JP5285265B2 - タイヤ用コード及びそれを用いた自動二輪車用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、加速時の安定性と旋回時のグリップ性能とを両立し得るタイヤコード及びそれを用いた自動二輪車用タイヤに関する。

従来、自動二輪車タイヤのカーカスコードには、レーヨン、ナイロン又はポリエステル等の有機繊維からなる２本のストランドを撚り合わせた有機繊維コードが一般的に用いられている。また、低荷重時の伸びが大きいコードをタイヤの骨格を形成するカーカスコードに用いることにより、旋回時におけるタイヤの路面追従性を高め、ひいては、旋回時のグリップ性能を向上させることが提案されている。しかしながら、このようなタイヤは、カーカスコードに対する荷重が急激に大きくなる加速時には、カーカスの変形が大きくなるため、安定感が失われかつ十分な加速性能が得られないという問題があった。即ち、自動二輪車用タイヤにおいて、旋回時のグリップ性能と、加速時の安定性とは二律背反の関係にあった。関連する文献としては、次のものがある。

特開平２０００−１９０７０５号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、２．５％及び４．０％の伸びにおける引張荷重を一定範囲に限定することを基本として、カーカスコードとして用いられたときに、加速時の安定性と旋回時のグリップ性とを高い次元で両立させることが可能なタイヤ用コード及びそれを用いた自動二輪車用タイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、有機繊維からなるタイヤ用コードであって、伸びが２．５％のときの引張荷重Ｗ１が５０〜９０（Ｎ）であり、かつ、伸びが４％のときの引張荷重Ｗ２（Ｎ）と前記引張荷重Ｗ１との比（Ｗ２／Ｗ１）が２．０よりも大きく、前記タイヤ用コードは、アラミド繊維からなる２本のストランドを撚り合わせることにより形成され、かつ、その正量繊度が２０００〜３０００ｄｔｅｘであることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記各ストランドの繊度の比（Ｄ１／Ｄ２）は、１．５以上１０．０以下である請求項１記載のタイヤ用コードである。

また請求項３記載の発明は、前記各ストランドの１０ｃｍ当たりの下撚り数は、３０回以上１２０回以下である請求項１又は２に記載のタイヤ用コードである。

また請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載されたタイヤ用コードをカーカスコードとして有することを特徴とする自動二輪車用タイヤである。

本発明のタイヤ用コードは、伸びが２．５％のときの引張荷重Ｗ１が５０〜９０（Ｎ）であり、かつ、伸びが４％のときの引張荷重Ｗ２（Ｎ）と前記引張荷重Ｗ１との比（Ｗ２／Ｗ１）が２．０よりも大きいことを特徴とする。発明者らは、自動二輪車用タイヤについて種々実験を重ねたところ、旋回時のグリップ感は、カーカスコードの伸びが２．５％のときの荷重に大きく影響されることが判明した。そして、この伸び２．５％のときの引張荷重Ｗ１を５０〜９０Ｎに限定した場合、トレッド部を含めてタイヤの路面追従性が高められ、ひいては旋回時のグリップ感が向上することを知見した。一方、本発明のコードでは、伸びが４．０％のときの引張荷重Ｗ２（Ｎ）が、２．５％伸び時の引張荷重Ｗ１の２．０倍よりも大きく設定されるため、加速時のように大きな引張荷重がカーカスコードに作用するときでもその伸びが抑えられ、タイヤの形状が保持されることにより安定感が増す。このように、本発明のタイヤ用コード及び自動二輪車用タイヤは、加速時の安定性と旋回時のグリップ性能とを高い次元で両立させるのに役立つ。

以下、本発明のタイヤ用コード及びそれを用いた自動二輪車用タイヤの実施の一形態が図面に基づき説明される。図１には、本実施形態の自動二輪車用タイヤ１のタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示す。該空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス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の内部に配されしかも２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなるベルト層７とが設けられる。

前記カーカス６は、本発明に係るタイヤ用コード９からなるカーカスコード６Ｃ（ともに図３に示される。）が配列された２枚のカーカスプライ６Ａ及び６Ｂを有する。前記カーカスコード６Ｃは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば８０〜９０゜の角度で配列される。また各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。また、前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にテーパー状にのびかつ硬質ゴムからな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。

本実施形態において、前記カーカスコード６Ｃは、（１本当たりの）伸びが２．５％のときの引張荷重Ｗ１が５０〜９０（Ｎ）であり、かつ、（１本当たりの）伸びが４％のときの引張荷重Ｗ２（Ｎ）と前記引張荷重Ｗ１との比（Ｗ２／Ｗ１）が２．０よりも大に設定される。なお、図２には、このようなカーカスコード６Ｃの一例について、荷重−伸びのグラフを示す。

旋回時のグリップ感を向上させるためには、カーカスコードが２．５％伸びるときの引張荷重Ｗ１を５０〜９０Ｎに設定することが有効である。なお、２．５％伸び時の荷重を規定したのは、自動二輪車の旋回中、そのカーカスコードには約２．５％の伸びが生じる余地があるためである。即ち、種々の実験を重ねた結果、カーカスコードに２．５％の伸びを生じさせる荷重Ｗ１が５０Ｎ未満では、トレッド部２の路面追従性が向上してグリップ感は高められるものの、腰砕け感が生じやすくなるなど安定性が低下する欠点がある。とりわけ、前記引張荷重Ｗ１は、より好ましくは５５Ｎ以上、さらに好ましくは６０Ｎ以上が望ましい。

他方、前記２．５％伸び時の引張荷重Ｗ１が９０Ｎを超える場合、旋回時のカーカスコードに十分な伸びが与えられず、安定感は増すもののトレッド部の接地性が低下してグリップ性能を高めることができない。このような観点より、前記引張荷重Ｗ１は、より好ましくは８０Ｎ以下、さらに好ましくは７０Ｎ以下が望ましい。

また、加速時には、車両の走行速度よりもタイヤの回転速度が大きくなるため、空気入りタイヤ１は、リムと路面との間で周方向に大きくせん断変形する。これにより、カーカスコードの伸びは、通常、旋回時よりも大きくなり、約４％の伸びが生じる余地がある。このため、加速時の安定性を高めるためには、カーカスコードの４％伸び時の引張荷重Ｗ２をより大きくすることが有効であることを知見した。

即ち、一般的なカーカスコードは、伸びが４％程度までの変形領域では、荷重と伸びとがほぼ比例する。従って、２．５％の伸びのときの引張荷重Ｗ１と、４．０％伸びのときの引張荷重Ｗ２との比（Ｗ２／Ｗ１）は約１．６となる。これに対して、本実施形態のカーカスコード６Ｃでは、図２に示されるように、前記引張荷重の比（Ｗ２／Ｗ１）が２．０よりも大、より好ましくは２．３以上、さらに好ましくは２．４以上に設定される。つまり、本実施形態のカーカスコードは、伸びが大きくなると、伸び難くなる。

従って、このようなカーカスコード６Ｃは、旋回時には適度に伸びることによって接地性を高めグリップ性能を向上させる一方、大きな引張荷重が作用する加速時には、その伸びを抑えてカーカスの大きな変形を防ぎ、駆動力を路面に確実に伝えて加速時の安定性を向上し得る。このように、本実施形態の自動二輪車用タイヤ１は、背反事項と考えられていた旋回時のグリップ性能と加速時の安定性とを両立できる。

ここで、前記引張荷重の比（Ｗ２／Ｗ１）が大きくなりすぎると、タイヤが走行中に受ける荷重の変化に対して、タイヤの剛性変化が大きくなりすぎるため、コントロールしづらくなる（コントロール性能の低下）おそれがあるので、好ましくは３．５以下、より好ましくは３．０以下が望ましい。

図２に示されるように、本実施形態のカーカスコードは、引張始めの初期伸び領域を除き伸びが２．５％以下の領域では、荷重と伸びとがほぼ比例しているが、伸びが２．５％を超えると、荷重は指数関数的に増加する態様が示される。ただし、このような態様に限定されるものではない。

このような荷重−伸びの特性を有するコードを作るためには、例えば、モジュラスが大きく異なる２本のストランドを撚り合わせる方法が挙げられる。このとき、ストランドは、異なる材料で形成される場合の他、同一材料で形成されても良い。同一材料であるにも拘わらずモジュラスを異ならせる方法としては、例えば繊度、撚り及び／又はディップ処理時の張力などに差を設けることが効果的である。繊度及びディップ処理時の張力の増加は、それぞれストランドのモジュラスを大きくするが、撚りに関しては、ストランドのモジュラスと負の相関を示す。

図３には、本実施形態のカーカスコード６Ｃ（タイヤ用コード９）の一例を示す。該カーカスコード６Ｃは、好ましくはモジュラスが大きい第１のストランド１０ａと、該第１のストランド１０ａよりもモジュラスが小さい第２のストランド１０ｂとを撚り合わせることにより形成される。そして、各ストランド１０ａ、１０ｂの繊維材料、繊度及び／又は撚り数などを調節することにより、上述した伸びと荷重とが非線形の特性を示すコードが製造される。この実施形態では、第１のストランドの繊度を第２のストランドの繊度よりも大とすることにより、モジュラスに差が設けられている。

自動二輪車用タイヤ１のカーカスコード６Ｃとしては、該コード６Ｃの正量繊度は、好ましくは２０００dtex以上、より好ましくは２１００dtex以上が望ましい。前記コード９の正量繊度が２０００dtex未満の場合、カーカス６の剛性が低下しやすく、ひいては旋回時に腰砕け感が生じやすい他、加速時にはタイヤの変形量が大きくなって安定感が低下するおそれがある。他方、前記正量繊度が大きすぎると、コード剛性が過度に大きくなり、旋回時の接地性が低下するおそれがある他、乗り心地が悪化するおそれがある。このような観点より、前記正量繊度は、好ましくは３０００dtex以下、より好ましくは２６００dtex以下が望ましい。なお、前記正量繊度は、ＪＩＳ−Ｌ１０１７に準拠して測定される。

また、第１のストランド１０ａ及び第２のストランド１０ｂの各繊度は、特に限定されるものではないが、小さすぎると加速走行時のタイヤ剛性感を低下させるおそれがあり、逆に大きすぎると、加速走行時の乗り心地が悪化するおそれがある。このような観点より、例えば第１のストランド１０ａの繊度は、好ましくは８００dtex以上、より好ましくは１１１０dtex以上が望ましく、また、好ましくは２１００dtex以下、より好ましくは１６７０dtex以下が望ましい。同様に、第２のストランド１０ｂの繊度は、好ましくは２２０dtex以上、より好ましくは４４０dtex以上が望ましく、また、好ましくは２１００dtex以下、より好ましくは１６７０dtex以下が望ましい。

また、前記第１のストランド１０ａ及び第２のストランド１０ｂそれぞれの１０cm当たりの下撚り数についても特に限定されないが、該下撚り数が少なくなると、コードの耐疲労性が低下するおそれがあり、逆に多くなると、コードの撚り工程が複雑化して生産性が悪化する傾向がある。このような観点より、前記各ストランド１０ａ、１０ｂの１０cm当たりの下撚り数は、好ましくは３０回以上、より好ましくは３３回以上が望ましく、また、好ましくは１２０回以下、より好ましくは１００回以下が望ましい。

図４には、さらに具体的な実施形態のカーカスコード６Ｃの断面図が示される。この実施形態では、繊度の小さい第１のストランド１０ａにはアラミド繊維が、また繊度の大きい第２のストランド１０ｂ（第１のストランドよりもモジュラスは小さい）には６６ナイロン繊維が用いられる。なお、第１のストランド１０ａの繊度Ｄ１は１１００dtexであり、第２のストランド１０ｂの繊度Ｄ２は１４００dtexである。繊度の比（Ｄ１／Ｄ２）は、約１．２７である。アラミド繊維は、ナイロン繊維に比べてモジュラスが大きいので、繊度を小さくしてもコードの４．０％伸びの引張荷重Ｗ２を大きくするのに役立つ。このように、コード９は、アラミド繊維からなる少なくとも１本のストランドを含むことが望ましい。

また、本実施形態のように、モジュラスの大きいアラミド繊維と、モジュラスが小さい６６ナイロン繊維とを撚り合わせる場合、モジュラスの小さい繊維材料からなるストランドの繊度を相対的に大きくすることが望ましい。即ち、繊度の小さい第１のストランド１０ａにモジュラスの大きい繊維材料を用いることが望ましい。これは、前記荷重の比（Ｗ２／Ｗ１）が過度に大きくなるのを効果的に防止するのに役立つ。なお、アラミド繊維よりもモジュラスの小さい有機繊維としては、６６ナイロンに代えて例えばポリエステルなどが用いられても良い。

また、図５には、さらに他の具体的な実施形態のコード断面図が示される。この実施形態において、カーカスコード６Ｃは、第１及び第２のストランド１０ａ、１０ｂが、ともにアラミド繊維から形成される。この実施形態のように、２つのストランド１０ａ及び１０ｂがともにアラミド繊維で構成される場合には、第１のストランド１０ａの繊度Ｄ１と、第２のストランド１０ｂの繊度Ｄ２との差をより大きくすることにより、それに応じてモジュラスに差を設けることが望ましい。これにより、前記荷重の比（Ｗ２／Ｗ１）を適正に設定するのに役立つ。

なお、この実施形態のように、第１及び第２のストランド１０ａ及び１０ｂが同一材料からなる場合、前記各ストランド１０ａ、１０ｂの繊度の比（Ｄ１／Ｄ２）は、好ましくは１．５以上、より好ましくは３．８以上が望ましく、また、好ましくは１０．０以下、より好ましくは７．６以下が望ましい。

なお、自動二輪車用タイヤ１のカーカスプライとしては、剛性や乗り心地を確保するために、プライ幅５cm当たり前記カーカスコード６Ｃの打ち込み本数を２０〜６０（本／５cm）程度とするのが望ましい。

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、表１の仕様に基づいたテストコードが試作された。そして、各コードに共通のディップ処理を施した後、これらをプライ巾５cm当たり４０本打ち込んだカーカスプライを用いた自動二輪車用ラジアルタイヤ（サイズ：１９０／５０ＺＲ１７）が試作され、それらの性能が評価された。なお、自動二輪車用タイヤは、図１に示した基本構成を有し、カーカスコード以外は、同一の仕様とした。また、

また、各テストタイヤは、排気量１０００ccの自動二輪車の後輪に装着されるとともに、テストドライバーによる実車走行が行われ、旋回時のグリップ性能、旋回時の安定性、及び加速時の安定性が、それぞれドライバーの官能により５点法で評価された。いずれも数値が大きいほど良好である。なお内圧は２９０ｋＰａ、リムはＭＴ６．００とした。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、加速時の安定性と旋回時のグリップ性能とを両立していることが確認できた。

本実施形態の自動二輪車用タイヤを例示するタイヤ子午線断面図である。 本実施形態のタイヤ用コードの荷重−伸び曲線である。 本実施形態のタイヤ用コードの部分拡大図である。 本実施形態のタイヤ用コードの断面図である。 他の実施形態のタイヤ用コードの断面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車用タイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
６ カーカス
６Ａ、６Ｂ カーカスプライ
６Ｃ カーカスコード
９ タイヤ用コード
１０ａ 第１のストランド
１０ｂ 第２のストランド
Ｃ タイヤ赤道

Claims (4)

1. 有機繊維からなるタイヤ用コードであって、
   伸びが２．５％のときの引張荷重Ｗ１が５０〜９０（Ｎ）であり、かつ、伸びが４％のときの引張荷重Ｗ２（Ｎ）と前記引張荷重Ｗ１との比（Ｗ２／Ｗ１）が２．０よりも大きく、
   前記タイヤ用コードは、アラミド繊維からなる２本のストランドを撚り合わせることにより形成され、かつ、その正量繊度が２０００〜３０００ｄｔｅｘであることを特徴とするタイヤ用コード。
2. 前記各ストランドの繊度の比（Ｄ１／Ｄ２）は、１．５以上１０．０以下である請求項１に記載のタイヤ用コード。
3. 前記各ストランドの１０ｃｍ当たりの下撚り数は、３０回以上１２０回以下である請求項１又は２に記載のタイヤ用コード。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載されたタイヤ用コードをカーカスコードとして有することを特徴とする自動二輪車用タイヤ。

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