JP2004050963A

JP2004050963A - 自動二輪車用タイヤ及びその使用方法

Info

Publication number: JP2004050963A
Application number: JP2002211225A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Matsumura; 松村　貞彦
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP4076808B2

Abstract

【課題】長時間に亘って安定した性能を発揮し、しかも必要時には優れたグリップ性を発揮する自動二輪車用タイヤ１の提供。
【解決手段】タイヤ１のトレッド部３は、ブロックパターンが形成されたトレッド面を備えている。ブロックパターンは、ブロック１５と溝１３とからなる。トレッド面のランド比率は、１０％以上４０％以下である。トレッド部の高さＨと幅Ｗの半分との比（Ｈ／（Ｗ／２））は、０．２５以上０．４０以下である。トレッド部３は、ベース層２７と、このベース層２７に積層された表面層２９とからなる。ベース層２７は、硬度が７２度以上のソリッドゴムからなる。表面層２９は、独立気泡を含む発泡ゴムからなる。独立気泡の平均直径は、１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車用タイヤに関し、詳細には、不整地等の走行に適した自動二輪車用タイヤに関する関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤのトレッド部は路面と接触し、かつ摺動する部分である。トレッド部は、耐久性とグリップ性とに優れていなければならない。耐久性に劣るトレッド部は早期に摩滅し、タイヤの寿命を早める。グリップ性に劣るトレッド部は、車両の走行に支障を来す。耐久性とグリップ性との両立は、タイヤにおいて重要な事項である。タイヤには、騒音が少ないことが要求されることもある。特開平８−２６８００６号公報には、トレッド面に設けられた発泡ゴム層によって騒音が低減されたタイヤが開示されている。この公報に開示されたタイヤは、実質的には乗用車用のものである。
【０００３】
ところで、不整地で行われる自動二輪車レースには、トレッド部がブロックパターンを備え、かつトレッド部の高さＨと幅Ｗとの比（Ｈ／Ｗ）が大きなタイヤが用いられる。ブロックパターンでは、トレッド部に刻まれた溝によってトレッド面が多数のブロックに区画されている。この自動二輪車用タイヤは不整地を走行するものなので、トレッド部はこの不整地からのダメージに耐えうる耐久性が必要である。しかも、この自動二輪車用タイヤは速度を競うレースで用いられるものなので、優れたグリップ性も必要である。この自動二輪車用タイヤにとって耐久性とグリップ性との両立は、一般道用のタイヤ以上に重要な事項である。
【０００４】
トレッド部に高硬度なゴムが用いられれば、その耐久性は向上する。しかし、高硬度なゴムの使用によってグリップ性が不十分となるので、速度を競うレースでは不利である。トレッド部に低硬度なゴムが用いられれば、そのグリップ性は向上する。しかし、ゴムが低硬度すぎるとレースの途中でブロックが摩滅してしまい、その後の走行に大きな支障を来す。不整地用の自動二輪車用タイヤでは、耐久性とグリップ性との両立は容易なことではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高硬度なベース層と、このベース層に積層された低硬度な表面層とからトレッド部を構成する手段も考えられる。このトレッド部では、ベース層によって耐久性が発現され、表面層によってグリップ性が発現される。
【０００６】
しかしながら、このような二層構造のトレッド部においてひとたび表面層が摩滅すると、その時点からタイヤ性能が極端に変化してしまう。例えば、表面層が摩滅して硬硬度なベース層が露出すると、その後のグリップ性が大きく低下する。レースの途中でタイヤ性能が極端に変化してしまうことを防止するにはベース層と表面層との物性差を小さく設定する必要があるが、この場合はタイヤが二層構造本来の性能を発揮しえない。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、長時間に亘って安定した性能を発揮し、しかも必要時には優れたグリップ性を発揮する自動二輪車用タイヤの提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためになされた発明は、
その外面がトレッド面をなすトレッド部と、このトレッド部の両端から略半径方向内向きに延びる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部からさらに略半径方向内向きに延びる一対のビード部と、両ビード部間に架け渡されたカーカス部とを備えており、
トレッド面のランド比率が１０％以上４０％以下であり、
トレッド部の幅Ｗの半分に対するトレッド部の高さＨの比（Ｈ／（Ｗ／２））が０．２５以上０．４０以下である自動二輪車用タイヤであって、
このトレッド部はベース層とこのベース層に積層された表面層とからなり、このベース層は硬度が７２度以上のソリッドゴムからなり、表面層は平均直径が１０μｍ以上１００μｍ以下である独立気泡を含む発泡ゴムからなることを特徴とする自動二輪車用タイヤ、
である。
【０００９】
この自動二輪車用タイヤは、不整地で行われるレースに特に好適である。この種のレースでは追い抜きが困難なので、スタート直後に上位（理想的には先頭）に立つことが重要である。この自動二輪車用タイヤの表面層は柔軟なので大きな接地面積が得られ、しかも気泡によるエッジ効果も得られる。この表面層は極めて優れたグリップ性を発現する。従って、この自動二輪車用タイヤを装着した車両は、スタート直後のいわゆるスタートダッシュにおいて上位に立ちやすい。発泡ゴムからなる表面層は早期に摩滅し、ベース層が露出する。これにより、レース終了まで長時間に亘って、自動二輪車用タイヤが安定した性能を発揮する。レースの序盤で表面層の効果で上位に立ったレーサーは、ベース層の効果で順位を維持したままフィニッシュできる。
【００１０】
本発明は、カーカス部がバイアス構造のカーカスプライを備えており、トレッド部の内側におけるカーカスプライの枚数が２以上に設定されている自動二輪車用タイヤにおいて、特に顕著な効果を奏する。また、本発明は、カーカス部とトレッド部との間に２以上のブレーカープライからなるブレーカー部を備えており、カーカス部がラジアル構造のカーカスプライを備えている自動二輪車用タイヤにおいても、特に顕著な効果を奏する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車用タイヤ１（以下単に「タイヤ」とも称される）の一部が示された断面図である。この図１において上下方向がタイヤ１の半径方向であり、左右方向がタイヤ１の軸方向である。このタイヤ１は、トレッド部３、サイドウォール部５、ビード部７、カーカス部９及びインナーライナー１１を備えている。図１に示された一点鎖線Ｅは、タイヤ１の赤道面を表している。このタイヤ１は、赤道面Ｅに対してほぼ対象な形状を呈する。
【００１３】
トレッド部３は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な円弧状である。トレッド部３の外面は、路面と接地するトレッド面を構成する。トレッド面は、溝１３によって多数のブロック１５に区画されたブロックパターンをなしている。トレッド面のランド比率は１０％以上４０％以下、特には１５％以上３５％以下である。ランド比率がこの範囲にあるブロックパターンを備えたタイヤ１は、岩場、瓦礫、軟弱知等の不整地での走行に適したものである。本明細書においてランド比率とは、溝１３を除くトレッド面の面積の、溝１３が無いと仮定されたときのトレッド面の面積に対する比率を意味する。
【００１４】
溝１３が無いと仮定されたときのトレッド面の断面形状は、赤道面Ｅを中心とする曲率半径が互いに異なる複数の円弧の組み合わせから構成される。通常は、赤道面近傍の円弧の曲率半径よりも、トレッド端１７近傍の円弧の曲率半径の方が小さい。
【００１５】
サイドウォール部５は、トレッド部３の端部から半径方向内向きに延びている。このサイドウォール部５も、架橋ゴムからなる。サイドウォール部５は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。また、サイドウォール部５は、カーカス部９の外傷を防止する。
【００１６】
ビード部７は、ビードコア１９と、このビードコア１９から半径方向外向きに延びるビードエーペックス２１とからなる。ビードコア１９は環状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。ビードエーペックス２１は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、架橋ゴムからなる。
【００１７】
カーカス部９は、トレッド部３、サイドウォール部５及びビード部７の内周面に沿うように、両側のビード部７の間に架け渡されている。カーカス部９は、第一カーカスプライ２３及び第二カーカスプライ２５からなる。第一カーカスプライ２３及び第二カーカスプライ２５は、ビードコア１９の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。
【００１８】
インナーライナー１１は、カーカス部９の内周面に接合されている。インナーライナー１１も、架橋ゴムからなる。インナーライナー１１には、空気透過性の少ないゴムが用いられる。インナーライナー１１は、タイヤ１の内圧を保持する役割を果たす。
【００１９】
このタイヤ１では、トレッド部３の幅Ｗの半分に対するトレッド部３の高さＨの比（Ｈ／（Ｗ／２））は、０．２５以上０．４０以下に設定されている。比（Ｈ／（Ｗ／２））がこの範囲であるタイヤ１は、不整地での走行に適している。この観点から、比（Ｈ／（Ｗ／２））は、０．２０以上０．３０以下が好ましい。トレッド部３の幅Ｗとは、左右のトレッド端１７同士の間の、タイヤ軸方向距離を意味する。トレッド部３の高さＨとは、トレッド面の上にありかつ赤道面Ｅの上にある点から、トレッド端１７までの、タイヤ半径方向距離を意味する。トレッド端１７とは、タイヤ１の半径方向断面において、タイヤ最大幅及びタイヤプロファイルを形成する半径３０ｍｍ以上の円弧が交わる点を意味する。
【００２０】
トレッド部３の幅Ｗ及び高さＨは、タイヤ１が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるように空気が充填された状態で測定される。本明細書において正規リムとは、タイヤ１が依拠する規格を含む規格体系において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｉｍ」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｒｉｍ」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ１が依拠する規格を含む規格体系において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「ＴＩＲＥ　ＬＯＡＤ　ＬＩＭＩＴＳ　ＡＴ　ＶＡＲＩＯＵＳ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ」は、正規内圧である。
【００２１】
図２は、図１のタイヤ１のトレッド部３の一部が示された断面図である。この図には、ブロック１５の近傍が示されている。トレッド部３は、ベース層２７と、このベース層２７に積層された表面層２９とからなる。
【００２２】
図２（ａ）に示されるように、使用前のタイヤ１ではブロック１５の上面は表面層２９に覆われている。表面層２９は、独立気泡を含む発泡ゴムからなる。この表面層２９は極めて柔軟なので、路面の形状に追従しやすく、接地面積が大きくなる。柔軟な表面層２９は、タイヤ１のグリップ性向上に寄与する。表面層２９では気泡が露出しているので、この表面層２９の表面には多数の微小エッジが存在している。このエッジ効果によっても、タイヤ１のグリップ性が向上する。グリップ性の向上は、砂が存在するハード路面や、コンクリート製の路面において特に顕著である。
【００２３】
発泡ゴムは脆弱なので表面層２９は早期に摩滅するが、レース開始からしばらくは表面層２９が接地する。このタイヤ１を装着した自動二輪車は、タイヤ１のグリップ性が優れているためレース序盤で上位に立つことができる。レースの途中で表面層２９の上面が摩滅すると、図２（ｂ）に示されるようにベース層２７の一部が露出する。
【００２４】
表面層２９の気泡は、独立気泡である。独立気泡とされることにより、表面層２９が接地によって受けるせん断力に対する十分な引き裂き抗力が得られる。独立気泡とされることにより、表面層２９の極端に早い摩滅が防止される。気泡の平均直径は、１０μｍ以上１００μｍ以下に設定される。平均が上記範囲未満であると、タイヤ１のグリップ性が不十分となることがある。この観点から、平均直径は１５μｍ以上がより好ましく、２０μｍ以上が特に好ましい。平均直径が上記範囲を超えると、表面層２９の強度が極端に低くなることがある。この観点から、平均直径は８５μｍ以下がより好ましく、７０μｍ以下が特に好ましい。平均直径は、表面層２９の断面から無作為に決定された１００ｍｍ^２の正方形の内部に含まれる気泡の断面円の直径が測定され、これらの値が平均されることで算出される。
【００２５】
表面層２９の基材ゴムとしては、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体等が好適である。気泡は通常、ゴム組成物中の発泡剤が発泡することによって形成される。用いられうる発泡剤としては熱分解型発泡剤、低沸点型発泡剤等が挙げられ、特に熱分解型発泡剤が好ましい。熱分解型発泡剤の具体例としては、アゾ化合物、ニトロソ化合物及びトリアゾール化合物が挙げられる。熱分解型発泡剤が用いられる場合、その配合量は、基材ゴム１００部（パーツ　バイ　ウエイト）に対して０．２部以上３０部以下、特には０．５部以上１５部以下が好ましい。ゴム組成物には、硫黄等の架橋剤が配合される。ゴム組成物にはまた、架橋助剤、発泡助剤、補強剤、充填剤、老化防止剤、加工助剤等が、必要に応じ適量添加される。
【００２６】
表面層２９の発泡倍率（気泡が存在する場合の密度に対する気泡が存在しない場合の密度の比）は、３倍以上２０倍以下が好ましい。発泡倍率が上記範囲未満であると、タイヤ１のグリップ性が不十分となることがある。この観点から、発泡倍率は５倍以上が特に好ましい。発泡倍率が上記範囲を超えると、表面層２９の強度が極端に低くなることがある。この観点から、発泡倍率は１０倍以下が特に好ましい。
【００２７】
表面層２９の厚み（使用前タイヤにおける厚み）は、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下が好ましい。厚みが上記範囲未満であると、表面層２９の摩滅が極端に早くなることがある。この観点から、厚みは２．５ｍｍ以上が特に好ましい。厚みが上記範囲を超えると、表面層２９の摩滅が極端に遅くなることがある。この観点から、厚みは３．０ｍｍ以下が特に好ましい。厚みは、ブロック１５の接地面中心において測定される。
【００２８】
ベース層２７は、ソリッドゴム（実質的に気泡を含まないゴム）からなる。ベース層２７の硬度は７２度以上であり、表面層２９の硬度よりも高い。従って、表面層２９が摩滅してベース層２７が露出した後もブロック１５が消滅しにくく、タイヤ１が長時間に亘って安定した性能を発揮する。換言すれば、ベース層２７はタイヤ１の耐久性に寄与する。この観点から、硬度は７４度以上が特に好ましい。ベース層２７の硬度が高すぎると、表面層２９が摩滅した後のタイヤ１のグリップ性が不十分となるので、硬度は８０度以下が好ましい。硬度は、「ＪＩＳ　Ｋ　６２５３」の規定に準拠し、デュロメーターＡ型によって測定される。測定は、２３℃の環境下で行われる。
【００２９】
ベース層２７の基材ゴムとしては、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体等が好適である。２０質量％以上、特には４０質量部以上５０質量％以下の天然ゴムと、他のゴムとが併用されてもよい。
【００３０】
ベース層２７と表面層２９とを積層する手段は特には制限されないが、共押出法（二層押出法）が好適である。共押出法では、ベース層用のゴム組成物と表面層用ゴム組成物とが同時に押し出されつつ、積層される。表面層ゴム組成物の押出幅は、通常はベース層ゴム組成物の押出幅の５０％以上とされる。通常は、両者の押出速度は同一とされる。ベース層用ゴム組成物の押出ボリュームに対する表面層用ゴム組成物の押出ボリュームは、通常は２０％以下である。こうして得られた積層体を含む予備成形体が金型内で加熱され、ゴムが架橋反応を起こしてタイヤ１が得られる。加熱時には発泡剤が反応し、表面層２９に気泡が形成される。
【００３１】
第一カーカスプライ２３及び第二カーカスプライ２５は、いずれも、赤道面Ｅと斜めに交差するコードを備えたバイアス構造である。コードの赤道面に対する傾斜角度は、通常は１５°以上４０°以下である。トレッド部３が二層構造とされることによってグリップ性と耐久性とが両立されるという効果は、バイアス構造のカーカスプライを２枚以上備えたタイヤ１において特に顕著である。このタイヤ１では、トレッド部３の接地面にかかるせん断力に対して一様のカーカス剛性が発揮され、安定したグリップ力が得られる。
【００３２】
このタイヤ１では、ベース層２７とカーカス部９との間にアンダートレッド層が形成されていない。換言すれば、ベース層２７のゴムとカーカス部９のトッピングゴムとが直接に接合している。トレッド部３が二層構造とされることによってグリップ性と耐久性とが両立されるという効果は、このような構造のタイヤ１において特に顕著である。このタイヤ１では、高硬度のベース層２７が表面層２９を内側から支えるので、表面層２９が十分な耐せん断力を得て優れたグリップ性が発揮される。
【００３３】
カーカス部とトレッド部との間に２以上のブレーカープライからなるブレーカー部を備えており、カーカス部がラジアル構造（コードと赤道面Ｅとがほぼ直交する構造）のカーカスプライを備えているタイヤにおいても、トレッド部３が二層構造とされることによってグリップ性と耐久性とが両立されるという効果が顕著である。ラジアル構造のタイヤでは、バイアス構造のタイヤに比べてコーナリングフォースが発生しにくい。トレッド部３が二層構造とされることにより、ラジアル構造のタイヤであっても、十分なコーナリングフォースが得られる。また、このタイヤにおいて、ベース層２７とブレーカー部のトッピングゴムとが直接に接合されることで、トレッド部３が二層構造とされることによってグリップ性と耐久性とが両立されるという効果が顕著となる。ベース層２７とブレーカー部のトッピングゴムとが直接に接合されること、換言すればアンダートレッド部が省略されることで、力の吸収が防止される。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３５】
［実施例１］
図１に示された構造を備えた自動二輪車用のタイヤを製作した。このタイヤのサイズは、１１０／９０−１９である。トレッド面はブロックパターンを備えており、そのランド比率Ｌは２２％である。トレッド部の高さＨと幅Ｗの半分との比（Ｈ／（Ｗ／２））は、０．２５である。トレッド部は硬度が７５度であるソリッドゴムからなるベース層と、平均直径が４７μｍである独立気泡を含む発泡ゴムからなる表面層とを備えている。表面層の厚みは約３ｍｍである。
【００３６】
［実施例２及び５並びに比較例１及び３］
気泡の平均直径を下記の表１に示されるように変更した他は実施例１と同様にして、実施例２及び５並びに比較例１及び３のタイヤを得た。
【００３７】
［実施例３及び４並びに比較例２］
ベース層の硬度を下記の表１に示されるように変更した他は実施例１と同様にして、実施例３及び４並びに比較例２のタイヤを得た。
【００３８】
［比較例４］
硬度が７０度であるソリッドゴムから表面層を形成した他は実施例１と同様にして、比較例４のタイヤを得た。
【００３９】
［比較例５］
硬度が７０度であるソリッドゴムの単一層からなるトレッド部を形成した他は実施例１と同様にして、比較例５のタイヤを得た。
【００４０】
［実用試験］
自動二輪車（ホンダ社の商品名「ＣＲ２５０（’０１モデル）」）にタイヤを装着し、不整地のレース場を２０周させた。そして、スタート地点から５０ｍ地点までの走行に要した時間と、２周目以降の平均ラップタイムと、スタート地点からゴール地点までの走行に要したトータル時間とを測定した。この結果が、下記の表１に示されている。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１に示された実施例１、２及び５並びに比較例１及び３の対比より、平均直径が１０μｍ以上１００μｍ以下である気泡が好ましいことが解る。表１に示された実施例１、３及び４並びに比較例２の対比より、硬度が７２度以上であるベース層が好ましいことが解る。この評価結果より、本発明の優位性は明らかである。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の自動二輪車用タイヤは長時間に亘って安定した性能を発揮し、しかも必要時には優れたグリップ性を発揮する。このタイヤを装着した自動二輪車によって不整地でのレースに参加したレーサーは、スタートダッシュで上位に立つことができ、その後もこの上位を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車用タイヤの一部が示された断面図である。
【図２】図２は、図１のタイヤのトレッド部の一部が示された断面図である。
【符号の説明】
１・・・自動二輪車用タイヤ
３・・・トレッド部
５・・・サイドウォール部
７・・・ビード部
９・・・カーカス部
１１・・・インナーライナー
１３・・・溝
１５・・・ブロック
１７・・・トレッド端
１９・・・ビードコア
２１・・・ビードエーペックス
２３・・・第一カーカスプライ
２５・・・第二カーカスプライ
２７・・・ベース層
２９・・・表面層

Claims

その外面がトレッド面をなすトレッド部と、このトレッド部の両端から略半径方向内向きに延びる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部からさらに略半径方向内向きに延びる一対のビード部と、両ビード部間に架け渡されたカーカス部とを備えており、
トレッド面のランド比率が１０％以上４０％以下であり、
トレッド部の幅Ｗの半分に対するトレッド部の高さＨの比（Ｈ／（Ｗ／２））が０．２５以上０．４０以下である自動二輪車用タイヤであって、
このトレッド部はベース層とこのベース層に積層された表面層とからなり、このベース層は硬度が７２度以上のソリッドゴムからなり、表面層は平均直径が１０μｍ以上１００μｍ以下である独立気泡を含む発泡ゴムからなることを特徴とする自動二輪車用タイヤ。
上記カーカス部がバイアス構造のカーカスプライを備えており、トレッド部の内側におけるカーカスプライの枚数が２以上に設定されている請求項１に記載の自動二輪車用タイヤ。
上記カーカス部とトレッド部との間に２以上のブレーカープライからなるブレーカー部を備えており、カーカス部がラジアル構造のカーカスプライを備えている請求項１に記載の自動二輪車用タイヤ。
上記請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤを不整地で行われるレースに出場する自動二輪車に装着し、レース開始直後の段階では表面層を接地させて自動二輪車を走行させつつこの表面層を徐々に摩滅させ、レース途中からベース層を接地させて自動二輪車を走行させる自動二輪車用タイヤの使用方法。