(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドゴムが、トレッド部の表面をなすキャップゴムと、このキャップゴムのタイヤ半径方向内側に配されたベースゴムとからなる自動二輪車用タイヤであって、
前記キャップゴムの厚さｈ２と前記ベースゴムの厚さｈ１との比（ｈ１／ｈ２）であるゴム厚さ比（Ｒｈ）が０．５〜２であり、
かつ前記キャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊が２．０〜２．９ＭＰａであり、
しかも、このキャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊と、前記ゴム厚さ比（Ｒｈ）と、キャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊と前記ベースゴムの複素弾性率Ｅ１＊との比（Ｅ１＊／Ｅ２＊）である複素弾性率比（ＲＥ）とが、
Ｅ２＊・（Ｒｈ＋１）／（（Ｒｈ／ＲＥ）＋１）≧３．５（ＭＰａ）
の関係を満足することを特徴とする自動二輪車用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二律背反の関係にあるグリップ性能とトレッドの剛性とをともに向上しうる自動二輪車用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動二輪車用タイヤにおいて、グリップ性能、とりわけ濡れた路面への把持力であるウエットグリップ性能を向上するためには、トレッドゴムに複素弾性率の小さなゴムを用いることが好ましいが、複素弾性率の小さなゴムは、荷重当たりの変形が大きいため、トレッドのパターンブロックの変形量も大きく、接地性の悪化により操縦安定性が低下する。
【０００３】
従来、このような二律背反の関係にあるグリップ性能とトレッドの剛性とを両立するために、トレッドゴムに、トレッド部の表面をなす複素弾性率の小さなキャップゴムと、このキャップゴムのタイヤ半径方向内側に配される複素弾性率の大きいベースゴムとの２層構造を用いることが、例えば特開昭５８−１２８９０４号公報、特開昭６２−１９１２０２号公報などによって提案されている。
【０００４】
しかしながら、自動二輪車は、車両を傾けて旋回するため、トレッド部の外面は、四輪自動車用タイヤに比べると曲率半径が小さくかつ接地面積も小さくなる。そのため、接地面のトレッドゴムの複素弾性率を低く設定すると、制動時及び旋回時に操縦性が著しく不安定になる。特にグリップ性能を向上するために、キャップゴムの複素弾性率小さく設定した場合には、トレッドゴムの剛性感を失いやすい。
【０００５】
本発明者らは、トレッドゴムをキャップゴムと、ベースゴムとの２層構造とする際において、単に各ゴムの複素弾性率を最適化するだけでは前記性能の両立が未だ十分ではないとの見地から、先ずグリップ性能に関連してキャップゴムの複素弾性率の範囲を定めることを前提としつつも、キャップ、ベースの各ゴムの厚さとの関連においてトレッドゴム全体の複素弾性率を一定値以上に規定することにより、グリップ性能とトレッドの剛性とを確実かつより一層高めうることを見出し本発明を完成させたものである。
【０００６】
以上のように、本発明は、グリップ性能とトレッドの剛性とをともに向上させうる自動二輪車用タイヤを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッドゴムが、トレッド部の表面をなすキャップゴムと、このキャップゴムのタイヤ半径方向内側に配されたベースゴムとからなる自動二輪車用タイヤであって、
前記キャップゴムの厚さｈ２と前記ベースゴムの厚さｈ１との比（ｈ１／ｈ２）であるゴム厚さ比（Ｒｈ）が０．５〜２であり、
かつ前記キャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊が２．０〜２．９ＭＰａであり、  しかも、このキャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊と、前記ゴム厚さ比（Ｒｈ）と、キャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊と前記ベースゴムの複素弾性率Ｅ１＊との比（Ｅ１＊／Ｅ２＊）である複素弾性率比（ＲＥ）とが、
Ｅ２＊・（Ｒｈ＋１）／（（Ｒｈ／ＲＥ）＋１）≧３．５（ＭＰａ）
の関係を満足することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の自動二輪車用タイヤは、トレッド部２の外面がタイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向両側のトレッド縁Ｅ、Ｅに向けてアーチ状に湾曲してのび、かつトレッド縁Ｅ、Ｅ間のタイヤ軸方向の距離であるトレッド巾が、ほぼタイヤ最大巾となるように構成されたものが例示される。
【０００９】
この自動二輪車用タイヤは、トレッド部２からサイドウォール部３を通りビード部４のビードコア５を周りを折返すカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側にベルト層７とを具えている。
【００１０】
前記カーカス６は、本実施形態では、ナイロンコードをタイヤ赤道Ｃに対して９０°の角度で傾けて配列した１枚のラジアル構造プライからなるが、前記コードには、ポリエステル、レーヨン等の他の各種の有機繊維コードを適宜採用しうる。
【００１１】
前記ベルト層７は、本例では、芳香族ポリアミドコードをタイヤ赤道Ｃに対して４０°以下の小角度、本例では２０°の角度で傾けて配列した内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが交差する向きに重ね合わせて構成された交差ベルトを例示している。本例では、内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂに比して巾狭で形成され、各両端でのステップ量を５mmとしている。これによって、ベルト層７のエッジの耐久性が向上する。なおステップ量は好ましくは３mm以上である。
【００１２】
また、ベルト層には、コードをトッピングゴムにて被覆した小巾かつ帯状のストリップを螺旋に巻回して形成したいわゆるジョイントレスベルトなどを採用しても良い。
【００１３】
また、前記トレッド部２の外面には、図６に示す如く、タイヤ周方向に直線状で連続してのびる複数本、本例では９本の縦溝Ｇと、タイヤ赤道から傾斜してトレッド縁Ｅ、Ｅにむけて直線状でのびる横溝Ｓとからなるトレッド溝が形成されることにより、ブロックパターンが形成されている。なおトレッドパターンは、タイヤ赤道Ｃを中心として対称に形成される。
【００１４】
そして、本発明では、前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側かつトレッド縁Ｅ、Ｅ間に配されたトレッドゴム８は、トレッド部２の表面をなすキャップゴム９と、このキャップゴム９のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴム１０とからなるキャップ／ベースの２層構造で形成されている。
【００１５】
本例では、キャップゴム９とベースゴム１０とは、溝部分及びトレッド縁Ｅの縁部分を除いてほぼ均一厚さで実質的に全トレッド部に亘って配されたものを例示している。
【００１６】
本発明者らは、このようなキャップ／ベースの２層構造において、グリップ性能は路面と直接接触するキャップゴム９が重要であること、またトレッド部２の剛性は、キャップゴム９及びベースゴム１０を含めたトレッドゴム全体の剛性が重要であることに着目した。
【００１７】
そこで、先ずトレッドゴム８がキャップ／ベース構造ではなく、１層構造からなる自動二輪車用タイヤについて、トレッドゴムの複素弾性率を種々変化させたときのグリップ性能と、トレッド部の剛性感について５点法による官能評価（数値が大なほど良好）を行ったところ、図２に示すような結果を得た。
【００１８】
図２から明らかなように、トレッドゴムの複素弾性率は、グリップ性能を向上、すなわち官能評点を３以上とするためには２．９ＭＰａ以下が良いが、トレッド部の剛性感を確保するためには３．５ＭＰａ以上が良いことが判る。
【００１９】
以上より、トレッドゴム８にキャップ／ベース構造を採用した場合、グリップ性能とトレッド部の剛性とを両立して向上するためには、第一に、キャップゴム９の複素弾性率は２．９ＭＰａ以下とする必要があること、第二にキャップゴムとベースゴムとが一体となったトレッドゴム８全体の複素弾性率が３．５ＭＰａ以上とする必要があることが判るが、トレッドゴム全体の複素弾性率は、キャップ／ベースの各ゴム厚さ、さらにはキャップゴムの複素弾性率の値などが複雑にからみ合って変化する。従って、この点については、さらに以下のような検討が必要となる。
【００２０】
先ず、図３にはトレッドゴム８がキャップゴム９とベースゴム１０からなる場合のトレッドゴムブロック模式を示している。そして、ベースゴム１０の複素弾性率をＥ１＊（ＭＰａ）、厚さをｈ１（mm）、キャップゴム９の複素弾性率をＥ２＊（ＭＰａ）、厚さをｈ２（mm）とする。
【００２１】
また図４には、図３のトレッドゴムブロック模式に、横力Ｆが作用した変形図を示している。図４から明らかななように、トレッドゴム８の全体の横方向変位量ΔＬは、ベースゴム１０の横方向変位量ΔＬ１と、キャップゴム９の横方向変位量ΔＬ２との和で表すことができる。
【００２２】
また、ゴムの厚さ方向の変形量を微小なものとして無視すると、この各横方向変位量ΔＬ１、ΔＬ２は、各ゴムの複素弾性率Ｅ１＊、Ｅ２＊に反比例し、各ゴムの厚さｈ１、ｈ２に比例することから、このキャップ／ベース構造のトレッドゴムブロック模式の変形は、図５に示すような等価な直列バネモデルで表すことができる。
【００２３】
また、図５において、各バネの長さｌ１、ｌ２は各ゴムの厚さｈ１、ｈ２に、また各バネのバネ定数ｋ１、ｋ２は各ゴムの複素弾性率Ｅ１＊、Ｅ２＊と、各ゴム厚さｈ１、ｈ２の比に置き換えることができる。つまり、ブロック全体の複素弾性率Ｅ＊は、これらの各値、すなわちＥ１＊、Ｅ２＊、ｈ１、ｈ２の関係式として導き出すことができるのである。
【００２４】
先ず、図５の直列バネのモデルにおいて、全体のバネ定数の逆数である１／ｋは、数１で求めることができる。
【数１】
0003795602.tif 000002
【００２５】
数１の式より、直列バネのモデルの全体のバネ定数ｋは、数２で表すことができる。
【数２】
0003795602.tif 000003
【００２６】
ここで、ゴムの変位量は、複素弾性率に比例し、また厚さに反比例することから、直列バネのモデルの全体のバネ定数ｋ、各バネのバネ定数ｋ１、ｋ２は、トレッドゴム全体の複素弾性率Ｅ＊、各ゴムの複素弾性率Ｅ１＊、Ｅ２＊、各ゴムの厚さｈ１、ｈ２を用いると、それぞれ数３〜４のように置き換えることができる。
【数３】
0003795602.tif 000004
【数４】
0003795602.tif 000005
【数５】
0003795602.tif 000006
【００２７】
そして、上記数２の式に、数３〜５の式を代入することにより、下記数６の式を得る。
【数６】
0003795602.tif 000007
【００２８】
上記の数６の式を、トレッドゴム全体の複素弾性率Ｅ＊について整理すると、下記数７が得られる。
【数７】
0003795602.tif 000008
【００２９】
さらに、数７の右辺の分母、分子を（Ｅ１＊・ｈ２）で割ると、下記数８が得られる。
【数８】
0003795602.tif 000009
【００３０】
ここで、前記キャップゴム９の厚さｈ２と前記ベースゴム１０の厚さｈ１との比（ｈ１／ｈ２）をゴム厚さ比（Ｒｈ）、キャップゴム９の複素弾性率Ｅ２＊と前記ベースゴム１０の複素弾性率をＥ１＊との比（Ｅ１＊／Ｅ２＊）を複素弾性率比（ＲＥ）とすると、前記数８は、数９のように表すことができる。
【数９】
0003795602.tif 000010
【００３１】
そして、トレッドゴム全体の複素弾性率Ｅ＊は、トレッドゴム８の剛性感を向上するためにも、前述の如く３．５（ＭＰａ）以上とすることが必要であるから、数１０のように定める必要がある。
【数１０】
0003795602.tif 000011
【００３２】
なお、トレッドゴム全体の複素弾性率Ｅ＊は、４．５ＭＰａ以下が好ましい。この複素弾性率Ｅ＊が４．５ＭＰａを超えると、ゴムブロックの剛性は高くなるが、トレッド領域全体が硬くなりすぎ、タイヤが撓みにくくなり、接地面積が減少するためグリップ低下を招き易くなる。
【００３３】
このように、本発明では、キャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊と、さらに各ゴムの厚さ比を考慮した上でトレッドゴム全体の複素弾性率Ｅ＊を規定することができる結果、グリップ性能を向上しつつ、トレッドゴムの剛性感をも向上することができる。
【００３４】
なお、キャップゴム９の複素弾性率Ｅ２＊は、小さいほどグリップ性能は向上するが、複素弾性率Ｅ２＊が２．０（ＭＰａ）未満では、ゴムが柔らかくなりすぎて耐摩耗性の低下が著しい。したがって、キャップゴム９の複素弾性率Ｅ２＊は、２．０〜２．９（ＭＰａ）、より好ましくは２．１〜２．９（ＭＰａ）の範囲から選択しうる。なおグリップ性能によりソフト感を持たせる場合には、複素弾性率Ｅ２＊は、２．０〜２．５ＭＰａの範囲を、またハード感を持たせる場合には２．５ＭＰａよりも大かつ２．９ＭＰａ以下とすることもできる。
【００３５】
ここで、前記キャップゴム９、ベースゴム１０の複素弾性率は、４mm巾×３０mm長さ×１．５mm厚さの短冊状試料を各ゴムから切り取って、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトルメーターを用い、温度５０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±５％の条件で測定した値である。なお、測定温度を５０℃としたのは、実使用条件特に、ウエット路面での走行条件に近い温度で測定するためである。
【００３６】
なお、前記縦溝Ｇ、横溝Ｓの箇所では、加硫中の圧力により、各キャップゴム、ベースゴムの厚さが、ぞれぞれ他の接地部分に比べると不安定になり易いため、キャップゴム、ベースゴムの厚さは、それぞれ溝部分以外において測定することが望ましい。
【００３７】
そして、前記ゴム厚さ比（Ｒｈ）は、キャップゴム９の摩耗を考慮して定めることが必要であり、特にサーキットでの使用を考慮した場合には、２．０以下とすることが望ましい。また、ゴムの厚さを薄くしすぎると、加工工程での制御が困難となるため（Ｒｈ）は０．５以上、さらに好ましくは１．０以上とするのが望ましい。
【００３８】
なお、（Ｒｈ）が０．５未満、つまりベースゴムが相対的に薄くなると、ベースゴムの弾性率を増す必要があり、トレッド部がたわみにくくなるため、路面の凹凸の吸収性が悪く接地性を損なうため好ましくない。
【００３９】
以上説明したが、本発明の自動二輪車用タイヤは、車両の前後輪のいずれ又は双方に装着しても良い。
【００４０】
【実施例】
図１の基本構造、図６のトレッドパターン（タイヤ赤道Ｃを中心として左右対称）を有するタイヤサイズ１９０／５５Ｒ１７の自動二輪車用タイヤを試作するとともに（実施例１〜５、比較例１）、グリップ性能と、トレッド部の剛性感についてライダーによる官能評価を行い性能を比較した。また、トレッドゴムが１層構造をなす図６のトレッドパターンを有する従来タイヤ（従来例１〜３）についても併せて試作し性能を評価した。
タイヤ詳細、テスト方法を以下に示す。
【００４１】
カーカス：ナイロンコードの１プライ、コード角度は、タイヤ赤道に対して９０°
ベルト層：芳香族ポリアミドコードの２プライ
コード角度は、タイヤ赤道に対して２０°（互いに交差）
トレッド溝の溝深さ５mm
【００４２】
テスト方法
排気量７５０ｃｃの自動二輪車の後輪に試験タイヤを装着し（リムサイズ：６．２５×１７、内圧２．１kgf/cm2 ）、乾燥舗装路を走行する。そして、グリップ性能については、旋回時のグリップ力の高さ（限界旋回速度）を、またトレッド部の剛性感については、駆動時、制動時、車両の姿勢変化時における剛性感をぞれぞれ評価した。
【００４３】
なお、トレッド部の剛性感について点数の低いものは、トレッドゴムの剛性が不足し、例えばブロックのよれが大きく、駆動時にはトラクションが不足し、制動時には制動力が不足したり、車両のふれが発生し、また車両姿勢変化時にはライダーの操舵に対して反応が悪くなり追従性が低下するものである。
テストの結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
0003795602.tif 000012
【００４５】
実施例はいずれもグリップ性能と剛性感とをともに向上していることが確認でき、特にトレッドゴム全体の複素弾性率Ｅ＊を３．７以上とした実施例５では、非常に高い剛性感を得ている。
【００４６】
【発明の効果】
叙上のごとく本発明では、キャップゴムに複素弾性率Ｅ２＊が２．０〜２．９ＭＰａのゴムを用いることによりグリップ性能を向上しうるとともに、このキャップゴムの複素弾性率Ｅ２＊を前提としつつも、キャップ、ベースの各ゴム厚さとの関連において常にトレッドゴム全体の複素弾性率を３．５ＭＰａ以上としうる結果、トレッド部の剛性をも同時に向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの断面図である。
【図２】複素弾性率Ｅ＊と、グリップ性能、トレッド部の剛性との関係を示すグラフである。
【図３】トレッドゴムのブロックモデルである
【図４】その変形状態を示す図である
【図５】直列バネの等価モデルを示す線図である。
【図６】実施例のトレッドパターンを示す展開図である。
【符号の説明】
２  トレッド部
８  トレッドゴム
９  キャップゴム
１０  ベースゴム
【図１】
0003795602.tif 000013
【図２】
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【図３】
0003795602.tif 000015
【図４】
0003795602.tif 000016
【図５】
0003795602.tif 000017
【図６】
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