JP2009001080A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド部を改良することで、旋回時のグリップ、すなわち操縦安定性能を向上するとともに、走行に伴うショルダー部のトレッドゴムの摩耗や劣化を抑制することができ、これにより、長時間走行時においても良好な旋回時操縦安定性能を維持することが可能な二輪車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】環状に形成されたトレッド部１２を備える二輪車用空気入りタイヤである。トレッド部１２のうち、タイヤ赤道面を中心とするトレッド展開幅の５０％の領域をトレッドセンター部、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、さらにトレッド側部を３分割して、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１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも小さい。
【選択図】 図１

Description

本発明は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、トレッド部の改良に係る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があるため、車体の傾きによって、路面に接地するタイヤの部分が移動する。また、かかる特徴に起因して、タイヤには、直立時においては速度が高く制動力と駆動力との前後方向（タイヤの赤道方向）の力が加わるのに対し、車体を傾けた旋回時においては、大きな横力が主体的に加わることになる。

従来、かかる自動二輪車用空気入りタイヤのショルダー部のトレッドゴムについては、グリップを向上させることを主眼として、グリップの高い、すなわち、摩擦係数が高くなる、損失正接ｔａｎδの大きいゴムを使うことが一般的であった。例えば、特許文献１には、旋回時のグリップ性を高めることを目的として、自動二輪車用タイヤのショルダーゴム部の損失正接ｔａｎδ１を、０．２〜０．４であってかつ、中央ゴム部の損失正接ｔａｎδ２よりも大とすることが開示されている。
特開２００６−２５６３８５号公報（特許請求の範囲等）

前述したように、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。

特に、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が、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があり、さらにその遠心力に対抗できるように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に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。

一方で、旋回時に加わる大きな横力により、トレッドゴムに大きな負担がかかることから、二輪車用タイヤのタイヤショルダー部には、発熱しやすいという難点がある。特に、バイクレースや、一般消費者の場合でも激しいライディングを行った際には、走行中にタイヤショルダー部が発熱して、走行に伴う旋回性能の低下や、ショルダー部の摩耗の進行、ショルダー部のゴムの劣化などが生ずる。

したがって、二輪車用のタイヤのショルダー部については、旋回時のグリップ性能、すなわち操縦安定性能に優れることに加え、走行に伴うトレッドの摩耗や劣化を抑制できることが要求されており、これらの要請を高度に満足し得る二輪車用空気入りタイヤが求められていた。

そこで本発明の目的は、トレッド部を改良することで、旋回時のグリップ、すなわち操縦安定性能を向上するとともに、走行に伴うショルダー部のトレッドゴムの摩耗や劣化を抑制することができ、これにより、長時間走行時においても良好な旋回時操縦安定性能を維持することが可能な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、二輪車用タイヤにおいて旋回時のグリップをさらに向上させるために鋭意研究を行い、特にバイク車輌が最も倒れるバンク角度（キャンバー角度，以下、キャンバーアングルとして「ＣＡ」と称する）４５〜５５度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、一般道路での走行においても、旋回時のグリップを増すことにより、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、タイヤは、図３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。

バイク車体が大きく倒れて旋回する場合、すなわち、タイヤのＣＡが４５〜５５度で旋回する場合、タイヤのトレッド幅（全幅）のほぼ１／４が接地する。この旋回時に接地している１／４の領域を３分割、仮に３等分して、トレッド端から領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃとする。

まず、タイヤの幅方向断面でのトレッド変形を考える。トレッドの変形により、タイヤに横力が発生するからである。横方向のトレッドの変形は、キャンバースラスト（横力）を発生させる。

図３はＣＡ５０度でタイヤが接地して回転しているときの断面を示したものであり、タイヤ断面図の下には、接地部の形状を示している。図示するように、それぞれのタイヤによって、接地形状は楕円または半月状となり、その中間の形状をとる場合もある。一般的に、接地形状が楕円であると、トレッド端部、特に領域Ａの部分の摩耗が良いとされ、接地形状が半月状であると、ＣＡ５０度のような大きなＣＡでの横力の発生が大きく、グリップが高いとされる。また、タイヤ構造との兼ね合いからは、コード方向が略タイヤ周方向に沿ういわゆるスパイラルベルトを用いたものは楕円になりやすく、スパイラルベルトを用いないものは半月状になりやすい傾向がある。

図３の楕円型接地形状の場合の、領域Ｂのトレッドの幅方向の変形について述べる。領域Ｂのトレッドの表面、すなわち路面に接する点をＱとし、Ｑ点の内側のトレッドの最深部の点をＰ点とすると、これらＰ点およびＱ点は、接地転動時において、図示するような軌跡を描く。Ｐ点はすなわちタイヤのベルト（骨格部材）に接している点であり、タイヤがＣＡをつけて傾いて転動するため、弓なりの曲線を描く。これに対し、Ｑ点はトレッド表面が路面に接触した時に路面に固定され、路面の方向、すなわちタイヤの進行方向に直線的に動く。この動きの差によりトレッドは横剪断を受ける。これはちょうど弓と弦の関係であり、荷重直下で最大の横剪断を受ける。これが、キャンバースラスト発生のしくみである。

このような発生のしかたから、接地長（接地形状のタイヤ周方向＝赤道方向の長さ）が長い方がＰ点とＱ点との軌跡の差が広がり、大きくトレッドが剪断されることになる。反対に接地長が短いと、トレッドの剪断量（横方向＝タイヤ幅方向の剪断）は少なくなる。したがって図示するように、接地形状が楕円型の場合は、領域Ｂで大きな剪断を受け、領域Ｃと領域Ａの剪断は少ない。一方、接地形状が半月型の場合は、領域Ｂおよび領域Ａで大きな剪断を受け、領域Ｃの剪断は少ない。また、剪断量が大きいと、トレッドが横方向に大きな力を出す。

ところで、トレッドゴムには繰り返しの変形に対してエネルギー損失があり、トレッドゴムのｔａｎδが大きいとエネルギー損失が大きく、グリップが高い反面、発熱が大きくなる。発熱は、歪の大きさと周波数とにより決まり、さらに、ｔａｎδの高いものが高くなる。また、二輪車がＣＡ４５〜５５度で高速で旋回した場合、大きな歪が高周波数で加わる。前述したように、二輪車用のタイヤでは旋回時にグリップが必要であるため、ショルダー部にｔａｎδの高いゴムを配置することが普通であり、ＣＡ４５〜５５度の高速旋回の頻度が多いと、タイヤのショルダー部が発熱し、特に、バイクレースのような厳しい使用状態では、発熱が大きくなる。

一方、ゴムの特性として、温度が高くなると柔らかくなることが挙げられる。つまり、高温になると、トレッドの弾性率が低下する。前述したように、二輪車の場合はキャンバースラストで横力を発生させるが、図３中のＰ点およびＱ点の軌跡で示したように、キャンバースラストは横剪断変位が決まっている。つまり、トレッドゴムの弾性率が低下すると、同じ変位が与えられた時の反力が低下することになる。したがって、トレッドゴムの弾性率が低下すると、横力が低下する。

また、トレッドゴムは、硬すぎると横変形しないため、ゴムの表面が簡単に路面から滑ってしまい、グリップが得られない。そのため、二輪車用タイヤのトレッドゴムの弾性率は、通常、大きすぎず、小さすぎずの適正な値に設定されている。しかしながら、温度上昇にともなって弾性率が低下すると、十分な横力が得られなくなる。このように、高速の旋回走行が長時間続く場合は、トレッド温度の上昇と共に、横グリップが低下することになり、これを防止するためには、大きな剪断が加わっても発熱しにくいことが重要である。

また、トレッドが高温になると、トレッドゴムが劣化しやすくなる。特に、バイクレースの場合は、トレッドの内部温度が１００℃を超える場合もあり、温度が高くなりすぎるとゴムの中に気泡が生じ、気泡から亀裂が進展してトレッドゴムの一部が脱落する場合もある。さらに、ゴムが発熱によって柔らかくなると、十分な横力が得られないためにタイヤが滑り出す。このため、タイヤの摩耗が進展しやすくなる。摩耗は、接地長が長い領域Ｂから発生する場合が殆どである。

以上より、二輪車用のタイヤでは、ショルダー部の発熱を抑えることができれば、走行を繰り返しても、高い旋回性能を維持でき、ゴムの劣化を防止でき、かつ、ショルダー部の摩耗についても防止できるものと考えられる。かかる観点から、本発明者はさらに検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題を解決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するトレッド展開幅の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分割して、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１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも小さいことを特徴とするものである。

本発明において好適には、領域Ａのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも小さく、より好適には、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１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｂ＜領域Ａ＜領域Ｃの関係を満足する。

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１００℃における平均のｔａｎδが、該外側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも低いことが好ましく、領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃのうち１箇所以上のトレッドゴムが内側と外側との２層からなり、各領域においてそれぞれ、該内側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδが、該外側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも低いことも好ましい。

さらに、本発明において好適には、領域Ｂおよび領域Ａのトレッド表面をなすゴムが、同種のゴムからなる。さらにまた、本発明においては、領域Ｂが少なくとも、前記トレッド側部のタイヤ幅方向中央部を中心とするトレッド展開幅の５％の範囲を含むことが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、旋回時のグリップ、すなわち操縦安定性能を向上するとともに、走行に伴うショルダー部のトレッドゴムの摩耗や劣化を抑制することができ、これにより、長時間走行時においても良好な旋回時操縦安定性能を維持することが可能な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、本発明の好適実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適例の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、本発明の二輪車用タイヤは、左右一対のビード部１１にそれぞれ埋設された一対のビードコア１と、一方のビード部から他方のビード部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置された少なくとも１枚のベルト層３と、環状に形成されてその半径方向外側に配置されたトレッド部１２とを備えている。

本発明のタイヤにおいては、トレッド部１２のうち、タイヤ赤道面を中心とするトレッド展開幅の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、弧の長さを直線にす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、トレッド中央部の５０をトレッドセンター部として、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となる。

タイヤがＣＡ４５〜５５度で路面に接地するとき、一般的なバイクにおいては、タイヤのトレッド幅の４分の１にあたる、トレッドの側部が路面に接地している。すなわち、上記の全体幅１００のうちの片側２５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分割、特には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。このように３つの領域に分割したのは、図３に示したように、自動二輪車がＣＡ４５〜５５度で旋回するときに、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのそれぞれの領域で、横剪断量が異なるからである。すなわち、領域Ｂの横剪断量が高く、最も発熱しやすい。また、接地形状によっては、領域Ａの横剪断量も増えて発熱しやすくなる。

そこで、本発明においては、領域Ｂのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδを、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも小さくすることを規定した。１００℃におけるｔａｎδとしたのは、一般の二輪車用のタイヤにおいて、大きなＣＡでの旋回を繰り返した場合、トレッドのゴムの温度が１００℃程度になるからである。また、特殊なレース用のタイヤにおいては、トレッドの温度が１２０℃に達する場合もあるが、１００℃でのｔａｎδが低ければ、１２０℃でのｔａｎδも低くなる傾向にあるため、１００℃の値を代表として採用した。また、ｔａｎδを規定したのは、ｔａｎδ（損失正接）が大きいと、同じ歪を同じ周波数で繰り返し入力したときの発熱が多くなるからである。ｔａｎδが小さければ、発熱を低くすることができる。

ここで、各領域のトレッドゴムのｔａｎδを平均のｔａｎδと規定したのは、領域Ｂに複数のゴムが存在した場合を想定したものである。二輪車用のタイヤでは、タイヤセンターとタイヤショルダーとで求められる性能が違うため、タイヤセンターとタイヤショルダーとで異なるゴムを使用する場合がある。また、摩耗後の性能を高めるためにトレッドの内層にグリップの高いゴムを配置することもあり、すなわち、トレッド部を高さ方向に２種以上のゴムで形成する場合がある。そのため、各領域に２種以上のゴムが存在する場合には、それらの平均の値を用いる。平均のｔａｎδとは具体的には、トレッドゴムを２層にして、内側を低いｔａｎδ、外側を高いｔａｎδとした場合、２層の厚みが同一であれば双方のｔａｎδ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うことになる。例えば、内側トレッドゴムの厚みが３ｍｍでｔａｎδが０．３、外側トレッドの厚みが４ｍｍでｔａｎδが０．４５の場合には、下記式、
（０．３×３＋０．４５×４）／（３＋４）＝０．３８５７
となり、これが平均のｔａｎδとなる。

また、先に述べたように厚み方向ではなく、トレッドの幅方向にもｔａｎδが変わっている場合がある。例えば、領域Ｂを赤道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ｔａｎδを平均化して考える。これが、本発明における平均のｔａｎδの意味である。

本発明において、領域Ｂのｔａｎδを、領域Ｃよりも小さくすることを規定したのは、領域Ｂの横変位が最も大きく、領域Ｂが最も発熱しやすいからである。図３に示したように、トレッドの横方向の変形を確認すると、接地形状が楕円の場合は領域Ｂの横方向（赤道方向に対して９０度）の剪断量が最も大きく、領域Ａおよび領域Ｃの剪断量は小さい。領域Ｂの横剪断、トレッドの変形が大きいため、繰り返しの入力に対して領域Ｂでの歪エネルギーロス（エネルギー損失）が大きく、領域Ｂが発熱しやすい。これに対し、本発明のように領域Ｂのｔａｎδを小さくすることで、領域Ｂで大きな歪が加わったとしても、発熱量を下げることが可能となる。

また、ｔａｎδは、グリップ力（摩擦係数）にも関係があり、ｔａｎδを下げると摩擦係数が低下するのが普通である。例えば、特開２００６−２７４０４９には、空気入りタイヤのトレッドに用いるゴム組成物に関して、３０℃のｔａｎδを上げると乾燥した路面での摩擦係数が上がることが示され、逆に６０℃のｔａｎδを下げれば転がり抵抗が低減される（＝歪エネルギーロスが低下する）ことが記載されている。つまり、使用雰囲気温度でのｔａｎδを上げればグリップ（摩擦係数）が向上し、ｔａｎδを下げれば発熱を抑えられる。なお、二輪車のタイヤのトレッド温度は、四輪車のトレッド温度よりも高いことが普通であり、本発明では１００℃という実際の二輪車用タイヤの温度を元に、３０℃ではなく１００℃を規定している。

本発明において、領域Ｂのｔａｎδを下げることを規定したのは、領域Ｃや領域Ａのｔａｎδについても下げてしまうと、グリップが低下してしまうからである。そこで、もっとも発熱の厳しい領域Ｂのｔａｎδだけを下げることで、高いグリップと、走行を繰り返してもグリップが低下しないこととを両立させている。領域Ｂが最も発熱しやすく、この部分が発熱すれば、領域Ｂのトレッドゴムの弾性率が低下して、領域Ｂで横力を発生しにくくなる。タイヤとして横力が減るので、タイヤの滑りが増して、摩耗が促進される。また、領域Ｂの発熱は、その両側の領域Ａおよび領域Ｃにも伝播するため、領域Ａおよび領域Ｃでもトレッドゴムの弾性率が低下して、グリップの低下が起こる場合もある。なお、バイクレースにおいて、タイヤがブロー（トレッドゴムが沸騰して内部に気泡ができる状態）するのは領域Ｂが殆どであり、この部分の発熱が高く、また、ブローした気泡を起点としてクラック（亀裂）が発生してトレッドゴムが脱落すると、接地面積が低下して急激にタイヤのグリップ力が低下する。したがって、領域Ｂの発熱を下げることは、レースにおいても有効である。

本発明により、最も発熱が発生する領域Ｂの発熱を下げることで、繰り返しの走行に伴うトレッド弾性率の低下を防止でき、高いグリップ力を維持できる。また、異常な摩耗の進展を防止できる。一般の走行においては、領域Ｂで高い温度が維持されて、ゴムが劣化することを防止することができる。

なお、本発明において領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃの各領域がトレッド側部に占める比率としては、特に制限されるものではないが、領域Ｂが、少なくとも、トレッド側部のタイヤ幅方向中央部を中心とするトレッド展開幅の５％の範囲（タイヤ赤道面を基準としたトレッド展開幅の３５％の位置から４０％の位置）を含むことが好ましい。この範囲が、最も発熱の高い領域であると考えられるためである。特には、領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃの分割比率が、２：１：２〜１：２：１の範囲内となるようにすることができる。

本発明においては、領域Ｂのｔａｎδを領域Ｃより小さくすることのみが必須であり、領域Ａのｔａｎδについては制限はないが、好適には、領域Ａのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδについても、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδより小さくする。図３に示したように、ＣＡ４５〜５５度の接地形状は、半円型となる場合もあり、この場合には領域Ａでも発熱が高く、領域Ａの発熱も下げることが有効であるためである。この場合、１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｂ＜領域Ｃかつ領域Ａ＜領域Ｃとなる。

より好適には、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１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｂ＜領域Ａ＜領域Ｃの関係を満足するものとする。領域Ａおよび領域Ｂの発熱を抑える理由は前述のとおりであるが、領域Ａおよび領域Ｂのｔａｎδの順序をこのようにしたのは、領域Ｂが、領域Ａよりも使用頻度が高いことによる。つまり、領域Ａは、ＣＡが４５度以上の時だけに路面に接触して使われる。これに対し、領域Ｂは、ＣＡ４５度以上の時はもちろん、ＣＡが３５度〜４５度でも接地する領域である。バイクは倒しながら旋回し、加速時に立てながら加速していく。つまり、領域Ｂの方が領域Ａよりも接地している時間が長く、発熱しやすいのである。なお、領域Ｃも倒す過程で接地するが、ＣＡ３５度とＣＡ５０度では、ＣＡ５０度の方が図３のＰ点の弓なり軌跡が大きく、すなわち、トレッドの剪断変形が大きく発熱が大きい。領域Ｃの接地長が最も伸びるであろうＣＡ３５度付近では、弓なり軌跡が小さく、トレッド横変形が小さい。バイクが車体を倒せば倒すほど横力を出せるのは、タイヤのベルトの軌跡（Ｐ点の軌跡）が、タイヤのＣＡが大きく付いた方が弓なりがきつくなり、横剪断が増えるからである。つまり、ＣＡ４５度〜５５度で接地する時の発熱が最も高いことが大前提であり、そのため領域Ａおよび領域Ｂのｔａｎδを下げることが第一に考えられる。次に、これに加えて、使用頻度を考えると、領域ＢはＣＡ３５度〜４５度でも接触するため、発熱が領域Ａよりも多くなる。したがって、より好適には、上記のような順序とする。

これら各領域のトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδの値としては、具体的には例えば、領域Ｃを基準１００％とした場合に、領域Ｂについては２０％〜９５％、特には３０％〜９０％とすることができ、領域Ａについては４０％〜９０％、特には５０％〜８０％とすることができる。なお、トレッドゴムのｔａｎδの値は、ゴム配合中の樹脂やカーボンの量を調整することにより、常法に従い適宜変動させることが可能である。

また、本発明においては、図１に示すように、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１００℃における平均のｔａｎδを、外側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも低くすることが好ましい。これは、ｔａｎδを低下させると、摩擦係数が低下してしまうことによる。つまり、タイヤ表面の路面と接触する外側トレッドゴムの摩擦係数は下げずに、路面と接触しない内側トレッドゴムのｔａｎδを小さくして、トレッド内部の発熱を抑えるものである。路面と接触する部分のｔａｎδを高く保って路面とのグリップを高め、一方で、トレッド内部のゴムのｔａｎδは下げて発熱を抑制することで、高いグリップと、走行を続けた場合のグリップの低下の防止とを両立することができる。

この場合、領域Ｂのみでなく、領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃのうちの１箇所か２箇所、またはすべての領域でトレッドゴムを内側と外側との２層として、各領域においてそれぞれ、内側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδを、外側トレッドゴムより低くすることも好適である。これにより、タイヤ表面に高いｔａｎδのゴムを用い、タイヤ内部に低いｔａｎδのゴムを用いて、内側と外側との層の厚みを領域ごとに変化させることで、各領域の平均のｔａｎδの値を所望にコントロールすることができる。

また、領域Ｂおよび領域Ａのトレッド表面を、同種のゴムからなるものとすることも好ましい。これら領域の表面のゴムを同じとすれば、使用するゴムの種類が減って、生産面で有利である。また、領域Ａと領域Ｂとのゴム種が異なると、両者の境界で、ゴムの摩耗傾向が異なったり、両者の境界に割れが発生する恐れがあるが、同じであれば、これらを防止することができる。

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。

また、図示する例では、ベルト層３として、タイヤ周方向に対し０度〜５度の角度を有する補強素子からなるスパイラルベルト４と、交錯ベルト層５とが配設されている。スパイラルベルト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。かかるスパイラルベルト４を設けることで、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。スパイラルベルトは、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０．２１ｍｍのスチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードを、打ち込み間隔３０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５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度〜８０度で交錯させて設けることができる。

ベルト層は、図示するように、スパイラルベルト４と交錯ベルト層５とを組合せて設けてもよいが、スパイラルベルト４のみ、または、交錯ベルト層５のみの単独で構成してもよい。また、スパイラルベルトを２重にして配置してもよく、スパイラルベルトの他にタイヤ周方向に対する角度が９０度のベルトを追加して、スパイラルベルトと網目を形成させて強化してもよい。また、交錯ベルト層についても、２層に限らず、３層以上で設けてもよく、特に制限はない。

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、カーカス２の端部を両側からビードワイヤで挟み込んで係止されているが、ビードコアにタイヤ内側から外側に折り返して係止してもよい。また、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置され（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、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、二輪車用空気入りタイヤを作製した。各供試タイヤは、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の２枚からなるカーカスを備えており、カーカスプライにはナイロンコードを使用した（図１，２中ではカーカス２を１本の線で示しているが、いずれも２枚重なっているものである）。２枚のカーカスはラジアル方向（タイヤ周方向に対する角度が９０度）でもよいが、本実施例ではタイヤ周方向に対する角度が±８０度のものを互いに交錯させて使用した。また、カーカス２の端部は、ビード部において、両側からビードワイヤに挟まれて係止されている。

また、カーカスの半径方向外側には、２枚の交錯ベルト層を配置した。交錯ベルト層は、芳香族ポリアミド（商品名：ケブラー）繊維を撚った直径０．７ｍｍのコードを打ち込み数３０本／５０ｍｍにて配置して、これをタイヤ周方向に対し±６０度の角度で交錯させて配置した。さらに、交錯ベルト層のタイヤ半径方向外側には、スパイラルベルトを配置した。スパイラルベルトは、芳香族ポリアミド（商品名：ケブラー）繊維を撚った直径０．７ｍｍのコードを、打ち込み数５０本／５０ｍｍで略タイヤ周方向に巻き付けて形成されたものであり、２本の並列したコ−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付ける手法で製造した。スパイラルベルトの外側には、トレッド部が設けられており、トレッド部の厚みは、タイヤセンターからトレッド端部にわたって一律に７ｍｍであった。なお、本実施例のタイヤでは、トレッド部表面には溝を配置しなかった。

上記構造を基本として、トレッド部のうち、タイヤ赤道面を中心とするトレッド展開幅の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１：１：１に３分割して、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、実施例および比較例の供試タイヤを製造した。なお、以下の各実施例において、トレッドセンター部のゴムには、トレッド側部と同じもの（従来例と同じゴム）を用いた。

＜従来例＞
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２５％伸長時の１００℃における弾性率は２．５ＭＰａであり、１００℃におけるｔａｎδは０．４５であった。このｔａｎδの値を１００として、以下、各ゴムのｔａｎδを指数にて示す。
従来例の１００℃でのｔａｎδの各領域における比率は、下記の通りである。
領域Ａ：領域Ｂ：領域Ｃ ＝ １００：１００：１００

＜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，Ｃ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。内側トレッドゴムの厚みは３ｍｍであり、弾性率は従来例のゴムと同じで、１００℃におけるｔａｎδは５０であった。したがって、領域Ｂの平均のｔａｎδは、７９となる。なお、領域Ａ，Ｃのトレッドゴムは従来例と同じものを用いた。
実施例１の１００℃でのｔａｎδの各領域における比率は、下記の通りである。
領域Ａ：領域Ｂ：領域Ｃ ＝ １００：７９：１００

＜実施例２＞
トレッド側部のうち領域Ｂのトレッドゴムのみを変更した。領域Ｂのトレッドゴムは１層で、弾性率は従来例のゴムと同じであり、１００℃におけるｔａｎδは８０であった。なお、領域Ａ，Ｃのトレッドゴムは従来例と同じものを用いた。
実施例２の１００℃でのｔａｎδの各領域における比率は、下記の通りである。
領域Ａ：領域Ｂ：領域Ｃ ＝ １００：８０：１００

＜実施例３＞
トレッド側部のうち領域Ａ，Ｂのトレッドゴムを変更した。領域Ｂのトレッドゴムは１層で、弾性率は従来例のゴムと同じであり、１００℃におけるｔａｎδは８０であった。また、領域Ａのトレッドゴムは、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厚み４ｍｍとして領域Ｃと同じゴムを用い、内側トレッドゴムについては厚み３ｍｍとして、領域Ｂと同じゴムを用いた。したがって、領域Ａの平均のｔａｎδは、９４となる。なお、領域Ｃのトレッドゴムは従来例と同じものを用いた。
実施例３の１００℃でのｔａｎδの各領域における比率は、下記の通りである。
領域Ａ：領域Ｂ：領域Ｃ ＝ ９４：８０：１００

＜実施例４＞
図２に示すように、トレッド側部のうち領域Ａ，Ｂのトレッドゴムを変更した。領域Ｂのトレッドゴムは、内側と外側との２層からなるものとし、外側トレッドゴムについては厚み３．５ｍｍとして、弾性率が従来例と同じでｔａｎδが１２０であるゴムを用い、内側トレッドゴムについては厚み３．５ｍｍとして、ｔａｎδが３０であるゴムを用いた。したがって、領域Ｂの平均のｔａｎδは、７５となる。また、領域Ａのトレッドゴムについても内側と外側との２層からなるものとして、外側トレッドゴムおよび内側トレッドゴムの双方ともに領域Ｂと同じものを用い、厚みのみ変えて、外側を５ｍｍ、内側を２ｍｍとした。したがって、領域Ａの平均のｔａｎδは、９４となる。さらに、領域Ｃには、図示するように、一部に領域Ｂの内側トレッドゴムが流れ込んでいる。領域Ｃは殆どの部分が一層であるが、流れ込んだ部分は２層になっており、流れ込んでいるゴムは領域Ｃの体積の５％であった。また、領域Ｃの外側トレッドゴムは従来例のゴムと同じであり、ｔａｎδは１００であった。したがって、領域Ａの平均のｔａｎδは、９６となる。
実施例４の１００℃でのｔａｎδの各領域における比率は、下記の通りである。
領域Ａ：領域Ｂ：領域Ｃ ＝ ９４：７５：９６

＜比較例＞
従来例と同様に、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の全領域を、単一種のゴムにて作製し、用いるトレッドゴムのｔａｎδのみを８０に変更した。このトレッドゴムの弾性率は従来例と同じであった。

なお、上記において、各トレッドゴムのｔａｎδは以下の方法で計測した。また、各トレッドゴムの弾性率は全て従来例と同一に設定されており、ｔａｎδだけを変えている。
＜ｔａｎδの測定法＞
レオメトリックス社製の粘弾性測定装置を用いて、温度１００℃、周波数１５Ｈｚ、歪５％でｔａｎδを測定した。

得られた各供試タイヤの比較のために、以下の試験を行った。
＜横力および温度の測定＞
直径３ｍのドラムに、紙やすりを貼り付けて路面に見立て、これを用いて、各供試タイヤにつき、次の試験を実施した。各供試タイヤをリム幅６インチ、リム径１７インチのホイールに組み、内圧２２０ｋＰａを充填した。このタイヤを、ＣＡ５０度、荷重１７００Ｎ、ＳＡ０度でドラムに押し付けて、時速１００ｋｍ／ｈで回転させた。このときの横力を、タイヤの回転軸に取り付けた３分力計から測定した。横力がキャンバースラストである。

横力の測定は、タイヤが回転し始め、時速１００ｋｍ／ｈに到達して３０秒が経過した時と、さらに続けて回転させて５分が経過した時の２回で行った。回転して３０秒が経過した時は、まだトレッドゴムが十分に温まっていないが、５分間回し続けることによって、トレッドゴムは十分に温まる。横力は、従来例のタイヤの３０秒経過時の横力を１００として、指数で示した。なお、このときの実際の横力は１９５０Ｎであった。

５分回転させた後に、タイヤをドラムから離して急停止させ、タイヤが停止したらすぐに、針タイプの温度計で、トレッドの表面から深さ４ｍｍの位置の温度を、領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃの各領域について計測した。なお、各供試タイヤのＣＡ５０度の接地形状は、図３に示した楕円と半月との中間の形状をしていた。

また、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の比較試験を行った。
＜操縦安定性能＞
各供試タイヤはリア用のタイヤであったため、リアタイヤのみを交換して実車試験を行った。フロントタイヤは常に従来のもので固定した。評価方法を以下に示す。

各供試タイヤを、１０００ｃｃのスポーツタイプの二輪車に装着して、テストコースで実車走行させ、車両を大きく倒した旋回時操縦安定性能（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。テストコースのレイアウトは、コーナーが多く、速度１００ｋｍ／ｈ前後でＣＡ５０度まで倒すコーナーが６箇所存在した。１周のラップタイムは約８０秒ほどであり、これを１５周した。１周目はタイヤが冷めすぎていることもあり、２周目の操縦安定性能のフィーリングと、後半の１０〜１５周目の操縦安定性能のフィーリングとをライダーに評点で評価してもらった。後半の１０〜１５周目の評価は、２周目の評点から何点下がったかで示した。

＜摩耗量測定＞
最後に、各供試タイヤにつき、１５周走った後の摩耗量を計測した。テストコースが殆どコーナーで形成されているため、摩耗はショルダー部で集中的に発生した。そこで、新品時のタイヤの重さと、走行後のタイヤの重さとを比較して、その差をショルダー部の摩耗量とした。結果は、従来例の摩耗量を１００として、指数にて示した。指数が大きいほど、摩耗が大きいことを示す。

以上の結果を、下記の表１中にまとめて示す。

上記表１より、３０秒後の横力を見ると、従来例と実施例１とは同じであった。これは、接地している領域Ａ，Ｂ，Ｃの表面のゴムが両者とも同じであったためと考えられる。また、従来例に比べて、実施例２、実施例３および比較例は横力が低いが、これは、領域Ｂの表面にｔａｎδが低いゴムが配置され、路面に接触するゴムの摩擦係数が下がったからである。比較例については、領域Ａ，Ｂ，Ｃの全領域にｔａｎδの低いゴムが使われているので、横力が最も低かった。さらに、実施例４の横力は高くなっている。これは、表面のｔａｎδが高いからである。

次に、５分後の横力を見ると、従来例では領域Ｂの温度が高く、領域Ｂでゴムが軟化した。そのため、５分後の横力が低くなっている。領域Ｂで発熱が大きいため、隣の領域ＡおよびＣでも温度が高めとなっている。領域ＡおよびＣでもゴムの軟化（弾性率が温度上昇に伴って低下する）は起こっており、これによっても横力は下がったと考えられる。これに比べ、実施例１〜４は発熱が抑制されていることがわかる。特に領域Ｂで温度が下がっており、これによって、軸力の低下度合いが少ない。中でも実施例４は、発熱を抑えながら、高い横力を維持している。比較例でも発熱は下がっており、そのため横力の低下割合は少ないが、ｔａｎδが小さいゴムを使用しているため、横力の絶対値は小さい。

次に、操縦安定性能については、上記表１のとおり、従来例では２周目の評点は８点と高いが、走行を重ねた時の評点の悪化度合いが大きい。これに対し、実施例１は、最初の評点は従来例と同じでありながら、走行を重ねても評点の悪化が少ないことがわかる。また、実施例２および実施例３は、ｔａｎδの低いゴムがトレッドの表面に一部露出しているため、最初の２周目の評点は低めだが、走行を重ねても熱が溜まりにくいため、評点の落ちが少なく、最終的には従来例よりも評点が高くなっており、利点がある。実施例４は最も評価が高く、トレッド表面にｔａｎδの高いゴムを配置し、内部にｔａｎδの低いゴムを配置したため、初期の操縦安定性能に優れ、かつ、走行を重ねても、評点の劣化が少なかった。比較例については、最初から評点が低かった。

最後に、摩耗量については、実施例１〜４はいずれも、摩耗量が減っていることがわかる。特に実施例４は摩耗量が少なく、これはタイヤの横力が十分に大きいため、タイヤがグリップして、路面から滑らなかったために、摩耗が減ったためである。これに対し、比較例は摩耗が非常に悪かった。これは、グリップが無かったために、タイヤが横滑りしやすく、摩耗を助長したからである。

以上の結果として、本発明に係る各実施例のタイヤは、いずれも従来例および比較例のタイヤと比較して、大幅な性能向上効果が得られていることが確認された。

本発明の一好適例に係る二輪車用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。 本発明の他の好適例に係る二輪車用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。 ＣＡ５０度で接地して回転しているときの二輪車用空気入りタイヤの幅方向断面および接地形状を示す説明図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス
３ ベルト層
４ スパイラルベルト
５ 交錯ベルト層
１１ ビード部
１２ トレッド部
１３ サイドウォール部

Claims (7)

1. 環状に形成されたトレッド部を備える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するトレッド展開幅の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分割して、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１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも小さいことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 領域Ａのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｃのトレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも小さい請求項１記載の二輪車用空気入りタイヤ。
3. 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１００℃における平均のｔａｎδが、領域Ｂ＜領域Ａ＜領域Ｃの関係を満足する請求項１または２記載の二輪車用空気入りタイヤ。
4. 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１００℃における平均のｔａｎδが、該外側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも低い請求項１〜３のうちいずれか一項記載の二輪車用空気入りタイヤ。
5. 領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃのうち１箇所以上のトレッドゴムが内側と外側との２層からなり、各領域においてそれぞれ、該内側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδが、該外側トレッドゴムの１００℃における平均のｔａｎδよりも低い請求項１〜３のうちいずれか一項記載の二輪車用空気入りタイヤ。
6. 領域Ｂおよび領域Ａのトレッド表面をなすゴムが、同種のゴムからなる請求項１〜５のうちいずれか一項記載の二輪車用空気入りタイヤ。
7. 領域Ｂが少なくとも、前記トレッド側部のタイヤ幅方向中央部を中心とするトレッド展開幅の５％の範囲を含む請求項１〜６のうちいずれか一項記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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