JP5952713B2 - 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.
自動車用タイヤは、走行中、スリップアングルが与えられるとコーナリング・フォースが発生する。このコーナリングフォースは、車両にモーメントを発生させ車体の向きを変えて旋回させる。 An automobile tire generates a cornering force when a slip angle is given during traveling. This cornering force generates a moment in the vehicle and turns the vehicle body to turn.
また、コーナリングフォースは、スリップアングルの増加とともに大きくなり、これらの間の比例定数をコーナリングパワーと呼ぶ。本明細書では、便宜上、スリップアングルが1°のときのコーナリングフォースがコーナリングパワーと定義される。このコーナリングパワーは、従来より、自動車用タイヤのコーナリング性能を評価するための指標として用いられている。 Further, the cornering force increases as the slip angle increases, and the proportionality constant between them is called cornering power. In this specification, for the sake of convenience, the cornering force when the slip angle is 1 ° is defined as the cornering power. Conventionally, this cornering power has been used as an index for evaluating the cornering performance of an automobile tire.
ところで、従来から、タイヤの各部の物性からコーナリングパワーを推定する方法が種々提案されている。例えば下記非特許文献1では、コーナリングパワーの推定式として、下記式(3)が提案されている。
ここで
CP:コーナリングパワー(N/deg)
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)
l:接地面の周方向最大長さ(mm)
w:接地面のタイヤ軸方向の最大幅(mm)
By the way, conventionally, various methods for estimating the cornering power from the physical properties of each part of the tire have been proposed. For example, in the following Non-Patent Document 1, the following formula (3) is proposed as a cornering power estimation formula.
Where CP: cornering power (N / deg)
Cy: Lateral stiffness of tread rubber Ky: Lateral stiffness of carcass E: Elastic constant of belt layer I: Secondary moment of inertia of belt layer around Z axis (mm 4 )
l: Maximum length of ground contact surface in the circumferential direction (mm)
w: Maximum width in the tire axial direction of the contact surface (mm)
しかしながら、上記式(3)で表されるコーナリングパワーの推定式に入力される物性値等は、その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 most of the physical property values and the like input to the cornering power estimation formula represented by the above formula (3) are abstract physical quantities, they are not useful for practical tire design and are not practical. .
そこで発明者らは、下記特許文献1において、上記式(3)で表される物性値を、タイヤを設計する際に決定される具体的な設計因子に置換することにより、実用性を向上させた自動車タイヤのコーナリング性能の予測方法を提案している。 Therefore, the inventors have improved the practicality by replacing the physical property value represented by the above formula (3) with a specific design factor determined when designing the tire in Patent Document 1 below. A method for predicting the cornering performance of automobile tires is proposed.
しかしながら、上記特許文献1の予測方法は、タイヤ設計を効率化し得たが、十分ではなく、さらなる改善の余地があった。 However, although the prediction method of Patent Document 1 can improve the efficiency of tire design, it is not sufficient and there is room for further improvement.
発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特許文献1のコーナリングパワーを予測するのに用いられる設計因子のうち、ベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅が、コーナリングパワーにほとんど影響しないとの知見を得て、発明を完成させるに至った。 As a result of extensive research, the inventors have found that, among the design factors used to predict the cornering power of Patent Document 1, the maximum width in the tire axial direction of the belt ply has little effect on the cornering power. To complete the invention.
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、さらに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 circumstances, and has as its main object to provide a method for predicting the cornering performance of an automobile tire that is more 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、自動車用タイヤのコーナリングパワーを予測する工程を含むことを特徴とする。
ここで
CP:コーナリングパワー(N/deg)
l:タイヤの接地面の周方向最大長さ(mm)
w:タイヤの接地面のタイヤ軸方向の最大幅(mm)
Tg:トレッドゴムの捻り方向弾性率(MPa)
α:ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度(°)
Ky:タイヤの横バネ(N/mm)
K:トレッド部の陸部のパターン横剛性(N/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)
a1〜a6:定数
Among the present inventions, the invention described in claim 1 includes a step of predicting the cornering power of an automobile tire using the following formula (1).
CP: Cornering power (N / deg)
l: Maximum circumferential length of tire contact surface (mm)
w: Maximum width of tire ground contact surface in the axial direction (mm)
Tg: Elastic modulus of the tread rubber in the twist direction (MPa)
α: Angle of belt cord with respect to tire axial direction (°)
Ky: Tire lateral spring (N / mm)
K: Pattern lateral rigidity (N / mm) of land part of tread part
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 )
a1-a6: 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)で修正される値K’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:トレッド部の陸部の幅(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)
In the invention according to claim 2, when the siping is provided in the tread portion of the automobile tire, the value K ′ corrected by the following expression (2) is used in the expression (1). The method for predicting the cornering performance of the automobile tire described in the above.
Where W: width of the tread land (mm)
L: Circulating component length in the circumferential direction (mm)
hs: Depth of siping (mm)
また、請求項3記載の発明は、前記コーナリングパワーは、前記自動車用タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも正規荷重の5〜30%を負荷された状態で予測される請求項1又は2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。 According to a third aspect of the present invention, the cornering power is predicted in a state in which the automobile tire is assembled on a regular rim, filled with a regular internal pressure, and loaded with 5 to 30% of the regular load. The method for predicting cornering performance of an automobile tire according to claim 1 or 2.
「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, “Design Rim” for TRA, ETRTO Then "Measuring Rim".
「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。 “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 “maximum air pressure”, TRA is the table “TIRE LOAD LIMITS” The maximum value described in “AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”, “INFLATION PRESSURE” if it is ETRTO, but if the tire is for passenger cars, it is uniformly 180 kPa.
「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。 “Regular load” is the load that each standard defines 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 AT for TRA” The maximum value described in “VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”, or “LOAD CAPACITY” for ETRTO.
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、自動車用タイヤのコーナリングパワー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 the cornering power 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.
しかも、本発明の予測方法では、従来入力されていたベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅を設定する必要がない。これは、発明者らが、コーナリングパワーの予測において、ベルトプライの最大幅がほとんど影響しないことを知見したことに基づくものである。従って、本発明の予測方法では、実測したコーナリングパワーとの相関を維持しつつ、コーナリングパワーを容易に予測することができる。 Moreover, in the prediction method of the present invention, there is no need to set the maximum width in the tire axial direction of the belt ply that has been input conventionally. This is based on the fact that the inventors have found that the maximum width of the belt ply hardly affects the prediction of cornering power. Therefore, according to the prediction method of the present invention, the cornering power can be easily predicted while maintaining the correlation with the actually measured cornering power.
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、コーナリングパワーCP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。本明細書では、上記のとおり、コーナリングパワーCPを、スリップアングルが1°のときのコーナリングフォースで定義される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The method for predicting the cornering performance of an automobile tire of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “prediction method”) includes a step of predicting the cornering power CP, and evaluates the cornering performance of the automobile tire. In the present specification, as described above, the cornering power CP is defined by the cornering force when the slip angle is 1 °.
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、乗用車用タイヤとして構成され、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, simply referred to as a “tire”) 1 evaluated by the prediction method of the present embodiment is configured as a passenger car tire, for example, from the tread portion 2 to the side. A carcass 6 extending from the wall portion 3 to the bead core 5 of the bead 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.
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とが設けられる。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)が1又は2本以上設けられてもよい。 In the tread portion 2, a tread rubber 2G is disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 7. 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 on the outer surface of the tread rubber 2G. 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 sipings 16 (shown in FIG. 3B) which are cuts having a groove width of 1.5 mm or less.
図1に示されるように、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、「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 has a body portion 6 a that extends from the tread portion 2 through the sidewall portion 3 to the bead portion 4, and a bead core 5 that is continuous with the body portion 6 a and embedded in the bead portion 4. Are formed of two carcass plies including the folded portion 6b, that is, the inner carcass ply 6A and the outer carcass ply 6B. “Inside, outside” is distinguished by the position of the tire equator C.
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°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るビードエーペックス8が配される。ビードエーペックスゴム8は、例えば、JISデュロメータA硬さが75〜90度の硬質ゴムからなり、ビード部4を適宜補強する。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 ° with respect to the tire equator C are overlapped so as to intersect each other. A bead apex 8 extending from the bead core 5 to the outer side in the tire radial direction is disposed between the main body portion 6a and the folded portion 6b of the inner and outer carcass plies 6A and 6B. The bead apex rubber 8 is made of, for example, a hard rubber having a JIS durometer A hardness of 75 to 90 degrees, and reinforces the bead portion 4 as appropriate. 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°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層7は、タイヤ軸方向の端部7eが、トレッド部2のタイヤ軸方向の両端部付近に位置する。 The belt layer 7 of the present embodiment has two belt cords arranged with the belt cord inclined at a small angle of, for example, 10 to 35 ° with respect to the tire equator C, that is, the inner belt ply 7A and the outer belt ply 7B. Overlaid in the crossing direction. In the belt layer 7 of the present embodiment, end portions 7e in the tire axial direction are located in the vicinity of both ends of the tread portion 2 in the tire axial direction.
そして、本実施形態のタイヤのコーナリングパワーを予測する工程では、ベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅を設計因子として含まない下記式(1)が用いられる。 And in the process of estimating the cornering power of the tire of this embodiment, the following formula (1) not including the maximum width in the tire axial direction of the belt ply as a design factor is used.
ここで
CP:コーナリングパワー(N/deg)
l:タイヤの接地面の周方向最大長さ(mm)
w:タイヤの接地面のタイヤ軸方向の最大幅(mm)
Tg:トレッドゴムの捻り方向弾性率(MPa)
α:ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度(°)
Ky:タイヤの横バネ(N/mm)
K:トレッド部の陸部のパターン横剛性(N/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)
a1〜a6:定数
CP: Cornering power (N / deg)
l: Maximum circumferential length of tire contact surface (mm)
w: Maximum width of tire ground contact surface in the axial direction (mm)
Tg: Elastic modulus of the tread rubber in the twist direction (MPa)
α: Angle of belt cord with respect to tire axial direction (°)
Ky: Tire lateral spring (N / mm)
K: Pattern lateral rigidity (N / mm) of land part of tread part
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 )
a1-a6: Constant
上記式(1)では、前記特許文献1において、コーナリングパワーを予測するのに用いられていた設計因子のうち、ベルトプライ7A、7Bのタイヤ軸方向の端部7e、7e間の最大幅BWが含まれていない。これは、正規荷重よりも低い荷重が負荷される通常走行時において、トレッド部2が、ベルトプライ7A、7Bのタイヤ軸方向の端部7eを越えてほとんど接地しないため、ベルトプライ7A、7Bの最大幅BWの違いが、コーナリングパワーに影響しないと考えられるためである。 In the above formula (1), among the design factors used to predict the cornering power in Patent Document 1, the maximum width BW between the end portions 7e and 7e in the tire axial direction of the belt plies 7A and 7B is Not included. This is because the tread portion 2 hardly touches over the end portion 7e in the tire axial direction of the belt plies 7A and 7B during normal running when a load lower than the normal load is applied. This is because the difference in the maximum width BW is considered not to affect the cornering power.
上記式(1)は、タイヤ1が通常走行時に負荷される荷重、即ち、正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも、正規荷重の5〜30%の荷重を負荷された低荷重状態で予測されるのが望ましい。なお、タイヤ1に負荷される荷重が、正規荷重の30%を越えると、タイヤ1がベルトプライ7A、7Bの端部7eを越えて接地するおそれがある。逆に、タイヤ1に負荷される荷重が、正規荷重の5%未満であると、荷重が過度に小さくなり、予測精度が低下するおそれがある。このような観点より、タイヤ1に負荷される荷重は、より好ましくは、正規荷重の10%以上が望ましく、また、より好ましくは30%以下が望ましい。本実施形態では、タイヤの各部の寸法等が、低荷重状態において特定されるのが望ましい。 The above formula (1) indicates that the load applied to the tire 1 during normal running, that is, the rim is assembled to the normal rim, the normal internal pressure is filled, and a load of 5 to 30% of the normal load is applied. It is desirable to predict under low load conditions. If the load applied to the tire 1 exceeds 30% of the normal load, the tire 1 may be grounded beyond the end portions 7e of the belt plies 7A and 7B. Conversely, if the load applied to the tire 1 is less than 5% of the normal load, the load becomes excessively small and the prediction accuracy may be reduced. From such a viewpoint, the load applied to the tire 1 is more preferably 10% or more of the normal load, and more preferably 30% or less. In the present embodiment, it is desirable that the dimensions and the like of each part of the tire are specified in a low load state.
図2に示されるように、タイヤの接地面の周方向最大長さlは、トレッド部2の接地面14の周方向の最大長さで特定される。また、タイヤの接地面の最大幅wは、タイヤ軸方向の最大幅で特定される。 As shown in FIG. 2, the circumferential maximum length l of the ground contact surface of the tire is specified by the maximum circumferential length of the ground contact surface 14 of the tread portion 2. The maximum width w of the tire contact surface is specified by the maximum width in the tire axial direction.
トレッドゴムの捻り方向弾性率Tgは、トレッド部2のトレッドゴム2Gの捻り方向の複素弾性率G*であり、次に示される条件でRheometric Scientic社製ねじり型高出力粘弾性測定器(Dynamic Analyzer RDAIII)を用いて測定された値である。
初期歪:0%
動歪み(振幅):±2%
周波数:10Hz
測定温度:30℃
The torsional direction elastic modulus Tg of the tread rubber is a complex elastic modulus G * of the tread rubber 2G in the tread part 2 in the torsional direction. RDA III).
Initial strain: 0%
Dynamic distortion (amplitude): ± 2%
Frequency: 10Hz
Measurement temperature: 30 ° C
なお、トレッドゴム2Gが多層構造をなす場合、捻り方向弾性率Tgは、接地しているゴム層の捻り方向弾性率の値が用いられる。 When the tread rubber 2G has a multilayer structure, the twist direction elastic modulus Tg is the value of the twist direction elastic modulus of the rubber layer that is grounded.
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。 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 close to the outer surface side of the tread portion 2 (in this embodiment, the outer side). Belt ply 7B).
本実施形態では、前記特許文献1のカーカスの横剛性Kyに代えて、タイヤの横ばねKyを用いている。これは、カーカスの横剛性とタイヤの横ばねとは、互いに比例関係にあるためである。タイヤの横バネKyは、例えば、タイヤ1に縦荷重4.1kN及び横荷重2.0kNを作用させたときの横方向のタイヤ変形量t(mm)を計測し、横荷重2.0kNを該タイヤ変形量t(mm)で除することにより求められる。これにより、コーナリングパワーをより容易に予測できる。 In the present embodiment, a lateral spring Ky of the tire is used instead of the lateral stiffness Ky of the carcass of Patent Document 1. This is because the lateral stiffness of the carcass and the lateral spring of the tire are proportional to each other. The lateral spring Ky of the tire measures, for example, a lateral tire deformation amount t (mm) when a longitudinal load of 4.1 kN and a lateral load of 2.0 kN is applied to the tire 1, and the lateral load of 2.0 kN is measured. It is obtained by dividing by the tire deformation amount t (mm). Thereby, cornering power can be predicted more easily.
また、上記式(1)中のトレッド部2の陸部13のパターン横剛性Kは、図2に示されるように、平面に接地させたときのトレッド部2の接地面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, the pattern lateral stiffness K of the land portion 13 of the tread portion 2 in the above formula (1) is the tread grounding end on the grounding surface 14 of the tread portion 2 when grounded on a plane as shown in FIG. 2e and 2e are specified in the following manner for all land portions 13 in the entire circumference range sandwiched between tire circumferential direction lines Le and Le.
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.
また、パターン横剛性Kは、コーナリングパワーを予測する工程においては既知の設計因子であるトレッド部2の陸部13の高さh、トレッドゴム2Gのヤング率Ey、トレッドゴム2Gの剪断剛性G、トレッド部2の接地面14内の陸部13の断面2次モーメントIm、及び、トレッド部2の接地面14内の陸部13の断面積Aから求めることができる。 The pattern lateral stiffness K is a known design factor in the process of predicting cornering power, such as the height h of the land portion 13 of the tread portion 2, the Young's modulus Ey of the tread rubber 2G, the shear stiffness G of the tread rubber 2G, It can be obtained from the sectional secondary moment Im of the land portion 13 in the ground contact surface 14 of the tread portion 2 and the sectional area A of the land portion 13 in the ground contact surface 14 of the tread portion 2.
トレッド部2の陸部13の高さhは、図1に示されるように、各陸部13において、タイヤ半径方向最外側に配されたベルトプライ7Bの外面からトレッド外面2Sまでの最大高さで特定される。また、トレッド部2の陸部13の断面積Aは、トレッド部2の接地端2e、2eを通るタイヤ半径方向線21e、21eと、タイヤ半径方向最外側のベルトプライ7Bの外面と、トレッド部2の外面2Sとで囲まれた領域において、各陸部13の断面20において特定される。また、トレッド部2の陸部13の断面2次モーメントImは、トレッド部2の各陸部13の断面20において特定される。 As shown in FIG. 1, the height h of the land portion 13 of the tread portion 2 is the maximum height from the outer surface of the belt ply 7B disposed on the outermost side in the tire radial direction to the tread outer surface 2S. Specified by Further, the cross-sectional area A of the land portion 13 of the tread portion 2 includes tire radial direction lines 21e and 21e passing through the grounding ends 2e and 2e of the tread portion 2, the outer surface of the belt ply 7B on the outermost side in the tire radial direction, and the tread portion. In the region surrounded by the two outer surfaces 2S, the cross section 20 of each land portion 13 is specified. Further, the cross-sectional secondary moment Im of the land portion 13 of the tread portion 2 is specified in the cross-section 20 of each land portion 13 of the tread portion 2.
トレッドゴムのヤング率Ey及びトレッドゴムのせん断剛性Gは、トレッドゴムの伸び及びせん断に対する弾性率を意味し、トレッドゴムの種類によって定まる。トレッドゴムのせん断剛性Gは、次に示される条件でRheometric Scientic社製ねじり型高出力粘弾性測定器(Dynamic Analyzer RDAIII)を用いて測定された値である。また、トレッドゴムのヤング率Eyは、下記条件で、株式会社岩本製作所製引張り型粘弾性測定機(Visco Elastic Spectorometer Type-3)を用いて測定された値である。
初期歪:0%
動歪み(振幅):±2%
周波数:10Hz
測定温度:30℃
The tread rubber Young's modulus Ey and the tread rubber shear stiffness G mean the elastic modulus of the tread rubber against elongation and shear, and are determined by the type of tread rubber. The shear rigidity G of the tread rubber is a value measured using a torsion type high output viscoelasticity measuring device (Dynamic Analyzer RDAIII) manufactured by Rheometric Scientic under the following conditions. The Young's modulus Ey of the tread rubber is a value measured using a tensile type viscoelasticity measuring machine (Visco Elastic Spectorometer Type-3) manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd. under the following conditions.
Initial strain: 0%
Dynamic distortion (amplitude): ± 2%
Frequency: 10Hz
Measurement temperature: 30 ° C
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K’が用いられるのが好ましい。
ここで
W:トレッド部の陸部の幅(mm)
L: サイピングの周方向成分長さ(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 K ′ corrected by the following equation (2) is used in consideration of the decrease in the lateral rigidity of the block 15. It is preferred that
Where W: width of the tread land (mm)
L: Length of circumferential component of siping (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. .
定数a1〜a6は、6本のタイヤ1の実測したコーナリングパワーを上記式(1)のコーナリングパワーCP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)に代入することにより成立する6個の連立方程式を解くことにより求められる。なお、本実施形態のコーナリングパワーの実測値は、低荷重状態のタイヤ1を、室内試験機を用いて、スリップアングルが1度のときのコーナリングフォースで測定される。 The constants a1 to a6 are obtained by substituting the measured cornering power of the six tires 1 into the cornering power CP of the above equation (1) and substituting the design factors (parameters) of the respective tires into the above equation (1). It is obtained by solving six simultaneous equations that hold. In addition, the actual value of the cornering power of this embodiment is measured by the cornering force when the slip angle is 1 degree for the low-load tire 1 using an indoor test machine.
図4には、カーカス6やベルト層7等の設計因子が異なる複数のタイヤにおいて、上記式(1)で予測されたコーナリングパワーをX、実測したコーナリングパワーを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コーナリングパワーは、実測したコーナリングパワー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、コーナリングパワー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。しかも、本発明の予測方法では、ベルトプライのタイヤ軸方向の最大幅を入力する必要がない。従って、本発明の予測方法では、実測したコーナリングパワーとの相関を維持しつつ、コーナリングパワーを容易に予測することができる。 FIG. 4 shows a graph in which the cornering power predicted by the above formula (1) is X and the measured cornering power is Y in a plurality of tires having different design factors such as the carcass 6 and the belt layer 7. As shown in this graph, it can be confirmed that the cornering power predicted using the above equation (1) has a very high correlation with the measured cornering power. Thus, since the prediction method of the present invention can be easily predicted by substituting specific design factors of the tire constituent members into the above formula (1) without actually measuring the cornering power, the practicality is high. Tire design with excellent cornering performance can be made more efficient. Moreover, in the prediction method of the present invention, it is not necessary to input the maximum width of the belt ply in the tire axial direction. Therefore, according to the prediction method of the present invention, the cornering power can be easily predicted while maintaining the correlation with the actually measured cornering power.
定数a1〜a6は、タイヤサイズの異なるタイヤ1を用いて求められるのが望ましい。これにより、コーナリングパワーをより高い精度で求めることができる。 The constants a1 to a6 are preferably obtained using tires 1 having different tire sizes. Thereby, the cornering power can be obtained with higher accuracy.
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
上記式(1)を用いて、タイヤ構成部材が異なる158本のタイヤについてコーナリングパワーが予測されるとともに、それらのタイヤのコーナリングパワーが実測された。予測されたコーナリングパワーをX、実測したコーナリングパワーをYとしてプロットされたグラフが図4に示される。
共通仕様は次のとおりである。
定数a1:0.362
定数a2:0.2
定数a3:243
定数a4:0.1
定数a5:4.2
定数a6:0.56
Using the above formula (1), cornering power was predicted for 158 tires having different tire constituent members, and the cornering power of those tires was actually measured. A graph plotted with the predicted cornering power as X and the measured cornering power as Y is shown in FIG.
The common specifications are as follows.
Constant a1: 0.362
Constant a2: 0.2
Constant a3: 243
Constant a4: 0.1
Constant a5: 4.2
Constant a6: 0.56
上記式(1)の定数a1〜a6は、6本のタイヤの実測したコーナリングパワーと、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6個の連立方程式を解くことにより求められた。
6本のタイヤの設計因子の詳細が表1に示される。
The constants a1 to a6 in the above equation (1) are obtained by solving six simultaneous equations established by substituting the measured cornering power of the six tires and the design factor of each tire into the above equation (1). I was asked.
Details of the design factors for the six tires are shown in Table 1.
また、上記式(1)を用いて、図1の基本構造をなすタイヤについて、異なる荷重を負荷させたときのコーナリングパワーがそれぞれ予測された。同様に、異なる荷重を負荷させたときのコーナリングパワーが実測された。そして、各荷重において、予測されたコーナリングパワーCP1と実測されたコーナリングパワーCP2との相関係数が算出された。結果は、数値が1に近いほど、相関が高いことを示す。
テスト結果が表2に示される。
Moreover, the cornering power when different loads were applied to the tire having the basic structure of FIG. 1 was predicted using the above formula (1). Similarly, the cornering power when different loads were applied was measured. Then, for each load, a correlation coefficient between the predicted cornering power CP1 and the actually measured cornering power CP2 was calculated. The result shows that the closer the value is to 1, the higher the correlation.
The test results are shown in Table 2.
テストの結果、図4及び表2で示されるように、本発明の予測方法で予測されたコーナリングパワーは、実測したコーナリングパワーとの相関が非常に高いことが確認できた。従って、本発明の予測方法は、設計因子を代入するだけでコーナリングパワーを容易に予測できるため、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。また、本発明の予測方法では、従来入力されていたベルトプライの最大幅を入力する必要がないため、短時間かつ容易にコーナリングパワーを予測できることが確認できた。さらに、本発明の予測方法は、正規荷重の5〜30%の荷重が負荷される通常走行時に限定することにより、高精度でコーナリングパワーを予測することが確認できた。 As a result of the test, as shown in FIG. 4 and Table 2, it was confirmed that the cornering power predicted by the prediction method of the present invention had a very high correlation with the actually measured cornering power. Therefore, the prediction method of the present invention can easily predict the cornering power simply by substituting the design factor, and thus it has been confirmed that the tire design is highly practical and can improve the efficiency of tire design with excellent cornering performance. Further, in the prediction method of the present invention, it is not necessary to input the maximum width of the belt ply that has been input conventionally, so that it was confirmed that the cornering power can be predicted easily in a short time. Furthermore, it has been confirmed that the prediction method of the present invention predicts cornering power with high accuracy by limiting it to the normal traveling where a load of 5 to 30% of the normal load is applied.
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
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 9 Clinch rubber 10 Bead reinforcement layer
Claims (3)
ここで
CP:コーナリングパワー(N/deg)
l:タイヤの接地面の周方向最大長さ(mm)
w:タイヤの接地面のタイヤ軸方向の最大幅(mm)
Tg:トレッドゴムの捻り方向弾性率(MPa)
α:ベルトコードのタイヤ軸方向に対する角度(°)
Ky:タイヤの横バネ(N/mm)
K:トレッド部の陸部のパターン横剛性(N/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)
a1〜a6:定数
The prediction method of the cornering performance of the tire for motor vehicles characterized by including the process of estimating the cornering power of the tire for motor vehicles using following formula (1).
CP: Cornering power (N / deg)
l: Maximum circumferential length of tire contact surface (mm)
w: Maximum width of tire ground contact surface in the axial direction (mm)
Tg: Elastic modulus of the tread rubber in the twist direction (MPa)
α: Angle of belt cord with respect to tire axial direction (°)
Ky: Tire lateral spring (N / mm)
K: Pattern lateral rigidity (N / mm) of land part of tread part
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 )
a1-a6: Constant
ここで
W:トレッド部の陸部の幅(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) In the above formula (1), when siping is provided in the tread portion of the automobile tire, the value K ′ corrected by the following formula (2) is used. Prediction method.
Where W: width of the tread land (mm)
L: Circulating component length in the circumferential direction (mm)
hs: Depth of siping (mm)
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