JP2009051361A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】特に旋回時における操縦安定性能を更に高めた二輪車用空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】二輪車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２からトロイド状に延びるカーカス層１４と、を備えている。また、二輪車用空気入りタイヤ１０は、カーカス層１４のクラウン部１４Ｃのタイヤ径方向内側にスパイラルベルト層２０を備えている。このスパイラルベルト層２０は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層２１をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるものである。タイヤセンターＣＬからトレッド端Ｔまでのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターＣＬから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみこのスパイラルベルト層２０が存在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速時の操縦安定性能を高めた二輪車用空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に自動２輪車に最適で、車両を大きく倒す深いコーナリング時のトラクション性能も向上させた二輪車用空気入りタイヤに関する。

高性能の二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤの回転速度が高速となるので遠心力の影響が大きく、タイヤのトレッド部分がタイヤ径方向外側に膨張してしまって操縦安定性能を害する場合がある。これを防止するために、タイヤのトレッド部分に、有機繊維やスチールの補強部材（スパイラル部材）を、タイヤ赤道面（タイヤセンター）と概略平行になるように、ぐるぐると巻きつけるタイヤ構造が開発されている。タイヤ赤道面に沿ってスパイラル状に巻きつける補強部材としては、ナイロン繊維（「ナイロン」はデュポン社の登録商標）や芳香族ポリアミド（ケブラー）、スチールなどを用いている。中でも、芳香族ポリアミド（ケブラー）やスチールは、高温時においても伸張せずにトレッド部分の膨張を抑制することができるため、注目されつつある。

これらの部材をタイヤのクラウン部分にまきつけた場合に、いわゆる「たが」効果（風呂桶のたがのようにタイヤのクラウン部を押さえつけて、高速でタイヤが回転した場合でもタイヤが遠心力で膨らむことなく、高い操縦安定性能や耐久性を示す効果）を高めることが出来るので、スパイラルコードをタイヤのクラウン部に配置することが多数提案されている（例えば特許文献１〜５参照）。

これらのスパイラル部材を巻きつけた二輪車用空気入りタイヤにおいては、高速時の操縦安定性能が優れ、トラクション性能が非常に高いことが知られている。

しかし、二輪車用空気入りタイヤを装着した車両（例えばバイク）を大きく倒したときの操縦安定性能（特に旋回性能）については、補強部材（スパイラル部材）を巻きつけたからといって飛躍的に向上するわけではない。ライダーなどからは、バイクを大きく倒した時のグリップ性の向上を要望されることもある。
特開２００４−０６７０５９号公報 特開２００４−０６７０５８号公報 特開２００３−０１１６１４号公報 特開２００２−３１６５１２号公報 特開平０９−２２６３１９号公報

本発明は、上記事実を考慮して、特に旋回時における操縦安定性能を更に高めた二輪車用空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、本発明を完成するにあたり、以下の検討を行った。
二輪車用空気入りタイヤでは、２輪車が車体を傾けて旋回することから、直進時と旋回時とでは、トレッド部が地面と接する場所が異なる。つまり、直進時にはトレッド部の中央部分を使い、旋回時にはトレッド部の端部を使う特徴がある。そのためにタイヤの形状が乗用車用のタイヤに比べて非常に丸い。この丸いクラウン形状（タイヤのトレッド部分の形状）によって、特に旋回中は次のような独特な特性が見られる。

二輪車用空気入りタイヤでは、特に車体を大きく倒した場合の旋回性能については、タイヤのトレッドの片側の端部が接地してグリップ力を発生させている。車体を大きく倒して旋回する場合、図５に示すような接地状態となる。このときの接地形状について考察すると、図５のように、接地形状のセンター寄りと、接地形状のトレッド端部寄りとでトレッド部の変形状態が異なる。トレッド部１０８のタイヤの回転方向（タイヤ周方向、またはタイヤ前後方向とも呼ばれる）の変形を見てみると、センター寄りのトレッド部分１０８Ｃではドライビング状態であり、トレッド端部寄りのトレッド部分１０８Ｅではブレーキング状態である。

ここで、ドライビングとは、タイヤを赤道方向にそって輪切りにした場合に、そのトレッド部分の変形が、トレッド下面（タイヤ内部の骨格部材に接している面）がタイヤ進行方向後方にせん断される力を受け、路面に接地しているトレッド表面がタイヤ進行方向前方に変形しているせん断状態のことであり、ちょうどタイヤに駆動力をかけたときに起こる変形である。一方、ブレーキングはドライビングの逆であり、ブレーキングでは、トレッドの変形はタイヤ内部側（ベルト）が前方にせん断される力を受け、路面に接地しているトレッド表面が後方に変形しているせん断状態となっており、制動したときのタイヤの動きとなる。図５のように、キャンバ角４５度のように大きな角度で傾いて旋回するときには、タイヤに駆動力や制動力が加わっていない状態での回転でも、トレッドセンター寄りの接地領域にドライビング状態が現れ、トレッド端部寄りにブレーキング状態が現れる。これは、タイヤのベルト部の半径の差（径差）による。二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤのクラウン部が大きな丸みを帯びているため、回転軸からベルトまでの距離がトレッドセンター部とトレッド端部とで大きく異なる。図５の場合では、接地部分のセンター寄りの位置での半径Ｒ１は、接地部分のトレッド端部寄りの位置での半径Ｒ２よりも明らかに大きい。タイヤが回転する角速度は同じであるので、ベルト部の速度（タイヤが路面に接触している場合では、路面に沿ったタイヤ周方向の速度をいう。ベルト半径にタイヤ角速度をかけたもの）は、半径の大きいＲ１の部分の方が速い。タイヤのトレッド表面は、路面に接触した瞬間では前後方向にせん断される力を受けていないが、路面に接触したままタイヤ回転にあわせて進み、路面から離れるときには前後方向のせん断変形を受けている。このとき、ベルトの速度が速いタイヤセンター寄りのトレッド部分１０８Ｃではドライビング状態のせん断変形が生じており、タイヤのトレッド端部側（トレッド端部寄りのトレッド部分１０８Ｅ）ではベルトの速度が遅いのでブレーキング変形が生じている。これが、トレッド部１０８の前後方向の変形形態である。

このような旋回中の余計な変形によって、タイヤショルダー部では偏摩耗を起こしやすい。また、トレッドが前方や後方の逆の剪断変形を起こすことから、無駄な挙動を含み、旋回時のタイヤグリップ力に無駄が生じる。理想的には接地しているトレッド部分の変形が全て同じ挙動であればグリップ力が最大になるが、先のような余計な変形が発生して接地している場所によってはグリップ力が発生しない場合がある。例えば、タイヤが傾いたままタイヤに駆動力を加えて加速するときでは、すでにドライビング状態にあるセンター寄りのトレッド部分１０８Ｃでは駆動力がタイヤに加わるとすぐに駆動グリップ力が発揮されるが、すでにブレーキング状態にあるトレッド端寄りのトレッド部分１０８Ｅでは、一度ブレーキング変形がニュートラルに戻り、それから駆動側の変形へとシフトするため、なかなか駆動力に寄与できない。トレッド端寄りのトレッド部分１０８Ｅをドライビング状態にするためには、大きなトラクション力が必要であり、このようなトラクション力を加えるためにアクセルを開いてタイヤに駆動力を加えると、もともとドライビング状態にあるタイヤセンター側のトレッドが滑って空転状態に陥りやすい。

このような問題に対して、本発明者は以下の２つの改良方法を検討した。
１つめの改良方法は、タイヤセンター部がドライビング変形でトレッドショルダー部がブレーキング変形となった状態となることをできるだけ抑制するために、スパイラルベルト上のトレッドゲージを増加させる方法である。

スパイラルベルトはタイヤ周方向に伸びない性質があるため、スパイラルベルトに上記のＲ１、Ｒ２の半径差の影響が直接あらわれる。スパイラルベルトの速度差によって生じるトレッド変形は、一定変位である。即ち、トレッドゲージを増せば、前後剪断方向の変位は一定であるため、ゴムの剪断歪みは低下して、トレッドのドライビング変形やブレーキング変形は緩和されることになる。そのためには、スパイラルベルトからトレッド表面までの距離を厚くとることが重要である。ただし、トレッドゲージを厚くすると、横方向の剪断に対してトレッドが弱くなってしまい、横グリップ性が低下する場合がある。そのため、スパイラルベルトをベルト層のできる限り内側に巻きつけて、スパイラル層の上に他の交錯ベルト層を配置し、その交錯ベル卜層によって、横方向には強く、周方向には伸びる性質を与えることが有効である。

次に、２つめの改良方法を説明する。もともとブレーキング側にあるタイヤショルダー部のトレッド変形を、少しでもドライビング側にしておけば、トレッド端部でもトラクション力を大きく発揮できると考えられる。このためには、トレッド端部でのベルトの速度を速めることが解決方法の１つであるが、このベルトの速度は先に述べたようにベルト半径によって決まっており、ベルト半径を大きくし過ぎると二輪車用空気入りタイヤとして用いることができなくなる。

そこで、トレッド端部については、接地してからタイヤ周方向にベルトが伸びやすい構造にすることで、ベルト速度を速めることが考えられる。すなわち、大キャンバ角度が付く旋回時（以下、大キャンバ時という）において、接地部分のうちセンター側半部はベルトがタイヤ周方向（赤道方向）に伸びない構造で、トレッド端側の半部はベルトがタイヤ周方向に伸び得る構造とすれば、接地してからトレッド端側のベルトが伸びることでトレッド端側のベルト速度が増し、トレッド端側のブレーキング変形を少なくすることができる。その結果、大キャンバ時のトラクション性能（バイクを大きく傾けた旋回からの加速性能）が向上する。

従来の技術では、スパイラルベルト層をトレッドの全領域に巻きつけることが普通である。このようなタイヤであるとトレッドのショルダー部のベルトを赤道方向に伸ばすことはできない。そこで、スパイラルベルトをトレッド端部付近に巻かずに、センター側だけの配置とすれば、大キャンバ時にトレッド端部のべルト速度が増して、トラクション性能を向上させることができる。また、大キャンバ時にトレッドショルダー部のベルトの速度が増すということは、トレッドセンター側のベルトの速度に近づくことであり、これによって、接地しているトレッド部分の余計な動きが抑制される。つまり、これまで逆方向の剪断力を受けるトレッドが、同じ方向の剪断力を受けることになり、無駄な動きが排除されて、偏摩耗の発生を抑制することができる。またトレッドセンター部にはスパイラルベルト層が配置されているため、高速走行時（速度が速いので、二輪車用空気入りタイヤを装着している車両（バイクなど）が直立している時）でのタイヤの遠心力による膨張を抑制することができ、結果として高速時の操縦安定性能が、全幅のスパイラルベルト層を持つタイヤ並みに維持される。

そこで、本発明者は、この２つの手法を組み合わせることを考えた。すなわち、スパイラルベルトをできるだけ骨格部材の内側に配置することで、ベルトの周方向の速度差、すなわち周方向の変位の差が生じても、その上のゴムの厚みを増すことで、ひずみとしては小さくできる特性を生かす。更に、ベルト半径の小さいショルダー部にスパイラルベルトを巻かずに、骨格部材を周方向に伸ばすことで、ショルダー部のブレーキング変形を抑制する。

本発明者は、以上のような検討を行うとともに実験を重ねて更に検討を加え、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、一枚以上のカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ径方向内側に設けられ、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなり、タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみ存在するスパイラルベルト層と、を有することを特徴とする。

タイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内としたのは、製造上の誤差を考慮したからである。

また、請求項１に記載の発明では、スパイラルベルト層の幅を規定しており、トレッド半分のトレッド表面の幅をＬとしている。つまり、タイヤセンターからタイヤの表面に沿ってトレッド端までの距離をＬとしている。このとき、スパイラルベルト層の幅をタイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲と規定している。つまり、何れのトレッド端側であってもトレッド端から幅０．３５Ｌ〜０．１５Ｌの範囲にはスパイラルベルト層は存在しない。

スパイラルベルト層の幅を０．６５Ｌ〜０．８５Ｌとした根拠は、バイクが最も大きく倒れるときであるキャンバ角５０度付近での接地部分を考慮したことに基づく。キャンバ角５０度の旋回時には、トレッド全幅２Ｌのうちの０．４〜０．５Ｌの幅部分のみが接地している。請求項１に記載の発明では、上記のように、トレッドセンター部にスパイラルベルト層を形成して大キャンバ時には骨格部材が接地範囲において周方向に伸びることを防止し、逆にトレッド端部側ではスパイラルベルト層を形成せずに骨格部材をタイヤ周方向に積極的に伸ばすことができる構成とする。接地部の半分は０．２〜０．２５Ｌだけトレッド端から離れた位置であり、この付近にスパイラルベルト層の端部を配置するのが好ましい。ただし、厳密に接地の半分にするのではなく、接地部分のトレッドショルダー側にスパイラルベルトが巻かれていなければ、効果は認められる。それゆえ、０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲としている。

スパイラルベルト層の幅が０．６５Ｌ未満だと、大キャンバ時における接地面のタイヤセンター側でもスパイラルベルト層が伸びてしまい、センター側のベルト速度も増してしまって効果が得られにくくなる。スパイラルベルト層の幅が０．８５Ｌを超えると大キャンバ時における接地面のショルダー側（トレッド端側）でベルトが伸びにくくなってしまい、ショルダー側のベルト速度を速めることができず、効果が得られにくい。

スパイラルベルト層の幅は、好ましくは、０．７Ｌ〜０．８Ｌの範囲内であり、更に好ましくは０．７５Ｌ〜０．８Ｌの範囲内である。

また、カーカスプライ（ボディプライ）は１層以上としている。１層の場合ではタイヤ周方向に対して９０度をなす方向、つまりラジアル方向に配置することが殆どである。２層の場合では、ラジアル方向に２枚重ねても良いし、タイヤ周方向に対して７０度のように角度をつけて互いに交錯させて配置しても良い。また、カーカスのビード部での係止方法は、ビードコアに巻きまわして折り返す形で係止しても良いし、ビード先端でカーカスを切断し、そのコード端部の両側にビードワイヤーを配置してビードワイヤーでカーカスを挟み込む形で係止しても良い。

タイヤ周方向に伸びないスパイラルベルト層の配置位置は、少なくとも１枚のカーカスプライよりもタイヤ径方向内側とした。これによって、スパイラルベルト層をカーカスプライのタイヤ径方向外側に配置する場合に比べ、スパイラルベルト層はトレッド表面よりもタイヤ径方向内側により離れた位置に配置される。つまり、タイヤ周方向に伸びないスパイラルベルト層からトレッド表面までの距離、すなわち実質的なトレッド厚み、を確保することができる。スパイラルベルト層がカーカスプライよりも内側にあれば、カーカスプライの厚み分だけ実質のトレッドの厚みが増したことになる。また、カーカスプライはタイヤ周方向に対して３０度以上の角度を持っているため、タイヤ周方向に伸びる。そのため、スパイラルベルト層は、骨格部材ではあるがタイヤ周方向には変形可能であり、トレッドゴムの変形を一部層代わりすることができる。そのためトレッドゴムのタイヤ周方向の変形が緩和される。

カーカスプライが２枚以上ある場合は、２枚のカーカスプライのタイヤ径方向内側にスパイラルベルトを配置しても良いし、カーカスプライとカーカスプライとの間にスパイラルベルト層を配置しても良い。２枚のカーカスプライのタイヤ径方向内側にスパイラルベルトを配置した構造では、実質のトレッドゴムの厚みを大幅に確保できるメリットがある。また、カーカスプライとカーカスプライとの間に配置した場合は、スパイラルベル卜層がタイヤ内側（タイヤ内周面側）に出てくることを防止でき、スパイラルベルト層がタイヤ内側に剥がれることを抑制できるメリットがある。

請求項２に記載の発明は、前記スパイラルベルト層の幅方向端部からトレッド端までの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上８５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯層が存在することを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、スパイラルベルト層が形成されていない幅０．１５Ｌ〜０．３５Ｌの左右両側のショルダー部の少なくとも一部には交錯ベル卜層が存在することを規定している。ここに交錯層が存在しないと、ベルトの面内剪断剛性が低下し易く、ベルトが弱すぎて旋回時のグリップ力が低下し易い。なお、トレッドセンター部についてはスパイラルベルトが巻かれており、交錯層が存在しなくてもベルト剛性が高く保たれるため問題はない。

また、請求項２に記載の発明では、交錯層のタイヤ周方向に対するコード角度を３０度以上８５度未満としている。タイヤ周方向（赤道方向）に対するコード角度が３０度未満になると、これはすなわちスパイラルベルト層に近づく方向であり、タイヤ周方向（赤道方向）にベルトが伸びにくい特性を持ってくる。こうなると、ショルダー部のベルトを接地領域で赤道方向に伸ばすという本発明の趣旨に反して、トレッドショルダー部で骨格部材が赤道方向に伸びにくくなり、トレッドショルダー部のベルト速度が増しにくくなる。従って、トレッドショルダー部がブレーキング変形のままであり、トラクショングリップを得にくいことに加え、偏摩耗が発生しやすくなる。一方、交錯層のコード角度が８５度を超えると、交錯層としての充分な交錯効果（互いに逆方向のベルトを重ね合わせることによってベルトの面内剪断剛性を高める効果）が得られずに、交錯層の面内剛性が不足して、旋回時に充分なグリップ性が得られない。なお、角度については、好ましくは４５度以上であることが、骨格部材が赤道方向に伸びやすいため良い。また面内剪断剛性を発揮する上でも好ましくは７５度以下が良い。

また、ショルダー部に配置する交錯層に含まれるコードを有機繊維コードとしている。スチールコードのようにコードの圧縮方向にも剛性を持つコードを交錯層として配置してしまうと、骨格部材が面外に曲がりにくい特性をもち、接地面積が小さくなってグリップ力が低下するからである。有機繊維コードであれば、コード方向の圧縮については大きな剛性を持たずに、骨格部材の面外剛性を低下させて接地面積を大きくすることができ、かつ、コードの引っ張り方向には非常に強い剛性をもつため、効果的に面内剛性を高めることができるからである。

請求項２に記載の発明では、このショルダー領域に交錯層を配置する構成であるが、交錯層の配置はカーカスプライで行っても良いし、請求項１で示したカーカスプライとは別の交錯層で行っても良い。もちろん、カーカスプライも交錯しており、かつ、それ以外に交錯ベルトを配置しても良い。カーカスプライで交錯層を形成する場合は、少なくとも２枚のカーカスプライが必要であり、これを互いに交錯させてカーカスプライを形成することになる。カーカスプライ以外のベルトで交錯層を形成する場合は、ボディプライは少なくとも１枚あれば良く、たとえば１枚のラジアルのボディプライの半径方向外側に２枚の交錯ベルトを配置して形成することができる。

なお、スパイラルベルト層を構成するコードの材質については、スチールでも有機繊維でもかまわない。これは、スパイラルベルト層は交錯していないため、必要以上にベルトの面外曲げ剛性を高める心配がないからである。ショルダー部のベルトのように交錯させる場合は、スチールコードの使用は避けるべきである。交錯層の材質としては、芳香族ポリアミド（商品名ケブラー）のように、引っ張り剛性が高く熱にも強い繊維が好ましい。

請求項３に記載の発明は、前記交錯層として、前記スパイラルベルト層とトレッド部との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上８５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置したことを特徴とする

請求項３では、ボディプライの他に少なくとも２枚のお互いに交錯する有機繊維からなる交錯ベルト層があることを規定している。交錯ベルト層は３０度以上、８５度未満とした。その理由は請求項２と同じである。また、交錯ベルト層の配置位置は、スパイラル補強層とトレッド層の間とした。即ち、スパイラル補強層の上にあるボディプライよりも内側でも良いし、外側でも良い。いずれにせよ、スパイラルベルト層からトレッド表面までの厚みを大きく確保できるメリットがある（交錯ベルト層の厚みの分だけ実質のトレッドの厚みが増すことになる）。また幅は、トレッド幅２Ｌの９０％以上とした。ベルト幅は広い方がベルト面内剪断剛性が上がるからである。上限はトレッド幅よりも広くても良い。しかし、広すぎるとサイドウォールまで達してしまい、サイドウォールの剛性が上がってしまうため、現実的には１１０％が上限である。

請求項３のように、カーカスプライ以外に交錯ベルト層がある場合は、カーカスプライは１枚でも良い。１枚の場合は、ラジアル構造となる。

また、スパイラルベル卜層の上に配置される、カーカスプライや、ベルト層などの骨格部材は、角度が３０度以上であるため周方向には伸びやすい。ただし、幅方向にはコードなどの骨格部材で補強されているために、単純なゴムの場合と比べると変形しにくく、適度な剛性を持つ。そのため、単純にトレッドゴムの厚みを増す場合に比べて、横方向に剛性のあるトレッドを形成することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅でトレッド部のタイヤ径方向内側に隣接するように配置したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、トレッド部のタイヤ径方向内側に隣接するように、タイヤ周方向（赤道方向）に対して８５〜９０度以内の角度をなす有機繊維部材を配置することを規定している。これは、トレッド部で、スパイラルベルト層が存在する部分とスパイラルベルト層が存在しない部分とがあるため、その両者の境界でタイヤの骨格部材の剛性が急激に変わり、この部分を接地端が乗り越すとき（すなわち、タイヤをどんどん傾けて旋回するときに接地部分が移動してこの境界を乗り越えるとき）に、ライダーがタイヤの段差を感じて、違和感を感じることを防止するためである。トレッドゴムに比べて内部のベルト等のコードでは剛性が非常に大きい。そのため、内部の骨格部材に不連続な部分があるとその段差をライダーが感じる。そこで、請求項４のように、最外層のベルトがタイヤセンターからタイヤショルダーまで連続することでライダーがこの段差を感じにくくなっている。ライダーにこの段差を最も効果的に感じさせなくするには、タイヤ幅方向に沿って（すなわちタイヤ周方向に対して９０度をなす方向に）コードを配置することが好ましい。請求項４に記載の発明でタイヤ周方向（赤道方向）に対して８５〜９０度以内としたのは、製造上の誤差を考慮したからである。

また、ベルト補強層の幅についてはトレッド全幅２Ｌの９０％以上としている。ベルト補強層を設けた目的は、上記の段差を感じさせなくすること、つまりスパイラルベルト層の端部をベルト補強層で覆って最外層のベルトが分断されないようにすることである。そのため、ベルト補強層の幅を広くしてトレッド部の全領域を覆う配置がより好ましいが、９０％以上であれば、充分にスパイラルベルト層の段差を覆うことができるからである。なお、上限については請求項４には規定していないが、トレッド全幅を超えてサイドウォール部に達してもかまわない。つまり、１１０％となってもかまわない。好ましくは、サイドウォール部の最大幅に達しない程度である１１０％が上限であり、更に好ましくは１０５％である。

ここで、トレッド全幅とは、トレッド部のペリフェリ方向幅のことである。トレッド部のペリフェリ方向幅とは、トレッド部の外周に沿った略円弧方向の幅のことであり、走行時にあらゆるキャンバ角（ＣＡ）で接地する領域の幅のことである。

本発明によれば、特に旋回時における操縦安定性能を更に高めた二輪車用空気入りタイヤを実現させることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。また、以下の説明では、ベルト等の幅はペリフェリ方向幅のことである。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２からトロイド状に延びるカーカス層１４と、を備えている。

カーカス層１４は、ビード部１２のビードコア１１にトロイド状に跨っている。カーカス層１４を構成するカーカスプライ（ボディプライ）は一層であっても複数層であってもよい。カーカス層１４が２枚のカーカスプライ１５Ａ、１５Ｂで構成される場合には、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂを構成するコードの方向がラジアル方向（タイヤ周方向に対する角度が９０度である方向）であっても良いが、タイヤ周方向に対してコードがなす角度（コード角度）が３０度〜８５度の範囲のプライを互いに交錯させて使用するバイアス構造としても良い。またこの場合、各カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂでは、ナイロン繊維を撚ってナイロンコードとしたものが所定間隔で配列されている構成とすることが多い。

カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂの端部はビードコア１１で係止され、両側からビードワイヤー１３が挟みこんでいる。なお、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂの端部がビードコア１１を折り返すように巻き上げられていても良い。

また、二輪車用空気入りタイヤ１０は、カーカス層１４のクラウン部１４Ｃのタイヤ径方向内側にスパイラルベルト層２０を備えている。このスパイラルベルト層２０は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層２１をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるものである。タイヤセンターＣＬからトレッド端Ｔまでのトレッド表面距離（すなわちトレッド部１８のペリフェリ方向幅の１／２）をＬとした場合に、タイヤセンターＣＬから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみこのスパイラルベルト層２０が存在する。

更に、二輪車用空気入りタイヤ１０は、カーカス層１４のクラウン部１４Ｃのタイヤ径方向外側に交錯ベルト層２４を備えている。この交錯ベルト層２４は、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上８５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む。また、この交錯ベルト層２４は、スパイラルベルト層２０の幅方向端部２０Ｅからトレッド端Ｔまでの範囲の少なくとも一部を覆うように、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置されている。

交錯ベルト層２４のタイヤ径方向外側には、ベルト補強層２２とトレッド部１８とが順次設けられている。ベルト補強層２２は、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含み、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅でトレッド部１８のタイヤ径方向内側に隣接するように配置されている。

このように、本実施形態では、スパイラルベルト層２０がタイヤセンターＣＬから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの範囲内にのみ存在するようにスパイラルベルト層２０の幅を規定している。

ここで、大キャンバ時となる旋回時には、トレッド端部付近のトレッド部分が接地部となっている。従って、スパイラルベルト層２０が形成されていないトレッド部分では骨格部材をタイヤ周方向に積極的に伸ばすことができる構成となっているとともに、スパイラルベルト層２０が形成されているトレッド部分では骨格部材が接地範囲においてタイヤ周方向に伸びることを防止している。

これにより、高速走行時の操縦安定性能を高く維持し、車体を大きく倒した旋回時の操縦安定性能（トラクション性能）を向上させた二輪車用空気入りタイヤ１０とすることができる。また、ショルダー部の摩耗を抑制することができる。

また、二輪車用空気入りタイヤ１０では、カーカス層１４のタイヤ径方向内側にスパイラルベルト層２０が配置されている。これにより、スパイラルベルト層２０をカーカス層１４のタイヤ径方向外側に配置する場合に比べ、スパイラルベルト層２０はトレッド表面よりもタイヤ径方向内側により離れた位置に配置される。つまり、タイヤ周方向に伸びないスパイラルベルト層２０からトレッド表面までの距離、すなわち実質的なトレッド厚み、を確保することができる。スパイラルベルト層２０がカーカス層１４よりも内側にあるので、カーカス層１４の厚み分だけ実質のトレッドの厚みが増す。また、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂはタイヤ周方向に対して３０度以上の角度を持っているため、タイヤ周方向に伸びる。そのため、スパイラルベルト層２０は、骨格部材ではあるがタイヤ周方向には変形可能であり、トレッド部１８の変形を一部肩代わりすることができる。そのためトレッド部１８のタイヤ周方向の変形が緩和される。その上、２枚のカーカスプライ１５Ａ、１５Ｂのタイヤ径方向内側にスパイラルベルト層２０を配置しているので、実質のトレッドゴムの厚みを大幅に確保できている。

また、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂとは別に交錯ベルト層２４を配置している。これにより、交錯ベルト層の厚みの分だけ実質のトレッド部１８の厚みが増すので、スパイラルベルト層２０からトレッド表面までの厚みを更に大きく確保することができる。

また、ベルト補強層２２をトレッド部１８の内側に隣接するように配置している。これにより、スパイラルベルト層が存在する部分とスパイラルベルト層が存在しない部分との境界でタイヤの骨格部材の剛性が急激に変わっていても、この部分をトレッド部１８の接地端が乗り越すときときに、ライダーがタイヤの段差を感じて違和感を感じることが防止される。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図２に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ３０は、第１実施形態に比べ、交錯ベルト層２４を設けていない構成にされている。従って、第１実施形態よりも構成が簡素にされている。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図３に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ４０は、第２実施形態に比べ、ベルト補強層２２を設けない構成にされている。従って、第２実施形態よりも構成が更に簡素にされている。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの５例（以下、実施例１、実施例４〜７という）、第２実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの１例（以下、実施例２という）、第３実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例（以下、実施例３という）、比較のための二輪車用空気入りタイヤの５例（以下、比較例１〜５という）、及び、従来例の二輪車用空気入りタイヤの２例（以下、従来例１、２という）について、性能試験を行って性能を評価した。

タイヤサイズは全て１９０／５０ＺＲ１７である。また、各タイヤでは、カーカス層には２枚のカーカスプライが配置されている。また、各タイヤでは、トレッド部に溝を配置していない。

（実施例１）
実施例１は、第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ１０の一例であり、図１に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤである。スパイラルベルト層２０の幅はトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．７５倍とされていて１８０ｍｍ（タイヤセンター（タイヤ赤道面）ＣＬからの片側の幅は９０ｍｍ）である。なお、本実施例ではトレッドショルダー部ＴＳではスパイラルベルト層２０が巻かれていない。また、トレッド部１８の厚みは６ｍｍである。

カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂのコード材質はナイロンである。本実施例では、ナイロン繊維を撚って０．５ｍｍφのコードとした。トレッドショルダー部ＴＳでは、ナイロンコードを５０本／５０ｍｍで打ち込んでいる。
また、このナイロンコードのコード角度はタイヤ赤道方向に対し９０度である。

スパイラルベルト層２０のコードは、０．１８ｍｍφのスチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードを、打ち込み間隔５０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻き付けて形成している。その際、２本の並列したコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体を、略タイヤ赤道方向（略タイヤ周方向）に沿って螺旋状にタイヤ回転軸方向に巻きつけた。

交錯ベルト層２４は、２枚の交錯ベルト部材２５Ａ、２５Ｂからなっている。この交錯ベルト部材は、芳香族ポリアミドを撚って０．６ｍｍφのコードとし、このコードを打ち込み間隔３０本／５０ｍｍで配置したベルト部材（商品名はケブラー）である。タイヤ赤道方向に対するコード角度が６０度となるように交錯配置した。タイヤ径方向内側の交錯ベルト部材２５Ｂの幅は２４０ｍｍであり、タイヤ径方向外側の交錯ベルト部材２５Ａの幅は２３０ｍｍである。

更に、この交錯ベルト層２４のタイヤ径方向外側に配置されているベルト補強層２２では、タイヤ赤道方向に対するコード角度が９０度とされている。ベルト補強層２２は、ケブラー繊維を撚って０．８ｍｍφのコードとし、このコードを打ち込み間隔５０本／５０ｍｍで配置したベルト部材である。ベルト補強層２２の幅は２４０ｍｍである。

ベルト補強層２２のタイヤ径方向外側に隣接するトレッド部１８は、厚みが６ｍｍとされている。

（実施例２）
実施例２は第２実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例であり、図２に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤである。

実施例２は、実施例１に比べ、交錯ベルト層２４が配置されていない。また、カーカス層を構成するカーカスプライのコード角度（タイヤ周方向に対してなす角度）が４５度とされている。

（実施例３）
実施例３は第３実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例であり、図３に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤである。

実施例３は、実施例２に比べ、ベルト補強層２２が配置されていない。

（実施例４）
実施例４は第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例である。実施例４は、実施例１に比べ、カーカス層を構成するカーカスプライのコード角度が４０度とされている。

（実施例５）
実施例５は第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例である。実施例５は、実施例１に比べ、交錯ベルト層のコード角度が７５度とされている。

（比較例１）
比較例１は、実施例１に比べ、交錯ベルト層のコード角度が２０度とされている。

（比較例２）
比較例２は、実施例１に比べ、交錯ベルト層のコード角度が９０度とされている。

（実施例６）
実施例６は第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例である。実施例６は、実施例１に比べ、スパイラルベルト層２０の幅はトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．６６７倍とされていて１６０ｍｍ（タイヤセンター（タイヤ赤道面）ＣＬからの片側の幅は８０ｍｍ）である。

（実施例７）
実施例７は第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの一例である。実施例７は、実施例１に比べ、スパイラルベルト層２０の幅はトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．８３３倍とされていて２００ｍｍ（タイヤセンター（タイヤ赤道面）ＣＬからの片側の幅は１００ｍｍ）である。

（比較例３）
比較例３は、実施例１に比べ、スパイラルベルト層２０の幅はトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．５８３倍とされていて１４０ｍｍ（タイヤセンター（タイヤ赤道面）ＣＬからの片側の幅は７０ｍｍ）である。

（比較例４）
比較例４は、実施例１に比べ、スパイラルベルト層２０の幅はトレッド全幅２Ｌ（２４０ｍｍ）の０．８７５倍とされていて２１０ｍｍ（タイヤセンター（タイヤ赤道面）ＣＬからの片側の幅は７０ｍｍ）である。

（従来例１）
従来例１は、図６に示す構造にされたタイヤであり、カーカス層８２と、そのタイヤ径方向外側にスパイラルベルト層８０と交錯ベルト層８４とトレッド部８８とを順次備えている。

カーカス層８２はカーカス層１４と同じ構成であり、カーカス層８２を構成する２枚のカーカスプライ８３Ａ、８３Ｂのコード角度、コード打ち込み本数などは実施例１と同じである。

交錯ベルト層８４は２枚の交錯ベルト部材８５Ａ、８５Ｂで構成されている。交錯ベルト部材８５Ａ、８５Ｂの幅はそれぞれ交錯ベルト部材１５Ａ、１５Ｂと同じである。従って、交錯ベルト部材８５Ａ、８５Ｂのベルト端では５ｍｍのステップ差が形成されている。

（従来例２）
従来例１は、従来例２に比べ、スパイラルベルト層と交錯ベルト層との配置位置を交換したものである。従って、タイヤ径方向内側から、カーカス層、交錯ベルト層、スパイラルベルト層が順次配置されている。

（試験方法、及び、評価結果）
本試験例では、まず狙いの車体を傾けたときのトラクション性能がどれだけ向上しているかを評価するためにドラムを用いて以下のようにして規定の試験を行った。

本試験例では、全てのタイヤについて、標準リムに組み込み後、タイヤ内圧２４０ｋＰａとした。ここで、標準リムとは、ＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指す。

試験機としては、直径３ｍのドラムに紙やすりを貼り付け、紙やすりを路面に見立てる。そして、ドラムを１５０ｋｍ／ｈで転動させ、ドラム上側から、タイヤをキャンバ角５０度で荷重１５０ｋｇｆで紙やすりに押し付ける。本試験例では、タイヤには回転軸に動力を伝えるチェーンを掛けており、駆動力を掛けることが可能になっている。本試験例ではモーターを用いて駆動力を加えた。

本試験例では、タイヤを１００ｋｍ／ｈで回転させておき、駆動力を加えてタイヤを１２０ｋｍ／ｈまで、３秒の時間で線形に加速させる。そのとき、ドラムは１００ｋｍ／ｈで転動しているため、タイヤに駆動力が掛かった状態となり、車体が傾いた状態におけるトラクションを測定できる。タイヤに働く力を、タイヤのホイール中心に設置した力センサーで読み取る。

読み取ったこの力を、横軸にＦｘ（タイヤ進行方向に平行な方向に作用する力）、縦軸にＦｙ（タイヤ進行方向に垂直な方向に作用する力）として描くと、図４に示すような波形Ｐ、Ｑが得られる。この波形Ｐ、Ｑは摩擦楕円と呼ばれるが、Ｆｘ＝０においてのＦｙの切片は駆動力０での純粋な横力を示し、これがキャンバースラストと呼ばれる力である。本試験例では、このＦｙの切片であるキャンバースラストと、トラクションのピークチップを評価の対象とした。本試験例では、タイヤに駆動力を加えてタイヤの回転を速くする事でトラクション状態のタイヤのグリップ性能を評価している。時間と共に、グラフの波形はＦｘが正の方向に移動する。Ｆｘの最大値がトラクショングリップの指標といえる。

本試験例では、従来例１のＦｘの最大値を指数１００として、他のタイヤの性能（トラクション性能）を相対評価となる指数で評価した。評価結果を表１に示す。

次に、実車を用いた操縦性能比較試験を行った。本試験例で用いた各タイヤはリア用のタイヤであったため、フロントのタイヤを常に従来どおりとし、リアのみのタイヤを交換して実車試験を行った。試験方法、評価方法を次に記す。

供試タイヤを、１０００ｃｃのスポーツタイプの二輪車に装着して、テストコースで実車走行させ、操縦安定性（コーナリング性能）を、テストライダーのフィーリングによる１０点法で総合評価した。コースでは自動二輪車レースを意識した激しい走行を行い、最高速度は２００ｋｍ／ｈに達した。

評価項目は以下の３つである。評価結果を表１に併せて示す。
１）低速コーナーでのトラクション性能（速度５０ｋｍ／ｈで大きく車体を倒した状態からの加速性能）
２）低速コーナーでの旋回性能（速度５０ｋｍ／ｈで大きく車体を倒した状態での横力グリップ性）
３）旋回時のバイクを倒しこむときの連続性（倒しこみ時に異常な挙動をしないことの性能）
また、テストコースを１０周走った時のタイヤショルダー部の偏摩耗状態を確認した。すなわち、タイヤショルダー部の摩耗量を測定し、従来例２のタイヤの摩耗量を指数１０としたときの他のタイヤの摩耗量を相対評価となる指数で求めた。この指数を表１に併せて示す。摩耗量については指数が小さいほど摩耗が少なくて良好であることを示す。

以上の評価結果から本発明者は以下の考察を行った。
（１）実施例１、２では、従来例１、２に比べ、全ての項目で優れているという結果になった。
（２）実施例２と実施例３との比較から、ベルト層の最外層にコード角度が９０度のベルト補強層３４（図２参照）による効果が判る。すなわち、ベルト補強層２２が存在したほうが、Ｆｙ、Ｆｘとも少し高く、しかも、旋回時のバイクを倒しこむときの連続性が良好であった。
（３）実施例１、実施例３、実施例５と比較例３、４との比較から、スパイラルベルト層の幅の影響が判った。これらのタイヤの評価結果より、スパイラルベルト層の幅の有効な範囲を特定することができる。
（４）実施例１と比較例５との比較から、スパイラルベルト層をカーカス層のタイヤ径方向内側に配置することの効果が判る。比較例５でも効果は認められるが、実施例１のようにスパイラルベルト層をカーカス層のタイヤ径方向内側に配置することによって高い効果が得られる。
（５）摩耗量については、実施例１〜７では従来例１、２のほぼ半分であり、トレッドショルダー部の摩耗量を抑制できていることが判る。摩耗量が少ないのは先に述べたようにトレッド端部で骨格部材が伸び易く、トレッド端部でのベルトの速度が速まってタイヤセンター側の速度とトレッド端側の速度差が縮まり、トラクションをかけたときにトレッド部のタイヤセンター側から先に滑ってしまうことが抑制されているからである。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第２実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第３実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 試験例で測定した力を説明する説明図である。 二輪車用空気入りタイヤの接地状態を示す説明図である。 従来例の二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。

符号の説明

１０ 二輪車用空気入りタイヤ
１５Ａ、Ｂ カーカスプライ
１８ トレッド部
２０ スパイラルベルト層
２０Ｅ 幅方向端部
２１ ゴム被覆コード層
２２ ベルト補強層
２４ 交錯ベルト層
３０ 二輪車用空気入りタイヤ
４０ 二輪車用空気入りタイヤ
８０ スパイラルベルト層
８４ 交錯ベルト層
８８ トレッド部
８３Ａ、Ｂ カーカスプライ
ＣＬ タイヤセンター

Claims (4)

1. 一枚以上のカーカスプライと、
   前記カーカスプライのタイヤ径方向内側に設けられ、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなり、タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみ存在するスパイラルベルト層と、
   を有することを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記スパイラルベルト層の幅方向端部からトレッド端までの範囲の少なくとも一部には、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上８５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯層が存在することを特徴とする請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記交錯層として、前記スパイラルベルト層とトレッド部との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上８５度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む交錯ベルト層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置したことを特徴とする請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
4. タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅でトレッド部のタイヤ径方向内側に隣接するように配置したことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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