(57)【要約】【課題】高精度で、かつ、短い計算時間で、タイヤの性能値を算出する。【解決手段】本発明に係るシミュレーション方法は、タイヤ１の各リブ１０Ａ〜１０Ｅのパターン形状に基づいて複数のブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅを生成する工程Ａと、使用条件を設定する工程Ｂと、設定された使用条件に基づいて、ブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅの各々についての性能値を算出する工程Ｃと、ブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅの各々についての性能値に基づいて、タイヤ１の性能値を算出する工程Ｄ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】
タイヤの各リブのパターン形状に基づいて複数のブロックモデルを生成する工程Ａと、
前記タイヤ１の使用条件を設定する工程Ｂと、
設定された前記使用条件に基づいて、前記ブロックモデルの各々についての性能値を算出する工程Ｃと、
前記ブロックモデルの各々についての性能値に基づいて、前記タイヤの性能値を算出する工程Ｄとを有することを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項２】
路面モデルを生成する工程を更に有し、
前記工程Ｂにおいて、前記路面モデルに基づいて、前記使用条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション方法。
【請求項３】
前記タイヤの全体モデルを生成する工程と、
前記全体モデルに基づいて、前記各リブの踏面挙動を解析する工程とを更に有し、
前記工程Ｂにおいて、前記各リブの踏面挙動を解析結果に基づいて、前記使用条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション方法。
【請求項４】
入力された前記各リブの踏面挙動を解析結果に基づいて、前記使用条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション方法。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のシミュレーション方法を実行することを特徴とするシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シミュレーション方法及びシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレッドパターンを再現したモデルを用いたシミュレーション方法によって、タイヤの接地面内に発生する力を予測することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１-１５３５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、出願人は、上述のシミュレーション方法について、以下のような問題点を発見した。
【０００５】
すなわち、上述のシミュレーション方法では、タイヤの全体モデルにトレッドパターンを刻むと、要素数が大きくなったり、要素が小さくなったりするため、計算時間が長くなってしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、高精度で、かつ、短い計算時間で、タイヤの性能値を算出することができるシミュレーション方法及びシミュレーション装置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】
【０００７】
本発明の第１の特徴は、シミュレーション方法であって、タイヤの各リブのパターン形状に基づいて複数のブロックモデルを生成する工程Ａと、前記タイヤ１の使用条件を設定する工程Ｂと、設定された前記使用条件に基づいて、前記ブロックモデルの各々についての性能値を算出する工程Ｃと、前記ブロックモデルの各々についての性能値に基づいて、前記タイヤの性能値を算出する工程Ｄとを有することを要旨とする。
【０００８】
本発明の第１の特徴において、路面モデルを生成する工程を更に有し、前記工程Ｂにおいて、前記路面モデルに基づいて、前記使用条件を設定してもよい。
【０００９】
本発明の第１の特徴において、前記タイヤの全体モデルを生成する工程と、前記全体モデルに基づいて、前記各リブの踏面挙動を解析する工程とを更に有し、前記工程Ｂにおいて、前記各リブの踏面挙動を解析結果に基づいて、前記使用条件を設定してもよい。
【００１０】
本発明の第１の特徴において、入力された前記各リブの踏面挙動を解析結果に基づいて、前記使用条件を設定してもよい。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、上述のシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、高精度で、かつ、短い計算時間で、タイヤの性能値を算出することができるシミュレーション方法及びシミュレーション装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法について示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法の対象となるタイヤの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法を実行するためのコンピュータ装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法）
図１乃至図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法について説明する。
【００１５】
図１に示すように、ステップＳ１０１において、タイヤ１の各リブ１０Ａ〜１０Ｅのパターン形状（すなわち、タイヤ１のトレッドパターンの形状）に基づいて複数のブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅを生成する（図２及び図３参照）。
【００１６】
例えば、数値解析手法として、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて、複数のブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅを生成してもよい。
【００１７】
具体的には、複数のブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅは、有限要素法（ＦＥＭ）に対応した要素分割（すなわち、メッシュ分割）によって複数の要素に分割されたモデルを、数値解析手法に基づいて作成されたコンピュータプログラムヘのインプットデータ形式に数値化したものである。
【００１８】
ここで、要素分割とは、対象を多数の（有限の）小部分（要素）に分割することをいう。かかる小部分は、例えば、四面体要素や五面体要素や六面体要素等とすることができる。かかる小部分ごとに数値計算を行い、全ての小部分についての数値計算が完了した後、全ての小部分に対する数値計算の結果を組み合わせることにより、対象全体に対する数値計算の結果を得ることができる。
【００１９】
なお、数値解析手法として、有限要素法の代わりに、差分法や有限体積法や個別要素法（ＤＥＭ）等の他の公知の数値解析手法を用いてもよい。
【００２０】
また、複数のブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅとして、複数ピッチ分のトレッドパターンに対応する３次元モデルを生成してもよい。
【００２１】
かかる場合、複数ピッチ分のトレッドパターンを構成する各トレッドの形状（サイズ）や高さや配置や材料等のトレッドパターンに対応する３次元モデルの作成に必要な各種のパラメータを入力（指定）する。
【００２２】
さらに、例えば、メッシュ（要素）の形状（四面体、五面体等）やサイズ等のメッシュ分割に必要なパラメータを入力（指定）してもよい。
【００２３】
なお、メッシュ分割に必要なパラメータとして、例えば、リブ毎又は１ピッチ分のトレッドパターン毎に指定することができる。
【００２４】
この結果、例えば、各メッシュの大きさをサイズの異なるピッチ（トレッドブロック）全てで同一とする等のきめ細かな設定が可能となり、サイズの異なるピッチ間で歪みや応力や路面等の接地面で発生する力等を精度良くシミュレーションすることが可能となる。
【００２５】
なお、メッシュ分割に必要なパラメータをオペレータに入力させずに、予め定めたパラメータ、例えば、各ピッチでメッシュの大きさを同一とするようなパラメータを用いて自動でメッシュ分割するようにしてもよい。
【００２６】
そして、入力されたパラメータに基づいて、複数ピッチ分のトレッドパターンに対応する３次元モデルを作成する。
【００２７】
ステップＳ１０２において、タイヤ１の使用条件を設定する。例えば、タイヤ１の使用条件として、滑り速度や滑り方向や荷重等を設定する。
【００２８】
例えば、ステップＳ１０２において、路面上に水や土や雪等が存在する場合を想定した路面モデル（材料モデル）を生成した上で、かかる路面モデルに基づいて、上述のタイヤ１の使用条件を設定してもよい。
【００２９】
また、ステップＳ１０２において、別途、タイヤ１の全体モデルを生成し、かかるタイヤ１の全体モデルに基づいて、各リブ１０Ａ〜１０Ｅの踏面挙動を解析し、かかる各リブ１０Ａ〜１０Ｅの踏面挙動を解析結果に基づいて、上述のタイヤ１の使用条件を設定してもよい。
【００３０】
或いは、別途、実際のタイヤ１を用いた実験において、各リブ１０Ａ〜１０Ｅの踏面挙動を解析し、入力された各リブ１０Ａ〜１０Ｅの踏面挙動を解析結果に基づいて、上述のタイヤ１の使用条件を設定してもよい。
【００３１】
例えば、タイヤ１の使用条件として、タイヤ１に負荷させる内圧や荷重や変位や回転速度やトルクや直進速度や路面速度等を設定してもよい。
【００３２】
ステップＳ１０３において、設定されたタイヤ１の使用条件に基づいて、ブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅの各々についての性能値（例えば、摩擦特性値）を算出する。
【００３３】
例えば、特開２００６-２１６４８号公報に開示されている方法によって、ブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅの各々についての性能値（例えば、摩擦特性値）を算出してもよい。
【００３４】
ステップＳ１０４において、ブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅの各々についての性能値に基づいて、タイヤの性能値１を算出する。
【００３５】
例えば、ステップＳ１０４において、ブロックモデル２０Ａ〜２０Ｅの各々についての性能値を足し合わせることによって、タイヤの性能値１を算出する。
【００３６】
なお、図４に示すように、本実施形態に係るシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置は、コンピュータ装置によって実現されてもよいし、かかるコンピュータ装置のプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。
【００３７】
ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。
【００３８】
本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法によれば、トレッドパターンを刻んだタイヤ１の全体モデルを用いて、タイヤ１の性能値を算出する必要が無くなり、高精度で、且つ、短い計算時間で、タイヤ１の性能値を算出することができる。
【００３９】
また、本発明の第１の実施形態に係るシミュレーション方法によれば、ブロックモデルごとに性能値を算出するため、直接トレッドパターン全体に対して性能値を算出する場合と比べて、メッシュのサイズを小さくしても、計算時間に与える影響が小さい。
【００４０】
（比較評価）
次に、本発明の効果を更に明確にするために、従来例に係るシミュレーション方法を用いた場合のタイヤ１の性能値の計算時間及び本発明に係るシミュレーション方法を用いた場合のタイヤ１の性能値の計算時間を（表１）に示す。
【００４１】
ここで、（表１）では、従来例に係るシミュレーション方法を用いた場合のタイヤ１の性能値の計算時間を「１００」とした場合の本発明に係るシミュレーション方法を用いた場合のタイヤ１の性能値の計算時間を指数で表した。
【００４２】
本比較評価試験では、タイヤサイズが「ＰＳＲ１９５／６５Ｒ１５」で且つリム幅６Ｊのタイヤ１の性能値の計算時間を比較した。
【００４３】
また、本比較評価試験では、タイヤ１の使用条件として、内圧２００ｋＰａ及び荷重４ｋＮと設定した。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
（表１）の比較評価結果から、本発明に係るシミュレーション方法の計算時間は、従来のシミュレーション方法の計算時間と比べて大幅に短縮される。
【００４６】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【符号の説明】
【００４７】
１…タイヤ、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…リブ、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ…ブロックモデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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