JPH01285408A - 空気入りタイヤ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、複数の異なるピッチ長を有するトレッドデザ
インエレメントをトレッド表面に配列したタイヤであっ
て、転勤に伴ってトレンドデザインエレメントが発生す
る騒音（パターンノイズ）を低減せしめた空気入りタイ
ヤに関する。

〔従来技術〕

従来、パターンノイズを低減させるために、ピンチ周波
数のまわりの広い周波数（タイヤの回転数×トレッドデ
ザインエレメント数によってきまる周波数）帯域にパタ
ーンノイズを分散させて騒音を目立たなくさせる工夫が
なされてきた。これは、バリアプルピッチ配列法と呼ば
れるもので、何種類かのピッチ長さの異なるトレッドデ
ザインエレメント（すなわち、ピッチ）をタイヤ周方向
に適当に配列し、各トレッドデザインエレメントが接地
面と接触する際に発生するパルス的騒音あるいは振動の
時間間隔を変化させ、特定周波数に騒音が集中しないよ
うにする方法であり、無線工学等で用いられる周波数変
調理論に基づくものである。しかしながら、パターンノ
イズを十分に低減させるまでには至っていない。

そこで、本発明者は、パターンノイズの低減をはかるべ
く研究した結果、タイヤ騒音のフィーリングを悪くして
いる要因として音圧レベルの脈動性を見逃せないことが
判明した。

すなわち、従来の騒音計測法のように成る一定の時間で
平均化された音圧レベルでは同等であるにもかかわらず
、人間の聴感室上のフィーリングではその音圧レベルに
優劣が生じることがあり、この原因を探究したところ、
約１０　）１ｚ以下の低い周波数帯域において大きく脈
動する音圧レベルと脈動しない音圧レベルとの違いであ
ることが判明した。この音圧レベルの脈動性、すなわち
騒音の要因の１つである脈動性を定量的に観察するには
、高速度で収録された騒音を低速度で再生して音圧レベ
ルの時間的変化を出力することによって可能である。例
えば、ＪＡＳＯＣ６０６−７３タイヤ騒音試験方法に準
する方法、すなわち直径３０００Ｉ１１ｍのスチールド
ラム上でタイヤを５０　ｋｍ／ｈで転勤させ（空気圧、
リムサイズ、荷重はＪＡＴＭＡ標準条件）、脈動性の評
価をＯＡ値（１００〜２０００　Ｈｚのバンドパスフィ
ルターを通ｉまた騒音のオーバーオール値）のタイヤ１
回転内の変動幅で評価することができる。

一方、音圧レベルについての従来のトレンドデザインエ
レメント配列に関する理論では、１つのトレッドデザイ
ンエレメントから１つのサイン波が発生するものと仮定
して、タイヤ１周にトレンドデザインエレメントの並び
順と同じ時間的間隔で発生するサイン波列をフーリエ級
数展開して周波数軸上の分散をシュミレートするのが一
般である。とりわけ、周方向長さ、すなわちピッチ長が
短いトレッドデザインエレメントから長いトレッドデザ
インエレメントへと、そしてまた、短いトレッドデザイ
ンエレメントへと規則的にサイン波的な配列をする場合
の理論解析については多くの研究や工夫がなされている
（例えば、自動車技術Ｖｏ１．２Ｂ　、　Ｎｌｌ　、　
１９７４　　ｒタイヤノイズについて」、特開昭５４−
１１５８０１号公報参照）。しかし、これらの考察にお
いて、前述した音圧レベルの脈動性について論ぜられて
いないのは、各トレッドデザインエレメントから発生す
る振動の大きさを一定に仮定したためである。

本発明者は、トレッドデザインエレメントの周方向長さ
が大きいとそのエレメントから発生する振動レベルが大
きくなることに着目して、次のような仮定のもとで理論
計算を試みた。すなわち、各トレンドデザインエレメン
トから発生する振動は、トレッドデザインエレメントの
周方向長さに比例して大きな振幅を有するサイン波であ
ると仮定してフーリエ級数展開するのである。この結果
、第１図（ａ）、（ｂ）および第２図（ａ）、（ｂ）に
示すように、従来の計算法により各トレッドデザインエ
レメントから均等な大きさのサイン波が生じると仮定す
ると第１図（ｂ）の如く低い周波数帯域で何らの振幅も
表われないが、トレッドデザインエレメントのピッチ長
に見合った振幅を有するサイン波が生じると仮定した場
合には、第２図（ｂ）の如くトレッドデザインエレメン
ト配列が持つ特別の周期数に相当する低い周波数帯域で
振動のピークが見られる。特に、トレンドデザインエレ
メント配列が規則的な配列であると、この低い周波数帯
域でのピークが顕著となり、これにより音圧レベルの脈
動性を高め、騒音のフィーリングを悪くしてしまう。

第１図（ａ）および第２図（ａ）は、それぞれ、ピッチ
配列（トレッドデザインエレメント配列）を示す説明図
である。ｌは振動波形を示す。第１図（ｂ）および第２
図（ｂ）は、それぞれ、フーリエ解析を実施したときの
次数とその次数に対応する振幅との関係図である。第１
図（ａ）および第２図（ａ）において、ピッチＡのピッ
チ長＝３１．７　ｍｍ　、ピッチＢのピッチ長−２７，
５ｍｍ　、ピッチＣのピッチ長＝２４．５　ｍｍ　、ピ
ッチ群Ｅ、＝ＣＣＣＣＣＣ，ピッチ群Ｅ　ｔ　””　Ｂ
　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　、ピッチ群Ｅ：Ｉ　＝
ＡＡＡＡＡＡＡ、ピッチ群Ｅ４−ＢＢＢＢ、ピッチ群Ｅ
Ｓ−ＣＣＣＣＣＣ。

ピッチ群Ｅ、＝ＢＢＢ、ピッチ群Ｅ？　−ＡＡＡＡＡＡ
、ピッチ群Ｅ、＝ＢＢＢＢＢＢＢ。

ピッチ群Ｅ＊　＝　ＣＣＣＣＣＣＣＣＣ，ピッチ群Ｅ１
°−ＢＢＢＢ、ピッチ群Ｅｌｌ讃ＡＡＡＡＡ、ピッチ群
Ｅ１□−ＢＢＢＢである。第１図（ａ）のピッチ配列と
第２図（ａ）のピッチ配列とは同じである。ここで、「
ピンチ」とは、一般にタイヤトレッドデザインはその周
方向に連続する繰り返し模様として構成されるが、その
繰り返し模様の最小単位を意味する。また、「ピッチ群
」とは、ピッチのうち同一ピッチが連続して配置されて
いる部分を意味する。

〔発明の目的〕

本発明は、ピッチ配列の規則性に伴って発生する低周波
の騒音の脈動性を減少させるためにピッチ配列を工夫し
たもので、すなわちピッチを長いものから短いもの或い
はその逆の順で規則的に配列し、かつ長いものから短い
ものへと変化する周期と短いものから長いものへと変化
する周期とに差をつけたのであって、音圧レベルの脈動
性を改善し、パターンノイズを低減させて自動車の居住
性・快適性を向上せしめた空気入りタイヤを提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、異なる長さをもつ複数のピッチで
トレッド表面の１周を構成し、最短ピッチを周期の初め
として次の周期の最短ピッチまでの間に少なくとも１つ
の最長ピッチを含んでおり、各周期の長さをその周期の
初めの最短ピッチ群の中央から次の周期の初めの最短ピ
ッチ群の中央までとし、各周期の前半周期長をその周期
の初めの最短ピッチ群の中央からその周期の初めの最長
ピッチ群の中央までとし、後半周期長をその周期長から
前半周期長を差し引いた残余とした場合に、＋１）どの
周期においてもどちらかの半周期長の全周期長に対する
比率が１５％〜４０％であること、又は（２）短い方の
半周期長の全周期長に対する比率のトレッド表面の１周
の平均値が１５％〜３５％であることを特徴とする空気
入りタイヤを要旨とする。

以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

従来のピッチの配列法では、とりわけ短いピンチから長
いピンチへと、そして長いピッチから短いピッチへと規
則的にピッチを配列する方法では、ピンチの長さに見合
って１つのピッチから発生する振動レベルの大きさが配
列の変化と同様に変化するので、短〜長〜短へと変化す
る周期の数に相当する低い周波数ではっきりとした騒音
の脈動が発生する。

したがって、従来の技術では、周期数が少ないほどピッ
チノイズの分散がよくなることは判ってはいるが、周期
数の多少に係わらず脈動現象が生じるために、少ない周
期数のピッチ配列を採用することができなかった。一方
、脈動現象の発生防止のために周期の長さを変えてピッ
チノイズの低次の分散をはかる提案もあるが、十分な効
果を示してはいない。

そこで、本発明者は、１つの周期内の配列法を工夫する
ことでこの問題を解決すべく研究した。すなわち、１つ
の周期内で短いピッチから長いピンチへと変化する部分
の長さをＣＡ、長いピッチから短いピンチへと変化する
部分の長さをＣＢとしたときに、ＣＡとＣＢとに大きな
差をつけることにより、ＣＡ。

ＣＢのどちらか短い方に実質的に短い周期長の成分をも
たせ、また、ＣＡ、ＣＢのどちらか長い方に実質的に長
い周期長の成分をもたせるようにして、低次の分散効果
をもたせるようにした。また、ＣＡ、ＣＢのどちらか長
い方は、周期数を少なくしたときの効果をもつために、
ピッチノイズの分散効果をも有する。

このような研究結果から、本発明では、異なる長さをも
つ複数のピッチでトレッド表面の１周を構成し、最短ピ
ッチを周期の初めとして次の周期の最短ピッチまでの間
に少なくとも１つの最長ピッチを含んでおり、各周期の
長さをその周期の初めの最短ピッチ群の中央から次の周
期の初めの最短ピッチ群の中央までとし、各周期の前半
周期長をその周期の初めの最短ピッチ群の中央からその
周期の初めの最長ピッチ群の中央までとし、後半周期長
をその周期長から前半周期長を差し引いた残余とした場
合において、下記＋１）又は（２）の要件を規定したの
である。ここで、１つの周期は、最短ピッチのピッチ長
をＰ、（７として最長ピッチのピッチ長をＰ□ヨとした
ときにＰ−１−のピッチから始まり、次の周期の初めの
Ｐ　ｅｈｉｎのピッチの１つ手前のピッチまでである。

ただし、その周期には、Ｐ、□のピッチが少なくとも１
つ含まれる。また、Ｐ＃ａＸのピッチを含まずに次のＰ
　１６ｉ１１のピッチとなった場合には、その周期はさ
らに次の周期まで延長される。

（１）　　どの周期においてもどちらかの半周期長の全
周期長（各周期の長さ）に対する比率が１５％〜４０％
、好ましくは２５％〜３５％であること。

１５％未満では、半周期長が短すぎて低次の分散効果が
不足するか又は半周期長が短すぎてその半周期内の配列
で隣合う異なるピッチの長さの差が大きすぎ、異常摩耗
の発生原因となる。一方、４０％超では、低次の分散効
果が不足すると共にピッチノイズの分散効果も不足する
。

（２〕トレンド表面の１周において、短い方の半周期長
の全周期長く各周期の長さ）に対する比率の平均値が１
５％〜３５％であること。

上記（１）と同様に、１５％未満では異常摩耗の発生原
因となり、一方、３５％超ではピッチノイズの分散効果
が不足するからである。

さらに、本発明では、下記■〜■を備えることが好まし
い。

■　ピッチ種類数は３〜８であること、望ましくは４〜
６であることが好適である。

２以下では有効な低次の分散効果が得られず、また、９
以上ではタイヤ金型制作費が嵩みすぎることになる。

■　周期数は２〜６であること、望ましくは３〜４であ
ることが好適である。

周期数が１では、ピッチノイズの分散効果が掻めて良好
ではあるものの、前半周期長および後半周期長による低
次の分散効果が不足する。また、周期数が７以上では、
１つの周期の長さが短すぎて前半周期長および後半周期
長の分散効果が十分に発揮されない。

■　各周期の前半周期長、後半周期長が各々異なるもの
をもつといっそう効果的であるが、少なくとも前半周期
長、後半周期長の種類数が周期数よりも多いことがよい
。また、タイヤ金型制作費を考慮すると、各周期のうち
前半周期長、後半周期長のどれか一部を共用すれば、騒
音の改良効果が共用しないものに比して低下するものの
、従来よりは低コストでかつ騒音低減に優れたものとな
る。

以下に実施例を示す。

実施例 外径６３３１１１ＩＩ＋５タイヤサイズ１９５／７０　
Ｒ１５のスチールラジアルタイヤ（本発明タイヤ、従来
タイヤ、比較タイヤ）につき、騒音の脈動幅（ｄＢ）お
よび騒音のフィーリングにつき評価した。この結果を表
１に示す。表１中、ピッチＡ＝３３ｍｍ、ピッチＢ＝３
０ｍ＋ｗ、ピッチＣ＝２８　ｍｍ　、ピッチＤ＝２５ｆ
ｆｉ１１１、ピッチＥ＝２２ｍｒａである。また、ＣＡ
は各周期の前半周期長を、ＣＢは後半周期長を表わす。

立の　倭　の量゛　　　　： ＪＡＳＯＣ６０６−７３タイヤ騒音試験方法に準する方
法、すなわち直径３０００ｍｍのスチールドラム上でタ
イヤを５０　ｋｍ＋／ｈで転勤させ（空気圧、リムサイ
ズ、荷重はＪＡＴＭＡ標準条件）、脈動性の評価をＯＡ
値（１００〜２０００　Ｈｚのバンドパスフィルターを
通過した騒音のオーバーオール値）のタイヤ１回転内の
変動幅で評価した。

（本頁以下余白） 表１から判るように、従来タイヤは、第１〜第３の周期
とも前半周期長（ＣＡ）　、後半周期長（ＣＢ）が各々
の周期長の約半分であり、ピッチの大きさの変化が極め
て規則正しく、準サイン波形状となっているので騒音の
脈動現象が顕著であり、実用に耐えない、比較タイヤは
、各周期で前半周期長（ＣＡ）をを小さくしたものであ
るが、第１周期、第２周期とも４０％超であり、第３周
期が４０％未満であるものの、平均して３５％超である
ので、効果はみられるものの十分ではない０本発明タイ
ヤ１は、どの周期においても短い方の半周期長が全周期
長の４０％以下であり、ピッチノイズおよび脈動性とも
従来よりも大幅な改善効果を示している０本発明タイヤ
２は、さらに前後半周期長の差を大きくしたもので、い
っそうの効果を発揮している０本発明タイヤ３は、第２
周期の前半周期長（ＣＡ）と第３周期の前半周期長（Ｃ
Ａ）とを同配列にしたことによって、金型１周の内の部
分的な型が共用化され、金型制作上の利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、トレッド表面のタ
イヤ１周を構成する周期配列について半周期ずつ異なる
周長をもたせ、その周期がつくる低次のピークを前後の
次数に分散させてピークを低減させると共にその周期に
より低い次数の成分をもたせたので、ピッチノイズの分
散効果を発揮でき、ピッチノイズを低減させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第２図（ａ）はそれぞれピッチ配列
を示す説明図、第１図（ｂ）および第２図（ｂ）はそれ
ぞれフーリエ解析を実施したときの次数とその次数に対
応する振幅との関係図である。 １・・・振動波形。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる長さをもつ複数のピッチでトレッド表面の１周を
   構成し、最短ピッチを周期の初めとして次の周期の最短
   ピッチまでの間に少なくとも１つの最長ピッチを含んで
   おり、各周期の長さをその周期の初めの最短ピッチ群の
   中央から次の周期の初めの最短ピッチ群の中央までとし
   、各周期の前半周期長をその周期の初めの最短ピッチ群
   の中央からその周期の初めの最長ピッチ群の中央までと
   し、後半周期長をその周期長から前半周期長を差し引い
   た残余とした場合に、（１）どの周期においてもどちら
   かの半周期長の全周期長に対する比率が１５％〜４０％
   であること、又は（２）短い方の半周期長の全周期長に
   対する比率のトレッド表面の１周の平均値が１５％〜３
   ５％であることを特徴とする空気入りタイヤ。