで読み取る。

この力を、横軸にＦｘ（タイヤ進行方向に平行な方向に作用する力）、縦軸にＦｙ（タイヤ進行方向に垂直な方向に作用する力）として描くと、図７に示すような波形Ｐ、Ｑが得られる。この波形Ｐ、Ｑは摩擦楕円と呼ばれるが、Ｆｘ＝０においてのＦｙの切片は駆動力０での純粋な横力を示し、これがキャンバースラストと呼ばれる力である。本試験例では、タイヤに駆動力を加えてタイヤの回転を速くする事でトラクション状態のタイヤのグリップ性能を評価している。時間と共に、グラフの波形はＦｘが正の方向に移動する。Ｆｘの最大値がトラクショングリップの指標といえる。

本試験例では、従来例のＦｘの最大値を指数１００として、他のタイヤの性能（トラクション性能）を相対評価となる指数で評価した。評価結果を表１に示す。

次に、実車を用いた操縦性能比較試験を行った。上記各タイヤ（実施例１〜７、比較例１、２、及び、従来例）はリア用のタイヤであったため、フロントのタイヤを常に従来どおりとし、リアのみのタイヤを交換して実車試験を行った。試験方法、評価方法を次に記す。

上記の供試タイヤ（実施例１〜７、比較例１、２、及び、従来例）を、１０００ｃｃのスポーツタイプの二輪車に装着して、テストコースで実車走行させ、操縦安定性（コーナリング性能）を、テストライダーのフィーリングによる１０点法で総合評価した。コースでは自動二輪車レースを意識した激しい走行を行い、最高速度は２２０ｋｍ／ｈに達した。

評価項目は以下の４つである。評価結果を表１に併せて示す。
１）低速コーナーでのトラクション性能（速度５０ｋｍ／ｈで大きく車体を倒した状態からの加速性能）
２）高速コーナーでのトラクション性能（速度１５０ｋｍ／ｈで大きく車体を倒した状態からの加速性能）
３）高速時のレーンチェンジ性能（時速２００ｋｍ／ｈでの操縦安定性能。レーンチェンジとは、高速道路で走行レーンを切り替えるような走行で、軽い入力に対する高速直進時の安定性能などがこの試験からわかる）
４）旋回時のバイクを倒しこむときの連続性（倒しこみ時に異常な挙動をしないことの性能）

また、テストコースを１０周走った時のタイヤショルダー部の偏摩耗状態を確認した。すなわち、タイヤショルダー部の摩耗量を測定し、従来例のタイヤの摩耗量を指数１０としたときの他のタイヤの摩耗量を相対評価となる指数で求めた。この指数を表１に併せて示す。摩耗量については値が小さいほど摩耗が少なくて良好であることを示す。

以上の評価結果から本発明者は以下の考察を行った。
実施例１ではベルト層１６の最外層に、タイヤ周方向に対するコード角度が９０度の補強ベルト３４（図２参照）がないため、スパイラルベルト層２０の端部の段差をライダーが感じて評点が低めとなった。実施例４では、補強ベルト３４は無いが、最外層は幅広の交錯ベルト３２Ｉ、３２Ｅが配置されていたため、段差は感じられずに問題ない。

高速時のトラクション性能については実施例５が優れている。サイドウォール部にスパイラル状のコード部材４８がありこれがタイヤの遠心力膨張を妨げたためと考えられる。

高速時のレーンチェンジ性能はどのタイヤも同じ評価結果である。従来例もスパイラルベルトがあるために優れている。なお、実施例１、２でレーンチェンジの評点が僅かに低いのは、実施例１、２ではベルト層のセンター部には交錯ベルト層が配置されていなくスパイラルベルト層１枚のみが配置されていたため、と考えられる。

実施例６、７では、トラクション性能向上の効果が少ないが、従来例と比べるとトラクション性能向上の効果は認められる。比較例１や２ではトラクション向上効果は殆ど無い。これらの比較からスパイラルベルト層２０の幅が０．６５Ｌから０．８５Ｌの範囲内が好ましいという数値の根拠が導かれる。

摩耗量については、実施例１〜５では従来例の摩耗量のほぼ半分であり、実施例１〜５ではショルダー部の摩耗量を抑制できていることがわかる。なお、実施例６や７でも効果はあるが、実施例１〜５に比べると効果は少ない。比較例１や比較例２では効果は殆ど無かった。実施例で摩耗量を少くすることができたのは、先に述べたようにトレッド端部で骨格部材が伸びやすく、トレッド端部のベルトの速度が速まって、センター側の速度とトレッド端側の速度との差が縮まり、トラクションをかけたときにトレッドのセンター側から先に滑ってしまうことが抑制されているからであると考えられる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態及び実施例１で説明する二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 実施例３の二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 実施例４の二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 実施例５の二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 従来例の二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 二輪車用空気入りタイヤの接地状態を示す説明図である。 試験例で測定した力を説明する説明図である。

符号の説明

１０ 二輪車用空気入りタイヤ
１１ ビードコア
１４ カーカス
１４Ｃ クラウン部
１６ ベルト層
１８ トレッド部
２０ スパイラルベルト層
２１ ゴム被覆コード層
ＣＬ タイヤセンター
Ｔ トレッド端
２２ 交錯ベルト層
２２Ａ〜Ｄ 交錯ベルト（交錯ベルト層）
３０ 二輪車用空気入りタイヤ
３２Ｉ、Ｅ 交錯ベルト
３４ 補強ベルト（ベルト補強層）
３６ 二輪車用空気入りタイヤ
４０ 二輪車用空気入りタイヤ
４６ サイドウォール部
４８ コード部材
８０ スパイラルベルト層
８２Ｉ、Ｅ 交錯ベルト

Claims (5)

1. 左右一対のビードコアにトロイド状に跨る少なくとも一層のカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド部とを順次備え、
   前記ベルト層は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるスパイラルベルト層を少なくとも１枚有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみ前記スパイラルベルト層が存在し、
   前記スパイラルベルト層の内側、かつ、前記スパイラルベルト層の幅方向端部からトレッド端までの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上７５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層が、タイヤセンターに対して左右対称に２対存在し、
   前記交錯ベルト層の幅方向端部が前記スパイラルベルト層よりタイヤ幅方向外側に位置することを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 左右一対のビードコアにトロイド状に跨る少なくとも一層のカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド部とを順次備え、
   前記ベルト層は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるスパイラルベルト層を少なくとも１枚有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみ前記スパイラルベルト層が存在し、
   前記スパイラルベルト層の幅方向端部からトレッド端までの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上７５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層が存在し、
   前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置したことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置したことを特徴とする請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
4. 前記交錯ベルト層は、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅を有し、かつ、前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に、前記スパイラルベルト層に接するように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
5. タイヤ周方向に対するコード角度が０〜２０度の範囲内とされた有機繊維またはスチールコードを含むコード部材を、サイドウォール高さの２０％以上１００％以下の範囲でサイドウォール部に配置したことを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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