JP2006172344A - 製品形状の設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズ展開が容易になされるシステム２の提供。
【解決手段】代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが、記憶部に記憶されている。入力部１０により、代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力される。演算部４は、この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データを決定する。入力部１０によってさらに、推奨数値データに対する修正数値データが入力される。演算部４は、この修正数値データの妥当性を判定する。この修正数値データが妥当である場合に、演算部４は、推奨数値データ及び修正数値データに基づいて、第二製品の形状を特定するための最終数値データを決定する。この最終数値データに基づき、ＣＡＤソフトによって、第二製品の形状が描画される。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイズの異なる複数の製品の形状設計に有用なコンピュータシステムに関する。

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。プロファイルの決定には、ＣＡＤソフトが用いられている。

タイヤのサイズの表記には、一般的に、公称幅、公称扁平率及び公称リム径が用いられている。例えば、公称幅が２０５ｍｍであり、公称扁平率が６５％であり、公称リム径が１５インチであるラジアルタイヤのサイズは、「２０５／６５Ｒ１５」と表記される。
特開２００２−３０１９１６公報

同一のコンセプトに基づいて設計され同一のブランドを有し、かつサイズが互いに異なるタイヤが存在する。数十種類ものサイズを有するブランドが、存在する。サイズが互いに異なるタイヤのプロファイル同士が、互いに相似形ではない場合が多い。代表サイズのタイヤのプロファイルが設計された場合において、このプロファイルの各ディメンジョンが単に比例倍されることによっては、他のサイズのプロファイルは得られない。プロファイルの設計では、サイズごとの試行錯誤が繰り返される。この作業には、極めて多大の労力を要する。

各ディメンジョンの単なる比例倍ではサイズ展開が不可能であるという問題は、タイヤ以外の製品でも見られる。例えば、ゴルフクラブ、ゴルフ手袋、靴、ウエア、帽子等においても、サイズ展開に多大の労力を要している。

本発明の目的は、サイズ展開が容易になされるシステムの提供にある。

本発明に係る製品形状の設計方法は、
代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが記憶されたコンピュータに、代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力されるステップと、
この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データが決定されるステップと
を含む。

好ましくは、この設計方法は、
推奨数値データに修正が加えられることにより、第二製品の形状を特定するための最終数値データが決定されるステップ
をさらに含む。

この設計方法が、
上記推奨数値データに対する修正数値データが入力されるステップと、
この修正数値データの妥当性が判定されるステップと、
この修正数値データが妥当である場合に、代表数値データ又は推奨数値データと、修正数値データとに基づいて第二製品の形状を特定するための最終数値データが決定されるステップと
をさらに含んでもよい。

好ましくは、この設計方法は、
最終数値データに基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによって製品の形状が描画されるステップ
をさらに含む。

本発明に係るコンピュータプログラムは、
代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが記憶されたコンピュータに、代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力されるステップと、
この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データが決定されるステップと
をコンピュータに実行させるように構成される。

本発明に係る設計システムは、
代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが記憶される記憶部と、
代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力されるための入力部と、
この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データを決定する演算部と
を備える。

本発明により、製品のサイズ展開が容易になされうる。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係るシステム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、タイヤのプロファイルの設計に用いられる。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。

図２及び図３は、図１のシステム２が用いられた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、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４に示された初期画面が表示部８に表示される。この初期画面には、「Create newprofile」のボタンと、「Extrapolate new size」のボタンとが用意されている。「Create new profile」のボタンがクリックされると、新規作成メニューが選択される。「Extrapolate new size」のボタンが選択されると、サイズ展開メニューが選択される。図４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、新規作成メニューのテーブルに、タイヤの代表サイズを入力する（ＳＴＥＰ２）。入力には、入力部１０が用いられる。図４の例では、公称幅（ｍｍ）として２０５ｍｍ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。この設計方法では、「２０５／６５Ｒ１５」が代表サイズであり、この代表サイズを備えたタイヤが第一製品である。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、新規作成メニューが選択される（ＳＴＥＰ３）。

新規作成メニューの選択により、図５に示された画面が表示部８に表示される。この画面は、標準情報（Standard information）のテーブルを含んでいる。この画面はまた、基本モールドディメンジョン（Basic mold 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。標準情報、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンは、代表サイズに基づいて算出される。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。

図５に示された画面では、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンのテーブルは、上下２つの数値データの行を備えている。図５では、上側の行と下側の行とに、同じ数値データが表示されている。下側の行は、太線で囲まれたセルを含んでいる。このセルは、入力可能なセルである。必要に応じてオペレータは、入力可能ないずれかのセルに、既に表示されている数値とは異なる数値を入力する。換言すれば、オペレータは、数値データを修正する（ＳＴＥＰ４）。演算部４は、修正が許容されるものか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ５）。修正が許容されないものである場合、再度の修正が促される。修正が許容されるものである場合、演算部４は、修正された数値データに基づき、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンの再計算を行う（ＳＴＥＰ６）。再計算の結果は、各テーブルの最も下の行に表示される。オペレータは必要に応じ、他のセルに関しても修正（ＳＴＥＰ４）を行う。修正が完了した段階でオペレータは、「Create profile」のボタンをクリックする。このクリックにより、第一プロファイルが確定する（ＳＴＥＰ７）。

次にオペレータは、図５に示された画面において、必要に応じ、「Buttress option」のボタンをクリックする。このクリックにより、バットレスオプションメニューが選択される（ＳＴＥＰ８）。この選択により、図６に示された画面が表示部８に表示される。

バットレスは、タイヤのトレッドとサイドウォールとの間に位置する。バットレスは、トレッドに連続する円弧状のショルダーと、ショルダー及びサイドウォールに接する調整部とを備える。この例では、調整部は平坦である。調整部がデントを備えてもよい。バットレスオプションメニューでは、バットレスの詳細な形状が設計されうる。

図６に示されたテーブルにおいて、「R1」はショルダーの曲率半径を表し、「θ」は所定方向（例えば鉛直方向）に対する調整部の角度を表し、「L1」は調整部の距離を表し、「R2」はサイドウォールの上部の曲率半径を表し、「R3」はデントの曲率半径を表し、「Dent」はデントの深さを表す。図６の画面では、５つのオプションが用意されている。「オプション１−１」では、「R1」及び「θ」が入力され、「L1」及び「R2」が出力される。「オプション１−２」では、「R2」及び「R1」が入力され、「θ」及び「L1」が出力される。「オプション１−３」では、「R1」及び「L1」が入力され、「θ」及び「R2」が出力される。「オプション１−４」では、「L1」及び「R2」が入力され、「R1」及び「θ」が出力される。「オプション２」では、「R3」が入力され、「Dent」が出力される。

図６の画面では、オペレータが、太線で囲まれたセルに数値を入力することにより数値データを修正する（ＳＴＥＰ９）。演算部４は、修正が許容されるものか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ１０）。修正が許容されないものである場合、再度の修正が促される。修正が許容されるものである場合、演算部４は、修正された数値データに基づき、各ディメンジョンを再計算する（ＳＴＥＰ１１）。再計算されたディメンジョンが満足のいくものでる場合、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、第二プロファイルが確定し（ＳＴＥＰ１２）、バットレスオプションメニューが終了する（ＳＴＥＰ１３）。終了により、図５に示された画面が再度表示される。

次にオペレータは、図５に示された画面において、必要に応じ、「Clinch option」のボタンをクリックする。このクリックにより、クリンチオプションメニューが選択される（ＳＴＥＰ１４）。この選択により、図７に示された画面が表示部８に表示される。

クリンチは、タイヤのサイドウォールの下部にあたる。通常のクリンチはシングルラジアスであるが、ダブルラジアスとされてバルジが形成されることがある。クリンチオプションメニューでは、バルジが形成されたクリンチの詳細な形状が設計されうる。

図７に示されたテーブルにおいて、「R4」はバルジが形成されていない状態におけるサイドウォールの下部の曲率半径を表し、「R5」はバルジの第一曲率半径を表し、「R6」はバルジの第二曲率半径を表し、「Bulge」はバルジの高さを表す。オペレータは、「R5」及び「R6」のセルに数値を入力することにより数値データを修正する（ＳＴＥＰ１５）。演算部４は、修正が許容されるものか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ１６）。修正が許容されないものである場合、再度の修正が促される。修正が許容されるものである場合、演算部４は、修正された数値データに基づき、「Bulge」を再計算する（ＳＴＥＰ１７）。再計算の結果が満足のいくものである場合、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、第三プロファイルが確定し（ＳＴＥＰ１８）、クリンチオプションメニューが終了する（ＳＴＥＰ１９）。終了により、図５に示された画面が再度表示される。

以上の操作により、代表サイズである「２０５／６５Ｒ１５」を備えた第一製品であるタイヤの、第一プロファイル、第二プロファイル及び第三プロファイルが確定する。各プロファイルの形状を特定するデータは、記憶部６に記憶されている。さらなる修正が加えられて、４以上のプロファイルが確定されてもよい。オペレータが「back」のボタンをクリックすることにより、図４に示された初期画面が表示部８に表示される。

次にオペレータは、図４に示された初期画面において、サイズ展開メニューのテーブルに、代表サイズとは異なるサイズを入力する（ＳＴＥＰ２０）。図４の例では、公称幅（ｍｍ）として２４５ｍｍが入力され、公称扁平率（％）として４０％が入力され、公称リム径（インチ）として１８が入力されている。この例では、「２４５／４０Ｒ１８」のサイズを備えたタイヤが、第二製品である。サイズの入力後にオペレータは、「Extrapolate new size」のボタンをクリックする。このクリックにより、サイズ展開メニューが選択される（ＳＴＥＰ２１）。

サイズ展開メニューの選択により、履歴テーブル（図示されず）が表示部８に表示される。ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ１９までの操作により、第一製品のプロファイルとして、第一プロファイル、第二プロファイル及び第三プロファイルが設計されている。履歴テーブルには、この３つのプロファイルが表示される。オペレータは、いずれかのプロファイルをクリックし、サイズ展開に用いるプロファイルを選択する。換言すれば、代表数値データが決定される（ＳＴＥＰ２２）。

代表数値データの決定により、図８に示された画面が表示部８に表示される。この画面は、標準情報（Standard information）のテーブルを含んでいる。この画面はまた、基本モールドディメンジョン（Basic mold 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。

図８に示されるように、標準情報のテーブルは、「Base」の行と「New」の行とを含んでいる。「Base」の行には、記憶部６に記憶されている代表数値データが記載されている。「New」の行には、第二製品のサイズである「２４５／４０Ｒ１８」と代表数値データとに基づいて算出された数値データが記載されている。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。「New」の行の数値データは、推奨数値データである。

図８に示された画面では、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンのテーブルは、２つの「Base」の行と２つの「New」の行とを備えている。「Base」の行には、記憶部６に記憶されている代表数値データが記載されている。「New」の行には、第二製品のサイズである「２４５／４０Ｒ１８」と代表数値データとに基づいて算出された数値データが記載されている。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。「New」の行の数値データは、推奨数値データである。

前述のように、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンのテーブルは、２つの「Base」の行を備えている。図８では、上側の行と下側の行とに、同じ数値データが表示されている。下側の行は、太線で囲まれたセルを含んでいる。このセルは、入力可能なセルである。

前述のように、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンのテーブルは、２つの「New」の行を備えている。図８では、上側の行と下側の行とに、同じ数値データが表示されている。下側の行は、太線で囲まれたセルを含んでいる。このセルは、入力可能なセルである。

必要に応じてオペレータは、入力可能ないずれかのセルに、既に表示されている数値とは異なる数値を入力する。換言すれば、オペレータは、数値データを修正する（ＳＴＥＰ２３）。修正は、「Base」の行において行われてもよく、「New」の行において行われてもよい。演算部４は、修正が許容されるものか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ２４）。修正が許容されないものである場合、再度の修正が促される。修正が許容されるものである場合、演算部４は、修正された数値データに基づき、基本モールドディメンジョン、トレッドディメンジョン及びサイドウォールディメンジョンの再計算を行う（ＳＴＥＰ２５）。この再計算は、代表数値データ又は推奨数値データと、修正数値データとに基づいてなされる。再計算の結果は、各テーブルに表示される。修正が「Base」の行において行われた場合は、この修正が反映された数値が「New」の行に表示される。修正により、「２４５／４０Ｒ１８」のサイズに固有の設計思想が反映された数値データが得られる。オペレータは必要に応じ、他のセルに関しても修正（ＳＴＥＰ２３）を行う。修正が完了した段階でオペレータは、「Create profile」のボタンをクリックする。このクリックにより、第二製品の第一プロファイルが確定する（ＳＴＥＰ２６）。

次にオペレータは、図８に示された画面において、必要に応じ、「Buttress option」のボタンをクリックする。このクリックにより、バットレスオプションメニューが選択される（ＳＴＥＰ２７）。この選択により、バットレスオプションの画面（図示されず）が表示部８に表示される。この画面は、図６に示された画面と類似である。この画面において、ＳＴＥＰ８からＳＴＥＰ１２の操作に準じ、バットレスの形状の修正がなされる。修正により、第二製品の第二プロファイルが確定する（ＳＴＥＰ２８）。確定により、バットレスオプションメニューが終了する（ＳＴＥＰ２９）。終了により、図８に示された画面が表示部８に表示される。

次にオペレータは、図８に示された画面において、必要に応じ、「Clinch option」のボタンをクリックする。このクリックにより、クリンチオプションメニューが選択される（ＳＴＥＰ３０）。この選択により、クリンチオプションの画面（図示されず）が表示部８に表示される。この画面は、図７に示された画面と類似である。この画面において、ＳＴＥＰ１４からＳＴＥＰ１８の操作に準じ、クリンチの形状の修正がなされる。修正により、第二製品の第三プロファイルが確定する（ＳＴＥＰ３１）。確定により、クリンチオプションメニューが終了する（ＳＴＥＰ３２）。終了により、図８に示された画面が表示部８に表示される。

以上の操作により、サイズが「２４５／４０Ｒ１８」である第二製品のプロファイルが確定する。各プロファイルの形状を特定するデータは、記憶部６に記憶されている。このデータは、最終数値データである。最終数値データに基づき、ＣＡＤソフトにより、第二製品のプロファイルが描画される（ＳＴＥＰ３３）。ＣＡＤソフトに代えて、ＦＥＭソフトが用いられてもよい。ＳＴＥＰ２０からＳＴＥＰ３３の操作が繰り返されることにより、さらに他のサイズのタイヤのプロファイルが得られてもよい。

図５に示された画面及び図８に示された画面には、「Contact shape viewer」のボタンが用意されている。このボタンがクリックされると、図９に示された画面が表示される。この画面には、タイヤの接地形状が示されている。このメニューにより、オペレータは、随時接地形状を参照しつつ、プロファイルの設計を行うことができる。

以上説明されたように、本発明に係る設計方法では、サイズの異なる複数の製品の形状が容易に設計されうる。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。

本発明は、複数のサイズを備えた製品の形状設計に適用されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るシステムが示された概念図である。 図２は、図１のシステムが用いられた設計方法の一例が示されたフローチャートである。 図３は、図１のシステムが用いられた設計方法の一例が示されたフローチャートである。 図４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

２・・・システム
４・・・演算部
６・・・記憶部
８・・・表示部
１０・・・入力部

Claims (6)

1. 代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが記憶されたコンピュータに、代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力されるステップと、
   この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データが決定されるステップと
   を含む製品形状の設計方法。
2. 上記推奨数値データに修正が加えられることにより、第二製品の形状を特定するための最終数値データが決定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。
3. 上記推奨数値データに対する修正数値データが入力されるステップと、
   この修正数値データの妥当性が判定されるステップと、
   この修正数値データが妥当である場合に、代表数値データ又は推奨数値データと、修正数値データとに基づいて第二製品の形状を特定するための最終数値データが決定されるステップと
   をさらに含む請求項１に記載の設計方法。
4. 上記最終数値データに基づき、ＣＡＤソフト又はＦＥＭソフトによって製品の形状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。
5. 代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが記憶されたコンピュータに、代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力されるステップと、
   この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データが決定されるステップと
   をコンピュータに実行させるように構成された製品形状の設計のためのコンピュータプログラム。
6. 代表サイズである第一製品の形状を特定するための代表数値データが記憶される記憶部と、
   代表サイズ以外のサイズである第二製品のサイズが入力されるための入力部と、
   この第二製品のサイズ及び代表数値データに基づき、第二製品の形状を特定するための推奨数値データを決定する演算部と
   を備えた製品形状の設計のためのシステム。
   

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