JP3650170B2 - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、二輪車用空気入りタイヤに関し、特に十分なタイヤ耐久性を保持した上で、モーターサイクルを主とする二輪車の旋回時における操縦安定性(以下操安性という)向上に寄与し、優れた安全性を確保できる二輪車用空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
乗用車などの四輪車用空気入りタイヤでは、有利な操縦安定性(以下操安性と略記する)改善手段として、大きな横力(この場合はサイドフォース又はコーナリングフォース)を発生させるため、サイドウォール部に硬質ゴム層などの補強層を設けることが広く実施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記改善手段を二輪車用空気入りタイヤに適用した場合、サイドウォール部剛性が向上し過ぎるため以下に述べる不利が生じるのは不可避である。
すなわち、二輪車用タイヤは全般的にトレッド部踏面の、いわゆるクラウン半径を四輪車のそれに比し著しく小さく設定してコーナリング性能を高度に保持する。それは二輪車のコーナリング運動は、四輪車のそれと異なり、主としてタイヤから発生するキャンバースラスト量の多寡に依存し、このキャンバースラストはタイヤにキャンバー角度を付すことで得られるのは周知の通りであり、大きなキャンバー角度の下で成るべく大きな接地面積を得るためである。
【0004】
なぜなら大きなキャンバー角度の下での大きな接地面積は、走行路面からトレッド部踏面に対して大きな剪断力を発生させ、このことが所望の大きなキャンバースラスト量を発生させる不可欠な条件に外ならないからである。ところがサイドウォール部剛性の十分な向上は、大きなキャンバー角度を付したタイヤのトレッド部踏面の接地面積を大幅に減少させ、走行路面とトレッド部踏面との間の剪断力を低下させるように作用し、その結果サイドウォール部剛性向上効果を相殺し、結局大きなキャンバースラスト量が得られず、コーナリング時の操安性をむしろ劣化させることになる。
【0005】
加えて、サイドウォール部補強硬質ゴム層は、そのタイヤ半径方向外側端に亀裂が発生する傾向を示し、これがタイヤ耐久性を劣化させる原因となるなど、上記の不利な点も含め二輪車用空気入りタイヤでは実用性に欠ける手段であった。
【0006】
従ってこの発明の目的は、従来のサイドウォール部補強硬質ゴム層を用いない二輪車用空気入りタイヤの耐久性、特に耐リム擦れ性を損なうことなく、二輪車の旋回力向上及びそれに伴う安全性確保のため、従来手段では二律背反問題として解決できなかったサイドウォール部剛性と、トレッド部踏面の良好な接地性との両立が可能な、操安性に優れる二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の二輪車用空気入りタイヤは、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カーカスを備え、該カーカスはこれら各部を補強する本体部の他にビードコアの周りを巻上げる折返し部を有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、上記折返し部の外側面に沿って室温でのショアA硬度が60〜90°の範囲内の硬質ゴム層を配置し、該硬質ゴム層は、少なくとも0.5mmの厚さを有するゴムストリップであり、上記タイヤとその適合リムとの組立体におけるリムのフランジ高さ位置から測った上記硬質ゴム層のタイヤ半径方向外側端高さ(a)と、同様にフランジ高さ位置から測ったトレッド部の踏面端縁高さ(H)との比(a/H)の値を0.1〜0.7の範囲内とし、かつ硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側端をリムのフランジ高さより低く位置させ、前記硬質ゴム層の外側面に沿って、該ゴム層より低硬度で厚さが1mm以上の軟質ゴム層を配置し、そして、
カーカスを、ビードコアの外周面近傍位置から折返し部端までにわたり上記本体部と折返し部とが互いに接触する構成とすることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
一実施例タイヤとそれに適合するリムとの組立体の、その回転軸心を含む平面による左半断面を示す図1に基づき、この発明を一層詳細に以下説明する。
図1において、1はタイヤ及びリム組立体、2は一対の(片側のみ示す)ビード部、3は一対の(片側のみ示す)サイドウォール部、4はトレッド部である。カーカス6はビード部2内に埋設したビードコア5相互間にわたりサイドウォール部3とトレッド部4とを補強する。符号Lはサイドウォール部3のサイドウォールゴムと、トレッド部4のトレッドゴムとの境界面にあらわれる線である。なおトレッド部4の踏面4t側に設ける溝の図示は省略した。
【0010】
カーカス6は、サイドウォール部3とトレッド部4とを補強する本体部6aの他に、ビードコア5の周りを巻上げる折返し部6bを有する。この発明でのカーカス6は、1プライ以上のラジアル配列有機繊維コ─ドのゴム引き布又は2プライ以上のバイアス交差配列有機繊維コ─ドのゴム引き布の何れもが適合する。カーカス6の外周に、ラジアルプライの場合はベルト7を備えてトレッド部4を強化し、バイアスプライの場合はブレーカ7を備える場合とこれを省く場合との何れでもよい。ベルト7のとき、1層以上の有機繊維コ─ド、望ましくはポリアミド繊維(ケブラー)コードの螺旋巻回層とするのが望ましい。図1はこの1層のベルト7を示している。
【0011】
カーカス6の折返し部6bの外側面に沿って、図に斜線を施して示す硬質ゴム層8を配置する。硬質ゴム層8は室温、すなわち20〜25℃にてショアA硬度で60〜90°の範囲内の高硬度を有するものとする。
【0012】
図1に示すように、タイヤとその適合リムとの組立体1において、外側輪郭線のみを図示するリム10のフランジ10F高さ位置から測った硬質ゴム層8のタイヤ半径方向外側端高さaと、同様にフランジ10F高さ位置から測ったトレッド部4の踏面4t端縁4tD高さHとの比a/Hの値を0.1〜0.7の範囲内、望ましくは0.1〜0.6の範囲内とする。ここに適合リムとはJATMA YEAR BOOKが定める規定に基づき、また組立体1とは上記リムに適正に組付けたタイヤの自立姿勢でのリムとの組立体を指す。
【0013】
また硬質ゴム層8のタイヤ半径方向内側端はリム10のフランジ10F高さより低い位置、すなわちフランジ10F内に収容する位置に配置する。この内側端をビードコア5のタイヤ外側面に対向する位置まで延ばしてもよい。
【0014】
上述した構成による作用効果を図2〜5に基づき以下述べる。
図2は、走行路面Rsに対しタイヤ及びリム組立体1にキャンバー角度CAを付して二輪車を旋回させているときの組立体1を簡略図解した断面図である。
図において、タイヤは路面Rsの法線Vより右側が主として変形し、この変形のありさまをビード部2からトレッド部4の踏面端縁4tDまでにつき解析したところ、図示のように、ビード部2側はリム10のフランジ10Fの高さを越えた部分までが主として曲げ(変形)領域であり、この領域からカーカス6折返し部6b端が存在する踏面端縁4tD近傍までは、主としてカーカス6本体部6aと折返し部6bとに作用する張り力Sfがもたらす剪断(変形)領域であることがわかった。
【0015】
曲げ領域におけるタイヤ部分には曲げモーメントBmが作用し、内側部分はテンション(図の両端矢印で示す)、外側部分はコンプレッション(矢印省略)となる。この曲げ領域に硬質ゴム層8を配置することにより、このゴム層8には圧縮力が作用するので、ゴムの特徴であるところの、引張り剛性に比しより格段に高い圧縮剛性を利用することができ、少なくとも曲げ領域部分の剛性を大幅に向上させることができる。この点でさきに述べた比a/Hの値は、図3の線図からも明らかなように0.1以上必要であり、これが0.2以上であればなお一層効果が高まる。ここに図3は、サイズが120/70ZR17の二輪車用空気入りタイヤにつき、ビードフィラーゴムを備える従来タイヤのキャンバースラスト発生量を100としたときの比率(%)を縦軸にとり(以下図4、5も同じ)、横軸に比a/Hの値をとったときの線図である。
【0016】
また剪断領域における剪断力は折返し部6b端に向かうにつれ漸増し、剪断力の成分が多い領域では硬質ゴム層8の剛性向上に対する寄与が低下する(図3参照)上、大きな剪断力が作用する領域に硬質ゴム層8端を位置させるのはセパレーション発生のうれいがあるため、そしてなににもまして踏面4tの十分な接地面積を確保するため、図3の線図が示す効果も考慮して、a/Hの値は0.7以下とすることを要し、これが0.6以下であればなお一層望ましい。
【0017】
また硬質ゴム層8のタイヤ半径方向内側端の位置と、リム10のフランジ10F高さとに関し、これを同じ高さの場合を0(ゼロ)として硬質ゴム層8内側端位置をあらわす図4から明らかなように、該内側端をリム10のフランジ10F高さ以上に高く位置させるとキャンバースラスト発生量が急激に低下し、場合により従来タイヤ以下となるため、フランジ10F高さより低く位置させるものである。なお図4の横軸で数値の前に付したマイナス符号はフランジ10F高さより低い高さを意味する。
【0018】
さらに硬質ゴム層8の室温におけるショアA硬度を横軸にとった図5からわかるように、該ゴム層8の硬度は60°以上とすることを要する。この硬度が90°を超えると硬質ゴム層8のタイヤ半径方向外側端から亀裂が発生し易くなり、このことがセパレーション故障の原因となるため不可である。
【0019】
また、本発明では、硬質ゴム層8を厚さが少なくとも0.5mmのゴムストリップで構成する。これにより所望する剛性の向上を有利に達成することができ、同時に製造も容易となる。また本発明では硬質ゴム層8の外側に、該ゴム層8より低硬度で厚さが1mm以上の軟質ゴム層9を配置する。これにより耐リム擦れ性が十分に保持可能となる。
【0020】
また本発明では、カーカス6の折返し部6bを、ビードコア5の外周面近傍位置から折返し部6端までにわたって本体部6aに接触させるカーカス6構成とする。このようにすればビードフィラーゴムを適用した従来タイヤと同等以下のタイヤ重量とすることが可能で、しかも従来タイヤを超えるタイヤ剛性をもち、優れた操安性を発揮するタイヤが実現できる。
【0021】
【実施例】
二輪車(モーターサイクル)用ラジアルプライタイヤのサイズが120/70ZR17であり、カーカス6はラジアル配列の1260D/2ナイロンコードの2プライからなり、そしてビードコア5からカーカス本体部5aに沿ってトレッド部4に向かい先細り状に延びるビードフィラーゴムを設けずに、本体部5aと折返し部5bとはビードコア5の外周面側近傍で互いに接触する構成とした。ベルト7は1層の1500D/2ケブラーコードの螺旋巻回層からなる。
【0022】
上記タイヤサイズのJATMA YEAR BOOKによる適合リムは、リム幅の呼びで3.50であり、そのフランジ高さは14.0mmである。このリムと上記の構成を共通として、実施例1〜8及び比較例1〜4と、補強ゴム層などの層を設けない従来例との各タイヤとリムとの組立体を準備した。各実施例及び比較例タイヤに用いた補強ゴム層8と軟質ゴム層9との諸元を表1に示す。なお表中補強ゴム層8は硬ゴム、軟質ゴム層9は軟ゴムと略記しこれらゴム層のショアA硬度はHdと記載した。
【0023】
【表1】
【0024】
各実施例及び比較例と従来例とを供試タイヤとして下記評価項目につき、下記試験条件で試験、評価した。
(1)、操安性;各供試タイヤをリム幅の呼びがMT3.5の適合リムに組付け、これに内圧2.5kgf/cm2 を充てんし、操縦性試験機により試験荷重150kg、キャンバー角度30°及び速度30km/hの条件下でキャンバースラストを測定した。
(2)耐久性;各供試タイヤを上記と同じリムに組付け、これに内圧1.3kgf/cm2 を充てんし、試験ドラムに荷重215kgで押し当て、速度81km/hで回転させ、ビード部〜サイドウォール部に故障が生じるまでに走行した距離を測定した。
【0025】
試験結果は従来例タイヤを100とする指数にてあらわすものとし、これら指数値を表1の下欄に示す。値は大なるほど良い。この表から、各実施例のタイヤは何れも、従来例タイヤ対比、耐久性において遜色のない良好な結果を示し、操安性については格段に優れた性能を発揮していることがわかる。これに対し比較例タイヤは従来例タイヤ対比較例2のタイヤを除き操安性及び耐久性のいずれか一方の性能が低下していることがわかる。
【0026】
【発明の効果】
この発明によれば、従来手段では解決できなかった十分なタイヤ剛性と広い接地面積との両立が可能となり、二輪車の旋回走行時における操安性を所望する高いレベルにまで向上させることが可能で、かつ耐久性にも優れる二輪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】この発明による二輪車用空気入りタイヤとリムとの組立体の左半断面図である。
【図2】旋回時における二輪車用タイヤ及びリム組立体の断面説明図である。
【図3】キャンバースラスト発生量と硬質ゴム層高さとの関係を説明する線図である。
【図4】キャンバースラスト発生量と硬質ゴム層内側端位置との関係を説明する線図である。
【図5】キャンバースラスト発生量と硬質ゴム層硬度との関係を説明する線図である。
【符号の説明】
1 タイヤ及びリム組立体
2 ビード部
3 サイドウォール部
4 トレッド部
4t 踏面
4tD 踏面端縁
5 ビードコア
6 カーカス
6a カーカス本体部
6b カーカス折返し部
7 ベルト又はブレーカ
8 硬質ゴム層
9 軟質ゴム層
10 リム
10F フランジ
H フランジからの踏面端縁高さ
a フランジからの硬質ゴム層外側端高さ
Claims (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カーカスを備え、該カーカスはこれら各部を補強する本体部の他にビードコアの周りを巻上げる折返し部を有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、
上記折返し部の外側面に沿って室温でのショアA硬度が60〜90°の範囲内の硬質ゴム層を配置し、
該硬質ゴム層は、少なくとも0.5mmの厚さを有するゴムストリップであり、
上記タイヤとその適合リムとの組立体におけるリムのフランジ高さ位置から測った上記硬質ゴム層のタイヤ半径方向外側端高さ(a)と、同様にフランジ高さ位置から測ったトレッド部の踏面端縁高さ(H)との比(a/H)の値を0.1〜0.7の範囲内とし、かつ硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側端をリムのフランジ高さより低く位置させ、
前記硬質ゴム層の外側面に沿って、該ゴム層より低硬度で厚さが1mm以上の軟質ゴム層を配置し、そして、
カーカスを、ビードコアの外周面近傍位置から折返し部端までにわたり上記本体部と折返し部とが互いに接触する構成とすることを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
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