JP5753554B2

JP5753554B2 - 自動二輪車用タイヤ

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Publication number: JP5753554B2
Application number: JP2013156842A
Authority: JP
Inventors: 雅知大島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: EP3028872B1; CN105473346B; CN105473346A; EP3028872A4; WO2015015701A1; EP3028872A1; US20160159153A1; US9522572B2; JP2015024787A

Description

この発明は、グリップ性能および操縦安定性能が向上するとともに、トレッドの偏摩耗を抑制し得る自動二輪車用タイヤに関する。

自動二輪車は、四輪車とは異なり、車体を路面に対して傾けることによって旋回する。そのため、自動二輪車用タイヤのトレッドのクラウン部は、四輪車のそれに比べて曲率の大きい半円状の端面形状を有し、直進時にはトレッドの中央部が、旋回時にはトレッドの端部が接地するという特性がある。かような自動二輪車においては、直進走行時や旋回時における操縦安定性能を向上させるための様々な改良が行われている。

例えば、特許文献１には、補強部材をタイヤ赤道面と平行となるように巻き回してなるスパイラルベルト層の配設幅を、トレッド幅の０．５以上０．８以下とするとともに、該ベルト層を配設した領域におけるタイヤ総厚みの平均値を、配設していない領域におけるそれよりも小とした自動二輪車用タイヤが開示されている。このタイヤでは、旋回時のトレッドの接地面積を従来よりも拡大させるとともに、トレッド踏面の剛性段差を抑制することによって、車体を大きく倒す深いコーナリング時から加速する際のトラクション性能と、車体倒し込み時の安定性を向上させることが試みられている。

特開２０１０−１２６００５号公報

しかしながら、上記の自動二輪車用タイヤは、スパイラルベルト層の配設域と、かかる配設域から外れる領域との間における剛性段差を、タイヤの総厚みを調整することで低減しようとするものであり、かかる構成では、タイヤの走行距離が増加するにつれてトレッドの摩耗が進行すると、所期した性能を維持するのが難しくなる場合が考えられる。
そこで、本発明では、グリップ性能および操縦安定性能がより確実に向上するとともに、トレッドの偏摩耗を抑制し得る自動二輪車用タイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）本発明の自動二輪車用タイヤは、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側にベルト層と、１層の補助ベルト層と、トレッドゴムと、を順に具え、前記補助ベルト層のペリフェリ幅を、前記ベルト層のペリフェリ幅より広くしてなる自動二輪車用タイヤであって、前記補助ベルト層のコードは、タイヤ赤道面を含むタイヤ赤道域の両端から、該タイヤ赤道面から前記補助ベルト層のペリフェリに沿って前記補助ベルト層のペリフェリ幅の１／４に相当する距離を隔てた点である、１／４点の各々に向かって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が漸減する向きに延び、該１／４点における前記傾斜角度が６０°以上８５°以下であり、且つ前記補助ベルト層の端における前記傾斜角度が７０°以上８５°以下であること、を特徴とする。
かかる構成の本発明の自動二輪車用タイヤによれば、トレッド中央域のせん断剛性が抑えられて該中央域における滑りが抑制されるため、特に、直進走行時のトレッドのグリップ性能が向上するとともに、操縦安定性能を向上させることができる。さらに、トレッド中央域と同側方域とにおける剛性段差が緩和されるので、トレッドの偏摩耗を抑制することができる。

（２）本発明の自動二輪車用タイヤは、１対のビード部間でトロイド状に延びる１枚以上のラジアルカーカスプライからなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン域の外周側に、複数本のコードをゴム被覆してなるベルト層と、複数本のコードをゴム被覆してなる１層の補助ベルト層と、トレッドゴムと、を順に具え、前記補助ベルト層のペリフェリ幅を、前記ベルト層のペリフェリ幅より広くしてなる自動二輪車用タイヤであって、
前記補助ベルト層のコードは、タイヤ赤道面を含むタイヤ赤道域の両端から、該タイヤ赤道面から前記補助ベルト層のペリフェリに沿って前記補助ベルト層のペリフェリ幅の１／４に相当する距離を隔てた点である、１／４点の各々に向かって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が漸減する向きに延び、該１／４点における前記傾斜角度が６０°以上８５°以下であり、且つ前記１／４点または該１／４点よりタイヤ幅方向外側に変曲点を有し、該変曲点から前記補助ベルト層の端に向かって前記傾斜角度が漸増する向きに延びることを特徴とする。
この構成により、車体を大きく倒す深いコーナリング時から加速する際のトラクション性能を向上させることができる。

（３）本発明の自動二輪車用タイヤでは、前記補助ベルト層の端における、該補助ベルト層のコードの前記傾斜角度は、７０°以上９０°以下であることが好ましい。
この構成により、上記のトラクション性能をさらに向上させることができる。

ここで、上記の「タイヤ赤道域」とは、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側に、トレッド踏面のペリフェリ幅の２０％以下の範囲をいう。

なお、本発明における「ペリフェリ幅」とは、タイヤを適用リムに組み付けるとともに所定内圧を充填した無負荷の状態の下、タイヤ幅方向断面内で、ベルト層、補助ベルト層、またはトレッド踏面の輪郭形状に沿って測った、これらの長さをいう。補助ベルト層の「タイヤ周方向に対する傾斜角度」もまた、タイヤを適用リムに組み付けるとともに所定内圧を充填した無負荷の状態の下で測定するものとする。

また、本発明における「傾斜角度」とは、展開したタイヤの内部構造を平面視したときの、コード上の任意の点における接線が、タイヤ周方向に対してなす角度のうち、鋭角側の角度のことである。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡＹＥＡＲＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（または、ＡｐｐｒｏｖｅｄＲｉｍ、ＲｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄＲｉｍ）をいう。
また、「所定内圧」とは、上記のＪＡＴＭＡ等に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧をいうものとする。

本発明によれば、グリップ性能および操縦安定性能が向上するともに、トレッドの偏摩耗を抑制し得る自動二輪車用タイヤを提供することができる。

本発明に従う一実施形態の、自動二輪車用タイヤの幅方向断面図である。図１のタイヤの内部構造を示す部分展開平面図である。図２の一部分を示す拡大図である。本発明に従う他の実施形態の、自動二輪車用タイヤの内部構造を示す、部分展開平面図である。図４の一部分を示す拡大図である。従来例タイヤの補強構造を示す部分展開平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の自動二輪車用タイヤ（以下、単にタイヤともいう）を、その実施形態を例示して詳細に説明する。
図１は、本発明に従う一実施形態のタイヤの、タイヤ幅方向断面図である。本発明のタイヤは、１対のビード部１１間でトロイド状に延び、該ビード部１１のタイヤ径方向外側に位置する１対のサイドウォール部１２と、該サイドウォール部１２の間に位置するトレッド部１３と、の骨格を形成する、１枚以上のラジアルカーカスプライからなるカーカス２を有し、該カーカス２のクラウン域の外周側に、複数本のコードをゴム被覆してなるベルト層３と、複数本のコードをゴム被覆してなる１層の補助ベルト層４と、トレッドゴム６と、を順に具える。

より詳しくは、ベルト層３は、ゴム被覆したコードを、タイヤ周方向に対する傾斜角度が０°以上１０°以下となるように巻き回してなり、補助ベルト層４は、ゴム被覆したコードを後述するように配置してなる。また、図２は、図１のタイヤの内部構造を展開して、トレッド６の真上からみた平面図であるが、このように、補助ベルト層４は、該補助ベルト層４の内周側に配設されるベルト層３のペリフェリ幅ＰＡよりも広いペリフェリ幅ＰＢを有する。なお、この例では、ベルト層３および補助ベルト層４のいずれも、それらのタイヤ幅方向中心位置がタイヤ赤道面Ｅ上に配置されている。

ここで、本発明においては、補助ベルト層４のコードＣ_４は、タイヤ赤道面Ｅを含むタイヤ赤道域ＰＥの両端から、該タイヤ赤道面Ｅから補助ベルト層４のペリフェリに沿って該補助ベルト層４のペリフェリ幅ＰＢの１／４に相当する距離を隔てた点である、１／４点の各々に向かって、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度が漸減する向きに延びることが肝要である。

すなわち、図２の部分展開図の一部分を拡大した図３に示すように、補助ベルト層４のコードＣ_４は、タイヤ赤道面Ｅ上の点ｍ_１における接線のタイヤ周方向に対する傾斜角度γよりも、上記１／４点上の点ｍ_２における接線の同傾斜角度αの方が小さくなるように、コードＣ_４の傾斜角度が徐々に小さくなる、ということである。
以下、補助ベルト層４のコードＣ_４を上記のように延在させる理由について、トレッド６のタイヤ赤道Ｅから補助ベルト層４の１／４点までをトレッド中央域Ｍ、該トレッド中央域の両側の残りの領域をトレッド側方域Ｓとして説明する。

以上のように、補助ベルト層４のコードＣ_４を、タイヤ赤道域ＰＥの両端から該補助ベルト層４の１／４点の各々に向かって、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度が漸減する向きに延在させると、車体を路面に対して傾けていく際に、補助ベルト層４のコードＣ_４が、駆動力の作用による車両の前後方向の入力（接線力）に対して常に略直角方向に延在することになるため、トレッドのせん断剛性は低く保たれる。その一方で、コーナリング走行時に生じる遠心力の作用による車両の左右方向の入力（横力）に対しては、ベルト幅方向に延びる補助ベルト層４のコードＣ_４によって適度な剛性が維持される。このようにして、トレッド踏面Ｔにおける滑りが抑制されると、トレッド６のグリップ力が向上して良好なトラクションが得られるので、操縦安定性能を向上させることができる。

また、ベルト層３によって十分補強されているトレッド中央域Ｍと、かかるベルト層３による補強が比較的少ないトレッド側方域Ｓとの間には剛性段差があるところ、補助ベルト層４は、トレッド側方域Ｓの、ベルト層３が配設されていない領域の剛性を補填する一方で、上述したように、トレッド中央域Ｍの剛性を過度に高めない。これにより、両領域間の剛性段差が緩和されるため、レッド６の偏摩耗を抑制することができる。また、剛性段差が緩和されることにより、車体を路面に倒し込む際の安定性も向上する。

さらに、本発明では、上記の１／４点における傾斜角度αが６０°以上８５°以下である必要がある。
傾斜角度αを６０°未満とした場合は、タイヤ赤道域ＰＥの両端から上記１／４点に向かう補助ベルト層４のコードＣ_４の延在方向が、タイヤに入力される接線力に沿う方向に近づいてトレッド中央域Ｍのせん断剛性が高くなるため、トレッド踏面Ｔに滑りが生じてトラクション性が低下してしまう。また、トレッド中央域Ｍと同側方域Ｓとの間の剛性段差が大きくなり、トレッド６に偏摩耗が生じやすくなる。
また、傾斜角度αを８５°超とした場合は、補助ベルト層４のコードＣ_４の延在方向と、トレッド６に入力される接線力の向きとの角度関係が、車体の路面に対する倒し込み程度によって大きく変わってしまうため、車体倒し込み時の安定性が低下しやすい。

上述したように、本発明における「タイヤ赤道域ＰＥ」とは、タイヤ赤道面Ｅからタイヤ幅方向外側に、トレッド踏面Ｔのペリフェリ幅ＷＴの２０％以下の範囲をいう。このタイヤ赤道域ＰＥでは、補助ベルト層４のコードＣ_４のタイヤ赤道面Ｅに対する角度を９０°とすることが、タイヤの操縦安定性能を向上させる観点から好ましい。

また、本発明のタイヤにおいて、補助ベルト層４のコードＣ_４は、前記１／４点から、該補助ベルト層の端４ｅに向かって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が漸減する向きに延びることが好ましい。
すなわち、図３に示すように、補助ベルト層４の上記１／４点上の点ｍ_２における接線のタイヤ周方向に対する傾斜角度αよりも、該補助ベルト層の端４ｅ上の点ｍ_３における接線の同傾斜角度βの方が小さくなるように、コードＣ_４の傾斜角度を徐々に小さくしていく、ということである。

この場合、トレッド中央域ＭにおけるコードＣ_４に比し、タイヤ側方域ＳにおけるコードＣ_４の方がタイヤ周方向に沿うようにして延在することになる。そうすれば、タイヤ周方向に延びるコードを有するベルト層３の不在領域があることにより、トレッド側方域Ｓにおいて不足していたタイヤ周方向の剛性を、補助ベルト層４により補うことができる。このように、トレッド中央域Ｍと同側方域Ｓとの剛性段差をより効果的に緩和することができるため、旋回時の操縦安定性能を向上させることができるとともに、トレッド６の偏摩耗を抑制する効果が高まる。

また、補助ベルト層の端４ｅにおける、該補助ベルト層４のコードＣ_４のタイヤ周方向に対する傾斜角度βは、７０°以上８５°以下であることが好ましい。
この構成によれば、旋回時の操縦安定性能をさらに向上させるとともに、トレッド６の偏摩耗をより確実に抑制することができる。

なお、傾斜角度βを７０°以上とするのは、トレッド側方域Ｓに、旋回時の横力に対する剛性を十分に確保するためであり、８５°以下とするのは、ベルト層３の不在に起因する、トレッド側方域Ｓにおけるタイヤ周方向の剛性を補填するためである。

次に、本発明に従う他の実施形態のタイヤの内部構造について、図４を参照して説明する。なお、これまで説明してきた図１〜３に示すタイヤと共通の構成は、図１〜３と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、図４に示すタイヤも、図１のタイヤ幅方向断面図に示される構成を有する。
ここにおいて、本発明のタイヤの補助ベルト層４のコードＣ_２４は、上記の１／４点または１／４点よりタイヤ幅方向外側に変曲点を有し、補助ベルト層の端２４ｅに向かって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が漸増する向きに延びることが好ましい。

すなわち、図４の部分展開図の一部分を拡大した図５に示すように、補助ベルト層２４のコードＣ_２４は、例えば、タイヤ赤道面Ｅ上の点ｍ_２１における接線のタイヤ周方向に対する傾斜角度γよりも、上記１／４点上の点ｍ_２２における接線の同傾斜角度αの方が小さくなるように、コードＣ_２４の傾斜角度を徐々に小さくしていくとともに、１／４点または１／４点よりもベルト幅方向外側の任意の点（図４、５の例では、１／４点）にて、漸減していた傾斜角度を漸増させ始め、よって、タイヤ赤道面Ｅと補助ベルト層４の端２４ｅとの間にＳ字の曲線を描くように延在している、ということである。

一般的に、車体を路面に大きく倒し込む旋回走行においては、車体の倒し込みが小さい直進走行に比べて横力の影響を大きく受ける。そこで、上記の構成によれば、車体を大きく倒し込む旋回時に、補助ベルト層のコードＣ_２４の延在方向が、遠心力によってトレッド６に入力される横力の方向に近づくため、トレッド側方域Ｓの横力に対する剛性が高まる。このようにすれば、車体を大きく倒す深いコーナリング時から加速する際のトラクショングリップが増加するため、トラクション性能を向上させることができる。

補助ベルト層の端２４ｅにおける、該補助ベルト層２４のコードＣ_２４の傾斜角度βは、７０°以上９０°以下であることが好ましい。コードＣ_２４の傾斜角度βが上記の範囲であれば、上記のトラクショングリップを増加させて、トラクション性能をより効果的に向上させることができる。ここで、傾斜角度βを７０°以上とするのは、先回時の横力に対する剛性を十分に確保するためである。

なお、本発明のタイヤは、リアタイヤとして用いることが好適であり、図２に示す平面図を用いて説明すると、タイヤが紙面上から下に向かって回転する向きに装着すると、上述した性能を効果的に発揮させることができる。

また、ベルト層３のペリフェリ幅ＰＡと、トレッド踏面Ｔのペリフェリ幅ＷＴとが、０．５≦ＰＡ／ＷＴ≦０．９の関係を満たすものとしたときは、タイヤ幅方向断面で、トレッド部１３の所要の範囲にわたってベルト層３が存在することにより、コーナリングフォースおよび路面グリップ力を含む優れた旋回性能を発揮することができる。
つまり、ＰＡ／ＷＴ＜０．５とした場合は、ベルト層３が幅の狭いものとなって、旋回時に、横力が低下して旋回性能の低下を招くおそれがあり、この一方で、Ｂ／ＷＴ＞０．９とした場合は、ベルト層３がトレッド接地面に対して広幅となって、接地面積が減少し、旋回性能を十分に向上できない懸念がある。

また、補助ベルト層４のペリフェリ幅ＰＢと、ベルト層３のペリフェリ幅ＰＡとが、１．０＜ＰＢ／ＰＡ≦２．０の関係を満たすものとしたときは、優れた旋回性能を発揮させることができる。
すなわち、ＰＢ／ＰＡ≦１．０とした場合は、幅の広いベルト層３により、トレッド接地面の接地面積が減少して、所期した旋回性能を発揮し得ない。一方、ＰＢ／ＰＡ＞２．０とした場合は、補助ベルト層４が、ベルト層３に対して、タイヤ幅方向の広い範囲にわたって配設されることになるので、タイヤの剛性が大きくなりすぎることによって、旋回性能が所期したほどに向上し得ない可能性がある。

なお、ベルト層３を構成するコードをスチールコードとし、そのベルト層３を、タイヤ半径方向の両側から挟むカーカス２および補助ベルト層４のそれぞれを構成するコードをともに有機繊維コードとしたときは、タイヤ幅方向断面内での面外曲げ剛性を大きく高めることができるとともに、タイヤ重量の低減を実現することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
発明例タイヤおよび比較例タイヤを試作し、性能評価を行った。タイヤサイズは１８０／５５ＺＲ１７とした。

発明例タイヤ１は、図１〜３に示す構造を有するものとした。その諸元を表１に示す。
比較例タイヤ１は、補助ベルト層４を有しないタイヤであり、比較例タイヤ２は、図６に示す補強構造を有するタイヤである。
発明例タイヤ２〜４は、補助ベルト層のコードＣ_４の、タイヤ周方向に対する傾斜角度αおよびβを表１に示すように変更したこと以外は、発明例タイヤ１と同様である。
発明例タイヤ５〜８は、図１および図４、５に示す構造を有するタイヤであること、そして、補助ベルト層のコードＣ_４の、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度αおよびβを表１に示すように変更したこと以外は、発明例タイヤ１と同様である。
なお、表１中の「傾斜角度α」および「傾斜角度β」はいずれも、タイヤ周方向に対する傾斜角度を意味する。

（操縦安定性能）
これらの供試タイヤを適用リムに組み付け、所定内圧を充填した後、自動二輪車の後輪として装着し、テストコースにて、熟練したテストドライバーによる走行試験を行った。評価は、テストドライバーによるフィーリング評価であり、従来例タイヤ１を１００として指数化したものを表１に示す。なお、数値が大きい方が性能に優れていることを示している。

（トラクショングリップ）
上記の操縦安定性能試験と同様の方法で試験を行った。評価は、テストドライバーによるフィーリング評価であり、従来例タイヤ１を１００として指数化したものを表１に示す。なお、数値が大きい方が性能に優れていることを示している。

（耐偏摩耗性能）
操縦安定性能試験およびトラクショングリップ試験における実車走行後、タイヤのトレッド表面に設けた溝のうち、最もトレッド端側に位置する溝の残溝の深さを計測して耐偏摩耗性能の良否を判断した。ここでも、従来例タイヤ１を１００として指数化したものを表１に示す。なお、数値が大きい方が性能に優れていることを示している。

１、２１、３１：ビードコア２、２２、３２：カーカス３、２３、３３：ベルト層４、２４、３４：補助ベルト層４ｅ、２４ｅ：補助ベルト層の端６：トレッド１１：ビード部１２：サイドウォール部１３：トレッド部Ｃ_４、Ｃ_２４：補助ベルト層のコードＥ：タイヤ赤道面ＰＡ：ベルト層のペリフェリ幅ＰＢ：補助ベルト層のペリフェリ幅ＰＥ：タイヤ赤道域Ｔ：トレッド踏面ＴＷ：トレッド踏面のペリフェリ幅

Claims

１対のビード部間でトロイド状に延びる１枚以上のラジアルカーカスプライからなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン域の外周側に、複数本のコードをゴム被覆してなるベルト層と、複数本のコードをゴム被覆してなる１層の補助ベルト層と、トレッドゴムと、を順に具え、前記補助ベルト層のペリフェリ幅を、前記ベルト層のペリフェリ幅より広くしてなる自動二輪車用タイヤであって、
前記補助ベルト層のコードは、タイヤ赤道面を含むタイヤ赤道域の両端から、該タイヤ赤道面から前記補助ベルト層のペリフェリに沿って前記補助ベルト層のペリフェリ幅の１／４に相当する距離を隔てた点である、１／４点の各々に向かって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が漸減する向きに延び、該１／４点における前記傾斜角度が６０°以上８５°以下であり、且つ前記補助ベルト層の端における前記傾斜角度が７０°以上８５°以下であること、を特徴とする自動二輪車用タイヤ。
１対のビード部間でトロイド状に延びる１枚以上のラジアルカーカスプライからなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン域の外周側に、複数本のコードをゴム被覆してなるベルト層と、複数本のコードをゴム被覆してなる１層の補助ベルト層と、トレッドゴムと、を順に具え、前記補助ベルト層のペリフェリ幅を、前記ベルト層のペリフェリ幅より広くしてなる自動二輪車用タイヤであって、
前記補助ベルト層のコードは、タイヤ赤道面を含むタイヤ赤道域の両端から、該タイヤ赤道面から前記補助ベルト層のペリフェリに沿って前記補助ベルト層のペリフェリ幅の１／４に相当する距離を隔てた点である、１／４点の各々に向かって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が漸減する向きに延び、該１／４点における前記傾斜角度が６０°以上８５°以下であり、且つ前記１／４点または該１／４点よりタイヤ幅方向外側に変曲点を有し、該変曲点から前記補助ベルト層の端に向かって前記傾斜角度が漸増する向きに延びること、を特徴とする自動二輪車用タイヤ。
前記補助ベルト層の端における、該補助ベルト層のコードの前記傾斜角度は、７０°以上９０°以下である、請求項２に記載の自動二輪車用タイヤ。