JP3057381B2

JP3057381B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3057381B2
Application number: JP03078981A
Authority: JP
Inventors: 知彦小暮; 嘉章橋村
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH04314603A; US5355922A

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、
スチールコードの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、
そのスチールコードの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
ミド繊維コードを用いた場合は、スチールコードを使用
したベルト構造のタイヤ並みには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のベルト層のタイヤに劣らない操
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
を設け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、最深の
溝底から最外側のベルト層のコード表面までの溝下ゴム
厚さを０．５〜２．５ｍｍの範囲にし、前記ベルト層を
２層ともアラミド繊維コードから構成するか、又は１層
をアラミド繊維コードにして他の１層をスチールコード
から構成し、かつ前記ベルト層のうち１層の両端部をト
レッド中央側に折り返し、該折り返し部の折返し巾率を
８〜１００％に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、溝下ゴム厚さ（ｔ）とは、最深の溝底
から外側のベルト層（４ｕ）のコード表面までの距離を
いう。また、ベルト層の折返し巾率（％）とは、両端の
折り返し巾（ｗ，ｗ’）の和を折り返し後のベルト層総
巾（Ｗ）で除した値の１００分率をいう。

【０００８】上記のように２層のベルト層のうち少なく
とも１層をアラミド繊維コードから構成することに加え
て、溝深さ及び溝下ゴム厚さを従来タイヤに比べて小さ
く設定したことにより、タイヤ重量を従来のスチールコ
ードのベルト層を使用したものに比べて軽量化すること
ができると共に、２層のベルト層のうち１層の両端部を
折り返して曲げ剛性を高めたことにより、コーナリング
パワーを従来のスチールコードのベルト層を使用したタ
イヤと同等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５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とがタイヤ
１周にわたって配置されている。これら２層のベルト層
４ｄ，４ｕのうち外側ベルト層４ｕは、その両端部が巾
Ｗの折り返し部４ｕ’としてトレッド中央Ｃ側に折り返
され、その折返し巾率が８〜１００％の範囲にしてあ
る。また、内側ベルト層４ｄと外側ベルト層４ｕのタイ
ヤ周方向ＥＥ’に対するコード角度は５〜４０°である
と共に互いに交差している。

【００１０】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。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０．５〜２．５ｍ
ｍ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２層ともスチールコードか
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の両端部をトレッド中央
側へ折り返すことにより本発明の目的を達成し得ること
を見出した。

【００１１】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６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例の結果を示すもので
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，９
ｍｍ，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。

【００１２】トレッド構造：図１において、ベルト層に
折り返しを設けない構造タイヤサイズ：１８５／７０Ｒ１３ベルト構造：ベルト層２枚ベルト層巾外側／内側１２０ｍｍ／１３０ｍｍコードアラミド繊維１５００Ｄ／２エンド数４５本／５０ｍｍ溝下ゴム厚さ：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。

【００１３】一方、図７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，２．５ｍ
ｍ，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、上記と同じ方法で測定し、溝
下ゴム厚さｔ０．５ｍｍのタイヤの測定値を１００とす
るときの指数で示した。

【００１４】先ず、溝深さについては、図６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６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。

【００１５】また、溝下ゴム厚さについては、図７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
ＣＰ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７の結果から溝下ゴム
厚さを０．５〜２．５ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０
ｍｍ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。

【００１６】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。

【００１７】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２層のベ
ルト層のうち少なくとも１層の両端部をトレッド中央側
へ折り返してベルト層の曲げ剛性を大きくすることによ
って補足し、コーナリングパワーをスチールコードベル
ト層から得られるものと同等以上にすることを可能にす
る。

【００１８】図８は、アラミド繊維コードを使用したベ
ルト層の両端部の折返し巾率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したもので、外側ベル
ト層の両端部を図１のように折り返した以外は、図６の
実験に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７．０ｍｍ、溝下
ゴム厚さを２．０ｍｍにする点を共通にし、外側ベルト
層の折返し巾率を０％，１２．５％，２５％，５０％，
７５％，１００％のそれぞれに異ならせた６種類のラジ
アルタイヤについて実験したものである。コーナリング
パワーＣＰは上記図６と同じ方法で測定し、折返し巾率
が０％（折り返しを設けない場合）のタイヤの測定値を
１００とするときの指数で示した。

【００１９】この図８から明らかなように、コーナリン
グパワーＣＰは、僅かな折返し巾率でアラミド繊維コー
ドベルト層の両端部を折り返しても増加することが認め
られ、その折返し巾率を大きくするにつれて直線的に増
大することがわかる。しかし、このベルト層両端部の折
返し巾率を１００％より大きくするとベルト層両端部が
相互に重なり合うようになり、耐久性や軽量性が損なわ
れるため好ましくない。このため、ベルト層両端部の折
返し巾率は、８〜１００％、好ましくは３０〜８０％の
範囲にするのがよい。

【００２０】本発明において、ベルト層は２層ともアラ
ミド繊維コードから構成されることが望ましいが、１層
をアラミド繊維コードとし、他の１層をスチールコード
から構成するようにすることができる。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
トコードが互いに交差するように積層し、タイヤ子午線
方向の巾をタイヤ接地巾の８０〜１３０％、好ましくは
９０〜１１０％にするのがよい。

【００２１】両端部を折り返すベルト層は２層のうちの
１層だけで十分であるが、必要により２層とも折り返す
ようにしてもよい。また、両端部の折り返しは左右対称
であることが望ましいが、図３に示すように左右非対称
にしてもよい。また、生産生の上からは外側ベルト層の
方を折り返す方が有利であるが、図４に示すように、外
側ベルト層４ｕの両端部を包み込むように、内側ベルト
層４ｄの両端部を折り返したり、図５に示すように、内
側ベルト層４ｄの両端部を包み込むように、外側ベルト
層４ｕの両端部を折り返したりすることができる。

【００２２】本発明において、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。

【００２３】

【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のストレート主溝を設け、ほぼ巾
が互いに均等な５本のリブを形成する。巾４ｍｍ，スト
レート主溝と同じ溝深さの複数本の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分割ブロック
化し、タイヤ周上に７２個の矩形ブロックを５列に配列
させたブロックパターンを形成した。

【００２４】また、ベルト層両端部の折返し巾率
（％）、溝の溝深さｄ及び溝下ゴム厚さｔを、それぞれ
表３に示す値に変更した以外は、本発明タイヤ１と同一
仕様の本発明タイヤ２，３及び比較タイヤ１〜５の８種
類のタイヤを製作した。また、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た以外は、本発明タイヤ１と同
一仕様の従来タイヤを製作した。

【００２５】これら９種類のタイヤについて、コーナリ
ングパワーＣＰを前述した図６と同じ方法で評価し、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の評価値は従来タイ
ヤのＣＰ値を１００とするときの指数により表示し、タ
イヤ重量は従来タイヤの重量を基準として表示した。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“Ｎｉｐｏｌ１７１２”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”

【００２６】

【００２７】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る
と、タイヤ重量は５３０ｇ低減することができるもの
の、コーナリングパワーＣＰは２５％も低下する。ま
た、比較タイヤ１においてベルト層両端部の折返し巾率
を１００％にした比較タイヤ２及び比較タイヤ１におい
て溝下ゴム厚さｔを２．５mmに薄くした比較タイヤ３
は、いずれもタイヤ重量は低減できるものの、従来タイ
ヤ並のコーナリングパワーＣＰを有していない。

【００２８】これに対し、溝下ゴム厚さｔを２．５mmに
し、ベルト層両端部の折返し巾率を１００％にした本発
明タイヤ１は、タイヤ重量を低減できると共に従来タイ
ヤと同等のコーナリングパワーＣＰを発揮する。また、
ベルト層が折り返されていない比較タイヤ３において、
溝深さｄを６．０mmに小さくした比較タイヤ４はタイヤ
重量は低減されるものの、コーナリングパワーＣＰが僅
かに向上するだけで従来タイヤの域に達することはでき
ない。しかし、比較タイヤ４においてベルト層両端部を
折返し巾率５０％で折り返した本発明タイヤ２は、タイ
ヤ重量を低減できると共に従来タイヤ並のコーナリング
パワーＣＰを発揮することがわかる。

【００２９】さらに、溝深さｄと溝下ゴム厚さｔを、そ
れぞれ下限の６．０ｍｍ及び０．５ｍｍにしても、ベル
ト層両端部が折り返されていないと、タイヤ重量は低減
できるものの、比較タイヤ５のように、そのコーナリン
グパワーＣＰは従来タイヤの９８％までにしかならな
い。これに対し、ベルト層両端部を折返し巾率８％で折
り返した本発明タイヤ３は、タイヤ重量を従来タイヤに
比較して２０７０ｇ低減できると共に、コーナリングパ
ワーＣＰが従来タイヤの１０４％に向上している。実施例２実施例１の本発明タイヤ２における内側ベルト層だけを
スチールコードベルト層（折り返しなし）に代えた以外
は本発明タイヤ２と同じ仕様にした本発明タイヤ４、及
び本発明タイヤ２における外側ベルト層だけをスチール
コードベルト層（折り返しあり）に代えた以外は本発明
タイヤ２と同じ仕様にした本発明タイヤ５をそれぞれ製
作した。

【００３０】これら本発明タイヤ４及び本発明タイヤ５
につき、実施例１と同じ方法に従いコーナリングパワー
ＣＰとタイヤ重量を評価したところ、本発明タイヤ４の
コーナリングパワーＣＰ値は１１９、タイヤ重量は９３
０ｇ低減しており、また、本発明タイヤ５のコーナリン
グパワーＣＰ値は１２７で、タイヤ重量は８１０ｇ低減
していた。すなわち、２層のベルト層のうち一方をスチ
ールコードにすることにより、軽量化を維持しつつ大き
なコーナリングパワーＣＰを確保できることが確認され
た。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、上記のようにベルト層
を２層ともアラミド繊維コードから構成するか、又は１
層をアラミド繊維コードとし、他の１層をスチールコー
ドから構成し、トレッド面に形成する溝深さ及び溝下ゴ
ム厚さを従来タイヤに比べて小さく設定したので、従来
のスチールコードを使用したベルト層のタイヤに比べて
軽量化することができる。しかも、溝深さ及び溝下ゴム
厚さを小さく設定したことと、ベルト層のうち１層の両
端部を特定の折返し巾率で折り返して曲げ剛性を上げた
こととの相乗効果によりコーナリングパワーをスチール
コードを使用したベルト層のラジアルタイヤの水準以上
にし、操縦安定性を向上することができる。

【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】，

【図４】，

【図５】それぞれ本発明タイヤのベルト層の他の例を示
す模式断面図である。

【図６】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７】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８】折返し巾率（％）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４ｕ外側ベルト
層４ｄ内側ベルト層４ｕ’外側ベルト
層折り返し部６主溝ｗ折り返し巾Ｗ折り返し後の総巾ｄ溝の溝深さｔ溝下ゴム厚さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 9/18 B60C 9/26 B60C 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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
層を設け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、最深
の溝底から最外側のベルト層のコード表面までの溝下ゴ
ム厚さを０．５〜２．５ｍｍの範囲にし、前記ベルト層
を２層ともアラミド繊維コードから構成するか、又は１
層をアラミド繊維コードにして他の１層をスチールコー
ドから構成し、かつ前記ベルト層のうち１層の両端部を
トレッド中央側に折り返し、該折り返し部の折返し巾率
を８〜１００％にした乗用車用空気入りラジアルタイ
ヤ。