JP5763996B2

JP5763996B2 - 自動二輪車用タイヤ対

Info

Publication number: JP5763996B2
Application number: JP2011156096A
Authority: JP
Inventors: 桂吾渡口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP2013022970A

Description

本発明は、前輪タイヤと後輪タイヤとからなる自動二輪車用タイヤ対に関し、特に、自動二輪車に装着した際に、前輪タイヤよりも後輪タイヤにより大きな荷重が加わる自動二輪車の操縦安定性を向上する自動二輪車用タイヤ対に関する。

近年、自動二輪車の軽量化、高性能化が進み、大きな排気量の自動二輪車では、旋回安定性及び直進安定性等の操縦安定性能の確保が重要な課題となっている。

従来、このような自動二輪車用の操縦安定性を高めるため、自動二輪車に装着するタイヤ対として、異なる内部構造を有する前輪タイヤ及び後輪タイヤを組み合わせる技術が多く開発されている。

例えば特許文献１は、タイヤ内部のベルト層について、前輪タイヤでは、タイヤ径方向外方のベルト層ほど幅狭とし、後輪タイヤでは、タイヤ径方向外方のベルト層ほど幅広とすることにより、高速走行の際の安定性及び走行性を向上させた自動二輪車用タイヤ対を開示する。

特許文献２は、前後輪タイヤ内部のベルト層の構造及び材質をそれぞれ適切に組み合わせることにより、高速耐久性能と操縦安定性能を向上させた自動二輪車用タイヤを開示する。また、特許文献３は、前後輪タイヤ内部のベルトコードの傾斜角度を適切な関係とすることにより、走行中の振動を軽減し、高速走行中の直進安定性及び旋回性能を向上した二輪車用空気入りタイヤを開示する。

特開平１−２４０３０６号公報特開平３−８２６０８号公報特開昭５９−７３３０３号公報

一般に、排気量２５０ｃｃを超えるようなスクータータイプの自動二輪車は、その車体構成上、後輪タイヤに加わる荷重が大きく、特に車体後輪の安定性が低く、高速直進安定性や高速旋回安定性等の操縦安定性が損なわれがちである。一方で、ビジネスユーザの多いこのようなスクータータイプの自動二輪車に対し、上記特許文献にあるような内部構造の変更を行ってコストアップとなることは許容されづらい。すなわち、構造変更の許容幅が小さい自動二輪車用タイヤ対においても、内部構造の自由度を残しつつ、操縦安定性を高めることが求められていた。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、内部構造の自由度を残したまま、自動二輪車の操縦安定性を高めることが可能な自動二輪車用タイヤ対を提供することを目的とする。

本発明者は、操縦安定性を高める際にタイヤの内部構造を最適化するという観点ではなく、前後輪タイヤの踏面のトレッド剛性バランスを最適化することにより、操縦安定性を向上させることができるという着想に基づき、本発明を完成した。

すなわち、上記課題に鑑み、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）タイヤのトレッド部踏面を、タイヤ赤道を中心として含むトレッド中央域と、該トレッド中央域を挟んで両側に位置する両側方域とに区画するとき、
トレッド中央域から同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の横溝を有する一対のタイヤである前輪タイヤと後輪タイヤとからなる自動二輪車用タイヤ対であって、
前記後輪タイヤの、同一タイヤ周線上に隣接して位置する２本の横溝に接し、他の溝にかからないように描いた最大円の半径Ｒ_Ｒｒが、
前記前輪タイヤの、前記後輪タイヤと同様に描いた最大円の半径Ｒ_Ｆｒよりも大きく、
Ｒ _Ｒｒ／Ｒ _Ｆｒが、１．３以上２．８以下であることを特徴とする自動二輪車用タイヤ対。

（２）前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤが、前記トレッド中央域に、タイヤ赤道に沿って連続して延びる少なくとも１本の周方向溝を有する上記（１）に記載の自動二輪車用タイヤ対。

（３）タイヤ赤道を挟んで対向して位置する一対の横溝は、タイヤ周方向に対し傾斜してトレッド中央域からそれぞれのトレッド端に向かって略ハ字形に延び、
前記前輪タイヤは、略ハ字形の拡がり側が先に接地するように装着し、
前記後輪タイヤは、略ハ字形の先細り側が先に接地するように装着する上記（１）または（２）に記載の自動二輪車用タイヤ対。

（４）前記後輪タイヤは、
一対のビードコア間でトロイド状に延在し、タイヤ赤道面に対して７０°〜９０°の範囲の角度Θ_Ｒｒで互いに平行に配置された複数本のプライコードをゴム被覆した少なくとも１プライのカーカスと、
該カーカスのタイヤ径方向外側に、１本または略平行に並列された複数本のコードをゴム被覆してなるストリップをタイヤ周方向に連続巻回することで構成されたスパイラルベルト層とを有し、
前記前輪タイヤは、
一対のビードコア間でトロイド状に延在し、タイヤ赤道面に対して７０°〜９０°の範囲の角度Θ_Ｆｒで互いに平行に配置された複数本のプライコードをゴム被覆した少なくとも１プライのカーカスを有し、
Θ_Ｆｒ＜Θ_Ｒｒ
である上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤ対。

本発明によれば、踏面のトレッド剛性を前輪タイヤより後輪タイヤで高めたため、後輪の安定性を高めることができる。その結果、内部構造の自由度を残したまま、自動二輪車の操縦安定性を高めることが可能な自動二輪車用タイヤ対を提供することができる。

本発明に従う自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。本発明に従う自動二輪車用タイヤ対の前輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。本発明に従う他の自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。本発明に従う更に他の自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤのトレッド部の一部の展開図である。（ａ）は、図１に示す後輪タイヤのカーカスおよびベルト層のコード関係を説明するために、トレッド部の一部を取り除いて上方から透視したときの平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＩ−Ｉ断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。

本発明に従う自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤ１０及び前輪タイヤ２０のトレッド部展開図をそれぞれ図１及び図２に示す。トレッド部踏面１３，２３を、タイヤ赤道Ｓ１，Ｓ２を中心として含むトレッド中央域１４，２４と、該トレッド中央域を挟んで両側に位置する両側方域１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂに区画する。ここで本明細書において、「トレッド中央域」とは、トレッド部踏面においてタイヤ赤道Ｓ１，Ｓ２を中心として、トレッド幅の５０％の領域を意味する。そして、「側方域」とは、トレッド部踏面のトレッド中央域以外の領域を意味する。

後輪タイヤ１０及び前輪タイヤ２０は、トレッド中央域１４，２４内に、タイヤ赤道に沿って連続して延びる少なくとも１本の周方向溝１１，２１を有する。周方向溝１１，２１の延在形状は、ストレート状であってもよいし、波状であってもよい。また、タイヤ幅方向に間隔をおいて複数本並置してもよい。

後輪タイヤ１０及び前輪タイヤ２０は、トレッド中央域１４，２４内から同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の横溝１２，２２を有する。１種類の形状の横溝が同一タイヤ周線上に離れて等間隔に並べられてもよいし、異なる間隔で並べられていてもよい。図１，２においては、２種類の形の横溝１２ａと１２ｂ，２２ａと２２ｂが周方向に離れて交互に並べられている。そして、同種類の横溝同士は等間隔となっている。このように、複数種類の形状の横溝が等間隔又は異なった間隔で並べられていてもよい。

ここで、後輪タイヤ１０において、同一タイヤ周線上に隣接して位置する２本の横溝（図１における横溝１２ａおよび１２ｂ）に接し、他の溝にかからないように描いた最大円の半径をＲ_Ｒｒとする。なお、本明細書において「他の溝にかからない」とは、円が他の溝を横切らないことを意味し、他の溝の端縁に円が接する場合も含む。本実施形態においては、周方向溝１１があるため、周方向溝１１と、隣接する２本の横溝１２ａ，１２ｂとに接するように描いた最大円がＲ_Ｒｒとなる。前輪タイヤ２０においても、これと同様に描いた最大円の半径をＲ_Ｆｒとする。本発明の自動二輪車用タイヤ対は、Ｒ_ＲｒがＲ_Ｆｒよりも大きいことを特徴としている。

ここで、後輪タイヤ１０において、複数本の周方向溝１１が存在する場合、そのうち、最もタイヤ幅方向外側に位置する周方向溝を外側周方向溝１１ａとする。そして、この外側周方向溝１１ａと、該外側周方向溝１１ａ及び該外側周方向溝側のトレッド端Ｔ１ａ又はＴ１ｂとで区画されたトレッド部踏面部分において隣接して位置する２本の横溝１２ａ，１２ｂとに接するように描いた最大円の半径をＲ_Ｒｒとする。前輪タイヤ２０においても、これと同様に描いた最大円の半径をＲ_Ｆｒとする。そして、Ｒ_ＲｒがＲ_Ｆｒよりも大きいことを特徴としている。

なお、周方向溝がストレート状の周方向溝である場合にも、周方向溝１１と隣接する２本の横溝とに接するように描くことができる最大円の半径がＲ_ＲｒおよびＲ_Ｆｒとなる。

ところで、前輪タイヤ及び後輪タイヤそれぞれにおいて、隣接する２本の横溝の組み合わせによって、上記最大円は複数形成されうる。後輪タイヤのＲ_Ｒｒが１つの値をとり、前輪タイヤのＲ_Ｆｒが１つの値をとる場合、それらの値同士を比較して、Ｒ_ＲｒがＲ_Ｆｒよりも大きければよい。Ｒ_Ｒｒ及び／又はＲ_Ｆｒが複数の値をとる場合、前後輪それぞれのタイヤにおいて、全ての隣接する２本の横溝の組み合わせで描くことのできる最大円の半径の平均値をＲ_Ｒｒ及びＲ_Ｆｒとする。

ここで、周方向溝が一定の波長λ１，λ２を有する波状の周方向溝であり、横溝が一定周期で間隔を置いて配置される場合（等間隔の場合を含む）、該間隔は、周方向溝の波長と等しいか、整数倍又は整数分の１であることが好ましい。

図１においては、２種類の溝のうち第１の溝１２ａ同士の間隔は、周方向溝１１の波長λ１と等しい。また、第２の溝１２ｂ同士の間隔も、波長λ１と等しい。このため、最大円の半径Ｒ_Ｆｒは、隣接するどの横溝を選択しても、横溝１２ａ，１２ｂを選択した場合と横溝１２ｂ，１２ａを選択した場合の２つの値をとる。これは、側方域１５ｂにおける最大円も、側方域１５ａにおける最大円も同様である。また、図２の前輪タイヤでも同様である。

また、図３に本発明に従う他の自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤを示す。これは、図１における周方向溝１１を多少周方向にスライドさせただけである。図３の場合、最大円が周方向溝１１に２箇所で接することができるように、波状の周方向溝１１に対して複数本の横溝１２が配置されている。周方向溝１１に対して側方域１５ｂ側でも側方域１５ａ側でも同様である。このように、後輪タイヤ１０では、最大円の半径Ｒ_Ｒｒを最大とするように、周方向溝と横溝を配置することが車体後部の安定性の観点からは好ましい。

図４に、本発明に従うさらに他の自動二輪車用タイヤ対の後輪タイヤを示す。この実施形態は、周方向溝１１がなく、トレッド中央域１４から同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域１５ａ，１５ｂに向かって延びる複数本の横溝１２のみを有する後輪タイヤ１０であり、前輪タイヤも同様とする。図４においては、横溝１２ａ，１２ｂに接し、他の溝（横溝１２ａ，１２ｂとは反対側の側方域１５ａにある横溝１２）にかからないように描いた最大円の半径をＲ_Ｒｒとする。そして、隣接する２本の横溝の組み合わせによって、最大円の値が複数となる場合には、前の実施形態と同様に、前後輪それぞれのタイヤにおいて、全ての隣接する２本の横溝の組み合わせで描くことのできる最大円の半径の平均値をＲ_Ｒｒ及びＲ_Ｆｒとする。そして、Ｒ_ＲｒがＲ_Ｆｒよりも大きいことを特徴としている。

タイヤ対を上記のように構成する技術的意義を以下に説明する。スクーター等の自動二輪車は、その車体構成上、前輪タイヤに比して後輪タイヤに加わる荷重が大きい。このような車体は、旋回時や外乱入力がある直進時に車体後部が不安定になりやすい。ここで、Ｒ_ＲｒがＲ_Ｆｒよりも大きいことは、前輪タイヤ２０よりも後輪タイヤ１０において、溝の密度を小さくすること、すなわち、前輪タイヤより後輪タイヤのトレッド部踏面の剛性を高くすることを意味する。その結果、直進時に車体後部が安定し、直進安定性が向上する。また、前輪タイヤ２０に比べて後輪タイヤ１０に加わる旋回時のコーナリングフォースが高まるため、旋回安定性が向上する。このようにして、旋回安定性及び直進安定性が向上し、操縦安定性を高めることができる。

本発明の自動二輪車用タイヤ対は、例えばスクーターのように、操縦者が乗車した走行可能状態において、前輪荷重に比して後輪荷重が大きな車体に装着するのに適する。好ましくは、後輪荷重／（前輪荷重＋後輪荷重）＝０．５５以上０．７０以下である。

そして、Ｒ_Ｒｒ／Ｒ_Ｆｒが１以下であると、後輪タイヤに加わるコーナリングフォースが前輪タイヤ以下となり、後輪の安定性が低下するため、Ｒ_Ｒｒ／Ｒ_Ｆｒが１より大きいことが必要である。さらに、後輪の安定性の観点からは、Ｒ_Ｒｒ／Ｒ_Ｆｒが１．３以上であることがより好ましい。また、Ｒ_Ｒｒ／Ｒ_Ｆｒが２．８以下であることが好ましい。Ｒ_Ｒｒ／Ｒ_Ｆｒが２．８を超えてしまうと、後輪荷重／（前輪荷重＋後輪荷重）＝０．７０以下のようなタイヤ対では、後輪タイヤに加わるコーナリングフォースが前輪タイヤに比して大きすぎるため、旋回時に後輪側が倒れづらくなり、操縦性能が低下するためである。

後輪タイヤ１０及び前輪タイヤ２０において、タイヤ赤道Ｓ１，Ｓ２を挟んで対向して位置する一対の横溝は、図１，２に示すように、タイヤ周方向に対し傾斜してトレッド中央域１４，２４からそれぞれのトレッド端Ｔ１ａとＴ１ｂ，Ｔ２とＴ２ｂに向かって略ハの字形に延びる形状が好ましい。そして、前輪タイヤ２０は、略ハ字形の拡がり側が先に接地するように装着し、後輪タイヤ１０は、略ハ字形の先細り側が先に接地するように装着することが好ましい。すなわち、後輪タイヤ１０の回転方向は図１中のＷ、前輪タイヤ２０の回転方向は図２中のＷで表示されるものとなる。こうすることにより、自動二輪車の操縦安定性をより高めることができる。

次に図５を用いて、後輪タイヤ１０の内部構造を説明する。後輪タイヤ１０は、一対のビードコア間でトロイド状に延在し、タイヤ赤道面Ｓ１に対して７０°〜９０°の範囲の角度Θ_Ｒｒで互いに平行に配置された複数本のプライコードをゴム被覆した少なくとも１プライのカーカス１６を有する。カーカス１６を構成するプライはコードゴム被覆層であり、コード材料としてはスチール、有機繊維などが例示できる。

カーカス１６のタイヤ径方向外側には、１本または略平行に並列された複数本のコードをゴム被覆してなるストリップをタイヤ周方向に連続巻回することで構成されたスパイラルベルト層１７が配設される。周方向スパイラルベルトは、ラジアルタイヤのベルトで、１本のコードをタイヤの周方向に連続して巻き付けた構造のもの、または、製造の都合上数本のコードを並べて同時に巻き付けているものをいう。コードとしては、例えば、撚り構造のスチールコードを用いることができる。また、６，６−ナイロンなどのポリアミドも使用することができ、他にもポリエステルや芳香族ポリアミド等の繊維材も好適に使用することができる。

一実施形態においては、前輪タイヤ２０も後輪タイヤ１０と同様に少なくとも１プライのカーカスを有する。この場合、前輪タイヤ２０のプライコードがタイヤ赤道面になす角度をΘ_Ｆｒとし、これは７０°〜９０°の範囲である。そして、前後輪タイヤでのプライコード配設角度の関係としては、Θ_Ｆｒ＜Θ_Ｒｒであることが好ましい。

また、前輪タイヤ２０では、カーカスのタイヤ径方向外側に、後輪タイヤと同様のスパイラルベルト層１７を配設しても良いし、配設しなくても良い。

後輪タイヤ１０では、カーカス１６のタイヤ径方向外側、かつ、スパイラルベルト層１７のタイヤ径方向内側には、タイヤ赤道面Ｓ１に対して所定角度で互いに平行に配置された複数本のベルトコードをゴム被覆した少なくとも二枚の交差ベルト層が配設しても良い。コード材料としては、スチールコードや有機繊維コードが例示できる。ベルト層１７ａとベルト層１７ｂのコードは、互いにタイヤ赤道面に対して反対に角度Φ_Ｒｒで傾斜している。また、前輪タイヤ２０においても、同様である。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例にかかるタイヤ対を用いて行った比較評価について説明する。下記に示す前輪タイヤ、後輪タイヤを下記試験車両に装着し、社内テストコースにてプロドライバーによる実車走行試験を行った。各タイヤの表面パターンは、前輪タイヤは図１、後輪タイヤは図２に示したものを用いた。
前輪タイヤ：１２０／７０Ｒ１５Ｍ／Ｃ
リムＭＴ３．５０内圧２２５ｋＰａ
後輪タイヤ：１６０／６０Ｒ１５Ｍ／Ｃ
リムＭＴ５．００内圧２５０ｋＰａ
試験車両：スクータータイプ二輪自動車排気量５００ｃｃ
ライダー乗車時の後輪荷重５９％

表１に示すブロックの大きさの異なるタイヤの各組み合わせで、実車走行試験を行い、安定性について１０点満点でフィーリング評点をつけ、評価した。

単位：ｍｍ
なお、使用したタイヤは、前輪タイヤ・後輪タイヤともに、１プライからなるカーカスと、１層のスパイラルベルト層を有し、交差ベルトは有しない構造である。また、タイヤの装着方向としては、前輪タイヤは、略ハ字形の横溝の拡がり側が先に接地するように装着し、後輪タイヤは、略ハ字形の横溝の先細り側が先に接地するように装着した。

試験結果を表２に示す。

表２の結果より、後輪タイヤの最大円の半径Ｒ_Ｒｒの前輪タイヤの最大円の半径Ｒ_Ｆｒに対する比が大きくなるほど安定性が高く、またこの範囲ではリアの倒し込み重さのようなネガティブポイントは報告されなかった。

１０後輪タイヤ
１１，２１周方向溝
１１ａ，２１ａ外側周方向溝
１２，２２横溝
１３，２３トレッド部踏面
１４，２４トレッド中央域
１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ側方域
２０前輪タイヤ

Claims

タイヤのトレッド部踏面を、タイヤ赤道を中心として含むトレッド中央域と、該トレッド中央域を挟んで両側に位置する両側方域とに区画するとき、
トレッド中央域から同一タイヤ周方向に異なる向きの傾斜で両側方域に向かって延びる複数本の横溝を有する一対のタイヤである前輪タイヤと後輪タイヤとからなる自動二輪車用タイヤ対であって、
前記後輪タイヤの、同一タイヤ周線上に隣接して位置する２本の横溝に接し、他の溝にかからないように描いた最大円の半径Ｒ_Ｒｒが、
前記前輪タイヤの、前記後輪タイヤと同様に描いた最大円の半径Ｒ_Ｆｒよりも大きく、
Ｒ _Ｒｒ／Ｒ _Ｆｒが、１．３以上２．８以下であることを特徴とする自動二輪車用タイヤ対。
前記前輪タイヤおよび前記後輪タイヤが、前記トレッド中央域に、タイヤ赤道に沿って連続して延びる少なくとも１本の周方向溝を有する請求項１に記載の自動二輪車用タイヤ対。
タイヤ赤道を挟んで対向して位置する一対の横溝は、タイヤ周方向に対し傾斜してトレッド中央域からそれぞれのトレッド端に向かって略ハ字形に延び、
前記前輪タイヤは、略ハ字形の拡がり側が先に接地するように装着し、
前記後輪タイヤは、略ハ字形の先細り側が先に接地するように装着する請求項１または２に記載の自動二輪車用タイヤ対。
前記後輪タイヤは、
一対のビードコア間でトロイド状に延在し、タイヤ赤道面に対して７０°〜９０°の範囲の角度Θ_Ｒｒで互いに平行に配置された複数本のプライコードをゴム被覆した少なくとも１プライのカーカスと、
該カーカスのタイヤ径方向外側に、１本または略平行に並列された複数本のコードをゴム被覆してなるストリップをタイヤ周方向に連続巻回することで構成されたスパイラルベルト層とを有し、
前記前輪タイヤは、
一対のビードコア間でトロイド状に延在し、タイヤ赤道面に対して７０°〜９０°の範囲の角度Θ_Ｆｒで互いに平行に配置された複数本のプライコードをゴム被覆した少なくとも１プライのカーカスを有し、
Θ_Ｆｒ＜Θ_Ｒｒ
である請求項１乃至３のいずれかに記載の自動二輪車用タイヤ対。