半径方向の力の変化

ラジアル力変動または路面力変動^{[ 1 ]}（RFV）は、タイヤの特性であり、操舵性、牽引力、制動性、および荷重支持に影響を与えます。特定のタイヤのRFV値が高いということは、タイヤ構造の製造ばらつきが大きいことを反映しており、垂直方向の乗り心地の乱れが車両に伝わります。RFVは、ASTM InternationalがASTM F1806 – タイヤ試験の標準実施方法で規定したプロセスに従って測定されます。

RFVは例を挙げると最もよく説明できます。完全に均一なタイヤが完全に円形のホイールに取り付けられ、完全に円形のテストホイールに対して一定の力が加えられていると仮定します。ホイールが回転するとタイヤも回転し、タイヤのカーカスは接触領域に出入りする際に繰り返し変形と回復を繰り返します。タイヤとホイール間の半径方向の力を測定すると、タイヤが回転しても変化がないことがわかります。ここで、一般的な市販タイヤをテストすると、タイヤが回転するにつれて半径方向の力が変化することがわかります。この変化は、タイヤの厚さの変化とタイヤの弾性特性の変化という2つの主要なメカニズムによって引き起こされます。

摩擦抵抗（RFV）が6ポンド（27N）の良質なタイヤを考えてみましょう。このタイヤは、回転するたびに車両に6ポンドの上向きの力を加えます。この力の発生頻度は、回転速度に正比例して増加します。タイヤメーカーは、製造時にタイヤの摩擦抵抗が許容品質基準を満たしていることを確認するためにテストを行います。これらの基準を超えるタイヤは、廃棄されるか、厳格な品質基準を必要としない市場に販売されます。 

RFVは、タイヤを短い圧縮ばねで構成されたリングとしてモデル化することで説明されることが多い。タイヤが回転すると、ばねの要素が路面に接触して圧縮される。 ^{[ 2 ]} ばねが接触領域から回転して離れると、元の長さに戻る。実際には、これらのばねは長さとばね定数にわずかな違いがある。これらの違いがRFVの原因となる。

タイヤは、ドラム上で組み立てられ、金型内で加硫される多くの異なるコンポーネントからなる複雑な複合構造です。そのため、RFV（摩擦抵抗値）が発生する条件は数多く存在します。これには、トレッド押出厚さと対称性、トレッドスプライス、ボディプライスプライス、インナーライナースプライス、ビード対称性、ターンアップ対称性、ビルディングドラムアライメント、トランスファーリングアライメント、加硫プレスビードシーティング、シェイピングブラダーアライメントと制御、金型振れ、金型アライメントのばらつきが含まれます。これらの要因はすべて、ばね長さとしてモデル化される材料分布と厚さのばらつきにつながる可能性があります。また、さまざまなタイヤコンポーネントは異なる材料で作られており、それぞれの材料は弾性特性にばらつきがあります。これらのばらつきは、ゴムの粘弾性特性、混合分散と均一性、加硫熱履歴などによって影響を受けます。

RFVは複雑な波形です。ピークツーピーク値、第1高調波、第2高調波、高次高調波など、いくつかの標準的な方法で表現されます。製造現場でのRFVテストでは、これらの値は振幅と角度の両方で報告されます。