JP2011255768A - Pneumatic tire and method for design of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に装着される空気入りタイヤ及び空気入りタイヤのデザイン方法に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire mounted on a vehicle and a method for designing a pneumatic tire.
自動車等の車両に装着される空気入りタイヤには、種々の形状がある。例えば、特許文献1には、トレッド面に模様構成単位をなすn個のパターンエレメントをタイヤ円周方向に配列したトレッドパターンを有する空気入りタイヤが記載されている。また、この空気入タイヤは、タイヤ円周方向に配列された前記パターンエレメントの列を、各パターンエレメントを単位パルスとしかつ1つのパターンエレメントを起点として前記配列の順にしかも各パターンエレメントの周方向の長さであるピッチ長さLiを周方向に隔てたパルス列に置換するとともに、このパルス列をフーリエ級数に展開することにより求まるフーリエ係数により算出しうるフーリエ級数の振幅が特定の条件を充足する形状に形成されている。また、特許文献1には、トレッド部を上記形状とすることで、タイヤノイズの音圧に、周波数にほぼ反比例する大きさのゆらぎ特性を付与し、ノイズの不快感を低減すると記載されている。
There are various shapes of pneumatic tires attached to vehicles such as automobiles. For example,
ここで、空気入りタイヤには、例えば、サイドウォール部の表面にセレーションが形成されているタイヤがある。このセレーションは、空気入りタイヤを装着した場合も見やすい部分に配置される。そのため、セレーションの形状を変更することで、タイヤの質感を向上させることはできる。しかしながら、形状によっては、タイヤの性能が低下する場合がある。なお、特許文献1には、タイヤのトレッド部の形状によりノイズを低減するのみで、サイドウォール部の形状については記載されていない。
Here, examples of the pneumatic tire include a tire in which serrations are formed on the surface of the sidewall portion. This serration is arranged in an easy-to-see part even when a pneumatic tire is mounted. Therefore, the texture of the tire can be improved by changing the shape of the serration. However, depending on the shape, the performance of the tire may deteriorate. Note that
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの性能を維持しつつ、タイヤの感性品質を高くすることができる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤのデザイン方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a pneumatic tire and a pneumatic tire design method capable of improving the sensitivity of the tire while maintaining the performance of the tire. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、を備える空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部は、表面の周方向に延在して形成されたパターン部を有し、前記パターン部は、ゆらぎ係数が0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値であり、かつ、周方向の1周を1次とする周波数の次数範囲が有限である、1/fゆらぎ関数に基づいて、表面の形状が周方向において変化していることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a pneumatic tire including a tread portion, a sidewall portion, and a bead portion, wherein the sidewall portion is a circumferential direction of the surface. The pattern portion has a fluctuation coefficient of 0.5 or more and 2 or less, and the difference between the maximum value and the minimum value varies depending on the order within a range of 0.5 or less. And the shape of the surface is changed in the circumferential direction based on a 1 / f fluctuation function in which the order range of the frequency is limited to the first order in the circumferential direction. To do.
ここで、前記1/fゆらぎ関数は、前記ゆらぎ係数を一定値とした場合に、対数軸における周波数とスペクトルパワー密度との関係が反比例(漸減する方向に比例している)となる関数であることが好ましい。 Here, the 1 / f fluctuation function is a function in which the relationship between the frequency on the logarithmic axis and the spectral power density is inversely proportional (proportional to a decreasing direction) when the fluctuation coefficient is a constant value. It is preferable.
また、前記パターン部は、タイヤ径方向の所定範囲にタイヤ径方向に沿って延在する突起状のリッジを、タイヤ周方向に沿って複数並設させたセレーションであることが好ましい。 The pattern portion is preferably a serration in which a plurality of protruding ridges extending along the tire radial direction are arranged side by side along the tire circumferential direction within a predetermined range in the tire radial direction.
また、前記セレーションは、前記1/fゆらぎ関数に基づいて、前記リッジの配置方向、配置間隔、高さ及び、表面の角度の少なくとも1つが変化していることが好ましい。 In the serration, it is preferable that at least one of the arrangement direction, the arrangement interval, the height, and the surface angle of the ridge is changed based on the 1 / f fluctuation function.
また、前記次数範囲は、1次以上2000次以下であることが好ましい。 The order range is preferably 1st order or more and 2000th order or less.
また、前記次数範囲は、少なくとも連続する3つ以上の整数次数を含むことが好ましい。 The order range preferably includes at least three consecutive integer orders.
また、前記次数範囲は、2次以上であることが好ましい。 The order range is preferably second order or higher.
また、前記ゆらぎ係数は、同じ値であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said fluctuation coefficient is the same value.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、サイドウォール部のデザインを決定する空気入りタイヤのデザイン方法であって、前記サイドウォール部の表面の周方向に延在して形成されたパターン部の周方向における形状の変化を、ゆらぎ係数が0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値であり、かつ、周方向の1周を1次とする周波数の次数範囲が有限である、1/fゆらぎ関数に基づいて決定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a pneumatic tire design method for determining a design of a sidewall portion, which extends in the circumferential direction of the surface of the sidewall portion. The change in shape in the circumferential direction of the formed pattern portion is a value that varies depending on the order within a range where the fluctuation coefficient is 0.5 or more and 2 or less, and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.5 or less, And it determines based on the 1 / f fluctuation function that the order range of the frequency which makes 1 round of the circumferential direction the primary is finite.
また、前記1/fゆらぎ関数は、前記ゆらぎ係数を一定値とした場合に、対数軸における周波数とスペクトルパワー密度との関係が反比例となる関数であることが好ましい。 The 1 / f fluctuation function is preferably a function in which the relationship between the frequency on the logarithmic axis and the spectral power density is inversely proportional when the fluctuation coefficient is a constant value.
また、前記パターン部として、タイヤ径方向の所定範囲にタイヤ径方向に沿って延在する突起状のリッジを、タイヤ周方向に沿って複数並設させたセレーションの形状を決定することが好ましい。 Moreover, it is preferable to determine the shape of the serration in which a plurality of projecting ridges extending along the tire radial direction are arranged side by side along the tire circumferential direction as the pattern portion in a predetermined range in the tire radial direction.
また、前記1/fゆらぎ関数に基づいて、前記リッジの配置方向、配置間隔、高さ及び、表面の角度の少なくとも1つを決定することが好ましい。 Further, it is preferable that at least one of the arrangement direction, the arrangement interval, the height, and the surface angle of the ridge is determined based on the 1 / f fluctuation function.
また、前記次数の範囲は、1次以上2000次以下であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the range of the said order is 1 to 2000.
また、前記次数範囲は、少なくとも連続する3つ以上の整数次数を含むことが好ましい。 The order range preferably includes at least three consecutive integer orders.
また、前記次数範囲は、2次以上であることが好ましい。 The order range is preferably second order or higher.
また、前記ゆらぎ係数は、同じ値であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said fluctuation coefficient is the same value.
本発明にかかる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤのデザイン方法は、タイヤの性能を維持しつつ、タイヤの感性品質を向上させることができるという効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The pneumatic tire and the pneumatic tire design method according to the present invention have an effect that the sensitivity of the tire can be improved while maintaining the performance of the tire.
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. The constituent elements of this embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. In addition, a plurality of modifications described in this embodiment can be arbitrarily combined within a range obvious to those skilled in the art.
以下の説明において、また、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤ1の回転軸(図示せず)と平行な方向をいい、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)から離れる側をいう。タイヤ周方向とは、回転軸を中心軸とする周方向である。また、タイヤ径方向とは、回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ赤道面とは、回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ1のタイヤ幅の中心を通る平面である。また、タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から最も離れている部分間の距離である。また、タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面上にあって空気入りタイヤ1の周方向に沿う線をいう。
In the following description, the tire width direction refers to a direction parallel to the rotation axis (not shown) of the
ここで、図1は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの側面図である。図2は、図1に示す空気入りタイヤの部分拡大図である。図3は、セレーション部の一部の断面を拡大して示す拡大断面図である。なお、後述するが図1及び図2に示すリッジ51が、歪んでいるように見えるが、表面形状の変化による影響である。空気入りタイヤ1は、図1に示すように、路面と接触するトレッド部2と、この空気入りタイヤ1をリム6にリム組みし、車両に装着した際に最もタイヤ幅方向外側で視認できるサイドウォール部3と、リム6にリム組みされた際にこのリム6と嵌合するビード部4とにより構成されている。
Here, FIG. 1 is a side view of the pneumatic tire according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of the pneumatic tire shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a partial cross section of the serration portion. As will be described later, the
サイドウォール部3は、図1及び図2に示すように、その表面にセレーション部5を有する。セレーション部5は、タイヤ周方向に沿って円環状に形成されている。このセレーション部5は、タイヤ径方向の所定範囲にてタイヤ径方向に沿って延在しつつ、タイヤ周方向に沿って複数並設された突起状のリッジ51を有している。また、リッジ51は、タイヤ径方向の所定範囲にてタイヤ径方向の一端から他端に至り突起状が連続して形成されている。複数のリッジ51は、その一端がセレーション部5の外輪52に沿って配置され、他端がセレーション部5の内輪53に沿って配置されている。外輪52は、タイヤ周方向に沿って円環状に形成され、セレーション部5のタイヤ径方向の所定範囲であるタイヤ径方向外側の輪郭を成すもので、突起状により形成されている。内輪53は、タイヤ周方向に沿って円環状に形成され、セレーション部5のタイヤ径方向の所定範囲であるタイヤ径方向内側の輪郭を成すもので、突起により形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このようなセレーション部5は、基本的に、最もタイヤ幅方向外側の位置に設けられ、かつ空気入りタイヤ1の骨格をなすカーカス(図示せず)がビード部4で折り返された端部の位置に設けられる。このため、セレーション部5は、リッジ51のコントラストにより、最もタイヤ幅方向外側(サイドウォール部3)の見た目を良くしつつ、カーカスの折り返し端部によるサイドウォール部3の表面での隆起を目立たなくさせることができるものである。
Such a
ここで、セレーション部5を構成するリッジ51は、図3に示すように、位置によって1つ1つの形状が異なる。リッジ51は、高さh、つまりタイヤ幅方向の長さが、周方向の配置位置によって異なる高さとなり、また、タイヤ幅方向の端面(上面、図3中上側の面)54が赤道面に対して傾斜している。ここで、セレーション部5のリッジ51の端面54は、周方向の任意の点を基点として、また、平均厚みを基準面(y=0)とした1/fゆらぎ関数で変化している。なお、1/fゆらぎ関数とは、ゆらぎ関数のうち、スペクトルパワーと周波数との関係が対数軸上において、反比例となるゆらぎ関数である。
Here, as shown in FIG. 3, the
以下、セレーション部5の形状について、デザイン方法とともにより詳細に説明する。ここで、図4は、本発明のデザイン方法の一例を示すフロー図である。また、図5−1は、周波数とスペクトルパワーとの関係を示すグラフであり、図5−2は、図5−1に示す関係に基づいて生成した揺らぎ波形を示すグラフである。また、図6−1は、セレーション部を周方向に展開した断面を示す断面図であり、図6−2は、図6−1の一部を拡大して示す拡大断面図である。ここで、図5−1は、横軸が周波数(f)であり、縦軸がスペクトルパワー(PSD)である。また、図5−2は、横軸がx座標であり、縦軸がy座標である。さらに、図6−1及び図6−2は、横軸が基準位置からの長さであり、縦軸がリッジの高さである。ここで、タイヤのデザインは、下記に説明する演算を実行するプログラムをパーソナルコンピュータ等の演算装置に記憶させ、演算装置により計算を実行することで設計することができる。
Hereinafter, the shape of the
演算装置は、図4に示すように、まず、ステップS12として、モデルを決定する。モデルとは、演算に用いる1/fゆらぎ関数、及びそれらのパラメータである。1/fゆらぎ関数としては、ゆらぎ係数が0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値であり、かつ、周方向の1周を1次とする周波数の次数範囲が有限である1/fゆらぎ関数であれば、種々の関数を用いることができるが、なお、本実施形態では、下記式(1)に示すようにsin波を用いた1/fゆらぎ関数を用いる。 As shown in FIG. 4, the arithmetic device first determines a model as step S12. The model is a 1 / f fluctuation function used for calculation and parameters thereof. The 1 / f fluctuation function is a value that varies depending on the order in the range where the fluctuation coefficient is 0.5 or more and 2 or less, and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.5 or less, and 1 in the circumferential direction. Various functions can be used as long as the 1 / f fluctuation function has a finite order range of the frequency whose circumference is the first order. However, in this embodiment, sin is expressed as shown in the following formula (1). A 1 / f fluctuation function using waves is used.
ここで、式(1)において、xは、0から2πの有理数であり、rnは、0から2πの一様乱数である。また、fnは、fn=nとなる整数である。また、ゆらぎ係数は、0.5以上2.0以下の任意の値である。以上より、1/fゆらぎ関数は、円周方向1周が1次となる。つまり、1/fゆらぎ関数は、x=0と、x=2πの値が同じ値となる、周期関数である。また、rnを一様乱数としていることで、x=0における各自の値が異なる値となる。 Here, in the formula (1), x is a rational number from 0 2 [pi, r n is the uniform random number between 0 2 [pi. Further, f n is an integer that satisfies f n = n. The fluctuation coefficient is an arbitrary value between 0.5 and 2.0. From the above, in the 1 / f fluctuation function, one round in the circumferential direction is primary. That is, the 1 / f fluctuation function is a periodic function in which x = 0 and x = 2π have the same value. In addition, by being a uniform random number r n, the respective values are different value at x = 0.
演算装置は、用いる1/fゆらぎ関数を決定したら、さらに1/fゆらぎ関数の次数を決定する。本実施形態では、次数を1次から2000次、つまり、1≦n≦2000とした。なお、各パラメータの設定は、ユーザが入力すればよい。また、ユーザが拘束条件を設定し、その条件に基づいて演算装置が決定してもよい。 After determining the 1 / f fluctuation function to be used, the arithmetic device further determines the order of the 1 / f fluctuation function. In the present embodiment, the order is set from the first order to the 2000th order, that is, 1 ≦ n ≦ 2000. Each parameter setting may be input by the user. In addition, the user may set a constraint condition, and the arithmetic device may determine based on the condition.
演算装置は、ステップS12でモデルが決定されたら、ステップS14として1/fゆらぎ波形を生成する。つまり、演算装置は、ステップS12で決定したモデルを0≦x<2πの範囲で展開してx値とy値との関係を算出する。本実施形態のように、上記式(1)を用い、ゆらぎ係数を図5−1に示す出力に対応する値とすると、ゆらぎ波形は、図5−2に示すような波形として算出される。なお、rnを一様乱数としているため、計算を行う毎に、波形は変化する。 When the model is determined in step S12, the arithmetic unit generates a 1 / f fluctuation waveform in step S14. That is, the arithmetic device develops the model determined in step S12 in the range of 0 ≦ x <2π and calculates the relationship between the x value and the y value. As in the present embodiment, when the above equation (1) is used and the fluctuation coefficient is a value corresponding to the output shown in FIG. 5-1, the fluctuation waveform is calculated as a waveform as shown in FIG. Incidentally, since the uniform random number r n, each time performing the calculation, the waveform changes.
演算装置は、ステップS14で1/fゆらぎ波形を生成(算出)したら、ステップS16として、セレーション部の端面(トップ面)の形状への当てはめを行う。具体的には、セレーション部の周方向の任意の点を始点とし周方向をx方向とし、また、一周を2πとして各位置の座標を割り当てる。また、リッジの高さ方向をy方向とし、かつy=0をリッジの平均高さとし、yの最大値をリッジの最大高さとする。演算装置は、以上の条件で、図5−2に示す算出結果を、セレーション部の端面54の形状に当てはめることで、図6−1及び図6−2に示すような形状を算出する。なお、図6−1及び図6−2は、セレーション部の周方向の形状を直線に展開して示している。したがって、x方向(長さL方向)の両端は、同じ位置となる。長さLとは、上述したように、タイヤのセレーションの任意の位置からの距離(周方向における距離)である。
After generating (calculating) the 1 / f fluctuation waveform in step S14, the arithmetic unit performs fitting to the shape of the end surface (top surface) of the serration unit in step S16. Specifically, the coordinates of each position are assigned with an arbitrary point in the circumferential direction of the serration unit as the starting point, the circumferential direction as the x direction, and one round as 2π. The height direction of the ridge is defined as the y direction, y = 0 is defined as the average height of the ridge, and the maximum value of y is defined as the maximum height of the ridge. The arithmetic device calculates the shape as shown in FIGS. 6A and 6B by applying the calculation result shown in FIG. 5B to the shape of the
図6−1及び図6−2に示す例では、タイヤのサイズを215/65R16、つまり、タイヤ幅215mm、扁平率65%、ラジアル構造、リム径16インチのタイヤを用いた。また、セレーションの周方向の中央部における周方向の長さを1940mmとし、リッジの平均高さを0.5mm、最大高さを1mm、最小高さを0mm、リッジ幅を0.5mm、リッジ間隔を0.5mmとした。具体的には当てはめ方法としては、図6−2に示すように、各リッジの周方向の両端(図6−2中、点線の丸で囲われた部分)に対応する1/fゆらぎ関数のy座標を算出し、そのy座標をリッジの端部の高さとした。また、リッジの端面54は、ゆらぎ関数を用いて算出した両端を直線で結んだ面とする。
In the example shown in FIGS. 6A and 6B, a tire having a tire size of 215 / 65R16, that is, a tire width of 215 mm, a flatness ratio of 65%, a radial structure, and a rim diameter of 16 inches was used. Also, the circumferential length at the center of the serration is 1940 mm, the average height of the ridge is 0.5 mm, the maximum height is 1 mm, the minimum height is 0 mm, the ridge width is 0.5 mm, and the ridge spacing Was 0.5 mm. Specifically, as a fitting method, as shown in FIG. 6B, the 1 / f fluctuation function corresponding to both ends in the circumferential direction of each ridge (the portion surrounded by a dotted circle in FIG. 6B). The y coordinate was calculated, and the y coordinate was taken as the height of the edge of the ridge. The
以上のようして、リッジの端面の形状を決定し、決定した形状とすることで、セレーション部は、図6−1、図6−2に示すように、位置によってリッジの高さ、端面の角度が異なる形状となる。なお、図6−2に示すグラフでは、黒い部分がリッジとなる。 As described above, the shape of the end surface of the ridge is determined, and by setting the determined shape, the serration unit has the height of the ridge and the end surface depending on the position as shown in FIGS. 6-1 and 6-2. The shape is different in angle. In the graph shown in FIG. 6B, the black portion is a ridge.
空気入りタイヤ1は、以上のように、セレーション部のリッジを1/f揺らぎ関数に対応して変化した形状とすることで、セレーション部の外観上の質感を高めることができ、タイヤとしての感性品質を向上させることができる。つまり、1/f揺らぎ関数に対応して変化した形状とすることで、なごみ感や、安らぎを与えることができ、不快感を与える可能性を低減することができる。また、周方向の1周を1/f揺らぎ関数の1次とし、さらに、揺らぎ係数を0.5以上2.0以下とし、最大値と最小値との差を0.5以下とすることで、タイヤの均一性を一定にすることができる。つまり、セレーション部の変化がタイヤの性能(走行性能)に与える影響を小さくすることができる。これにより、空気入りタイヤ1は、タイヤの性能を維持しつつ、タイヤの感性品質を向上させることができる。
As described above, the
また、上記実施形態のように、1/fゆらぎ関数の各次数成分に一様乱数のrnを加えることで、周方向の位置において、各次数成分が0となる位置をずらすことができる。これにより、1/fゆらぎ関数をより複雑な形状、左右非対称な形状にすることができ、タイヤの感性品質を向上させることができる。 Also, as in the above embodiment, the addition of r n of uniform random numbers to each order component of the 1 / f fluctuation function, the position in the circumferential direction, can be shifted position each order component becomes zero. Thereby, the 1 / f fluctuation function can be made into a more complicated shape and a left-right asymmetric shape, and the sensitivity quality of the tire can be improved.
上記実施形態では、1/f揺らぎ関数を1次から2000次の範囲としたが、本発明はこれに限定されない。ここで、図7−1は、周波数とスペクトルパワーとの関係を示すグラフであり、図7−2は、図7−1に示す関係に基づいて生成した揺らぎ波形を示すグラフであり、図7−3は、図7−2に示す算出結果に基づいて設計したセレーション部を示す正面図であり、図7−4は、図7−3に示すセレーション部を周方向に展開した一部の断面を示す拡大断面図である。また、図8−1から図8−4は、図7−1から図7−4とは異なる次数を用いた場合の算出結果を示す図であり、各図の概要は、図7−1から図7−4にそれぞれ対応している。図7−1及び図8−1は、横軸が周波数(f)であり、縦軸がスペクトルパワー(PSD)である。また、図7−2及び図8−2は、横軸がx座標であり、縦軸がy座標である。 In the above embodiment, the 1 / f fluctuation function is in the range from the first order to the 2000th order, but the present invention is not limited to this. Here, FIG. 7-1 is a graph showing the relationship between the frequency and the spectral power, and FIG. 7-2 is a graph showing the fluctuation waveform generated based on the relationship shown in FIG. -3 is a front view showing a serration portion designed based on the calculation result shown in FIG. 7-2, and FIG. 7-4 is a partial cross-section of the serration portion shown in FIG. 7-3 developed in the circumferential direction. FIG. FIGS. 8-1 to 8-4 are diagrams illustrating calculation results when orders different from those in FIGS. 7-1 to 7-4 are used. The outline of each diagram is illustrated in FIGS. Each corresponds to FIG. In FIGS. 7-1 and 8-1, the horizontal axis represents frequency (f), and the vertical axis represents spectrum power (PSD). In FIGS. 7-2 and 8-2, the horizontal axis is the x coordinate, and the vertical axis is the y coordinate.
ここで、図7−1から図7−4は、1/fゆらぎ関数に用いる周波数の次数を1次から600次(つまり上記式(1)において1≦n≦600)とした以外は同様の条件で算出した結果である。また、図8−1から図8−4は、1/fゆらぎ関数に用いる周波数の次数を1次から60次(つまり上記式(1)において1≦n≦60)とした以外は同様の条件で算出した結果である。 Here, FIGS. 7-1 to 7-4 are the same except that the frequency order used for the 1 / f fluctuation function is changed from the first order to the 600th order (that is, 1 ≦ n ≦ 600 in the above equation (1)). This is a result calculated under conditions. FIGS. 8A to 8D show the same conditions except that the frequency order used for the 1 / f fluctuation function is changed from the first order to the 60th order (that is, 1 ≦ n ≦ 60 in the above formula (1)). It is the result calculated by.
周波数の次数を1次から600次とした場合、ゆらぎ係数を図7−1に示す出力に対応する値とすると、ゆらぎ波形は、図7−2に示す形状となる。これに対して、周波数の次数を1次から60次とした場合、ゆらぎ係数を図8−1に示す出力に対応する値とすると、ゆらぎ波形は、図8−2に示す形状となる。図7−2と図8−2に示すように、1/fゆらぎ関数の次数を変化することにより、算出されるゆらぎ波形の形状も変化する。具体的には、用いる次数を多くすると、ゆらぎ波形はより複雑になる。 When the frequency order is changed from the first order to the 600th order, assuming that the fluctuation coefficient is a value corresponding to the output shown in FIG. 7A, the fluctuation waveform has the shape shown in FIG. On the other hand, when the frequency order is changed from the first order to the 60th order, if the fluctuation coefficient is a value corresponding to the output shown in FIG. 8-1, the fluctuation waveform has the shape shown in FIG. As shown in FIGS. 7-2 and 8-2, by changing the order of the 1 / f fluctuation function, the shape of the calculated fluctuation waveform also changes. Specifically, the fluctuation waveform becomes more complicated as the number of orders used is increased.
また、夫々のゆらぎ波形に基づいて、デザインした空気入りタイヤのセレーション部の形状は、図7−3及び図7−4に示す周波数の次数を1次から600次とした場合の空気入りタイヤ1aのセレーション部5aのリッジ51aの形状の方が、図8−3及び図8−4に示す周波数の次数を1次から60次とした場合の空気入りタイヤ1bのセレーション部5bのリッジ51bの形状よりも、形状の変化がより複雑になる。つまり、リッジと隣接するリッジとの形状の差をより大きくすることができる。このように、デザイン方法としては、用いる次数を適宜設計することで、種々のセレーション部の形状をデザインすることができる。また、用いる周波数の次数によって、種々の方向性で品質を高めた空気入りタイヤとすることができる。
Moreover, the shape of the serration part of the designed pneumatic tire based on each fluctuation waveform is the
ここで、1/fゆらぎ関数には、連続する3個以上の整数次数成分を含むことが好ましく、6個以上の整数次数成分を含むことがより好ましく、12個以上の整数次数成分を含むことがより好ましい。このように、使用する次数を一定個数とすることで、セレーション部の形状に適切なゆらぎを与えることができ、上記効果をより好適に与えることができる。また、上述したように、用いる次数を増やすことで、セレーション部の形状をより複雑にすることができ、セレーションがより独特の形状となり、感性品質を高く維持することができる。 Here, the 1 / f fluctuation function preferably includes three or more consecutive integer order components, more preferably includes six or more integer order components, and includes twelve or more integer order components. Is more preferable. In this way, by setting the number of orders to be used to a certain number, it is possible to give appropriate fluctuations to the shape of the serration portion, and it is possible to give the above effect more suitably. Further, as described above, by increasing the order to be used, the shape of the serration portion can be made more complicated, the serration becomes a more unique shape, and the sensitivity quality can be maintained high.
また、1/fゆらぎ関数には、2次以上の整数次数成分、つまり、2≦n以上の整数次数成分を用いることが好ましい。このように、1/fゆらぎ関数に、2次以上の整数次数成分を用いることで、つまり1次の成分を用いないことで、タイヤのセレーション部のバランスをより均一にしつつ、感性品質を高く維持することができる。 In addition, it is preferable to use an integer order component of second or higher order, that is, an integer order component of 2 ≦ n or more, for the 1 / f fluctuation function. In this way, by using an integer order component of the second or higher order in the 1 / f fluctuation function, that is, by not using the first order component, the balance of the serration portion of the tire is made more uniform, and the sensitivity quality is increased. Can be maintained.
ここで、図9−1、図10−1、図11−1は、それぞれ周波数(f)とスペクトルパワー(PSD)との関係を示すグラフである。図9−2は、図9−1に示す関係に基づいて、図10−2は、図10−1に示す関係に基づいて、図11−2は、図11−1に示す関係に基づいてそれぞれ生成した揺らぎ波形を示すグラフである。なお、図9−1及び図9−2は、1/fゆらぎ関数の整数次数成分として、3次から5次(3≦n≦5)を用い、図10−1及び図10−2は、1/fゆらぎ関数の整数次数成分として、3次から8次(3≦n≦8)を用い、図11−1及び図11−2は、1/fゆらぎ関数の整数次数成分として、3次から14次(3≦n≦14)を用いてゆらぎ波形を算出した。 Here, FIG. 9A, FIG. 10A, and FIG. 11A are graphs showing the relationship between the frequency (f) and the spectrum power (PSD), respectively. 9-2 is based on the relationship shown in FIG. 9-1, FIG. 10-2 is based on the relationship shown in FIG. 10-1, and FIG. 11-2 is based on the relationship shown in FIG. It is a graph which shows the fluctuation waveform produced | generated, respectively. 9A and 9B use the third order to the fifth order (3 ≦ n ≦ 5) as the integer order component of the 1 / f fluctuation function, and FIGS. 3rd to 8th order (3 ≦ n ≦ 8) is used as the integer order component of the 1 / f fluctuation function, and FIGS. 11-1 and 11-2 illustrate the third order as the integer order component of the 1 / f fluctuation function. The fluctuation waveform was calculated using the 14th order (3 ≦ n ≦ 14).
また、ゆらぎ係数を図9−1、図10−1、図11−1のそれぞれに示す出力に対応する値とすると、それぞれのゆらぎ波形は、図9−2、図10−2、図11−2に示す形状となる。図9−2から図11−2に示すように、用いる整数次数成分を多くすることで、ゆらぎ波形をより複雑な形状にすることができる。ゆらぎ波形を複雑な形状にできることで、セレーションの形状をより複雑にすることができ、セレーションがより独特の形状となり、感性品質を高く維持することができる。また、図9−2から図11−2に示すように、2次以上の次数成分を用いることで、波形の左右のバランスを良くすることができ、タイヤのセレーション部のバランスをより均一にしつつ、感性品質を高く維持することができる。 If the fluctuation coefficients are values corresponding to the outputs shown in FIGS. 9A, 10A, and 11A, the fluctuation waveforms are as shown in FIGS. 9-2, 10-2, and 11−. The shape shown in FIG. As shown in FIGS. 9-2 to 11-2, the fluctuation waveform can be made more complicated by increasing the integer order components to be used. By making the fluctuation waveform into a complicated shape, the shape of the serration can be made more complex, the serration becomes a more unique shape, and high sensitivity quality can be maintained. Moreover, as shown in FIGS. 9-2 to 11-2, by using the second order or higher order components, the left and right balance of the waveform can be improved, and the balance of the serration portion of the tire is made more uniform. , Sensitivity quality can be kept high.
ここで、図12は、周波数とスペクトルパワーとの関係を対数軸で示すグラフである。なお、図12は、横軸が周波数であり、縦軸がパワー密度である。また、両軸とも対数軸である。上述したように、ゆらぎ係数を0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値とすることで、図12に示すように対数軸において、周波数とスペクトルパワーとの関係が傾き2/fから傾き0.5/fの範囲に含まれることになる。また、最大値と最小値との差を0.5以下の範囲とすることで、傾きを略一定の傾きとすることができる。これにより、1/fゆらぎを好適に表現することができ、感性品質を高くすることができる。
Here, FIG. 12 is a graph showing the relationship between frequency and spectrum power on a logarithmic axis. In FIG. 12, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power density. Both axes are logarithmic axes. As described above, by changing the fluctuation coefficient to 0.5 or more and 2 or less and having a difference between the maximum value and the minimum value within a range of 0.5 or less, the logarithm as shown in FIG. In the axis, the relationship between the frequency and the spectral power is included in the range of the
なお、ゆらぎ係数は、一定の値とすることが好ましい。つまり、ゆらぎ係数を1つの値として、図12に示す周波数とスペクトルパワーとの関係が傾き2/fの直線、1/fの直線、0.5/fの直線のようにすることが好ましい。このように、ゆらぎ係数を一定の値とすることで、1/fゆらぎを好適に表現することができ、感性品質を高くすることができる。 The fluctuation coefficient is preferably a constant value. That is, it is preferable that the fluctuation coefficient is a single value, and the relationship between the frequency and the spectrum power shown in FIG. 12 is a straight line with a slope of 2 / f, a straight line with 1 / f, and a straight line with 0.5 / f. In this way, by setting the fluctuation coefficient to a constant value, the 1 / f fluctuation can be suitably expressed, and the sensitivity quality can be improved.
また、上記実施形態では、ゆらぎ係数を任意の値としたが、ゆらぎ係数の値と次数との関係を関数で設定するようにしてもよい。また、低次の次数のゆらぎ係数を高次の次数のゆらぎ係数よりも低くしてもよい。低次の次数のゆらぎ係数を低くすることで、タイヤの質量バランスをより均一にすることができる。 In the above embodiment, the fluctuation coefficient is an arbitrary value. However, the relationship between the fluctuation coefficient value and the order may be set as a function. Further, the low-order order fluctuation coefficient may be set lower than the high-order degree fluctuation coefficient. By reducing the low-order fluctuation coefficient, the tire mass balance can be made more uniform.
ここで、上記実施形態では、いずれの場合も、リッジの高さ及び、表面の角度(赤道面に対する角度)を変化させたが、本発明はこれに限定されない。ここで、リッジは、各リッジの体積を一定として、表面の角度、形状のみを位置によって変化させることが好ましい。このように、リッジの体積を一定とすることで、タイヤの質量バランスを一定とすることができる。これにより、タイヤの性能をより確実に維持することができる。 Here, in any of the above embodiments, the height of the ridge and the angle of the surface (angle with respect to the equator plane) are changed in any case, but the present invention is not limited to this. Here, it is preferable that the ridge has a constant volume of each ridge, and only the surface angle and shape are changed depending on the position. Thus, by making the volume of the ridge constant, the mass balance of the tire can be made constant. Thereby, the performance of a tire can be maintained more reliably.
また、セレーション部としては、リッジの高さ及び、表面の角度に加え、あるいは、替えて、リッジの配置間隔、リッジの幅、リッジの表面の形状の少なくとも1つを周方向の位置に応じて変化させるようにしてもよい。また、セレーション部にリッジのみを形成した場合を説明したが、文字、記号等を形成してもよい。なお、この場合はリッジのみを上記条件で設計してもよいし、文字、記号等のその他の形状のものも含んで、上記条件で設計してもよい。 Further, as the serration portion, in addition to or instead of the height of the ridge and the angle of the surface, at least one of the arrangement interval of the ridge, the width of the ridge, and the shape of the surface of the ridge according to the position in the circumferential direction. It may be changed. Further, although the case where only the ridge is formed in the serration portion has been described, a character, a symbol, or the like may be formed. In this case, only the ridge may be designed under the above conditions, or may be designed under the above conditions including those having other shapes such as characters and symbols.
また、上記実施形態では、サイドウォール部のセレーション部の場合を説明したが、サイドウォール部の周方向にわたって、つまり、全周に形成されていればよく、セレーション部にも限定されない。例えば、サイドウォール部に形成されているブロックの表面の形状を同様に、ゆらぎ係数が0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値であり、かつ、周方向の1周を1次とする周波数の次数範囲が有限である、1/fゆらぎ関数に基づいて、表面の形状が周方向において変化する形状とすることで、上記と同様の効果を得ることができる。 Moreover, although the case of the serration part of the side wall part was demonstrated in the said embodiment, it should just be formed over the circumferential direction of the side wall part, ie, the perimeter, and is not limited to a serration part. For example, the shape of the surface of the block formed in the side wall portion changes in the same manner depending on the order within the range where the fluctuation coefficient is 0.5 or more and 2 or less and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.5 or less. Based on the 1 / f fluctuation function, the shape of the surface changes in the circumferential direction based on the 1 / f fluctuation function, which is a value to be used, and the order range of the frequency in which one round in the circumferential direction is primary, The same effect as described above can be obtained.
以下、観察例を用いて、空気入りタイヤについてより詳細に説明する。ここで、図13−1は、セレーション部の一部の断面を拡大して示す拡大断面図であり、図13−2は、図13−1に示すセレーション部を周方向に展開した一部の断面を示す拡大断面図である。また、図14−1は、セレーション部の一部の断面を拡大して示す拡大断面図であり、図14−2は、図14−1に示すセレーション部を周方向に展開した一部の断面を示す拡大断面図である。なお、図13−1及び図13−2は、実施例となる1/fゆらぎ関数の次数を3次から600次とした以外は上述した方法でセレーションのリッジ51cをデザインした空気入りタイヤ1cである。また、図14−1及び図14−2は、比較例となる周方向に一定のリッジ51dを形成したセレーションを有する空気入りタイヤ1dである。
Hereinafter, the pneumatic tire will be described in more detail using observation examples. Here, FIG. 13-1 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the serration part in an enlarged manner, and FIG. 13-2 is a part of the serration part shown in FIG. 13-1 developed in the circumferential direction. It is an expanded sectional view showing a section. 14-1 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the serration portion in an enlarged manner, and FIG. 14-2 is a partial cross-section of the serration portion shown in FIG. 14-1 developed in the circumferential direction. FIG. FIGS. 13-1 and 13-2 show a
図13−1と図14−1との対比し、図13−2と図14−2との対比からわかるように、実施例と比較例では、セレーションの見た目の形状が異なる。この実施例のタイヤと比較例のタイヤについて、下記の条件で官能試験を行った。成人の男女各20名(合計40名)を対象として、車両に装着した実施例のタイヤと、車両に装着した比較例のタイヤのそれぞれについて、タイヤの外観から受ける印象について5点満点でアンケート調査した。評価項目としては、「目立ちやすさ」、「面白さ」、「美しさ」、「和み感」、「高級感」の5つの項目とした。また、評価が高いほど点数は大きくなる。つまり5点の評価が最も良い評価となる。アンケート調査した評価結果から各評価項目の40名の平均値を算出した。算出結果を下記表1に示す。 As seen from the comparison between FIG. 13-1 and FIG. 14-1, and from the comparison between FIG. 13-2 and FIG. 14-2, the example and the comparative example have different appearances of serrations. A sensory test was performed on the tire of this example and the tire of the comparative example under the following conditions. Questionnaire survey of 20 impressions of male and female adults (total of 40) with regard to the impressions received from the appearance of the tires of the tires of the example mounted on the vehicle and the tires of the comparative example mounted on the vehicle. did. As evaluation items, five items of “easy to stand out”, “fun”, “beauty”, “comfort”, and “luxury” were used. The higher the evaluation, the higher the score. In other words, a five-point evaluation is the best evaluation. The average value of 40 people for each evaluation item was calculated from the evaluation result of the questionnaire survey. The calculation results are shown in Table 1 below.
表1に示すように、比較例よりも実施例の方が、いずれの項目も評価が高いことがわかる。特に和み感と、目立ちやすさが高くなっている。以上より、本発明の空気入りタイヤは、感性品質が高いことがわかる。 As shown in Table 1, it can be seen that all of the items are higher in evaluation than the comparative example. In particular, the feeling of relaxation and visibility are high. From the above, it can be seen that the pneumatic tire of the present invention has high sensitivity quality.
以上のように、本発明に係る空気入りタイヤ及び空気入りタイヤのデザイン方法は、車両に装着する空気入りタイヤ及びそのデザイン方法として用いることに適している。 As described above, the pneumatic tire and the pneumatic tire design method according to the present invention are suitable for use as a pneumatic tire to be mounted on a vehicle and a design method thereof.
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 セレーション部
51 リッジ
52 外輪
53 内輪
54 端面
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記サイドウォール部外面は、表面の周方向に延在して形成されたパターン部を有し、
前記パターン部は、ゆらぎ係数が0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値であり、かつ、周方向の1周を1次とする周波数の次数範囲が有限である、1/fゆらぎ関数に基づいて、表面の形状が周方向において変化していることを特徴とする空気入りタイヤ。 A pneumatic tire comprising a tread portion, a sidewall portion, and a bead portion,
The sidewall portion outer surface has a pattern portion formed extending in the circumferential direction of the surface,
The pattern portion has a fluctuation coefficient of 0.5 or more and 2 or less, and a value that varies depending on the order in a range where the difference between the maximum value and the minimum value is 0.5 or less. A pneumatic tire characterized in that the shape of the surface changes in the circumferential direction based on a 1 / f fluctuation function having a finite order range of frequencies.
前記サイドウォール部の表面の周方向に延在して形成されたパターン部の周方向における形状の変化を、ゆらぎ係数が0.5以上2以下、かつ、最大値と最小値との差が0.5以下の範囲で次数により変化する値であり、かつ、周方向の1周を1次とする周波数の次数範囲が有限である、1/fゆらぎ関数に基づいて決定することを特徴とする空気入りタイヤのデザイン方法。 A pneumatic tire design method that determines the design of the sidewall part,
A change in shape in the circumferential direction of the pattern portion formed extending in the circumferential direction of the surface of the sidewall portion is a fluctuation coefficient of 0.5 or more and 2 or less, and a difference between the maximum value and the minimum value is 0. It is a value that varies depending on the order within a range of .5 or less, and is determined based on a 1 / f fluctuation function in which the order range of the frequency in which one round in the circumferential direction is the first order is finite. Pneumatic tire design method.
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