JP6130145B2

JP6130145B2 - 自動二輪車用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6130145B2
Application number: JP2013001332A
Authority: JP
Inventors: 泰史時任; 若林　省次; 省次若林; 勝彦梶本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: JP2014133439A

Description

本発明は自動二輪車用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関する。

従来、自動二輪車用空気入りタイヤ、特に高速走行用のタイヤにおいては、特許文献１に記載のタイヤのように、２層以上のカーカスプライからなるカーカスと、補強コードが周方向に螺旋状に巻回されてなるスパイラルベルト層からなるベルトと、を備えてなるものが主流であった。カーカスプライを２層配置する理由は、スパイラルベルト層は面内曲げ剛性が低いため、スパイラルベルト層だけでは旋回に必要な横力を確保することができないためである。すなわち、旋回時における操縦安定性を確保するためである。

特開２００８−１６２３５４号公報

しかしながら、カーカスプライが２層の場合、タイヤの偏心剛性が高くなってしまうという問題がある。ここで、偏心剛性とは、サイドウォール部の剛性をいい、この偏心剛性が高くなると、トレッド部の歪エネルギーロスが高くなり、転がり抵抗が悪化してしまう懸念がある。このように、従来の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、操縦安定性と転がり抵抗の低減とを両立することは困難であった。

そこで、本発明の目的は、操縦安定性を低下させることなく、従来よりも、転がり抵抗を低減した自動二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、一対のビード部と、該ビード部に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にトロイド状をなして連なるトレッド部と、これら各部を前記ビード部相互間にわたり補強する１層のカーカスプライからなるカーカスと、を備えた自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部のタイヤ赤道を挟むタイヤ幅方向中央の領域をセンター部、該センター部のタイヤ幅方向両外側をショルダー部としたとき、ＪＡＴＭＡで規定される正規内圧、無負荷の状態で、前記センター部の外輪郭の曲率半径Ｒｃ（ｍｍ）と、前記ショルダー部の外輪郭の曲率半径Ｒｓ（ｍｍ）と、が下記式（１）、
Ｒｃ＞Ｒｓ・・・（１）
で表される関係を満足し、かつ、
前記カーカスのタイヤ半径方向外側に、ベルト層として、タイヤ周方向に対して傾斜する１層の傾斜ベルト層と、該傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側に、補強コードが周方向に螺旋状に巻回された１層のスパイラルベルト層と、のみを備えてなり、かつ、
前記カーカスプライが、前記一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア間でトロイド状に延びるカーカスプライ本体と、前記一対の周りに内側から外側に巻き上げられた折り返し部からなり、該折り返し部が、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側で終端し、前記折り返し部が前記傾斜ベルト層と重ならないことを特徴とするものである。

本発明によれば、操縦安定性を低下させることなく、転がり抵抗を低減した自動二輪車用空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤのタイヤ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、本発明の一好適な実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。図示するように、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１に連なる一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２間にトロイド状をなして連なるトレッド部３と、これら各部をビード部１相互間にわたり補強する少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカス４と、を備える。

本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、トレッド部３のタイヤ赤道を挟むタイヤ幅方向中央の領域をセンター部３ａ、センター部３ａのタイヤ幅方向両外側をショルダー部３ｂ、としたとき、ＪＡＴＭＡで規定される正規内圧、無負荷の状態で、センター部３ａの外輪郭の曲率半径Ｒｃ（ｍｍ）とショルダー部３ｂの外輪郭の曲率半径Ｒｓ（ｍｍ）が次式（１）、Ｒｃ＞Ｒｓ・・・（１）で表される関係を満足する。センター部３ａの外輪郭の曲率半径Ｒｃをショルダー部３ｂの外輪郭の曲率半径Ｒｓよりも大きくすることで、トレッド部３の変形を少なくすることができる。これにより、トレッド部３の歪エネルギーロスが低下するため、転がり抵抗が低下する。かかる効果を良好に得るためには、Ｒｃ＞１．５×Ｒｓであることが好ましい。

なお、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、センター部の曲率半径Ｒｃが大きいため接地点移動量が増加し、傾けたタイヤが起きようとする力が増加することが懸念されるが、後述する傾斜ベルト層およびスパイラルベルト層を組み合わせると横力は大きくならないため、ハンドリングが重くなることはない。一方、ショルダー部の曲率半径Ｒｓが小さいため、トレッド全体としての外輪郭を形成する曲率半径は大きくなりすぎず、旋回性能を低下させることがない。これはトレッド縁部からタイヤ赤道までのタイヤ半径方向の高さをＴＨ、トレッド幅をＴＷとしたとき、ＴＷ／ＴＨの値を従来の形状と同等の値とすることができ、これにより適切な接地幅を確保することができるためである。

また、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、カーカス４のタイヤ半径方向外側に、ベルト層として、タイヤ周方向に対して傾斜する１層の傾斜ベルト層５と、傾斜ベルト層５のタイヤ半径方向外側に、補強コードが周方向に螺旋状に巻回された１層のスパイラルベルト層６と、のみを備える。上述の通り、本発明のタイヤは、ＲｃをＲｓよりも大きくすることで、トレッド部３の変形を抑制し、転がり抵抗の低減を実現している。しかしながら、トレッド部３の接地面積が増大するため、旋回時の倒しこみ初期の軽快性（旋回応答性）が低下し、旋回性能が低下してしまうという問題が生じる。そこで、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、カーカス４のタイヤ半径方向外側に傾斜ベルト層５を１層配置している。これにより、旋回性能（旋回安定性および旋回応答性）を低下させることなく転がり抵抗の低減を図っている。

通常、傾斜ベルト層５が１層では、周方向面内曲げ剛性を十分に向上させることができず、横力が不足してしまう。しかしながら、本発明のタイヤにおいては、センター部３ａの外輪郭の曲率半径Ｒｃが大きいため、十分な接地面積が確保できているので、トレッド部３による横力を補い、旋回性能を維持しつつ、転がり抵抗の低減が可能となっている。なお、タイヤ周方向に対し所定の角度をなすコード層を層間で互いに交錯する交錯ベルトを配置すると、交錯ベルトは幅方向面外曲げ剛性が非常に高く、トレッド部の変形が妨げられるため、旋回性能が低下してしまう。

さらに、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、傾斜ベルト層５のタイヤ半径方向外側に、補強コードが周方向に螺旋状に巻回された１層のスパイラルベルト層６を備えている。タイヤの補強材として、傾斜ベルト層５が１層のみであると、タイヤ形状保持性が不足し、走行時にショルダー部３ｂのせり出しが生じるおそれがある。そこで、本発明のタイヤにおいては、傾斜ベルト層５のタイヤ径方向外側に、スパイラルベルト層６を配置している。スパイラルベルト層６は、補強コードが周方向に延びているため、面内曲げ剛性を増加させることはない。一方、スパイラルベルト層６は、トレッド部３の接地面の剛性を向上させることができるため、転がり抵抗を低下させることができる。

本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、カーカス４は１層のカーカスプライからなることが好ましい。カーカスプライを１層とすることで、偏心剛性を下げることができるため、転がり抵抗を効果的に低減させることができる。また、本発明のタイヤにおいては、カーカスプライは一対のビード部１にそれぞれ埋設されたビードコア７間でトロイド状に延びるカーカスプライ本体４ａと、一対の周りに内側から外側に巻き上げられた折り返し部４ｂからなり、折り返し部４ｂは、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側で終端する。最大幅位置より径方向外側の場合、カーカスプライの折り返し部４ａが、傾斜ベルト層５と重なる位置近くまで巻き上げられることになり、サイドウォール部２の剛性が大きくなってしまうため、偏心剛性を良好に低下させることができないからである。なお、カーカスプライを１層とすると、面内曲げ剛性が十分に確保できずに横力が小さいため、ハンドリング性が悪化する懸念があるが、本発明のタイヤにおいてはセンター部３ａの曲率半径Ｒｃを大きくとってあるため、接地面積が増加し、横力を確保することができるため、問題ない。

また、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、傾斜ベルト層５のタイヤ周方向に対する傾斜角度は９０±１０°の範囲であることが好ましい。本発明のタイヤは、傾斜ベルト層５は１層のみであるため、この１層の傾斜ベルト層５のみで周方向面内曲げ剛性を良好に得ることが好ましい。周方向面内曲げ剛性を良好に向上させるためには、傾斜ベルト層５のコード角度はタイヤ幅方向に近いほうが好ましいため、傾斜ベルト層５の傾斜角度を上記範囲としている。これによりタイヤ幅方向における剛性を良好に得ることができるため、旋回安定性がさらに向上する。

さらに、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、ＪＡＴＭＡで規定される正規内圧、無負荷の状態におけるセンター部３ａのタイヤ幅方向における外輪郭の長さＬｃ（ｍｍ）は、トレッド部３の両端部を結ぶ外輪郭の長さＬ（ｍｍ）の３０〜４５％であることが好ましい。ＬｃがＬの３０％未満であると、転がり抵抗を十分に低下させることができない場合があるからである。一方、ＬｃがＬの４５％を超えると、旋回応答性が低下してしまう場合があるため好ましくない。

さらにまた、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、センター部３ａの外輪郭の曲率半径Ｒｃと、ショルダー部３ｂの外輪郭の曲率半径Ｒｓとが次式（２）、Ｒｃ／Ｒｓ＜２．０・・・（２）で表される関係を満足することが好ましい。Ｒｃ／Ｒｓが２．０以上になると、センター部３ａとショルダー部３ｂの外輪郭の曲率半径の差が大きすぎるため、旋回時に曲率半径の変曲点（センター部３ａとショルダー部３ｂの境目）で大きく挙動が変化してしまう。そのため、旋回性能が悪化してしまうおそれがある。

また、本発明のタイヤ１０においては、Ｒｃ（ｍｍ）は、７０〜１００の範囲であることが好ましい。Ｒｃ（ｍｍ）が７０未満だと接地面積が有効に確保できない場合があるからである。一方、Ｒｃ（ｍｍ）が１００を超えてしまうと旋回性能が低下する場合があるため好ましくない。そこで本発明のタイヤにおいては、好ましくはＲｃ（ｍｍ）を７０〜１００として、良好に接地面積、および旋回性能を確保している。

さらに、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、カーカス４のタイヤ周方向に対する角度は、９０±２０°の範囲であることが好ましい。カーカス４の角度を上記範囲とすることで、トレッド部３の周方向面内曲げ剛性が向上し、旋回時の安定性が向上する。本発明のタイヤにおいては、カーカス４のタイヤ周方向に対する角度が上記範囲外になると、形状保持性が低下するおそれがあり、耐久性の面から好ましくない。

本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、トレッド部３の外輪郭の曲率半径Ｒｃ、Ｒｓ、およびベルト層の構造が上記関係を満足することのみが重要であり、それ以外の構成については特に制限はなく、公知の構造および材料を適宜適用して構成することができる。

例えば、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤの骨格をなすカーカス４は、比較的高弾性のテキスタイルコードを互いに平行に配列して形成される。カーカス４の両端部は、図１に示すようにビードコア７の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止することが好ましいが、両側からビードワイヤで挟み込んで係止してもよく（図示せず）、いずれの固定方法を用いてもよい。本発明の自動二輪車用空気入りタイヤの傾斜ベルト層５のベルトコードについても特に制限はなく、既知の非伸張性高弾性コードを用いることができ、例えば、芳香族アラミドコードやスチールコードを好適に用いることができる。

また、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤのスパイラルベルト層６は、１本のコードを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ゴムで被覆した帯状プライを周方向に螺旋状に巻回して形成されたものであり、そのコードとしては、スチールコードの他、アラミド（例えば、デュポン社製商品名：ケブラー）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、レーヨン、ナイロン等の有機繊維、さらにはグラスファイバーやカーボンファイバー等の材質のものを適宜選択して用いることができる。

さらに、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置され（図示せず）、トレッド部１２の表面には、適宜トレッドパターンが形成されている（図示せず）。

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１〜９および比較例２＞
図１に示すタイプの断面構造を有する自動二輪車用空気入りタイヤを、タイヤサイズ１２０／７０Ｒ１５Ｍ／Ｃにて作製した。ＪＡＴＭＡ規格で規定される正規内圧、無負荷の状態におけるトレッド部３のセンター部３ａの外輪郭の曲率半径Ｒｃ（ｍｍ）、ショルダー部３ｂの外輪郭の曲率半径Ｒｓ（ｍｍ）、トレッド部３のタイヤ幅方向における外輪郭の長さＬ（ｍｍ）、タイヤ幅方向におけるセンター部３ａの外輪郭の長さＬｃ（ｍｍ）、カーカスプライの折り返し部３ｂの位置、傾斜ベルト層５の角度、カーカス４の角度は表１、２に示すとおりである。得られた各供試タイヤをＪＡＴＭＡ規格（２０１２年度版）に定める標準リムに組み込み、上記規格に定める適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を充填した。その後、下記の手順に従って、横力および転がり抵抗について評価した。

なお、スパイラルベルト層は、直径０．１８ｍｍのスチールワイヤを１×５タイプで撚ったスチールコードを被覆ゴム中に埋設し、得られた帯状体を赤道方向に螺旋巻きして形成した。打ち込み数は５０本／５０ｍｍとした。

＜従来例および比較例１＞
従来例および比較例１のタイヤは、カーカスプライを２層とし、傾斜ベルト層を設けなかった以外は実施例１と同様にしてタイヤを作製した。得られたタイヤについて、実施例１と同様の評価を行った。

＜横力＞
直径３ｍのスチール製のドラムに、＃４０番の紙やすりを貼り付けて路面に見立てて試験を行った。各供試タイヤを、キャンバー角０°および５０°の２つの条件のもと、スリップ角１°でドラムに押し付けて、時速１００ｋｍ／ｈで回転させ、このときの横力を、タイヤの回転軸に取り付けた３分力計にて測定した。横力の測定は、タイヤが回転し始めて５分の時のものを計測した。このときのショルダー部のトレッド温度は十分に暖められ、約１２０℃になっていた。結果は、従来例の横力を１００として指数で示した。指数が大きいほど横力が大きく、操縦安定性に優れていることを意味する。なお、横力は指数として９０以上であれば、実用上問題のないレベルである。

＜転がり抵抗＞
転がり抵抗試験機を用いて、スリップ角度０°、キャンバー角０°、時速８０ｋｍの条件で測定して評価した。結果は、従来例の転がり抵抗を１００として指数で示した。指数が小さいほど抵抗が少ないことを意味し、転がり抵抗指数が９０以下の場合を合格とした。

＜旋回応答性＞
ライダーによるフィーリング試験により評価した。得られた結果を、従来例を１００とした指数として、下記表１中に併記した。数値が大きいほど性能が良好であることを示す。

※１：タイヤ周方向に対する角度
※２：タイヤ最大幅よりタイヤ径方向内側
※３：タイヤ最大幅よりタイヤ径方向外側

上記表１からわかるように、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、操縦安定性を低下させることなく、転がり抵抗が低減できている。

１ビード部、２サイドウォール部、３トレッド部、４カーカス、５傾斜ベルト層、６スパイラルベルト層、１０自動二輪車用空気入りタイヤ

Claims

一対のビード部と、該ビード部に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にトロイド状をなして連なるトレッド部と、これら各部を前記ビード部相互間にわたり補強する１層のカーカスプライからなるカーカスと、を備えた自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部のタイヤ赤道を挟むタイヤ幅方向中央の領域をセンター部、該センター部のタイヤ幅方向両外側をショルダー部としたとき、ＪＡＴＭＡで規定される正規内圧、無負荷の状態で、前記センター部の外輪郭の曲率半径Ｒｃ（ｍｍ）と、前記ショルダー部の外輪郭の曲率半径Ｒｓ（ｍｍ）と、が下記式（１）、
Ｒｃ＞Ｒｓ・・・（１）
で表される関係を満足し、かつ、
前記カーカスのタイヤ半径方向外側に、ベルト層として、タイヤ周方向に対して傾斜する１層の傾斜ベルト層と、該傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側に、補強コードが周方向に螺旋状に巻回された１層のスパイラルベルト層と、のみを備えてなり、かつ、
前記カーカスプライが、前記一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア間でトロイド状に延びるカーカスプライ本体と、前記一対の周りに内側から外側に巻き上げられた折り返し部からなり、該折り返し部が、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側で終端し、前記折り返し部が前記傾斜ベルト層と重ならないことを特徴とする自動二輪車用空気入りタイヤ。
前記傾斜ベルト層のタイヤ周方向に対する角度が９０±１０°の範囲である請求項１記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
ＪＡＴＭＡで規定される正規内圧、無負荷の状態における前記センター部のタイヤ幅方向における外輪郭の長さＬｃ（ｍｍ）が、前記トレッド部の両端部を結ぶ外輪郭の長さＬ（ｍｍ）の３０〜４５％である請求項１または２記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
前記Ｒｃと前記Ｒｓとが下記式（２）、
Ｒｃ／Ｒｓ＜２．０・・・（２）
で表される関係を満足する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。