(57)【要約】【課題】トレッド部とボディ部とが非連続であるタイヤモデルを有効に用いて、タイヤ周囲空間のモデルを生成する装置を提供する。【解決手段】タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルＭ１を用い、所定荷重をかけた接地解析を行う接地解析部１４と、接地により変形したタイヤモデルを取得し、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割するとともに、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状を取得するタイヤ外表面形状取得部１５と、ボディモデルＭ３の節点を、トレッドモデルＭ２の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルＭ３とトレッドモデルＭ２の外表面を連結する連結実行部１６と、上記で得られたタイヤ外表面２０と路面２１とタイヤ周辺空間の最外面２２のデータとを連結してタイヤ周囲空間モデルを生成する空間モデル生成部１９と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルであって、トレッドモデルと当該トレッドモデルよりも周方向の分割数が少ないボディモデルとを有するタイヤモデルを用い、所定荷重をかけた接地解析を行う接地解析部と、
接地により変形したタイヤモデルを取得し、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割するとともに、トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状を取得するタイヤ外表面形状取得部と、
前記トレッドモデルとボディモデルの連結部分について、ボディモデル及びトレッドモデルのいずれか一方の節点を、いずれか他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルとトレッドモデルの外表面を連結する連結実行部と、
上記で得られたタイヤ外表面の形状データと、予め定めた形状の路面のデータと、予め定めた形状のタイヤ周辺空間の最外面のデータと、を連結してタイヤ周囲空間モデルを生成する空間モデル生成部と、
を備えるタイヤ周囲空間モデルの生成装置。
【請求項２】
前記タイヤ外表面形状取得部は、
接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、前記トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状データを抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出したモデルについて、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割する分割部と、
を有する、請求項１に記載のタイヤ周囲空間モデルの生成装置。
【請求項３】
タイヤ外表面の形状データのうち路面に接地する要素を削除し、要素削除によりタイヤ外表面に形成された穴の縁を構成する節点を、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させる接地部修正部を備える、請求項１又は２に記載のタイヤ周囲空間モデルの生成装置。
【請求項４】
コンピュータが実行する方法であって、
タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルであって、トレッドモデルと当該トレッドモデルよりも周方向の分割数が少ないボディモデルとを有するタイヤモデルを用い、所定荷重をかけた接地解析を行うステップと、
接地により変形したタイヤモデルを取得し、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割するとともに、トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状を取得するステップと、
前記トレッドモデルとボディモデルの連結部分について、ボディモデル及びトレッドモデルのいずれか一方の節点を、いずれ他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルとトレッドモデルの外表面を連結するステップと、
上記で得られたタイヤ外表面の形状データと、予め定めた形状の路面のデータと、予め定めた形状のタイヤ周辺空間の最外面のデータと、を連結してタイヤ周囲空間モデルを生成するステップと、
を含むタイヤ周囲空間モデルの生成方法。
【請求項５】
接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、前記トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状データを抽出し、その後に、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割する請求項４に記載のタイヤ周囲空間モデルの生成方法。
【請求項６】
タイヤ外表面の形状データのうち路面に接地する要素を削除し、要素削除によりタイヤ外表面に形成された穴の縁を構成する節点を、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させるステップ、を含む請求項４又は５に記載のタイヤ周囲空間モデルの生成方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載のタイヤ周囲空間モデルの生成方法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、タイヤ放射音解析やタイヤの放熱解析に用いることができる、タイヤ周囲空間モデルを生成する装置、方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤからの放射音を予測・評価する技術が知られている。例えば特許文献１には、タイヤの接地部におけるトレッド部の溝と路面との間に形成される空間と、この空間につながっている空間であってタイヤの外側の予め定めた形状の空間と、を含む所定空間を複数の要素に分割した空間音響モデルを生成し、タイヤの放射音を解析することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３６８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記空間音響モデルは、タイヤの外表面、路面、タイヤ周囲空間の最外面に包囲される閉じられた空間である。音響用空間モデルを作成するにあたり、既存の有限要素法のタイヤモデルを用いることが作業コスト低減の観点から好ましい。なお、タイヤＦＥＭ（有限要素法）モデルは、タイヤを複数の要素で構成したモデルである。タイヤは、一単位となる部品を周方向に複数配列した構造であることが多いので、タイヤＦＥＭモデルは周方向に沿って分割されている。
【０００５】
近年の一般的なタイヤモデルは、図２Ｂに例示するように、タイヤのトレッド部のみをモデル化したトレッドモデルＭ２と、トレッド部を含まないボディ部をモデル化したボディモデルＭ３とが別々に生成され、図２Ａのように結合されたものが多い。図２Ｃに示すように、トレッドモデルＭ２の方がボディモデルＭ３よりもタイヤ周方向の要素分割数が大きいことが多く、両者は厳密に結合していない場合が多い。すなわち、トレッド部とボディ部の連結部は、両部材の節点の位置が一致しておらず、いわば隙間が空いた状態であることが多い。このような構成でも、構造解析では両部材が結合している条件を与えることができるので、解析上の問題が生じない。
【０００６】
しかしながら、このようなトレッド部とボディ部が別々に生成され、両者のタイヤ周方向の要素分割数が異なるタイヤモデルを用いて、上記空間モデルを生成しようとしても、トレッド部とボディ部との間には隙間があるので、完全に連続したタイヤの外表面形状を得ることができず、空間モデルを生成することができない。
【０００７】
上記特許文献１では、タイヤモデルのトレッド部とボディ部が非連続であることを言及していないので、この問題を解決していないようである。
【０００８】
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、トレッド部とボディ部とが非連続であるタイヤモデルを有効に用いて、タイヤ周囲空間のモデルを生成する装置、方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
【０００９】
なお、上記ではタイヤからの放射音を解析する音響用空間モデルについて説明したが、タイヤ外表面、路面及びタイヤ周囲空間の最外面に区画される閉空間を表す空間モデルであれば、音響に限定されない。例えば、タイヤからの放熱を解析する放熱用空間モデルにも同様のことが言える。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
すなわち、本発明のタイヤ周囲空間モデルの生成装置は、タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルであって、トレッドモデルと当該トレッドモデルよりも周方向の分割数が少ないボディモデルとを有するタイヤモデルを用い、所定荷重をかけた接地解析を行う接地解析部と、
接地により変形したタイヤモデルを取得し、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割するとともに、トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状を取得するタイヤ外表面形状取得部と、
前記トレッドモデルとボディモデルの連結部分について、ボディモデル及びトレッドモデルのいずれか一方の節点を、いずれか他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルとトレッドモデルの外表面を連結する連結実行部と、
上記で得られたタイヤ外表面の形状データと、予め定めた形状の路面のデータと、予め定めた形状のタイヤ周辺空間の最外面のデータと、を連結してタイヤ周囲空間モデルを生成する空間モデル生成部と、を備える。
【００１２】
本発明のタイヤ周囲空間モデルの生成方法は、コンピュータが実行する方法であって、
タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルであって、トレッドモデルと当該トレッドモデルよりも周方向の分割数が少ないボディモデルとを有するタイヤモデルを用い、所定荷重をかけた接地解析を行うステップと、
接地により変形したタイヤモデルを取得し、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割するとともに、トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状を取得するステップと、
前記トレッドモデルとボディモデルの連結部分について、ボディモデル及びトレッドモデルのいずれか一方の節点を、いずれ他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルとトレッドモデルの外表面を連結するステップと、
上記で得られたタイヤ外表面の形状データと、予め定めた形状の路面のデータと、予め定めた形状のタイヤ周辺空間の最外面のデータと、を連結してタイヤ周囲空間モデルを生成するステップと、を含む。
【００１３】
このように、トレッドモデルと周方向の分割数が一致するようにボディモデルを分割し、トレッドモデル及びボディモデルのいずれか一方の節点を、いずれか方の対応する節点と同じ位置に移動させて、両モデルの外表面を連結するので、トレッド部とボディ部とが不連続なモデルを用いて、面の連続性が要求されるタイヤ周辺空間モデルを生成することが可能となる。
【００１４】
装置において、計算コストを低減させるためには、前記タイヤ外表面形状取得部は、
接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、前記トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状データを抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出したモデルについて、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割する分割部と、
を有することが好ましい。
【００１５】
方法において、計算コストを低減させるためには、接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、前記トレッドモデルとボディモデルそれぞれの外表面形状データを抽出し、その後に、前記トレッドモデルの周方向分割数に一致するように前記ボディモデルを周方向に分割することが好ましい。
【００１６】
装置において、タイヤ外表面と路面との不連続を解消して、空間モデルを生成可能とするためには、タイヤ外表面の形状データのうち路面に接地する要素を削除し、要素削除によりタイヤ外表面に形成された穴の縁を構成する節点を、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させる接地部修正部を備えることが好ましい。
【００１７】
方法において、タイヤ外表面と路面との不連続を解消して、空間モデルを生成可能とするためには、タイヤ外表面の形状データのうち路面に接地する要素を削除し、要素削除によりタイヤ外表面に形成された穴の縁を構成する節点を、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させるステップ、を含むことが好ましい。
【００１８】
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。すなわち、本発明のコンピュータプログラムは、上記タイヤ周囲空間モデルの生成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ものである。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】
【００１９】
【図１】本発明のタイヤ周囲空間モデルの生成装置を示すブロック図。
【図２Ａ】生成装置が用いるタイヤモデルを示す斜視図。
【図２Ｂ】タイヤモデルを構成するトレッドモデル及びボディモデルを示す斜視図。
【図２Ｃ】タイヤモデルの拡大図。
【図３Ａ】内部構造を削除したタイヤ外表面形状を示す斜視図。
【図３Ｂ】タイヤ外表面形状抽出処理に関する説明図。
【図３Ｃ】内部構造を削除せずにボディモデルを分割したモデルを示す斜視図。
【図４Ａ】分割数を一致させたトレッドモデル及びボディモデルを示す斜視図。
【図４Ｂ】モデルの分割処理に関する説明図。
【図４Ｃ】モデルの分割処理に関する説明図。
【図４Ｄ】モデルの分割処理に関する説明図。
【図５Ａ】接地部削除処理に関する説明図。
【図５Ｂ】接地部削除処理に関する説明図。
【図５Ｃ】接地する要素を削除したモデルをタイヤ内部から見た図。
【図５Ｄ】接地部削除処理に関する説明図。
【図６】路面データ修正処理に関する説明図。
【図７】空間モデル生成処理に関する説明図。
【図８】空間モデル生成処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
［タイヤ周囲空間モデルの生成装置］
図１に示す本発明に係るタイヤ周囲空間モデルの生成装置１は、図７に示すように、タイヤ外表面２０、路面２１及びタイヤ周囲空間の最外面２２に包囲されるタイヤ周囲空間のモデルを生成する装置である。本実施形態では、タイヤ外表面２０の中央部にホイールモデル２３が設けられている。
【００２２】
具体的に、タイヤ周囲空間モデルの生成装置１は、初期タイヤモデル記憶部１０と、ホイールモデル記憶部１１と、路面モデル記憶部１２と、最外面モデル記憶部１３と、接地解析部１４と、タイヤ外表面形状取得部１５と、連結実行部１６と、接地部修正部１７と、路面データ修正部１８と、空間モデル生成部１９と、を有する。これら各部１４〜１９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。
【００２３】
図１に示す初期タイヤモデル記憶部１０は、図２Ａに示すように、空間モデルの基礎となるタイヤモデルＭ１を記憶する。タイヤモデルＭ１は、例えばＦＥＭ（有限要素法）による種々の解析に用いることができるモデルで、タイヤを複数の要素に分割したモデルである。タイヤモデルＭ１は、図２Ｂに例示するように、タイヤのトレッド部のみをモデル化したトレッドモデルＭ２と、トレッド部を含まないボディ部をモデル化したボディモデルＭ３と、が別々に生成され、図２Ａに示すように結合されている。図２Ｃは、トレッド部とボディ部の連結部分を示す拡大斜視図である。図２Ｃに示すように、トレッドモデルＭ２の方がボディモデルＭ３よりもタイヤ周方向の要素分割数が大きい。図中の例では、タイヤの周方向の一単位となる一ピッチあたりのトレッドモデルＭ２の要素分割数は６つであり、ボディモデルＭ３の要素分割数は２つである。このタイヤモデルＭ１は、タイヤ外表面の形状に関するデータを有することは勿論のこと、内部構造に関するデータも含む。
【００２４】
図１に示すホイールモデル記憶部１１は、図７に示すように、予め定められた形状のホイールモデル２３又はタイヤ外表面２０に合わせてホイールモデル２３を生成するために必要となるデータを記憶する。
【００２５】
図１に示す路面モデル記憶部１２は、図７に示すように、予め定められた形状の路面２１のモデルを記憶する。
【００２６】
図１に示す最外面モデル記憶部１３は、図７に示すように、予め定められた形状のタイヤ周囲空間の最外面２２のモデルを記憶する。本実施形態では、ドーム状にしているが、これに限定されず、種々の形状を採用可能である。初期タイヤモデル記憶部１０、ホイールモデル記憶部１１、路面モデル記憶部１２及び最外面モデル記憶部１３に記憶されるデータは、図示しない操作部を介してユーザにより設定される。
【００２７】
図１に示す接地解析部１４は、初期タイヤモデル記憶部１０に記憶されているタイヤモデルＭ１を用い、所定荷重をかけた接地解析を行う。接地解析は、予め設定された制約条件（所定内圧、所定荷重）の下で、タイヤモデルＭ１を路面に接地させ、変形したタイヤモデルの形状を得る。ここでいう接地解析には、タイヤを回転させずに静止した状態で接地させる静的な接地解析でもよい。また、接地したタイヤの形状が得られるのであれば、タイヤを一定速度で回転させた状態で接地する、いわゆる定常ローリング解析を用いる事も可能である。
【００２８】
図１に示すタイヤ外表面形状取得部１５は、接地解析部１４により得られる、変形したタイヤモデルを取得し、トレッドモデルＭ２の周方向分割数（６個）に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割するとともに、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状を取得する。これを実現するために、本実施形態では、タイヤ外表面形状取得部１５は、抽出部１５ａと、分割部１５ｂと、を有する。
【００２９】
図１に示す抽出部１５ａは、接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、図３Ａに示すように、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状データを取得する。図３Ｂは、タイヤモデルＭ１を模式的に示すタイヤ子午線断面である。同３Ｂ上部に示すように、タイヤモデルＭ１には、タイヤ外表面を構成する要素及び節点だけではなく、タイヤ内部構成を表す要素及び節点が含まれる。そこで、図３Ｂの下部に示すように、タイヤ外表面（特に、タイヤ外側にある外表面）が残るように、内部の要素及び節点を削除する。
【００３０】
図１に示す分割部１５ｂは、抽出部１５ａにより抽出したモデル（図３Ａ，Ｂ参照）について、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割する（図４Ａ参照）。図４Ｂは、トレッドモデルＭ２の端とボディモデルＭ３の端をタイヤ軸方向に沿って見た模式図である。同図に示すように、各々のモデルの端（要素）を線で示し、線（要素）を構成するための節点を丸印で示している。図３Ａ及び図４Ｂに示すように、タイヤの周方向ＣＤの一単位となる一ピッチあたりのトレッドモデルＭ２の要素分割数は６つであり、ボディモデルＭ３の要素分割数は２つであるとする。まず、分割部１５ｂは、図４Ｃにおいて点線楕円にて示すように、ボディモデルＭ３の節点を、最も近い位置にあるトレッドモデルＭ２の節点と関連づけるマッチング処理を実行する。次に、分割部１５ｂは、図４Ｄに示すように、トレッドモデルＭ２の節点のうちボディモデルＭ３の節点にマッチングされなかった節点を抽出し、当該関連づけがなされていない節点に対応するボディモデルＭ３の節点（図中では×印で示す）を新たに生成する。このように、トレッドモデルＭ２の周方向分割数とボディモデルＭ３の周方向分割数を一致させる。
【００３１】
なお、本実施形態では、一ピッチ分のモデルがタイヤ周方向に繰り返し配置されることで、タイヤモデル全体が構成されている等分割タイヤであるが、例えばトレッド部の要素が３つ、２つ、３つ、２つというように、不均等分割のタイヤでも同様のことがいえる。
【００３２】
また、本実施形態では、接地により変形したタイヤモデルからタイヤ外表面形状を抽出し（図３Ａ参照）、その後、ボディモデルＭ３を周方向に分割しているが（図４Ａ参照）、これに限定されない。まず、図３Ｃに示すように、接地により変形したタイヤモデルのボディモデルＭ３を周方向に分割し、その後、内部構造を削除することにより、図４Ａに示すように、タイヤ外表面形状を抽出してもよい。なお、計算コストの面では、処理量が減るので前者の方が有利である。
【００３３】
図１に示す連結実行部１６は、タイヤ外表面形状取得部１５により得られた、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３の連結部分について、ボディモデルＭ３及びトレッドモデルＭ２のいずれか一方の節点を、いずれか他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルＭ３とトレッドモデルＭ２の外表面を連結する。本実施形態では、図４Ｄにて点線矢印で示すように、ボディモデルＭ３の節点を、トレッドモデルＭ２の対応する節点と同じ位置に移動している。勿論、逆に、トレッドモデルＭ２の節点を、ボディモデルＭ３の対応する節点と同じ位置に移動し、両モデルの外表面を連結するようにしてもよい。
【００３４】
図１に示す接地部修正部１７は、連結実行部１６で得られたタイヤの外表面形状データのうち路面に接地する要素を削除する。図５Ａ〜Ｄに示すように、路面２１に接地している要素は、路面２１の所定距離（例えば数ミリ）上方にある仮想線Ｌよりも下方にある要素とする。上記所定距離は、接地解析において路面２１から上記所定距離以内にあれば”接地している”と取り扱う定式等により定まる。例えば、タイヤの外表面形状と路面との関係が図５Ａの説明図に示すような関係にあるすれば、図中では、要素ｅ２，ｅ３，ｅ４が削除され、要素ｅ１，ｅ５が残り、図５Ｂのようになる。図５Ｃは、外表面形状データのうち路面に接地する要素を削除したものを、タイヤ内部から見た図である。図５Ｃに示すように、タイヤの溝で区画されるトレッドモデルＭ２の踏面に穴ｈが形成された状態となる。なお、本実施形態では、タイヤ外表面モデルを四角形要素から三角形要素に変換した後に、路面に接地する要素を削除している。
【００３５】
次に、接地部修正部１７は、図５Ｄにて模式図で示すように、要素削除によりタイヤ外表面２０に形成された穴ｈの縁を構成する節点を、図中点線矢印に示すように、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させる。これにより路面２１のデータと連結することが容易となる。
【００３６】
図１に示す路面データ修正部１８は、図６に示すように、路面データの上記投影点に節点を生成し、タイヤ外表面２０が接地する部位を路面２１データから削除する。削除後の路面２１のデータは、例えば図７下部に示すように、タイヤ外表面２０の穴に一致する穴が形成された状態となる。
【００３７】
空間モデル生成部１９は、図７に示すように、上記で得られたタイヤ外表面２０のデータと、上記で得られた予め定めた形状の路面２１のデータと、予め定めた形状のタイヤ周囲空間の最外面２２のデータと、を連結し、これら各データで包囲される閉空間のタイヤ周囲空間モデルを生成する。閉空間データが得られれば、空間モデル生成部１９は、閉空間に対してテトラメッシュを生成し、解析に適した空間モデル（図示せず）を生成する。
【００３８】
［タイヤ周囲空間モデルの生成方法］
上記生成装置１を用いたタイヤ周囲空間モデルを生成する方法を、図８を用いて説明する。
【００３９】
まず、ステップＳ１００において、接地解析部１４は、図２Ａに示すタイヤモデルを用い、所定荷重をかけた接地解析を実行する。次のステップＳ１０１において、抽出部１５ａが、接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状データを抽出する。次のステップＳ１０２において、分割部１５ｂが、抽出したモデルについて、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割する。次のステップＳ１０３において、連結実行部１６が、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３の連結部分について、ボディモデルＭ３及びトレッドモデルＭ２のいずれか一方の節点を、いずれか他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルＭ３とトレッドモデルＭ２の外表面を連結する。次のステップＳ１０４において、接地部修正部１７は、タイヤ外表面のうち接地する要素を削除し、タイヤ外表面に形成された穴の縁を構成する節点を移動し、接地部分を路面データに一致するように修正する。次のステップＳ１０５において、路面データ修正部１８は、タイヤ外表面形状データの修正に合わせて、路面データを修正する。次のステップＳ１０６において、空間モデル生成部１９は、タイヤ外表面２０のデータ、路面２１のデータ、最外面２２のデータを連結し、閉空間となる空間モデルを生成する。次のステップＳ１０７において、空間モデル生成部１９は、閉空間のモデルに基づき音響等の解析に適したタイヤ周囲空間モデルを生成する。
【００４０】
以上のように、本実施形態のタイヤ周囲空間モデルの生成装置は、タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルＭ１であって、トレッドモデルＭ２と当該トレッドモデルＭ２よりも周方向の分割数が少ないボディモデルＭ３とを有するタイヤモデルＭ１を用い、所定荷重をかけた接地解析を行う接地解析部１４と、接地により変形したタイヤモデルを取得し、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割するとともに、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状を取得するタイヤ外表面形状取得部１５と、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３の連結部分について、ボディモデルＭ３及びトレッドモデルＭ２のいずれか一方の節点を、いずれか他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルＭ３とトレッドモデルＭ２の外表面を連結する連結実行部１６と、上記で得られたタイヤ外表面２０の形状データと、予め定めた形状の路面２１のデータと、予め定めた形状のタイヤ周辺空間の最外面２２のデータと、を連結してタイヤ周囲空間モデルを生成する空間モデル生成部１９と、を備える。
【００４１】
また、本実施形態のタイヤ周囲空間モデルの生成方法は、コンピュータが実行する方法であって、タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルＭ１であって、トレッドモデルＭ２と当該トレッドモデルＭ２よりも周方向の分割数が少ないボディモデルＭ３とを有するタイヤモデルＭ１を用い、所定荷重をかけた接地解析を行うステップ（Ｓ１００）と、接地により変形したタイヤモデルを取得し、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割するとともに、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状を取得するステップ（Ｓ１０２）と、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３の連結部分について、ボディモデルＭ３及びトレッドモデルＭ２のいずれか一方の節点を、いずれ他方の対応する節点と同じ位置に移動し、ボディモデルＭ３とトレッドモデルＭ２の外表面を連結するステップ（Ｓ１０３）と、上記で得られたタイヤ外表面２０の形状データと、予め定めた形状の路面２１のデータと、予め定めた形状のタイヤ周辺空間の最外面２２のデータと、を連結してタイヤ周囲空間モデルを生成するステップ（Ｓ１０６，Ｓ１０７）と、を含む。
【００４２】
このように、トレッドモデルＭ２と周方向の分割数が一致するようにボディモデルＭ３を分割し、トレッドモデルＭ２及びボディモデルＭ３のいずれか一方の節点を、いずれか方の対応する節点と同じ位置に移動させて、両モデルの外表面を連結するので、トレッド部とボディ部とが不連続なモデルＭ１を用いて、面の連続性が要求されるタイヤ周辺空間モデルを生成することが可能となる。
【００４３】
本実施形態の装置では、タイヤ外表面形状取得部１５は、接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状データを抽出する抽出部１５ａと、抽出部１５ａにより抽出したモデルについて、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割する分割部１５ｂと、を有する。
【００４４】
本実施形態の方法では、接地により変形したタイヤモデルから内部構造のデータを削除することにより、トレッドモデルＭ２とボディモデルＭ３それぞれの外表面形状データを抽出し、その後に、トレッドモデルＭ２の周方向分割数に一致するようにボディモデルＭ３を周方向に分割する。
【００４５】
このように、外表面形状を抽出した後にモデルを分割すれば、モデルを分割した後に外表面形状を抽出する場合に比べて処理する情報量が少なくなり、計算コストを低減させることが可能となる。
【００４６】
ＦＥＭ等の接地解析では接触の定式化により、路面から離れていても接触と取り扱われていたり、路面に食い込んでいたりする場合がある。このような場合、ＦＥＭモデルの節点は、路面と一致していないために、そのままでは、路面とトレッドモデルとの間に隙間があるので、空間モデルを作れない。
【００４７】
そこで、本実施形態の装置では、タイヤ外表面２０の形状データのうち路面に接地する要素を削除し、要素削除によりタイヤ外表面に形成された穴ｈの縁を構成する節点を、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させる接地部修正部１７を備える。
本実施形態の方法では、タイヤ外表面２０の形状データのうち路面に接地する要素を削除し、要素削除によりタイヤ外表面に形成された穴の縁を構成する節点を、当該節点を路面に投影したときの投影点に移動させるステップ（Ｓ１０４）と、を含む。
【００４８】
このように、路面に接地する要素を削除し、削除によってタイヤ外表面に形成された穴ｈの縁を路面への投影点に移動させることになるので、タイヤ外表面２０データと路面２１データとを表面を連続させて結合することができ、空間モデルを生成することが可能となる。
【００４９】
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、上記タイヤ周囲空間モデルの生成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。
【００５０】
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。
【００５１】
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】
【００５２】
Ｍ１…タイヤモデル
Ｍ２…トレッドモデル
Ｍ３…ボディモデル
１４…接地解析部
１５…タイヤ外表面形状取得部
１５ａ…抽出部
１５ｂ…分割部
１６…連結実行部
１７…接地部修正部
１９…空間モデル生成部
【図１】
2015044485.tif 000003
【図２Ａ】
2015044485.tif 000004
【図２Ｂ】
2015044485.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図８】
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【図７】
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