(57)【要約】【課題】二輪車用タイヤの構造の改良。所要の強度、剛性が確保されつつ軽量化が図られた二輪車用タイヤの提供。【解決手段】タイヤ１０は、トレッド部１１、サイドウォール部１２、ビード部１３、カーカス部１４及びバンド部１５を備える。カーカス部１４は、カーカスプライ１７を有し、カーカスプライ１７は、カーカスコードがトッピングゴム内に埋設されることにより構成される。トッピングゴムは、短繊維を含有し、この短繊維は、カーカスコードの方向に配向されている。短繊維は、外径が１０μｍ、長さが５００μｍに設定されており、トッピングゴムについて、０．１〜２０重量％含まれている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って対向配置された一対のビードコアと、トッピングゴムシート内に複数のカーカスコードが所定方向に沿うように埋設されたカーカスプライとを有し、カーカスプライが各ビードコア間にアーチ状に架け渡されている二輪車用タイヤにおいて、
上記トッピングゴムシートは短繊維を含有し、当該短繊維は、上記所定方向に配向されていることを特徴とする二輪車用タイヤ。
【請求項２】
上記短繊維は、０．１〜２０重量％含有されている請求項１記載の二輪車用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、二輪車用として使用されるタイヤの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二輪車は、通常、四輪車に比べて車体重量が小さく、搭載される原動機の出力も小さい。このため、従来の二輪車用のタイヤは、一般に、四輪車用のタイヤに比べてタイヤの強度（特に剛性）について高くする必要性はなかった。
ところが、近年では、二輪車の大型化及び高出力化がすすみ、そのために、二輪車用のタイヤについてもその強度の向上が要請されるようになった。
従来の二輪車用タイヤでは、タイヤの剛性を向上させるための手段として、タイヤのカーカス部の強度を向上させる手段（例えば、カーカス部を構成するカーカスプライの枚数が増やされる。）、又はビードエイペックスのサイズを大きくする手段等が採用されていた。
【０００３】
また、タイヤの剛性を保持しつつ高速走行時の安定性を向上させるために、カーカスプライの上方にゴム層が配置され、このゴム層が短繊維を含んでいる構造が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２５５３０９号公報
【特許文献２】
特開平７−１０８８０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーカスプライの枚数が増加されたり、ビードエイペックスが大型化された場合や、上記ゴム層が別途設けられた場合は、タイヤの重量が大きくなる。
ところで、二輪車の走行性能の向上のためには、いわゆるバネ下重量を小さくする必要がある。したがって、タイヤの強度が向上したとしても、そのメリットは、タイヤの重量が大きくなることによって相殺される。
そこで、本発明の目的は、自重の増加が抑制されつつ強度（特に剛性）が向上された二輪車用タイヤを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）　上記目的を達成するため、本願に係る二輪車用タイヤは、軸方向に沿って対向配置された一対のビードコアと、トッピングゴムシート内に複数のカーカスコードが所定方向に沿うように埋設されたカーカスプライとを有し、カーカスプライが各ビードコア間にアーチ状に架け渡されている二輪車用タイヤにおいて、上記トッピングゴムシートは短繊維を含有し、当該短繊維は、上記所定方向に配向されていることを特徴とするものである。
【０００７】
この構成によれば、カーカスコードは、トッピングゴムシート内に埋設されているが、このトッピングゴムシートは短繊維を含有している。しかも、この短繊維は、所定方向、すなわちカーカスコードが延びる方向に配向されている。したがって、カーカスプライは、カーカスコードが延びる方向についての引張強度が向上する。しかも、この強度の向上は、上記短繊維が含有されることに起因するから、カーカスプライは、その重量が大幅に増加することがない。
【０００８】
ここで、上記短繊維が上記所定方向に配向されているとは、上記短繊維が次のような状態にあることをいう。
トッピングゴムシートは、並設されたカーカスコードに対してトッピングゴムが供給され、トッピングゴムによってカーカスコードが被覆されるようにシート状に形成されたものである。つまり、トッピングゴムシートが形成されると、同時にカーカスシートが構成される。そして、このトッピングゴムは、一対の圧延ローラ間で展開され、シート状に形成される。
トッピングゴムには、予め短繊維が混合されており、この短繊維が混合されたトッピングゴムが上記一対の圧延ローラ間に供給される。そして、一対の圧延ローラは、所定の送り方向に回転することによって、トッピングゴム及びカーカスコードを送給しながらトッピングゴムシートを形成するが、この送給の際に上記トッピングゴムと共に上記短繊維が当該方向に引かれる。その結果、上記短繊維は、その長手方向が上記送り方向に沿うように引っ張られる。
このように、上記短繊維は、その方向が直接矯正されるものではなくトッピングゴムが引かれることによりトッピングゴムと共にその方向が変化する。したがって、トッピングゴムシート内の短繊維は、すべてが上記所定方向に沿って配置されるものでない。
よって、トッピングゴムシートに含有された短繊維のうち少なくとも３０重量％のものが上記所定方向に対して４０°（ｄｅｇｒｅｅ）以下の角度で交差している場合は、上記短繊維が上記所定方向に配向されている状態であると定義される。
【０００９】
（２）　上記短繊維は、０．１〜２０重量％含有されているのが好ましい。この割合で短繊維が含有されることにより、タイヤの大幅な重量増加は生じない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る二輪車用タイヤ（以下、単に「タイヤ」と称される。）１０の構造を示す要部断面図である。この図には、タイヤ１０の中心を通り且つタイヤ１０の赤道面Ｅと直交する平面に沿った断面が示されている。同図において上下方向がタイヤ１０の径方向であり、左右方向がタイヤ１０の軸方向である。
【００１２】
タイヤ１０は、トレッドパターンを除き、赤道面Ｅを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。タイヤ１０は、トレッド部１１、サイドウォール部１２、ビード部１３、カーカス部１４及びバンド部１５を備えている。
本実施形態の特徴とするところは、カーカス部１４を構成するカーカスプライ１７が後述される構造を備えている点であり、これにより、カーカスプライ１７の所定方向についての引張強度が向上され、その結果、タイヤ１０は、軽量化が図られつつ剛性が向上されている。以下、タイヤ１０の構造についてさらに詳述される。
【００１３】
トレッド部１１は架橋ゴムからなり、そのトレッド面２１は、径方向外向きに凸となるようにアーチ状に形成されている。
二輪車が旋回されるときは、運転者が当該自動二輪車を旋回方向内側に傾斜させるが、このとき、タイヤは、路面とキャンバー角を成して接地する。そして、自動二輪車の旋回時に生じる遠心力に対抗するように、タイヤの接地面にキャンバースラストが発生し、この力によって当該自動二輪車は安定した旋回がなされる。このように、安定したキャンバースラストが発生するために、トレッド部１１の外面、すなわちトレッド面２１は、図１が示すように大きくアーチを描くように形成されている。
トレッド面２１は、路面と接地する。このため、トレッド面２１には、溝部とランド部とからなるトレッドパターン（図示せず）が形成されている。
【００１４】
サイドウォール部１２は、トレッド部１１に連続し、トレッド部１１の両端から径方向内向きに延びている。このサイドウォール部１２も、架橋ゴムからなる。サイドウォール部１２は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。また、サイドウォール部１２は、カーカス部１４の外傷を防止する。
【００１５】
ビード部１３は、サイドウォール部１２に連続して形成されている。ビード部１３は、ビードコア２２と、このビードコア２２から径方向外向きに延びるビードエーペックス２３とを備えている。
ビードコア２１は環状に形成されており、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）からなる。ビードエーペックス２３は、径方向外向きに先細りとなるテーパ状に形成されており、架橋ゴムからなる。
【００１６】
カーカス部１４は、上記カーカスプライ１７を備えている。カーカスプライ１７は、トレッド部１１、サイドウォール部１２及びビード部１３の内周面に沿うように配置されている。カーカスプライ１７の端部３０，３１は、ビードコア２２に掛け回され、サイドウォール部１２側へ延びている。
【００１７】
バンド部１５は、単一又は複数枚のバンドプライ２９を備えている。本実施形態では、バンド部１５は、１枚のバンドプライ２９を備えている。バンドプライ２９は、公知の要領で構成されるが、例えば、バンドコードがトッピングゴムで被覆されることにより形成される。
バンドコードは、例えばアラミド繊維から構成されており、バンドプライ２９の長手方向に沿って配置されている。すなわち、バンドコードは、タイヤ１０の周方向に沿って配置される。ただし、バンドコードがタイヤ１０の周方向に沿って配置される必要はなく、バンドコードがタイヤ１０の周方向（すなわち赤道面Ｅの方向）となす角度は、例えば０°〜４５°の範囲で適宜設定され得るものである。
そして、このバンドプライ２９は、その長手方向がタイヤ１０の周方向に沿うようにカーカス部１４の外側に巻き付けられる。これにより、カーカス部１４が径方向に締め付けられ、補強される。
【００１８】
図２は、カーカスプライ１７の斜視図である。
カーカスプライ１７は、シート状に形成されている。カーカスプライ１７は、カーカスコード１９を備え、トッピングゴムシート２０がカーカスコード１９を被覆した構造となっている。
このトッピングゴムシート２０は、繊維強化ゴム（ＦＲＲ：Ｆｉｂｅｒ　ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＲｕｂｂｅｒ　）から構成されている。すなわち、トッピングゴムシート２０は、基材となるゴム２４（例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、シス１・４ポリブタジエン合成ゴム、あるいはこれらの混合物等）に多数の繊維２５（例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維等）が含有されている。
【００１９】
繊維２５は、短繊維である。本実施形態では、繊維２５の外径は１０μｍ、長さは５００μｍに設定されている。ただし、繊維２５の外径は、５μｍ〜１００μｍの範囲に設定され、長さは、５０μｍ〜３０００μｍの範囲に設定される。また、繊維２５は、トッピングゴムシート２０に６重量％含有されている。ただし、繊維２５は、０．１〜２０重量％の範囲で含有されることができる。
【００２０】
図３は、カーカスプライ１７が成形される工程を図示している。
まず、複数のカーカスコード１９（例えば、ナイロンコード）が並列に配置され、成形ローラ２６に供給される。また、成形ローラ２６には、トッピングゴム２７（未加硫ゴム）が供給される。このトッピングゴム２７は、予め上記繊維２５が上記割合で混合されている。トッピングゴム２７は、カーカスコード１９の上下に供給され、成形ローラ２６によって展開され、矢印２８の方向に引き延ばされながら送給される。これにより、カーカスコード１９は、トッピングゴム２７に埋設された状態となり、シート状のカーカスプライ１７が形成される。
【００２１】
上記繊維２５が混合されたトッピングゴム２７が成形ローラ２６によって展開送給されると、前述のように、トッピングゴム２７は、矢印２８の方向に引っ張られる。このため、上記繊維２５は、その長手方向が当該引張方向（すなわち、上記カーカスコード１９の方向）に向くように矯正される。これにより、シート状に形成されたカーカスプライ１７に含有された繊維２５は、カーカスコードの方向に沿うように配向される。
【００２２】
次に、タイヤ１０は、次のようにして製造される。
図４は、タイヤ１０の成形工程が（ａ）〜（ｃ）の順に示された図である。
まず、同図（ａ）が示すように、ドラム３９の回りに上記ビードコア２２（図１参照）が巻き付けられると共に、ビードエーペックス２３が配置され、一対のビード部１３が形成される。
次に、カーカスプライ１７が両ビード部１３に巻き掛けられながら、両ビード部１３に架け渡される。このとき、カーカスコード１９は、ドラム３９の軸方向に沿って配置され、これにより、カーカス部１４が形成される。さらに、バンドプライ２９が、カーカスプライ１７の上に巻き付けられる。
【００２３】
次に、このように円筒状に形成された部材（以下、「成形前部材」と称される）は、同図（ｂ）が示すように、成形型４０，４１の内部に配置される。そして、成形前部材が所要の膨張器等によって、成形型４０，４１の内部で周方向に膨らまされる。成形前部材は、この状態で加熱される。この加熱処理により、ゴムが加硫される。そして、この加硫処理が終了すると、同図（ｃ）が示すようなタイヤ１０が成形される。
【００２４】
なお、前述のように、カーカスコード１９は、上記ドラム３９の軸方向に沿って配置されているから、タイヤ１０が成形されたときは、カーカスコード１９は、タイヤ１０の軸方向に沿うことになる。すなわち、本実施形態では、タイヤ１０は、いわゆるラジアルタイヤとして構成される。もっとも、カーカスコード１９の方向は特に限定されるものでなく、タイヤ１０がいわゆるバイアスタイヤとして構成されてもよいことは勿論である。
【００２５】
本実施形態に係るタイヤ１０では、カーカス部１４を構成するトッピングゴムシート２０が繊維２５を含有し、しかも、この繊維２５は、カーカスコード１９が延びる方向に配向されている。したがって、カーカスプライ１７は、カーカスコード１９が延びる方向についての引張強度が向上する。これにより、タイヤ１０の剛性が向上する。しかも、この強度（剛性）の向上は、繊維２５がカーカスプライ１７に含有されることに起因するから、カーカスプライ１９の重量が大幅に増加することがない。
【００２６】
言い換えると、タイヤ１０は、従来のタイヤに比べて小さな重量増加でありながら、その剛性は大きく向上するので、タイヤ１０は、例えば、従来のタイヤと同様の剛性が確保される場合には、軽量化が図られる。
この場合、軽量化は、例えば、カーカスプライが複数設けられているタイヤでは、カーカスプライの枚数が減少されること、及びタイヤの剛性を確保するためのビードエイペックスのサイズが小型化されることにより実現される。
特に、本実施形態では、カーカスプライ１７に含有されている繊維２５の割合は、トッピングゴム２７について、０．１〜２０重量％であるから、タイヤ１０の剛性が大幅に向上する一方、その重量増加はわずかである。
なお、本実施形態では、カーカスプライ１７が繊維２５を含有しているが、バンドプライ２９を構成するトッピングゴムが繊維を含有していてもよい。この構成では、バンド部１５が補強されるから、例えば従来においてバンド部が２枚のバンドプライを備えている構造である場合に、バンドプライの枚数が減少され、タイヤ全体としての軽量化が実現され得る。
【００２７】
【実施例】
次に、実施例によって本発明の効果について説明される。なお、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。
【００２８】
表１は、本発明の実施例に係るタイヤの性能について、比較例に対する比較試験が行われた結果が示されている。なお、この比較試験の結果は、参照例を基準として無次元数で表示されている。
実施例、比較例及び参照例に係るタイヤのサイズは、１９０／５０ＺＲ１７である。比較試験に使用されたテスト車両は、１１００ｃｃオンロード向け自動二輪車である。
比較試験は、タイヤの性能として、重量、横バネ定数、及び操縦安定性（テスト車両が走行した場合の直進安定性等）について測定された。そして、参照例に係るタイヤについてこれらがすべて１００とされ、比較例及び実施例に係るタイヤの重量等が指数で表されている。
参照例、比較例及び実施例に係るタイヤの諸元は次の通りである。
【００２９】
［参照例］
参照例に係るタイヤは、従来の１９０／５０ＺＲ１７サイズの自動二輪車用タイヤであり、カーカスプライが２枚設けられている。
［比較例］
比較例に係るタイヤは、参照例に係るタイヤにおいて、カーカスプライの枚数が１枚とされている。すなわち、比較例に係るタイヤは、従来の１９０／５０ＺＲ１７サイズの自動二輪車用タイヤであり、カーカスプライが１枚設けられている。
［実施例］
実施例に係るタイヤは、１９０／５０ＺＲ１７サイズの自動二輪車用タイヤであり、繊維が含有されたカーカスプライが１枚設けられている。
含有された繊維は、その外径が１０μｍ、その長さが５００μｍに設定されている。また、この繊維は、カーカスプライを構成するトッピングゴムについて、６重量％だけ含有されている。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１から、次のことが考察される。
近年では、二輪車用タイヤは、十分な強度、剛性を有することは勿論のこと、従来の強度、剛性を確保しつつ軽量化が要請されている。
表１が示すように、比較例では、軽量化が図られているが、横バネ定数は１５％減少し、操縦安定性は３０％も低下している。これに対して、実施例では、比較例と同様、８％の軽量化が図られつつも、横バネ定数についてはわずか２％の減少であり、操縦安定性については５％の低下に止まっている。
すなわち、実施例では、８％の軽量化が実現されながら、タイヤの強度、剛性はわずかに低下しているのみである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カーカスプライを構成するトッピングゴムシートに短繊維が含有されることにより、カーカスコードの方向についてカーカスプライの引張強度が向上するので、タイヤの大幅な重量増加が生じることなく強度、特に剛性が向上する。
言い換えると、近年、特に大型二輪車に採用されるタイヤについて軽量化が要請されているところ、タイヤの所要の剛性を確保しつつ効果的な軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る二輪車用タイヤの構造を示す要部断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る二輪車用タイヤのカーカスプライの斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るタイヤのカーカスプライが成形される工程を図示している。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るタイヤの成形工程が（ａ）〜（ｃ）の順に示された図である。
【符号の説明】
１０・・・タイヤ
１３・・・ビード部
１４・・・カーカス部
１７・・・カーカスプライ
１９・・・カーカスコード
２０・・・トッピングゴムシート
２２・・・ビードコア
２３・・・ビードエイペックス
２４・・・ゴム
２５・・・繊維
２７・・・トッピングゴム
【図１】
2004098922.tif 000004
【図２】
2004098922.tif 000005
【図３】
2004098922.tif 000006
【図４】
2004098922.tif 000007