JP2008221895A - 自動二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性能を確保するとともに、グリップ力の向上により、従来に比し、旋回時における操縦安定性能を向上した自動二輪車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部間にトロイド状に跨って延在するカーカス２と、そのタイヤ半径方向外側に配設されたベルト層３と、そのタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部１２と、を有する自動二輪車用空気入りタイヤである。トレッド部のうち、タイヤ赤道面を中心としたトレッド展開幅の５０％の領域をトレッドセンター部、その両側の各トレッド展開幅の２５％の領域をトレッド側部とし、さらにトレッド側部を３等分して、トレッド端からそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃとしたとき、領域Ｂのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ａおよび領域Ｃのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高い。
【選択図】図１

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、操縦安定性能の改良に係る自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

自動二輪車は、車体を傾けて旋回するという特徴を有するため、自動二輪車用のタイヤにおいては、車体の傾きにより、路面に接地するタイヤの部分が移動する。また、直立時は速度が高く、制動力と駆動力との前後方向（タイヤ赤道方向）の力が加わる一方、車体を傾けた旋回時には、横力が主体的に加わることに加え、速度が遅くなるという特徴がある。そのため、タイヤのトレッド部の使われ方も、センター部とショルダー部とで異なることになる。特に、一般消費者やレースを行うライダーからは、バイクを大きく倒したときのグリップ力の向上が要望されている。

上記のような観点から、補強コードを略タイヤ周方向に向かう角度でらせん状に巻回してなる補強部材、いわゆるスパイラルベルトを備えるタイヤにおいて、車体を大きく倒した場合に接地する部分（トレッド端側）に柔らかいゴムを配置することでグリップ力を向上させる技術が、例えば、特許文献１，２等に開示されている。これら特許文献１，２では、トレッド部を幅方向にセンター領域とその両側のショルダー領域とに３分割して、各区域のトレッドゴムの硬度や弾性率等を変えることで、所望のタイヤ特性を発現させている。
特開平７−１０８８０５号公報（特許請求の範囲等） 特開２０００−１５８９１０号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、自動二輪車の性能向上に伴いタイヤについても更なる性能向上が求められてきており、バイクを大きく倒したときの操縦安定性能、すなわち、グリップ力について、さらなる改善が要求されている。また、トレッドの耐摩耗性能の確保も、タイヤの重要な要求性能の一つである。

そこで本発明の目的は、上記の問題を解消して、耐摩耗性能を確保するとともに、グリップ力の向上により、従来に比し、旋回時における操縦安定性能を向上した自動二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

上述したように、二輪車用の空気入りタイヤでは、二輪車が車体を傾けて旋回することから、直進時と旋回時では、タイヤトレッド部が路面と接する場所が異なる。つまり、直進時にはトレッドの中央部分を使用し、旋回時にはトレッドの端部を使用するという特徴がある。また、タイヤに求められる性能も、直進時にはタイヤの周方向（赤道方向）に対する入力（即ち、加速・減速）に対してグリップすることが求められ、旋回時にはタイヤの横方向（幅方向）に対してグリップすることが求められる。

二輪車を速く旋回させるには、旋回速度にともなって大きくなる遠心力と釣り合わせるために車体を大きく倒す必要あり、さらにその遠心力分タイヤがグリップできなければならない。つまり、車体を大きく傾けたときのタイヤのグリップが不足する場合には、速く旋回できないことになるため、ここでのグリップが旋回性能に及ぼす影響は非常に大きい。そこで、タイヤのセンター部とタイヤのショルダー部とでゴム種を変更するというのが、従来の取り組みであった。

本発明者は上記のことを踏まえて、さらに旋回時のグリップを向上させるために詳細な研究を行い、特に、バイク車輌が最も大きく倒れるバンク角度（キャンバー角度＝ＣＡ）４５〜５０°付近のグリップを集中的に向上させることに取り組んだ。これは、例えばレースにおいては旋回速度が非常に重要であり、旋回速度が速ければコーナーの次のストレートでの速度も伸びて、結果的にラップタイムが向上するからである。また、一般道路においても、旋回時のグリップを増すことは安全性に貢献できる。

自動二輪車用のタイヤでは、特に車体を大きく倒した場合の旋回性能については、タイヤのトレッドの片側の端部が接地してグリップを発生させている。車体を大きく倒して旋回する場合、図５，６に示すような接地状態となる。このときの接地形状について考察する。なお、図５，６中、それぞれ（ａ）は接地時のタイヤの幅方向断面図であり、（ｂ）はその接地形状、および、図５（ｂ）はタイヤ周方向断面について、図６（ｂ）はタイヤ幅方向断面についての、各接地領域に対応するトレッドの変形を示す。

まず、タイヤ周方向の断面について考える。図５（ａ），（ｂ）に示すように、接地形状のうちセンター寄りの領域Ｃとトレッド端部寄りの領域Ａとでは、トレッド部の変形状態が異なっている。トレッド部のタイヤの回転方向（タイヤ周方向、またはタイヤ前後方向とも呼ぶ）の変形を見てみると、タイヤのセンター寄りではドライビング状態であり、タイヤのトレッド端部寄りではブレーキング状態である。

ここで、ドライビング状態とは、タイヤを周方向に沿って輪切りにした場合に、そのトレッドの変形が、トレッド下面（タイヤ内部の骨格部材に接している面）がタイヤ進行方向後方にせん断され、路面に接地しているトレッド表面がタイヤ進行方向前方に変形しているせん断状態であり、ちょうどタイヤに駆動力をかけたときに起こる変形である。一方、ブレーキング状態はドライビング状態の逆であり、トレッドの変形は、タイヤ内部側（ベルト）が前方にせん断され、路面に接地しているトレッド表面が後方に変形しているせん断状態であり、制動したときのタイヤの動きとなる。

図５に示すように、ＣＡが４５°のように大きな角度で傾いて旋回する場合は、タイヤに駆動力や制動力が加わっていない状態での回転でも、トレッドセンター寄りの接地領域にドライビング状態が現れ、トレッド端部寄りにはブレーキング状態が現れる。これは、タイヤのベルト部の半径の差（径差）による。自動二輪車用のタイヤでは、タイヤクラウン部が大きな丸みを帯びているため、回転軸からベルトまでの距離が、トレッドセンター部とトレッド端部とで大きく異なる。図５の場合では、接地形状のセンター寄りの位置での半径Ｒ１は、接地形状のトレッド端部寄りの位置での半径Ｒ２よりも明らかに大きい。タイヤが回転する角速度は同じであるので、ベルト部の速度（タイヤが路面に接触している場合は、路面に沿ったタイヤ周方向の速度をいう。ベルト半径にタイヤ角速度をかけたもの）は、半径の大きいＲ１の部分の方が速い。

タイヤのトレッド表面は、路面に接触した瞬間は、前後方向にせん断されていないが、路面に接触したままタイヤ回転にあわせて進み、路面から離れるときには前後方向のせん断変形を受けている。このとき、ベルトの速度が速いタイヤセンター寄りのトレッドはドライビング状態のせん断変形となり、タイヤのトレッド端部の方ではベルトの速度が遅いのでブレーキング変形となる。また、接地形状の中心部では、トレッドのタイヤ周方向断面での変形は殆どない状態である。

上記のことを、タイヤのトレッド展開幅で考える。ＣＡ４５〜５０°で旋回する場合、タイヤのトレッド幅（全幅）のほぼ１／４が接地する。図示するように、接地している１／４の領域を３等分し、トレッド端からそれぞれ領域Ａ，Ｂ，Ｃと称すると、領域Ａはブレーキング状態、領域Ｂは変形がほぼないニュートラル状態、領域Ｃがドライビング状態となる。以上がタイヤの赤道面についての変形である。この領域Ａのブレーキング状態と領域Ｃのドライビング状態の変形は、タイヤ周方向にトレッドが変形されて、せん断されるため、トレッドがタイヤの周方向に滑りやすくなることを意味する。つまり、摩耗が起こるのは、領域Ａや領域Ｃとなる。

次に、図６に示すタイヤの幅方向断面での変形を考える。横方向のトレッドの変形は、キャンバースラストを発生させる。これは、円弧の軌跡を路面の下から見た場合、キャンバーが付いていると楕円となり、ベルトが楕円弧を描くことによる。そのため、図６（ｂ）に示すように、ベルトの軌跡は三日月状となる。一方、トレッドの表面は、路面に踏込み部で接地すると、そのまま蹴り出しに向かってまっすぐに動く。この三日月状の軌跡と直線の軌跡との差がトレッドの横せん断となる。図６（ｂ）からわかるように、これは接地長が長い部分が横せん断量が多いことを意味する。すなわち、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのうち、ＣＡ４５°〜５０°の接地状態では領域Ｂの接地長が最も長く、領域Ｂで最も横せん断が大きくなる。領域Ａおよび領域Ｃは接地長が短いため、領域Ｂほど力を生じない。領域ＡやＣでは、幅方向の変形よりも、図５に関して述べたタイヤ周方向（赤道方向）の変形の方が強い。

上記のようなトレッドの挙動を踏まえて、本発明者はさらに鋭意検討した結果、上記領域Ａ〜Ｃの弾性率を所定に規定することにより、ＣＡ４５°〜５０°でのグリップ力を高めるとともに、トレッド表面の摩耗を抑制できることを見出して、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、左右一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアと、該一対のビード部間にトロイド状に跨って延在する少なくとも１枚のカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配設された少なくとも１枚のベルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、を有する自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部のうち、タイヤ赤道面を中心としたトレッド展開幅の５０％の領域をトレッドセンター部、該トレッドセンター部の両側の各トレッド展開幅の２５％の領域をトレッド側部とし、さらに該トレッド側部を３等分して、トレッド端からそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃとしたとき、
領域Ｂのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ａおよび領域Ｃのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高いことを特徴とするものである。

本発明においては、領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃのそれぞれのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ａの関係を満足することが好ましい。また、領域Ｂのトレッドゴムが内側と外側との２層からなり、該内側トレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、該外側トレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高いことが好ましい。さらに、領域Ａおよび領域Ｂのトレッド表面をなすトレッドゴムは、好適には同種のゴムからなる。さらにまた、本発明は、前記４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、１００℃における１００％伸び時の平均の弾性率である場合も有効である。

本発明によれば、上記構成としたことにより、耐摩耗性能を確保するとともに、グリップ力の向上により、従来に比し、旋回時における操縦安定性能を向上した自動二輪車用空気入りタイヤを実現することが可能となった。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適例に係る自動二輪車用空気入りタイヤの幅方向断面図を示す。図示するように、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１１にそれぞれ埋設されたビードコア１と、一対のビード部１１間にトロイド状に跨って延在する少なくとも１枚のカーカス２と、そのタイヤ半径方向外側に配設された少なくとも１枚のベルト層３と、ベルト層３のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部１２と、を有している。

本発明のタイヤ１０においては、図示するように、トレッド部１２のうち、タイヤ赤道面を中心としたトレッド展開幅の５０％の領域をトレッドセンター部、その両側の各トレッド展開幅の２５％の領域をトレッド側部と定義する。ここで、トレッドを展開するとは、幅方向に丸みをもつトレッドを、弧の長さが直線になるように平面にするという意味であり、本発明においては、この展開幅を１００としたときに、トレッドセンター部の５０の部分をトレッドセンター領域として、それ以外をトレッド側部とした。すなわちトレッド側部は、左右それぞれ２５となっている。

タイヤがキャンバー角度４５°〜５０°で路面に接地するとき、一般的なバイクにおいては、タイヤの側部が路面に接地している。すなわち、上記の片側２５のトレッド側部の領域が路面に接地する。本発明においてはこのトレッド側部をさらに３等分して、トレッド端からそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃと定義している。３等分したのは、図５，図６に示したように、自動二輪車がＣＡ４５°〜５０°で旋回するときに、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃと３つに分けた場合に、それぞれの領域が特徴的な挙動を示すからである。すなわち、タイヤ周方向の断面については、前述の通り、領域Ａ：ブレーキング、領域Ｂ：ニュートラル（変形無し）、領域Ｃ：ドライビング変形となり、タイヤ幅方向の断面については、領域Ａ：横せん断が小さい、領域Ｂ：横せん断が大きい、領域Ｃ：横せん断が小さいとなる。

上記領域Ａ〜Ｃについて、本発明においては、領域Ｂのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ａおよび領域Ｃのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高く設定されていることが重要である。すなわち、領域Ｂの弾性率を、他の２つの領域よりも大きくすることを規定したものであり、この場合、領域Ｂの弾性率が領域Ａ，Ｃよりも大きければよく、領域Ａおよび領域Ｃの弾性率については、双方が同じでも、どちらかが大きくてもかまわない。

ここで、各領域の弾性率を、平均の弾性率としているのは、自動二輪車の場合はトレッドに厚みがあるため、トレッドの厚さ方向に異種ゴムを用いる場合があるからである。したがって例えば、トレッドを２層にして、内側を高い弾性率、外側を低い弾性率とした場合などにおいては、２層の厚みが同一であれば単純に双方の弾性率の平均となり、厚みが異なれば、厚み（体積）を考慮した平均化を行なうことになる。例えば、内側トレッドゴムの厚みが３ｍｍで弾性率が１００、外側トレッドゴムの厚みが４ｍｍで弾性率が１５０の場合には、下記式、
（１００×３＋１５０×４）／（３＋４）＝１２９
より、平均の弾性率は１２９となる。

また、厚み方向ではなく、トレッドの幅方向にも弾性率が変わっている場合がある。例えば、領域Ｂをタイヤ周方向に平行な断面で２つに分割し、幅方向のタイヤセンター側とトレッド端部側とで異なるゴムを使っている場合などがこれに該当し、この場合も体積に応じて弾性率を平均化して考える。これが、本発明における平均の弾性率の意味である。

本発明において、領域Ｂの弾性率を高くすることを規定したのは、領域Ｂの弾性率を高くすると、キャンバースラスト（横方向の力）が高くなるからである。図５に示すように、ＣＡ４５°〜５０°で旋回する自動二輪車用のタイヤには、領域Ａ：ブレーキング、領域Ｃ：ドライビングという横力（キャンバースラスト）には寄与しない縦方向（タイヤ赤道方向、周方向）の変形が発生している。この変形によるせん断力が大きくなると、トレッドは路面に付いていられなくなり、周方向に滑る。この滑りによって摩耗が発生する。そこで本発明においては、領域Ｂの弾性率を高くし、領域ＡおよびＣの弾性率を低くすることを規定した。領域ＡおよびＣの弾性率は小さいため、タイヤ周方向の変形が発生しても、せん断力は小さくてすむ。そのためトレッドが路面から滑らずに粘着できる。これにより、領域ＡおよびＣで摩耗量が抑制されるのである。

一方、横方向の変形を確認すると、図６に示すように、領域Ｂの横方向（タイヤ周方向に対して９０°の方向）のせん断量が最も大きく、領域ＡおよびＣのせん断量は小さい。すなわち、本発明のように領域Ｂの弾性率を高くすれば、領域Ｂで大きなキャンバースラストを稼ぐことができ、非常に効率的である。一方、領域ＡおよびＣのせん断量はもともと少ないので、弾性率を下げてもキャンバースラストの低下量はあまり大きくない。逆に、領域ＡおよびＣの弾性率を下げるとタイヤ周方向に領域ＡおよびＣが滑らなくなり、トレッドが粘着するので、領域ＡおよびＣの摩擦係数が増して横方向に力を発揮する場合がある。摩擦係数は静止摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいことが知られ、トレッドが滑らずに路面に粘着すれば摩擦係数を高い状態で保つことができる。領域ＡおよびＣは、図５に示すようにタイヤ周方向に滑る特性がある。この周方向の滑りをなくせば、領域ＡおよびＣは完全粘着状態となって、摩擦係数を静止摩擦係数として使え、横方向の摩擦力も上がる場合がある。

上記に対し、領域Ａ，Ｂ，Ｃの弾性率を一律に硬くすると、領域Ｂで横方向のキャンバースラストを大きく発生できるが、領域ＡおよびＣで周方向にトレッドが滑ってしまい、領域ＡおよびＣで摩耗が進むだけではなく、領域ＡおよびＣで滑りによって摩擦係数が低下して、横方向に力を発揮できなくなる。また、領域Ａ，Ｂ，Ｃの弾性率を一律にやわらかくすると、領域ＡおよびＣの赤道方向（周方向）の滑りは低減されるが、領域Ｂで横方向のトレッドのせん断力が低下して、キャンバースラストが低くなる。

以上のように、本発明におけるように、ＣＡ４５°〜５０°で接地している領域を３分割して、そのうち領域Ｂの弾性率だけを上げて、領域ＡおよびＣの弾性率を低く抑えることが、横力（グリップ）に対して有効である。また、摩耗に対しても有効となる。

本発明において、領域Ｂの弾性率と領域Ａの弾性率との差は、下記式、
Ａの弾性率×１．１≦Ｂの弾性率≦Ａの弾性率×３
を満足することが好ましい。これら領域ＡとＢとの弾性率の差が１．１倍以上ないと、効果が少ない。一方、差が３倍以上あると、ゴムの物性があまりにも違いすぎて、ゴムとゴムとの界面で剥離破壊が発生する可能性がある。さらに好ましくは、下記式、
Ａの弾性率×１．２５≦Ｂの弾性率≦Ａの弾性率×２
であり、領域ＡとＢとの弾性率の差が２５％以上２００％以下であることがさらに好ましい。２５％以上あれば、効果はさらに明確となる。なお、領域ＢとＣとの弾性率の差についても同様のことが言える。

また、本発明において、各領域の弾性率を温度４０℃における値としたのは、一般のユーザーが一般道路を走行する場合、トレッドショルダー部の温度が旋回中に４０℃程度となるからである。トレッドショルダー部は、旋回時にしか使用しないため、旋回中にだけ温度が上がる。直進主体の道路の場合はトレッド側部のトレッドゴムは殆ど気温に近い温度であるが、旋回中は瞬時に温度が上昇する。夏場や冬場やその他の環境（外国等）で気温は変動するが、本発明では、平均して４０℃と規定した。

本発明において好適には、領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃのそれぞれのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ａの関係を満足する。

領域Ａと領域Ｃでは違いがあり、領域Ａは接地形状の中心となることはない。つまり、領域Ａはトレッド側部のうちでもトレッド端側であるために常に接地形状の端の部分である。これに対し、領域Ｃは、ＣＡ４５°〜５０°の状態から車体を起こして、ＣＡ４０°やＣＡ３５°となると、接地形状の端ではなく、接地形状の中心部分になる場合がある。つまり、バイクの最大バンク角付近の接地状態が図５であるとすると、領域Ａは常に領域Ａのブレーキング挙動を示すが、領域Ｃは常にドライビング状態ではなく、バイクを少し起こすと領域Ｃは接地の中心部分に位置し、ドライビング状態からニュートラルの状態になる。さらに接地の中心になると、図６の中心となり、キャンバースラストを最も稼ぐ領域になる。

以上のように、領域Ａは常に使われ方が同じであるが、領域Ｃは車両のバンク角によって弾性率を高くしたり、低くしたりした方がよい場合がある。かかる観点から、領域Ａは常に柔らかいゴムがふさわしい。また、特にバイクレースの場合などは、明らかにＣＡ４５°〜５０°の角度の使用頻度が多いため、この領域に重みをおき、領域Ｂが硬いほうがよい。そして領域Ｃについては、この部分はＣＡ４５°〜５０°の使用頻度が大きいため、領域Ｂよりも柔らかい方がよいが、一方で、ＣＡ４０°やＣＡ３５°のときに接地の中心となりえるため、多少の硬さがあったほうがよい。そこで、弾性率の大きさは、領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ａの順序となることが、ＣＡ４５°〜５０°の場合だけでなく、この角度から少し起こしたバンク角度の場合にも、グリップ性能を維持するのにふさわしいのである。

また、本発明においては、領域Ｂのトレッドゴムを内側と外側との２層からなるものとして、内側トレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率を、外側トレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高くすることが好ましい。これは２つの理由による。

１つめは製造上の理由であり、自動二輪車のタイヤの製造において、トレッド部のゴム種をむやみに増やすことは製造コストの上昇につながる。多くても４種程度がコスト的な限界であり、これ以上ゴム種を増やすと、採算がとれなくなる。そのため、２つの硬いゴムと柔らかいゴムとを２段に重ねる領域を作れば、その重ね方によって弾性率をコントロールできることになる。

もう１つの理由は、グリップ力にある。タイヤトレッドの表面が柔らかいゴムであるほうが、路面の凸凹にゴムが食い込むことができてグリップ力が増す。つまり、トレッドの内側に硬いゴムを配置してトレッドの剛性を確保し、外側のトレッド表面を柔らかくすることで路面への食い込みを確保する。このようなことを考えた場合、上記のようにトレッドゴムを２重にすることが有効である。

さらに、本発明においては、領域Ａおよび領域Ｂのトレッド表面をなすトレッドゴムを、同種のゴムからなるものとすることも好ましい。領域Ａおよび領域Ｂについて、同種のゴムでトレッド表面を覆えば、ゴム種の節約になる。またこの場合、領域Ｂについては内部に硬いゴムを配置することで、領域Ｂの平均の弾性率は領域Ａよりも硬くすることができる。

本発明において、スポーツ用のバイクタイヤ、あるいはレース用のバイクタイヤを想定した場合には、上記４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率を、１００℃における１００％伸び時の平均の弾性率とする。このようなバイクでは、直進だけでなくコーナリングも高速で激しく行う。そのため、トレッド側部の温度は１００℃以上に達する。また特に、バイクレースではコーナーが連続するためトレッド側部の温度は下がりにくく、１２０℃に達する場合もある。このような状況をかんがみると、レース用タイヤやスポーツバイク用のタイヤの場合には、１００℃での平均の弾性率に関し、上記本発明の条件を満足することが必要となる。

本発明のタイヤにおいては、トレッド部を構成するトレッドゴムについて上記条件を満足することが重要であり、これにより本発明の所期の効果を得ることができ、それ以外のタイヤ構造や材質等の条件については、特に制限されるものではない。例えば、トレッドセンター部のトレッドゴムについては、本発明では特に制限はなく、トレッド側部と同様のものであっても、異なっていてもよい。例えば、トレッド中央部は直立時に高速で巡航することが多いため、耐発熱性に優れるゴムを使用するなどして、トレッド側部のゴムとゴム種を変更することがよくある。

また、好適には、ベルト層３として、タイヤ周方向に対し０〜３°の角度の補強素子を持つスパイラルベルト層を配設することで、高速走行時の遠心力による膨張を防止することができ、さらに高速時の操縦安定性を増すことができる。

この場合、図示するように、スパイラルベルト層３のみで他の交錯ベルト層を設けない場合も考えられるが、スパイラルベルト層の他に、交錯ベルト層を追加して配置してもかまわない。例えば、芳香族ポリアミドを撚ったコードを、タイヤ周方向に対して±６０°で交錯させて追加することができる。または、スパイラルベルト層を２重にして配置してもかまわないし、スパイラルベルト層の他にタイヤ周方向に対する角度が９０°のベルトを追加して、スパイラルベルト層と網目を形成させて強化してもかまわない。また、スパイラルベルト層を用いずに、２枚あるいは３枚以上の交錯ベルト層のみでベルト層を構成してもよい。この場合例えば、芳香族ポリアミドを撚ったコードをタイヤ周方向に対して±３０°で２枚交錯させたベルトを、ベルト層とすることができる。

また、例えば、本発明のタイヤは、図示するように、一対のビード部１１と、それに連なる一対のサイドウォール部１３と、両サイドウォール部１３間にトロイド状をなして連なるトレッド部１２とを備えており、これら各部をビード部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枚からなる。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、ビードコア１にタイヤ内側から外側に折り返して係止されているが、カーカス２の端部をビードワイヤーとビードワイヤとーで挟み込んでビード部１１で固定してもよく、また、カーカス２の端部をビードコア１に係留してもよい。また、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置され（図示せず）、トレッド部１２の表面には、適宜トレッドパターンが形成されている（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。

以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。
下記条件に従い、タイヤサイズ１９０／５０ＺＲ１７にて、図１に示す断面構造を有する供試タイヤを作製して、比較を行った。各供試タイヤは、一対のビード部１１間にトロイド状をなして跨るカーカス２を２枚備えており、従来例および実施例ともにカーカス２にはナイロンコードを使用している（図中ではカーカス２を１本の線で示しているが、２枚重なっているものである）。２枚のカーカス２のコード角度はラジアル方向（タイヤ周方向に対する角度が９０°）でもよいが、本実施例ではタイヤ周方向に対する角度が±７０°のものを互いに交錯させて使用した。

また、カーカス２の半径方向外側には、スパイラルベルト層３を配置した。スパイラルベルト層３は、直径０．１２ｍｍ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８０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻きつけて形成されたものであり、２本の並列したコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体（ストリップ）を、略タイヤ周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製造した。図示するように、この実施例のタイヤにおいて、ベルト層はスチールスパイラルベルト層のみであり、その他に交錯層は設けなかった。スパイラルベルト層３の外側には、厚み７ｍｍのトレッド部１２が設けられており、従来例および実施例のタイヤともに、トレッド部１２表面には溝を配置しなかった。

上記構造を基本として、トレッド部１２のうち、タイヤ赤道面を中心としたトレッド展開幅の５０％の領域をトレッドセンター部、その両側の各トレッド展開幅の２５％の領域をトレッド側部とし、さらにこのトレッド側部を３等分して、トレッド端からそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃとしたとき、これら各領域Ａ〜Ｃのトレッドゴムを下記に従いそれぞれ変えて、各従来例および実施例の供試タイヤを製造した。なお、本実施例においては、供試タイヤの評価試験をサーキットで行うために、タイヤの位置づけをスポーツ走行用のタイヤとし、弾性率については１００℃での弾性率を使用した。

＜従来例＞
図４に示すように、トレッドセンター部およびトレッド側部からなるトレッド部１２の全領域を、単一種のゴムにて作製した。このトレッドゴムの１００％伸び時の弾性率を１００とする。

＜実施例１＞
図１に示すように、トレッド側部のうち領域Ｂのトレッドゴム物性のみを変更して、領域Ｂの１００％伸び時の弾性率を１５０とした。

＜実施例２＞
図２に示すように、トレッド側部のうち領域Ｂのトレッドゴムのみを内側と外側との２層からなるものとして、外側トレッドゴムについては領域Ａと同じゴムとし、内側トレッドゴムのトレッドゴム物性のみを変更した。２層の厚みは、内側が４ｍｍ、外側が３ｍｍである。外側トレッドゴムの１００％伸び時の弾性率は１００、内側トレッドゴムの１００％伸び時の弾性率は１５０であり、これらより、領域Ｂの平均弾性率は、１２９であった。

＜実施例３＞
図３に示すように、トレッド側部のうち、領域Ｂについては内側トレッドゴムの厚み４ｍｍ、外側トレッドゴムの厚み３ｍｍからなり、領域Ｃについては内側トレッドゴムの厚み２ｍｍ、外側トレッドゴムの厚み５ｍｍからなるものとした。領域Ａは、１層からなる。領域Ａと領域Ｂとの境界、および、領域Ｂと領域Ｃとの境界において、内側トレッドゴムと外側トレッドゴムとの界面が斜めになっているが、これは、鋭利なコーナーを作るよりも、図示するように斜めで滑らかな境界にした方が、ゴムとゴムとの界面での剥離破壊が発生しにくいからである。実施例３も実施例２と同様に、内側トレッドゴムの１００％伸び時の弾性率を１５０、外側トレッドゴムの１００％伸び時の弾性率を１００とした。なお、実施例３における領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの平均の弾性率は、１００：１２９：１１４となり、領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ａの順番になっている。

＜実施例４＞
実施例２と同様に、トレッド側部のうち領域Ｂのトレッドゴムのみを内側と外側との２層からなるものとして、外側トレッドゴムについては領域Ａと同じゴムとし、内側トレッドゴムの１００％伸び時の弾性率を２００とした。それ以外の条件は実施例２と同様とした。領域Ｂの平均弾性率は、１５７であった。

＜実施例５＞
実施例２と同様に、トレッド側部のうち領域Ｂのトレッドゴムのみを内側と外側との２層からなるものとして、外側トレッドゴムについては領域Ａと同じゴムとし、内側トレッドゴムの１００％伸び時の弾性率を３００とした。それ以外の条件は実施例２と同様とした。領域Ｂの平均弾性率は、２１４であった。

＜横力評価＞
各供試タイヤにつき、３ｍドラムを用いたキャンバースラストの測定を行った。直径３ｍのスチール製のドラムを用いて、各供試タイヤをＣＡ４０°およびＣＡ５０°で押し付けて、そのときのキャンバースラスト（横力Ｆｙ）を測定した。ドラムの表面は平滑であったため、粗さ＃４０番の紙やすりをドラム周上に貼り付けて、路面に見立てた。また、各供試タイヤには内圧２１０ｋＰａを充填し、速度８０ｋｍ／ｈ、荷重１５００Ｎ（約１５０ｋｇｆ）、ＳＡ（スリップ角）０°で転動させて、ＣＡ４０°および５０°の２水準について横力の測定を行った。速度を８０ｋｍ／ｈと高速としたため、タイヤは発熱しトレッド側部の温度は１１０℃となっていた。

従来例のタイヤの、ＣＡ４０°のときの横力Ｆｙの値１３５０Ｎを１００とし、また、ＣＡ５０°のときの横力Ｆｙの値１４９０Ｎを１００として、それぞれＣＡ４０°および５０°のときの各実施例の供試タイヤの横力Ｆｙの値を指数で示した。その結果を、下記の表１中に示す。数値が大なるほど横力が大きいことを示す。

＊１）各領域の弾性率は、各領域の温度１００℃における１００％伸び時の弾性率を意味し、各領域に２種類以上のゴムが存在するときは、それらの体積を考慮した平均弾性率である。

本発明は、ＣＡが４５°〜５０°の最大バンク角（バンク角＝ＣＡ）付近をターゲットとしているが、上記表１からも明らかなように、実施例１〜５の供試タイヤにおいては、いずれもドラム上のＣＡ５０°のＦｙが向上している。

また、実施例２、実施例４および実施例５の比較から、領域Ｂの弾性率は１３０程度あればＦｙ向上の効果は明らかであり、さらに領域Ｂの弾性率を１６０程度にすると、効果が大きくなっている。しかし、領域Ｂの弾性率が２１０程度では、効果がやや鈍る傾向があり、弾性率は１５０前後が最も良好といえるようである。

実施例３については、ＣＡ４０°のＦｙも効果的に上昇させている。これは、領域Ｃをやや強化することで、領域Ｃが接地の中心部となるＣＡ４０°でも効果が発揮されたからである。

＜実車試験＞
次に、本発明の二輪車用タイヤの性能改善効果を確認するために、実車を用いた操縦性能比較試験をした結果を説明する。供試タイヤはリア用のタイヤであったため、リアのみのタイヤを交換し、フロントのタイヤは常に従来のもので固定して実車試験を行った。評価方法を以下に示す。なお、走行後のタイヤのトレッド温度は１００℃前後であった。

上記の供試タイヤを、１０００ｃｃのスポーツタイプの二輪車に装着して、テストコースで１０周の実車走行をさせ、車両を大きく倒した旋回時の操縦安定性（コーナリング性能）を中心に評価し、テストライダーのフィーリングによる１０点法で総合評価した。ライダーは限界走行を行った。その結果を、上記表１中に併せて示す。

結果は、室内でのＦｙの計測結果とほぼ同じ傾向となった。特徴的なのは、実施例１と実施例４との比較であり、領域Ｂの弾性率は同等の値であるが、実施例４の方が明らかに評点が高かった。これは、実施例４は領域Ｂの表面が柔らかいゴムであるため、路面の粗い凹凸によくゴムが食い込んでグリップしたためであると考えられる。

次に、実施例３は最高得点の９点を獲得している。これは、ＣＡ４０°のグリップの高さもライダーが評価したためである。

＜摩耗評価＞
最後に、各供試タイヤの摩耗量を比較した。摩耗量は、新品時のタイヤの重量を測定しておき、テスト走行終了後のタイヤの重量を測定して、その差を重さで評価した。摩耗は、殆どトレッド側部で起こっていたため、これがほぼ側部の摩耗量に相当すると考えられる。結果として、実施例１〜５の供試タイヤでは、従来例対比、いずれも７％〜１５％摩耗量が少ないことがわかった。

以上のことから、実施例のタイヤは旋回時のグリップと耐磨耗性を両立しているといえる。すなわち、本発明に従う各実施例の供試タイヤにおいては、いずれも従来例のタイヤと比較して大幅に性能が向上することが確認された。

本発明の一実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。 実施例２，４，５に係る自動二輪車用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。 実施例３に係る自動二輪車用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。 従来例１に係る自動二輪車用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。 車体を大きく倒して旋回する場合の自動二輪車用空気入りタイヤの（ａ）接地状態を示す幅方向断面図および（ｂ）接地形状およびトレッド部の変形状態を示す説明図である（タイヤ周方向）。 車体を大きく倒して旋回する場合の自動二輪車用空気入りタイヤの（ａ）接地状態を示す幅方向断面図および（ｂ）接地形状およびトレッド部の変形状態を示す説明図である（タイヤ幅方向）。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス
３ ベルト層
１０ 自動二輪車用空気入りタイヤ
１１ ビード部
１２ トレッド部
１３ サイドウォール部

Claims (5)

1. 左右一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアと、該一対のビード部間にトロイド状に跨って延在する少なくとも１枚のカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配設された少なくとも１枚のベルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、を有する自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部のうち、タイヤ赤道面を中心としたトレッド展開幅の５０％の領域をトレッドセンター部、該トレッドセンター部の両側の各トレッド展開幅の２５％の領域をトレッド側部とし、さらに該トレッド側部を３等分して、トレッド端からそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃとしたとき、
   領域Ｂのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ａおよび領域Ｃのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高いことを特徴とする自動二輪車用空気入りタイヤ。
2. 領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃのそれぞれのトレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ａの関係を満足する請求項１記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
3. 領域Ｂのトレッドゴムが内側と外側との２層からなり、該内側トレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率が、該外側トレッドゴムの４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率よりも高い請求項１または２記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
4. 領域Ａおよび領域Ｂのトレッド表面をなすトレッドゴムが、同種のゴムからなる請求項１〜３のうちいずれか一項記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
5. 前記４０℃における１００％伸び時の平均の弾性率を、１００℃における１００％伸び時の平均の弾性率に代えた請求項１〜４のうちいずれか一項記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

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