JP5519165B2 - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、二輪車用空気入りタイヤ（以下単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは高速走行時の接地形状や接地圧分布の適正化が図られ、優れた操縦安定性能を発揮し得る高性能二輪車用空気入りタイヤに関する。

二輪車用空気入りタイヤとしては、トレッド周線に対して６５〜９０℃の傾斜角度で延びるポリアミド（ナイロン）コード、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）コードまたはレーヨンコードによるプライの少なくとも１枚からなるカーカスの径方向外側に、１本または複数本のコードをゴムで被覆して帯状に成形したプライを螺旋状に巻回してなる、少なくとも１層のベルトを配置するタイヤが開発されている。かかるタイヤのベルトを構成するコードには、芳香族ポリアミドコード、スチールコードなどが一般に用いられている。

このような二輪車用空気入りタイヤにおいては、カーカスの剛性が十分でないと、遠心力によるタイヤのせり出しが起こる懸念があった。また、コーナリング時にはベルト端の外側（ベルトが無い部分）が接地するため、接地面形状の変形が起こりやすい。すなわち、踏み・蹴りの部分で幅方向に広くなり、接地圧分布が不均一になるため操縦安定性を損なう可能性があった。このような問題に対しては、例えば、特許文献１には、スパイラルベルトのタイヤ半径方向外側に、タイヤ周方向に対し５°以上８５°以下の角度であってタイヤ回転方向に対しハの字または逆ハの字の向きに、左右一対の補助ベルトが配置され、一対の補助ベルトはそれぞれ、トレッド端部よりトレッド展開幅の０．１倍以上０．５倍以下の幅を有し、かつ、補助ベルト５のタイヤ半径方向外側に、タイヤ周方向に対し８５°以上９０°以下の角度であってトレッド展開幅の０．９倍以上１．１倍以下の幅で、１枚のベルト層を配置した自動二輪車用空気入りタイヤが提案されている。

特開２００８−１１４８１６号公報

今日、二輪車の高速化が進み、カーカスコードにナイロンコードやＰＥＴコードを使用している二輪車用タイヤは、高速回転中にタイヤの温度が上昇し、タイヤのせり出しや軟化が起こる。そのため、高速時の操縦安定性のさらなる向上が望まれていた。この対処方法としては、温度に対し比較的安定であるレーヨンコードを使用することも考えられるが、その効果は十分とは言えず、さらに高剛性でかつ温度に対し安定な有機繊維コードが求められている。この要求を満たす有機繊維としては、アラミド繊維やガラス繊維等の超高剛性繊維が知られているが、収縮がないため、タイヤ製造時に幅方向の張力分布に不均一が生じてしまい、結果として十分な操縦安定性を得ることが困難であった。

そこで、本発明の目的は、高速走行時の接地形状や接地圧分布の適正化が図られ、優れた操縦安定性能を発揮し得る高性能二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、常温時、高温時のコードの弾性率を規定することで、常温〜高温まで剛性が低下することなく、直線走行、コーナリング、双方で操縦安定性に優れた二輪車用空気入りタイヤが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の二輪車用空気入りタイヤは、左右一対のビード部と、該ビード部間でトロイド状に延びる少なくとも１層のプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部に配置された少なくとも１層からなるベルトとを備える二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスを構成するコードが、２５℃の応力−歪み曲線における２９．４Ｎ時の接線の傾きで定義される初期弾性率が０．５０〜１．４０Ｎ／ｄｔｅｘであり、かつ、１８０℃の応力−歪み曲線における２９．４Ｎ時の接線の傾きで定義される高温弾性率が、初期弾性率の５０％以上であるコードをカーカスプライの少なくともベルトが配置されていない領域に使用されており、前記コードが、リヨセルであることを特徴とするものである。

本発明においては、前記コードが前記カーカス全領域において使用されていることが好ましく、また、前記コードの乾熱収縮率は０．２％以上であることが好ましい。

本発明によれば、高速走行時の接地形状や接地圧分布の適正化が図られ、優れた操縦安定性能を発揮し得る高性能二輪車用空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る二輪車用空気入りタイヤの幅方向断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る二輪車用空気入りタイヤの幅方向断面である。図１に示すタイヤは、左右一対のビード部のビードコア１と、該ビードコア１間でトロイド状に延びる少なくとも１層（図示例では１層）のプライからなるカーカス２と、該カーカス２のクラウン部に配置された、トレッド幅とほぼ等しい幅を有する少なくとも１層のベルト層（図示例では２層）からなるベルト３とを備えている。また、ベルト３のタイヤ径方向外側にはトレッド４が配設されている。

本発明においては、カーカス２を構成するコードが、２５℃の応力−歪み曲線における２９．４Ｎ時の接線の傾きで定義される初期弾性率が０．５０〜１．４０Ｎ／ｄｔｅｘ、好ましくは０．７０〜１．４０Ｎ／ｄｔｅｘであり、かつ、１８０℃の応力−歪み曲線における２９．４Ｎ時の接線の傾きで定義される高温弾性率が、初期弾性率の５０％以上、好ましくは６０％以上であるコードをカーカスプライの少なくともベルトが配置されない領域に使用されていることが肝要である。かかるコードは、従来のポリエステルおよびレーヨン繊維からなるコード対比、弾性率がおおよそ１．５倍と高く、また高温領域まで高い弾性率を保持することが可能である。この熱安定性により、低速から高速までタイヤのせり出しを防止し、タイヤの接地形状や接地圧分布を均一に保持することが可能となる。その結果、優れた高速操縦安定性を発揮することができるようになる。

初期弾性率が０．５Ｎ／ｄｔｅｘ未満であると、低速（初期弾性率）から高速（高温弾性率）で十分な操縦安定性を得ることができない。一方、初期弾性率が１．４０Ｎ／ｄｔｅｘを超えると、コーナリング時等で、接地面積を確保することができず、コーナリング性能やウエット性能などが低下してしまう。また、高温弾性率を上記範囲に限定することで高速走行時でも操縦安定性の維持が可能となるとともに、高速走行時に発生するシミーを抑制することが可能になる。

ここで、コードの初期弾性率および高温時弾性率は、ＪＩＳ Ｌ １０１７に規定されている初期引張抵抗度の測定にある、荷重−伸長曲線を２５℃および１８０℃で描き、２９．４Ｎ荷重時における接線Ｓの傾きを求め、その値をもって初期弾性率および高温時弾性率とした。

なお、操縦安定性が向上するメカニズムは、以下のとおりである。すなわち、サイドおよびトレッド剛性が高くなると、キャンバー時（バイクをねかせる）の横力が大きくなり、操舵に対するリニアリティーが向上し（バイクをねかせたら、すぐ曲がる）、操縦安定性が向上する。したがって、カーカスを構成するコードの弾性率が上記要件を満足し、かかるコードがカーカスプライの少なくともベルトが配置されていない領域に配置されていることにより、旋回安定性を向上させることができる。本発明の効果を良好に得るためには、上述の弾性率の要件を満足するコードがカーカスプライの全体に使用されていることが好ましい。

本発明においては、カーカス２を構成するコードの乾熱収縮率は０．２％以上であることが好ましい。乾熱収縮率を０．２％以上とすることで、タイヤ加硫時にコードに収縮がおこる。これにより、コードが余ることがなくなり、コードの持つ剛性を十分に発揮することができる。なお、本発明における乾熱収縮率は、オーブン中で１６０℃、３０分の乾熱処理を行ない、熱処理前後の繊維長を、５０ｇの荷重をかけて計測して下式により求められる値である。
乾熱収縮率（％）＝（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌｂ×１００
ただし、Ｌｂは熱処理前の繊維長、Ｌａは熱処理後の繊維長である。

また、本発明においては、カーカス２を構成するコードとしては、上記条件を満足するものであれば特に制限はないが、溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維が好ましく、好適には、リヨセル繊維コードである。セルロース系繊維であるリヨセルは石油外資源であり、環境への負荷も小さいためである。また、レーヨンに比べ、吸水性が低いため、取り扱も容易である。

カーカス２を構成するコードは、コード１本あたりの総デシテックスが１０００〜７０００ｄｔｅｘ、好ましくは２０００〜５０００ｄｔｅｘ、より好ましくは、２５００〜４５００ｄｔｅｘであるマルチフィラメント撚り繊維である。１本あたりの総デシテックスが１０００ｄｔｅｘ未満では必要なコード剛性が不足し、十分な操縦安定性向上効果を得ることができない。一方、７０００ｄｔｅｘを超えると、必要以上にコード径が大きくなり、被覆するためのゴム量が増加する。これにより、タイヤ重量増加、接地性および高速耐久レベルの悪化を招くおそれがあり、好ましくない。

また、カーカス２を構成するコードは、下記式、
Ｎｔ＝ｔａｎθ＝０．００１×Ｎ×（０．１２５×Ｄ／ρ）^１／２
（式中、Ｎｔ：撚り係数、Ｎ：撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの総繊度の半分（ｄｔｅｘ）、ρ：繊維の比重である）で定義される撚り係数αが０．４０〜０．７０であることが好ましい。撚り係数が０．４未満であると、コードの疲労性を十分確保できず、タイヤ耐久性が懸念される。一方、撚り係数が０．７を超えるとタイヤに必要とされるケース強力を確保することが難しくなるとともに、製織時およびディップ処理時の作業性を著しく低下させるおそれがある。

カーカス２を構成するコードは、マルチフィラメントからなる原糸を少なくとも１本撚ることによりなるものとし、例えば、上記リヨセルからなるフィラメント束に下撚りをかけ、次いでこれを２本または３本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。さらに、上記総デシテックス数および撚り係数を満たすのであれば、マルチフィラメント撚り１本からなる片撚りコードを使用してもよい。さらに、上記撚り係数を満たすのであれば、下撚り数および上撚り数を異なる撚り数としてもよい。なお、初期弾性率および高温弾性率が上記範囲を満足するものであれば、異種フィラメントを撚り合わせたハイブリッドコードでもよい。

カーカス２を構成するコードのディップ処理時のディップ張力は、０．０５〜１．３３ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは、０．０５〜１．００ｃＮ／ｄｔｅｘである。これは、ディップ張力を上げることにより、コードの弾性率をさらに向上させることが可能となり、その結果、タイヤの操縦安定性の向上させることが可能となるからである。０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、ディップ処理時にコードの弛みが発生してしまうおそれがある。一方、１．３３ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、コードが剛直になりすぎるため、タイヤ耐久性が低下するおそれがある。なお、ディップ接着剤は、特に限定されるものではなく、従来より広く用いられているＲＦＬ配合系（レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合体／ゴムラテックス）の接着剤を用いることができる。

本発明においては、カーカスのコーティングゴムとしては、特に制限はなく、従来より用いられている各種配合ゴムを用いることができる。なお、本発明の二輪車用空気入りタイヤにおいては適用コード以外の点については、特に制限されるものではない。例えば、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置され、トレッド表面には、適宜トレッドパターンが形成される。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例１〜６、比較例１〜５、参考例１〜３）
図１に示すタイプの二輪車用空気入りタイヤを、下記表１〜４および以下に示す条件に従い、それぞれ常法により試作した。タイヤサイズは１２０／７０ＺＲ１７とし、二輪車の前輪に装着した。なお、後輪用としてサイズ１９０／５５Ｒ１７のタイヤを用いた。

（カーカスプライコード）
供試タイヤに用いたカーカスプライコードは、１８４０ｄｔｅｘ／２の構造を有するレーヨン繊維コード、リヨセル繊維コードおよびアラミド繊維コードであり、撚り数は４７（回／１０ｃｍ）、打ち込み数は６０．０本／５０ｍｍとした。

（ベルトコード）
供試タイヤのベルトコードとしては、１６７０ｄｔｅｘ／２の構造を有するケブラー（登録商標）コードであり、撚り数は３５×３５（回／１０ｃｍ）、打ち込み数は１００本／１０ｃｍとした。ベルト層は周方向に対して２０°傾斜させて配置した。

得られた各供試タイヤにつき、下記評価方法に従い高速時実車操縦安定性の評価を行った。これらの結果を、下記の表１〜４に併せて示す。

（高速時実車操縦安定性）
各供試タイヤを排気量が７５０ｃｃの二輪自動車の前輪に装着して実車走行を行い、速度１５０ｋｍ／ｈ以上での直進安定性、旋回安定性、剛性感、ハンドリングをフィーリング評価した。評価は１０点満点で表示した。

（タイヤ耐久性）
２５±２℃の室内中で内圧３００ｋＰａに調整した後２４時間放置し、その後空気圧を１５０ｋＰａに再調整をおこない、ＪＩＳ荷重をタイヤに負荷し、直径約３ｍのドラムの上で速度６０ｋｍ／時で１万ｋｍ走行させた。故障した場合はその距離を耐久距離とする。結果は比較例１を１００とした指数にて表示した。数値が大なるほど結果は良好である。

表１〜４に示す結果より、タイヤのカーカスのコードとして、所定の弾性率を有するコードを適用することにより、タイヤ耐久性を確保したまま優れた高速時実車操縦安定性を得ることができることがわかる。

１ ビードコア
２ カーカス
３ ベルト
４ トレッド

Claims (3)

1. 左右一対のビード部と、該ビード部間でトロイド状に延びる少なくとも１層のプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部に配置された少なくとも１層からなるベルトとを備える二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスを構成するコードが、２５℃の応力−歪み曲線における２９．４Ｎ時の接線の傾きで定義される初期弾性率が０．５０〜１．４０Ｎ／ｄｔｅｘであり、かつ、１８０℃の応力−歪み曲線における２９．４Ｎ時の接線の傾きで定義される高温弾性率が、初期弾性率の５０％以上であるコードをカーカスプライの少なくともベルトが配置されていない領域に使用されており、前記コードが、リヨセルであることを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記コードが前記カーカス全領域において使用されている請求項１記載の二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記コードの乾熱収縮率が０．２％以上である請求項１または２記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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