JP6863000B2 - 自動二輪車用タイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、優れた操縦安定性を確保しながら耐久性を向上させた自動二輪車用タイヤに関する。
高速時の直進安定性を高く維持しながら旋回性能を向上させるために、自動二輪車用タイヤのバンドコードに、スチールコードを採用することが提案されている。
しかし、バンドコードとしてスチールコードを用いた場合、コードの圧縮剛性が高くなり、タイヤ製造時、バンドコードに座屈が発生傾向となる。これは、自動二輪車用タイヤでは、トレッド曲率半径が小さく、タイヤ外径は、タイヤ赤道面側に比してトレッド端側が著しく小となる。そのため、ステッチダウン時、タイヤ外径差に起因してトレッド端側のバンドコードに圧縮力が作用する。このとき、バンドコードの圧縮剛性が高い場合、バンドコードが長さ方向に圧縮できなくなって座屈変形が発生し、場合によっては圧縮疲労によって走行中にバンドコードが損傷して耐久性を低下させる傾向となる。
バンドコードの圧縮剛性を規制したものとして、下記の特許文献１がある。
特開２０１３−１３９１６５号公報
本発明は、優れた操縦安定性を確保しながら耐久性を向上させた自動二輪車用タイヤを提供することを課題としている。
本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるバンド層とを具えた自動二輪車用であって、
前記バンド層は、タイヤ周方向に螺旋状に巻回されたスチール製のバンドコードを有するバンドプライから形成され、
しかも前記バンドコードは、コード１本当たり、圧縮剛性が５００N/mm以下、曲げ剛性が１５．０g・cm以下、かつ４９N荷重時のコードの伸びが０．５〜２．５%の範囲であることを特徴としている。
本発明に係る前記自動二輪車用タイヤでは、前記バンドコードは、４本のスチール素線を撚り合わせた１×４の撚り構造をなし、かつ前記４本のスチール素線は、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線を含むことが好ましい。
本発明では、バンドコードの圧縮剛性を５００N/mm以下とすることで、スチール素線に対する圧縮入力が逃げやすくなり、座屈変形の発生が抑えられ、耐圧縮疲労性を向上できる。このとき、曲げ剛性が１５．０g・cm以下であることにより、前記圧縮入力がスチール素線の曲げ方向の入力として働く。そのため、スチール素線に対する圧縮入力がさらに減じられ、耐圧縮疲労性をより高めることができる。
なお圧縮入力がスチール素線の曲げ方向の入力として働くため、曲げ方向の入力が大となる。しかし、スチール素線は、耐曲げ疲労性に優れ、しかも、曲げ剛性が１５．０g・cm以下であるような曲がりやすいコードは、特に耐曲げ疲労性が良好である。従って、曲げ方向の入力が大となることによる耐久性への不利を抑えながら、耐圧縮疲労性をより高めることができ、タイヤの耐久性を向上しうる。
又、４９N荷重時のコードの伸びが２．５％以下であることで、ハンドル応答性を良好に保ちうる。又コードの伸びが０．５％以上であることで、路面とのグリップ性を良好に保ちうる。従って、優れた操縦安定性を発揮しうる。
本発明の自動二輪車用タイヤヤの一実施例を示す断面図である。 バンドストリップを示す斜視図である。 バンドコードの一例を示す断面図である。 型付け素線を概念的に示す側面図である。 （Ａ）は圧縮剛性の測定に用いるコード入りサンプル、（Ｂ）はバンドコードの荷重−圧縮曲線のグラフである。 曲げ剛性の測定方法を説明する線図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の自動二輪車用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、該カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるバンド層７とを具える。
前記トレッド部２は、タイヤ赤道Ｃからトレッド端Ｔｅに向かって凸円弧状に湾曲してのびるトレッド面２Ｓを有する。前記トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離であるトレッド巾ＴＷは、タイヤ最大巾をなし、これにより大きなバンク角での旋回走行が可能となる。
前記カーカス６は、タイヤ周方向に対して例えば６０〜９０°の角度で配列されたカーカスコードを有する少なくとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維コードが好適に採用される。
本例のカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、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るプライ折返し部６ｂを有する。又前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配置される。
前記バンド層７は、タイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドコード１０を有する少なくとも１枚、本例では１枚のバンドプライ７Ａから形成される。このバンドプライ７Ａは、具体的には、図２に示すように、一本のバンドコード１０、もしくは複数本のバンドコード１０を引き揃えたコード配列体をトッピングゴムＧにて被覆した小巾帯状のバンドストリップ１１をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより形成される。
バンドコード１０として、ｎ本のスチール素線１２を撚り合わせたスチールコードが採用される。図３には、４本のスチール素線１２を撚り合わせた１×４構造の単撚りコードが示されるが、１×５構造の単撚りコード、或いは３×３構造の複撚りコードも採用しうる。ｎ本のスチール素線１２は、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線１２Ａを１本以上含む。図４に誇張して示すように、型付け素線１２Ａとして、例えば山と谷とを繰り返した波状の二次元型付けされたものが好適に採用しうる。
このバンドコード１０では、コード１本当たりの圧縮剛性が５００N/mm以下、コード１本当たりの曲げ剛性が１５．０g・cm以下、かつコード１本当たりの４９N荷重時のコードの伸びが０．５〜２．５％の範囲に規制される。
前記圧縮剛性は、以下のように測定される。図５（Ａ）に示すように、直径２５ｍｍ、高さ２５ｍｍの円柱ゴムｇの中央に、長さ２５ｍｍの１本のバンドコード１０を高さ方向に埋設したコード入りサンプルＫ１、及びバンドコード１０を埋設していない補正用のコード無しサンプルＫ２（図示省略）をそれぞれ形成する。各サンプルＫ１、Ｋ２は、加硫条件（温度１６５℃−１８分）にて加硫されている。そして、引張試験機を用い、各サンプルＫ１、Ｋ２を、それぞれ高さ方向に、速度２．０mm/minにて圧縮させ、圧縮荷重と圧縮量とを測定する。そして、コード入りサンプルＫ１における測定データを、コード無しサンプルＫ２における測定データにて補正することで、図５（Ｂ）に示すように、バンドコード１０の荷重−圧縮曲線が得られる。そしてこの曲線の中間領域における傾きを、圧縮剛性（N/mm）として定義する。
前記曲げ剛性は、例えばＴＡＢＥＲ社（米国）製の剛性試験機（例えば１５０−Ｄ型）を用い、図６に示す如く、長さ１４５mmのバンドコード１０の両端をクランプに取り付けて、バンドコード１０に＋１５度、−１５度の曲げ角度を付与する。その時の＋１５度での曲げモーメントと−１５度での曲げモーメントとの平均値を曲げ剛性（g・cm）として定義する。
又４９N荷重時のコードの伸びは、バンドコード１０に、４９Nの引張り荷重を付加したときの伸び（％）で定義される。
バンドコード１０の前記圧縮剛性、前記曲げ剛性、及び前記伸びは、コードの撚り数、スチール素線１２の本数、スチール素線１２の直径ｄ（図３に示す）、型付け素線１２Ａの本数、型付けの高さｈ（図４に示す）、型付けのピッチＰ（図４に示す）によって調整することができる。
例えば、
（Ａ）コードの撚り数が増すことにより、圧縮剛性が減少し、曲げ剛性が減少し、コードの伸びが増加するする。
（Ｂ）スチール素線１２の本数が増すことにより、圧縮剛性が増加し、曲げ剛性が増加し、コードの伸びが減少する。
（Ｃ）スチール素線１２の直径ｄが増すことにより、圧縮剛性が増加し、曲げ剛性が増加し、コードの伸びが減少する。
（Ｄ）型付け素線１２Ａの本数が増すことにより、圧縮剛性が減少し、曲げ剛性が増加し、コードの伸びが増加する。
（Ｅ）型付けの高さｈが増すことにより、圧縮剛性が減少し、曲げ剛性が増加し、コードの伸びが増加する。
（Ｆ）型付けのピッチＰが増すことにより、圧縮剛性が増加し、曲げ剛性が減少し、コードの伸びが減少する。
特に限定されないが、
・コードの撚り構造としては、１×４構造、１×５構造、及び３×３構造が好適であり、特には１×４構造が圧縮／曲げの剛性バランスの観点からより好適に採用しうる。
・コードの撚り数は、８〜１２回／１０cmの範囲で調整するのが、コード強力と疲労性との観点から好ましい。
・スチール素線１２の直径ｄは、０．１５〜０．２５mmの範囲で調整するのが、コード強力と剛性の観点から好ましい。
・型付けの高さｈは、０．１５〜０．２５mmの範囲で調整するのが、ゴム浸入と剛性との観点から好ましい。
・型付けのピッチＰは、２．５〜５．０mmの範囲で調整するのが、ゴム浸入と剛性との観点から好ましい。
バンドコード１０では、圧縮剛性が５００N/mm以下であることで、スチール素線１２に対する圧縮入力が逃げやすくなり、座屈変形の発生を抑えて耐圧縮疲労性を向上させることができる。このとき、曲げ剛性が１５．０g・cm以下であることにより、前記圧縮入力がスチール素線１２の曲げ方向の入力として働く。そのため、スチール素線１２に対する圧縮入力がさらに減じられ、耐圧縮疲労性をより高めることができる。
なお圧縮入力がスチール素線１２の曲げ方向の入力として働くため、曲げ方向の入力が大となる。しかし、スチール素線１２は、耐曲げ疲労性に優れる。しかもバンドコード１０は、曲げ剛性が１５．０g・cm以下であり、しなやかで曲がりやすいため、耐曲げ疲労性に優れる。従って、曲げ方向の入力が大となることによる耐久性への不利を抑えながら、前述の耐圧縮疲労性をより高めることができ、タイヤの耐久性を向上しうる。
又バンドコード１０は、４９N荷重時のコードの伸びが２．５％以下であることで、ハンドル応答性を良好に保ちうる。又コードの伸びが０．５％以上であることで、路面とのグリップ性を良好に保ちうる。従って、優れた操縦安定性を発揮しうる。
圧縮剛性が５００N/mmを越える場合、耐圧縮疲労性が不充分となって、走行中、バンドコード１０が損傷しやすくなってタイヤの耐久性を低下させる。なお圧縮剛性が小さ過ぎても、タイヤの剛性感が不足して操縦安定性の低下を招く。このような観点から圧縮剛性の下限は２００N/mm以上、さらには３００N/mm以上が好ましい。なお圧縮剛性の上限は４５０N/mm以下がより好ましい。
又曲げ剛性が１５．０g・cmを越える場合、耐曲げ疲労性が減じるとともに、耐圧縮疲労性の向上効果も損なわれる。そのため、走行中、バンドコード１０が損傷しやすくなってタイヤの耐久性を低下させる。なお曲げ剛性が小さ過ぎても、タイヤの剛性感が不足して操縦安定性の低下を招く。このような観点から曲げ剛性の下限は５．０g・cm以上、さらには８．０g・cm以上が好ましい。なお曲げ剛性の上限は１４．５g・cm以下がより好ましい。
又コードの伸びが２．５％を越えると、ハンドル応答性が不充分となる。逆に０．５％を下回ると、接地長さが減じてグリップ性が不足し、何れも操縦安定性の低下を招く。このような観点から、コードの伸びの上限は２．０％以下が好ましく、下限は０．８％以上が好ましい。
バンド層７では、特に規制されないが、バンド層７の巾５ｃｍ当たりのバンドコード１０の打ち込み本数は、３０〜４５本／５ｃｍの範囲が好適に採用しうる。
自動二輪車用タイヤ１では、必要により、バンド層７とカーカス６との間に、タイヤ周方向に対して例えば１０〜６０°の角度で傾斜配列するベルトコードを有するベルトプライを設けることもできる。このベルトコードとして、従来的なタイヤ用の有機繊維コード、スチールコードが適宜採用しうる。
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がなく、例えば四輪車用としても形成しうるなど種々の態様に変形して実施しうる。
本願発明の効果を確認するため、図１に示すタイヤ構造を有すれるタイヤサイズ１９０／５０ＺＲ１７の自動二輪車用タイヤ（後輪用）をそれぞれ、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの耐久性及び操縦安定性についてテストた。各タイヤは、表１に記載のバンドコードの構成以外は、実質的に同仕様である。共通仕様は次の通りである。
＜カーカス＞
プライ数−−−１枚
カーカスコード−−−１８８０dtex/2（レーヨン）
カーカスコードの打ち込み本数−−−５０本／５ｃｍ
＜バンド層＞
スチール素線−−−ＪＩＳ Ｇ３５０６に規定の硬鋼線
バンドコードの打ち込み本数−−−３６本／５ｃｍ
（１）耐久性：
ドラム走行試験機を用い、試供タイヤを、リム（ＭＴ６．００×１７）、内圧（２００kPa）、負荷荷重（７．０KN）、速度（８０km/h）、キャンバー角度（４５度）の条件にて、ドラム上で走行させた。ドラムの外周面には、半径０．５インチの半円条の突起物が４箇所、周方向に分散配置されている。そして１０、０００km走行後にタイヤを解体し、バンドコードのコード切れの発生の有無を検査した。コード切れが無いものを○、あるものを×で示す。
（２）操縦安定性：
試供タイヤを、リム（ＭＴ６．００×１７）、内圧（２００kPa）の条件で、大型自動二輪車（１０００ｃｃ）の後輪に装着して、ドライアスファルトのタイヤテストコースを実車走行した。そして、速度１２０km/hで走行中に、レーンチェンジしたときの操縦安定性をドライバーの官能評価により３点法で評価した。指数の大きい方が良好である。又合格を○、不合格を×で示す。
Figure 0006863000
Figure 0006863000
表１に示すように、実施例のタイヤは、優れた操縦安定性を確保しながらバンドコードのコード切れを抑えて耐久性を向上させうるのが確認できる。
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
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ バンド層
７Ａ バンドプライ
１０ バンドコード
１２ スチール素線
１２Ａ 型付け素線

Claims (2)

  1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されるバンド層とを具えた自動二輪車用タイヤであって、
    前記バンド層は、タイヤ周方向に螺旋状に巻回されたスチール製のバンドコードを有するバンドプライから形成され、
    前記バンドコードは、コード１本当たり、圧縮剛性が５００N/mm以下、曲げ剛性が１５．０g・cm以下、かつ４９N荷重時のコードの伸びが０．５〜２．５％の範囲であり、
    前記バンドコードは、ｎ本のスチール素線を撚り合わせた構造をなし、
    ｎ本の前記スチール素線は、撚り合わせ前の状態にて型付けされた型付け素線を１本以上含み、
    前記バンドコードは、コードの撚り数が８〜１２回／１０cmの範囲であり、
    前記スチール素線の直径は、０．１５〜０．２５mmの範囲であり、
    前記型付け素線の型付けの高さは、０．１５〜０．２５mm の範囲であり、
    前記型付け素線の型付けのピッチは、２．５〜５．０mmの範囲であることを特徴とする自動二輪車用タイヤ。
  2. 前記バンドコードは、４本の前記スチール素線を撚り合わせた１×４構造をなすことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用タイヤ。
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