(57)【要約】【課題】工数及び計算コストの増大を回避しつつ、タイヤ構造を考慮した氷雪性能値を算出可能なタイヤ氷雪性能値の算出方法を提供する。【解決手段】踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出する。接地解析結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出する。踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出する。抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とする。【選択図】図７
2014202493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出するステップと、
接地解析結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出するステップと、
前記踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出するステップと、
抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とするステップと、
を有するタイヤ氷雪性能値の算出方法。
【請求項２】
或る幅方向位置における前記重み係数は、接地面に設定した基点を通る幅方向に沿ったライン上の前記或る幅方向位置の接地圧と、前記基点の圧力値を基準値とした場合の前記基点を通る前後方向に沿ったラインの接地圧の累積値と、或る長さを基準長さとした場合の前記或る幅方向位置の接地長とを積算することで算出する請求項１に記載のタイヤ氷雪性能値の算出方法。
【請求項３】
前記抽出した画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を、タイヤ幅方向における複数箇所の前記重み係数を補間することにより算出する請求項１又は２に記載のタイヤ氷雪性能値の算出方法。
【請求項４】
踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出する接地圧算出部と、
前記接地圧算出部の算出結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出する重み係数算出部と、
前記踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とする指標値算出部と、
を備えるタイヤ氷雪性能値の算出装置。
【請求項５】
或る幅方向位置における前記重み係数は、接地面に設定した基点を通る幅方向に沿ったライン上の前記或る幅方向位置の接地圧と、前記基点の圧力値を基準値とした場合の前記基点を通る前後方向に沿ったラインの接地圧の累積値と、或る長さを基準長さとした場合の前記或る幅方向位置の接地長とを積算することで算出する請求項４に記載のタイヤ氷雪性能値の算出装置。
【請求項６】
前記抽出した画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を、タイヤ幅方向における複数箇所の前記重み係数を補間することにより算出する請求項４又は５に記載のタイヤ氷雪性能値の算出装置。
【請求項７】
踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出するステップと、
接地解析結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出するステップと、
前記踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出するステップと、
抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とするステップと、
をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤに関する氷雪性能値を算出するタイヤ氷雪性能値の算出方法、タイヤ氷雪性能値の算出装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
氷雪路面を走行する場面で用いられるスタッドレスタイヤなどのタイヤでは、陸部（ブロック又はリブ）の踏面にサイプと呼ばれる切り込みが形成されており、サイプによるエッジ効果によって、摩擦係数の低い氷雪路面での性能が高められている。
【０００３】
適切な氷雪性能を得られるサイプの形状及びサイプの配置を導出するために、タイヤの設計分野でもコンピュータシミュレーションを用いることが考えられる。例えば、タイヤの氷雪性能を評価する一つの方法が特許文献１に開示されている。特許文献１の手法は、サイプを有するトレッドブロックを複数の要素でモデル化したブロックモデルを生成し、ブロックモデルを接地及びせん断変形させる解析を有限要素法等で実施し、サイプに生じる接地圧を算出する。また、サイプのすべり方向に応じた投影長さを算出し、投影長さと接地圧とを積算することで氷雪性能の指標値を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、一つのブロックだけの氷雪性能の評価値を算出するので、内部構造等のタイヤ構造を考慮した氷雪性能値を算出できない。また、従来方法では、ブロックのみのモデルを用いているので、タイヤにおけるサイプの配置位置を考慮していない。
【０００６】
さらに、上記方法では、サイプ形状を含むブロックをモデル化しているため、サイプの配置やその傾きを変えて評価しようとする場合に、モデルを作り直し、有限要素法による解析を逐次行わなければならないので、モデルを生成又は修正する工数と、解析に要する時間が膨大となってしまう。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、工数及び計算コストの増大を回避しつつ、タイヤ構造を考慮した氷雪性能値を算出可能なタイヤ氷雪性能値の算出方法、タイヤ氷雪性能値の算出装置及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本発明のタイヤ氷雪性能値の算出方法は、踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出するステップと、接地解析結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出するステップと、前記踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出するステップと、抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とするステップと、を有する。
【００１０】
本発明のタイヤ氷雪性能値の算出装置は、踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出する接地圧算出部と、前記接地圧算出部の算出結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出する重み係数算出部と、前記踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とする指標値算出部と、を備える。
【００１１】
このようにすれば、有限要素法による接地解析は一度で済み、評価対象となるサイプ画像からのエッジ画像の抽出、重み係数の特定、及び重み係数を累計するだけなので、評価対象となるサイプの配置位置及び向きを変えても、再度の有限要素法による接地解析を必要とせず、タイヤモデルを作り替える必要もない。したがって、計算コスト及び工数を著しく低減することが可能となる。それでいて、サイプ画素の幅方向位置に応じた重み係数を特定するので、サイプの位置を考慮した氷雪性能値（指標値）を算出でき、予測精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
重み係数を容易に算出するためには、或る幅方向位置における前記重み係数は、接地面に設定した基点を通る幅方向に沿ったライン上の前記或る幅方向位置の接地圧と、前記基点の圧力値を基準値とした場合の前記基点を通る前後方向に沿ったラインの接地圧の累積値と、或る長さを基準長さとした場合の前記或る幅方向位置の接地長とを積算することで算出することが好ましい。
【００１３】
ユーザフレンドリーな解析を可能にするためには、前記抽出した画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を、タイヤ幅方向における複数箇所の前記重み係数を補間することにより算出することが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記方法を構成するステップを、プログラムの観点から特定することも可能である。
【００１５】
すなわち、本発明のコンピュータプログラムは、踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出するステップと、接地解析結果に基づき、タイヤ幅方向における或る位置上にある全ての要素の接地圧の累計値に対応する重み係数を、幅方向位置を異ならせて複数算出するステップと、前記踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出するステップと、抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置に対応する前記重み係数を特定し、特定した重み係数を累積して累積値を氷雪性能の指標値とするステップと、をコンピュータに実行させる。
このプログラムを実行することによっても、上記方法が奏する作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るタイヤ氷雪性能値の算出装置を模式的に示すブロック図。
【図２Ａ】陸部（ブロック及びリブ）に配置されるサイプを模式的に示す平面図。
【図２Ｂ】陸部（ブロック及びリブ）に配置されるサイプを模式的に示す平面図。
【図３】接地解析結果を示す図。
【図４Ａ】接地面の接地圧を高さで模式的に示す斜視図。
【図４Ｂ】図４Ａの基点における幅方向の接地圧分布を示す図。
【図４Ｃ】図４Ａの基点における前後方向の接地圧分布を示す図。
【図４Ｄ】図４Ａにおける接地長分布を示す図。
【図５】幅方向位置と重み係数の関係を示す図。
【図６Ａ】サイプ画像を示す説明図。
【図６Ｂ】図６Ａのサイプ画像からエッジ効果を発揮する部位の画素を抽出した様子を示す説明図。
【図７】タイヤ氷雪性能値を算出する方法を示すフローチャート。
【図８】タイヤ氷雪性能値の算出結果を示す図。
【図９】タイヤ氷雪性能値の算出結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
［タイヤ氷雪性能値の算出装置］
本実施形態のタイヤ氷雪性能値の算出装置２は、評価対象となるサイプの氷雪性能値（指標値）を、タイヤの踏面に対する配置位置、向き（角度）及びタイヤ構造を考慮して算出する装置である。サイプ１２は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、踏面における形状で表現でき、種々の形状が考えられる。サイプ１２は、タイヤ周方向ＣＤに延びる主溝１で区画された陸部（ブロック１０又はリブ１１）に配置される。タイヤ幅方向ＷＤの中央Ｃ側にある陸部をセンター陸部Ｃｅと呼び、タイヤ幅方向ＷＤの端部にある陸部をショルダー陸部Ｓｈと呼ぶ。主溝１の数によって、センター陸部Ｃｅとショルダー陸部Ｓｈとの間にメディエイト陸部Ｍｅが存在する場合がある。サイプ１２の配置位置及び向きは設計値として変更可能である。サイプ１２は、配置位置に応じてショルダー陸部Ｓｈ、メディエイト陸部Ｍｅ及びセンター陸部Ｃｅのいずれかに配置される。図２Ａに示すサイプ１２は、波形状のサイプの一例であり、図２Ｂに示すサイプ１２は、矩形状のサイプの一例である。
【００１９】
具体的に、タイヤ氷雪性能値の算出装置２は、図１に示すように、初期設定部２０と、接地圧算出部２１と、重み係数算出部２２と、抽出部２３と、指標値算出部２４とを有する。これら各部２０〜２４は、ＣＰＵ、メモリ、各種インターフェイス等を備えたパソコン等の情報処理装置においてＣＰＵが予め記憶されている図示しない処理ルーチンを実行することによりソフトウェア及びハードウェアが協働して実現される。
【００２０】
図１に示す初期設定部２０は、キーボードやマウス等の既知の操作部を介してユーザからの操作を受け付け、タイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルに関する設定、タイヤモデルにかける荷重値及び内圧値など、有限要素法（Finite Element Method）を用いた接地圧解析に必要な各種設定を実行し、これら設定値をメモリ（図示せず）に記憶する。また、初期設定部２０は、図２Ａ及び図２Ｂに示す評価対象となるサイプ１２のデータ（ベクトルデータ、画像データ等）、サイプの配置位置及びその向きに関する設定を受け付け、メモリに記憶する。本実施形態においてタイヤモデルとして、ブロック又はリブを始めとする陸部を有し、トレッド部からビード部の内部構造を含むタイヤモデルを使用するが、踏面にサイプが形成されていないタイヤモデルを用いる。サイプは、溝幅が１．５ｍｍ以下の溝を意味する。荷重を加える方向は、垂直方向のみに設定して計算を簡素化している。
【００２１】
図１に示す接地圧算出部２１は、予め設定されたタイヤモデル、所定荷重及び所定内圧を含む解析条件の下、タイヤモデルを用いた有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出する。
【００２２】
図３は、接地圧算出部２１の算出結果を例示する図である。図３に示すように、接地解析の結果、接地面形状及び接地面を構成する要素毎に接地圧が得られる。図３では、接地圧は図中において色で示し、編目状の線で要素を表している。説明の便宜上、タイヤ幅方向ＷＤをｘ座標とし、タイヤ前後方向ＣＤ（タイヤ周方向）をｙ座標として説明する。同図に示すように、接地解析結果のデータは、タイヤ幅方向ＷＤ及びタイヤ前後方向ＣＤ（タイヤ周方向）の座標（ｘｙ）と当該座標（ｘｙ）における接地圧Ｐｘｙで構成される三次元データとなる。一方、サイプ形状は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、タイヤ幅方向ＷＤ及びタイヤ前後方向ＣＤの座標（ｘｙ）で構成される二次元データである。サイプのエッジ効果（氷雪性能値）は接地圧に応じて変化するため、サイプによる氷雪性能値を適切に算出するために、接地解析結果のデータとサイプ形状データの双方を参照する必要がある。
【００２３】
そこで、図１に示す重み係数算出部２２は、二次元データのサイプデータと関連付けを可能にするために、三次元データである接地解析結果データを、タイヤ幅方向ＷＤの座標ｘと当該座標ｘにおける重み係数ｗｃ（ｘ）で構成される二次元データ（図５参照）へ変換する処理を行う。重み係数ｗｃは、図３に示すように、タイヤ幅方向ＷＤにおける或る位置Ｘ１上にある全ての要素の接地圧Ｐ（Ｘ１，ｊ＝１〜Ｎ１）の累計値に対応する値である。Ｎ１は、接地面を構成する要素のうち座標Ｘ１における要素数を示す。図１に示す重み係数算出部２２は、接地圧算出部２１の接地解析結果に基づき、幅方向位置ｘを異ならせて重み係数ｗｃ（ｘ）を複数算出する。本実施形態では、接地面を構成するタイヤ幅方向ＷＤの要素列の数、重み係数ｗｃ（ｘ）を算出する。
【００２４】
重み係数ｗｃ（ｘ）は、タイヤ幅方向ＷＤにおける或る位置Ｘ１上にある全ての要素の接地圧Ｐ（Ｘ１，ｊ＝１〜Ｎ１）の累積値に対応する値となるが、本実施形態では、タイヤモデルの要素の取り方に自由度を持たせ、重み係数ｗｃの算出を容易にするために、次の処理を実施している。
【００２５】
図４Ａは、接地面Ｃｈ及び接地面の接地圧を高さで模式的に示す図である。具体的には、図４に示すように、或る幅方向位置ｘ１における重み係数ｗｃ（ｘ１）は、接地面Ｃｈに基点Ｓ１を設定し、基点Ｓ１を通る幅方向ＷＤに沿ったラインＬ１上の或る幅方向位置ｘ１の接地圧Ｐ（ｘ１）と、基点Ｓ１の圧力値ＰＳ１を基準値（１）とした場合の基点Ｓ１を通る前後方向ＣＤに沿ったラインＬ２の接地圧の前後方向累計値ＰＬと、或る長さを基準長さ（本実施形態では１）とした場合の或る幅方向位置ｘ１の接地長ＣＬ（ｘ１）と、を積算することで算出する。本実施形態では、接地面Ｃｈの中央を基点Ｓ１に設定している。図４Ｂは、基点Ｓ１を通る幅方向ＷＤに沿ったラインＬ１上の接地圧分布ＰＷ（図４Ａ参照）を示す。或る幅方向位置ｘ１の接地圧Ｐ（ｘ１）は、図中に示す通りである。図４Ｃは、基点Ｓ１を通る前後方向ＣＤに沿ったラインＬ２の接地圧分布ＰＬ（図４Ａ参照）を示す。基点Ｓ１の圧力値ＰＳ１は、図中に示す通りである。図４Ｄは、図２Ａ及び図２Ｂに示すサイプを繰り返し配置するときの最小単位の周方向長さＰｔを基準長さ（１）とした場合の接地長分布ＣＬを示す。
【００２６】
また、図５に示すように、重み係数ｗｃは、図中にてバツ印で示すように有限要素解析に起因して離散データとなる。そこで、重み係数算出部２２は、同図に示すように、タイヤ幅方向ＷＤの複数箇所（バツ印で示す箇所）の重み係数をスプライン等の補間処理で補間することにより連続データ（図中にて連続線で示す）に変換する。
【００２７】
図６Ａは、サイプ画像を示す図である。番号はサイプを示す画素である。
図１に示す抽出部２３は、図６Ａに示すように、踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向（本実施形態では前後方向ＣＤ）に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出する。図６Ａに示すように、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素として、所定滑り方向（前後方向ＣＤ）にサイプ画素が複数連続する場合には先頭の画素（数字の１で示す画素）が挙げられる。数字の２で示す画素は、先頭の画素（数字１で示す）に連続する画素である。具体的に、サイプパターンの設計には、ＣＡＤ等のベクトルデータを用いることが多く、ベクトルデータにおいてサイプパターンを適宜回転して所定の向きにする。次に、ベクトルデータを画素データ（ピクセルデータ）に変換する。すると図６Ａに示すように、画素データでは、サイプの太さや傾斜角度に応じてサイプを示す画素が集合してしまう場合がある。この場合において、エッジ効果を有する画素は、所定滑り方向に対して先頭の画素だけと考え、図６Ｂに示すように先頭だけの画素を抽出する。
【００２８】
図１に示す指標値算出部２４は、抽出部２３で抽出した画素（図６Ｂ参照）毎に、当該画素のタイヤ幅方向位置ｘに対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を特定し、特定した重み係数ｗｃ（ｘ）を累積し、累積値を氷雪性能の指標値とする。ここで、一つのサイプパターンに限定して指標値を算出すれば、サイプ単位での氷雪性能値を算出でき、タイヤに配置される全てのサイプパターンで指標値を算出すれば、タイヤ全体での氷雪性能値を算出できる。
【００２９】
［タイヤ氷雪性能値の算出方法］
上記算出装置２を用いて、タイヤ氷雪性能値を算出する方法を、図７のフローチャートを主に参照しつつ説明する。
【００３０】
まず、ステップＳＴ１において、図１に示す初期設定部２０は、操作部（図示せず）を介してユーザの操作を受け付け、タイヤモデル、荷重値、評価対象となるサイプ画像データ及びその配置位置、向きなど、各種設定を行う。
【００３１】
次のステップＳＴ２において、図１に示す接地圧算出部２１は、踏面にサイプが形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、図３に示すように接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出する。
【００３２】
次のステップＳＴ３において、図１に示す重み係数算出部２２は、接地圧算出部２１の算出結果に基づき、タイヤ幅方向ＷＤにおける或る位置Ｘ１上にある全ての要素の接地圧Ｐ（Ｘ１，ｊ＝１〜Ｎ１）の累計値に対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を、幅方向位置ｘを異ならせて複数算出する。具体的には、重み係数算出部２２は、図４Ａ〜Ｄに示すように、或る幅方向位置ｘ１における重み係数ｗｃ（ｘ１）を、接地面Ｃｈに設定した基点Ｓ１を通る幅方向ＷＤに沿ったラインＬ１上の或る幅方向位置ｘ１の接地圧Ｐ（ｘ１）と、基点Ｓ１の圧力値ＰＳ１を基準値１とした場合の基点Ｓ１を通る前後方向ＣＤに沿ったラインＬ２の接地圧の累積値ＰＬと、或る長さを基準長さとした場合の或る幅方向位置ｘ１の接地長ＣＬ（ｘ１）とを積算することで算出する。
【００３３】
次のステップＳＴ４において、図１に示す重み係数算出部２２は、図５に示すように、タイヤ幅方向ＷＤにおける複数箇所の重み係数ｗｃ（ｘ）を補間して連続データに変換しておく。
【００３４】
次のステップＳＴ５において、ＣＰＵは、設定されたサイプの向きに応じてベクトル画像データを回転させ、ピクセルデータに変換する。次のステップＳＴ６において、図１に示す抽出部２３は、図６Ａに示す路面に対して配置位置及び向きを設定したサイプ画像から、図６Ｂに示すように所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素（数字１で表す画素）を抽出する。
【００３５】
次のステップＳＴ７において、図１に示す指標値算出部２４は、抽出した画素毎に当該画素のタイヤ幅方向位置ｘに対応する重み係数ｗｃを特定し、ステップＳＴ８において特定した重み係数を累積し、累積値を氷雪性能の指標値とする。
【００３６】
上記算出装置２及び算出方法を実施した例を下記に示す。
【００３７】
図８に示す例では、タイヤサイズを１４０／７０Ｒ１４とした踏面にブロック及びリブが配置されているが、サイプが配置されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを使用した。空気圧（内圧）は２００ｋＰａで垂直荷重は２３０ｋｇｆに設定し、有限要素法による接地解析を行った。そして、図８に示す２パターンのサイプについて図中で示す角度（向き）に設定してメディエイト陸部Ｍｅに配置し、重み係数の累積値を算出した。図中のグラフに示すように矩形状サイプは向きを傾斜させる毎に性能が向上していることが分かる。傾斜角度０度のときにエッジ効果を発揮しなかった部位が徐々にエッジ効果を発揮していると推測される。一方、波状サイプは向きを傾斜させても性能が変わらなかった。これは、エッジ効果を新たに発揮する部位と、エッジ効果を失う部位がほぼ均等であると考えられる。
このように、有限要素法による接地解析１回実施するだけで上記のような考察を行うことができ、計算コスト及びタイヤモデルを生成する工数を著しく低減することが可能となる。
【００３８】
図９に示す例では、図中に示す波状サイプをセンター陸部Ｃｅ、メディエイト陸部Ｍｅ及びショルダー陸部Ｓｈに配置し、サイプの配置位置の違いによる性能の差を算出した。また、タイヤの荷重を異ならせて性能差を算出した。荷重１は２３０ｋｇｆで、荷重２は１６０ｋｇｆである。いずれの場合も、センター陸部Ｃｅに配置したサイプ性能を１００とし、他のサイプを指数で示した。図９に示すように、タイヤ幅方向位置ｘ、すなわち配置する陸部に応じて氷雪性能に差が生じることが分かる。
このような考察を、有限要素法による接地解析２回実施するだけで行うことができ、計算コスト及びタイヤモデルを生成する工数を著しく低減することが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施形態のタイヤ氷雪性能値の算出方法は、踏面にサイプ１２が形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出するステップ（ＳＴ２）と、接地解析結果に基づき、タイヤ幅方向ＷＤにおける或る位置Ｘ１上にある全ての要素の接地圧の累計値Ｐ（Ｘ１，ｊ＝１〜Ｎ１）に対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を、幅方向位置ｘを異ならせて複数算出するステップ（ＳＴ３）と、踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出するステップ（ＳＴ６）と、抽出した画素毎に画素のタイヤ幅方向位置ｘに対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を特定し、特定した重み係数ｗｃ（ｘ）を累積して累積値を氷雪性能の指標値とするステップ（ＳＴ７〜８）と、を有する。
【００４０】
本実施形態のタイヤ氷雪性能値の算出装置２は、踏面にサイプ１２が形成されていないタイヤを複数の要素でモデル化したタイヤモデルを用い所定荷重の下で有限要素法による接地解析を実施し、接地面形状及び接地面を構成する要素毎の接地圧を算出する接地圧算出部２１と、接地圧算出部２１の算出結果に基づき、タイヤ幅方向ＷＤにおける或る位置Ｘ１上にある全ての要素の接地圧（Ｘ１，ｊ＝１〜Ｎ１）の累計値に対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を、幅方向位置ｘを異ならせて複数算出する重み係数算出部２２と、踏面に対して配置位置及び向きを設定した評価対象となるサイプ画像から、所定滑り方向に応じたエッジ効果を有する部位の画素を抽出する抽出部２３と、抽出部２３が抽出した画素毎に画素のタイヤ幅方向位置ｘに対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を特定し、特定した重み係数ｗｃ（ｘ）を累積して累積値を氷雪性能の指標値とする指標値算出部２４と、を備える。
【００４１】
この装置及び方法によれば、有限要素法による接地解析は一度で済み、評価対象となるサイプ画像からのエッジ画像の抽出、重み係数の特定、及び重み係数を累計するだけなので、評価対象となるサイプの配置位置及び向きを変えても、再度の有限要素法による接地解析を必要とせず、タイヤモデルを作り替える必要もない。したがって、計算コスト及び工数を著しく低減することが可能となる。それでいて、サイプ画素の幅方向位置ｘに応じた重み係数ｗｃ（ｘ）を特定するので、サイプの位置を考慮した氷雪性能値（指標値）を算出でき、予測精度を向上させることが可能となる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、或る幅方向位置ｘ１における重み係数ｗｃ（ｘ１）は、接地面Ｃｈに設定した基点Ｓ１を通る幅方向ＷＤに沿ったラインＬ１上の或る幅方向位置ｘ１の接地圧Ｐ（ｘ１）と、基点Ｓ１の圧力値ＰＳ１を基準値１とした場合の基点Ｓ１を通る前後方向ＣＤに沿ったラインＬ２の接地圧の累積値ＰＬと、或る長さＰｔを基準長さとした場合の或る幅方向位置ｘ１の接地長ＣＬ（ｘ１）とを積算することで算出する。
このようにすれば、タイヤモデルの要素の取り方に自由度を持たせ、重み係数ｗｃの算出を画一的に処理でき、容易な算出が可能となる。
【００４３】
さらに本実施形態では、抽出した画素のタイヤ幅方向位置ｘに対応する重み係数ｗｃ（ｘ）を、タイヤ幅方向ＷＤにおける複数箇所の重み係数ｗｃを補間することにより算出する。このようにすれば、有限要素法による接地圧を算出する座標と、画素の座標が一致していなくても、補間により重み係数ｗｃを算出でき、ユーザフレンドリーな解析が可能となる。
【００４４】
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、上記タイヤ氷雪性能値の算出方法を構成する各ステップをコンピュータに実行させるプログラムである。
これらプログラムを実行することによっても、上記方法の奏する作用効果を得ることが可能となる。言い換えると、上記方法を使用しているとも言える。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４６】
上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１２…サイプ
２１…接地圧算出部
２２…重み係数算出部
２３…抽出部
２４…指標値算出部
Ｐ…接地圧
ｗｃ…重み係数
Ｓ１…基点
Ｌ１、Ｌ２…ライン
ＰＬ…前後方向接地圧の累積値
ＣＬ…接地長
ｘ，ｘ１…タイヤ幅方向位置
【図１】
2014202493.tif 000003
【図２Ａ】
2014202493.tif 000004
【図２Ｂ】
2014202493.tif 000005
【図３】
2014202493.tif 000006
【図４Ａ】
2014202493.tif 000007
【図４Ｂ】
2014202493.tif 000008
【図４Ｃ】
2014202493.tif 000009
【図４Ｄ】
2014202493.tif 000010
【図５】
2014202493.tif 000011
【図６Ａ】
2014202493.tif 000012
【図６Ｂ】
2014202493.tif 000013
【図７】
2014202493.tif 000014
【図８】
2014202493.tif 000015
【図９】
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