JP2013216135A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ワインディング路やスポーツ走行時における軽快性および旋回性の向上を図った二輪車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】１対のビードコア間にトロイダル状に跨る少なくとも１層のカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側にベルトおよびトレッドを配置した二輪車用空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧を充填した状態のタイヤ幅方向断面で見たとき、タイヤ赤道を中心とするトレッドペリフェリ長の２５％のセンター領域におけるトレッド表面の曲率半径が、前記センター領域以外のトレッド表面の曲率半径より小さく、
前記タイヤ赤道上のトレッド表面の曲率半径Ｒｃと、前記タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の２等分点である１／４点のトレッド表面の曲率半径Ｒｑとの比、Ｒｃ／Ｒｑが０．７以上０．９以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は二輪車用空気入りタイヤに係り、ワインディング路やスポーツ走行時における軽快性および旋回性の向上を図った二輪車用空気入りタイヤに関するものである。

二輪車の旋回は四輪車とは異なり、車体を傾けてタイヤにキャンバー角を与え、通常の横力の他に該タイヤの遠心力と釣り合うキャンバースラストを発生させることによって行われる。この旋回性を向上させるため、これまでに様々な方法が試みられてきた。

例えば、特許文献１には、トレッドの領域に応じてトレッドの曲率半径を規定し、また所定のキャンバー角が付与された際のタイヤの接地位置を規定した二輪車用空気入りタイヤが提案されている。

特開平６−２９７９１２号公報

上述したように、二輪車はタイヤにキャンバー角を与えて主にキャンバースラストを発生させることで旋回するが、かようにフロントタイヤに旋回力を発生させた際に、二輪車特有の車体構成に起因してハンドルを元に戻す方向の力、いわゆるオーバーターニングモーメントがトレッドの接地点移動量に応じて発生する。そのため、フロントタイヤのキャンバースラストやコーナリングパワーを増大させて二輪車の旋回性向上を図ると、一方で操舵時のハンドルが重くなる場合や、車体を傾けた際の自然なハンドル切れが阻害される場合があり、旋回性能の向上と共に軽快性を改善することが希求されていた。

すなわち、本発明の目的は、優れた旋回性能に併せて、自然なハンドル切れに代表される、優れた軽快性を有する二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者がトレッドの曲率半径に関してさらに研究を重ねたところ、上述した先行技術では二輪車走行時の旋回性は向上されているものの、軽快性についてさらなる改良の余地があることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）１対のビードコア間にトロイダル状に跨る少なくとも１層のカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側にベルトおよびトレッドを配置した二輪車用空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧を充填した状態のタイヤ幅方向断面で見たとき、タイヤ赤道を中心とするトレッドペリフェリ長の２５％のセンター領域におけるトレッド表面の曲率半径が、前記センター領域以外のトレッド表面の曲率半径より小さく、
前記タイヤ赤道上のトレッド表面の曲率半径Ｒｃと、前記タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の２等分点である１／４点のトレッド表面の曲率半径Ｒｑとの比、Ｒｃ／Ｒｑが０．７以上０．９以下であることを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。

（２）前記トレッド接地端から前記タイヤ赤道までのタイヤ半径方向の距離であるトレッド高ＴＨとトレッド幅ＴＷとの比、ＴＨ／ＴＷが０．３８以上０．４４以下であることを特徴とする前記（１）に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

（３）前記カーカスのプライコードが、タイヤ幅方向に対して０°以上３０°以下の向きに配列することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

（４）前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、１本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻き回して形成したモノスパイラルベルトを、さらに配置したことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の二輪車用空気入りタイヤ。

（５）二輪車のフロントタイヤに供されることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の二輪車用空気入りタイヤ。

本発明では、トレッドの部位に応じて曲率半径を規定することにより、軽快性および旋回性がともに優れている二輪車用空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの幅方向断面を示す図である。 小キャンバー角が与えられた際の、本発明の二輪車用空気入りタイヤの接地点移動量を示す図である。 大キャンバー角が与えられた際に、本発明の二輪車用空気入りタイヤが路面に接地する様子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの、より好ましい形態の幅方向断面を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の二輪車用空気入りタイヤ（以下、タイヤとも称する）を詳細に説明する。図１に、本発明の二輪車用空気入りタイヤの第１実施形態について、その幅方向断面を示す。
本発明の第１実施形態に係るタイヤ１０は、１対のビードコア１と、両ビードコア１間にトロイダル状に跨るとともにその周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されてなる少なくとも１層（図示例では１層）のカーカスプライからなるカーカス２を骨格として、該カーカス２のクラウン部の径方向外側に少なくとも１層（図示例では１層）のベルト３と、該ベルトの径方向外側のトレッド６と、を有し、主に自動二輪車のフロントタイヤとして用いられる。このようなタイヤ１０は、適用リム７に装着され、規定の空気圧が充填されて使用に供される。

タイヤ１０を適用リム７に装着し、規定の空気圧とした状態のタイヤ幅方向断面で見たとき、トレッド６を、タイヤ赤道ＣＬを中心とするトレッドペリフェリ長（トレッド接地端６ｅ間のトレッド６の表面に沿った長さ）の２５％の領域であるセンター領域Ｃと、それ以外の領域Ｑとに区画したとき、以下の関係を満足することを特徴とする。
すなわち、まず、センター領域Ｃの曲率半径をそれ以外の領域Ｑの曲率半径より小さくすること、かつタイヤ赤道ＣＬ上の点での曲率半径をＲｃ、１／４点（タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の２等分点）での曲率半径をＲｑとしたとき、両者の比、Ｒｃ／Ｒｑを０．７以上０．９以下とすること、が肝要である。以下、その理由について詳述する。

なお、タイヤの曲率半径は、タイヤが２０１１年度版ＪＡＴＭＡ規格に定める適用リムに装着され、かつ最大負荷能力に対応する空気圧が充填された状態にて測定されるものとする。なお、使用地または製造地においてＴＲＡ規格またはＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

さて、二輪車の旋回時におけるトレッドの接地点移動量は、車体を傾けてタイヤにキャンバー角を与えるに従って、タイヤの接地位置がタイヤ赤道ＣＬ付近からタイヤ幅方向外側へと移動するため増加する。つまり、タイヤに与えられるキャンバー角に比例して接地点移動量は増加する。さらに、この接地点移動量に比例してキャンバー角を与えられたタイヤを引き起こす向きの力、いわゆるオーバーターニングモーメントが発生し、上述の通り、自由なハンドル操作を妨げる一因となる。
ここで、本発明のタイヤのセンター領域Ｃの曲率半径を、それ以外の領域Ｑの曲率半径より小さく、かつ上述の通り、比Ｒｃ／Ｒｑは０．７以上０．９以下に設定した。

以下、図２を参照して、本発明に従うタイヤの旋回時の挙動について説明する。まず、図２は、キャンバー角≦１０°、例えば８°のような小キャンバー角が与えられた際の本発明のタイヤ１０について、トレッド幅方向断面を示した図である。車両を直進から旋回に移行させるために車体を傾けていくと、トレッドの接地点はタイヤ赤道領域から点ｐまで移動し、その際のトレッド表面に沿った接地点移動量はｍで示される。ここに、センター領域Ｃはそれ以外の領域Ｑに比べて小さな曲率半径を有するため、小さな接地点移動量ｍにて所定のキャンバー角を得られることになる。よって、接地点移動量ｍに比例して発生するオーバーターニングモーメントは当然軽減されるため、軽快なハンドル切れが実現する。
そして、この小さな曲率半径を有するセンター領域Ｃでの移動量低減効果は、さらにキャンバー角を増加する過程においても維持され、トレッド全体に渡って波及する。そのため、図３に示すようなキャンバー角＞１０°、例えば４０°のような大キャンバー角を付与した際においても、所定のキャンバー角を得るのに要する接地点移動量を低減させることができる。このようにして、大キャンバー角を付与した場合においてもオーバーターニングモーメントが軽減され、軽快な旋回走行が実現する。

一方、二輪車用フロントタイヤの出す旋回力に関し、その内訳としては、まず、タイヤにキャンバー角≦１０°のような小キャンバー角を付与した際には、コーナリングパワーが支配的となる。図２に示すキャンバー角８°のような小キャンバー角を与えると、タイヤは曲率半径の小さいセンター領域Ｃ（図１参照）にて接地するため、周方向の接地長が増大してより大きなコーナリングパワーが得られる。
続いて、タイヤに大キャンバー角を付与した際、旋回力の内訳としてはキャンバースラストの比率が大きくなる。図３に例示したキャンバー角４０°のような大キャンバーを与えると、曲率半径が大きい領域Ｑ（図１参照）にて接地するため、タイヤの接地面積が増し、より大きなキャンバースラストが得られる。そのため、特に定常円旋回のような同じハンドル切れ角度を保持する走行モードでも、従来のタイヤ同等以上の旋回性を得ることができる。
上述した通り、センター領域Ｃの曲率半径をそれ以外の領域Ｑの曲率半径より小さくするに当り、比Ｒｃ／Ｒｑを０．７〜０．９の範囲にする必要がある。なぜなら、比Ｒｃ／Ｒｑが０．９を超えると、これ以上の軽快性の向上が期待できず、また、比Ｒｃ／Ｒｑが０．７より小さいと、車両直立姿勢付近におけるコーナリングパワーが低下することによって直進安定性が損なわれ、軽快性も低下する可能性があるからである。

ＲｃおよびＲｑ以外の曲率半径について、両領域が破綻なく連続していて、かつ、センター領域Ｃの曲率半径がそれ以外の領域Ｑの曲率半径より小さいことを満足していればよく、必ずしも領域宛１つの曲率半径でトレッド表面を画定する必要はない。

このようにして、いかなるキャンバー角が付与された場合であっても、旋回走行時の軽快性の向上と旋回性の向上とを同時に実現することを可能とし、特に頻繁にハンドル操作を行うようなワインディング路の走行時やスポーツ走行時にその効果が発揮される。

また、図１に示すように、タイヤ１０を適用リム７に装着し、規定の空気圧が充填された状態のタイヤ幅方向断面で見たとき、トレッド接地端６ｅからタイヤ赤道ＣＬまでのタイヤ半径方向の距離であるトレッド高ＴＨとトレッド幅ＴＷとの比、ＴＨ／ＴＷは０．３８以上０．４４以下であることが好ましい。
なぜならば、前記比ＴＨ／ＴＷが０．４４を超えると、比Ｒｃ／Ｒｑの規制下では、トレッド全体に渡ってトレッド表面の曲率半径が小さくなるため、それに伴ってトレッド域にあってはコーナリングパワーが低下したり、オーバーターニングモーメントが低減したりするからである。その結果、例えば、低速走行時にハンドルが切れ過ぎる等、操縦安定性が損なわれる可能性がある。
また、比ＴＨ／ＴＷが０．３８未満である場合、トレッド表面の曲率半径が全体的に大きくなり過ぎるのに伴って、オーバーターニングモーメントが増加するため、上記した比Ｒｃ／Ｒｑが本発明に定める所定の範囲内であっても、操舵時のハンドルの重さを解消できず、軽快性が損なわれる可能性がある。
なお、上述のトレッド幅とは、両トレッド接地端６ｅ間の幅方向の直線距離である。

カーカス２のプライコードは、タイヤ幅方向に対して０°以上３０°以下の向きに配列されるラジアル配列であることが、操縦安定性および乗り心地の両立の点で好ましい。

図４は、本発明の二輪車用空気入りタイヤの第２実施形態について、その幅方向断面を示す。図４において図１と同じ構成要素は、図１と同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
タイヤ２０を適用リム７に装着し、規定の空気圧が充填された状態のタイヤ幅方向断面で見たとき、トレッド６を、タイヤ赤道ＣＬを中心とするトレッドペリフェリ長の２５％の領域であるセンター領域Ｃと、それ以外の領域Ｑとに区画する。
ここで、まず、センター領域Ｃの曲率半径をそれ以外の領域Ｑの曲率半径より小さくすること、かつタイヤ赤道ＣＬ上の点での曲率半径をＲｃ、１／４点（タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の２等分点）での曲率半径をＲｑ、そして１／８点（タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の４等分点のうち、最も接地端寄りの点）での曲率半径をＲｓとしたとき、比Ｒｃ／Ｒｑを０．７以上０．９以下とし、かつこれらの３つの曲率半径の大小関係を、Ｒｃ＜Ｒｑ＜Ｒｓとすることが肝要である。

ここで、本発明の第２実施形態に係るタイヤ２０は、２層のカーカスプライ２ａ、２ｂからなるカーカス２を有してもよい。この場合、カーカスプライ２ａのプライコードとカーカスプライ２ｂのプライコードとが、１０°以上２５°以下の範囲内で交差していることを特徴とする。

また、ベルト３は、１本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻回して形成したモノスパイラルベルト（ＭＳＢ）とすることも可能である。そして、このモノスパイラルベルト層を構成するコードは、有機繊維コードでもスチールコードでもよいが、スチールコードとすることが好ましい。有機繊維コードの場合は、例えば芳香族ポリアミド（商品名：ケブラー）、またはナイロンや芳香族ポリケトンなどの撚りコードを使用できる。スチールコードの場合は、例えば線径０．２ｍｍのスチール単線を５本撚ったものや、線径０．４ｍｍのスチール単線を撚らずにそのまま使うことができる。

クロスベルトと比べてモノスパイラルベルトは、ベルト効果を保ちながら接地面積を増やし、さらに高速走行時の遠心力によるタイヤの変形を防ぐ効果もあるので、タイヤの高速耐久性、直進安定性、グリップ性能およびユニフォミティ性能等を向上させる。このように、本発明のタイヤの軽快性および旋回性に加えて剛性が向上するため、二輪車の走行をより快適なものとすることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
サイズ１２０／７０ＺＲ１７Ｍ／Ｃの二輪車用ラジアルタイヤを表１に示す仕様の下に試作し、これらの試作タイヤを適用リムにリム組みして規定の空気圧を充填した後、前後輪に装着した二輪車（排気量１０００ｃｃ）を乾いたサーキット路面で走行させて、各供試タイヤの軽快性、旋回性、および定常円旋回性を評価した。その評価結果を表１に示す。これはライダーによる１０点を満点とする官能評価であり、指数の大きいほうが良好であることを示す。

発明例タイヤ１は図４に示す基本構造を有し、レーヨン製の２層のカーカスプライ２ａおよび２ｂと、スチール製の１層のモノスパイラルベルト層３を備える。トレッド６は、表１に示す曲率半径Ｒｃ、ＲｑおよびＲｓを有し、センター領域Ｃのトレッドペリフェリ長は４０ｍｍである。また、トレッド幅ＴＷは１２０ｍｍである。
発明例タイヤ２は、センター領域Ｃのトレッドペリフェリ長が６０ｍｍである点以外、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ１は、トレッド６の曲率半径ＲｃとＲｑの値が同一である点以外、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ２は、曲率半径Ｒｃが６０ｃｍである点以外、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ３は、トレッド６の曲率半径ＲｃとＲｑの値が同一である点以外、発明例タイヤ１と同様である。
なお、曲率半径Ｒｃは、タイヤ赤道ＣＬ上でのクラウンＲで測定し、曲率半径Ｒｑは１／４点（タイヤ赤道ＣＬとトレッド接地端６ｅとのトレッドペリフェリ長の２等分点）でのクラウンＲで測定し、曲率半径Ｒｓは１／８点（タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の４等分点のうち、最も接地端寄りの点）で測定するものとする。

（軽快性）
発明例タイヤ１および２と比較例タイヤ１〜３の軽快性を比較すると、特に比較例タイヤ１および２の評点が著しく低い。ここにおいて、比較例タイヤ１の曲率半径Ｒｃは６４ｍｍ、および比較例タイヤ２の曲率半径Ｒｃは６０ｍｍと、その曲率半径Ｒｃが比較的大きいことから、これら２つの比較例タイヤでは、所望のキャンバー角を付与するのに要するトレッドの接地点移動量が比較的大きくなる。よって発生するオーバーターニングモーメントも増大するため、軽快性に劣る。なお、軽快性に劣る比較例タイヤ１および３は、比Ｒｃ／Ｒｑを０．７以上０．９以下に規定した本発明の条件を満たしていない。

（旋回性）
発明例タイヤ１および２と比較例タイヤ１〜３の旋回性を比較すると、比較例タイヤ１および３の評点が著しく低い。比較例タイヤ１は曲率半径Ｒｃが比較的大きいため、小キャンバー角が与えられた際にグリップ力が不足し、コーナリングパワーに欠いていたことが一因である。また、比較例タイヤ３は曲率半径Ｒｑが比較的小さいため、大キャンバー角が付与された際の接地面積も小さくなり、よって所望のキャンバースラストが得られないため、旋回性に劣る。なお、旋回性に劣る比較例タイヤ１および３は、比Ｒｃ／Ｒｑを０．７以上０．９以下に規定した本発明の条件を満たしていない。

（定常円旋回性）
発明例タイヤ１および２と比較例タイヤ１〜３の定常円旋回性を比較すると、比較例タイヤ３の評点が著しく低い。定常円旋回性にはバンク保持性が大きく影響することから、小さい曲率半径Ｒｑを有する比較例タイヤ３は、特に大キャンバー角が与えられた際に旋回の安定性を維持できなかったためであると考えられる。なお、定常円旋回性に劣る比較例タイヤ３は、比Ｒｃ／Ｒｑを０．７以上０．９以下に規定した本発明の条件を満たしていない。

以上のように、本発明のタイヤは上述した比較例タイヤに比べて、その軽快性、旋回性、定常円旋回性の評価において、バランスよく優れていることが確認された。

１ ビードコア
２ カーカス
２ａ カーカスプライ
２ｂ カーカスプライ
３ ベルト
６ トレッド
７ 適用リム
１０ 空気入りタイヤ
２０ 空気入りタイヤ
ＣＬ タイヤ赤道
ＴＨ トレッド高
ＴＷ トレッド幅
Ｃ センター領域
Ｑ センター領域以外の領域

Claims (5)

1. １対のビードコア間にトロイダル状に跨る少なくとも１層のカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側にベルトおよびトレッドを配置した二輪車用空気入りタイヤであって、
   該タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧を充填した状態のタイヤ幅方向断面で見たとき、タイヤ赤道を中心とするトレッドペリフェリ長の２５％のセンター領域におけるトレッド表面の曲率半径が、前記センター領域以外のトレッド表面の曲率半径より小さく、
   前記タイヤ赤道上のトレッド表面の曲率半径Ｒｃと、前記タイヤ赤道からトレッド接地端までのペリフェリ長の２等分点である１／４点のトレッド表面の曲率半径Ｒｑとの比、Ｒｃ／Ｒｑが０．７以上０．９以下であることを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド接地端から前記タイヤ赤道までのタイヤ半径方向の距離であるトレッド高ＴＨとトレッド幅ＴＷとの比、ＴＨ／ＴＷが０．３８以上０．４４以下である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。
3. 前記カーカスのプライコードが、タイヤ幅方向に対して０°以上３０°以下の向きに配列することを特徴とする請求項１または２に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
4. 前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、１本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻き回して形成したモノスパイラルベルトを、さらに配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の二輪車用空気入りタイヤ。
5. 二輪車のフロントタイヤに供されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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