(57)【要約】    【課題】バットレスの近傍のプロファイルが容易に得られる設計方法の提供。    【解決手段】タイヤプロファイル１２は、トレッド１６、ショルダー１８、平坦部２０、上部サイドウォール２２及び下部サイドウォール２４を備えている。ショルダー１８は、点Ｐａにおいてトレッド１６と接している。平坦部２０は、点Ｐｂにおいてショルダー１８と接している。上部サイドウォール２２は、点Ｐｃにおいて平坦部２０と接している。このプロファイル１２の設計には、入力部及び演算部を備えたシステムが用いられる。ショルダー１８の曲率半径Ｒ１及び平坦部２０の傾斜角度θの数値が入力部によって入力されると、演算部が、平坦部２０の距離Ｌ及び上部サイドウォール２２の曲率半径Ｒ２を算出する。入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフトによってプロファイル１２が描画される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルの設計方法であって、
ショルダーの曲率半径及び調整部の傾斜角度の数値が入力されるステップと、
入力された数値に基づき、調整部の距離及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が算出されるステップと
を含むタイヤプロファイルの設計方法。
【請求項２】
上記入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップをさらに含む請求項１に記載の設計方法。
【請求項３】
トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルの設計方法であって、
ショルダーの曲率半径及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が入力されるステップと、
入力された数値に基づき、調整部の傾斜角度及び調整部の距離の数値が算出されるステップと
を含むタイヤプロファイルの設計方法。
【請求項４】
上記入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップをさらに含む請求項３に記載の設計方法。
【請求項５】
トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルの設計方法であって、
ショルダーの曲率半径及び調整部の距離の数値が入力されるステップと、
入力された数値に基づき、調整部の傾斜角度及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が算出されるステップと
を含むタイヤプロファイルの設計方法。
【請求項６】
上記入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップをさらに含む請求項５に記載の設計方法。
【請求項７】
トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルの設計方法であって、
調整部の距離及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が入力されるステップと、
入力された数値に基づき、ショルダーの曲率半径及び調整部の傾斜角度の数値が算出されるステップと
を含むタイヤプロファイルの設計方法。
【請求項８】
上記入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップをさらに含む請求項７に記載の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤプロファイルの設計方法に関する。詳細には、本発明は、タイヤのバットレス近傍のプロファイルの設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、トレッド、このトレッドに連続するショルダー、このショルダーに連続する調整部及びこの調整部に連続するサイドウォールを備える。ショルダーの断面形状は円弧状であり、その上端はトレッドの端と接している。調整部は、通常は平坦である。換言すれば、一般的な調整部の断面形状は直線である。調整部の上端はショルダーの下端と接している。サイドウォールの上部の断面形状は円弧状であり、その上端は調整部の下端と接している。ショルダー及び調整部は、バットレスとも称されている。調整部が平坦ではないタイヤも存在する。調整部を有さないタイヤも存在する。
【０００３】
タイヤのプロファイルは、操縦安定性、乗り心地等のタイヤの基本性能を左右する。タイヤのコンセプトに応じ、適正なプロファイルが決定される必要がある。特開２００２−３０１９１６公報には、インボリュート関数が用いられたトレッドプロファイルの決定方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０１９１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイヤの基本性能の観点から、バットレスの近傍のプロファイルも重要である。設計者は、自らの設計思想を反映させるべく、ショルダーの曲率半径、調整部の傾斜角度、調整部の距離及び上部サイドウォールの曲率半径の数値を指定する。これらの数値が達成されるように、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトが用いられてプロファイルが決定される。この決定には、試行錯誤が繰り返される。プロファイルの設計には、長時間を要する。試行錯誤の結果、指定された数値が現実のタイヤにおいて達成不可能であることが判明する場合もある。この場合は、数値が再度指定され、さらに試行錯誤が繰り返される。
【０００５】
本発明の目的は、バットレスの近傍のプロファイルが容易に得られる設計方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るタイヤプロファイルの設計方法は、
ショルダーの曲率半径及び調整部の傾斜角度の数値が入力されるステップ
及び
入力された数値に基づき、調整部の距離及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が算出されるステップ
を含む。この設計方法により、トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルが得られる。好ましくは、この設計方法は、
入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップ
をさらに含む。
【０００７】
本発明に係る他のタイヤプロファイルの設計方法は、
ショルダーの曲率半径及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が入力されるステップ及び
入力された数値に基づき、調整部の傾斜角度及び調整部の距離の数値が算出されるステップを含む。この設計方法により、トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルが得られる。好ましくは、この設計方法は、
入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップ
をさらに含む。
【０００８】
本発明に係るさらに他のタイヤプロファイルの設計方法は、
ショルダーの曲率半径及び調整部の距離の数値が入力されるステップ
及び
入力された数値に基づき、調整部の傾斜角度及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が算出されるステップ
を含む。この設計方法により、トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルが得られる。好ましくは、この設計方法は、
入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップ
をさらに含む。
【０００９】
本発明に係るさらに他のタイヤプロファイルの設計方法は、
調整部の距離及び上部サイドウォールの曲率半径の数値が入力されるステップ
及び
入力された数値に基づき、ショルダーの曲率半径及び調整部の傾斜角度の数値が算出されるステップ
を含む。この設計方法により、トレッド、ショルダー及びサイドウォールを備えたタイヤプロファイルが得られる。好ましくは、この設計方法は、
入力された数値及び算出された数値に基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによってタイヤプロファイルが描画されるステップ
をさらに含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、バットレスの近傍のプロファイルが容易に得られる。本発明により、プロファイル設計の効率が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る設計方法に用いられるシステム２が示された概念図である。システム２として、通常はパーソナルコンピュータが用いられる。このシステム２は、演算部４、記憶部６、表示部８及び入力部１０を備えている。演算部４は、ＣＰＵを備える。典型的な記憶部６は、ハードディスクである。典型的な表示部８は、モニタである。典型的な入力部１０は、キーボード及びマウスである。このシステム２では、記憶部６に記憶されたコンピュータプログラムにより、各ステップが実行される。
【００１３】
図２は、図１のシステム２によって設計されたタイヤプロファイル１２が示された模式図である。図２における一点鎖線ＣＬは、タイヤの赤道面を表している。プロファイル１２は、一点鎖線ＣＬに対して対称である。図２において点Ｐｅ及び点Ｐｄを通過する直線１４は、最大幅線である。点Ｐｅと点Ｐｄの距離は、タイヤの最大幅の半分である。このプロファイル１２は、トレッド１６、ショルダー１８、調整部としての平坦部２０、上部サイドウォール２２及び下部サイドウォール２４を備えている。
【００１４】
図２において、点Ｐ０から点Ｐ１０に至る曲線は、仮想トレッド２６である。仮想トレッド２６は、第一円弧Ａ１、第二円弧Ａ２、第三円弧Ａ３、第四円弧Ａ４、第五円弧Ａ５、第六円弧Ａ６、第七円弧Ａ７、第八円弧Ａ８、第九円弧Ａ９及び第十円弧Ａ１０からなる。第一円弧Ａ１と第二円弧Ａ２とは点Ｐ１で接しており、第二円弧Ａ２と第三円弧Ａ３とは点Ｐ２で接しており、第三円弧Ａ３と第四円弧Ａ４とは点Ｐ３で接しており、第四円弧Ａ４と第五円弧Ａ５とは点Ｐ４で接しており、第五円弧Ａ５と第六円弧Ａ６とは点Ｐ５で接しており、第六円弧Ａ６と第七円弧Ａ７とは点Ｐ６で接しており、第七円弧Ａ７と第八円弧Ａ８とは点Ｐ７で接しており、第八円弧Ａ８と第九円弧Ａ９とは点Ｐ８で接しており、第九円弧Ａ９と第十円弧Ａ１０とは点Ｐ９で接している。
【００１５】
図２において、点Ｐ０から点Ｐａに至る曲線は、トレッド１６である。点Ｐａは、第九円弧Ａ９の線上に位置している。換言すれば、トレッド１６は、仮想トレッド２６の一部である。仮想トレッド２６のうち点Ｐａから点Ｐ１０に至る部分は、トレッド１６には含まれない。トレッド１６は、第一円弧Ａ１、第二円弧Ａ２、第三円弧Ａ３、第四円弧Ａ４、第五円弧Ａ５、第六円弧Ａ６、第七円弧Ａ７及び第八円弧Ａ８を含んでいる。トレッド１６はさらに、第九円弧Ａ９の一部を含んでいる。具体的には、トレッド１６は、第九円弧Ａ９のうち点Ｐ８から点Ｐａに至る部分を含んでいる。点Ｐａは、トレッド１６の端である。このトレッド１６は、「マルチラジアストレッド」と称されている。
【００１６】
図２において点Ｐａから点Ｐｂに至る円弧は、ショルダー１８である。図２において矢印Ｒ１で示されているのは、ショルダー１８の曲率半径である。曲率半径Ｒ１の中心は、点Ｐｆである。ショルダー１８は、点Ｐａにおいてトレッド１６と接している。点Ｐａは、ショルダー１８の上端でもある。点Ｐｂは、ショルダー１８の下端である。
【００１７】
図２において点Ｐｂから点Ｐｃに至る直線は、平坦部２０である。平坦部２０の延長線は、仮想トレッド２６の端点Ｐ１０を通過する。図２において両矢印Ｌで示されているのは、平坦部２０の距離である。図２において符号θで示されているのは、平坦部２０の傾斜角度である。傾斜角度θは、通常は鉛直方向を基準として設定される。他の方向が基準とされて、傾斜角度θが設定されてもよい。平坦部２０は、点Ｐｂにおいてショルダー１８と接している。点Ｐｂは、平坦部２０の上端でもある。点Ｐｃは、平坦部２０の下端である。
【００１８】
図２において点Ｐｃから点Ｐｄに至る円弧は、上部サイドウォール２２である。図２において矢印Ｒ２で示されているのは、上部サイドウォール２２の曲率半径である。曲率半径Ｒ２の中心Ｐｇは、最大幅線１４の線上に位置している。上部サイドウォール２２は、点Ｐｃにおいて平坦部２０と接している。点Ｐｃは、上部サイドウォール２２の上端でもある。点Ｐｄは、上部サイドウォール２２の下端である。上部サイドウォール２２は、点Ｐｄにおいて、下部サイドウォール２４と接している。
【００１９】
図３は、図２のプロファイル１２の一部が示された拡大図である。前述のように、ショルダー１８は点Ｐｂにおいて平坦部２０と接している。従って、点Ｐｂを通過して平坦部２０に垂直な直線２８の線上に、ショルダー１８の中心Ｐｆは位置する。図３において符号３０で示されているのは、平坦部２０と平行であり、平坦部２０との距離がＲ１である直線である。平坦部２０の距離Ｌの変動に伴い、点Ｐｂの座標が変動し、点Ｐｆの座標も変動する。点Ｐｆの座標は、直線３０に沿って変動する。
【００２０】
図３において、矢印Ｒ３で示されているのは円弧Ａ９の曲率半径であり、符号Ｐｈで示されているのは曲率半径Ｒ３の中心である。図３において符号３２で示されているのは、中心がＰｈであり半径が（Ｒ３−Ｒ１）である円弧である。前述のように、ショルダー１８は点Ｐａにおいて円弧Ａ９と接している。点Ｐａの座標は、円弧Ａ９に沿って変動する。この変動に伴い、点Ｐｆの座標も変動する。点Ｐｆの座標は、円弧３２に沿って変動する。
【００２１】
このように、点Ｐｆの座標は、直線２８に沿って変動し、かつ円弧３２に沿って変動する。換言すれば、点Ｐｆは、直線２８と円弧３２との交点である。
【００２２】
図４は、図２及び図３のプロファイル１２のための設計方法の一例が示されたフローチャートである。この設計方法では、仮想トレッド２６の形状は、あらかじめ与えられている。仮想トレッド２６の形状は、例えば特開２００２−３０１９１６公報に開示された方法によって決定されうる。他の方法によって仮想トレッド２６の形状が決定されてもよい。この設計方法では、まずコンピュータプログラムが起動される（ＳＴＥＰ１）。起動により、図５に示された初期画面が表示部８に表示される。
【００２３】
この初期画面は、「Tyre size」のテーブルを含んでいる。このテーブルにおいて太線で囲まれたセルは、入力可能なセルである。オペレータは、テーブルにタイヤの公称サイズを入力する（ＳＴＥＰ２）。入力には、入力部１０が用いられる。図５の例では、公称幅（ｍｍ）として２０５が入力され、公称扁平率（％）として６５が入力され、公称リム径（インチ）として１５が入力されている。入力後にオペレータは、「Create new profile」のボタンをクリックする。このクリックにより、標準プロファイルのための標準数値データが算出される（ＳＴＥＰ３）。
【００２４】
標準数値データの算出により、表示部８には図６に示された画面が表示される。この画面は、標準情報（Standard information）、基本ディメンジョン（Basic dimensions）、トレッドディメンジョン（Tread dimensions）及びサイドウォールディメンジョン（sidewall dimensions）のテーブルを含んでいる。各テーブルには、標準数値データが記載されている。この標準数値データは、公称サイズに基づいて算出されている。算出は、演算部４によってなされる。算出に際して規格及び技術ノウハウが考慮されるように、プログラムが作成されている。算出に際して図３に示された幾何学的関係が具備されるように、プログラムが作成されている。算出（ＳＴＥＰ３）と同時に、トレッド１６の端Ｐａの座標が決定されている。図６に示された画面は、「Buttress option」のボタンを含んでいる。オペレータは、このボタンをクリックする。クリックにより、バットレスオプションメニューが選択される（ＳＴＥＰ４）。
【００２５】
バットレスオプションメニューの選択により、図７に示された画面が表示部８に表示される。この画面は、「Option 1」、「Option 2」、「Option 3」及び「Option 4」のボタンを含んでいる。オペレータは、いずれかのボタンを選択する（ＳＴＥＰ５）。以下、「Option 1」のボタンが選択された場合が例とされて、フローが説明される。
【００２６】
「Option 1」のボタンの選択により、図８に示された画面が表示部８に表示される。この画面のテーブルは、ディメンジョンの数値が記載された２つの行を含んでいる。上側の行には、図６に示されたテーブルから抽出された標準数値データが記載されている。下側の行は、太線で囲まれたセルを備えている。このセルは、入力が可能なセルである。オペレータは、上側の行の標準数値データを参考にしつつ、ショルダー１８の曲率半径Ｒ１及び平坦部２０の傾斜角度θのセルに数値を入力する（ＳＴＥＰ６）。演算部４は、入力された数値が現実のタイヤにおいて達成可能であるか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ７）。達成不可能である場合、再度の修正が促される。達成可能である場合、演算部４は、入力された数値に基づき、平坦部２０の距離Ｌ及び上部サイドウォール２２の曲率半径Ｒ２を算出する（ＳＴＥＰ８）。算出に際して図３に示された幾何学的関係が具備されるように、プログラムが作成されている。算出された数値は、図８のテーブルの下の行に表示される。同時に他のディメンジョンについても再計算がなされ、図８のテーブルの下の行に表示される（ＳＴＥＰ９）。算出（ＳＴＥＰ８）と同時に、トレッド１６の端Ｐａの新たな座標が決定されている。
【００２７】
表示された数値に満足しない場合、オペレータは数値の入力（ＳＴＥＰ６）を再度行う。再度の入力により、再度の算出がなされる。表示された数値に満足した場合、オペレータは「Save option」のボタンをクリックする。クリックにより、プロファイル１２が確定する（ＳＴＥＰ１０）。確定により、入力された数値データ及び算出された数値データが、記憶部６に記憶される。このデータにより、プロファイル１２の形状が特定されうる。このデータに基づき、ＣＡＤソフトにより、タイヤのプロファイル１２が描画される（ＳＴＥＰ１１）。ＣＡＤソフトに代えて、ＦＥＭソフトが用いられてもよい。
【００２８】
図８の画面において入力される数値によっては、ショルダー１８が円弧Ａ９以外の円弧と接することもあり得る。例えば、円弧Ａ１０、円弧Ａ８、円弧Ａ７等と、ショルダー１８が接することがあり得る。この場合は、当該円弧に関して図３に示された幾何学上の関係と同等の関係が考慮され、点Ｐａの座標が決定される。
【００２９】
図７に示された画面において「Option 2」が選択された場合は、図９に示された画面が表示部８に表示される。この画面では、ショルダー１８の曲率半径Ｒ１及び上部サイドウォール２２の曲率半径Ｒ２が入力される。入力された数値が現実のタイヤにおいて達成可能であるか否かの判定が、演算部４によって行われる。達成可能である場合、演算部４は、入力された数値に基づき、平坦部２０の傾斜角度θ及び距離Ｌを算出する。算出に際して図３に示された幾何学的関係が具備されるように、プログラムが作成されている。「Save option」のボタンがクリックされることにより、入力された数値データ及び算出された数値データが、記憶部６に記憶される。このデータにより、プロファイル１２の形状が特定されうる。このデータに基づき、ＣＡＤソフトにより、タイヤのプロファイル１２が描画される。
【００３０】
図７に示された画面において「Option 3」が選択された場合は、図１０に示された画面が表示部８に表示される。この画面では、ショルダー１８の曲率半径Ｒ１及び平坦部２０の距離Ｌが入力される。入力された数値が現実のタイヤにおいて達成可能であるか否かの判定が、演算部４によって行われる。達成可能である場合、演算部４は、入力された数値に基づき、平坦部２０の傾斜角度θ及び上部サイドウォール２２の曲率半径Ｒ２を算出する。算出に際して図３に示された幾何学的関係が具備されるように、プログラムが作成されている。「Save option」のボタンがクリックされることにより、入力された数値データ及び算出された数値データが、記憶部６に記憶される。このデータにより、プロファイル１２の形状が特定されうる。このデータに基づき、ＣＡＤソフトにより、タイヤのプロファイル１２が描画される。
【００３１】
図７に示された画面において「Option 4」が選択された場合は、図１１に示された画面が表示部８に表示される。この画面では、平坦部２０の距離Ｌ及び上部サイドウォール２２の曲率半径Ｒ２が入力される。入力された数値が現実のタイヤにおいて達成可能であるか否かの判定が、演算部４によって行われる。達成可能である場合、演算部４は、入力された数値に基づき、ショルダー１８の曲率半径Ｒ１及び平坦部２０の傾斜角度θを算出する。算出に際して図３に示された幾何学的関係が具備されるように、プログラムが作成されている。「Save option」のボタンがクリックされることにより、入力された数値データ及び算出された数値データが、記憶部６に記憶される。このデータにより、プロファイル１２の形状が特定されうる。このデータに基づき、ＣＡＤソフトにより、タイヤのプロファイル１２が描画される。
【００３２】
以上説明されたように、本発明に係る設計方法では、バットレス近傍のプロファイルが容易に設計されうる。この設計方法が用いられれば、タイヤプロファイルの設計時間が大幅に短縮される。この設計方法で得られた数値データは、例えば表計算ソフトデータのような、汎用性の高いデータである。このデータは、種々のＣＡＤソフト及びＦＥＭソフトにおいて利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る設計方法により、調整部が存在しないタイヤプロファイルも設計されうる。本発明に係る設計方法により、調整部にデントが形成されたタイヤプロファイルも設計されうる。本発明に係る設計方法により、マルチラジアストレッド以外の仮想トレッドにショルダーが接するタイヤプロファイルも設計されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る設計方法に用いられるシステムが示された概念図である。
【図２】図２は、図１のシステムによって設計されたタイヤプロファイルが示された模式図である。
【図３】図３は、図２のプロファイルの一部が示された拡大図である。
【図４】図４は、図２及び図３のプロファイルのための設計方法の一例が示されたフローチャートである。
【図５】図５は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【図６】図６は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【図７】図７は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【図８】図８は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【図９】図９は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【図１０】図１０は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【図１１】図１１は、図１のシステムに表示される１つの画面が示された正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
２・・・システム
４・・・演算部
６・・・記憶部
８・・・表示部
１０・・・入力部
１２・・・タイヤプロファイル
１６・・・トレッド
１８・・・ショルダー
２０・・・平坦部
２２・・・上部サイドウォール
２４・・・下部サイドウォール
２６・・・仮想トレッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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