JPWO2006098112A1 - 自動二輪車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

接地性および横剛性を高度なレベルで両立することで、旋回時安定性の向上を図った自動二輪車用空気入りラジアルタイヤを提供する。モノスパイラルベルト（ＭＳＢ）３が引っ張り破断強度５．９Ｐａ以上のスチールコードからなり、ＭＳＢの打ち込み本数（／２５ｍｍ幅）の、タイヤ赤道における値Ｔｃおよびショルダー部における値Ｔｓが、１７≦Ｔｃ≦２４および０．６≦Ｔｓ／Ｔｃ≦０．９を満足し、ＭＳＢの配設幅ＢＷが、クラウン部全幅ＴＷに対して０．６≦ＢＷ／ＴＷ≦１．０を満足し、ＭＳＢの両端部に、ＭＳＢとオーバーラップして、引っ張り破断強度５．９Ｐａ以上である少なくとも１層のテキスタイル補強層が配設され、かつ、ＭＳＢとテキスタイル補強層とのオーバーラップ量が、ＭＳＢのスチールコード直径Ｄの４倍以上１０倍以下である自動二輪車用空気入りラジアルタイヤである。

Description

本発明は自動二輪車用空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、直進時および旋回時における安定性を両立させることにより、走行安定性を高いレベルで確保した自動二輪車用空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、自動二輪車においては、直進時と旋回時とで接地する部分がセンター部からショルダー部へと大きく移動するため、直進時および旋回時の双方における安定性を両立させるためには、センター部とショルダー部との剛性バランスを最適化することが必要となる。

従来、自動二輪車の安定性を向上させる手段としては、リアタイヤにいわゆるモノスパイラルベルト（ＭＳＢ）構造を採用して接地性を向上させる手法が採られていたが、車重が大きく馬力が大きい車両に対しては、モノスパイラルベルト構造では横剛性不足による安定性不足が指摘される傾向があった。そのため、ベルトのコード材質を、ケブラーから、より剛性が高く踏面の横剛性が高くなるスチールに変更することにより、外乱入力後の振れの収まりを良くする手法が採られていた。

しかし、上記のような手法では、踏面部の曲げ剛性も上がってしまうため、特に大きな横力が必要となる旋回時には、接地面積不足による横力不足が発生して、十分な安定性が確保できない状況にあった。

自動二輪車用タイヤにおいて、剛性を改良することにより安定性の向上を図る技術としては、例えば、特許文献１に、第１のカーカスプライをベルト端部まで巻き上げ、かつベルト端部領域とカーカス層との間で挟持係止し、さらに、第２のカーカスプライを少なくともベルト端領域からカーカスプライ最大幅位置を越えてビード部まで延在させる構造を採ることにより、タイヤサイド部全域にわたり均質で適度なタイヤケース剛性を確保して、乗り心地性能を低下させることなく操縦安定性を大幅に向上させた二輪車用空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献２には、直進時の乗り心地性と旋回時の剛性感を両立させることを目的として、カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層を備え、カーカスが、トロイド状の連続プライと、タイヤ赤道よりもタイヤ軸方向外側であってベルト層の外端よりもタイヤ軸方向内側にタイヤ半径方向の外端を有し、この外端からタイヤ半径方向内側に延びてビードコアに至る左右一対の分割プライ片からなる、トレッド中央部で中抜き状をなす分割プライと、を含むものとした自動二輪車用タイヤが記載されている。

さらに、特許文献３および４にも、カーカスと、タイヤ赤道に対し低角度でコードを螺旋巻きしてなるベルト層とを備える自動二輪車用ラジアルタイヤにおいて、安定性の向上を図る技術が記載されている。
特開２０００−２１１３１７号公報（特許請求の範囲等） 特開２００３−３９９１６号公報（特許請求の範囲等） 特開平５−１７８００４号公報（特許請求の範囲等） 特開平５−２４６２１０号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、従来のＭＳＢコードのスチール化による改良では、踏面部の横剛性が向上することにより安定性の向上をある程度図ることはできたが、一方で、特に大きな横力が必要な旋回時に接地するショルダー部については、大きな接地面積を確保するために、踏面部の面外曲げ剛性（縦方向の曲げ剛性）を適度に小さくする必要があった。

しかしながら、上記目的のためにショルダー部のスチールＭＳＢの打ち込み本数を減らした場合、旋回時に接地するショルダー部の面外曲げ剛性が下がって、接地面積がアップすることにより横力もアップすることが確認されているものの、同時に横剛性も下がってしまうため、大きな横力を支えるための横剛性が確保できず、旋回時にふらつくような不安定な挙動が発生することが確認されている。このように、旋回時における横剛性の確保と接地面積の確保とは二律背反の関係にあり、双方を同時に満足しうる技術が求められていた。

そこで本発明の目的は、上記のような旋回時における接地性および横剛性という二律背反の問題を解消し、これらを高度なレベルで両立することで、旋回時安定性の向上を図った自動二輪車用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の自動二輪車用空気入りラジアルタイヤは、環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両側部からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なるビード部とを有し、これら各部をビード部内に夫々埋設されたビードコア相互間にわたり補強する、少なくとも１層のテキスタイルコードよりなるカーカスプライと、該カーカスプライの外周で前記トレッド部を強化する少なくとも１層のモノスパイラルベルトとを備えた自動二輪車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記モノスパイラルベルトが引っ張り破断強度１４７ＭＰａ以上のスチールコードからなり、
前記モノスパイラルベルトの打ち込み本数（／２５ｍｍ幅）の、タイヤ赤道における値Ｔｃおよびショルダー部における値Ｔｓが、１７≦Ｔｃ≦２４および０．６≦Ｔｓ／Ｔｃ≦０．９の関係を満足し、
標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態において、前記モノスパイラルベルトの配設幅ＢＷが、クラウン部全幅ＴＷに対して０．６≦ＢＷ／ＴＷ≦１．０の関係を満足し、
前記モノスパイラルベルトの両端部に、該モノスパイラルベルトとオーバーラップして、引っ張り破断強度９８ＭＰａ以上である少なくとも１層のテキスタイル補強層が配設され、かつ、
前記モノスパイラルベルトとテキスタイル補強層とのオーバーラップ量が、前記モノスパイラルベルトのスチールコード直径Ｄの４倍以上１０倍以下であることを特徴とするものである。

本発明においては、前記テキスタイル補強層の端部が、前記モノスパイラルベルトのタイヤ半径方向内側に配置されていることが好ましい。また、前記テキスタイル補強層は、好適には、下記テキスタイル構造部材、
（Ａ）前記カーカスプライの折り返し部、
（Ｂ）前記ビードコアと該ビードコアのタイヤ半径方向外側に配置されるビードエペックスとを包んで配置されるフリッパーの上端部、
（Ｃ）前記カーカスプライの折り返し部のタイヤ半径方向内側に配設されるチェーファープライの上端部、および、
（Ｄ）タイヤ最大幅位置の下方より上方に向けて配置されたサイド補強プライの上端部、からなる群から選択される１以上の組み合わせにより構成される。

さらに、本発明においては、前記サイドウォールゴムの内側に、
（ａ）ＪＩＳ−Ａ硬度が５５以上９０以下であり、
（ｂ）厚さｔが、前記ビードコアの最大幅ＢＣＷに対して０．１≦ｔ／ＢＣＷ≦０．７の関係を満足し、かつ、
（ｃ）標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態において、ビードヒール部からその上端部までの高さＨおよびそのタイヤ半径方向配設長さＬが、ビードヒール部からクラウン端部までの高さＳＨに対し、それぞれ０．３≦Ｈ／ＳＨ≦０．９および０．１≦Ｌ／ＳＨ≦０．７の関係を満足する、
サイド補強アウターゴム層が配置されていることが好ましい。

ここで、規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められている規格である。例えば、アメリカ合衆国では「Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ．の Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ」であり、欧州では「Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ の Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ」であり、日本では日本自動車タイヤ協会の「ＪＡＴＭＡ Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ」にて規定されている。よって、規格内圧は、前記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対する空気圧であり、また、標準リムは、前記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、「Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ」、「Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ」）である。

本発明によれば、上記構成としたことにより、旋回時における接地性および横剛性を高度に両立させて、旋回時安定性を向上させた自動二輪車用空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。

本発明の一好適実施形態に係る自動二輪車用空気入りラジアルタイヤの拡大断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るテキスタイル補強層を構成するテキスタイル構造部材を夫々示す拡大部分断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明に係るテキスタイル補強層の他の構成例を示す拡大部分断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の他の好適実施形態に係る自動二輪車用空気入りラジアルタイヤを示す拡大部分断面図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカスプライ
３ モノスパイラルベルト
４ ビードエペックス
５ フリッパー
７ チェーファープライ
８ サイド補強プライ
９ サイド補強アウターゴム層
１１ トレッド部
１２ サイドウォール部
１３ ビード部

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に、本発明の自動二輪車用空気入りラジアルタイヤの拡大断面図を示す。図示するように、本発明のタイヤは、環状に形成されたトレッド部１１と、その両側部からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部１２と、そのタイヤ半径方向内側に連なるビード部１３とを有し、これら各部をビード部１３内に夫々埋設されたビードコア１相互間にわたり補強する、少なくとも１層のテキスタイルコードよりなるカーカスプライ２と、その外周でトレッド部１１を強化する少なくとも１層のモノスパイラルベルト（ＭＳＢ）３とを備える。

本発明のタイヤにおいては、旋回時に必要となる大きな横力とそれを支える横剛性とを両立させて、安定性を確保するために、以下のような条件を満足することが必要である。

安定性を向上するためには、まず、ＭＳＢに、引っ張り破断強度１４７ＭＰａ以上のスチールコードを使用することが必要である。引っ張り破断強度が１４７ＭＰａ未満であると、十分な横剛性が確保できず、十分な安定性が確保できない。

また、旋回時の横力を確保するために大きな接地面積を確保するには、ＭＳＢの打ち込み本数（／２５ｍｍ幅）の、旋回時に接地するショルダー部Ｘにおける値Ｔｓが、タイヤ赤道Ｙにおける値Ｔｃよりも小さい下記範囲、
０．６≦Ｔｓ／Ｔｃ≦０．９
を満足することが必要である。またタイヤ赤道Ｙにおける値Ｔｃは、下記範囲、
１７≦Ｔｃ≦２４
を満足する。ここで、ショルダー部Ｘとは、図示するように、クラウン部を４分割する１／４点からショルダー側端部までにおける任意の領域を意味する。

Ｔｓ／Ｔｃの値が０．６よりも小さいと、タイヤ赤道Ｙとショルダー部Ｘとの剛性段差が大きすぎるためにハンドリングのリニア性が損なわれて、安定した走行ができなくなる一方、この値が０．９より大きいと、接地性の向上効果が小さい。また、タイヤ赤道Ｙにおける打ち込み本数Ｔｃは、直進時の安定性を確保するために、２５ｍｍ幅あたり１７本以上２４本以下であることが必要である。タイヤ赤道Ｙにおける打ち込み本数Ｔｃが１７本よりも小さいと、横剛性が不足して安定性が悪化し、一方、２４本よりも大きいと、接地面積が小さくなって十分な接地性が確保できない。

また、ＭＳＢの配設幅ＢＷは、標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態において、クラウン部の全幅ＴＷに対して下記範囲、
０．６≦ＢＷ／ＴＷ≦１．０
を満足することが必要である。ＢＷ／ＴＷの値が０．６未満であると、十分な横剛性が確保できず、安定性が悪化する。一方、１．０を超えるとサイド部の曲げ剛性が上がり、旋回時の接地性が損なわれる。

また、旋回時の横剛性を確保するためには、ＭＳＢの両端部に、ＭＳＢとオーバーラップして、少なくとも１層のテキスタイル補強層を設けて、このテキスタイル補強層の拘束効果により、サイド部の補強効果をアップすることが必要となる。かかるＭＳＢとテキスタイル補強層とのオーバーラップ量は、ＭＳＢのスチールコード直径Ｄの４倍以上１０倍以下であり、これが４倍未満であると補強効果が十分ではなく、また、１０倍を超えるとオーバーラップ部の剛性アップ分が吸収性の悪化を発生させる。さらに、テキスタイル補強層の引っ張り破断強度は９８ＭＰａ以上とすることが必要であり、引っ張り破断強度が９８ＭＰａ未満であると、補強効果が十分でなくなる。

ここで、上記テキスタイル補強層の端部は、ＭＳＢ下、即ち、ＭＳＢのタイヤ半径方向内側に配置されていることが好ましい。ＭＳＢ上に配置するには製造上困難が伴い、また、端部から亀裂が発生しやすいことなどから、ＭＳＢ下に配置することが好ましい。

かかるテキスタイル補強層は、ビードコア１に周りに巻き上げられたカーカスプライ２の折り返し部またはサイド補強部材を、ＭＳＢ端まで延在させることにより形成することができ、より具体的には、図２（ａ）〜（ｄ）に示す下記テキスタイル構造部材、
（Ａ）カーカスプライ２の折り返し部（図２（ａ））、
（Ｂ）ビードコア１とそのタイヤ半径方向外側に配置されるビードエペックス４とを包んで配置されるフリッパー５の上端部（図２（ｂ））、
（Ｃ）カーカスプライ２の折り返し部のタイヤ半径方向内側に配設されるチェーファープライ７の上端部（図２（ｃ））、および、
（Ｄ）タイヤ最大幅位置の下方より上方に向けて配置されたサイド補強プライ８の上端部（図２（ｄ））、
からなる群から選択される１以上の組み合わせにより構成することで、効果を発揮するものである。また、図３（ａ）および（ｂ）に夫々、（Ｂ）フリッパー５の上端部と（Ｃ）チェーファープライ７の上端部との組み合わせおよび（Ｂ）フリッパー５の上端部と（Ｄ）サイド補強プライ８の上端部との組み合わせによりテキスタイル補強層を構成した例を示す。

また、旋回時の横剛性を向上させるためには、旋回時にサイド部が変形することにより大きな圧縮歪が発生するサイド部の外側に硬いゴムの層であるサイド補強アウターゴム層９を配置して、変形を抑制することが好ましい。サイド補強アウターゴム層９は、より具体的には、図１に示すように、サイドウォールゴムの内側に配置する。

かかるサイド補強アウターゴム層９の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で５５以上９０以下であることが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度が５５未満では効果が小さく、一方、９０を超えるとサイドの変形不足による吸収性の悪化が顕著になる。また、サイド補強アウターゴム層９の厚さｔは、ビードコア１の最大幅ＢＣＷに対して、０．１≦ｔ／ＢＣＷ≦０．７の関係を満足することが好ましい。この値が０．１未満であると効果が小さく、０．７を超えると吸収性の悪化が顕著になる。

さらに、標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態において、サイド補強アウターゴム層９の上端部の高さ、即ち、ビードヒール部からその上端部までの高さＨは、ビードヒール部からクラウン端部までの高さＳＨに対して、０．３≦Ｈ／ＳＨ≦０．９の関係を満足することが好ましい。この値が０．３未満であると効果が小さく、０．９より大きいと吸収性が損なわれる。さらにまた、サイド補強アウターゴム層９のタイヤ半径方向配設長さＬは、ビードヒール部からクラウン端部までの高さＳＨに対して、０．１≦Ｌ／ＳＨ≦０．７の関係を満足することが好ましい。この値が０．１未満であると効果が小さく、０．７を超えると吸収性が悪化する。

本発明のタイヤにおいては、上記条件を満足することのみが重要であり、それ以外の具体的なタイヤ構造、材質等については、特に制限されるものではなく、公知の技術に従い、目的とするタイヤ性能等に応じて適宜設定することが可能である。例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、トレッドゴムをショルダー領域１１ａとセンター領域１１ｂとに幅方向に分割した構造、または、キャップゴム１１ｃとベースゴム１１ｄとに厚さ方向に分割したキャップ／ベース構造としてもよい。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
タイヤサイズ：ＭＣＲ１８０／５５ＺＲ１７Ｍ／Ｃ、リムサイズ：ＭＴ５．５Ｘ１７、内圧：２５０ｋＰａにて、図１に示す構造を有する各実施例および比較例の供試タイヤを作製した。

各供試タイヤについて、ＭＳＢのスチールコードおよびテキスタイル補強層の引っ張り破断強度は５３９ＭＰａおよび２２５ＭＰａであり、ＭＳＢのタイヤ赤道における打ち込み本数（／２５ｍｍ幅）Ｔｃ、タイヤ赤道における打ち込み本数Ｔｃとショルダー部における打ち込み本数Ｔｓとの比Ｔｓ／Ｔｃ、ＭＳＢの配設幅ＢＷとクラウン部全幅ＴＷとの比ＢＷ／ＴＷ、ＭＳＢとテキスタイル補強層とのオーバーラップ量（×ＭＳＢのスチールコード直径Ｄ）、サイド補強アウターゴム層９（ＪＩＳ−Ａ硬度：９１）の厚さｔとビードコア最大幅ＢＣＷとの比ｔ／ＢＣＷ、ビードヒール部−サイド補強アウターゴム層９上端部の高さＨとビードヒール部−クラウン端部の高さＳＨとの比Ｈ／ＳＨ、および、サイド補強アウターゴム層９のタイヤ半径方向配設長さＬとビードヒール部−クラウン端部の高さＳＨとの比Ｌ／ＳＨの値の条件については、下記の表１に従った。

得られた各供試タイヤを排気量１０００ｃｃのバイクに装着して、実車操縦安定性の評価を行った。その結果を、指数にて、下記の表１中に併せて示す。数値が大なるほど、結果は良好である。

上記表１からわかるように、本発明の要件を満足する実施例のタイヤにおいては、比較例のタイヤに比し、優れた安定性が得られることが確かめられた。なお、比較例３は安定性についてはある程度満足しているが、オーバーラップ量が不足しているために耐久性が不十分で、実用上問題がある。

Claims (4)

1. 環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両側部からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なるビード部とを有し、これら各部をビード部内に夫々埋設されたビードコア相互間にわたり補強する、少なくとも１層のテキスタイルコードよりなるカーカスプライと、該カーカスプライの外周で前記トレッド部を強化する少なくとも１層のモノスパイラルベルトとを備えた自動二輪車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記モノスパイラルベルトが引っ張り破断強度１４７ＭＰａ以上のスチールコードからなり、
   前記モノスパイラルベルトの打ち込み本数（／２５ｍｍ幅）の、タイヤ赤道における値Ｔｃおよびショルダー部における値Ｔｓが、１７≦Ｔｃ≦２４および０．６≦Ｔｓ／Ｔｃ≦０．９の関係を満足し、
   標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態において、前記モノスパイラルベルトの配設幅ＢＷが、クラウン部全幅ＴＷに対して０．６≦ＢＷ／ＴＷ≦１．０の関係を満足し、
   前記モノスパイラルベルトの両端部に、該モノスパイラルベルトとオーバーラップして、引っ張り破断強度９８ＭＰａ以上である少なくとも１層のテキスタイル補強層が配設され、かつ、
   前記モノスパイラルベルトとテキスタイル補強層とのオーバーラップ量が、前記モノスパイラルベルトのスチールコード直径Ｄの４倍以上１０倍以下であることを特徴とする自動二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記テキスタイル補強層の端部が、前記モノスパイラルベルトのタイヤ半径方向内側に配置されている請求項１記載の自動二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記テキスタイル補強層が、下記テキスタイル構造部材、
   （Ａ）前記カーカスプライの折り返し部、
   （Ｂ）前記ビードコアと該ビードコアのタイヤ半径方向外側に配置されるビードエペックスとを包んで配置されるフリッパーの上端部、
   （Ｃ）前記カーカスプライの折り返し部のタイヤ半径方向内側に配設されるチェーファープライの上端部、および、
   （Ｄ）タイヤ最大幅位置の下方より上方に向けて配置されたサイド補強プライの上端部、からなる群から選択される１以上の組み合わせにより構成される請求項１または２記載の自動二輪車用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記サイドウォールゴムの内側に、
   （ａ）ＪＩＳ−Ａ硬度が５５以上９０以下であり、
   （ｂ）厚さｔが、前記ビードコアの最大幅ＢＣＷに対して０．１≦ｔ／ＢＣＷ≦０．７の関係を満足し、かつ、
   （ｃ）標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態において、ビードヒール部からその上端部までの高さＨおよびそのタイヤ半径方向配設長さＬが、ビードヒール部からクラウン端部までの高さＳＨに対し、それぞれ０．３≦Ｈ／ＳＨ≦０．９および０．１≦Ｌ／ＳＨ≦０．７の関係を満足する、
   サイド補強アウターゴム層が配置されている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の自動二輪車用空気入りラジアルタイヤ。

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