JP4392152B2 - Tire with tread pattern, method for designing tire with tread pattern, and method for manufacturing tire with tread pattern - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの転動中に発生するパターンノイズを抑制したトレッドパターン付タイヤ、このタイヤを設計する設計方法および、このタイヤを製造する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パターンデザイン列のピッチ配列に対応して、周波数変調方法を用いてパターンノイズの信号波形を作り、この信号波形の次数分析を行って信号波形の次数成分のピーク値を求め、このピーク値を低減するために最適化による周波数分散を行うことによってピッチ配列の修正を行ってパターンノイズを低減する、いわゆる周波数分散方法が知られている。
一方において、タイヤが転動する際に発生するパターンノイズを低減する技術は現在種々提案されている。
例えば特開平３−１０９１２号公報では、複数の横溝が設けられたタイヤトレッド部の横溝間の円周方向長さに当たる横溝ピッチを整数倍した整数倍ピッチ長さがタイヤ円周方向の接地長さと略等しくなるようにしたことを特徴とする低騒音タイヤを提案している。
上述の公報では、横溝の内部容積がタイヤの接地時及び解放時に急激に変化し、この時の横溝内外に圧送される空気の圧力波に起因して音エネルギーが発生するポンピング音に注目している。そして、低騒音タイヤの横溝は、その整数倍ピッチ長さをタイヤの接地長さと略等しく形成しているため、接地突入する横溝から生ずるプラス側の音圧パルスと接地解放する横溝から生ずるプラス側の音圧パルスをお互いに干渉することができ音エネルギー自体の低減をはかることができるとされている。すなわち、上述の公報の低騒音タイヤは、横溝が接地突入する際のポンピング音と横溝が接地解放する際のポンピング音に注目し、これらのポンピング音の音圧変動が異なることを利用したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の公報の低騒音タイヤでは、タイヤが転動して接地突入する横溝と接地解放する横溝とから発生するポンピング音を干渉させるため、所定の測定位置においては騒音の音圧レベルは低減するが、別の測定位置では音圧が増加するといった問題があり、根本的なパターンノイズの低減を実現することはできないといった問題がある。
【０００４】
また、上述の公報において低減しようとする横溝から発生するポンピング音に由来したパターンノイズは、一般的にいわれるパターンノイズの一部分である。パターンノイズの大部分は、トレッドパターンのトレッドゴム部材が転動して路面と接地する際に路面から打撃を受けて発生する打撃音や、接地面内で歪を受けて変形したトレッドゴム部材が路面から解放される際に元の位置に戻るように路面上を滑って発生する滑り音に由来したものもある。そのため、上述の公報のように、横溝から発生するポンピング音のみを低減してもパターンノイズを十分に低減することはできない。
また、上述の公報では、横溝ピッチにピッチバリエーションを施した場合を考慮して、横溝ピッチの平均ピッチの整数倍を接地長さとすることを提案しているが、横溝ピッチの平均ピッチの整数倍を接地長さとしてもピンポイントで音圧エネルギーの正負を打ち消し合うようにすることは極めて困難であり、ポンピング音の低減を十分に達成させることはできない。
【０００５】
一方、従来より行われている周波数分散方法では、パターンノイズの低減を十分に達成することはできないという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消するために、転動中に発生するパターンノイズを抑制したトレッドパターン付タイヤ、このタイヤを設計する設計方法および、このタイヤを製造する製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、タイヤ幅方向の少なくとも一部分のタイヤトレッド部に、タイヤ周方向の全周に沿って複数の種類のパターン要素が隣接して配置されてパターンデザイン列が形成されたトレッドパターン付タイヤであって、
タイヤ規格で規定される空気圧、およびタイヤ規格で規定される最大荷重の７５％荷重を接地条件とし、あるいは、装着される車両で設定される標準空気圧および前記車両で設定される定員乗車時の負荷条件を接地条件とし、このときの接地条件における、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非回転状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲内に基準長さを定め、
前記パターンデザイン列における注目するパターン要素の開始端からタイヤ周方向に沿って前記基準長さに相当する距離離れた前記パターンデザイン列上の位置を対応位置とし、さらに、この対応位置の属するパターン要素を対応パターン要素とし、下記式に従ってこの対応パターン要素における前記対応位置の相対位置指数Ｙi を定めたとき、
前記パターンデザイン列のパターン要素の各々を前記注目するパターン要素としたときの前記相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙ i がすべて０．４２以下であるパターン要素配置条件を満たすパターンデザイン列を有し、
前記基準長さが前記接地長さの９５％〜１０５％の範囲内において、常に、前記相対位置指数Ｙ i が前記パターン要素配置条件を満たすことを特徴とするトレッドパターン付タイヤを提供する。
Ｙi ＝ ｜ｐyj／ｐj − ０．５｜
但し、ｉは注目するパターン要素の識別番号、
ｊは前記対応パターン要素の識別番号、
ｐyjは、前記対応パターン要素の開始端から前記対応位置までの距離、およびｐj は、前記対応パターン要素のピッチ長である。
【０００８】
さらに、本発明は、タイヤ幅方向の少なくとも一部分のタイヤトレッド部に、タイヤ周方向の全周に沿って複数の種類のパターン要素が隣接して配置されてパターンデザイン列が形成されたトレッドパターン付タイヤであって、
タイヤ規格で規定される空気圧、およびタイヤ規格で規定される最大荷重の７５％荷重を接地条件とし、あるいは、装着される車両で設定される標準空気圧および前記車両で設定される定員乗車時の負荷条件を接地条件とし、このときの接地条件における、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非回転状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲内に基準長さを定め、
前記パターンデザイン列における注目するパターン要素の開始端からタイヤ周方向に沿って前記基準長さに相当する距離離れた前記パターンデザイン列上の位置を対応位置とし、さらに、この対応位置の属するパターン要素を対応パターン要素とし、下記式に従ってこの対応パターン要素における前記対応位置の相対位置指数Ｙi を定めたとき、
前記パターンデザイン列のパターン要素の各々を前記注目するパターン要素としたときの前記相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙ i が
０．４より大きくなるパターン要素の数が、前記パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下であるパターン要素配置条件を満たすパターンデザイン列を有し、
前記基準長さが前記接地長さの９５％〜１０５％の範囲内において、常に、前記相対位置指数Ｙ i が前記パターン要素配置条件を満たすことを特徴とするトレッドパターン付タイヤを提供する。
Ｙ i ＝ ｜ｐ yj ／ｐ j − ０．５｜
但し、ｉは注目するパターン要素の識別番号、
ｊは前記対応パターン要素の識別番号、
ｐ yj は、前記対応パターン要素の開始端から前記対応位置までの距離、及びｐ j は、前記対応パターン要素のピッチ長である。
【０００９】
その際、前記パターン要素配置条件は、前記相対位置指数Ｙ i がすべて０．４２以下である条件を含むことが好ましい。
【００１２】
また、前記パターンデザイン列を複数有し、少なくとも１つのパターンデザイン列が前記パターン要素配置条件を満たすのが好ましい。その際、前記パターン要素配置条件を満たすパターンデザイン列が、タイヤトレッドセンターを中心として一方の側に設けられている場合、このパターンデザイン列がホイールを装着する際のホイールおもて面側に来るようにホイールに装着されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、タイヤ幅方向の少なくとも一部分のタイヤトレッド部に、タイヤ周方向の全周に沿って複数の種類のパターン要素が隣接して配置されてパターンデザイン列が形成されたトレッドパターン付タイヤを設計するに際し、
タイヤ規格で規定される空気圧、およびタイヤ規格で規定される最大荷重の７５％荷重を接地条件としたときの、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非回転状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲の長さを、あるいは、装着される車両で設定される標準空気圧および前記車両で設定される定員乗車時の負荷条件を接地条件としたときの、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非転動状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲の長さを、基準長さとして定め、
前記パターンデザイン列における注目するパターン要素の開始端からタイヤ周方向に沿って前記基準長さに相当する距離離れた前記パターンデザイン列上の位置を対応位置とし、この対応位置の属するパターン要素を対応パターン要素としたとき、
前記パターン要素のピッチ長および前記パターン要素のピッチ配列を定めてパターンデザイン列を設定するステップと、
前記パターンデザイン列のパターン要素の各々を前記注目するパターン要素として、前記対応位置の前記対応パターン要素における相対位置指数Ｙ i を下記式に従って求めるステップと、
求めた前記相対位置指数Ｙ i の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙ i が０．４２以下であるパターン要素配置条件、あるいは、前記相対位置指数Ｙ i の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙ i が０．４より大きくなるパターン要素の数が、前記パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下であるパターン要素配置条件のいずれか一方の条件を、前記接地長さの９５％〜１０５％の範囲の基準長さにおいて常に満足させるように、前記ピッチ長および前記ピッチ配列の少なくとも一方を調整するステップと、を有することを特徴とするトレッドパターン付タイヤの設計方法を提供する。
Ｙ i ＝ ｜ｐ yj ／ｐ j − ０．５｜
但し、ｉは注目するパターン要素の識別番号、
ｊは前記対応パターン要素の識別番号、
ｐ yj は、前記対応パターン要素の開始端から前記対応位置までの距離、およびｐ j は、前記対応パターン要素のピッチ長である。
【００１４】
さらに、本発明は前記トレッドパターン付タイヤの設計方法を用いてトレッドパターン付タイヤを設計することにより、トレッドパターン付タイヤを製造することを特徴とするトレッドパターン付タイヤの製造方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のトレッドパターン付タイヤを添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明のトレッドパターン付タイヤの一例であるトレッドパターン付タイヤ１の概略斜視図であり、図１では、トレッドパターン付タイヤ１のトレッド部２のトレッドパターンは省略されている。
図２（ａ）は、本発明のトレッドパターン付タイヤ（以降、タイヤという）のトレッド部２のトレッドパターンの一例であるトレッドパターン１０を示した平面図である。図２（ｂ）は、パターンデザイン列、パターン要素およびこの要素のピッチ長をわかり易く説明した図である。
図２（ａ）には、接地形状の輪郭形状の一例である輪郭形状１２を同時に示している。なお、接地形状は、例えば、「JATMA Year Book 」( 日本自動車タイヤ協会規格) で規定されている空気圧および最大荷重の７５％荷重を接地条件としたときの接地形状であり、また、タイヤを装着する車両毎に設定されている標準空気圧および定員乗車時の負荷条件を接地条件としたときの接地形状である。
【００１７】
図２（ａ）に示す本発明のトレッドパタン付タイヤのトレッドパターン１０は、タイヤ幅方向の少なくとも一部分のタイヤトレッド部に、タイヤ周方向の全周に沿ってパターン要素が隣接して配置されてパターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc が形成されている。
【００１８】
ここで、パターン要素は、タイヤ周方向に対して交叉する方向に延在する１．５ｍｍ以上の溝幅を持つ横溝によってタイヤ周方向に区切られたものである。従って、溝幅が１．５ｍｍよりも狭いサイプ１４は、パターン要素を区切る横溝として扱われない。また、パターン要素は、必ずしも横溝を含む溝によって囲まれたブロックパターンによって構成されなくてもよい。例えば、パターンデザイン列Ｄb 、Ｄc のように一部分が横溝および縦溝（周方向溝）によって区切られたものであってもよい。
【００１９】
図２（ｂ）には、パターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc のうち隣接する３つのパターン要素を取り出している。
また、パターン要素のピッチ長とは、タイヤ周方向の１つのパターン要素の長さである。図２（ｂ）においては、パターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc におけるピッチ長ｐa 、ｐb およびｐc が示されている。なお、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、パターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc は一定のピッチ長で表されているが、後述するように、ピッチ長の異なる複数種類のパターン要素が隣接してタイヤ周方向に配置される。
なお、本発明は、後述するようにパターン要素のピッチ配列を特徴とするものであって、パターン要素の形状等を特徴とするものではないため、パターン要素は、矩形形状で区切って定めてもよい。図２（ｃ）は、図２（ｂ）とは異なり、パターンデザイン列Ｄa を矩形形状で区切ってピッチ長ｐa のパターン要素を定めた一例を示している。図２（ｃ）では、パターデザイン列Ｄa の列幅の中央線ｌa が２つの横溝の中心線と交叉する２交点間で挟まれるタイヤ周方向の範囲に作られる矩形形状を１つのパターン要素としている。
【００２０】
一方、パターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc における接地長さは、パターンデザイン列の列幅の中央線ｌa 、ｌb およびｌc と輪郭形状１２とが交叉する２交点間の距離をいい、パターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc に対して、接地長さＬa 、Ｌb およびＬc と定めることができる。接地長さＬa 、Ｌb およびＬc は、後述するピッチバリエーションのために設けられた複数の種類のパターン要素のピッチ長のうちの最大ピッチ長よりも長くパターンデザイン列の周長の８分の１以下である。接地長さＬa 、Ｌb およびＬc は、本発明における基準長さとして扱うことができる。
【００２１】
このようなタイヤの各パターンデザイン列Ｄa 、Ｄb およびＤc は、上記式（１）で示す相対位置指数Ｙi （ｉは１以上Ｎ以下の自然数で、Ｎはパターンデザイン列のパターン要素の総数）の平均値が０．３５以下となることを特徴とする。
ピッチバリエーションとは、ピッチ長の異なる２種類以上のパターン要素を複数個用いてタイヤ周上に配置した時のパターン要素の配列をいう。周知のように、ピッチバリエーションの調整は、パターンノイズの音圧の大きさや音圧の変動に大きな影響を与える。
【００２２】
図３（ａ）および（ｂ）は、本発明において定める相対位置指数Ｙi をわかり易く説明した図である。
パターンデザイン列をＤ、接地長さをＬ、パターン要素を矩形形状、ピッチ長の異なるＡ、ＢおよびＣの３種類のパターン要素をまとめてＰi （i は、注目するパターン要素の識別番号）、パターン要素Ｐi の開始端をＳi としたとき、相対位置指数Ｙi は、上記式（１）のように定められる。
【００２３】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、注目するパターン要素Ｐi の開始端Ｓi から、接地長さＬに相当する距離離れたパターンデザイン列Ｄ上の対応位置Ｘj とこの対応位置Ｘj の属する対応パターン要素Ｐj （ｊは、対応パターン要素の識別番号）を定め、この時の対応パターン要素Ｐj における開始端Ｓj から対応位置Ｘj までの距離をｐyjとしたとき、相対位置指数Ｙi は、対応パターン要素Ｐj のピッチ長ｐj に対する距離ｐyjの比率を求め、この比率から０．５を差し引いて絶対値をとったものである。
このように、接地長さとパターンデザイン列のパターン要素のピッチ長と、パターン要素の配列（ピッチ配列）とによって、各パターン要素Ｐi 毎に相対位置指数Ｙi を求めることができる。
図４は、あるピッチバリエーションの施された７０個のパターン要素からなるパターンデザイン列の相対位置指数Ｙi の一例を、パターン要素の配列の順番に表した図である。
【００２４】
なお、相対位置指数Ｙi の値が０．５より大きくなることはなく、値が小さくなるほど対応パターン要素Ｐj の中心近傍に近づくことを意味している。
本発明のトレッドパターン付タイヤのトレッドパターンでは、相対位置指数Ｙi についてパターンデザイン列のパターン要素全体の平均をとった場合、平均値が０．３５以下となっている。平均値を０．３５以下とすることによって、後述するように、パターンノイズを低減させることができる。この平均値は好ましくは０．３０以下であるのがよく、より好ましくは０．１５以下であるのがよい。
なお、相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となる条件は、本発明におけるパターン要素配置条件に対応するものである。
【００２５】
このように、相対位置指数Ｙi の平均値を小さくするように、すなわち、対応パターン要素Ｐj の中央近傍に対応位置Ｘj が近づくように、パターンデザイン列のピッチ長またはパターン要素の配列（ピッチ配列）を調整することにより、注目するパターン要素Ｐi が路面と接地を開始する時に、対応パターン要素Ｐj が同時に接地端の解放が起きる可能性は少なくなる。このため、タイヤが転動して路面と接地するトレッドパターンの領域が絶えず変わっても、パターンノイズに影響を与える、路面と接地するトレッドパターンの実面積の変動は少なくなる。
本発明は、相対位置指数Ｙi の平均値を０．３５以下とすることで、トレッドパターンが路面と接触する実面積の変動を小さくすることができ、パターンノイズを低減することができることを、本願発明者らは見出して本発明に至っている。
【００２６】
また、パターンデザイン列のパターン要素の各々を注目するパターン要素Ｐi として得られる相対位置指数Ｙi をすべて０．４２以下とするようにパターンデザイン列を調整することで、後述するようにパターンノイズを低減することができる。
また、パターンデザイン列のパターン要素の各々を注目するパターン要素Ｐi として得られる相対位置指数Ｙi が０．４より大きくなるパターン要素の数を、パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下とするようにパターンデザイン列を調整することで、後述するようにパターンノイズを低減することができる。
なお、相対位置指数Ｙi がすべて０．４２以下である条件、および、相対位置指数Ｙi が０．４より大きくなるパターン要素の数が、パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下である条件は、本発明におけるパターン要素配置条件に対応するものである。
【００２７】
いずれの場合も、相対位置指数Ｙi の大きなパターン要素の出現確率が小さくなることによって、注目するパターン要素Ｐi が路面と接地を開始する時に、対応パターン要素Ｐj が同時に接地端から解放される可能性が少なくなる。このため、タイヤが転動して路面と接地するトレッドパターンの領域が絶えず変わっても、路面と接地するトレッドパターンの実面積の変動は少なくなる。従って、相対位置指数Ｙi の平均値を０．３５以下とする場合と同様に、トレッドパターンが路面と接触する実面積の変動を小さくすることができ、パターンノイズを低減することができる。
【００２８】
また、パターンデザイン列のパターン要素の各々を注目するパターン要素として得られる相対位置指数Ｙｉを、パターンデザイン列のパターン要素の順番に配列して、例えば、パターン要素のピッチ長の間隔で配列して、あるいは、等間隔で配列して、相対位置指数Ｙｉの次数分析を行ったとき、１〜５次の次数成分の値が６次以降の次数成分の値と同等またはこの値以下とするようにパターンデザイン列を調整することで、後述するようにパターンノイズを低減することができる。１〜５次の次数成分の値が６次以降の次数成分の値に比べて大きい場合、相対位置指数Ｙｉ は低次の次数成分に大きな規則性があることになり、発生するパターンノイズが耳障りな音になるからである。すなわち、パターンデザイン列の周上の特定の箇所で相対位置指数Ｙｉが大きく他の箇所で相対位置指数Ｙｉ が小さい場合、タイヤの転動によって、相対位置指数Ｙｉの大きなパターン要素の位置で音圧が大きくなり、転動によるパターンノイズの変動を感知し易くなる。そこで、人間の耳で感知し易い相対位置指数Ｙ ｉ の次数分析における１〜５次の次数成分を低減し、人間の耳で感知しにくい６次以降の高次の次数成分にパターンノイズをシフトさせることで、後述するようにパターンノイズを低減することができる。
【００２９】
なお、相対位置指数Ｙi は、注目するパターン要素Ｐi から一方のタイヤ周向（図３（ｂ）では、右方向）に沿って接地長さに対応する距離離れたパターンデザイン列Ｄ上の対応位置Ｘj とこの対応位置Ｘj に属する対応パターン要素Ｐj を定めることによって求められるが、上記一方のタイヤ周方向とは異なる反対方向（図３（ｂ）では、左方向）に沿って対応位置Ｘj と対応パターン要素Ｐj を定めて相対位置指数Ｙi を求めることができる。
このように相対位置指数Ｙi は、タイヤ周方向の異なる方向に対応位置Ｘj と対応パターン要素Ｐj を定めることで２種類の値を求めることができるが、本発明では、少なくとも一方のタイヤ周方向で求められた相対位置指数Ｙi に基づいてパターンデザイン列が調整されるとよい。
【００３０】
本実施例は、いずれもパターンデザイン列毎の接地長さを一定とした場合の例であるが、本発明では、上述の接地長さの９５％〜１０５％の範囲において、相対的位置指数Ｙi の平均値が常に０．３５以下となること、相対位置指数Ｙi がすべて０．４２以下となること、または、相対位置指数Ｙi が０．４より大きくなるパターン要素の数が、パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下となることが好ましい。このようにパターンデザイン列を形成することで、タイヤの使用中、タイヤ内圧やタイヤに負荷する荷重等の接地条件が変化して接地長さが変化しても、接地長さの変化は接地長の略９５％〜１０５％の範囲内にあるので、接地条件の変化によりパターンノイズが悪化することはない。
【００３１】
このようなトレッドパターンは、予めパターン要素のピッチ長およびパターン要素のピッチ配列を定めてパターンデザイン列を設定し、この後、パターンデザイン列のパターン要素の各々を注目するパターン要素Ｐi として、対応位置Ｘj の対応パターン要素Ｐj における相対位置情報、例えば相対位置指数Ｙi を求め、この後、相対位置情報に応じて、対応位置Ｘj が対応パターン要素Ｐj の中心近傍に近づくように、パターンデザイン列におけるピッチ長およびパターン要素のピッチ配列を調整することによってパターンノイズの抑制されたトレッドパターンを設計することができる。
設計されたトレッドパターンは加硫用金型に反映されて加硫用金型が作製され、所望のトレッドパターン付タイヤを製造することができる。
なお、相対的位置情報は、式（１）で算出される相対位置指数Ｙi とは異なる他の方法で得られた値であってもよく、少なくとも、対応パターン要素Ｐj における対応位置Ｘj の位置情報が数値として表現されるものであればよく、本発明においては特に制限されない。
【００３２】
本実施例は、図２（ａ）に示すように、トレッドパターンに複数のパターンデザイン列を有するものであるが、すべてのパターンデザイン列に対して、必ずしも上述の相対位置指数を用いた調整を行う必要はなく、複数のパターンデザイン列のうち少なくとも一列に対して上述の相対位置指数を用いて調整されればよい。パターンノイズへの寄与が大きいパターンデザイン列、例えば、接地形状の横幅（接地幅）に対応するトレッドパターンの領域をこの接地幅の４分の１の幅で均等分割したときの、ショルダー側（外側）の領域に位置するパターンデザイン列に対して、上述の相対位置指数を用いて調整を行うとよい。もちろんすべてのパターンデザイン列に対して上述の相対位置指数を用いて調整が行われてもよい。
【００３３】
上述の相対位置指数を用いた調整を複数のパターンデザイン列の一部に対して行う場合、残りのパターンデザイン列に対しては、公知のピッチバリエーション方法を用いて調整を行う。
公知のピッチバリエーション方法とは、特定の周波数のパターンノイズが大きくならないように、パターンノイズの次数成分を周波数変調の考えに基づいて分散する方法である。例えば、パターンデザイン列のパターン要素のピッチ長に応じて周期の変わる１周期分の正弦波形等の任意の波形を、パターン要素の配列に従って連ね、この連ねられた波形を周波数解析して次数分析を行い、各次数成分のうち、最大となる次数成分が所定値以下となるようにピッチ配列等を調整して周波数分散の最適化を行う方法や、各パターン要素のデザイン剛性またはデザイン形状に応じて所定の波形を修正した波形を生成し、この波形をパターン要素の配列に従って連ね、この連ねられた波形を周波数解析して次数分析を行い、各次数成分のうち、最大となる次数成分が所定値以下となるようにピッチ配列等を調整して周波数分散の最適化を行う方法が挙げられる。
【００３４】
上述の相対位置指数Ｙi を用いて調整されたパターンデザイン列が、タイヤトレッドセンターを中心として一方の側に設けられているタイヤをホイールに組む場合、相対位置指数Ｙi を用いて調整されたパターンデザイン列がホイールを装着する際のホイールおもて面側に来るようにホイールに組むのが好ましい。車両装着時に車両外側に位置するタイヤショルダー部のパターンデザイン列から発生する振動は車両の車軸に伝達され易いことから、トレッドパターンが路面と接触する実面積の変動を小さくするパターンデザイン列がホイールおもて面側のタイヤショルダー部に来るようにすることで、パターンノイズの低減のみならず車軸に発生する振動も低減することができる。
一方、車両装着時に車両内側に面するタイヤショルダー部のパターンデザイン列から発生する振動は、車両の車軸に伝達されにくいことから、周波数分散を行ってパターンノイズを抑制することが好ましい。
なお、ホイールおもて面側とは、車両装着時にホイールのディスク面が車両外側に向く側をいう。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）および（ｂ）は、種々のトレッドパターンにおけるパターンデザイン列、およびパターン要素、およびピッチ長について示したものである。
本発明におけるトレッドパターンは、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、図中１８０度回転しても同一のパタンを形成する点対象パターンの他、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、図中のトレッドパターンの中心線を中心として左右対称となっている線対称パターンを含む。
また、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、複数のパターンデザイン列が同一の領域を共有するものであってもよい。
パターンデザイン列におけるピッチバリエーションは、ピッチ長が異なる複数種類のパターン要素がタイヤ周上に配置されているものの他、パターン要素を区切る横溝の傾斜角度が、パターン要素の種類によって異ったものが配置されているものであってもよい。この場合、パターン要素のピッチ長は、パターン要素の幅方向の中央線と、パターン要素を区切る両端の横溝の幅方向の中央線とが交わる２交点間の距離で定めることができる。
【００３６】
【実施例】
図２（ａ）に示すトレッドパターンを有する既存の乗用車用タイヤ（タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈ）を対象として、下記表１および２に示すようなピッチバリエーションを行ったピッチ配列を６ケース作成した。
なお、タイヤの構造は上記既存の乗用車用タイヤと同一構造としたので、後述するようにピッチ配列を種々変えても接地形状は、上記既存の乗用車用タイヤの接地形状と略変わらない。そこで、上記既存の乗用車用タイヤにおける、「JATMA Year Book 」で規定されているタイヤ内圧１８０（ｋＰａ）および最大荷重の７５％である荷重４．９（ｋＮ）時の接地形状が、接地長さを１９１ｍｍとする略矩形の接地形状であることから、図２（ａ）に示すような複数のパターンデザイン列のいずれにおいても接地長さを１９１ｍｍとした。
【００３７】
【表１】
【表２】
図７（ａ）および（ｂ）には、ケース１およびケース５における相対位置指数Ｙi の変化をパターン要素の配列順に示している。また、図８（ａ）および（ｂ）には、図７（ａ）および（ｂ）に示す相対位置指数Ｙi を次数分析した結果を示している。
一方、図９（ａ）および（ｂ）には、ケース１およびケース５について、従来のパターンノイズの次数分析の結果（規格化した次数成分）のグラフを示している。次数分析の結果とは、パターンデザイン列のパターン要素のピッチ長に応じて周期の変わる１周期分の正弦波形を、パターン要素の配列に従って連ね、この連ねられた波形を周波数解析して次数分析したものである。なお、ケース５は、次数分析を行って最大ピークの値が所定値以下となるように、ピッチ長の調整やピッチ配列の調整を行って周波数分散を最適化したものである。従って、最大ピークの値を指数化した周波数分散指数は、表３に示すようにケース５の値が、ケース１〜６の中で最も低くなっている。
【００４０】
下記表３によると、ケース１〜４およびケース６の相対位置指数Ｙi の平均値はいずれも０．３５以下である。一方、ケース５の相対位置指数Ｙi の平均値は０．３７７であり、０．３５を越える。ケース３は、従来法による周波数分散指数が１９２と最も高く、従来法ではパターンノイズが悪いものとしてパターンデザイン列に採用されないピッチ配列であるが、ケース３の相対位置指数Ｙi の平均値は０．１５７と低く、相対位置指数Ｙi ＞０．４の出現率も３．１％と低い。ケース４は、相対位置指数Ｙi の次数分析を行った場合、最大ピーク値の次数成分が９次になっている。
【００４１】
【表３】
このようなケース１〜６のピッチ配列に対して、下記表４に示すようにパターンデザイン列Ｄａ、ＤｂおよびＤｃに対してケース１〜５のピッチ配列を施したタイヤを作製した（実施例３，６〜８、参考例１，２，４，５，９、および比較例）。実施例３，６〜８、参考例１，２，４，５，９は、いずれも相対位置指数Ｙｉの平均値が０．３５以下のピッチ配列であるケース１〜４およびケース６を少なくとも１列のパターンデザイン列に用いている。
作製したタイヤを、エンジン排気量３ｌクラスの乗用車に装着し、タイヤ内圧１８０（ｋＰａ）、接地荷重４．９（ｋＮ）になるように調整し、速度４０〜６０（ｋｍ／時）の走行条件でパターンノイズを５人のパネラーに聴かせ、パターンノイズの大小に関して１０点を満点とする１０点法により官能評価を行った。官能評価結果は表４その１の右側に表されている。
【００４３】
【表４】
まず、相対位置指数Ｙｉの平均値が０．３５以下のピッチ配列をパターンデザイン列に有する参考例１，２および実施例３と、相対位置指数Ｙｉの平均値が０．３５を越えるピッチ配列をパターンデザイン列に有する比較例の官能評価の評点を比較すると、比較例、参考例１、参考例２、実施例３の順番で評点が上がっていることがわかる。すなわち、周波数分散指数が最も低いケース５をパターンデザイン列に有する比較例の評点が最も低く、一方、相対位置指数Ｙｉの平均値が最も低いケース６のピッチ配列をパターンデザイン列に有する実施例３が最も評点が高い。すなわち、相対位置指数Ｙｉの平均値が小さいピッチ配列を採用したものは評点が高くなっていることがわかる。
特に、相対位置指数Ｙｉの平均値が０．３以下となるケース２のピッチ配列をパターンデザイン列に有する参考例２は評点が比較例に対して１ポイント向上している。
さらに、相対位置指数Ｙｉの平均値が０．１５以下となるケース６のピッチ配列をパターンデザイン列に有する実施例３は評点が比較例に対して２ポイント向上している。
【００４５】
一方、参考例１、４および５の比較より、すべてのパターンデザイン列に、相対位置指数の平均値が０．３５以下となるピッチ配列を設けることが好ましく、また、パターンノイズの低減を効果的に実現させるためには、センター部のパターンデザイン列（Ｄｃ）よりは、ショルダー部のパターンデザイン配列（Ｄａ）にパターンノイズの低減に有効なピッチ配列を設けることが好ましいことがわかる。
【００４６】
また、実施例６と比較例の比較より、相対位置指数が０．４２以下のケース３のピッチ配列をパターンデザイン列に有する実施例６は比較例に比べて評点が２ポイント以上高いことがわかる。また、センター部のパターンデザイン列のピッチ配列の種類が異なるが、相対位置指数Ｙi の平均値が略一致（表３参照：ケース６は０．１４６、ケース３は０．１５７）するピッチ配列を、センター部のパターンデザイン列に有する実施例３および６の比較より（実施例３はケース６、実施例６はケース３）、相対位置指数Ｙi の最大値の低い方が評点が高いことがわかる。
また、実施例３および比較例の比較より、相対位置指数Ｙi ＞０．４の出現確率が極めて低いケース６をパターンデザイン列に有する実施例３は評点が比較例に比べて２ポイント高いことがわかる。
【００４７】
また、実施例３、７および８の結果より、荷重を調整して接地長さを１８１〜２０１ｍｍ変化させても評点は大きく変動せず安定していることがわかる。この場合、接地長さ１８１ｍｍにおける相対位置指数Ｙi の平均値は０．２８２、また接地長さ２０１ｍｍにおける相対位置指数Ｙi の平均値は０．２９３であり、いずれの場合も０．３５以下であった。
【００４８】
また、タイヤの転動速度を３０ｋｍ／時として、パターンノイズの音圧変動に関して５人のパネラーによる官能評価を行った。官能評価結果は表４その２（実施例３、参考例９および比較例）の右側に表されている。
なお、参考例９は、相対位置指数Ｙｉの次数分析結果（表３参照）より、最大ピーク値の次数成分が９次となるケース４のピッチ配列をパターンデザイン列に有している。
評価結果によると、参考例９は、比較例に対して評点が２ポイント高く、パターンノイズの音圧変動が小さく、音圧変動はパネラーにより検知することはできなかった。一方、実施例３では、パターンノイズの音圧変動が僅かに検知できる程度であった。
【００４９】
上記の結果より、本発明の相対位置指数Ｙi を用いたピッチ配列の調整により従来の方法に比べてパターンノイズの低減を効果的に実現できることは明らかである。
【００５０】
なお、本発明のトレッドパターン付タイヤ、トレッドパターン付タイヤの設計方法およびトレッドパターン付タイヤの製造方法は、上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００５１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、上述の相対位置指数を用いてピッチ配列を定めることによって、タイヤが転動中に発生するパターンノイズを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のトレッドパターン付タイヤの一例の概略斜視図である。
【図２】 （ａ）は、本発明のトレッドパターン付タイヤのトレッドパターンの一例を示した平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、パターンデザイン列、パターン要素およびこの要素のピッチ長を説明した説明図である。
【図３】 （ａ）および（ｂ）は、本発明における相対位置指数の算出方法を説明した図である。
【図４】 本発明における相対位置指数の算出結果の一例を示した図である。
【図５】 （ａ）〜（ｃ）は、本発明におけるパターン要素およびピッチ長の例を説明する図である。
【図６】 （ａ）および（ｂ）は、本発明におけるパターン要素およびピッチ長の他の例を説明する図である。
【図７】 （ａ）および（ｂ）は、本発明における相対位置指数の算出結果の他の例を示した図である。
【図８】 （ａ）および（ｂ）は、本発明における相対位置指数を次数分析した算出結果の一例を示した図である。
【図９】 （ａ）および（ｂ）は、従来のパターンノイズの次数分析による結果の一例を示した図である。
【符号の説明】
１ トレッドパターン付タイヤ
２ トレッド部
１０ トレッドパターン
１２ 輪郭形状[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire with a tread pattern in which pattern noise generated during rolling of the tire is suppressed, a design method for designing the tire, and a manufacturing method for manufacturing the tire.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a signal waveform of pattern noise is generated using a frequency modulation method corresponding to the pitch arrangement of the pattern design sequence, the order analysis of this signal waveform is performed to obtain the peak value of the order component of the signal waveform, and this peak A so-called frequency dispersion method is known that corrects the pitch arrangement by performing frequency dispersion by optimization to reduce the value, thereby reducing pattern noise.
On the other hand, various techniques for reducing pattern noise generated when a tire rolls have been proposed.
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-10912, an integral multiple pitch length obtained by multiplying a transverse groove pitch corresponding to a circumferential length between transverse grooves of a tire tread portion provided with a plurality of transverse grooves is a contact length in the tire circumferential direction. We have proposed a low-noise tire characterized by being substantially equal.
In the above-mentioned publication, paying attention to the pumping sound in which the internal volume of the lateral groove changes abruptly at the time of contact and release of the tire, and sound energy is generated due to the pressure wave of the air pumped into and out of the lateral groove at this time. Yes. Since the lateral groove of the low noise tire has an integral multiple pitch length substantially equal to the ground contact length of the tire, the positive sound pressure pulse generated from the lateral groove entering the ground and the positive side resulting from the lateral groove releasing the ground contact It is said that the sound energy pulses themselves can be interfered with each other and the sound energy itself can be reduced. That is, the low-noise tire of the above publication pays attention to the pumping sound when the lateral groove enters the ground and the pumping sound when the lateral groove releases the ground, and utilizes the fact that the sound pressure fluctuations of these pumping sounds are different. is there.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the low noise tire of the above publication, the sound pressure level of the noise is reduced at a predetermined measurement position because the pumping sound generated from the lateral groove where the tire rolls and enters the ground and the lateral groove which releases the ground are interfered with each other. However, there is a problem that the sound pressure increases at another measurement position, and there is a problem that fundamental pattern noise reduction cannot be realized.
[0004]
Moreover, the pattern noise derived from the pumping sound generated from the lateral groove to be reduced in the above-mentioned publication is a part of the pattern noise generally referred to. Most of the pattern noise is generated when the tread rubber member of the tread pattern rolls and makes contact with the road surface. Some are derived from the sliding noise generated by sliding on the road surface to return to the original position when released from the road surface. Therefore, pattern noise cannot be reduced sufficiently even if only the pumping sound generated from the lateral groove is reduced as in the above-mentioned publication.
In addition, in the above-mentioned publication, considering the case where the pitch variation is applied to the lateral groove pitch, it is proposed that the contact pitch is an integral multiple of the average pitch of the lateral groove pitch. It is extremely difficult to negate the sign of sound pressure energy at a pinpoint even if the contact length is a contact length, and the pumping sound cannot be sufficiently reduced.
[0005]
On the other hand, the conventional frequency dispersion method has a problem that the reduction of pattern noise cannot be sufficiently achieved.
[0006]
Accordingly, the present invention provides a tire with a tread pattern in which pattern noise generated during rolling is suppressed, a design method for designing the tire, and a manufacturing method for producing the tire, in order to solve the problems of the prior art. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention provides a tread pattern in which a plurality of types of pattern elements are arranged adjacent to each other along the entire circumference in the tire circumferential direction in at least a portion of the tire tread portion in the tire width direction to form a pattern design row. Tire,
The air pressure specified by the tire standard and 75% load of the maximum load specified by the tire standard are used as the grounding condition, or the standard air pressure set by the vehicle to be installed and the load at the time of occupant riding set by the vehicle The condition is a grounding condition, and a reference length is determined within a range of 95% to 105% of a grounding non-rotating state in the pattern design row in the grounding condition at this time,
A position on the pattern design row that is separated from the start end of the pattern element of interest in the pattern design row by a distance corresponding to the reference length along the tire circumferential direction is a corresponding position, and the pattern element to which the corresponding position belongs As the corresponding pattern element,Following formulaThe relative position index Y of the corresponding position in this corresponding pattern element according toi When deciding
The relative position index Y when each pattern element of the pattern design sequence is the pattern element of interesti And the relative position index Y is 0.35 or less. i Are all 0.42 or lessHas a pattern design column that satisfies the pattern element placement condition.And
When the reference length is within the range of 95% to 105% of the contact length, the relative position index Y is always set. i Satisfies the pattern element arrangement conditionA tire with a tread pattern is provided.
Yi = | Pyj/ Pj − 0.5 |
Where i is the identification number of the pattern element of interest,
j is an identification number of the corresponding pattern element;
pyjIs the distance from the start of the corresponding pattern element to the corresponding position, and pj Is the pitch length of the corresponding pattern element.
[0008]
Further, the present invention provides a tread pattern in which a plurality of types of pattern elements are arranged adjacent to each other in the tire circumferential direction along at least a portion of the tire tread in the tire width direction to form a pattern design row. Tire,
The air pressure specified by the tire standard and 75% load of the maximum load specified by the tire standard are used as the grounding condition, or the standard air pressure set by the vehicle to be installed and the load at the time of occupant riding set by the vehicle The condition is a grounding condition, and a reference length is determined within a range of 95% to 105% of a grounding non-rotating state in the pattern design row in the grounding condition at this time,
A position on the pattern design row that is separated from the start end of the pattern element of interest in the pattern design row by a distance corresponding to the reference length along the tire circumferential direction is a corresponding position, and the pattern element to which the corresponding position belongs As the corresponding pattern element,Following formulaThe relative position index Y of the corresponding position in this corresponding pattern element according toi When deciding
The relative position index Y when each pattern element of the pattern design sequence is the pattern element of interesti And the relative position index Y is 0.35 or less. i But
The number of pattern elements greater than 0.4 is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design sequence.Has a pattern design column that satisfies the pattern element placement condition.And
When the reference length is within the range of 95% to 105% of the contact length, the relative position index Y is always set. i Satisfies the pattern element arrangement conditionA tire with a tread pattern is provided.
Y i = | P yj / P j − 0.5 |
Where i is the identification number of the pattern element of interest,
j is an identification number of the corresponding pattern element;
p yj Is the distance from the start end of the corresponding pattern element to the corresponding position, and p j Is the pitch length of the corresponding pattern element.
[0009]
At that time, the pattern element arrangement condition is the relative position index Y i It is preferable to include a condition that all are 0.42 or less.
[0012]
Further, it is preferable that a plurality of the pattern design columns are provided, and at least one pattern design column satisfies the pattern element arrangement condition. At this time, when the pattern design row satisfying the pattern element arrangement condition is provided on one side centering on the tire tread center, this pattern design row comes to the wheel front surface side when the wheel is mounted. It is preferable to be mounted on the wheel.
[0013]
The present invention also provides a tread pattern in which a plurality of types of pattern elements are arranged adjacent to each other in the tire circumferential direction along at least a portion of the tire tread portion in the tire width direction to form a pattern design row. When designing tires,
The range of 95% to 105% of the contact length of the tire in the non-rotating state in the pattern design row when the air pressure specified by the tire standard and 75% load of the maximum load specified by the tire standard are set as the grounding condition. When the ground pressure is the ground pressure, or the standard air pressure set by the vehicle to be installed and the load condition at the time of occupant occupancy set by the vehicle are grounding conditions, the grounding in the tire non-rolling state in the pattern design row A length in the range of 95% to 105% of the length is determined as a reference length,
A position on the pattern design row that is a distance corresponding to the reference length along the tire circumferential direction from the start end of the pattern element of interest in the pattern design row is a corresponding position, and the pattern element to which the corresponding position belongs When it is a pattern element
Determining a pitch length of the pattern elements and a pitch arrangement of the pattern elements and setting a pattern design sequence;
Each of the pattern elements in the pattern design sequence as the pattern element of interest, in the corresponding pattern element at the corresponding positionRelative position index Y i According to the following formulaSeeking steps,
The obtained relative position index Y i And the relative position index Y is 0.35 or less. i Is a pattern element arrangement condition that is 0.42 or less, or the relative position index Y i And the relative position index Y is 0.35 or less. i One of the pattern element arrangement conditions in which the number of pattern elements having a value greater than 0.4 is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design sequence is 95% to 105% of the ground contact length. So as to be always satisfied with the standard length of the range ofAnd a step of adjusting at least one of the pitch length and the pitch arrangement. A method for designing a tire with a tread pattern is provided.
Y i = | P yj / P j − 0.5 |
Where i is the identification number of the pattern element of interest,
j is an identification number of the corresponding pattern element;
p yj Is the distance from the start of the corresponding pattern element to the corresponding position, and p j Is the pitch length of the corresponding pattern element.
[0014]
Furthermore, the present invention provides a method for manufacturing a tire with a tread pattern, wherein the tire with a tread pattern is manufactured by designing the tire with a tread pattern by using the method for designing a tire with a tread pattern.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The tire with a tread pattern of the present invention will be described in detail below based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0016]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
FIG. 2A is a plan view showing a
In FIG. 2A, a
[0017]
The
[0018]
Here, the pattern element is divided in the tire circumferential direction by a lateral groove having a groove width of 1.5 mm or more extending in a direction intersecting with the tire circumferential direction. Therefore, the
[0019]
FIG. 2B shows a pattern design row D.a, DbAnd DcThree adjacent pattern elements are extracted.
The pitch length of the pattern element is the length of one pattern element in the tire circumferential direction. In FIG. 2B, the pattern design sequence Da, DbAnd DcPitch length pa, PbAnd pcIt is shown. As shown in FIGS. 2A and 2B, the pattern design sequence Da, DbAnd DcIs represented by a constant pitch length, but as will be described later, a plurality of types of pattern elements having different pitch lengths are arranged adjacent to each other in the tire circumferential direction.
The present invention is characterized by the pitch arrangement of pattern elements as will be described later, and not by the shape of the pattern elements, etc. Good. FIG. 2C differs from FIG. 2B in that the pattern design sequence DaPitch length paAn example in which the pattern elements are defined is shown. In FIG. 2C, the putter design row DaThe center line l of the column widthaIs a rectangular shape formed in a range in the tire circumferential direction sandwiched between two intersecting points intersecting the center line of two lateral grooves.
[0020]
On the other hand, pattern design column Da, DbAnd DcIs the center line l of the column width of the pattern design column.a, LbAnd lcAnd the distance between two intersections where the
[0021]
Each pattern design row D of such a tirea, DbAnd DcIs the relative position index Y shown in the above equation (1).iThe average value of (i is a natural number of 1 to N and N is the total number of pattern elements in the pattern design sequence) is 0.35 or less.
The pitch variation refers to an arrangement of pattern elements when a plurality of two or more pattern elements having different pitch lengths are used and arranged on the tire circumference. As is well known, the adjustment of the pitch variation greatly affects the sound pressure level of pattern noise and the fluctuation of sound pressure.
[0022]
3 (a) and 3 (b) show the relative position index Y defined in the present invention.iFIG.
The pattern design row is D, the contact length is L, the pattern elements are rectangular, and the three types of pattern elements A, B, and C with different pitch lengths are put together.i(I is the identification number of the pattern element of interest), pattern element PiThe starting edge of SiRelative position index YiIs defined as in the above equation (1).
[0023]
That is, as shown in FIG.iStarting end SiTo the corresponding position X on the pattern design row D at a distance corresponding to the contact length L.jAnd this corresponding position XjCorresponding pattern element P to whichj(J is the identification number of the corresponding pattern element), and the corresponding pattern element P at this timejStarting edge SjTo corresponding position XjThe distance to pyjRelative position index YiIs the corresponding pattern element PjPitch length ofjDistance toyjThe ratio is obtained, and 0.5 is subtracted from this ratio to obtain the absolute value.
In this way, each pattern element P is determined by the contact length, the pitch length of the pattern elements in the pattern design row, and the pattern element arrangement (pitch arrangement).iRelative position index Y every timeiCan be requested.
FIG. 4 shows a relative position index Y of a pattern design sequence composed of 70 pattern elements with a certain pitch variation.iFIG. 6 is a diagram illustrating an example of the pattern elements in the order of arrangement of pattern elements.
[0024]
The relative position index YiThe value of the pattern element P does not exceed 0.5, and the corresponding pattern element P decreases as the value decreases.jIt means that it approaches the center vicinity of.
In the tread pattern of the tire with a tread pattern of the present invention, the relative position index YiWhen the average of all pattern elements in the pattern design sequence is taken, the average value is 0.35 or less. By setting the average value to 0.35 or less, pattern noise can be reduced as will be described later. This average value is preferably 0.30 or less, and more preferably 0.15 or less.
The relative position index YiThe condition for the average value of 0.35 or less corresponds to the pattern element arrangement condition in the present invention.
[0025]
Thus, the relative position index YiSo as to reduce the average value of the corresponding pattern element PjCorresponding position X near the center ofjThe pattern element P of interest is adjusted by adjusting the pitch length of the pattern design sequence or the arrangement of the pattern elements (pitch arrangement) so thatiCorresponding pattern element P whenjAt the same time, the possibility of the release of the ground end is reduced. For this reason, even if the area of the tread pattern where the tire rolls and contacts the road surface constantly changes, the variation in the actual area of the tread pattern that contacts the road surface that affects the pattern noise is reduced.
In the present invention, the relative position index YiThe inventors of the present application have found that the average value of 0.35 or less can reduce variation in the actual area where the tread pattern contacts the road surface, and can reduce pattern noise. Has reached.
[0026]
Also, a pattern element P that focuses on each of the pattern elements in the pattern design sequenceiRelative position index Y obtained asiBy adjusting the pattern design sequence so that all the values are 0.42 or less, pattern noise can be reduced as described later.
Also, a pattern element P that focuses on each of the pattern elements in the pattern design sequenceiRelative position index Y obtained asiThe pattern noise can be reduced as will be described later by adjusting the pattern design sequence so that the number of pattern elements with a value greater than 0.4 is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design sequence. .
The relative position index YiAre all 0.42 or less, and the relative position index YiThe condition that the number of pattern elements having a value larger than 0.4 is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design sequence corresponds to the pattern element arrangement condition in the present invention.
[0027]
In either case, the relative position index YiPattern element P of interest by decreasing the appearance probability of a large pattern elementiCorresponding pattern element P whenjAre less likely to be released from the ground end at the same time. For this reason, even if the area of the tread pattern that makes contact with the road surface due to rolling of the tire constantly changes, the variation in the actual area of the tread pattern that makes contact with the road surface is reduced. Therefore, the relative position index YiAs in the case where the average value is 0.35 or less, the variation in the actual area where the tread pattern contacts the road surface can be reduced, and the pattern noise can be reduced.
[0028]
Further, a relative position index Y obtained as a pattern element for which each pattern element in the pattern design sequence is noted.iAre arranged in the order of the pattern elements in the pattern design sequence, for example, arranged at intervals of the pitch length of the pattern elements, or arranged at equal intervals, and the relative position index YiWhen the order analysis is performed, the pattern design sequence is adjusted so that the values of the first to fifth order components are equal to or less than the values of the sixth and subsequent order components, as described later. Noise can be reduced. If the value of the first to fifth order components is larger than the value of the sixth and subsequent order components, the relative position index Yi IsThis is because the low-order components have large regularity, and the generated pattern noise becomes annoying sound. That is, the relative position index Y at a specific location on the circumference of the pattern design rowiRelative position index Yi ButIf it is small, the relative position index Y is caused by the rolling of the tire.iThe sound pressure increases at the position of a large pattern element, and it becomes easy to perceive variations in pattern noise due to rolling. Therefore, it is easy to detect with human earsRelative position index Y i In order analysisThe pattern noise can be reduced as described later by reducing the 1st to 5th order components and shifting the pattern noise to the 6th and higher order components that are difficult to be detected by the human ear.
[0029]
The relative position index YiIs the pattern element P of interestiThe corresponding position X on the pattern design row D that is separated by a distance corresponding to the contact length along one tire circumferential direction (to the right in FIG. 3B)jAnd this corresponding position XjCorresponding pattern element P belonging tojThe corresponding position X along the opposite direction (the left direction in FIG. 3B) different from the one tire circumferential direction.jAnd corresponding pattern element PjRelative position index YiCan be requested.
Thus, relative position index YiCorresponds to a different position X in the tire circumferential direction.jAnd corresponding pattern element PjHowever, in the present invention, the relative position index Y determined in at least one tire circumferential direction can be obtained.iThe pattern design sequence may be adjusted based on the above.
[0030]
This embodiment is an example in which the ground contact length for each pattern design row is constant, but in the present invention, the relative position index Y is in the range of 95% to 105% of the ground contact length.iThe average value is always 0.35 or less, relative position index YiAll become 0.42 or less, or relative position index YiIt is preferable that the number of pattern elements having a value greater than 0.4 is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design sequence. By forming a pattern design row in this way, even if the ground contact length changes due to changes in the ground contact conditions such as the tire internal pressure and the load applied to the tire during use of the tire, the change in the ground contact length Therefore, pattern noise does not deteriorate due to changes in grounding conditions.
[0031]
In such a tread pattern, a pattern design sequence is set by setting a pitch length of pattern elements and a pitch arrangement of pattern elements in advance, and thereafter, pattern elements P for which attention is paid to each of the pattern elements in the pattern design sequence.iCorresponding position XjCorresponding pattern element PjRelative position information, for example, relative position index YiAfter this, according to the relative position information, the corresponding position XjIs the corresponding pattern element PjA tread pattern in which pattern noise is suppressed can be designed by adjusting the pitch length in the pattern design row and the pitch arrangement of the pattern elements so as to approach the vicinity of the center of the pattern.
The designed tread pattern is reflected in the vulcanization mold to produce a vulcanization mold, and a desired tire with a tread pattern can be manufactured.
The relative position information is the relative position index Y calculated by equation (1).iMay be a value obtained by another method different from, and at least the corresponding pattern element PjCorresponding position X injThe position information may be expressed as a numerical value, and is not particularly limited in the present invention.
[0032]
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the tread pattern has a plurality of pattern design columns. However, the adjustment using the relative position index is not necessarily performed for all pattern design columns. It is not necessary to perform this, and it is only necessary to adjust the relative position index for at least one of the plurality of pattern design columns. A pattern design row that greatly contributes to pattern noise, for example, the shoulder side (outside) when the tread pattern region corresponding to the width of the ground shape (ground width) is equally divided by a quarter of the ground width The pattern design sequence located in the area) may be adjusted using the relative position index described above. Of course, adjustment may be performed using the above-described relative position index for all the pattern design columns.
[0033]
When the adjustment using the relative position index is performed on a part of the plurality of pattern design sequences, the remaining pattern design sequence is adjusted using a known pitch variation method.
The known pitch variation method is a method of dispersing the order component of the pattern noise based on the idea of frequency modulation so that the pattern noise of a specific frequency does not increase. For example, an arbitrary waveform such as a sinusoidal waveform for one cycle whose cycle changes according to the pitch length of the pattern elements in the pattern design sequence is linked according to the pattern element arrangement, and the frequency analysis is performed on the linked waveforms to perform the order analysis. Depending on the design rigidity or design shape of each pattern element, and the method of adjusting the frequency dispersion by adjusting the pitch arrangement etc. so that the maximum order component among the order components is below a predetermined value Generates a waveform that is a modification of a predetermined waveform, and connects this waveform according to the pattern element arrangement, performs frequency analysis of the combined waveform and performs order analysis, and the maximum order component of each order component is a predetermined value. There is a method of optimizing the frequency dispersion by adjusting the pitch arrangement or the like so as to be as follows.
[0034]
Relative position index YiWhen the pattern design row adjusted using is assembled on a wheel with a tire provided on one side centered on the tire tread center, the relative position index YiIt is preferable to assemble the wheel so that the pattern design row adjusted by using the wheel comes to the front side of the wheel when the wheel is mounted. Since vibration generated from the pattern design row of the tire shoulder located on the outside of the vehicle when mounted on the vehicle is easily transmitted to the axle of the vehicle, the pattern design row that reduces fluctuations in the actual area where the tread pattern contacts the road surface By making it come to the tire shoulder on the front side, not only the pattern noise can be reduced, but also the vibration generated on the axle can be reduced.
On the other hand, since vibration generated from the pattern design row of the tire shoulder portion facing the vehicle inner side when mounted on the vehicle is difficult to be transmitted to the axle of the vehicle, it is preferable to suppress pattern noise by performing frequency dispersion.
The wheel front surface side refers to the side where the disk surface of the wheel faces the outside of the vehicle when the vehicle is mounted.
[0035]
FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A and 6B show pattern design rows, pattern elements, and pitch lengths in various tread patterns.
As shown in FIGS. 5A to 5C, the tread pattern according to the present invention is the same as the point target pattern that forms the same pattern even when rotated 180 degrees in the figure, as well as FIGS. 6A and 6B. As shown in FIG. 5, the line symmetry pattern which is symmetrical with respect to the center line of the tread pattern in the drawing is included.
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of pattern design columns may share the same region.
Pitch variations in the pattern design row are those in which multiple types of pattern elements with different pitch lengths are arranged on the tire circumference, as well as those in which the inclination angle of the lateral groove that separates the pattern elements differs depending on the type of pattern element It may be what has been done. In this case, the pitch length of the pattern element can be determined by the distance between two intersecting points where the center line in the width direction of the pattern element intersects the center line in the width direction of the lateral grooves at both ends dividing the pattern element.
[0036]
【Example】
6 cases of pitch arrangements having pitch variations as shown in Tables 1 and 2 below were prepared for an existing passenger car tire (tire size 205 / 65R15 94H) having a tread pattern shown in FIG.
Since the structure of the tire is the same as that of the existing passenger car tire, the contact shape is not substantially different from the contact shape of the existing passenger car tire even if the pitch arrangement is variously changed as will be described later. Therefore, in the existing tire for passenger cars, the ground contact shape at the tire internal pressure of 180 (kPa) and the load of 4.9 (kN), which is 75% of the maximum load, defined in “JATMA Year Book” is the contact length. Since this is a substantially rectangular ground contact shape with 191 mm, the ground contact length is 191 mm in any of a plurality of pattern design rows as shown in FIG.
[0037]
[Table 1]
[Table 2]
7 (a) and 7 (b) show the relative position index Y in
On the other hand, FIGS. 9A and 9B show graphs of the results of order analysis of the conventional pattern noise (normalized order components) for
[0040]
According to Table 3 below, the relative position index Y of
[0041]
[Table 3]
For such a pitch arrangement of
The prepared tire is mounted on a 3l class engine passenger car, adjusted to have a tire internal pressure of 180 (kPa) and a ground load of 4.9 (kN), and traveling conditions of speed 40-60 (km / h) Then, pattern noise was listened to by five panelists, and sensory evaluation was performed by a 10-point method with a maximum of 10 points regarding the magnitude of the pattern noise. The sensory evaluation results are shown in Table 4.Part 1It is shown on the right side.
[0043]
[Table 4]
First, relative position index YiHas a pitch array with an average value of 0.35 or less in the pattern design rowReference Examples 1, 2 andExample3And relative position index YiWhen comparing the scores of the sensory evaluation of the comparative example having a pitch arrangement exceeding 0.35 in the pattern design row, the comparative example,
In particular, relative position index YiThe pattern design row has the pitch arrangement of
Furthermore, relative position index YiIn Example 3, which has the pitch arrangement of Case 6 in which the average value of the values is 0.15 or less in the pattern design row, the score is improved by 2 points over the comparative example.
[0045]
on the other hand,referenceFrom the comparison of Examples 1, 4 and 5, it is preferable to provide a pitch arrangement in which all the pattern design columns have an average relative position index of 0.35 or less, and to effectively reduce the pattern noise. For this purpose, the pattern design column (Dc) Than the shoulder pattern design arrangement (DaIt is understood that it is preferable to provide a pitch arrangement effective for reducing pattern noise.
[0046]
Further, from the comparison between Example 6 and Comparative Example, it can be seen that Example 6 having the pitch arrangement of Case 3 having a relative position index of 0.42 or less in the pattern design row has a score higher by 2 points or more than the Comparative Example. . In addition, although the type of pitch arrangement of the pattern design row in the center portion is different, the relative position index YiComparison of Examples 3 and 6 having a pitch arrangement in the pattern design row in the center portion (see Example 3) (see Table 3; case 6 is 0.146, case 3 is 0.157). Is Case 6, Example 6 is Case 3), Relative Position Index YiIt can be seen that the lower the maximum value, the higher the score.
Further, from the comparison between Example 3 and Comparative Example, the relative position index YiIt can be seen that Example 3 having case 6 in the pattern design sequence with a very low appearance probability of> 0.4 is 2 points higher than the comparative example.
[0047]
Further, from the results of Examples 3, 7 and 8, it can be seen that even when the load is adjusted and the contact length is changed by 181 to 201 mm, the rating does not vary greatly and is stable. In this case, the relative position index Y at the contact length of 181 mmiThe average value is 0.282, and the relative position index Y at the contact length of 201 mmiThe average value was 0.293, and in each case, it was 0.35 or less.
[0048]
In addition, the tire rolling speed was set to 30 km / hour, and sensory evaluation was performed by five panelists on the sound pressure fluctuation of the pattern noise.. The sensory evaluation results are shown in Table 4-2 (Example 3,Reference Example 9And comparative example)On the right side of.
In addition,referenceExample 9 shows the relative position index YiFrom the order analysis result (see Table 3), the pattern design row has the pitch arrangement of
According to the evaluation results,referenceIn Example 9, the score was 2 points higher than the comparative example, the sound pressure fluctuation of the pattern noise was small, and the sound pressure fluctuation could not be detected by the panelist. On the other hand, in Example 3, the sound pressure fluctuation of the pattern noise was only slightly detectable.
[0049]
From the above results, the relative position index Y of the present inventioniIt is clear that the pattern noise can be effectively reduced by adjusting the pitch arrangement using, compared to the conventional method.
[0050]
The tread pattern-equipped tire of the present invention, the tread pattern-equipped tire design method, and the tread pattern-equipped tire production method are not limited to the above-described embodiments, and various types can be used without departing from the scope of the present invention. Of course, improvements and changes may be made.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, pattern noise generated during rolling of the tire can be reduced by determining the pitch arrangement using the above-described relative position index.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an example of a tire with a tread pattern according to the present invention.
2A is a plan view showing an example of a tread pattern of a tire with a tread pattern according to the present invention, and FIG. 2B and FIG. 2C are a pattern design row, a pattern element, and a pitch length of the element. It is explanatory drawing explaining these.
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a method for calculating a relative position index in the present invention. FIGS.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a calculation result of a relative position index in the present invention.
FIGS. 5A to 5C are diagrams illustrating examples of pattern elements and pitch lengths in the present invention.
FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating another example of pattern elements and pitch lengths in the present invention.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing another example of the calculation result of the relative position index in the present invention. FIGS.
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an example of a calculation result obtained by order analysis of a relative position index in the present invention.
FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an example of a result of order analysis of a conventional pattern noise. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Tire with tread pattern
2 Tread
10 tread pattern
12 Contour shape
Claims (7)
タイヤ規格で規定される空気圧、およびタイヤ規格で規定される最大荷重の７５％荷重を接地条件とし、あるいは、装着される車両で設定される標準空気圧および前記車両で設定される定員乗車時の負荷条件を接地条件とし、このときの接地条件における、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非回転状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲内に基準長さを定め、
前記パターンデザイン列における注目するパターン要素の開始端からタイヤ周方向に沿って前記基準長さに相当する距離離れた前記パターンデザイン列上の位置を対応位置とし、さらに、この対応位置の属するパターン要素を対応パターン要素とし、下記式に従ってこの対応パターン要素における前記対応位置の相対位置指数Ｙi を定めたとき、
前記パターンデザイン列のパターン要素の各々を前記注目するパターン要素としたときの前記相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙi がすべて０．４２以下であるパターン要素配置条件を満たすパターンデザイン列を有し、
前記基準長さが前記接地長さの９５％〜１０５％の範囲内において、常に、前記相対位置指数Ｙi が前記パターン要素配置条件を満たすことを特徴とするトレッドパターン付タイヤ。
Ｙi ＝ ｜ｐyj／ｐj − ０．５｜
但し、ｉは注目するパターン要素の識別番号、
ｊは前記対応パターン要素の識別番号、
ｐyjは、前記対応パターン要素の開始端から前記対応位置までの距離、および
ｐj は、前記対応パターン要素のピッチ長である。A tire with a tread pattern in which a pattern design row is formed by arranging a plurality of types of pattern elements adjacently along the entire circumference in the tire circumferential direction on at least a portion of the tire tread in the tire width direction,
The air pressure specified by the tire standard and 75% of the maximum load specified by the tire standard are used as grounding conditions, or the standard air pressure set by the vehicle to be mounted and the load at the time of occupant riding set by the vehicle The condition is a grounding condition, and a reference length is determined within a range of 95% to 105% of a grounding non-rotating state in the pattern design row in the grounding condition at this time,
A position on the pattern design row that is separated from the start end of the pattern element of interest in the pattern design row by a distance corresponding to the reference length along the tire circumferential direction is a corresponding position, and the pattern element to which the corresponding position belongs And the relative position index Y i of the corresponding position in the corresponding pattern element according to the following formula:
The average value of the relative position index Y i when each of the pattern elements in the pattern design sequence is the pattern element of interest is 0.35 or less, and all the relative position indices Y i are 0.42 or less. It has a pattern design sequence that satisfies a certain pattern element arrangement condition,
The tire with a tread pattern, wherein the relative position index Y i always satisfies the pattern element arrangement condition when the reference length is in a range of 95% to 105% of the contact length.
Y i = | p yj / p j −0.5 |
Where i is the identification number of the pattern element of interest,
j is an identification number of the corresponding pattern element;
p yj is the distance from the start end of the corresponding pattern element to the corresponding position, and p j is the pitch length of the corresponding pattern element.
タイヤ規格で規定される空気圧、およびタイヤ規格で規定される最大荷重の７５％荷重を接地条件とし、あるいは、装着される車両で設定される標準空気圧および前記車両で設定される定員乗車時の負荷条件を接地条件とし、このときの接地条件における、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非回転状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲内に基準長さを定め、
前記パターンデザイン列における注目するパターン要素の開始端からタイヤ周方向に沿って前記基準長さに相当する距離離れた前記パターンデザイン列上の位置を対応位置とし、さらに、この対応位置の属するパターン要素を対応パターン要素とし、下記式に従ってこの対応パターン要素における前記対応位置の相対位置指数Ｙi を定めたとき、
前記パターンデザイン列のパターン要素の各々を前記注目するパターン要素としたときの前記相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙi が０．４より大きくなるパターン要素の数が、前記パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下であるパターン要素配置条件を満たすパターンデザイン列を有し、
前記基準長さが前記接地長さの９５％〜１０５％の範囲内において、常に、前記相対位置指数Ｙi が前記パターン要素配置条件を満たすことを特徴とするトレッドパターン付タイヤ。
Ｙi ＝ ｜ｐyj／ｐj − ０．５｜
但し、ｉは注目するパターン要素の識別番号、
ｊは前記対応パターン要素の識別番号、
ｐyjは、前記対応パターン要素の開始端から前記対応位置までの距離、及びｐj
は、前記対応パターン要素のピッチ長である。A tire with a tread pattern in which a pattern design row is formed by arranging a plurality of types of pattern elements adjacently along the entire circumference in the tire circumferential direction on at least a portion of the tire tread in the tire width direction,
The air pressure specified by the tire standard and 75% of the maximum load specified by the tire standard are used as grounding conditions, or the standard air pressure set by the vehicle to be mounted and the load at the time of occupant riding set by the vehicle The condition is a grounding condition, and a reference length is determined within a range of 95% to 105% of a grounding non-rotating state in the pattern design row in the grounding condition at this time,
A position on the pattern design row that is separated from the start end of the pattern element of interest in the pattern design row by a distance corresponding to the reference length along the tire circumferential direction is a corresponding position, and the pattern element to which the corresponding position belongs And the relative position index Y i of the corresponding position in the corresponding pattern element according to the following formula:
The average value of the relative position index Y i when the pattern elements in the pattern design sequence are the pattern elements of interest is 0.35 or less, and the relative position index Y i is greater than 0.4. A pattern design sequence that satisfies a pattern element arrangement condition in which the number of pattern elements is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design sequence;
The tire with a tread pattern, wherein the relative position index Y i always satisfies the pattern element arrangement condition when the reference length is in a range of 95% to 105% of the contact length.
Y i = | p yj / p j −0.5 |
Where i is the identification number of the pattern element of interest,
j is an identification number of the corresponding pattern element;
p yj is the distance from the start end of the corresponding pattern element to the corresponding position, and p j
Is the pitch length of the corresponding pattern element.
タイヤ規格で規定される空気圧、およびタイヤ規格で規定される最大荷重の７５％荷重を接地条件としたときの、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非回転状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲の長さを、あるいは、装着される車両で設定される標準空気圧および前記車両で設定される定員乗車時の負荷条件を接地条件としたときの、前記パターンデザイン列におけるタイヤ非転動状態の接地長さの９５％〜１０５％の範囲の長さを、基準長さとして定め、
前記パターンデザイン列における注目するパターン要素の開始端からタイヤ周方向に沿って前記基準長さに相当する距離離れた前記パターンデザイン列上の位置を対応位置とし、この対応位置の属するパターン要素を対応パターン要素としたとき、
前記パターン要素のピッチ長および前記パターン要素のピッチ配列を定めてパターンデザイン列を設定するステップと、
前記パターンデザイン列のパターン要素の各々を前記注目するパターン要素として、前記対応位置の前記対応パターン要素における相対位置指数Ｙiを下記式に従って求めるステップと、
求めた前記相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙi が０．４２以下であるパターン要素配置条件、あるいは、前記相対位置指数Ｙi の平均値が０．３５以下となり、かつ、前記相対位置指数Ｙi が０．４より大きくなるパターン要素の数が、前記パターンデザイン列のパターン要素の数の１０％以下であるパターン要素配置条件のいずれか一方の条件を、前記接地長さの９５％〜１０５％の範囲の基準長さにおいて常に満足させるように、前記ピッチ長および前記ピッチ配列の少なくとも一方を調整するステップと、を有することを特徴とするトレッドパターン付タイヤの設計方法。
Ｙi ＝ ｜ｐyj／ｐj − ０．５｜
但し、ｉは注目するパターン要素の識別番号、
ｊは前記対応パターン要素の識別番号、
ｐyjは、前記対応パターン要素の開始端から前記対応位置までの距離、および
ｐj は、前記対応パターン要素のピッチ長である。When designing a tire with a tread pattern in which a plurality of types of pattern elements are arranged adjacently along the entire circumference in the tire circumferential direction on at least a portion of the tire tread portion in the tire width direction to form a pattern design row,
The range of 95% to 105% of the contact length of the tire in the non-rotating state in the pattern design row when the air pressure specified by the tire standard and the load of 75% of the maximum load specified by the tire standard are set as the grounding condition. Or the standard air pressure set by the vehicle to be mounted and the load condition at the time of occupant riding set by the vehicle as a grounding condition, the grounding in the tire non-rolling state in the pattern design row A length in the range of 95% to 105% of the length is determined as a reference length,
A position on the pattern design row that is a distance corresponding to the reference length along the tire circumferential direction from the start end of the pattern element of interest in the pattern design row is a corresponding position, and the pattern element to which the corresponding position belongs When it is a pattern element
Determining a pitch length of the pattern elements and a pitch arrangement of the pattern elements and setting a pattern design sequence;
Each pattern element of the pattern design sequence as the pattern element of interest, obtaining a relative position index Y i in the corresponding pattern element of the corresponding position according to the following formula:
The obtained average value of the relative position index Y i is 0.35 or less and the relative position index Y i is 0.42 or less, or the average value of the relative position index Y i is Any one of the pattern element arrangement conditions in which the number of pattern elements that are 0.35 or less and the relative position index Y i is greater than 0.4 is 10% or less of the number of pattern elements in the pattern design row Adjusting at least one of the pitch length and the pitch arrangement so as to always satisfy the above condition at a reference length in a range of 95% to 105% of the ground contact length. How to design a tire with a tread pattern.
Y i = | p yj / p j −0.5 |
Where i is the identification number of the pattern element of interest,
j is an identification number of the corresponding pattern element;
p yj is the distance from the start end of the corresponding pattern element to the corresponding position, and p j is the pitch length of the corresponding pattern element.
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