JP2009051362A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】スパイラルベルトを設けても操縦安定性が高い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】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とする。タイヤセンターＣＬからトレッド表面に沿った幅方向端までの距離が０．４Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内とされたトレッドセンター部ＴＣには、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が０〜５°の範囲内とされたスパイラルベルト２０が配置されている。トレッドセンター部ＴＣに隣接するトレッド側部ＴＳのうちトレッド側部端側ＴＳＥの骨格部材では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が４５〜９０°の範囲内とされている。トレッドセンター部ＴＣとトレッド側部端側ＴＳＥとの間の骨格部材では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度がトレッドセンター部ＴＣよりも大きくてトレッド側部端側ＴＳＥよりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、二輪車用空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に、高速時の操縦安定性能、バイクを大きく倒す深いコーナリング時のトラクション性能、及び、タイヤショルダー部の耐摩耗性能を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。

なお、バイクの特性上、速度が上がるのは直進時、すなわちＣＡが０度付近のバイクが直立している状態のときであり、タガ効果が求められるのは、特にタイヤセンター部の膨張に対してである。一方、タイヤ旋回中にはＣＡが４５度以上となり、バイク車両の速度も落ちるため、遠心力によるタイヤの膨張の心配は少ない。
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、スパイラルベルトを設けても操縦安定性が高い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６に示すような接地状態となる。接地している範囲の幅はトレッド全体の幅の２５％程度である。このときの接地形状について考察すると、図６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６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６の場合では、接地部分のセンター寄りの位置での半径ＲＣは、接地部分のトレッド端部寄りの位置での半径ＲＡ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ＲＡ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。特にトレッド端から１０％未満の領域である領域Ａ（図６参照）では、ブレーキング変形が大きいため、蹴り出し部分でタイヤ周方向に滑りやすく摩耗が起こり易い。

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。図６に示した領域Ａは、既にタイヤ周方向にせん断変形を受けており、横力が加わってトレッドが横に変形しようとしても、既にタイヤ周方向に摩擦係数を使っているため、横方向に１００％の摩擦係数を使えずに非効率となる。理想的には接地しているトレッド部分の変形が周方向には生じずに全て横方向に発生すれば横力は最大となる。また、周方向のトレッドの変形にバラツキがあると、滑り方にもバラツキが発生する。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、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。

また、スパイラルベルトを途中でとめて、その先に交錯層を設けた場合、スパイラルが存在する部位と存在しない部位での骨格部材の剛性の差が著しく、スパイラルベルト端部付近のゴムに大きな歪が生じる。そのため、スパイラルベルト端部から亀裂が発生して故障にいたる場合が想定される。

以上のような検討のもとで、本発明者は、この剛性段差を解消して亀裂の発生を防止することを鋭意検討し、両者の間に中間層を設けることを考え出した。
また、この中間層があることによって、バイクを倒していく時のグリップの変動も少なく押さえられるメリットがあることも見い出した。従来では、スパイラルベルトの存在する部分からスパイラルの無い部分に接地部分が移動する際に、内部の骨格部材の剛性変化が大きいため、ライダーが違和感を感じる場合があった。中間層を設けることによって、内部の骨格部材の段差乗り越しの変動が段階的に変化するため、ライダーは滑らかな車体の倒しこみ、車体を起こしての加速ができる。

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、トレッド部のタイヤ内側に配置される骨格部材が、タイヤ周方向に対するコード角度が互いに異なる少なくとも３種の部材で構成されおり、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トレッド表面に沿った幅方向端までの距離が０．１Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内とされたトレッドセンター部には、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が０〜５°の範囲内とされたスパイラルベルトが配置され、前記トレッドセンター部に隣接するトレッド側部のうちトレッド側部端側の骨格部材では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が４５〜９０°の範囲内とされ、前記トレッドセンター部と前記トレッド側部端側との間の骨格部材では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が前記トレッドセンター部よりも大きくて前記トレッド側部端側よりも小さい、ことを特徴とする。

請求項１では、トレッド内部の骨格部材の角度を規定している。骨格部材としては、ベルト、カーカスプライなどである。
ベルトの角度は、タイヤ周方向（赤道方向）に平行なもの（すなわち、スパイラルベルト）が０度であり、これが最も周方向に伸びないことになる。すなわち、遠心力に対するタガ効果を発揮できる。

一方、ベルトの角度が４５度以上であると、ベルトが交錯していても赤道方向に十分に伸びることができる。これは丁度、電車のパンタグラフのように、コード自身が伸びなくても、交錯ベルトが幅方向に縮むことによって、周方向（赤道方向）にベルトが伸びることが出来るからである。
ベルト角度が１０度〜４５度未満の場合は、ベルトの伸びやすさは両者の中間となる。

本発明の趣旨は、スパイラルベルトがあると高速転動時に遠心膨張しないというメリットが有るが、タイヤ旋回時にトレッド側部端側が伸びずに、ブレーキング状態となり、横方向のグリップに寄与できないデメリットがあることを解消するものである。そこで、周方向のベルトの伸びやすさに注目し、これがベルトやボディプライの赤道方向に対する最小の角度によって決まっていることから、この角度を赤道方向から３段階に変化させることを規定している。３段階にしたのは、２つの理由がある。１つは、２段階（すなわち、スパイラルベルトがあるかないか）とした場合は、スパイラルベルトが巻いてある部分の周方向ヘの伸び難さと、スパイラルベルトが巻いてない部分の周方向への伸び易さとの差が大きすぎて、すなわち両者の間の剛性段差が大きすぎて、スパイラルベルト端部付近のゴムに周方向剪断力が強く働き、この部分の歪が大きくなって、亀裂を生じる場合がある。３段階とすることで剛性の変化を和らげることができ、亀裂の発生を抑制できる。２つ目の理由は、剛性の変化による操縦安定性能の変化、すなわちタイヤグリップの変化を滑らかにすることができる点である。２段階の構成（スパイラルベルトがあるかないか）の場合では、スパイラルベルトがある部分からスパイラルベルトが無い部分に接地形状が移動する時に、グリップの変化が大きい。また、スパイラルベルトがある部分と無い部分とでは、ベルトの面外曲げ剛性も異なり、乗り心地の変化も大きく、バランスを保って旋回するバイクにおいては、不安定な挙動を感じやすかった。請求項１のようにベルトの構成を３段階とすることで、段差の変化がすくなく、減速して旋回する時の滑らかな車体の倒しこみ、それから加速するときの滑らかな車体の起こし、が可能となる。

請求項１では、トレッド部の片側、すなわちタイヤセンターからトレッド端部までを３つの領域に分けている。その領域を、タイヤセンターから、トレッド端部に向かって、トレッドセンター部、トレッド側部中央側、トレッド側部端側と呼んでいる。
請求項１では、ＣＡ４５度以上の旋回時において、トレッド端部の内部骨格部材（ベルトやプライ）が周方向に伸びれば良い。その周方向への伸び易さは骨格部材のタイヤ周方向に対するコード角度によって決定される。赤道方向に巻かれたスパイラルベルトは殆ど伸びない。また、赤道方向に対して角度が４５度以上であると非常によく伸びる。そこで、トレッドセンター部のコード角度の最小角度を０〜５度とした。これは実質的に周方向にぐるぐると巻きつけるスパイラルベルトを意味する。一方、トレッド側部端側のコード角度の最小角度を４５度〜９０度とした。これによって、トレッド側部端側は周方向に伸び易い。両者の中間に位置するトレッド側部中央側ではこの間のコード角度とした。

本発明者は、ベルトの赤道方向の角度と周方向の引っ張り剛性との関係を調べる実験を行った（図７、図８を参照）。
実験を行うにあたりコード入りのゴムシートを準備し、ベルト部材に見立てた。ゴムシートの寸法は長さ２５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、高さが１ｍｍであり、ゴムシートの内部には芳香族ポリアミド（商品名：ケブラー）のコードが配置されている。このコードは、芳香族ポリアミドの繊維を撚って０．７ｍｍとして、幅１ｍｍに対して１本コードとして打ち込まれている。すなわち打ち込み間隔は５０本／５０ｍｍである。コードはゴムシートの高さ方向の中心に打ち込まれる。このゴムシートに打ち込むコードの角度を５度刻みに０度〜９０度まで用意した。ゴムシートの長手方向を赤道方向に見立てている。コードが打ち込まれているゴムシートは、図７に示すように、間隔Ｍが２００ｍｍである鉄製のクランプで両端を押さえられて、長手方向に引っ張ってそのときの反力から剛性を導く。具体的には、長手方向に１００Ｎで引っ張った時と、３００Ｎで引っ張った時の両方の伸びを測定し、この伸びの引っ張り力の差分２００Ｎを伸びの差分で割った値を剛性とした。具体的には、１００Ｎで引っ張った時の伸びをＬ１（ｍｍ）、３００Ｎで引っ張った時の伸びをＬ２（ｍｍ）とすると、ゴムシートの剛性Ｋ＝（３００Ｎ−２００Ｎ）／（Ｌ２ｍｍ−Ｌ１ｍｍ）で求めることができる。なお、差分を取ったのはクランプするときのセットの仕方で、ゴムシートの初期状態のコントロールが難しいためであり、１００Ｎで引っ張った時からの伸びとすればいずれのサンプルの剛性も精度良く測定できるからである。５度刻みの剛性の変化をグラフで示す（図８参照）。また、交錯した場合も想定し、ゴムシートの寸法は長さ２５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、高さが２ｍｍのゴムシートの中に、２層にコードを配置したゴムシートも準備した。厚みが先のゴムシートの２倍となっている。打ち込むコードは先の１層のものと同じであり、ケブラーを用いている。同じく０度〜９０度までのゴムシートを準備した。２層のものは、３５度の場合では、１枚目と２枚目の角度を交錯させて長手方向（赤道方向）に配置する。つまり、赤道方向に対して１枚目が右上がりであれば（時計の針でいうと、６時から１２時の方向を赤道方向とすると、７時から１時の方向が右上がり。逆に５時から１１時の方向は左上がり）、２枚目は左上がりとする。０度の場合は、長手方向に平行にコードが並んだ層が２層配置されることになる。

これらのゴムシートについて剛性の測定を行い、その結果をプロットした（図８参照）。１枚で０度の時の剛性を１００とした。
この測定結果からわかるように、コード方向が５度未満であると、非常に強いことがわかる。またシートの剛性はコード角度１０度〜４５度で大きく変化する。コードの角度４５度では１枚の時も２枚の時も、剛性は０度の時の３分の１程度であり、３倍伸びやすくなっていることがわかる。４５度以上にするとさらにシートは伸びやすくなる。シートは、コード角度が６０度〜９０度の時が伸びやすい。
なお、最も伸びるのは９０度のときであり、このとき図６の周方向のトレッド変形の差を最も効果的に緩和することができる。カーカスプライをラジアルとすれば、最もトレッドの変形の差を緩和することができる。一方、ベルト部材としては周方向の伸びやすさと面内せん断剛性のバランスを考えた場合には、コードの角度は４５度〜８５度が好ましい。コードを交錯させて使う場合を想定すると、コードの角度は６０度〜８０度が更に好ましい。
一方、周方向に伸ばさない観点からは、コードの角度は０〜５度が良い。このような赤道方向の角度はスパイラルベルトとなる。

なお、今回の実験では、２５０ｍｍのシートの両側の２５ｍｍずつをクランプして、シートが延びるのはＭ＝２００ｍｍ（図７参照）の部分であった。１０００ｃｃバイクに使われる二輪車用リアタイヤのＣＡ４５度での接地形状はラグビーボール型になり、荷重が大きくかかったときの接地長が２００ｍｍ程度、接地幅が７０ｍｍ程度である。今回のシートはこの接地形状の大きさを想定してこのサイズとした。
以上の実験から、請求項１に記載の発明の数値の根拠が導かれる。

３分割した領域のセンターにおけるコード角度、すなわちタイヤセンター部に配置するスパイラルベルトのコード角度を０〜５度としたのはこの実験で、１枚のベルトの時に０〜５度で剛性が非常に高く、高速転動したときにタガ効果を得られるからである。高速転動するときは、バイクが直立しているときであり、タイヤのセンター部を使用する。

３分割したトレッド側部のコード角度を４５度〜９０度としたほうが好ましいのは、１枚のシートの実験でも、２枚のシートの実験でも、４５度以上であれば、ベルトが周方向に伸びるからである。４５度未満になると、ベルトが周方向に伸びずに、図６のトレッドの周方向の変形を緩和する効果が小さくなる。一方上限については、９０度とすれば、最もベルトが周方向に伸びることができ、このときに図６の周方向のトレッド変形の差を最も効果的に緩和することができる。なお、ベルト部材としては周方向の伸びやすさの他にも、ベルトの面内せん断剛性を保つことも必要であり、周方向の伸びやすさと面内せん断剛性のバランスを考えた場合には、コードの角度は８５度以下で交錯させることが好ましい。コードを交錯させて使う場合を想定すると、コードの伸びやすさとベルト面内せん断剛性のバランスを考えた場合、コードの角度は４５〜８０度が更に好ましい。

両部分の間に位置するトレッド側部中央側では、この両者の間のコード角度と規定した。これは、実験で明らかなように、引っ張り剛性がベルトの角度によって単調に変化するからである。両者の間の角度にしておけば、両者の間の引っ張り剛性の部材となり、引っ張り強さをタイヤセンターから、タイヤショルダー端部にむけて徐々に変化させることができる。

なお、請求項１のようにベルトの構成を３段階とせずに、ベルトの構成を２段階とした場合（たとえば、タイヤセンター部ではスパイラルベルトであり、タイヤ側部では３０度の交錯ベルトである場合）、タイヤセンター部とタイヤショルダー部とで部材の周方向の伸び方が著しく異なり、両部材の境目で大きな剪断歪がスパイラルコードの巻き終わり部分で発生する。これはスパイラルコードを土台として、その外側のベルトが周方向にずれようとする剪断であり、この剪断によってスパイラルコードの巻き終わりの位置に、周方向全周３６０度にわたって亀裂が発生しやすい。ゆえに、本願の請求項１のように、両者の間に中間的な引っ張り剛性を持つ部材を配置する構成とした。

トレッド側部の端部でベルトが伸びるということは、図６で示した、ＣＡ４５度以上のバイクを大きく倒した旋回において、トレッド端部のベルトが接地してから伸び、トレッド端部のベルトの速度が増すことになる。これによって、図６の周方向のトレッド変形の差が緩和される（すなわち、接地のセンター側でドライビング、接地のショルダー側でブレーキングの変形が緩和される）ことになって、トレッドの無駄な周方向の変形挙動が少なくなり、トレッドゴムが横方向に集中的にグリップを発生することが出来る。また周方向の無駄な変形が抑制されるので、ドレッドが周方向に滑りにくくなり、偏摩耗が抑制される。

請求項２に記載の発明は、前記トレッド側部端側のタイヤセンター寄りの幅方向端が、トレッド端からタイヤセンター側にトレッド表面に沿って０．１Ｌ〜０．２５Ｌの範囲内とされていることを特徴とする。
請求項２では、ベルトを周方向に伸ばすべきトレッド側部端側領域の幅について規定している。また、請求項２では、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そってトレッド端までの距離をＬとしている。このとき、ショルダー部でベルトを伸ばす必要があるトレッド側部端側の幅は、トレッド端から０．１０Ｌ〜０．２５Ｌと規定した。

この幅を設定した根拠は、バイクが最も大きく倒れるＣＡ（キャンバー角）が５０度付近での接地部分に基づく。ＣＡ５０度の旋回時には、トレッド全幅２Ｌの０．４〜０．５Ｌのトレッド端部の部分のみが接地している。上述したように、トレッド側部端側では骨格部材を周方向に積極的に伸ばしたい。このためにはトレッド側部端側で周方向に積極的にベルトを伸ばすことが重要である。ＣＡ５０度の接地の中心は、トレッド端から０．２〜０．２５Ｌだけ離れた位置であり、この領域を周方向に伸ばすことを考える。ただし、厳密に接地の半分にするのではなく、接地部分の半分が伸びなくても、接地領域の幅方向の１／４程度の領域が伸びれば十分な効果が得られる。そこで、幅を０．１Ｌ以上０．２５Ｌ以下としている。０．１Ｌの時は、接地幅の１／４の領域でベルトが伸びる。０．２５Ｌの時は接地幅の半分の領域でベルトが延びることになる。０．１Ｌ未満だと、ベルトが伸びる領域が狭すぎて効果が少ない。０．２５Ｌを超えるとベルトあまり伸ばしたくないトレッドのセンター側のベルトも伸びることになり好ましくない。

なお、上述したように、トレッドセンター部にはスパイラルベルトが配置される。このスパイラルベルトは、非伸張性の部材を用いることが好ましく、例えば芳香族ポリアミド（ケブラー）を撚ったコードや、スチールを撚ったコードなどを用いることができる。トレッドセンター部の幅を０．１Ｌ〜０．７５Ｌとしてもよい。

トレッドセンター部へのスパイラルベルトの配置理由は、高速転動時の遠心力によるタイヤの膨張を防止することにある。遠心力が最も働くのはタイヤのセンター部分であり、この部分にスパイラルベルトを巻く必要がある。トレッドセンター部の０．１Ｌの幅というのは、左右で０．２Ｌの幅ということになる。リアタイヤのＣＡ０度での接地幅も０．４Ｌ〜０．５Ｌであるため、片側０．１Ｌ、両側で０．２Ｌ以上の幅があれば、接地形状の真ん中部分の約半分についてスパイラルベルトを配置できて、タガ効果によって膨張を抑えることができる。これ以下になると、スパイラルベルトを巻く幅が狭すぎて、遠心力による膨張を抑制できなくなるおそれがある。上限の０．７５Ｌは、大ＣＡ時（例えばＣＡ４５度）の接地形状の真ん中までとなる。これ以上に巻き付けると、大ＣＡ時での接地部分のトレッド端寄りの領域（トレッド側部端側）を周方向に伸ばすという本発明の効果を得難くなる。

請求項３に記載の発明は、前記トレッドセンター部のトレッド端寄りの幅方向端が、タイヤセンターからトレッド端側にトレッド表面に沿って０．５Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内とされていることを特徴とする。
請求項３では、旋回時でのグリップ性の向上に重点を置いた幅を規定している。ＣＡ４５度での旋回時には、トレッド端部から０．４Ｌ〜０．５Ｌの領域が接地している。接他領域のセンター側ではベルトは周方向に延びないのが好ましく、トレッド端では伸びることが好ましい。この伸びの差が大きいほど、図６に示したセンター側でトレッドのゴムがドライビング変形、ショルダー側でブレーキング変形になることを防止できる。そこで最も伸びにくいスパイラルベルトを、ＣＡ４５度の接地領域まで巻きつける。幅が０．５Ｌの時は、スパイラルベルトは接地の境界までまかれており、この伸びないベルトの影響でその近傍のベルトも延びにくくなる効果が得られる。０．７５Ｌ以下としたのは、ＣＡ４５度の接地領域の中心が０．７５Ｌであることと、スパイラルベルトの隣の領域にトレッド側部中央側の領域を設け、ある程度角度の少ないベルトを巻くことを考えての配置である。つまり、０．７５Ｌ以下であれば、ＣＡ４５度の接地のセンターよりについて周方向に伸びないように拘束できる。また、トレッド側部端部の領域は、０．１Ｌ以上０．２Ｌ以下とした。これは請求項２の理由による。上限を０．２５Ｌではなく０．２Ｌとしたのは、トレッドセンター部とトレッド側部端側との間にトレッド側部中央側の領域を設けるために、０．０５Ｌの幅を削ったためである。

請求項３のような構成にすれば、ＣＡ４５度のようにバイクを深く倒した時の接地において、ベルトの伸び易さの差を最も大きくつけることができる。すなわち、接地部位のタイヤセンター側はスパイラルベルトによって伸び難く、接地部位のトレッド端側は伸び易い構成とすることができ、その両者の中間を、中間の伸び特性をもつベルトで配置することができる。

請求項４に記載の発明は、前記トレッドセンター部と前記トレッド側部端側との間の骨格部材は、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が１５〜４５度の範囲内であることを特徴とする。
請求項４では、前記トレッドセンター部と前記トレッド側部端側との間を構成するトレッド側部中央側のベルトの角度を具体的に示した。上記の実験で説明したように、この部分（トレッド側部中央側）のコード角度を１５度〜４５度とすれば、スパイラルベルトと伸びやすいベルトとの中間の伸びをもつ部分とすることが可能である。
さらに好ましくは２０度〜４０度である。これにより、スパイラルベルトと４５度以上のベルトとの中間の伸び特性が得られて良い。

請求項５に記載の発明は、タイヤ周方向に対するコード角度が４５度〜８０度の範囲内の有機繊維コードからなり幅方向端部が前記トレッド側部端側にまで達する２枚の互いに交錯する交錯ベルトで構成される交錯ベルト層が設けられていることを特徴とする。
請求項５では、請求項１〜４の具体的な構成を規定している。請求項５では、有機繊維コードからなる２枚の交錯ベルトが設けられ、この交錯ベルトの幅方向端部がトレッド側部端側にまで達している。トレッド側部端側に達しているとは、トレッド側部端側の領域に一部が入っていれば良い。

交錯ベルトのコード角度は４５度〜８０度の範囲である。これがトレッド側部端側でのコード角度となる。この交錯ベルトの他に請求項１で規定したスパイラルベルトが配置されている。スパイラルベルトは赤道方向に対してコード角度が０〜５度であり、素材は非伸張性の有機繊維でも良いし、スチールであっても良い。スパイラルベルトと上記２枚の交錯ベルトとの位置関係は、スパイラルベルトがタイヤ半径方向内側でも良いしタイヤ半径方向外側でも良い。また、カーカスプライは１枚でも良いし２枚でも良く、その角度（コード角度）はラジアルでも良いし、赤道方向に対して４５度以上の角度でお互いに交錯していても構わない。４５度よりも小さいと、トレッド側部で伸びなくなるので好ましくない。

トレッド側部中央側については、赤道方向に対する角度が１５度〜４５度の骨格部材を配置することが好ましい。この骨格部材を有機繊維で構成すると、タイヤを重くせずにすみ、操縦安定性能が損なわれないために好ましい。この骨格部材は、左右１対に対称に配置するのが良い。１対の配置する場合、スパイラルベルト端部と重なっても良い。また、スパイラルベルト端部と重ならずに、両者の間に隙間が出来ても良い。１対の骨格部材は、交錯ベルトとプライとの間に配置しても良いし、交錯ベルトの外側に配置しても良い。また交錯ベルトの間に配置しても良い。この１対の骨格部材の幅は１０ｍｍ以上あれば効果がある。

請求項６に記載の発明は、タイヤ周方向に対するコード角度が４５度〜９０度で交錯する少なくとも２枚のカーカスプライが設けられていることを特徴とする。
請求項６では、カーカスプライ（ボディプライ）を交錯させることで、カーカスプライの交錯によってトレッド側部端側の交錯層が形成される場合の構成を示した。この場合、交錯ベルトは存在しない。カーカスプライを交錯させることで骨格部材の面内剪断剛性を得ている。

この場合についても、左右１対の１５度〜４５度の骨格部材を配置することが好ましい。配置位置はカーカスプライに接するようにカーカスプライの半径方向外側に配置しても良いし、２枚のカーカスプライの間に配置しても良い。また、トレッドセンター部のスパイラルベルトと重なるように配置しても良い。重なる場合には、１対の骨格部材（例えばタイヤ周方向に対してコード角度を付けたベルト）の半径方向外側にスパイラルベルトを配置すれば、この骨格部材の端部をスパイラルベルトで押さえ込むことができ、端部からの亀裂の発生を抑制することができるために好ましい。

請求項７に記載の発明は、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に配置された骨格部材のうちの最外層部材と前記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８５度〜９０度の範囲内の有機繊維コードからなるベルト補強層を、トレッド幅の９０％以上１１０％以下の幅で配置したことを特徴とする。
請求項７では、これらの骨格部材のタイヤ半径方向外側に、８５度〜９０度のベルト（ベルト補強層）を幅広く配置することを規定している。このベルトの存在によって、部材の段差がぼかされて、ライダーは更に滑らかに車体の倒しこみ、起こし上げをすることが可能となる。

また、幅についてはトレッド全幅２Ｌの９０％以上１１０％とした。このベルト補強層の目的は段差を感じさせなくすること、つまりスパイラルベルトの端部や、幅狭部材の端部をこの部材で覆って、最外層のベルトが分断されないようにしている点にある。そのため、幅を広く、トレッドの全領域を覆う配置が好ましい。９０％以上とすれば、十分にベルト角部の段差を覆うことができる。なお、上限については、トレッド幅を超えてサイド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、タイヤのサイド部の最大幅に達しない程度の１１０％が上限である。

ベルト補強層のコード材質は有機繊維とした。自動二輪車のタイヤは断面形状が非常に丸いため、幅方向にコードの圧縮側に剛性を持つスチールを用いると、タイヤがたわみにくくなり、接地面積が減少するからである。有機繊維では、コードの圧縮側には剛性が低く、接地面積を減少させる心配がない。

本発明によれば、スパイラルベルトを設けても操縦安定性が高い二輪車用空気入りタイヤとすることができる。

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。本実施形態では、カーカス層１４は２層のカーカスプライ（ボディプライ）１５Ａ、１５Ｂで構成されている。本実施形態では、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂのコード角度はタイヤ周方向に対して６５度（タイヤ赤道方向に対して６５度）とされており、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂは互いに交錯するように配置されている。各カーカスプライでは、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、本実施形態では、トレッド部１８のタイヤ内側に配置される骨格部材が、タイヤ周方向に対するコード角度が互いに異なる少なくとも３種の部材で構成されている。
トレッドセンター部ＴＣには、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が０〜５°の範囲内とされたスパイラルベルト２０が骨格部材としてカーカス層１４とトレッド部１８との間に配置されている。ここでトレッドセンター部ＴＣは、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からトレッド表面に沿った幅方向端までの距離が０．４Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内のタイヤ部分である。このスパイラルベルト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。

トレッドセンター部ＴＣに隣接するトレッド側部ＴＳのうちトレッド側部端側ＴＳＥの骨格部材（カーカスプライ、ベルト部材など）では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が４５〜９０°の範囲内とされている。本実施形態では、このトレッド側部端側ＴＳＥにはカーカスプライ１５Ａ、１５Ｂ以外に骨格部材は配置されていない。従って、トレッド側部端側ＴＳＥの骨格部材のタイヤ周方向に対するコード角度の最小角度は、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂによって６５度となる。

トレッド側部端側ＴＳＥとタイヤセンター部ＴＣとの間を構成するトレッド側部中央側ＴＳＩには、タイヤ周方向に対するコード角度が所定角度範囲内とされた角度付きベルト２６がカーカス層１４とトレッド部１８との間に配置されている。そして、トレッド側部中央側ＴＳＩの骨格部材のタイヤ周方向に対するコード角度の最小角度は、トレッドセンター部ＴＣよりも大きくてトレッド側部端側ＴＳＥよりも小さい。
なお、スパイラルベルト２０のタイヤ径方向内側に角度付きベルト２６の端部が入り込んでスパイラルベルト２０によって押さえ込まれるように角度付きベルト２６が配置されている。

本実施形態では、このように骨格部材のコード角度を段階的に異ならせることで、スパイラルベルト端部付近のゴムにおける亀裂の発生を抑制できる。また、骨格部材端部における段差の変化を少なくして、減速して旋回する時の滑らかな車体の倒しこみ、それから加速するときの滑らかな車体の起こし、が可能となる。

［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、トレッド部１８のタイヤ径方向内側に配置された骨格部材のうちの最外層部材であるスパイラルベルト２０のタイヤ径方向外側とトレッド部１８との間にベルト補強層３２が配置されている。また、本実施形態でトレッドセンター部ＴＣは、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からトレッド表面に沿った幅方向端までの距離が０．１Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内のタイヤ部分である。

ベルト補強層３２のタイヤ周方向に対するコード角度は８５度〜９０度の範囲内とされている。また、ベルト補強層３２を構成するコードは有機繊維コードとされている。ベルト補強層３２は、トレッド幅の９０％以上１１０％以下の幅で配置されている。
このようにベルト補強層３２を設けることによって、各骨格部材（スパイラルベルト２０、角度付きベルト２６、及び、カーカス層１４）の端部における段差がぼかされて、ライダーは更に滑らかに車体の倒しこみ、起こし上げをすることが可能となる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態でも、第１実施形態と同様、トレッド部５８のタイヤ内側に配置される骨格部材が、タイヤ周方向に対するコード角度が互いに異なる少なくとも３種の部材で構成されている。

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１実施形態に比べ、カーカス層１４に代えて、一枚のカーカスプライ４４Ａで構成されるカーカス層４４を備えている。カーカスプライ４４Ａのタイヤ周方向に対するコード角度は９０度である。すなわち、カーカスプライ４４Ａはラジアルカーカスプライとされている。
カーカス層４４のタイヤ径方向外側には、交錯ベルト層４８が配置されている。交錯ベルト層４８は、２枚の互いに交錯する交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂで構成されている。本実施形態では、交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂのタイヤ周方向に対するコード角度は４５〜８０度の範囲内とされている。

交錯ベルト層４８のタイヤ径方向外側で、トレッドセンター部ＴＣには、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が０〜５°の範囲内とされたスパイラルベルト５０が骨格部材として配置されている。ここでトレッドセンター部ＴＣは、第１実施形態と同様、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、タイヤセンターからトレッド表面に沿った幅方向端までの距離が０．４Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内のタイヤ部分である。このスパイラルベルト５０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。

トレッドセンター部ＴＣに隣接するトレッド側部ＴＳのうちトレッド側部端側ＴＳＥの骨格部材（カーカスプライ、ベルト部材など）では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が４５〜９０°の範囲内とされている。本実施形態では、このトレッド側部端側ＴＳＥにはカーカスプライ４４Ａと交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂとが配置されるが、カーカスプライ４４Ａは９０度であるため交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂの角度のほうが小さくなり、トレッド側部端側ＴＳＥの骨格部材のタイヤ周方向に対するコード角度の最小角度は、交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂの角度となる。

トレッド側部端側ＴＳＥとタイヤセンター部ＴＣとの間を構成するトレッド側部中央側ＴＳＩには、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度である角度付きベルト５６が配置されている。従って、トレッド側部中央側ＴＳＩの骨格部材のタイヤ周方向に対するコード角度の最小角度は、角度付きベルト５６によって決まる３０度であり、トレッドセンター部ＴＣよりも大きくてトレッド側部端側ＴＳＥよりも小さい。
このように交錯ベルト層４８を配置することにより、カーカス層４４を１枚のカーカスプライ４４Ａで構成させても問題ない。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。図４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６０は、第３実施形態に比べ、トレッド部５８のタイヤ径方向内側に配置された骨格部材のうちの最外層部材であるスパイラルベルト５０のタイヤ径方向外側とトレッド部５８との間にベルト補強層３２が配置されている。

ベルト補強層３２のタイヤ周方向に対するコード角度は８５度〜９０度の範囲内とされている。また、ベルト補強層３２を構成するコードは有機繊維コードとされている。ベルト補強層３２は、トレッド幅の９０％以上１１０％以下の幅で配置されている。
このようにベルト補強層３２を設けることによって、各骨格部材（スパイラルベルト５０、角度付きベルト５６、及び、カーカス層４４）の端部における段差がぼかされて、ライダーは更に滑らかに車体の倒しこみ、起こし上げをすることが可能となる。

＜第１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、第２実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの７例（以下、実施例１〜７という）、比較のための二輪車用空気入りタイヤの１例（以下、比較例１という）、及び、従来の二輪車用空気入りタイヤの一例（以下、従来例１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。なお、各タイヤのタイヤ条件を表１にまとめて示す。

（実施例１）
実施例１では、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂのコード材質はナイロンである。実施例１では、ナイロン繊維を撚って０．６ｍｍφのコードとし、これを打ち込み間隔６５本／５０ｍｍで平行に並べ、未加硫ゴムでシート状にしたものをカーカスプライとしている。

スパイラルベルト２０は、２本のコード（スチールコード）をゴムで被覆し、これをタイヤの製造過程において、トレッド部分に螺旋巻きするように赤道方向にほぼ平行になるようにぐるぐると螺旋状に巻きつけて形成させたものである。本試験例では、直径０．１８ｍｍ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、打ち込み間隔が６０本／５０ｍｍになるようにして配置した。

トレッド全幅２Ｌは２４０ｍｍである。タイヤセンターＣＬからスパイラルベルト端２０Ｅ（図１参照）までのトレッド表面に沿った距離は８０ｍｍ（０．６７Ｌ）である。スパイラルベルト２０はタイヤセンターＣＬを挟んで左右対称であり、スパイラルベルト２０の幅は１６０ｍｍである。

カーカス層１４のタイヤ径方向外側に配置された角度付きベルト２６の幅は２５ｍｍである。角度付きベルト２６は、トレッド端ＴからタイヤセンターＣＬ側に２０ｍｍの位置から４５ｍｍの位置までの２５ｍｍの幅で左右対称に配置されている。なお、スパイラルベルト２０と５ｍｍの幅で角度付きベルト２６はオーバーラップしており、スパイラルベルト２０のタイヤ径方向内側に角度付きベルト２６の端部が入り込んでスパイラルベルト２０によって押さえ込まれるように角度付きベルト２６が配置されている。

角度付きベルト２６は、芳香族ポリアミドの繊維を撚って直径０．７ｍｍのコードとし、このコードを、打ち込み間隔５０本／５０ｍｍでタイヤ周方向に対して３０度の角度となるように配列させている。その際、図１で、紙面左側でコードが左上がりで紙面右側でコードが右上がりとるように配置しており、タイヤセンターＣＬを中心にして逆ハの字となるように配置している。
スパイラルベルト２０のタイヤ径方向外側には、厚さ７ｍｍのトレッド部（トレッド層）１８が配置されている。

（実施例２）
実施例２は、実施例１に比べ、スパイラルベルト２０のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対するコード角度が９０度である９０度ベルト３３をベルト補強層３２として配置している。この９０度ベルト３３は芳香族ポリアミドの繊維からなるコードで構成されている。９０度ベルト３３のベルト幅は２４０ｍｍであり、トレッド部１８の全幅を覆っている。コード径は０．７ｍｍφであり、打ち込み本数は５０本／５０ｍｍである。

（実施例３）
実施例３では、実施例２に比べ、スパイラルベルト２０の幅が異なっている。スパイラルベルト２０の幅は５０ｍｍ（すなわちタイヤセンターＣＬからベルト端までの距離は２５ｍｍ）とされている。
また、実施例３では、角度付きベルト２６はタイヤセンターＣＬからトレッド表面に沿った距離が２０ｍｍの位置から１００ｍｍの位置までを覆っており、角度付きベルト２６の幅は８０ｍｍとなっている。実施例１、２と同様、角度付きベルト２６はタイヤセンターＣＬを挟んで左右対称となるように配置されており、角度付きベルト２６のコードはタイヤセンターＣＬを挟んで逆ハの字状である。

（従来例１）
図９に従来例１の構造を示す。２枚のカーカスプライ８５Ａ、８５Ｂで構成されるカーカス層８４のタイヤ径方向外側にスパイラルベルト８０が配置されている。スパイラルベルト８０の幅は２４０ｍｍであり、トレッド全幅を覆っている。スパイラルベルト８０のタイヤ径方向外側には９０度ベルトは配置されていない。トレッド部８８の厚みは７ｍｍである。

（実施例４〜８、及び、比較例１）
実施例４〜８、及び、比較例１についてのタイヤ条件を表１に示す。角度付きベルト２６は、タイヤセンターＣＬからの距離がＬ１の位置からＬ２の位置にまで配置されている。スパイラルベルト２０については、タイヤセンターＣＬからの距離がＬ３となる位置で規定している。

（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１５０ｋｍ／ｈで回転させておき、駆動力を加えてタイヤを１８０ｋｍ／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１５０ｋｍ／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５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に併せて示す。

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２２０ｋｍ／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）中速コーナーでの旋回性能（速度１００ｋｍ／ｈで大きく車体を倒し、アクセルを開ける前の横グリップ性）
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２０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１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。各タイヤについて求めた指数を表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。この指数を求める際、各タイヤについて、新品時のタイヤ重量を測定しておき、走行後のタイヤ重量を測定し、差分によって摩耗量を算出した。

２０周走行後では、各タイヤとも、タイヤセンター部ＴＣでは殆ど摩耗しておらず、目だった摩耗はショルダー部で生じていた。
また、２０周走行後の各タイヤを解剖し、亀裂の有無を調べた。比較例１のタイヤではスパイラルベルトの幅方向端でゴムの亀裂が生じていることが確認された。

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２と比較例２との比較から、中間に角度付きベルトを配置することで亀裂の発生を抑制できることがわかる。比較例２のように角度付きベルトが配置されていないと、スパイラルベルトが存在する部分と存在しない部分との剛性段差が大きすぎ、亀裂が発生していた。また、操縦安定性能面では、トラクション性や横グリップ性には大きな差はないが、タイヤの倒し込み性能に大きな差がある。比較例２では、スパイラルベルトが存在する部分と存在しない部分とで、ライダーが違和感を訴えたのに対して、実施例２では、滑らかな倒し込み、滑らかな加速時の立て直しができている。

（２）実施例１と実施例２との比較から、ベルト最外層に配置された９０度ベルトの効果がわかる。実施例１はベルト最外層に９０度ベルトが配置されていないため、スパイラルベルト端部の段差や、角度付きベルトの段差をライダーが感じて評点が低めとなっていた。

（３）実施例２と実施例３との比較から、スパイラルベルトの巻き位置の効果が考察できる。スパイラルベルトの幅が０．２１Ｌのように狭くても、従来例１に比べて、横力やトラクショングリップの向上の効果はある。しかし、効果の上がり代は実施例２の方が実施例３よりも大きく、スパイラルベルトの巻き位置を、ＣＡ４５度のように大きく車体を倒したときの接地位置付近までまかれる位置とした方が良いことがわかる。
一方、実施例５と実施例７の比較から、スパイラルベルトの巻き幅が広すぎる場合には軸力の向上度合いが少なくなることがわかる。

（４）実施例４，５，６の比較から、角度付き部材の角度について考察が可能である。実施例６については倒し込みの連続性の評点が低い。これは、スパイラルベルトの存在する部分と存在しない部分との差を、角度付きベルトが滑らかにつないでいないからである。
なお、これら４本のタイヤでは、スパイラルベルトの巻き終わりの幅が７０ｍｍであり、角度付きベルトの貼り付け開始位置が７５ｍｍであり、両者の間に５ｍｍの隙間がある。このように、両者の間に隙間があってもかまわない。前述の実施例１のように、角度付きベルトがスパイラルベルトとオーバーラップしていてもかまわない。

（５）摩耗量については、実施例１〜７のタイヤでは、従来例に比べて大幅に改善されていることがわかる。

＜第２試験例＞
更に、本発明者は、第３実施形態、第４実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの３例（以下、実施例８〜１０という）、比較のための二輪車用空気入りタイヤの２例（以下、比較例２、３という）、及び、従来の二輪車用空気入りタイヤの一例（以下、従来例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、第１試験例と同様に全て１９０／５０ＺＲ１７である。また、各タイヤでは、カーカス層には１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。なお、各タイヤのタイヤ条件を表２にまとめて示す。

（実施例８）
実施例８では、カーカスプライ４４Ａのコード材質はナイロンである。実施例８では、実施例１〜７と同様、ナイロン繊維を撚って０．６ｍｍφのコードとし、これを打ち込み間隔６５本／５０ｍｍで平行に並べ、未加硫ゴムでシート状にしたものをカーカスプライとしている。

交錯ベルト層４８を構成する交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂは、芳香族ポリアミドを撚って直径０．７ｍｍのコードとし、打ち込み本数５０本／５０ｍｍで配置している。コード角度は、タイヤ周方向（タイヤ赤道方向）に対して７０度とした。ベルト幅は、タイヤ径方向内側（カーカスプライ４４Ａに近い側）に配置されている交錯ベルト４８Ｂでは２５０ｍｍで、タイヤ径方向外側（カーカスプライ４４Ａに遠い側）に配置されている交錯ベルト４８Ａでは２４０ｍｍである。従って、両者の端部は５ｍｍオフセットされている。

交錯ベルト層４８のタイヤ径方向外側に配置されているスパイラルベルト５０は、第１試験例とは異なり、芳香族ポリアミドのコードを撚って直径０．７ｍｍのコードとし、更に、２本のコード（スチールコード）をゴムで被覆し、これをタイヤの製造過程において、トレッド部分に螺旋巻きするように赤道方向にほぼ平行になるようにぐるぐると螺旋状に巻きつけて形成させたものである。本試験例では、打ち込み間隔が５０本／５０ｍｍになるようにして配置した。

トレッド全幅２Ｌは２４０ｍｍである。タイヤセンターＣＬからスパイラルベルト端５０Ｅまでのトレッド表面に沿った距離は８０ｍｍ（０．６７Ｌ）である。スパイラルベルト５０はタイヤセンターＣＬを挟んで左右対称であり、スパイラルベルト５０の幅は１６０ｍｍである。

カーカス層４４のタイヤ径方向外側に配置された角度付きベルト５６は、タイヤセンターＣＬからトレッド端側に８１ｍｍの位置から１００ｍｍの位置までの１９ｍｍの幅で左右対称に配置されている。角度付きベルト５６は、スパイラルベルト５０と同じ層となる位置に、すなわち、タイヤ半径方向位置が同じとなる位置に配置されている。なお、実施例８では、角度付きベルト５６とスパイラルベルト５０との端部同士が１ｍｍの間隔をあけて配置されているが、実施例１〜７のようにオーバーラップしていもかまわないし、間隔が０ｍｍとされていてもかまわない。

角度付きベルト５６は、芳香族ポリアミドの繊維を撚って直径０．７ｍｍのコードとし、このコードを、打ち込み間隔５０本／５０ｍｍでタイヤ周方向に対して３０度の角度となるように配列させている。その際、図４で、紙面左側でコードが左上がりで紙面右側でコードが右上がりとるように配置しており、タイヤセンターＣＬを中心にして逆ハの字となるように配置している。

角度付きベルト５６のタイヤ径方向外側には、幅２４０ｍｍの９０度ベルト３３が配置されている。９０度ベルト３３は実施例２〜７で用いたものと同じものである。
そして、９０度ベルト３３のタイヤ径方向外側には、厚さ７ｍｍのトレッド部（トレッド層）５８が配置されている。

（実施例９）
実施例９は、実施例８に比べ、９０度ベルト３３を配置しない例である（図３参照）。

（実施例１０）
実施例１０は、実施例８に比べ、交錯ベルト層４８とスパイラルベルト５０との配置位置を逆にするとともに、９０度ベルト３３を配置しない例である。すなわち、１枚のカーカスプライ４４Ａに接するように、スパイラルベルト５０がタイヤセンターＣＬに配置されるとともに一対の角度付きベルト５６がトレッド側部中央側ＴＳＩに配置されている。

スパイラルベルト５０及び角度付きベルト５６のタイヤ径方向外側に、２枚の交錯ベルト４８Ａ、４８Ｂからなる交錯ベルト層４８が配置され、更に、そのタイヤ径方向外側にトレッド部５８が存在する。

（比較例２）
比較例２は、実施例９に比べ、一対の角度付きベルト５６を配置していない例である。

（比較例３）
比較例３は、実施例１０に比べ、一対の角度付きベルト５６を配置していない例である。

（従来例２）
図１０に従来例２の構造を示す。従来例２では、１枚のカーカスプライ９４Ａで構成されるカーカス層９４が設けられている。カーカスプライ９４Ａはラジアルカーカスプライである。
カーカスプライ９４Ａのタイヤ径方向外側には、２枚の交錯ベルト９８Ａ、９８Ｂで構成される交錯ベルト層９８が配置されている。交錯ベルト９８Ａ、９８Ｂのコード角度は７０度である。
交錯ベルト層９８のタイヤ径方向外側にはスパイラルベルト９０が配置されている。スパイラルベルト９０の幅は２４０ｍｍであり、トレッド全幅を覆っている。

（試験方法、及び、評価結果）
第１試験例と同様にして、本試験例では、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試験を行った。ドラムを用いた試験条件は第１試験例と同じである。

本試験例では、従来例２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２に併せて示す。
次に、実車を用いた操縦性能比較試験を行った。この試験条件も第１試験例と同じである。

評価項目は、第１試験例と同様、以下の３つである。評価結果を表２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）中速コーナーでの旋回性能（速度１００ｋｍ／ｈで大きく車体を倒し、アクセルを開ける前の横グリップ性）
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２０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。摩耗量の評価方法は第１試験例と同じである。各タイヤについて求めた指数、亀裂の有無を表２に併せて示す。

以上の評価結果から本発明者は以下の考察を行った。
（６）実施例９と比較例２との比較から、中間に角度付きベルトを配置することで亀裂の発生を抑制できることがわかる。比較例２のように角度付きベルトが配置されていないと、スパイラルベルトが存在する部分と存在しない部分との剛性段差が大きすぎ、亀裂が発生していた。また、操縦安定性能面では、トラクション性や横グリップ性には大きな差はないが、タイヤの倒し込み性能に大きな差がある。比較例２では、スパイラルベルトが存在する部分と存在しない部分とで、ライダーが違和感を訴えたのに対して、実施例９では、滑らかな倒し込み、滑らかな加速時の立て直しができている。実施例１０と比較例３との比較からも同じことが言える。

（７）実施例８と実施例９との比較から、ベルト最外層に配置された９０度ベルトの効果がわかる。実施例９はベルト最外層に９０度ベルトが配置されていないため、スパイラルベルト端部の段差や、角度付きベルトの段差をライダーが感じて評点が低めとなっていた。なお、実施例１０では、ベルト最外層に９０度ベルトが配置されてないが、ベルト最外層に交錯ベルト層４８が配置されている。つまり、交錯ベルト層４８が幅広くベルト最外層として配置されているので、９０度ベルトと同じような役割を持ち、ライダーが段差を感じ難く、倒し込みの連続性の評点が高い。

（８）実施例８〜１０は、何れも従来例２に比べ、横グリップ性、トラクション性が高く、摩耗量も少ない。更に、スパイラルベルト端部でゴムに亀裂が発生することが抑制されており、倒し込みでの連続性が良い。

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。 第４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大キャンバ時での接地状態を示す説明図である。 ゴムシートで引っ張り試験を行うことの説明図である。 ゴムシートの引っ張り試験結果を示すグラフ図である。 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。 別の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
２６ 角度付きベルト
３０ 二輪車用空気入りタイヤ
３２ ベルト補強層
３３ ９０度ベルト（ベルト補強層）
４０ 二輪車用空気入りタイヤ
４４Ａ カーカスプライ
４８ 交錯ベルト層
４８Ａ 交錯ベルト
４８Ｂ 交錯ベルト
５０ スパイラルベルト
５６ 角度付きベルト
５８ トレッド部
６０ 二輪車用空気入りタイヤ
８５Ａ、Ｂ カーカスプライ
８０ スパイラルベルト
９０ スパイラルベルト
８８ トレッド部
９４Ａ カーカスプライ
９８ 交錯ベルト層
９８Ａ、Ｂ 交錯ベルト
ＣＬ タイヤセンター
Ｔ トレッド端
ＴＣ トレッドセンター部
ＴＳ トレッド側部
ＴＳＥ トレッド側部端側
ＴＳＩ トレッド側部中央側

Claims (7)

1. トレッド部のタイヤ内側に配置される骨格部材が、タイヤ周方向に対するコード角度が互いに異なる少なくとも３種の部材で構成されおり、
   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トレッド表面に沿った幅方向端までの距離が０．１Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内とされたトレッドセンター部には、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が０〜５°の範囲内とされたスパイラルベルトが配置され、
   前記トレッドセンター部に隣接するトレッド側部のうちトレッド側部端側の骨格部材では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が４５〜９０°の範囲内とされ、
   前記トレッドセンター部と前記トレッド側部端側との間の骨格部材では、タイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が前記トレッドセンター部よりも大きくて前記トレッド側部端側よりも小さい、
   ことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド側部端側のタイヤセンター寄りの幅方向端が、トレッド端からタイヤセンター側にトレッド表面に沿って０．１Ｌ〜０．２５Ｌの範囲内とされてい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. 前記トレッドセンター部のトレッド端寄りの幅方向端が、タイヤセンターからトレッド端側にトレッド表面に沿って０．５Ｌ〜０．７５Ｌの範囲内とされている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. 前記トレッドセンター部と前記トレッド側部端側との間を構成するトレッド側部中央側では、骨格部材のタイヤ周方向に対するコード角度の最小角度が１５〜４５度の範囲内である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。
5. タイヤ周方向に対するコード角度が４５度〜８０度の範囲内の有機繊維コードからなり幅方向端部が前記トレッド側部端側にまで達する２枚の互いに交錯する交錯ベルトで構成される交錯ベルト層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
6. タイヤ周方向に対するコード角度が４５度〜９０度で交錯する少なくとも２枚のカーカスプライが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
7. 前記トレッド部のタイヤ径方向内側に配置された骨格部材のうちの最外層部材と前記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８５度〜９０度の範囲内の有機繊維コードからなるベルト補強層を、トレッド幅の９０％以上１１０％以下の幅で配置したことを特徴とする請求項１〜６のうちの何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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