JPS63305005A - 二輪車用タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は二輪車用タイヤに関するものである。

（従来の技術） 二輪車用ラジアルタイヤの研究は各メーカーともまだ日
が浅く、従って、種々のタイヤ構造が採られているが、
従来、タイヤ剛性を高める必要のある部材（ベルト層お
よびフリッパ−、インサート等の補強フード層）にはケ
ブラー繊維（デュポン社製アラミド繊維の商品名）を使
用する例が多かった。これは、二輪車用ラジアルタイヤ
では高速走行時の安定性、高速耐久性、耐摩耗性等の要
　・求性能を満足させるために、ベルト部分に周方向剛
性を向上させることのできる高弾性率のベルト材を使用
することが望まれたからである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ケブラー繊維をベルト材に使用した場合
には下記の問題点があった。

■　高速走行時に接地部分が高温になるために、高温接
着力の低いケブラー繊維では界面破壊によるセパレーシ
ョンを起こし易い。このため、ケブラー繊維のベルト層
上に更にナイロン繊維等の接着性の良好なブレーカ−を
最外層として配置する等し、耐久性を維持する等の手を
うつ必要がある。

■、高弾性率のベルト材を使用した場合、ベルト端はカ
ーカスプライとの角度差、弾性率の差から応力の集中が
大きく、特に重荷重、低内圧走行にて接地端がベルトエ
ンドに近づく程歪みが大きくなるため、ベルトエンド部
に亀裂を生じ、ベルトエンドセパレーションを起こし易
い。

■　二輪車はキャンバ−をつけて旋回走行するという本
質的特性からクラウン部とサイド部との剛性のバランス
の適正化が必要であり、このためサイド部の剛性向上の
手段として、サイド部の折り返されたカーカスプライの
間に補強ゴムや補強コード層等の補強部材を入れる例が
あるが、これら補強部材端部がバットレス部分やクラウ
ンショルダ一部になるように配置した場合には、隣接す
るカーカスプライやベルト層との剛性の違いから補強部
材端部で眉間の歪みが大きくなり、ベルトエンドセパレ
ーション同様に故障原因となり易い。

上記■〜■の如きケブラー繊維使用時の問題点を回避す
る手段として、ナイロン繊維等の接着力の優れた繊維材
料をベルト層に使用して、該ベルト層を必要な剛性を確
保するために複数枚増加して使用することも考えられた
が、タイヤのトータルゲージが厚くなり、タイヤ重量の
増加によるハンドリングその信性能の低下という不利益
も多く、好ましくなかった。

また、ケブラー繊維と同等の剛性までは望めないが、あ
る程度の剛性が得られるとの理由からポリビニルアルコ
ール、レーヨン等の繊維が使用すれることもあった。し
かし、従来のポリビニルアルコール繊維では特に耐疲労
性の面に難があり、実地走行後のコード表面にフィラメ
ント切断に起因する毛羽立ち現象が発生し、時にはコー
ド切断に至る場合もあり安全上大きな問題があった。ま
たレーヨン繊維は元来強度が低いため、強力を稼ぐため
の太いコードを使用せざるを得す、このことはタイヤト
ータルゲージの増加にもつながり、タイヤ性能上好まし
くない面を有していた。

従って本発明の目的は、ベルト材としてケブラー繊維を
用いた場合に匹敵するタイヤ剛性を示し、かつケブラー
繊維よりも高い高温接着力が得られることで耐久性の大
幅に改善された二輪車用タイヤを提供することにある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は上記問題点を解消すべく鋭意検討した結果
、高強力・高弾性化したポリビニルアルコール繊維をベ
ルト材として使用することにより前記目的を達成し得る
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、一対のビード部と、これを含んで折
り返され、かつタイヤ赤道面に対し９０゜〜２５°の角
度で交わるコードを有する少なくとも１枚以上のカーカ
ス層と、前記赤道面に対しＯ。

〜４０°の角度で交わるコードを有する少なくとも１枚
以上のベルト層とを具えた二輪車用タイヤにおいて、 前記ベルト層から取り出したコードが次式：％式％ （式中のＳはコードの強度（ｇ／ｄ）、ＮｔはＮ。

−Ｎｘ５］而マＤ／ｐＸ１０−３で表される撚係数で、
Ｎはコード長さ１０ｃｍ当りの撚係数（Ｔ／１０ｃｍ）
、Ｄはコードのトークルデニール数の１７２およびρは
コードの比重を示す）の関係を満足するポリビニルアル
コール繊維でアリ、 かつ前記ベルト層コードのクラウンセンタ一部における
５Ｃ１１幅当りの打ち込み数Ｅ（本／　５　ｃｍ　）、
および前記撚係数Ｎ、と前記打ち込み数Ｅとの関係が夫
々次弐： Ｅ＜７０ Ｅ　＞３６．３ＮＹ”＋２４．７ を満足することを特徴とする二輪車用タイヤに関するも
のである。

本発明において使用する高強力ポリビニルアルコール繊
維は、特開昭６０−１２６３１１号公報および特開昭６
０−１２６３１２号公報に開示されている如く乾湿式紡
糸後、延伸倍率を大幅に増加させることにより得られる
。また、従来のポリビニルアルコール繊維の製造の際に
使用したものよりも大幅に分子量を増大したポリマーを
使用して製糸時の延伸倍率を高める方法、あるいは一般
にゲル紡糸と呼ばれるような、超高分子量のポリマーを
希薄溶液より紡糸する方法等によっても製造することが
可能である。

このようにして製造された高強力ポリビニルアルコール
繊維は、このヤーンに下撚り上撚りをかけてコードとし
ての集束性を高め、これと共に耐疲労性の改良を図る８
次いで、得られた撚コードを場合によっては緯糸を使用
し、製織してすだれ織りとし、また場合によっては撚コ
ードのままレゾルシン・ホルムアルデヒド／ラテックス
等の通常のタイヤコード用ディップ液に浸漬させた後、
熱処理を行うタイヤコードとして使用する。

上述の如き高強力ポリビニルアルコール繊維は、繊維の
非晶部分が緻密化され単に高強力のメリットがあるだけ
でなく、高弾性率を有するというメリットもある。更に
驚くべきことに、非晶部の緻密化によりコードの耐疲労
性が従来のポリビニルアルコール繊維に比し大幅に向上
し、同時に、従来のポリビニルアルコール繊維の欠点で
あった耐湿熱性も大幅に向上する等のメリットもあるこ
とがわかった。

（作　用） 本発明に用いる高強力ポリビニルアルコール繊維の物性
の測定結果を公知の繊維と対比して第１表に示す。また
、タイヤから取り出したコード強度（ｇ／ｄ）と撚係数
Ｎ、との関係を第１図に示す。

尚、コード物性の測定においてはデニール数は撚糸前の
原糸デニールを用いた。これは撚糸、ディッピング処理
およびタイヤ加硫時の収縮等によるコード長さ変化に基
づくデニール変化に伴う煩わしさを回避するためである
。

第１表から明らかな如く、本発明に使用する高強力ポリ
ビニルアルコール繊維は従来繊維に比し耐疲労性が大幅
に向上し、また強力もアラミド繊維に近い値を示してい
る。

本発明においては、かかる高強力ポリビニルアルコール
繊維を使用して、撚係数Ｎ７との間で次式： ％式％ の関係を満たすことが要求されるが、これは撚係数Ｎア
をあまり小さくせずに一定以上の強力を保つ必要がある
からである。すなわち、撚係数Ｎｒが小さいとコードの
強力や弾性率は向上するものの接着性および耐疲労性が
低下し、いくら原糸フィラメントの耐疲労性が改良され
てもタイヤコードとしては使用できなくなるからである
。

尚、第１図から明らかな如く、従来のポリビニルアルコ
ーノに繊維では前記関係を満足することは不可能であっ
た。

実際、撚係数ＮＴはタイヤの安全性の面から０．３３よ
りも大きいことが不可欠であるが、０．６よりも大きい
とコードの強力および弾性率が大幅に低下し、本発明に
係る高強力ポリビニルアルコール繊維を使用するメリッ
トが低減してしまい好ましくない。従って、本発明では
撚係数Ｎ、は次式：ｏ、３ｊ＜　Ｎア〈０．６ の関係を満足することが要求される。

また本発明においては、前記撚係数Ｎ、の範囲内におい
て更にタイヤとしての剛性を確保して操縦安定性能を満
足するために、クラウンセンタ一部５ｃｍ幅当りにおけ
るベルト層のコード打ち込み数Ｅ（本／　５　ｃｍ　）
と撚係数Ｎアの関係が次式：％式％ を満足することが不可欠である。これは、前述した如く
コードの撚係数Ｎ、を大きくするとコードの弾性率が低
下するので、タイヤ剛性を確保するためには打ち込み数
Ｅを大きくする必要があるが、撚係数Ｎアが小さい場合
には打ち込み数Ｅは少なくて済むという観点から本発明
者らが鋭意検討した結果得た実験式である。第２図から
も分かる如く、この実験式の関係を満足する範囲におい
てのみ操縦安定性能を満足することができるのである。

上述の如く打ち込み数Ｅはタイヤの剛性確保という観点
から多い方が好ましいのであるが、Ｅが大き過ぎるとコ
ードとコードの間にゴムが入り込めずに接着性が低下し
てベルト層間にセパレーションが発生し易くなり安全上
問題が生じてくるばかりでなく、タイヤ製造面において
もコードとコードが重なる等の不具合が生じ好ましくな
い。従って本発明ではＥく７０の関係を満たすことも要
求される。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により説明する。

最初に以下の実施例および比較例において使用したコー
ドについて説明する。

前記第１表に示す如〈従来のポリビニルアルコール繊維
よりも大幅に高強度、高弾性率でかつ高耐疲労性を有す
る高強力、高弾性ポリビニルアルコール繊維の１５００
デニール（単糸デニール約２ｇ／ｄ）を種々の撚数でＺ
方向に撚糸し、２本金糸後Ｓ方向に下撚と同様の撚数と
なるように撚糸して上撚をかたコードに、通常のレゾル
シン−ホルムアルデヒド／ラテックス（ＲＦ／　Ｌ　）
系接着剤を塗布するか、または該コードをこの接着剤に
浸漬後、１３０°ＣＸ４０秒、２００°ＣＸ４０秒、２
００°ＣＸ４０秒の各露出時間で２ｇ／ｄ、Ｉｇ／ｄ、
１　ｇ／ｄの各張力下にてコードに緊張熱処理および接
着剤硬化処理を施した。

また、かかるコードのコントロールとしてアラミド繊維
、６．６−ナイロン繊維、従来のポリビニルアルコール
繊維を使用して通常のＲＦ／Ｌ系接着剤および緊張熱処
理を施した。但し、アラミド繊維のみはＲＦ／Ｌ系接着
剤塗布前にエポキシにて前処理を施した。この際、従来
のポリビニルアルコール繊維および６，６−ナイロン繊
維についての撚係数を０．４８６としたが、アラミド繊
維の場合は同一撚係数では安全上問題があるので、撚係
数を約８％高めた。アラミド繊維の場合、この撚係数で
も若干安全上の不安は残るのであるが、一部市場におい
て市販された実績があるためタイヤ耐久上不足はあるも
ののコントロールとして用いることにした。

尚、前記各コードのより具体的なコード構造は下記の第
２表および第３表に示した通りである。

１〜７　９１〜１２ 中型４００　ｃｃクラスのスポーツ自動二輪車用ラジア
ル構造タイヤのベルト材として前記各種コードを使用し
た。前輪用タイヤとしては１１０　／７０Ｒ１７、後輪
用タイヤとしては１４０　／６０Ｒ１Ｂのサイズのタイ
ヤを試作して、以下に示す各種試験を実施した。

尚、いずれのタイヤも基本的構造は第３図に示す通りで
あり、またそのベルト構造は第２表に示す通りである。

イ　　　　　　　　°　″１ ６０〜２００　ｋｍ／時の速度で実車フィーリングテス
トを実施し、（ｉ）直進安定性、（ｉｉ）旋回安定性、
（ｉｔ）剛性感、（ｉｖ　）ハンドリングの４項目につ
いて１〜１０点の評点をつけ、各項目を平均して実車操
縦安定性の評点とした。尚、ドライバーはレースドライ
バーを起用し、２名の評点の平均を求めた。評点の目安
としては、次の通りである。

０〜２点：使用不可、２〜４点：悪い、４〜６点：普通
、６〜８点：良い、８〜１０点：非常に良い。

ロ　ドーム　　量 高速耐久試験：　２１０　ｋｍ／時においてＪＡＴＭＡ
　１００％荷重で走行させ、以後５％荷重を減じ速度を
１０ｋｍ／時増加させて２０分間走行させる。以後この
１０ｋｍ／時増加、５％荷重減、２０分走行のステップ
をタイヤ故障まで繰り返す。故障しないタイヤは、２７
０　ｋｍ／時Ｘ２０分走走行打ち切りとした。

ノ＼　　　　　　１１　Ｎ 前記ドラム耐久試験および後述のドラム耐久試験後にタ
イヤからコードを取り出し、コード表面の毛羽立ちを次
の評点目安に従い評価した。

Ｏ：毛羽立ちなし Δ：やや毛羽立ちが見られる ×：毛羽立ちの発生が多い 前記各試験結果を次の第２表に併記する。

前記第２表に示す試験結果より次のことが確認された。

比較例１は市場にも出されているアラミド繊維をベルト
材として使用したコントロールである。

この実車操縦安定性は一応満足できるものであるが、ド
ラム耐久性では２６０ｋｍｘ５分でＴＬＢ（トレッド−
プレーカー間でのセパレーション）が発生した。これは
高温時での接着力の低下に起因するものと思われ、更に
改良の必要がある。　　゛比較例２は前記アラミド繊維
の代わりに６．６−ナイロン繊維を用いたものである。

ナイロン繊維を用いた場合にはタイヤ剛性が大幅に低下
するために太いコードを使用して少しでもこれを高めよ
うとしたが、やはり実車操縦安定性は比較例１に比し大
幅に劣り、満足できるレベルではなかった。

比較例３は前記アラミド繊維の代わりに従来のポリビニ
ルアルコール繊維（ＰＶＡ）を用いたものであるが、や
はり比較例１に比し若干操縦安定性が低下した。尚、ド
ラム高速耐久レベルは比較例１よりも向上したが、破壊
したタイヤから取り出したコード表面には多くの毛羽立
ちが見られ、コードの耐疲労性に問題があった。

比較例４〜７は本発明に係る高強力・高弾性ポリビニル
アルコール繊維を用いたものであるが、この撚係数を０
．２５３　　（撚数：　２０ｘ２０Ｔ／１０ｃｍ）と本
発明の範囲よりも低くしたため、操縦安定性は向上する
ものの接着力不足によるＴＬＢが発生し、レベル的にも
比較例１と同等かまたはそれ以下であった。また、ドラ
ム走行後のコード表面の毛羽立ちもかなり目立ち、コー
ドの耐疲労性にも問題があると判断できた。

比較例８．９および実施例１〜３では撚係数を比較例４
〜７に比し大きくしたため、前述の如き接着性不足によ
ると思われるセパレーションも発生せず、ドラム高速耐
久レベルも比較例９を除き速度２７０　ｋｍ／時以上と
なった。ドラム走行は、２７０　ｋｍ／時×２０分走走
行リヤ一時点でストップし、その後タイヤからコードを
取り出しコードの毛羽立ちを観察したが、毛羽立ちも見
られずコードの耐疲労性も問題ないレベルであった。し
かし、比較例９ではコード打ち込み数が本発明の範囲か
ら逸脱して多過ぎるため、コード部分が重なり合う部分
が生じ、異常発熱によるトレッドゴムのチャンクが発生
した。一方、比較例８では逆に打ち込み数が撚係数との
関係で少な過ぎるためにタイヤ剛性不足によると考えら
れる操縦安定性の低下が認められ、比較例１のコントロ
ールタイヤよりも操縦安定性が劣った。

比較例１０．１１および実施例４〜６は、高強力・高弾
性ポリビニルアルコール繊維において撚係数を０．５３
７　　（撚数：　４２．４　Ｘ　４２．４　Ｔ　／　１
０ｃｍ　）と比較例１とほぼ同一の撚係数を用いたもの
である。この場合、比較例１に比し接着性向上によるも
のと考えられるドラム高速耐久レベルの大幅な向上が認
められ、またドラム走行後のコードの毛羽立ちも全く見
られず、コードの耐疲労性も問題なかった。

しかし、比較例１０．１１では、撚係数との関係で打ち
込み数が少ないため、タイヤ剛性不足により操縦安定性
が確保できなかった。

比較例１２および実施例７は、高強力・高弾性ポリビニ
ルアルコール繊維において撚係数ヲ０．５９０（撚数：
　４６．６Ｘ４６．６Ｔ　／１０ｃｍ）と更に高めたも
のである。この場合、タイヤの耐久性、コードの耐疲労
性は問題ないものの、撚係数の向上によりコード剛性が
不足気味となり、打ち込み数を実施例７の如（４０本１
５口以上にする必要があることが分かった。

８および　・　１３〜１５ 大型１２００ｃｃクラスのツーリングバック用タイヤの
ベルト材として前記各種コードを使用し、また同一材料
を補強Ｎ（フリッパ−）として使用した。

これは、このような大型サイズのタイヤでは補強層（フ
リッパ−）を設けないとタイヤの耐久性が不足したり、
剛性が確保されないために運動特性が劣る等の問題があ
るため、これを補う必要があるからである。尚、前輪用
タイヤとしては１３０／９０　Ｒ１６、後輪用タイヤと
しては１５０　／９０Ｒ１５のサイズのタイヤを試作し
た。これらタイヤの基本的構造を第４図に示し、またそ
のベルトおよびフリッパ−構造を第３表に示す。

試作されたタイヤに対し前記実車操縦安定性試験および
毛羽立ち試験並びに以下に示すドラム耐久試験を実施し
た。

工土人肚久拭辰 （：）重荷重耐久試験：　ＪＡＴＭＡ　Ａ条件下、８１
ｈ／時の速度で１００％荷重×４時間走行後、１１０％
荷重×６時間、１１７％荷重×６時間とステップを高め
て行き、これ以後は＋１５％荷重×４時間でステップを
高め、これをタイヤ故障まで繰り返した。

（ｉｉ　）低内圧耐久ドラム試験：内圧１．２　ｋｇ／
ｃｉａ、ＪＡＴＭＡ　ＭＡＸ荷重、速度８０ｋｍ／時の
条件下で連続走行させ、タイヤ故障に至るまでの走行距
離を求めた。

前記各試験結果を次の第３表に併記する。

前記第３表に示す試験結果より次のことが確認された。

比較例１３は、コントロールとしてアラミド繊維を用い
たものである。この場合、ドラム耐久レベルが比較的低
く、６．６　−ナイロンを用いた比較例１４に比べても
大きく劣った。これは、コードの接着力不足およびコー
ドの耐疲労性不足に基づくものであり、一層の改良が要
求されるレベルであるといえる。

比較例１４は上記の如＜６．６　−ナイロン繊維のコー
ドを用いたものである。この場合、タイヤの耐久性は満
足できるレベルにあるが、タイヤ剛性が不足することに
より操縦安定性が大幅に劣る結果となった。

比較例１５は、従来のポリビニルアルコール繊維を用い
たものである。この場合、比較例１３よりもタイヤの耐
久レベルは向上するものの、ドラム走行後のコードには
毛羽立ちが多く見られ、長期間の使用に耐え得るか否か
という点でコードの耐疲労性に不安があった。また、操
縦安定性のレベルも若干比較例１３よりも劣った。

実施例８は、本発明に係る高強力・高弾性ポリビニルア
ルコール繊維を用いたものである。この場合ドラム耐久
性は比較１３に比し大幅に向上し、またドラム走行後の
コードの損傷もなく、コードの耐疲労性の大幅な向上が
認められた。更に、タイヤの操縦安定性も比較例１３と
ほぼ同等であり、大型サイズとしては一応満足できるレ
ベルであった。

尚、比較例１３〜１５および実施例８では、補強層（フ
リッパ−）そのものによる故障は認められなかった。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明の二輪車用タイヤにおい
ては、ベルト材としてアラミド繊維を用いた場合に匹敵
するタイヤ剛性を示し、かつアラミド繊維よりも優れた
高温接着性が得られることでタイヤの耐久性が大幅に改
善されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、タイヤから取り出したコードの撚係数Ｎ７と
強度Ｓとの関係を示す線図、 第２図は、コードの撚係数ＮＴとクラウンセンタ一部に
おけるコード打ち込み数Ｅとの関係が実車操縦安定性に
及ぼす影響について示す線図、第３図は、中型４００　
ｃｃクラスのスポーツ自動二輪車用の１１０　／７０Ｒ
１７サイズおよび１４０　／６０Ｒ１Ｂサイズのタイヤ
の断面図、 第４図は、大型１２００ｃｃクラスのツーリングバイク
用の１５０　／９０Ｒ１５サイズおよび１３０　／９０
Ｒ１６サイズのタイヤの断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のビード部と、これを含んで折り返され、かつ
   タイヤ赤道面に対し９０°〜２５°の角度で交わるコー
   ドを有する少なくとも１枚以上のカーカス層と、前記赤
   道面に対し０°〜４０°の角度で交わるコードを有する
   少なくとも１枚以上のベルト層とを具えた二輪車用タイ
   ヤにおいて、 前記ベルト層から取り出したコードが次式：Ｓ＞１５．
   ５−１２Ｎ＿ｒ ０．３３＜Ｎ＿ｒ＜０．６ （式中のＳはコードの強度（ｇ／ｄ）、Ｎ＿ｒはＮ＿ｒ
   ＝Ｎ×√（０．１３９×Ｄ／ρ）×１０＾−＾３で表さ
   れる撚係数で、Ｎはコード長さ１０ｃｍ当りの撚係数（
   Ｔ／１０ｃｍ）、Ｄはコードのトータルデニール数の１
   ／２およびρはコードの比重を示す）の関係を満足する
   ポリビニルアルコール繊維であり、 かつ前記ベルト層コードのクラウンセンタ ー部における５ｃｍ幅当りの打ち込み数Ｅ（本／５ｃｍ
   ）、および前記撚係数Ｎ＿ｒと前記打ち込み数Ｅとの関
   係が夫々次式： Ｅ＜７０ Ｅ＞３６．３Ｎ＿ｒ＾２＋２４．７ を満足することを特徴とする二輪車用タイヤ。