JP4829895B2 - 自動二輪車用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ラジアルカーカスの半径方向外側に、コードを赤道面に対して相互に交差させて配置した２層のベルトプライよりなる交差ベルトと、この交差ベルトの半径方向外側に配置され周方向に巻回されたコードよりなるスパイラルベルトとが配設された自動二輪車用ラジアルタイヤに関し、特に、大排気量のロードレース用自動二輪車に用いられ、ドライでの高速コーナリング時に高いグリップ性能を有するとともに、この性能をレース終了まで持続させうる高速耐久性を具えさせたものに関する。

従来から、高速耐久性に優れた自動二輪車用ラジアルタイヤとして、図１のタイヤの幅方向断面図、および、図２の半径方向外側から見たベルト展開図で示すように、ビードコア９１に両側を係止させた１層以上のカーカスプライ９２よりなるラジアルカーカス９３の半径方向外側に、コードを赤道面に対して相互に交差させて配置した２層のベルトプライ９４、９５よりなる交差ベルト９６と、交差ベルト９６の半径方向外側に隣接して配置されコードを周方向に巻回してなるスパイラルベルト９７とを配設したものが知られており、高速走行時の遠心力による周方向力に耐えられるよう、このようなスパイラルベルト９７を設けるとともに、交差ベルトのコードの周方向に対する角度θ₁、θ₂を一般的に30度以下に設定することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。なお、符号９９はタイヤの路面に接地する部分となるトレッドゴムである。
特開平５−４５０３号公報

しかしながら、自動二輪車は、高速化に加え高トルク化への要求が強くなってきており、特に、大排気量ロードレース用自動二輪車においては、高トルク化に伴って必要となる高速走行時のグリップ性能に加えて、高速でのコーナリング時にも優れたグリップ性能が要求され、しかも、この性能をレース終了まで持続することが求められており、このような要求に対して、上述した従来のタイヤは、スパイラルベルトの面内剪断変形に対する変形吸収量が小さいために、トレッドゴムに大きな剪断変形が繰り返し入力されて早期に劣化してグリップ性能が低下してしまい、また、タイヤ横断面内の曲げ変形に対する剛性が低いためコーナリング時に十分なグリップ性能を出すことができないという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ドライ路面での高速走行時、および、高速でのコーナリング時における高いグリップ性能および耐久性能を担持することのでき、特には、大排気量ロードレース車両においてはこれらの性能をレース終了まで持続させることのできる自動二輪車用ラジアルタイヤを提供することを目的とする。

＜１＞は、一層以上のカーカスプライよりなるラジアルカーカスの半径方向外側に、コードを赤道面に対して相互に交差させて配置した２層のベルトプライよりなる交差ベルトと、この交差ベルトの半径方向外側に配置されコードを周方向に巻回させてなるスパイラルベルトとを具えた自動二輪車用ラジアルタイヤにおいて、
前記交差ベルトのコードの周方向に対する傾斜角度を60度以上とするとともに、前記交差ベルトの外側に、周方向に対して70度以上傾斜させた有機繊維コードよりなるベルト保護層を設け、
前記スパイラルベルトと前記ベルト保護層との間にクッションゴム層を配設し、クッションゴム層の厚さを0.3mm〜1.5mmとしてなる自動二輪車用ラジアルタイヤである。

＜２＞は、＜１＞において、前記ベルト保護層を前記スパイラルベルトの外側に配置してなる自動二輪車用ラジアルタイヤである。

＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記ベルト保護層に配設されたコードの角度を周方向に対して90度としてなる自動二輪車用ラジアルタイヤである。

＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記ベルト保護層に配設されたコードの、3%伸張時の弾性率を12cN/tex以上としてなる自動二輪車用ラジアルタイヤである。

＜１＞によれば、交差ベルトの外側に、コードを周方向に対して70度以上傾斜させて配置したベルト保護層を設けたので、ドライ路面における高速走行時、および高速コーナリング時に入力される面内剪断変形に対する変形をベルト保護層で吸収することでトレッドゴムの変形負担を小さくしトレッドゴムの劣化を抑制して、高いグリップ力を長期に保持させることができ、しかも、このベルト保護層は、有機繊維コードよりなるので伸縮に対して高い柔軟性を有し、トレッドゴムよりもこの面内剪断変形に対して高い耐久性を有するので、この部分が早期に劣化することはない。

また、このベルト保護層のコードの角度を周方向に対して70度以上とすることに加えて、交差ベルト層のコードの角度も、周方向に対して60度以上と、従来のタイヤよりも高角度とすることにより、タイヤ幅方向の曲げ変形に対する剛性を高めてコーナリング時のグリップ力を高めることができる。

更に、＜１＞によれば、スパイラルベルトとベルト保護層との間にクッションゴム層を配設したので、ドライ路面における高速走行時、および高速コーナリング時に入力される面内の剪断変形を、より効果的に吸収することができる。

ここで、このクッションゴムの厚さを、0.3mm未満にした場合には、面内剪断変形を有効に吸収することができなくなり、一方、これを、1.5mmを超えるものとした場合には、変形に伴う発熱量が増加し耐久性を低下させてしまう。

＜２＞によれば、ベルト保護層をスパイラルベルトの外側に配置したので、トレッドゴムの変形負担を小さくしてトレッドゴムの劣化を抑制し、高いグリップ力を長期に保持させる前記効果を一層際だたせることができる。

＜３＞によれば、ベルト保護層に配設されたコードの角度を周方向に対して90度としたので、タイヤ幅方向の曲げ変形に対する剛性をさらに高めることができ、コーナリング時のグリップ性能を一層向上させるとともに、スパイラルベルトと、コード同士を直角に交差させることにより曲げ変形に対する剛性の方向依存性を抑えて優れた剛性感を付与しこのことによってもグリップ性能の向上に寄与させることができる。

＜４＞によれば、ベルト保護層に配設されたコードの、3%伸張時の弾性率を12cN/tex以上としたので、適度な剛性を保ちながら柔軟性を担持することができ、グリップ性能と耐久性能とを両立させることができる。

従来の自動二輪車用タイヤを示す横断面図である。 従来のタイヤのベルト構造を示す、タイヤ半径方向外側から見た平面展開図である。 本発明に係る実施形態の自動二輪車用タイヤを示す横断面図である。 本発明に係る実施形態の自動二輪車用タイヤのベルト構造を示す、タイヤ半径方向外側から見た平面展開図である。 実施例１および従来例のタイヤについて、周回コースにおけるラップタイムの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカスプライの側部
３ カーカスプライの中央部
４ カーカスプライ
５ ラジアルカーカス
６ トレッドゴム
１０ 自動二輪車用ラジアルタイヤ
１１、１２ ベルトプライ
１１ａ、１２ａ ベルトプライのコード
１３ 交差ベルト
１４ スパイラルベルト
１４ａ スパイラルベルトのコード
１５ ベルト保護層
１５ａ ベルト保護層のコード
１６ クッションゴム

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図３は、実施形態の自動二輪車用ラジアルタイヤを、中心軸線を通る断面で示す断面図であり、図４は、交差ベルト、スパイラルベルト、およびベルト保護層を、タイヤ半径方向外側から見たものを平面に展開して示した展開図であり、自動二輪車用ラジアルタイヤ１０は、両側のそれぞれのビードコア１の周りで、側部２を折り返すとともに中央部３をこれらのビードコア１間にトロイダル状に延在させた一層以上のカーカスプライ４よりなるラジアルカーカス５と、ラジアルカーカス５の半径方向外側に配設されコードを赤道面に対して相互に交差させて配置した２層のベルトプライ１１、１２よりなる交差ベルト１３と、交差ベルト１３の半径方向外側に隣接して配置されコードを周方向に巻回させてなるスパイラルベルト１４と、スパイラルベルト１４のさらに半径方向外側に設けられたトレッドゴム６とを具える。

そして、本発明のタイヤ１０は、交差ベルト１３とドレッドゴム６との間に、周方向に対する傾斜角度αが70度以上のコード１５ａからなるベルト保護層１５を設けたことを特徴の一つとするものであり、ベルト保護層１５で剪断変形を吸収させることによってトレッドゴム６に加わる剪断変形入力を緩和してトレッドゴム６の耐久性を向上させることができる。さらに、交差ベルト１３を構成するそれぞれのベルトプライ１１、１２のコード１１ａ、１２ａの周方向に対する傾斜角度β₁、β₂を60度以上とすることも他の特徴であり、コーナリング時の剛性をさらに高めることができる。

ここで、交差ベルト１３とドレッドゴム６との間に配置された、スパイラルベルト１４とベルト保護層１５との位置関係は、ベルト保護層１５がスパイラルベルト１４の半径方向外側にあるのが好ましく、これによって、前述の効果を一層際だたせることができる。

そして、スパイラルベルト１４とベルト保護層１５との間に、厚さtが0.3mm〜1.5mmのクッションゴム１６を配設するのが好ましく、このことによって、剪断変形をより効果的に吸収することができる。

また、ベルト保護層１５を構成するコード１５ａの対周方向角度αを、90度とするのが好ましく、このことによってコーナリング時に必要な曲げ剛性を高め、優れたグリップ性能を得ることができ、さらには、スパイラルベルト１４の周方向向きのコード１４ａとの組み合わせにより方向に依存しない剛性をえることができ、このことによってもグリップ性能を向上させることができる。

ここで、ベルト補強層１５を構成するコード１５ａに関し、3%伸張時の弾性率を12cN/tex以上とするのが好ましく、このことによって、適度な剛性を保ちながら柔軟性を担持することができ、グリップ性能と耐久性能とを両立させることができる。

カーカスプライ４の材料としては、ナイロン６６などを用いることができ、一方、交差ベルト層１３を構成するベルトプライ１１、１２のコード１１ａ、１２ａの材料は、芳香族アラミド繊維を、また、スパイラルベルト１４のコード１４ａとしてはスチールコードを用いるのが好ましい。ベルト補強層１５のコード１４ａの材料は、芳香族アラミド繊維などが好適である。

また、スパイラルベルト１４とベルト補強層１５との間に配設するクッションゴムの材料としては、ＪＩＳ硬度が35〜45度であるものを選択するのが好ましい。

ここで、スパイラルベルト１４の幅は、2枚のベルトプライ１１、１２のうち広い方のベルトプライの幅に対して80〜120%とするのが好ましく、これは、スパイラルベルト１４の幅が80%未満であるとコーナリング時に接地する交差ベルトの側部に対応する部分の剛性が低下することによりコーナリング時のクリップ性能が低下し、一方、これが120%を越えると、スパイラルベルト１４がサイドウォール部分まで張りだすことにより、サイドウォール部の耐久性が低下する。

また、ベルト保護層１５の幅は、スパイラルベルト１４の幅の80〜120%とするのが好ましく、ベルト保護層１５の幅が80%未満であると、同様にして、コーナリング時のクリップ性能が低下し、一方、これが120%を越えると、ベルト保護層１５の耐久性が低下してしまう。

さらに、クッションゴム１６の幅は、スパイラルベルト１４の幅の80〜100%とするのが好ましく、クッションゴム１６の幅が80%未満であるとコーナリング時の剪断歪みを十分の緩和させることができず、一方、これが100%を越えると、発熱量が増加して耐久性が低下する。

ここで、トレッドゴム６は一層で構成しても良いが、タイヤ表面側にＪＩＳ硬度が40〜50度のトップゴムを配設し、その内側にトップゴムよりも硬度の高いベースゴムを配置するのが好ましく、このことによって、直進時におけるトップゴムの発熱を抑制して、直進耐久性を向上させることができる。

実施例１、２として、図３および図４に示した構造のタイヤを試作し、実車に装着してフィーリング評価を行った。また、図１および２に示した構造（ただし、交差ベルト層の角度は図２に示したものとは異なる）のタイヤを比較例として、これについても同様の評価をおこなった。実施例１および比較例のタイヤについては、周回コースにおけるラップタイムを測定して、性能の持続性についても評価した。それぞれのタイヤの主要諸元およびフィーリング評価の結果を、表１に示し、ラップタイムの測定結果については図５に示した。

装着したタイヤのサイズは、いずれの例においても、前輪タイヤは190/650R16.5、後輪タイヤは125/600R16.5であった。また、これらのタイヤのいずれも、ラジアルカーカスを構成するカーカスプライ数は１であり、そのコードの材料として芳香族アラミド繊維よりなるものを用いた。また、交差ベルトのコードの材料はアラミド繊維とし、その周方向に対する角度は75度であった。
なお、表１中のコード材料として「アラミド」と表示したものは、芳香族アラミド繊維を表す。

表１中のフィーリング評価は、従来例のタイヤについての評価を10としたときの指数で表したものであり、数字が大きい方が、性能が高い。表１および図５から明らかなように、実施例のタイヤは従来例のタイヤに対比して、調査したすべての性能において優れていることがわかる。

本発明は、特に高速、高排気量の自動二輪車用タイヤに適用することができる。

Claims (4)

1. 一層以上のカーカスプライよりなるラジアルカーカスの半径方向外側に、コードを赤道面に対して相互に交差させて配置した２層のベルトプライよりなる交差ベルトと、この交差ベルトの半径方向外側に配置されコードを周方向に巻回させてなるスパイラルベルトとを具えた自動二輪車用ラジアルタイヤにおいて、
   前記交差ベルトのコードの周方向に対する傾斜角度を60度以上とするとともに、前記交差ベルトの外側に、周方向に対して70度以上傾斜させた有機繊維コードよりなるベルト保護層を設け、
   前記スパイラルベルトと前記ベルト保護層との間にクッションゴム層を配設し、クッションゴム層の厚さを0.3mm〜1.5mmとしてなる自動二輪車用ラジアルタイヤ。
2. 前記ベルト保護層を前記スパイラルベルトの外側に配置してなる請求項１に記載の自動二輪車用ラジアルタイヤ。
3. 前記ベルト保護層に配設されたコードの角度を周方向に対して90度としてなる請求項１もしくは２に記載の自動二輪車用ラジアルタイヤ。
4. 前記ベルト保護層に配設されたコードの、3%伸張時の弾性率を12cN/tex以上としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の自動二輪車用ラジアルタイヤ。

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