(57)【要約】【課題】旋回限界付近の走行を除いた通常走行における旋回時において重要なパラメータを解析することを可能とするシミュレーション方法を提供する。【解決手段】シミュレーション方法は、タイヤモデルを用いて、タイヤモデルの進行方向に対する直角方向のコーナリングフォースを算出するステップＡと、タイヤモデルの進行方向とタイヤモデルの回転方向とによって形成される角度をスリッピングアングルとして、１単位当たりのスリッピングアングルに対するコーナリングフォースの変化量であるコーナリングパワーを算出するステップＢとを備える。【選択図】図４
2013023005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブロックによって構成されるトレッドパターンを有するタイヤの性能を解析するためのシミュレーション方法であって、
前記タイヤをモデル化したタイヤモデルを用いて、前記タイヤモデルの進行方向に対する直角方向のコーナリングフォースを算出するステップＡと、
前記タイヤモデルの進行方向と前記タイヤモデルの回転方向とによって形成される角度をスリッピングアングルとして、１単位当たりの前記スリッピングアングルに対する前記コーナリングフォースの変化量であるコーナリングパワーを算出するステップＢとを備えることを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項２】
前記ステップＢは、前記複数のブロック毎に、前記コーナリングパワーを算出するステップを含む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】
前記ステップＢは、前記複数のブロック毎に算出された前記コーナリングパワーに基づいて、前記トレッドパターン全体の前記コーナリングパワーを算出するステップを含む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】
前記ステップＢは、１単位当たりの荷重の変化量に対する前記コーナリングパワーの変化量を算出するステップを含む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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの性能を解析するためのシミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１対のビードコアと、１対のビードコア間に跨るトロイダル形状を有するカーカス層と、カーカス層に隣接して配置されるベルト層と、ビードコア、カーカス層及びベルト層を被覆するゴム層とを備えるタイヤが知られている。
【０００３】
タイヤは、ビードコアを有するビード部と、トレッド接地面を有するトレッド部と、タイヤの側面を形成するサイドウォール部と、サイドウォール部とトレッド部との間に跨って設けられるショルダー部とを備える。
【０００４】
このようなタイヤの性能を解析する手法として、有限要素法（ＦＥＭ；Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）などの解析手法が知られている。例えば、コーナリング時において、タイヤ（車両）の進行方向に対する直角方向の力（以下、コーナリングフォース）を有限要素法によって解析する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、直進走行時においては、タイヤ（車両）の進行方向とタイヤの向き（回転方向）とによって形成される角度（以下、スリップアングル）が小さい。一方で、スリップアングルが−１°〜１°の範囲程度である場合には、スリッピングアングルとコーナリングフォースとの関係がほぼ線形になる。
【０００７】
旋回限界付近の走行を除いた通常走行における旋回時の車両の挙動を議論する場合には、スリッピングアングルが小さいため、発明者らは、スリッピングアングルに対するコーナリングフォースの変化量（以下、コーナリングパワー）が重要なパラメータであることに着目した。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、旋回限界付近の走行を除いた通常走行における旋回時において重要なパラメータを解析することを可能とするシミュレーション方法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】
【０００９】
第１の特徴に係るシミュレーション方法は、複数のブロックによって構成されるトレッドパターンを有するタイヤの性能を解析するための方法である。シミュレーション方法は、前記タイヤをモデル化したタイヤモデルを用いて、前記タイヤモデルの進行方向に対する直角方向のコーナリングフォースを算出するステップＡと、前記タイヤモデルの進行方向と前記タイヤモデルの回転方向とによって形成される角度をスリッピングアングルとして、１単位当たりの前記スリッピングアングルに対する前記コーナリングフォースの変化量であるコーナリングパワーを算出するステップＢとを備える。
【００１０】
第１の特徴において、前記ステップＢは、前記複数のブロック毎に、前記コーナリングパワーを算出するステップを含む。
【００１１】
第１の特徴において、前記ステップＢは、前記複数のブロック毎に算出された前記コーナリングパワーに基づいて、前記トレッドパターン全体の前記コーナリングパワーを算出するステップを含む。
【００１２】
第１の特徴において、前記ステップＢは、１単位当たりの荷重の変化量に対する前記コーナリングパワーの変化量を算出するステップを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、旋回限界付近の走行を除いた通常走行における旋回時において重要なパラメータを解析することを可能とするシミュレーション方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係るシミュレーション装置１００を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るタイヤＸを示すブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るコーナリングパワー（ＣＰ）を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るシミュレーション方法を示すフロー図である。
【図５】図５は、変更例２に係るＣＰ変化量（ＣＰ／ΔＷ）を示す図である。
【図６】図６は、変更例３に係る正規化ＣＰ変化量（ＣＰ／Ｗ／ΔＷ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施形態に係るシミュレーション方法について、図面を参照しながら説明する。なお、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を付している。
【００１６】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。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。
【００１７】
［実施形態の概要］
実施形態に係るシミュレーション方法は、複数のブロックによって構成されるトレッドパターンを有するタイヤの性能を解析するための方法である。シミュレーション方法は、前記タイヤをモデル化したタイヤモデルを用いて、前記タイヤモデルの進行方向に対する直角方向のコーナリングフォースを算出するステップＡと、前記タイヤモデルの進行方向と前記タイヤモデルの回転方向とによって形成される角度をスリッピングアングルとして、前記スリッピングアングルに対する前記コーナリングフォースの変化量であるコーナリングパワーを算出するステップＢとを備える。
【００１８】
実施形態では、スリッピングアングルに対するコーナリングフォースの変化量であるコーナリングパワーが算出される。これによって、旋回限界付近の走行を除いた通常走行における旋回時において重要なパラメータを取得することができる。
【００１９】
また、実施形態では、複数のブロックによって構成されるトレッドパターンを有するタイヤをモデル化したタイヤモデルが用いられる。従って、実測値に近いコーナリングパワーを算出することができる。
【００２０】
［第１実施形態］
（シミュレーション装置）
以下において、第１実施形態に係るシミュレーション装置について説明する。図１は、第１実施形態に係るシミュレーション装置１００を示す図である。図１に示すように、シミュレーション装置１００は、モデル化部１１０と、算出部１２０とを有する。
【００２１】
モデル化部１１０は、複数のブロックによって構成されるトレッドパターンを有するタイヤをモデル化したタイヤモデルを生成する。
【００２２】
例えば、モデル化部１１０は、図２に示すタイヤＸをモデル化したタイヤモデルを生成する。図２は、第１実施形態に係るタイヤＸの一部分を示す拡大平面図である。
【００２３】
図２に示すように、タイヤＸは、トレッド接地面に設けられるトレッドパターンを構成するブロック１０を有する。ブロック１０は、少なくとも１以上の溝２０によって区分けされる。溝２０は、例えば、周方向溝２０Ａ、幅方向溝２０Ｂ及びショルダー溝２０Ｃである。
【００２４】
なお、ブロック１０は、周方向溝２０Ａ及び幅方向溝２０Ｂによって区分けされるブロック１０Ａ及び周方向溝２０Ａ及びショルダー溝２０Ｃによって区分けされるブロック１０Ｂを含む。
【００２５】
算出部１２０は、モデル化部１１０によってモデル化されたタイヤモデルを用いて、タイヤの性能を解析する。タイヤの解析手法としては、例えば、有限要素法（ＦＥＭ；Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）を用いることが可能である。但し、タイヤの解析手法は、これに限定されるものではない。
【００２６】
詳細には、算出部１２０は、モデル化部１１０によってモデル化されたタイヤモデルを用いて、タイヤモデルの進行方向に対する直角方向のコーナリングフォース（ＣＦ）を算出する。続いて、算出部１２０は、コーナリングフォース（ＣＦ）に基づいて、１単位当たりのスリッピングアングル（ＳＡ）に対するコーナリングフォース（ＣＦ）の変化量であるコーナリングパワー（ＣＰ）を算出する。なお、スリッピングアングル（ＳＡ）は、タイヤモデルの進行方向とタイヤモデルの回転方向とによって形成される角度である。
【００２７】
例えば、算出部１２０は、図３に示すように、スリッピングアングル（ＳＡ）が−１°〜１°の範囲において、スリッピングアングル（ＳＡ）に対するコーナリングフォース（ＣＦ）を示す任意の２点をプロットして、コーナリングパワー（ＣＰ）を算出する。ここで、コーナリングパワー（ＣＰ）は、１単位当たりのスリッピングアングル（ＳＡ）に対するコーナリングフォース（ＣＦ）の変化量（すなわち、図３に示す直線の傾き）である。なお、図３において、直線の傾きが大きいほど、コーナリングパワー（ＣＰ）の変化が大きい。
【００２８】
（シミュレーション方法）
以下において、第１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。図４は、第１実施形態に係るシミュレーション方法を示すフロー図である。
【００２９】
図４に示すように、ステップ１０において、シミュレーション装置１００は、タイヤモデルを用いて、タイヤモデルの進行方向に対する直角方向のコーナリングフォース（ＣＦ）を算出する。
【００３０】
シミュレーション装置１００は、コーナリングフォース（ＣＦ）に基づいて、１単位当たりのスリッピングアングル（ＳＡ）に対するコーナリングフォース（ＣＦ）の変化量であるコーナリングパワー（ＣＰ）を算出する。
【００３１】
（作用及び効果）
第１実施形態では、１単位当たりのスリッピングアングル（ＳＡ）に対するコーナリングフォース（ＣＦ）の変化量であるコーナリングパワー（ＣＰ）が算出される。これによって、旋回限界付近の走行を除いた通常走行における旋回時において重要なパラメータを取得することができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、複数のブロック１０によって構成されるトレッドパターンを有するタイヤＸをモデル化したタイヤモデルが用いられる。従って、実測値に近いコーナリングパワーを算出することができる。
【００３３】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点にいて説明する。
【００３４】
変更例１では、シミュレーション装置１００は、タイヤモデルを生成したときの荷重（Ｗ）に基づいてコーナリングパワー（ＣＰ）を正規化して、正規化コーナリングパワー（ＣＰ／Ｗ）を算出する。
【００３５】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点にいて説明する。
【００３６】
変更例１では、シミュレーション装置１００は、１単位当たりの荷重（Ｗ）の変化量（以下、荷重変化量（ΔＷ）に対するコーナリングパワー（ＣＰ）の変化量（以下、ＣＰ変化量（ＣＰ／ΔＷ））を算出する。
【００３７】
詳細には、シミュレーション装置１００は、図５に示すように、荷重（Ｗ）に対するコーナリングパワー（ＣＰ）を示す複数の点（ここでは、３つの点）をプロットして、ＣＰ変化量（ＣＰ／ΔＷ）を算出する。ここで、ＣＰ変化量（ＣＰ／ΔＷ）は、１単位当たりの荷重変化量（ΔＷ）に対するコーナリングパワー（ＣＰ）の変化量（すなわち、図５に示す直線の傾き）である。なお、図５において、直線の傾きが小さいほど、コーナリングパワー（ＣＰ）の変化が小さい。
【００３８】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点にいて説明する。
【００３９】
変更例１では、シミュレーション装置１００は、１単位当たりの荷重（Ｗ）の変化量（以下、荷重変化量（ΔＷ）に対する正規化コーナリングパワー（ＣＰ／Ｗ）の変化量（以下、正規化ＣＰ変化量（ＣＰ／Ｗ／ΔＷ））を算出する。
【００４０】
詳細には、シミュレーション装置１００は、図６に示すように、荷重（Ｗ）に対する正規化コーナリングパワー（ＣＰ／Ｗ）を示す複数の点（ここでは、３つの点）をプロットして、正規化ＣＰ変化量（ＣＰ／Ｗ／ΔＷ）を算出する。ここで、正規化ＣＰ変化量（ＣＰ／Ｗ／ΔＷ）は、１単位当たりの荷重変化量（ΔＷ）に対する正規化コーナリングパワー（ＣＰ／Ｗ）の変化量（すなわち、図６に示す直線の傾き）である。なお、図６において、直線の傾きが大きいほど、コーナリングパワー（ＣＰ）の変化が小さい。
【００４１】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４２】
実施形態では特に触れていないが、シミュレーション装置１００は、複数のブロック１０毎に、コーナリングパワー（ＣＰ）、正規化コーナリングパワー（ＣＰ／Ｗ）、ＣＰ変化量（ＣＰ／ΔＷ）、或いは、正規化ＣＰ変化量（ＣＰ／Ｗ／ΔＷ）を算出してもよい。
【００４３】
実施形態では特に触れていないが、シミュレーション装置１００は、複数のブロック１０毎に算出された値に基づいて、トレッドパターン全体について、コーナリングパワー（ＣＰ）、正規化コーナリングパワー（ＣＰ／Ｗ）、ＣＰ変化量（ＣＰ／ΔＷ）、或いは、正規化ＣＰ変化量（ＣＰ／Ｗ／ΔＷ）を算出してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０…ブロック、２０…溝、１００…シミュレーション装置、１１０…モデル化部、１２０…算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013023005.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013023005.tif 000008