(57)【要約】【課題】  路面を弾性体及び粘弾性体として路面モデル化して正確なタイヤ性能解析を行うことができるタイヤ性能解析システムを提供する。【解決手段】  トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析システムであって、中央処理装置（ＣＰＵ）１０、主記憶装置１１、タイヤモデル記憶装置１２、路面モデル記憶装置１３、入力装置１４、及び出力装置１５を備える。ＣＰＵ１０は、タイヤモデル化手段１００ａと、路面モデル化手段１０１と、モデル接触手段１０２と、解析手段１０３とを備える。【選択図】      図１
2007091017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析システムにおいて、
前記空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化するタイヤモデル化手段と、
路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する路面モデル化手段と、
前記タイヤモデルを前記路面モデルに接触させるモデル接触手段と、
接触させた前記タイヤモデルと前記路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する解析手段
とを備えることを特徴とするタイヤ性能解析システム。
【請求項２】
前記タイヤモデル化手段は、前記トレッド部のパターンを有限個の要素でモデル化することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ性能解析システム。
【請求項３】
タイヤのトレッドパターンの少なくとも一部を路面に接触させた状態の前記トレッドパターンの性能を数値解析するトレッドパターン性能解析システムにおいて、
前記トレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化するトレッドパターンモデル化手段と、
路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する路面モデル化手段と、
前記トレッドパターンモデルを前記路面モデルに接触させるモデル接触手段と、
接触させた前記トレッドパターンモデルと前記路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてトレッドパターン性能を数値解析する解析手段
とを含むことを特徴とするトレッドパターン性能解析システム。
【請求項４】
トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析方法において、
前記空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化するステップと、
路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化するステップと、
前記タイヤモデルを前記路面モデルに接触させるステップと、
接触させた前記タイヤモデルと前記路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析するステップ
とを含むことを特徴とするタイヤ性能解析方法。
【請求項５】
前記有限個の要素でタイヤモデル化するステップが、前記トレッド部のパターンを有限個の要素でモデル化することを特徴とする請求項４に記載のタイヤ性能解析方法。
【請求項６】
タイヤのトレッドパターンの少なくとも一部を路面に接触させた状態の前記トレッドパターンの性能を数値解析するトレッドパターン性能解析方法において、
前記トレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化するステップと、
路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化するステップと、
前記トレッドパターンモデルを前記路面モデルに接触させるステップと、
接触させた前記トレッドパターンモデルと前記路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてトレッドパターン性能を数値解析するステップ
とを含むことを特徴とするトレッドパターン性能解析方法。
【請求項７】
トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化する命令と、
路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する命令と、
前記タイヤモデルを前記路面モデルに接触させる命令と、
接触させた前記タイヤモデルと前記路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する命令
とを実行させるためのタイヤ性能解析プログラム。
【請求項８】
前記タイヤモデル化する命令は、前記トレッド部のパターンを有限個の要素でモデル化することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ性能解析プログラム。
【請求項９】
タイヤのトレッドパターンの少なくとも一部を路面に接触させた状態の前記トレッドパターンの性能を数値解析するトレッドパターン性能解析プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記トレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化する命令と、
路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する命令と、
前記トレッドパターンモデルを前記路面モデルに接触させる命令と、
接触させた前記トレッドパターンモデルと前記路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてトレッドパターン性能を数値解析する命令
とを実行させるためのトレッドパターン性能解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ性能解析方法に関し、特に性能を数値解析するタイヤ性能解析システム、トレッドパターン性能解析システム、タイヤ性能解析方法、トレッドパターン性能解析方法、タイヤ性能解析プログラム及びトレッドパターン性能解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを設定し、タイヤモデルを仮想路面上で転動させることにより、タイヤを試作しなくてもある程度の性能を予測・解析する方法が提案されている。
【０００３】
従来のタイヤの性能の予測・解析は、路面を剛体としてモデル化して行われている（例えば、特許文献１，特許文献２，特許文献３参照。）。また、路面とタイヤとの間に流体を挿入してモデル化したタイヤの性能の予測・解析も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
しかしながら、従来の方法では路面を仮想的なものや剛体としてモデル化しており、実際の路面に存在する弾性や粘弾性を考慮したモデル化がなされていない。このような実際の路面に存在する弾性や粘弾性は、路面に接触するタイヤのトレッド部の変形に影響する。つまり路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をしないと、トレッド部の変形を精度良く予測できないため正確なタイヤ性能解析が行えない問題がある。
【特許文献１】特許第３３１４０８２号公報
【特許文献２】特許第３３６３４４２号公報
【特許文献３】特許第３３６３４４３号公報
【特許文献４】特許第３１３３７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、路面を弾性体及び粘弾性体として路面モデル化して正確なタイヤ性能解析を行うことができるタイヤ性能解析システム、トレッドパターン性能解析システム、タイヤ性能解析方法、トレッドパターン性能解析方法、タイヤ性能解析プログラム及びトレッドパターン性能解析プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の一態様によれば、トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析システムにおいて、空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化するタイヤモデル化手段と、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する路面モデル化手段と、タイヤモデルを路面モデルに接触させるモデル接触手段と、接触させたタイヤモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する解析手段とを備えるタイヤ性能解析システムであることを要旨とする。
【０００７】
本願発明の他の態様によれば、タイヤのトレッドパターンの少なくとも一部を路面に接触させた状態のトレッドパターンの性能を数値解析するトレッドパターン性能解析システムにおいて、トレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化するトレッドパターンモデル化手段と、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する路面モデル化手段と、トレッドパターンモデルを路面モデルに接触させるモデル接触手段と、接触させたトレッドパターンモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてトレッドパターン性能を数値解析する解析手段とを含むトレッドパターン性能解析システムであることを要旨とする。
【０００８】
本願発明の他の態様によれば、トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析方法において、空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化するステップと、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化するステップと、タイヤモデルを路面モデルに接触させるステップと、接触させたタイヤモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析するステップとを含むタイヤ性能解析方法であることを要旨とする。
【０００９】
本願発明の他の態様によれば、タイヤのトレッドパターンの少なくとも一部を路面に接触させた状態のトレッドパターンの性能を数値解析するトレッドパターン性能解析方法において、トレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化するステップと、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化するステップと、トレッドパターンモデルを路面モデルに接触させるステップと、接触させたトレッドパターンモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてトレッドパターン性能を数値解析するステップとを含むトレッドパターン性能解析方法であることを要旨とする。
【００１０】
本願発明の他の態様によれば、トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析プログラムにおいて、コンピュータに、空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化する命令と、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する命令と、タイヤモデルを路面モデルに接触させる命令と、接触させたタイヤモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する命令とを実行させるためのタイヤ性能解析プログラムであることを要旨とする。
【００１１】
本願発明の他の態様によれば、タイヤのトレッドパターンの少なくとも一部を路面に接触させた状態のトレッドパターンの性能を数値解析するトレッドパターン性能解析プログラムにおいて、コンピュータに、トレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化する命令と、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する命令と、トレッドパターンモデルを路面モデルに接触させる命令と、接触させたトレッドパターンモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてトレッドパターン性能を数値解析する命令とを実行させるためのトレッドパターン性能解析プログラムであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、路面を弾性体及び粘弾性体として路面モデル化して正確なタイヤ性能解析を行うことができるタイヤ性能解析システム、トレッドパターン性能解析システム、タイヤ性能解析方法、トレッドパターン性能解析方法、タイヤ性能解析プログラム及びトレッドパターン性能解析プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムは、図１に示すように、トレッド部を有する空気入りタイヤの性能を数値解析するタイヤ性能解析システムであって、中央処理装置（ＣＰＵ）１０、主記憶装置１１、タイヤモデル記憶装置１２、路面モデル記憶装置１３、入力装置１４、及び出力装置１５を備える。ＣＰＵ１０は、タイヤモデル化手段１００ａと、路面モデル化手段１０１と、モデル接触手段１０２と、解析手段１０３とを備える。また、ＣＰＵ１０は、図示を省略した記憶装置管理手段を備える。尚、数値解析には、有限要素法解析（ＦＥＭ）を用いる。
【００１５】
タイヤモデル化手段１００ａは、空気入りタイヤを有限個の要素２００ａ，２００ｂ，２００ｃ・・・の集合体で、図２に示すように、タイヤモデル化してタイヤモデル２０を形成する。要素２００ａ，２００ｂ，２００ｃ・・・は、ＣＰＵ１０で数値解析が可能なデータである。タイヤモデル化手段１００ａは、タイヤモデル２０のデータをタイヤモデル記憶装置１２に送信し記憶させる。
【００１６】
タイヤモデル２０は、図２に示すＡ−Ａで切った断面図である図３に示すように、トレッド部２１、ショルダー部２３、サイド部２４、及びビード部２５のモデルを備えている。トレッド部２１には溝２２が形成されており、トレッド部２１の溝２２によるパターンを有限個の要素でモデル化することができる。例えば、要素２００ａ，２００ｂ，２００ｃ・・・は、２次元の三角形・四角形からなる膜要素、３次元の四面体、五面体、または六面体からなるリソッド要素が挙げられる。また、各要素２００ａ，２００ｂ，２００ｃ・・・には、座標のデータ、タイヤの材料特性（例えば、ゴムの密度、弾性係数）等が定義されている。
【００１７】
ベルト、プライ等の補強部材は、シェル要素、膜要素、及びリバー要素でモデル化することができる。ビードワイヤ２６は、複数本のスチールコード全体を含むソリッド要素でモデル化しているが、それぞれのスチールコードを個別にソリッド要素、リバー要素、ビーム要素でモデル化することも可能である。
【００１８】
路面モデル化手段１０１は、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面を路面モデル化して路面モデル３０を形成する。通常の舗装路は、図４（ａ）に示すように表層３１、路盤３２、及び路床３３等の複数層から成り立っているために、路面モデル３０は、図４（ｂ）に示すように複数層のソリッド要素でモデル化される。路面モデル化手段１０１は、路面モデル３０のデータを路面モデル記憶装置１３に送信し記憶させる。
【００１９】
路面モデル３０を弾性体とした場合の具体的な弾性率はそれぞれ、表層３１を１０ＧＰａ、路盤３２を１ＧＰａ、路床３３を１００ＭＰａとした。また、表層３１の粘弾性モデルは、一般化粘弾性モデルを用い、弾性率を１０ＧＰａ、粘性を示す損失弾性率を１ＧＰａとした。尚、これらの数値は、ＪＩＳ  Ａ１１０８や、日本道路教会発行の舗装試験法便覧の舗装試験法３−５−１１に準拠して測定する。
【００２０】
実際の路面は剛体ではなく、表層３１はもとより路盤３２を含めて弾性、さらに表層３１がアスファルトのような場合は粘性を持っている。タイヤのような弾性を持つ物体と、路面のようにタイヤよりは剛性が明らかに大きいが弾性を持つ物体が接触する場合、近似的には剛性の大きい路面を剛体としてモデル化することは可能である。しかし、本来はタイヤ及び路面の双方とも弾性を持つので、より精度良くタイヤ側の変形、応力、歪みを解析するためには路面側も弾性体としてモデル化する必要がある。
【００２１】
路面を剛体シェルでモデル化した場合のタイヤ側の接地圧分布を図５（ａ）に示す。このとき、路面は剛体なので変形しない。一方、路面側に弾性を考慮したモデル化した場合のタイヤ側の接地圧分布を図５（ｂ）に示す。このように路面側に弾性を考慮したモデル化することで、図５（ａ）で示したように局所的に高かったタイヤ側の接地圧分布が、図５（ｂ）に示すように均等な接地圧分布へと変化する。また、路面側に弾性を考慮しない剛体路面は、接地圧の高かかったタイヤ巾方向中央部付近で、路面変形量が大きくなり、その結果タイヤの接地圧が低くなる。
【００２２】
従来の路面を剛体とみなす場合と本発明の第１の実施の形態に係る路面モデル化のように弾性体とみなす場合による接地圧の差を具体例によって示す。
【００２３】
まず、タイヤ（ＰＳＲ１９５／６５Ｒ１５）を用いて実測する。タイヤは、内圧２００ｋＰａ、リム巾６Ｊとする。接地圧の測定方法としては、アスファルト路面上に感圧紙を敷き、その上にタイヤを配置する。タイヤを荷重４．０ｋＮで押しつけて接地する部分の圧力を測定する。測定した接地圧より、接地圧の最大値、平均値からの偏差を求める。
【００２４】
次に、上記タイヤをモデル化して接地圧の解析を行う。実測で用いたタイヤ（ＰＳＲ１９５／６５Ｒ１５）をタイヤモデル化する。そして、従来の剛体平坦路面と第１の実施の形態に係る弾性体の平坦路面をそれぞれ路面モデル化する。弾性体路面はシェル要素でモデル化し、厚さは実測の表層と同じくし、弾性率も実測から求める。解析は、実測と同様にタイヤを荷重４．０ｋＮで押しつけたときの接地圧の最大値、平均値からの偏差を求める。実測結果を１００として指数にて評価した結果を図６の表に示す。図６の表より、弾性体路面では、剛体路面より実測に近い結果が得られる。
【００２５】
また、路面の表層３１に広く使われているアスファルトは粘性を持つことが知られている。このように粘性を持つ材料にタイヤが接触する場合、粘性により路面側の変形量が時間により変わる。このためタイヤ側の変形も時間により変化する。このような時間変化を含めてより精度良くタイヤ側の変形、応力、歪みを解析するためには路面側の弾性に加えて粘性を考慮する必要がある。
【００２６】
モデル接触手段１０２は、タイヤモデル記憶装置１２及びデータを路面モデル記憶装置１３からそれぞれタイヤモデル２０及び路面モデル３０を読み出し、タイヤモデル２０を路面モデル３０に接触させる。
【００２７】
解析手段１０３は、モデル接触手段１０２によって接触させたタイヤモデル２０と路面モデル３０に基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する。タイヤ性能の数値解析としては、タイヤモデル２０が路面モデル３０上を転動している際の強度及び状態等の挙動を解析する。
【００２８】
タイヤ性能解析システムは、入力装置１４、出力装置１５等をＣＰＵ１０につなぐ図示を省略した入出力制御装置（インターフェース）を備える。また、主記憶装置１１は、ＲＯＭ及びＲＡＭが組み込まれている。ＲＡＭはＣＰＵ１０におけるプログラム実行中に利用される情報等を逐次記憶し、作業領域として利用される情報メモリ等として機能する。タイヤモデル記憶装置１２及び路面モデル記憶装置１３は、磁気テープ、磁気ドラム、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはＲＯＭ、ＲＡＭなどの半導体メモリ等を用いた記録部である。入力装置１４は、キーボード、マウス、ボイスデバイス又はライトペン等で構成される。出力装置１５としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＣＲＴディスプレイやプリンタ等を用いることができる。
【００２９】
第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムによれば、路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をすることができるので、タイヤモデル２０のトレッド部２１の変形を精度良く予測でき、正確なタイヤ性能解析を行うことができる。
【００３０】
以下に、第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムを用いたタイヤ性能解析方法を図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
（イ）まず、ステップＳ１０１ａにおいて、タイヤモデル化手段１００ａで、空気入りタイヤを有限個の要素２００ａ，２００ｂ，２００ｃ・・・の集合体で、タイヤモデル化してタイヤモデル２０を形成する。そして、タイヤモデル２０のデータは、タイヤモデル記憶装置１２に送信され記憶される。
【００３２】
（ロ）ステップＳ１０２において、路面モデル化手段１０１で、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面を路面モデル化して路面モデル３０を形成する。そして、路面モデル３０のデータは、路面モデル記憶装置１３に送信され記憶される。
【００３３】
（ハ）ステップＳ１０３において、モデル接触手段１０２で、タイヤモデル記憶装置１２及びデータを路面モデル記憶装置１３からそれぞれタイヤモデル２０及び路面モデル３０を読み出し、タイヤモデル２０を路面モデル３０に接触させる。
【００３４】
（ニ）ステップＳ１０４において、解析手段１０３で、モデル接触手段１０２によって接触させたタイヤモデル２０と路面モデル３０に基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する。
【００３５】
第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法によれば、路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をすることができるので、タイヤモデル２０のトレッド部２１の変形を精度良く予測でき、正確なタイヤ性能解析を行うことができる。
【００３６】
本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法として図７に示した一連の命令、即ち：（ａ）空気入りタイヤを有限個の要素でタイヤモデル化する命令;（ｂ）路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する命令; （ｃ）タイヤモデルを路面モデルに接触させる命令;（ｄ）接触させたタイヤモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する命令;等は、図７と等価なアルゴリズムのプログラム（タイヤ性能解析プログラム）により、図１に示したＣＰＵ１０を制御して実行できる。プログラムは、図１に示したタイヤ性能解析システムを構成するコンピュータシステムの主記憶装置１１等に記憶させれば良い。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、保存した記録媒体を主記憶装置１１に読み込ませることにより、本発明の第１の実施の形態に係る一連の命令を実行することができる。
【００３７】
ここで、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのプログラムを記録することができるような媒体などを意味する。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯディスク、カセットテープ、オープンリールテープなどが「コンピュータ読取り可能な記録媒体」に含まれる。例えば、マスクデータ生成システムの本体は、フレキシブルディスク装置（フレキシブルディスクドライブ）及び光ディスク装置（光ディスクドライブ）を内蔵若しくは外部接続するように構成できる。フレキシブルディスクドライブに対してはフレキシブルディスクを、また光ディスクドライブに対してはＣＤ−ＲＯＭを挿入口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことにより、これらの記録媒体に格納されたプログラムを主記憶装置１１にインストールすることができる。また、所定のドライブ装置を接続することにより、例えばゲームパック等に利用されているメモリ装置としてのＲＯＭや、磁気テープ装置としてのカセットテープを用いることもできる。更に、インターネット等の情報処理ネットワークを介して、プログラムを他のプログラム記憶装置に格納することが可能である。
【００３８】
第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析プログラムによれば、路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をすることができるので、タイヤモデル２０のトレッド部２１の変形を精度良く予測でき、正確なタイヤ性能解析を行うことができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムは、図１に示したタイヤ性能解析システムがタイヤモデルを用いた性能解析であるのに対し、トレッドパターンモデルを用いた解析である点が異なる。したがって、第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムは、図１に示したタイヤモデル化手段１００ａの代わりにトレッドパターンモデル化手段１００ｂを備える。その他は図１に示したタイヤ性能解析システムと実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【００４０】
トレッドパターンモデル化手段１００ｂは、図９に示すように、ゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・を有するトレッド部２１のトレッドパターンを有限個の要素でモデル化してトレッドパターンモデルを形成する。トレッドパターンモデル化手段１００ｂは、トレッドパターンモデルのデータをタイヤモデル記憶装置１２に送信し記憶させる。
【００４１】
第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムによれば、路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をすることができるので、トレッド部２１の変形を精度良く予測でき、正確なタイヤ性能解析を行うことができる。更に、トレッドパターンをモデル化することで、それぞれのゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・内部の接地圧をより詳細に解析することができる。接地圧を詳細に解析できるようにすると、路面側の弾性や粘性があるため路面側の形状が変化し、それに伴いタイヤ側の形状も変化する。つまり路面を仮想的なものや剛体でモデル化する場合よりも、路面に弾性や粘性を考慮した場合は、トレッドパターンをモデル化すると、タイヤ側の変形、応力、歪みをより精度良く予測できる。
【００４２】
以下に、第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムを用いたタイヤ性能解析方法を図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４３】
（イ）まず、ステップＳ１０１ａにおいて、トレッドパターンモデル化手段１００ｂで、トレッド部２１のトレッドパターンを有限個の要素でモデル化してトレッドパターンモデルを形成する。そして、トレッドパターンモデルのデータは、タイヤモデル記憶装置１２に送信され記憶される。
【００４４】
（ロ）ステップＳ１０２において、路面モデル化手段１０１で、路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面を路面モデル化して路面モデル３０を形成する。そして、路面モデル３０のデータは、路面モデル記憶装置１３に送信され記憶される。
【００４５】
（ハ）ステップＳ１０３において、モデル接触手段１０２で、タイヤモデル記憶装置１２及びデータを路面モデル記憶装置１３からそれぞれトレッドパターンモデル及び路面モデル３０を読み出し、トレッドパターンモデルを路面モデル３０に接触させる。
【００４６】
（ニ）ステップＳ１０４において、解析手段１０３で、モデル接触手段１０２によって接触させたトレッドパターンモデルと路面モデル３０に基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する。
【００４７】
第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法によれば、路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をすることができるので、トレッド部２１の変形を精度良く予測でき、正確なタイヤ性能解析を行うことができる。更に、トレッドパターンをモデル化することで、それぞれのゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・内部の接地圧をより詳細に解析することができる。接地圧を詳細に解析できるようにすると、路面側の弾性や粘性があるため路面側の形状が変化し、それに伴いタイヤ側の形状も変化する。つまり路面を仮想的なものや剛体でモデル化する場合よりも、路面に弾性や粘性を考慮した場合は、トレッドパターンをモデル化すると、タイヤ側の変形、応力、歪みをより精度良く予測できる。
【００４８】
本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法として図１０に示した一連の命令、即ち：（ａ）トレッド部２１のトレッドパターンを有限個の要素でトレッドパターンモデル化する命令;（ｂ）路面を弾性体及び粘弾性体のいずれかとして路面モデル化する命令; （ｃ）トレッドパターンモデルを路面モデルに接触させる命令;（ｄ）接触させたトレッドパターンモデルと路面モデルに基づき、有限要素法解析を用いてタイヤ性能を数値解析する命令;等は、図１０と等価なアルゴリズムのプログラム（タイヤ性能解析プログラム）により、図１に示したＣＰＵ１０を制御して実行できる。プログラムは、図１に示したタイヤ性能解析システムを構成するコンピュータシステムの主記憶装置１１等に記憶させれば良い。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、保存した記録媒体を主記憶装置１１に読み込ませることにより、本発明の第２の実施の形態に係る一連の命令を実行することができる。
【００４９】
第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析プログラムによれば、路面の弾性や粘弾性を含んだ路面モデル化をすることができるので、トレッド部２１の変形を精度良く予測でき、正確なタイヤ性能解析を行うことができる。更に、トレッドパターンをモデル化することで、それぞれのゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・内部の接地圧をより詳細に解析することができる。接地圧を詳細に解析できるようにすると、路面側の弾性や粘性があるため路面側の形状が変化し、それに伴いタイヤ側の形状も変化する。つまり路面を仮想的なものや剛体でモデル化する場合よりも、路面に弾性や粘性を考慮した場合は、トレッドパターンをモデル化すると、タイヤ側の変形、応力、歪みをより精度良く予測できる。
【００５０】
（変形例）
本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法として、ゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・を有するトレッド部２１のトレッドパターンを有限個の要素でモデル化してトレッドパターンモデルを形成すると記載した。本発明の第２の実施の形態の変形例に係るタイヤ性能解析方法としては、ゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・の単体を解析して、より精度良くゴムブロックの変形、応力、歪みを予測する。
【００５１】
図１１（ａ）〜（ｃ）に、ゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・の単体を剛体路面上、弾性体路面上、及び粘弾性体路面上に押しつけた場合の接地圧分布を示す。図１１（ａ）に示す剛体路面上では接地圧が高い部分が、図１１（ｂ）に示す弾性体路面、及び図１１（ｃ）に示す粘弾性体路面では接地圧が低くなっている。この結果は、弾性体路面及び粘弾性体路面では、路面の変形量が増えてゴムブロック２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ・・・の押しつぶされる量が減ることによって起こる。
【００５２】
以下に、ゴムブロック単体の種々の路面に対する接地圧の違いを計測した具体例を示す。まず、図９に示したタイヤの巾方向中央部のトレッドブロックを切り出し、図１２に示すようにゴムブロック単体として加工する。アスファルト路面上に感圧紙を敷き、その上のにゴムブロック単体を配置する。ゴムブロック単体を１３ｋｇｆの荷重をかけて押しつけて接地する部分の圧力を測定する。測定は５秒後と１日放置後に実施する。測定した接地圧より、接地圧の最大値、平均値からの偏差を求める。５秒後と１日放置後の実測結果を１００として指数にて評価した結果を、それぞれ図１３及び図１４の表に示す。図１３及び図１４の表より、粘弾性体路面では、剛体、弾性体路面より実測に近い結果が得られる。
【００５３】
ゴムブロック単体を解析することで、ゴムブロック単体の接地圧をより詳細に解析することができる。ゴムブロック単体を解析した結果、具体例にも示されるように、路面変形を考慮に入れることで実測に近い結果が得られ、より精度良くタイヤトレッド部変形を予測することができる。
【００５４】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００５５】
例えば、図２及び図９に示したタイヤモデルは一例であり、その他種々のタイヤモデルを用いることができる。
【００５６】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムの模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤモデルを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤモデルを示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る路面を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した路面の路面モデルを示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ側の接地圧分布を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムによる具体例の計測結果を示す表である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析システムの模式図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤモデルを示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ性能解析方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るゴムブロック側の接地圧分布を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るゴムブロック単体を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るタイヤ性能解析システムによる具体例の計測結果を示す表（その１）である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るタイヤ性能解析システムによる具体例の計測結果を示す表（その２）である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…ＣＰＵ
１１…主記憶装置
１２…タイヤモデル記憶装置
１３…路面モデル記憶装置
１４…入力装置
１５…出力装置
２０…タイヤモデル
２１…トレッド部
２２…溝
２３…ショルダー部
２４…サイド部
２５…ビード部
２６…ビードワイヤ
３０…路面モデル
３１…表層
３２…路盤
３３…路床
１００ａ…タイヤモデル化手段
１００ｂ…トレッドパターンモデル化手段
１０１…路面モデル化手段
１０２…モデル接触手段
１０３…解析手段
２００ａ，２００ｂ，２００ｃ…要素
２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ…ゴムブロック
【図１】
2007091017.tif 000003
【図２】
2007091017.tif 000004
【図３】
2007091017.tif 000005
【図４】
2007091017.tif 000006
【図６】
2007091017.tif 000007
【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１２】
2007091017.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
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【図５】
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【図１１】
2007091017.tif 000016