(57)【要約】【課題】トレッド溝の耐久性等を精度よく評価することができる。【解決手段】トレッド溝１２を有するタイヤ２の性能を評価するためのタイヤのシミュレーション方法である。このシミュレーション方法は、タイヤ２に内圧を充填し無負荷状態とした無負荷タイヤ１４の子午線断面形状１４Ｓを入力するステップＳ２、子午線断面形状１４Ｓに基づいて、タイヤモデル２１を入力するステップＳ３、タイヤモデル２１に予め定められた荷重条件を定義して、トレッド溝１６が変形したタイヤモデル２１を計算する変形ステップＳ６、及び、変形したタイヤモデル２１のトレッド溝１６に関する物理量を計算する計算ステップＳ７を含む。【選択図】図３
2014141164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いて、トレッド溝を有するタイヤの性能を評価するためのタイヤのシミュレーション方法であって、
前記タイヤに内圧を充填し無負荷状態とした無負荷タイヤを準備するステップ、
前記コンピュータに、前記無負荷タイヤに基づいて、前記トレッド溝を少なくとも含んだ前記無負荷タイヤの子午線断面形状を入力するステップ、
前記コンピュータに、前記無負荷タイヤの子午線断面形状に基づいて、有限個の要素からなるタイヤモデルを入力するステップ、
前記コンピュータが、前記タイヤモデルに予め定められた荷重条件を定義して、前記トレッド溝が変形した前記タイヤモデルを計算する変形ステップ、
前記コンピュータが、変形した前記タイヤモデルの前記トレッド溝に関する物理量を計算する計算ステップを含むことを特徴とするタイヤのシミュレーション方法。
【請求項２】
前記無負荷タイヤに荷重を負荷して前記トレッド溝を変形させた変形タイヤを得るステップ、及び、
前記コンピュータに、前記変形タイヤに基づいて、前記トレッド溝を少なくとも含んだ前記変形タイヤの子午線断面形状を入力するステップをさらに含み、
前記変形ステップは、前記タイヤモデルの前記トレッド溝の子午線断面形状が、前記変形タイヤの前記トレッド溝の子午線断面形状に一致するまで、前記タイヤモデルの変形計算が繰り返し行われ、
前記計算ステップは、前記タイヤモデルの前記トレッド溝の子午線断面形状が、前記変形タイヤの前記トレッド溝の子午線断面形状に一致したときの前記トレッド溝に関する物理量を計算する請求項１に記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項３】
前記物理量は、前記トレッド溝の周囲の要素の歪又は応力である請求項１又は２記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項４】
前記タイヤは、前記トレッド溝が形成されているトレッドゴムを含み、
ＪＩＳ  Ｋ６２５８に準拠して、前記トレッドゴムの少なくとも一部を、温度４０℃のトルエンに２４時間浸漬させ、前記トレッドゴムの膨潤率を求めるステップ、並びに、
前記計算ステップで計算された前記トレッド溝の歪、及び、前記トレッドゴムの膨潤率から、前記タイヤのトレッド溝の耐クラック性又はタイヤの高速安定性を評価するステップを含む請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤのシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド溝の耐久性等を精度よく評価することができるタイヤのシミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トレッド溝を有するタイヤの諸性能を、コンピュータを用いて解析するシミュレーション方法が提案されている。例えば、トレッド溝に関する物理量を計算するシミュレーション方法では、先ず、コンピュータに、内圧充填前のタイヤの子午線断面形状に基づいて、有限個の要素からなるタイヤモデルを入力するステップが行われる。このタイヤモデルには、タイヤのトレッド溝が設定される。
【０００３】
次に、コンピュータが、予め定められた内圧の条件に基づいて、前記タイヤモデルの内圧充填後の形状を計算するステップが行われる。次に、コンピュータが、予め定められた荷重条件に基づいて、タイヤモデルの荷重負荷後の形状を計算するステップが行われる。そして、内圧が充填されかつ荷重が負荷された後のタイヤモデルにおいて、トレッド溝の形状や歪といった物理量が計算される。これらの物理量に基づいて、トレッド溝の耐久性が評価される。関連する文献としては次のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７５９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来のシミュレーション方法では、内圧充填前のタイヤに基づいてタイヤモデルが設定されるため、タイヤモデルの内圧充填後の形状を計算するステップ、及び、タイヤモデルの荷重負荷後の形状を計算するステップの双方が実施される。このため、タイヤモデルの荷重負荷後の形状と、内圧が充填されかつ荷重が負荷された実際のタイヤの形状とが相違しやすい。従って、従来のシミュレーション方法では、トレッド溝の周囲の歪等の物理量の計算に誤差が生じやすく、トレッド溝の耐久性等を精度よく評価できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤモデルのトレッド溝の子午線断面形状が、荷重が負荷された変形タイヤのトレッド溝の子午線断面形状に変形したときに、トレッド溝に関する物理量を計算することを基本として、トレッド溝の耐久性等を精度よく評価しうるタイヤのシミュレーション方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、コンピュータを用いて、トレッド溝を有するタイヤの性能を評価するためのタイヤのシミュレーション方法であって、前記タイヤに内圧を充填し無負荷状態とした無負荷タイヤを準備するステップ、前記コンピュータに、前記無負荷タイヤに基づいて、前記トレッド溝を少なくとも含んだ前記無負荷タイヤの子午線断面形状を入力するステップ、前記コンピュータに、前記無負荷タイヤの子午線断面形状に基づいて、有限個の要素からなるタイヤモデルを入力するステップ、前記コンピュータが、前記タイヤモデルに予め定められた荷重条件を定義して、前記トレッド溝が変形した前記タイヤモデルを計算する変形ステップ、及び、前記コンピュータが、変形した前記タイヤモデルの前記トレッド溝に関する物理量を計算する計算ステップを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記無負荷タイヤに荷重を負荷して前記トレッド溝を変形させた変形タイヤを得るステップ、及び、前記コンピュータに、前記変形タイヤに基づいて、前記トレッド溝を少なくとも含んだ前記変形タイヤの子午線断面形状を入力するステップをさらに含み、前記変形ステップは、前記タイヤモデルの前記トレッド溝の子午線断面形状が、前記変形タイヤの前記トレッド溝の子午線断面形状に一致するまで、前記タイヤモデルの変形計算が繰り返し行われ、前記計算ステップは、前記タイヤモデルの前記トレッド溝の子午線断面形状が、前記変形タイヤの前記トレッド溝の子午線断面形状に一致したときの前記トレッド溝に関する物理量を計算する請求項１に記載のタイヤのシミュレーション方法である。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記物理量は、前記トレッド溝の周囲の要素の歪又は応力である請求項１又は２記載のタイヤのシミュレーション方法である。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記タイヤは、前記トレッド溝が形成されているトレッドゴムを含み、ＪＩＳ  Ｋ６２５８に準拠して、前記トレッドゴムの少なくとも一部を、温度４０℃のトルエンに２４時間浸漬させ、前記トレッドゴムの膨潤率を求めるステップ、並びに、前記計算ステップで計算された前記トレッド溝の歪、及び、前記トレッドゴムの膨潤率から、前記タイヤのトレッド溝の耐クラック性又はタイヤの高速安定性を評価するステップを含む請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤのシミュレーション方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタイヤのシミュレーション方法は、タイヤに内圧を充填し無負荷状態とした無負荷タイヤを準備するステップ、コンピュータに、無負荷タイヤに基づいて、トレッド溝を少なくとも含んだ無負荷タイヤの子午線断面形状を入力するステップ、及び、コンピュータに、無負荷タイヤの子午線断面形状に基づいて、有限個の要素からなるタイヤモデルを入力するステップを含む。
【００１２】
さらに、シミュレーション方法は、タイヤモデルに予め定められた荷重条件を定義して、トレッド溝が変形したタイヤモデルを計算する変形ステップ、及び、変形したタイヤモデルのトレッド溝に関する物理量を計算する計算ステップを含む。
【００１３】
このように、本発明のシミュレーション方法では、内圧が充填された無負荷タイヤに基づいてタイヤモデルが設定されるため、従来のように、タイヤモデルの内圧充填後の形状を計算する必要がない。これにより、本発明のシミュレーション方法では、荷重条件に基づいて変形したタイヤモデルの子午線断面形状と、内圧が充填されかつ荷重が負荷された実際のタイヤの子午線断面形状との相違を最小限に抑えることができる。従って、本発明のシミュレーション方法では、トレッド溝に関する物理量の誤差を小さくすることができ、トレッド溝の耐久性等を精度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のシミュレーション方法を実行するコンピュータの斜視図である。
【図２】解析対象のタイヤの断面図である。
【図３】本実施形態のシミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図４】無負荷タイヤの子午線断面形状を視覚化して示す線図である。
【図５】タイヤモデルを視覚化して示す断面図である。
【図６】変形タイヤの断面図である。
【図７】変形タイヤの子午線断面形状を視覚化して示す線図である。
【図８】本実施形態の計算ステップを示すフローチャートである。
【図９】変形したタイヤモデル、及び、路面モデルを視覚化して示す断面図である。
【図１０】変形前のタイヤモデルのトレッド溝を視覚化して示す断面図である。
【図１１】変形後のタイヤモデルのトレッド溝を視覚化して示す断面図である。
【図１２】他の実施形態のシミュレーション方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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に示されるように、本実施形態のタイヤのシミュレーション方法（以下、単に「シミュレーション方法」ということがある）は、トレッド溝の耐久性を、コンピュータを用いて評価するための方法である。
【００１６】
図１に示されるように、コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ及びディスプレイ装置１ｄを含む。この本体１ａには、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリー、磁気ディスクなどの記憶装置、及び、ディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２などが設けられる。なお、記憶装置には、本実施形態のシミュレーション方法を実行するための処理手順（プログラム）が予め記憶されている。
【００１７】
図２に示されるように、本実施形態の解析対象のタイヤ２は、自動二輪車用タイヤとして構成されている。このタイヤ２は、トレッド部２ａからサイドウォール部２ｂを経てビード部２ｃのビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２ａの内部に配されるベルト層７とを具えている。
【００１８】
トレッド部２ａは、タイヤ軸方向の外端であるトレッド端２ｔ、２ｔ間の外面２Ｓが、タイヤ半径方向外側に凸の円弧状に湾曲してのびている。また、トレッド部２ａは、トレッド端２ｔ、２ｔ間のタイヤ軸方向距離であるトレッド幅ＴＷが、タイヤ最大幅をなしている。
【００１９】
さらに、トレッド部２ａには、路面に接地する踏面１１と、該踏面１１から凹む複数のトレッド溝１２とが設けられている。トレッド溝１２は、タイヤ赤道Ｃを挟んで隣り合う一対のセンタートレッド溝１２ａ、１２ａと、各センタートレッド溝１２ａ、１２ａのタイヤ軸方向外側に配置される一対のショルダートレッド溝１２ｂ、１２ｂとを含んでいる、これらのトレッド溝１２ａ、１２ｂは、例えば、トレッド部２ａを、タイヤ周方向、又は、タイヤ周方向に対して傾斜してのびている。また、トレッド溝１２の溝深さＤ１は、例えば、３．５〜５．５mm程度に設定される。さらに、トレッド溝１２の溝幅Ｗ１は、例えば、２〜４mm程度に設定される。
【００２０】
カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では、２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂにより構成されている。カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、トレッド部２ａからサイドウォール部２ｂを経てビード部２ｃのビードコア５に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された折返し部６ｂとを有している。また、カーカスプライ６Ａ、６Ｂの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、例えば、硬質のゴムからなるビードエーペックス８が配されている。
【００２１】
ベルト層７は、ベルトコードを、タイヤ周方向に対して、例えば、１０〜３５度の角度で傾けて配列した２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成されている。これらのベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされている。
【００２２】
図３には、本実施形態のシミュレーション方法の具体的な処理手順が示される。
本実施形態では、先ず、図２に示したタイヤ２に内圧を充填し、かつ、無負荷状態とした無負荷タイヤを準備する（ステップＳ１）。本実施形態のステップＳ１では、タイヤ２を正規リムであるリム１３にリム組みし、かつ、正規内圧が充填される。なお、タイヤ２に充填される内圧については、上記のような正規内圧に限定されるわけではなく、解析条件等に応じて適宜設定することができる。
【００２３】
「正規リム」とは、タイヤ２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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。
【００２４】
また、「正規内圧」とは、タイヤ２が基づいている規格を含む規格体系において、各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" とする。
【００２５】
次に、コンピュータ１に、無負荷タイヤ１４に基づいて、無負荷タイヤ１４の子午線断面形状を入力する（ステップＳ２）。本実施形態のステップＳ２では、先ず、無負荷タイヤ１４をＣＴスキャン撮影して、無負荷タイヤ１４の子午線断面の映像データをコンピュータ１に入力する。そして、無負荷タイヤ１４の映像データが、ＣＡＤデータ等に変換される。これにより、図４に示されるように、トレッド溝１２を含んだ無負荷タイヤ１４の子午線断面形状（輪郭形状）１４Ｓを、コンピュータ１に入力することができる。
【００２６】
次に、コンピュータ１に、無負荷タイヤ１４の子午線断面形状１４Ｓに基づいて、有限個の要素からなるタイヤモデルを入力する（ステップＳ３）。本実施形態のステップＳ３では、先ず、無負荷タイヤ１４の子午線断面形状１４Ｓに基づいて、図２に示したトレッド溝１２が形成されているトレッドゴム２ｇ、カーカス６、及び、ベルト層７等が、図５に示される二次元の要素Ｆｉ（ｉ＝１、２、…）を用いてモデル化される。これにより、トレッド溝１６が形成されたトレッドゴムモデル１７、カーカスモデル１８、及び、ベルトモデル１９等を有する二次元のタイヤモデル２１が設定される。また、トレッド溝１６は、センタートレッド溝１２ａをモデル化したセンタートレッド溝１６ａと、ショルダートレッド溝１２ｂをモデル化したショルダートレッド溝１６ｂとを含んでいる。
【００２７】
二次元の要素Ｆｉとしては、例えば、複雑な形状を表現するのに適した四辺形要素が好ましいが、これに限定されることはない。また、各要素Ｆｉは、複数の節点２２を含んでいる。さらに、各要素Ｆｉには、要素番号、節点２２の番号、節点２２の座標値、及び、材料特性（例えば密度、ヤング率、又は、減衰係数等）などの数値データが定義される。また、隣り合う節点２２、２２間の距離Ｌ１は、シミュレーション精度を維持しつつ、計算時間の増大を防ぐ観点より、例えば、０．２〜０．８mmに設定されるのが望ましい。
【００２８】
また、本実施形態のタイヤモデル２１は、タイヤモデル２１のリム接触域２１ｒ、２１ｒが、変形不能に拘束される。本実施形態では、リム接触域２１ｒ、２１ｒを構成する要素Ｆｉにおいて、各節点２２に拘束条件が定義されることにより、リム接触域２１ｒ、２１ｒの拘束が定義される。なお、リム接触域２１ｒ、２１ｒの拘束は、例えば、リム１３をモデル化したリムモデル（図示省略）が設定されることによって定義されてもよい。
【００２９】
さらに、タイヤモデル２１は、リム接触域２１ｒと回転軸（図示省略）とのタイヤ半径方向距離Ｒｓが、常にリム半径と等しくなるように条件が定義される。また、タイヤモデル２１の内腔面には、無負荷タイヤ１４の内圧条件に相当する等分布荷重ｗが定義されている。
【００３０】
このように、本実施形態では、内圧が充填された無負荷タイヤ１４に基づいて、タイヤモデル２１がモデル化されるため、内圧充填に伴うタイヤモデル２１の変形計算を行う必要がない。従って、本実施形態では、タイヤモデル２１の計算時間を短縮することができる。
【００３１】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、無負荷タイヤ１４に荷重を負荷した変形タイヤを取得する（ステップＳ４）。本実施形態のステップＳ４では、図２に示した無負荷タイヤ１４をキャンバー角０度で路面２５に接地させて、正規荷重を負荷する。これにより、図６に示されるように、無負荷タイヤ１４は、負荷された荷重によって撓み、トレッド溝１２が変形した変形タイヤ２６を得ることができる。
【００３２】
「正規荷重」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、各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" とする。なお、いずれの規格も存在しない場合、タイヤメーカの推奨値が適用される。なお、無負荷タイヤ１４に負荷される荷重については、上記のような正規荷重に限定されるわけではなく、解析条件等に応じて適宜設定することができる。
【００３３】
さらに、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータに、変形タイヤ２６に基づいて、変形タイヤ２６の子午線断面形状を入力する（ステップＳ５）。本実施形態のステップＳ５では、ステップＳ２と同様に、変形タイヤ２６をＣＴスキャン撮影して、変形タイヤ２６の子午線断面の映像データをコンピュータ１に入力する。そして、変形タイヤ２６の映像データが、ＣＡＤデータ等に変換される。これにより、図７に示されるように、トレッド溝１２を含んだ変形タイヤ２６の子午線断面形状２６Ｓを、コンピュータ１に入力することができる。
【００３４】
次に、コンピュータ１が、タイヤモデル２１に予め定められた荷重条件を定義して、トレッド溝１６が変形したタイヤモデル２１を計算する（変形ステップＳ６）。図８には、本実施形態の変形ステップＳ６の具体的な処理手順が示される。
【００３５】
本実施形態の変形ステップＳ６では、先ず、コンピュータ１に、タイヤ２が接地する路面２５をモデル化した路面モデルが入力される（ステップＳ６１）。図９に示されるように、本実施形態の路面モデル２８は、路面２５（図６に示す）の表面形状に基づいて、二次元の輪郭で定義される。この路面モデル２８は、変形しない剛体表面として定義される。
【００３６】
次に、コンピュータ１が、予め定められた荷重条件に基づいて、タイヤモデル２１の変形計算が行われる（ステップＳ６２）。図９に示されるように、本実施形態のステップＳ６２では、タイヤモデル２１を路面モデル２８に接地させて、タイヤモデル２１の回転軸（図示省略）に垂直方向の荷重が定義される。これにより、荷重によってトレッド溝１６が変形するタイヤモデル２１が計算される。なお、タイヤモデル２１に負荷される荷重は、変形タイヤ２６に負荷された荷重と同一が望ましい。
【００３７】
このようなタイヤモデル２１の変形計算は、各要素の形状及び材料特性などをもとに、各要素Ｆｉ（図５に示す）の質量マトリックス、剛性マトリックス及び減衰マトリックスがそれぞれ作成され、これらの各マトリックスを組み合わせて全体の系のマトリックスが作成される。そして、コンピュータ１が、各種の条件を当てはめて運動方程式を作成して、これらを単位時間Ｔｘ（ｘ＝０、１、…）ごと（例えば、１μ秒ごと）に、タイヤモデル２１の変形計算を行う。このような転動計算は、例えば、LSTC社製のLS-DYNAなどの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算できる。
【００３８】
次に、コンピュータ１が、変形タイヤ２６のトレッド溝１２の子午線断面形状１２Ｓ（図７に示す）に、タイヤモデル２１のトレッド溝１６の子午線断面形状１６Ｓ（図９に示す）が一致するか判断する（ステップＳ６３）。
【００３９】
本実施形態のステップＳ６３では、変形タイヤ２６のセンタートレッド溝１２ａの子午線断面形状１２Ｓと、タイヤモデル２１のセンタートレッド溝１６ａの子午線断面形状１６Ｓとが一致するかが判断される。各子午線断面形状１６Ｓ、１２Ｓが一致すると判断された場合は、次に、タイヤモデル２１のトレッド溝１６に関する物理量を計算するステップＳ７が実行される。一方、各子午線断面形状１６Ｓ、１２Ｓが一致しないと判断された場合は、単位時間Ｔｘを一つ進めて（ステップＳ６４）、ステップＳ６２が再度実行される。
【００４０】
これにより、本実施形態の変形ステップＳ６では、タイヤモデル２１のトレッド溝１６の子午線断面形状１６Ｓが、変形タイヤ２６のトレッド溝１２の子午線断面形状１２Ｓに一致するまで、タイヤモデル２１の変形計算が繰り返し行われる。従って、本実施形態の変形ステップＳ６では、タイヤモデル２１のトレッド溝１６の子午線断面形状１６Ｓを、変形タイヤ２６のトレッド溝１２の子午線断面形状１２Ｓに確実に一致させることができる。なお、各子午線断面形状１６Ｓ、１２Ｓを一致させるために、タイヤモデル２１に定義されている荷重等の諸条件を適宜変更してもよい。
【００４１】
なお、上記のような判断は、図１０に示されるように、タイヤモデル２１のトレッド溝１６の子午線断面形状１６Ｓと、変形タイヤ２６のトレッド溝１２の子午線断面形状１２Ｓとの平均離間距離Ｄ２が、０．５〜１．０mmの範囲である場合に、一致すると判断される。なお、平均離間距離Ｄ２は、タイヤモデル２１のトレッド溝１６の表面３０を構成する要素Ｆｉの各節点２２において計算される。
【００４２】
次に、コンピュータ１が、変形後のタイヤモデル２１のトレッド溝１６に関する物理量を計算する（ステップＳ７）。本実施形態では、トレッド溝１６に関する物理量としては、トレッド溝１６の周囲の要素Ｆｉの歪Ｓｉが計算される。
【００４３】
トレッド溝１６の周囲の各要素Ｆｉの歪Ｓｉは、トレッド溝１６の表面３０を構成する要素Ｆｉにおいて、下記式（１）を用いて求められる。
Ｓｉ＝（Ｍｉ−Ｌｉ）／Ｌｉ…（１）
ここで、
Ｌｉ：変形前のタイヤモデル２１の要素Ｆｉにおいて、表面３０で隣り合う節点２２、２２間の距離（図１０に示す）
Ｍｉ：変形後のタイヤモデル２１の要素Ｆｉにおいて、表面３０で隣り合う節点２２、２２間の距離（図１１に示す）
【００４４】
さらに、本実施形態では、トレッド溝１２の表面３０を構成する要素Ｆｉのうち、歪Ｓｉが最も大きい要素（以下、単に「歪最大要素」ということがある）３１が特定される。このような歪最大要素３１は、トレッド溝１６において、クラックの起点に最もなりやすい箇所とみなすことができる。
【００４５】
次に、タイヤモデル２１のトレッド溝１６に関する物理量が、許容範囲内であるかが判断される（評価ステップＳ８）。
【００４６】
本実施形態の評価ステップＳ８では、歪最大要素３１の歪Ｓｉが、許容範囲内かが判断される。上記したように、歪最大要素３１は、トレッド溝１６において、クラックの起点に最もなりやすい箇所とみなすことができる。このため、歪最大要素３１の歪Ｓｉが、許容範囲内であるかが判断されることにより、タイヤ２のトレッド溝１２の耐久性（耐クラック性）を評価することができる。
【００４７】
なお、歪最大要素３１の歪Ｓｉの許容範囲については、解析されるタイヤ２に応じて適宜設定することができる。本実施形態の歪最大要素３１の歪Ｓｉの許容範囲は、０．１５〜０．２６に設定されるのが望ましい。
【００４８】
そして、評価ステップＳ８では、物理量が許容範囲内であると判断された場合、タイヤ２が製品化される（ステップＳ９）。一方、物理量が許容範囲内ではないと判断された場合には、タイヤ２を設計変更して（ステップＳ１０）、再度シミュレーションが行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。本実施形態のシミュレーション方法では、タイヤモデル２１のトレッド溝１６に関する物理量が許容範囲内になるまで、タイヤ２が設計変更されるため、トレッド溝１２の耐久性に優れるタイヤ２を、効率良く設計することができる。
【００４９】
このように、本発明のシミュレーション方法では、ステップＳ３において、内圧が充填された無負荷タイヤ１４（図２に示す）に基づいてタイヤモデル２１が設定されるため、従来のように、タイヤモデル２１の内圧充填後の形状を計算する必要がない。これにより、本発明のシミュレーション方法では、荷重条件に基づいて変形したタイヤモデル２１の子午線断面形状と、変形タイヤ２６の子午線断面形状２６Ｓ（図７に示す）との相違を最小限に抑えることができる。従って、本発明のシミュレーション方法では、トレッド溝１６に関する物理量の誤差を小さくすることができ、トレッド溝１６の耐久性等を精度よく評価することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態のシミュレーション方法では、変形後のタイヤモデル２１のトレッド溝１６の子午線断面形状１６Ｓを、実際の変形タイヤ２６のトレッド溝１２の子午線断面形状１２Ｓに一致させて、トレッド溝１６に関する物理量を計算している。これにより、本発明のシミュレーション方法では、タイヤモデル２１と変形タイヤ２６と物理量の誤差をより小さくすることができるため、タイヤ２のトレッド溝１２の耐久性等をより精度よく評価することができる。
【００５１】
本実施形態では、トレッド溝１６に関する物理量として、トレッド溝１６の周囲の要素Ｆｉの歪Ｓｉが計算されたが、これに限定されるわけではない。例えば、トレッド溝１６の周囲の要素Ｆｉの応力Ｔｉが計算されてもよい。
【００５２】
トレッド溝１６の周囲の要素Ｆｉの応力Ｔｉは、タイヤモデル２１の変形を計算するステップＳ６２において、コンピュータ１によって計算される。このような応力Ｔｉは、例えば、図１１に示されるような応力コンター図によって示される。さらに、トレッド溝１６の周囲の要素Ｆｉの応力Ｔｉのうち、応力Ｔｉが最も大きい要素（以下、単に「応力最大要素」ということがある）３２が特定される。このような応力最大要素３２は、トレッド溝１６において、局部的に応力が集中するため、クラックの起点に最もなりやすい箇所とみなすことができる。
【００５３】
また、評価ステップＳ８では、応力最大要素３２の応力Ｔｉが、許容範囲内かが判断される。上記したように、応力最大要素３２は、トレッド溝１２のクラックの起点になりやすい箇所とみなすことができる。従って、応力最大要素３２の応力Ｔｉが、許容範囲内であるかが判断されることにより、タイヤ２のトレッド溝１２の耐久性（耐クラック性）を評価することができる。応力最大要素３２の応力Ｔｉの許容範囲は、解析対象のタイヤ２毎に適宜設定されるのが望ましい。
【００５４】
次に、本発明の他の実施形態のシミュレーション方法が説明される。なお、この実施形態のシミュレーション方法では、下記に示す構成を除き、上記実施形態のシミュレーションと同一である。図１２には、この実施形態のシミュレーション方法の具体的な処理手順が示される。
【００５５】
本実施形態のシミュレーション方法では、図２に示したタイヤ２のトレッドゴム２ｇの膨潤率を取得する（ステップＳ１１）。トレッドゴム２ｇの膨潤率は、ＪＩＳ  Ｋ６２５８に準拠して求められる。このステップＳ１０では、先ず、トレッドゴム２ｇの少なくとも一部を、温度４０℃のトルエンに２４時間浸漬させる。そして、トレッドゴム２ｇの体積変化率（％）から、トレッドゴム２ｇの膨潤率が求められる。このようなトレッドゴム２ｇの膨潤率は、トレッドゴム２ｇの剛性や耐熱性を評価するのに役立つ。
【００５６】
また、本実施形態の評価ステップＳ８では、上記したタイヤモデル２１のトレッド溝１６に関する物理量に加え、トレッドゴム２ｇ（図２に示す）の膨潤率が、許容範囲内であるかが判断される。なお、トレッドゴム２ｇの膨潤率が小さくなると、トレッドゴム２ｇの柔軟性が低下し、たとえタイヤモデル２１（図９に示す）のトレッド溝１６に関する物理量が許容範囲内であっても、トレッド溝１２にクラックが生じるおそれがある。逆に、トレッドゴム２ｇの膨潤率が大きくても、トレッドゴム２ｇの剛性が低下して、タイヤ２の高速安定性を維持できないおそれがある。
【００５７】
このように、この実施形態のシミュレーション方法では、トレッド溝１２に関する物理量と、トレッドゴム２ｇの膨潤率との双方が許容範囲内であるかが判断されることにより、トレッド溝１２の耐久性（耐クラック性）、及び、タイヤ２の高速安定性をより効果的に評価することができる。
【００５８】
なお、トレッドゴム２ｇの膨潤率の許容範囲については、解析されるタイヤ２に応じて適宜設定することができる。本実施形態の膨潤率の許容範囲は、２００〜３５０％に設定されている。
【００５９】
以上、本発明の特に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うる。
【実施例】
【００６０】
図２に示す基本構造を有し、トレッドゴムの膨潤率が異なるタイヤが製造された。これらの自動二輪車タイヤを有限個の要素でモデル化して、図５に示したタイヤモデルが作成された。
【００６１】
そして、図３に示した処理手順に従って、タイヤモデルのトレッド溝の子午線断面形状を、変形タイヤのトレッド溝の子午線断面形状に一致させて、トレッド溝に関する物理量（歪Ｓｉ）が計算された。さらに、トレッドゴムの歪Ｓｉ及びトレッドゴムの膨潤率から、トレッド溝の耐久性（耐クラック性）、及び、タイヤ２の高速安定性が評価された。そして、これらの評価と、実際のタイヤを用いたテスト結果との相関の有無が確認された。
【００６２】
また、比較のために、図２に示すタイヤの内圧充填前の子午線断面形状に基づいて、タイヤモデルが作成された。次に、予め定められた内圧の条件に基づいて、タイヤモデルの内圧充填後の形状を計算するステップ、及び、予め定められた荷重条件に基づいて、タイヤモデルの荷重負荷後の形状を計算するステップが行われ、トレッド溝に関する物理量（例えば、面積変化量）が計算された。そして、計算された物理量から評価されたトレッド溝の耐久性（耐クラック性）と、実際のタイヤを用いたテスト結果との相関の有無が確認された。なお、共通仕様は次のとおりである。
タイヤ（前輪）：
タイヤサイズ：１２０／７０ＺＲ１８Ｍ／Ｃ
リムサイズ：
内圧：２３５ｋＰａ
荷重：２．８６ｋＮ
トレッド溝（センタートレッド溝）：
溝幅Ｗ１：７．２mm
溝深さＤ１：４．６mm
節点間の距離Ｌ１：０．５mm
歪Ｓｉの許容範囲：０．１５〜０．２６
膨潤率の許容範囲：２００〜３５０％
実際のタイヤを用いたテスト方法は、次のとおりである。
【００６３】
＜トレッド溝の耐久性（クラックの発生の有無）＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、かつ、上記内圧を充填して、室温３５℃の温室に３時間放置した。その後、下記に示す条件（第１段階〜第４段階）に従って、各供試タイヤを、ドラム試験機（外径約１７００mm）上で走行（走行速度８０km／ｈ）させた。そして、第１段階〜第４段階の走行が全て終了した各供試タイヤのトレッド溝（センタートレッド溝）に、クラックが発生したか否かを目視にて確認した。
第１段階：
荷重：上記荷重の１００％
走行時間：４時間
第２段階：
荷重：上記荷重の１０８％
走行時間：６時間
第３段階：
荷重：上記荷重の１１７％
走行時間：２４時間
第４段階：
荷重：上記荷重の１１７％
走行時間：１２時間
【００６４】
＜高速安定性＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、かつ、上記内圧を充填して、排気量７５０ｃｃの自動二輪車の前輪に装着した。そして、ドライアスファルト路面のテストコースを時速２００km／ｈで周回したときの操縦安定性（旋回性、過渡特性等）を、ドライバーによる官能評価によって１０点法で評価した。数値が７以上であれば良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2014141164.tif 000003
【００６６】
テストの結果、実施例のシミュレーション方法では、評価結果と実際のタイヤを用いたテスト結果との相関が高く、トレッド溝の耐久性及び高速安定性を精度よく評価しうることが確認できた。一方、比較例では、トレッド溝の耐久性を精度よく評価できないことが確認できた。しかも、比較例では、高速安定性を評価することができなかった。
【符号の説明】
【００６７】
２      タイヤ
１４      無負荷タイヤ
１６      トレッド溝
２１      タイヤモデル
２６      変形タイヤ
【図１】
2014141164.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014141164.tif 000008
【図６】
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【図７】
2014141164.tif 000010
【図８】
2014141164.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2014141164.tif 000013
【図１２】
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【図１１】
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