JP4328371B2 - 自動二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、自動二輪車用空気入りタイヤに関するものであり、とくには、ドライ路面およびウエット路面のいずれに対しても安定した走行を可能とする技術を提案するものである。

自動二輪車用タイヤによるコーナリング走行に当っては、タイヤへのスリップアングルの付与を主体としてコーナリングする乗用車、バス、トラック等のいわゆる四輪車用タイヤとは異なり、タイヤを路面に対して傾斜させるキャンバ角の付与が必要となる。これがため、自動二輪車用タイヤでは、直進走行時とコーナリング時とではトレッド部の接地域が異なることになる。

すなわち、自動二輪車用タイヤでは、直進走行時には、トレッド部の、タイヤ赤道面を含む中央領域が路面に接地して、その路面に駆動力および制動力を伝達するべく機能し、コーナリング時には、トレッド接地端を含むショルダ領域が路面に接地して、自動二輪車に作用する遠心力に対抗する横力を発生するべく機能する。
そして、これらの領域の中間に位置する中間領域は、例えばコーナの立ち上がり等で、路面に、駆動力および制動力を伝えるとともに、コーナリング時の遠心力に対抗する横力を発生するべくも機能することになる。

したがって、自動二輪車用空気入りタイヤのトレッド部接地域に配設されるトレッドゴムは、単一のゴム種や、単一のゴム硬度等を選択するだけでは、それぞれの接地域に、上述したようなそれぞれの機能を十分に発揮させることができなかった。

これがため、特許文献１には、自動二輪車用タイヤの、ドライ路面上での走行性能に着目して、トレッド部の接地域をセンター域とショルダ域との三つの領域に分割し、それらのそれぞれの領域に配設されるトレッドゴムを、損失正接の、動的弾性率に対する比の適正なゴム材質とすることで、センター域による、直進走行時の高速耐久性の向上と、ショルダ域による、コーナリング時のグリップ性および安定性の向上を企図した二輪車用の空気入りタイヤが提案されている。

しかるに、この特許文献１に記載された二輪車用の空気入りタイヤは、センター域による高速耐久性の向上と、ショルダ域による、コーナリング時のグリップ性および安定性の向上は実現できるものの、そのタイヤでは、特に、コーナリング時のコーナの立ち上がり等で路面に接地する、センタ域とショルダ域との両者に跨る中間域に必要とされる駆動力および制動力の路面への伝達および、遠心力に対抗する力としての横力の発生に関しては今だ不十分であった。
しかも、この二輪車用空気入りタイヤでは、特にコーナリング走行によって、中間領域付近に偏摩耗等が発生し易い傾向にあった。

また、センタ域とショルダ域とに、損失正接の、動的弾性率に対する比の大き
く異なる二種類のトレッドゴムを使用すると、キャンバ角の増加または減少時に、異種
のゴムが順次にまたは同時に接地することになって、キャンバ角の変化につれてトレッ
ドゴムの接地特性が大きく変化することになるため、コーナリング時の走行安定性が不十分となるおそれがあった。
特開２００６−２７３２４０号公報

そこでこの発明は、ドライ路面上での、中庸のキャンバ角の付与時の、駆動性および制動性を、走行安定性の不安なしに向上させるとともに、十分大きな横力の発生を担保し、併せて、タイヤのドライ性能を損ねることなしに、すぐれたウエット性能を発揮できる、常に安定した走行を可能にする自動二輪車用空気入りタイヤを提供することを課題とする。

この発明に係る自動二輪車用空気入りタイヤは、一層以上の層構造になるトレッドゴムを含むトレッド部と、このトレッド部のそれぞれの側部に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部と、これらの各サイドウォール部の内周側に連続するビード部とを具えるものであって、トレッド部の接地域を、タイヤ赤道面を含む中央領域と、トレッド接地端を含む一対のショルダ域と、中央領域とショルダ領域との間に位置する一対の中間領域との五つの領域で形成して、中間領域の全体にわたって配設した中間トレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の、常温（２５℃）下での１００％モジュラスを、中央領域の全体にわたって配設した中央トレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の同様の１００％モジュラスおよび、ショルダ領域の全体にわたって配設したショルダトレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の同様の１００％モジュラスのいずれよりも大きくするとともに、トレッド接地域のネガティブ率、すなわち溝面積比率を、ショルダ領域から中央領域に向けて次第に大きくして、中央領域のネガティブ率を６〜１２％、中間領域のネガティブ率を３〜９％、ショルダ領域のネガティブ率を１〜７％の範囲としてなるものである。

ここで、「少なくとも一層の以上の層構造になるトレッドゴム」とは、トレッドゴムが単層構造の場合のみならず、たとえばキャップアンドベース構造等のような、二層以上の積層構造になるトレッドゴムをも含む意である。
またここで、１００％モジュラスとは、ＪＩＳダンベル状３号形サンプルを用意し、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、室温で５００±２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行って測定した引張応力値である。

ところで、中間トレッドゴム、中央トレッドゴムおよびショルダトレッドゴムのそれぞれの外表面の、タイヤ子午線断面内でのペリフェリ長さは、たとえば、接地域の全ペリフェリ長さに対して、１０〜４０％、１０〜３５％および５〜３５％の範囲のものとすることができる。

なおここでの「ペリフェリ長さ」は、適用リムに組付けたタイヤに規定の空気圧を充填した状態で、タイヤの子午線方向に測った表面長さをいう。
この場合、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムを、「規定の空気圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。

そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrgannisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では、日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。

このような空気入りタイヤにおいてより好ましくは、中央トレッドゴムの１００％モジュラスを、ショルダトレッドゴムの１００％モジュラスより大きくする。

そしてまた、中間トレッドゴムの１００％モジュラスは、１．３〜２．１ＭＰａの範囲とすること、中央トレッドゴムの１００％モジュラスを１．０〜１．８ＭＰａの範囲とするとともに、ショルダトレッドゴムの１００％モジュラスを０．９〜１．７ＭＰａの範囲とすることが好ましい。

ところで、このようなタイヤでは、サイドウォール部に、後輪用タイヤであることを表示することが好ましい。

自動二輪車用空気入りタイヤでは、直進走行時に接地する中央領域は、路面に駆動力および制動力を効率よく伝達するのに適した物性が必要であり、コーナリング時に接地するショルダ領域は、十分な横力を発生するのに適した物性を具える必要がある。
また、それらの両領域間に位置する、トレッド部の中間領域には、コーナの立ち上がり等での、駆動力および制動力の効率的な路面伝達に加えて、十分な横力を発生させる物性を付与することが必要になる。

そこでこの発明では、外力によるトレッド部の延びに対する剛性の目安として、トレッドゴムのモジュラスに着目した。
そして、このモジュラスの大小の基準として比較的データが安定する、伸び率が１００％時の値である１００％モジュラスを採用することとした。

ここでは、中間トレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の１００％モジュラスを、中央トレッドゴムおよびショルダトレッドゴムの同様の１００％モジュラスのいずれよりも大きくすることにより、とくに、タイヤに中庸のキャンバ角が付与されるコーナの立ち上がり等で接地することとなる中間領域に高い剛性を確保して、タイヤの前後剛性および、横剛性を高めることができるので、その中間領域に高い駆動および制動性を発揮させることができ、また、遠心力に対抗するに十分な横力を発揮させることができる。

このように、中間トレッドゴムの１００％モジュラスを大きく設定することで、ドライ路面上での、とくには、コーナからの立ち上がり、スラローム等に際する、中庸のキャンバ角の付与時の走行性能を大幅に向上させることができる。

この一方で、ウエット路面上での走行性能の向上のためには、トレッド接地域のネガティブ率を大きくして排水性能を高めることが必要になるも、トレッド接地域全体のネガティブ率を一様に高めると、陸部剛性の低下により、ドライ路面に対するグリップ力が低下することになるため、このドライグリップ性能の低下なしにウエット性能を確保するためには、ネガティブ率を、接地領域に応じた必要最低限のものとすることが必要になる。

そこでここでは、摩擦係数の小さいウエット路面上での、自動二輪車の一般的な走行態様の下では、大きなキャンバ角を付与することはなく、トレッド中央領域付近の使用頻度が最も高くなることを考慮して、ネガティブ率を、ショルダ領域から中央領域に向けて次第に大きくすることで、とくには中央領域にすぐれたウエット排水性能を付与することとし、これにより、ウエット路面での走向性能の向上を担保することとしている。

これがため、このタイヤでは、前記中央領域のネガティブを６〜１２％、中間領域のそれを３〜９％、そして、ショルダ領域のネガティブ率を１〜７％の範囲とする。

すなわち、中央領域のネガティブ率が１２％を越えると、陸部剛性の低下の故に、とくには直進走行時のドライグリップ性能の低下のおそれが高くなり、それが６％未満では、耐ハイドロプレーニング性能の低下のおそれが高くなる。
また、中間領域に関し、それが９％を越えると、ドライグリップ性能の低下が否めず、一方、３％未満では、ウエット路面上での、中間領域の使用頻度は比較的低くなるものの、水深が深い場合のウエット排水性能の低下が否めない。そしてこれらのことは、ショルダ領域のネガティブ率１〜７％に関してもほぼ同様である。

このようなタイヤにおいて、中央トレッドゴムの１００％モジュラスを、ショルダトレッドゴムのそれより大きくしたときは、使用頻度のとくに高い、直進走行時の接地域であるトレッド中央領域の耐摩耗性を有利に向上させることができる。

より具体的には、中央トレッドゴムの１００％モジュラスを、１．０〜１．８ＭＰａの範囲、ショルダトレッドゴムのそれを０．９〜１．７ＭＰａの範囲とすることができ、中間トレッドゴムの１００％モジュラスは、１．３〜２．１ＭＰａ、なかでも１．５〜
１．９ＭＰａの範囲とすることが好適である。

いいかえれば、中央トレッドゴムの１００％モジュラスが、１．０Ｍｐａ未満では、剛性不足で耐摩耗性が低下し、１．８Ｍｐａを超えると、剛性が高くなりすぎて路面の凸凹に対する吸収性が低下する傾向がある。また、ショルダトレッドゴムの１００％モジュラスが、０．９Ｍｐａ未満では、剛性が低すぎて所要の横力の発生に耐えうる剛性を確保することができず、１．７Ｍｐａを超えると、コーナリング時の路面の凸凹に対する吸収性が低下する傾向がある。

そしてまた、中間トレッドゴム７ｂの１００％モジュラスが、１．３Ｍｐａ未満では、剛性不足で、十分な制・駆動力および横力が確保できず、２．１Ｍｐａを超えると、剛性が高くなりすぎて路面の凸凹による振動の吸収性および接地性が低下する傾向がある。

そしてかかるタイヤは、サイドウォール部に後輪用タイヤである旨を表示することで、それの、駆動力の発生を必須とする後輪への確実なる装着を担保して、そのタイヤに、所期した通りの制・駆動性能、コーナリング性能等を十分に発揮させることができる。

図１はこの発明の実施形態を示す子午線断面図であり、図中１はトレッド部を、２は、トレッド部１のそれぞれの側部に連続するサイドウォール部を、そして３は、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部をそれぞれ示す。

このタイヤは、トレッド部１からサイドウォール部２を経て、ビード部３のビードコア４の周りに側部部分を折り返した、一枚以上のカーカスプライからなるカーカス５を具えるとともに、このカーカス５のクラウン域の外周側に配設した一層以上のベルト層、たとえば、トレッド周方向に延在するコードにより形成したベルト層からなるベルト６を具え、このベルト６のさらに外周側に配設したトレッドゴム７を具える。

なお、図に示すところでは、このトレッドゴム７を単層構造としているも、たとえば、キャップアンドベース構造等のような二層以上の積層構造とすることもできる。

そしてここでは、トレッド部１の接地域を、タイヤ赤道面Ｅを中心としてそれを含んで位置する中央領域８と、トレッド接地端を含んで位置するショルダ領域９と、これらの両領域８，９間に挟まれて位置する中間領域１０との総計五つの領域で形成するとともに、トレッド部１のトレッドゴム７につき、中間領域１０の全体にわたって配設した中間トレッドゴム７ａの、少なくとも接地面を形成する部分、図に示すところでは全厚み部分の１００％モジュラスを、中央領域８の全体にわたって配設した中央トレッドゴム７ｂおよび、ショルダ領域９の全体にわたって配設したショルダトレッドゴム７ｃのそれぞれの１００％モジュラスのいずれよりも大きくする。

この場合より好ましくは、中央トレッドゴム７ｂの１００％モジュラスをショルダトレッドゴム７ｃのそれより大きくする。

ここでこの１００％モジュラスは、中間トレッドゴム７ａで１．３〜２．１Ｍｐａ、中央トレッドゴム７ｂで１．０〜１．８Ｍｐａ、ショルダトレッドゴムで０．９〜１．７Ｍｐａの範囲とすることが好ましい。

なお、このような１００％モジュラスを有するそれぞれのトレッドゴム７ａ，７ｂ，７ｃにおいて、図示のようなタイヤの子午線断面内での、中間トレッドゴム７ａの外面面のペリフェリ長さｐａは、接地域の全ペリフェリ長さｌの１０〜４０％の範囲、なかでも、１２〜２５％の範囲とすることが好ましく、また、中央トレッドゴム７ｂおよびショルダトレッドゴム７ｃの同様のペリフェリ長さｐｂ，ｐｃはそれそれ、接地域の全ペリフェリ長さｌの１０〜３５％の範囲および、５〜３５％の範囲とすることが好ましい。

すなわち、中間トレッドゴム７ａの外表面のペリフェリ長さｐａが、接地域の全ペリフェリ長さｌの１０％を未満では、駆動力、制動力および、所要の横力の発生のそれぞれに耐えうる十分な剛性を確保することができず、４０％を超えると、１００％モジュラスの高い中間トレッドゴム７ａが中央領域８またはショルダ領域９に大きく入り込むため、各部の剛性が必要以上に上がることとなり、路面の凹凸に対する吸収性が低下する傾向がある。

また、中央トレッドゴム７ｂの外表面のペリフェリ長さｐｂが、接地域の全ペリフェリ長さｌの１０％未満では、剛性の高い中間トレッドゴム７ｂが直進走行時の接地域に入り込むため、直進時の接地域の剛性が必要以上に高くなり、乗り心地を悪化させることになり、３５％を超えると、中間領域１０の剛性を高めることによる制・駆動性能の向上効果が少なくなる傾向が強まる。

そして、ショルダトレッドゴム７ｃの外表面のペリフェリ長さｐｃが、全ペリフェリ長さｌの５％未満では、剛性が高い中間トレッドゴム７ａがコーナリング時の接地域に大きく入り込む結果、必要以上に剛性が上昇し、コーナリング時の路面の凸凹による振動の吸収性、接地性を低下させることになる他、発生横力が低下する傾向があり、３５％を超えると、中間領域１０の剛性の増加による駆動性能等の向上効果が少ない傾向がある。

そしてさらにこのタイヤでは、図２にトレッドパターンの展開平面図を示すように、トレッド部１の接地域内で、トレッドゴム７の表面に、陸部内で終了する、複数種類の方向性の傾斜溝１１を、タイヤ赤道面Ｅを隔てて矢筈状に形成して設け、これらの傾斜溝１１によるネガティブ率、いいかえれば溝面積比率を、中央領域８で最も大きく、そこからショルダ領域９に向けて次第に小さくする。

この場合、中央領域８のネガティブ率を６〜１２％、なかでも8〜１１％の範囲、中間領域１０のネガティブ率を３〜９％の範囲、そして、ショルダ領域のネガティブ率を１〜７％の範囲とする。

ところで、図２（ｂ）に示すトレッドパターンは、中間領域１０、ひいては、中間トレッドゴム７ａの外表面のペリフェリ長さｐａを、図２（ａ）に示すものに比して長くし、この結果として、ショルダ領域９のペリフェリ長さを短くしたものであるが、これらのいずれのものも、１００％モジュラス、ネガティブ率および子午線方向ペリフェリ長さ等につき、先に述べた要件を満足するものである。

以上のように構成してなるタイヤにおいて、より好ましくは、サイドウォール部に、後輪用タイヤであることを示す何らかの表示を施す。

サイズが１９０／５０ＺＲ１７で、カーカスをナイロンコードからなるカーカスプライの2枚で、ベルトを、スチールモノフィラメントの螺旋巻回構造になるベルト層の１層で構成した二輪車用タイヤの、１００％モジュラスおよびネガティブをパラメータとした、表１に示す実施例タイヤおよび比較例タイヤのそれぞれを、前輪タイヤのサイズを１２０／７０ＺＲ１７とした排気量１０００ＣＣの自動二輪車の後輪に装着して実車走行を行って、ドライ路面およびウエット路面のそれぞれに対する路面グリップ力を評価したところ表２に示す結果を得た。

ここで、ドライ路面に対するグリップ力は、評価ライダーによるフィーリングによって評価し、また、ウエット路面に対するグリップ力も、評価ライダーによるフィーリングをもって評価し、トレッドゴムを一種類のゴムで形成した従来タイヤをコントロールとして指数表示した。
なお、指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。

表２に示すとこりによれば、実施例タイヤはいずれも、ドライ路面グリップ力と、ウエット路面グリップ力とをうまく両立させ得ることが明らかである。

この発明の実施の形態を示す子午線断面図である。 トレッドパターンを示す展開平面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカス
６ ベルト
７ トレッドゴム
７ａ 中間トレッドゴム
７ｂ 中央トレッドゴム
７ｃ ショルダトレッドゴム
８ 中央領域
９ ショルダ領域
１０ 中間領域
１１ 傾斜溝
Ｅ タイヤ赤道面
ｐａ，ｐｂ，ｐｃ ペリフェリ
ｌ 全ペリフェリ長さ

Claims (5)

1. 一層以上の層構造になるトレッドゴムを含むトレッド部と、このトレッド部のそれぞれの側部に連続して半径方向内へ延びる一対のサイドウォール部と、これらの各サイドウォール部の内周側に連続するビード部とを具える自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部の接地域を、タイヤ赤道面を含む中央領域と、トレッド接地端を含む一対のショルダ領域と、中央領域とショルダ領域との間に位置する一対の中間領域との五つの領域で形成して、前記中間領域の全体にわたって配設した中間トレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の１００％モジュラスを、前記中央領域の全体にわたって配設した中央トレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の１００％モジュラスおよび、前記ショルダ領域の全体にわたって配設したショルダトレッドゴムの、少なくとも接地面を形成する部分の１００％モジュラスのいずれよりも大きくするとともに、トレッド接地域のネガティブ率を、ショルダ領域から中央領域に向けて次第に大きくして、中央領域のネガティブ率を６〜１２％、中間領域のネガティブ率を３〜９％の範囲とするとともに、ショルダ領域のネガティブ率を１〜７％の範囲としてなる自動二輪車用空気入りタイヤ。
2. 中央トレッドゴムの１００％モジュラスを、ショルダトレッドゴムのそれより大きくしてなる請求項１に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
3. 中間トレッドゴムの１００％モジュラスを、１．３〜２．１Ｍｐａの範囲としてなる請求項１もしくは２に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
4. 中央トレッドゴムの１００％モジュラスを、１．０〜１．８Ｍｐａの範囲とし、ショルダートレッドゴムのそれを、０．９〜１．７Ｍｐａの範囲としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
5. サイドウォール部に、後輪用タイヤであることを表示してなる請求項１〜４のいずれか記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

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