JPH04314604A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トレッド・ベルト構造
の軽量化を図りながら操縦安定性を向上するようにした
乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の地球規模で拡大しつつある環境汚
染問題から車両の一層の低燃費化が強く要望されるよう
になり、その一環としてタイヤの軽量化も大きな技術課
題としてクローズアップされてきている。一方、乗用車
用空気入りラジアルタイヤは、ベルト層がスチールコー
ドから構成されたものは、スチールコードが他の繊維コ
ードに較べて非常に優れた高強度，高弾性率を有するた
め、高い操縦安定性を発揮することが知られている。し
かし、スチールコードは比重が大きいためにタイヤ重量
を増大させ、燃費を低下させてしまうという欠点があり
、上述した技術課題に対応し難くなっている問題を有し
ている。

【０００３】従来、スチールコードに近い特性を有する
タイヤコード材料として、アラミド繊維コードが提案さ
れている。このアラミド繊維コードはスチールコードに
匹敵する高強度，高弾性率を有すると共にスチールコー
ドに比べて低比重であるため、タイヤの軽量化に寄与さ
せることができる。例えば、スチールコードのベルト層
をアラミド繊維コードに単純に置き換えるだけで約５〜
８％も軽量化できることがわかっている。

【０００４】しかしながら、アラミド繊維コードは、そ
の圧縮剛性がほぼゼロに等しいため曲げ変形を加えられ
たときの曲げ剛性が低いという欠点がある。そのため、
スチールコードを使用したベルト層を同じ構造のままア
ラミド繊維コードに置き換えて得られるコーナリングパ
ワーは、スチールコードを使用したベルト層から得られ
るコーナリングパワーの高々７５％までであった。した
がって、アラミド繊維コードによっては、スチールコー
ドを使用したベルト構造のタイヤ並みに操縦安定性を向
上させることはほとんど不可能であるとされていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ベル
ト構造にアラミド繊維コードを使用して軽量化を図りな
がら、従来のスチールコードを使用したベルト層のタイ
ヤ以上の操縦安定性を発揮できるようにする乗用車用空
気入りラジアルタイヤを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、トレッド面に少なくともタイヤ周方向に延
びる複数本の溝を設け、トレッド内部に２層のベルト層
をベルトコードが互いに交差するように配置した空気入
りラジアルタイヤにおいて、前記溝の溝深さを６．０〜
８．５ｍｍの範囲にすると共に、溝底から最外側のベル
ト層までの溝下ゴム厚さを０．５〜２．０ｍｍの範囲に
し、かつ前記ベルト層の両端部を折り返すことなく配置
すると共に、少なくとも１層をアラミド繊維コードから
構成し、さらに前記ベルト層の少なくとも両端部をタイ
ヤ周方向に対するコード角度が３０°以下であるベルト
カバー層で被覆し、かつ該ベルトカバー層をコード径０
．７ｍｍ以下の有機繊維コードを打ち込み密度３５〜９
０％にして構成したことを特徴とするものである。

【０００７】本発明において溝深さ（ｄ）とは、図２に
示すようにトレッド面に垂直方向に最深の溝底まで測定
した距離をいい、また、溝下ゴム厚さ（ｔ）とは、最深
の溝底から外側ベルト層（４ｕ）のコード表面までの距
離をいう。また、打ち込み密度ρ（％）とは、ベルトカ
バー層を構成する有機繊維コードの直径をａ、隣接する
２本の有機繊維コードの中心間の距離（ピッチ）をｐと
するとき、次式で定義される値をいう。

【０００８】ρ（％）＝（ａ÷ｐ）×１００上記のよう
に溝深さ及び溝下ゴム厚さを従来タイヤに比べて小さく
設定すると共にベルト層をアラミド繊維コードで構成し
たことにより、タイヤ重量を従来のスチールコードベル
ト層を使用したものに比べて軽量化することができる。 また、トレッド面の溝深さ及び溝下ゴム厚さを小さく設
定したことと、有機繊維コードのコード径と打ち込み密
度を特定したベルトカバー層を設けたこととが相まって
、コーナリングパワーを従来のスチールコードを使用し
たベルト層のタイヤから得られるもの以上にすることが
可能になる。

【０００９】図１及び図２は、本発明の構成を有する乗
用車用空気入りラジアルタイヤを例示するものである。 図において、１はトレッド部、２はナイロンコードやポ
リエステルコード等の有機繊維コードからなるカーカス
層である。カーカス層２は左右一対のビードコア３の廻
りにタイヤ内側から外側に折り返され巻き上げられてい
る。このカーカス層２のタイヤ周方向ＥＥ’に対するコ
ード角は実質的に９０°になっている。トレッド部１で
は、カーカス層２の外側にアラミド繊維コードからなる
２層の内側ベルト層４ｄと外側ベルト層４ｕとからなる
ベルト層がタイヤ１周にわたって配置されている。ベル
ト層は２層とも、それらの両端部を折り返さず、しかも
外側ベルト層４ｕのベルト巾を内側ベルト層４ｄのそれ
よりも小さくした、所謂ステップカットタイプにしてあ
る。また、内側ベルト層４ｄと外側ベルト層４ｕとは、
タイヤ周方向ＥＥ’に対するコード角度が５〜４０°で
あると共に互いに交差している。

【００１０】さらに、上記外側ベルト層４ｕの外側には
、それらのベルト層の全巾Ｗを被覆するように、タイヤ
径方向の巾ｗを有するベルトカバー層５が配置されてい
る。ベルトカバー層５のタイヤ周方向ＥＥ’に対するコ
ード角度は３０°以下、好ましくはほぼ０°になってい
る。また、このベルトカバー層５は、コード径０．７ｍ
ｍ以下の有機繊維コードから打ち込み密度３５〜９０％
で構成されている。

【００１１】トレッド部１の表面には、タイヤ周方向Ｅ
Ｅ’に延びる主溝６とこれに交差する副溝７とが設けら
れている。この主溝６の溝深さｄは６．０〜８．５ｍｍ
の範囲に設定され、また溝下ゴム厚さｔが０．５〜２．
０ｍｍの範囲に設定されている。本発明者らは、上述し
た発明をするに当たり、タイヤの軽量化という技術課題
を前提に、ラジアルタイヤのコーナリングパワーを左右
する要因を多面的に探索した。その結果、後述する実験
例で詳細を示すように、トレッド面に主としてタイヤ周
方向に設けた溝の溝深さ及び溝下ゴム厚さがコーナリン
グパワーを決める大きな要素になり、しかもこれら溝の
溝深さや溝下ゴム厚さが小さいほどコーナリングパワー
を大きくするということを知見した。この場合のタイヤ
周方向の溝としては、ストレート溝であるか、ジグザグ
溝であるかは関係なく、またタイヤ巾方向に副溝を有す
るか否かにも関係するものではなかった。しかし、前述
したように、ベルト層のコードをスチールコードからア
ラミド繊維コードに置き換えると約２５％ものコーナリ
ングパワーの低下があるため、溝深さ及び溝下ゴム厚さ
だけの技術対策から、この約２５％のコーナリングパワ
ーの低下をカバーすることは殆ど不可能であることも判
り、これに加えてベルト層をベルトカバー層で被覆し、
しかも、このベルトカバー層を構成する有機繊維コード
のコード径及び打ち込み密度を特定することにより目的
の達成されること見出した。

【００１２】以下、実験例を参照しながら本発明の詳細
について説明する。図３は、溝深さｄとコーナリングパ
ワーＣＰとの関係についての実験結果を示すものである
。この実験はタイヤ構造を次のように共通にし、溝深さ
ｄだけを６ｍｍ，７ｍｍ，８ｍｍ，８．５ｍｍ，９ｍｍ
，１０ｍｍ，１１ｍｍ，１２ｍｍのそれぞれに異ならせ
た８種類のラジアルタイヤについて行った結果である。

【００１３】トレッド構造：図１において、ベルトカバ
ー層を設けていない構造 タイヤサイズ：１８５／７０Ｒ１３ ベルト構造：ベルト層２枚 コード巾　　外側／内側　　１２０ｍｍ／１３０ｍｍコ
ード角　　２１° コード　　アラミド繊維１５００Ｄ／２エンド数　　４
５本／５０ｍｍ 溝下ゴム厚さｔ：３．０ｍｍ コーナリングパワーＣＰは、ドラム試験において荷重４
５０ｋｇｆ、速度１０ｋｍ／ｈｒで走行させるとき、ス
リップ角右１°時の横力とスリップ角左１°時の横力と
をそれぞれ測定し、その両測定値の平均値（絶対値の平
均値）を溝深さ６ｍｍのタイヤの測定値を１００とする
ときの指数で示した。

【００１４】一方、図４は溝下ゴム厚さｔとコーナリン
グパワーＣＰとの関係についての実験結果を示すもので
ある。この実験は上記実験で使用したタイヤと同じトレ
ッド構造、タイヤサイズ、ベルト構造にすると共に溝深
さを８．５ｍｍにする点を共通にし、溝下ゴム厚さｔだ
けを０．５ｍｍ，１．５ｍｍ，２．０ｍｍ，２．５ｍｍ
，３．０ｍｍ，３．５ｍｍ，４．０ｍｍのそれぞれに異
ならせた７種類のラジアルタイヤについて行った。コー
ナリングパワーＣＰは、上記図３と同じ方法で測定し、
溝下ゴム厚さｔが０．５ｍｍのタイヤの測定値を１００
とするときの指数で示した。

【００１５】先ず、溝深さについては、図３から、溝深
さが浅いほどコーナリングパワーＣＰが高くなり、８．
５ｍｍ以下でコーナリングパワーＣＰが急激に増大する
ことがわかる。上述のような傾向は、試験に供したタイ
ヤサイズのタイヤに限らず、他のサイズのタイヤについ
ても同様の傾向があることが認められる。従来のラジア
ルタイヤでは、溝深さを８〜１１ｍｍとするのが一般的
であるが、本発明では、図３の結果から溝深さを６．０
〜８．５ｍｍとし、好ましくは６．０〜７．５ｍｍにす
るのである。下限の６．０ｍｍは、摩耗寿命から決めら
れ、これよりも浅くなってはタイヤとして実用性に乏し
くなる。

【００１６】また、溝下ゴム厚さについては、図４から
、溝下ゴム厚さｔが薄くなるほどコーナリングパワーＣ
Ｐが大きくなり、特に２．５ｍｍ以下で急激に増大する
ことがわかる。このような傾向は、他のサイズのタイヤ
についても同様の傾向が認められる。従来のラジアルタ
イヤでは、溝下ゴム厚さを２．５〜４ｍｍとするのが一
般的であるが、本発明では、図４の結果から溝下ゴム厚
さを０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍ
ｍとするのである。下限の０．５ｍｍは、ベルトコード
を保護し、その破損故障を防止するための限界である。

【００１７】上述のように、トレッドに設けた溝（主溝
）の溝深さｄ及び溝下ゴム厚さｔを小さくすればするほ
どコーナリングパワーＣＰを増加させることができる。 しかし、前者の溝深さｄによるコーナリングパワーＣＰ
の向上効果は、下限の溝深さ６．０ｍｍにした場合でも
従来タイヤの下限の溝深さ８．５ｍｍに比べて高々９％
程度まででしかなく、また、後者の溝下ゴム厚さｔによ
るコーナリングパワーＣＰの向上効果も、下限の溝下ゴ
ム厚さ０．５ｍｍにした場合でも従来タイヤの下限の溝
下ゴム厚さ３．０ｍｍに比べて高々１９％程度まででし
かない。このため、これら溝深さｄと溝下ゴム厚さｔだ
けから、アラミド繊維コードベルト層の低曲げ剛性を補
うことはできず、従来のスチールコードベルト層から得
られるコーナリングパワー以上にすることは難しい。

【００１８】本発明は、このような溝深さｄと溝下ゴム
厚さｔだけでは不足するコーナリングパワーを、アラミ
ド繊維コードを使用したベルト層の少なくとも両端部を
タイヤ周方向に対するコード角度が３０°以下であるベ
ルトカバー層で被覆し、かつこのベルトカバー層を特定
のコード径及び打ち込み密度ρの有機繊維コードから構
成することによって補足し、スチールコードを使用した
ベルト層から得られるコーナリングパワー以上にするこ
とを可能にするものである。

【００１９】図６は、ベルトカバー層を構成するナイロ
ンコードのコード径及び打ち込み密度とコーナリングパ
ワーＣＰとの関係についての実験結果を示すものである
。この実験は、図３の実験で使用したタイヤと同じタイ
ヤサイズ、ベルト構造にすると共に溝深さを７．０ｍｍ
、溝下ゴム厚さを１．５ｍｍにする点並びにタイヤ周方
向に対するコード角度を０°にするナイロンコードから
なるベルトカバー層を使用する点を共通にした。ベルト
カバー層については、コード径が０．６ｍｍで打ち込み
密度ρをそれぞれ３６％，６０％，８４％に変更した３
種類、コード径が０．７ｍｍで打ち込み密度ρをそれぞ
れ４２％，７０％に変更した２種類、コード径が１．０
ｍｍで打ち込み密度ρを６０％にした１種類、ベルトカ
バー層を設けなかった１種類のラジアルタイヤについて
行った。コーナリングパワーＣＰは、上記図３と同じ方
法で測定し、ベルトカバー層を設けなかったタイヤの測
定値を１００とするときの指数で示した。

【００２０】図６から、コード径１．０ｍｍのベルトカ
バー層ではコーナリングパワーＣＰの向上にはあまり寄
与しない。コード径０．７ｍｍ及び０．６ｍｍのベルト
カバー層を設けたタイヤは、その打ち込み密度ρを大き
くすればするほどコーナリングパワーＣＰが増大してい
る。この図６から明らかなように、コーナリングパワー
ＣＰは、ベルトカバー層を構成する有機繊維コードのコ
ード径と打ち込み密度により著しく相違することがわか
る。本発明は、このコード径を０．７ｍｍ以下にし、か
つ打ち込み密度ρを３５％以上、好ましくは５０％以上
にするようにするのである。しかし、打ち込み密度ρは
、余りに大きくし過ぎるとコード間隔が狭くなりすぎて
耐久性が低下するので、その上限は９０％にする必要が
ある。好ましくは８５％にするのがよい。

【００２１】本発明において、ベルトカバー層５のタイ
ヤ周方向に対するコード角度は、ほぼ０°にすることが
望ましいが、３０°以下であれば実質的に同等の効果を
付与することができる。また、このベルトカバー層５は
２枚の重ね合わせられた外側ベルト層４ｕと内側ベルト
層４ｄとからなる積層体の外側表面全体を被覆するフル
カバーにしてもよいし、上記積層体の両端部を被覆する
がトレッド中央部領域までは被覆しないエッジカバーに
してもよい。エッジカバーの時は、片側当たりの巾をベ
ルト層総巾の１０％以上にすると共に、有機繊維コード
の打ち込み密度ρを５０％以上にすることが望ましい。 また、このエッジカバーの場合、トレッド部に設ける溝
の溝深さは６〜７ｍｍ、溝下ゴム厚さは０．５〜１．５
ｍｍの範囲することが望ましい。

【００２２】このベルトカバー層を構成する有機繊維コ
ードとしては、ナイロンコードやポリエステルコード等
の熱収縮性のテキスタイルコードが望ましい。これらの
コードはレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ
）等の接着剤で表面処理した後コートゴムで被覆して使
用される。本発明において、ベルト層の両端部は折り返
さないようにし、ステップカットとするのがよく、かつ
少なくとも１層をアラミド繊維コードから構成するよう
にする。それによって、より一層軽量化を図ることがで
き、かつ剛性の大きいアラミド繊維コードのハンドリン
グ性を容易にし、生産性を大きくすることができる。 アラミド繊維コードのベルト層を１層だけにする場合は
、他の１層はスチールコードから構成することが望まし
い。

【００２３】このベルト層に使用するアラミド繊維コー
ドとしては、トータルデニールＤが５００〜５０００Ｄ
、好ましくは２０００〜３０００Ｄのフィラメントから
なる撚糸であることが望ましい。さらに、この撚糸はコ
ートゴムとの接着性を良好にするため、エポキシ樹脂、
レゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）等の接
着剤で表面処理される。表面処理されたコードは、スダ
レ状に製織され、得られたスダレ状織物にコートゴムが
コード直径よりも０．１〜１．０ｍｍ厚くなるように被
覆される。好ましくはコード直径＋０．１〜０．６ｍｍ
の厚さになるように被覆する。

【００２４】また、２層のベルト層はタイヤ周方向に対
するコード角度が５〜４０度、好ましくは１５〜３０度
になるようにし、かつベルト層間でコードが互いに交差
するように積層する。ベルト層のタイヤ子午線方向の巾
はタイヤ接地巾の８０〜１３０％、好ましくは９０〜１
１０％にするのがよい。

【００２５】

【実施例】

実施例１ 図１のタイヤ構造及び表１のタイヤ仕様を有し、トレッ
ド面に下記のトレッドパターンを形成した本発明タイヤ
１を製作した。 トレッドパターン：タイヤ周方向に沿ってトレッド接地
面内に４本の巾６ｍｍのストレート溝（主溝）を設けて
ほぼ巾が均等な５本のリブを形成する。複数本の巾４ｍ
ｍで溝深さがストレート溝と同じ溝（副溝）をラジアル
方向に約２６ｍｍの間隔で形成して前記リブを矩形ブロ
ックに分割し、タイヤ周上に矩形ブロック７２個を配列
させたブロックパターンとしたまた、溝深さｄ、溝下ゴ
ム厚さｔ、ベルトカバー層の巾ｗ（ｍｍ）、打ち込み密
度ρ（％）、タイヤ周方向に対するコード角度（°）を
それぞれ表３に示す通り変更した以外は、本発明タイヤ
１と同一仕様の本発明タイヤ２，３，４，５及び比較タ
イヤ１，２の６種類のタイヤを製作した（比較タイヤ１
はベルトカバー層なし）。

【００２６】比較のため、アラミド繊維コードに代えて
コード構造１×５（０．２５ｍｍ）のスチールコードを
使用し、表３に示す仕様のベルトカバー層を設けない従
来タイヤを製作した。これら８種類のタイヤについて、
図３と同じ方法によりコーナリングパワーＣＰを評価し
、その評価結果をタイヤ１本当たりの重量の比較と共に
表３に示した。コーナリングパワーＣＰは従来タイヤの
測定値を１００とするときの指数により表示し、タイヤ
重量の比較については従来タイヤの重量を基準にして表
示した。

【００２７】

【００２８】 　　表２中、１）：　　日本ゼオン株式会社製スチレン
・ブタジエン共重合体ゴム“Ｎｉｐｏｌ　　１７１２”
２）：　　大内新興化学株式会社製“ノクラック６Ｃ”
３）：　　大内新興化学株式会社製“サンノック”４）
：　　サンシン化学工業株式会社製“サンセラー２３２
−ＭＧ”

【００２９】 注：表３中、全巾はフルカバーを示し、エッジはエッジ
カバーを示す。

【００３０】表３から、比較タイヤ１のように、従来タ
イヤのスチールコードをアラミド繊維コードに代えただ
けでベルトカバー層を設けない時は、タイヤ重量は５３
０ｇ低減するもののコーナリングパワーＣＰが２５％も
低下する。また、比較タイヤ２のように、ベルト層の全
巾をベルトカバー層で被覆しても溝下ゴム厚さｔが２．
５ｍｍでは、従来タイヤ並のコーナリングパワーＣＰは
得られないが、本発明タイヤ１のように、溝下ゴム厚さ
ｔを本発明の上限の２．０ｍｍにすると、タイヤ重量が
低減すると共に従来タイヤと同等のコーナリングパワー
ＣＰが得られる。

【００３１】また、本発明タイヤ２のように溝下ゴム厚
さｔを２．０ｍｍにすると共に、溝深さｄを浅くし６．
０ｍｍにすると、タイヤ重量が大幅に低減されると共に
コーナリングパワーＣＰは１０７に向上する。さらに本
発明タイヤ３のように溝下ゴム厚さｔを下限の０．５ｍ
ｍまで薄くすると、タイヤ重量が大幅に低減されると共
にコーナリングパワーＣＰは１１５になり、著しく向上
する。

【００３２】また、本発明タイヤ４のようにエッジカバ
ーであっても、溝深さｄを７．０ｍｍ、溝下ゴム厚さｔ
を１．５ｍｍにすることにより、コーナリングパワーＣ
Ｐを従来タイヤより大きくすることができる。この場合
に、本発明タイヤ５のように、ベルトカバー層をフルカ
バーにすると、コーナリングパワーＣＰはさらに向上す
る。 実施例２ 実施例１の本発明タイヤ１において、内側ベルト層だけ
をコード構造１×５（０．２５ｍｍ）のスチールコード
からなるベルト層に代えた以外は同一タイヤ仕様の本発
明タイヤ６を製作した。

【００３３】この本発明タイヤ６のコーナリングパワー
ＣＰを前述した図３と同じ方法に従って評価した。その
評価値は、実施例１の従来タイヤのコーナリングパワー
ＣＰの値を１００とするときの指数値が１２１であり、
また、タイヤ重量は６９５ｇ低減することができ、軽量
化しながら操縦安定性を向上できることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように溝深さ及
び溝下ゴム厚さを従来タイヤに比べて小さく設定すると
共にベルト層をアラミド繊維コードで構成したことによ
り、タイヤ重量を従来のスチールコードベルト層を使用
したものに比べて軽量化することができる。しかも、ト
レッド面の溝深さ及び溝下ゴム厚さを小さく設定したこ
とと、有機繊維コードからなるベルトカバー層を配置し
、しかもその有機繊維コードのコード径を小さくし、打
ち込み密度を大きくしたこととが相乗することにより、
コーナリングパワーを従来のスチールコードを使用した
ベルト層のタイヤから得られるもの以上にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明タイヤの実施例からなる乗用車用ラジア
ルタイヤを一部切り欠いて示す要部斜視図である。

【図２】本発明タイヤのトレッド部に設けた主溝部分の
拡大断面図である。

【図３】溝の溝深さｄとコーナリングパワーＣＰとの関
係を示すグラフである。

【図４】溝下ゴム厚さｔとコーナリングパワーＣＰとの
関係を示すグラフである。

【図５】ベルトカバー層のコード径ａ及びコード打ち込
み密度ρとコーナリングパワーＣＰとの関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１　　トレッド部　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　４ｄ　　内側ベルト層 ４ｕ　　外側ベルト層　　　　　　　　　　　　　　　
　５　　ベルトカバー層 ６　　主溝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　７　　副溝ｄ　　溝の溝深さ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ｔ　　溝下ゴム厚さＷ　
　ベルト層総巾　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ｗ　　ベルトカバー層の巾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トレッド面に少なくともタイヤ周方向
   に延びる複数本の溝を設け、トレッド内部に２層のベル
   ト層をベルトコードが互いに交差するように配置した空
   気入りラジアルタイヤにおいて、前記溝の溝深さを６．
   ０〜８．５ｍｍの範囲にすると共に、溝底から最外側の
   ベルト層までの溝下ゴム厚さを０．５〜２．０ｍｍの範
   囲にし、かつ前記ベルト層の両端部を折り返すことなく
   配置すると共に、少なくとも１層をアラミド繊維コード
   から構成し、さらに前記ベルト層の少なくとも両端部を
   タイヤ周方向に対するコード角度が３０°以下であるベ
   ルトカバー層で被覆し、かつ該ベルトカバー層をコード
   径０．７ｍｍ以下の有機繊維コードを打ち込み密度３５
   〜９０％にして構成した乗用車用空気入りラジアルタイ
   ヤ。