(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
二輪自動車は、ハンドルをきりつつ車体を内側に傾斜させて旋回する。この傾斜によりキャンバースラストが発生する。このキャンバースラストが旋回時にタイヤに発生する横力に寄与する。旋回時には、二輪自動車に遠心力が働く。遠心力とこの横力とが釣り合って二輪自動車が旋回し得る。この旋回を容易にするため、二輪自動車はタイヤの曲率半径が小さいトレッドを備えている。直進時には、トレッドのセンター領域が主に接地する。旋回時には、このセンター領域の軸方向外側に位置するショルダー領域が主に接地する。
【0003】
旋回時には、路面に近い一方のサイドウォールに、より大きな変形が生じ易い。二輪自動車用タイヤでは、サイドウォールに高い剛性が要求される。二輪自動車は、旋回から直進への移行時に、急速に加速される。この急速な加速に対応する観点からも、サイドウォールには高い剛性が必要とされる。
【0004】
一方で、二輪自動車用タイヤでも、低燃費化が求められている。低燃費化のためタイヤが軽量化されている。タイヤを構成する部材のボリュームを小さくすることで、タイヤが軽量化されうる。例えば、カーカスプライの枚数を減らすことで、タイヤは軽量化されうる。しかしながら、カーカスプライの枚数を減らしたタイヤは、剛性が低下する。特に、二輪自動車用タイヤでは、サイドウォールの剛性の低下は、走行性能を大きく低下させる。
【0005】
特許第4469201号公報及び特許第4616627号公報には、四輪自動車用タイヤが開示されている。特許第4469201号公報のタイヤでは、カーカスの外側にシート状のサイドゴム層を貼り付けて、サイドウォールを形成している。特許第4616627号公報では、この様にして形成されたサイドウォールと、カーカスとの間に、外サイド補強ゴム層と内サイド補強ゴム層とを備えるタイヤが開示されている。この外サイド補強ゴム層及び内サイド補強ゴム層により、サイドウォールの剛性が高くされている。
【0006】
特許第4497602号公報には、四輪自動車用タイヤが開示されている。このタイヤは、トレッドからビードまで延びる補強ゴム層を備えている。この補強ゴム層がカーカスの内側に配置されている。このタイヤは、サイドウォールの剛性が高くされている。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【0018】
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤ2の一部が示された断面図である。このタイヤ2は、二輪自動車に装着される。この
図1において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。
図1の一点鎖線CLは、タイヤ2の赤道面を表す。このタイヤ2は、この赤道面に対してほぼ左右対称の形状を呈する。
【0019】
このタイヤ2は、トレッド4、サイドウォール6、ビード8、カーカス10、バンド12、インナーライナー14及び補強ゴム層16を備えている。このタイヤ2は、チューブレスタイプの空気入りタイヤである。
【0020】
トレッド4は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な形状を呈している。このトレッド4は、路面と接地するトレッド面20を形成する。このトレッド面20に溝が刻まれてもよい。溝が刻まれることにより、トレッドパターンが形成される。
図1の点Peは、トレッド面20の端であって、トレッド端を示している。
【0021】
このトレッド4は、軸方向中央に位置するセンター領域Cと、センター領域の軸方向外側に位置する一対のショルダー領域Sとを備えている。直進時にはこのセンター領域Cが接地する。旋回時には、このショルダー領域Sが接地する。
【0022】
サイドウォール6は、トレッド4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6は、架橋ゴムからなる。このサイドウォール6は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。このサイドウォール6は、カーカス10の外傷を防止する。
【0023】
ビード8は、サイドウォール6の半径方向内側に位置している。このビード8は、コア22及びエイペックス24を備えている。このコア22は、リング状にされている。エイペックス24は、コア22から半径方向外向きに延びる。エイペックス24は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス24は、高硬度な架橋ゴムからなる。
【0024】
カーカス10は、両側のビード8の間に架け渡されている。カーカス10は、トレッド4及びサイドウォール6の内側に沿っている。このカーカス10は、カーカスプライ26を備えている。このカーカスプライ26は、このビード8の周りを軸方向内側から外側に向かって巻かれている。このタイヤ2では、1枚のカーカスプライ26からなっているが、2枚以上の複数枚のカーカスプライからなってもよい。
【0025】
カーカスプライ26は、ビード8の周りを巻かれることで、主部26aと折り返し部26bとが形成されている。主部26aは、トレッド4及びサイドウォール6の内側に沿って、一方のビード8から他方のビード8まで延びている。折り返し部26bは、ビード8の軸方向外側で、半径方向外向きに延びている。折り返し部26bの半径方向外端部26cは、補強ゴム層16に積層されている。
【0026】
図示されないが、カーカスプライ26は、カーカスコードとトッピングゴムとからなる。このカーカスコードは、赤道面に対して傾斜している。この赤道面に対してなす傾斜角度の絶対値は、60°以上90°以下である。換言すれば、このタイヤ2はラジアルタイヤである。このカーカスコードは、例えばナイロン繊維からなる。このカーカスコードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、他にポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
【0027】
バンド12は、カーカス10の半径方向外側に位置する。バンド12の軸方向中央部は、カーカス10に積層されている。バンド12の軸方向端部は、補強ゴム層16に積層されている。バンド12は、トレッド4の半径方向内側に位置している。バンド12は、一方の軸方向端12aから他方の軸方向端12aまでトレッド4に沿って延びている。バンド12は、カーカス10を補強する。
【0028】
バンド12は、図示されていないが、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このコードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。コードは、例えば、スチールからなる。このコードは、有機繊維からなってもよい。有機繊維として、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
【0029】
インナーライナー14は、カーカス10の内周面に接合されている。インナーライナー14は、架橋ゴムからなる。インナーライナー14には、空気透過性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー14は、タイヤ2の内圧を保持する役割を果たす。
【0030】
補強ゴム層16は、トレッド4のショルダー領域S及びサイドウォール6に沿って延びている。補強ゴム層16は、カーカスプライ26の主部26aの軸方向外側に積層されている。補強ゴム層16の半径方向外端16aは、主部26aとトレッド4との間に位置している。このタイヤ2では、外端16aは主部26aとベルト12との間に位置している。補強ゴム層16の半径方向内端16bは、エイペックス24に積層されている。このタイヤ2では、この内端16bは、主部26aとエイペックス24との間に積層されている。この内端16bは、折り返し部26bとエイペックス24との間に位置してもよい。このカーカスプライ26の外端部26cは、補強ゴム層16の軸方向外側に積層されている。この補強ゴム層16は高硬度の架橋ゴムからなる。好ましくは、この補強ゴム層16のゴム硬度Hrは、エイペックス24のゴム硬度Heより大きい。好ましくは、この補強ゴム層16の複素弾性率E
*r は、エイペックス24の複素弾性率E
*e より大きい。
【0031】
図1の点Prは、補強ゴム層16の外端16aを通ってトレッド面20に直交する直線とトレッド面20との交点を示している。両矢印Wtは、タイヤ2のトレッド幅を示している。このトレッド幅Wtは、軸方向一方のトレッド端Peから他方のトレッド端Peまでの距離として測定される。両矢印Wrは、軸方向一方の点Prから他方の点Prまでの距離として測定される。この幅Wrでは、トレッド4の内側に補強ゴム層16が延在しない。この幅Wrは、トレッド4における、補強ゴム層16の除去幅を示している。このトレッド幅Wtと除去幅Wrとは、トレッド面20に沿って測定される。
【0032】
図2には、フルバンクの旋回走行において、路面28に接地するタイヤ2が示されている。この旋回時には、路面28に、トレッド4のショルダー領域Sが接地する。フルバンクの旋回時には、トレッド端Peが接地する。この補強ゴム層16の外端16aは、このショルダー領域Sの半径方向内側に位置する。この補強ゴム層16の外端16a側は、接地するトレッド4のショルダー領域Sとカーカス10との間に挟まれている。この補強ゴム層16は、トレッド4のショルダー領域Sからエイペック24まで延びている。この補強ゴム層16は、旋回時のサイドウォール6の剛性を高めている。このタイヤ2は、旋回時に大きなキャンバースラストを発生しうる。この補強ゴム層16は、重量増加を最小限に抑制しつつ、タイヤ2の剛性を高めている。また、外端16aがショルダー領域Sの内側に位置することで、外端16aを起点とする剥離が抑制される。これらの観点から、幅Wrとトレッド幅Wtとの比Wr/Wtは、0.8以下にされている。この比Wr/Wtは、好ましくは0.7以下であり、更に好ましくは0.6以下であり、特に好ましくは0.5以下である。
【0033】
このタイヤ2では、この補強ゴム層16を備えることで、サイドウォール6の剛性を向上している。この補強ゴム層16は、小さなボリュームで、サイドウォール6の剛性を向上しうる。この補強ゴム層16を備えることで、カーカスプライの枚数を減らしても、十分な剛性が得られうる。このカーカス10が1枚のカーカスプライ26からなっていても、タイヤ2は十分な剛性が得られうる。
【0034】
一方で、補強ゴム層16は、トレッド4のセンター領域Cの内側に延在しない。これにより、タイヤ2の剛性が高くなり過ぎることが抑制されている。直進時のタイヤ2の剛性が大きくなり過ぎることが抑制されている。このタイヤ2は、直進時の乗り心地に優れている。また、比Wr/Wtが大きいタイヤ2は、より軽量化されうる。これらの観点から、幅Wrとトレッド幅Wtとの比Wr/Wtは、0.3以上にされている。
【0035】
旋回時には、サイドウォール6の軸方向外側が伸張変形し、軸方向内側が圧縮変形する。サイドウォール6の軸方向内側では、内側部分ほどその軸方向外側部分より大きく圧縮変形する。大きな変形は、発熱を高める。この補強ゴム層16は、カーカスプライ26の軸方向外側に位置している。補強ゴム層16をカーカスプライの軸方向内側に位置させるより、発熱が抑制される。このタイヤ2は、より低発熱にされている。このタイヤ2は、より転がり抵抗が小さくされている。
【0036】
複素弾性率E
*rが大きい補強ゴム層16は、タイヤ2の剛性を高める。この補強ゴム層16の複素弾性率E
*rは、好ましくは12MPa以上にされている。一方で、この剛性が高くなり過ぎることを抑制する観点から、この複素弾性率E
*rは、好ましくは60MPa以下にされている。
【0037】
一般に、硬度差が大きい架橋ゴムの貼り合わせは、クラックや剥離を生じ易い。しかしながら、この補強ゴム層16の厚さが薄いので、この補強ゴム16に起因するクラックの発生が抑制されている。補強ゴム層16とカーカスプライ26とが剥離することが抑制されている。補強ゴム層16とトレッド4、サイドウォール6及びエイペックス24とが剥離することが抑制されている。この観点から、補強ゴム層16の厚さは、好ましくは1.0mm以下であり、更に好ましくは0.7mm以下であり、特に好ましいくは0.4mm以下である。この補強ゴム層16は、クラックや剥離を抑制する観点から、薄いほど好ましい。一方で、薄い補強ゴム層16は、製造し難い。タイヤ2を構成する他のゴム部材等との貼り合せが難しい。薄い補強ゴム層16はタイヤ2の生産性を阻害する。厚い補強ゴム層16は生産性に優れている。この観点から、この補強ゴム層16の厚さは、好ましくは、0.2mm以上である。この補強ゴム層16の厚さは、その半径方向内外端部で薄くされていてもよい。両端部が薄くされた補強ゴム層16では、その中央部で補強ゴム層16の厚さが測定される。
【0038】
このタイヤ2では、補強ゴム層16の内端16bがエイペックス24と重ね合わされているので、サイドウォール6の半径方向全体の剛性が向上している。半径方向において、サイドウォール6に局所的に剛性の低い部分が形成されない。サイドウォール6が局所的に撓むことが抑制されている。この内端16bを起点とする剥離が抑制されている。このタイヤ2は、耐久性に優れている。
【0039】
この補強ゴム層16のゴム硬度Hrが大きいタイヤ2は、剛性に優れている。この観点から、このゴム硬度Hrは、好ましくは80以上である。一方で、このゴム硬度Hrが小さいタイヤ2は剛性が高くなりすぎない。この観点から、このゴム硬度Hrは、好ましくは90以下である。
【0040】
この補強ゴム層16と協働して、タイヤ2の剛性を向上させる観点から、エイペックス24のゴム硬度Heは、好ましくは50以上である。一方で、補強ゴム層16を備えており、剛性が高くなり易い。この剛性が高くなりすぎない観点から、このゴム硬度Heは、好ましくは60以下である。
【0041】
この補強ゴム層16が薄いので、エイペックス24の複素弾性率E
*e に比べて比較的に大きな複素弾性率E
*r の補強ゴム層16を用いて、剛性を向上させることができる。この観点から、複素弾性率E
*r と複素弾性率E
*e との比E
*r/E
*e は、好ましくは1.5以上である。一方で、この複素弾性率E
*r と複素弾性率E
*e と差が大きくなりすぎると、剥離やクラックを生じ易い。耐久性の観点から、この比E
*r/E
*e は、好ましくは3.0以下である。
【0042】
このタイヤ2では、補強ゴム層16がカーカス10を補強する。この補強ゴム層16は、サイドウォール6が補強されている。この補強により、従来に比べて、カーカスコードを細くし、カーカスコードの密度を小さくしても、十分な剛性を確保しうる。このカーカスコードを細くし、密度を小さくすることは、タイヤ2の軽量化に寄与しうる。十分な剛性を確保しつつ、軽量化することで、転がり抵抗が低減されうる。このタイヤ2では、例えば、太さが940dtex/2であり、密度が38エンズ/cmのカーカスコードを備えるカーカスプライ1枚であっても、十分な剛性を確保しうる。
【0043】
軽量化の観点から、カーカスコードは、好ましくは1400dtex/2以下である。この1400dtex/2は、1400dtexのフィラメント束が2本撚り合わされて1本のカーカスコードが形成されていることを示している。このカーカスコードの密度は、好ましくは60エンズ/5cm以下である。この60エンズ/5cmは、幅5cm当たりのカーカスコードの打ち込み本数が60本であることを示している。一方で、このカーカスコードを太くして、その密度が大きいタイヤ2は、剛性に優れている。この観点から、カーカスコードは好ましくは940dtex/2以上であり、その密度は好ましくは30エンズ/5cm以上である。ここでは、カーカスコードについて、940dtex/2以上、30エンズ/5cm以上とし、1400dtex/2以下、60エンズ/5cm以下としたが、これに相当する強度が得られればよく、フィラメント束の太さとフィラメント束の撚り数とカーカスコードの密度は変更されてもよい。
【0044】
本発明のゴム硬度は、「JIS K6253」の規定に準じ、タイプAのデュロメータによって測定される。
図1に示された断面にこのデュロメータが押し付けられ、硬度が測定される。測定は、23℃の温度下でなされる。
【0045】
本発明の複素弾性率E
* は、「JIS K 6394」の規定に準拠して測定される。この複素弾性率E
* は、以下の条件下で測定される。
測定装置 :粘弾性スペクトロメーター「VES・F−3型」(岩本製作所社製)
初期歪み :10%
動歪み :2%
周波数 :10Hz
変形モード:引張
測定温度 :70℃
【0046】
本発明では、タイヤ2の各部材の寸法及び角度は、
図1に示されるように、タイヤ2から切り出された断面で測定される。本明細書において正規リムとは、タイヤ2が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ2が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
【0047】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【0048】
[実施例1]
図1に示された構成を備えたタイヤが得られた。このタイヤサイズは、「120/70ZR17」であった。このタイヤのカーカスは1枚のカーカスプライからなり、カーカスプライがコアの周りを軸方向内側から外側に巻かれている。このカーカス構造は、所謂1−0構造であった。このカーカスコードは940dtex/2のナイロン繊維からなるフィラメント束2本が撚られて得られたコードであり、その密度は38エンズ/5cmであった。その他の構成は、表1に示される通りであった。
【0049】
[比較例1]
カーカスは2枚のカーカスプライからなり、2枚のカーカスプライがコアの周りを軸方向内側から外側に巻かれて、カーカス構造が所謂2−0構造にされた。この2ー0構造であって、補強ゴム層を備えていない他は、実施例1と同様の構成を備えたタイヤが準備された。
【0050】
[比較例2−3及び実施例2−3]
トレッド幅Wtと補強ゴム層の除去幅Wrとの比Wr/Wtを表1に示されるようにした他は、実施1と同様にしてタイヤが得られた。
【0051】
[比較例4]
補強ゴム層がカーカスプライの内側に(軸方向においてカーカスとインナーライナーとの間に)積層された他は、実施1と同様にしてタイヤが得られた。
【0052】
[実施例4]
補強ゴム層の複素弾性率E
*rが表2に示され様にされた他は、実施例1と同様にしてタイヤが得られた。
【0053】
[実施例5−6]
補強ゴム層の厚さが表2に示される様にされた他は、実施例1と同様にしてタイヤが得られた。
【0054】
[剛性]
下記の条件にて、タイヤの縦バネ定数を測定した。
使用リム:MT3.50x17(正規リム)
内圧:225kPa
荷重:1.3kN
比較例1のタイヤのバネ定数を100としたときの指数が示されている。この数値が大きいと高剛性を示し、小さいと低剛性を示す。この評価結果は、100に近いほど良好な剛性を示している。この評価では、90以上110以下が合格判定として評価された。
【0055】
[転がり抵抗係数]
転がり抵抗試験機を用い、下記の測定条件で転がり抵抗係数(RRC)を測定した。
内圧:225kPa
荷重:1.30kN
速度:80km/h
この結果が、比較例1が基準とされた指数として、下記の表1−2に示されている。数値が小さいほど好ましい。
【0056】
[耐クラック性]
タイヤをMT3.50x17(正規リム)に組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を225kPaとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、21.94kNの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、65km/hの速度で、13000kmを走行させた。その後にタイヤの内外を観察して、クラックの有無、大きさ及び数が求められた。この結果が、「良」、「可」及び「不可」として、下記の表1及び2に示されている。この評価の「可」は市販可能なレベルを示し、「不可」は市販できないレベルを示している。この評価の「良」は特に良好なレベルを示している。
【0059】
表1及び表2に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。