JP2000264013A

JP2000264013A - 二輪自動車用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2000264013A
Application number: JP11069963A
Authority: JP
Inventors: Seiji Koide; 征史小出
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】大きなキャンバー角度を付したときの操縦安
定性能に優れる二輪自動車用空気入りタイヤを提供す
る。【解決手段】タイヤは、１プライ以上のラジアルカー
カスと１層以上のゴム被覆コード層のベルトとを備え、
ベルトの少なくとも１層のコードが、コードの軸線方向
における圧縮剛性Rcの引張剛性Rtに対する比Rc/Rt が1/
2 〜1/5 の範囲内にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、二輪自動車用空
気入りタイヤ、より詳細にはラジアルプライタイヤに関
し、特に、操縦安定性能を向上させた二輪自動車用空気
入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】二輪自動車用空気入りタイヤは、４輪自
動車（特に乗用車）用空気入りタイヤに比し、タイヤ断
面にて、トレッド部の曲率半径が大幅に小さく、それ故
に、より一層高度な操縦安定性能が要求される。この操
縦安定性能の優劣は、直進走行時は勿論のこと、特に、
車両に比較的大きなキャンバー角度を付しての旋回走行
時に現れる。

【０００３】二輪自動車用空気入りタイヤのうちラジア
ルプライタイヤは、他の種類のラジアルプライタイヤと
同様なベルトを備える。一般に、二輪自動車用空気入り
ラジアルタイヤのベルトはゴム被覆有機繊維コード層で
あり、かつ、このコードの断面形状は円形である。そし
て、このベルトは、小さな曲率半径をもつトレッド部の
故に、横力が不足する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このことから明らかな
ように、二輪自動車用空気入りタイヤのベルトは、コー
ド交差層をもつ他の種類のタイヤのベルトに比し、トレ
ッド部円周に沿う圧縮剛性が接地面内でより小さくな
り、接地面内でバックリング傾向を示す。このことに関
し、操縦安定性能の支配的要素として働くベルトは、ト
レッド部接地面における剛性の大きさが生命であり、特
に、大角度のキャンバーを付したとき、接地面内におけ
るトレッド部の圧縮剛性不足は、キャンバースラストの
不足をもたらし、操縦安定性能を著しく損なう。

【０００５】そこで、操縦安定性能改善のため、特開平
６−５５９０６号公報では、ベルトの螺旋巻回層に、芳
香族ポリアミド繊維の８４０〜１８９０Ｄストランドを
複数本撚り合わせたコードを適用し、該コード断面をタ
イヤ軸方向に偏平とし、コードを撚り数が１０ｃｍ当り
２９以下のローツイストとした、二輪自動車用空気入り
タイヤを提案している。

【０００６】しかし、上記公報が提案するタイヤでも十
分な操縦安定性能を得ることができないことが分かっ
た。従って、この発明の請求項１〜８に記載した発明
は、十分なトレッド部剛性を確保し、これにより、大き
なキャンバー角度を付したときを含め、タイヤの横剛性
を高め、特に、車両旋回挙動時における操縦安定性能を
十分に向上させた二輪自動車用空気入りタイヤを提案す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載した発明は、一対のビー
ド部内に埋設したビードコア相互間にわたり、一対のサ
イドウォール部とトレッド部とを補強する１プライ以上
のラジアルカーカスと、該カーカスの外周でトレッド部
を強化する１層以上のゴム被覆コード層からなるベルト
とを備える二輪自動車用空気入りタイヤにおいて、ベル
トの少なくとも１層のコードは、コード軸線方向におけ
る圧縮剛性Ｒｃの引張剛性Ｒｔに対する比Ｒｃ／Ｒｔ
が、１／２〜１／５の範囲内にあることを特徴とする二
輪自動車用空気入りタイヤである。

【０００８】上記の比Ｒｃ／Ｒｔの範囲を満たすコード
のベルト層には２種類のタイプが適合し、その一のタイ
プは、請求項２に記載した発明のように、上記の比Ｒｃ
／Ｒｔを有するコードのベルト層が、螺旋巻回コード層
であり、その二のタイプは、請求項３に記載した発明の
ように、上記の比Ｒｃ／Ｒｔを有するコードのベルト層
が、層の巻回しコード層である。

【０００９】ここに、請求項１に記載した圧縮剛性及び
引張剛性は、請求項４に記載した発明のように、タイヤ
から取り出したコードをゴム中に埋設した試験片に対し
コード軸線方向に圧縮力を作用させたときの初期圧縮抵
抗度をコードの圧縮剛性Ｒｃとし、同じタイヤから取り
出したコードに引張力を作用させたときの初期引張抵抗
度をコードの引張剛性Ｒｔとする。

【００１０】請求項４に記載した初期圧縮抵抗度及び初
期引張抵抗度は下記のようにして求める。まず、初期圧
縮抵抗度を図５、６に基づき説明する。すなわち、タイ
ヤから取り出したコードＣを未加硫ゴムに埋設した試料
片に加硫成型を施し、直径ｄ（最大で１８ｍｍ）、高さ
ｈ（最大で４８ｍｍ）の円柱状ゴムＧに、その軸と軸線
を合わせたコードＣを接着させた円柱試験片Ｓ（図５に
斜視図として示す）を作成し、この試験片Ｓを軸方向に
圧縮し、図６に示すように、荷重（gf）−変位（mm）曲
線を描く。次いで、図６の曲線原点Ｔ近くで圧縮変化に
対する荷重変化の最大点Ａを求め、点Ｔから点Ａまでを
初期特性とし、下式から初期圧縮抵抗度（gf/D) 、（gf
/mm²）を求める。試験回数は２回とし、その平均値を小
数点１桁まで算出する。初期圧縮抵抗度（gf/D) 、（gf
/mm²）＝Ｐ／｛（Ｌ／Ｌ₀)×Ｄ｝、ただし、（gf/d) は
有機繊維コード、（gf/mm²）はスチールコード、Ｐ：点Ａにおける荷重（gf) Ｌ₀:試験片の元長さ（mm) Ｌ：点Ｔから点Ｈまでの圧縮変位量（mm) （点Ｈは点Ａ
からの垂線の足）Ｄ：有機繊維コードは総デニール、スチールコードは素
線の総断面積（mm²)

【００１１】次に、初期引張抵抗度を図７に基づき説明
する。タイヤから取り出したコードを、有機繊維コード
の場合はＪＩＳＬ１０１７（１９８３）に、スチー
ルコードの場合はＪＩＳＧ３５１０（１９８６）
に、それぞれ基づき引張試験を実施する。インストロン
引張試験機を用い、各供試コードの荷重−伸び曲線（図
７に示す）を描く。次いで、図７の曲線原点Ｔ近くで伸
び変化に対する荷重変化の最大点Ａを求め、点Ｔから点
Ａまでを初期特性とし、下式から初期引張抵抗度（gf/
D) 、（kgf/mm²）を求める。試験回数は１０回とし、
その平均値を小数点１桁まで算出する。初期引張抵抗度
（gf/D) 、（kgf/mm²）＝Ｐ／｛（Ｌ／Ｌ₀)×Ｄ｝、た
だし、（gf/D) は有機繊維コード、（kgf/mm²）はスチ
ールコード、Ｐ：点Ａにおける荷重（有機繊維コードはgf、スチール
コードはkgf) Ｌ₀:試験片の元長さ（mm) Ｌ：点Ｔから点Ｈまでの圧縮変位量（mm) （点Ｈは点Ａ
からの垂線の足）Ｄ：有機繊維コードは総デニール、スチールコードは素
線の総断面積（mm²)

【００１２】ここで、好適には、請求項５に記載した発
明のように、上記の比Ｒｃ／Ｒｔを有するコードは、ス
チールコードが適合する。さらに、請求項６に記載した
発明のように、上記の比Ｒｃ／Ｒｔを有するスチールコ
ードが、タイヤ回転軸線方向に偏平断面を有するのが、
旋回時の横力の向上に繋がる。

【００１３】請求項６に記載した発明に関連し、実際上
は、請求項７に記載した発明のように、上記の比Ｒｃ／
Ｒｔを有するスチールコードが、矩形状断面形状を有す
ること、又は、請求項８に記載した発明のように、上記
の比Ｒｃ／Ｒｔを有するスチールコードが、楕円状断面
及び長円状断面のいずれか一方形状を有することが有利
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の一
例を図１〜図４に基づき説明する。図１は、この発明の
二輪自動車用空気入りタイヤの左半断面図であり図２
は、図１に示すベルトのコード層の一部の斜視図であ
り、図３は、図２に示すコード層とは別コード層の一部
の斜視図である。

【００１５】図１において、二輪自動車用空気入りタイ
ヤ（以下タイヤという）は、一対のビード部１（片側の
み示す）と、一対のサイドウォール部２（片側のみ示
す）と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３と
を有し、ビード部１内に埋設したビードコア４相互間に
わたり上記各部１、２、３を補強するカーカス５と、カ
ーカス５の外周でトレッド部３を強化するベルト６とを
備える。

【００１６】カーカス５は、１プライ以上の、図示例は
１プライのラジアル配列コードのゴム被覆プライを有
し、このコードはナイロンコードなどの有機繊維コード
からなる。ベルト６は、１層以上、図示例は１層のゴム
被覆コード層からなる。ベルト６を構成するコード層の
少なくとも１層は、図１に概要を示するように、コード
６−１ｃの螺旋巻回層６−１タイプとするか、又は、一
体層をトレッド部２周方向に巻回した巻回コード層６−
１のタイプとし、いずれのタイプのコード層でもこの発
明に適合する。巻回コード層６−１は、コード配列が赤
道面Ｅと平行な構成を有するもの、トレッド部３の幅方
向両幅端にコード６−１ｃの切断面を有する傾斜コード
配列の構成を有するもののいずれも可とする。ここで
は、巻回コード層６−１が傾斜コード層６−１の場合に
つき説明する。

【００１７】螺旋巻回層６−１とは、図２及び図３に示
すように、１本〜５本（図示例は３本）のコード６−１
ｃをトレッド部３周方向に連続して、トレッド部３幅方
向に所定間隔をもたせ螺旋巻回したコード６−１ｃの層
である。よって、螺旋巻回層６−１のコード６−１ｃ
は、タイヤ赤道面Ｅと平行な平面に対し傾斜するとは言
えない程の微小交差角度の配列に成り、タイヤ赤道面Ｅ
とほぼ平行な配列である。

【００１８】これに対し、傾斜コード層６−１は、タイ
ヤ成型の段階で、広幅のベルト部材用未加硫ゴム被覆コ
ード反を斜めに所定幅で裁断した未加硫コード層部材を
適用したものである。よって、製品タイヤにおける傾斜
コード層６−１は、その両幅端にコード６−１ｃの切断
面を有し、螺旋巻回層６−１との対比で切り離しコード
層６−１とも呼ばれる。傾斜コード層６−１のコード６
−１ｃのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度は１０〜５０
°の範囲内が適合する。以下、螺旋巻回層６−１と傾斜
コード層６−１とを区別する必要があるときを除き、こ
れらを纏めてコード層６−１と記す。

【００１９】ここに、タイヤ内におけるコード層６−１
のコード６−１ｃの軸線方向における圧縮剛性Ｒｃの引
張剛性Ｒｔに対する比Ｒｃ／Ｒｔが、１／２〜１／５の
範囲内にあることを要する。その理由を下記する。

【００２０】すなわち、コードの剛性比Ｒｃ／Ｒｔが１
／３０、１／１０、１／６〜１／２となるように、ただ
し、コード引張強さを合わせた７種類のコードを同一コ
ード打込数で螺旋巻回層に適用した７通りのタイヤを製
造し、これらタイヤの横剛性を、キャンバー角度４５°
の下で測定した実験結果のプロット図を図４に示す。な
お、ベルトは１層のみとした。図４は、コード剛性比Ｒ
ｃ／Ｒｔ＝１／２のタイヤの横剛性を１００とする指数
にて示す。図４から明らかなように、剛性比Ｒｃ／Ｒｔ
の値が小さくなるにつれ、タイヤ横剛性は低下する。

【００２１】乗用車用（ラジアルプライ）タイヤは、断
面でのトレッド部踏面の曲率半径が比較的大きいので、
接地面でのベルトの周方向圧縮ひずみは小さい一方、二
輪自動車用タイヤは、図１に示すように、大きなキャン
バー角度を付すため、トレッド部３踏面３ｔの曲率半径
が著しく小さく、従って、接地面におけるベルト６のト
レッド部３周方向の圧縮ひずみが大きい。それもベルト
６のコード層６−１内に埋設したコード６−１ｃの圧縮
ひずみは大きい。

【００２２】そもそも、ゴム中のコードは、張力の作用
下で剛性を発揮し、張力が低減するにつれ剛性も低下
し、圧縮力のみの作用下で最小の剛性を示す特性を有す
る。タイヤ横剛性は、ベルト６の剛性が大きいほど大き
な値を示す。タイヤ横剛性は、二輪自動車用タイヤにと
り極めて重要な特性である。なぜなら、タイヤに大きな
キャンバー角度を付したとき、横剛性の大きなタイヤ
は、大きな横力を発生し、優れた操縦安定性能を発揮す
る。逆に、横剛性が小さなタイヤほど操縦安定性能は低
下する。

【００２３】７種類のタイヤの実車による操縦安定性能
をテストしたところ、剛性比Ｒｃ／Ｒｔ＝１／５（横剛
性指数９８）より小さくなると、コード剛性比Ｒｃ／Ｒ
ｔの低下が急激になり、それにつれ操縦安定性能も許容
レベルを下回るので不可であることが分かった。また、
剛性比Ｒｃ／Ｒｔ＝１／２〜１／３でタイヤ横剛性はサ
チュレート傾向を示し、かつ、剛性比Ｒｃ／Ｒｔ＝１／
２を超えるコードは、製造上極めて困難であるから範囲
外とする。

【００２４】図４に示すタイヤのベルト６のコード層６
−１のコードのうち、剛性比Ｒｃ／Ｒｔ＝１／３０（横
剛性指数８９）のコードは、有機繊維コードのうち最も
高剛性のケブラーコードであり、かつ、断面円形状のコ
ードである。また、剛性比Ｒｃ／Ｒｔ＝１／１０（横剛
性指数９１）のコードは、断面楕円形状のケブラーコー
ドである。

【００２５】また、タイヤ赤道面Ｅに対するコード傾斜
角度を２２°とした傾斜コード層の２層をベルトに適用
したタイヤについても、上記と同じ実験を実施したとこ
ろ、上記と全く同じ結果が得られることを確かめてい
る。

【００２６】上記から明らかなように、最大の引張強さ
と最大の剛性を有するケブラーコードといえども、有機
繊維コードである限り、これをコード層６−１に用いた
タイヤでは、現在のところ、コードの構造及び断面形状
などに、どのように工夫をこらしても、横剛性不足を免
れない。そこで、圧縮作用の下でも剛性を確保し易いス
チールコードをコード層６−１のコード６−１ｃに適用
する。

【００２７】コード６−１ｃに適用するスチールコード
は、従来の断面円形状（コードを構成する最外側素線の
外側表面に接する滑らかな線の形状のこと、以下同じ）
であっても良いが、コード層６−１のコード６−１ｃ配
列方向に沿う断面２次モーメントが大きい偏平断面形状
をもつスチールコードであるのが、実際上、横剛性の向
上に繋がり、大きな横力を発生させることができる。

【００２８】この種の偏平断面スチールコードは、ｎ
（ｎ＝３〜１０）本の素線を撚り合わせた従来タイプの
スチールコードと、単一素線タイプとの双方が適合す
る。引張強さを合わせたとき、単一素線が横剛性向上
と、操縦安定性能向上とに有利であり、いずれのタイプ
を選択するかは、タイヤに要求される操縦安定性能レベ
ルに従う。

【００２９】偏平断面をもつスチールコード６−１ｃ
は、図２に示すように、断面楕円形状乃至断面長円形状
のもの（ｎ本の素線撚り合わせの例）、及び図３に示す
ように、断面矩形形状のもの（単一素線の例）のいずれ
もが適合する。図２及び図３は、傾斜コード層６−１の
一部を示す他、螺旋巻回コード層６−１の螺旋巻回単位
を併せ示し、図示例は３本のスチールコード６−１ｃを
一組の螺旋巻回の単位とするとするものである。符号６
−１ｇはコード被覆ゴムである。

【００３０】このときのスチールコード６−１ｃは、断
面楕円形状乃至断面長円形状の場合、ベルト６内で楕円
乃至長円の長径をコード６−１ｃが延びる方向と直交す
る方向として配置し、断面矩形形状の場合も長辺をコー
ド６−１ｃが延びる方向と直交する方向として配置す
る。なお、楕円乃至長円の場合、長径の短径に対する比
の値が１．５〜５．０の範囲内にあること、矩形の場合
も、長辺の短辺に対する比の値が１．５〜５．０の範囲
内にあることが望ましい。

【００３１】ここで、タイヤ内部に埋設した状態でのコ
ード６−１ｃにおける圧縮剛性Ｒｃ及び引張剛性Ｒｔの
精密な測定は困難であるから、便宜上、圧縮剛性Ｒｃに
は、先に述べた初期圧縮抵抗度＝Ｐ／｛（Ｌ／Ｌ₀)×
Ｄ｝（gf/D) 、（gf/mm²）を充当し、引張剛性Ｒｔに
は、初期引張抵抗度＝Ｐ／｛（Ｌ／Ｌ₀)×Ｄ｝（gf/D)
、（kgf/mm²）を充当する。なお、初期圧縮抵抗度の
測定に使用する円柱試験片Ｓ（図５）は、直径ｄ＝１８
ｍｍ、高さｈ＝４８ｍｍとするのが実状に沿う。

【００３２】

【実施例】二輪自動車用ラジアルプライタイヤ７０シリ
ーズ路上用で、サイズが１２０／７０Ｒ１７であり、図
１に従う構成を有し、ベルト６は１層のみのコード層６
−１で構成し、実施例１のタイヤは、ベルト６の螺旋巻
回層６−１に、図２に示すスチールコード６−１ｃ（１
×４構造、長径０．８ｍｍ，短径０．５ｍｍ）を適用
し、実施例２のタイヤは、ベルト６の螺旋巻回層６−１
に、図３に示す単一素線（長辺１．０ｍｍ、短辺０．５
ｍｍ）のスチールコード６−１ｃを適用し、実施例３の
タイヤは、ベルト６の傾斜コード層６−１に、実施例２
のタイヤと同じスチールコード６−１ｃを適用した。

【００３３】ベルト６の螺旋巻回層６−１に１×４×
０．２３のスチールコード（断面円形で、コード径０．
４６ｍｍ）を適用した比較例１のタイヤと、螺旋巻回層
６−１に１６７０dtex／２のケブラーコード（断面円形
で、コード径０．６３ｍｍ）を適用した比較例２のタイ
ヤとを準備した。比較例１、２のタイヤは、ベルト６を
除く他は全て各実施例タイヤに合わせた。また、実施例
１〜３のタイヤ及び比較例１、２のタイヤのコード層６
−１におけるコード６−１ｃの引張強さと、コード打込
数とは合わせた。コード６−１ｃの剛性比Ｒｃ／Ｒｔ
は、実施例１のタイヤが１／３．８であり、実施例２、
３のタイヤが１／２．７であり、比較例１、２タイヤが
１／３０である。

【００３４】実施例１〜３のタイヤと、比較例１、２の
タイヤとを二輪自動車のフロントに装着し、熟練ライダ
による実車フィーリング評価テストを実施した。テスト
はキャンバー角度が３０〜４５度となるようなスラロー
ム走行を主体とした。なお、実施例１〜３及び比較例
１、２のタイヤのリヤータイヤは実施例タイヤの操縦安
定性能を厳しく評価するため従来タイヤとした。

【００３５】実車テストによるフィーリング評価結果
は、比較例１のタイヤを１００とする指数にてあらわす
と、実施例１のタイヤが１０７、実施例２のタイヤが１
１０、そして実施例３のタイヤが１１６であり、比較例
２のタイヤは１００に止まった。指数は大なるほど良
い。この結果から、実施例タイヤ１〜３の操縦安定性能
は、比較例タイヤ対比大幅に向上していることがわか
る。

【００３６】

【発明の効果】この発明の請求項１〜８に記載した発明
によれば、特に、トレッド部の圧縮剛性を有利に高め
て、大きなキャンバー角度を付したときのタイヤの横剛
性を十分に大きくすることができ、これにより旋回に伴
う操縦安定性能を大幅に向上させることができる二輪自
動車用空気入りタイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の二輪自動車用空気入りタイヤの左
半断面図である。

【図２】この発明のタイヤのベルトのコード層の一部
の斜視図である。

【図３】この発明のタイヤのベルトの他のコード層の
一部の斜視図である。

【図４】ベルトのコード剛性比とタイヤ横剛性との関
係を示すプロット図である。

【図５】圧縮剛性測定用試験片の斜視図である。

【図６】初期圧縮抵抗度を算出するための説明線図で
ある。

【図７】初期引張抵抗度を算出するための説明線図で
ある。

【符号の説明】

１ビード部２サイドウォール部３トレッド部３ｔ踏面４ビードコア５カーカス６ベルト６−１ベルトコード層６−１ｃベルトコード層のコード６−１ｇコード層のコード被覆ゴムＥタイヤ赤道面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビード部内に埋設したビードコア
相互間にわたり、一対のサイドウォール部とトレッド部
とを補強する１プライ以上のラジアルカーカスと、該カ
ーカスの外周でトレッド部を強化する１層以上のゴム被
覆コード層からなるベルトとを備える二輪自動車用空気
入りタイヤにおいて、ベルトの少なくとも１層のコードは、コード軸線方向に
おける圧縮剛性（Ｒｃ）の引張剛性（Ｒｔ）に対する比
（Ｒｃ／Ｒｔ）が、１／２〜１／５の範囲内にあること
を特徴とする二輪自動車用空気入りタイヤ。
【請求項２】上記の比（Ｒｃ／Ｒｔ）を有するコード
のベルト層が、螺旋巻回コード層である請求項１に記載
したタイヤ。
【請求項３】上記の比（Ｒｃ／Ｒｔ）を有するコード
のベルト層が、層の巻回しコード層である請求項１に記
載したタイヤ。
【請求項４】タイヤから取り出したコードをゴム中に
埋設した試験片に対しコード軸線方向に圧縮力を作用さ
せたときの初期圧縮抵抗度をコードの圧縮剛性（Ｒｃ）
とし、同じタイヤから取り出したコードに引張力を作用
させたときの初期引張抵抗度をコードの引張剛性（Ｒ
ｔ）とする請求項１に記載したタイヤ。
【請求項５】上記の比（Ｒｃ／Ｒｔ）を有するコード
が、スチールコードである請求項１〜４のいずれか一項
に記載したタイヤ。
【請求項６】上記の比（Ｒｃ／Ｒｔ）を有するスチー
ルコードが、タイヤ回転軸線方向に偏平断面を有する請
求項５に記載したタイヤ。
【請求項７】上記の比（Ｒｃ／Ｒｔ）を有するスチー
ルコードが、矩形状断面形状を有する請求項５又は６に
記載したタイヤ。
【請求項８】上記の比（Ｒｃ／Ｒｔ）を有するスチー
ルコードが、楕円状断面及び長円状断面のいずれか一方
形状を有する請求項５又は６に記載したタイヤ。