JPH08488B2 - ラジアルタイヤ - Google Patents

ラジアルタイヤ

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JPH08488B2
JPH08488B2 JP2074969A JP7496990A JPH08488B2 JP H08488 B2 JPH08488 B2 JP H08488B2 JP 2074969 A JP2074969 A JP 2074969A JP 7496990 A JP7496990 A JP 7496990A JP H08488 B2 JPH08488 B2 JP H08488B2
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寛 吉永
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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イに起因するものと
され、従って、タイヤ軸方向左右の均等性を高めるべ
く、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、このコニシテイの改善によっては、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
コーナリングフオース、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
フアライニングトルク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、キャンバー角βを0として、
例えば第6図に示すような、横軸にセルフアライニング
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、セルフアライニングト
ルクSATが発生している。なおスリップ角α、キャンバ
ー角βがともに0であるときの横力Fは、LFD(ラテラ
ルフオースデビエーション)と言われる。
このようなセルフアライニングトルクSAT、横力Fと
の関係において、前記直線Kが縦軸と交わる交点k1の横
力F、即ちセルフアライニングトルク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、セルフアライニングトルクSAT
を、夫々スリット角αに対して表示したときには、残余
CF、残余セルフアライニングトルク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、いわゆるコニシテイのあるタイヤにおいては、タ
イヤの組付に際して、前記残余のCF、セルフアライニン
グトルクSATは、大径側を右又は左に変化し、いわゆる
表組、裏組をした際においては、第8図に示すように、
前記直線Kは、表組の直線K1、裏組の直線K2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0、キャンバー角βが0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におけるコニシテイと定義してい
る。
さらに車両の片流れと、残余CF、残余セルフアライニ
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、合計のセルフアライニングトルクSA
T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。通常、これにさらにコニシテイ
に基づく力が作用し、車両には、残余CFの合力とコニシ
テイに基づく横力が、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
車両片流れ量は、時速50km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〜−4kg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4kg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、トレッドパターンが残余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FT、ブレーキ力FBに基づき、このブロッ
クのトレッ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、
一般に残余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7aを一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−14.4kg、−7.8k
g、−3.6kgであって、外ベルトコード7aと向きが異なる
横溝Gs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(a)〜(c)に示す、ベルトコード7a
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−5.9kg、−8.1kg、−12.1kg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
定しうることも見出した。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る。
x=Bw2・Bm・10-5/sinθ゜ …… 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×d2×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) 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のタイヤをうることができ
る。
しかしながら、トレッドパターン残余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、トレッ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)を求めうる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〔(CF1+CF2)/2〕で
あるパターン残余CF(K1)と、次の式で求まるベルト
剛性指数(x)から次ので求まるベルト残余CF(K2)
との和であるタイヤ残余CF(K)〔=K1+K2〕を−4kg
以上かつ4kg以下としたラジアルタイヤ。
x=Bw2・Bm・10-5/sinθ゜ …… 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×d2×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) …… 〔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〔(CF1+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(K1)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
(CF1、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〔(CF1
+CF2)/2〕、即ち−0.07、+3.0−2.8をパターン残余C
F(K1)するのである。
又次の式で求まるベルト剛性指数(x)から次の
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)〔=K1+K2〕を−4kg以上かつ4kg以下と
するのである。
x=Bw2・Bm・10-5/sinθ゜ …… 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×d2×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) …… 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
ッドパターンの前記パターン残余CF(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±4kg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±4kg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。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
性をうることができる。
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とから求まる式のベルト・ビ
ード指数Zを130〜150とするのが好ましい。
z=Bl2・Bh・Fg・C・F・10-6 …… Bl: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 C: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。
F: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。
(1) 巻上げ高さにおいて「HTU」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、「LT
U」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1250d/2よりも小であることを意味す
る。
z=x1/4・y3 …… 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からサイドウォール部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層のベルトプライ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+7×0.2
2、1×5×0.23、1×4×0.22、1×3/0.175+6/0.22
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3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。その結果は第3表に併示している。又
残余CFは、内圧1.9kg/cm2、荷重475kg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100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、2000cc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、比較令を100
として 評価した。点数が大あ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図はトレッドパターンと残余CFの関係を示
す線図、第14図〜18図は、トレッドパターンを例示する
平面図である。 2……トレッド部、3……サイドウォール部、 4……ビード部、5……ビードコア、 6……カーカス、7……ベルト、 7A、7B……ベルトプライ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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〔(CF1+CF2)/2〕で
    あるパターン残余CF(K1)と、次の式で求まるベルト
    剛性指数(x)から次ので求まるベルト残余CF(K2)
    との和であるタイヤ残余CF(K)〔=K1+K2〕を−4kg
    以上かつ4kg以下としたラジアルタイヤ。 x=Bw2・Bm・10-5/sinθ゜ …… 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×d2×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. 【請求項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. 【請求項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。
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JPS59206207A (ja) * 1983-05-10 1984-11-22 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りラジアルタイヤ
JPS61143204A (ja) * 1984-12-18 1986-06-30 Yokohama Rubber Co Ltd:The 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

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