JP5770847B2 - 自動二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、優れたウエット制動性を維持しつつ、従来より耐久性に優れた自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

自動二輪車用空気入りタイヤは、高速耐久性および操縦安定性の向上の要求に応えるためにスパイラルベルト構造が主流となりつつある。ここで、スパイラルベルト構造とは、トレッド部、すなわちカーカスとトレッドゴム間にコードが実質的にタイヤ周方向に配列された構造のベルトであり、一般的に一本もしくは複数本のコードからなる帯状体をスパイラル状（螺旋形状）にカーカスの外側に巻き付けて形成されるのでスパイラルベルトと呼ばれている。このスパイラルベルトは周方向に対する強い拘束力を発揮するため高速耐久性、操縦安定性が向上する。

直進走行時における自動二輪車用空気入りタイヤのトレッド踏面部は、路面に接地する中央域と接地しない両側域に区分されるが、特にその両側域のトレッド踏面部に幅方向の引張り歪が発生する。乗用車用の空気入りタイヤではトレッド踏面部全体が接地領域となるためこのような引張り歪は発生ぜず、自動二輪車用空気入りタイヤ特有の現象である。

ベルトにスパイラルベルト層のみを採用した自動二輪車用空気入りタイヤにおいては、タイヤ幅方向に対する拘束力が傾斜ベルトを有する自動二輪車用空気入りタイヤに比較して弱いため、引張り歪は大きなものとなる。そして、このような両側域に溝を設けると幅方向の引張り歪に晒されることになり、特に周方向に対して低角度に傾斜するハイアングルな周主溝とした場合には影響が大きく、溝底隅部に応力集中が発生し、これにより溝底クラックが早期に発生するという問題が懸念されてきた。

このような課題に対して、特許文献１には、スパイラルベルト層を設け高速耐久性および操縦安定性を高めつつ、トレッド踏面部の中央領域には傾向的に横方向に延びる横主溝を、その両側の直進走行時に接地しない両側域には周方向に対して０〜３０°のハイアングルな周主溝をピッチ長さの０．１〜０．６の範囲の周方向長さで配置してウエット路面での旋回時の耐横滑り性能を向上させ、さらに周主溝のトレッド中央側の溝底隅の曲率半径トレッド側方側の溝底隅の曲率半径より大きくすることにより周主溝の溝底クラックの早期発生を抑止することができる二輪車用空気入りタイヤが開示されている。

特開平８−１６９２１１号公報

今日、タイヤの高性能化が進み、これと同時にタイヤには高耐久性が望まれている。特許文献１に記載のタイヤによれば、ウエット制動性の向上とともに、溝底クラックの早期発生を抑制することができるため、耐久性の向上には一定の効果はある。しかしながら、今後のタイヤの高性能化に伴い、さらなる高耐久化の技術が必要となる。

そこで本発明の目的は、優れたウエット制動性を維持しつつ、従来より耐久性に優れた自動二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために、自動二輪車用空気入りタイヤにおける偏摩耗の発生メカニズムに着目し鋭意検討した結果、二輪車の旋回時にキャンバー角が付加されるとトレッドゴムに圧縮変形が起こり、これにより生じるせん断力によって偏摩耗が発生するとの知見を得た。かかる知見を基に、本発明者はさらに鋭意検討した結果、トレッドパターンを所定の構造とすることでトレッドゴムの圧縮変形時に発生するせん断力を制御することができ、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、環状に形成されたトレッド部を備える自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部の幅をＴｗとしたとき、タイヤ赤道から両幅方向１／４Ｔｗまでの領域の全幅または一部に周方向に対して０°より大きく３５°以下の傾斜角を有する急傾斜溝がタイヤ赤道を中心にＶ字状に設けられ、かつ、前記急傾斜溝のタイヤ幅方向外側端部からトレッド端部までの領域の全幅または一部に周方向に対して４５°以上９０°以下の傾斜角を有する緩傾斜溝が、前記急傾斜溝と不連続に設けられており、
タイヤ赤道から前記急傾斜溝の幅方向外側端部までの距離ｗ１が下記式、
０．２５≦ｗ１／（１／２Ｔｗ）＜０．５０
で表わされる関係を満足することを特徴とするものである。

本発明においては、タイヤ赤道から前記急傾斜溝の幅方向外側端部と前記緩傾斜溝の幅
方向内側端部との距離が同一であることが好ましい。

本発明によれば、優れたウエット制動性を維持しつつ、従来より耐久性に優れた自動二輪車用空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の好適な実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開平面図である。 二輪車が大きなキャンバー角（ＣＡ５０度）で旋回しているときの荷重直下におけるタイヤを示す部分断面図である。 本発明の好適な実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤの断面図である。 比較例１の自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンの展開平面図である。 比較例２の自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンの展開平面図である。 比較例３の自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンの展開平面図である。 比較例４の自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンの展開平面図である。 従来例の自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンの展開平面図である。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の好適な実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開平面図である。本発明のタイヤは、トレッド部１０の幅をＴｗとしたとき、タイヤ赤道ＣＬから両幅方向１／４Ｔｗまでの領域の全幅または一部に周方向に対して０°より大きく３５°以下の傾斜角θｃを有する急傾斜溝１ａがタイヤ赤道ＣＬを中心にＶ字状に設けられている。また、急傾斜溝１ａのタイヤ幅方向外側端部からトレッド端部までの領域の全幅または一部に周方向に対して４５°以上９０°以下の傾斜角θｓを有する緩傾斜溝１ｂが、急傾斜溝１ａと不連続に設けられている。

図２は、二輪車が大きなキャンバー角（ＣＡ５０度）で旋回しているときの荷重直下におけるタイヤを示す部分断面図である。スパイラルベルト構造のタイヤは、接地面におけるタイヤ幅方向の剛性が小さいため、特に大きなキャンバー角が付与される旋回時には、図示するようにトレッドゴムが圧縮され、溝１がタイヤ幅方向に縮む。この状態は周方向に対して傾斜角が小さい溝ほど顕著である。トレッドゴムが圧縮されることで溝１の壁部に生じるタイヤ幅方向のせん断力τは、相対的に旋回外側では小さくなり（τ_ｏ）、旋回内側では大きくなる（τ_ｉ）。このため、滑り域の大きい旋回内側のせん断力τ_ｉが大きくなり偏摩耗が発生する。キャンバー角頻度を考慮するとタイヤ赤道ＣＬからトレッド端に向って１／４Ｔｗの位置近傍に偏摩耗が発生しやすいといえる。

そこで本発明においては、タイヤ赤道ＣＬから両幅方向に向かって１／４Ｔｗまでの領域の全幅または一部に、周方向に対して０°より大きく３５°以下、好適には０°より大きく３０°以下の傾斜角θｃを有し、タイヤ赤道ＣＬを中心にＶ字形状を有する急傾斜溝１ａを設けている。これにより、ウエット路面での旋回時の排水性能および耐横滑り性能を確保しつつ、溝底のクラックの発生を抑制している。また、急傾斜溝１ａはＶ字形状を有しており圧縮剛性が下がるため、キャンバー角が小さい旋回時に操縦安定性が得られるという効果も有している。

また、本発明のタイヤにおいては、急傾斜溝１ａのタイヤ幅方向外側端部からトレッド端部までの領域の全部または一部に周方向に対して４５°以上９０°以下、好適には６０°以上９０°以下の傾斜角θｓを有する緩傾斜溝２が急傾斜溝１ａと不連続に配置されている。緩傾斜溝１ｂの傾斜角度θｓを周方向に対して４５°以上９０°以下とすることで、トレッドゴムの圧縮変形を制御して旋回内側のせん断応力τ_ｉを小さくし、偏摩耗の発生を防止している。また、滑り域の大きい旋回内側ではなく、粘着域の大きい旋回外側で力を出すため、制動性能に影響を与えることはない。さらに、本発明においては、急傾斜溝１ａと緩傾斜溝１ｂが分断されているため、旋回時にトレッドゴムが圧縮変形され難く、上記効果を良好に得ることができる。

本発明においては、タイヤ赤道ＣＬから急傾斜溝１ａの幅方向外側端部までの距離ｗ１と、タイヤ赤道ＣＬから緩傾斜溝１ｂの幅方向内側端部までの距離ｗ２とが同一であることが好ましい（図１参照）。急傾斜溝１ａのタイヤ幅方向外側端部と、緩傾斜溝１ｂのタイヤ幅方向内側端がタイヤ赤道ＣＬから同じ距離とすることにより、ウエット制動性と耐偏摩耗性をバランスよく得ることができる。

また、本発明においては、タイヤ赤道から急傾斜溝１ａの幅方向外側端部までの距離ｗ１は下記式、
０．２５≦ｗ１／（１／２Ｔｗ）＜０．５０
で表わされる関係を満足することが好ましい。ｗ１／（１／２Ｔｗ）が０．２５未満であると、せん断力τの変化が小さく偏摩耗への影響が少ないからである。一方、ｗ１／（１／２Ｔｗ）が０．５０以上となると、せん断力τが大きくなり十分に偏摩耗を防止することができない場合がある。

本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、トレッドパターンが上記要件を満足することのみが重要であり、急傾斜溝１ａおよび緩傾斜溝１ｂの溝幅、溝深さ、ピッチ等は常法に従い適宜設定することができる。図３に本発明の好適な実施の形態の自動二輪車用空気入りタイヤ断面図を示す。本発明のタイヤは、図示するように、一対のビード部１３と、それに連なる一対のサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間にトロイド状をなして連なるトレッド部１１とを備えている。これら各部をビード部１３相互間にわたり補強するカーカス２は、比較的高弾性のテキスタイルコードを互いに平行に配列してなるカーカスプライの少なくとも１枚とすることができる。カーカスプライの枚数は、１枚でも２枚でもよく、３枚以上でもかまわない。なお、カーカス２の両端部は、図示する例では、カーカス２の端部をビードコア３にタイヤ内側から外側に折り返して係止しているが、両側からビードワイヤで挟み込んで係止してもよい。また、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置されている（図示せず）。本発明は、ラジアルタイヤに限らず、バイアスタイヤにも適用可能である。

また、図３ではベルト層として、タイヤ周方向に対し０°〜５°の角度を有する補強素子からなるスパイラルベルト層４が配設されているが、その他、交錯ベルト層（図示せず）を配置してもよい。スパイラルベルト層４は、１本または複数本のコードをゴムで被覆して、これをタイヤの製造過程においてトレッドに螺旋巻きするようにタイヤ周方向にほぼ平行になるようぐるぐると巻付けることで形成できる。スパイラルベルト層４は、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードの他、スチールコードで形成してもよく、例えば、直径０．１８ｍｍのスチール単線を１×５タイプで撚ったスチールコードを、打ち込み間隔５０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻きつけるなどして形成することができる。また、交錯ベルト層（図示せず）は、例えば、芳香族ポリアミド等からなる補強コードを、タイヤ周方向に対して±２０°〜８０°で交錯させて設けることができる。

以下、本発明について、実施例を用いて具体的に説明する。
＜実施例１〜５および参考例＞
図１に示すトレッドパターンを有するタイヤをタイヤサイズ１２０／７０ＺＲ１７で作製した。トレッド部の幅Ｔｗは１６０ｍｍである。トレッドパターンの詳細は表１および３にまとめて示す。供試タイヤは、一対のビードコア間にトロイド状に跨って延在するカーカスプライ（ボディプライ）の２枚からなるカーカスを備えている。カーカスプライには、ナイロン繊維を用い、カーカスの角度は、ラジアル方向（赤道方向に対する角度が９０°）とした。ベルト層としてスパイラルベルト層を配置した。スパイラルベルト層は、直径０．１８ｍｍのスチール単線を１×５タイプで撚ったスチールコードを赤道方向に螺旋巻きし、スパイラル状に形成した。スパイラルベルト層は１本の並列したコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体を、略タイヤ赤道方向に沿って螺旋状にタイヤ回転軸方向に巻きつける手法で、スパイラルベルト層の打ち込み５０本／５０ｍｍで形成した。

＜比較例１＞
実施例１〜５および参考例と同様にしてタイヤを作製した。但し、比較例１は実施例１〜５および参考例と異なり、急傾斜溝と緩傾斜溝とがトレッド幅方向で一部重なったトレッドパターンであり、急傾斜溝と緩傾斜溝とが連続的に形成されている。

＜比較例２＞
トレッドパターンを図４に示すとおりにしたこと以外は実施例１と同様にしてタイヤを作製した。図４に、比較例２のトレッド部２０の溝１１のパターンを示す。トレッドパターンの詳細は表２にまとめる。

＜比較例３＞
トレッドパターンを図５に示すとおりにしたこと以外は実施例１と同様にしてタイヤを作製した。図５に、比較例３のトレッド部３０の急傾斜溝２１ａおよび緩傾斜溝２１ｂのパターンを示す。トレッドパターンの詳細は表２にまとめる。

＜比較例４＞
トレッドパターンを図６に示すとおりにしたこと以外は実施例１と同様にしてタイヤを作製した。図６に、比較例４のトレッド部４０の急傾斜溝３１ａおよび緩傾斜溝３１ｂのパターンを示す。トレッドパターンの詳細は表２にまとめる。

＜比較例５＞
トレッドパターンを図７に示すとおりにしたこと以外は実施例１と同様にしてタイヤを作製した。図示するように、比較例５のトレッド部５０として急傾斜溝の代わりに周方向溝４１ａ、および緩傾斜溝４１ｂを配置した。トレッドパターンの詳細は表２にまとめる。

＜比較例６、７＞
図１に示すトレッドパターンにて実施例１と同様にしてタイヤを作製した。トレッドパターンの詳細は表２および３にまとめる。

＜従来例＞
トレッドパターンを図８に示すとおりにしたこと以外は実施例１と同様にしてタイヤを作製した。図示するように、従来例のトレッド部６０として急傾斜溝５１ａ、および緩傾斜溝の代わりに周方向溝５１ｂを配置した。トレッドパターンの詳細は表１にまとめる。

＜実車走行試験＞
得られた各供試タイヤを、リムサイズＭＴ３．５０のリムに組み込み、内圧を２５０ＫＰａとして実車に装着して、テストコースにて５０００ｋｍの実車走行試験を行った。試験後、タイヤセンター部とタイヤ赤道から１／４Ｔｗの位置の溝深さを測定して耐摩耗性を評価した。得られた結果を表１〜３に併記する。また、ハイドロプレーニング性、ウェットトラクション性、ハンドリング性の各観点から、ライダーによる実車の操縦安定性の評価を行った。結果は従来例を１００とした指数にて表１〜３に併記する。数値が大なるほど結果が良好である。

※：急傾斜溝と緩傾斜溝とがトレッド幅方向にて一部重なっている。

表１〜３より、本発明のタイヤはウエット制動性に優れ、かつ、偏摩耗の発生を抑制できており、耐久性が向上していることがわかる。

１，１１，２１，３１，４１，５１ 溝
２ カーカス
３ ビードコア
４ スパイラルベルト層
１０，２０，３０，４０，５０，６０ トレッド部
１１ ビード部
１２ サイドウォール部
１３ トレッド部

Claims (2)

1. 環状に形成されたトレッド部を備える自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部の幅をＴｗとしたとき、タイヤ赤道から両幅方向１／４Ｔｗまでの領域の全幅または一部に周方向に対して０°より大きく３５°以下の傾斜角を有する急傾斜溝がタイヤ赤道を中心にＶ字状に設けられ、かつ、前記急傾斜溝のタイヤ幅方向外側端部からトレッド端部までの領域の全幅または一部に周方向に対して４５°以上９０°以下の傾斜角を有する緩傾斜溝が、前記急傾斜溝と不連続に設けられており、
   タイヤ赤道から前記急傾斜溝の幅方向外側端部までの距離ｗ１が下記式、
   ０．２５≦ｗ１／（１／２Ｔｗ）＜０．５０
   で表わされる関係を満足することを特徴とする自動二輪車用空気入りタイヤ。
2. タイヤ赤道から前記急傾斜溝の幅方向外側端部までの距離ｗ１と、タイヤ赤道から前記緩傾斜溝の幅方向内側端部までの距離ｗ２とが同一である請求項１記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

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