JP5602037B2 - Method for predicting cornering performance of automotive tires - Google Patents

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Description

本発明は、実用性が高くタイヤの設計を効率化するのに役立つ自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法に関する。   The present invention relates to a method for predicting the cornering performance of an automobile tire that is highly practical and useful for improving the efficiency of tire design.

コーナリング中の自動車用タイヤには、横方向の力が作用する。従来より、横方向の力と、これによって生じるタイヤの横方向変位との比である横バネ定数がタイヤのコーナリング性能を評価する指標として用いられる。   A lateral force acts on the automobile tire during cornering. Conventionally, a lateral spring constant, which is a ratio of a lateral force and a lateral displacement of a tire caused thereby, is used as an index for evaluating the cornering performance of a tire.

ところで、従来から、タイヤの各部の物性から横バネ定数を推定する方法が種々提案されている。例えば、横バネ定数の推定式として、下記式(3)が提案されている。


ここで
Gy:横バネ定数(N/mm)
S:接地面積(cm2
r:ベルト層の半径(mm)
Cy:トレッドゴムの横剛性
Ky:カーカスの横剛性
E:ベルト層の弾性定数
I:ベルト層のZ軸回りの断面二次モーメント(mm4
φ0:ベルト層の回転角度(°)
r:ベルト層の半径(mm)
By the way, conventionally, various methods for estimating the lateral spring constant from the physical properties of each part of the tire have been proposed. For example, the following formula (3) has been proposed as an estimation formula for the lateral spring constant.


Where Gy: transverse spring constant (N / mm)
S: Ground contact area (cm 2 )
r: Belt layer radius (mm)
Cy: Lateral rigidity of the tread rubber Ky: Lateral rigidity of the carcass E: Elastic constant of the belt layer I: Secondary moment of inertia around the Z axis of the belt layer (mm 4 )
φ0: Belt layer rotation angle (°)
r: Belt layer radius (mm)

酒井秀男著、「タイヤ工学 入門から応用まで」グランプリ出版Hideo Sakai, "From Introduction to Application of Tire Engineering" Grand Prix Publication

しかしながら、上記式(3)で表される横バネ定数の推定式に入力される物性値等は、ほとんどが抽象的な物理量であるため、実際のタイヤの設計にはあまり役に立たず実用的ではない。   However, since the physical property values and the like input to the lateral spring constant estimation formula represented by the above formula (3) are mostly abstract physical quantities, they are not useful for practical tire design and are not practical. .

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、実用性が高くタイヤの設計を効率化するのに役立つ自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法を提供することを主たる目的としている。   The present invention has been devised in view of the above problems, and has as its main object to provide a method for predicting the cornering performance of an automobile tire that is highly practical and useful for improving the efficiency of tire design. Yes.

本発明のうち請求項1記載の発明は、下記式(1)を用いて、自動車用タイヤの横バネ定数を予測する工程を含むことを特徴とする自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法。

ここで
Gy:横バネ定数(N/mm)
S:タイヤの接地面積(cm2
Te:トレッドゴムの複素弾性率(MPa)
r:ベルト層の半径(mm)
F:接地時の接線力(N)
y:トレッド部の陸部のタイヤ軸方向の変位(mm)
h:トレッド部の陸部の高さ(mm)
Ey:トレッドゴムのヤング率(N/cm2
G:トレッドゴムの剪断剛性(N/cm2
Im:トレッド部の陸部の断面2次モーメント(mm4
A:トレッド部の陸部の断面積(cm2
Ap:空気圧(kPa)
Pn:カーカスプライの枚数(枚)
Hi:外側カーカスプライの折返し部の高さ(mm)
Ho:内側カーカスプライの折返し部の高さ(mm)
Bn:ビード補強層の枚数(枚)
Cw:クリンチゴムの最大厚さ(mm)
Bh:ビードエーペックスの高さ(mm)
Bg:ビードエーペックスのゴム硬度(度)
α:ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度(°)
Bw:ベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅(mm)
a1〜a14:定数
The invention according to claim 1 of the present invention includes a step of predicting a lateral spring constant of an automobile tire using the following formula (1), and a method for predicting cornering performance of an automobile tire.

Where Gy: transverse spring constant (N / mm)
S: Tire contact area (cm 2 )
Te: Complex elastic modulus (MPa) of tread rubber
r: Belt layer radius (mm)
F: Tangent force during grounding (N)
y: Displacement in the tire axial direction of the land portion of the tread (mm)
h: Land height of the tread (mm)
Ey: Young's modulus of tread rubber (N / cm 2 )
G: Shear rigidity of the tread rubber (N / cm 2 )
Im: Cross-sectional second moment of land in tread (mm 4 )
A: Cross-sectional area of land in the tread (cm 2 )
Ap: Air pressure (kPa)
Pn: Number of carcass plies (sheets)
Hi: Height of folded portion of outer carcass ply (mm)
Ho: Height of folded part of inner carcass ply (mm)
Bn: Number of bead reinforcement layers (sheets)
Cw: Maximum thickness of clinch rubber (mm)
Bh: Bead apex height (mm)
Bg: Bead apex rubber hardness (degree)
α: Angle of belt cord with respect to tire axial direction (°)
Bw: Maximum width of belt ply in the tire axial direction (mm)
a1-a14: Constant

また、請求項2記載の発明は、上記式(1)には、前記自動車用タイヤのトレッド部にサイピングが設けられる場合、下記式(2)が用いられる請求項1に記載の自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法である。

ここで
W:陸部の幅(mm)
L: サイピングの周方向方向成分長さ(mm)
hs:サイピングの深さ(mm)
Further, in the invention according to claim 2, in the above formula (1), when siping is provided in the tread portion of the automobile tire, the following formula (2) is used. This is a method for predicting cornering performance.

Where W: width of land (mm)
L: Circulating component length in the circumferential direction (mm)
hs: Depth of siping (mm)

なお、本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態において特定される値とする。   In the present specification, unless otherwise specified, the size of each part of the tire is a value specified in a normal state with no load loaded with a normal rim and filled with a normal internal pressure.

また、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" とする。   The “regular rim” is a rim determined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. For example, “Standard Rim” for JATMA and “Design Rim” for TRA. "If ETRTO," Measuring Rim ".

さらに「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には一律に180kPaとする。   Furthermore, “regular internal pressure” is the air pressure that each standard defines for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. “JAMATA” is the “highest air pressure”, TRA is the table “TIRE LOAD” The maximum value described in LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES is "INFLATION PRESSURE" if it is ETRTO, but it is uniformly 180 kPa if the tire is for passenger cars.

本発明の自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法では、上記式(1)を用いて、自動車用タイヤの横バネ定数を予測する工程を含む。上記式(1)に入力される物性値は、いずれもタイヤを設計する際に決定される具体的な設計因子である。従って、本発明の予測方法では、実用性が高く、コーナリング性能に優れたタイヤ設計の効率化を図ることができる。   The method for predicting cornering performance of an automobile tire according to the present invention includes a step of predicting a lateral spring constant of the automobile tire using the above formula (1). The physical property values input to the above formula (1) are all specific design factors determined when designing a tire. Therefore, the prediction method of the present invention is highly practical and can improve the efficiency of tire design with excellent cornering performance.

本実施形態のコーナリング性能の予測方法で評価される空気入りタイヤの断面図である。It is sectional drawing of the pneumatic tire evaluated by the prediction method of the cornering performance of this embodiment. 図1のトレッド展開図である。It is a tread expansion | deployment figure of FIG. (a)はブロックを示す斜視図、(b)はサイピング入りブロックを示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows a block, (b) is a perspective view which shows a block with a siping. 本実施形態の予測方法で予測された横バネ定数と、実測された横バネ定数との相関を示したグラフである。It is the graph which showed the correlation with the lateral spring constant estimated with the prediction method of this embodiment, and the measured lateral spring constant.

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本発明の自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法(以下、単に「予測方法」ということがある)では、自動車用タイヤに作用する横力と、この横力により生じる横変位との比(横力/横変位)である横ばね定数を予測する工程を含み、自動車用タイヤのコーナリング性能を評価するものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the method for predicting the cornering performance of an automobile tire according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “prediction method”), the ratio of the lateral force acting on the automobile tire to the lateral displacement caused by the lateral force (lateral force) This includes a step of predicting a lateral spring constant that is a lateral displacement), and evaluates the cornering performance of an automobile tire.

図1に示されるように、本実施形態の予測方法で評価される自動車用タイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある)1は、例えば、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至るカーカス6と、このカーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2の内方に配されたベルト層7とを具える。   As shown in FIG. 1, an automobile tire (hereinafter sometimes simply referred to as “tire”) 1 evaluated by the prediction method of the present embodiment is a bead passing from a tread portion 2 to a sidewall portion 3, for example. A carcass 6 reaching the bead core 5 of the portion 4 and a belt layer 7 disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass 6 and inward of the tread portion 2 are provided.

前記トレッド部2には、ベルト層7のタイヤ半径方向外側にトレッドゴム2Gが配されている。トレッドゴム2Gの外面には、図2に示されるように、例えば、タイヤ周方向に連続してのびる主溝11と、該主溝11と交わる向きにのびる複数本の横溝12とが設けられ、これらの主溝11及び横溝12により、複数の陸部13が区分される。この陸部13には、溝幅が1.5mm以下の切り込みであるサイピング16(図3(b)に示す)の1、又は2本以上が設けられてもよい。   In the tread portion 2, a tread rubber 2 </ b> G is disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 7. On the outer surface of the tread rubber 2G, as shown in FIG. 2, for example, a main groove 11 extending continuously in the tire circumferential direction and a plurality of lateral grooves 12 extending in a direction intersecting with the main groove 11 are provided. A plurality of land portions 13 are divided by the main grooves 11 and the lateral grooves 12. The land portion 13 may be provided with one or two or more of the sipings 16 (shown in FIG. 3B) that are cuts having a groove width of 1.5 mm or less.

図1に示されるように、前記カーカス6は、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4に至る本体部6aと、この本体部6aに連なりかつビード部4に埋設されたビードコア5で両端が折り返された折返し部6bとを含む2枚のカーカスプライ、即ち、内側カーカスプライ6A、及び外側カーカスプライ6Bから構成される。なお、前記「内側、外側」は、タイヤ赤道Cの位置で区別される。   As shown in FIG. 1, the carcass 6 includes a main body portion 6 a extending from the tread portion 2 through the sidewall portion 3 to the bead portion 4, and a bead core 5 connected to the main body portion 6 a and embedded in the bead portion 4. It is composed of two carcass plies including a folded portion 6b whose both ends are folded, that is, an inner carcass ply 6A and an outer carcass ply 6B. The “inner side and outer side” are distinguished by the position of the tire equator C.

前記内側カーカスプライ6A、及び外側カーカスプライ6Bは、例えば、タイヤ赤道Cに対して80〜90度の角度で配列されたカーカスコードが、互いに交差する向きに重ねられる。また、内側、外側カーカスプライ6A、6Bの本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外側にのびかつJISデュロメータA硬さ、例えば75〜90度の硬質ゴムからなるビードエーペックスゴム8が配され、ビード部4が適宜補強される。また、ビード部4には、該ビード部4の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴム9と、ビードコア5の周りをU字に囲むビード補強層10とが配されている。   In the inner carcass ply 6A and the outer carcass ply 6B, for example, carcass cords arranged at an angle of 80 to 90 degrees with respect to the tire equator C are overlapped so as to intersect each other. Further, between the inner and outer carcass plies 6A, 6B between the main body portion 6a and the turn-up portion 6b, it is made of hard rubber extending from the bead core 5 in the tire radial direction and JIS durometer A hardness, for example, 75 to 90 degrees. A bead apex rubber 8 is disposed, and the bead portion 4 is appropriately reinforced. The bead portion 4 is provided with a rim displacement preventing clinch rubber 9 that forms the outer surface of the bead portion 4 and a bead reinforcement layer 10 that surrounds the bead core 5 in a U shape.

本実施形態の前記ベルト層7は、ベルトコードをタイヤ赤道Cに対して例えば10〜35度の小角度で傾けて配列した2枚、即ち内側ベルトプライ7A、及び外側ベルトプライ7Bをベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。本実施形態のベルトコードは、スチールコードが採用されている。   The belt layer 7 of the present embodiment has two belt cords arranged at a small angle of, for example, 10 to 35 degrees with respect to the tire equator C, that is, the inner belt ply 7A and the outer belt ply 7B. It is configured by overlapping in directions that intersect each other. A steel cord is employed for the belt cord of the present embodiment.

そして、前記タイヤ1の横バネ定数を予測する工程では、下記式(1)が用いられる。本実施形態では、上記のように、トレッド部2に複数のブロック15が形成された乗用車用タイヤが評価される。

ここで
Gy:横バネ定数(N/mm)
S:タイヤの接地面積(cm2
Te:トレッドゴムの複素弾性率(MPa)
r:ベルト層の半径(mm)
F:接地時の接線力(N)
y:トレッド部の陸部のタイヤ軸方向の変位(mm)
h:トレッド部の陸部の高さ(mm)
Ey:トレッドゴムのヤング率(N/cm2
G:トレッドゴムの剪断剛性(N/cm2
Im:トレッド部の陸部の断面2次モーメント(mm4
A:トレッド部の陸部の断面積(cm2
Ap:空気圧(kPa)
Pn:カーカスプライの枚数(枚)
Hi:外側カーカスプライの折返し部の高さ(mm)
Ho:内側カーカスプライの折返し部の高さ(mm)
Bn:ビード補強層の枚数(枚)
Cw:クリンチゴムの最大厚さ(mm)
Bh:ビードエーペックスの高さ(mm)
Bg:ビードエーペックスのゴム硬度(度)
α:ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度(°)
Bw:ベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅(mm)
a1〜a14:定数
In the step of predicting the lateral spring constant of the tire 1, the following formula (1) is used. In the present embodiment, as described above, a passenger vehicle tire in which a plurality of blocks 15 are formed in the tread portion 2 is evaluated.

Where Gy: transverse spring constant (N / mm)
S: Tire contact area (cm 2 )
Te: Complex elastic modulus (MPa) of tread rubber
r: Belt layer radius (mm)
F: Tangent force during grounding (N)
y: Displacement in the axial direction of the tire in the tread area (mm)
h: Land height of the tread (mm)
Ey: Young's modulus of tread rubber (N / cm 2 )
G: Shear rigidity of the tread rubber (N / cm 2 )
Im: Cross-sectional second moment of land in tread (mm 4 )
A: Cross-sectional area of land in the tread (cm 2 )
Ap: Air pressure (kPa)
Pn: Number of carcass plies (sheets)
Hi: Height of folded portion of outer carcass ply (mm)
Ho: Height of folded part of inner carcass ply (mm)
Bn: Number of bead reinforcement layers (sheets)
Cw: Maximum thickness of clinch rubber (mm)
Bh: Bead apex height (mm)
Bg: Bead apex rubber hardness (degree)
α: Angle of belt cord with respect to tire axial direction (°)
Bw: Maximum width of belt ply in the tire axial direction (mm)
a1-a14: Constant

前記接地面積Sは、例えば、上記タイヤ1が正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷して平面に接地させた正規荷重負荷状態での接地面14の面積とする。   The ground contact area S is, for example, an area of the ground contact surface 14 in a normal load load state in which the tire 1 is assembled on a normal rim and filled with a normal internal pressure and a normal load is applied to be grounded on a plane.

前記「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY"とする。   The “regular load” is a load determined by each standard for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. The maximum load capacity is specified for JATMA, and the table “TIRE LOAD LIMITS” is set for TRA. The maximum value described in “AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”. If ETRTO, “LOAD CAPACITY”.

前記ベルト層の半径rは、ベルト層7のタイヤ半径方向最外端における半径で特定される。本実施形態では、外側ベルトプライ7Bのタイヤ半径方向最外端における半径とする。   The radius r of the belt layer is specified by the radius of the belt layer 7 at the outermost end in the tire radial direction. In this embodiment, it is set as the radius at the outermost end in the tire radial direction of the outer belt ply 7B.

上記式(1)中のCyは、トレッドゴムの横剛性を示し、本実施形態では、トレッドゴムの複素弾性率Teと、タイヤ1のパターン横剛性Kとの積で求めている。   Cy in the above formula (1) indicates the lateral stiffness of the tread rubber. In this embodiment, Cy is obtained by the product of the complex elastic modulus Te of the tread rubber and the pattern lateral stiffness K of the tire 1.

前記トレッドゴムの複素弾性率Teは、トレッド部2のトレッドゴム2Gの複素弾性率であり、JIS−K6394の規定に準じ、次に示される条件で(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪:10%
動歪み(振幅):±2%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:30℃
The complex elastic modulus Te of the tread rubber is a complex elastic modulus of the tread rubber 2G of the tread portion 2, and in accordance with JIS-K6394, a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd. is used under the following conditions. It is the value measured using.
Initial strain: 10%
Dynamic distortion (amplitude): ± 2%
Frequency: 10Hz
Deformation mode: Tensile Measurement temperature: 30 ° C

なお、トレッドゴム2Gが多層構造をなす場合、前記複素弾性率Teは、接地しているゴム層の複素弾性率の値が用いられる。   When the tread rubber 2G has a multilayer structure, the complex elastic modulus Te is the value of the complex elastic modulus of the grounded rubber layer.

また、上記式(1)中の前記パターン横剛性Kは、図2に示されるように、前記正規荷重負荷状態における接地面14において、トレッド接地端2e、2eを通るタイヤ周方向線Le、Leに挟まれた全周の範囲にある全ての陸部13を対象に以下の要領で特定される。   Further, as shown in FIG. 2, the pattern lateral stiffness K in the above formula (1) is the tire circumferential direction lines Le and Le passing through the tread grounding ends 2e and 2e on the grounding surface 14 in the normal load application state. It is specified in the following manner for all land portions 13 in the range of the entire circumference sandwiched between two.

先ず、前記陸部13がブロック15である場合には、図3(a)に示されるように、そのタイヤ半径方向の内端側で支持された片持ち梁として擬似的にモデル化することができ、これに梁の曲げとせん断とを適用して陸部13のパターン横剛性Kが求められる。   First, when the land portion 13 is a block 15, as shown in FIG. 3A, it can be modeled as a cantilever beam supported on the inner end side in the tire radial direction. The pattern lateral stiffness K of the land portion 13 is obtained by applying bending and shearing of the beam to this.

また、図2に示されるように、トレッド接地端2e側に配されるショルダーブロック15Sについては、陸部13の幅Wを、トレッド接地端2eまでの長さであるWsとみなしてパターン横剛性が算出される。   Further, as shown in FIG. 2, for the shoulder block 15S arranged on the tread grounding end 2e side, the width W of the land portion 13 is regarded as Ws which is the length to the tread grounding end 2e, and the pattern lateral stiffness Is calculated.

なお、図3(b)に示されるように、ブロック15にサイピング16があるときは、ブロック15の横剛性が低下することを考慮し、下記式(2)で修正された値が用いられるのが好ましい。

ここで
W:陸部の幅(mm)
L: サイピングの周方向方向成分長さ(mm)
hs:サイピングの深さ(mm)
As shown in FIG. 3B, when the siping 16 is present in the block 15, the value corrected by the following equation (2) is used in consideration of a decrease in the lateral rigidity of the block 15. Is preferred.

Where W: width of land (mm)
L: Circulating component length in the circumferential direction (mm)
hs: Depth of siping (mm)

また、陸部13がタイヤ周方向に連続するリブの場合には、接地面14内の周方向長さを有し、かつ陸部13の半分の高さを有するブロックとみなして、パターン横剛性Kを求めるものとする。   Further, when the land portion 13 is a rib that is continuous in the tire circumferential direction, the pattern lateral rigidity is regarded as a block having a circumferential length in the ground contact surface 14 and half the height of the land portion 13. Assume that K is obtained.

なお、実際のブロック15には、矩形状以外の種々のものが含まれるため、個々のブロック15のパターン横剛性を求める際には、求積法や座標変換などを用いて算出することもできる。   In addition, since the actual block 15 includes various types other than the rectangular shape, the pattern lateral stiffness of each block 15 can be calculated using a quadrature method, coordinate transformation, or the like. .

上記式(1)中のKyは、カーカスの横剛性が示される。前記外側、内側カーカスプライの折返し部の高さHi、Ho、及びビードエーペックスの高さBhは、それぞれのビードベースラインBLからのタイヤ半径方向の最外端の高さで特定される。また、カーカス6が1枚のカーカスプライ6Aからなる場合は、内側カーカスプライの折返し部の高さHoに、該カーカスプライ6Aの最外端の高さが代入され、外側カーカスプライの折返し部の高さHiに0が代入される。   Ky in the above formula (1) indicates the lateral rigidity of the carcass. The heights Hi and Ho of the folded portions of the outer and inner carcass plies and the height Bh of the bead apex are specified by the height of the outermost end in the tire radial direction from each bead base line BL. When the carcass 6 is composed of one carcass ply 6A, the height of the outermost end of the carcass ply 6A is substituted for the height Ho of the inner carcass ply folding portion, and 0 is assigned to the height Hi.

なお、前記「ビードベースライン」とは、タイヤが基づく規格で定められるビード径位置を通るタイヤ軸方向線とする。   The “bead base line” is a tire axial direction line passing through a bead diameter position defined by a standard based on the tire.

また、前記ビードエーペックスのゴム硬度Bgは、JIS−K6253に準拠し、23℃の環境下におけるデュロメータータイプAによる硬さとする。   The bead apex has a rubber hardness Bg in accordance with JIS-K6253, and is a durometer type A hardness in an environment of 23 ° C.

前記カーカスプライの枚数Pnは、各カーカスプライがビードコア5に跨って配されていれば、ビードコア5で両端が折り返された折返し部6bを含まなくても1枚としてカウントされる。   The number Pn of carcass plies is counted as one if the carcass plies are arranged across the bead core 5 even if the folded portion 6b where both ends of the bead core 5 are folded back is not included.

上記式(1)中のEは、ベルト層の弾性定数が示される。前記ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度αは、本実施形態のように、ベルト層7に複数のベルトプライ7A、7Bが含まれる場合、トレッド部2の外面側に近いベルトプライ(本実施形態では外側ベルトプライ7B)で特定される。   E in the above formula (1) represents the elastic constant of the belt layer. When the belt layer 7 includes a plurality of belt plies 7A and 7B as in the present embodiment, the angle α of the belt cord with respect to the tire axial direction is a belt ply (in this embodiment, close to the outer surface side of the tread portion 2). It is specified by the outer belt ply 7B).

また、上記式(1)中のIは、ベルト層のZ軸回りの断面二次モーメントが示される。この最大幅Bwは、ベルト層7に複数のベルトプライ7A、7Bが含まれる場合、トレッド部2の外面側に近いベルトプライ(本実施形態では外側ベルトプライ7B)で特定される。   Further, I in the above formula (1) indicates a second moment of section about the Z axis of the belt layer. When the belt layer 7 includes a plurality of belt plies 7A and 7B, the maximum width Bw is specified by a belt ply (outer belt ply 7B in the present embodiment) close to the outer surface side of the tread portion 2.

前記定数a1〜a14は、14本のタイヤ1の実測した横バネ定数を上記式(1)の横バネ定数Gyに代入するとともに、各タイヤの設計因子(パラメータ)を上記式(1)〜(7)に代入することにより成立する14個の連立方程式を解くことにより求められる。   For the constants a1 to a14, the actually measured lateral spring constants of the 14 tires 1 are substituted into the lateral spring constant Gy of the above formula (1), and the design factors (parameters) of the respective tires are substituted by the above formulas (1) to ( It is obtained by solving 14 simultaneous equations which are established by substituting into 7).

なお、横バネ定数の実測値は、タイヤ静的試験機を用い、前記正規荷重負荷状態において、横力1kNを作用させたときの横変位を計測し、この横変位で横力1kNを除すことにより求められる。   The actual value of the lateral spring constant is measured by using a tire static tester, measuring the lateral displacement when a lateral force of 1 kN is applied in the normal load state, and dividing the lateral force by 1 kN. Is required.

図4には、カーカス6やベルト層7等のタイヤ構成部材が異なる複数のタイヤにおいて、上記式(1)で予測された横バネ定数をX、実測した横バネ定数をYとしてプロットしたグラフが示される。このグラフに示されるように、上記式(1)を用いて予測された横バネ定数は、実測した横バネ定数との相関が非常に高いことが確認できる。このように、本発明の予測方法は、横バネ定数を実測することなく、タイヤ構成部材の具体的な設計因子を上記式(1)に代入することにより容易に予測できるので、実用性が高く、コーナリング性能に優れたタイヤ設計の効率化を図ることができる。   FIG. 4 is a graph plotting the lateral spring constant predicted by the above formula (1) as X and the measured lateral spring constant as Y in a plurality of tires having different tire constituent members such as the carcass 6 and the belt layer 7. Indicated. As shown in this graph, it can be confirmed that the lateral spring constant predicted using the above equation (1) has a very high correlation with the actually measured lateral spring constant. Thus, the prediction method of the present invention can be easily predicted by substituting a specific design factor of the tire constituent member into the above formula (1) without actually measuring the lateral spring constant, and thus has high practicality. In addition, the efficiency of tire design with excellent cornering performance can be improved.

また、定数a1〜a14は、タイヤサイズの異なるタイヤ1を用いて求められることにより、横バネ定数をより高い精度で求めることができる。   Further, the constants a1 to a14 can be obtained with higher accuracy by obtaining the constants a1 to a14 using the tires 1 having different tire sizes.

上記式(1)を用いて、タイヤ構成部材が異なる246本のタイヤについて横バネ定数を予測するとともに、それらのタイヤの横バネ定数を実測した。予測された横バネ定数をX、実測した横バネ定数をYとしてプロットされたグラフを図4に示す。
なお共通仕様は次のとおりである。
定数a1:0.37
定数a2:0.11
定数a3:1.32
定数a4:0.03
定数a5:0.12
定数a6:−3.87
定数a7:−41.56
定数a8:2.27
定数a9:0.01
定数a10:0.29
定数a11:0.01
定数a12:0.49
定数a13:12.93
定数a14:−25.94
Using the above formula (1), the lateral spring constants were predicted for 246 tires having different tire constituent members, and the lateral spring constants of these tires were actually measured. A graph plotted with the predicted lateral spring constant as X and the actually measured lateral spring constant as Y is shown in FIG.
The common specifications are as follows.
Constant a1: 0.37
Constant a2: 0.11
Constant a3: 1.32
Constant a4: 0.03
Constant a5: 0.12
Constant a6: -3.87
Constant a7: 41.56
Constant a8: 2.27
Constant a9: 0.01
Constant a10: 0.29
Constant a11: 0.01
Constant a12: 0.49
Constant a13: 12.93
Constant a14: -25.94

また、上記の定数a1〜a14は、14本のタイヤの実測した横バネ定数と、各タイヤの設計因子を上記式(1)に代入することにより成立する14個の連立方程式を解くことにより求められた。
14本のタイヤの設計因子の詳細を表1に示す。
The constants a1 to a14 are obtained by solving 14 simultaneous equations established by substituting the actually measured lateral spring constants of the 14 tires and the design factor of each tire into the above equation (1). It was.
Table 1 shows the details of the design factors for the 14 tires.

テストの結果、本発明の予測方法で予測された横バネ定数は、実測した横バネ定数との相関係数が0.96であり、相関が非常に高く、高精度で横ばね定数を予測できることが確認できた。従って、本発明の予測方法は、設計因子を代入するだけで予測できるため、実用性が高く、コーナリング性能に優れたタイヤ設計の効率化を図りうることが確認できた。   As a result of the test, the lateral spring constant predicted by the prediction method of the present invention has a correlation coefficient of 0.96 with the actually measured lateral spring constant, has a very high correlation, and can predict the lateral spring constant with high accuracy. Was confirmed. Therefore, since the prediction method of the present invention can be predicted only by substituting the design factor, it has been confirmed that it is highly practical and can improve the efficiency of tire design with excellent cornering performance.

1 自動車用タイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
6A 内側カーカスプライ
6B 外側カーカスプライ
7A 内側ベルトプライ
7B 外側ベルトプライ
8 ビードエーペックスゴム
9 クリンチゴム
10 ビード補強層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automobile tire 2 Tread part 3 Side wall part 4 Bead part 6A Inner carcass ply 6B Outer carcass ply 7A Inner belt ply 7B Outer belt ply 8 Bead apex rubber 9 Clinch rubber 10 Bead reinforcement layer

Claims (2)

下記式(1)を用いて、自動車用タイヤの横バネ定数を予測する工程を含むことを特徴とする自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法。

ここで
Gy:横バネ定数(N/mm)
S:タイヤの接地面積(cm2
Te:トレッドゴムの複素弾性率(MPa)
r:ベルト層の半径(mm)
F:接地時の接線力(N)
y:トレッド部の陸部のタイヤ軸方向の変位(mm)
h:トレッド部の陸部の高さ(mm)
Ey:トレッドゴムのヤング率(N/cm2
G:トレッドゴムの剪断剛性(N/cm2
Im:トレッド部の陸部の断面2次モーメント(mm4
A:トレッド部の陸部の断面積(cm2
Ap:空気圧(kPa)
Pn:カーカスプライの枚数(枚)
Hi:外側カーカスプライの折返し部の高さ(mm)
Ho:内側カーカスプライの折返し部の高さ(mm)
Bn:ビード補強層の枚数(枚)
Cw:クリンチゴムの最大厚さ(mm)
Bh:ビードエーペックスの高さ(mm)
Bg:ビードエーペックスのゴム硬度(度)
α:ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度(°)
Bw:ベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅(mm)
a1〜a14:定数
The prediction method of the cornering performance of the tire for motor vehicles characterized by including the process of estimating the transverse spring constant of a tire for motor vehicles using following formula (1).

Where Gy: transverse spring constant (N / mm)
S: Tire contact area (cm 2 )
Te: Complex elastic modulus (MPa) of tread rubber
r: Belt layer radius (mm)
F: Tangent force during grounding (N)
y: Displacement in the tire axial direction of the land portion of the tread (mm)
h: Land height of the tread (mm)
Ey: Young's modulus of tread rubber (N / cm 2 )
G: Shear rigidity of the tread rubber (N / cm 2 )
Im: Cross-sectional second moment of land in tread (mm 4 )
A: Cross-sectional area of land in the tread (cm 2 )
Ap: Air pressure (kPa)
Pn: Number of carcass plies (sheets)
Hi: Height of folded portion of outer carcass ply (mm)
Ho: Height of folded part of inner carcass ply (mm)
Bn: Number of bead reinforcement layers (sheets)
Cw: Maximum thickness of clinch rubber (mm)
Bh: Bead apex height (mm)
Bg: Bead apex rubber hardness (degree)
α: Angle of belt cord with respect to tire axial direction (°)
Bw: Maximum width of belt ply in the tire axial direction (mm)
a1-a14: Constant
上記式(1)には、前記自動車用タイヤのトレッド部にサイピングが設けられる場合、下記式(2)が用いられる請求項1に記載の自動車用タイヤのコーナリング性能の予測方法。

ここで
W:陸部の幅(mm)
L: サイピングの周方向方向成分長さ(mm)
hs:サイピングの深さ(mm)
The said formula (1) is a method for predicting the cornering performance of the automobile tire according to claim 1, wherein the following formula (2) is used when siping is provided in the tread portion of the automobile tire.

Where W: width of land (mm)
L: Circulating component length in the circumferential direction (mm)
hs: Depth of siping (mm)
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