JP4814603B2 - 二輪車の前輪用空気入りタイヤ、及び二輪車の後輪用空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
即ち、タイヤトレッド部に配置した溝は、トレッドと路面によって搾り出された水の逃げ道となり、これらの水を効率的に排水する役目を持つ。
それゆえ、水を効率的に排水できる溝配置と、トレッドの剛性を低下させないような溝配置、そしてデザイン的な良さなどをうまくバランスさせながらタイヤのパターンは決定されている。
特に自動二輪車のレースの場合は、特に旋回時の操縦安定性能が重要となる。
自動二輪車のトレッドのショルダー側については、前述したように、前輪は横力と制動力に対してグリップの良いタイヤ、後輪は横力と駆動力に対してグリップの良いタイヤが必要である。
先ず、タイヤ赤道面を中心としてトレッドの展開幅の40%の領域をトレッド中央域とし、このトレッド中央域に、タイヤ赤道面に対する角度が0〜30度の範囲内に設定された周方向に連続した溝のみを配置した理由を以下に説明する。
なお、ここでいう踏込み側とは陸部の陸部壁面のうち最初に路面に接地する側をいい、
蹴り出し側とは、陸部が路面に接地している状態から回転により路面から離れるときに、陸部の陸部壁面のうち最後に路面から離れる側をいう。
また、本発明において、トレッドに形成される溝は、接地面内で閉じる幅の狭いサイプを含まないものとする。
タイヤ周方向に対する蹴り出し側の陸部壁面の角度を20度以下とすることで、加硫用のモールドから加硫済みの前輪用空気入りタイヤが抜け易くなり、効率的に本発明の前輪用空気入りタイヤを製造することが出来る。また、タイヤ周方向に対する蹴り出し側の陸部壁面の角度が20度を超えてしまうと、不要に溝部の体積を減少させてしまい、排水効果が低下してハイドロプレーニング現象が起こり易くなる。制動時の陸部の浮き上がり抑制にあまり影響を与えない蹴り出し側の陸部壁面については、不要に大きな角度をつけるのではなく、20度以下が好ましい。
トレッドショルダー域に配置される溝の溝幅を3mm以上とするのは、3mm未満では陸部側壁を傾斜させた時に、溝の底の部分で十分な幅を取れないためである。つまり、例えば2mmの溝幅(開口部分で測定)、及び溝深さ6mmに対して、タイヤ径方向に対して20度の角度をつけようとしても、幾何学的に不可能になるからである。即ち、ある程度の溝幅がないと、陸部側壁に大きな角度を付けることができない。一方、溝幅を10mm以下としたのは、10mmを超えると、あまりにも溝の領域が広くなり過ぎ、溝以外の陸部の接地面積が減少してしまう(陸部の剛性が不足する場合もある)ので、10mmを超える溝が現実的でないからである。
請求項4に記載の二輪車の後輪用空気入りタイヤでは、陸部側壁の角度のつけ方が請求項1の二輪車の前輪用空気入りタイヤとは逆になっている。これは、前輪はブレーキ力(制動力)が加わるが、後輪は、ブレーキ力よりもトラクション(駆動力:制動力と反対方向の力)が大きく加わるためである。したがって、前輪とは陸部側壁の角度のつけ方が逆となっている。また、本発明においても、請求項1と同様に、トレッドに形成される溝は、接地面内で閉じる幅の狭いサイプを含まないものとする。
タイヤ周方向に対する踏込み側の陸部壁面の角度を20度以下とすることで、加硫用のモールドから加硫済みの前輪用空気入りタイヤが抜け易くなり、効率的に本発明の後輪用空気入りタイヤを製造することが出来る。また、タイヤ周方向に対する踏込み側の陸部壁面の角度が20度を超えてしまうと、不要に溝部の体積を減少させてしまい、排水効果が低下してハイドロプレーニング現象が起こり易くなる。駆動時の陸部の浮き上がり抑制にあまり影響を与えない踏込み側の陸部壁面については、不要に大きな角度をつけるのではなく、20度以下が好ましい。
トレッドショルダー域に配置される溝の溝幅を、3〜10mmの範囲内に設定した理由は請求項3と同様の理由であるので説明を省略する。
本発明の二輪車の前輪用空気入りタイヤの第1の実施形態を図1乃至図3にしたがって説明する。
(カーカス)
図1に示すように、本実施形態の前輪用空気入りタイヤ10は、タイヤ赤道面CLに対して交差する方向に延びるコードが埋設された第1のカーカスプライ12及び第2のカーカスプライ14から構成されたカーカス16を備えている。なお、本実施形態の前輪用空気入りタイヤ10のタイヤサイズは120/60R17である。
このカーカス16のタイヤ半径方向外側に主交錯層26が配置されている。
本実施形態の主交錯層26は、第1のベルトプライ26A及び第2のベルトプライ26Bから構成されている。
主交錯層26のタイヤ径方向外側には、トレッド28を形成するトレッドゴム30が配置されている。
ここで、タイヤ赤道面CLを中心としてトレッド28の展開幅TWの40%の領域をトレッド中央域28C、トレッド端28Eからタイヤ赤道面CL側へ展開幅TWの20%の位置までをトレッドショルダー域28Sとしたときに、トレッド中央域28Cには、タイヤ赤道面CLに対する角度が0〜30度の範囲内に設定された溝を配置し、トレッドショルダー域28Sには、タイヤ赤道面CLに対する角度が45〜90度の範囲内に設定された溝を配置すること必要がある。本実施形態では、トレッド28の展開幅TWは155mmであるので、トレッド中央域28Cの幅は62mm、トレッドショルダー域28Sの幅は31mmとなる。
次に、本実施形態の前輪用空気入りタイヤ10の作用を説明する。
本実施形態の前輪用空気入りタイヤ10は、二輪車の前輪に用いられる。
前輪用空気入りタイヤ10には、車体が完全に直立している場合だけでなく、僅かに傾いている場合も殆ど横力は加わらず、前後方向の力が主体となる。本実施形態の前輪用空気入りタイヤ10は、トレッド28の展開幅TWの40%の領域であるトレッド中央域28Cに、タイヤ赤道面CLに対する角度が30度以下とされたジグザグ状の周方向主溝40を配置しているので、周方向主溝40で区分された陸部58はタイヤ周方向に連続して延び、十分に赤道方向の力、即ち、ブレーキ時の入力に対して強いパターンとなっている。
本発明の性能を評価するために、以下に説明する室内でフラットベルト試験機を用いてタイヤのブレーキ性能を評価した。
(従来例のタイヤ)
図4に示すように、踏込み側の陸部側壁56H、及び蹴り出し側の陸部側壁56K共に、タイヤ半径方向に対して平行。
(実施例1のタイヤ)
前述した実施形態のタイヤ(図2参照)。
(実施例2のタイヤ)
図5に示すように、実施形態のタイヤの踏込み側の陸部側壁56Hの角度を15度に変更したもの。
(実施例3)
図6に示すように、踏込み側の陸部側壁56Hを、深さ方向に折り曲げたもの。踏面から深さ3mmまでは35度で傾斜し、深さ3mmから溝底まではタイヤ半径方向に対して平行となっている。
(比較例のタイヤ)
図7に示すように、周方向主溝40に代えて傾斜溝62が形成されており、トレッドパターンが従来例、及び実施例1〜3とは異なっている。傾斜溝62のタイヤ赤道面に対する角度は65度である。なお、両方の横溝50の間の領域においては、実施例と同じネガティブ率に設定してある。また、図8に示すように、横溝50で区画される陸部56の蹴り出し側の陸部側壁56Kの角度設定と、踏込み側の陸部側壁56Hの角度設定とが実施例1とは逆になっている。
なお、結果は、従来例の限界値(前後力Fxのマイナスの最小値)が−1.32Nであり、これを指数100として、他のタイヤの限界値を以下に示す。なお、指数の数値が大きいほど性能が良いことを表している。
実施例1、実施例2、及び実施例3のタイヤは、従来例に対し、ブレーキの限界性能が約3〜5%向上していた。
(従来例のタイヤ)
ウエットラップタイム:53秒7
ウエット走行評点:6点
ライダーのコメント(ウエット路面):直進時からブレーキを掛けたとき、車体が直立しているときは良いが、車体を倒してブレーキを掛けるとトレッドの弱さを感じる。限界が低いように感じた。
ドライラップタイム:45秒7
ドライ走行評点:6点
ライダーのコメント(ドライ路面):車体を傾けてブレーキを掛けるとトレッドが弱く感じる。
ウエットラップタイム:52秒7
ウエット走行評点:8点
ライダーのコメント(ウエット路面):ブレーキ性能が飛躍的に向上した。良くグリップしている。但し、水溜りが深い部分を走行すると、少しハイドロプレーニングする傾向がある。
ドライラップタイム:44秒1
ドライ走行評点:9点
ライダーのコメント(ドライ路面):ブレーキをしっかり掛けられる。制動性能が高い。非常に良い。
ウエットラップタイム:52秒4
ウエット走行評点:9点
ライダーのコメント(ウエット路面):ブレーキ性能が従来例よりも良い。実施例1に比べて水溜りの上でハイドロプレーニングしにくい。
ドライラップタイム:45秒0
ドライ走行評点:8点
ライダーのコメント(ドライ路面):ブレーキ性能が従来例よりも良い。実施例1には及ばない。
ラップタイム:52秒3
ウエット走行評点:9点
ライダーのコメント(ウエット路面):ブレーキ性能が従来例よりも良い。実施例1に比べて水溜りの上でハイドロプレーニングしにくい。
ドライラップタイム:45秒1
ドライ走行評点:8点
ライダーのコメント(ドライ路面):ブレーキ性能が従来例よりも良い。実施例1には及ばない。
ウエットラップタイム:54秒7
ウエット走行評点:4点
ライダーのコメント:直進時にブレーキを掛けたときにトレッドが非常に弱く、バイクが止まらない感じ。倒しながらのブレーキにおいても、限界が低いように感じた。
以上のように、濡れた路面においても、今回の発明の効果が実証された。
実施例1と実施例3は、ハイドロプレーニング現象が起こった。陸部側壁に角度をつけ過ぎると、溝の体積が減少して排水効果が低下し、水深の深い水溜りでタイヤが滑りやすくなるようである。実施例1と実施例2は、陸部の倒れ込みという点では実施例1の方が優れているが、排水性能は実施例2の方が優れている。ウエット性能は、陸部側壁の角度と排水性能の両面でタイヤ設計を行う必要がることが分かる。
実施例1と比較例の比較をすれば明らかだが、本発明のようにブレーキに対して有効に働く部分に角度をつけないと意味が無い。また、比較例との比較から、センター部分に配置する溝は、赤道方向に沿ったものが有効であることが分かる。
次に、本発明の二輪車の後輪用空気入りタイヤの一実施形態を図10乃至図12にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図10に示すように、本実施形態の後輪用空気入りタイヤ11は、カーカス16のタイヤ半径方向外側にスパイラルベルト層22が配置されている。
図11に示すように、トレッド28には、タイヤ赤道面CLの両側に、それぞれ周方向に延びる、溝幅が7mmの直線状の周方向主溝41が2本形成されている。さらに、トレッド28には、タイヤ幅方向外側の周方向主溝41からタイヤ幅方向外側に離間した位置からトレッド端28Eに向けて溝幅が3.5mmの傾斜溝51が形成されている。
傾斜溝51で区切られる陸部56の幅は、本実施形態ではトレッド端28Eで10mmに設定されている。また、周方向主溝41、及び傾斜溝51の溝深さは、本実施形態では全て6mmである。
次に、本実施形態の後輪用空気入りタイヤ11の作用を説明する。
本実施形態の後輪用空気入りタイヤ11は、二輪車の後輪に用いられる。
後輪用空気入りタイヤ11には、車体が完全に直立している場合だけでなく、僅かに傾いている場合も殆ど横力は加わらず、前後方向の力が主体となる。本実施形態の後輪用空気入りタイヤ11は、トレッド28の展開幅TWの40%の領域であるトレッド中央域28Cに、タイヤ赤道面CLに沿って直線状に延びる周方向主溝41を配置しているので、周方向主溝41で区分された陸部58はタイヤ周方向に連続して直線状に延び、十分に赤道方向の力、即ち、トラクション時の入力に対して強いパターンとなっている。
本発明の性能改善効果を確かめるために、実車を用いたウエット路面での操縦性能比較試験をした結果を以下に説明する。リア用の供試タイヤを用意し、リアのみのタイヤを交換して実車試験を行った。フロントのタイヤは常に従来のもので固定した。
(実施例のタイヤ)
(従来例のタイヤ)
実施例と同じパターンを有するが、図13に示すように、傾斜溝51で区画される陸部56の断面形状が異なる。ショルダー側の陸部56の蹴り出し側の陸部側壁56Kと、踏込み側の陸部側壁56Hは、何れもタイヤ径方向に沿って平行(踏面に対して垂直)。
(比較例のタイヤ)
実施例と同じパターンを有するが、図14に示すように、傾斜溝51で区画される陸部56の断面形状が異なる。ショルダー側の陸部56の蹴り出し側の陸部側壁56Kはタイヤ径方向に沿って平行であり、踏込み側の陸部側壁56Hがタイヤ半径方向に対して25度で傾斜している。即ち、断面形状が実施例とは逆になっている。
(従来例のタイヤ)
ウエットラップタイム:53秒7
ウエット走行評点:6点
ライダーのコメント:トラクション時にタイヤが滑りやすい。特に大きく倒した状態からのトラクションでトレッドが動き易く、かつ滑り易く、アクセルを開けるときに慎重な操作が必要と感じる。
ウエットラップタイム:54秒1
ウエット走行評点:5点
ライダーのコメント:従来例と同じで、トラクション時にタイヤが滑りやすい。
ウエットラップタイム:52秒1
ウエット走行評点:8点
ライダーのコメント:トラクションがしっかり掛かる。アクセルを思い切って開けても、タイヤがしっかりとしている。
実施例は、従来例よりも明らかにウエット操縦安定性能(トラクション)が高かった。また、比較のために準備した比較例のタイヤは、トラクション性能は従来例とあまり変わらなかった。陸部側壁の傾斜方向の違いがこれらを生じさせた。
本発明を有する実施例のタイヤは、従来例、及び比較例のタイヤと比較し、大幅なウエット操縦安定性能の向上が確認された。
なお、前輪用空気入りタイヤ10の踏込み側の陸部側壁56Hは、図3に示すように全体的に一定角度で傾斜していても良く、図6に示すように途中で1折れ曲がっても良く、図示はしないが複数回折れ曲がっていても良く、曲線状であっても良い。ここで、図16に示すように、溝深さ(=陸部高さ)をDとしたときに、陸部側壁56Hの中でも、踏面から溝底側へDの50%までの間の平均の傾斜角度θhを、蹴り出し側の陸部側壁56Kの傾斜角(溝底〜踏面までの平均値)θkよりも大きく設定する必要がある。さらに、傾斜角度θhは、傾斜角θkよりも10度以上大きく設定することが好ましく、20度以上大きく設定することがより好ましい。踏面から溝底側へDの50%の位置〜溝底までの間は、タイヤ径方向に対して0度以上であれば良い。なお、後輪用空気入りタイヤ10の陸部側壁においても、前輪用空気入りタイヤ10と同様の技術思想に基づき傾斜角度の設定を行うのは勿論である(踏込み側の陸部側壁56Hと蹴り出し側の陸部側壁56Kの傾斜角のつけ方が前輪用空気入りタイヤ10に対して逆。)。
11 後輪用空気入りタイヤ
28 トレッド
50 横溝
51 傾斜溝
56 陸部
56H 踏込み側の陸部側壁
56K 蹴り出し側の陸部側壁
Claims (6)
- トレッドに複数の溝で区画された複数の陸部を有する二輪車の前輪用空気入りタイヤであって、
タイヤ赤道面を中心としてトレッドの展開幅の40%の領域をトレッド中央域、前記トレッドの端部からタイヤ赤道面側へ前記展開幅の20%の位置までをトレッドショルダー域としたときに、
前記トレッド中央域には、タイヤ赤道面に対する角度が0〜30度の範囲内に設定された周方向に連続する溝のみが配置され、
前記トレッドショルダー域には、タイヤ赤道面に対する角度が45〜90度の範囲内に設定された溝のみが配置され、
前記トレッドショルダー域において、前記溝によって区画される陸部の蹴り出し側の陸部壁面はタイヤ径方向に沿って平行、又は溝底から溝開口へ向けて溝幅が拡大する方向に傾斜しており、前記陸部の踏込み側の陸部壁面は、溝底から溝開口へ向けて溝幅が拡大する方向に傾斜し、少なくとも踏面側の部分が蹴り出し側の陸部壁面よりもタイヤ径方向に対する角度が大きく設定されていると共に、タイヤ径方向に対する角度が10〜45度の範囲内に設定されている、ことを特徴とする二輪車の前輪用空気入りタイヤ。 - 前記陸部の蹴り出し側の陸部壁面は、タイヤ径方向に対して20度以下の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項1に記載の二輪車の前輪用空気入りタイヤ。
- 前記トレッドショルダー域に配置される前記溝の溝幅は、3〜10mmの範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の二輪車の前輪用空気入りタイヤ。
- トレッドに複数の溝で区画された複数の陸部を有する二輪車の後輪用空気入りタイヤであって、
タイヤ赤道面を中心としてトレッドの展開幅の40%の領域をトレッド中央域、前記トレッドの端部からタイヤ赤道面側へ前記展開幅の20%の位置までをトレッドショルダー域としたときに、
前記トレッド中央域には、タイヤ赤道面に対する角度が0〜30度の範囲内に設定された周方向に連続した溝のみが配置され、
前記トレッドショルダー域には、タイヤ赤道面に対する角度が45〜90度の範囲内に設定された溝のみが配置され、
前記トレッドショルダー域において、前記溝によって区画される陸部の踏込み側の陸部壁面はタイヤ径方向に沿って平行、又は溝底から溝開口へ向けて溝幅が拡大する方向に傾斜しており、前記陸部の蹴り出し側の陸部壁面は、溝底から溝開口へ向けて溝幅が拡大する方向に傾斜し、少なくとも踏面側の部分が踏込み側の陸部壁面よりもタイヤ径方向に対する角度が大きく設定されていると共に、タイヤ径方向に対する角度が10〜45度の範囲内に設定されている、ことを特徴とする二輪車の後輪用空気入りタイヤ。 - 前記陸部の踏込み側の陸部壁面は、タイヤ径方向に対して20度以下の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項4に記載の二輪車の後輪用空気入りタイヤ。
- 前記トレッドショルダー域に配置される前記溝の溝幅は、3〜10mmの範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の二輪車の後輪用空気入りタイヤ。
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