JP2009166519A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性に優れる二輪車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部３がタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部３Ａと、該トレッドセンター部３Ａのタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部３Ｂとからなる二輪車用空気入りタイヤにおいて、トレッドセンター部３Ａに位置するトレッドゴム７Ａとトレッドショルダー部３Ｂに位置するトレッドゴム７Ｂに用いるゴム組成物中のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）及び／又はジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量を制御することにより、トレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数をトレッドセンター部３Ａの動摩擦係数より大きくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、二輪車用空気入りタイヤ、特には、旋回時のグリップ性、操縦安定性、過渡特性に優れる二輪車用空気入りタイヤに関するものである。

二輪車用空気入りタイヤのトレッド部は、通常走行時に路面に接地しているトレッドセンター部と、旋回走行時に路面に接地しているトレッドショルダー部とに分けることができるが、該タイヤの旋回性能には、トレッドショルダー部のグリップ力が大きく影響する。このようなことから、二輪車用空気入りタイヤの旋回性能を向上させるため、トレッド部の構造や物性を規定する等して、トレッドショルダー部にグリップ力を付与する手法が提案されている。

例えば、特開昭６１−２７７０７号公報（特許文献１）には、十分な高速耐久性を有し且つ優れた旋回性能を有する二輪車用空気入りタイヤとして、トレッド部を幅方向に分割し、各トレッドゴム層の貯蔵弾性率に対するロスタンジェント（tanδ/Ｅ'）が特定の関係にある二輪車用空気入りタイヤが開示されている。また、特開平１１−１１１１４号公報（特許文献２）には、トレッドバンドが異なる組成からなる二つの部分から形成され、第一の部分にカーボンブラックを含む補強フィラーを用い、第二の部分に白色フィラーを含む補強フィラーを用いた車輪用タイヤが開示されている。更に、特開２００７−１６８５３１号公報（特許文献３）には、トレッドをセンター領域、一対のショルダー領域及び該センター領域とショルダー領域との間に位置する一対の中間領域に分け、各領域のゴム組成物のモジュラスが特定の関係にある自動二輪車用タイヤが開示されている。

特開昭６１−２７７０７号公報 特開平１１−１１１１４号公報 特開２００７−１６８５３１号公報

しかしながら、このようにトレッド部を幾つかのセグメントに分割し、各セグメントの物性や組成を制御したとしても、実際に走行している際のタイヤの性能を把握した上での改良ではないため、二輪車用空気入りタイヤの走行時に必要な特性、特に旋回走行時のグリップ性、直進走行時の操縦安定性、及び直進走行から旋回走行又は旋回走行から直進走行への移行時にタイヤの特性の急激な変化を抑える過渡特性については、依然として改良の余地がある。

そこで、本発明の目的は、走行時のタイヤの性能に直接的に影響を及ぼすことが可能な動摩擦係数を規定することにより、旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性に優れる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、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、トレッドセンター部及びトレッドショルダー部に位置するトレッドゴムに用いるゴム組成物中のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）及び／又はジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量を制御することで、トレッドセンター部とトレッドショルダー部の動摩擦係数の差を調整することができ、これにより、二輪車用空気入りタイヤの旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の二輪車用空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、該トレッド部がタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部と、該トレッドセンター部のタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部とからなる二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドセンター部に位置するトレッドゴムと前記トレッドショルダー部に位置するトレッドゴムとは、
（１）該トレッドショルダー部に位置するトレッドゴムに用いるゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が、該トレッドセンター部に位置するトレッドゴムに用いるゴム組成物（ａ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）より10％以上大きいこと、及び
（２）該ゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が、該ゴム組成物（ａ）のカーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量より2％以上大きいこと、
の内の少なくとも一方の関係を満たし、前記トレッドショルダー部の動摩擦係数が前記トレッドセンター部の動摩擦係数より大きいことを特徴とする。

ここで、トレッドセンター部及びトレッドショルダー部の動摩擦係数は、タイヤを正規内圧とし、正規荷重を掛けた際の動摩擦係数であり、正規内圧及び正規荷重は、例えば、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫを参照することができる。

本発明の二輪車用空気入りタイヤの好適例においては、前記ゴム組成物（ａ）及び前記ゴム組成物（ｂ）が、更に樹脂を含有し、
該ゴム組成物（ｂ）のゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量が、該ゴム組成物（ａ）のゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量より5質量部以上大きい。
この場合、トレッドセンター部の動摩擦係数とトレッドショルダー部の動摩擦係数の差を容易に調整することができる。

本発明によれば、トレッドショルダー部の動摩擦係数がトレッドセンター部の動摩擦係数より大きいため、旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性に優れる二輪車用空気入りタイヤを提供することができる。

以下に、図を参照しながら、本発明の二輪車用空気入りタイヤを詳細に説明する。図１は、本発明の二輪車用空気入りタイヤの一実施態様の断面図である。図１に示すタイヤは、左右一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、前記一対のビード部１間にトロイド状に延在して、これら各部１，２，３を補強するカーカス４と、該カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト５とを具える。

図１に示すタイヤのカーカス４は、一枚のカーカスプライから構成されており、また、上記ビード部１内に夫々埋設した一対のビードコア６間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア６の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明のタイヤにおいて、カーカス４のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。

また、図１に示すタイヤのベルト５は、二枚のベルト層から構成されており、各ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、二枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト５を構成している。なお、図中のベルト５は、二枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいて、ベルト５を構成するベルト層の枚数は、これに限られるものではない。

ここで、本発明の二輪車用空気入りタイヤは、上記トレッド部３がタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部３Ａと、該トレッドセンター部３Ａのタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部３Ｂとからなり、該トレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数が該トレッドセンター部３Ａの動摩擦係数より大きいことを要し、その差は5％以上であることが好ましく、7〜15％であることが更に好ましい。なお、本発明において、トレッドセンター部３Ａとは、トレッド部３のタイヤ幅方向中央部に位置し、タイヤ幅の20〜65％の部分を指し、また、トレッドショルダー部３Ｂとは、トレッド部３の端部からタイヤ幅の35〜80％の部分を指す。なお、トレッド部３の端部とは、タイヤを正規内圧とし正規荷重を掛けた際に、旋回時のタイヤの路面に接する部分のタイヤ幅方向の端部を指す。

トレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数をトレッドセンター部３Ａの動摩擦係数より大きくすることで、旋回時に必要である高い動摩擦力、即ち、高いグリップ力をタイヤに与えることができる。そして、トレッドセンター部３Ａに比べてトレッドショルダー部３Ｂのグリップ力が上がれば、路面からタイヤへの入力が大きく変わる、直進走行から旋回走行へ移行する過渡期（逆の場合も同様である）に、車両の安定性を向上できる。従って、本発明の二輪車用空気入りタイヤにおいては、旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性をいずれも向上させることができる。また、この場合、旋回時のグリップ性、操縦安定性、過渡特性等の二輪車用空気入りタイヤの走行時に必要とされる特性は、実際に走行している際のタイヤの性能を把握した上での改良ではない従来技術に比べて、大幅に向上している。

トレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数をトレッドセンター部３Ａの動摩擦係数より大きくするには、トレッド部３においてベルト５のタイヤ半径方向外側に配設されるトレッドゴム７を、図２に示すように、トレッドセンター部に位置するトレッドゴム７Ａと、トレッドショルダー部に位置するトレッドゴム７Ｂとに分割し、即ち、トレッド部３を分割トレッドとし、該トレッドゴム７Ａと該トレッドゴム７Ｂとが下記に示す関係の内の少なくとも一方を満足させることが必要である。

即ち、上記トレッドセンター部３Ａに位置するトレッドゴム７Ａと前記トレッドショルダー部３Ｂに位置するトレッドゴム７Ｂとは、（１）トレッドショルダー部３Ｂに位置するトレッドゴム７Ｂに用いるゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が、トレッドセンター部３Ａに位置するトレッドゴム７Ａに用いるゴム組成物（ａ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）より10％以上大きいこと、及び（２）該ゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が、該ゴム組成物（ａ）のカーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量より2％以上大きいこと、の内の少なくとも一方の関係を満たすことを要する。このように、トレッドゴム７Ａとトレッドゴム７Ｂとに使用するゴム組成物に、粒子径（窒素吸着比表面積を指標とする）及び／又はストラクチャー（ＤＢＰ吸油量を指標とする）が特定の関係を示すカーボンブラックを配合することで、トレッドセンター部３Ａの動摩擦係数とトレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数の差を所望の値とすることができる。なお、本発明においては、カーボンブラックのストラクチャーの指標としてＤＢＰ吸油量を用いるが、該ＤＢＰ吸油量の代わりに２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量（ＩＳＯ ６８９４に準拠して測定）を用いてもよい。この場合も、上記ゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックの２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量を、上記ゴム組成物（ａ）のカーボンブラックの２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量より2％以上大きくすることが必要である。

また、上記（１）の関係においては、ゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積をゴム組成物（ａ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積の1.1倍以上とすることを要するが、1.15〜1.35倍とすることが好ましく、上記（２）の関係においては、ゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックのＤＢＰ吸油量をゴム組成物（ａ）のカーボンブラックのＤＢＰ吸油量の1.02倍以上とすることを要するが、1.05〜1.3倍とすることが好ましい。

なお、上記トレッドゴム７用ゴム組成物に用いるカーボンブラックの配合量は、ゴム成分100質量部に対して30〜150質量部であることが好ましい。該カーボンブラックの配合量が30質量部未満では、トレッドセンター部とトレッドショルダー部の動摩擦係数の差を調整することが困難になる場合があり、一方、150質量部を超えると、ゴム組成物の混練りにおける作業性が悪化する。また、必要に応じて、シリカや無機フィラー等の充填剤を配合することもできる。

上記トレッドゴム７用ゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムが挙げられ、これらゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。

また、トレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数をトレッドセンター部３Ａの動摩擦係数よりも大きくするため、トレッドセンター部３Ａに位置するトレッドゴム７Ａとトレッドショルダー部３Ｂに位置するトレッドゴム７Ｂに、更に樹脂を配合してなるゴム組成物を用いることが好ましい。一般に、トレッドゴム用ゴム組成物に樹脂を配合することで、タイヤにグリップ性能を付与できることが知られており、トレッドゴム７Ａ及びトレッドゴム７Ｂに樹脂の含有量が異なるゴム組成物を用いることで、トレッドセンター部３Ａの動摩擦係数とトレッドショルダー部３Ｂの動摩擦係数に容易に差をつけることができる。

この知見を基に、本発明者が更に検討を進めたところ、トレッドセンター部３Ａに位置するトレッドゴム７Ａに用いるゴム組成物（ａ）及びトレッドショルダー部３Ｂに位置するトレッドゴム７Ｂに用いるゴム組成物（ｂ）が樹脂を含有する場合、該ゴム組成物（ｂ）のゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量を、該ゴム組成物（ａ）のゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量より5質量部以上大きくすることで、トレッドショルダー部の動摩擦係数を容易にトレッドセンター部の動摩擦係数より大きくすることができる。

また、上記樹脂とは、一般に分子量が数百〜数千の熱可塑性樹脂で、天然ゴムや合成ゴムに配合することによって粘着性を付与する樹脂をいい、種々の天然樹脂及び合成樹脂を使用することができる。なお、上記天然樹脂としては、例えば、α-ピネン系、β-ピネン系、ジペンテン系等のテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂等のテルペン系樹脂が挙げられる。一方、上記合成樹脂としては、例えば、石油系樹脂、フェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂等が挙げられる。

上記石油系樹脂としては、例えば、ナフサの熱分解によって得られるＣ₅留分を重合して得られるＣ５系石油樹脂、ナフサの熱分解によって得られるＣ₉留分を重合して得られるＣ９系石油樹脂、上記Ｃ₅留分とＣ₉留分を重合して得られるＣ５・Ｃ９系石油樹脂等が挙げられる。また、上記フェノール系樹脂としては、例えば、アルキルフェノールホルムアルデヒド系樹脂及びそのロジン変性体、アルキルフェノールアセチレン系樹脂、変性アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。

上記トレッドゴム７用ゴム組成物に用いる樹脂の配合量は、上記ゴム成分100質量部に対して5〜50質量部であることが好ましく、10〜40質量部であることが更に好ましい。該樹脂の配合量が5質量部未満では、グリップ性の向上効果を充分に確保できず、一方、50質量部を超えると、ゴムが硬くなり過ぎ、充分なグリップ性能を得ることができない。

上記トレッドゴム７用ゴム組成物は、ゴム成分に、上記カーボンブラックや樹脂と共に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、シリカや無機フィラー等の充填剤、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合し、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。また、これらゴム成分及び配合剤としては、市販品を利用することができる。

以上に説明した本発明の二輪車用空気入りタイヤは、トレッドセンター部３Ａ及びトレッドショルダー部３Ｂに、上記（１）及び／又は（２）の関係を満たすカーボンブラックを含むゴム組成物を適用して生タイヤを形成し、常法に従って生タイヤを加硫することで製造できる。なお、本発明の二輪車用空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

＜トレッドゴム用ゴム組成物＞
表１に示す配合処方のトレッドゴム用ゴム組成物を常法に従って調製し、以下の方法で該ゴム組成物の動摩擦係数を測定した。なお、使用したカーボンブラックの窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量の測定方法を以下に示す。結果を表１に示す。

（１）動摩擦係数
英国式スキッドテスター（ＢＰＳＴ）を用い、25℃にてゴム組成物の動摩擦係数を測定し、表１において、ゴム組成物Ａの動摩擦係数を100として指数表示した。

（２）窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）及びジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量
ＪＩＳ Ｋ ６２１７に準拠し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）及びＤＢＰ吸油量を測定し、表１において、ゴム組成物Ａに用いたカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）及びＤＢＰ吸油量を100として夫々指数表示した。

*1 ＳＢＲ：旭化成社製「Ｔｕｆ３３３５」．
*2 オイル：新日本石油社製「ＡＲＯＭＡＸ ＃１０００」．
*3 樹脂：ＢＡＳＦ社製「ＫＯＲＥＳＩＮ」．
*4 シリカ：東ソー社製「ニップシールＡＱ」．
*5 老化防止剤：住友化学社製「アンチゲン６Ｃ」．
*6 加硫促進剤：住友化学社製「ソクシノールＤ」，大内新興化学工業社製「ノクセラーＤＭ−Ｐ」．
*7 加硫促進助剤：新日本理化社製「ステアリン酸」，ハクスイテック社製「酸化亜鉛」．
*8 硫黄：細井化学社製．

（比較例１及び実施例１〜２）
上記ゴム組成物をトレッドゴム７Ａ及びトレッドゴム７Ｂに用いて、図２に示す構造を有し、サイズが１９０／５５ＺＲ１７の二輪車用空気入りタイヤを製造した。

＜評価＞
上記のようにして作製したタイヤに対して、下記の方法で、テストコースでのラップタイムを測定した。結果を表２に示す。

（３）テストコースでのラップタイム
供試タイヤを実車に装着し、テストコースで、ラップタイムを測定し、比較例１のタイヤのラップタイムを100として指数表示した。指数値が小さい程、ラップタイムが速く、旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性が良好であることを示す。

表１から、トレッドショルダー部の動摩擦係数をトレッドセンター部の動摩擦係数より大きくすることで、テストコースでのラップタイムが短縮され、旋回時のグリップ性、操縦安定性及び過渡特性を改善していることが分かる。

本発明のタイヤの一実施態様の断面図である。 本発明のタイヤの好適実施態様の断面図である。

符号の説明

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
３Ａ トレッドセンター部
３Ｂ トレッドショルダー部
４ カーカス
５ ベルト
６ ビードコア
７ トレッドゴム
７Ａ トレッドセンター部に位置するトレッドゴム
７Ｂ トレッドショルダー部に位置するトレッドゴム

Claims (2)

1. 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、該トレッド部がタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部と、該トレッドセンター部のタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部とからなる二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッドセンター部に位置するトレッドゴムと前記トレッドショルダー部に位置するトレッドゴムとは、
   （１）該トレッドショルダー部に位置するトレッドゴムに用いるゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が、該トレッドセンター部に位置するトレッドゴムに用いるゴム組成物（ａ）のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）より10％以上大きいこと、及び
   （２）該ゴム組成物（ｂ）のカーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が、該ゴム組成物（ａ）のカーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量より2％以上大きいこと、
   の内の少なくとも一方の関係を満たし、前記トレッドショルダー部の動摩擦係数が前記トレッドセンター部の動摩擦係数より大きいことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム組成物（ａ）及び前記ゴム組成物（ｂ）が、更に樹脂を含有し、
   該ゴム組成物（ｂ）のゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量が、該ゴム組成物（ａ）のゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量より5質量部以上大きいことを特徴とする請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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