JP3431817B2 - タイヤ性能のシミュレーション方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの振動特性
を精度良くシミュレートしうるタイヤ性能のシミュレー
ション方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
タイヤの開発は、試作品を作り、それを実験し、実験結
果から改良品をさらに試作するという繰り返し作業で行
われていた。この方法では、試作品の製造や実験に多く
の費用と時間を要するため、開発効率の向上には限界が
ある。かかる問題点を克服するために、近年では近似解
析手法などを用いたコンピューターシミュレーションに
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】コンピュータシミュレーションには、種々
の解析法が用いられ、例えば有限要素法を用いたものが
良く知られている。有限要素法（Finite Element Metho
d ）は、構造物を有限要素と呼ばれる有限の大きさの多
数の領域に分割し、各有限要素に比較的簡単な特性を与
えて系全体を解析する手法である。

【０００４】従来のタイヤ性能の有限要素法による解析
は、せいぜいタイヤの非転動状態での荷重負荷解析が主
流であったため、例えば段差や突起を有する路面を通過
する際のタイヤの挙動や振動特性などについては、実際
に走行試験を行う必要があった。

【０００５】またトレッドパターンについては、溝のな
い、いわゆるプレーントレッドが多く、タイヤのトレッ
ドパターン全てを有限要素にモデル化したものは知られ
ていない。さらに、タイヤの内部には、カーカス、ベル
トなどのコード材を角度を変えて積層した補強層などが
設けられるが、これらについても１枚の平面シェル要素
などで簡略モデル化した解析がほとんどであった。

【０００６】このため、これまでのシミュレーションで
は、タイヤの性能をおおまかに予測・解析することはで
きるが、段差や突起を有する路面を通過する際のタイヤ
の挙動や振動特性に対するトレッドパターン、内部構造
などによる影響については精度良く解析することは困難
であった。

【０００７】本発明のうち、請求項１、２記載の発明で
は、走行試験を行わずに段差や突起を有する任意の路面
を通過する際のタイヤの挙動、振動特性を解析しうるタ
イヤ性能のシミュレーション方法を提供することを目的
としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明では、前記目的
に加えて、トレッドパターン、内部構造などによる影響
についても解析可能とするタイヤ性能のシミュレーショ
ン方法を提供することを目的としている。

【０００９】本発明のうち請求項１記載の発明は、評価
しようとするタイヤを有限個の多数の要素に分割したタ
イヤ有限要素モデルで近似し、有限要素法を用いて前記
タイヤ有限要素モデルからタイヤ性能をシミュレーショ
ンするタイヤ性能のシミュレーション方法であって、カ
ーカス、ベルトを含むコード補強材と、サイドウォール
ゴム、ビードゴムを含むゴム部と、ビードコアとがタイ
ヤ周方向に同一断面形状で連続ししかもタイヤ周方向に
のびる縦溝とこの縦溝と交わる向きにのびる横溝とから
なるトレッドパターンが形成されたゴム部を除いた部分
であるタイヤボディ部を有限個の要素に分割したタイヤ
ボディ部要素モデルを設定する処理と、前記タイヤのト
レッドパターンが形成されたゴム部をタイヤ周方向の全
周に亘り有限個の多数の要素に分割したトレッドパター
ン部要素モデルを、前記トレッドパターンが異なる複数
設定する処理と、トレッドパターン部要素モデルを前記
タイヤボディ部要素モデルに結合することによりタイヤ
有限要素モデルを設定する処理と、仮想リムに装着した
前記タイヤ有限要素モデルを、突起、段差又は溝を含む
非平坦部を有する仮想路面に接地させて相対移動させた
ときの挙動をシミュレーションする走行シミュレーショ
ン処理と、この走行シミュレーション処理から前記非平
坦部を通過する際のタイヤ有限要素モデルの少なくとも
振動特性を取得する情報取得処理とを含むことを特徴と
するタイヤ性能のシミュレーション方法である。

【００１０】また請求項２記載の発明では、前記走行シ
ミュレーション処理は、タイヤ有限要素モデルの内圧、
軸荷重、走行速度、スリップ角、キャンバー角、タイヤ
有限要素モデルと仮想路面との間の摩擦係数を含む走行
条件を設定して行うとともに、前記情報取得処理は、タ
イヤ有限要素モデルの回転軸に作用する垂直荷重、前後
荷重、タイヤの内部応力分布を含む情報に基づいて処理
することにより前記振動特性を取得することを特徴とす
る請求項１記載のタイヤ性能のシミュレーション方法で
ある。

【００１１】また請求項３記載の発明は、前記タイヤボ
ディ部要素モデルは、前記コード補強材を構成するコー
ド材とこれを被覆するトッピングゴムとを夫々有限個の
複数の要素に分割したコード補強材要素モデルと、前記
ゴム部を有限個の複数の要素に分割したゴム部要素モデ
ルと、前記ビードコアを有限個の複数の要素に分割した
ビードコア要素モデルとを含み、しかも、前記コード補
強材要素モデルは、前記コード材を異方性が定義された
四辺形膜要素にモデル化されるとともに前記トッピング
ゴムは六面体ソリッド要素にモデル化されたことを特徴
とする請求項１又は２記載のタイヤ性能のシミュレーシ
ョン方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。本実施形態では、図１２に示すよう
な乗用車用ラジアルタイヤ（以下、単にタイヤというこ
とがある。）Ｔの性能をシミュレートするものを例示し
ている。タイヤＴは、トレッド部１２からサイドウォー
ル部１３を経てビード部１４のビードコア１５の回りで
折り返されかつコードをタイヤ周方向に対して略９０度
で傾けたプライ１６ａからなるカーカス１６と、このカ
ーカス１６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部１２の
内方に配されるベルト層１７とを含むコード補強材Ｆを
具える。

【００１３】前記ベルト層１７は、本例ではタイヤ周方
向に対して２０度の角度で並列された内、外２枚のベル
トプライ１７Ａ、１７Ｂが前記コードが交差する向きに
積層されて構成される。また本例では、前記ベルト層１
７のタイヤ半径方向外側に、ナイロンコードをタイヤ周
方向に実質的に平行に配列したバンド層１９を具え、高
速走行時のベルト層１７のリフティングを防止してい
る。なおバンド層１９は本例ではベルト層１７の両端部
を覆うエッジバンドと、ベルト層１７の略全巾を覆うフ
ルバンドとから構成される。

【００１４】なお前記カーカスプライ１６Ａは、例えば
ポリエステルなどの有機繊維コードを、またベルトプラ
イ１７Ａ、１７Ｂはスチールコードを、それぞれシート
状のトッピングゴムにより被覆されて構成されている。
なおコード補強材Ｆには、前記カーカス１６、ベルト層
１７、バンド層１９の他、ビード部１４の剛性を補強す
るビード補強フィラーなどを必要に応じて含ませること
ができる。

【００１５】またタイヤＴは、前記各コード補強材Ｆの
外側に、トレッドゴム２０、サイドウォールゴム２１、
ビードゴム２２などを配している。前記トレッドゴム２
０は、本例では前記ベルト層１７の半径方向外側面に配
され、タイヤ子午断面において縦溝Ｇ１の溝底ラインの
下近傍を通りトレッド部１２の表面に略沿ってのびるト
レッド部ベースゴム２０ａと、その外側に配され路面と
接触して様々な力を伝達するトレッド部キャップゴム２
０ｂとから構成された２層構造を例示する。

【００１６】前記サイドウォールゴム２１は、タイヤの
転動時に大きく屈曲する部分であり、路面の縁石と接触
したときでもタイヤＴの側部を保護するもので、例えば
前記トレッドゴム２０よりも複素弾性率が小さい柔軟な
ゴムを用いるのが好ましい。また前記ビードゴム２２
は、リムフランジと接触する嵌合部付近に配され、例え
ば比較的弾性率の大きくかつ耐摩耗性に優れたゴムから
構成されうる。

【００１７】また、トレッド部１２の外表面には、例え
ばタイヤ周方向にのびる縦溝Ｇ１と、この縦溝Ｇ１に交
わる向きにのびる横溝Ｇ２などにより所定のトレッドパ
ターンが形成されている。このトレッドパターンは、タ
イヤ性能に大きく影響を与えるもので、本実施形態のシ
ミュレーション方法では、後述するようにこのトレッド
パターンのタイヤ性能への影響を解析することが可能に
なる。

【００１８】本シミュレーション方法を行う装置として
は、例えば図６に示すように、演算処理装置であるＣＰ
Ｕと、このＣＰＵの処理手順などが予め記憶されるＲＯ
Ｍと、画像ないし数値を一時的に記憶しうる作業用メモ
リであるＲＡＭと、入出力ポートと、これらを結ぶデー
タバスとから構成されている。

【００１９】また、前記入出力ポートには、本例ではタ
イヤ有限要素モデルを設定するための数値などを入力す
るキーボード、マウス等の入力手段Ｉと、入力結果やシ
ミュレーション結果を表示しうるディスプレイ、プリン
タなどの出力手段Ｏと、ハードディスク、光磁気ディス
クなどの外部記憶装置Ｄとが接続されている。また前記
ＲＯＭには、予め図７に示すようなシミュレーションの
処理手順などが記憶されており以下説明する。

【００２０】本実施形態のシミュレーション方法では、
評価しようとするこのようなタイヤＴを、図１に示すよ
うな有限個の多数の要素２ａ、２ｂ、２ｃ…に分割した
タイヤ有限要素モデル２で近似し、有限要素法を用いて
前記タイヤ有限要素モデル２からタイヤ性能をシミュレ
ーションするもので、前記タイヤ有限要素モデル２は、
タイヤボディ部要素モデル３と、トレッドパターン部要
素モデル４とから構成されたものを示す。

【００２１】前記タイヤボディ部要素モデル３は、図
１、図２に示すように、タイヤボディ部１Ｂを有限要素
法に基づき分割して得られるものである。ここでタイヤ
ボディ部１Ｂとは、評価すべきタイヤにおいて周方向に
ついて実質的に同じ材料でかつ同じ断面形状が連続する
部分であって、本例では前記タイヤＴからトレッドゴム
２０のトレッド部キャップゴム２０ｂだけを除いた部分
として定められる。

【００２２】このタイヤボディ部１Ｂは、具体的には前
記タイヤのカーカス１６、ベルト層１７、バンド層１９
を含むコード補強材Ｆと、トレッドゴム２０のトレッド
部ベースゴム２０ａ、サイドウォールゴム２１、ビード
ゴム２２を含むゴム部と、ビードコア１５とを含む。

【００２３】本例のシミュレーション方法では、前記タ
イヤボディ部１Ｂは、有限個の要素に分割される。前記
要素は、例えば２次元平面では四辺形要素など、３次元
要素としては、４面体ソリッド要素、５面体ソリッド要
素、６面体ソリッド要素など、いずれもコンピュータで
処理可能な要素とするのが望ましく、これらの要素は３
次元座標Ｘ−Ｙ−Ｚを用いて相互の位置関係が逐一特定
されうる。

【００２４】前記コード補強材Ｆとして例えばベルト層
１７の任意の微小領域は、図３に示すように、コード補
強材要素モデル５に設定される。本例ではコード補強材
Ｆのうちコード材ｃは、四辺形膜要素５ａ５ｂにてモデ
ル化され、またトッピングゴムｔについては、四辺形膜
要素５ａ又は５ｂを覆う六面体ソリッド要素５ｃ、５
ｄ、５ｅでモデル化したものを例示している。

【００２５】前記コード材ｃをモデル化した前記四辺体
膜要素５ａの材料定義は、その厚さを例えばコード材ｃ
の直径とし、コード材ｃの配列方向と、これと直交する
方向とにおいて剛性の異なる直交異方性材料として取り
扱い、各方向の剛性は均質化しているものとして取り扱
うことができる。またコード補強材Ｆのトッピングゴム
ｔを表す六面体ソリッド要素５ｃ〜５ｅは、他のゴム部
材と同様に超粘弾性材料として定義して取り扱うことが
できる。

【００２６】また、タイヤボディ部１Ｂのトレッド部ベ
ースゴム部１０ａ、サイドウォールゴム２１、ビードゴ
ム２２、ビードコア１４については、例えば六面体ソリ
ッド要素または五面体ソリッド要素でモデル化する処理
を行う。このようなモデル化は、前記入力手段Ｉを用い
て行うことができる。またタイヤボディ部要素モデル３
は、タイヤの回転軸を含む子午断面の２次元形状を特定
し、これを周方向に展開する形で要素分割することによ
り、比較的簡単にモデリングを行うことができる。

【００２７】このように、本例ではコード補強材Ｆを従
来のように１枚の平面シェル要素でモデル化するのでは
なく、コード材ｃ、トッピングゴムｔというように、そ
れぞれ材質の特性に応じてモデル化することによって、
実際の製品により近いタイヤ性能をシミュレートするこ
とが可能となる。また、各ゴム部２０〜２２、コード補
強材Ｆ、ビードコア１４を有限要素にモデル化する際に
は、各ゴム、コードの複素弾性率、ビードコアの弾性率
などに基づき材料、剛性を定義しうる。

【００２８】次に、前記トレッドパターン部要素モデル
４は、図４に示すように、タイヤのトレッドパターンを
タイヤ周方向の全周に亘り有限個の多数の要素に分割し
たトレッドパターン要素部を設定する処理により得られ
る。このパターン要素モデル４は、本例では前記トレッ
ドゴムのトレッド部キャップゴム２０ｂをモデル化した
もので、前記タイヤボディ部要素モデル３とは別個に設
定された後、前記タイヤボディ部要素モデル３に結合さ
れるものを例示している。

【００２９】本実施形態では、トレッドパターン部要素
モデル４は、タイヤ周方向に配されるトレッド部キャッ
プゴム２０ｂを、有限個の多数の四面体要素４ａ、４ｂ
…で分割したものを例示し、タイヤ全周にわたって構成
される。このようにトレッドパターン部要素モデル４
を、タイヤボディ部要素モデル３と分離してモデル化す
ることにより、例えば本例のように前記タイヤボディ部
要素モデル３よりも詳細に要素化（メッシュ化）でき、
トレッドパターンの影響をより詳しく解析しうる点で好
ましい。また、タイヤの内部構造を同じとし、トレッド
パターンのみ異なる種々のタイヤについては、トレッド
パターン部要素モデル４のみを設定し、タイヤボディ部
要素モデル３についてはこれを共用化でき、さらに開発
効率を向上しうる利点がある。

【００３０】そして、本実施形態では前記タイヤボディ
部要素モデル３に、前記トレッドパターン部要素モデル
４を結合する処理を行うことにより、タイヤ有限要素モ
デル２を完成させる。なお図５に示すように、トレッド
パターン部要素モデル４の内側の面または節点は、タイ
ヤボディ部要素モデル３の面または節点に対してその相
対位置が変わらないように強制変位させるよう定義して
接合される。

【００３１】そして、本発明では、図９（Ａ）に示すよ
うに、仮想リムに装着した前記タイヤ有限要素モデル２
を、突起、段差又は溝を含む非平坦部９を有する仮想路
面７に接地させて相対移動させたときの挙動をシミュレ
ーションする走行シミュレーション処理を行う。

【００３２】前記「タイヤ有限要素モデル２を仮想リム
に装着する」とは、図８に示すように、タイヤ有限要素
モデル２のリム接触域１０、１０を拘束するとともに該
モデル２のビード部間のタイヤ軸方向距離Ｗをリム巾に
強制変位させることをいう。なお、タイヤ有限要素モデ
ル２の回転軸ＣＬは、図８に示したようにタイヤ有限要
素モデル２のリム拘束域との相対距離ｒが常に一定とな
るよう連結固定されている。

【００３３】また、仮想路面７の要素モデルを図９
（Ａ）に示している。本実施形態では、仮想路面７は、
突起８からなる非平坦部９を具えているものを示す。仮
想路面７は、四辺形剛表面としてモデル化しており、前
記突起８は、図９（Ｂ）に拡大して示すように、四辺形
剛表面８ａ、８ｂ、８ｃ…を連結することによって形成
しており、本例では半径１cmの半円状突起を要素化した
ものを示す。

【００３４】前記走行シミュレーション処理での所定の
走行条件としては、例えばタイヤ有限要素モデル２の内
圧、回転軸ＣＬに作用する軸荷重、走行速度、スリップ
角、キャンバー角、タイヤ有限要素モデル２と仮想路面
７との間の摩擦係数などを含む。また前記内圧は、タイ
ヤ有限要素モデル２の内側面にタイヤ内圧に相当する等
分布荷重を作用させることにより設定しうる。

【００３５】そして、タイヤ有限要素モデル２の突起乗
り越し時の振動特性を解析する走行シミュレーションを
行う際には、先ず図８に示したように、実際の使用条件
等に合わせて記タイヤ有限要素モデル２のビード部のリ
ム接触域１０を拘束し、内圧を作用させた後、タイヤ有
限要素モデル２の回転軸ＣＬに荷重を負荷して仮想路面
７に押しつけて接触させる。そして、タイヤ有限要素モ
デル２が前記非平坦部９を通過するように仮想路面７を
所定の速度で移動させる。

【００３６】このとき、タイヤ有限要素モデル２は、回
転軸ＣＬを自由支持としており、前記仮想路面７との接
触による摩擦力により転動する。またタイヤ有限要素モ
デル２は、突起８を乗り越える際に、回転軸ＣＬに前後
力、垂直荷重などが負荷される。

【００３７】また、この走行シミュレーション処理から
前記非平坦部７ａを通過する際のタイヤ有限要素モデル
２の少なくとも振動特性を取得する情報取得処理を行
う。この処理は、例えばタイヤ有限要素モデル２から、
時間の経過とともに変化するコーナリングフォース、接
地面の形状又は内部応力分布を含む情報を数値情報、な
いしアニメーションなどの画像情報として取得すること
ができる。

【００３８】前記情報としては、前記通過前後のタイヤ
有限要素モデル２の回転軸ＣＬに作用しうる垂直荷重、
前後荷重、タイヤの内部応力分布を含む情報を取得する
のが好ましい。これにより、本シミュレーション方法で
は、非平坦部９を通過する際のタイヤ有限要素モデル２
の複雑な挙動、振動特性を解析することがきる。

【００３９】本シミュレーションは、有限要素法により
行われる。一般に、有限要素モデルに各種の境界条件を
与え、その系全体の力、変位などの情報を取得する手順
については、よく知られている公知の例に従い行うこと
ができる。なお本例の計算のアルゴリズムは、陽解法で
ある。例えば、要素の形状、要素の材料特性、例えば密
度、ヤング率、減衰係数などをもとに、要素の質量マト
リックスＭ、剛性マトリックスＫ、減衰マトリックスＣ
を作成する。

【００４０】前記各マトリックスを組み合わせて、シミ
ュレーションされる全体の系のマトリックスを作成す
る。また適宜境界条件をあてはめて、下記数１の運動方
程式を作成する。

【数１】

【００４１】この数１を微小時間ｔごとにＣＰＵにて逐
次計算することによりシミュレーションを行ないうる。
前記逐次計算の微小時間ｔは、全ての要素について応力
波の伝達時間を計算し、その最小時間の０．９倍以下の
時間とするのが好ましい。そして、前記情報取得処理と
して、タイヤ有限要素モデル２の回転軸ＣＬに作用しう
る垂直荷重、前後荷重、タイヤの内部応力分布を含む情
報を取得するのが好ましい。

【００４２】タイヤには、コーナリングフォース、制動
性能、ノイズ性能、摩耗性能、転がり抵抗性能など多く
の性能が要求され、特にこれらのタイヤ性能を解析する
ためには、タイヤを転動させるシミュレーションが必要
となる。本実施形態のシミュレーションでは、タイヤボ
ディ部要素モデル２、トレッドパターン部要素モデル３
がいずれも周方向に連続するため転動シミュレーション
が可能であり、コーナリング性能や摩耗性能、さらに、
減衰の効果を考慮すれば振動性能、流体との連成により
ハイドロプレーニング性能についての予測・解析が可能
となる。

【００４３】以上、詳述したが、本発明は上記実施形態
に限定されるものではなく、例えばタイヤボディ部１Ｂ
はベルト層までとし、トレッド部ベースゴム２０ａをト
レッドパターン部に含ませるなど、種々の態様に変形し
うる。また、仮想路面の非平坦部については、突起につ
いて例示したが段差、溝、さらには、突起が連続するも
のなどの他、種々摩擦係数を変えて雪路、氷路、砂地な
ど種々の路面として変形しうる。

【００４４】

【実施例】今回シミュレーションを行ったタイヤは、２
３５／４５ＺＲ１７ＬＭ６０２（住友ゴム工業株式会社
製）であり、突起を有する仮想路面を乗り越える際の回
転軸に作用する垂直荷重、前後荷重などについて調べ
た。このタイヤの有限要素モデルは図１に示したものと
同じであり、節点数は４３８９６、要素数は７６３５９
である。

【００４５】また仮想路面は、図９（Ａ）、（Ｂ）に示
した突起を有する剛表面としてモデル化した。そしてタ
イヤ有限要素モデルのビード部を拘束し、タイヤ内圧荷
重を作用させた後、タイヤモデルを仮想路面に押しつけ
て荷重負荷し、路面をタイヤに対して所定の速度で移動
させて、突起乗り越し時のシミュレーションを行った。
タイヤ有限要素モデルは回転軸をフリーとしており、路
面の移動による摩擦力により転動する。タイヤと路面の
摩擦係数は、静動摩擦とともに１．０とした。路面の移
動速度は時速６０km／ｈとした。

【００４６】図１０には、本シミュレーションによるタ
イヤが突起を乗り越える瞬間の画像を示している。画像
には、応力分布図が色彩の変化により表現される。

【００４７】図１１には、タイヤモデルの回転軸に発生
する垂直反力、前後反力について、縦軸に力、横軸に時
間をとりグラフで表示した。実線が実際のタイヤでの測
定結果であり、点線は本シミュレーション結果によるも
のであるが、両者は、良い相関を持っており、このシミ
ュレーションの精度の高さが窺える。

【００４８】

【発明の効果】上述したように、請求項１及び２記載の
発明では、実際の走行試験を行わずに段差や突起を有す
る任意の路面を通過する際のタイヤの挙動、振動特性を
解析することができるから開発効率を大幅に向上するこ
とができる。また、タイヤの内部構造を同じとし、トレ
ッドパターンのみ異なる種々のタイヤについては、トレ
ッドパターン部要素モデルのみを設定し、タイヤボディ
部要素モデルについてはこれを共用化できるため、さら
に開発効率を向上しうる利点がある。

【００４９】また、請求項３記載の発明では、タイヤ有
限要素モデルは、タイヤ周方向に同一断面が連続するタ
イヤボディ部要素モデルに、トレッドパターンを全周に
わたって有限要素化したトレッドパターン部要素モデル
を備えるため、このタイヤ有限要素モデルを用いて走行
シミュレーションを行うことにより、トレッドパターン
の影響などを含め、精度の良いタイヤ性能をシミュレー
トでき、開発効率を高めるのに役立つ。

【００５０】さらに、タイヤの内部構造に関して、カー
カス、ベルト層といったコード補強材、サイドウォール
ゴムなどのゴム部、ビードコアなど、各構造材を有限個
の複数の要素に分割した要素モデルを設定するととも
に、コード補強材のうちコード材については、異方性を
定義した四辺形膜要素にモデル化し、またトッピングゴ
ムについては六面体ソリッド要素にモデル化することに
よって、非常に精度の良いタイヤ性能をシミュレートで
き、タイヤのパターン形状や、カーカスやベルトの配
置、トッピングゴムの厚さなど詳細なタイヤ設計までを
検討可能としうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤ有限要素モデルの斜視図であ
る。

【図２】タイヤボディ部要素モデルの斜視図である。

【図３】コード補強材の要素モデル化を示す概念図であ
る。

【図４】トレッドパターン部要素モデルの斜視図であ
る。

【図５】タイヤ有限要素モデルの変形を例示する線図で
ある。

【図６】本発明のシミュレーション装置の実施形態を示
すブロック図である。

【図７】本実施形態の処理手順を示すフローチャート図
である。

【図８】タイヤ有限要素モデルを仮想路面に接地させた
断面の概念図である。

【図９】（Ａ）は、タイヤ有限要素モデルを仮想路面に
接地させた斜視図であり、（Ｂ）はその非平坦部の部分
拡大図である。

【図１０】突起乗り越え時のタイヤ有限要素モデルのト
レッド面を示す側面図である。

【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、本シミュレーション結果
を示す力−時間のグラフである。

【図１２】タイヤの断面図である。

【符号の説明】

Ｔ タイヤ ２ タイヤ有限要素モデル ３ タイヤボデイ部要素モデル ４ トレッドパターン部要素モデル ５ コード補強材要素モデル ７ 仮想路面 ９ 仮想路面の非平坦部

フロントページの続き (56)参考文献 Ｄｒ．Ａｇｒｉｒｉｓ Ｋａｍｏｕｌ ａｋｏｓ，Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｒｓｅ ｐｏｎｓｅ ｏｆ ａ Ｒｏｔａｔｉｎ ｇ Ｔｉｒｅ ｕｎｄｅｒ Ｍｕｌｔｉ ｐｌｅ Ｉｍｐａｃｔｓ ｗｉｔｈ ａ Ｒｏａｄ Ｂｕｍｐ ｕｓｉｎｇ Ｐ ＭＡ−ＳＨＯＣＫ，ＰＵＣＡ’96，1996 年，ｐ．181−200 Ｂ．Ｇ．Ｋａｏ ｅｔ ａｌ．，Ｔｉ ｒｅ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ａｎａｌｙ ｓｉｓ ｗｉｔｈ ａｎ Ｅｘｐｌｉｃ ｉｔ Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ，Ｔｉｒｅ Ｓｃｉｅｎ ｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ, 1997年，ｖｏｌ．25，ｎｏ．４，ｐ230 −244 Ｒ．Ｇａｌｌ ｅｔ ａｌ．，Ｓｏｍ ｅ Ｎｏｔｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｆｉｎ ｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓ ｉｓ ｏｆ Ｔｉｒｅｓ，Ｔｉｒｅ Ｓ ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌ ｏｇｙ，1995年，ｖｏｌ．23，ｎｏ. ３，ｐ175−188 Ｇ．Ｍｅｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．, ３Ｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｔｉｒｅｓ：Ｍ ａｔｅｒｉａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，Ｍ ｅｓｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｓｔｒａｔｅｇｉ ｅｓ，Ｔｉｒｅ ｓｃｕｅｂｃｅ ａｂ ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，1997年，ｖ ｏｌ．25，ｎｏ．３，ｐ．154−176 東洋ゴム工業も「タイヤ最適化設計技 術」を発表 ＤＳＯＣＩＩ，月刊タイ ヤ，日本，月刊タイヤ社，1995年，1995 年７月号，ｐ54−65 最新タイヤテクノロジー ＴＯＹＯ統 合最適化タイヤ設計技術「ＤＳＯＣＩ Ｉ」，ＭＯＴＯＲ ＦＡＮ，三栄書房, 1995年，1995年８月号 ｎｏ．644，ｐ 195−199 白石正貴、古永寛，パターン付タイヤ のコーナーリングシミュレーション，Ｊ ＡＰＡＮ ＬＳ−ＤＹＮＡＵＳＥＲ Ｃ ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ’97，1995年，26ｔ ｈ ＆ 27ｔｈ ，ｐｐ．６−１−６− ８ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 17/02 G01H 17/00 G06F 17/50 B60C 19/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】評価しようとするタイヤを有限個の多数の
   要素に分割したタイヤ有限要素モデルで近似し、有限要
   素法を用いて前記タイヤ有限要素モデルからタイヤ性能
   をシミュレーションするタイヤ性能のシミュレーション
   方法であって、 カーカス、ベルトを含むコード補強材と、サイドウォー
   ルゴム、ビードゴムを含むゴム部と、ビードコアとがタ
   イヤ周方向に同一断面形状で連続ししかもタイヤ周方向
   にのびる縦溝とこの縦溝と交わる向きにのびる横溝とか
   らなるトレッドパターンが形成されたゴム部を除いた部
   分であるタイヤボディ部を有限個の要素に分割したタイ
   ヤボディ部要素モデルを設定する処理と、前記タイヤのトレッドパターンが形成されたゴム部を タ
   イヤ周方向の全周に亘り有限個の多数の要素に分割した
   トレッドパターン部要素モデルを、前記トレッドパター
   ンが異なる複数設定する処理と、 トレッドパターン部要素モデルを前記タイヤボディ部要
   素モデルに結合することによりタイヤ有限要素モデルを
   設定する処理と、 仮想リムに装着した前記タイヤ有限要素モデルを、突
   起、段差又は溝を含む非平坦部を有する仮想路面に接地
   させて相対移動させたときの挙動をシミュレーションす
   る走行シミュレーション処理と、 この走行シミュレーション処理から前記非平坦部を通過
   する際のタイヤ有限要素モデルの少なくとも振動特性を
   取得する情報取得処理とを含むことを特徴とするタイヤ
   性能のシミュレーション方法。
2. 【請求項２】前記走行シミュレーション処理は、タイヤ
   有限要素モデルの内圧、軸荷重、走行速度、スリップ
   角、キャンバー角、タイヤ有限要素モデルと仮想路面と
   の間の摩擦係数を含む走行条件を設定して行うととも
   に、 前記情報取得処理は、タイヤ有限要素モデルの回転軸に
   作用する垂直荷重、前後荷重、タイヤの内部応力分布を
   含む情報に基づいて処理することにより前記振動特性を
   取得することを特徴とする請求項１記載のタイヤ性能の
   シミュレーション方法。
3. 【請求項３】前記タイヤボディ部要素モデルは、前記コ
   ード補強材を構成するコード材とこれを被覆するトッピ
   ングゴムとを夫々有限個の複数の要素に分割したコード
   補強材要素モデルと、前記ゴム部を有限個の複数の要素
   に分割したゴム部要素モデルと、前記ビードコアを有限
   個の複数の要素に分割したビードコア要素モデルとを含
   み、 しかも、前記コード補強材要素モデルは、前記コード材
   を異方性が定義された四辺形膜要素にモデル化されると
   ともに前記トッピングゴムは六面体ソリッド要素にモデ
   ル化されたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイ
   ヤ性能のシミュレーション方法。