JP5985199B2 - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、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では、高速で回転した場合でも遠心力で膨むことを抑制してタイヤの耐久性を高めるため(所謂タガ効果)、左右一対のビード部に跨がってトロイド状に延びるカーカス層のクラウン部に、ゴム被覆されたコ−ドをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してスパイラルベルト層を形成している。
特許文献1では、さらにタイヤの耐久性を高めるため、上記スパイラルベルト層のタイヤ半径方向外側に、タイヤ周方向に対して85度以上90度以下の角度で傾斜するゴム被覆された複数本のコードを含む傾斜ベルト層を配置した二輪車用空気入りタイヤが提案されている。
特開2009−51360号公報
しかしながら、特許文献1に記載の二輪車用空気入りタイヤでは、高速で回転した場合遠心力でスパイラルベルト層のタイヤ半径方向外側に配置された傾斜ベルト層がタイヤ半径方向外側に膨らんで、タイヤの耐久性が低下する場合がある。
本発明は上記事実を考慮して、タイヤの耐久性を高めることができる二輪車用空気入りタイヤを提供することを課題とする。
本発明の第1態様に係る二輪車用空気入りタイヤは、一対のビード部に跨り、ラジアル方向に延在するコードを有したカーカス層と、前記カーカス層のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置され、タイヤ周方向に対して傾斜した複数本のコードを含む単層の傾斜ベルト層と、前記傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置され、ゴム被覆されたスチール製のコードをタイヤ周方向に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半径方向外側に配置されたトレッド部と、を有し、前記スパイラルベルト層の幅は、前記トレッド部の表面に沿って計測したトレッド両端間のトレッドペリフェリの長さの70%以上80%以下に設定されている。
なお、スパイラルベルト層の幅も、トレッドペリフェリ方向の長さで計測したものである。
この構成によれば、傾斜ベルト層がカーカス層よりもタイヤ半径方向内側に配置されているため、スパイラルベルト層のタガ効果を傾斜ベルト層にも付与することができる。すなわち、スパイラルベルト層が傾斜ベルト層を押さえつけるため、傾斜ベルト層が遠心力でタイヤ半径方向外側に膨らむことを抑制できる。これにより、傾斜ベルト層がスパイラルベルト層よりもタイヤ半径方向外側に配置されている場合に比して、タイヤの耐久性をより高めることができる。
また、この構成によれば、スパイラルベルト層の幅をトレッド両端間のトレッドペリフェリの長さの80%以下とすることでトレッド部を含むタイヤの接地面積を広くすることができるとともに、スパイラルベルト層の幅をトレッド両端間のトレッドペリフェリの長さの70%以上とすることで、トレッド部を含むタイヤの破壊圧力を高めることができる。
本発明の第2態様に係る二輪車用空気入りタイヤでは、第1態様において、前記複数本のコードは、前記タイヤ周方向に対して45度以上90度以下の角度で傾斜している。
この構成によれば、タイヤが横力に対して強くなる、すなわち横力に対して変形し難くなる。
本発明の第3態様に係る二輪車用空気入りタイヤでは、第2態様において、前記複数本のコードは、前記タイヤ周方向に対して70度以上80度以下の角度で傾斜している、
この構成によれば、第2態様のように、複数本のコードがタイヤ周方向に対して45度以上90度以下の角度で傾斜している場合に比して、タイヤが横力に対してより強くなる、すなわち横力に対してより変形し難くなる。
本発明の第態様に係る二輪車用空気入りタイヤでは、第1態様〜第3態様の何れか1つにおいて、前記傾斜ベルト層の幅は、前記スパイラルベルト層の幅よりも広い。
この構成によれば、トレッド部のショルダー部における強度が向上し、もってトレッド部を含むタイヤの耐久性が高くなる。
本発明の第5態様に係る二輪車用空気入りタイヤでは、第1態様〜第4態様の何れか1つにおいて、前記傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面で隣接して配置されるとともに、該タイヤ赤道面を境とする一方側に配置されたベルト及び他方側に配置されたベルトを有し、前記傾斜ベルト層では、前記複数本のコードがタイヤ赤道面を挟んで線対称となるように配置されている。
この構成によれば、二輪車用空気入りタイヤが転動するときタイヤに作用する横力に対する強さをタイヤ幅方向に対してバランスよく高めることができる。
本発明によれば、タイヤの耐久性を高めることができる二輪車用空気入りタイヤを提供することができる。
第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ半径方向断面図である。 図1に示す二輪車用空気入りタイヤからトレッド部を除いてタイヤ半径方向外側からタイヤを見た展開図である。 第2実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤにおいてトレッド部を除いてタイヤ半径方向外側からタイヤを見た展開図である。
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。なお、第2実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。また、以下の説明では、ベルト等の幅はペリフェリ方向幅のことである。
<<第1実施形態>>
本発明の第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ10は、互いに離間した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層14と、を備えている。
カーカス層14は、ビード部12のビードコア16にトロイド状に跨っている。カーカス層14を構成するカーカスプライ(ボディプライ)は一層であっても複数層であってもよい。カーカス層14が2枚のカーカスプライ15A、15Bで構成される場合には、カーカスプライ15A、15B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30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。なお、カーカス層14のタイヤ半径方向R内側はゴム等で覆われている。
カーカスプライ15A、15Bの両端部は、ビードコア16を折り返すように巻き上げられている。各カーカスプライ15A、15Bでは、ナイロン繊維を撚ってナイロンコードとしたものが所定間隔で配列されている。
また、二輪車用空気入りタイヤ10は、カーカス層14のクラウン部14Cのタイヤ半径方向R外側に、第1実施形態に係るベルト層として配置された傾斜ベルト層18と、ベルト層として配置されたスパイラルベルト層20と、トレッド部22とを順次備えている。
第1実施形態に係る傾斜ベルト層18は、カーカス層14のクラウン部14Cのタイヤ半径方向R外側に、すなわちカーカス層14とスパイラルベルト層20との間に配置されている。この傾斜ベルト層18は、タイヤ周方向C(図2参照)に対して傾斜した複数本のコード18Aを被覆ゴム中に埋設してなるコード層、すなわちゴム被覆され、タイヤ周方向Cに対して傾斜した複数本のコード18Aを含む帯状のゴム被覆コード層である。複数本のコード18Aの材質は、特に限定されないが、有機繊維が好ましく、例えば芳香族ポリアミドである。
図2に示すように、複数本のコード18Aのタイヤ周方向Cに対する傾斜角度θは、特に限定されないが、それぞれ45度以上90度以下の範囲内の角度に揃っていることが好ましい。なお、複数本のコード18Aが長手方向に湾曲している場合、上記「傾斜角度θ」は、複数本のコード18Aにおいて傾斜ベルト層18の幅中央の位置での角度である。また、傾斜角度θは、それぞれ70度以上80度以下の範囲内の角度に揃っていることがより好ましい。
また、図1に示すように、傾斜ベルト層18においてタイヤセンターCLの部位からトレッド端T方向の先端部位までの距離、すなわち傾斜ベルト層18の幅L1は、スパイラルベルト層の幅L2よりも広くされている。より具体的に、傾斜ベルト層18の幅L1は例えば、トレッド部22の表面に沿って計測したトレッド両端T間のトレッドペリフェリの長さの半分をL3とした場合に、0.9L3(L3の90%)以上L3以下とされている。
なお、「トレッド端T」とは、空気入りタイヤ10をJATMA YEAR BOOK(2012、日本自動車タイヤ協会規格)に規定されている標準リムに装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力(内圧−負荷能力対応表の太字荷重)に対応する空気圧(最大空気圧)の100%の内圧を充填し、無負荷状態としたときのタイヤトレッド最大幅の位置を指す。なお、使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合は各々の規格に従う。
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20Aを被覆ゴム中に埋設してなる、すなわちゴム被覆されたコード20Aを含む帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向C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。これにより、スパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R内側に配置された傾斜ベルト層18をカーカス層14のクラウン部14Cに押さえつけている。
スパイラルベルト層20の幅(L2×2)は、トレッド部22の表面に沿って計測したトレッド両端T間のトレッドペリフェリの長さ(L3×2)の55%以上80%以下に設定されている。すなわち、スパイラルベルト層20の半分幅L2は、0.55L3〜0.80L3の範囲内にある。なお、スパイラルベルト層20の幅も、トレッドペリフェリ方向の長さで計測したものである。また、スパイラルベルト層20の半分幅L2を0.55L3〜0.80L3とした根拠は、二輪車用空気入りタイヤ10が装着された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。スパイラルベルト層20のコード20Aの材質は、特に限定されないが、例えばスチールや芳香族ポリアミドである。
トレッド部22は、熱可塑性エラストマーや、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等で構成されている。また、トレッド部22には、溝が配置されていないが、特に限定されず、溝を配置してもよい。
<<作用>>
以上、第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ10では、傾斜ベルト層18がカーカス層14よりもタイヤ半径方向R内側に配置されているため、スパイラルベルト層20のタガ効果を傾斜ベルト層18にも付与することができる。すなわち、スパイラルベルト層20がタイヤ半径方向R内側にある傾斜ベルト層18を押さえつけるため、傾斜ベルト層18が遠心力でタイヤ半径方向R外側に膨らむことを抑制できる。これにより、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R外側に配置されている場合に比して、二輪車用空気入りタイヤ10の耐久性をより高めることができる。
また、傾斜ベルト層18が45度以上90度以下の角度で傾斜する複数本のコード18Aを含むので、二輪車用空気入りタイヤ10が横力に対して強くなる、すなわち横力に対して変形し難くなる。
なお、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R内側に配置されているため、二輪車用空気入りタイヤ10が転動するとき二輪車用空気入りタイヤ10に作用する横力に対する強さが、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R外側に配置されている場合に比して、傾斜ベルト層18に含まれるコードの角度に影響され難い。したがって、コードの角度を、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R外側に配置されている場合に比して、タイヤ周方向Cに対して45度以上90度以下の広い範囲に設定することができる。
また、第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ10では、スパイラルベルト層20の幅L2をトレッドペリフェリのトレッド両端T間の長さL3の80%以下とすることでトレッド部22を含む二輪車用空気入りタイヤ10の接地面積を広くすることができるとともに、スパイラルベルト層20の幅L2をトレッド両端T間のトレッドペリフェリの長さL3の55%以上とすることで、トレッド部22を含む二輪車用空気入りタイヤ10の破壊圧力を高めることができる。
また、第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ10では、傾斜ベルト層18の幅L1がスパイラルベルト層20の幅L2よりも広いため、トレッド部22のショルダー部における強度が向上し、もってトレッド部22を含む二輪車用空気入りタイヤ10の耐久性が高くなる。また、この構造により、二輪車用空気入りタイヤ10をどんどん傾けて旋回する際、接地部分が移動してスパイラルベルト層20が存在する部分とスパイラルベルト層20が存在しない部分との境界を乗り越しても、ライダーが二輪車用空気入りタイヤ10の段差による違和感を得ることが防止される。
<<第2実施形態>>
本発明の第2実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤは、傾斜ベルト層18を除いて第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ10と同じ構成を備えている。
第2実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤでは、図3に示すように、傾斜ベルト層28が、カーカス層14のクラウン部14Cのタイヤ半径方向R外側に、すなわちカーカス層14とスパイラルベルト層20との間に配置されている。なお、図3では、傾斜ベルト層28を見易くするためスパイラルベルト層20の図示を省略している。
この傾斜ベルト層28では、複数本のコード28C,28DがタイヤセンターCL(タイヤ赤道面)を軸にして線対称となるように配置されている。具体的に、傾斜ベルト層28は、複数本のコード28Dを含み、タイヤセンターCLから一方のトレッド端Tの方向に向かって配置されたベルト28Aと、複数本のコード28Cを含み、タイヤセンターCLから他方のトレッド端Tの方向に向かって配置されたベルト28Bとを有している。ベルト28Aとベルト28Bは、タイヤセンターCLにて隣接して、互いに並列した状態となっている。
ベルト28Aの複数本のコード28Cとベルト28Bの複数本のコード28Dは、タイヤ周方向Cに対して互いに逆の傾斜角度を有している。なお、複数本のコード28Cやコード28Dが長手方向に湾曲している場合、上記「傾斜角度」は、複数本のコード28Cやコード28Dにおいて傾斜ベルト層28の幅中央にコードが接する位置での角度である。
上記第2実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤでは、二輪車用空気入りタイヤが転動するときタイヤに作用する横力に対する強さをタイヤ幅方向に対してバランスよく高めることができる。
<<変形例>>
以上、本願の開示する技術の複数の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものではない。
例えば、第1実施形態では、トレッド部22には溝を配置しない場合を説明したが、溝を配置してもよい。
また、第1実施形態では、カーカスプライ15A、15Bの両端部は、ビードコア16を折り返すように巻き上げられている場合を説明したが、カーカスプライ15A、15Bの両端部がビードコア16で係止され、両側からビードワイヤーを挟みこむようにしてもよい。
また、傾斜ベルト層18の幅L1は、スパイラルベルト層20の幅L2よりも広い場合を説明したが、傾斜ベルト層18の幅L1は、スパイラルベルト層20の幅L2と同じであってもよいし、スパイラルベルト層20の幅L2よりも狭くてよい。傾斜ベルト層18の幅L1がスパイラルベルト層20の幅L2と同じか幅L2よりも狭い場合、スパイラルベルト層20のタガ効果を傾斜ベルト層18全体に付与することができる。
また、第2実施形態で説明したベルト28Aとベルト28Bは、一体形成されていてもよく、また切り離されて別体とされていてもよい。また、切り離されて別体とされている場合、ベルト28Aとベルト28Bが離間していてもよい。
さらに、本願の開示する技術は、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
以下に実施例を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
本発明者らは、上記実施形態の効果を確かめるために、二輪車用空気入りタイヤの13例(以下、実施例1〜13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いう)について、各種性能試験を行って性能を評価した。
タイヤサイズは全て180/55ZR17である。また、各タイヤでは、カーカス層には2枚のカーカスプライが配置されている。また、各タイヤでは、トレッド部に溝を配置していない。
<<実施例1>>
実施例1は、上記第1実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ10の一例であり、図1に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤである。スパイラルベルト層20の幅L2はトレッドペリフェリの長さL3の80%とされている。なお、本実施例ではトレッドショルダー部ではスパイラルベルト層20が巻かれていない。また、トレッド部22の厚みは7mmである。
カーカスプライ15A、15Bのコード材質はナイロンである。本実施例では、ナイロン繊維を撚って0.6mmφのコードとした。トレッドショルダー部では、ナイロンコードを60本/50mmで打ち込んでいる。
また、このナイロンコードのコード角度は、トレッドショルダー部においてタイヤ赤道方向に対し90度である。通常、二輪車のタイヤではトレッド部の形状が丸いため、トレッドセンター部とトレッドショルダー部で、コード角度および単位長さあたりの打ち込み本数が異なる。これは地球儀に紙を貼り付ける場合と同様であり、外径の大きいトレッドセンター部の方がコードの打ち込みが疎となる。タイヤの製造上、トレッドセンター部の方がトレッドショルダー部に比べてタイヤ赤道方向に対するコード角度が小さくなる傾向にある。本実施例ではトレッドショルダー部でのコード角度で規定しており、カーカスプライ15A、15Bのコード角度を、トレッド端Tからタイヤセンター側に0.1Lの距離の位置で測定した。
傾斜ベルト層18のタイヤ周方向Cに対するコード角度は45°であり、コード材質は芳香族ポリアミド(商品名はケブラー(登録商標))である。ケブラー繊維を0.7mmφに撚ってコードとし、コードの打ち込み本数を40本/50mmとした。
スパイラルベルト層20のコードは、スチールフィラメントを撚って0.8mmφのコードとし、打ち込み間隔40本/50mmでスパイラル状に巻き付けて形成している。その際、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た。
以上より、実施例1に係る二輪車用空気入りタイヤを得た。
<<比較例1>>
また、実施例1の他に、比較例1に係る二輪車用空気入りタイヤを用意した。この比較例1に係る二輪車用空気入りタイヤは、実施例1に係る構成において、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R外側に設けられた構成を有している。なお、その他の構成は、実施例1と同じ構成である。
<<評価>>
以下の試験条件の下、実施例1及び比較例1に係る二輪車用空気入りタイヤの高速耐久性と破壊圧力を求める試験を行った。
なお、高速耐久性の評価は、JIS規格のK6366で定める条件でのタイヤ故障時の速度によるものであり、比較例1を100とした指数により示しており、数値が大きいほど良好な結果であることを示している。同様に、破壊圧力の評価も比較例1を100とした指数により示しており、数値が大きいほど良好な結果であることを示している。
以下の表1に、試験結果をまとめた。
以上の表1に示す評価結果から、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R内側に配置されている実施例1では、傾斜ベルト層18がスパイラルベルト層20よりもタイヤ半径方向R外側に配置されている比較例1に比して、二輪車用空気入りタイヤの高速耐久性をより高めることができることが分かった。これは、スパイラルベルト層20のタガ効果を傾斜ベルト層18にも付与することができることが要因だと思われる。
<<実施例2〜6>>
次に、実施例2〜6に係る二輪車用空気入りタイヤを用意した。これら実施例2〜6に係る二輪車用空気入りタイヤは、それぞれ、実施例1の構成において、傾斜ベルト層18のタイヤ周方向Cに対するコード角度を、50度、60度、70度、80度、90度に変更したものである。
<<比較例2>>
また、比較例2に係る二輪車用空気入りタイヤを用意した。この比較例2に係る二輪車用空気入りタイヤは、実施例1の構成において、傾斜ベルト層18のタイヤ周方向Cに対するコード角度を、40度に変更したものである。
<<評価>>
次に、実施例1〜6及び比較例2に係る二輪車用空気入りタイヤの横力に対する強さを求める試験を行った。なお、この試験では、各二輪車用空気入りタイヤを実車に装着し、テストコースを走行させた。横力に対する強さの評価はプロのテストドライバーによるフィーリング評価であり、その優劣をA(非常に良い)、B(良い)、C(普通)で評点を付けた。
この評価結果を表2にまとめた。
以上の表2に示す評価結果から、傾斜ベルト層18のコードの傾斜角度が45度以上90度以下である実施例1〜6の場合、比較例2よりも横力に対する強さがより良くなる、すなわち強くなることが分かった。特に、実施例1〜6の中でも実施例4〜5では横力に対する強さが非常に良くなることが分かった。
<<実施例7〜13>>
次に、実施例7〜13に係る二輪車用空気入りタイヤを用意した。これら実施例7〜13に係る二輪車用空気入りタイヤは、それぞれ、実施例1の構成において、スパイラルベルト層20の幅L2をトレッドペリフェリの長さL3の40、50、55、60、70、90、100%に変更したものである。
<<評価>>
以下の試験条件の下、実施例1、7〜13に係る二輪車用空気入りタイヤの接触面積と破壊圧力を実施例1と同様の方法で求めた。なお、「タイヤの接触面積」とはキャンバ角50度付近での接地面積である。
この評価結果を表3にまとめた。なお、これら接触面積と破壊圧力の評価では、その優劣をA(良い)、B(普通)で評点を付けた。
以上、表3に示す評価結果から、スパイラルベルト層20の幅L2をトレッドペリフェリの長さL3の80%以下とすることで二輪車用空気入りタイヤの接地面積を広くすることができることが分かった。また、スパイラルベルト層20の幅L2をトレッドペリフェリの長さL3の55%以上とすることで、二輪車用空気入りタイヤの破壊圧力を高めることができることが分かった。
10 二輪車用空気入りタイヤ
12 ビード部
14 カーカス層
14C クラウン部
18 傾斜ベルト層
18A 複数本のコード
20 スパイラルベルト層
22 トレッド部
28 傾斜ベルト層
C タイヤ周方向
CL タイヤセンター(タイヤ赤道面)
L1 傾斜ベルト層の幅
L2 スパイラルベルト層の幅
L3 トレッドペリフェリの長さ
R タイヤ半径方向

Claims (5)

  1. 一対のビード部に跨り、ラジアル方向に延在するコードを有したカーカス層と、
    前記カーカス層のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置され、タイヤ周方向に対して傾斜した複数本のコードを含む単層の傾斜ベルト層と、
    前記傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置され、ゴム被覆されたスチール製のコードをタイヤ周方向に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半径方向外側に配置されたトレッド部と、を有し、
    前記スパイラルベルト層の幅は、前記トレッド部の表面に沿って計測したトレッド両端間のトレッドペリフェリの長さの70%以上80%以下に設定されている二輪車用空気入りタイヤ。
  2. 前記複数本のコードは、前記タイヤ周方向に対して45度以上90度以下の角度で傾斜している、
    請求項1に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
  3. 前記複数本のコードは、前記タイヤ周方向に対して70度以上80度以下の角度で傾斜している、
    請求項2に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
  4. 前記傾斜ベルト層の幅は、前記スパイラルベルト層の幅よりも広い、
    請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
  5. 前記傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面で隣接して配置されるとともに、該タイヤ赤道面を境とする一方側に配置されたベルト及び他方側に配置されたベルトを有し、
    前記傾斜ベルト層では、前記複数本のコードがタイヤ赤道面を挟んで線対称となるように配置されている、
    請求項1〜請求項4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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