JP2721412B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 近年、高速道路網の完備や乗用車の技術革新により、
時速が240kmをこえる超高速での安定走行が可能にな
り、それに伴いこの超高速での走行に対しても十分な性
能を有する、例えばへん平比が0.6以下のへん平ラジア
ルタイヤが開発されている。

この発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ、なか
でも超高速走行に供される偏平ラジアルタイヤにおける
ベルト層の改良に関する。

（従来の技術） とくに超高速走行時のタイヤに求められる特性として
は、操縦安定性、乗心地及びウェット性能などの運動性
能が高いこと、またトレッドとベルトとのセパレーショ
ンやトレッドチャンクアウトなどに対する耐久性が高い
ことが肝要である。

これらの要求に対して、カーカスの外方に配したベル
ト層のさらに外側に、ナイロンコードなどの熱収縮性コ
ードをタイヤの周方向に巻回したベルト補助層を配置し
た構造のタイヤが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記タイヤのベルト層は、通常２層のスチールコード
層からなり、このスチールベルト層は特有のスティフネ
スを有しベルト剛性が高く、そのため路面の凹凸に対し
てトレッド踏面がしなやかに変形し、路面全域にわたっ
て均一な接地圧を路面に伝えることができない。そのた
め、現行のタイヤ構造では接地特性の改良には限界があ
り、運動特性、とくに接地特性に比例するグリップ特性
の向上を望むことはできない。

これに対して、スチールコードよりもスティフネスの
低い有機繊維コードをベルト層に用いると、トレッド踏
面の接地特性を向上することが可能である。しかしなが
ら、ベルト層に有機繊維コードを用いてトレッド踏面を
しなやかに変形させることは、超高速域で使用するタイ
ヤにおいて顕著である、以下の問題を助長するため、こ
の問題の解決が重要な課題となっていた。

すなわち、タイヤのトレッドは、排水性を考慮した、
比較的幅広のトレッド円周に沿ってストレート溝を複数
そなえ、トレッドの厚みはストレート溝で薄くストレー
ト溝間のブロック列では厚くなり、したがってストレー
ト溝とブロック列との質量差は大きいため、超高速走行
時に発生する遠心力によるタイヤ外方への突出量も大き
く異なることになる。すなわちストレート溝での突出量
はわずかであるが、ブロック列での突出量は大きく、と
くに各ブロックの中央を中心に突出量が大きくなるた
め、各ブロックの接地圧が不均等になって、超高速走行
における操縦安定性を損ない、また偏摩耗の発生をまね
く。

さらに超高速走行が連続すると、ブロック列での遠心
力による接地圧過大に起因した熱が発生し、この熱がト
レッドゴムの耐熱限界以上に達してブローアウトし、こ
のブロック列のゴムがはく離する、いわゆるチャンクア
ウトの発生に到ることもあり、この場合はタイヤの寿命
が極端に短くなる。

そこでこの発明は、運動特性に優れる上、超高速走行
での使用にも耐えうる十分な性能を有する、すなわち超
高速走行におけるトレッド面での突出量差が極めて小さ
い空気入りラジアルタイヤを提供しようとするものであ
る。

そこでこの発明は、接地特性の改良によって運動特性
の向上した空気入りラジアルタイヤを提供しようとする
ものである。

（課題を解決するための手段） この発明は、円筒状のクラウン部と、このクラウン部
の両端から径方向内側へ向かってそれぞれ延びるサイド
ウォール部とを、一方のサイドウォール部からクラウン
部を通り他方のサイドウォール部にわたって延びるラジ
アルカーカスで補強し、さらにクラウン部におけるカー
カスのタイヤ径方向外側に、ベルトおよびトレッドを順
次に配置し、このトレッドに、実質上トレッド円周に沿
って延びる複数の周溝間及び周溝とトレッド端との間に
陸部列を配した、へん平比が0.6以下の空気入りラジア
ルタイヤであって、 ベルトは、非伸長性の有機繊維コードをタイヤの赤道
面に対して浅い角度で配列したベルトの少なくとも２層
を互いに交差させて配置した主ベルト層と、熱収縮性コ
ードをタイヤの赤道面と実質上平行に配した補助ベルト
層とを有し、 該補助ベルト層は、トレッドの周溝に実質上対応した
溝下域で１層、かつトレッドの周溝間の陸部に実質上対
応した陸部下域及びトレッド端に隣接した陸部に実質上
対応した端部域で２層以上の積層配置とし、補助ベルト
層のタイヤ赤道面と直交する断面における単位幅当たり
のコード本数を、溝下域、陸部下域及び端部域の順に増
加してなることを特徴とする乗用車用空気入りラジアル
タイヤである。

さて第１図に、この発明に従うタイヤの構造を図解し
た。

図中１はカーカス、２はベルト、３はトレッドで、こ
のトレッド３を、トレッド円周に沿って延び実質的に互
いに平行で間隔を置いて配した、タイヤの赤道（トレッ
ドの幅中央における円周）を中心に左右で対をなす２組
の周溝3a,3bにて、トレッド中央に１列、その左右に片
側２列の陸部4a〜4cを区画してなる。また５は周溝より
も浅く幅の狭い補助溝、６はビードコアおよび７は硬質
のゴムからなるビードフィラーである。

カーカス１は、この例でビードコア５のまわりをタイ
ヤの内側から外側へ巻返した少なくとも１枚（通常１〜
２枚）のターンナッププライになり、プライはポリエス
テル、レーヨンおよびナイロンで代表される有機繊維コ
ードをタイヤの赤道面と実質的に直交する方向（ラジア
ル方向）に配列したものである。

ベルト２は、非伸長性の有機繊維コードをタイヤの赤
道面に対して10〜40゜好ましくは15〜35゜の角度で配列
したベルトの少なくとも２層を互いに交差させて配置し
てなる主ベルト層８と、この主ベルト層８の全幅にわた
り１本または複数本のゴムで被覆された熱収縮性コード
（例えばナイロンコード）をらせん状に巻回して実質上
タ４イヤの赤道面と平行に配した補助ベルト層９とから
なる。そしてこのベルト２上にトレッド３を配置する。

さらに補助ベルト層９は、タイヤ赤道面と直交する断
面における単位幅当たりのコード本数を、トレッド３の
周溝3a,3bに実質上対応した溝下域Ａ、トレッド３の周
溝3a間及び同3a,3b間の陸部4a,4bに実質上対応した陸部
下部Ｂ及びトレッド端Ｔ及び周溝3b間の陸部4cに実質上
対応した端部域Ｃの順に増加した構造とする。

また第２図に示すタイヤ構造は、トレッドの耐久性を
向上させるために、トレッドゴム層のタイヤ半径方向内
方のベルト層２上に、100％モジュラス及びレジリエン
スの高いベースゴム層10を配置してなり、第１図に示し
た例との差異はトレッドゴム層に関する構造のみであ
る。

この図示例はとくに主ベルト層にスチールコードでは
なくテキスタルコードを用いた場合に有利に適合するも
のである。即ち主ベルト層がテキスタイルコードの場合
は、タイヤの負荷転動時の動きがトレッド両側のショル
ダー部で大きくなる傾向にあるため、この区域にまでベ
ースゴム層を配置するとベースゴム層の境界、さらには
ベースゴム層内でゴムがちぎれる、いわゆるチャンクア
ウトが発生し易くなり不利である。そこでトレッドの中
央域に、発熱の抑制をはかり得る100％モジュラス及び
レジリエンスの高いベースゴム層を配置し、その他はベ
ースゴム層より100％モジュラス及びレジリエンスの低
い通常のゴム（第１図のトレッドゴム層と同材質；以下
キャップゴム層と示す）とすることが好ましい。

具体的にはベースゴム層10はトレッドショルダー部
（図示例においては端部域Ｃに相当）を除く補助ベルト
層９上に、タイヤの赤道を中心としてトレッド幅の65〜
80％にわたり厚さ１〜2mmで設けることが望ましい。

なおベースゴム層は100％モジュラスが20〜40kgf/cm²
及びレジリエンスが20％以上、キャップゴム層は100％
モジュラスが10〜30kgf/cm²及びレジリエンスが10％〜3
0％の範囲のゴムを用いるとよい。

（作 用） ベルトに有機繊維コードからなる主ベルト層を配置す
ることによって、コード自体のスティフネスを低下する
と、路面のアンジュレーションに対してタイヤ踏面が追
従し、踏面全域がしなやかに接地することから、路面と
の接地特性が向上し、よってグリップ特性、操縦安定特
性及びウェット特性が改良される。なお有機繊維コード
は、その弾性率が1500kgf/mm²未満であると耐摩耗性、
耐偏摩耗性及び運動特性が劣化するため、弾性率が1500
kgf/mm²以上、好ましくは1800kgf/mm²以上のものが好ま
しい。

ここで弾性率とは、コードの引張り試験においてスト
レイン−ストレスカーブを描かせ、このカーブ上の立上
り勾配から、100％ストレイン（伸び）時のストレス
（力）を計算し、その数値をコードの断面積で除した値
である。

上記構造によってトレッド踏面の接地特性は大きく改
善されるが、その反面、上記したように、トレッドの接
地圧が不均等になる不利、すなわち、超高速走行におけ
るタイヤには、中、低速に比べて極めて強い遠心力が作
用するため、トレッドが径方向外方に突出し、この突出
量がトレッドの陸部で大きく周溝で小さいことから接地
圧が不均等になる不利が助長される。

そこでこの発明では、補助ベルト層の単位幅当たりの
コード本数を、突出量差に応じて、つまり上記した溝下
域Ａに比べて陸部下域Ｂ及びＣで増加させることによっ
て、この突出量差を極力小さくしたものである。

さらに、陸部下域ＢとＣとの間では、陸部下域Ｂに比
べて端部域Ｃで増加させる。これは、磨耗後における高
速耐久性をも確保するためである。なぜなら、この種タ
イヤに特有の、上記した超高速走行時におけるトレッド
陸部の突出現象の他に、次に示す、一般的なタイヤ走行
に伴う現象を考慮する必要がある。

すなわち、これらのタイヤは一般にトレッド中央部が
早期に摩耗し中央部の重量がなくなり、ショルダー部の
みゴムが残る。摩耗後の高速耐久性は重量の関係から、
ショルダー部のせり上りが大きくなり、故障にいたるた
め、上記構造は有利である。

また、補助ベルト層は、４〜20本のコードにゴムを被
覆した５〜15mm幅のリボン状コードを、主ベルト層上に
主ベルト層の両側他側で単位幅当たりの周方向張力が最
大となるように、らせん状に巻回すことが好ましい。こ
れはらせん状に巻回すことによってコード端同士の接合
部をなくすとともに、ベルト層の両端側での周方向張力
を大きくすることによってこの区域のたがを強め、ベル
トエンドセパレーションの防止及び発熱の抑制に寄与さ
せるためである。なお単位幅当たりの周方向張力は、コ
ードの打込み本数（本/cm）とコード１本にかかる張力
との積とする。

さらに補助ベルト層の単位幅当たりのコード本数を溝
下域Ａ、Ｂ及びＣで異ならせるには、次に示す手段が有
利に適合する。

（１）溝下域Ａ、Ｂ及びＣの順にプライ数を増加する。
例えば図示例では溝下域Ａ、Ｂ及びＣのプライ数を１、
２及び３枚とし、コード本数を変えている。

（２）コードをらせん状に連続して巻回す際に、陸部下
域Ｂ及びＣのオーバーラップ量を変化することによっ
て、陸部下域Ｂ及びＣを実質的に積層構造とする。

なお、この発明に従う構造においては、結果として、
補助ベルト層の層数を溝下域Ａでのみ減少させることが
でき、すなわち図示例では１層にすることになる。する
と、加硫成形時に金型の突起が入り込むストレート溝下
での補助ベルト層が占める部分が減少するため、加硫成
形時の突起の押しつけによって補助ベルト層が占める部
分が減少するため、加硫成形時の突起の押しつけによっ
て補助ベルト層、ひいては主ベルト層に加わる凹み量も
減少する。この凹み量は、タイヤに内圧を充填したとき
に、接地圧の不均一化の核になるが、この発明に従う構
造によって凹み量は減少して接地圧は均一に保たれるた
め、偏磨耗を抑止する効果も期待できる。

（実施例） 第１図及び第２図に示した構造に従い、タイヤサイズ
255/40 ZR17の空気入りラジアルタイヤを、供試タイヤ
Ａ及びＢとして試作した。この試作タイヤの周溝は幅:1
0mm及び深さ:8mm、補助溝は幅:8mmおよび深さ:8mmとし
た。

また、1650 d/2のレーヨンコードからなるプライの２
層になるカーカスの外側には、芳香族ポリアミドのコー
ド（1500 d/2）をタイヤの赤道に対して20゜の角度で配
した２層からなる主ベルト層（弾性率:5000kgf/mm²、打
込み数:44本/cm）と、主ベルト層上にゴム被覆したリボ
ン状（幅5mm）のナイロンコード（1260 d/2）１本をら
せん状に巻回してなる補助ベルト層とを配置した。

とくに補助ベルト層は、まず主ベルト層の全幅にわた
り設けた１層上に、上記した陸部下域Ｂはさらに１層及
び上記した端部域Ｃはさらに２層を設け、溝下域Ａでは
１層、陸部下域Ｂでは都合２層及び端部域Ｃでは都合３
層となる構造とし、それぞれの区域での単位幅当たりの
コード本数を次の通りとした。

溝下域A:5本/5mm当たり 陸部下域B:10本/5mm当たり 端部域C:15本/5mm当たり 一方、第２図に従う供試ダイヤＢは、上記の構造にさ
らに、補助ベルト層上に配置するベースゴム層を追加し
たものである。ベースゴム層は、タイヤの赤道を中心と
してトレッド幅の78％にわたって設け、このベースゴム
層とキャップゴム層との100％モジュラス、レジリエン
ス及び配合は下記の通りである。

記 （１）ベースゴム層 100％モジュラス:29kgf/cm² レジリエンス:55.8％ （２）キャップゴム層（第１図のトレッドゴムも同様） 100％モジュラス:22kgf/cm² レジリエンス:16.5％ 同様に第１図及び第２図に示す構造で、従来のように
主ベルト層はスチールコードとし、補助ベルト層は主ベ
ルト層の全幅にわたる１又は２層の構造としたタイヤに
ついても同サイズでそれぞれ、比較タイヤＡ及びＢを試
作した。

これらの供試タイヤを、それぞれ接地性試験、トレッ
ド耐久性試験及び高速耐久性試験にて評価した結果を下
表に示す。

なお、試験は普通乗用車を用いて、タイヤ内圧2.5kg/
cm²でドライバーが１名搭乗状態で行い、その評価は比
較タイヤの各試験結果を100としたときの指数であらわ
した。

そして接地性試験は、タイヤ単体をドラム上で回転さ
せて各ブロックの接地圧分布を測定して評価し、 トレッド耐久性試験は、R40mのドライ路面を最高速度
（70km/h）で円旋回を行ないトレッドの耐久性を調べて
評価し、 高速耐久性試験は、内圧2.5kg/cm²のタイヤに500kgの
荷重を作用させながら、高速ドラム上で100kmで10分間
走行させた後、10分毎に10kmずつタイヤが破損するまで
速度を上昇し、破損速度にて評価した。

（発明の効果） この発明によれば、トレッド耐久性を犠牲にすること
なしに接地性を改良でき、よってグリップ特性に代表さ
れる運動特性を向上し得るため、超高速走行においても
性能の安定したタイヤを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従うタイヤの断面図、 第２図はこの発明に従う別のタイヤの断面図である。 Ｔ……トレッド端、１……カーカス ２……ベルト、３……トレッド 3a,3b……周溝、4a〜4c……陸部 ５……補助溝、６……ビードコア ７……ビードフィラー、８……主ベルト層 ９……補助ベルト層、10……ベースゴム層

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状のクラウン部と、このクラウン部の
   両端から径方向内側へ向かってそれぞれ延びるサイドウ
   ォール部とを、一方のサイドウォール部からクラウン部
   を通り他方のサイドウォール部にわたって延びるラジア
   ルカーカスで補強し、さらにクラウン部におけるカーカ
   スのタイヤ径方向外側に、ベルトおよびトレッドを順次
   に配置し、このトレッドに、実質上トレッド円周に沿っ
   て延びる複数の周溝間及び周溝とトレッド端との間に陸
   部列を配した、へん平比が0.6以下の空気入りラジアル
   タイヤであって、 ベルトは、非伸長性の有機繊維コードをタイヤの赤道面
   に対して浅い角度で配列したベルトの少なくとも２層を
   互いに交差させて配置した主ベルト層と、熱収縮性コー
   ドをタイヤの赤道面と実質上平行に配した補助ベルト層
   とを有し、 該補助ベルト層は、トレッドの周溝に実質上対応した溝
   下域で１層、かつトレッドの周溝間の陸部に実質上対応
   した陸部下域及びトレッド端に隣接した陸部に実質上対
   応した端部域で２層以上の積層配置とし、補助ベルト層
   のタイヤ赤道面と直交する断面における単位幅当たりの
   コード本数を、溝下域、陸部下域及び端部域の順に増加
   してなることを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタ
   イヤ。