JP5714998B2

JP5714998B2 - 自動二輪車用タイヤ対

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Publication number: JP5714998B2
Application number: JP2011156098A
Authority: JP
Inventors: 桂吾渡口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP2013022971A

Description

本発明は、前輪タイヤと後輪タイヤとからなる自動二輪車用タイヤ対に関し、特に、自動二輪車に装着した際に、前輪タイヤよりも後輪タイヤにより大きな荷重が加わる自動二輪車の操縦安定性を向上する自動二輪車用タイヤ対に関する。

近年、自動二輪車の軽量化、高性能化が進み、大きな排気量の自動二輪車では、旋回安定性及び直進安定性等の操縦安定性能の確保が重要な課題となっている。

従来、このような自動二輪車用の操縦安定性を高めるため、自動二輪車に装着するタイヤ対として、異なる内部構造を有する前輪タイヤ及び後輪タイヤを組み合わせる技術が広く開発されている。

例えば特許文献１は、タイヤ内部のベルト層について、前輪タイヤでは、タイヤ径方向外方のベルト層ほど幅狭とし、後輪タイヤでは、タイヤ径方向外方のベルト層ほど幅広とすることにより、高速走行の際の安定性及び走行性を向上させた自動二輪車用タイヤ対を開示する。

特許文献２は、前後輪タイヤ内部のベルト層の構造及び材質をそれぞれ適切に組み合わせることにより、高速耐久性能と操縦安定性能を向上させた自動二輪車用タイヤを開示する。また、特許文献３は、前後輪タイヤ内部のベルトコードの傾斜角度を適切な関係とすることにより、走行中の振動を軽減し、高速走行中の直進安定性及び旋回性能を向上した二輪車用空気入りタイヤを開示する。

特開平１−２４０３０６号公報特開平３−８２６０８号公報特開昭５９−７３３０３号公報

一般に、排気量２５０ｃｃを超えるようなスクータータイプの自動二輪車は、その車体構成上、後輪タイヤに加わる荷重が大きく、特に車体後部の安定性が低く、高速直進安定性や高速旋回安定性等の操縦安定性が損なわれがちである。一方で、ビジネスユーザの多いこのようなスクータータイプの自動二輪車に対し、上記特許文献にあるような内部構造の変更を行うことで製造コストが上昇することは望ましくない。すなわち、構造変更の許容幅が小さい自動二輪車用タイヤ対においても、内部構造の自由度を残しつつ、操縦安定性を高めることが求められていた。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、各タイヤの内部構造の自由度を残したまま、自動二輪車の操縦安定性を高めることが可能な自動二輪車用タイヤ対を提供することを目的とする。

本発明者は、操縦安定性を高める際にタイヤ自体の内部構造を最適化するという観点ではなく、前後輪タイヤ対を自動二輪車に装着した状態で各タイヤのトレッド部踏面のパターン、特に、中央域内の波状の周方向溝の波長や振幅の関係を最適化することにより、操縦安定性を向上させることができるという着想に基づき、本発明を完成した。

すなわち、上記課題に鑑み、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）前輪タイヤと後輪タイヤとからなる自動二輪車用タイヤ対であって、
タイヤのトレッド部踏面を、タイヤ赤道を中心として含むトレッド中央域と、該トレッド中央域を挟んで両側に位置する両側方域とに区画するとき、
前記前輪タイヤは、
トレッド中央域内に、タイヤ周方向に沿って波状に連続して延びる少なくとも１本の第１周方向溝と、該第１周方向溝の両溝壁からそれぞれ分岐し、同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の第１分岐溝とを有し、
前記後輪タイヤは、
トレッド中央域内に、タイヤ周方向に沿って波状に連続して延びる少なくとも１本の第２周方向溝と、該第２周方向溝の両側壁からそれぞれ分岐し、前記第１分岐溝とは逆向きでタイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の第２分岐溝とを有し、
前記前輪タイヤ及び前記後輪タイヤの両側方域におけるネガティブ率の差が、０％以上５％以下であり、
前記第２周方向溝の振幅および波長が、それぞれ前記第１周方向溝の振幅および波長よりも大きいことを特徴とする自動二輪車用タイヤ対。

（２）前記第１分岐溝および前記第２分岐溝が、それぞれ前記第１周方向溝および前記第２周方向溝の波状の山部と谷部の頂点位置から分岐する上記（１）に記載の自動二輪車用タイヤ対。

（３）前記第２分岐溝の溝幅が、前記第１分岐溝の溝幅よりも大きい上記（１）又は（２）に記載の自動二輪車用タイヤ対。

（４）前記第２周方向溝の波長が、前記第１周方向溝の波長の１．２倍以上２．５倍以下である上記（１）乃至（３）のいずれか１に記載の自動二輪車用タイヤ対。

（５）同一タイヤ周線上に位置する前記第１分岐溝の配設ピッチが、前記第１周方向溝の波長のｎ倍であり、
同一タイヤ周線上に位置する前記第２分岐溝の配設ピッチが、前記第２周方向溝の波長のｎ倍である上記（１）乃至（４）のいずれか１に記載の自動二輪車用タイヤ対。

（６）前記前輪タイヤは、前記第１分岐溝が両側方域からトレッド中央域へと順次接地するように装着し、
前記後輪タイヤは、前記第２分岐溝がトレッド中央域から両側方域へと順次接地するように装着する上記（１）乃至（５）のいずれか１に記載の自動二輪車用タイヤ対。

本発明によれば、分岐溝を有する波状の周方向溝の波長を前輪よりも後輪で大きくしたため、旋回安定性を高めることができる。また、上記周方向溝の振幅を前輪よりも後輪で大きくしたため、直進安定性を高めることができる。その結果、各タイヤの内部構造の自由度を残したまま、自動二輪車の操縦安定性を高めることが可能な自動二輪車用タイヤ対を提供することができる。

本発明に従う自動二輪車用タイヤ対の前輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。本発明に従う自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。本発明に従う他の自動二輪車用タイヤ対の前輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。本発明に従う他の自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。（ａ）は、図１に示す前輪タイヤのカーカスおよびベルト層のコード関係を説明するために、トレッド部の一部を取り除いて上方から透視したときの平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。

本発明に従う自動二輪車用タイヤ対の前輪タイヤ１０のトレッド部展開図を図１に、後輪タイヤ２０のトレッド部展開図を図２に示す。前輪タイヤ１０において、トレッド部踏面１３を、タイヤ赤道Ｓ１を中心として含むトレッド中央域１４と、該トレッド中央域１４を挟んで両側に位置する両側方域１５ａ，１５ｂに区画する。同様に、後輪タイヤ２０において、トレッド部踏面２３を、タイヤ赤道Ｓ２を中心として含むトレッド中央域２４と、該トレッド中央域２４を挟んで両側に位置する両側方域２５ａ，２５ｂに区画する。

ここで本明細書において、「トレッド中央域」とは、トレッド部踏面においてタイヤ赤道Ｓ１，Ｓ２を中心として、トレッド幅の５０％の領域を意味する。そして、「側方域」とは、トレッド部踏面のトレッド中央域以外の領域を意味する。

本明細書において「規定内圧」とは、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことを意味する。「所定リム」とは、同規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または“Approved Rim”、“Recommended Rim”）のことである。かかる産業規格については、タイヤが生産又は使用される地域に有効な規格が定められている。例えば、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 Tire and Rim Technical Organization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。

前輪タイヤ１０は、トレッド中央域１４内に、タイヤ周方向に沿って波状に連続して延びる少なくとも１本の第１周方向溝１１を有する。第１周方向溝１１は、タイヤ幅方向に間隔を置いて複数本並置してもよい。また、第１周方向溝１１は波長を有する波状の形状であれば特に限定されず、例えばジグザグ溝であってもよい。

前輪タイヤ１０は、第１周方向溝１１の両溝壁からそれぞれ分岐し、同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域１５ａ，１５ｂに向かって延びる複数本の第１分岐溝１２ａ，１２ｂを有する。第１分岐溝１２ａ，１２ｂは、主として側方域１５ａ，１５ｂに延在し、旋回時のキャンバ特性に影響する溝である。各第１分岐溝１２ａ，１２ｂの延在形状は、ストレート状であってもよいし、多少曲がっていてもよい。なお、第１周方向溝１１が複数本存在する場合の「両溝壁」とは、複数本の第１周方向溝のうち、最も側方域１５ａ側にある第１周方向溝の側方域１５ａ側溝壁と、最も側方域１５ｂ側にある第１周方向溝の側方域１５ｂ側溝壁を意味する。

後輪タイヤ２０は、上記の前輪タイヤ１０と同様の基本構成を有する。すなわち、トレッド中央域２４内に、タイヤ周方向に沿って波状に連続して延びる少なくとも１本の第２周方向溝２１を有する。第２周方向溝２１は、タイヤ幅方向に間隔を置いて複数本並置してもよい。また、第２周方向溝２１は波長を有する波状の形状であれば特に限定されず、例えばジグザグ溝であってもよい。

また、後輪タイヤ２０は、第２周方向溝２１の両側壁からそれぞれ分岐し、第１分岐溝１２ａ，１２ｂとは逆向きでタイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域２５ａ，２５ｂに向かって延びる複数本の第２分岐溝２２ａ，２２ｂを有する。第２分岐溝２２ａ，２２ｂも、主として側方域２５ａ，２５ｂに延在し、旋回時のキャンバ特性に影響する溝である。第２分岐溝２２ａ，２２ｂの延在形状は、ストレート状であってもよいし、多少曲がっていてもよい。第２周方向溝２１が複数本ある場合に関しては、前輪タイヤ１０と同様である。

本発明の前提となる構成として、前輪タイヤ１０の両側方域１５ａ，１５ｂにおけるネガティブ率と、後輪タイヤ２０の両側方域２５ａ，２５ｂにおけるネガティブ率との差は、０％以上５％以下である。後述する本発明の構成上の主な特徴は、前輪タイヤ１０と後輪タイヤ２０とで、周方向溝の振幅および波長の関係を最適化するものであるが、前後輪タイヤ間での両側方域でのネガティブ率が０％以上５％以下である場合に、本発明の特徴的構成による効果が確実に生じるからである。両側方域のネガティブ率の差が５％を超えると、旋回時の前後輪バランスが大きく崩れ、また、直進走行時の安定性も損なわれるため、本発明の効果を奏することができない。なお、Ｔ１ａとＴ１ｂおよびＴ２ａとＴ２ｂはそれぞれ前輪タイヤおよび後輪タイヤの両トレッド端である。

ここで、本発明においては、第２周方向溝２１の振幅ｘ２および波長λ２が、それぞれ第１周方向溝１１の振幅ｘ１および波長λ１よりも大きいことが特徴である。

λ２＞λ１とすることによって、後輪タイヤ２０に加わるコーナリングフォースが前輪タイヤ１０よりも大きくなり、後輪タイヤにより大きな荷重がかかるような自動二輪車に装着した場合、前後輪のコーナリングフォースバランスの最適化が実現でき、旋回安定性が向上する。しかしながら、単にλ２＞λ１としただけでは、トレッド中央域１４に比してトレッド中央域２４のタイヤ剛性が高くなりすぎるため、突起乗り越し等の外乱入力時に車両の振動が大きくなるという問題が生じる。このため、本発明では、λ２＞λ１の構成を採用するのに加えてｘ１＞ｘ２とすることにより、前後輪タイヤにおけるトレッド中央域でのタイヤ剛性バランスを適切にし、突起乗り越し等の外乱入力時に車両の振動を抑制できる結果として直進安定性を確保できる。以上より、第２周方向溝２１の振幅ｘ２および波長λ２を、それぞれ第１周方向溝１１の振幅ｘ１および波長λ１よりも大きくすることによって、直進安定性および旋回安定性をより高め、操縦安定性を向上させることができる。

本発明の自動二輪車用タイヤ対は、例えばスクーターのように、運転者が乗車した走行可能状態において、前輪荷重に比して後輪荷重が大きな車体に装着するのに適する。好ましくは、後輪荷重／（前輪荷重＋後輪荷重）＝０．５５以上０．７０以下である。

前輪タイヤ１０は、第１分岐溝１２ａ，１２ｂが両側方域１５ａ，１５ｂからトレッド中央域１４へと順次接地するように装着し、後輪タイヤ２０は、第２分岐溝２２ａ，２２ｂがトレッド中央域２４から両側方域２５ａ，２５ｂへと順次接地するように装着することが好ましい。すなわち、前輪タイヤ１０の回転方向は図１中のＲ、後輪タイヤ２０の回転方向は図２中のＲで表示されるものとなる。こうすることにより、自動二輪車の操縦安定性をより高めることができる。

λ２は、λ１の１．２倍以上２．５倍以下であることが好ましい。λ２がλ１の１．２倍未満であると、後輪に加わるコーナリングフォースが前輪に対して十分大きくならないため、旋回安定性の向上が不十分となる可能性があり、２．５倍を超えると、後輪タイヤに加わるコーナリングフォースが前輪タイヤに比して大きすぎるため、旋回時に後輪側が倒れづらくなり、操縦性能が低下するおそれがあるためである。

図１，２に示すように、第１分岐溝１２ａ，１２ｂおよび第２分岐溝２２ａ，２２ｂは、それぞれ第１周方向溝１１および第２周方向溝２１の波状の山部と谷部の頂点位置から分岐することが好ましい。

本実施形態においては、複数本の第１分岐溝および第２分岐溝は等間隔に配置されている部分を有し、同一タイヤ周線上に位置する第１分岐溝１２ａまたは１２ｂの配設ピッチが、第１周方向溝１１の波長λ１のｎ倍であり、かつ、同一タイヤ周線上に位置する第２分岐溝２２ａまたは２２ｂの配設ピッチが、第２周方向溝２１の波長λ２のｎ倍であることが好ましい。ここで、上記２つの「ｎ」は任意の同じ数値である。図１，２においては、共にｎ＝１である。すなわち、第１分岐溝の配設ピッチはλ１に等しく、第２分岐溝の配設ピッチはλ２に等しい。このように、分岐溝の配設ピッチを周方向溝の波長と関連づけることにより、後輪タイヤ２０の側方域２５ａ，２５ｂにおける第２分岐溝の配設ピッチは、前輪タイヤ１０の側方域１５ａ，１５ｂにおける第１分岐溝の配設ピッチよりも大きくなる。このため、後輪タイヤ２０に加わるコーナリングフォースが前輪タイヤ１０よりもより確実に大きくなり、後輪タイヤにより大きな荷重がかかるような自動二輪車に装着した場合、前後輪のコーナリングフォースバランスの最適化が実現でき、旋回安定性が向上する。

第２分岐溝２２の溝幅ｗ２は、第１分岐溝１２の溝幅ｗ１よりも大きいことが好ましい。前輪タイヤ１０及び後輪タイヤ２０の両側方域におけるネガティブ率の差を０％以上５％以下とするためである。すなわち、第２分岐溝２２の配設ピッチが第１分岐溝１２の配設ピッチよりも大きい場合、ｗ２＞ｗ１とすることで、ネガティブ率の差を小さくすることができる。

なお、同一タイヤ周線上の複数本の第１分岐溝１２は、図１のように全て同じ形状で、タイヤ周方向に対して同じ傾斜角を有し、等ピッチであることが好ましいが、本発明はそれに限られることはない。複数種類の形状の分岐溝を周期的に配置しても構わないし、等ピッチでない部分を有していてもよい。第２分岐溝２２についても同様である。

本発明に従う他の自動二輪車用タイヤ対について、前輪タイヤのトレッド部の一部の展開図を図３に、後輪タイヤのトレッド部の一部の展開図を図４に示す。この実施形態において、前輪タイヤ１０は、隣接する第１分岐溝１２ａと１２ａまたは１２ｂと１２ｂの間に横溝１６と、第１分岐溝１２の片方の溝壁から分岐し横溝１６に連通する第１補助溝１７と、横溝１６の片方の溝壁から分岐し第１分岐溝１２を横断して、陸部で終端する第２補助溝１８とを有する。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

また、この実施形態において、後輪タイヤ２０の第１周方向溝２１は、シグモイド曲線を逆向きに交互に連結した形状を有している。

次に図５を用いて、前輪タイヤ１０の内部構造を説明する。前輪タイヤ１０は、一対のビードコア間でトロイド状に延在し、タイヤ赤道面Ｓ１に対して７０°〜９０°の範囲の角度Θ_Ｆｒで互いに平行に配置された複数本のプライコードをゴム被覆した少なくとも１プライのラジアルカーカス１６を有する。カーカス１６を構成するプライはコードゴム被覆層であり、コード材料としてはスチール、有機繊維などが例示できる。

カーカス１６のタイヤ径方向外側には、タイヤ赤道面Ｓ１に対して所定角度Φ_Ｆｒで互いに平行に配置された複数本のベルトコードをゴム被覆した少なくとも二枚のベルト層１７ａ，１７ｂが配設される。コード材料としては、スチールコードや有機繊維コードが例示できる。ベルト層１７ａとベルト層１７ｂのコードは、互いにタイヤ赤道面に対して角度Φ_Ｆｒで逆向きに傾斜している。

ベルト層１７のタイヤ径方向外側には、タイヤ赤道と略平行に配列された有機繊維等からなるコードをゴム被覆したリボン状ストリップをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層１８（キャップ層とも言う。）が配置される。

また、後輪タイヤ２０も前輪タイヤ１０と同様に、少なくとも１プライのラジアルカーカスと少なくとも二枚のベルト層を有する。プライコードがタイヤ赤道面に対してなす角Θ_Ｒｒは、７０°〜９０°である。また、ベルトコードがタイヤ赤道面になす所定角度はΦ_Ｒｒであり、前後輪タイヤでのベルトコードの配設角度の関係としては、Φ_Ｒｒ＜Φ_Ｆｒであることが好ましい。

また、他の一実施形態においては、前輪タイヤ１０は、少なくとも１プライのラジアルカーカスを有するが、ベルト層は有さない。この場合、前輪タイヤ１０のプライコードがタイヤ赤道面になす角度Θ_Ｆｒが、７０°〜９０°の範囲であるが、前後輪タイヤでのプライコード配設角度の関係としては、Θ_Ｆｒ＜Θ_Ｒｒであることが好ましい。

また、他の一実施形態においては、前輪タイヤ１０がバイアスカーカスであってもよい。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例にかかるタイヤ対を用いて行った比較評価について説明する。下記に示す前輪タイヤ、後輪タイヤを下記試験車両に装着し、公認モトクロスコースにてプロドライバーによる実車走行試験を行った。各タイヤの表面パターンは、前輪タイヤは図３、後輪タイヤは図４に示したものを用いた。なお、図３，４に示した回転方向となるようにタイヤを装着した。
前輪タイヤ：１２０／７０Ｒ１５Ｍ／Ｃ
リムＭＴ３．５０内圧２２５ｋＰａ
後輪タイヤ：１６０／６０Ｒ１５Ｍ／Ｃ
リムＭＴ５．００内圧２５０ｋＰａ
試験車両：スクータータイプ二輪自動車排気量５００ｃｃ
ライダー乗車時の後輪荷重５９％
試験速度：１４０ｋｍ／ｈ

表１に示すブロックの大きさの異なるタイヤの各組合せで、実車走行試験を行い、直進および旋回安定性について１０点満点でフィーリング評点をつけ、評価した。各実施例、比較例のタイヤ構成と評価結果を表１に示す。

表１から明らかなとおり、実施例のほうが比較例よりも、直進安定性および旋回安定性のいずれにも優れていた。

本発明によれば、各タイヤの内部構造の自由度を残したまま、自動二輪車の操縦安定性を高めることが可能な自動二輪車用タイヤ対を提供することができる。

１０前輪タイヤ
１１第１周方向溝
１２ａ，１２ｂ第１分岐溝
２０後輪タイヤ
２１第２周方向溝
２２ａ，２２ｂ第２分岐溝
ｘ_１，ｘ_２第１周方向溝の振幅、第２周方向溝の振幅
λ_１，λ_２第１周方向溝の波長、第２周方向溝の波長
１３，２３トレッド部踏面
１４，２４トレッド中央域
１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ側方域

Claims

前輪タイヤと後輪タイヤとからなる自動二輪車用タイヤ対であって、
タイヤのトレッド部踏面を、タイヤ赤道を中心として含むトレッド中央域と、該トレッド中央域を挟んで両側に位置する両側方域とに区画するとき、
前記前輪タイヤは、
トレッド中央域内に、タイヤ周方向に沿って波状に連続して延びる少なくとも１本の第１周方向溝と、該第１周方向溝の両溝壁からそれぞれ分岐し、同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の第１分岐溝とを有し、
前記後輪タイヤは、
トレッド中央域内に、タイヤ周方向に沿って波状に連続して延びる少なくとも１本の第２周方向溝と、該第２周方向溝の両側壁からそれぞれ分岐し、前記第１分岐溝とは逆向きでタイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の第２分岐溝とを有し、
前記前輪タイヤ及び前記後輪タイヤの両側方域におけるネガティブ率の差が、０％以上５％以下であり、
前記第２周方向溝の振幅および波長が、それぞれ前記第１周方向溝の振幅および波長よりも大きいことを特徴とする自動二輪車用タイヤ対。
前記第１分岐溝および前記第２分岐溝が、それぞれ前記第１周方向溝および前記第２周方向溝の波状の山部と谷部の頂点位置から分岐する請求項１に記載の自動二輪車用タイヤ対。
前記第２分岐溝の溝幅が、前記第１分岐溝の溝幅よりも大きい請求項１又は２に記載の自動二輪車用タイヤ対。
前記第２周方向溝の波長が、前記第１周方向溝の波長の１．２倍以上２．５倍以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動二輪車用タイヤ対。
同一タイヤ周線上に位置する前記第１分岐溝の配設ピッチが、前記第１周方向溝の波長のｎ倍であり、
同一タイヤ周線上に位置する前記第２分岐溝の配設ピッチが、前記第２周方向溝の波長のｎ倍である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動二輪車用タイヤ対。
前記前輪タイヤは、前記第１分岐溝が両側方域からトレッド中央域へと順次接地するように装着し、
前記後輪タイヤは、前記第２分岐溝がトレッド中央域から両側方域へと順次接地するように装着する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動二輪車用タイヤ対。