WO2018123685A1

WO2018123685A1 - 自動二輪車用空気入りタイヤ

Info

Publication number: WO2018123685A1
Application number: PCT/JP2017/045297
Authority: WO
Inventors: 雅知大島
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-07-05
Also published as: EP3564045B1; JPWO2018123685A1; JP6852092B2; US20190344620A1; CN110121432A; EP3564045A4; EP3564045A1

Abstract

耐久性と大きなキャンバー角が付与された際のグリップ性能とを両立させた自動二輪車用空気入りタイヤを提供する。扁平率が80%～40%、スパイラルベルト（7）が、引き揃えられた2 本のスチールコード（8）にゴム被覆してなるリボン状ストリップ（9）が、タイヤの周方向に螺旋状に巻回されてなり、適用リムに装着し、規定内圧、無負荷の状態で、リボン状ストリップ中の2 本のスチールコードのスパイラルベルト（7）のペリフェリに沿った間隔A が0.8～1.5mm であり、スパイラルベルトが、隣り合うリボン状ストリップ中のスチールコードのスパイラルベルト7 のペリフェリに沿った間隔B が、0.8～2.5mm の密間隔領域M と、3.5～6.0ｍｍの疎間隔領域S と、からなり、密間隔領域Ｍとして、スパイラルベルト7 のペリフェリに沿った長さにおいて、タイヤ赤道CL を中心として10mm 以上、50%以下の密間隔領域M1 を有し、スチールコード１本当たりの引張強度が、200N～1000N である。

Description

自動二輪車用空気入りタイヤ

　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）に関し、詳しくは、タイヤの耐久性と大きなキャンバー角が付与された際のグリップ性能とを両立させた自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

　自動二輪車によるコーナリング走行に当たっては、タイヤを路面に対して傾斜させてキャンバー角（ＣＡ）を付与する。近年の自動二輪車においては、車体性能の向上やタイヤのトレッドゴムのグリップ性能の向上等により、６０°近くの大きなキャンバー角でのコーナリングが可能になってきている。

　このような大きなＣＡでの走行を含むコーナリング時において、グリップ性能をさらに確保するためには、接地面積を増大させることが重要であり、従来、トレッド部のクラウン形状やタイヤの内部構造等、様々な工夫により接地面積を確保している。

　ここで、３００ｋｍ／ｈ近くでの高速走行が可能なレース用タイヤにおいては、遠心力によるタイヤの膨張を抑制するため、コードをゴムで被覆したストリップ部材をタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻き回して形成した、スパイラルベルトを備えた構造を一般的に採用している。

　スパイラルベルトに関する技術としては、例えば、特許文献１～３では、スパイラルベルト中の補強コードの打ち込み間隔を変化させたタイヤが提案されている。このように、スパイラルベルト中の補強コードの打ち込み密度を変化させることにより、グリップ性能等の操縦安定性を変化させることができることが知られている。

特開平１０－８６６０８号公報特開２０１４－２０１１４５号公報特開２０１５－１７４５６４号公報

　しかしながら、このタイヤ膨張抑止の観点より、従来スパイラルベルト層の打込みコードの本数と間隔は、ある一定量以上に無いと、破裂破壊に対して不利になると考えられていた。したがって、安全サイドの打込み本数を備える様にするのが通常であった。また、公道向けのタイヤに関しては、センター領域は、段差乗り越えや突起踏み越え等で入力を受けやすく打ち込み本数を減らすことはできない。

　一方、スパイラルベルトの補強コードとしてスチールコードを用いると、スチールコードは有機繊維コードと比較して座屈しにくく、また、打ち込み本数を密にすると、スチールコード同士が互いの動きを拘束して、接地面の柔軟性を失ってしまう。このように、スパイラルベルトの補強コードとしてスチールコードを用いると、グリップ性能と破壊特性は、二律背反の関係が生じる。

　そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、タイヤの耐久性と大きなキャンバー角が付与された際のグリップ性能とを両立させた自動二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

　本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、スチールコード配置の最適範囲を規定することで、公道用タイヤの規格を満足するプランジャーエネルギーを確保しつつ、大ＣＡ域での転動時の接地面積を拡大させ、大ＣＡでのグリップ性能を確保することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

　すなわち、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両端に連なるサイドウォール部およびビード部と、前記トレッド部のタイヤ半径方向内側にトロイド状に延びる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも１層のスパイラルベルト層と、を備えた、自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
　扁平率が８０％～４０％であり、
　前記スパイラルベルトが、引き揃えられた２本のスチールコードにゴム被覆してなるリボン状ストリップが、タイヤの周方向に螺旋状に巻回されてなり、適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした基準状態でのタイヤ幅方向断面において、前記リボン状ストリップ中の２本のスチールコードの前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った間隔Ａが０．８～１．５ｍｍであり、
　前記スパイラルベルトが、隣り合う前記リボン状ストリップ中のスチールコードの前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った間隔Ｂが、０．８～２．５ｍｍの密間隔領域Ｍと、３．５～６．０ｍｍの疎間隔領域Ｓと、からなり、前記密間隔領域Ｍとして、前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った長さにおいて、タイヤ赤道を中心として１０ｍｍ以上、５０％以下の密間隔領域Ｍ１を有し、
　前記スチールコード１本当たりの引張強度が、２００Ｎ～１０００Ｎであることを特徴とするものである。

　ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｙｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ　ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ　Ｔｉｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ　ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ　ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ　Ｒｉｍ）を指す。また、「規定内圧」とは、冷間セット１５０ｋＰａ～２９０ｋＰａの範囲で、ブリヂストン社製ＲＭＲのサイズ毎にブリヂストン社が推奨した内圧をいうものとする。また、「引張強度」とは、タイヤからスパイラルベルトを所定の長さ、所定の幅、所定の厚さで切り出し、被覆されたゴムを取り除いて、所定の長さの１本のスチールコードを取り出し、このスチールコードについての引張強度を測定したものとする。引張強度の測定は、ＪＩＳ　Ｇ　３５１０　および　ＪＩＳ　Ｚ　２２４１に準拠した引張り試験にて行い、スチールコードが破断するに至る際の最大引張荷重をスチールコードの引張強度とする。

　本発明のタイヤにおいては、前記扁平率が６０％以下の場合、前記密間隔領域として、前記スパイラルベルトの両端部から、前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った長さの５～１５％に、密間隔領域Ｍ２を有することが好ましい。

　本発明によれば、タイヤの耐久性と大きなキャンバー角が付与された際のグリップ性能とを両立させ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自動二輪車用空気入りタイヤの幅方向概略断面図である。スパイラルベルト中のスチールコードの間隔を模式的に示した説明図である。本発明の他の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幅方向概略断面図である。

　以下、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤについて、図面を用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幅方向概略断面図、図２は、スパイラルベルト中のスチールコードの間隔を模式的に示した説明図である。本発明のタイヤ１０は、環状に形成されたトレッド部を備えた、扁平率が８０％～４０％のタイヤであり、一対のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部２と、一対のサイドウォール部２間に跨って延びる断面形状が円弧状のトレッド部３と、トレッド部３にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚、図示例では２枚のカーカスプライ４ａ、４ｂからなるカーカス４と、備えている。図示するタイヤ１０においては、カーカス４は、一対のビード部１に埋設された一対のビードコア５間にトロイダル状に跨るカーカス本体部とカーカス本体部から延びタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されるカーカス折り返し部とからなる。また、ビードコア５のタイヤ径方向外側に、断面略三角形状のビードフィラー６が配置されている。

　本発明のタイヤ１０においては、カーカス４のタイヤ径方向外側に配置された少なくとも１層、図示例では１層のスパイラルベルト層からなるスパイラルベルト７を有している。このスパイラルベルト７は、２本のスチールコード８を引き揃えてゴムで被覆したリボン状ストリップ９をタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻き回されて（いわゆる、２条巻き）形成されている。本発明のタイヤ１０においては、スチールコード８のコード構造については特に制限はなく、スチールコード８の１本当たりの引張強度が、２００Ｎ～１０００Ｎであれば、例えば、１×２、１×３、１×５、３×３等様々な撚り構造のものを用いることができる。図示例においては、５本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる、いわゆる１×５の撚り構造のスチールコード８を用いている。スチールコード１本当たりの引張強度が１０００Ｎを超えると、スチールコードの曲げ剛性が高くなりすぎて、接地面積が減少してしまうおそれがあり、一方、２００Ｎ未満であると、十分な破壊特性が得られないおそれがあるからである。

　また、本発明のタイヤ１０においては、引き揃えられた２本のスチールコード８にゴム被覆してなるリボン状ストリップ９が、タイヤの周方向に螺旋状に巻回されてなる。リボン状ストリップ中のスチールコードが１本では、スパイラルベルト中のスチールコード間隔が広くなり、十分な耐久性を確保することが困難になる。また、リボン状ストリップ中のスチールコードが３本以上になると、両端のスチールコードはタイヤ幅方向への変形を行うことができるが、両端のスチールコードに挟まれたスチールコードは、タイヤ幅方向への変形を行うことができず、タイヤ径方向への変形が生じてしまい、グリップ性能を十分確保できないおそれがある。

　さらに、本発明のタイヤ１０においては、適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした基準状態でのタイヤ幅方向断面において、リボン状ストリップ９中の２本のスチールコード８の、スパイラルベルト９のペリフェリに沿った間隔Ａが０．８～１．５ｍｍである。ここで、リボン状ストリップ９中の２本のスチールコード８の、スパイラルベルト９のペリフェリに沿った間隔Ａとは、図２に示すように、リボン状ストリップ９中のスチールコード８の中心間の間隔をいう。リボン状ストリップ９中のスチールコード間隔Ａを０．８ｍｍ以上とすることで、スチールコード８のタイヤ幅方向への変形を助長して、タイヤ径方向への変形（いわゆる、バックリング現象を生じさせる変形）を抑制し、接地面積を確保して、グリップ性能を向上させることができる。また、リボン状ストリップ９中のスチールコード間隔Ａを１．５ｍｍ以下としていることにより、詳細は後述するが、疎間隔領域Ｓにおけるスチールコード間隔Ｂを６．０ｍｍとして疎にしても、タイヤの耐久性を確保することができる。なお、上記数値範囲は製造誤差で生じる範囲を含むことは言うまでもない。

　さらにまた、本発明のタイヤ１０においては、スパイラルベルト７は、適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした基準状態でのタイヤ幅方向断面において、隣り合うリボン状ストリップ９中のスチールコード８の、スパイラルベルト７のペリフェリに沿った間隔Ｂが、０．８～２．５ｍｍの密間隔領域Ｍと、３．５～６．０ｍｍの疎間隔領域Ｓと、からなり、少なくとも、スパイラルベルト７のペリフェリに沿った長さにおいて、タイヤ赤道ＣＬを中心として１０ｍｍ以上、５０％以下が、密間隔領域Ｍ１である。ここで、隣り合うリボン状ストリップ９中のスチールコード８の、スパイラルベルト９のペリフェリに沿った間隔Ｂとは、図２に示すように、隣り合うリボン状ストリップ９中のスチールコード８の中心間の間隔をいう。このように、タイヤ赤道ＣＬ近傍を密間隔領域Ｍ１とすることで、段差乗り越えや突起踏み越え等の入力に対する、タイヤ赤道ＣＬ近傍の耐久性を確保することができる。

　密間隔領域Ｍ１における、間隔Ｂが０．８ｍｍ未満になると、２本のスチールコード同士が互いの動きを拘束し、接地面の柔軟性を損なうばかりか、クラウンＲが小さいほど、隣り合うスチールコード８同士の周長差が大きくなり、接地面内にバックリングが発生しやすく、有効接地面積の減少を招いてしまう。一方、間隔Ｂが２．５ｍｍを超えると、段差乗り越え時や突起踏み越え時における破壊特性が低下してしまう。好適には、間隔Ｂは１．２～２．０ｍｍである。

　本発明のタイヤ１０においては、スパイラルベルト７は、密間隔領域Ｍ以外の部分は疎間隔領域Ｓとなる。かかる構成とすることで、特に、６０°以上の大きなＣＡが付与された際に接地する領域に関しても、接地面積を増大させてグリップ性能を確保することができる。すなわち、疎間隔領域Ｓにおける間隔Ｂを３．５ｍｍ以上とすることで、スチールコードのタイヤ幅方向への変形を助長して、タイヤ径方向への変形を抑制し、接地面積を確保して、グリップ性能を向上させることができる。一方、疎間隔領域Ｓにおける間隔Ｂを、６．０ｍｍ以下とすることにより、走行時の剛性感を確保している。好適には、４．０ｍｍ～５．０ｍｍである。間隔Ｂを４．０ｍｍ以上とすることにより、さらにグリップ性能を向上させることができ、また、間隔Ｂを５．０ｍｍ以下とすることにより、さらに耐久性を向上させることができる。

　本発明のタイヤ１０は、扁平率が６０％以下の場合、スパイラルベルト７の両端部から、スパイラルベルト７のペリフェリに沿った長さの５～１５％を密間隔領域Ｍ２とすることが好ましい。図３は、本発明の他の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幅方向概略断面図である。タイヤの扁平率が６０％以下になると、扁平率が小さくなるにつれ、センター部のスパイラルベルトに掛る張力負担は増加していく方向にあり、扁平率１００％では、ほぼ、カーカスプライが全張力を負担している状況になる。したがって、扁平率の大きいタイヤほど、破壊圧がスパイラルベルト７の打込み間隔に左右され難くなる。そのため、大きなＣＡでの走行を含むコーナリング時において、グリップ性能をさらに確保するためには、ショルダー部は疎間隔領域Ｓとすることが好ましいと考えられる。

　しかしながら、扁平率が６０％以下のタイヤにおいては、トレッド部の端部近傍における破裂破壊が、扁平率が６０％超のタイヤと比較して発生しやすい。そこで、本発明のタイヤ２０においては、扁平率が６０％以下の場合、スパイラルベルト７の両端部から、スパイラルベルト７のペリフェリに沿った長さの５～１５％を密間隔領域Ｍ２とすることが好ましい。本発明の他の実施形態においては、スパイラルベルト７のタイヤ赤道ＣＬ近傍と両端部が密間隔領域Ｍ（Ｍ１、Ｍ２）となるが、この場合、スパイラルベルト７のタイヤ赤道ＣＬ近傍の密間隔領域Ｍ１と、両端部の密間隔領域Ｍ２とにおいて、間隔Ｂが必ずしも同じである必要はなく、適宜設計することができる。なお、このような問題は、扁平率が８０％以下６０％超のタイヤでは、問題とならない。

　本発明のタイヤ１０は、扁平率およびスパイラルベルト７の構成が上記要件を満足することのみが重要であり、それ以外に特に制限はない。例えば、図示する例では、カーカス４の端部はビードコア５にて、タイヤ幅方向内側から外側に折り返されて係止しているが、両側からビードコア５を構成するビードワイヤで挟み込んで係止してもよい。また、カーカス４は、トレッド周方向に対して所定の角度、例えば、７０°～９０°傾斜させて配列された複数本のプライコードをゴムで被覆してなるラジアルカーカスとすることができる。このラジアルカーカスを構成するコードとしては、比較的高弾性のテキスタイルコード（合成繊維コード）を用いることができる。

　また、カーカス４のタイヤ径方向外側であって、スパイラルベルト７のタイヤ径方向内側に、周方向に対して傾斜するベルト層からなるベルトを備えていてもよい。このベルト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。さらに、本発明のタイヤにおいては、最内層にインナーライナーが配置されていてもよく、トレッド部の表面には、適宜トレッドパターンが形成されていてもよい。

　以下、本発明のタイヤにつき、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１－１～１－５および比較例１－１～１－６＞
　図１に示すタイプのタイヤをタイヤサイズ（１２０／７０Ｒ１７）で作製した。リボン状ストリップ中のスチールコードの本数、スチールコードの引張強度、間隔Ａ、密間隔領域Ｍ１および疎間隔領域Ｓの間隔Ｂ、密間隔領域Ｍ１の位置については、下記表１に示すとおりである。なお、スパイラルベルトにおいて、密間隔領域Ｍ以外の領域は疎間隔領域Ｓとした。得られたタイヤにつき、破裂破壊に対する耐久性およびグリップ性につき、下記の手順に従い評価を行った。なお、スパイラルベルトのペリフェリに沿った長さは１２０ｍｍである。

＜実施例２－１～２－５および比較例２－１～２－２＞
　図３に示すタイプのタイヤをタイヤサイズ（２００／５５Ｒ１７）で作製した。リボン状ストリップ中のスチールコードの本数、スチールコードの引張強度、間隔Ａ、密間隔領域Ｍ（Ｍ１、Ｍ２）および疎間隔領域Ｓの間隔Ｂ、密間隔領域Ｍ（Ｍ１、Ｍ２）の位置については、下記表２に示すとおりである。なお、スパイラルベルトにおいて、密間隔領域Ｍ（Ｍ１、Ｍ２）以外の領域は疎間隔領域Ｓとした。得られたタイヤにつき、プランジャー耐久性、水圧破壊強度、およびグリップ性につき、下記の手順に従い評価を行った。なお、スパイラルベルトのペリフェリに沿った長さは２００ｍｍである。

＜プランジャー耐久性＞
　各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、ＪＩＳ　Ｄ　４２３０で規定する破壊エネルギー試験に基づき、トレッド部の赤道近傍の密間隔領域Ｍにプランジャーを押し付けて、タイヤが破壊される直前のプランジャーの押し込み力と移動距離を調べ、両者の積をとり、プランジャー耐久性の評価を行った。評価は、それぞれのサイズで、比較例１－１の結果を１００として指数化して相対評価とした。評価は９０以上を合格とした。この値が大きい程プランジャー耐久性に優れる。結果を表１～３に併記する。

＜水圧破壊強度＞
　各タイヤを適用リムに装着し、空気の代わりに水を徐々に注入していって、タイヤが破壊した時の水圧を測定することにより水圧破壊強度の評価を行った。評価は、社内下限値を１００として指数化して相対評価とした。評価は１００以上を合格とした。数値が大なるほど破壊強度が高く、良好である。結果を表１～３に併記する。

＜グリップ性能＞
　各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、クローズドサーキットを走行した際のライダーのフィーリングにより、大きなキャンバー角が付与された際のグリップ性能を評価した。評価は、それぞれのサイズで、比較例１－１の結果を１００として指数化して相対評価とした。この値が大きい程、グリップ性能に優れていることを示す。結果を表１～３に併記する。

※：リボン状ストリップ中のスチールコードの本数

　以上、表１～３より、本発明のタイヤは、耐久性と大きなキャンバー角が付与された際のグリップ性能とを両立させていることがわかる。また、表２からわかるように、扁平率が６０％以下のタイヤであっても、トレッド部の端部近傍における破裂破壊が生じていないことがわかる。

　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
　４ａ、４ｂ　カーカスプライ
　５　ビードコア
　６　ビードフィラー
　７　スパイラルベルト
　８　スチールコード
　８ａ　スチールフィラメント
　９　リボン状ストリップ
　１０、２０　自動二輪車用空気入りタイヤ（タイヤ）

Claims

　環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両端に連なるサイドウォール部およびビード部と、前記トレッド部のタイヤ半径方向内側にトロイド状に延びる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも１層のスパイラルベルト層と、を備えた、自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
　扁平率が８０％～４０％であり、
　前記スパイラルベルトが、引き揃えられた２本のスチールコードにゴム被覆してなるリボン状ストリップが、タイヤの周方向に螺旋状に巻回されてなり、適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした基準状態でのタイヤ幅方向断面において、前記リボン状ストリップ中の２本のスチールコードの前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った間隔Ａが０．８～１．５ｍｍであり、
　前記スパイラルベルトが、隣り合う前記リボン状ストリップ中のスチールコードの前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った間隔Ｂが、０．８～２．５ｍｍの密間隔領域Ｍと、３．５～６．０ｍｍの疎間隔領域Ｓと、からなり、前記密間隔領域Ｍとして、前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った長さにおいて、タイヤ赤道を中心として１０ｍｍ以上、５０％以下の密間隔領域Ｍ１を有し、
　前記スチールコード１本当たりの引張強度が、２００Ｎ～１０００Ｎであることを特徴とする自動二輪車用空気入りタイヤ。
　前記扁平率が６０％以下であり、前記密間隔領域として、前記スパイラルベルトの両端部から、前記スパイラルベルトのペリフェリに沿った長さの５～１５％に、密間隔領域Ｍ２を有する請求項１記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。