(57)【要約】【課題】正確かつ定量的に実施できるタイヤの騒音性能の評価方法を提供する。【解決手段】タイヤの騒音性能を評価する方法であって、タイヤ走行時の騒音を採取する工程Ｓ０と、前記採取された騒音から、第１周波数帯域に含まれる第１騒音を抽出する第１分析工程Ｓ１と、周波数分析によって、第１騒音の周波数スペクトルを算出する第２分析工程Ｓ２と、第１騒音の周波数スペクトルから、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値を計算する第３分析工程Ｓ３と、前記合計値の大きさに基づいて、騒音を評価する評価工程Ｓ４とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの騒音性能を評価する方法であって、
タイヤ走行時の騒音を採取する工程と、
前記採取された騒音から、第１周波数帯域に含まれる第１騒音を抽出する第１分析工程と、
周波数分析によって、前記第１騒音の周波数スペクトルを算出する第２分析工程と、
前記第１騒音の周波数スペクトルから、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値を計算する第３分析工程と、
前記合計値の大きさに基づいて、前記騒音を評価する評価工程とを含むことを特徴とするタイヤの騒音性能の評価方法。
【請求項２】
前記第１周波数帯域は、４０Hz、８０Hz又は２５０Hzのいずれかを中心とした少なくとも±５Hzの帯域を含む請求項１記載のタイヤの騒音性能の評価方法。
【請求項３】
前記第１周波数帯域は、４０Hz、８０Hz又は２５０Hzのいずれかを中心として±１０Hzの帯域である請求項１又は２記載のタイヤの騒音性能の評価方法。
【請求項４】
前記第２周波数帯域は、４Hzを中心とした少なくとも±２Hzの帯域である請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤの騒音性能の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの騒音性能を定量的に評価することができる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの騒音性能は、官能によって評価される場合が多い（例えば、下記特許文献１参照。）。とりわけ、タイヤの騒音の内、変動感のあるうなり音や、圧迫感のある低音等は、官能によって評価される傾向が強い。しかしながら、このような官能評価は、評価者の主観に基づくため、結果を定量的に評価することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、周波数分析によって得られた騒音の周波数スペクトルに基づき騒音を評価することを基本として、正確かつ定量的に実施できるタイヤの騒音性能の評価方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、タイヤの騒音性能を評価する方法であって、タイヤ走行時の騒音を採取する工程と、前記採取された騒音から、第１周波数帯域に含まれる第１騒音を抽出する第１分析工程と、周波数分析によって、前記第１騒音の周波数スペクトルを算出する第２分析工程と、前記第１騒音の周波数スペクトルから、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値を計算する第３分析工程と、前記合計値の大きさに基づいて、前記騒音を評価する評価工程とを含むことを特徴としている。
【０００６】
本発明のタイヤの騒音性能の評価方法において、前記第１周波数帯域は、４０Hz、８０Hz又は２５０Hzのいずれかを中心とした少なくとも±５Hzの帯域を含むのが望ましい。
【０００７】
本発明のタイヤの騒音性能の評価方法において、前記第１周波数帯域は、４０Hz、８０Hz又は２５０Hzのいずれかを中心として±１０Hzの帯域であるのが望ましい。
【０００８】
本発明のタイヤの騒音性能の評価方法において、前記第２周波数帯域は、４Hzを中心とした少なくとも±２Hzの帯域であるのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、タイヤの騒音性能を評価する方法であって、タイヤ走行時の騒音を採取する工程と、採取された騒音から、第１周波数帯域に含まれる第１騒音を抽出する第１分析工程と、周波数分析によって、第１騒音の周波数スペクトルを算出する第２分析工程と、第１騒音の周波数スペクトルから、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値を計算する第３分析工程と、前記合計値の大きさに基づいて、騒音を評価する評価工程とを含むことを特徴としている。
【００１０】
本発明のタイヤの騒音性能の評価方法は、第１分析工程において、第１周波数帯域に含まれる第１騒音を抽出している。このため、評価したい騒音の種類に応じて第１周波数帯域を決定することにより、評価に必要な騒音を抽出することができ、ひいては正確にタイヤの騒音性能を評価することができる。
【００１１】
本発明の前記評価方法は、第１騒音の周波数スペクトルから、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値を計算し、この合計値の大きさに基づいて、騒音を評価する。このような評価方法は、従来は官能で評価していたうなり音や低音等を、正確かつ定量的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のタイヤの騒音性能の評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】タイヤ走行時の騒音を採取するためのテスト車両の側面図である。
【図３】（ａ）は、第１分析工程で得られた第１周波数帯域の騒音レベルを示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフの一部を拡大したグラフである。
【図４】（ａ）は、図３（ｂ）の第１騒音の周波数スペクトルを表すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフの一部を拡大したグラフである。
【図５】（ａ）は、テスト１で得られた本実施形態の評価方法の結果を示すグラフであり、（ｂ）は、本実施形態の評価方法と官能評価との相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図１は、本発明のタイヤの騒音性能の評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。図１に示されるように、本実施形態は、タイヤ走行時の騒音を採取する工程Ｓ０と、採取された騒音を分析する第１分析工程Ｓ１、第２分析工程Ｓ２、及び、第３分析工程Ｓ３と、これらの分析に基づき騒音を評価する評価工程Ｓ４とを含んでいる。以下、各工程が詳細に説明される。
【００１４】
＜タイヤ走行時の騒音を採取する工程Ｓ０＞
タイヤ走行時の騒音を採取する工程Ｓ０では、例えば、テストタイヤを装着したテスト車両を走行させ、そのときの騒音が採取される。但し、本工程Ｓ０は、このような態様に限定されるものではない。
【００１５】
図２には、タイヤ走行時の騒音を採取するためのテスト車両１の側面図が示されている。図２に示されるように、本実施形態のテスト車両１は、乗用自動車であって、その全輪にテストタイヤ２が装着されている。テスト車両１の車内には、騒音を採取するためのマイク３が設けられている。
【００１６】
マイク３は、例えば、運転席近傍に設けられるのが望ましい。さらに望ましい態様として、本実施形態のマイク３は、運転席の上部右側に設けられている。このようなマイク３の位置は、着席した運転者の右耳付近の位置に相当し、通常走行時に運転者が感じる騒音と近似したものを採取することができる。但し、マイク３の位置は、このような態様に限定されるものではない。マイク３によって採取された騒音は、例えば、電子データとして保存される。
【００１７】
騒音を採取するときの条件として、例えば、路面条件及び走行速度条件が挙げられる。これらは、評価したい騒音の種類に応じて、種々のものが採用される。
【００１８】
路面条件として、本実施形態のテスト路面Ｇは、例えば、平坦で無勾配のドライアスファルト路面である。また、走行速度条件として、本実施形態では、例えば、３０〜６０km/hの速度で直進走行したときの騒音が採取される。
【００１９】
騒音の採取は、例えば、同一条件で複数回行われるのが望ましく、本実施形態では、少なくとも３回以上、騒音の採取が行われる。これにより、測定誤差の影響を小さくすることができる。
【００２０】
＜第１分析工程Ｓ１＞
騒音採取工程Ｓ０で採取された騒音は、周波数の異なる様々な音が合成されたものである。本工程Ｓ１では、前記採取された騒音から、バンドパスフィルタを用いて第１周波数帯域に含まれる第１騒音が抽出される。バンドパスフィルタは、公知のものが好適に用いられる。
【００２１】
第１周波数帯域は、評価したい騒音の種類に応じて決定される。一般に、タイヤの騒音は、発生原因に応じて周波数帯域が異なることが知られている。タイヤの騒音の内、乗員に圧迫感を与える低音の周波数帯域の中心は、約４０Hz程度である。タイヤのうなり音の周波数帯域の中心は、約８０Hz程度である。タイヤの空洞共鳴音の周波数帯域の中心は、約２５０Hz程度である。これらの騒音を評価するために、第１周波数帯域の中心は、例えば、４０Hz、８０Hz、２５０Hzのいずれかであるのが望ましい。
【００２２】
騒音性能を正確に評価するために、第１周波数帯域は、例えば、上記周波数のいずれかを中心とした少なくとも±５Hz、より望ましくは±１０Hzの帯域を含むことができる。本実施形態の第１周波数帯域は、例えば、８０Hzを中心とした±１０Hzの帯域、即ち、７０〜９０Hzである。但し、第１周波数帯域は、このような範囲に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更され得る。
【００２３】
図３（ａ）及び（ｂ）には、第１分析工程で得られた第１周波数帯域の騒音レベルを示すグラフが示されている。図３（ａ）及び（ｂ）のグラフは、横軸が時間ｔ（ｓ）であり、縦軸が騒音レベルＮＬ（dB(A)）である。図３（ａ）のグラフは、騒音を採取した時間（７秒間）の全範囲における騒音レベルの大きさを表している。図３（ｂ）には、図３（ａ）のグラフのｔ＝０〜０．５（ｓ）の範囲Ａ１が拡大して示されている。
【００２４】
＜第２分析工程Ｓ２＞
第２分析工程Ｓ２では、第１騒音の騒音レベルの時間変動の周波数について、周波数スペクトルが算出される。本工程Ｓ２では、周波数スペクトルを算出する第１騒音の範囲が決定される。第１騒音は、例えば、図３（ａ）に示されるように、騒音が採取された時間の全範囲が選択されても良く、これらの一部が用いられても良い。本実施形態では、例えば、図３（ｂ）に示されるように、第１騒音の全データの内、ｔ＝０〜０．５（ｓ）の範囲のデータが用いられる。
【００２５】
図４（ａ）及び（ｂ）には、図３（ｂ）の第１騒音の周波数スペクトルを表すグラフが示されている。図４（ａ）及び（ｂ）で示されるグラフは、図３（ｂ）のグラフを周波数分析したものである。本実施形態では、周波数分析として、例えば、ＦＦＴ処理が採用される。図４（ａ）及び（ｂ）のグラフは、横軸が騒音レベルの周波数ｆｎ（Hz）であり、縦軸が騒音のパワースペクトル密度Ｐｎ（dB2/Hz）である。図４（ａ）は、周波数スペクトル全体を示すグラフであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のグラフの内、前記周波数ｆｎが０〜１０（Hz）の範囲Ａ２を拡大したものである。
【００２６】
上記ＦＦＴ処理は、例えば、ＦＦＴアナライザを用いて行うことができる。高い分解能を得るために、本実施形態のＦＦＴ処理では、例えば、ライン数が１６００以上、オーバーラップが８０％以上、窓関数はハニングで処理が行われている。但し、このような条件に限定されるものではなく、必要に応じ、各条件は変更され得る。
【００２７】
＜第３分析工程Ｓ３＞
発明者らは、種々の実験の結果、第１騒音の周波数スペクトルの内、特定の周波数帯域の音圧レベルを合計することにより、うなり音や低音等、従来では官能で評価していた騒音を、正確かつ定量的に評価することができることを見出した。このため、第３分析工程Ｓ３では、第１騒音の周波数スペクトルから、目的に応じた第２周波数帯域の音圧レベルの合計値が計算される。
【００２８】
発明者らは、さらに、第１騒音の周波数スペクトルのうち、人が聞き取り易いのは２〜６Hzの帯域の音圧レベルであり、これらを合計することにより、うなり音の評価について、正確に評価できることを見出した。このため、第２周波数帯域は、例えば、４Hzを中心とした少なくとも±２Hzの帯域であるのが望ましい。但し、第２周波数帯域は、このような範囲に限定されるものではなく、評価したい騒音の種類に応じて様々な範囲に決定することができる。
【００２９】
＜評価工程Ｓ４＞
評価工程Ｓ４では、第３分析工程Ｓ３で得られた第２周波数帯域の音圧レベルの合計値の大きさに基づいて、騒音が評価される。このような評価方法は、従来は官能で評価していたうなり音や低音等を、正確かつ定量的に評価することができる。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明の効果が、実験結果に基づいて説明される。下記のテストタイヤが装着された下記のテスト車両が用いられ、サンプルとなる騒音が３種類採取された。各騒音は、それぞれ、タイヤの内圧を下記の３段階に変化させて採取されたものである。
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
テスト車両：排気量１６００cc、前輪駆動車  
テスト車両の走行速度：４５km/h
タイヤの内圧：１８０kPa、２３０kPa、２８０kPa
路面：平坦かつ無勾配のドライアスファルト路面
【００３１】
サンプルとなる各騒音について、下記のテスト１乃至３において、従来の官能評価及び本発明の方法による評価の双方が行われ、評価結果が対比された。なお、各テストにおける官能評価の各評点は、５人の評価者による評点の平均値である。
テスト１：うなり音の評価
テスト２：低音の評価
テスト３：空洞共鳴音の評価
【００３２】
＜テスト１：うなり音の評価＞
サンプルとなる各騒音に含まれる、変動感のあるうなり音について官能評価が行われた。官能評価は、タイヤの内圧が２８０kPaのときの騒音（サンプル３）に含まれるうなり音を６．０点とする評点であり、数値が大きい程、うなり音が大きいことを示している。
【００３３】
前記各騒音について、下記の条件で本発明の評価方法が実施され、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値が計算された。
第１周波数帯域：７０〜９０Hz
第１騒音の周波数分析の範囲：ｔ＝０〜０．５ｓ
第２周波数帯域：２〜６Hz
なお、ＦＦＴ処理の具体的な条件は、下記の通りである。
使用マイクロフォン：Bruel&Kjar 4162-A
分析器：Bruel&Kjar Type3560
使用分析ソフト：Bruel&Kjar Type7780,7781
ＦＦＴ処理のライン数：１６００
ＦＦＴ処理のオーバーラップ：８０％
ＦＦＴ処理の窓関数：ハニング
テスト結果が表１に示される。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
一般に、タイヤの内圧が大きくなるに従い、うなり音が大きくなることが知られている。テスト１の結果、図５（ａ）に示されるように、本発明の評価方法でも、上記知見と合致する結果が得られた。また、図５（ｂ）に示されるように、うなり音の評価について、官能評価と本発明の評価方法との相関係数は０．９３であり、本発明の評価方法は、官能評価と高い相関を有していること、及び、うなり音の評価について、定量的に評価できることが確認できた。
【００３６】
＜テスト２：低音の評価＞
サンプルとなる各騒音に含まれる、圧迫感のある低音について官能評価が行われた。官能評価は、上記サンプル３の騒音に含まれる低音を６．０点とする評点であり、数値が大きい程、低音が大きいことを示している。
【００３７】
前記各騒音について、下記の条件で本発明のタイヤの騒音性能の評価方法が実施され、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値が計算された。なお、ＦＦＴ処理の各条件は、テスト１と同様である。
第１周波数帯域：３０〜５０Hz
第１騒音の周波数分析の範囲：ｔ＝０〜０．５ｓ
第２周波数帯域：２〜６Hz
テスト結果が表２に示される。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
テスト２の結果、低音の評価について、官能評価と本発明の方法との相関係数は０．９３であり、本発明の評価方法は、官能評価と高い相関を有している。即ち、本発明の評価方法は、低音の評価についても、正確かつ定量的に評価できることが確認できた。
【００４０】
＜テスト３：空洞共鳴音の評価＞
サンプルとなる各騒音に含まれる、空洞共鳴音について官能評価が行われた。官能評価は、上記サンプル３の騒音に含まれる空洞共鳴音を６．０点とする評点であり、数値が大きい程、空洞共鳴音が大きいことを示している。
【００４１】
前記各騒音について、下記の条件で本発明のタイヤの騒音性能の評価方法が実施され、第２周波数帯域の音圧レベルの合計値が計算された。なお、ＦＦＴ処理の各条件は、テスト１と同様である。
第１周波数帯域：２４０〜２６０Hz
第１騒音の周波数分析の範囲：ｔ＝０〜０．５ｓ
第２周波数帯域：２〜６Hz
テスト結果が表３に示される。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
テスト３の結果、空洞共鳴音の評価について、官能評価と本発明の評価方法との相関係数は０．９４であり、本発明の評価方法は、官能評価と高い相関を有している。即ち、本発明の評価方法は、空洞共鳴音の評価についても、正確かつ定量的に評価できることが確認できた。
【００４４】
テスト１乃至３の結果、本発明のタイヤの騒音性能の評価方法は、従来は官能で評価していた各種の騒音を、正確かつ定量的に評価することができることが確認できた。
【００４５】
以上、本発明のタイヤの騒音性能の評価方法の一実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
【符号の説明】
【００４６】
Ｓ０  タイヤ走行時の騒音を採取する工程
Ｓ１  第１分析工程
Ｓ２  第２分析工程
Ｓ３  第３分析工程
Ｓ４  評価工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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