JP2003039923A - タイヤ／車輪の質量非一様性を使用してステアリング性能安定性を向上させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗物のステアリング性能およびステアリング
性能安定性を向上させる方法を提供する。 【解決手段】 横力変動（例えば偶力不釣合い）を最小
限に抑えつつ、質量非一様性、寸法非一様性、および／
または剛性非一様性により、１つまたは２つ以上のタイ
ヤ／車輪組立体において、調節された量の半径方向力変
動および／または接線力変動を生じさせる。質量非一様
性の場合、好ましい方法は、調整された量の余分な質量
をタイヤ、特にトレッド領域に、例えば、重いスプライ
ス、余分な布地片、または余分な質量を有するタイヤ要
素のセクタに加える。余分な質量は、偶力不釣合いでは
なく、静不釣合いを生じさせるために、子午線方向に対
称であり、これによって残留静不釣合い（ＲＳＩ）をタ
イヤに与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗物、特に空気入
りタイヤを有する乗物のステアリング性能を向上させる
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】「ステアリング性能」（または単に「ス
テアリング」）は、乗物のステアリング（および／また
は「ハンドリング」）がステアリングホイールの動きに
応答しているように感じる乗物の運転者の感覚を指す。
ステアリング性能が高いほど、乗物のステアリングを制
御しているように感じる運転者の「感覚」が強くなる。
ステアリング性能は、運転者の側の「感覚」に関係して
いるので、乗物のステアリングの主として主観的な評価
である。ステアリング性能は、時間の経過に応じて変化
し、乗物のステアリングシステムの要素が磨耗、老朽
化、または損傷するために主として低下する恐れがあ
る。ステアリングシステムの部品には、ステアリングホ
イールと、タイヤおよび車輪と、ステアリングボック
ス、あらゆる補助動力部品、リンケージおよびジョイン
トのようなタイヤと車輪の間にあるあらゆる部品とが含
まれる。ステアリング性能は、例えば路面の状態、乗物
の速度、ステアリングホイールの設定、タイヤの空気圧
の小さい変化、タイヤ／車輪の一様性の変化（例えば、
釣合い）を含む動作条件に応じて変化することもある。

【０００３】ステアリング性能の低下を一般に、「ステ
アリング性能損失」（ＳＰ損失）または「ギブアップ」
と呼ぶ。ステアリング性能損失に強いステアリングシス
テムまたは部品は「安定」しており、「ステアリング性
能安定性」を有すると言える。同様に、乗物のステアリ
ングシステムにおけるＳＰ損失を遅延させるかまたは防
止するように思われる、部品の任意の変更は、ステアリ
ング性能安定性を向上させると言える。さらに、一般に
非常に良好で切れの良いステアリングを有する乗物の方
がＳＰ損失が顕著であることを述べておく必要がある。
最後に、ステアリング性能安定性を向上させるステアリ
ング要素の変更によって通常、ステアリング性能に対す
る運転者の認識も改善されることが指摘されている。こ
の逆は真にならない場合がある。即ち、ステアリング性
能を向上させる要素の変更は最初、安定しないことがあ
り、したがって、この場合、ステアリング性能は急速に
低下して正味ステアリング性能損失をもたらす。

【０００４】ステアリング性能損失は主として、空気入
りタイヤおよび補助動力ステアリング（パワーステアリ
ング）を有する乗用車における問題である。ただし、こ
の現象は、パワーステアリングを有さない乗用車でも見
られる。経験を積んだ運転者ならば乗物のほぼあらゆる
速度でステアリング性能を判定することができるが、ス
テアリング性能（したがって、性能の変化、例えばＳＰ
損失）は、乗物のある速度しきい値を超えたときに最も
顕著になる。ＳＰ損失は一般に経時的な変化であるが、
事実上瞬間的に生じることもある。

【０００５】ある種の乗物は比較的ＳＰ損失を受けやす
いようであり、（特にこのような乗物では）ステアリン
グ性能が、タイヤ構成の違い、または場合によっては同
じタイヤ構成のあるタイヤと別のタイヤとの違いの影響
を受けることが指摘されている。（一般的な業界用語の
「タイヤ構成」は、例えばタイヤ／カーカス形状、トレ
ッドパターン、プライの数および種類、使用される材料
および製造方法などを含む、タイヤの構造のすべての要
素を含む。）タイヤの一様性（例えば、釣合い）がタイ
ヤ毎に異なり、タイヤの釣合いが取れていない場合、ス
テアリングで感じられる振動が起こり、したがって、タ
イヤの一様性はほぼ普遍的に、タイヤおよび車輪を製造
している間およびタイヤ／車輪組立体を形成した後にタ
イヤ・車輪構造において調節されることが公知である。
タイヤ／車輪の一様性が向上すると、ステアリング性能
が改善され、場合によってはステアリング性能安定性の
改善にもつながると一般に仮定されている。上記で指摘
したように、これは常にそうなるわけでなく、したがっ
て、タイヤ構造の様々な変更のような、ＳＰ損失に対す
る他の解決策に関する多くの研究がなされている。

【０００６】タイヤ・乗物業界は一般に、タイヤの構成
／構造にはかかわらず、タイヤの最高の一様性を追及
し、さらに、乗物で使用される車輪上にタイヤが取り付
けられるときにはいつでもタイヤ／車輪組立体の最高の
一様性を追及する。これは、タイヤ製造業者がタイヤの
最適な一様性を追求し、車輪製造業者が車輪の最適な一
様性を追及し、次に乗物の運転者が、タイヤ／車輪組立
体を「釣合い」に関して試験し補正する多部品（ｍｕｌ
ｔｉ−ｐａｒｔ）最適化プロセスである。

【０００７】タイヤの一様性およびタイヤ／車輪の釣合
いはタイヤ業界で公知の問題である。次に、これらの問
題のある関連部分について簡単に説明する。 一様性およびバランス タイヤ製造業者は一般に、製造プロセス中の様々な点で
タイヤの品質検査を行う。タイヤの一様性は、当技術分
野で公知であり本明細書では詳しく説明しないタイヤ一
様性マシン（ＴＵＭ）で通常行われる重要な性能関連検
査である。タイヤ一様性マシンは一般に、一様であるこ
とが分かっている車輪、即ち「真走行（ｔｒｕｅ ｒｕ
ｎｎｉｎｇ）」車輪に取り付けられたタイヤを回転さ
せ、車輪軸（またはロードホイール）に対する力変動を
測定し、および／またはタイヤの外面位置の変動を測定
する。代表的な力変動測定値には、例えば静不釣合いや
ラジアル振れ（ｒａｄｉａｌ ｒｕｎｏｕｔ）を示す半
径方向力変動（ＲＦＶ）と、例えば偶力不釣合い（ｃｏ
ｕｐｌｅ ｉｍｂａｌａｎｃｅ）や、横振れ（ｌａｔｅ
ｒａｌ ｒｕｎｏｕｔ）や、タイヤのラジアル振れの歪
み（ｓｋｅｗｎｅｓｓ）を示す横力変動（ＬＦＶ）が含
まれる。タイヤ面測定値は、触れ条件およびコニシティ
（ｃｏｎｉｃｉｔｙ）を直接示す値である。一般にサン
プリングに基づいて専門実験室グレードの高速ＴＵＭで
測定される他の測定値として、接線力変動（ＴＦＶ）
や、タイヤと路面の間の接触面において、タイヤトレッ
ドに接すると共にタイヤの回転軸に垂直な方向で生じる
縦力（ｆｏｒｅ−ａｆｔ ｆｏｒｃｅ）変動がある。

【０００８】乗物およびそのタイヤに対する影響に関し
ては、あらゆる種類の力変動によって、力変動の規模に
応じた（ホイールサスペンションの質量／剛性／減衰条
件のような乗物の特性によって修正される）振動が起こ
る可能性がある。横力変動（および／または偶力不釣合
い）では、振動の回転軸が、垂直方向または水平方向に
延び、タイヤの外周面に平行であり、概ねタイヤ／車輪
の体積内に位置する、タイヤのよろめき運動（ｗｏｂｂ
ｌｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ）による振動が主として起こ
る。これに対して、半径方向と接線方向の力変動および
／または静不釣合いでは主として、垂直方向および縦方
向の移動による振動が起こる（いくらかの横方向の移動
が存在するが、このような移動は赤道面に対して対称的
に分配され、総タイヤ／車輪組立体質量のうちの小さい
割合しか占めない）。 静不釣合いおよび偶力不釣合い 一般的に言って、タイヤ／車輪組立体の「釣合い」が取
れていないとき、現代の慣習では、組立体の静不釣合い
と偶力不釣合いの両方を試験し、必要に応じて補正す
る。この釣合わせは一般に、専用機器を使用して行われ
る。偶力釣合わせの場合、機器は一般に、タイヤ／車輪
組立体を比較的高速に回転させ、タイヤは（ＴＵＭ試験
で使用されるロードホイールとは異なり）どんな表面に
も接触しない。

【０００９】静不釣合いは、回転システムの各可動部分
から生じる遠心力ベクトルの和が非零になるように、回
転するタイヤ／車輪組立体の質量が回転軸を中心として
非一様に分配されるときに、タイヤ・車輪組立体などの
回転システムで生じる。「静（ｓｔａｔｉｃ）」という
用語は、回転の釣合いに関連して使用されるとき、回転
の不釣合いを識別し、見つけ、修正するうえで回転運動
が必要とされないことを指す。即ち、静不釣合いを有す
る車輪では、回転軸を中心とするある静止角方向で、重
力のために回転軸を中心としてトルクベクトルが発生す
る。最適な釣合いを有するタイヤ／車輪システムでは、
回転軸を中心とするそのようなトルクベクトルが生じる
ことはない。もちろん、「完全な」静釣合いを有するこ
とのできる回転システムはないが、タイヤ／車輪組立体
および航空機のプロペラや、ガスタービンエンジンおよ
びスチームタービンエンジンの高回転速度部品のような
現実の回転システムで適切または最適な静釣合いを実現
できることを理解されたい。理想的な静釣合いを記述し
定義する１つの厳密な方法は、すべての（回転軸に直角
に作用する）遠心力ベクトルが零の和を有する場合に回
転システムが静釣合い状態にあるとすることである。

【００１０】静不釣合いとは異なり、偶力不釣合いは、
どんな場合でも、回転運動中にしか検出できず、したが
って動釣合わせ機を必要とする。即ち、タイヤ／車輪組
立体などの回転システムは、完全な静釣合いを有するよ
うに見えることがあるが、それにもかかわらず回転時に
は、偶力不釣合いのために、不釣合い力に関連する振動
が起こる。

【００１１】動釣合わせ機は、偶力不釣合いと静不釣合
いの両方を検出し補正するのに用いることができ、した
がって、「動的に釣合いが取れている」と特徴付けされ
たタイヤ／車輪組立体は一般に、静釣合いと偶力釣合い
の両方の釣合いが取れていると理解される。上記で静釣
合いに関して与えられた定義、即ち、すべての遠心力ベ
クトルが零の和を有するという定義は、動釣合いの対応
する定義を与えるように補うことができる。即ち、回転
システムの動釣合いは、すべての遠心力ベクトルの和が
零であり（静釣合い）、回転軸に直角な任意の軸を中心
とするこれらの遠心力ベクトルのモーメントの輪が零で
ある（偶力釣合い）ときに存在する。

【００１２】静釣合いを有するが、動不釣合いを有する
タイヤ／車輪組立体の一例は、タイヤの一方のサイドウ
ォールが非一様であり、したがって、サイドウォールの
ある角部分がサイドウォールの他の部分よりも軽いかま
たは重く、同時に、他方のサイドウォールが、全く同じ
質量分布特性を有しているが、各サイドウォールのそれ
ぞれの非一様性がタイヤ／車輪の回転軸から互いに離れ
る角方向に位置するような回転軸を中心とする向きにな
っているタイヤ／車輪組立体である。したがって、この
ようなタイヤ／車輪組立体において、遠心力ベクトルは
結果として非零モーメントを有し、回転軸とこれらの遠
心力ベクトルの方向との両方に直角な軸の周りでタイヤ
を回転させようとする。しかし、静釣合いに関しては、
このようなタイヤの遠心力ベクトルは、上記の例でそれ
ぞれのサイドウォールに関連する過度の質量の位置が互
いに離れる角方向に位置する場合に全体として零の和を
有することがある。例えば、２つの等しい過度の質量
「Ｍ」がそれぞれ各サイドウォール内の点に位置してい
る場合、静釣合いを伴う動不釣合い（即ち、純粋な偶不
釣合い）は、第１のサイドウォール内の質量Ｍが第２の
サイドウォール内の質量Ｍに対して１８０度の向きに位
置し、両質量Ｍが同じ半径上に位置する場合に生じる。
（上記で動不釣合いに関して与えられた不ぞろいのサイ
ドウォールの例では、一方のサイドウォールのみの釣合
いが取れていない場合、タイヤ／車輪組立体は静不釣合
いと偶力不釣合いの両方を有する。） 他の非一様性 静不釣合いおよび偶力質量不釣合いだけでなく、タイヤ
／車輪組立体の他の非一様性によって回転振動が起こる
場合もある。例えば、タイヤは、ある角部分内の可撓性
（剛性）がトレッドまたはサイドウォールの他の部分よ
りも高いかまたは低いトレッドまたはサイドウォールを
有することがある。このようなタイヤ／車輪組立体は、
「完全な」、即ち、可能な限り完全に近い偶力釣合いお
よび静釣合いを有する可能性があるが、乗物上で動作さ
せられたときに、トレッドまたはサイドウォールの、よ
り柔らかいかまたはより堅い部分が、タイヤ／車輪組立
体の、釣合いの取れていない部分と同等な（ある点では
類似しているが、いくらかより複雑な）振動を引き起こ
すように路面と相互作用する。

【００１３】例えば、トレッドの一部がトレッドの他の
部分よりも高いかまたは低い可撓性を有しており、タイ
ヤの、横方向寸法に沿った特性が、他の場合には一様で
ある場合、結果として得られる振動は、静不釣合いによ
って起こる振動と同等になることがある。あるいは、タ
イヤの剛性特性が側面ごとに、かつタイヤの外周面に沿
って一様でない場合、結果として得られる回転振動は偶
力不釣合いの影響に類似した振動になる。

【００１４】同様に、半径方向または横振れは、静不釣
合いまたは動不釣合いを有するタイヤ／車輪組立体の振
動と同等な振動を引き起こすように路面と相互作用す
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、添付
の特許請求の範囲の１つまたは２つ以上の請求項で定義
されているように、乗物のステアリング性能およびステ
アリング性能安定性を向上させる（ステアリング性能損
失の可能性を低減させる）方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、いくつ
かのフロントタイヤ／車輪組立体といくつかのリアタイ
ヤ／車輪組立体を含み、各タイヤ／車輪組立体が車輪に
取り付けられたタイヤを有する、複数のタイヤ／車輪組
立体を有する乗物におけるステアリング性能安定性を向
上させる方法は、前記タイヤ／車輪組立体好ましくは１
つまたは２つ以上のフロントタイヤ／車輪組立体から選
択された少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体に、調節
された量の質量非一様性を加えることを含む。

【００１７】本発明の第１の実施態様によれば、質量非
一様性は、少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体のタイ
ヤの少なくとも１つの部分、好ましくはタイヤの外周の
近くの部分に余分な質量を組み込むことによって加えら
れる。次に、すべての複数のタイヤ／車輪組立体の静釣
合いおよび動釣合いが取られる。余分な質量が、タイヤ
の赤道面に対して子午線方向に対称的に分配されること
によってタイヤ内に残留静不釣合い（ＳＲＩ）を形成
し、かつ余分な質量を有するタイヤが横力変動を最小限
に抑えるために必要に応じて修正されることが好まし
い。質量非一様性は、例えば、少なくとも１つの重いス
プライスを用いるか、少なくとも１つの余分な布地を用
いるか、または余分な質量を有するタイヤ構成要素の少
なくとも１つのセクタを利用することによって加えるこ
とができる。

【００１８】本発明の第２の実施態様によれば、質量非
一様性は、少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体上に少
なくとも１つの静不釣合い錘を設置することによって少
なくとも１つのタイヤ／車輪組立体に加えられる残留静
不釣合い（ＲＳＩ）であり、偶力不釣合いを含む横力変
動（ＬＦＶ）は、ＲＳＩが加えられるあらゆるタイヤ／
車輪組立体を含む少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体
において最小限に抑えられる。

【００１９】本発明の第２の実施態様による静不釣合い
錘を使用する技術は、第１に、少なくとも１つのタイヤ
／車輪組立体の静釣合いおよび動釣合いを取り、第２
に、該少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体上に少なく
とも１つの静不釣合い錘を設置して少なくとも１つのタ
イヤ／車輪組立体に残留静不釣合いを加えることを含
む。少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体の各タイヤ／
車輪組立体上に設置された少なくとも１つの静不釣合い
錘の合計質量はタイヤ／車輪組立体当たり２．５ｇから
４０ｇの間である。

【００２０】本発明によれば、いくつかのフロントタイ
ヤ／車輪組立体といくつかのリアタイヤ／車輪組立体を
含み、各タイヤ／車輪組立体が車輪に取り付けられたタ
イヤを有する、複数のタイヤ／車輪組立体を有する乗物
におけるステアリング性能安定性を向上させる方法は、
少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体に、調節された量
の半径方向力変動および／または接線力変動を加え、該
少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体における横力変動
を最小限に抑えることを含む。少なくとも１つのタイヤ
／車輪組立体は、１つまたは２つ以上のフロントタイヤ
／車輪組立体から選択されることが好ましい。

【００２１】本発明の方法の好ましい実施態様におい
て、調節された量の半径方向力変動および／または接線
力変動は、少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体のタイ
ヤに変更を施すことによって加えられる。さらに、すべ
ての複数のタイヤ／車輪組立体の静釣合いおよび動釣合
いを取ることが好ましい。さらに、タイヤに施される変
更には、タイヤの質量非一様性、寸法非一様性、および
剛性非一様性に対する変更の任意の組合せを含めてよ
い。

【００２２】本発明によれば、いくつかのフロントタイ
ヤ／車輪組立体といくつかのリアタイヤ／車輪組立体を
含み、各タイヤ／車輪組立体が車輪に取り付けられたタ
イヤを有する、複数のタイヤ／車輪組立体を有する乗物
におけるステアリング性能安定性を判定する方法は、乗
物の一連のステアリング性能試験を行い、少なくとも１
つのタイヤ／車輪組立体が選択され、その釣合い状態が
各ステアリング性能試験ごとに変更されるステップと、
すべての選択されたタイヤ／車輪組立体に対して同時に
同じ釣合い状態変更を施すステップと、ステアリング性
能に好ましい値、ステアリング性能に対して中立的な
値、およびステアリング性能に好ましくない値から選択
された漸次大きくなる所定の値を用いることによって少
なくとも１つのタイヤ／車輪組立体の釣合い状態を変更
するステップと、比較的安定したステアリング性能を有
する（複数のタイヤ／車輪組立体を含む）乗物は、ステ
アリング性能に対して比較的好ましくない所定の釣合い
状態値を有する少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体を
用いて試験したときに比較的優れたステアリング性能を
有する乗物であると判定するステップとを含むことを特
徴としている。本発明の方法は、偶力不釣合いを伴わな
い調節された残留静不釣合いを使用して、ステアリング
性能に好ましい釣合い状態値を得るステップと、偶力釣
合いを伴う静釣合いを使用して、ステアリング性能に対
して中立的な釣合い状態値を得るステップと、調節され
た偶力不釣合いを伴う静釣合いを使用して、ステアリン
グ性能に好ましくない釣合い状態値を得るステップとを
含むことをさらに特徴とすることが好ましい。さらに、
少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体が１つまたは２つ
以上のフロントタイヤ／車輪組立体から選択されること
が好ましい。任意に、ステアリング性能を試験しつつ乗
物の振動レベルが評価される。

【００２３】本発明の他の目的、特徴、および利点は以
下の説明を考慮すれば明らかになろう。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付の図面を
参照して説明する。各図は例示的なものであり、制限的
なものではない。本発明をこれらの好ましい実施形態に
関して概略的に説明するが、この説明が本発明の趣旨お
よび範囲をこれらの特定の実施形態に制限するためのも
のではないことを理解されたい。

【００２５】選択された図面におけるある要素は、図を
明確にするために、一定の比例に縮小して描かれてはい
ない。本明細書で提示される断面図は、「スライス」、
即ち「近視眼的な」断面図の形であり、真の断面図では
見えるある種の背景線が、図を明確にするために省略さ
れている。

【００２６】各図の要素には、類似の要素（同一の要素
を含む）が１枚の図面内で類似の番号によって参照され
るように番号を付けることができる。例えば、複数の要
素１９９をそれぞれ、個々に１９９ａ、１９９ｂ、１９
９ｃなどと呼んでよい。あるいは関連するが修正された
要素は、同じ番号を有してよいが、プライム符号によっ
て区別される。例えば、１０９、１０９’、および１０
９”は、ある点で類似または関連しているが、顕著な修
正を有する３つの異なる要素であり、例えば、タイヤ１
０９は静不釣合いを有するが、同じ構造の異なるタイヤ
１０９’は偶力不釣合いを有する。同じ図または互いに
異なる図内の互いに類似した要素間にこのような関係が
ある場合、必要に応じて特許請求の範囲および要約を含
め、明細書全体に亘って明らかになろう。

【００２７】本発明の現在の好ましい実施形態の構造、
動作、および利点は、以下の説明を添付の図面と共に検
討したときにさらに明らかになろう。 定義 本明細書で提示される説明全体に亘って以下の用語が使
用され、本明細書に記載された他の説明と矛盾するかま
たはそのような説明によって詳述されないかぎり、これ
らの用語には一般に以下の意味を与えなければならな
い。

【００２８】「軸方向」は、タイヤの回転軸に平行な方
向を指す。

【００２９】「釣合い」は、タイヤまたはタイヤ／車輪
組立体の周りの質量の分布を指す。

【００３０】「周方向」は、軸線方向に直角な、環状ト
レッドの表面の周囲に沿って延びている円形状のライン
または方向を指し、断面図で見たときに半径がトレッド
の軸線方向の湾曲を形成する数組の互いに隣接する円形
曲線の方向を指すこともある。

【００３１】「コニシティ」は、例えば円錐状のタイヤ
から生じる平均横力である。一般に、コニシティは、寸
法特性、剛性特性、または質量特性によって生じる非一
様性であり、タイヤの子午線方向の外郭に沿って非対称
的に分散し、それによって、回転方向とは無関係に一定
の横方向に横（即ち、ステアリング）力を生じさせる。
コニシティは、例えば、偏心させたタイヤ部品によって
生じさせることができる。

【００３２】「偶力不釣合い」は、回転軸に直角な軸の
周りでタイヤを回転させ、それによって一般に、タイヤ
／車輪組立体のよろめきを引き起こそうとする不釣合を
指す。

【００３３】「寸法非一様性」は、タイヤの寸法の非一
様性を指し、この非一様性はタイヤの休止時に測定する
ことができる。

【００３４】「動釣合わせ」は、タイヤ／車輪組立体を
回転中に釣り合わせる方法を指す。

【００３５】「動的非一様性」は、タイヤの回転時に生
じる非一様性を指す。

【００３６】「赤道面」は、タイヤの回転軸に直角であ
り、トレッドの中心を通過する平面、またはトレッドの
周方向の中心線を含む平面を指す。

【００３７】「フットプリント」は、標準荷重および標
準圧力下において平坦な表面（地面、道路）に接触する
タイヤトレッドの接触部分、即ち領域を指す。フットプ
リントは速度に応じて変化する可能性がある。

【００３８】「ホップ」は、路面とばね質量との間の車
輪の垂直振動運動を指す。

【００３９】「膨張」は、特定の荷重条件および速度条
件に必要なタイヤ常温空気圧を指す。

【００４０】「不釣合い」は、釣合いの取れていない状
態を指す。

【００４１】「横方向」は、軸線方向に平行な方向を指
し、通常、タイヤトレッドに横（軸線）方向に作用する
力を指す。

【００４２】「横力変動」は、タイヤの横（軸線方向）
力が円周に沿って一様でなく、そのため、走行中に横方
向の振動（例えば、よろめき）が起こることを指す動的
非一様性である。横力変動は通常、子午線方向の外郭と
タイヤの外円周面との両方に沿った非一様な寸法分布、
剛性分布、または質量分布によって生じる。

【００４３】「子午線」および「子午線方向の」は、タ
イヤ軸を含む平面に沿って切断されたタイヤの断面を指
す。

【００４４】「オフセット」は、リムの中心（フランジ
同士の中間位置）からリムの車輪取付け面までの横方向
距離を指す。

【００４５】「オンセンターフィール」は、顕著なステ
アリング応答が起こる前の、乗物のステアリングホイー
ル内の遊びの有無に関する主観的な感覚を指す。

【００４６】「オーバーステア」は、リアタイヤがフロ
ントタイヤよりも大きなスリップアングルを有し、した
がって、乗物が運転者が望むよりも小さい半径で回る状
態を指す。

【００４７】「パラレルホップ」は、一対の車輪が互い
に同相でホップする車輪ホップの形態を指す。

【００４８】「空気入りタイヤ」は、２つのビードと、
２枚のサイドウォールと、トレッドとを有しており、ゴ
ム、薬品、布地、およびスチールまたは他の材料で作ら
れ、通常圧力で空気で膨らまされる、概ねトロイダル状
（通常、開いたトーラス）の積層された機械的装置であ
る。

【００４９】「半径方向力変動」は、タイヤの半径方向
力がタイヤの外周面に沿って一様でなく、そのため、走
行中に垂直方向および縦方向の振動が起こることを指す
動的非一様性である。半径方向力変動は通常、タイヤの
外周面に沿った非一様な寸法分布、剛性分布、または質
量分布によって生じる。

【００５０】「ラジアル振れ」は、回転するタイヤの外
円周面のまわりの、タイヤ半径の変動を表す寸法動的非
一様性である。

【００５１】「残留静不釣合い」、すなわちＲＳＩは、
タイヤまたはタイヤ／車輪組立体に静不釣合いを意図的
に導入することを指す。ＲＳＩは、車輪軸に縦力および
／または鉛直力の変動を生じさせることによって、ステ
アリング性能に有益な影響を与えるのに十分な大きさ有
し、同時に、乗物の乗員に振動として認識されるのに十
分な大きさは有していない。

【００５２】「振れ」は、回転する物体の寸法指示器の
読取り値の変動を指す。振れは一般に、最大読取り値と
最小読取り値との差（ピークツーピーク）を指し、以下
のように使用される。

【００５３】ａ．車輪のラジアル振れ−回転軸に直角に
測定された、ホイールビードシートの半径の最大測定値
と最小測定値との差。値は各側面（フランジ）ごと に
異なることがある。

【００５４】ｂ．車輪の横振れ−リムフランジの内側の
垂直部分上の回転軸に平行な最大測定値と最小測定値と
の差。値は各側面（フランジ）ごとに異なることが あ
る。

【００５５】ｃ．タイヤのラジアル振れ−タイヤが真走
行車輪上に取り付けられている間の、トレッド面上およ
び回転軸に垂直な平面内の最大測定値と最小測定値 と
の差。振れ値は、トレッド面上の測定点の軸線方向位置
に依存することが ある。

【００５６】ｄ．タイヤの横振れ−タイヤが真走行車輪
上に取り付けられている間の、タイヤ面の所定の点（装
飾品を除く、各サイドウォールの最も幅の広い点） に
おける回転軸に平行な最大測定値と最小測定値との差。

【００５７】ｅ．ラジアル振れの歪み−この語は、車輪
またはタイヤに用いることができ、互いに位相が外れて
いるかまたは赤道面に対して非対称的な２つの側面
（ホイールフランジまたはタイヤショルダ）のラジアル
振れを指す。

【００５８】「シミー」（Ｓｈｉｍｍｙ）は、前輪の横
方向の急激な振動を指し、乗物のステアリング機構のキ
ングピンまたは他の部分が磨耗することと、タイヤが偶
力不釣合いを有することによって起こりうる。

【００５９】「サイドウォール」は、タイヤの、トレッ
ドとビードとの間の部分を指す。

【００６０】「スリップアングル」は、乗物の走行方向
と、前輪が向いている方向との間の角度を指す。

【００６１】「静不釣合い」は、タイヤ／車輪組立体
が、非常に摩擦の少ない水平方向の自由車軸上を回った
とき常に所定の回転位置で休止する（静止する）ような
状態を指す。

【００６２】「ステアリング安定性」（Ｓｔｅｅｒｉｎ
ｇ Ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）は、タイヤ／車輪／乗物シ
ステムが、不利な試験条件および／または可変試験条件
にかかわらず高いステアリング性能を維持する能力を指
す。「ステアリング安定性レベル（ＳＲＬ）」は、ステ
アリング安定性を記述し測定するのに用いられる概念で
ある。

【００６３】「ステアリング安定性レベル」すなわちＳ
ＲＬは、ステアリング性能に対するすべての正の寄与と
負の寄与（静不釣合い、偶力不釣合い、および他のすべ
ての関連因子）の組合せ（付加機能）を指す。例えば、
組み込まれた非一様性を含む、タイヤの特性に関連する
真性寄与と、乗物／道路／試験条件、試験条件の変動、
タイヤ製造むらなどに関連する外因性寄与とを含むよう
にＳＲＬに対する「真性」（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）寄与
と「外因性」（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ）寄与を区別するこ
とができる。

【００６４】「接線力変動」は、タイヤのビード領域の
回転に対するタイヤの外側の表面の非一様な回転を指
す。接線力変動により、タイヤと路面との間の接触面
に、タイヤビードの接続方向およびタイヤ回転軸に直角
な方向に、縦力変動、即ち「押し引き」力変動が生じ
る。

【００６５】「タイヤの釣合わせ」は、組立てユニット
としてのタイヤおよび車輪の静不釣合いおよび／または
偶力不釣合いを補償するようにタイヤ／車輪組立体の周
りに外部の錘を付加することを指す。

【００６６】「牽引」（Ｔｒａｃｔｉｏｎ）は、タイヤ
と、タイヤが移動している表面との間の摩擦力を指す。

【００６７】「ばたつき」（Ｔｒａｍｐ）は、一対の車
輪が逆位相にホップするホイールホップの形態を指す。

【００６８】「真走行車輪」（または「真車輪」）は、
いかなる形の振れも不釣合いも示さずに回転（「走
行」）する車輪をさす。

【００６９】「アンダーステア」は、フロントタイヤが
リアタイヤよりも大きなスリップアングルを有し、その
ため、乗物が、車輪が向けられている角度よりも大きな
角度で回ろうとする状態を指す。適切に回れるように乗
物を保持する必要がある。

【００７０】「一様性」は、タイヤまたは車輪が円滑に
振動なしで走行する能力の尺度を指す。通常、タイヤ一
様性マシンを用いて測定される。測定値には、例えば、
半径方向／横／接線力変動、ラジアル／横振れ、静／偶
力釣合いが含まれる。

【００７１】「車輪」は、通常空気入りタイヤを支持
し、乗物の車軸に取り付けられる、概ね円筒状で通常金
属製の円板状の機械的支持体を指す。車輪は、各々が、
取り付けられたタイヤの２つのビードのそれぞれをしっ
かりと受け入れるようになっている、軸線方向に間隔を
おいて配置されたフランジ（すなわち環状リップ）を有
する。

【００７２】「車輪の位置合わせ」（Ｗｈｅｅｌ Ａｌ
ｉｇｎｍｅｎｔ）は、車輪（およびタイヤ）を乗物のシ
ャシに対して適切な向きにすると共に車輪同士を適切な
向きにするように車輪の位置を調整することを指す。

【００７３】「車輪釣合い錘」は、釣合いの取れていな
いタイヤおよび／または車輪の状態を修正するために車
輪（多くの場合、車輪のフランジの外側部分）に取り付
けられる（固定または接着される）小さい錘を指す。

【００７４】「車輪ジオメトリ」（Ｗｈｅｅｌ Ｇｅｏ
ｍｅｔｒｙ）は、車輪組立体が周りで回転する軸を指
す。車輪の湾曲、ブッシングの磨耗、不適切な位置合わ
せなどの条件は車輪ジオメトリに悪影響を与える。

【００７５】「よろめきモーメント変動」（Ｗｏｂｂｌ
ｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）は、縦水
平軸（キャンバーモーメントまたは転倒モーメント）ま
たは鉛直軸（ステアモーメントまたはセルフアライニン
グモーメント）を中心としたモーメントの変動を指し、
横力変動として、非一様な寸法分布、剛性分布、または
質量分布により子午線方向の外郭とタイヤの外周面との
両方に沿って生じる。 序論 本発明者は、ステアリング性能に対するタイヤおよび車
輪の特性の影響を研究している間に、従来技術の仮定と
は異なり、タイヤ／車輪のある種類および大きさの変動
が、ステアリング性能およびステアリング性能安定性を
改善する効果を有し、したがって、上記の「従来の技
術」で説明したステアリング性能損失（ＳＰ損失）問題
を解決できることを発見した。したがって、本発明は、
この発見と、ステアリング性能安定性を向上させ、即
ち、ＳＰ損失を長期的に防止する方法に用いることに関
する。

【００７６】多くの乗物はステアリング性能の損失を受
ける傾向を有する。この傾向は、例えば乗物の構造およ
び状態と、道路の状態および駆動条件と、タイヤ／車輪
の特性とに依存する。ＳＰ損失は以下のように、即ち、
走行中のステアリング精度の変動およびオンセンターフ
ィール（ｏｎ ｃｅｎｔｅｒ ｆｅｅｌ）（それほど重
大でないケース）、走行中のステアリング精度の急激な
低下およびオンセンターフィール（最も明確に検出され
るケース）、試験開始時からのステアリング精度の不十
分な性能およびオンセンターフィールといった形で生じ
る。ＳＰ損失が生じると、乗物の応答の位相がステアリ
ングホイールからのトルクフィードバックの位相から外
れているように感じられる。本発明者の研究によれば、
ＳＰ損失は、タイヤの力特性およびモーメント特性の変
化に関係するものとは感じられず、乗物のステアリング
システムと、乗物を実際に操縦するタイヤおよび車輪に
運転者のステアリングホイールを連結するリンケージと
の内部で起こっているように感じられる。

【００７７】以下に詳しく説明するように、横力変動
（ＬＦＶ、例えば偶力不釣合い）によるタイヤ／車輪の
振動が一般に、ステアリング性能およびステアリング性
能安定性に悪影響を及ぼし、容易にＳＰ損失につなが
り、したがって無くならない場合には最小限に抑えなけ
ればならないことが分かっている。一方、例えば静不釣
合いによって起こったり、（トレッドゴム、その下に位
置するベルトおよびカーカス層を含む）トレッド領域に
集中し赤道面に対して対照的に位置する質量非一様性に
よって生じる半径方向力変動（ＲＦＶ）および／または
接線力変動（ＴＦＶ）による振動は、ステアリング性能
およびステアリング性能安定性に有益な影響を与えるこ
とがあり、このような有益な影響は、半径方向／接線力
変動が、乗物の運転者や乗員によって認識されないよう
に十分に小さく、かつタイヤの磨耗に及ぼす影響も無視
できるものであるときにも得ることができる。

【００７８】ある種の振動がＳＰ損失をどのように発生
させるかまたは防止するかを説明する様々な理論が提案
されている。さらに、ステアリング性能損失の原因は理
論上のものであり、様々である。最も重要な原因は、タ
イヤ／車輪組立体の静不釣合いと偶力不釣合いとの関係
の理論的な影響、より一般的には、ＲＦＶ／ＴＦＶとＬ
ＦＶとの関係の影響である。各種の不釣合い／非一様性
の一般的な特性は、ステアリング性能損失問題と少なく
とも表面上のありがちな関係を有する１つの特定の点で
互いに区別することができる。即ち、ＲＦＶ／ＴＦＶ
（例えば、純粋な静不釣合い）は、タイヤ／車輪組立体
の軸に多少とも直角な力を加えるようにタイヤの回転軸
に作用する振動を引き起こし、一方、ＬＦＶ（例えば、
偶力不釣合い）は、回転軸を、該軸がタイヤの赤道面と
交差する部分の近くに位置する該軸上の点を中心として
回転させようとする振動を引き起こす。乗物およびその
部品（ステアリングシステム、サスペンションシステ
ム、ブレーキシステムなど）の構造により、横方向のハ
ブ振動は、半径方向または縦方向の振動とは異なるよう
に伝搬し、かつ異なる影響を与えることが考えられる。
一方、関与する部品間の接合点における摩擦および粘着
／スリップ挙動に影響を与える振動が分かっている。例
えば、動摩擦は静摩擦よりも少ない。ステアリングシス
テムのような複雑なシステムにおける摩擦の変化は、全
体として、そのシステムの応答性およびその応答の主観
的な認識に論理的に影響を与える。

【００７９】回転するタイヤ／車輪組立体の接線力変
動、半径方向力変動、および横力変動には様々な原因が
あることが分かっている。最も明確な原因であり、研究
の試験において調節しながら変動させるのが最も簡単な
原因は、タイヤ／車輪組立体の不釣合いである。ホイー
ルリムに釣合い錘を付加することは、タイヤ／車輪組立
体の「釣合いを取り」、それにより、半径方向力変動お
よび横方向力変動の一部を、該変動を既存のタイヤ釣合
わせ機器によって非不可回転条件下で測定できる範囲で
打ち消す公知の方法である。（以下に詳しく論じるよう
に、この方法は一般に、タイヤの局部的な非一様性によ
って生じる力およびモーメントの急激なピークのよう
な、タイヤのすべての特性の影響を完全に補償すること
はできない。）したがって、まず、ステアリング性能安
定性を向上させる本発明の方法の基本となる考え方につ
いて、タイヤ／車輪の釣合いに関連する簡略化された考
え方を使用して説明する。 静不釣合いおよび偶力不釣合い 「完全に」釣合いの取れた理論上の回転システムにおい
て、回転軸に直角に作用する遠心力ベクトルは、零の和
を有する。このような完全な状態に（あらゆる努力を払
って）近づくことはできるが、通常、達成されない。

【００８０】図１（Ａ）には、この図において、回転シ
ャフト１２の回転軸１６から質量ｍの中心までの半径方
向距離ともみなされる長さｒを有するアーム１４の端部
に質量ｍが取り付けられた回転シャフト１２を有する回
転システム１０を示している。平面ＥＰは、質量ｍが、
半径ｒを有する円形軌跡を描いて回転する赤道面であ
る。（赤道面ＥＰは、この平面が存在することを示すこ
とのみのために円形の外側の境界を有するものとして示
されている。）点Ｐは、回転軸１６が赤道面ＥＰと交差
する点を表している。質量ｍは、ニュートンの運動の第
２法則により、大きさがｍとｒとシャフトの回転速度
（秒当たりラジアン単位）の二乗との積である、半径方
向外側を向いた遠心力ベクトルＦを生成する。このよう
な回転システムは自明の不釣合いを有する。

【００８１】図１（Ａ）を参照して、赤道面ＥＰがタイ
ヤ／車輪組立体の赤道面を表すと仮定すると、赤道面内
の質量ｍの位置により、図示のシステムの静不釣合いが
生じるが、偶力不釣合いは生じない。これに対して、質
量ｍが赤道面ＥＰの外側、即ち赤道面のいずれかの側に
位置する場合、静不釣合い型と偶力不釣合い型の両方の
不釣合いが生じる。このことは、図１（Ｂ）および図１
（Ｃ）を調べるとより明白になろう。

【００８２】図１（Ｂ）は、それぞれの長さｒ₁、ｒ₂を
有するアーム１５および１７の端部に２つの質量ｍ₁お
よびｍ₂を有する回転システム１０’を示している。２
つの質量ｍ₁およびｍ₂とそれぞれのアーム１５および１
７は、回転（スピン）軸１６を中心として半径方向の互
いに反対側で、かつ赤道面ＥＰ内に位置するように示さ
れている。シャフト１２の回転時に、それぞれの遠心力
ベクトルＦ₁およびＦ₂は互いに反対方向を向く。Ｆ₁と
Ｆ₂の大きさが等しい場合、図１（Ｂ）に示されている
回転システムは、完全に動釣合い（即ち、静釣合いと偶
力釣合いの両方）が取れている。たとえＦ₁とＦ₂が等し
くても、それぞれの質量ｍ₁およびｍ₂とそのそれぞれの
回転軸１６から距離ｒ₁およびｒ₂をそれぞれ互いに等し
くする必要がないことに留意されたい。さらに、２つの
質量ｍ₁およびｍ₂とそのそれぞれのアーム１５および１
７を赤道面ＥＰの外側に移動させる場合、２つの質量が
回転軸１６を中心として１８０⁰離れているかぎり、２
つの質量が同じ平面内に維持されていない場合でも、静
釣合いが維持されることに留意されたい。言い換えれ
ば、静釣合いは、回転軸に直角に作用するすべての遠心
力ベクトルが、ほぼ零の和を有するかぎり実現され、維
持される。

【００８３】図１（Ｃ）に示されている回転システム１
０”において、同じ２つの質量ｍ₁およびｍ₂は、図１
（Ｂ）と同様に互いに反対側に配設されているが、それ
ぞれ別々の平面内、例えば赤道面ＥＰの両側に配設され
るものとして示されている。この説明の残りの部分にお
ける偶力不釣合いに関する説明では、ｍ₁が軸１６を中
心として回転する平面の、赤道面ＥＰからの距離を、ｍ
₂が回転する平面の、赤道面ＥＰからの距離と等しくす
る必要がないことに留意されたい。しかし、この議論を
簡単にするために、それぞれの質量のそれぞれの回転面
から赤道面ＥＰまでの距離が等しいと仮定すると、有用
であろう。図１（Ｃ）に示されている回転システムは、
それぞれの遠心力Ｆ₁およびＦ₂の大きさが等しい場合
（この場合、システムは静釣合いを有する）でも偶力不
釣合いを有する。力Ｆ₁およびＦ₂が異なる大きさを有す
る場合、図１（Ｃ）に示されている回転システム１０”
は、静不釣合いと偶力不釣合いの両方を有する。

【００８４】引き続き図１（Ｃ）を参照すると、特に本
発明との関連が深い当業者には、それぞれの力Ｆ₁およ
びＦ₂がそれぞれ、点Ｐに対してねじりモーメントを生
成し、このねじりモーメントによって、軸が、以下に詳
しく説明する複雑なパターンで回転しようとすることが
認識されよう。

【００８５】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、２つの釣
合い錘が例えば、車輪の構造のために、赤道面から同じ
軸線方向距離および／または回転軸から同じ半径方向距
離に配置されることはなく、またはそのように２つの釣
合い錘を配置することができず、そのため非対称形状を
使用せざるを得ないタイヤ／車輪組立体釣合わせの例を
示している。このような場合でも、２つの釣合い錘が異
なる質量を有するならば、非対称形状が補償されるよう
に純粋な静不釣合いまたは純粋な偶力不釣合いを実現す
ることができる。図２（Ａ）は、回転軸１６を中心とし
て回転し、赤道面ＥＰを有する車輪１１の概略断面図で
ある。車輪１１（およびそれに取り付けられたタイヤ
（不図示））の場合、質量比ｍ₁／ｍ₂が、赤道面ＥＰか
らのそれぞれの軸線方向距離ｌ₁およびｌ₂の比ｌ₁／ｌ₂
にほぼ反比例し、回転軸１６からのそれぞれの半径方向
距離ｒ₁およびｒ₂の比ｒ₁／ｒ₂にもほぼ反比例するよう
に、それぞれの異なる質量を有する２つの釣合い錘ｍ₁
およびｍ₂を回転軸１６を中心としてほぼ同じ回転角度
に設置することによって、偶力不釣合いを伴わない純粋
な静不釣合いを実現することができる。このことは数式
ｍ₁／ｍ₂＝（ｌ₂／ｌ₁）＊（ｒ₂／ｒ₁）として表され
る。これらの条件を所与のものとすれば、結果として得
られるそれぞれの遠心力ベクトルＦ₁およびＦ₂は、回転
軸からのそれぞれの距離の比にほぼ反比例し（Ｆ₁／Ｆ₂
＝ｌ₂／ｌ₁）、したがって、回転軸に直角な任意の軸を
中心とする結果として得られるモーメント（例えば、Ｆ
₁＊ｌ₁−Ｆ₂＊ｌ₂）はほぼ零になる（偶力釣合い）。

【００８６】図２（Ｂ）は、回転軸１６を中心として回
転し、赤道面ＥＰを有する車輪１１’の概略断面図であ
る。図２（Ａ）の車輪１１とは異なり、車輪１１’
（およびそれに取り付けられたタイヤ（不図示））の場
合、質量比ｍ₃／ｍ₄が、回転軸１６からのそれぞれの半
径方向距離ｒ₃およびｒ₄の比ｒ₃／ｒ₄にほぼ反比例する
ように、それぞれの異なる質量を有する２つの釣合い錘
ｍ₃およびｍ₄を回転軸１６を中心として１８０⁰離して
設置することによって、静不釣合いを伴わない純粋な偶
力不釣合いを実現することができる。このことは数式ｍ
₃／ｍ₄＝ｒ₄／ｒ₃として表される。これらの条件を所与
のものとすれば、結果として得られるそれぞれの遠心力
ベクトルＦ₃およびＦ₄はほぼ等しく、かつ方向が反対で
あり、したがって完全な静釣合いが確保されるが、これ
らのベクトルの軸線方向オフセットｌ₃およびｌ₄のそれ
ぞれにより、回転軸１６に直角な軸を中心とする結果と
して得られる非零モーメント（例えば、Ｆ₃＊ｌ₃＋Ｆ₄
＊ｌ₄）（よろめきモーメント）が発生する。

【００８７】図３（Ａ）を参照すると、前述の図１
（Ａ）、図１（Ｂ）、および図１（Ｃ）と同様に、タイ
ヤ／車輪組立体の赤道面ＥＰ（図３（Ａ）および図３
（Ｂ）には示されていない）内に位置する点Ｐを通過す
る回転軸１６が示されている。軸１６は、完全に釣合い
の取れた回転システムの理想的な回転軸である。図３
（Ａ）は、回転軸１６に対する純粋な静不釣合い（質量
は不図示）の影響が示している。具体的には、純粋な静
不釣合いにより、点線１６ａで示されており、理想的な
回転軸１６を中心として円運動したとする軸１６の軌道
運動を引き起こそうとする力が発生する。軌道軸１６ａ
の円運動は矢印１８で示されている。図３（Ａ）は、そ
れぞれ図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示されている種類
の回転システム１０、１０’の回転軸１６に対する純粋
な静不釣合いの影響を理想化した図である。

【００８８】図３（Ｂ）を参照すると、前述の図１
（Ａ）、図１（Ｂ）、および図１（Ｃ）と同様に、タイ
ヤ／車輪組立体の赤道面ＥＰ（図３（Ａ）および図３
（Ｂ）には示されていない）内に位置する点Ｐを通過す
る理想的な回転軸１６が示されている。図３（Ｂ）は、
回転軸１６に対する純粋な偶力不釣合い（質量は不図
示）の影響を示している。具体的には、純粋な偶力不釣
合いにより、点線１６ｂで示されており、点Ｐを中心と
してよろめき運動しようとする傾向がある軸１６の章動
（よろめき）運動を引き起こそうと力が発生する。よろ
めき軸１６ｂの運動は、互いに反対の方向を向いた２つ
の矢印１９および２１で示されている。図３（Ｂ）は、
図１（Ｃ）に示されている種類の回転システム１０”の
回転軸１６に対する純粋な偶力不釣合いの影響を理想化
した図である。

【００８９】自動車用の空気入りタイヤに関しては、偶
力不釣合いと静不釣合いは、タイヤの回転軸１６を複雑
に移動させるようとする仕方で相互作用する。回転軸１
６が図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示されているように
影響を受ける傾向は、乗物の構造の関数である機械的制
約および慣性制約の影響を受けることもある。これらの
制約は、不釣合いが励起される頻度に応じて変動し（乗
物の速度に依存する）、システムの共振振動数でわずか
に弱くなる可能性がある。これらの制約は、この頻度に
応じて、垂直方向と縦方向で異なる場合がある。図３
（Ａ）に純粋な静不釣合いの場合に関して示されている
回転軸１６ａの運動が専ら、理想的な軸１６に直角な方
向で起こり、したがって軸線方向（横）成分を有さない
ことに留意されたい。 タイヤ／車輪組立体の関数としてステアリング性能 図４（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）、図６（Ｃ）、お
よび図７（Ａ）は、ステアリング性能損失（ＳＰ損失）
の現象に対するタイヤ／車輪の不釣合いの影響を示す試
験結果を示している。これらの試験は、タイヤ／車輪組
立体のホイールフランジに取り付けられた釣合い錘を使
用して行ったものであり、ステアリング性能損失を特に
受けやすいことが分かっている試験用の乗物にタイヤ／
車輪組立体を取り付けた。以下に詳しく説明する試験で
は、大部分のケース（図６（Ｃ）に示されている試験を
除くすべてのケース）で、試験用の乗物が、釣合いの取
れたタイヤ／車輪組立体に対して不十分な（「ＯＫでな
い」）ステアリング性能（零不釣合い質量）を示したこ
とが分かる。上述のように、これらの不釣合い試験の結
果は、タイヤおよび車輪の非一様性の影響を示すように
一般化することができる。上記で参照された図４
（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）、図６（Ｃ）、および
図７（Ａ）に示されているそれぞれの不釣合いの場合に
関連するステアリング性能損失の大きさは、乗物試験の
運転者によるステアリング性能の主観的な報告から得ら
れ、かつ該報告によって評価される。参照された図４
（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）、図６（Ｃ）、および
図７（Ａ）の各グラフにおける垂直軸上の番号３、５、
および７は、ステアリング性能の向上を表すステアリン
グ性能評価値である。一般に、６以上の評価は「ＯＫ」
（良好）であり、５以下は「ＮＯＫ」（不良）である。
図４（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）、図６（Ｃ）、お
よび図７（Ａ）の水平軸は、所望の大きさおよび種類）
の不釣合い（例えば、純粋な静不釣合いや純粋な偶力不
釣合い）を生じさせるために各フランジ上に付加された
釣合い錘の質量（グラム単位）を表す。試験錘を付加す
る前に、試験用の乗物上のすべてのタイヤ／車輪組立体
の静釣合いおよび動釣合いを取り、すでに存在する静不
釣合いおよび偶力不釣合いをできるかぎり無くした。真
走行車輪および優れた一様性を有するタイヤを使用し
た。静不釣合いが付加される試験に偶力不釣合いを付加
するのを避けるために、車輪の両方のフランジに試験錘
を付加した。例えば、試験結果の表に示されている５ｇ
の不釣合い質量は、それぞれが各ホイールフランジに
（即ち、タイヤ／車輪の赤道面の両側に）付加される２
つの５ｇ釣合い錘を意味する。純粋な静不釣合いを示す
図４（Ａ）、図５（Ａ）、および図６（Ａ）の場合、２
つの釣合い錘を各フランジ上に同じ回転角で付加した。
釣合いの取れているタイヤ／車輪組立体に静不釣合いを
課すとき、この不釣合いを残留静不釣合い（ＲＳＩ）と
呼ぶ。本発明では、ＲＳＩは一般に、ステアリング性能
に正の影響を与えるのに十分な残留静不釣合いを意味す
る。

【００９０】図４（Ｂ）を参照すると、試験用の乗物２
０は、タイヤ／車輪組立体に静不釣合いを生じさせるよ
うに配置された、フランジに取り付けられた１組の釣合
い錘２４（したがって、「静不釣合い錘」）によって車
輪に静不釣合いが課される単一の後部取付けタイヤ／車
輪組立体２２を備えている。（各車輪の位置に示されて
いる２つの円は、点で示されている不釣合い錘が取り付
けられた車輪のフランジに対応する。）図４（Ａ）は、
単一の後部取付けタイヤ／車輪組立体２２に静不釣合い
をもたらすのに用いられる質量の量（グラム単位）の関
数としての、運転者によるステアリング性能の主観的評
価を示している。簡単に言えば、図４（Ａ）は、調節さ
れた量（例えば、各フランジに５ｇよりも多い量）のＲ
ＳＩが組み込まれている単一の後部取付けタイヤ／車輪
組立体が所与の乗物のステアリング性能に有益な影響を
与えることを示している。一般に、タイヤ／車輪組立体
に組み込まれるＲＳＩが多いほど、ステアリング性能と
ステアリング性能安定性に対する影響が良好となる。し
かし、少なくとも特定の試験用乗物２０との関係におい
て、乗物の運転者または乗員によって認識できる乗物の
振動を発生させずに組み込める最大ＲＳＩとして、各フ
ランジに対するＲＳＩの上限２０ｇ（即ち、合計で４０
ｇ）を経験的に定めた。

【００９１】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、試験用乗
物２０ａ（図４（Ｂ）の２０に対応）上の単一のタイヤ
／車輪組立体２６に対して残留静不釣合い（ＲＳＩ）を
課すように配置された１組のフランジ取付け釣合い錘２
４ａ（図４（Ｂ）の２４に対応）を有する単一の前部取
付けタイヤ／車輪組立体２６を取り付けた結果として
の、ステアリング性能に対する影響が示されている。図
５（Ａ）に垂直軸で示されている、ステアリング性能に
対する、試験運転者の主観的な感覚は、単一の前部取付
けタイヤ／車輪組立体２６における、各フランジ上の５
ｇほどの小さいＲＳＩによって、ステアリング性能を著
しく改善できることを示している。図５（Ａ）と図４
（Ａ）を比較すると、ＲＳＩを組み込んだ４つのタイヤ
／車輪組立体の１つがリアタイヤ／車輪組立体２４では
なくフロントタイヤ／車輪組立体２６であるとき、ステ
アリング性能に対する有益な影響が一般により顕著であ
ったことが明らかである。

【００９２】図６（Ａ）および図６（Ｂ）には、試験用
乗物２０ｂのすべての４本の車輪２８にＲＳＩを付加し
た結果としての、ステアリング性能に対する影響を示し
ている。図６（Ａ）の垂直軸で示されている、ステアリ
ング性能に対する運転者の主観的な感覚は、すべての４
つのタイヤ／車輪組立体２８にＲＳＩを導入すると、前
の２回の試験（図５（Ａ）および図４（Ａ）参照）より
もずっと有益な影響が得られることを示している。

【００９３】図６（Ｃ）および図６（Ｄ）は、試験用乗
物２０ｃ上の単一の前部取付けタイヤ／車輪組立体２９
に対して純粋な偶力不釣合い（静不釣合い無し）を導入
した結果としての、ステアリング性能に対する影響を示
している。図４（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）、およ
び図７（Ａ）に示されている他の試験とは異なり、この
試験用乗物２０ｃが零不釣合いの高いステアリング性能
評価を示したことに留意されたい。図６（Ｄ）に示され
ているように、純粋な偶力不釣合いが確実に付加される
ように、偶力不釣合いを導入するために付加した釣合い
錘を、１８０⁰離れた互いに向かい合うフランジ上に取
り付けた。図６（Ｃ）は、試験用乗物２０ｃが、不釣合
いがほとんど無いかまたは全く無い優れたステアリング
性能を示したが、単一の前部取付けタイヤ／車輪組立体
２９の各フランジ上の質量が１０ｇ以上の場合に生じる
偶力不釣合いではステアリング性能が不十分になること
があることを示している。偶力不釣合いを付加したフラ
ンジ当たり４０ｇほどの大きい不釣合いを付加した場合
でも、ステアリング性能はＮＯＫ評価レベル（４．０）
から回復しなかった（フランジ当たり２０ｇを超える結
果は図６（Ｃ）には示されていない）。

【００９４】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、試験用乗
物２０ｄ上の単一の前部取付けタイヤ／車輪組立体３０
に対して不完全な静不釣合い（静成分中程度偶力成分と
を有する動釣合い）を導入した結果としての、ステアリ
ング性能に対する影響を示している。図７（Ａ）は、混
合された静不釣合いと偶力不釣合いとを有する単一の組
立体３０がステアリング性能に主として悪影響を及ぼす
ことを示している。フランジ当たり５ｇの混合された不
釣合いはステアリング性能を向上させるかもしれない
が、不釣合い質量をこれより多くしても無用であり、場
合によってはステアリング性能を低下させさえする。図
６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示されている試験のような
他の試験は、釣合いの取れたタイヤ／車輪組立体を有す
る優れたステアリング性能の乗物／タイヤ／車輪の組合
せは、十分な偶力不釣合いが付加されたときにステアリ
ング性能損失を生じることがあることを示している。

【００９５】要約すると、ステアリング性能およびステ
アリング性能安定性の向上は、偶力不釣合いを最小限に
抑え、同時に、乗物のタイヤ／車輪組立体に好ましくは
それらの全てに適切な量の残留静不釣合いを導入するこ
とによって最もうまく実現される。この考え方は非常に
様々な乗物、例えば油圧パワーステアリングまたは電気
パワーステアリングあるいは基本的な機械的ステアリン
グシステムを有する乗物、前輪駆動、後輪駆動、または
全輪駆動の乗物などにわたって有効に働くことに留意さ
れたい。さらに、ステアリング性能に対する影響が有益
な半径方向／接線方向力変動および有害な横力変動によ
って得られることが理論的に示されているので、この結
論は、横力変動を最小限に抑え、同時に、１つまたは２
つ以上のタイヤ／車輪組立体、好ましくはすべてのタイ
ヤ／車輪組立体に適切な量の半径方向力および／または
接線力変動を導入することによって、ステアリング性能
およびステアリング性能安定性の向上を最もうまく実現
できると解釈するように拡大することができる。 付加の原理およびステアリング安定性レベル（ＳＲＬ）
の概念 図６（Ａ）〜図６（Ａ）に示されているように、静不釣
合いはステアリング性能に正であるが非線形の影響を与
える。即ち、静不釣合いの１フランジ当たり５ｇを付加
すると、ステアリング性能は、すでに実現されている静
不釣合いのレベルに応じて大幅に向上するか、わずかに
向上するか、または全く向上しない。図６（Ｃ）に示さ
れているように、偶力不釣合いはステアリング性能に負
で非線形の影響を与える。即ち、偶力不釣合いの１フラ
ンジ当たり５ｇを付加すると、ステアリング性能は、す
でに実現されている偶力不釣合いのレベルに応じて大幅
に低下するか、わずかに低下するか、または全く低下し
ない。さらに、偶力不釣合いの影響を表す曲線が垂直方
向に鏡像を形成している場合、基本的に、静不釣合いの
影響を表す曲線に類似の曲線が得られることに留意され
たい。さらに、ステアリング性能に正または負の影響を
与える他の多数の要因が特定されており、これらの要因
もステアリング性能に非線形に影響を与えるようであ
る。あらゆる要因の影響は互いに加算または減算される
傾向がある（付加挙動）。ステアリング安定性レベル
（ＳＲＬ）は、任意の原因によるすべての有益な要因お
よび有害な要因（乗物／道路／運転条件、タイヤ／車輪
組立体の特性など）の付加的な組合せを表す。図７
（Ｃ）に、垂直軸上にステアリング性能評価を示し、水
平軸上にステアリング安定性レベルを示す代表的なＳＲ
Ｌ曲線６１および６２を示している。ＳＲＬ曲線６１お
よび６２は、ステアリング性能に対するＳＲＬの（正で
非線形の）影響を示している。有益な寄与が有害な寄与
よりもずっと強い場合、ＳＲＬは、乗物をＳＲＬ曲線６
１、６２の右側の高原部で動作させるのに十分な高いレ
ベルになり、高いステアリング性能評価が得られる（Ｏ
Ｋ以上のステアリング性能）。負の寄与が正の寄与より
もずっと強い場合、ＳＲＬは低レベルになり、乗物はＳ
ＲＬ曲線６１、６２の左側の部分で動作しようとし、ス
テアリング性能が低くなる（ＮＯＫ以下であり、ステア
リング性能損失が著しいことを示す）。正の寄与と負の
寄与が類似している中間の状況では、乗物は、ＳＲＬ曲
線６１、６２の中央部で動作し、試験中の調節されない
ＳＲＬ変動が小さいため、場合によっては大きなステア
リング性能変動と低いテスト再現性を示す。タイヤ製造
業者の立場から、ステアリング安定性レベルはタイヤ・
ベースのＳＲＬ（真性）と試験ベースのＳＲＬ（外因
性）に分割することができる。一例として、ＳＲＬ曲線
６１および６２は、様々なレベルの静不釣合いまたは偶
力不釣合い、あるいは他のあらゆる外因性ＳＲＬ変動を
使用した結果を示し、２つの異なるタイヤ構成（任意に
「Ａ」「Ｂ」と符号が付けられている）を有するように
製造された２本のタイヤを比較した曲線である。タイヤ
構成Ａを有するタイヤのＳＲＬ曲線６１は、タイヤ構成
Ａがタイヤ構成Ｂを有するタイヤ（ＳＲＬ曲線６２とし
て示されている）よりも高い真性ステアリング性能安定
性を有することを示している。というのは、タイヤ構成
ＡのＳＲＬ曲線６１が高いステアリング性能評価のとこ
ろに比較的広い高原部を有しており、このことは、この
構成が外因性ステアリング安定性レベルに関して、比較
的厳しい試験条件下において比較的高いステアリング性
能を維持できることを意味しているからである。同じ手
法を使用して、様々な乗物、様々な道路、様々な試験条
件などのステアリング性能安定性を比較することができ
る。 タイヤの不釣合いの関数としてのステアリング性能 ホイールフランジに錘を付加することによって不釣合い
を生じさせた上述の試験に加えて、ステアリング性能お
よびステアリング性能安定性に対するタイヤ質量の非一
様性の影響を判定する他の試験を行った。試験用乗物の
１本または２本以上のタイヤ上の様々な位置に接着した
様々なサイズの鉛錘によって、タイヤの非一様性をシミ
ュレートし調節した。これらの試験は、良好で安定した
ステアリング特性を示すことが分かっているタイヤ構成
を有するタイヤと組み合わされた、特にステアリング性
能損失を受けやすいことが分かっている試験用乗物上で
行った。これらの試験により、タイヤのサイドウォー
ル、ショルダ領域、またはビード領域については、ステ
アリング性能をかなり低下させるのに１．５ｇから３ｇ
の偶力不釣合いで十分であることが分かった。タイヤの
内側の、その外周面の中心線の近くに鉛錘を取り付けた
場合、ステアリング性能に負の影響は与えられない。さ
らに、サイドウォール、ショルダ領域、ビード領域のい
ずれかにおいてタイヤの両側に不釣合い錘を対称的に取
り付けた場合は、ステアリング性能に負の影響は与えら
れず、正の影響が与えられる。このことは、釣合い錘を
互いに向かい合うホイールフランジ上に対称的に取り付
けることによる静不釣合いを付加することに関して上記
で詳しく説明した試験結果と一致する。ただし、タイヤ
質量の非一様性によって起こる振動は、車輪質量の非一
様性によって起こる振動よりもいくらか複雑である。タ
イヤ上に赤道面に対して非対称的に錘を付加した場合
（例えば、各ショルダまたはサイドウォールごとに１つ
の鉛錘を接着し、これらの鉛錘をそれぞれの異なる回転
角位置に配置したり、１つのショルダまたはサイドウォ
ールにのみ１つの鉛錘を接着した）、乗物のステアリン
グ性能が悪影響を受け、ステアリング性能損失が起こっ
た。このことは、上記で偶力不釣合いの付加に関して詳
しく説明した試験結果と一致する。ただし、タイヤ質量
の非一様性によって起こる振動は、車輪質量の非一様性
によって起こる振動よりもいくらか複雑である。

【００９６】赤道面を中心として対称であることの重要
性は、質量の等しい２つ、３つ、または４つの釣合い錘
を、良好なステアリング性能を有することが分かってい
るタイヤの各サイドウォールに、すべての錘を同じ半径
方向位置に、かつ各サイドウォール上の回転軸を中心と
して等間隔回転角位置に取り付ける実験によってさらに
明らかになった。両のサイドウォール上の同じ回転角位
置に錘を有する（同相）タイヤ構成と、各サイドウォー
ル上のそれぞれの異なる（位相外れ）回転角位置に錘を
有する（サイドウォール当たり２つ、３つ、または４つ
の釣合い錘を有する構成に対してそれぞれ、９０⁰、６
０⁰、または４５⁰の位相差）タイヤ構成とでステアリン
グ性能を比較した。赤道面を中心とする同相の、即ち対
称的な錘分布では、良好な低下しないステアリング性能
評価が得られ、非対称（位相外れ）構成の方がステアリ
ング性能性能評価が低かった。図７（Ｄ）および図７
（Ｅ）はそれぞれ、タイヤの各ショルダ上に２つの釣合
い錘を接着した場合の対称構成および非対称構成を示し
ている。（後者を二次タイヤ質量非一様性を呼ぶことが
ある。） 図７（Ｄ）を参照すると、２つのショルダ６６、即ち左
ショルダ６６ａと右ショルダ６６ｂとを有するタイヤ６
５が概略的に示されている。例示のために、タイヤ６５
はそれ自体で完全に一様であると仮定する。左ショルダ
６６ａ上に、１８０⁰離れて２つの釣合い錘６８ａおよ
び６８ｃが取り付けられている。右ショルダ６６ｂ上に
は、やはり１８０⁰離れて２つの釣合い錘６８ｂおよび
６８ｄが取り付けられている。例えば、すべての釣合い
錘６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ）の質量が等
しい場合、図示のように位置する釣合い錘６８によって
静不釣合いが生じることはないことが分かる。釣合い錘
６８ｂ、６８ｄは、右ショルダ６６ｂ上に、左ショルダ
６６ａ上の釣合い錘６８ａ、６８ｃと同相になるよう
に、即ち同じ回転角に位置しているので、釣合い錘６８
ａと６８ｂの質量が等しく、また釣合い錘６８ｃと６８
ｄの質量が等しいかぎり偶力不釣合いは生じない（即
ち、タイヤ６５の赤道面を中心とした対称的な錘分布が
得られる）。さらに、釣合い錘６８ａおよび６８ｂの質
量が等しく、また釣合い錘６８ｃと６８ｄの質量が等し
いが、釣合い錘６８ａと６８ｂの（等しい）質量が釣合
い錘６８ｃと６８ｄの（等しい）質量と適切に異なる場
合、偶力不釣合いを伴わない静不釣合いがタイヤ６５に
導入されるであろう。タイヤ６５は、（静不釣合いを伴
い、あるいは伴わない）対称二次質量非一様性を有する
と言うことができ、このような高次対称錘分布は、タイ
ヤ６５が回転するとき、特に支持面（例えば、道路）上
で負荷をかけられて回転するときに接線力および／また
は半径方向力変動を生じさせることによって、ステアリ
ング安定性レベル（ＳＲＬ）に有益な影響を与える。

【００９７】図７（Ｅ）を参照すると、２つのショルダ
６６’、即ち左ショルダ６６ａ’と右ショルダ６６ｂ’
とを有するタイヤ６５’が概略的に示されている。説明
のために、タイヤ６５’はそれ自体で完全に一様である
と仮定する。左ショルダ６６ａ’上に、１８０⁰離れて
２つの釣合い錘６８ａ’および６８ｃ’が取り付けられ
ている。右ショルダ６６ｂ’上には、やはり１８０⁰離
れて２つの釣合い錘６８ｂ’および６８ｄ’が取り付け
られている。例えば、すべての釣合い錘６８’（６８
ａ’、６８ｂ’、６８ｃ’、６８ｄ’）の質量が等しい
場合、図示のように位置する釣合い錘６８’によって静
不釣合いが生じることはないことが分かる。釣合い錘６
８ｂ’、６８ｄ’は、右ショルダ６６ｂ’上に、左ショ
ルダ６６ａ’上の釣合い錘６８ａ’、６８ｃ’と位相が
外れるように（非対称的に）、即ち同じ回転角には位置
していないのが、少なくともすべての質量が等しい場
合、偶力不釣合いは生じない。タイヤ６５は、（偶力不
釣合いを伴い、あるいは伴わない）非対称二次質量非一
様性を有すると言うことができ、このような高次非対称
錘分布は、タイヤ６５’が支持面上で負荷をかけられて
回転するときに横力変動（例えば、車輪軸におけるよろ
めき運動の変動）を生じさせることによって、ＳＲＬに
悪影響を与える。 タイヤおよび車輪の非一様性 タイヤ・車輪構成の様々な非一様性を、ステアリング性
能安定性を向上させる本特許の方法を実施するのに用い
ることができる。有益な非一様性、即ち半径方向力およ
び／または接線力変動を生じさせるが横力変動は生じさ
せないことのない非一様性は、３つの一般的な範疇、す
なわち質量非一様性、寸法非一様性、および剛性非一様
性に分類される。有害な非一様性、即ち横力変動を生じ
させる非一様性も同じ３つの一般的な範疇に分類され
る。

【００９８】質量非一様性は、例えば静不釣合い（有
益）および偶力不釣合い（有害）を含み、タイヤおよび
／または車輪で生じることがある。有益な質量非一様性
をタイヤまたは車輪に組み込むことができ、タイヤおよ
び／または車輪における有害な質量非一様性および有益
な質量非一様性のランダムな発生を、例えばタイヤ一様
性マシンやタイヤ／車輪釣合わせ機器を使用して、経験
的に決定された限界内で制御することができ、および／
または適切な余分な質量を故意にタイヤまたは車輪に付
加することができる。

【００９９】寸法非一様性は例えば、ラジアル振れ（有
益）と、横振れ、トレッドスネーキング（トレッドの横
方向の歪み）、タイヤの歪み（ショルダが逆相である非
対称的なラジアル振れ）、車輪の歪み、非一様な（先細
状の）車輪オフセットのような有害な非一様性とを含
む。寸法非一様性は、タイヤおよび／または車輪の設計
および製造時に故意に導入および／または調節してよ
い。

【０１００】剛性非一様性は例えば、タイヤの周りの回
転角に応じて変動する、タイヤトレッド、ベルト、およ
び／またはサイドウォールの剛性を含む。剛性非一様性
は、それがタイヤのあらゆる子午線方向部分に沿って対
称的であるかぎり、例えば所定の子午線方向部分の両方
のサイドウォールの剛性が等しいかぎり、有益である場
合がある。剛性非一様性は、タイヤおよび／または車輪
の設計および製造時に故意に導入および／または調節し
てよい。

【０１０１】質量非一様性、寸法非一様性、および剛性
非一様性の影響が基本的に付加的なものであるので、必
要なステアリング性能およびステアリング安定性レベル
を実現するために複数の方法を同時に用いることが望ま
しい。これによって、比較的小さい個々の非一様性を使
用して、許容乗物振動レベルを超えずにあるステアリン
グ性能を実現することができる。

【０１０２】本発明の主要な考え方は、調節された大き
さの寸法非一様性をタイヤに導入し、それによって、タ
イヤが乗物上で動作させられたときにタイヤによって生
じる縦力および鉛直力の変動を引き起こすことである。
この影響は、最初に論じた質量非一様性の影響に類似し
ている。 質量非一様性 上述の試験では、釣合い錘を車輪に付加することによっ
て質量非一様性を導入した。実際には、これは所望のＲ
ＳＩを導入するうえで信頼性のない方法であろう。なぜ
ならば、この場合、製造業者が乗物の性能を調節できな
くなり、その代り乗物の適切な性能を得るのに必要なＲ
ＳＩの導入が乗物の運転者（および乗物の運転者により
代理として選任された機械工）に任されるからである。
さらに、故意に不釣合いを導入することは常識に反して
おり、したがって抵抗させる可能性がある。したがっ
て、タイヤの構成や製造プロセスの制御などによって、
有益な質量非一様性（例えば、ＲＳＩ）をタイヤに導入
することは有利である。タイヤ解決策の他の利点は以下
の説明で明白になろう。

【０１０３】「Fore-Aft Forces in Tire-Wheel Assemb
lies Generated by Unbalances andthe Influence of B
alancing （タイヤ−車輪組立体の非平衡によって生じ
る縦力と平行の影響）」（ＴＳＴＣＳ、第１９巻、第３
号、１９９１年７月〜９月、１４２ページ〜１６２ペー
ジ）と題する、Ｓｔｕｔｔｓ等によるTire Scienceand
Technologyの論文では、「ドラム試験［例えばＴＵＭで
のタイヤ／車輪組立体の道路−車輪試験］において、あ
る速度を超えると、水平力変動、即ちいわゆる縦力が垂
直方向の力変動よりも大きくなった」と述べられてい
る。この論文は、次にこの現象を説明する理論を仮定し
証明している。特に、この論文は、タイヤのトレッド部
内または該トレッド部の近くの釣合いの取れていない質
量によってこの結果が生じることを示し、タイヤ／車輪
組立体をホイールリム（フランジ）のところで釣り合わ
せる場合でもこの影響がある程度まで残ることをさらに
示している。この影響の説明については、図８（Ａ）お
よび図８（Ｂ）を参照されたい。上述のように、回転す
る質量による遠心力は、質量と、質量のある場所の半径
とに比例する。タイヤは一般に、車輪７３に取り付けら
れたタイヤ７０が回転軸７１を中心として回転する、図
８（Ａ）のように、自由に回転するときに釣り合わされ
る。タイヤ７０は、質量Ｍ_tを有し、タイヤ７０の外周
面の近く（例えば、トレッド内）で、軸７１から半径Ｒ
_tのところに位置する余分な質量７４を有する質量非一
様性を有している。余分な質量７４を釣り合わせるため
に、質量Ｍ_wを有する釣合い錘７２が、一定の半径Ｒ_wに
ある車輪７３のリム、即ちフランジに取り付けられてい
る。説明を簡単にするために、２つの寸法のみを図示し
論じる。偶力不釣合い（横力変動）を無くすには、質量
Ｍ_tおよびＭ_wをタイヤ／車輪組立体の赤道面に対して横
方向に適切に分配する必要があることを理解されたい。
タイヤ質量Ｍ_tの場合、質量非一様性Ｍ_tがタイヤ／車輪
組立体の赤道面に対して横方向に対称的に分配される子
午線方向対称条件を厳密に満たす必要がある。車輪に取
り付けられた質量Ｍ_wの場合、偶力不釣合いが生じない
ならば、質量を赤道面に対して対称的に分配する必要は
ない。例えば、釣合い錘を赤道面に対して対称的に取り
付けることのできない車輪の場合、質量Ｍ_wは、上記で
図１（Ｄ）を参照して説明したように、零偶力不釣合い
を維持しつつ対称形状の欠如が補償され、即ちｍ₁／ｍ₂
＝（ｌ₂／ｌ₁）＊（ｒ₂／ｒ₁）であるように取り付けら
れた、等しくない質量ｍ₁、ｍ₂（ｍ₁＋ｍ₂＝Ｍ_w）を有
する１組の２つの釣合い錘として理解することができ
る。釣合い錘Ｍ_wの質量は、式Ｍ_tＲ_t＝Ｍ_wＲ_wに従って
選択され、それによって遠心力が釣り合わされ正味遠心
力が零になる（釣合い錘７２が余分な質量７４から１８
０⁰の方向に位置すると仮定する）。次に、図８（Ｂ）
を参照すると、釣合いの取れたタイヤ７０が路面７６と
接触しながら回転しているとき、余分な質量７４が位置
するトレッド部が道路７６に接触すると必ず、余分な質
量７４の半径がＲ_tからＲ_t’に小さくなる。これが起こ
ると必ず、余分な質量７４による慣性力（例えば、遠心
力）が一時的に打ち消され、リム上の釣合い錘７２が、
その遠心力Ｍ_wＲ_wが依然として存在するために不釣合い
になる。したがって、余分なタイヤ質量が主としてタイ
ヤのトレッド領域に位置しているならば、タイヤの釣合
いが取れているかどうかにかかわらず、回転するタイヤ
７０に周期的な力変動が生じる。

【０１０４】他の分析によって、タイヤ上の局部的な質
量非一様性（余分な質量）が、やはりホイールフランジ
上に釣合い錘を付加しても補償できない、ある他の特定
の影響を与えることが分かっている。質量は、質量が非
線形軌跡に従うとき、および／または速度が一定でない
（即ち、加速／減速を受ける）場合に慣性力を生じる。
乗物の回転するタイヤ内の質量の場合、このような慣性
力を測定または計算する正しい方法は、タイヤ／車輪が
移動している水準面（例えば、平滑で水平な道路）に取
り付けられた座標系（基準フレーム）に対して測定また
は計算を行うことである。このような座標系は、地球の
運動を無視した場合、慣性座標系とみなすことができ
る。しかし、道路に固定された観察者に対してではな
く、タイヤ／車輪組立体の中心にある回転軸に取り付け
られ、該軸と共に回転する観察者に対する「回転車輪」
基準フレーム内の慣性力を考慮すると好都合である。回
転車輪基準フレームにおいて、遠心力は、単に、回転す
る車輪に対して非常に簡単に測定または予想できるが、
質量非一様性が回転軸を中心とする平面円形（一定の半
径）軌跡に従い（車輪釣合い錘の場合に実質的にあては
まる）、また速度を一定に維持する必要がある場合にの
み真の慣性力を反映するので非常に好都合である。例え
ば、錘をタイヤのトレッド領域またはサイドウォール領
域に取り付けた場合のような回転軸を中心とする非円形
軌跡の場合、遠心力の計算は負荷／回転状態の間、真の
慣性力を計算するのには不十分であり、計算に補正項
（例えば、角加速度、コリオリ加速度、相対的な半径方
向加速度および横方向加速度の項）を付加する必要が生
じる。簡単に言えば、質量非一様性の軌跡に沿った速度
または曲率の変化によって（カーブしたおよび／または
坂の多い道路を走行する乗物の乗員が感じる影響に類似
した）慣性力が生じる。

【０１０５】図９（Ａ）および図９（Ｂ）（図８
（Ａ）、図８（Ｂ）、図１０（Ａ）、および図１０
（Ｂ）参照）は、乗物（不図示）に取り付けられた車輪
７３上に取り付けられた完全に一様なタイヤ７０の赤道
面においてトレッド面の近くに取り付けられた例示的な
６ｇ質量７４によってタイヤ７０の周囲上に生じる予想
される力およびモーメントを示すグラフで、タイヤ／車
輪組立体７０／７３は、タイヤ質量非一様性７４の軌跡
が時間の経過にかかわらず一定であるという簡単に仮定
して、負荷を受けて水平な路面７６上で１２０ｋｍ／ｈ
で回転している。「周囲」は、車輪７３、回転軸７１、
タイヤ７０、および道路７６を含むことを意味する。タ
イヤ／車輪組立体７０／７３の質量非一様性によって生
じる力が車輪軸７１および道路７６にどのように伝達さ
れ分布するかは、車輪７３上に取り付けられたタイヤ７
０の動特性と、タイヤ／車輪組立体７０／７３が取り付
けられた乗物のサスペンションの動特性に依存する。し
かし、車輪軸７１で何が起こるかを定量的に示すために
図９（Ａ）および図９（Ｂ）のグラフに示されている予
想を用いる。理想的な「完全に一様なタイヤ７０」は、
（例えば、車輪７３のフランジに釣合い錘７２としての
適切な質量Ｍ_wを付加することによって）タイヤ７０に
余分な質量７４が付加された後、完全に釣合いが取れ、
静不釣合いも偶力不釣合いも生じないと仮定する。図９
（Ａ）および図９（Ｂ）において、力およびモーメント
は、タイヤ７０の外周面に沿って余分な質量７４の（時
間に関連する）位置に対して垂直方向に示されており、
外周方向の位置は回転度で示されている（零度がフット
プリント領域の中心に位置する）。図９（Ａ）は、鉛直
力（曲線７７）および縦力（曲線７８）を示している。
タイヤ／車輪組立体７０／７３の釣合いがうまく取れて
いるので、フットプリント領域から遠ざかる余分な質量
７４の軌跡の大部分について、鉛直力および縦力がほぼ
零であることが分かる。フットプリント領域に接近する
とき、該領域を通過するとき、および該領域を離れると
きに、鉛直力曲線７７はそれぞれ大きい／小さい／大き
い値（ピーク）を示す。これは、余分な質量７４の軌跡
が連続的に大きい／小さい／大きい曲率を示すからであ
る（例えば、フットプリント領域において曲率は基本的
に零になる）。中央のフットプリント領域における負の
鉛直力値は、上記で図８（Ａ）および図８（Ｂ）を参照
して説明した一時的な不釣合いを表している。鉛直力ピ
ークの方向は図１０（Ａ）で矢印７５ａで示されてお
り、正の鉛直力は下向きである（回転軸７１から離れる
方向）。

【０１０６】図９（Ａ）の縦力曲線７８は、余分な質量
７４が（負の回転角で）フットプリント領域に入るとき
の負の力ピークを示し、余分な質量７４がフットプリン
ト領域から離れるときの正の力ピークを示している。負
および正の縦力ピークはそれぞれ、通常それぞれフット
プリント領域に入るときとフットプリント領域から離れ
るときにタイヤトレッドに起こる余分な質量７４（およ
び該質量７４が取り付けられたタイヤトレッド部）の減
速および加速によるものである。減速方向および加速方
向は図１０（Ｂ）で矢印７５ｂで示されており、「周
囲」（車輪７３、回転軸７１、および道路７６）に作用
する、余分な質量７４による力は、図１０（Ｂ）で矢印
７５ｆで示されており、正の縦力は、乗物の、矢印７５
ｅで示されている運動方向に対応する方向を有する。図
９（Ｂ）は、曲線７８で示されている縦力と共に変動す
る回転軸７３を中心としたモーメントを示している（曲
線７９）。モーメント曲線７９は、余分な質量がフット
プリント領域に入るときに負のピークを有し、フットプ
リント領域から離れるときに正のピークを有することが
分かる。モーメント方向は、図１０（Ｂ）で矢印７５ｃ
で示されており、正のモーメント方向は、タイヤの、矢
印７５ｄで示されている回転方向と同じである。 有益な質量非一様性をタイヤ／車輪組立体に組み込む方
法 本発明の考え方は、本発明者は調節された量の縦力変動
および半径方向力変動を生じさせることを望み、またタ
イヤを取り付けるものを誰でもタイヤ／車輪組立体を正
常に釣り合わせることを誰でもできるようにしつつこれ
らの有益な力変動を維持することが望むので、上述の質
量非一様性の影響を利用する。したがって、ステアリン
グ性能およびステアリング性能安定性を向上させる本発
明の方法は、適切な量の余分な質量７４（即ち、質量非
一様性）をタイヤ７０の、外周面（例えば、トレッド領
域）のできるだけ近くに組み込むことによって有益な力
変動を生じさせる。有益な力変動は静不釣合いからは得
られるが、偶力不釣合いからは得られないので、タイヤ
７０に付加される余分な質量７４は、タイヤ（即ち、タ
イヤトレッド、ベルトパッケージ、およびカーカス）の
赤道面に対して子午線方向に対称的に分布させる必要が
ある。

【０１０７】図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、本発
明による質量非一様性（例えば、余分な質量７４）を付
加する様々な方法を示す、タイヤのあるセクタの周方向
断面図である（図を明確にするために、断面領域の斜線
を除去してある）。余分な質量７４をタイヤに迅速にか
つ容易に付加する方法は、好ましくはトレッド８２領域
の下の、タイヤ８０の内側の表面（インナーライナー８
６）にパッチ（不図示）を取り付けることである。他の
方法としては、余分な布地８９（即ち、トレッドベルト
またはカーカスプライ材料を含む任意の適切な布地）を
カーカス９０（好ましくはトレッド領域）に付加する
か、あるいはタイヤ８０’のトレッドベルト８４パッケ
ージまたはトレッド８２のゴムに付加する方法がある。
図１１（Ｂ）を参照すると、トレッド８２と、１本また
は２本以上のベルト８４（ベルトパッケージ）と、１つ
または２つ以上のカーカスプライ８５、１枚の布地８
９、およびインナーライナー８６を有するカーカス９０
とを有する、タイヤ８０’のセクタが、すべて断面図で
示されている。カーカス９０の内側の表面（インナーラ
イナー８６）は、トレッド領域８２から下向きに、周り
にカーカス９０が巻かれたビード８８およびエイペック
ス８７まで延びるように示されている。布地８９は、タ
イヤ８０’のセクタ８１’において幅Ｗ’を有し、所望
の余分な質量７４を備えるのに適した材料で作られてお
り、一方、湾曲や耐久性のような、タイヤの使用に適し
た物理的特性も有している。布地８９は、完全にトレッ
ド８２領域内に存在しても、ビード８８まで延びてビー
ド８８を覆い、図１１（Ｂ）の部分８９ａに示されてい
るように端部８９ａまで延びてもよい。偶力不釣合いが
入り込むのを防止するために、２つの布地端部８９ａは
タイヤ８０’の周方向面に対して対称的に配置されてい
る。このようにして、タイヤ８０’の周方向面の各側に
等しい質量の布地８９が配置される。布地８９の質量非
一様性の有益な影響は、布地８９を配置する層としてど
のタイヤ層８２、８４、８５、８６を選択するかによっ
てわずかに影響を受け、したがって、この選択プロセス
に通常のタイヤ構成要件を組み込むことができる。図示
のように、布地８９は、最も内側のカーカスプライ８５
とインナーライナー８６との間に位置しているが、本発
明の基本的に同等な実施形態では、布地８９を例えば、
層８２、８４、８５、８６のうちの他の層同士の間に配
置しても、場合によってはトレッド８２のゴムに埋め込
むなど層の中央に配置しても、ベルト８５同士の間に配
置しても、インナーライナー８６の内側の表面上、また
はサイドウォール（不図示）の、ショルダ（不図示）の
近くの部分のような、タイヤの外側の表面上に取り付け
てもよい。

【０１０８】前述の布地付加実施形態が、タイヤに「パ
ッチ」を付加するという考えをその範囲内に含むことに
留意されたい。というのは、「布地」は、タイヤ構成に
適合するすべての態様の材料（金属を含む）を含み、あ
るタイヤ層の外側の表面にパッチを取り付けることは、
その層に布地を付加することと同等であるからである。

【０１０９】有益な質量非一様性（例えば、余分な質量
７４）を付加する比較的賢明な方法は、（図１１（Ａ）
のタイヤ８０に関して図示されている）「重いスプライ
ス」を形成し、それによってすべてのタイヤ内の既存の
質量非一様性を利用することである。例えば、カーカス
プライ８５の完全な円を形成するためにカーカスプライ
８５（１つのプライ８５が示されている）の端部８５
ａ、８５ｂが重なり合った様々なタイヤ層のスプライス
が形成される。他のスプライスは、例えば、トレッド８
２の材料（子午線方向線８３に沿って合体されてい
る）、１本または２本以上のトレッドベルト８４（端部
８４ａ、８４ｂが重なった１本のベルト８４が示されて
いる）と、インナーライナー８６の材料（重なり合った
端部８６ａ、８６ｂを有する）とを含んでいる。所望の
余分な質量７４を形成するのにビード８８内およびビー
ド８８の近くのサイドウォール／エイペックス領域内の
他のスプライスを用いることもできるが、以下の説明で
明らかになる理由で好ましくない（主として、ビードの
質量非一様性が車輪上の釣合い錘によってほぼ打ち消さ
れることがあるため）。例えば、ビード８８は、スプラ
イス、即ち少なくとも２つの重なり合った端部８８ａ、
８８ｂを有している。例えば、エイペックス８７は、２
つの端部が点線領域８７ａｂで合体したスプライスを有
している。

【０１１０】代表的なタイヤ構成方法では、タイヤの外
周面に沿って種々なスプライスを分散配置することを試
みるが、本発明のタイヤ８０の実施形態では、例えば、
異なるタイヤ層のスプライスが、それらが全てほぼ同じ
子午線方向セクタ内に埋められるように位置合わせされ
る。導入される質量非一様性の量は、同じ子午線方向セ
クタ８１内にあるスプライスの数を変更し、また各スプ
ライスの重なり合いの量（例えば、幅Ｗ）を変更するこ
とによって調節することができる。さらに、インナーラ
イナー８６の材料をより厚いものに変更すると、インナ
ーライナースプライス８６ａ／８６ｂのために質量非一
様性がさらに増す。スプライスを使用してタイヤに有益
な質量非一様性を生じさせることの利点は、適切に形成
されたスプライスが本質的に、子午線方向に対称的であ
ることである。

【０１１１】他の手法として、縦力ピークおよび半径方
向力ピークをより頻繁に生成するためタイヤの外周面に
沿っていくつかの「重いスプライス」（２つ、３つ、４
つなど）を形成することから成る手法がある。この方法
は、有益な縦力ピークおよび半径方向力ピーク（即ち、
それぞれ接線力変動および半径方向力変動）をより頻繁
に発生する。

【０１１２】１つまたは２つ以上の重いスプライスと同
様な有益な質量非一様性の他の実施形態は、余分な質量
を有するタイヤ部品の１つまたは２つ以上のセクタであ
る。例えば、ある長さＷのトレッド８２の材料（例え
ば、トレッドの端部８２ａのところの材料）はトレッド
８２の残りの部分よりも重い材料で作られるか、または
トレッドの外周面に沿った１つまたは２つ以上の場所に
余分な質量を組み込むようにトレッドパターンが調整さ
れる（例えば、横方向のバーまたはトレッドショルダか
ら突き出る広いトレッド部）。あるいは、ベルト８４、
プライ８５、インナーライナー８６、エイペックス８
７、ビード８８などの部品が、１つまたは２つ以上のセ
クタにより重い材料を備えてもよい。さらに、余分な部
品を有するセクタを、１つまたは２つ以上のスプライス
が位置するセクタ８１と重ね合わせることができるので
有利である。

【０１１３】本明細書で使用される「余分な質量」とい
う用語は、１つまたは２つ以上の外周方向の場所の余分
な質量だけでなく、残りの外周方向の場所に対して質量
が不足している１つまたは２つ以上の周方向位置も含む
ことに留意されたい。結局、第２の場所に対する第１の
場所での質量の不足は、第１の位置に対する第２の場所
での質量の過剰と同じである。

【０１１４】調節された質量非一様性（１つまたは２つ
以上の余分な質量）をタイヤ／車輪組立体に付加する本
発明の考え方を所与のものとし、上記で開示した例を所
与のものとすれば、本発明の余分な質量をタイヤ／車輪
組立体に組み込む他の多数の方法を当業者が思いつくこ
とは間違い。有益な質量非一様性を他の有益な形態の非
一様性（特に寸法非一様性および剛性非一様性）と組み
合わせる方法を含む、本発明の余分な質量を組み込むす
べてのそのような手段は本発明の範囲内である。

【０１１５】有益であるために、タイヤに導入される本
発明の余分な質量が、赤道面に対する非対称性のために
生じる力変動のようなどのような種類の横力変動（例え
ば、偶力不釣合い）も生じさせてならないことに留意さ
れたい。したがって、組み込まれた有益な質量非一様性
を有するタイヤを製造する際、横力変動、例えば、転倒
（即ちキャンバー）モーメント変動、偶力不釣合い、横
振れ、トレッドスネーキング、ラジアル振れの歪みなど
によって生じる力を確実に最小限に抑える必要に応じて
タイヤを一様性に関して試験し、補正または廃棄するこ
とが好ましい。例えば、タイヤの横力変動はピークツー
ピークで１２ポンド（約５．４５ｋｇ）未満でなければ
ならない。このタイヤ一様性試験は、余分な質量をタイ
ヤに組み込んだ後で行うことが好ましいが、例えばパッ
チによって余分な質量をタイヤに組み込む前に行っても
よい。後者の場合、パッチは、それによって導入される
可能性のある偶力不釣合いが、工場でのさらなる試験お
よび修正、または製造後に行われる、車輪に取り付けら
れたタイヤの動的釣合わせによって十分解消されるよう
に配置する必要がある。 ステアリング性能安定性試験方法 本発明者は、瞬間的なステアリング性能を試験するだけ
でなく、試験されたタイヤ／車輪組立体のステアリング
性能安定性を示すように構成された本発明の試験方法に
よってタイヤ内質量非一様性考え方を試験した。すなわ
ち、試験は、試験される各組立体ごとに、（ａ）即時ス
テアリング性能はどの程度か、（ｂ）結果として起こる
振動はどのくらい悪いか／顕著か、（ｃ）組立体は長期
的に（タイヤの寿命に亘って）ステアリング性能損失に
どのくらい耐えるか、（ｄ）組立体が即時ステアリング
性能損失を示す場合、許容できるステアリング性能を得
るにはどのくらいの修正が必要かといった質問に答える
ように構成されている。

【０１１６】質問（ｃ）は、ステアリング性能安定性に
関する質問であり、本質的に予想できるものである。タ
イヤの寿命に亘って、特に車輪上に取り付けられ乗物で
使用されている間、タイヤ／車輪組立体の一様性は、最
初は（寸法および力変動に関して）非常に一様であって
も、変化することがあることが知られている。これは、
タイヤの粘弾性と、タイヤプライが必ずしも、平衡した
形状に従うとは限らないことによるものである。タイヤ
の一様性を決定する他の重要な要因は、ビードがホイー
ルリム上にどのくらいうまく接触しているかと、この接
触が、急激な制動、鋭いコーナリングなどの使用条件に
応じてどのように変化するかである。タイヤの一様性を
決定する他の要因の例には、トレッドの磨耗（磨耗分布
の変化と、制動および他の多数の要因による局部的な磨
耗との両方）、および「非対称フラットスポッティン
グ」（タイヤを、ハンドルを切ったときの位置のままに
して駐車するか、あるいは横方向に傾斜した表面上に駐
車するか、または部分的に縁石の縁に乗った状態で駐車
すると、高温のタイヤが非対称的に変形することがあ
る）。さらに、タイヤとリムが、縁石に衝突することの
ような不適切な使用条件によって変化し、この結果最終
的に質量一様性（例えば、釣合い）、剛性一様性、また
は赤道面を中心とするタイヤ／車輪組立体の寸法対称性
が変化する可能性がある。さらに、乗物の状態はその寿
命の間に変動し、道路／駆動条件も基本的に可変であ
り、ステアリング安定性レベル（ＳＲＬ）に影響を及ぼ
す。質問（ｄ）もステアリング安定性に関する質問であ
る。基本的に、この試験方法では、真性ＳＲＬ要因の性
質が判定されると共に、試験されたタイヤと車輪と乗物
の組合せについて存在する真性要因および外因性要因の
ＳＲＬ合計に対してＳＲＬ「高原部」がどこに位置する
かが判定される。

【０１１７】上述のように、本発明者は、静不釣合いを
増大させるとステアリング性能に正の影響が与えられ、
一方、偶力不釣合いを増大させるとステアリング性能に
負の影響が与えられることを発見した。したがって、試
験用のタイヤ／車輪組立体に対して、大きな静不釣合い
（のみ）から、不釣合いを無くなるまで低減させ（すな
わち静的および動的に釣合った組立体）、次に大きな偶
力不釣合い（のみ）が得られるまで不釣合いを増大させ
るように釣合い条件を徐々に変化させる試験用の構造で
は、好ましい条件から中立的な条件を経て好ましくない
条件に至る較正スケールの動作条件が得られる。試験用
のタイヤ／車輪／乗物の組合せがＯＫ（許容）ステアリ
ング性能を有したまま動作できる好ましくない範囲の動
作条件に入れば入る程、ステアリング性能損失に対する
試験用のタイヤ／車輪／乗物の組合せの安定性が増す。
上記で図７（Ｃ）を参照して説明したＳＲＬの考え方に
関して述べたように、本発明の試験によって課される釣
合い条件の漸進的な変化によって、タイヤ／車輪／乗物
の組合せのＳＲＬの外因性部分は正の値から中立的な値
を経て負の値へと変化し、このタイヤ／車輪／乗物の組
合せを特徴付ける真性ＳＲＬ部分と外因性ＳＲＬ部分の
和として得られるＳＲＬ曲線のＳＲＬ「高原部」の形
状、大きさ、および相対位置が決定される。したがっ
て、本発明の試験方法は、釣合い条件の漸進的な変化だ
けでなく、外因性ＳＲＬ値を正の値から中立的な値を経
て負の値へと変化させる課される条件の任意の漸進的な
変化も範囲内に含む。もちろん、この漸進的な変化は、
逆方向に進めることができ、試験結果に応じて、全範囲
の一部に制限してよい。そればかりでなく、選択された
外因性ＳＲＬ値に対して任意の所望の順序で試験を行う
ことができる。例えば、高い正の外因性ＳＲＬ値での試
験においてステアリング性能が不充分であった場合に
は、試験を中止し、タイヤ／車輪／乗物の組合せを不適
切または使用不能なものとして廃棄してよい。あるい
は、例えば、「不良」（ＮＯＫ）なステアリング性能結
果（または振動レベル結果）が得られた直後に外因性Ｓ
ＲＬ値の漸進的な変化を停止してよい。

【０１１８】本発明の試験方法を使用して、任意のタイ
ヤ構成（または任意のタイヤ／車輪／乗物の組合せ）の
ステアリング性能安定性を、それがどのように変化した
かにかかわらず試験できることに留意されたい。試験で
は車輪釣合い錘の変更を使用して様々な試験条件を定め
ることが好ましいが、タイヤ／車輪組立体の質量一様性
のこのような変更を、例えばタイヤ構成の一様性の意図
的な構造上の変更（例えば、質量、剛性、および／また
は寸法の一様性の、タイヤ構造上の変更）と混同しては
ならない。

【０１１９】一例として、タイヤ／車輪の釣合い条件を
漸次変化させる質量非一様性を使用することにより外因
性ＳＲＬ値に与えられる変更を実施した本発明の試験方
法の実施形態を提示する。この例示的な試験では、選択
されたタイヤ構成に組み込むべき残留静不釣合い（残留
静不釣合いを組み込むことによって、選択されたタイヤ
構成の外因性ＳＲＬの一部に残留静不釣合いを生じさせ
る）の推定最適レベルを求めるのに本発明の試験方法を
使用した。試験用のタイヤの内側の表面の、トレッドの
下方の部分に、タイヤの赤道を中心として該赤道に対し
て軸線方向に対称的に、様々な重量の零個、１個、また
は２個以上のゴムパッチを取り付けることによって、試
験レベルのＲＳＩを付加した。次に、真走行車輪上に試
験用のタイヤを取り付け、ホイールフランジに取り付け
られた釣合い錘を使用して試験用のタイヤ／車輪組立体
の静釣合いおよび動釣合いを取った。これによって「中
立」（釣合いの取れた）試験点が得られ、次に、本発明
により、試験用のタイヤ／車輪組立体のフランジに取り
付けられた追加的な釣合い錘によってタイヤ／車輪の釣
合い条件（外因性ＳＲＬレベル）を漸次変化させ、所望
の量の静不釣合いまたは偶力不釣合いを得た。次に、試
験のために、ステアリング性能損失に対する感度がかな
り高いことが分かっている乗物の前方左側位置に試験用
のタイヤ／車輪組立体を取り付け、次に、ステアリング
性能と顕著な振動との両方に関して評価できるように試
験走行した。例示的な試験で使用したゴムパッチは、
「軽い」、「中程度」、および「重い」と特徴づけられ
る。（互いに１８０⁰離して取り付けられた）２つの軽
いパッチと（互いに９０⁰離して取り付けられた）４つ
の軽いパッチを有する構成も使用した。

【０１２０】試験結果を以下の２つの表に示す。表１に
ステアリング性能の評価が示されており、表２に振動の
評価が示されている。表中の空白欄は、試験しなかった
変動を示している。不釣合い状態の種類と不釣合いの量
（各ホイールフランジに付加された質量）は、各表の第
１行および第２行に示されている。不釣合いの種類と不
釣合いの量との組合せを釣合い状態「値」と呼ぶことが
できる。釣合いの取れたタイヤ／車輪組立体の結果は
「釣合いの取れた状態」列に示されている。ホイールフ
ランジに漸次増大する量の静不釣合いが加えられた組立
体の列は、「釣合いの取れた状態」列の右側にあり、外
因性ＳＲＬ値は順次大きくなっている。ホイールフラン
ジに漸次増大する量の偶力不釣合いが加えられた組立体
の列は、「釣合いの取れた状態」列の左側にあり、外因
性ＳＲＬ値は順次小さくなっている。表中のさらに左側
の試験結果欄、即ち漸次好ましくなくなる動作条件下で
の試験結果欄中のＯＫ結果は、真性ステアリング性能安
定性がより優れたタイヤを示している。

【０１２１】

【表１】

【０１２２】

【表２】 ステアリング性能については、６以上のあらゆる評価値
がＯＫとみなされ、５から５．９の評価が限界とみなさ
れ、５よりも低い評価はＮＯＫ（ＯＫではない）とみな
される。一般に、評価値が大きいほどステアリング性能
評価が高くなる。振動については、ＯＫは、振動が乗物
の運転者または乗員にとって不快ではないことを意味す
る。プラス符号およびマイナス符号は、ＯＫ、限界（Ｍ
ＡＲ）、またはＮＯＫの範囲内の振動の程度を示すのに
用いられており、マイナス（−）はより激しい振動を示
し、プラス（＋）はより弱い振動を示す。

【０１２３】試験結果は、ステアリング性能およびステ
アリング性能安定性が、タイヤの内側に取り付けられた
局所パッチによって導入される静不釣合いのレベルに応
じて高くなることを示している。試験されたパッチのう
ちで最も軽いパッチでも、パッチを有さない同じタイヤ
の不十分なステアリング性能（ＮＯＫ）を修正するのに
十分であることが分かる。パッチを有さないタイヤの場
合、ＯＫステアリング性能を得るにはホイールリムに２
０ｇの静不釣合いを加える必要があった。このことは、
最初の構成（タイヤ／車輪／乗物の組合せ）が顕著な性
能損失モードであり、したがって総ＳＲＬがかなり低か
ったことを示している。「重いパッチ」結果は、「重い
パッチ」構成が、少なくとも１０ｇの偶力不釣合いを付
加されたときでもＯＫステアリング性能を維持すること
ができたため、この構成のステアリング性能安定性が最
も高かったことを示している。即ち、「重いパッチ」構
成は、ＯＫステアリング性能を示す条件の範囲が最も広
い。言い換えれば、「重いパッチ」構成のＳＲＬ高原部
は事実上、釣合いの取れたタイヤ／車輪組立体のＳＲＬ
高原部であり、試験された他の構成よりも低いＳＲＬレ
ベルまで延びている。さらに、タイヤの外周に沿った複
数の位置にパッチを配置する（即ち、赤道面に対して対
称的なタイヤ質量非一様性）とある利点が得られたが、
単一の位置に集中させた同じ質量と比べて効果および安
定性が劣っていたことも分かる。このことは、対称的な
高次不釣合いが対称的な一次不釣合いよりも効果が低い
ことを意味すると考えられるが、パッチをタイヤの内側
に完全に対称的に配置することはできないことの結果で
もあると考えられる。さらに、振動レベルが、構成に存
在する不釣合いの量に応じて高くなったことも分かり、
したがって、試験結果を使用して最適な全体的なタイヤ
構成を決定するときにこのこと考慮する必要がある。

【０１２４】上述のように、タイヤに有益な質量非一様
性を導入することは、最も有効であり、したがって車輪
を修正することによる実施形態よりも好ましい。しか
し、運転者および／またはメンテナンス担当者が本発明
の方法を認識している場合は、車輪の釣合いをタイヤ製
造後に変更すると効果的である。本発明によれば、ステ
アリング性能安定性を向上させるために、乗物の少なく
とも１つのタイヤ／車輪組立体（好ましくはフロントス
テアリングホイール）、最大ですべての４つのタイヤ／
車輪組立体に、調節された量の残留静不釣合い（ＲＳ
Ｉ）が導入される。ＲＳＩは、タイヤ／車輪組立体の車
輪に取り付けられた釣合い錘によって導入されることが
好ましい。それにもかかわらず、このような手法が本発
明の最も望ましくない実施形態であることに留意された
い。これは、このような手法が、タイヤにおいて有益な
質量非一様性を生じさせず、またタイヤ／車輪組立体の
通常の釣合わせ要件を満たさず、組立体がその後正常に
釣り合わされた場合にＲＳＩが完全に打ち消されてしま
うからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による、静不釣合いを有する回転シス
テムの概略図（Ａ）と、動釣合いを有する回転システム
（静釣合いおよび偶力釣合い）の概略図（Ｂ）と、従来
技術による、偶力不釣合いを有する回転システムの概略
図（Ｃ）である。

【図２】従来技術による、偶力不釣合いを伴わない純粋
な静不釣合いを有する車輪の断面概略図（Ａ）と、従来
技術による、静不釣合いを伴わない純粋な偶力不釣合い
を有する車輪の断面概略図（Ｂ）である。

【図３】従来技術による、回転システムの回転軸を中心
とする静不釣合いによって起こる円運動を示す概略図
（Ａ）と、従来技術による、回転システムの回転軸を中
心とする偶力不釣合いによって起こる運動を示す概略図
（Ｂ）である。

【図４】本発明による、残留静不釣合いを有する単一の
後部取付けタイヤ／車輪組立体を使用した場合の関数と
しての、乗物のステアリング性能の主観的評価を示すグ
ラフ（Ａ）と、本発明による、静不釣合いを有する単一
のリアタイヤ／車輪組立体の位置を示す概略図（Ｂ）で
ある。

【図５】本発明による、残留静不釣合いを有する単一の
前部取付けタイヤ／車輪組立体を使用した場合の関数と
しての、乗物のステアリング性能の主観的評価を示すグ
ラフ（Ａ）と、本発明による、静不釣合いを有する単一
のリアタイヤ／車輪組立体の位置を示す概略図（Ｂ）で
ある。

【図６】本発明による、各タイヤ／車輪組立体が残留静
不釣合いを有する４つの取付けタイヤ／車輪組立体を使
用した場合の関数としての、乗物のステアリング性能の
主観的評価を示すグラフ（Ａ）と、本発明による、静不
釣合いを有する４つのリアタイヤ／車輪組立体の位置を
示す概略図（Ｂ）と、本発明による、偶力不釣合いを有
する単一の前部取付けタイヤ／車輪組立体を使用した場
合の関数としての、乗物のステアリング性能の主観的評
価を示すグラフ（Ｃ）と、本発明による、偶力不釣合い
を有する単一のリアタイヤ／車輪組立体の位置を示す概
略図（Ｄ）である。

【図７】本発明による、混合された静不釣合いおよび偶
力不釣合いを有する単一の前部取付けタイヤ／車輪組立
体を使用した場合の関数としての、乗物のステアリング
性能の主観的評価を示すグラフ（Ａ）と、本発明によ
る、混合された静不釣合いおよび偶力不釣合いを有する
前部取付けタイヤ／車輪組立体の位置を示す概略図
（Ｂ）と、本発明による、ステアリング安定性レベル
（ＳＲＬ）の関数としての、乗物上で試験された２つの
異なるタイヤ構成に関するステアリング性能の主観的評
価を示すグラフ（Ｃ）と、本発明による、対称二次質量
非一様性構成を有するタイヤの概略図（Ｄ）と、本発明
による、非対称二次質量非一様性構成を有するタイヤの
概略図（Ｅ）である。

【図８】本発明の態様による、質量非一様性および釣合
い錘を有するタイヤ／車輪組立体の概略図（Ａ）と、本
発明による、路面上で回転している図８（Ａ）のタイヤ
／車輪組立体を示す図（Ｂ）である。

【図９】本発明による、図８（Ｂ）のタイヤ／車輪組立
体の質量非一様性によって回転軸で生じる予想される鉛
直力および縦力を示すグラフ（Ａ）と、本発明による、
図９（Ａ）に示されている縦力に関連する縦モーメント
を示すグラフ（Ｂ）である。

【図１０】本発明による、図９（Ａ）に示されている鉛
直力ピークに対応する鉛直力ベクトルを示す図８（Ｂ）
のタイヤ／車輪組立体の概略図（Ａ）と、本発明によ
る、図９（Ａ）に示されている縦力ピークに対応する縦
力ベクトルと、図９（Ｂ）に示されているモーメントピ
ークに対応するモーメントベクトルとを示す図８Ｂのタ
イヤ／車輪組立体の概略図（Ｂ）である。

【図１１】本発明による、非一様性を組み込むスプライ
ス方法を示すタイヤのあるセクタの周方向断面図（Ａ）
と、本発明による、非一様性を組み込む布地方法を示す
タイヤのあるセクタの周方向断面図（Ｂ）である。

【符号の説明】

１０、１０’、１０” 回転システム １１、１１’ 車輪 １２ 回転シャフト １４ アーム １６ 回転軸 １６ａ よろめき軸 ２０ 乗物 ２０ｂ、２０ｃ 試験用乗物 ２４ リアタイヤ／車輪組立体 ２６、２９、３０ 前部取付けタイヤ／車輪組立体 ２８ タイヤ／車輪組立体 ６１、６２ ＳＲＬ曲線 ６５、６５’ タイヤ ６６、６６’ ショルダ ６６ａ、６６ａ’ 左ショルダ ６６ｂ、６６ｂ’ 右ショルダ ６８ａ、６８ａ’、６８ｂ、６８ｂ’、６８ｃ、６８
ｃ’、６８ｄ、６８ｄ’釣合い錘 ７０、７０”、８０、８０’ タイヤ ７１ 回転軸 ７３ 車輪 ７４ 余分な質量 ７６ 路面 ７７、７８、７９ 曲線 ８１’ セクタ ８２ トレッド ８２ａ 端部 ８４ トレッドベルト ８４ａ、８４ｂ 重なり合った端部 ８５ カーカスプライ ８５ａ、８５ｂ 端部 ８６ インナーライナー ８６ａ／８６ｂ インナーライナースプライス ８７ エイペックス ８７ａｂ 斜線領域 ８８ ビード ８９ 布地 ８９ａ 端部 ９０ カーカス ＥＰ 赤道面 Ｆ、Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃、Ｆ₄ 遠心力ベクトル ｌ₁、ｌ₂、ｌ₃、ｌ₄ 軸線方向距離 ｍ、ｍ₁、ｍ₂、ｍ₃、ｍ₄ 質量 Ｍ_t、Ｍ_w 質量 Ｐ 点 ｒ、ｒ₁、ｒ₂、ｒ₃、ｒ₄ 半径 Ｒ_t、Ｒ_w 半径 Ｗ 長さ Ｗ’ 幅

フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ロメン キュンシュ ルクセンブルグ国 エル−7570 メルシュ ル ニク ヴェルテ ８ (72)発明者 ティエリ コユヌ ベルギー国 ベ−6637 フォヴィレル サ ントル 65 (72)発明者 エドワード マイケル アメリカ合衆国 44321 オハイオ州 コ プリ キングス コート 476 (72)発明者 ベルナール クロワサン ベルギー国 ベ−6600 バストニュ マジ ェレ 56

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 いくつかのフロントタイヤ／車輪組立体
   （２６、２９、３０）といくつかのリアタイヤ／車輪組
   立体（２２、２４）を含み、各タイヤ／車輪組立体が車
   輪（７３）に取り付けられたタイヤ（７０）を有する、
   複数のタイヤ／車輪組立体を有する乗物におけるステア
   リング性能安定性を向上させる方法において、 少なくとも１つの前記タイヤ／車輪組立体に、調節され
   た量の剛性非一様性を加えるステップを含むことを特徴
   とする、ステアリング性能安定性を向上させる方法。
2. 【請求項２】 いくつかのフロントタイヤ／車輪組立体
   （２６、２９、３０）といくつかのリアタイヤ／車輪組
   立体（２２、２４）を含み、各タイヤ／車輪組立体が車
   輪（７３）に取り付けられたタイヤ（７０）を有する、
   複数のタイヤ／車輪組立体を有する乗物におけるステア
   リング性能安定性を向上させる方法において、 前記乗物の一連のステアリング性能試験を行い、少なく
   とも１つの前記タイヤ／車輪組立体が選択され、その釣
   合い状態が各ステアリング性能試験ごとに変更されるス
   テップと、 すべての前記選択されたタイヤ／車輪組立体に対して同
   時に同じ釣合い状態変更を施すステップと、 ステアリング性能に好ましい値、ステアリング性能に対
   して中立的な値、およびステアリング性能に好ましくな
   い値から選択された漸次大きくなる所定の値を用いるこ
   とによって少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体の釣合
   い状態を変更するステップと、 比較的安定したステアリング性能を有する（前記複数の
   タイヤ／車輪組立体を含む）乗物は、ステアリング性能
   に対して比較的好ましくない所定の釣合い状態値を有す
   る少なくとも１つのタイヤ／車輪組立体を用いて試験し
   たときに比較的優れたステアリング性能を有する乗物で
   あると判定するステップとを含むことを特徴とする、ス
   テアリング性能安定性を向上させる方法。