JP5965138B2 - 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、特には、ドライ路面でのグリップ性能とウェット路面でのグリップ性能とを両立させ、且つタイヤの耐磨耗性を向上させた自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

従来、一般道の走行において、ドライ路面およびウェット路面での操縦安定性を確保するため、トレッド部に多数の傾斜溝を配置したパターンを有する自動二輪車用空気入りタイヤが知られている(例えば、特許文献1参照)。

ここで、特に昨今、一般道走行用の自動二輪車用空気入りタイヤをサーキット走行にも使用したいとのニーズが高まっており、上記のような従来タイヤをこの目的のために用いた場合、サーキット走行等でスポーティな走行に必要なグリップ力が十分ではなく、グリップ性能を向上させる必要があった。
特に、操舵輪となる前輪タイヤのグリップ力を高めることにより、直進時のブレーキング力と旋回時の横力を向上させたタイヤが望まれている。

一方、サーキット走行専用の自動二輪車用空気入りタイヤとして、図1に示すようなパターンを有する自動二輪車用空気入りタイヤも提案されている(例えば、特許文献2参照)。
規定リムに規定内圧を充填したタイヤを規定荷重下で直進走行させた際にタイヤ接地面となる領域を直進時接地域と呼ぶとき、図1に示したパターンは、トレッド部の、直進時接地域Q1内に、赤道面CLを横切って傾斜する第1の傾斜溝91と、第1の傾斜溝91の各々に対応して赤道面CLを横切らないように設けられる第2の傾斜溝92とがそれぞれ多数、間隔をおいて周方向に配置されている。
第1の傾斜溝91とこれに対応する第2の傾斜溝92とは、互いに離隔し、しかも、赤道面CLに対して互いに反対向きに傾斜して設けられている。
このパターンは、サーキット走行に要求されるドライ路面でのグリップ性能を高めるために、トレッド部全面積に占める溝部面積の割合(ネガティブ率)を極めて低く抑えている。
このパターンよれば溝部分が少ないため、特にタイヤのショルダ部の磨耗を抑制することも期待できる。

特開2007−331596号公報 意匠登録第1312918号公報

しかしながら、特許文献2に記載のタイヤは、ネガティブ率が小さいため、排水性が悪いことからウェット時のグリップ性能が十分ではなく、一般道を安全に走ることができないという問題があった。
さらに、このようにネガティブ率を小さくすると面外曲げ剛性が上がり、旋回時において接地面積が低下し、グリップ性能の向上が妨げられるという問題もあった。
一方で、排水性を向上させようとして、ネガティブ率を増大させると、陸部の剛性の低下により、特に、ショルダ部での磨耗が発生しやすくなり、これらのタイヤの性能はトレードオフの関係にある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ドライ路面でのグリップ性能と、ウェット路面でのグリップ性能とを両立させ、且つタイヤの耐磨耗性を向上させることのできる自動二輪車用空気入りタイヤを提供することを目的とする。

発明者らは、前記課題を解決すべく、鋭意究明を重ねた。
その結果、トレッドに主溝と、該主溝のタイヤ回転方向端部にタイヤ回転方向に離間して配置する補助溝とを適切な配置、形状として設け、これらの溝の溝幅を適切な関係とすることにより、タイヤ耐磨耗性及び、ドライ路面でのグリップ性能とウェット路面でのグリップ性能とを両立させ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において、
前記トレッドの踏面の直進時接地域内にてトレッド周方向に延びる第1の溝と、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、
さらに、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側の端部から前記指定タイヤ回転方向に離間した位置に、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補助溝を有し、
前記第1の溝と前記第2の溝とを屈曲した形状に連結させたときの2つの屈曲点を結んだ線分の長さである、前記第1の溝と前記第2の溝との連結部における前記主溝の溝幅をA(mm)とし、
前記主溝の溝幅に対する中点を繋いでできる溝中心線のトレッド幅方向外側端点からトレッド幅方向内側に0.1mm離間した位置において前記溝中心線上の点が溝幅の中点となるような溝幅である、前記第2の溝の幅方向外側端部における溝幅をB(mm)とし、
前記補助溝の溝中心線の幅方向中央の点を中点とする溝幅である、前記補助溝の溝幅をC(mm)とするとき、
A＞B≧C
を満たし、
前記第1の溝と前記第2の溝との、前記指定タイヤ回転方向の逆方向側の連結部のタイヤ赤道面からの幅方向の距離d(mm)は、トレッド幅TW(mm)に対して、
0.25≦d/TW≦0.45
を満たすことを特徴とする、自動二輪車用空気入りタイヤ。

(2)前記第2の溝のトレッド周方向に対する傾斜角度をθ1、前記補助溝のトレッド周方向に対する傾斜角度をθ2とするとき、
θ1＜θ2
を満たす、上記(1)に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

本発明によれば、トレッドにおける主溝及び補助溝の形状、配置を適切化し、且つこれらの溝の溝幅の関係を適切化することにより、ドライ路面でのグリップ性能とウェット路面でのグリップ性能とを高い次元で両立させ、耐磨耗性にも優れた自動二輪車用空気入りタイヤを提供できる。

従来のタイヤのトレッドを示す展開図である。 本発明の一実施形態にかかる自動二輪車用タイヤを示す断面図である。 (a)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展開図である。(b)(c)溝幅について説明するための図である。 実施例に用いた自動二輪車用タイヤのトレッド展開図である。

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図2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)を示す断面図である。
図2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とを備える。
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3(a)は、本発明の一実施形態のタイヤのトレッド3の接地域Qを展開して示す図である。
まず、図3(a)に示すように、トレッド3の接地域Qは、車両の直進時接地域Q1とQ1よりトレッド幅方向外側の外側接地域Q2とに分けられる。「直進時接地域」とは、規定リムに規定内圧を充填したタイヤを規定荷重下で直進走行させた際にタイヤ接地面となる領域のことをいう。

本実施形態のタイヤは、トレッド3に、直進時接地域Q1内で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3(a)のR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、外側接地域Q2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。
また、本発明のタイヤは、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、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る補助溝9を有する。
図示例では、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。補助溝9についても同様である。
ここで、「第1の溝が直進時接地域内で延びる」とは、第1の溝6の溝面積の70%以上が直進時接地域Q1内にあることを意味し、図3(a)に示すように、第1の溝6を、部分的には外側接地域Q2及びタイヤ赤道面CLを跨いだ他方のトレッド半部に配置してもよい。また、「第2の溝が外側接地域で延びる」とは、第2の溝7の溝面積の50%以上が外側接地域Q2内にあることを意味し、部分的には直進時接地域内Q1にまたがって配置しても良い。

また、図3(b)(c)に示すように、第1の溝6と第2の溝7との連結部における主溝の溝幅をA(mm)、第2の溝の幅方向外側端部における溝幅をB(mm)、補助溝の溝幅をC(mm)とするとき、本発明のタイヤは、
A＞B≧C
を満たす。
ここで、「連結部における主溝の溝幅A」とは、図3(b)に示すように、第1の溝と第2の溝とを屈曲した形状に連結させたときの2つの屈曲点8a、8bを結んだ線分の長さをいう。
また、「第2の溝の幅方向端部における溝幅B」とは、主溝の溝中心線 (溝の幅に対する中点を繋いでできる線) 8cの幅方向外側端点8dから幅方向内側に0.1mmの溝中心線8c上の点を8eとするとき、この点8eが溝幅の中点となるような溝幅をいう。
さらに、「補助溝の溝幅C」とは、補助溝の溝中心線9aの幅方向中央の点9bを中点とする溝幅をいう。

本発明の目的であるドライ路面でのグリップ性能と耐磨耗性を確保するためには、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。
一方で、ウェット路面でのグリップ性能を向上させるためには、溝により接地面Q内の排水性を向上させる必要がある。
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り、また、外力の向きに発生する陸部のすべりは、溝内の水と相対的な動きをするため、排水性が向上するからである。さらに、陸部の剛性を確保できるので耐磨耗性も向上するからである。

本発明のタイヤでは、第1の溝6を、直進時接地域Q1内でトレッド周方向、すなわち、直進時における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、直進時接地域Q1における接地面積が確保されるため、ドライ路面でのグリップ力が向上し、また直進時接地領域での耐磨耗性も向上する。さらに、上述のように直進時接地域Q1内における排水性も向上する。

また、第2の溝7は、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、外側接地域Q2における接地面積が確保されるため、ドライ路面でのグリップ力が向上し、また外側接地域Q2での耐磨耗性も向上する。さらに、上述のように外側接地域内Q2における排水性も向上する。

さらにまた、本発明のタイヤは、第1の溝6の指定タイヤ回転方向の端部に第2の溝7が連結し、排水経路として連続しているため、トレッドの排水性が向上し、結果としてタイヤのウェット路面でのグリップ性能が向上する。

加えて、補助溝9は、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ため、旋回時の入力に沿う方向に延びているため、第2の溝の場合と同様に、旋回時でのグリップ力、排水性が向上する。
また、陸部の剛性を確保できるため、特に補助溝が位置するショルダ部付近の耐磨耗性を向上させることもできる。

ここで、さらに、本発明のタイヤは、補助溝9を、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配置することが肝要である。
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が、本実施形態にかかるタイヤは、補助溝9が第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端部から該指定タイヤ回転方向に離間した位置にあることで、主溝8と補助溝9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、旋回時におけるドライ路面でのグリップ性能を向上させることができる。

また、本発明のタイヤにあっては、上述の溝幅の関係
A＞B≧C
を満たすことが肝要である。
自動二輪車の旋回時に、車体が倒れこみ、徐々に幅方向外側が接地していくが、車体が倒れこむほど、旋回半径が小さくなり、遠心力を支える力が必要となる。
これに対し、上記の関係式を満たすことにより、タイヤ幅方向外側ほど溝幅が狭いため陸部の剛性が高まり、ドライ路面での高いグリップ力を発生させることができるからである。

ここで、図3(a)に示すように、トレッド踏面に配置する溝は、トレッド外側にいくにつれ、トレッド周方向に対する角度が漸増する形状とすることが好ましい。
自動二輪車では、走行状態が変化するにつれて、接地面の位置が変化し、要求される性能も異なってくる。すなわち、キャンバー角が大きくなるほど、接地面はトレッド幅方向外側となるため、溝のトレッド幅方向外側ほど、よりトレッド幅方向に沿う形状とすることでドライ路面でのグリップ性能及び、耐磨耗性を向上させることができるからである。
具体的には、第2の溝のトレッド周方向に対する傾斜角度をθ1、補助溝のトレッド周方向に対する傾斜角度をθ2とするとき、
θ1＜θ2
を満たすことが好ましい。
ここで、「第2の溝のトレッド周方向に対する傾斜角度」とは、第2の溝の溝中心線の幅方向両側端点8d、8fを結ぶ直線がトレッド周方向に対してなす鋭角をいう。
また、「補助溝のトレッド周方向に対する傾斜角度」とは、補助溝の溝中心線9aの幅方向両側端点9c、9dを結ぶ直線がトレッド周方向に対してなす鋭角をいう。

本発明のタイヤにあっては、第1の溝と第2の溝との、指定タイヤ回転方向の逆方向側の連結部のタイヤ赤道面からの幅方向の距離d(mm)が、トレッド幅TW(mm)に対して、
0.25≦d/TW≦0.45
を満たす。
なぜなら、0.25以上とすることにより、直進時接地領域Q1における接地性を高めることができ、高速安定性を確保できる。一方で、0.45以下とすることにより、外側接地領域Q2における剛性を確保して、領域Q2での旋回性を高めることができるからである。
これにより、直進時の高速安定性、旋回時の旋回性能をより高めることができる。

ここで、上記関係式A＞B≧Cを満たすに当たり、具体的には、溝幅Aは、6〜9mmとし、溝幅Bは、4〜7mmとし、溝幅Cは、4〜6mmとすることが好ましい。
また、主溝の周方向の延在長さL1(mm)は、60〜80mm、主溝のトレッド幅方向長さW(mm)は、40〜60mm、溝深さは3.7〜5.0mmとすることが好ましい。
さらに、補助溝の長さL2(mm)は、10〜25mmとし、溝深さは2〜3.5mmとすることが好ましい。

なお、補助溝9の、第2の溝7の指定タイヤ回転方向端部からのトレッド周方向の離間距離Dは、20mm以下とすることが好ましい。
なぜなら、20mm以下とすることで、補助溝9と主溝8とが離れすぎ、面外曲げ剛性をより十分低減させることができるからである。
さらに、補助溝9と主溝8のトレッド幅方向の離間距離Eは、1mm以上とするのが好ましい。1mm以上とすることでドライ路面でのグリップ力をより確保できるからである。

なお、本発明のタイヤは、直進時のブレーキ力を高め、旋回時の横力を大きく発生させることから、操舵輪である前輪用のタイヤに好適であるが、例えばツーリングバイクのようにブレーキングをかける頻度が高い場合には後輪用のタイヤにも有効な技術である。

次に、本発明のタイヤが従来例とグリップ性能及び排水性に差があることを確認するため、ドライバーによるドライ路面及びウェット路面のテスト走行を実施した。
ここで発明例1〜3、比較例1〜3として、図4に示すタイプのトレッドを有する、タイヤサイズがMCR120/70ZR17M/Cの前輪タイヤを試作した。
また、従来例1として、図1に示すタイプのトレッドを有する、タイヤサイズがMCR120/70ZR17M/Cの前輪タイヤを用意した。
後輪タイヤは、タイヤサイズMCR190/50ZR17M/Cの汎用品タイヤを共通して用いた。

ここで発明例1〜3、比較例1〜3に係るタイヤは、図2に示すタイヤ構造を有し、スチール製のモノスパイラルベルトを用い、またレーヨンの2層のカーカスプライからなるカーカスを用いた。
各タイヤの諸元は表1に示している。

これらのタイヤを、リムサイズMT3.50×17のリムに装着し、内圧を250kPaとして、1000ccのモーターサイクルの前輪と後輪に取り付け、グリップ性能及びウェット性能を評価する試験を行った。
《グリップ性能》
グリップ性能は、ドライ路面及びウェット路面をドライバーがテスト走行したときのフィーリングを官能評価により採点したもので絶対レベルとして満足できるレベルを100として指数化することで評価した。
なお、これらの指数は、数値が大きいほうが、性能が優れていることを表す。
《耐磨耗性》
上記走行後の直進時接地域の溝の残量から磨耗量を測定した。従来例タイヤの磨耗量を100としたときの相対値で評価し、数値が大きい方が耐磨耗性に優れていることを示す。
試験結果を以下の表2に示す。

表2に示すように、本発明に係る、発明例1〜3のタイヤはいずれもドライ路面でのグリップ性能とウェット路面でのグリップ性能が絶対レベルで満足でき、さらに、従来例タイヤより耐磨耗性に優れている。

また、表2に示すように、溝の傾斜角度を好適化した発明例2は発明例1よりドライ路面でのグリップ性能及び耐磨耗性に優れていることがわかる。

本発明によれば、ドライ路面でのグリップ性能と、ウェット路面でのグリップ性能とを両立させ、且つタイヤの耐磨耗性を向上させることのできる自動二輪車用空気入りタイヤを製造して、市場に提供できる。

1 ビード部
1a ビードコア
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 補助溝
91 傾斜溝
92 傾斜溝

Claims (2)

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において、
   前記トレッドの踏面の直進時接地域内にてトレッド周方向に延びる第1の溝と、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、
   さらに、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側の端部から前記指定タイヤ回転方向に離間した位置に、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補助溝を有し、
   前記第1の溝と前記第2の溝とを屈曲した形状に連結させたときの2つの屈曲点を結んだ線分の長さである、前記第1の溝と前記第2の溝との連結部における前記主溝の溝幅をA(mm)とし、
   前記主溝の溝幅に対する中点を繋いでできる溝中心線のトレッド幅方向外側端点からトレッド幅方向内側に0.1mm離間した位置において前記溝中心線上の点が溝幅の中点となるような溝幅である、前記第2の溝の幅方向外側端部における溝幅をB(mm)とし、
   前記補助溝の溝中心線の幅方向中央の点を中点とする溝幅である、前記補助溝の溝幅をC(mm)とするとき、
   A＞B≧C
   を満たし、
   前記第1の溝と前記第2の溝との、前記指定タイヤ回転方向の逆方向側の連結部のタイヤ赤道面からの幅方向の距離d(mm)は、トレッド幅TW(mm)に対して、
   0.25≦d/TW≦0.45
   を満たすことを特徴とする、自動二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記第2の溝のトレッド周方向に対する傾斜角度をθ1、前記補助溝のトレッド周方向に対する傾斜角度をθ2とするとき、
   θ1＜θ2
   を満たす、請求項1に記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

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