JP7371482B2 - 二輪車用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、グリップ性能とダンピング性能とを高次元で両立させた二輪車用タイヤに関する

二輪車用タイヤでは、グリップ性能が不足していると転倒の恐れがある。そのためトレッドゴムには、損失正接tanδの高いゴムがヒステリシス摩擦が大であるため一般に使用される。

他方、バイアス構造のタイヤでは、その製造方法から、トレッド部及びサイドウォール部に同じゴムが用いられる傾向がある。

しかし、このようなバイアス構造のタイヤにおいて、グリップ性能のために損失正接tanδの高いゴムを使用した場合、サイドウォール部において、衝撃吸収性（所謂ダンピング性能）が悪くなり、ハンドル操作性能を損ねるという問題がある。

なお下記の特許文献１には、トレッドゴムを、タイヤ赤道側のセンターゴムと、その両側のショルダーゴムとに分割し、センターゴムに、ショルダーゴムよりも損失正接tanδが大きいゴムを用いることが提案されている。

これは、以下の理由に基づく。二輪車用タイヤでは、直進走行時にはセンターゴムが主に路面と接地し、ショルダーゴムよりもウェット路面での走行時間が長い。このことから、センターゴムは、ショルダーゴムに比べ、ウェットグリップ性能が特に求められる。又旋回時にはショルダーゴムが接地するが、ショルダーゴムでは、センターゴムに比して損失正接tanδが相対的に低いため、旋回時において、ダンピング性能を発揮しうる。

国際公開ＷＯ２０１７／２０４２３６号公報

しかし、トレッドゴムの改善では、グリップ性能とダンピング性能とを高次元で両立させることは難しく、さらなる検討が望まれる。

本発明は、グリップ性能とダンピング性能とを高次元で両立させうる二輪車用タイヤを提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスを含み、かつ前記トレッド部の外表面がタイヤ赤道からトレッド端まで凸円弧状に湾曲して延びる二輪車用タイヤであって、
前記トレッド部をなすトレッドゴムと、前記サイドウォール部をなしかつ前記トレッドゴムに界面を介して連なるサイドウォールゴムとを含み、
前記サイドウォールゴムの７０℃における損失正接tanδＳは、前記トレッドゴムの７０℃における損失正接tanδＴよりも小である。

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記カーカスは、バイアス構造をなすのが好ましい。

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記界面のタイヤ軸方向の外端は、前記サイドウォール部の外面上に位置し、前記外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨｏと、前記トレッド端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨＳとは、次式（１）を充足するのが好ましい。
ＨＳ＞Ｈｏ＞０．６×ＨＳ －－－（１）

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記界面のタイヤ軸方向の外端は、前記サイドウォール部の外面上に位置し、前記界面のタイヤ軸方向の内端は、前記カーカス上に位置し、前記外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨｏと、前記内端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨｉとは、次式（２）を充足するのが好ましい。
Ｈｏ＞Ｈｉ －－－（２）

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記界面の前記内端と前記外端とを通る直線の、タイヤ軸方向線に対する角度αは、５°以上であるのが好ましい。

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記サイドウォールゴムの損失正接tanδＳのピーク温度Ｔｓは、前記トレッドゴムの損失正接tanδＴのピーク温度Ｔｔよりも小であるのが好ましい。

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記サイドウォールゴムの７０℃における複素弾性率Ｅ^＊ _Ｓは、前記トレッドゴムの７０℃における複素弾性率Ｅ^＊ _Ｔよりも小であるのが好ましい。

本発明に係る二輪車用タイヤにおいて、前記サイドウォールゴムと前記トレッドゴムとは、それぞれ老化防止剤を含み、前記サイドウォールゴムのゴム成分１００重量部に対する前記老化防止剤の配合量は、前記トレッドゴムのゴム成分１００重量部に対する前記老化防止剤の配合量よりも大であるのが好ましい。

本明細書において、タイヤの各部の寸法等は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態において特定される値とする。

前記「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim" である。前記「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

７０℃における損失正接tanδ、及び７０℃における複素弾性率Ｅ^＊は、ＪＩＳ－Ｋ６３９４の規定に準じ、測定温度：７０℃、初期歪み：１０％、振幅：±１％、周波数：１０Ｈｚ、変形モード：引張、の条件にて「粘弾性スペクトロメータ」を用いて測定した値である。

損失正接tanδのピーク温度は、ＪＩＳ－Ｋ６３９４の規定に準じ、測定温度：－１２０～８０℃、初期歪み：１０％、振幅：±１％、周波数：１０Ｈｚ、変形モード：引張、の条件で、tanδを測定し、その測定結果からtanδのピーク温度を求めている。

本発明は叙上の如く、サイドウォール部をなすサイドウォールゴムの７０℃における損失正接tanδＳが、トレッドゴムの７０℃における損失正接tanδＴよりも小に設定されている。

通常、走行時のタイヤの温度は７０℃程度に上昇している。従って、走行時において、トレッドゴムの損失正接tanδＴが相対的に大であり、これにより、直進時及び旋回時の全般に亘って優れたグリップ性能を発揮することが可能となる。他方、走行時において、サイドウォールゴムの損失正接tanδＳが相対的に小となる。そのため、トレッドゴムの制約を受けることなく、サイドウォール部に、しなやかな撓みと、優れたダンピング性能とを付与でき、乗り心地性能、及び操縦安定性の向上に貢献しうる。

即ち、グリップ性能とダンピング性能とを高次元で両立させることが可能になる。

本発明の二輪車用タイヤの一実施例を示す断面図である。 その一部を拡大して示す断面図である。 トレッドゴムの他の実施例を概念的に示す略断面図である。 Ｈｏ≦Ｈｉの場合に生じる界面でのクラックを説明する略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の二輪車用タイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向の内方に延びる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に設けられかつビードコア５が埋設されたビード部４とを具える。

トレッド部２の外表面であるトレッド面２ｓは、タイヤ赤道Ｃｏからトレッド端Ｔｅまで、タイヤ半径方向外側に凸となる円弧状に湾曲して延びる。トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の直線幅であるトレッド幅は、タイヤ最大幅をなし、これにより、大きなキャンバ角を付与して旋回するという、二輪車用タイヤ特有の旋回性能が付与される。

二輪車用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４に至るカーカス６を含む。本例では、カーカス６のタイヤ半径方向の外側かつトレッド部２の内部に、ブレーカ層７が配される場合が示される。

カーカス６は、ビードコア５、５間を跨る本体部６ａと、この本体部６ａに連なり、かつビードコア５の回りで折り返される折返し部６ｂとを具える。

本例のカーカス６は、バイアス構造を有する。具体的には、カーカス６は、カーカスコードが、タイヤ赤道Ｃｏに対して例えば３０～６０°の角度で傾斜配列する複数枚、本例では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、各カーカスコードがプライ間で互いに交差するように、カーカスコードの傾斜の向きを違えて配されている。

ブレーカ層７は、カーカス６と同様、ブレーカコードがタイヤ赤道Ｃｏに対して例えば３０～６０°の角度で傾斜配列する複数枚、本例では２枚のブレーカプライ７Ａ、７Ｂから形成される。ブレーカ層７は、路面の突起などからの衝撃を吸収し、カーカス６を保護する。

二輪車用タイヤ１は、トレッド部２をなすトレッドゴムＧ２と、サイドウォール部３をなすサイドウォールゴムＧ３とを含む。

トレッドゴムＧ２は、カーカス６のタイヤ半径方向の外側に、本例ではブレーカ層７を介して隣設される。

又サイドウォールゴムＧ３は、カーカス６のタイヤ軸方向の外側に隣設される。サイドウォールゴムＧ３のタイヤ半径方向の外端は、界面Ｋを介してトレッドゴムＧ２のタイヤ軸方向の外端と連なる。

そして、本実施形態の二輪車用タイヤ１では、サイドウォールゴムＧ３の７０℃における損失正接tanδＳが、トレッドゴムＧ２の７０℃における損失正接tanδＴよりも小に設定されている。

走行時のタイヤの温度は、通常７０℃程度に上昇している。従って、本実施形態の二輪車用タイヤ１では、走行時において、トレッドゴムＧ２の損失正接tanδＴが相対的に大である。これにより、直進時及び旋回時の全般に亘って優れたグリップ性能を発揮することが可能となる。又損失正接tanδＴが大であることにより、耐摩擦性能の向上にも貢献できる。

他方、走行時において、サイドウォールゴムＧ３の損失正接tanδＳが相対的に小となる。そのため、サイドウォール部３に、しなやかな撓みと、優れたダンピング性能とを付与できる。

図３に示すように、トレッド部２では、トレッドゴムＧ２をタイヤ赤道側のセンターゴム部Ｇ２ｃと、その両側のショルダーゴム部Ｇ２ｓとに三分割し、センターゴム部Ｇ２ｃとショルダーゴム部Ｇ２ｓとに異なる物性のゴムを採用することができる。この場合、サイドウォールゴムＧ３の７０℃における損失正接tanδＳは、このサイドウォールゴムＧ３と隣接するゴム、即ちショルダーゴム部Ｇ２ｓのゴムの７０℃における損失正接tanδＴよりも小に設定されている。

損失正接tanδＳと損失正接tanδＴとの差（tanδＴ－tanδＳ）は、特に規制されないが、０．０５以上、より望ましくは０．１０以上が好ましい。差（tanδＴ－tanδＳ）が０．０５を下回ると、グリップ性能とダンピング性能との高次元での両立が難しくなる。

なお差（tanδＴ－tanδＳ）が大きすぎると、サイドウォールゴムＧ３とトレッドゴムＧ２との接着性が減じ、界面Ｋにクラックや剥離が発生する傾向を招く。そのために、本例では、以下のような構造をしている。

図２に拡大して示すように、界面Ｋのタイヤ軸方向の外端Ｐｋｏは、サイドウォール部３の外面３Ｓ上に位置する。又界面Ｋのタイヤ軸方向の内端Ｐｋｉは、カーカス６上に位置する。本例では、カーカス６がハイターンアップ構造をなし、カーカス６の折返し部６ｂ上に、前記内端Ｐｋｉが位置する場合が示される。しかし、カーカス６がローターンアップ構造をなし、カーカス６の本体部６ａ上に、前記内端Ｐｋｉが位置しても良い。

そして、外端ＰｋｏのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さＨｏと、トレッド端ＴｅのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さＨＳとは、次式（１）を充足するのが好ましい。
ＨＳ＞Ｈｏ＞０．６×ＨＳ －－－（１）

高さＨｏが高さＨＳより大（ＨＳ＜Ｈｏ）の場合、サイドウォールゴムＧ３の一部がトレッド面２ｓ上に露出する。サイドウォールゴムＧ３はトレッドゴムＧ２よりもグリップ性能が低いため、旋回時においてグリップ性能が低下、或いは旋回過渡期においてグリップ性能が変化する。そのため、旋回の安定性を損ねる傾向となる。又高さＨｏが高さＨＳと等しい（ＨＳ＝Ｈｏ）場合、外端Ｐｋｏがトレッド端Ｔｅで露出する。即ち、旋回時に外端Ｐｋｏが接地し、この外端Ｐｋｏを起点として、界面Ｋにクラックや剥離が発生する傾向を招く。

逆に、高さＨｏが高さＨＳの０．６倍以下（Ｈｏ≦０．６×ＨＳ）の場合、荷重負荷時に撓みが大となるサイドウォール部３の中間高さ位置に、外端Ｐｋｏが近づくため、外端Ｐｋｏに応力が集中し、この外端Ｐｋｏを起点として界面Ｋにクラックや剥離が発生する傾向となる。従って、上記の理由で、式（１）を充足するのが好ましい。なお高さＨｏの上限は、高さＨＳの０．９５倍以下がより好ましく、下限は０．６５倍以上がより好ましい。

界面Ｋにおけるクラックや剥離の発生の抑制のためには、界面Ｋにおいて、内端ＰｋｉのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さＨｉと、前記外端Ｐｋｏの高さＨｏとが、次式（２）を充足するのも好ましい。
Ｈｏ＞Ｈｉ －－－（２）

このとき、内端Ｐｋｉと外端Ｐｋｏとを通る直線Ｘの、タイヤ軸方向線に対する角度αは０°より大、特には５°以上、さらには１５°以上、さらには３０°以上であるのが好ましい。

高さＨｉが高さＨｏ以上（Ｈｏ≦Ｈｉ）の場合、図４に示すように、トレッド部２に荷重Ｆが負荷された場合、トレッドゴムＧ２には、界面Ｋに沿ってタイヤ軸方向外側に滑る向きの力ｆが作用する。その結果、界面Ｋにクラックや剥離が発生する傾向を招く。なおＨｏ＞Ｈｉの場合、トレッドゴムＧ２には、界面Ｋに沿ってタイヤ軸方向内側に滑る向きの力が作用するが、内圧が前記力に対抗するため、クラックや剥離の発生は抑制される。

タイヤは撓むことでも発熱するため、ゴム物性の温度依存性が高いと、走行状況により性能変化が大きくなる。そのために、サイドウォールゴムＧ３の損失正接tanδＳのピーク温度Ｔｓは、トレッドゴムＧ２の損失正接tanδＴのピーク温度Ｔｔよりも小であるのが好ましい。ピーク温度がより低温側になると、タイヤ実使用域温度での傾きが小さくなる為、トレッドゴムＧ２より、サイドウォールゴムＧ３の温度依存性が小さくなる事を意味し、繰返しダンピングに伴う発熱を抑制し、生じた温度変化に対しても、ダンピング特性の効果を維持する効果がある。

又二輪車用タイヤ１では、サイドウォールゴムＧ３の７０℃における複素弾性率Ｅ＊Ｓが、トレッドゴムＧ２の７０℃における複素弾性率Ｅ^＊ _Ｔよりも小であるのも好ましい。これによりサイドウォール部３に、よりしなやかな撓み特性を付与でき、乗り心地性能及び操縦安定性を向上しうる。なお複素弾性率の差（Ｅ^＊ _Ｔ－Ｅ^＊ _Ｓ）は、１．０MPa以上、さらには２．０MPa以上が好ましい。差（Ｅ^＊ _Ｔ－Ｅ^＊ _Ｓ）の上限は、１５MPa以下であるのが、界面Ｋにおけるクラックや剥離の発生の抑制のために好ましい。

トレッド部２は、走行による摩耗によってゴム表面が順次更新されていくが、サイドウォール部３の表面は、更新されずに常時外部に露出している。そのため、サイドウォールゴムＧ３はトレッドゴムＧ２に比して、高い耐候性が要求される。そのために、サイドウォールゴムＧ３のゴム成分１００重量部に対する老化防止剤の配合量は、トレッドゴムＧ２のゴム成分１００重量部に対する老化防止剤の配合量よりも大であるのが好ましい。

老化防止剤としては、特に限定されないが、例えば２,２,４-トリメチル-１,２-ジヒドロキノリン重合体、ＡＷ（６－エトキシ－１，２－ジヒドロ－２，２，４－トリメチルキノリン）、ジフェニルアミンとアセトンの高温縮合物、６Ｃ［Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン］、３Ｃ（Ｎ－イソプロピル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン）等を挙げることができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するために、図１に示す構造を有する二輪車用タイヤ（１３０／７０－１３Ｍ／Ｃ）が、表１の仕様に基づいて試作された。そして各試作タイヤについて、グリップ性能、ダンピング性能、温度依存性、耐クラック性能がテストされ、比較された。表１に記載以外は、実質的に同仕様である。

（１）グリップ性能：
試作タイヤをリム（ＭＴ３．５×１３Ｍ／Ｃ）、内圧（２２５kPa）の条件にて自動二輪車（１２５ccのスクータ）の後輪に装着し、低μ路（路面μ＝０．４５）の旋回コースを走行した。そのときの加速時におけるグリップ性能を、プロライダーによる官能評価により、比較例１を１００とした指数で表示した。数値が大なほどグリップ性能に優れている。

（２）ダンピング性能：
上記車両を用いて走行し、Ｒ５０mのカーブ路上に設けられた高さ１０mmの段差を通過したときのダンピング性能を、プロライダーによる官能評価により、比較例１を１００とした指数で表示した。数値が大なほどダンピング性能に優れている。

（３）温度依存性：
タイヤが冷えた走行初期状態と、３０分走行（荷重２．２５kN相当）してタイヤが暖められた状態とで、上記のダンピング性能のテストを行った。そして、そのときのダンピング性能の変化量を、プロライダーによる官能評価により、比較例１を１００とした指数で表示した。数値が大なほど温度依存性が少なく、ダンピング性能が安定している。

（４）耐クラック性能：
タイヤを、オゾン濃度５０pphm、温度（４０℃）の雰囲気内にて２１日間放置し、劣化を促進させた。その後、タイヤをリム（ＭＴ３．５×１３Ｍ／Ｃ）、内圧（２２５kPa）、荷重（３．９kN）、速度（６０km/h）の条件にて、ドラム上で１００００ｋｍ走行させ、サイドウォール部の表面でのクラック発生の有無を、目視検査によって確認した。

表に示すように、実施例のタイヤでは、グリップ性能とダンピング性能とが高次元で両立しているのが確認できる。

１ 二輪車用タイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
６ カーカス
ＢＬ ビードベースライン
Ｃｏ タイヤ赤道
Ｇ２ トレッドゴム
Ｇ３ サイドウォールゴム
Ｋ 界面
Ｐｋｉ 内端
Ｐｋｏ 外端
Ｔｅ トレッド端
Ｘ 直線

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスを含み、かつ前記トレッド部の外表面がタイヤ赤道からトレッド端まで凸円弧状に湾曲して延びる二輪車用タイヤであって、
   前記トレッド部をなすトレッドゴムと、前記サイドウォール部をなしかつ前記トレッドゴムに界面を介して連なるサイドウォールゴムとを含み、
   前記サイドウォールゴムの７０℃における損失正接tanδＳは、前記トレッドゴムの７０℃における損失正接tanδＴよりも小である、二輪車用タイヤ。
2. 前記カーカスは、バイアス構造をなす、請求項１記載の二輪車用タイヤ。
3. 前記界面のタイヤ軸方向の外端は、前記サイドウォール部の外面上に位置し、
   前記外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨｏと、前記トレッド端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨＳとは、次式（１）を充足する、請求項１又は２記載の二輪車用タイヤ。
   ＨＳ＞Ｈｏ＞０．６×ＨＳ －－－（１）
4. 前記界面のタイヤ軸方向の外端は、前記サイドウォール部の外面上に位置し、
   前記界面のタイヤ軸方向の内端は、前記カーカス上に位置し、
   前記外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨｏと、前記内端のビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨｉとは、次式（２）を充足する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の二輪車用タイヤ。
   Ｈｏ＞Ｈｉ －－－（２）
5. 前記界面の前記内端と前記外端とを通る直線の、タイヤ軸方向線に対する角度αは、５°以上である、請求項４記載の二輪車用タイヤ。
6. 前記サイドウォールゴムの損失正接tanδＳのピーク温度Ｔｓは、前記トレッドゴムの損失正接tanδＴのピーク温度Ｔｔよりも小である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の二輪車用タイヤ。
7. 前記サイドウォールゴムの７０℃における複素弾性率Ｅ^＊ _Ｓは、前記トレッドゴムの７０℃における複素弾性率Ｅ^＊ _Ｔよりも小である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の二輪車用タイヤ。
8. 前記サイドウォールゴムと前記トレッドゴムとは、それぞれ老化防止剤を含み、
   前記サイドウォールゴムのゴム成分１００重量部に対する前記老化防止剤の配合量は、前記トレッドゴムのゴム成分１００重量部に対する前記老化防止剤の配合量よりも大である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の二輪車用タイヤ。

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