JP3198070B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
空気入りタイヤInfo
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- JP3198070B2 JP3198070B2 JP09930197A JP9930197A JP3198070B2 JP 3198070 B2 JP3198070 B2 JP 3198070B2 JP 09930197 A JP09930197 A JP 09930197A JP 9930197 A JP9930197 A JP 9930197A JP 3198070 B2 JP3198070 B2 JP 3198070B2
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- tire
- tread
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
- B60C11/0083—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the curvature of the tyre tread
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操縦安定性と耐摩
耗性とを向上しうる空気入りタイヤに関する。
耗性とを向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】空気
入りタイヤ、とりわけ乗用車用空気入りタイヤは、近年
の乗用車の高出力化、高速化に伴い、例えば５５％以下
の低扁平化が進む傾向にあり、また、タイヤ子午断面に
おけるトレッド部外面輪郭は、曲率半径の異なる２種又
は３種の円弧を接続して形成することが行われている。
入りタイヤ、とりわけ乗用車用空気入りタイヤは、近年
の乗用車の高出力化、高速化に伴い、例えば５５％以下
の低扁平化が進む傾向にあり、また、タイヤ子午断面に
おけるトレッド部外面輪郭は、曲率半径の異なる２種又
は３種の円弧を接続して形成することが行われている。
【０００３】一般に、高速直進時の操縦安定性を向上す
るためには、トレッド中央部の円弧の曲率半径を大きく
すること、つまりフラット化することが望ましい。とこ
ろが、トレッド部をフラット化すると、トレッドのショ
ルダ部において、タイヤ赤道点を通るタイヤ軸方向線
と、トレッド表面とのタイヤ半径方向距離であるキャン
バー量が小さくなるため、旋回時の横力やホイールアラ
イメントによるキャンバー角などの影響により、前記シ
ョルダ部が強く路面に押しつけられるため偏摩耗が発生
しやすく、かつキャンバー角付加時の高速耐久性が損な
われるという問題がある。
るためには、トレッド中央部の円弧の曲率半径を大きく
すること、つまりフラット化することが望ましい。とこ
ろが、トレッド部をフラット化すると、トレッドのショ
ルダ部において、タイヤ赤道点を通るタイヤ軸方向線
と、トレッド表面とのタイヤ半径方向距離であるキャン
バー量が小さくなるため、旋回時の横力やホイールアラ
イメントによるキャンバー角などの影響により、前記シ
ョルダ部が強く路面に押しつけられるため偏摩耗が発生
しやすく、かつキャンバー角付加時の高速耐久性が損な
われるという問題がある。
【０００４】従来、このような問題を防止するべく、特
に前記低扁平のタイヤにおいては、トレッドの中央部は
約１０００mmないしそれ以上の曲率半径を有する円弧で
構成する一方、ショルダ部は、例えば２００〜３００mm
といった小さい曲率半径の円弧を採用することにより、
ショルダ部においてキャンバー量を確保し、高速直進時
の操縦安定性、耐偏摩耗性能、旋回性能などをバランス
させることが行われている。
に前記低扁平のタイヤにおいては、トレッドの中央部は
約１０００mmないしそれ以上の曲率半径を有する円弧で
構成する一方、ショルダ部は、例えば２００〜３００mm
といった小さい曲率半径の円弧を採用することにより、
ショルダ部においてキャンバー量を確保し、高速直進時
の操縦安定性、耐偏摩耗性能、旋回性能などをバランス
させることが行われている。
【０００５】本発明者は、タイヤの接地面内の圧力分布
を詳細に測定することができる装置を用いて、前記低扁
平のタイヤの接地圧分布を調べたところ、前記トレッド
の中央部の円弧とショルダ部の円弧との境界付近に、接
地圧が高い部分があることを突き止めた。また、このよ
うな接地圧が高い部分は、キャンバー角に拘わらず同じ
位置で存在していることも判った。
を詳細に測定することができる装置を用いて、前記低扁
平のタイヤの接地圧分布を調べたところ、前記トレッド
の中央部の円弧とショルダ部の円弧との境界付近に、接
地圧が高い部分があることを突き止めた。また、このよ
うな接地圧が高い部分は、キャンバー角に拘わらず同じ
位置で存在していることも判った。
【０００６】この現象は、トレッド部外面で隣り合う円
弧の曲率半径が大きく変化するために生じていると考え
られる。そこで、本発明者は、トレッド部外面の輪郭
が、トレッドの中央部からショルダ部にかけて曲率半径
が徐々に小さくなる幾何曲線で形成されるようトレッド
部をバフ研磨し、前記同様に接地圧を調べたところ、接
地圧が均一化していることを見出し本発明を完成させ
た。
弧の曲率半径が大きく変化するために生じていると考え
られる。そこで、本発明者は、トレッド部外面の輪郭
が、トレッドの中央部からショルダ部にかけて曲率半径
が徐々に小さくなる幾何曲線で形成されるようトレッド
部をバフ研磨し、前記同様に接地圧を調べたところ、接
地圧が均一化していることを見出し本発明を完成させ
た。
【０００７】以上のように、本発明は、タイヤ子午断面
におけるトレッド表面の輪郭線を、タイヤ赤道点からト
レッド縁に向かって曲率半径が連続的に減じる関数を用
いたトレッド曲線から構成することを基本とし、接地圧
分布の均一化を図り、ひいては操縦安定性と耐摩耗性と
を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的とし
ている。
におけるトレッド表面の輪郭線を、タイヤ赤道点からト
レッド縁に向かって曲率半径が連続的に減じる関数を用
いたトレッド曲線から構成することを基本とし、接地圧
分布の均一化を図り、ひいては操縦安定性と耐摩耗性と
を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、タイヤ子午断面におけるトレッド表面の輪
郭線が、タイヤ赤道点からトレッド縁に向かって曲率半
径が連続的に減じる関数を用いたトレッド曲線からな
り、かつタイヤ断面巾Ｗと、タイヤ断面高さＨとの比
（Ｈ／Ｗ）である扁平率が５５％以下の空気入りタイヤ
である。
載の発明は、タイヤ子午断面におけるトレッド表面の輪
郭線が、タイヤ赤道点からトレッド縁に向かって曲率半
径が連続的に減じる関数を用いたトレッド曲線からな
り、かつタイヤ断面巾Ｗと、タイヤ断面高さＨとの比
（Ｈ／Ｗ）である扁平率が５５％以下の空気入りタイヤ
である。
【０００９】また請求項１記載の発明では、前記タイヤ
赤道点からトレッド縁に向かって曲率半径が連続的に減
じる関数として、サイクロイド関数又はエピサイクロイ
ド関数を用いることを特徴とする。
赤道点からトレッド縁に向かって曲率半径が連続的に減
じる関数として、サイクロイド関数又はエピサイクロイ
ド関数を用いることを特徴とする。
【００１０】また請求項２記載の発明は、前記エピサイ
クロイド関数が、前記タイヤ赤道点を原点とし、タイヤ
赤道点からトレッド縁に向かうタイヤ軸方向をＸ軸、ト
レッド面のキャンバー方向をＹ軸とした座標において、
タイヤ赤道点からのタイヤ軸方向の距離Ｘと、その距
離Ｘにおけるトレッド面のキャンバー量Ｙとが、それぞ
れ次式の関数により表示されることを特徴としている。 Ｘ＝（ｒ＋Ｒ）ｃｏｓθ＋Ｒ・ｃｏｓ｛（ｋ＋１）θ−（π／２）ｋ｝ Ｙ＝Ａ・［ｒ＋２Ｒ−（ｒ＋Ｒ）・ｓｉｎθ−Ｒ・ｓｉｎ｛（ｋ＋１）θ− （π／２）ｋ｝］ （但し、Ａは定数、Ｒはエピサイクロイド関数の転がり
円の半径、ｒはエピサイクロイド関数の基礎円の半径、
ｋ＝ｒ／Ｒ、θは転がり円の中心と基礎円の中心とを結
ぶ線が、Ｘ軸となす角度である。）
クロイド関数が、前記タイヤ赤道点を原点とし、タイヤ
赤道点からトレッド縁に向かうタイヤ軸方向をＸ軸、ト
レッド面のキャンバー方向をＹ軸とした座標において、
タイヤ赤道点からのタイヤ軸方向の距離Ｘと、その距
離Ｘにおけるトレッド面のキャンバー量Ｙとが、それぞ
れ次式の関数により表示されることを特徴としている。 Ｘ＝（ｒ＋Ｒ）ｃｏｓθ＋Ｒ・ｃｏｓ｛（ｋ＋１）θ−（π／２）ｋ｝ Ｙ＝Ａ・［ｒ＋２Ｒ−（ｒ＋Ｒ）・ｓｉｎθ−Ｒ・ｓｉｎ｛（ｋ＋１）θ− （π／２）ｋ｝］ （但し、Ａは定数、Ｒはエピサイクロイド関数の転がり
円の半径、ｒはエピサイクロイド関数の基礎円の半径、
ｋ＝ｒ／Ｒ、θは転がり円の中心と基礎円の中心とを結
ぶ線が、Ｘ軸となす角度である。）
【００１１】また請求項３記載の発明は、前記関数によ
り求まるトレッド曲線からの誤差が１／１００（mm）以
内になるような複数の円弧の連結体で近似的に形成され
たことを特徴としている。
り求まるトレッド曲線からの誤差が１／１００（mm）以
内になるような複数の円弧の連結体で近似的に形成され
たことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を乗
用車用の空気入りタイヤを例示した図面に基づき説明す
る。図１には、リムＪにリム組みされかつ使用内圧を充
填した標準状態のタイヤ子午断面（右半分）を示してい
る。リムＪには、ＪＩＳ、ＪＡＴＭＡなどの規格適用リ
ムを好ましく採用できる。
用車用の空気入りタイヤを例示した図面に基づき説明す
る。図１には、リムＪにリム組みされかつ使用内圧を充
填した標準状態のタイヤ子午断面（右半分）を示してい
る。リムＪには、ＪＩＳ、ＪＡＴＭＡなどの規格適用リ
ムを好ましく採用できる。
【００１３】図において、空気入りタイヤは、ビードコ
ア２を有する一対のビード部３と、各ビード部３から半
径方向外方にのびるサイドウォール部４と、その半径方
向外方端間を継ぐトレッド部５とを具え、本例では、タ
イヤ断面巾Ｗに対するタイヤ断面高さＨの比（Ｈ／Ｗ）
である扁平率を５５％以下、本例では４５％とした乗用
車用のラジアルタイヤとして形成される。
ア２を有する一対のビード部３と、各ビード部３から半
径方向外方にのびるサイドウォール部４と、その半径方
向外方端間を継ぐトレッド部５とを具え、本例では、タ
イヤ断面巾Ｗに対するタイヤ断面高さＨの比（Ｈ／Ｗ）
である扁平率を５５％以下、本例では４５％とした乗用
車用のラジアルタイヤとして形成される。
【００１４】又空気入りタイヤは、前記トレッド部５か
らサイドウォール部４をへてビード部３のビードコア２
で折り返されたカーカス６と、このカーカス６の半径方
向外側かつトレッド部５の内方には強靱なベルト層７が
配される。
らサイドウォール部４をへてビード部３のビードコア２
で折り返されたカーカス６と、このカーカス６の半径方
向外側かつトレッド部５の内方には強靱なベルト層７が
配される。
【００１５】前記カーカス６は、１枚以上、本例では１
枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライは、ナ
イロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドな
どの有機繊維からなるカーカスコードを、タイヤ赤道Ｃ
に対して７０〜９０度の角度で傾けて配列されている。
枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライは、ナ
イロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドな
どの有機繊維からなるカーカスコードを、タイヤ赤道Ｃ
に対して７０〜９０度の角度で傾けて配列されている。
【００１６】前記ベルト層７は、本例ではスチールコー
ドをタイヤ赤道Ｃに対して１０〜３５度の角度で配列し
た少なくとも１枚以上、本例では内外２枚のベルトプラ
イ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ
は、コードがプライ間相互で交差するように向きを違え
て配される。また、ベルトコードには、例えばレーヨ
ン、芳香族ポリアミド等の高弾性の有機繊維コードも必
要に応じて用いることができる。
ドをタイヤ赤道Ｃに対して１０〜３５度の角度で配列し
た少なくとも１枚以上、本例では内外２枚のベルトプラ
イ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ
は、コードがプライ間相互で交差するように向きを違え
て配される。また、ベルトコードには、例えばレーヨ
ン、芳香族ポリアミド等の高弾性の有機繊維コードも必
要に応じて用いることができる。
【００１７】なお前記ベルト層７の半径方向外側には、
ベルト層７の少なくとも軸方向外端部を覆うことによ
り、高速走行に伴うベルト層７のリフティングを抑制す
るバンド層９などを設けることが望ましい。なおバンド
層９は、低弾性の有機繊維コードをタイヤ赤道Ｃに対し
て０〜５度の小角度で配列するものが好ましい。
ベルト層７の少なくとも軸方向外端部を覆うことによ
り、高速走行に伴うベルト層７のリフティングを抑制す
るバンド層９などを設けることが望ましい。なおバンド
層９は、低弾性の有機繊維コードをタイヤ赤道Ｃに対し
て０〜５度の小角度で配列するものが好ましい。
【００１８】そして本発明の空気入りタイヤは、リム組
みし使用内圧を充填したタイヤ子午断面において、トレ
ッド表面の輪郭線Ｌが、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド
縁Ｅに向かって曲率半径が連続的に減じる関数を用いた
トレッド曲線ＦＬから形成されることを特徴としてい
る。
みし使用内圧を充填したタイヤ子午断面において、トレ
ッド表面の輪郭線Ｌが、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド
縁Ｅに向かって曲率半径が連続的に減じる関数を用いた
トレッド曲線ＦＬから形成されることを特徴としてい
る。
【００１９】このように曲率半径が連続的に減じる関数
を用いたトレッド曲線にてトレッド表面の輪郭線Ｌを形
成することにより、円弧の曲率半径が大きく変化する箇
所を無くし、直進、旋回時さらにはキャンバ角が付加さ
れたいずれの状態においても、接地面の圧力分布を均一
化するのに役立ち、直進時および旋回時の操縦安定性が
向上するとともに、耐摩耗性を高めることができる。な
お、トレッド縁Ｅは、トレッド部の軸方向外端とする
が、ショルダ部がラウンドしているような場合には、タ
イヤをリム組みして正規の内圧を充填し、規格最大荷重
の８８％の荷重を負荷して接地するトレッド接地端の位
置として定めることもできる。
を用いたトレッド曲線にてトレッド表面の輪郭線Ｌを形
成することにより、円弧の曲率半径が大きく変化する箇
所を無くし、直進、旋回時さらにはキャンバ角が付加さ
れたいずれの状態においても、接地面の圧力分布を均一
化するのに役立ち、直進時および旋回時の操縦安定性が
向上するとともに、耐摩耗性を高めることができる。な
お、トレッド縁Ｅは、トレッド部の軸方向外端とする
が、ショルダ部がラウンドしているような場合には、タ
イヤをリム組みして正規の内圧を充填し、規格最大荷重
の８８％の荷重を負荷して接地するトレッド接地端の位
置として定めることもできる。
【００２０】前記関数として、本発明ではいわゆるサイ
クロイド関数、又は１つの基礎円の円周上の外側を転が
る転がり円に固定された点の軌跡であるエピサイクロイ
ド関数（曲線）を用いているが、念のために楕円関数を
用いた場合を含めて以下説明する。
クロイド関数、又は１つの基礎円の円周上の外側を転が
る転がり円に固定された点の軌跡であるエピサイクロイ
ド関数（曲線）を用いているが、念のために楕円関数を
用いた場合を含めて以下説明する。
【００２１】以下、トレッド曲線ＦＬに各関数を用いた
場合をタイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７であり、かつタ
イヤ赤道点ＰＣからタイヤ軸方向外側に距離５０mmを隔
てるトレッド表面上の第１の点Ｐ１でキャンバー量ＹＣ
を１．３mm、またタイヤ赤道点ＰＣからタイヤ軸方向外
側に距離１００mmを隔てるトレッド縁Ｅの位置でキャン
バー量ＹＥを７．６mmとして設定された空気入りタイヤ
に適用した場合を例に挙げて説明する。
場合をタイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７であり、かつタ
イヤ赤道点ＰＣからタイヤ軸方向外側に距離５０mmを隔
てるトレッド表面上の第１の点Ｐ１でキャンバー量ＹＣ
を１．３mm、またタイヤ赤道点ＰＣからタイヤ軸方向外
側に距離１００mmを隔てるトレッド縁Ｅの位置でキャン
バー量ＹＥを７．６mmとして設定された空気入りタイヤ
に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２２】先ず、楕円関数について説明する。図２に
示すように、原点Ｏを中心とする長径２ａ、短径２ｂの
楕円の方程式は数１で示すことができる。
示すように、原点Ｏを中心とする長径２ａ、短径２ｂの
楕円の方程式は数１で示すことができる。
【数１】
【００２３】そして、この楕円関数を、タイヤ子午断面
においてトレッド表面の輪郭線Ｌが、タイヤ赤道点ＰＣ
からトレッド縁Ｅに向かって曲率半径が連続的に減じ、
またタイヤ軸方向外側に向かうにつれてキャンバー量が
大きくなるトレッド曲線ＦＬとするべく、先ず、前記タ
イヤ赤道点ＰＣを原点とし、タイヤ赤道点ＰＣからトレ
ッド縁Ｅに向かうタイヤ軸方向をＸ軸、トレッド面のキ
ャンバー方向をＹ軸とした座標に置き換える。
においてトレッド表面の輪郭線Ｌが、タイヤ赤道点ＰＣ
からトレッド縁Ｅに向かって曲率半径が連続的に減じ、
またタイヤ軸方向外側に向かうにつれてキャンバー量が
大きくなるトレッド曲線ＦＬとするべく、先ず、前記タ
イヤ赤道点ＰＣを原点とし、タイヤ赤道点ＰＣからトレ
ッド縁Ｅに向かうタイヤ軸方向をＸ軸、トレッド面のキ
ャンバー方向をＹ軸とした座標に置き換える。
【００２４】そして、トレッド曲線ＦＬは、前記キャン
バー量の設定により２つの座標（５０、１．３）、（１
００、７．６）を通るものであるから、前記ａ，ｂ値を
求めると数２で示す関数となり、また図３に示す曲線と
なる。
バー量の設定により２つの座標（５０、１．３）、（１
００、７．６）を通るものであるから、前記ａ，ｂ値を
求めると数２で示す関数となり、また図３に示す曲線と
なる。
【数２】
【００２５】この曲線のうち、Ｘ値が０〜１００までの
区間をトレッド曲線ＦＬとし、トレッド表面の（右半分
の）輪郭線として用いることができ、好ましくは又本例
では左右対称に形成している。
区間をトレッド曲線ＦＬとし、トレッド表面の（右半分
の）輪郭線として用いることができ、好ましくは又本例
では左右対称に形成している。
【００２６】また、この例の場合のトレッド曲線ＦＬに
おいてキャンバー量（mm）と、タイヤ赤道点ＰＣからの
タイヤ軸方向の位置（mm）との関係は概ね表１に示すよ
うになる。
おいてキャンバー量（mm）と、タイヤ赤道点ＰＣからの
タイヤ軸方向の位置（mm）との関係は概ね表１に示すよ
うになる。
【００２７】
【表１】
【００２８】次に、エピサイクロイド関数について説明
する。エピサイクロイド関数（曲線）は、図４に示すよ
うに、ｘ−ｙ座標の原点０に中心を有する基礎円ｃの外
周をすべることなく転がる転がり円ｄの外周上の定点Ｎ
の軌跡であり、転がり円ｄの中心と基礎円の中心とを結
ぶ線がＸ軸となす角度θと、転がり円ｄの外周上の定点
Ｎと該転がり円の中心とを結ぶ線がｘ軸となす角度θ’
とを媒介変数とすると次の数３で表すことができる。
する。エピサイクロイド関数（曲線）は、図４に示すよ
うに、ｘ−ｙ座標の原点０に中心を有する基礎円ｃの外
周をすべることなく転がる転がり円ｄの外周上の定点Ｎ
の軌跡であり、転がり円ｄの中心と基礎円の中心とを結
ぶ線がＸ軸となす角度θと、転がり円ｄの外周上の定点
Ｎと該転がり円の中心とを結ぶ線がｘ軸となす角度θ’
とを媒介変数とすると次の数３で表すことができる。
【数３】
【００２９】また、転がり円ｄと基礎円ｃとはすべりが
生じないために、各円の移動円弧の長さの釣り合いより
数４が、また角度αとθとの間には数５が成立する。な
おθ、θ′は、図４においてｘ軸と平行な基準線に対し
左回りを正とする。
生じないために、各円の移動円弧の長さの釣り合いより
数４が、また角度αとθとの間には数５が成立する。な
おθ、θ′は、図４においてｘ軸と平行な基準線に対し
左回りを正とする。
【数４】
【数５】
【００３０】数４と数５とを連立して解くと、θ’は数
６となり、これを数３に代入すると数７が得られる。
６となり、これを数３に代入すると数７が得られる。
【数６】
【数７】
【００３１】そして、このエピサイクロイド関数を、タ
イヤ子午断面においてトレッド表面の輪郭線Ｌが、タイ
ヤ赤道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向かって曲率半径が連
続的に減じ、またタイヤ軸方向外側に向かうにつれてキ
ャンバー量が大きくなるトレッド曲線ＦＬとするべく、
先ず、前記タイヤ赤道点ＰＣを原点とし、タイヤ赤道点
ＰＣからトレッド縁Ｅに向かうタイヤ軸方向をＸ軸、ト
レッド面のキャンバー方向をＹ軸とした座標に適用す
る。
イヤ子午断面においてトレッド表面の輪郭線Ｌが、タイ
ヤ赤道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向かって曲率半径が連
続的に減じ、またタイヤ軸方向外側に向かうにつれてキ
ャンバー量が大きくなるトレッド曲線ＦＬとするべく、
先ず、前記タイヤ赤道点ＰＣを原点とし、タイヤ赤道点
ＰＣからトレッド縁Ｅに向かうタイヤ軸方向をＸ軸、ト
レッド面のキャンバー方向をＹ軸とした座標に適用す
る。
【００３２】また、トレッド部のキャンバー量Ｙは、前
記数７を用いて表すと、数８で表すことができる。ただ
し、Ａは定数である。
記数７を用いて表すと、数８で表すことができる。ただ
し、Ａは定数である。
【数８】
【００３３】そして、前記関数においてｘ＝５０のと
き、前記キャンバー量Ｙは１．３、同様にｘ＝１００の
ときキャンバー量Ｙは７．６となるものであるから、ｋ
を任意に定め、本例では０．４としこれらを数７、数８
に代入して前記Ａ、ｒ、Ｒを求めると数９に示すトレッ
ド曲線を特定する関数及び図５に示すトレッド曲線をう
る。
き、前記キャンバー量Ｙは１．３、同様にｘ＝１００の
ときキャンバー量Ｙは７．６となるものであるから、ｋ
を任意に定め、本例では０．４としこれらを数７、数８
に代入して前記Ａ、ｒ、Ｒを求めると数９に示すトレッ
ド曲線を特定する関数及び図５に示すトレッド曲線をう
る。
【数９】
【００３４】そして、このエピサイクロイド関数を基に
したトレッド曲線ＦＬから、トレッド表面の輪郭線Ｌ
が、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向かって曲率
半径が連続的に減じることとなる領域（Ｘ＝０〜１０
０）を抽出することができる。この場合のキャンバー量
（Ｙ（mm））とタイヤ軸方向の位置Ｘ（mm）との関係を
表２に示す。なお、前記ｋの値は、任意に定めることが
できる。
したトレッド曲線ＦＬから、トレッド表面の輪郭線Ｌ
が、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向かって曲率
半径が連続的に減じることとなる領域（Ｘ＝０〜１０
０）を抽出することができる。この場合のキャンバー量
（Ｙ（mm））とタイヤ軸方向の位置Ｘ（mm）との関係を
表２に示す。なお、前記ｋの値は、任意に定めることが
できる。
【表２】
【００３５】次に、サイクロイド関数について説明す
る。サイクロイド関数は、図６に示すように、定直線ｉ
をすべることなく転がる転がり円ｈの円周上の定点Ｎが
描く軌跡を特定するもので、転がり円ｈの半径をｒ、定
点Ｎと転がり円ｈの中心とを結ぶ線分がｙ軸となす角度
をθとし、図６の座標系においては、次の数１０で表す
ことができる。
る。サイクロイド関数は、図６に示すように、定直線ｉ
をすべることなく転がる転がり円ｈの円周上の定点Ｎが
描く軌跡を特定するもので、転がり円ｈの半径をｒ、定
点Ｎと転がり円ｈの中心とを結ぶ線分がｙ軸となす角度
をθとし、図６の座標系においては、次の数１０で表す
ことができる。
【数１０】
【００３６】そして、このサイクロイド関数を、タイヤ
子午断面においてトレッド表面の輪郭線Ｌが、タイヤ赤
道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向かって曲率半径が連続的
に減じ、またタイヤ軸方向外側に向かうにつれてキャン
バー量が大きくなるトレッド曲線とするが、トレッド部
のキャンバー量Ｙが、前記値を満たすようにｙについて
の式を変形すると、数１１のようになる。
子午断面においてトレッド表面の輪郭線Ｌが、タイヤ赤
道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向かって曲率半径が連続的
に減じ、またタイヤ軸方向外側に向かうにつれてキャン
バー量が大きくなるトレッド曲線とするが、トレッド部
のキャンバー量Ｙが、前記値を満たすようにｙについて
の式を変形すると、数１１のようになる。
【数１１】
【００３７】そして、前記関数においてｘ＝５０のと
き、前記キャンバー量Ｙは１．３、同様にｘ＝１００の
ときキャンバー量Ｙは７．６となるものであるから、こ
れらを数１０、数１１に代入して前記Ａ、ｒを求めると
数１２に示すような曲線を特定する関数及び図７に示す
ようなトレッド曲線が得られる。
き、前記キャンバー量Ｙは１．３、同様にｘ＝１００の
ときキャンバー量Ｙは７．６となるものであるから、こ
れらを数１０、数１１に代入して前記Ａ、ｒを求めると
数１２に示すような曲線を特定する関数及び図７に示す
ようなトレッド曲線が得られる。
【数１２】
【００３８】そして、このサイクロイド関数を基にした
トレッド曲線ＦＬにおいてはキャンバー量Ｙ（mm）とタ
イヤ軸方向の位置Ｘ（mm）との関係を表３に示す。
トレッド曲線ＦＬにおいてはキャンバー量Ｙ（mm）とタ
イヤ軸方向の位置Ｘ（mm）との関係を表３に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】以上それぞれの関数を用いたトレッド曲線
ＦＬについて説明したが、前記キャンバー量Ｙはタイヤ
サイズに応じて種々設定することができる。例えば、上
記の例では、図１に示す如く、タイヤ赤道Ｃからトレッ
ド縁Ｅまでのタイヤ軸方向距離であるトレッド半巾（Ｔ
Ｗ／２）とトレッド縁Ｅでのキャンバー量ＹＥとの逆正
接ｔａｎ-1（２ＹＥ／ＴＷ）が、現実のキャンバー角に
対応しうるよう、３〜５°本例では約４°となるように
設定している。
ＦＬについて説明したが、前記キャンバー量Ｙはタイヤ
サイズに応じて種々設定することができる。例えば、上
記の例では、図１に示す如く、タイヤ赤道Ｃからトレッ
ド縁Ｅまでのタイヤ軸方向距離であるトレッド半巾（Ｔ
Ｗ／２）とトレッド縁Ｅでのキャンバー量ＹＥとの逆正
接ｔａｎ-1（２ＹＥ／ＴＷ）が、現実のキャンバー角に
対応しうるよう、３〜５°本例では約４°となるように
設定している。
【００４１】また、タイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向にト
レッド半巾（ＴＷ／２）の１／２の距離（ＴＷ／４）を
隔てるトレッド表面の位置の前記距離（ＴＷ／４）と、
キャンバー量ＹＣとの逆正接ｔａｎ-1（４ＹＣ／ＴＷ）
が１〜２°となるように設定することができる。
レッド半巾（ＴＷ／２）の１／２の距離（ＴＷ／４）を
隔てるトレッド表面の位置の前記距離（ＴＷ／４）と、
キャンバー量ＹＣとの逆正接ｔａｎ-1（４ＹＣ／ＴＷ）
が１〜２°となるように設定することができる。
【００４２】以上、トレッド曲線ＦＬに関数を利用して
連続的に曲率半径を減じたものについて説明したが、図
８に示すように、タイヤ子午断面におけるトレッド表面
の輪郭線Ｌが、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向
かって曲率半径が連続的に減じる関数を用いたトレッド
曲線からの誤差が１／１００（mm）以内になるような複
数個、本例ではトレッド縁Ｅ、Ｅ間を７つの円弧の連結
体で近似的に形成することもできる。
連続的に曲率半径を減じたものについて説明したが、図
８に示すように、タイヤ子午断面におけるトレッド表面
の輪郭線Ｌが、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド縁Ｅに向
かって曲率半径が連続的に減じる関数を用いたトレッド
曲線からの誤差が１／１００（mm）以内になるような複
数個、本例ではトレッド縁Ｅ、Ｅ間を７つの円弧の連結
体で近似的に形成することもできる。
【００４３】これは、タイヤの加硫金型を製作する際の
加工精度を考慮に入れたもので、関数により得られたト
レッド曲線と物理的に完全同一の金型プロファイル、ひ
いてはタイヤプロファイルでなくとも、関数により得ら
れたトレッド曲線と実質的に同一の作用効果を期待でき
るプロファイルを得るための近似手法として効果があ
る。
加工精度を考慮に入れたもので、関数により得られたト
レッド曲線と物理的に完全同一の金型プロファイル、ひ
いてはタイヤプロファイルでなくとも、関数により得ら
れたトレッド曲線と実質的に同一の作用効果を期待でき
るプロファイルを得るための近似手法として効果があ
る。
【００４４】この例によれば、トレッド表面を成形する
加硫金型の製作が容易かつ安価となる点で好ましいもの
とする。なお、このような金型の製作容易と、接地圧の
均一性とを両立すべく、前記分割数は７以上１８以下と
するのが好ましい。
加硫金型の製作が容易かつ安価となる点で好ましいもの
とする。なお、このような金型の製作容易と、接地圧の
均一性とを両立すべく、前記分割数は７以上１８以下と
するのが好ましい。
【００４５】
【実施例】タイヤサイズが２３５／４５Ｒ１７として、
トレッド表面の輪郭線を前記エピサイクロイド関数を用
いた数９のトレッド曲線で形成したタイヤ（実施例
１）、及びトレッド表面の輪郭線を前記楕円関数を用い
た数２のトレッド曲線で形成したタイヤ（参考例）を試
作した。
トレッド表面の輪郭線を前記エピサイクロイド関数を用
いた数９のトレッド曲線で形成したタイヤ（実施例
１）、及びトレッド表面の輪郭線を前記楕円関数を用い
た数２のトレッド曲線で形成したタイヤ（参考例）を試
作した。
【００４６】また、トレッド表面の輪郭線が、トレッド
中央部のクラウン円弧部分Ｒｃと、その両側のミディア
ム円弧部分Ｒｍと、さらにその両側のショルダ円弧部分
Ｒｓとを連結してなる３種類の円弧の連結体で形成され
たタイヤ（従来例）についても併せて試作し性能を評価
した。なお各円弧の曲率半径は次の通りである。 クラウン円弧の曲率半径＝１１００mm、 ミディアム円弧の曲率半径＝４００mm、 ショルダ円弧の曲率半径＝１００mm、 キャンバー量（ｘ＝５０のとき、１．３mm、ｘ＝１００
のとき７．６mm）
中央部のクラウン円弧部分Ｒｃと、その両側のミディア
ム円弧部分Ｒｍと、さらにその両側のショルダ円弧部分
Ｒｓとを連結してなる３種類の円弧の連結体で形成され
たタイヤ（従来例）についても併せて試作し性能を評価
した。なお各円弧の曲率半径は次の通りである。 クラウン円弧の曲率半径＝１１００mm、 ミディアム円弧の曲率半径＝４００mm、 ショルダ円弧の曲率半径＝１００mm、 キャンバー量（ｘ＝５０のとき、１．３mm、ｘ＝１００
のとき７．６mm）
【００４７】そして、各タイヤを１７×８ＪＪのリムに
リム組みし、内圧２３０ＫＰａ、荷重４００kgf 、キャ
ンバー角をそれぞれ０°、４°の状態で接地させ、接地
面の圧力分布を調べた。
リム組みし、内圧２３０ＫＰａ、荷重４００kgf 、キャ
ンバー角をそれぞれ０°、４°の状態で接地させ、接地
面の圧力分布を調べた。
【００４８】図９、１０には、接地面のフットプリント
を示し、ハッチング部分が接地圧５．０kgf/cm2 以上の
箇所を示している。また、図１１には、全接地面に占め
る接地圧の分布を示している。
を示し、ハッチング部分が接地圧５．０kgf/cm2 以上の
箇所を示している。また、図１１には、全接地面に占め
る接地圧の分布を示している。
【００４９】図９、１０から明らかなように、実施例の
タイヤは、接地圧５．０kgf/cm2 以上の領域が従来例に
比べて少なく、さらに、図１１に示すように実施例では
いずれも最も度数の高い接地圧が４．７５kgf/cm2 であ
り、５．２５kgｆ／cm2 の従来例に比べると０．５kgｆ
／cm2 も低いため、偏摩耗の発生を抑制しうることが期
待できる。
タイヤは、接地圧５．０kgf/cm2 以上の領域が従来例に
比べて少なく、さらに、図１１に示すように実施例では
いずれも最も度数の高い接地圧が４．７５kgf/cm2 であ
り、５．２５kgｆ／cm2 の従来例に比べると０．５kgｆ
／cm2 も低いため、偏摩耗の発生を抑制しうることが期
待できる。
【００５０】次に、実施例１のタイヤを排気量２５００
ｃｃターボチャージャ付きの国産ＦＲ車に装着し、直進
安定性、レーンチェンジ性、旋回性能、ＥＣＥ３０の条
件に基づく高速耐久性（キャンバー角＝０°、４°）を
比較した。なお直進安定性、レーンチェンジ性能、旋回
性能については６点を標準とする１０点満点であり、高
速耐久性については従来例を１００とする指数で表示し
ている。数値が大きい程良好である。テストの結果を表
４に示す。
ｃｃターボチャージャ付きの国産ＦＲ車に装着し、直進
安定性、レーンチェンジ性、旋回性能、ＥＣＥ３０の条
件に基づく高速耐久性（キャンバー角＝０°、４°）を
比較した。なお直進安定性、レーンチェンジ性能、旋回
性能については６点を標準とする１０点満点であり、高
速耐久性については従来例を１００とする指数で表示し
ている。数値が大きい程良好である。テストの結果を表
４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】テストの結果、実施例１のタイヤは、従来
例のタイヤに比べて著しい直進安定性と旋回性能との向
上が確認できた。また、実施例１、従来例の各タイヤ
を、排気量２５００ｃｃ自然吸気の国産ＦＲ車にそれぞ
れ装着して同時走行するとともに、１５００ｋｍ走行毎
に車両を交換して９０００ｋｍ走行したときの、摩耗１
mm当たりの走行距離と、クラウン部の摩耗量に対するシ
ョルダ部の摩耗量である片落ち摩耗量とを従来例を１０
０とする指数で評価した。数値が大きい程良好である。
テストの結果を表５に示す。
例のタイヤに比べて著しい直進安定性と旋回性能との向
上が確認できた。また、実施例１、従来例の各タイヤ
を、排気量２５００ｃｃ自然吸気の国産ＦＲ車にそれぞ
れ装着して同時走行するとともに、１５００ｋｍ走行毎
に車両を交換して９０００ｋｍ走行したときの、摩耗１
mm当たりの走行距離と、クラウン部の摩耗量に対するシ
ョルダ部の摩耗量である片落ち摩耗量とを従来例を１０
０とする指数で評価した。数値が大きい程良好である。
テストの結果を表５に示す。
【００５３】
【表５】
【００５４】テストの結果、実施例１のタイヤは、従来
例に比べると耐摩耗性に優れていることが確認できた。
例に比べると耐摩耗性に優れていることが確認できた。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、請求項１、２記載の発明
では、サイクロイド関数又はエピサイクロイド関数を用
いたトレッド曲線にてトレッド表面の輪郭線を形成する
ことにより、直進時および旋回時、さらにキャンバ角付
加時のいずれの状態においても、接地面の圧力分布を均
一化することが可能となり、直進時および旋回時の操縦
安定性が向上するとともに、耐摩耗性を高めることがで
きる。
では、サイクロイド関数又はエピサイクロイド関数を用
いたトレッド曲線にてトレッド表面の輪郭線を形成する
ことにより、直進時および旋回時、さらにキャンバ角付
加時のいずれの状態においても、接地面の圧力分布を均
一化することが可能となり、直進時および旋回時の操縦
安定性が向上するとともに、耐摩耗性を高めることがで
きる。
【００５６】また、前記関数を用いてトレッド表面の輪
郭線を連続的に変化させることにより、さらに接地面の
圧力分布を均一化することが可能となる。
郭線を連続的に変化させることにより、さらに接地面の
圧力分布を均一化することが可能となる。
【００５７】また、請求項３記載の発明のように、タイ
ヤ子午断面におけるトレッド表面の輪郭線が、前記関数
を用いたトレッド曲線を、単一の円弧で近似した複数の
円弧の連結体から近似的に構成した場合には、トレッド
表面の輪郭を成形する加硫金型の製作を考慮に入れたプ
ロファイルを形成しつつ、直進時旋回時の操縦安定性
と、耐摩耗性とを向上しうる。
ヤ子午断面におけるトレッド表面の輪郭線が、前記関数
を用いたトレッド曲線を、単一の円弧で近似した複数の
円弧の連結体から近似的に構成した場合には、トレッド
表面の輪郭を成形する加硫金型の製作を考慮に入れたプ
ロファイルを形成しつつ、直進時旋回時の操縦安定性
と、耐摩耗性とを向上しうる。
【図１】本発明の実施形態を示すタイヤ右半分断面図で
ある。
ある。
【図２】楕円関数を説明する線図である。
【図３】楕円関数を利用したトレッド曲線のグラフであ
る。
る。
【図４】エピサイクロイド関数を説明する線図である。
【図５】エピサイクロイド関数を利用したトレッド曲線
のグラフである。
のグラフである。
【図６】サイクロイド関数を説明する線図である。
【図７】サイクロイド関数を利用したトレッド曲線のグ
ラフである。
ラフである。
【図８】トレッド表面の輪郭線を示す線図である。
【図９】実施例のタイヤのフットプリントを示す線図で
ある。
ある。
【図１０】従来例のタイヤのフットプリントを示す線図
である。
である。
【図１１】接地部の圧力分布を示すグラフである。
Ｃ タイヤ赤道 Ｌ トレッド表面の輪郭線 ＰＣ タイヤ赤道点 Ｅ トレッド縁 ＦＬ トレッド曲線 Ｗ タイヤ断面巾 Ｈ タイヤ断面高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 3/04,11/00
Claims (3)
- 【請求項１】タイヤ子午断面におけるトレッド表面の輪
郭線が、タイヤ赤道点からトレッド縁に向かって曲率半
径が連続的に減じる関数を用いたトレッド曲線からな
り、かつタイヤ断面巾Ｗと、タイヤ断面高さＨとの比
（Ｈ／Ｗ）である扁平率が５５％以下の空気入りタイヤ
であって、前記関数は、サイクロイド関数又はエピサイクロイド関
数であることを特徴とす る空気入りタイヤ。 - 【請求項２】前記エピサイクロイド関数は、前記タイヤ
赤道点を原点とし、タイヤ赤道点からトレッド縁に向か
うタイヤ軸方向をＸ軸、トレッド面のキャンバー方向を
Ｙ軸とした座標において、 タイヤ赤道点からのタイヤ軸方向の距離Ｘと、その距離
Ｘにおけるトレッド面のキャンバー量Ｙとが、それぞれ
次式の関数により表示されることを特徴とする請求項１
記載の空気入りタイヤ。 Ｘ＝（ｒ＋Ｒ）ｃｏｓθ＋Ｒ・ｃｏｓ｛（ｋ＋１）θ−（π／２）ｋ｝ Ｙ＝Ａ・［ｒ＋２Ｒ−（ｒ＋Ｒ）・ｓｉｎθ−Ｒ・ｓｉｎ｛（ｋ＋１）θ− （π／２）ｋ｝］ （但し、Ａは定数、Ｒはエピサイクロイド関数の転がり
円の半径、ｒはエピサイクロイド関数の基礎円の半径、
ｋ＝ｒ／Ｒ、θは転がり円の中心と基礎円の中心とを結
ぶ線が、Ｘ軸となす角度である。） - 【請求項３】前記関数により求まるトレッド曲線からの
誤差が１／１００（mm）以内になるような複数の円弧の
連結体で近似的に形成されたことを特徴とする請求項１
又は２記載の空気入りタイヤ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09930197A JP3198070B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 空気入りタイヤ |
| US09/058,841 US6073668A (en) | 1997-04-16 | 1998-04-13 | Vehicle tire including tread portion having profile |
| DE69831110T DE69831110T2 (de) | 1997-04-16 | 1998-04-14 | Fahrzeugreifen |
| EP98302846A EP0872361B1 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-14 | Vehicle tyre |
| CA002235028A CA2235028A1 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-14 | Vehicle tire |
| AU61895/98A AU733928B2 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Vehicle tire |
| US09/568,037 US6575214B1 (en) | 1997-04-16 | 2000-05-10 | Vehicle tire including tread portion defined by cycloid curve or epicycloid curve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09930197A JP3198070B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 空気入りタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10287106A JPH10287106A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3198070B2 true JP3198070B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=14243814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09930197A Expired - Fee Related JP3198070B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 空気入りタイヤ |
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| JP4580086B2 (ja) * | 2000-11-06 | 2010-11-10 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤトレッドプロファイル展開方法 |
| JP4567172B2 (ja) * | 2000-11-06 | 2010-10-20 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤトレッドプロファイル展開方法 |
| KR100546438B1 (ko) * | 2002-11-20 | 2006-01-25 | 한국타이어 주식회사 | 공기입 레디알 타이어 |
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| JP6904115B2 (ja) * | 2017-07-04 | 2021-07-14 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP7124494B2 (ja) * | 2018-07-03 | 2022-08-24 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法 |
| JP7135508B2 (ja) * | 2018-07-03 | 2022-09-13 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤの製造方法 |
| CN112874245A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-01 | 山东兴鸿源轮胎有限公司 | 一种具有曲率连续轮胎冠部轮廓曲线的轮胎 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0635681Y2 (ja) * | 1987-11-30 | 1994-09-21 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP3358900B2 (ja) * | 1993-12-16 | 2002-12-24 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP3315290B2 (ja) * | 1995-04-25 | 2002-08-19 | オーツタイヤ株式会社 | タイヤ |
| JP2994989B2 (ja) * | 1995-06-13 | 1999-12-27 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JPH0958224A (ja) * | 1995-06-13 | 1997-03-04 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤ |
-
1997
- 1997-04-16 JP JP09930197A patent/JP3198070B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10287106A (ja) | 1998-10-27 |
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