JP6060217B2

JP6060217B2 - 自動二輪車用空気入りタイヤ

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Publication number: JP6060217B2
Application number: JP2015125826A
Authority: JP
Inventors: 稔晃槙岡
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: JP2015212142A

Description

本発明は、自動二輪車用空気入りタイヤ、特に、タイヤの耐磨耗性を損なうことなく、グリップ性能と操舵性能とを両立させ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に重要な特性として、操舵(ハンドルの入力)の適度な重さが挙げられる。
従来、タイヤのネガティブ率を増大させて、接地面積を減少させ、操舵の重さを軽くするという手法が知られている。

しかし、上記の技術では、ネガティブ率を増加させるため、接地面積が減少してしまう。
このため、グリップ力(タイヤと路面との摩擦力)が低下し、また、磨耗寿命が短くなってしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤの耐磨耗性を損なうことなく、グリップ性能と操舵性能とを両立させた自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意究明を重ねた。
その結果、発明者は、トレッドに配設する溝の配置、形状を適切化し、加えて、ネガティブ率を変更せずに上記溝の傾斜角度を適切化することで、所期した目的を有利に達成することができることの新規知見を得た。

本発明にかかる空気入りタイヤの要旨構成は、以下の通りである。
(1) 一対のビード部と、前記ビード部に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にトロイダル状に跨るトレッドとを備え、車両装着時の回転方向が指定される自動二輪車用空気入りタイヤであり、
前記トレッドの踏面のタイヤ赤道面を境界とする半部をトレッド幅方向に4等分し、前記4等分されたトレッド踏面をタイヤ赤道面側から順に、第1の領域、第2の領域、第3の領域、第4の領域とするとき、
前記トレッド踏面の一方の半部の第1の領域にてトレッド周方向に延びる第1の溝と、当該半部の第2の領域にて、前記第1の溝の前記指定タイヤ回転方向側の端部からトレッド幅方向外側に向かって斜めに前記指定タイヤ回転方向に延びる第2の溝とからなる屈曲した主溝を備え、
前記第1の溝の前記第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ1は、12°以上26°以下であり、
前記第2の溝の前記第2の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ2は、50°以上70°以下であり、
前記トレッド踏面の一方の半部の第1の領域に配置される第1の溝は、タイヤ赤道面を跨いで他方の半部における第1の領域にまで延び、
前記第2の溝のトレッド幅方向外側且つ前記第2の溝の前記指定タイヤ回転方向の端部から該指定タイヤ回転方向に離間した位置に、補助溝をさらに有する自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記第2の領域と前記第3の領域とに跨って配置され、トレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側に向かって斜めに前記指定タイヤ回転方向に延びる副溝をさらに有することを特徴とする、自動二輪車用空気入りタイヤ。

(2) 前記ビード部にトロイダル状に跨る少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのクラウン部の径方向外側に配置された2層以上のベルトとをさらに有する、上記(1)に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
(3) 前記補助溝は、前記第3の領域と前記第4の領域とに跨って配置されている、上記(1)又は(2)に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
(4) 前記第1の溝の前記他方の半部における溝面積S1は、1mm²以上47mm²以下である、上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

本発明によれば、タイヤの耐磨耗性に優れ、グリップ性能と操舵性能とにも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。

本発明の一実施形態にかかる自動二輪車用タイヤの幅方向断面図である。本発明の一実施形態にかかる自動二輪車用タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。溝の傾斜角度について説明するための図である。溝の傾斜角度について説明するための図である。溝の傾斜角度について説明するための図である。参考の自動二輪車用タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。従来例にかかるタイヤの自動二輪車用タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に従う自動二輪車用タイヤ（以下「タイヤ」という）を示す幅方向断面図である。
図1に示すように、本実施形態のタイヤは、慣例に従い、一対のビード部1と該ビード部1に連なる一対のサイドウォール部2と、両サイドウォール部2にトロイダル状に跨るトレッド3とを備えている。
図示例では、ビード部1は、ビードコア1aを有し、ビードコア1a間にはカーカス4がトロイダル状に延在し、該カーカス4のタイヤ径方向外側にベルト5を有する。
図示例では、カーカス4は、1枚のカーカスプライからなるが、2枚以上のカーカスプライで構成しても良い。
図示例では、ベルト5は、周方向に連続して巻き付けたベルトコードからなるベルト層の2層からなる。

図2は、本発明の一実施形態のタイヤのトレッド3の接地面を展開して示す図である。
まず、図2に示すように、トレッド3の接地面に対し、タイヤ赤道面CLを境界とする半部をトレッド幅方向に4等分する。
この4等分されたトレッド踏面をタイヤ赤道面CL側から順に、第1の領域P、第2の領域Q、第3の領域R、第4の領域Sとする。
なお、図2においては、4等分した様子を一方の半部のみで図示している。

図2に示すように、本発明のタイヤは、トレッド3に、第1の領域P内にてトレッド周方向に延びる第1の溝6と、第1の溝6の指定タイヤ回転方向(車両装着時のタイヤ回転方向に指定された方向であり、図2の矢印の方向)端部からトレッド幅方向外側に向かって斜めに、指定タイヤ回転方向に、第2の領域Qにて延びる第2の溝とを有する。
第1の溝6と第2の溝7とは、連結して主溝8を形成している。
図示例では、主溝8はタイヤ赤道面CLを跨いで他の半部における第1の領域にまで延びている。
また、図示例では、本発明のタイヤは、第2の領域Qと第3の領域Rとに跨って配置される副溝9を有する。
さらに、図示例では、第2の溝7のトレッド幅方向外側且つ第2の溝7の指定タイヤ回転方向の端部から該指定タイヤ回転方向に離間した位置に補助溝10を有する。
図2に示す例では、主溝8は、タイヤ周方向に間隔を置いて、タイヤ赤道面CLを挟む一方側と他方側のトレッド面に交互に配置したパターンを形成している。副溝9及び補助溝10についても同様である。
ここで、「第1の溝が第1の領域P内にて延びる」とは、第1の溝6の溝面積の50%以上が第1の領域P内にあることを意味し、第1の溝6を、部分的には他の領域にまたがって配置してもよい。また、「第2の溝が第2の領域内にて延びる」とは、第2の溝7の溝面積の50%以上が第2の領域Q内にあることを意味し、部分的には他の領域にまたがって配置しても良い。
なお、第1の溝は、第1の領域の幅方向中心に跨り、第2の溝は、第2の領域の幅方向中心に跨っている。

ここで、第1の溝の第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度及び第2の溝の第2の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度を以下のように定義する。
図3及び図4は、溝Gが直線状である場合の例である。すなわち、溝中心線G0が直線である場合の例を示す。ここで、「溝中心線」とは、溝の幅に対する中点を繋いでできる線をいうものとする。
《ケース1》
まず、図3は領域Bに配置された溝Gが隣接する領域A、Cに跨る場合を示している。
すなわち、第1の領域Pに配置される第1の溝が第2の領域Q及び他方の半部の第1の領域Pに跨る場合や、第2の領域Qに配置される第2の溝が第1の領域P及び第3の領域Rに跨る場合を示している。
ここで、溝中心線G0と当該溝Gが配置される領域Bの幅方向端部との2つの交点をX、Yとし、当該溝中心線G0と、当該溝Gが配置される領域Bの幅方向中心線との交点をZとする。
このとき、3点X、Y、Zを結んだ直線がトレッド周方向となす鋭角θを溝の傾斜角度とする。

《ケース2》
また、図4は、領域Bに配置される溝Gが隣接する領域A、Cに跨らない場合を示している。
すなわち、第1の溝が第1の領域内に留まる場合や、第2の溝が第2の領域に留まる場合を示している。
この場合は、溝Gが直線状であるため、溝中心線G0の延長線を仮定して、この延長線と当該溝Gが配置される領域Bの幅方向端部との2つの交点X、Yと、当該延長線と、当該溝Gが配置される領域Bの幅方向中心線との交点Zとの計3点を結んだ直線をトレッド周方向となす鋭角を溝の傾斜角度θとする。
なお、溝Gの幅方向の片側端部が隣接する領域に跨り、溝Gの他方の端部が隣接する領域に跨らないときは、当該他方の端部のみ、延長線を仮定して上記の交点を求めることができる。

《ケース3》
さらに、溝Gが、2本以上の直線状溝から形成されている場合や、図5に示すように、溝Gが湾曲形状である場合は、以下のように定義される。
まず、領域Bに配置された溝Gが隣接する領域に跨る場合(図示例では領域Cに跨っている)は、溝中心線G0と、当該溝Gが配置される領域Bの幅方向端部との交点(図示例では点Y)を1点取る。
また、領域Bに配置された溝Gが隣接する領域に跨らない場合(図示例では領域Aには跨っていない)は、溝中心線G0のうち、溝Gが跨らない方の隣接領域側(図示例では領域A側)の端点をD1とする。点D1から幅方向(溝Gの中央側)に5.0mmの距離にある点をD2とする。このとき、幅方向位置が点D2に対応する溝中心線状の点をEとし、点D1と点Eとを通る直線と、当該溝Gが配置される領域Bの幅方向端部(溝Gが跨らない方の隣接領域側)との交点を1点取る(図示例ではX)。
そして、溝Gが配置される領域Bの幅方向中心線と溝中心線G0との交点を1点(図示例ではZ)取り、この3点X、Y、Zを近似的に通る直線とトレッド周方向となす鋭角を溝の傾斜角度θとする。
なお、3点を近似的に通る直線は、例えば最小二乗法によって求めることができる。

このとき、本発明においては、第1の溝の第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ1が、12°以上26°以下であり、且つ第2の溝の第2の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ2が、50°以上70°以下であることが肝要である。
以下、本発明の作用効果について説明する。

本発明の目的の1つであるグリップ性能を向上させるためには、路面からの入力(外力)に対するトレッドの引張り剛性を維持して、外力による陸部の変形をできるだけ抑え、接地面積を確保する必要がある。
そのためには、トレッドにおける溝は外力の方向に沿った配置とすることが必要である。すなわち、かような配置とすることで、陸部が最も変形しづらくなり、外力に対する引張り剛性が維持されるからである。

本発明のタイヤでは、第1の溝6が第1の領域P内にてトレッド周方向、すなわち、直進時におけるトラクション及びブレーキング力に沿う方向に配置している。
これにより、車両の直進時において、外力による陸部の変形が抑えられて、主に第1の領域Pにおける接地面積が確保されるため、グリップ力が向上する。

また、第2の溝7は、第2の領域Qにて、第1の溝6の指定タイヤ回転方向端部からトレッド幅方向外側に向かって斜めに、指定タイヤ回転方向に延びている。
すなわち、第2の溝7を、車両旋回時の接地面内で、旋回時の入力に沿う方向に設けている。
これにより、車両の旋回時において、外力による陸部の変形が抑えられて、主に第2の領域Qにおける接地面積が確保されるため、グリップ力が向上する。

また、本発明のタイヤは、第1の溝の第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ1が12°以上であり、且つ第2の溝の第2の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ2が50°以上である。
このため、第1の溝はトレッド周方向に対して若干傾いており、第1に溝がトレッド周方向に延びている場合と比較して、第1の領域内の陸部の剛性が適度に低下し、これにより、主に直進時の操舵の重さを軽くすることができる。
同様に、第2に溝の傾斜角度θ2を50°以上傾けることにより、第2の領域内の陸部の剛性が適度に低下し、主に旋回時の操舵の重さを軽くすることができる。

一方で、本発明のタイヤは、第1の溝の第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ1が26°以下であり、且つ第2の溝の第2の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ2が70°以下である。
傾斜角度θ1を26°以下とすることにより、第1の領域内の陸部の剛性が過度に低下せず、主に直進時での操舵の適切な重さを確保し、さらに、上述したグリップ力の向上効果も確保することができる。
同様に、傾斜角度θ2を70°以下とすることにより、第2の領域内の陸部の剛性が過度に低下せず、主に旋回時での操舵の適切な重さを確保し、さらに、上述したグリップ力の向上効果も確保することができる。

また、図2に示すように、本発明のタイヤは、トレッド踏面の一方の半部の第1の領域Pに配置される第1の溝6は、タイヤ赤道面CLを跨いで他方の半部における第1の領域Pにまで延び、第1の溝6の他の半部における溝面積S1は、1mm²以上47mm²以下であることが好ましい。
なぜなら、1mm²以上とすることにより、陸部の剛性を低下させて、主に直進時の操舵の重さを適度に軽くすることができ、一方で、47mm²以下とすることで、陸部の剛性を適度に確保して、主に直進時の操舵の重さを適度に重く確保することができるからである。

ここで、図1に示すように、ベルト5は、2層以上とすることが好ましい。
なぜなら、ベルトコードはタイヤ周方向に対して傾斜しているのが一般的であり、2層以上とすることで偏りを低減することができるからである。

また、図2に示すように、本発明の一態様のタイヤにおいては、少なくとも第2の領域Qと第3の領域Rとに跨って配置される副溝9を有している。
なぜなら、排水性を確保してウェット性能を向上させることができるからである。

さらに、図2に示すように、本発明の一態様のタイヤにおいては、第2の溝の幅方向外側に、第3の領域Rと前記第4の領域Sとに跨り、第2の溝とはトレッド周方向に離間して配置された補助溝10を設けている。
旋回時においては、キャンバー角に応じてブロックが接地面積を確保できるように変形できること、すなわち面外曲げ剛性を低減させることが有効である。補助溝が第2の溝7のトレッド幅方向外側且つ第2の溝7とは離間した位置にあることで、主溝8と補助溝10とが連結している場合に比べ、溝が旋回時の入力の方向に延びる距離が小さくなる。このため、該入力に対する剛性(面外曲げ剛性)を低減させ、接地面積を増加させて、旋回時のグリップ性能を向上させることができる。

なお、補助溝10が第2の溝の幅方向外側端部とトレッド周方向に離間する距離F(mm)は、5mm以上とすることが好ましい。
なぜなら、5mm以上とすることでブロックの剛性を確保して、耐磨耗性を向上させることができるからである。

なお、主溝8がトレッド周方向に延在する長さL1(mm)は、1ピッチ長さの60〜70%、1ピッチの溝幅W1(mm)は、1ピッチ長さの4〜11％とすることが好ましい。
また、副溝9がトレッド周方向に延在する長さL2(mm)は、1ピッチ長さの30〜40%、1ピッチの溝幅W2(mm)は、1ピッチ長さの4〜11％とすることが好ましい。
さらに、補助溝10がトレッド周方向に延在する長さL3(mm)は、1ピッチ長さの10〜20%、1ピッチの溝幅W3(mm)は、1ピッチ長さの5〜11％とすることが好ましい。
例えば、タイヤサイズが120/70ZR17M/Cの外径600mmのタイヤの周上に16ピッチを設ける場合は、1ピッチ長さは118mmである。このとき、主溝のトレッド周方向長さL1は80mm、溝幅W1は5〜13mmとすることが好ましい。また、副溝のトレッド周方向に延在する長さL2は、44mm、溝幅W2は、5〜13mmとすることが好ましい。さらに、補助溝がトレッド周方向に延在する長さL3は15mm、溝幅W3は7〜13mmとすることが好ましい。
ここで、主溝、副溝、補助溝の「溝幅」W1〜W3は、開口部における溝幅を意味し、上記の各溝が延びる方向に垂直な方向に測った長さを、溝のタイヤ回転方向端部から逆回転方向端部まで平均をとった長さである。
ここでいう、溝長さ、溝幅、溝深さは、上述のようにタイヤを規定リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷したときの値である。
ここでいう、「規定リム」とは所定の産業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”)のことであり、規定内圧とは同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である。
また、最大負荷荷重とは、同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)のことである。
かかる産業規格については、タイヤが生産もしくは使用される地域においてそれぞれ有効な規格が定められており、これらの規格は、例えば、アメリカ合衆国では“The Tire and Rim Association Inc. Year Book”(デザインガイドを含む)により、欧州では、“The European Tire and Rim Technical Organization Standards Manual”により、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”によりそれぞれ規定されている。

次に、本発明のタイヤがグリップ性能、操舵性能及び、耐磨耗性に優れていることを確認するため、ドライバーによるドライ路面でのテスト走行を実施した。
ここで、発明例1、2、及び比較例1、2として、図2に示すタイプのトレッドパターンを有する、タイヤサイズが120/70ZR17M/Cの前輪タイヤを試作した。
具体的には、発明例1、2、及び比較例1、2にかかるタイヤは、上述の配置位置の主溝を備えている。
なお、発明例1、2、及び比較例1、2にかかるタイヤは、図1に示す構造を有し、2層のベルト層はタイヤ周方向に60°〜70°の角度で傾斜し、層間で互いに交差する、傾斜ベルト層である。
また、従来タイヤとして、図7に示すタイプのトレッドパターンを有する、タイヤサイズが120/70ZR17M/Cの前輪タイヤを用意した。
後輪タイヤは、タイヤサイズ190/50ZR17M/Cの汎用品タイヤを共通して用いた。

ここで、発明例1、2、及び比較例1、2について、タイヤの外径は600mmであり、周上に16ピッチを設け、1ピッチ118mmである。
このとき、主溝のトレッド周方向長さL1は80mm、溝幅W1は5〜13mmで共通である。
また、副溝のトレッド周方向に延在する長さL2は、44mm、溝幅W2は、5〜13mmで共通である。
さらに、発明例1、2、及び比較例1、2について、補助溝がトレッド周方向に延在する長さL3は、15mm、溝幅W3は、7〜13mmで共通である。
各タイヤの諸元は表1に示している。
表1において、上述のように、「θ1」は、第1の溝の第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角である。「θ2」は、第2の溝の、第2の領域Pにおけるトレッド周方向に対する傾斜角である。また「S1」は、主溝を構成し、一方の半部の第1の領域にて延びる第1の溝が、他方の半部の第1の領域に跨る溝面積である。

上記の各前輪用タイヤを、リムサイズ17M/CxMT3.50のリムに装着し、内圧を250kPaとした。また、上記の汎用品の前輪タイヤをリムサイズ17M/CxMT6.00のリムに装着し、内圧を290kPaとした。これらのタイヤをそれぞれ、1000ccスポーツバイクの前輪及び後輪として取り付けた。
グリップ性能及び操舵重さは、ドライ路面のテストコースをドライバーによりテスト走行したときの官能評価により行った。
グリップ性能の指数は、絶対レベルとして満足できるレベルを100としたときの指数で表した。操舵重さは、5点満点で評価した。表2における「+」とは、操舵の重さが適度である場合と比べて重い場合であり、「−」とは、操舵の重さが適度である場合と比べて軽い場合である。
また、耐磨耗性は、走行後に溝深さの平均を求めることにより行った。従来例の耐磨耗性を100としたときの指数で表し、数値が小さい方が耐磨耗性に優れている。
評価結果を表2に示す。

表2に示すように、発明例1、2は、従来例より操舵重さ、グリップ性能に優れており、耐磨耗性も同等以上である。
また、比較例1、2は、グリップ性能が従来例より劣ってしまうことがわかる。

1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド
4 カーカス
5 ベルト
6 第1の溝
7 第2の溝
8 主溝
9 副溝
10 補助溝

Claims

一対のビード部と、前記ビード部に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にトロイダル状に跨るトレッドとを備え、車両装着時の回転方向が指定される自動二輪車用空気入りタイヤであり、
前記トレッドの踏面のタイヤ赤道面を境界とする半部をトレッド幅方向に4等分し、前記4等分されたトレッド踏面をタイヤ赤道面側から順に、第1の領域、第2の領域、第3の領域、第4の領域とするとき、
前記トレッド踏面の一方の半部の第1の領域にてトレッド周方向に延びる第1の溝と、当該半部の第2の領域にて、前記第1の溝の前記指定タイヤ回転方向側の端部からトレッド幅方向外側に向かって斜めに前記指定タイヤ回転方向に延びる第2の溝とからなる屈曲した主溝を備え、
前記第1の溝の前記第1の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ1は、12°以上26°以下であり、
前記第2の溝の前記第2の領域におけるトレッド周方向に対する傾斜角度θ2は、50°以上70°以下であり、
前記トレッド踏面の一方の半部の第1の領域に配置される第1の溝は、タイヤ赤道面を跨いで他方の半部における第1の領域にまで延び、
前記第2の溝のトレッド幅方向外側且つ前記第2の溝の前記指定タイヤ回転方向の端部から該指定タイヤ回転方向に離間した位置に、補助溝をさらに有する自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記第2の領域と前記第3の領域とに跨って配置され、トレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側に向かって斜めに前記指定タイヤ回転方向に延びる副溝をさらに有することを特徴とする、自動二輪車用空気入りタイヤ。
前記ビード部にトロイダル状に跨る少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカス
と、前記カーカスのクラウン部の径方向外側に配置された2層以上のベルトとをさらに有
する、請求項1に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
前記補助溝は、前記第3の領域と前記第4の領域とに跨って配置されている、請求項1又は2に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
前記第1の溝の前記他方の半部における溝面積S1は、1mm²以上47mm²以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。