JP2013134213A - タイヤの騒音試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外で行うタイヤの騒音試験結果と相関性の高い試験結果を室内で得る。
【解決手段】室内でタイヤの騒音試験を行うタイヤの騒音試験方法である。擬似路面Ｇを外周面に具えた回転可能なドラム２上に、タイヤＴを接触させて走行させる工程と、前記タイヤＴの騒音を、測定器５で測定する測定工程とを含む。前記測定器５は、前記タイヤＴと前記ドラム２との接地中心ＣＮから０．０１〜０．１０mの高さ位置Ｈ１、かつ、タイヤ回転軸ＣＬを中心としてタイヤの回転方向前方側のトレッド表面Ｔ１から前記回転方向前方側へ０．０５〜０．５m離れた距離Ｗ１の位置、しかも、前記タイヤＴの前記支持軸４Ａ側に最も張り出したタイヤ最内端Ｔｅと、タイヤ赤道Ｃから前記支持軸４Ａとは反対側のタイヤ軸方向外側にタイヤ最大断面幅Ｗとタイヤ外径Ｄとの和の長さ（Ｗ＋Ｄ）mの距離を隔てた外側位置Ｔｓとの間に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外で行うタイヤの騒音試験結果と相関性の高い試験結果を室内で得ることができるタイヤの騒音試験方法に関する。

タイヤの騒音に関する試験評価方法は、ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８１で実車惰行試験及び単体台上試験が規格化されている。

前記ＪＡＳＯ規格で定められた実車惰行試験は、屋外で行われるもので、図４（ａ）に示されるように、車両ａの進行方向の中心線ｈから側方７．５mの距離ｆ１に騒音測定器ｂが取り付けられる。そして、車両ａを所定の速度で進行させ、エンジンを停止させた後、騒音測定器ｂを中心にその前後５０mの距離ｆ２を惰行走行したときの騒音レベルのピーク値が測定される。

一方、ＪＡＳＯ規格で定められた単体台上試験では、室内で行われるもので、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、タイヤｔをドラムｄ上に接触回転させ、タイヤ赤道Ｃの側方１mの距離ｆ３かつドラム外周面ｇ上から０．２５m離間した距離ｆ４に設けられた騒音測定器ｂによってタイヤから発生する騒音レベルのピーク値が測定される。

しかしながら、ＪＡＳＯで定める単体台上試験によって得られる結果は、実車惰行試験結果との相関があまりよくないという問題があった。発明者らは、種々実験を行った結果、このような相関関係の低さは、実車惰行試験で測定される騒音には、タイヤトレッド部で周方向にのびる縦溝内で生じる空気の共鳴振動（縦溝気柱共鳴音）とタイヤ軸方向にのびる横溝が周期的に路面と接触することで生じるピッチ音とが大きく影響している一方、単体台上試験では、とりわけ、縦溝気柱共鳴音の音が十分に計測されていないことが原因であることを知見した。また、単体台上試験では、ドラムｄの曲率によって生ずるすべり音が大きく影響することを知見した。タイヤの騒音に関する試験評価方法に関連する技術として、下記特許文献がある。

特開平０７−５５６４９号公報 特開平１１−２１８４７０号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、室内で行うタイヤの騒音試験における測定器の配設位置を改善することを基本として、縦溝気柱共鳴音とピッチ音とを精度良く測定しつつすべり音の影響を小さくして、屋外で行うタイヤの騒音試験結果と相関性の高い試験結果を得ることができるタイヤ騒音試験方法を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、室内でタイヤの騒音試験を行うタイヤの騒音試験方法であって、擬似路面を外周面に具えた回転可能なドラム上に、支持軸で片持ち保持されたリムに装着されたタイヤを接触させて走行させる工程と、前記タイヤの走行中の騒音を、測定器で測定する測定工程とを含むとともに、前記測定工程は、前記騒音を、前記タイヤと前記ドラムとの接地中心から０．０１〜０．１０mの高さ位置、かつ、タイヤ回転軸を中心としてタイヤの回転方向前方側のトレッド表面から前記回転方向前方側へ０．０５〜０．５m離れた位置、しかも、前記タイヤの前記支持軸側に最も張り出したタイヤ最内端と、タイヤ赤道から前記支持軸とは反対側のタイヤ軸方向外側にタイヤ最大断面幅Ｗとタイヤ外径Ｄとの和の長さ（Ｗ＋Ｄ）mの距離を隔てた外側位置との間に設けた測定器で測定することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記擬似路面は、骨材と、該骨材を結合する樹脂からなる結合材とを含み、前記骨材は、粒径が４〜５mmの第１骨材を含む請求項１記載のタイヤ騒音試験方法である。

また請求項３記載の発明は、前記擬似路面は、ＩＳＯ１０８４４で定義されるきめ深さが０．４０〜０．８０mmである請求項１又は２記載のタイヤ騒音試験方法である。

また請求項４記載の発明は、前記ドラムは、前記擬似路面の前記タイヤと接触する部分を除いて吸音材で覆われている請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ騒音試験方法である。

本発明のタイヤの騒音試験方法は、擬似路面を外周面に具えた回転可能なドラム上に、支持軸で片持ち保持されたリムに装着されたタイヤを接触させて走行させる工程と、前記タイヤの走行中の騒音を、測定器で測定する測定工程とを含む。そして、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した前記タイヤに、正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態において、前記測定工程は、前記騒音を、前記タイヤと前記ドラムとの接地中心から０．０１〜０．１０mの高さ位置、かつ、タイヤ回転軸を中心としてタイヤの回転方向前方側のトレッド表面から前記回転方向前方側へ０．０５〜０．５m離れた位置、しかも、前記タイヤの前記支持軸側に最も張り出したタイヤ最内端と、タイヤ赤道から前記支持軸とは反対側のタイヤ軸方向外側にタイヤ最大断面幅Ｗとタイヤ外径Ｄとの和の長さ（Ｗ＋Ｄ）mの距離を隔てた外側位置との間に設けた測定器で測定する。このような騒音試験方法は、縦溝気柱共鳴音とピッチ音とを従来の方法に比して、精度良く測定できるとともにドラムの回転によるすべり音の影響を小さくできる。従って、本発明の騒音試験方法では、屋外で行うタイヤの騒音試験結果と相関性が高い結果が得られる。

本発明の一実施形態のタイヤの騒音試験方法を示す斜視図である。 （ａ）は、図１の部分側面図、（ｂ）は、その正面図である。 ドラムの拡大断面図である。 （ａ）は、ＪＡＳＯ規格の実車惰行試験を説明する平面図、（ｂ）は、ＪＡＳＯ規格の単体台上試験を説明する部分側面図、（ｃ）は、同じく部分正面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１及び２に示されるように、本発明のタイヤの騒音試験方法は、室内で乗用車用、自動二輪車用及びＳＵＶ（Sports Utility Viechle）などと称される多目的自動車に使用される四輪駆動用等のタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）Ｔの騒音を試験する方法である。なお、本実施形態の騒音試験方法は、発明者らの種々の実験により、高荷重、高内圧が負荷され、騒音全体に対するピッチ音の寄与率が大きいトラックやバス等の重荷重用タイヤには採用することができないことが知明している。

本実施形態のタイヤＴのトレッド表面Ｔ１には、タイヤ周方向にのびる縦溝Ｔ２とタイヤ軸方向にのびる横溝Ｔ３とが設けられている。

タイヤの騒音試験を行う騒音測定装置１は、ＪＡＳＯ規格で定められる単体台上試験装置に準拠して構成され、例えば、周方向に回転可能なドラム２と、該ドラム２を回転させるための回転軸３Ａと該回転軸３Ａを駆動する電動機等（図示せず）とを含む駆動具３と、前記ドラム２の外周面上にタイヤＴのトレッド表面Ｔ１を接触させて回転可能かつ片持ちでタイヤＴを保持する支持軸４Ａを具える保持具４と、ドラム２上を回転するタイヤＴの騒音を測定する測定器５とを含んで構成される。

図３に示されるように、本実施形態のドラム２は、実車惰行試験で使用される路面を模した擬似路面７を具えた外周面２Ｇと、前記回転軸３Ａが取り付けられる面及びこの面とは反対の面からなる側面２Ｓとを含む。

本実施形態では、前記擬似路面７は、ＩＳＯ路面規格の粒度曲線（ＩＳＯ１０８４４の付属書Ｃ設計のガイドラインに記載のアスファルト混合物の粒度曲線許容範囲参照）に合わせて骨材８と、該骨材８を結合する樹脂からなる結合材９とを調合して形成される。

骨材８は、例えば、河川産の玉石を破砕した玉砕、原石山で採取し破砕した山砕などからなり、その粒径が４〜５mmの第１骨材８ａと、例えば、該第１骨材８ａよりも粒径が小さい川砂、山砂等の砂からなる第２骨材（図示せず）とを含む。

また、本実施形態の結合材９は、特に限定されるものではないが、骨材８の結合強度やドラム２の外周面２Ｇと擬似路面７との結合強度を確保する観点からエポキシ系樹脂が使用される。

また、擬似路面７は、ＩＳＯ １０８４４の「体積法による舗装面のマクロのきめ深さの測定」で定義されるきめ深さが０．４０〜０．８０mmであるのが望ましい。即ち、きめ深さが０．４mm未満になると、縦溝気柱共鳴音の加振力が小さくなり、実車惰行試験の騒音試験結果との相関性が低くなるおそれがある。逆に、きめ深さが０．８mmを越えると、縦溝気柱共鳴音の周波数が励起されず実車惰行試験の騒音試験結果との相関性が低くなる傾向があるため、好ましくない。

なお、このような擬似路面７は、例えば、前記骨材８と結合材９とを調合した組成物をドラム本体に直接塗布して硬化させる方法や、帯状に成形された擬似路面７をドラム本体に貼り付けても良い。

また、ドラム２は、擬似路面７のタイヤＴと接触する部分（即ち、ドラム２の外周面２Ｇ）を除くドラム２の側面２Ｓを吸音材１１で覆われているのが望ましい。本実施形態では、前記回転軸３Ａが取り付けられる部分を除く側面２Ｓに吸音材１１が貼り付けられている。これにより、前記駆動装置３自体による騒音（電動機や回転軸３Ａの音）が側面２Ｓに反射する反射騒音を低減できるため、精度良くタイヤの騒音が測定できる。

このような吸音材１１としては、例えば、フェルト、グラスウール、ロックウール及び発泡ウレタンなどがコスト削減と吸音効果とを両立させる点で好適である。

また、上述の反射騒音をより効果的に低減するため、図１の１点鎖線で示されるように、ドラム２を囲う囲い部Ｚが設けられても良い。該囲い部Ｚは、擬似路面７のタイヤＴと接触する部分、及び回転軸３Ａが貫通する部分に開口が設けられている。このような囲い部Ｚの内側壁面及び／又は外側壁面に上述のような吸音材が貼付けられるのが望ましい。

また、本実施形態の保持具４は、タイヤＴを回転自在に支持する支持軸４Ａと、該支持軸４Ａを保持しかつドラム２の外周面２ＧとタイヤＴとを離間及び押圧させる図示しない昇降装置を具えた基台４Ｂとを含んで構成される。

本実施形態の基台４Ｂは、例えば、直方体状をなし、支持軸４Ａを上下に移動させるための開口が設けられている。

また、本実施形態の測定器５は、ＪＡＳＯ規格で規定されたＪＩＳ Ｃ １５０５（精密騒音計）による騒音計、又はこれに準ずる騒音計が用いられる。

次に、このように構成された騒音測定装置１を用いて、タイヤの騒音を測定する方法が説明される。本実施形態の測定方法は、測定器５の配設位置を除いて、ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８に規定される単体台上試験方法に準拠して行われる。即ち、本発明のタイヤの騒音測定方法は、前記擬似路面７を外周面２Ｇに具えた回転可能なドラム２上を、リムＪが装着されたタイヤＴを接触させて走行させる工程Ｋ１と、タイヤＴのドラム２上の走行中の騒音を、測定器５で測定する測定工程Ｋ２とを含む。

図１及び２に示されるように、前記工程Ｋ１では、タイヤＴを、正規荷重負荷状態でドラム２の擬似路面７上に接地させる。なお、前記「正規荷重負荷状態」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填したタイヤに、正規荷重を負荷した状態を意味する。なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には２００ｋＰａとする。前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

なお、タイヤＴは、前記支持軸４Ａを図示しない前記保持具４の昇降装置によってタイヤＴを降下させることにより荷重が負荷される。

そして、本発明では、タイヤの騒音測定に大きな影響を与える縦溝Ｔ２内で生じる縦溝気柱共鳴音と、横溝Ｔ３から生じるピッチ音とを十分に計測しつつドラム２のすべり音の影響を小さくするため測定器５の配設位置が改善されている。具体的には、測定器５は、タイヤＴと前記ドラム２との接地中心ＣＮから０．０１〜０．１０mの高さ位置Ｈ１に設けられる必要がある。また、測定器５は、タイヤ回転軸ＣＬを中心としてタイヤの回転方向前方側のトレッド表面Ｔ１から前記回転方向前方側へ０．０５〜０．５０mの距離Ｗ１に設けられる必要がある。さらに、測定器５のタイヤ軸方向の配設位置は、前記支持軸４Ａ側に最も張り出したタイヤ最内端Ｔｅと、タイヤ赤道Ｃから支持軸４Ａとは反対側のタイヤ軸方向外側にタイヤ最大断面幅Ｗ（図示せず）とタイヤ外径Ｄ（図示せず）との和の長さ（Ｗ＋Ｄ）mの距離を隔てた外側位置Ｔｓとの間に設けられる必要がある。

これにより、本発明のタイヤの騒音試験方法による騒音テスト結果は、実車惰行試験で行う騒音テスト結果と相関性が非常に高くなることが発明者らの検証によって判明した（この点については、後の実施例で詳しく述べる。）。従って、屋外の実車惰行試験を行うことなく、タイヤＴの騒音試験を正しく評価することができる。また、本発明では、測定器５のタイヤ軸方向の配設位置を、タイヤ最内端Ｔｅ及びタイヤ最大断面幅Ｗとタイヤ外径Ｄとの和の長さ（Ｗ＋Ｄ）で定義することにより、タイヤサイズに拘束されることなく、実車惰行試験と相関性の高いタイヤの騒音を測定することができる。なお、タイヤ最大断面幅Ｗ及びタイヤ外径Ｄは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態における値とする。また、前記タイヤ最内端Ｔｅは、タイヤ回転軸ＣＬよりもドラム２の半径方向外側における位置とする。

とりわけ、縦溝気柱共鳴音を効果的に計測しつつ、ドラムのすべり音を一層低減して実車レベルの騒音値に近づけるため、測定器５の配設位置がさらに限定されるのが望ましい。即ち、前記高さ位置Ｈ１は、好ましくは０．０３〜０．１０mが望ましい。また、前記距離Ｗ１は、好ましくは０．１０〜０．５０mが望ましい。同様に、前記タイヤ軸方向の配設位置は、好ましくはタイヤ赤道Ｃと、前記外側位置Ｔｓとの間に設けられるのが望ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

本発明の効果を確認するために、ＪＡＳＯ規格に準拠した本願発明の単体台上騒音試験装置を用い、下記仕様に基づいて測定器の配置等を変化させて、トレッドパターンの異なる(即ち、騒音結果の異なる）タイヤの騒音のオーバーオール値を測定するテストが行われた。そして、本願発明の単体台上騒音試験によるオーバーオール値の各タイヤ間の序列と、ＪＡＳＯ規格の実車惰行騒音試験によるオーバーオール値のタイヤ間の序列との相関関性を比較するとともに、単体台上騒音試験と実車惰行騒音試験によるオーバーオール値の相関係数を算出し比較した。表１及び表２には、異なるタイヤサイズのテスト結果が示される。表１及び２に使用されるタイヤ等の仕様及び実車惰行試験によるオーバーオール値のタイヤ間序列は以下の通りである。
比較例、実施例の擬似路面：骨材と結合材との調合
比較例、実施例の擬似路面のきめ深さ：０．６mm
従来例の擬似路面：セーフティウォーク
＜表１＞
多目的自動車用空気入りタイヤ
タイヤサイズ：２８５／６０Ｒ１８
リム：８．０×１８
内圧：２３０ｋＰａ
荷重：６．２５ｋＮ
速度：５０km／ｈ
タイヤ最大断面幅Ｗ：０．３０m
タイヤ外径Ｄ：０．８０m
実車惰行試験によるオーバーオール値のタイヤ間序列
：（良）Ａ＞Ｂ＞Ｅ＞Ｃ＞Ｄ（悪）
＜表２＞
乗用車用空気入りタイヤ
タイヤサイズ：２３５／４５Ｒ１８
リム：８．０×１８
内圧：２００ｋＰａ
荷重：４．６ｋＮ
速度：８０km／ｈ
タイヤ最大断面幅Ｗ：０．２４m
タイヤ外径Ｄ：０．６７m
実車惰行試験によるオーバーオール値のタイヤ間序列：Ｃ＞Ｂ＞Ａ＞Ｅ≒Ｄ
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例の測定器の配設位置による騒音試験結果は、従来例及び比較例の配設位置によるものに比べて、実車惰行試験による騒音試験結果と相関性が高いことが確認できる。なお、さらに速度、タイヤサイズ、きめ深さを０．４mm又は０．８mmに変化させて騒音試験を行ったが、本発明の測定器の配設位置では相関性が良かった。

Ｔ 空気入りタイヤ
２ ドラム
２Ｇ 外周面
５ 測定器
Ｃ タイヤ赤道
ＣＬ タイヤ回転軸
ＣＮ 接地中心
Ｊ リム
Ｈ１ 高さ位置
Ｔ１ トレッド表面
Ｗ１ タイヤ回転軸からの距離

Claims (4)

1. 室内でタイヤの騒音試験を行うタイヤの騒音試験方法であって、
   擬似路面を外周面に具えた回転可能なドラム上に、支持軸で片持ち保持されたリムに装着されたタイヤを接触させて走行させる工程と、
   前記タイヤの走行中の騒音を、測定器で測定する測定工程とを含むとともに、
   前記測定工程は、前記騒音を、前記タイヤと前記ドラムとの接地中心から０．０１〜０．１０mの高さ位置、かつ、タイヤ回転軸を中心としてタイヤの回転方向前方側のトレッド表面から前記回転方向前方側へ０．０５〜０．５m離れた位置、しかも、前記タイヤの前記支持軸側に最も張り出したタイヤ最内端と、タイヤ赤道から前記支持軸とは反対側のタイヤ軸方向外側にタイヤ最大断面幅Ｗとタイヤ外径Ｄとの和の長さ（Ｗ＋Ｄ）mの距離を隔てた外側位置との間に設けた測定器で測定することを特徴とするタイヤ騒音試験方法。
2. 前記擬似路面は、骨材と、該骨材を結合する樹脂からなる結合材とを含み、前記骨材は、粒径が４〜５mmの第１骨材を含む請求項１記載のタイヤ騒音試験方法。
3. 前記擬似路面は、ＩＳＯ１０８４４で定義されるきめ深さが０．４０〜０．８０mmである請求項１又は２記載のタイヤ騒音試験方法。
4. 前記ドラムは、前記擬似路面の前記タイヤと接触する部分を除いて吸音材で覆われている請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ騒音試験方法。

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