JPH03273903A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の片流れを改善でき、直進走行性能を高
めうるラジアルタイヤに関する。

〔従来の技術〕

近年の車両の高性能化、道路網の整備に伴い、タイヤに
ついても、耐久性、操縦安定性、乗心地などの諸性能に
加えて、例えばハンドルを手離した際において所定の距
離を走行する間に、その直進方向線に対して片側に位置
ずれし横流れする、いわゆる車両の片流れを減じ、直進
走行安定性を高めるなど、さらに運転の快適性を改善す
ることが望まれている。

従来、この車両の片流れは、トレッド部のタイヤ軸方向
左右において、特にベルト層の周長が異なることにより
コーン状となるいわゆるコニシティに起因するものとさ
れ、従って、タイヤ軸方向左右の均等性を高めるぺ（、
種々の対策がとられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このコニシティの改善によっては、車両
の片流れを充分には防止しえないのが判明した。

他方、近年のタイヤ測定技術の進歩によって、第５図に
略示するごとく、タイヤ進行方向Ｘに対して微小のスリ
ップ角αを付与したときの、タイヤ横方向Ｙに生じるコ
ーナリングフォース、即ち横力Ｆと、タイヤ中心を通る
垂直軸Ｚまわりでスリップ角αの方向に回転するセルフ
ァライニングトルクＳＡＴとを高精度で計測することが
可能となった。

このような計測結果は、キャンバ−角βを０として、例
えば第６図に示すように、横軸にセルファライニングト
ルクＳＡＴを、縦軸に横力Ｆを用いて直線Ｋを用いて示
される。又直線Ｋにおいて、スリップ角αが０度、＋０
．２度、−０，４度の場合を黒丸で示している。

このように、ラジアルタイヤにおいては、一般に、直進
走行状態においても、横力Ｆ、セルファライニングトル
クＳＡＴが発生している。なおスリップ角α、キャンバ
−角βがともに０であるときの横力Ｆは、ＬＦＤ　（ラ
テラルフォースデビエーション）と言われる。

このようなセルファライニングトルクＳＡＴ、横力Ｆと
の関係において、前記直ｖＡＫが縦軸と交わる交点に１
の横力Ｆ、即ちセルファライニングトルクＳＡＴが生じ
ないときの横力Ｆを残余ＣＦと名付ける。この残余ＣＦ
が車両の片流れに影響を及ぼすことが判明した。即ちこ
の残余ＣＦがプラス方向であるとき車両が右方向に片流
れすることを意味するように、残余ＣＦの向き、大きさ
によって車両の片流れ性を評価でき、従って車両の片流
れを防止するには、この残余ＣＦを低下することが必要
となる。

なお前記横力Ｆと、セルファライニングトルクＳＡＴを
、夫々スリット角αに対して表示したときには、残余Ｃ
Ｆ、残余セルファライニングトルクＳＡＴは第７図のよ
うに示される。

なお、タイヤ赤道を中心としてその左右に半径差が生じ
る、いわゆるコニシティのあるタイヤにおいては、タイ
ヤの組付に際して、前記残余ＣＦ、セルファライニング
トルクＳＡＴは、大径側を右又は左に変化し、いわゆる
表組、表組をした際においては、第８図に示すように、
前記直線には、表組の直線に１、表組の直！に２に示す
ように、２つの平行な直線となる。又第８図に示すよう
に、ともにスリップ角αがＯ、キャンバ−角βがＯの場
合における横力の平均値をプライステアとよび、各平均
値からの偏差を、横力Ｆにおけるコニシティと定義して
いる。

さらに車両の片流れと、残余ＣＦ、残余セルファライニ
ングトルクＳＡＴとの関係において、ハンドルを手離し
して走行する際には、合計のセルファライニングトルク
ＳＡＴが０となるため、従ってこのとき、タイヤには残
余ＣＦが発生することとなる０通常、これにさらにコニ
シティに基づく力が作用し、車両には、残余ＣＦの合力
とコニシティに基づく横力が、タイヤに関して車両に発
生する。

なお残余ＣＦと、車両流れの一例を第９図に示す、この
車両の片流れ量は、時速５０−で１００ｍを、ハンドル
を手離し状態で走行させたときに生じる横ずれ量であり
、第９図はサイズ２１５ＳＲ１５のタイヤを用いて測定
している。このように残余ＣＦと車両流れとは、相関関
係を有するのがわかり、車両流れを防ぐには残余ＣＦを
低減させるのがよく、又残余ＣＦを＋４ｋｇ〜−４瞳と
することにより、片流れ量が０．５ｍ以下となるほぼ満
足しうる車両流れとなることが判明した。

本発明者は、コニシティを所定の値以下とすることを前
提として、残余ＣＦを４−以下とするべく種々研究を行
った結果、残余ＣＦはタイヤのトレッドパターンと、ベ
ルト層の構造とによって変化することを見出した。

ここで、トレンドパターンが残余ＣＦに及ぼす影響とは
、第１１図に示すように、とくに斜めの横溝により区切
られたブロックを有する場合において、タイヤ赤道ＣＯ
寄りとトレッド縁とにおける半径差によりブロックに生
じるトラクションＦＴ１ブレーキ力ＦＢに基づき、この
ブロックのトレンド面において作用する回転モーメント
Ｍに起因すると考えられる。

なお第１１図に示すブロックでは第１３図に示すように
、−船に残余ＣＦを増加し、又第１２図に示すブロック
では残余ＣＦを低下させるのが判明している。

さらにトレッドパターンに基づく残余ＣＦのために、第
１４図（ａ）〜（Ｃ）に示すタイヤの外側域における外
の横溝Ｇｓの向きを違えるトレッドパターンＳＡ、ＳＢ
、ＳＣのタイヤを試作した。同図に、最外側のベルトプ
ライ７Ｂのベルトコード７ａｆ−点鎖線で示している。

このようなパターンＳＡ。

ＳＢ、ＳＣにおける残余ＣＦを測定した結果、パターン
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣでは、残余ＣＦが、夫々−１４，４蹟
、−７，８ｋｇ、−３，６瞳であって、外ベルトコード
７ａと向きが異なる横溝Ｏ３を設けたパターンＳＣの残
余ＣＦが低下していのがわかる。

さらに第１５図（ａｌ〜ｆｅ）に示す、ベルトコード７
ａと同向きに内の横溝Ｇｃが傾くパターンＣＡ、タイヤ
軸方向に傾くパターンＣＢ、逆向きに傾くパターンＣＣ
比の場合の残余ＣＦは、夫々−５，９瞳、−８，１瞳、
−１２，１眩であった。

このように、トレッドパターンは、残余ＣＦに影響し、
ベルトコードの向き、即ちベルト層の構造も車両の片流
れに密接に関係しているのがわかる。

ここでベルト層の構造が及ぼす残余ＣＦとは、接地部内
におけるベルトの伸縮により生じるものであって、クロ
スプライに配されるラジアルタイヤのベルトは、伸縮に
よってコードが平行移動するような面内剪断変形をうけ
、これによってトレッドゴムが、最外層のベルトプライ
の変形とともに面内の剪断変形が生起されることによっ
て残余ＣＦが生じるものと考えられる。

又このベルト層の構造はベルト剛性指数Ｘによって判定
しうろことも見出した。ここでベルト剛性指数Ｘとは次
式により定義される値であり、このベルト剛性指数Ｘは
第３図に示されるように車両の片流れと略直線的に相関
することが判明したのであり０ ｘ−Ｂｗ”　　・Ｂｍ　・１０−’　／ｓｉｎ　θ°−
・−■ＢＷ：最外層のベルトプライの巾（ｆｉ）θ　：
ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾き角度 Ｂｍ：　　ｎＸｄ”　　ＸＮ （ｎ：ベルトコード内の素線数、 ｄ：素線の半径、 Ｎ：５ｃ！１当たりのコード数） ベルト剛性指数Ｘが４．５をこえると、トレッド部の剛
性が過大となり、乗心地が低下し、他方、１より小であ
るときには、操縦安定性を低下することが判明している
。

さらに前記ベルト剛性指数Ｘと、残余ＣＦ　（Ｋ２）は
、Ｋ２＝　−Ａｘ　（ベルト正張りのときＡ＝３．３、
逆張りのときＡ　＝　−３，３’）の関係にあることを
見出した。従って、トレッドパターンが有する車両流れ
への影響量が判ることによって、ベルト剛性指数Ｘを前
記範囲で調整することにより、±４ｋｇ以内の残余ＣＦ
のタイヤをうろことができる。

しかしながら、トレンドパターン残余ＣＦは、前記のご
とく、そのときのベルト層の構造により著しい影響をう
ける。

従って本発明者は、トレンドパターンの車両流れに対す
る影響量を、ベルト層により影響されることなく測定す
ることについて種々検討した結果、同一のトレッドパタ
ーンを有するタイヤにおいて、ベルト層のベルトプライ
の各ベルトコードの向きのみを逆にしたタイヤを製作し
、測定するとともにその平均値を求めることにより、ベ
ルト層の影響を除いたトレッドパターンのみの車両流れ
に対する影響量、即ちトレッドパターンによるパターン
残余ＣＦ（Ｋ１）を求めうろことに気付いたのである。

従って、本発明は車両流れを減じうるラジアルタイヤの
提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、トレンドパターンが外面に凹設されたトレン
ド部からサイドウオール部をへてビード部のビードコア
で折返すカーカスコードをラジアル配置したカーカスと
、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部内方に配さ
れるとともにスチール製のベルトコードをタイヤ赤道に
対して交差させて平行に配してなる１以上のベルトプラ
イからなるベルト層とを具えるラジアルタイヤであって
、該ラジアルタイヤの残余ＣＦ　（ＣＦ１）と、前記ベ
ルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の
向きのみを逆とし他の構成を同一とした逆張りのラジア
ルタイヤの残余ＣＦ　（ＣＦ２）との平均値（（ＣＦ　
１　＋ＣＦ２）／２）であるパターン残余ＣＦ（Ｋ１）
と、次の０式で求まるベルト剛性指数（ｘ）から次の０
式で求まるベルト残余ＣＦ　（Ｋ２）との和であるタイ
ヤ残余ＣＦＣＫ）〔＝Ｋ１＋Ｋ２〕を−４ｋｇ以上かつ
４ｋｇ以下としたラジアルタイヤ。

ｘ＝Ｂｗ”　　・Ｂｍ　・１０　−’　／ｓｉｎ　θ°
　　　■Ｂｗ：最外層のベルトプライの巾（鶴）θ　：
ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾き角度 Ｂｍ：ｎ×ｄ２×Ｎ （ｎ：ベルトコード内の素線数、 ｄ：素線の半径、 Ｎ：５ｃｓ当たりのコード数） Ｋ２＝Ａｘ　（但しＡはベルト正張りのとき−３，３、
逆張りのとき＋３．３）　　−・−・−■〔作用〕 ラジアルタイヤの残余ＣＦ　（ＣＦ１）と、前記ベルト
プライのベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向き
のみを逆とし他の構成を同一とした逆張りのラジアルタ
イヤの残余ＣＦ　（ＣＦ２）との平均値（（ＣＦｌ　＋
ＣＦ２）／２）であるパターン残余ＣＦ（Ｋ１）を求め
る。これにより、ベルト層の影響のないトレッドパター
ン自体による残余ＣＦである前記パターン残余ＣＦ（Ｋ
１）を求めうるのである。

これは、第１６〜１８図に示すトレッドパターンＤＡ、
ＤＢ、ＤＣのタイヤにおいて、正張り、逆張りのときの
各残余ＣＦ（ＣＦＩ、ＣＦ２）は、ＤＡが−１，９３、
＋１．８０、ＤＢが＋０．７０、＋５．２３、ＤＣが−
４，９５、−０，６８であり、その平均値Ｃ（ＣＦ　１
　＋ＣＦ２）／２）　、即ち−０，０７、＋　３．０−
２．８をパターン残余ＣＦ　（Ｋ１）するのである。

又次の０式で求まるベルト剛性指数（ｘ）から次の０式
でベルト残余ＣＦ　（Ｋ２）を求め、それらの和である
タイヤ残余ＣＦ　（Ｋ）（＝に１＋に２〕を一４―以上
かつ４ｋｇ以下とするのである。

ｘ＝Ｂｗ”　　−Ｂｍ　・１０−’　／ｓｉｎ　θ°−
・−■Ｂｗ：最外層のベルトプライの巾（鶴）θ　：ベ
ルトコードのタイヤ赤道に対する傾き角度 Ｂｍ：　　ｎＸｄ”　　ＸＮ （ｎ：ベルトコード内の素線数、 ｄ：素線の半径、 Ｎ：５０ｍ当たりのコード数） Ｋ２＝Ａｘ　（但しＡはベルト正張りのとき−３，３、
逆張りのとき＋３．３）　　−−−−−−−・　■なお
「正張り」とは、外側のベルトプライのベルトコードが
、右螺旋の方向にタイヤ赤道に対して傾けて巻かれてい
ること、又「逆張り」とは左螺旋に巻回されていること
をいう。

前記ベルト剛性指数Ｘは、ベルト層の曲げ剛さに相関し
、又この値が４．５より大のとき乗心地性を低下させ、
又１．０よりも小のとき操縦安定性を害することとなる
。

さらにタイヤ全体としてのタイヤ残余ＣＦ　（Ｋ）〔＝
Ｋ１＋Ｋ２〕を±４ｋｇ以内とするには、パターン残余
ＣＦ（Ｋ１）の値を、＋２０〜−２０ｋｇ程度の範囲に
制限する。又、トレンドパターンの前記パターン残余Ｃ
Ｆ　（Ｋ１）を前記範囲に予め設定することにより、前
記範囲のベルト剛性指数Ｘによって残余ＣＦを加減し、
±４ｋｇとする範囲とすることができる。

なおベルト剛性指数Ｘを前記範囲としたのち、残余ＣＦ
　（Ｋ）が前記値となるようにパターン残余ＣＦ（Ｋ１
）を選択し決定することもできる。

このようなラジアルタイヤは、残余ＣＦが±４瞳内であ
って、乗心地性と操縦安定性とを維持しつつ、好ましい
車両流れのタイヤとなる。

又タイヤ残余ＣＦ　（Ｋ）を±４瞳内とするべく、ベル
ト剛性指数を１に近づける場合がある０通常の場合にお
いて、１よりも小でないときには、略満足しうる操縦安
定性をうろことができる。

しかしながら、高速、悪路を走行する車両など、操縦安
定性性を高く維持するのが好ましい車両がある。このと
き、ベルトコードを変化することなく、トレッド部を剛
性を高めるべく、例えばカーカス等の剛性を高めること
は、タイヤ重量を増し、他のタイヤ性能を損ないがちと
なる。

この点についても、本発明者は、操縦安定性を高めるに
は、タイヤのビード部の剛性を高めるのがよいことを見
出した。

しかもビード部の剛性は、ビード部剛性指数ｙとして、
次の０式で与えられる。

この値を４．６〜５．２とする。しかも前記ベルト剛性
指数Ｘとビード部剛性指数ｙとから求まる０式のベルト
・ビード指数Ｚを１３０〜１５０とするのが好ましい。

ｚ＝Ｂｌ”　　・Ｂｈ−Ｆｇ−Ｃ−Ｆｌｏ−ｂ−■Ｂｊ
！：ビードエーペックスの長さ Ｂｈ：ビードエーペックスのＪＩＳＡ硬度Ｆｇ：ビード
部クリンチ全厚さ ：カーカスプライの数、カーカスプライの高さ、カーカ
スコードの太さに応じて第１表で定める定数。

：ビード補強層の補強コードの材質に応じて第２表で定
める定数。

／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ＼７′ ７へ ／ ／ ／ 第１表 （１）巻上げ高さにおいてｒＨＴＵＪとは巻上げ高さｈ
がタイヤ断面高さＨの０．３５倍以上であることを、ｒ
ＬＴＵＪと０．３５倍よりも小であることを意味する。

（２）太さにおいて「太」とは１２５０ｄ／２以上であ
ることを「細」とは１２５０　ｄ／２よりも小であるこ
とを意味する。

第２表 ｚ−ｘｙ　　　　　　　　■ これはベルト剛性指数Ｘと、ビード部剛性指数ｙを横軸
にとったときの乗心地性、操縦安定性を定性的に縦軸に
示した第４図に示すように、乗心地性、操縦安定性は、
ベルト剛性指数Ｘ、ビード部剛性指数ｙについてともに
相反する特性曲線を示し、しかもベルト剛性指数Ｘにつ
いては、１〜４．５の範囲であって、４．５に近づくに
つれて乗心地性が劣る反面、操縦安定性に優れ、又ビー
ド部剛性指数ｙについては、４．６〜５．２であって、
４゜６に近づくに伴い同じ特性を示す。

従って、ベルト剛性指数Ｘが１に近いとき、ビード部剛
性指数ｙを大、即ち５．２に近づけるのが、乗心地性を
維持しつつ操縦安定性を改善でき、又ベルト剛性指数Ｘ
が４．５に近づくとき、ビード部剛性指数ｙを４．６に
近い値とすることにより、乗心地性の低下を補いうるの
である。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、空気入りラジアルタイヤ１は、トレッ
ド部２からサイドウオール部３をへてビード部４のビー
ドコア５で折返すカーカス６と、該カーカス６の半径方
向外側かつ前記トレッド部２の内方に配されるベルト７
とを具えるとともに、ビード部４には、適宜ビード補強
層９が設けられる。

前記ベルト７は、内外２層のベルトブライ７Ａ。

７Ｂからなり、又そのベルトコードのタイヤ赤道ＣＯに
対して１８度以下の傾斜角度で互いに逆に傾く、又ベル
トコードは、スチールの素線７ｂを撚り合わせた、例え
ば２＋７Ｘ０．２２．１×５×０．２３、ｌＸ４Ｘ０．
２２．１ｘ３１０．１７５＋６１０．２２などのものが
利用される。

又トレッド部２には、例えば第２図に例示するトレッド
パターンが設けられる。

〔具体例〕

サイズ２１５ＳＲ／１５のタイヤを、第１．２図、第８
表に示す仕様により試作し、片流れ性、操縦安定性能と
乗心地性とを測定した。その結果を第８表に併示してい
る。又残余ＣＦは、内圧１゜９ｋｇ／ｃｓｉ”、荷重４
７５眩として、米国ＭＴＳ社のフラットトラックマシン
を用いて測定した。なお、片流れ性は、比較例１を１０
０とする残余ＣＦ指数により表示している。指数が大な
る程、好ましいことを示す、又操縦安定性能、乗心地性
、２０００　ｃｃの乗用車に取付け、運転者によるフィ
ーリングテストを行ない、比較例を１００として評価し
た。点数が大なるものほどよいことを示す。

実施例品は、乗心地性、操縦安定性を損なうことなく、
タイヤ全体の残余ＣＦを改善しうるのがわかる。

〔発明の効果〕

このように本発明は、操縦安定性能、乗心地性を損なう
ことなく、車両の片流れ性能を改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
パターンを示す平面図、第３図はベルト層と片流れ性と
の関係を例示する線図、第４図はベルト剛性指数Ｘ、ビ
ード部剛性指数ｙと操縦安定性、乗心地性との関係を示
す線図、第５〜８図は、残余ＣＦを説明するための線図
、第９図は残余ＣＦと片流れ性の測定結果を例示する線
図、第１０図は、タイヤのクラウン部、ショルダ部の半
径　を例示する線図、第１１．１２図は、トレッドパタ
ーンを例示する線図、第１３図はトレンドパターンと残
余ＣＦの関係を示す線図、第１４図〜１８図は、トレン
ドパターンを例示する平面図である。 ２−・・トレンド部、　　３−サイドウオール部、４−
・−ビード部、　５−ビードコア、６−・カーカス、　
　７・・・ベルト、７Ａ、７Ｂ−ベルトブライ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　トレッドパターンが外面に凹設されたトレッド部か
   らサイドウォール部をへてビード部のビードコアで折返
   すカーカスコードをラジアル配置したカーカスと、該カ
   ーカスの半径方向外側かつトレッド部内方に配されると
   ともにスチール製のベルトコードをタイヤ赤道に対して
   交差させて平行に配してなる１以上のベルトプライから
   なるベルト層とを具えるラジアルタイヤであって、該ラ
   ジアルタイヤの残余ＣＦ（ＣＦ１）と、前記ベルトプラ
   イのベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きのみ
   を逆とし他の構成を同一とした逆張りのラジアルタイヤ
   の残余ＣＦ（ＣＦ２）との平均値〔（ＣＦ１＋ＣＦ２）
   ／２〕であるパターン残余ＣＦ（Ｋ１）と、次の［１］
   式で求まるベルト剛性指数（ｘ）から次の［２］式で求
   まるベルト残余ＣＦ（Ｋ２）との和であるタイヤ残余Ｃ
   Ｆ（Ｋ）〔＝Ｋ１＋Ｋ２〕を−４ｋｇ以上かつ４ｋｇ以
   下としたラジアルタイヤ。 ｘ＝Ｂｗ＾２・Ｂｍ・１０＾−＾５／ｓｉｎθ゜………
   ［１］Ｂｗ：最外層のベルトプライの巾（ｍｍ） θ：ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾き角度 Ｂｍ：ｎ×ｄ＾２×Ｎ （ｎ：ベルトコード内の素線数、 ｄ：素線の半径、 Ｎ：５ｃｍ当たりのコード数） Ｋ２＝Ａｘ（但しＡはベルト正張りのとき−３．３、逆
   張りのとき３．３）………［２］ ２　前記ベルト剛性指数（ｘ）は、１．０〜４．５の範
   囲にあることを特徴とする請求項１記載のラジアルタイ
   ヤ。 ３　前記パターン残余ＣＦ（Ｋ１）は、＋２０〜−２０
   ｋｇｆの範囲にあることを特徴とする請求項１記載のラ
   ジアルタイヤ。