JP4976001B2 - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
しかし、これらの手法だと、タイヤクラウン部の全体的な剛性が低下したり、ショルダー領域の横曲げ剛性の低下に伴って、タイヤクラウン部のねじり剛性が低下するため、ハンドリングの舵角応答性及び軽快性が損なわれ、安全な走行を阻害する(操縦安定性能が悪化する)虞がある。
旋回時のグリップ力を向上させるためには、前述したように、ショルダー領域の横曲げ剛性を低下させることで、ショルダー領域の柔軟性を向上させて接地性を向上させたり、トレッドゴムにグリップ力の高い柔軟なコンパウンドゴムを適用して、接地性を向上させる手法があるが、いずれの手法でグリップ力を向上させたとしても、タイヤクラウン部のねじり剛性が低下してしまい、舵角応答性及び軽快性が低下し、高速走行時の操縦安定性能が悪化してしまう。
従って、舵角応答性及び軽快性が向上されると共に、旋回時のグリップ力が確保されて、高速走行時における操縦安定性能に優れる。
0.15W1>W2であれば、キャップゴム層の幅W2が狭すぎるため、トレッド部中央領域のねじり剛性の向上が少ないため、舵角応答性及び軽快性の向上も少なく、高速走行時における操縦安定性能が悪化する。また、0.65W1<W2であれば、キャップゴム層の幅W2が広すぎ、トレッド部側方領域の剛性も向上してしまい、接地性が低下し、グリップ力が減少する。
従って、W1及びW2の関係は、0.15W1≦W2≦0.65W1を満たすことが好ましい。
一般的にスパイラルベルト層は、高速走行時におけるタイヤクラウン部の径成長(せり出し)を抑制できるので、接地形状が大きく変化することによって生じる接地性不足を解消でき、また高速耐久性に優れるが、横曲げ剛性が低く、旋回時に横力不足になりやすく、腰砕け感を感じやすい。
ここで、本請求項では、傾斜ベルト層をキャップゴム層より幅広にすることで、キャップゴム層が配置される領域より幅広い領域の横曲げ剛性を向上することができる。これにより、傾斜ベルト層が配置される領域内の横曲げ剛性が向上し、旋回時における横力が確保され、腰砕け感を感じなくなる。
1.5W2>W3であれば、傾斜ベルト層の配置領域と非配置領域との境界(ここでは、傾斜ベルト層の端部)に生じる剛性段差が、キャップゴム層及びベースゴム層の境界に近づくため、ゴム層間に生じる剛性段差に加え、傾斜ベルト層の端部に生じる剛性段差が加わるため、ハンドリングのリニア性が大きく悪化する虞がある。
従って、W2及びW3の関係は、1.5W2≦W3を満たすことが好ましい。
B/(A+B)が0.2未満になると、トレッド部中央領域のベースゴム層の厚みが薄くなりすぎるため、キャップゴム層とベースゴム層とをタイヤ軸方向で分割した状態に近く、ハンドリングのリニア性が損なわれる虞がある。
一方、B/(A+B)が0.5を越えると、トレッド部中央領域のキャップゴム層の厚みが薄くなるため、トレッド部中央領域のねじり剛性を必要量確保することが出来なくなり、高速安定性とハンドリングの舵角応答性及び軽快性を確実かつ十分に向上することが出来なくなる。
タイヤラジアル方向(タイヤ赤道面に対して垂直方向)に対する角度がθであるコードを備える傾斜ベルト層を配置したことでタイヤクラウン部の補強効果が向上する。
このときθ<3°であれば、傾斜ベルト層のコードがタイヤラジアル方向に対してほぼ平行となるため、ねじり剛性向上への効果が少なく、舵角応答性及び軽快性の向上が少ない。またθ>15°であれば、ベルト層の横曲げ剛性が大きくなり過ぎ、結果として旋回時における接地性が悪化し、グリップ力が低下する。従って、角度θは、3°≦θ≦15°を満たすことが好ましい。
スパイラルベルト層の第1のコードをスチール化することにより、スパイラルベルト層の特性である、タイヤクラウン部の横曲げ剛性の低さによる高い接地性に起因したグリップ力に加えて、タイヤクラウン部のねじり剛性が向上するため、舵角応答性及び軽快性が向上する。
軽快性及び舵角応答性に関しては、二輪車の場合、操舵輪である前輪の影響が大きいため、請求項1〜7の何れか1項に記載された二輪車用空気入りタイヤは、二輪車の前輪に用いた方が、ハンドリングの舵角応答性及び軽快性を向上させる効果が大きくなる。
次に、本発明の二輪車用空気入りタイヤの第1の参考形態を図1にしたがって説明する。なお、本参考形態の二輪車用空気入りタイヤ10は、フロント用のタイヤであり、タイヤサイズは、MCR180/55ZR17M/Cである。なお、本参考形態では、本参考形態の二輪車用空気入りタイヤをフロント用としたが、その他の参考形態においては、リア用として用いる構成であっても良いものとする。
第1のカーカスプライ12及び第2のカーカスプライ14は、各々両端部分が、ビード部18に埋設されているビードコア20の周りに、タイヤ内側から外側へ向かって巻き上げられている。
カーカス16のタイヤ径方向外側に傾斜ベルト層24が配置されている。
傾斜ベルト層24は、ベルトプライ24Aから形成されている。
ベルトプライ24Aは、被覆ゴム中に複数本のコード(本参考形態では、芳香族ポリアミド繊維(例えば、ケブラー:商品名)を撚った直径0.70mmのコード)を平行に並べて埋設したものであり、本参考形態では、タイヤ赤道面CLでのタイヤラジアル方向に対するコードの角度が5°に設定されている。
また、本参考形態におけるベルトプライ24Aにおけるコードの打ち込み密度は、17本/25mmである。
なお、本参考形態ではベルトプライ24Aのコードを芳香族ポリアミド繊維としたが、その他の参考形態では、ベルトプライ24Aのコードを他の有機繊維又は、スチールコード等の高張力鋼とする構成であっても良いものとする。
この傾斜ベルト層24のタイヤ径方向外側にはスパイラルベルト層22が設けられている。このスパイラルベルト層22は、例えば、1本のコードを未加硫のコーティングゴムで被覆した長尺状のゴム被覆コード、または複数本のコードを未加硫のコーティングゴムで被覆した帯状プライを螺旋状に巻き回すことにより形成されており、タイヤ赤道面CLに対するコードの角度が略0°(0〜3°程度)とされている。また、スパイラルベルト層22のコードは有機繊維コードであっても良く、スチールコードであっても良い。
なお、本参考形態のスパイラルベルト層22は、2本の並列したコード(直径0.2mmのスチール単線を1×2タイプで撚ったスチールコード)を被覆ゴム中に埋設した帯状体を、スパイラル状にタイヤ回転軸方向に巻き付けることで形成されている。なお、本参考形態のスパイラルベルト層22におけるコードの打ち込み密度は、37本/25mmである。なお、1本のコードを未加硫のコーティングゴムで被覆した長尺状のゴム被覆コードを、螺旋状に巻き回すことにより形成されたスパイラルベルト層をモノスパイラルベルト層と呼ぶ。
スパイラルベルト層22のタイヤ径方向外側には、トレッド28を形成するトレッドゴム30が配置されている。
トレッドゴム30は複数種類のゴムから形成されているが、本参考形態のトレッドゴム30は後述する2種類のゴムから形成されている。タイヤ幅方向断面から見て、スパイラルベルト層22のタイヤ径方向外側に配設されたゴム層をベースゴム層34とし、トレッド28中央領域のベースゴム層34のタイヤ径方向外側に配設されたゴム層をキャップゴム層32とする。また、キャップゴム層32はベースゴム層34より弾性率が高いゴム層である。このことから、キャップゴム層32はベースゴム層34より剛性が高いといえる。
また、キャップゴム層32とベースゴム層34とのタイヤ軸方向の境界は、本参考形態では、トレッド28中央領域に配置されるが、その他の参考形態では、トレッド28側方領域に配置される構成であっても良いものとする。
更に、キャップゴム層32の弾性率をE1[kgf/mm2]、ベースゴム層34の弾性率をE2[kgf/mm2]としたとき、11kgf/mm2≦E1≦16kgf/mm2及び7kgf/mm2≦E2≦13kgf/mm2を満たすことが好ましい。
なお、本参考形態のE1、E2は、ゴムの温度が60°Cのときの弾性率とする。
また、傾斜ベルト層24のコードのタイヤラジアル方向に対する角度θは、本参考形態では、5°としたが、角度θの範囲は、3°≦θ≦15°を満たすことが好ましい。
本参考形態の二輪車用空気入りタイヤ10では、カーカス16のタイヤ径方向外側にスパイラルベルト層22を設けたので、トレッド28のタイヤ周方向の剛性が高くなり、高速走行時におけるトレッド28のタイヤ径方向外側へのせり出しを抑制することができ、高速耐久性が向上する。また、傾斜ベルト層24を設けたことで横曲げ剛性が向上し、旋回時に高いコーナリングフォースを発生することができる。
従って、ハンドリングの舵角応答性及び軽快性が向上されると共に、旋回時のグリップ力が確保されて、高速走行時における操縦安定性能に優れる。
従って、W1及びW2の関係は、0.15W1≦W2≦0.65W1を満たすことが好ましい。
更に、1.5W2>W3であれば、傾斜ベルト層24の配置領域と非配置領域との境界(ここでは、傾斜ベルト層24の端部)に生じる剛性段差が、キャップゴム層32及びベースゴム層34の境界に近づくため、ゴム層間に生じる剛性段差に加え、傾斜ベルト層24の端部に生じる剛性段差が加わるため、ハンドリングのリニア性が大きく悪化する虞がある。
従って、W2及びW3の関係は、1.5W2≦W3を満たすことが好ましい。
従って、1.1≦E1/E2≦1.7を満たすことが好ましい。
また、7kgf/mm2>E2であれば、旋回時におけるトレッド28側方領域のグリップ力に見合った横曲げ剛性が確保できないため旋回性能が低下し、E2>13kgf/mm2であれば、トレッド28側方領域の横曲げ剛性が大きすぎて、旋回時における接地性が損なわれグリップ力が低下し、操縦安定性能が悪化する。
従って、弾性率E1は、11kgf/mm2≦E1≦16kgf/mm2を満たし、また、弾性率E2は、7kgf/mm2≦E2≦13kgf/mm2を満たすことが好ましい。
一方、B/(A+B)が0.5を越えると、トレッド28中央領域のキャップゴム層32の厚みが薄くなるため、トレッド28中央領域のねじり剛性を必要量確保することが出来なくなり、高速安定性とハンドリングの舵角応答性及び軽快性を確実かつ十分に向上することが出来なくなる。
このときθ<3°であれば、傾斜ベルト層24のコードがタイヤラジアル方向に対してほぼ平行となるため、ねじり剛性向上への効果が少なく、舵角応答性及び軽快性の向上が少ない。またθ>15°であれば、ベルト層の横曲げ剛性が大きくなり過ぎ、結果として旋回時における接地性が悪化し、グリップ力が低下する。従って、角度θは、3°≦θ≦15°を満たすことが好ましい。
次に、本発明の二輪車用空気入りタイヤの第2の参考形態を図2に従って説明する。なお、本参考形態の二輪車用空気入りタイヤ10のタイヤサイズは、第1の参考形態と同様にMCR180/55ZR17M/Cとする。二輪車用空気入りタイヤ10では、図2に示すように、傾斜ベルト層24の配置がスパイラルベルト層22のタイヤ径方向外側に移動されている点と、キャップゴム層の幅W2と傾斜ベルト層24の幅W3との関係が、1.5W2≦W3≦3.5W2と規定されている点とが、第1の参考形態と異なっており、その他は第1の参考形態と同様の構成である。なお、第1の参考形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本参考形態の二輪車用空気入りタイヤ10では、第1の参考形態の作用効果に加えて、傾斜ベルト層24の幅W3の上限値を3.5W2として規定した。これにより、本参考形態のタイヤ10では、キャップゴム層32が配置された第1領域では、キャップゴム層32及び傾斜ベルト層24の2重構造となるため剛性が高く、また、キャップゴム層32の端部から、傾斜ベルト層24の端部までの第2領域60(ここでは、(W3−W2)/2で示される。)では、傾斜ベルト層24のみが配置されるため、第1領域より剛性が低く、更に、傾斜ベルト層24の端部からトレッド28端部までの第3領域62では、傾斜ベルト層24が配置されないためより剛性が低くなる。これにより、タイヤ10の剛性分布が、タイヤ赤道面CLからトレッド28端部に向かって段階的に低下する構成となる。これらから、タイヤ10は直進走行時には第1領域が接地するためハンドリングの舵角応答性及び軽快性に優れ、浅い旋回時には第2領域60が接地するためグリップ力及び横力に優れ、車体を大きく倒す深い旋回時には、第3領域62が接地するためグリップ力に更に優れる。
次に、本発明の二輪車用空気入りタイヤの実施形態を図3に従って説明する。なお、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ10(以下、単にタイヤ10)のタイヤサイズは、第1の参考形態と同様にMCR180/55ZR17M/Cとする。タイヤ10では、図3に示すように、傾斜ベルト層24の中央部分(タイヤ赤道面付近)が中抜きされている点が第2の参考形態と異なっており、その他は第2の参考形態と同様の構成である。なお、第2の参考形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
また、幅W4の範囲は、0.2W2≦W4≦0.9W2を満たすことが好ましい。
なお、本実施形態では図3に示すように、キャップゴム層32の厚みA及びベースゴム層34の厚みBは、タイヤ赤道面CL上で計測した値とする。
本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ10では、第2の参考形態の作用効果に加えて、キャップゴム層32を幅W4で離間して配置したことにより、幅W4の第4領域では、第2領域60より剛性が低下するため、第4領域が接地する直進走行時の振動吸収性及び乗り心地が向上し、直進走行安定性が向上する。
また、0.9W2<W4であれば、幅W4が広くなりすぎ、第4領域でねじり剛性が低下するため直進走行時のハンドリングの舵角応答性及び軽快性が悪化する。0.2W2>W4であれば、幅W4が狭すぎ、直進走行時の振動吸収性及び乗り心地が向上する効果が少ない。従って、W4の範囲は、0.2W2≦W4≦0.9W2を満たすことが好ましい。
実施形態の傾斜ベルト層24は、ベルトプライ24Aをタイヤ径方向に積層しない構成としたが、ベルトプライを積層する構成であっても良いものとする。例えば、第1のベルトプライ24Aのコードと第2のベルトプライ24Bのコードとを互いに交差させ、タイヤ赤道面CLに対して互いに反対方向に傾斜させてタイヤ径方向に積層する交錯ベルト層でも良いものとする。
二輪車用空気入りタイヤの性能改善効果を確認するために、本発明の第1の参考形態に係る参考例の二輪車用空気入りタイヤ3種、比較例の二輪車用空気入りタイヤ3種、及び従来例の二輪車用空気入りタイヤ1種を用意し実車を用いた操縦安定性能比較試験を実施した。これらの二輪車用空気入りタイヤ(以下、単にタイヤという。)をフロントに装着し、リアには従来のタイヤを装着して実車試験を行った。評価方法を次に示す。
また従来例のタイヤは、トレッドのゴムが一種類、ベルト層はスパイラルベルトのみ、で構成されることを除けば、供試タイヤと同サイズ、同リム、同圧力のものを使用した。
16 カーカス
18 ビード部
20 ビードコア
22 スパイラルベルト層
24 傾斜ベルト層
28 トレッド
30 トレッドゴム
32 キャップゴム層
34 ベースゴム層
Claims (8)
- 左右一対のビード部に埋設されたビードコアと、
一方のビード部から他方のビード部にトロイド状に跨り、端部分が前記ビードコアに巻回されて前記ビードコアに係止された少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、
前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、
前記ベルト層よりもタイヤ径方向外側に配置されたトレッド部と、を備える二輪車用空気入りタイヤであって、
前記ベルト層は、1本乃至並列した複数本の第1のコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体を螺旋状に巻回して形成されるスパイラルベルト層と、前記スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に配置されタイヤラジアル方向に対して傾斜した1本乃至複数本の第2のコードを被覆ゴム中に埋設した少なくとも1枚のベルトプライからなる傾斜ベルト層とを有し、
前記トレッド部は、タイヤ幅方向断面において、前記傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたベースゴム層と、トレッド部中央領域の前記ベースゴム層のタイヤ径方向外側に配置されてタイヤ赤道面を横切るキャップゴム層とを有し、
前記キャップゴム層は、前記ベースゴム層より弾性率が高く、
前記傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面を軸にして左右対称となるようにタイヤ幅方向に離間して一対設けられ、タイヤ幅方向内側の端部が前記キャップゴム層のタイヤ幅方向外側の端部とタイヤ赤道面との間に配置されると共にタイヤ幅方向外側の端部が前記キャップゴム層のタイヤ幅方向外側の端部と前記トレッド部の端部との間に配置され、
タイヤ幅方向断面において、前記キャップゴム層の幅をW2、一方の前記傾斜ベルト層と他方の前記傾斜ベルト層との間の領域の幅をW4としたとき、0.2W2≦W4≦0.9W2を満たすことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。 - タイヤ幅方向断面において、前記トレッド部の幅をW1としたとき、0.15W1≦W2≦0.65W1を満たす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。
- タイヤ幅方向断面において、前記傾斜ベルト層の幅は、前記キャップゴム層の幅より広いことを特徴とする請求項1又は2に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
- タイヤ幅方向断面において、前記キャップゴム層の幅をW2、前記傾斜ベルト層の幅をW3としたとき、1.5W2≦W3を満たすことを特徴とする請求項3に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
- トレッド部中央領域において、キャップゴム層の厚みをA、ベースゴム層の厚みをBとしたときに、B/(A+B)が0.2〜0.5の範囲内であることを特徴とした請求項1〜4の何れか1項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
- 前記傾斜ベルト層の第2のコードのタイヤラジアル方向に対する角度をθとしたとき、3°≦θ≦15°を満たすことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
- 前記スパイラルベルト層の第1のコードは、スチールからなることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
- 二輪車の前輪に用いることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
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