JP2006213284A - タイヤ性能予測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タイヤの性能を高精度に予測するとともに、その予測時間を短くすることができる。
【解決手段】本発明は、タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデル１００を設定するタイヤモデル設定部３１２ａと、タイヤモデル１００を仮想路面２００上で転動させることによりタイヤの性能を予測する性能予測部３１２ｂとを備えている。タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の回転軸を中心とした所定角度毎に分割された要素を備えている。タイヤモデル１００と仮想路面２００との接触領域及びその近傍である第１領域Ａでは、上記所定角度は２度以下の第１角度θ１であり、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂでは、上記所定角度は第１角度に対して７倍から１５倍の第２角度θ２である。
【選択図】図２

Description

本発明は、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の性能を予測するタイヤ性能予測方法に関する。

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仮想路面上で転動させることにより該タイヤの性能を予測するタイヤ性能予測方法が提供されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。具体的には、他の要素と均等な大きさであり、且つ小さな要素を複数備えるタイヤモデルが仮想路面上で転動することにより、仮想路面からの力などが均等な大きさを持つ各要素に適切に分散され、且つ各要素が細かに変位するため、タイヤの性能が高精度に予測可能となる。
特開２００１−２８２８７３号公報 特許３１３３７３８

しかしながら、タイヤモデルを構成する各要素がより小さくなれば、当該各要素がより細かに変形可能となり、実際のタイヤと略等価な状態となるため、タイヤの性能が高精度に予測されるが、タイヤモデルを構成する各要素の数が膨大な量となり、タイヤの予測結果が出力するまでには相当の時間が掛かっていた。

そこで、本発明は以上の点に鑑みて成されたものであり、タイヤの性能を高精度に予測するとともに、その予測時間を短くすることのできるタイヤ性能予測方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、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の性能を予測するタイヤ性能予測方法であって、タイヤモデルは、タイヤモデルの回転軸を中心とした所定角度毎に分割された要素を備えており、タイヤモデルと仮想路面との接触領域及びその近傍である第１領域では、所定角度は２度以下の第１角度であり、第１領域と向い合う第２領域では、所定角度は第１角度に対して７倍から１５倍の第２角度であることを特徴とする。

このような本発明によれば、タイヤモデルと仮想路面との接触領域及びその近傍である第１領域では、タイヤモデルの回転軸を中心とした所定角度が２度以下の第１角度であり、当該第１領域と向い合う第２領域では、タイヤモデルの回転軸を中心とした所定角度が第１角度に対して７倍から１５倍の第２角度であることにより、仮想路面からの力による影響を受け易く、且つタイヤの予測精度に大きく関係する第１領域における各要素を当該第２領域における各要素よりも小さくし、当該第１領域における各要素を仮想路面からの力に対して細かに変位させることができるため、タイヤの性能を高精度に予測することができる。また、上記第１領域と向い合う第２領域が仮想路面から大きく離れており、当該第２領域における各要素が大きく変形し難いため、当該第２領域における各要素を第１領域における各要素よりも大きくても、タイヤの予測精度を低下させないようにすることができる。

これにより、上記第２領域における各要素を第１領域における各要素よりも大きくし、タイヤモデルの全体の要素数をより少なくすることができるため、タイヤの性能の予測時間を短くすることができるとともに、タイヤの予測精度に関係する第１領域における各要素を第２領域における各要素よりも小さくすることができるため、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

また、上記第１領域と向い合う第２領域では、タイヤモデルの回転軸を中心とした所定角度が第１角度の７倍に満たないと、第２領域において当該所定角度毎に分割された各要素が小さくなり過ぎるため、タイヤの性能の予測時間の短縮効果を十分に発揮することができず、当該所定角度が第１角度の１５倍を超えると、第２領域において当該所定角度毎に分割された各要素が大きくなり過ぎるため、タイヤの性能を高精度に予測することができない。

これにより、上記第１領域と向い合う第２領域では、タイヤモデルの回転軸を中心とした所定角度が第１角度に対して７倍から１５倍であることにより、タイヤの性能の予測時間の短縮効果をより十分に発揮することができ、タイヤの性能をより高精度に予測することができる。

上記発明においては、上記所定角度は、タイヤモデルの領域が第１領域から第２領域に向うに従って、徐々に大きくなってもよい。この場合には、タイヤモデルの領域が第１領域から第２領域に向うに従って、上記所定角度が徐々に大きくなり、当該所定角度毎に分割された各要素が徐々に大きくなることにより、第１領域における大きさの要素が全体に亘って配置されるよりかは、タイヤモデルの全体の要素数を少なくすることができるため、タイヤの性能の予測時間をより短くすることができる。また、タイヤの予測精度に関係する第１領域における各要素をそれ以外の領域における各要素よりも小さくすることができるため、タイヤの性能をより高精度に予測することができる。

上記発明においては、タイヤモデルの回転軸を通り仮想路面と直交する基準線から、タイヤモデルの回転軸を中心とした６０度から３００度の範囲内では、所定角度は、第１角度よりも大きく一定であってもよい。この場合には、タイヤモデルの回転軸を通り仮想路面と直交する基準線から、タイヤモデルの回転軸を中心とした６０度から３００度の範囲内では、所定角度が第１角度よりも大きく一定であることにより、タイヤの予測精度に大きく影響を与えない６０度から３００度の範囲内の各要素を大きくさせて、タイヤモデルの全体の要素数を減少させることができるため、タイヤの性能の予測精度を低下させずに、その予測時間を短くすることができる。

上記発明においては、所定角度は、タイヤモデルの回転軸を中心とした全周を４０以上１００以下に分割する角度であってもよい。そのことによりタイヤモデルは、タイヤ周方向の全周に亘り４０個以上１００個以下の要素数が連設して成る構成を備えることとなる。

この場合には、タイヤ周方向の全周に亘る要素数が４０個未満である場合には、タイヤモデルが仮想路面に接触したときのタイヤモデルの変形が精度良く表現されないため、タイヤの性能を高精度に予測できない。一方、タイヤ周方向の全周に亘る要素数が１００個を超える場合には、タイヤモデルが仮想路面に接触したときのタイヤモデルの変形が精度良く表現されるものの、タイヤの性能の予測時間の短縮効果を十分に発揮することができない。これにより、タイヤ周方向の全周に亘る要素数が４０個以上１００個以下であることにより、タイヤの性能の予測時間の短縮効果を十分に発揮することができ、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

上記発明においては、タイヤモデルは、タイヤモデルの幅方向に沿う第１領域の端部領域では、端部領域以外の領域における要素よりも小さい要素を備えてもよい。このタイヤモデルは、端部領域では２ｍｍ以下の要素を備えることがより好ましい。

この場合には、ショルダー部等からの力による影響を受け易く、タイヤの予測精度に大きく関係する上記端部領域における各要素をそれ以外の領域における各要素よりも小さくし、当該端部領域における各要素をショルダー部等からの力に対して細かに変位させることができるため、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

本発明によれば、タイヤの性能を高精度に予測するとともに、その予測時間を短くすることができる。

［実施形態］
（タイヤモデルの構成）
本実施形態におけるタイヤモデルについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるタイヤモデル１００を示す図である。図１に示すように、タイヤモデル１００は、数値解析が可能な複数要素（要素１０１ａ，１０１ｂ…）を備えている。ここで、各要素１０１ａ，１０１ｂ…は、後述する図３に示す処理部３１２により数値解析が可能なデータである。例えば、各要素１０１ａ，１０１ｂ…には、２次元の３角形・４角形からなる膜要素やシェル要素、３次元の４面体、５面体又は６面体からなるソリッド要素などが挙げられる。また、要素１０１ａ，１０１ｂ…には、座標のデータ、タイヤの材料特性（例えば、ゴムのポアソン比、密度、弾性係数など）等が定義されている。

図２は、本実施形態におけるタイヤモデル１００の詳細を示す図である。図２に示すように、タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度（ここでは、図２に示す第１角度θ１，第２角度θ２）毎に分割された各要素（各要素１０１ａ，１０１ｂ…，１０２ａ，１０２ｂ…）を備えている。

本実施形態では、タイヤモデル１００と仮想路面２００との接触領域及びその近傍である第１領域Ａでは、タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした第１角度θ１毎に分割された要素１０１ａ，１０１ｂ…を備えている。この第１角度θ１は２度以下である。

また、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂでは、タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした第２角度θ２毎に分割された要素１０２ａ，１０２ｂ…を備えている。この第２角度θ２は、第１角度θ１に対して７倍から１５倍である。

（タイヤ性能予測装置）
本実施形態におけるタイヤ性能予測装置について図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態におけるタイヤ性能予測装置３００を示す図である。図３に示すように、タイヤ性能予測装置３００は、入力部３１１と、処理部３１２と、記憶部３１３と、表示部３４とを備えている。

入力部３１１は、タイヤモデル１００などを作成するのに必要な値の入力を促す。処理部３１２は、入力部３１１により入力された値及び記憶部３１３に記憶された値に基づいて有限要素法等の解析法により、タイヤモデル１００の挙動を解析する。記憶部３１３は、処理部３１２により処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。表示部３１４は、処理部３１２により解析された結果を出力する。

前記処理部３１２は、タイヤモデル設定部３１２ａと、性能予測部３１２ｂと、結果出力部３１２ｃとを備えている。

タイヤモデル設定部３１２ａは、タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデル１００を設定する。性能予測部３１２ｂは、タイヤモデル１００を仮想路面２００上で転動させることにより、タイヤの性能を予測する。このタイヤの性能には、タイヤが路面に接触している領域であり、タイヤ周方向の長さ（以下では接地長と称する）とタイヤ幅方向の長さ（以下では接地幅と称する）とからなる領域の形状である接地形状や、その接地形状により算出可能な接地圧分布などが挙げられる。なお、タイヤモデル１００の接地形状、接地圧分布などのタイヤの性能を予測する処理については、よく知られている公知の例に従い行うことが可能であるため、詳細な説明は省略する。

結果出力部３１２ｃは、性能予測部３１２ｂにより予測されたタイヤの性能を表示部３１４に出力させる。

（タイヤ性能予測方法）
本実施形態におけるタイヤ性能予測方法について図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態にけるタイヤ性能予測方法を示すフロー図である。図４に示すように、Ｓ１０において、処理部３１２は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした第１角度θ１、第２角度θ２などの入力を促す。

Ｓ２０において、処理部３１２は、入力された第１角度θ１（ここでは２度以下）、第２角度θ２（ここでは第１角度θ１に対して７倍から１５倍）のなどに基づいて、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした第１角度θ１毎に分割された要素１０１ａ，１０１ｂ…を、タイヤモデル１００と仮想路面２００との接触領域及びその近傍である第１領域Ａに備える。また、処理部３１２は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした第２角度θ２毎に分割された要素１０２ａ，１０２ｂ…を、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂに備える。

Ｓ３０において、処理部３１２は、材料特性値の入力を促す。この材料特性値には、タイヤに備えられているゴム、コード等の密度、弾性係数などが挙げられる。Ｓ４０において、処理部３１２は、境界条件の入力を促す。この境界条件には、タイヤの空気圧、荷重、キャンバー角、スリップ角、又はリム幅などのタイヤの使用条件が挙げられる。なお、Ｓ１０乃至Ｓ４０までは、いずれの順序であってもよい。

Ｓ５０において、処理部３１２は、入力された材料特性値及び境界条件の下で、有限要素法解析を用いてタイヤモデル１００を仮想路面２００上で転動させることにより、タイヤモデル１００が仮想路面２００上を転動しているときのタイヤの性能を予測する。

（作用及び効果）
このような本実施形態によれば、タイヤモデル１００と仮想路面２００との接触領域及びその近傍である第１領域Ａでは、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度が２度以下の第１角度θ１であり、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂでは、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度が第１角度θ１に対して７倍から１５倍の第２角度θ２であることにより、仮想路面２００からの力による影響を受け易く、且つタイヤの予測精度に大きく関係する第１領域Ａにおける各要素を第２領域Ｂにおける各要素よりも小さくし、第１領域Ａにおける各要素を仮想路面２００からの力に対して細かに変位させることができるため、タイヤの性能を高精度に予測することができる。また、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂが仮想路面２００から大きく離れており、第２領域Ｂにおける各要素が大きく変形し難いため、第２領域Ｂにおける各要素を第１領域Ａにおける各要素よりも大きくても、タイヤの予測精度を低下させないようにすることができる。

これにより、第２領域Ｂにおける各要素を第１領域Ａにおける各要素よりも大きくし、タイヤモデル１００の全体の要素数をより少なくすることができるため、タイヤの性能の予測時間を短くすることができるとともに、タイヤの予測精度に関係する第１領域Ａにおける各要素を第２領域Ｂにおける各要素よりも小さくすることができるため、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

また、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂでは、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした第２角度θ２が第１角度θ１の７倍に満たないと、第２領域Ｂにおいて当該第２角度θ２に分割された各要素が小さくなり過ぎるため、タイヤの性能の予測時間の短縮効果を十分に発揮することができず、第２角度θ２が第１角度θ１の１５倍を超えると、第２領域Ｂにおいて第２角度θ２に分割された各要素が大きくなり過ぎるため、タイヤの性能を高精度に予測することができない。これにより、第１領域Ａと向い合う第２領域Ｂでは、タイヤモデル１００の回転軸を中心とした第２角度θ２が第１角度θ１に対して７倍から１５倍であることにより、タイヤの性能の予測時間の短縮効果をより十分に発揮することができ、タイヤの性能をより高精度に予測することができる。

なお、タイヤモデル１００は、タイヤ周方向の全周に亘り４０個以上１００個以下の要素数が連設して成る構成を備えてもよい。この場合には、タイヤ周方向の全周に亘る要素数が４０個未満である場合には、タイヤモデル１００が仮想路面２００に接触したときのタイヤモデル１００の変形が精度良く表現されないため、タイヤの性能を高精度に予測できない。一方、タイヤ周方向の全周に亘る要素数が１００個を超える場合には、タイヤモデル１００が仮想路面２００に接触したときのタイヤモデル１００の変形が精度良く表現されるものの、タイヤの性能の予測時間の短縮効果を十分に発揮することができない。これにより、タイヤ周方向の全周に亘る要素数が４０個以上１００個以下であることにより、タイヤの性能の予測時間の短縮効果を十分に発揮することができ、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

（第１変更例）
本変更例について図面を参照しながら説明する。図５は、本変更例におけるタイヤモデル１００を示す図である。なお、本変更例以外の構成については上記実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度（ここでは、θ１１，θ１２，…）毎に分割された要素を備えている。本変更例では、タイヤモデル１００の領域が第１領域Ａから第２領域Ｂに向うに従って、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度が徐々に大きくなってもよい（θ１１＜θ１２＜θ１３＜θ１４＜θ１５＜θ１６＜…）。従って、タイヤモデル１００の領域が第１領域Ａから第２領域に向うに従って、当該所定角度が徐々に大きくなるめ、該所定角度毎に分割された各要素は徐々に大きくなる。

このタイヤモデル１００の領域が第１領域Ａから第２領域Ｂに向うに従って、上記所定角度が急激に大きくなると、隣合う各要素が全く異なる大きさとなり、仮想路面２００からの力等が隣合う一の要素から他の要素へ適切に伝達されなくなることがあるため、タイヤの性能を高精度に予測することができない。これに対し、本変更例では、タイヤモデル１００の領域が第１領域Ａから第２領域Ｂに向うに従って、上記所定角度毎に分割された各要素が徐々に大きくなるため、仮想路面２００からの力等が各要素に適切に伝達されることとなり、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

また、第１領域Ａにおける小さい要素が全体に亘って配置されるよりかは、タイヤモデル１００の全体の要素数を少なくすることができるため、タイヤの性能の予測時間をより短くすることができるとともに、タイヤの予測精度に関係する第１領域Ａにおける各要素をそれ以外の領域における各要素よりも小さくすることができるため、タイヤの性能をより高精度に予測することができる。

なお、上記所定角度（ここでは、θ１１，θ１２，…）は、図５に示すように、タイヤモデル１００の回転軸Oを通り仮想路面２００と直交する基準線Ｋに対して線対称であることが好ましい。この場合には、上記所定角度毎に分割された各要素が基準線Ｋに対して線対称に備えられることにより、タイヤモデル１００の全体のバランスを適切にすることができるため、タイヤの性能を高精度に予測することができる。

（第２変更例）
本変更例について図面を参照しながら説明する。図６は、本変更例におけるタイヤモデル１００を示す図である。なお、本変更例以外の構成については上記実施形態及び上記変更例と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度（ここでは、θ１，θ３，…）毎に分割された要素を備えている。本変更例では、タイヤモデル１００の回転軸Oを通り仮想路面２００と直交する基準線Ｋから、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした６０度から３００度の範囲内では、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした所定角度θ３は、第１角度θ１よりも大きく一定であってもよい。なお、第１角度θ１は、上述した通り、タイヤモデル１００と仮想路面２００との接触領域及びその近傍である第１領域Ａにおいて、タイヤ周方向に沿ってタイヤモデル１００を各要素に分割するための角度である。

従って、第１角度θ１よりも大きく一定である所定角度θ３毎に分割された各要素は、第１角度θ１毎に分割された各要素の大きさよりも大きくなる。

このような本変更例によれば、タイヤモデル１００の回転軸Oを通り仮想路面２００と直交する基準線Ｋから、タイヤモデル１００の回転軸Oを中心とした６０度から３００度の範囲内では、所定角度θ３が第１角度θ１よりも大きく一定であることにより、タイヤの予測精度に大きく影響を与えない６０度から３００度の範囲内の各要素を大きくさせて、タイヤモデル１００の全体の要素数を減少させることができるため、タイヤの性能の予測精度を低下させずに、その予測時間を短くすることができる。

（第３変更例）
本変更例について図面を参照しながら説明する。図７は、本変更例におけるタイヤモデル１００の側面図、及び仮想路面２００に接触しているタイヤモデル１００を矢印Ｙ方向から見た底面図である。図８は、タイヤモデル１００の断面形状を示す図である。なお、本変更例以外の構成については上記実施形態及び上記変更例と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図７及び図８に示すように、本変更例では、タイヤモデル１００が仮想路面２００に接触してる場合には、タイヤモデル１００は、タイヤモデル１００の幅方向に沿う第１領域Ａの端部領域Ａ−１では、端部領域Ａ−１以外の領域Ａ−２における要素よりも小さい要素を備えてもよい。このタイヤモデル１００は、端部領域Ａ−１では２ｍｍ以下の要素を備えることがより好ましい。

図９は、タイヤモデル１００の接地形状を示す図である。図９に示すように、タイヤモデル１００の幅方向に沿う第１領域Ａの端部領域Ａ−１では、端部領域Ａ−１以外の領域Ａ−２における要素よりも小さい要素が備えられることにより、ショルダー部等からの力による影響を受け易い端部領域Ａ−１における各要素が容易に変形可能となるため、上述したタイヤ性能予測装置３００は、タイヤ幅方向の長さを示す接地幅１１１と、接地幅１１１の全体に対するタイヤ周方向の長さを示す接地長１１２とからなる領域の形状である接地形状を、実際のタイヤに近い接地形状として予測することができる。また、タイヤモデル１００の接地形状は、実際のタイヤが路面に接触しているときのタイヤの接地圧分布と関係するため、タイヤ性能予測装置３００は、タイヤモデル１００の接地形状を高精度に予測することにより、実際のタイヤの接地圧分布も高精度に予測することができる。

（第４変更例）
本変更例について図面を参照しながら説明する。図１０は、本変更例におけるトレッドモデルＴを有するタイヤモデル４００を示す図である。なお、本変更例以外の構成については上記実施形態及び上記変更例と同様であるため、詳細な説明は省略する。

先ず、上述したタイヤ性能予測装置３００は、図１に示すトレッドモデルＴを有しないタイヤモデル１００を用いてタイヤモデル１００の接地形状及び接地圧分布を予測する。その後にタイヤ性能予測装置３００は、図１０に示すトレッドモデルＴを有するタイヤモデル４００を用いてタイヤモデル４００の接地形状及び接地圧分布を予測する。そして、タイヤ性能予測装置３００は、タイヤモデル１００とタイヤモデル４００との接地形状及び接地圧分布を比較することにより、トレッドモデルＴがタイヤモデル４００に及ぼす影響を特定する。

これにより、トレッドモデルＴを有しないタイヤモデル１００とトレッドモデルＴを有するタイヤモデル４００との接地形状及び接地圧分布を比較することにより、トレッドモデルＴがタイヤモデル４００に及ぼす影響（例えば、排水性能による影響など）をタイヤ性能予測装置３００がより正確に特定することができるため、実際のタイヤが製造されなくても、より適切な形状を有するトレッド部が開発可能となる。

［実施例］
解析の実施例について以下詳細に説明する。サイズ１９５／６５Ｒ１５、内圧２００ｋＰａ、荷重４００ｋｇの第１タイヤモデル（図１１に示す実施例１）、第２タイヤモデル（図１１に示す比較例１）及び第３タイヤモデル（図１１に示す比較例２）が用いられた。

図１１は、本実施例における解析条件及び解析結果を示す図である。図１１に示すように、従来例で用いられたタイヤモデルでは、トレッドモデルが備えられておらず、第１タイヤモデルの回転軸を中心とする２度毎に分割された各要素が備えられている。また、タイヤモデルは、図７に示す第１領域Ａでは２ｍｍの要素を備えている。

実施例１で用いられた第１タイヤモデルでは、トレッドモデルが備えられておらず、第１タイヤモデルの回転軸を中心とする所定角度が徐々に大きくなり、当該所定角度毎に分割された各要素が徐々に大きくなっている。また、第１タイヤモデルでは、図７に示す端部領域Ａ−１における各要素は、それ以外の第１領域Ａにおける各要素よりも小さくなっている。

具体的には、第１タイヤモデルでは、第１タイヤモデルの回転軸を中心として、基準線Ｋから−２３度以上−２０度未満の範囲内では３度毎に分割された各要素が備えられ、基準線Ｋから−２０度以上２０度未満の範囲内では２度毎に分割された各要素が備えられ、基準線Ｋから２０度以上２３度未満の範囲内では３度毎に分割された各要素が備えられ、基準線Ｋから２３度以上６０度未満の範囲内では７．４度毎に分割された各要素が備えられ、基準線Ｋから６０度以上３００度未満の範囲内では２０度毎に分割された各要素が備えられ、基準線Ｋから３００度以上３３７度未満の範囲内では７．４度毎に分割された各要素が備えられ、タイヤモデル１００の全周方向には４４個の要素が連接されている。また、第１タイヤモデルでは、図７に示す端部領域Ａ−１では２ｍｍ以下の要素を備え、それ以外の第１領域Ａでは２ｍｍ以上の要素を備えている。

比較例１で用いられた第２タイヤモデルでは、第１タイヤモデルと同様に、トレッドモデルが備えられておらず、第２タイヤモデルの回転軸を中心とする所定角度が徐々に大きくなり、当該所定角度毎に分割された各要素が徐々に大きくなっている。また、第２タイヤモデルでは、図７に示す第１領域Ａにおける各要素は、第１タイヤモデルよりも粗くなっている。比較例１における第２タイヤモデルは、図７に示す第１領域Ａにおいて５ｍｍの要素を備えている。

比較例２で用いられた第３タイヤモデルでは、トレッドモデルが備えられておらず、第３タイヤモデルの回転軸を中心とする所定角度が急激に大きくなり、当該所定角度毎に分割された各要素が第１タイヤモデルよりも粗くなっている。また、第３タイヤモデルでは、図７に示す端部領域Ａ−１における各要素は、それ以外の第１領域Ａにおける各要素よりも小さくなっている。

具体的には、比較例２で用いられた第３タイヤモデルでは、第３タイヤモデルの回転軸を中心として、基準線Ｋから−４５度以上４５度未満の範囲内では２度毎に分割された各要素が備えられ、基準線Ｋから４５度以上３１５度未満の範囲内では１０度毎に分割された各要素が備えられ、タイヤモデル１００の全周方向には７２個の要素が連接されている。また、第３タイヤモデルは、図７に示す端部領域Ａ−１では２ｍｍ以下の要素を備え、それ以外の第１領域Ａでは２ｍｍ以上の要素を備えている。

ここで、タイヤモデルの解析が行われてから、その解析結果と実際のタイヤの性能とが比較されるまでの手順について図面を参照しながら説明する。図１２は、タイヤモデルの解析が行われてから、その解析結果と実際のタイヤの性能とが比較されるまでの手順を示す図である。図１２に示すように、タイヤ性能予測装置３００は、第１タイヤモデル乃至第３タイヤモデルの接地形状、及びその接地形状に基づく接地圧分布を予測する（Ｓ１０１）。また、解析者は、第１タイヤモデル乃至第３タイヤモデルと同形の実際のタイヤの接地形状及び接地圧分布を計測する（Ｓ１０１）。その後、解析者は、第１タイヤモデル乃至第３タイヤモデルの接地形状における接地幅と、実際のタイヤの接地幅とを比較する（Ｓ１０２）。また、解析者は、第１タイヤモデル乃至第３タイヤモデルの接地形状における接地長と、実際のタイヤの接地長とを比較する（Ｓ１０３）。さらに、解析者は、第１タイヤモデル乃至第３タイヤモデルの接地形状と実際のタイヤの接地形状とに基づいて、第１タイヤモデル乃至第３タイヤモデルと実際のタイヤとの接地圧分布を比較する（Ｓ１０４）。

図１１に示すように、従来例と実施例１とを比較すると、実施例１では、本発明の構成要件が全て含まれているため、接地長の指数（１００）及び接地幅の指数（１００）が従来例と同じ値となり、しかも実際のタイヤと同じ値となったため、タイヤの予測精度が低下されず、良好な結果が得られていることが分かる。また、実施例１では、解析時間の指数（４０）が従来例よりも小さくなっている（解析時間が短い）ことが分かる。従って、実施例１の構成がタイヤモデルに適用されることにより、タイヤの接地形状及びそれに基づく接地圧分布などのタイヤの性能を高精度に予測することができるとともに、従来例よりもタイヤの性能の解析時間を短くすることができることが分かる。

これに対し、従来例と比較例１とを比較すると、比較例１では、第１領域Ａにおける各要素が５ｍｍであり、当該各要素は従来例の第１領域Ａにおける各要素よりも大きいため、接地幅の指数（９７）は従来例よりも小さい値となっていることが分かる。また、接地長の指数（１００）は実際のタイヤと同じ数値を示しており、解析時間の指数（３０）は従来例よりも小さくなっていることが分かる。従って、比較例１の構成がタイヤモデルに適用されると、従来例よりもタイヤの性能の解析時間を短くすることができるものの、従来例よりもタイヤの性能を高精度に予測することができないこととなる。

また、従来例と比較例２とを比較すると、比較例２では、第３タイヤモデルの回転軸を中心とする所定角度が急激に大きくなり、当該所定角度毎に分割された各要素が従来例及び比較例よりも粗くなっているため、接地長の指数（９７）は従来例よりも小さい値となっていることが分かる。また、接地幅の指数（１００）は実際のタイヤと同じ数値を示しており、解析時間の指数（６５）は従来例よりも小さくなっていることが分かる。従って、比較例３の構成がタイヤモデルに適用されると、従来例よりもタイヤの性能の解析時間を短くすることができるものの、従来例よりもタイヤの性能を高精度に予測することができないこととなる。

以上、本発明の一例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、各部の具体的構成等は、適宜設計変更可能である。また、実施形態の構成及び各変更例の構成はそれぞれ組み合わせることが可能である。また、実施形態及び各変更例の作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、実施形態及び各変更例に記載されたものに限定されるものではない。

本実施形態におけるタイヤモデルを示す斜視図である。 本実施形態におけるタイヤモデルを示す側面図である。 本実施形態におけるタイヤ性能予測装置を示す図である。 本実施形態におけるタイヤ性能予測装置の動作を示す図である。 第１変更例におけるタイヤモデルを示す図である。 第２変更例におけるタイヤモデルを示す図である。 第３変更例におけるタイヤモデルを示す図である（その１）。 第３変更例におけるタイヤモデルを示す図である（その２）。 第３変更例におけるタイヤモデルを示す図である（その３）。 第４変更例におけるタイヤモデルを示す図である。 本実施例における解析条件及び解析結果を示す図である。 タイヤモデルの解析が行われてから、その解析結果と実際のタイヤの性能とが比較されるまでの手順を示す図である。

符号の説明

１００…タイヤモデル、２００…仮想路面、３００…タイヤ性能予測装置、３１１…入力部、３１２…処理部、３１２ａ…タイヤモデル設定部、３１２ｂ…性能予測部、３１２ｃ…結果出力部、３１３…記憶部、３１４…表示部、４００…タイヤモデル、

Claims (6)

1. 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、前記タイヤモデルを仮想路面上で転動させることにより前記タイヤの性能を予測するタイヤ性能予測方法であって、
   前記タイヤモデルは、該タイヤモデルの回転軸を中心とした所定角度毎に分割された要素を備えており、
   前記タイヤモデルと前記仮想路面との接触領域及びその近傍である第１領域では、前記所定角度は２度以下の第１角度であり、前記第１領域と向い合う第２領域では、前記所定角度は前記第１角度に対して７倍から１５倍の第２角度であることを特徴とするタイヤ性能予測方法。
2. 前記所定角度は、前記タイヤモデルの領域が前記第１領域から前記第２領域に向うに従って、徐々に大きくなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ性能予測方法。
3. 前記タイヤモデルの回転軸を通り前記仮想路面と直交する基準線から、前記タイヤモデルの回転軸を中心とした６０度から３００度の範囲内では、前記所定角度は、前記第１角度よりも大きく一定であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のタイヤ性能予測方法。
4. 前記所定角度は、前記タイヤモデルの回転軸を中心とした全周を４０以上１００以下に分割する角度であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ性能予測方法。
5. 前記タイヤモデルは、該タイヤモデルの幅方向に沿う前記第１領域の端部領域では、該端部領域以外の領域における要素よりも小さい要素を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタイヤ性能予測方法。
6. 前記タイヤモデルは、前記端部領域では２ｍｍ以下の要素を備えることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ性能予測方法。