(57)【要約】【課題】  実際のタイヤを形成することなく、トレッドパターンのピッチ配列からパターンノイズを評価する。【解決手段】  重合波作成工程と評価工程とを含み、複数ピッチ３がタイヤ周方向に配列されたトレッドパターンの変動感を評価する。重合波作成工程では、ピッチ３毎に、複数の周期で波が連なる一次波５を作成し、この一次波５を、ピッチの配列に基づいて並べかつ重ね合わせてピッチの重合波６を作成する。評価工程では、重合波６に基づいて、パターンノイズを評価する。【選択図】図１
2019007798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド面に、模様構成単位をなす複数のピッチがタイヤ周方向に配列されたタイヤのパターンノイズ評価方法であって、
前記ピッチ毎に、複数の周期で波が連なる一次波を作成し、それぞれのピッチに相当する前記一次波を、前記ピッチの配列に基づいて並べかつ重ね合わせてピッチの重合波を作成する重合波作成工程と、
前記ピッチの重合波に基づいて、パターンノイズを評価する評価工程とを含むタイヤのパターンノイズ評価方法。
【請求項２】
前記一次波は、正弦波である請求項１記載のタイヤのパターンノイズ評価方法。
【請求項３】
前記正弦波は、波長が各ピッチのピッチ長Ｐと等しい請求項２記載のタイヤのパターンノイズ評価方法。
【請求項４】
前記一次波をなす波の周期の数ｎは、評価したい走行速度に応じて定まる請求項１〜３の何れかに記載のタイヤのパターンノイズ評価方法。
【請求項５】
前記一次波をなす波の周期の数ｎは、次式（１）により求めた請求項１〜４の何れかに記載のタイヤのパターンノイズ評価方法。
ｎ＝ｖ×ｔ／Ｌ×Ｎ  −−−（１）
ｖは、評価したい走行速度（m/sec)
ｔは、減衰時間であって０．０２〜０．０４(sec)
Ｌは、トレッド面の周長(m)
Ｎは、ピッチの総数（個）
【請求項６】
前記減衰時間ｔは、次式（２）により求めた請求項５記載のタイヤのパターンノイズ評価方法。
ｔ＝−０．０００１２９×ｖ＋０．０３６５６２  −−−（２）
【請求項７】
前記評価工程では、前記重合波から、この重合波における振幅の変動波形を求めるとともに、
前記振幅の変動波形をフーリエ変換して得られる１次のフーリエ係数に基づいてパターンノイズを評価する請求項１〜６の何れかに記載のタイヤのパターンノイズ評価方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンノイズ、特に、不快感の要因の一つである変動感（うなり感）を好適に評価しうるタイヤのパターンノイズ評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのパターンノイズは、その音圧レベルの測定値に基づいて評価をする方法が一般的である。
【０００３】
これに対し、近年、音圧レベル全体が低下していくにつれ、その他のパラメータである音質を考慮する必要性が生じている。音質の評価については、評価対象となるトレッドパターンを有するタイヤを実際に作成し、実車走行により、熟練のドライバーの官能によって優劣を評価する手法が取られている。
【０００４】
なお音質の主項目である変動感（音の大きさの時間変動の具合）に関係のある音質評価指標として、変動強度、ラフネス等が知られている。しかしこれら指標も、実際のタイヤで測定した音圧データを、音質評価システムを用いて解析した値であって、例えば設計段階において、ピッチ配列から変動感の優劣を評価することは困難であった。
【０００５】
なおパターンノイズの音質に関連するものとして下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８５７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、実際のタイヤを形成することなく、トレッドパターンのピッチ配列から、パターンノイズ、特に不快感の要因の一つである変動感を好適に評価しうるタイヤのパターンノイズ評価方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トレッド面に、模様構成単位をなす複数のピッチがタイヤ周方向に配列されたタイヤのパターンノイズ評価方法であって、
前記ピッチ毎に、複数の周期で波が連なる一次波を作成し、それぞれのピッチに相当する前記一次波を、前記ピッチの配列に基づいて並べかつ重ね合わせてピッチの重合波を作成する重合波作成工程と、
前記ピッチの重合波に基づいて、パターンノイズを評価する評価工程とを含む。
【０００９】
本発明に係るタイヤのパターンノイズ評価方法では、前記一次波は、正弦波であるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係るタイヤのパターンノイズ評価方法では、前記正弦波は、波長が各ピッチのピッチ長Ｐと等しいのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るタイヤのパターンノイズ評価方法では、前記一次波をなす波の周期の数ｎは、評価したい走行速度に応じて定めるのが好ましい。
【００１２】
本発明に係るタイヤのパターンノイズ評価方法では、前記一次波をなす波の周期の数ｎは、次式（１）により求めるのが好ましい。
ｎ＝ｖ×ｔ／Ｌ×Ｎ  −−−（１）
ｖは、評価したい走行速度（m/sec)
ｔは、減衰時間であって０．０２〜０．０４(sec)
Ｌは、トレッド面の周長(m)
Ｎは、ピッチの総数（個）
【００１３】
本発明に係るタイヤのパターンノイズ評価方法では、前記減衰時間ｔは、次式（２）により求めるのが好ましい。
ｔ＝−０．０００１２９×ｖ＋０．０３６５６２  −−−（２）
【００１４】
本発明に係るタイヤのパターンノイズ評価方法では、前記評価工程では、前記重合波から、この重合波における振幅の変動波形を求めるとともに、
前記振幅の変動波形をフーリエ変換して得られる１次のフーリエ係数に基づいてパターンノイズを評価するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は叙上の如く、それぞれのピッチに相当する一次波を、ピッチの配列に基づいて並べかつ重ね合わせてピッチの重合波を作成するとともに、このピッチの重合波に基づいてパターンノイズを評価するものである。
【００１６】
本発明者の研究の結果、ピッチノイズでは、一つのピッチから音が発生してから、音が感じられなくなるまでにタイムラグがあり、このタイムラグがピッチノイズのうちの変動感の要因の一つであることを究明した。このタイムラグであるピッチ音の減衰時間は、０．０２〜０．０４sec程度であり、タイヤの走行速度によって変化する。
【００１７】
そこで、この減衰時間を考慮して、各ピッチを、複数の周期で波が連なる一次波として捉え、この一次波をピッチの配列に基づいて並べかつ重ね合わせてピッチの重合波を作成している。即ち、この重合波は、減衰時間に聞こえる音も加味した各ピッチからの音が、互いに干渉した干渉波であり、前記変動感の要因を含む。
【００１８】
従って、重合波を用いることで、パターンノイズ、特にパターンノイズのうちのｗを評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のパターンノイズ評価方法が採用されるタイヤの一実施例を概念的に示す斜視図である。
【図２】ピッチ毎に作成される一次波を例示する線図である。
【図３】重合波作成工程を概念的に説明する線図である。
【図４】重合波作成工程によって作成された重合波を示す線図である。
【図５】重合波の上下の包絡線を示す線図である。
【図６】重合波における振幅の変動波形を示す線図である。
【図７】ピッチ音の減衰時間とタイヤの走行速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、トレッド面２に、模様構成単位をなす複数のピッチ３がタイヤ周方向に配列したトレッドパターンを具える。
【００２１】
なお模様構成単位としては、特に規制されるものではなく、従来と同様、タイヤ周方向と交差する向きにのびるラグ溝を含むトレッド溝に基づいて形成される種々の模様形状のものが採用しうる。
【００２２】
前記ピッチ（模様構成単位）３は、周方向長さであるピッチ長が異なる複数種類のピッチから構成される。本例では、ピッチ３が、ピッチ長がＰＳの第１のピッチ３Ｓと、ピッチ長がＰＭの第２のピッチ３Ｍと、ピッチ長がＰＬの第３のピッチ３Ｌとから構成される場合が示される。そして本例では、この３種類のピッチ３（第１〜第３のピッチ３Ｓ〜３Ｌ）が、所定の順序でタイヤ周方向に配列される。
【００２３】
次に、このタイヤ１を用いてパターンノイズ評価方法を説明する。このパターンノイズ評価方法では、重合波作成工程と評価工程とを具える。
【００２４】
前記重合波作成工程では、
ア）ピッチ３毎に、複数の周期で波が連なる一次波５を作成する段階と、
イ）それぞれのピッチ３に相当する一次波５を、ピッチ３の配列に基づいて並べかつ重ね合わせてピッチ３の重合波６を作成する段階とを含む。
【００２５】
図２に、第１のピッチ３Ｓの一次波５Ｓと、第２のピッチ３Ｍの一次波５Ｍと、第３のピッチ３Ｌの一次波５Ｌとが示される。本例では、一次波５Ｓ、５Ｍ、５Ｌは、それぞれ、６つの周期で波が連なる正弦波から形成される。具体的には、一次波５Ｓ、５Ｍ、５Ｌは、それぞれ以下式で示される。なお、式中のｘはトレッド面２上での進行方向の距離（単位mm）、λは波長（単位mm）である。
ｙ＝sin（２π×／λ）
【００２６】
特に好ましくは、一次波５Ｓ、５Ｍ、５Ｌの各波長λは、ピッチ長Ｐと等しいことが好ましい。即ち、本例では、一次波５Ｓは波長ＰＳかつ６周期の正弦波であり、一次波５Ｍは波長ＰＭかつ６周期の正弦波であり、一次波５Ｌは波長ＰＬかつ６周期の正弦波として形成される。
【００２７】
ここで一次波５をなす波の周期の数ｎ（整数でなくても良い。）は、評価したい走行速度に応じて設定される。
【００２８】
前述したように、ピッチノイズでは、一つのピッチ３から音が発生してから、音が感じられなくなるまでにタイムラグがあり、このタイムラグがピッチノイズのうちの変動感の要因の一つとなっている。図７に示すように、タイムラグであるピッチ音の減衰時間ｔは、０．０２〜０．０４secの範囲にあり、厳密にはタイヤの走行速度によって変化している。なお図７のピッチ音の減衰時間ｔは、本発明者による実験結果から得られた。
【００２９】
従って、前記減衰時間ｔを考慮して、各ピッチ３を、複数の周期で波が連なる一次波５として捉えている。
【００３０】
詳しくは、一次波５の周期の数ｎは、次式（１）により求めることができる。式中、ｖは評価したいタイヤの走行速度（m/sec)、ｔは減衰時間であって０．０２〜０．０４(sec)の範囲から選択される。又Ｌはトレッド面２の一周長さである周長(m)、Ｎはピッチ３の総数（個）である。
ｎ＝ｖ×ｔ／Ｌ×Ｎ  −−−（１）
【００３１】
例えば、トレッド面２の周長Ｌが２m、模様構成単位をなすピッチ３の総数Ｎが６０個のタイヤ１において、速度３６km/h（ｖ＝１０m/secに相当）で走行しているときの、パターンノイズの変動感を評価する場合、一次波５の周期の数ｎは、減衰時間ｔを０．０２secとしたとき、
ｎ＝１０×０．０２／２×６０＝６  
となる。又減衰時間ｔを０．０４secとしたときには、ｎ＝１２となる。
【００３２】
特に好ましくは、減衰時間ｔは、次式（２）により求めるのが望ましい。
ｔ＝−０．０００１２９×ｖ＋０．０３６５６２  −−−（２）
式（２）を用いた場合、ｔ≒０．０３５であり、ｎ＝１０．５となる。式（２）は、図７に示す実験結果を、回帰分析して求めた１次の回帰式である。
【００３３】
次に、重合波作成工程では、図３に示すように、前記一次波５を、ピッチ配列に基づいて並べ、かつ重ね合わせてピッチ３の重合波６（図４に示す）を作成する段階を有する。
【００３４】
図１に示すように、基準位置をＪとしたとき、本例では、ピッチ３は、３Ｓ１→３Ｍ２→３Ｓ３→３Ｌ４→３Ｍ５→３Ｌ６・・・の順で配列している。従って、図３に示すように、この配列に基づいて、一次波５を配置する。
【００３５】
詳しくは、まず、ピッチ３Ｓ１に対応して、その一次波５Ｓが、基準位置Ｊからスタートする。次に、ピッチ３Ｍ２に対応して、その一次波５Ｍが、基準位置Ｊからピッチ長ＰＳを隔たる位置からスタートする。次に、ピッチ３Ｓ３に対応して、その一次波５Ｓが、基準位置Ｊからピッチ長ＰＳ＋ＰＭを隔たる位置からスタートする。次に、ピッチ３Ｌ４に対応して、その一次波５Ｌが、基準位置Ｊからピッチ長ＰＳ＋ＰＭ＋ＰＳを隔たる位置からスタートする。次に、ピッチ３Ｍ５に対応して、その一次波５Ｍが、基準位置Ｊからピッチ長ＰＳ＋ＰＭ＋ＰＳ＋ＰＬを隔たる位置からスタートする。次に、ピッチ３Ｌ６に対応して、その一次波５Ｌが、基準位置Ｊからピッチ長ＰＳ＋ＰＭ＋ＰＳ＋ＰＬ＋ＰＭを隔たる位置からスタートする。
【００３６】
このように、ピッチ３の配列に基づいて、一次波５をタイヤ一周に亘って配置するとともに、タイヤ一周に亘って配置した一次波５を重ね合わせることで、図４に示す重合波６を求める。この重合波６は、前記減衰時間ｔに聞こえる音も加味した各ピッチ３からの音が、互いに干渉した干渉波であり、前記変動感の要因を含んでいる。
【００３７】
次に、評価工程では、重合波６に基づいて、パターンノイズ、特に変動感を評価する。具体的には、
ウ）重合波６から、図６に示すように、重合波６における振幅の変動波形７を求める段階と、
エ）振幅の変動波形７をフーリエ変換し、これによって得られる１次のフーリエ係数に基づいて変動感を評価する段階とを含む。
【００３８】
前記振幅の変動波形７は、例えば図５に示すように、重合波６から、その上の包絡線８Ｕと、下の包絡線８Ｌとを求めるとともに、この上の包絡線８Ｕと下の包絡線８Ｌとの間の上下方向の距離Ｄである振幅を取り出すことで、求めることができる。
【００３９】
又１次のフーリエ係数に基づいて変動感を評価する理由としては、以下の通りである。音圧の時間的変動を感じている「変動感」について、人間は４Hz の変動音を最も感じやすいと知られている。又走行中に「変動感」を感じやすい速度は、経験的に３０〜４０km/h 付近であり、一般的な乗用車用タイヤのサイズにおいて、３０〜４０km/h の速度で走行中の４Hz の変動に当たるタイヤ回転次数は１次である。そのため、１次の変動の大きさを「変動感」の指標としている。
【００４０】
本例では、一次波５Ｓ、５Ｍ、５Ｌにおける波長λとして、それぞれのピッチ３Ｓ、３Ｍ、３Ｌのピッチ長ＰＳ、ＰＭ、ＰＬを適用している。しかし、各一次波５Ｓ、５Ｍ、５Ｌの波長λを互いに同一とすることもできる。この場合、波長λとして、例えばピッチ長ＰＳ、ＰＭ、ＰＬの平均値（ＰＳ＋ＰＭ＋ＰＬ）／３、或いは平均値により近いピッチ長である例えばＰＭを適当するのが望ましい。
【００４１】
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。
【実施例】
【００４２】
本発明の効果を確認するため、表１に示すピッチ配列を有するトレッドパターンのタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）Ａ、Ｂ、Ｃを試作した。トレッドパターンにおける共通仕様は、以下の通りである。
＊ピッチ（模様構成単位）の種類数（３）
第１のピッチ３Ｓ−−−ピッチ長ＰＳ（２１mm）
第２のピッチ３Ｍ−−−ピッチ長ＰＭ（２５mm）
第３のピッチ３Ｌ−−−ピッチ長ＰＬ（３０mm）
＊トレッド面の周長Ｌ(１．９９m)
＊ピッチの総数Ｎ（６６個）
【００４３】
各試作タイヤＡ、Ｂ、Ｃのパターンノイズにおける変動感を、本発明による重合波に基づいて評価した。また従来例として、試作タイヤＡ、Ｂ、Ｃを用いて実車走行し、その時のドライバーの官能評価により変動感を評価した。
【００４４】
なお実施例１、４における、一次波の波の周期の数ｎは、式（１）、（２）を用い、速度３０km/h（ｖ≒８．３m/secに相当）で走行したときの値である。
ｎ＝ｖ×ｔ／Ｌ×Ｎ  −−−（１）
ｔ＝−０．０００１２９×ｖ＋０．０３６５６２  −−−（２）
又実施例２、３における、一次波の波の周期の数ｎは、式（１）、（２）とは無関係に定めた値である。
【００４５】
又各実施例とも、変動感の指標の値は、重合波における振幅の変動波形をフーリエ変換し、それによって得られる１次のフーリエ係数の値である。値が小さいほど変動感が少なく良好であることを示す。
【００４６】
従来例では、変動感の指標の値は、下記の条件で実車走行したときの変動感を、ドライバーの官能評価により１０点法で評価したときの値である。値が大きい方が変動感が少なく良好である。
リム：１５×６．０Ｊ
車両：TOYOTAのプリウス
走行速度：２０〜４０km/h  （官能では３０km/hで変動感を感じやすい。）
走行路面：スムースアスファルト路面
場所：住友ゴム工業の岡山テストコース
【００４７】
【表１】
2019007798.tif 000003
【００４８】
【表２】
2019007798.tif 000004
【００４９】
表２に示されるように、実施例は、従来例との相関関係が高く、実際のタイヤを形成することなく、トレッドパターンのピッチ配列から、パターンノイズにおける変動感を評価しうることが確認できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  タイヤ
２  トレッド面
３、３Ｓ、３Ｍ、３Ｌ  ピッチ
５、５Ｓ、５Ｍ、５  一次波
６  重合波
７  変動波形
【図１】
2019007798.tif 000005
【図２】
2019007798.tif 000006
【図３】
2019007798.tif 000007
【図４】
2019007798.tif 000008
【図５】
2019007798.tif 000009
【図６】
2019007798.tif 000010
【図７】
2019007798.tif 000011