JPH0323366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はタイヤに関し、荷重担持要素およびそ
のトレツド・パターンにより発生騒音が分散され
たタイヤに関する。 タイヤが地表上を走行するに従つて、空気の運
動が生じ、可聴音を発生させる。すべての特定の
トレツド・パターンにおいて、若干量の音エネル
ギが生じる。種類の異なるトレツド・パターンは
同一量の特定量の音エネルギを生じても、トレツ
ド・パターンによつて生じるノイズは、人々に対
して著しく異なる効果を及ぼし得る。或るタイヤ
の音は耳ざわりな不快な音として聞こえ、他のタ
イヤ音はきわめて快適な音として受取られる。こ
れらの種類の音の相違は、それらの周波数スペク
トル即ちトーナリテイ（tonality）の状態に存す
る。このトーナリテイは、発生される音が単一の
周波数とその高調波とによつて支配される状態、
即ち発生される音の大部分が音スペクトルのきわ
めて小さい周波数範囲に集中される状態である。
このトーナリテイは聴者を心理学的に混乱させ、
不快感を感じさせる。さらに、いらいらさせるこ
とに加えて、このようなトーナリテイの状態の音
をトーナル・サウンド（tonal sound）と称する
と、トーナル・サウンドは比較的遠い距離におい
ても聴取され、従つて、非トーナル・サウンドに
比して、より防音性に富む材料を必要とする。も
し音エネルギの特定の周波数への集中がより広い
周波数範囲に拡散され得るならば、それは上記の
トーナルサウンド即ち望ましからざる音の状態を
減じるであろう。 過去において、タイヤの路上走行時に荷重担持
要素が路面に当たることによつて発生する不快な
ノイズを、その周波数を分散することによつて減
じるための各種の方法が既に提案されている。こ
れはタイヤのトレツドの円周に添つて配列されて
いる荷重担持要素の長さとそれに隣接する円周方
向の片方の溝とからなるデザイン・サイクルの円
周方向の長さ、即ちピツチの異なるものを配列し
て（ピツチングと称す）、タイヤの回転中に荷重
担持要素によつて発生される事象周波数即ち特性
周波数を変調することによつて行なわれている。
しかし、これら既知の方法は、ピツチングそれ自
体からもたらされる低周波数範囲内の潜在的なト
ーナリテイを無視している。即ち反復するデザイ
ン・サイクル間の距離が変化するに従つて、単一
低周波反復音の形式を取り得る不快な低周波音の
トーナルサウンドを生ずる可能性がある。このト
ーナルサウンドは容易に車輛に伝達され、車輛の
種類に依つては、不快なノイズを発生させる。 本発明の主目的は、可聴ノイズを発生する半径
方向に突き出た荷重担持要素を有するタイヤの路
上走向によつて発生されるノイズのトーナルサウ
ンドを、荷重担持要素の設計によつて効果的に減
ずることである。 本発明の第２の目的は、荷重担持要素を有する
タイヤによつて発生されるノイズを生じる事象周
波数エネルギを広い周波数帯域に効果的に分散す
ることによつてトーナリテイを減ずることであ
る。 本発明の第３の目的は、事象周波数エネルギが
ピツチングによるトーナルサウンドが発生しない
ように、荷重担持要素の種類を、異なつた長さに
分割されたトレツドの円周の各弓形上にそれぞれ
が１つの正弦波を形成するように配列して、それ
を波長とする大きな振幅の変調周波数により事象
周波数の発生音を分散するタイヤを提供すること
である。以上の諸目的およびその他の諸目的の達
成と、先行技術の諸欠点の除去は、以下さらに明
細に説明される如く本発明によつて可能にされ
た。 本発明のタイヤは、１つの荷重担持要素とその
円周方向の一方に隣接する横方向の溝とからなる
デザインサイクルが、多数繰り返して連続的に前
記タイヤの円周上に配置されており、また、該デ
ザインサイクルには少なくとも２種類の異なつた
ピツチ長さのものがあり、それらはトレツドの円
周が少なくとも３つ以上のそれぞれ長さの異なる
円弧に分割されたそれぞれの調和数列弓形上に配
置され、しかも前記少なくとも３つ以上の調和数
列弓形の各々は、前記少なくとも２種類の異なつ
たピツチ長さの各種類の荷重担持要素を少なくと
も１つは含み、かつ、調和数列弓形毎の、最大の
振幅を有する変調周波数の波長が調和数列弓形の
長さと合致するものとし、前記調和数列弓形相互
間の境界は、最短のピツチ長さよりも長いピツチ
長さから最短のピツチ長さへと移行し、少なくと
も３つの調和数列弓形の長さの対円周比によつて
表わされる丸められた近似的な分数値は、それぞ
れ1/1から始まる最初の９つの調和数列の値から
なるグループ中の３つの異なつた値に対応し、ま
た、前記３つの調和数列弓形以外にこれらの調和
数列弓形のいずれか以上の大きさを有する調和数
列弓形はなく、前記少なくとも３つの調和数列弓
形は、音響スペクトル内の異なつた、周波数に対
応し、該円周内の調和数列弓形の総数は、NPが
デザインサイクルの数、SPが最短ピツチ長さ、
LPが最長ピツチ長さ、Ｂが1.6〜2.9の範囲の周波
数変調指数のとき、 NP×（LP−SP）／Ｂ×（LP＋SP）の範囲に入るトレツ
ドを有す る。 本発明のタイヤは一般的に、下記の諸段階を経
て設計されたものである。 (1) タイヤの周囲に沿つて配置されるデザイン・
サイクルの最大数を選ぶ段階、 (2) 最大ピツチ比を選ぶ段階、 (3) 式No.１ NS＝NP×（LP−SP）／Ｂ×（LP＋SP） 但し、NSは調和数列弓形の要求数、 NPはデザインサイクル数、 LPは最長ピツチ長さ、 SPは最短ピツチ長さ、 Ｂは周波数変調指数、 に従つてトレツド円周が分割される調和数列弓
形の適正数を決定する段階、 (4) 各調和数列弓形の寸法および各調和数列弓形
内のデザイン・サイクル数を決定する段階、 (5) 調和数列弓形毎の最大振幅を生ずる変調周波
数である優勢変調周波数の波長が該弓形の長さ
に合致するように各調和数列弓形毎に異なるピ
ツチ長さのデザイン・サイクルの配列を決める
段階。 (6) さらに、発生されるノイズの分散をより一そ
う適切にするため、本発明は調和数列弓形のた
めの適正な調和数列項の配列順を決定する段階
および最適ピツチ比を決定する段階を含む。 第１図を参照すると、本発明によつて作られた
トレツド部分１２を有するタイヤ１０が示されて
いる。タイヤ１０のトレツドはタイヤ１０に沿つ
て円周方向に延在し、複数個のデザイン・サイク
ル１４に区分されており、これには荷重担持要素
１１と円周方向の隣接荷重担持要素１１を隔離す
る隣接溝１３の片方が含まれている。荷重担持要
素１１は軸線Ｒに直角な平面Ｐ（不図示）上に整
列され、荷重担持要素の周縁の前記平面との交線
はAR（不図示）のような円弧を限定する。最長
のデザイン・サイクルの長さの最短のデザイン・
サイクルの長さに対する比は“ピツチ比”と呼ば
れる。これら異なるデザイン・サイクルの特定の
配列は“ピツチ配列”という。特定のピツチ配列
およびピツチ比は広い周波数範囲に亘る音エネル
ギの分散には、ときにきわめて重要である。使用
される最多デザイン・サイクル数は、デザイン・
サイクルの長さがどの程度短かくされ得るかに依
つて定まる。また、一般に、その長さは不規則な
摩耗を生じさせるおそれがある物理的歪みまたは
不安定な荷重担持要素を生じさせることなしに可
能なかぎり短かいことが望ましい。従つて、トレ
ツド１２の設計においての第１の段階は、意図さ
れる特定デザインのために使用され得るデザイ
ン・サイクル１４の最大数を決定することであ
る。現在、乗用車のタイヤは、一般に、約30乃至
約100のデザイン・サイクル数、好適には約45乃
至75のデザイン・サイクル数を有する。しかし、
本発明はそのようなデザイン・サイクル数に制限
されない。 デザイン・サイクル１４の最大数が選択された
ならば、最大ピツチ比を決定できる。デザイン・
サイクルの最大数は熟練したタイヤ設計技術者が
タイヤ輪郭、使用されるゴムの材料、タイヤの形
式等を考慮して経験的に決定するものである。前
以つて選ばれた最大デザイン・サイクル数に基い
て、ピツチ比はデザイン・サイクルの長さの効果
を最適にするために可能なかぎり大きく選ばれ
る。この選択は、全体的に、実用性能特性に基い
て行なわれる。現在、タイヤは、一般的に、最大
1.86好適には約1.4〜1.6のピツチ比を有する。し
かし、本発明は、任意の希望されるピツチ比を有
し得る。図示の特定トレツドにおいては、ピツチ
比は1.57である。 次に、トレツドの円周は下記の関係に従つて決
定される円周の調和数列弓形１６（第２図）の適
当数に分割される。 式No.１ NS＝NP×（LP−SP）／Ｂ×（LP＋SP） 但し、NSは調和数列弓形の要求数、 NPはデザインサイクル数、 LPは最長ピツチ長さ、 SPは最短ピツチ長さ、 Ｂは周波数変調指数。 上記式No.１は発明者が行なつた実験に基いた実
験式である。上式で求められる調和数列弓形数の
中の少なくとも３つの最も大きい異なつた長さの
調和数列弓形は、それぞれ音響スペクトル内の異
なつた周波数に対応する。これら音響スペクトル
の異なつた周波数を発生するために、調和数列弓
形は、種々の長さを有する複数個連続するデザイ
ン・サイクル１４を有し、さらにそれらのデザイ
ン・サイクルは、各調和数列弓形の優勢変調周波
数の波長すなわち最高の振巾を有する変調周波数
が、その回転時の調和数列弓形の長さに対応する
時間を同期とする周波数に相当するように、配置
される。このことは第３図および第４図を参照す
ることによつて、より明確に理解され得る。式No.
１から決定される調和数列弓形１６の計算された
数は、端数の弓形は望ましくないので、最も近い
整数にまるめられる。さらに、前記調和数列弓形
１６の数は最小に選ぶべきである。該調和数列弓
形１６の数が小さければ小さいほど、変調による
効果でトーナルサウンド削減効果は増進される。
しかし、一方調和数列弓形１６の数が小さくなる
に従つて、デザイン・サイクルの同一ピツチの連
続によりトーナルサウンド導入の機会は多くな
る。任意の特定寸法タイヤに用いられうる最小調
和数列弓形数は、下記関係に従つて決定される。 式 No.２ fs＝Nm×Ｓ／Ｃ 但し、fsは最低可聴周波数、 Nmは最小調和数列弓形数、 Ｓはタイヤ速度、 Ｃはタイヤ円周。 上記式No.２は発明者が実験に基いて得たもので
ある。 タイヤ騒音が人間の耳によつて感知されるのに
充分なくらい大きいときの速度は概ね時速48.28
Km（30マイル）である。この値を前記式No.２に代
入すると、次の関係が得られる： 式No.３ fs＝Nm×48.28Km／hr（30マイル）／Ｃ 毎秒30サイクルよりも小さい周波数は、普通、
人間の耳にとつては可聴でないが、それはビート
音として感知され得る。人間の耳の聴力は年令に
より相違し、若い人は20サイクルの大きい音迄聴
くことができるが、年長者にとつては30サイクル
以上を聴くことができる。したがつて、それは防
止されなくてはならない。いま、fs＝30サイクル
を代入すると、式No.３は次式に変形される。 式No.４ Nm＝30×Ｃ／48280×100cm／3600sec＝30×Ｃ／1341.1
＝ Ｃ／44.704 但し、Ｃはcmを以つて表される。 約64.8cmの外径を有する乗用車タイヤの場合、
円周は約203.2cmに等しい。それをＣに代入すれ
ば、 Nm＝203.2／44.704＝4.545 したがつて、調和数列弓形の最少数（Nm）
は、4.545よりも大きい必要がある。調和数列弓
形１６は整数でなくてはならないから、前記の数
はそれに近い半端のない次の整数に丸められる。
従つて、この特定タイヤのための調和数列弓形１
６の数は少なくとも５である。4.545を近似値５
に定めるのは0.50またはこれにより大きい少数は
次の大きな整数に丸め、0.50より小さい少数は切
捨てる通常の丸めかたに依る（四捨五入）。また、
30サイクルを20サイクルに置換するとNm＝
20×203／1341≒3.02となり、調和数列弓形の最小数は ３となり、これが最小限の調和数列弓形数とな
る。次に、この数値は式No.１から計算されたNS
と比較される。もしNmがNSよりも大きい場合
は、NSがNmよりも大きくなるように周波数変
調指数（以下変調指数と記す）Ｂの値を選ぶ。変
調指数の限定および選択の基礎は実験に基いて発
明者により経験的に決定される。もしＢを変えて
もこれを正すことができない場合は、当初のデザ
イン基準値例えば、NP、LPまたはSPを変更す
る。 式No.１における変調指数Ｂは、音調が変化した
時の変調周波数を分子としてその時点の変調波の
最大周波数変移を除したものである。これは事象
周波数が変調される時の最大変調周波数変移が文
字「Ａ」によつて示されている第３図を参照する
ことによつて、より明らかに理解され得る。事象
周波数とは、タイヤがある与えられた速度で走行
するときに回転してデザイン・サイクルが路面に
当る１秒当りの平均回数である。したがつて、１
秒当りのタイヤの回転数にタイヤ円周上のデザイ
ン・サイクル数を乗じたものである。変調指数は
事象周波数の側波帯のおのおのに存在するエネル
ギと、ピツチングの効果とを決定する。１よりも
小さい変調指数では、変調深度が浅く事象周波数
に変化が少ないため、一般的にタイヤのピツチン
グによる効果が出せず、４よりも大きい変調指数
は一般的に実用化されない。その理由は、４より
も大きい変調指数を実現するためにはピツチ比を
大にするためピツチの大きいものはあまりにも大
き過ぎ、ピツチの小さいものはあまりにも小さ過
ぎるものが設計に要求され、型の製造、不規則摩
耗の可能性、およびタイヤの不良外観という条件
によつて制限されるからである。ピツチングによ
る効果を生じるための２個の良好な変調指数の例
は発明者の実験に基けば概ね1.6と2.9である。な
ぜならば、このＢの値の場合基本波と、次に大き
い側波帯はほとんど同等の振幅を有するからであ
る。 式No.１は純然たる正弦波変調を条件としてい
る。変調が複合（即ち、いくつかの変調から構成
されている）形式であるときは、変調は複数個の
構成部分に分割しなくてはならない。弓形の長さ
を波長とする変調周波数基本波の振幅は、考慮さ
れるべき唯一のものである。第５図、第６図およ
び第７図に示される如く、変調波が純然たる正弦
波型でないときは、NSを計算するにあたつて形
状係数が考慮されなくてはならない。形状係数は
デザイン・サイクル配列の非正弦波型のための訂
正を助けるために使用することができるが、しか
し形状係数の使用は本発明の実施には必ずしも必
要ではない。第６図、第７図および第８図におい
て点線は当該波形のための基本周波数を示す。形
状係数は、基本周波数の振幅が複合周波数変調の
実振幅よりも小さいという事実に対して修正を行
う。従つて、形状係数を考慮に入れて、式No.１は
次式に修正される。 式No.５ NS＝NP×（LP−SP）／Ｂ×（LP＋SP）×SF 但し、SFはこの形状に対して修正を行う項で
ある。式No.５は発明者の実験に基いて得られた。 一例として、説明目的のため、35デザイン・サ
イクル数、３種のデザイン・サイクルの長さ、
7.093cmの長デザイン・サイクル、4.518cmの短デ
ザイン・サイクル、1.6の変調指数、および３デ
ザイン・サイクル配列の非正弦波形に対して修正
を行う1.1の形状係数とを有する乗用車タイヤは、
5.336に等しい調和数列弓形の計算された数（５
弓形にまとめられる）を有する。この数は、式No.
４に基いて計算された調和数列弓形の最少数Nm
よりも大きい。 調和数列弓形の数NSが決定されたならば、弓
形寸法は、調和数列、好ましくは下記の数列によ
つて表される数列の一部分から選ばれる。 １／１、１／２、１／３、１／４……１／ｎ 選ばれた調和数列の部分は、弓形と同数の項を
有し、これらの項は好ましくは連続する順序にな
つている。すなわち、発明者は実験により、タイ
ヤの使用から発生するノイズの周波数要素は連続
的順序をとる調和数列の項に対応する弓形を用い
ることにより最大の望ましい範囲に広げられるこ
とを経験的に見出した。上記調和数列、すなわ
ち、1/1、1/2、1/3、1/4……1/n、は発明者が扱
う唯一の調和数列である。 発明者は最初の９項は望ましいノイズ特性をも
つタイヤを得ることを実験により経験的に決定で
きたから、最初の９項が選択された。例えば、第
１０図に示すように、最初の９項の中の項を使用
することは低周波数のトーナルサウンドを減少す
る傾向があり、また低周波数部分が多くの周波数
に亘つて拡がることを可能にする。各弓形の寸法
は調和数列シリーズの項の一つに対応する。例え
ば、もし或る１個の弓形が1/4に相当するならば、
その弓形の寸法はタイヤ円周の1/4に等しい。調
和数列シリーズの項の和はほとんど１に等しくな
ることが望ましい。この事は次の例より明らかで
ある。例えば、もし６個の弓形が希望されるなら
ば、６個の連続項が下記の如く調和数列から選ば
れる。 １／４＋１／５＋１／６＋１／７＋１／８＋
１／９ これら項の和はほぼ0.996に等しく、この値は
きわめて近似値１に等しい。この手段は弓形のお
のおのを異なる低周波数変調に対応させるととも
に第８図に図示される如くデザイン・サイクルが
発する低周波エネルギを広帯域に効果的に分散す
る。以下においては、各弓形の寸法が近似的に得
られたに過ぎない。次ぎの段階は、各弓形の実寸
法を決定することである。調和数列の項のおのお
のに関して、公約数が全項の分母の全てを乗じる
ことによつて決定される。次いで、各項の各分子
が、選ばれた調和数列の他項の全分母に乗じられ
る。そのあと、各調和数列の項の分子が加算され
て前記公約数にとつて変わる。一般的に、分子の
合計と分母は同じでない。すべての分子を加える
結果として得られる分子の合計は、こんどは、各
調和数列弓形の項のための分母として使用され
る。各項のために計算された分子を用いて、各項
の調整された分数部分が決定される。 ６個の調和数列弓形を有するトレツドのための
この例は表１の通りである。

【表】

【表】 各弓形において要求される実デザイン・サイク
ル数を決定するには、その弓形の調整された分数
にタイヤの総デザイン・サイクル数を乗じる。次
で、この数は最も近い整数に切上げまたは切捨て
られる。切上げるとは整数の１桁目に小数部分を
含めて次に大きな整数に丸めることを意味する。
切捨るとは小数部分を切捨てることを意味する。
本明細書並びに特許請求の範囲において用いられ
る丸めた近似値とは前述の定義によつて切上げま
たは切捨てられる通常の丸めかたによつて得られ
る値をいう。或る場合、各弓形に含まれるデザイ
ン・サイクルの和が、切上げまたは切捨て誤差の
ために要求デザイン・サイクル数に達しないこと
がありうる。そのときは、デザイン・サイクル数
を総デザイン・サイクル数を修正するのに要求さ
れる方向に最も大きな数に丸められた弓形におい
て切上げまたは切捨て調整をする。例えば表２に
示すとおりである。

【表】

【表】 ２個の弓形が同数のデザイン・サイクルを必要
とする場合もあり得る。そのような場合には、２
個の調和数列弓形のうちより大きいものは、より
小さい調和数列弓形に比べ、より大きい数の長い
デザイン・サイクルを以て構成する。従つて、調
和数列弓形はその設計周波数に対応するようにす
る。何れにせよ、すべての特定の調和数列弓形１
６は整数のデザイン・サイクルを有しなくてはな
らず、端数デザイン・サイクルは望ましくない。 各調和数列弓形１６のためのデザイン・サイク
ル配列は互いに異なるが、各調和数列弓形１６
は、その被変調数の基本周波数に合致する優勢変
調周波数を有すべきである。前述されたごとく、
調和数列弓形１６は弓形の優勢変調周波数、即ち
最大振幅を有する変調周波数の波長は該弓形の長
さに合致する。第９図には優勢変調周波数が弓形
の長さに合わないデザイン・サイクル配列の弓形
を示している。ましくは、調和数列弓形は、第４
図に示される如く、一つの始まりから他の始まり
へ、そこから再び隣接の弓形が始まる、各弓形に
おいて唯１回事実上正弦波形にピツチ長さをゆつ
くり変更する荷重担持要素の配列によつて構成さ
れる可きである。第３図には、トレツドの全円周
にこの正弦波形が示されている。本発明において
は、この変調は、第６図に示される如く対称に配
列された３個のピツチ長さを用いることによつて
達成される。しかし、任意の所望の数の異るピツ
チ長さも用いられ得る。図示された実施例におい
ては、最長ピツチ長さ「３」と最短ピツチ長さ
「１」の間のピツチ長さ「２」はこれらの平均で
ある。下記の表３は、３ピツチ型トレツド・デザ
インであつて各弓形毎に異なるデザイン・サイク
ルを有するもののための提案を示す。しかし、各
種のその他の配列も同じ結果を得るべく使用する
ことができる。 また、各調和数列弓形から次の調和数列弓形へ
連なる境界のデザイン・サイクルは、最短のピツ
チ長さより長いピツチ長さのものから最短のピツ
チ長さのものへと移行するように配列する。した
がつて、表３の各弓形毎に「２」のデザイン・サ
イクルから他の「１」のデザイン・サイクルへ移
行する。さらに、各弓形上のピツチ配列を正弦波
形にするために、各弓形は表３に示すように使用
されている全ての種類のピツチ長さの荷重担持要
素を少なくとも１つは含む必要がある。

【表】 これらデザイン・サイクル配列の各々は、デザ
イン・サイクル変調を正弦波変調サイクルで示す
ものである。従つて、各調和数列弓形では、その
長さの1/2以上にわたつて同一の長さのデザイ
ン・サイクルを連続して有することは望ましくな
い。 また、使用されるピツチ長さの種類の数が多い
ほど、真の正弦波形に益々接近する。何れの場合
においても、少なくとも２個のピツチ長さが用い
られなくてはならない。第８図は多ピツチの使用
を示している。第７図は３個のピツチ長さを使用
する非対称デザイン・サイクル配列を示してい
る。第５図は基本的な正弦波変調との相違を示し
ている。第４図〜第８図において、それらの優勢
変調周波数はそれぞれの弓形の長さを周期とする
周波数に合致する。すなわち、図示された波形が
フーリエ解析によつて高周波成分に分割されるな
らば、優勢変調周波数（すなわち最大振幅の周波
数）は車の回転に伴なう当該弓形の長さの経過時
間を周期とする周波数となる。 調和数列弓形１６の寸法は、好ましくは計算値
にきわめて近くされるが、該寸法は長さにおいて
最高25％、好ましくは10％以下、の変動があつて
よい。長さにおいて25％の変動は変調波長の1/4
に相当する。この限度を越える変動は希望された
ものとは異る変調を生じさせる。例えば、理想的
な弓形寸法は、第１１図に示される如き特定の低
周波数の高周波を発生する。一方、約25％または
それ以上の変動は、意図された特定の周波数にエ
ネルギを供給させるだけではなく、第１２図に示
される如く、次位のより低い、または、より高い
周波数の許容されない量のエネルギ、すなわち不
均一な周波数スペクトルおよび不快な調子をもた
らすエネルギをも供給させることになる。弓形内
における各変調周波数の振幅は、当該弓形におけ
るデザイン・サイクル配列によつて生ずる周波数
変調のフーリエ解析を行うことによつて点検でき
る。被変調波の基本周波数の振幅はどの調波より
も大きくなくてはならない。換言すれば、第１２
図に示すように周波数ｎにおける振幅はｎ＋１あ
るいはｎ−１における振幅より大きい。トレツド
パターンは各調和数列弓形の適正な配置によつて
さらに改善され得る。弓形が配列される順序は各
弓形間において相殺または増強を生じさせ得る。
すなわち、弓形が配置された順序によつて、ある
音の周波数は、音が一層高くなり、またある音の
周波数は一層ソフトになる。従つて、低周波数ス
ペクトルが平滑で且つ広くなるように各弓形の効
果を均等に保つことが望まれる。一般に、このこ
とは、弓形の寸法が順序において前後不同になる
ように、即ち寸法が連続的順序に配置されないよ
うに弓形を配分することによつて達成され得る。
下記は、６個の弓形を有するタイヤにとつて満足
であると認められた弓形数列の例である： 弓形数 ６ １／４、１／９、１／６、１／５、１／８、
１／７ 下記弓形配列（単に例である）は４個、５個お
よび７個の弓形を有するタイヤにとつて満足であ
ると認められた。 弓形数 ４ １／３、１／４、１／６、１／５ ５ １／３、１／７、１／５、１／６、１／４ ７ １／４、１／６、１／９、１／５、１／７、
１／10、１／８ デザイン・サイクル配列を充分に利用するため
には、ピツチ比が最適にされなくてはならない。
当初、ピツチ比は主観的に選ばれた。しかし、任
意の特定のタイヤのデザイン・サイクル配列のた
めにはより小さい音調の音を生じる僅かに低いピ
ツチ比が存在する可能性はきわめて大きい。初め
に選択されたピツチ比よりも小さいピツチ比が存
在するかどうかは、２回のフーリエ解析を行なう
ことによつて決定される。このフーリエ解析は、
本願が出願される前によく知られていた。タイヤ
において、そのようなフーリエ解析を行う一つの
方法はウイリアム ジユー ボリー氏（William
J.Vorih）による「タイヤの静かなトレツドスペ
ーシングの設計法（1971）」（Designing Quiet
Tread Spacings For Tires（1971））に記載され
ている。ボリー氏の設計法は、ピツチ比とピツチ
配列をパラメータとして、コンピユータに入力す
ることにより、フーリエー展開をプログラムを介
して第１４図に示すように各測波帯毎の振幅がデ
イスプレーされた画面を見て、振幅のピークの部
分をピツチ配列を変更して分散するものである。 第１の解析は初めに選択された最大ピツチ比を
用いて行われる。第２のフーリエ解析は、初めに
選択されたピツチ比よりも僅かに小さいピツチ比
を用いることによつて行われる。即ち、用いられ
たピツチ比に対して各解析毎に計算された最高音
調ピークの振幅をプロツトすることによつて、よ
り小さい最適比が使用されるや否やが決定され得
る。 いま、本実施例のピツチ比を評価する段階でボ
リー氏の設計法で使用されたフーリエー展開プロ
グラムを転用し、第１の解析として初めに選択さ
れたピツチ比例えば１：1.6とピツチ配列とを入
力し、その各側波帯毎の振幅を出力させ、その中
の最大の振幅値（ピーク値）例えばM₁を第１３
図に示すように最初のピツチ比の対応値としてプ
ロツトする。次にこれにより僅かに小さいピツチ
比１：1.5を入力して、第１の解析で最大の振幅
値を示した側波帯における振幅M₁′をプロツトす
る。もしこの直線がピツチ比の増加に従つて上方
へ傾くならば、ピークが分散されるより小い最適
比があり得る。次ぎに、同じようにして、両解析
において生じる次の最高の振幅M₂、M₂′をプロ
ツトする。次ぎに、これら２点を直線によつて結
ぶ。この手順を両解析において発見される次ぎの
２個の最高振幅M₃、M₃′、M₄、M₄′に対して繰
返す。次ぎに、プロツトされた全ての直線の振幅
間の差が第１３図に示される如く最小であるグラ
フから最適比1.53が決定できる。この手順は、前
記直線法が単な近似算数に過ぎないから、新しい
最適比を得るために1.53と1.6との間で行なうよ
うに反復しなくてはならない。元にしたピツチ比
と計算された最適比との間の差が約２％以下であ
るとき、この手順を停止する。 上記の設計により得られたデザイン・サイクル
配列はホワイト・ノイズまたはピンク・ノイズ特
性を有する。本発明の目的のため、ホワイト・ノ
イズは、可聴スペクトルの全周波数において音の
強さが均等である音として定義され、ピンク・ノ
イズは、音の強さが周波数スペクトルにおいてオ
クターブ毎に３デシベルの率を以つて減じる音と
して定義される。貝がらが耳に隣接されるとき聞
こえる音はホワイト・ノイズ音とピンク・ノイズ
音とを代表するものであり、ピンク・ノイズはホ
ワイト・ノイズほどの高周波数ノイズ音を有せ
ず、よりシユーツという音を有する点を除いてホ
ワイト・ノイズと同様の音である。 以上において、本発明についてはタイヤのトレ
ツドに関連して詳細に説明したが、本発明は半径
方向に延びた荷重担持要素を有する回転装置に一
般的に実施することができる。一例として、小さ
い半径に添つて回転するため三角形に延びたノツ
チを形成されたＶベルトは、前述された如き原理
に従つてベルトにノツチを形成することによつて
本発明を有利に応用し得る。本発明は雪上車の無
限軌道にも実施され得る。 本発明を説明する目的を以つて若干の代表的実
施例とそれらの細部とを示したが、本発明の精神
または範囲から逸脱することなしに本発明に対し
て各種の変更及びその他の修正が施されうること
は、当業者に明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて作られたトレツドを有
するタイヤの斜視図、第２図はトレツドが複数個
の調和数列弓形に分割される態様を示した概略
図、第３図は各調和数列弓形において生じる変調
を示した概略図、第４図は周波数がトレツドの各
弓形において変調される態様を示した概略図、第
５図は周波数が任意の一つの調和数列弓形におい
て変調される一修正形式であつて第４図との位相
ずれを表わすものを図示した概略図、第６図は対
称形デザイン・サイクル配列を有する三つの異な
るピツチ長さによつて表わされる任意の一つの調
和数列弓形において周波数が変調される別の一修
正形式を示した概略図、第７図は非対称形デザイ
ン・サイクル配列を有する三つの異なるピツチ長
さによつて表わされる任意の一つの調和数列弓形
において周波数が変調される別の一修正形式を示
した概略図、第８図は多ピツチ長さによつて表わ
される調和数列弓形において周波数が変調される
多ピツチの一修正形式を示した概略図、第９図は
本発明の原理に合わない周波数変調を示した概略
図、第４〜９図において、縦軸の単位はピツチあ
るいは相対周波数の逆数を概略で示し、横軸の単
位は一つの弓形の始めから終りまでの長さを概略
で示し、第１０図は本発明に従つて作られたトレ
ツドの弓形のおのおのが異なる周波数に対応する
態様を示した概略図、第１１図は本発明に従つて
作られた特定寸法の弓形が特定周波数に対応する
態様を示した概略図、第１２図は本発明に依る弓
形寸法とは異なる弓形寸法によつてエネルギが、
意図された周波数以外の周波数に供給される態様
を示した概略図、第１３図はピツチ比に対する側
波帯別、トーナリテイーの振幅のピーク値をプロ
ツトすることによつて各種のピツチ比に対して行
われるフーリエ解析から得られる結果を示したグ
ラフで、第１４図はコンピユータのフーリエ展開
によるタイヤトレツド音の側波帯別振幅のデイス
プレーである。 図面上、１０は空気タイヤ、１１は荷重担持要
素、１２はトレツド部分、１３は隣接溝、１４は
デザイン・サイクル、Ｒは軸、Ｐは軸Ｒに直角な
平面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円周上に複数の荷重担持要素が配置されてい
   るトレツドを有するタイヤであつて、 １つの荷重担持要素とその円周方向の一方に隣
   接する横方向の溝とからなるデザインサイクル
   が、多数繰り返して連続的に前記タイヤの円周上
   に配置されており、また、該デザインサイクルに
   は少なくとも２種類の異なつたピツチ長さのもの
   があり、それらはトレツドの円周が少なくとも３
   つ以上のそれぞれ長さの異なる円弧に分割された
   それぞれの調和数列弓形上に配置され、しかも前
   記少なくとも３つ以上の調和数列弓形の各々は、
   前記少なくとも２種類の異なつたピツチ長さの各
   種類の荷重担持要素を少なくとも１つは含み、か
   つ、調和数列弓形毎の、最大の振幅を有する変調
   周波数の波長が調和数列弓形の長さと合致するも
   のとし、前記調和数列弓形相互間の境界は、最短
   のピツチ長さよりも長いピツチ長さから最短のピ
   ツチ長さへと移行し、少なくとも３つの調和数列
   弓形の長さの対円周比によつて表わされる丸めら
   れた近似的な分数値は、それぞれ1/1から始まる
   最初の９つの調和数列の値からなるグループ中の
   ３つの異なつた値に対応し、また、前記３つの調
   和数列弓形以外にこれらの調和数列弓形のいずれ
   か以上の大きさを有する調和数列弓形はなく、前
   記少なくとも３つの調和数列弓形は、音響スペク
   トル内の異なつた、周波数に対応し、該円周内の
   調和数列弓形の総数は、NPがデザインサイクル
   の数、SPが最短ピツチ長さ、LPが最長ピツチ長
   さ、Ｂが1.6〜2.9の範囲の周波数変調指数のと
   き、 NP×（LP−SP）／Ｂ×（LP＋SP）の範囲に入るトレツ
   ドを有す るタイヤ。 ２ 前記３つの調和数列弓形中のトレツドのデザ
   インサイクルは、その異なるピツチ長さの配列
   が、前記調和数列弓形毎にそれぞれ正弦波パター
   ンの一周期となるように配列され、また、１つの
   調和数列弓形の正弦波パターンは隣接の調和数列
   弓形の正弦波パターンへ連続的に接続して行く特
   許請求の範囲第１項記載のタイヤ。 ３ 前記３つの調和数列弓形が第１と第２と第３
   の調和数列弓形からなり、第１の調和数列弓形
   は、前記３つの異なる調和数列の項の中の第１の
   項に対応するトレツド円周上の長さの10％以下の
   差異内にある第１の長さを有し、第２の調和数列
   弓形は、前記３つの異なる調和数列の項の中の第
   ２の項に対応するトレツドの円周上の長さの10％
   以下の差異内にある第２の長さを有し、第３の調
   和数列弓形は、前記３つの異なる調和数列の項の
   中の第３の項に対応するトレツドの円周上の長さ
   の10％以下の差異内にある第３の長さを有し、上
   記３つの各調和数列弓形は、その長さの1/2以上
   にわたつて同一のピツチ長さのデザインサイクル
   を連続して有することがない特許請求の範囲第１
   項記載のタイヤ。 ４ 調和数列弓形は、トレツド円周が少なくとも
   ４つ以上の異なつた長さに分割されたものであ
   り、少なくとも４つの分割された異なつた長さの
   調和数列弓形部分のトレツド円周長に対する丸め
   られた分数値は、1/1から始まる調和数列の最初
   の９項からなるグループの中の異なつた４つの項
   に対応する特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれか一項に記載のタイヤ。 ５ 調和数列弓形は、トレツド円周が少なくとも
   ５つ以上の異なつた長さに分割されたものであ
   り、少なくとも５つの分割された異なつた長さの
   調和数列弓形部分のトレツド円周長に対する丸め
   られた分数値は、1/1から始まる調和数列の最初
   の９項からなるグループの異なつた５つの項に対
   応する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
   か一項に記載のタイヤ。 ６ 前記３つの各調和数列弓形が、タイヤに用い
   られている異なつたピツチ長さの全ての種類のデ
   ザインサイクルを少くとも１つは有している特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一項に記
   載のタイヤ。 ７ 全ての調和数列弓形の各々に対応する調和数
   列の各項が、本質的に1/1から始まる調和数列の
   最初の９項からなるグループに含まれている特許
   請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか一項に記
   載のタイヤ。 ８ トレツドが複数の調和数列弓形に分割されて
   おり、トレツドの円周が丸められた分数値に対応
   して分割された弓形部分が少なくとも円周の90％
   を超え、それらの分数部分が1/1から始まる調和
   数列の最初の９項からなるグループの値に対応す
   る特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一
   項に記載のタイヤ。 ９ 調和数列弓形のタイヤ円周上における配置順
   序が、それらが対応する調和数列の項の数列の配
   置順序と異なる特許請求の範囲第１項乃至第８項
   のいずれか一項に記載のタイヤ。 １０ ３つの異なつたピツチ長さの種類のデザイ
   ンサイクルのみが使用されている特許請求の範囲
   第１項乃至第９項のいずれか一項に記載のタイ
   ヤ。