JP5462125B2 - Pattern noise simulation apparatus and pattern noise simulation method - Google Patents

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Description

本発明は、路面と接地する際に発生するパターンノイズの予測に用いられるデータを算出するパターンノイズのシミュレーション装置及びパターンノイズのシミュレーション方法に関する。   The present invention relates to a pattern noise simulation apparatus and a pattern noise simulation method for calculating data used for predicting pattern noise generated when contacting a road surface.

自動車などの車両に装着される空気入りタイヤ(以下、タイヤ)は、様々なノイズを発生する。従来、このようなノイズのうち、車両の走行に伴って、トレッド部が路面に接地する際に発生するパターンノイズ(具体的には、ピッチノイズ)をシミュレーションにより予測する装置が提案されている。   A pneumatic tire (hereinafter referred to as a tire) mounted on a vehicle such as an automobile generates various noises. 2. Description of the Related Art Conventionally, among such noises, there has been proposed an apparatus for predicting pattern noise (specifically, pitch noise) generated when a tread portion contacts the road surface with traveling of a vehicle by simulation.

例えば、トレッド部を二次元の形状として捉え、当該形状に基づいてパターンノイズを予測するシミュレーション装置が知られている(例えば、特許文献1)。また、トレッド部を三次元の形状として捉え、当該形状に基づいてパターンノイズを予測するシミュレーション装置も知られている(例えば、特許文献2)。   For example, a simulation device that captures a tread portion as a two-dimensional shape and predicts pattern noise based on the shape is known (for example, Patent Document 1). There is also known a simulation apparatus that captures a tread portion as a three-dimensional shape and predicts pattern noise based on the shape (for example, Patent Document 2).

特開平4−148840号公報(第13−14欄、第3図)JP-A-4-148840 (columns 13-14, FIG. 3) 特開2004−85235号公報(第6頁、第3図)JP 2004-85235 A (6th page, FIG. 3)

しかしながら、上述した従来のシミュレーション装置には、次のような問題があった。すなわち、トレッド部を二次元の形状として捉えるシミュレーション装置の場合、近年の複雑化されたトレッドパターンを有するタイヤが発生するパターンノイズを高精度で予測するには限界がある。   However, the above-described conventional simulation apparatus has the following problems. That is, in the case of a simulation apparatus that captures a tread portion as a two-dimensional shape, there is a limit to predicting pattern noise generated by a tire having a complicated tread pattern in recent years with high accuracy.

また、トレッド部を三次元の形状として捉えるシミュレーション装置の場合、近年の複雑化されたトレッドパターンに適用すると、演算量が膨大となるため現実的でない。   In addition, in the case of a simulation apparatus that captures a tread portion as a three-dimensional shape, the amount of calculation becomes enormous when applied to a recently complicated tread pattern.

そこで、本発明は、演算量を抑制しつつ、パターンノイズの予測精度を向上し得るパターンノイズのシミュレーション装置及びパターンノイズのシミュレーション方法の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern noise simulation apparatus and a pattern noise simulation method that can improve the prediction accuracy of pattern noise while suppressing the amount of calculation.

本発明の特徴は、路面(路面R)と接地する陸部(陸部211)と、前記陸部よりもタイヤ径方向内側に凹んだ溝部(溝部212)とがトレッド部(トレッド部210)に形成され、前記溝部よりもタイヤ径方向内側にベルト層を有するタイヤが、前記路面と接地する際に発生するパターンノイズの予測に用いられるデータを算出するパターンノイズのシミュレーション装置(シミュレーション装置100)であって、前記トレッド部のタイヤ径方向における変位量を演算する変位量演算部(変位量演算部109)を備え、前記変位量演算部は、前記タイヤモデルの回転軸(回転軸AX)を中心とした円弧状の基準ライン(基準ラインBL)を基準として前記変位量を演算し、前記基準ラインは、前記溝部の溝底(溝底212bt)と、前記ベルト層(ベルト層230)よりもタイヤ径方向内側に位置するカーカス層との間に設けられ、前記変位量は、パターンノイズの音量と対応付けられていることを要旨とする。   A feature of the present invention is that a tread portion (tread portion 210) includes a land portion (land portion 211) that contacts the road surface (road surface R) and a groove portion (groove portion 212) that is recessed inward in the tire radial direction from the land portion. A pattern noise simulation device (simulation device 100) that calculates data used to predict pattern noise that is generated when a tire having a belt layer on the inner side in the tire radial direction from the groove portion contacts the road surface. A displacement amount calculation unit (displacement amount calculation unit 109) for calculating a displacement amount of the tread portion in the tire radial direction, wherein the displacement amount calculation unit is centered on a rotation axis (rotation axis AX) of the tire model. The amount of displacement is calculated with reference to an arcuate reference line (reference line BL), and the reference line has a groove bottom of the groove (groove bottom 212bt) and a tire than the belt layer (belt layer 230). The gist of the present invention is that the displacement amount is provided between a carcass layer positioned radially inward and the displacement is associated with the volume of pattern noise.

上述した本発明の特徴において、前記変位量演算部によって演算された前記変位量に基づいて、前記パターンノイズの音圧レベルを決定する音圧レベル決定部を備えてもよい。   In the above-described feature of the present invention, a sound pressure level determination unit that determines a sound pressure level of the pattern noise based on the displacement calculated by the displacement calculation unit may be provided.

上述した本発明の特徴において、変位量演算部は、前記タイヤモデルが前記路面を転動したときに、前記路面に先に接地する側である踏み込み側のトレッド部における前記変位量を演算してもよい。   In the above-described feature of the present invention, the displacement amount calculation unit calculates the displacement amount in the tread portion on the stepping side, which is the side that contacts the road surface first when the tire model rolls on the road surface. Also good.

上述した本発明の特徴において、前記変位量演算部によって演算された前記変位量に基づいて、前記変位量の大きさを所定の色と対応付けて表示する変位量表示部を備えてもよい。   In the feature of the present invention described above, a displacement amount display unit may be provided that displays the displacement amount in association with a predetermined color based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit.

上述した本発明の特徴において、前記変位量演算部によって演算された前記変位量に基づいて、前記トレッド部において変位する部分を表示する変位部分表示部を備えてもよい。   In the above-described feature of the present invention, a displacement portion display unit that displays a portion that is displaced in the tread portion based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit may be provided.

本発明の特徴によれば、演算量を抑制しつつ、パターンノイズの予測精度を向上し得るパターンノイズのシミュレーション装置及びパターンノイズのシミュレーション方法を提供することができる。   According to the features of the present invention, it is possible to provide a pattern noise simulation apparatus and a pattern noise simulation method that can improve the prediction accuracy of pattern noise while suppressing the amount of calculation.

本発明の実施形態に係るパターンノイズのシミュレーション装置100の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of a pattern noise simulation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態に係るシミュレーション装置100によるパターンノイズのシミュレーション動作フロー図である。FIG. 10 is a flow chart of a pattern noise simulation operation performed by the simulation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るタイヤモデル200の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a tire model 200 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るタイヤモデル200の変位量を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the amount of displacement of tire model 200 concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基準ラインBLの変位量の演算方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the displacement amount of the reference line BL which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る変位部分表示部115によるトレッド部210の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the tread part 210 by the displacement part display part 115 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る変位量表示部117による変位量の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the displacement amount by the displacement amount display part 117 which concerns on embodiment of this invention. 基準ラインBL(ベルト層230の最外層)における変位振幅の積算値と、シミュレーション対象のタイヤが装着された室内音圧レベルとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the integrated value of the displacement amplitude in reference line BL (the outermost layer of the belt layer 230), and the room sound pressure level with which the tire of simulation object was mounted | worn.

次に、本発明に係るパターンノイズのシミュレーション装置の実施形態について、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、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。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。   Next, an embodiment of a pattern noise simulation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones.

したがって、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得る。   Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ also in between drawings may be contained.

(1)パターンノイズのシミュレーション装置の機能ブロック構成
図1は、本実施形態に係るパターンノイズのシミュレーション装置100の機能ブロック図である。シミュレーション装置100は、タイヤモデル200(図3(a)及び(b)参照)が路面と接地する際に発生するパターンノイズの予測に用いられるデータを算出する。具体的には、シミュレーション装置100は、トレッド部210(図3(a)及び(b)参照)が路面と接地する際の変位量を算出する。
(1) Functional Block Configuration of Pattern Noise Simulation Device FIG. 1 is a functional block diagram of a pattern noise simulation device 100 according to the present embodiment. The simulation apparatus 100 calculates data used for prediction of pattern noise generated when the tire model 200 (see FIGS. 3A and 3B) contacts the road surface. Specifically, the simulation apparatus 100 calculates the amount of displacement when the tread portion 210 (see FIGS. 3A and 3B) contacts the road surface.

図1に示すように、シミュレーション装置100は、タイヤモデル作成部101、パターンモデル作成部103、路面モデル作成部105、条件設定部107、変位量演算部109、音圧レベル決定部111、音圧レベル表示部113、変位部分表示部115及び
変位量表示部117を備える。
As shown in FIG. 1, a simulation apparatus 100 includes a tire model creation unit 101, a pattern model creation unit 103, a road surface model creation unit 105, a condition setting unit 107, a displacement amount calculation unit 109, a sound pressure level determination unit 111, a sound pressure A level display unit 113, a displacement part display unit 115, and a displacement amount display unit 117 are provided.

タイヤモデル作成部101は、タイヤモデル200を作成する。また、パターンモデル作成部103は、タイヤモデル200の一部を構成するトレッドパターンを作成する。   The tire model creation unit 101 creates a tire model 200. Further, the pattern model creation unit 103 creates a tread pattern that constitutes a part of the tire model 200.

図3(a)及び(b)は、タイヤモデル200の一例を示す。図3(a)及び(b)に示すように、タイヤモデル200は、パターンモデル200Pを含む。また、タイヤモデル200は、溝部212よりもタイヤ径方向内側にベルト層230を有する。さらに、タイヤモデル200は、ベルト層230よりもタイヤ径方向内側に位置するカーカス層240を有する。   3A and 3B show an example of the tire model 200. FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, the tire model 200 includes a pattern model 200P. Further, the tire model 200 has a belt layer 230 on the inner side in the tire radial direction than the groove portion 212. Further, the tire model 200 has a carcass layer 240 located on the inner side in the tire radial direction than the belt layer 230.

パターンモデル200Pは、陸部211と、陸部211よりもタイヤ径方向内側に凹んだ溝部212とが形成されたトレッド部210の形状を規定する。溝部212は、タイヤ幅方向に沿って延びるラグ溝である。なお、溝部212は、必ずしもタイヤ幅方向に対して平行でなくてもよい。   The pattern model 200P defines the shape of the tread portion 210 in which the land portion 211 and the groove portion 212 that is recessed inward in the tire radial direction from the land portion 211 are formed. The groove portion 212 is a lug groove extending along the tire width direction. The groove 212 does not necessarily have to be parallel to the tire width direction.

タイヤモデル200は、シミュレーションの対象となるタイヤ(空気入りタイヤ)の形状・構造・材料のモデル化に用いられる。パターンモデル200Pは、シミュレーションの対象となるタイヤのトレッドパターンの詳細なモデル化に用いられる。なお、パターンモデル200Pは、少なくても演算条件におけるタイヤ接地長の2倍以上有していることが望ましい。   The tire model 200 is used for modeling the shape, structure, and material of a tire (pneumatic tire) to be simulated. The pattern model 200P is used for detailed modeling of a tread pattern of a tire to be simulated. It is desirable that the pattern model 200P has at least twice the tire contact length under the calculation conditions.

タイヤモデル作成部101及びパターンモデル作成部103は、タイヤモデル200のトレッド部210の一部分または全体をパターンモデル200Pに置き換えることで、特定のトレッドパターンを再現した一つのタイヤモデル200を作成する。   The tire model creation unit 101 and the pattern model creation unit 103 create one tire model 200 that reproduces a specific tread pattern by replacing a part or the whole of the tread portion 210 of the tire model 200 with the pattern model 200P.

路面モデル作成部105は、タイヤモデル200が転動して進んでいく領域に対応する路面R(図4(a)〜(c)参照)をモデル化する。路面モデル作成部105によってモデル化される路面は、平面または曲面である。また、路面摩擦係数は任意の値に設定できる。   The road surface model creation unit 105 models a road surface R (see FIGS. 4A to 4C) corresponding to a region where the tire model 200 rolls and advances. The road surface modeled by the road surface model creation unit 105 is a plane or a curved surface. The road surface friction coefficient can be set to an arbitrary value.

条件設定部107は、タイヤモデル200及び路面モデル作成部105によってモデル化された路面Rを用いた解析条件や境界条件(例えば、内圧・荷重)を設定する。   The condition setting unit 107 sets analysis conditions and boundary conditions (for example, internal pressure / load) using the road surface R modeled by the tire model 200 and the road surface model creation unit 105.

変位量演算部109は、モデル化された路面Rにタイヤモデル200(具体的には、パターンモデル200P)の一部を接触させつつ転動させたときにおけるタイヤモデル200及びパターンモデル200Pの変位量を演算する。   The displacement amount calculating unit 109 displaces the tire model 200 and the pattern model 200P when the tire model 200 and the pattern model 200P are rolled while making a part of the tire model 200 (specifically, the pattern model 200P) contact the modeled road surface R. Is calculated.

具体的には、変位量演算部109は、タイヤモデル200(具体的には、パターンモデル200P)の一部を接触させつつ転動させたときにおけるトレッド部210のタイヤ径方向における変位量を演算する。   Specifically, the displacement amount calculation unit 109 calculates the displacement amount in the tire radial direction of the tread portion 210 when a part of the tire model 200 (specifically, the pattern model 200P) is rolled while being in contact with the tire model 200. To do.

ここで、図4(a)〜(c)は、タイヤモデル200の変位量を模式的に示す。変位量演算部109は、タイヤモデル200の回転軸AXを中心とした円弧状の基準ラインBLを基準としてトレッド部210のタイヤ径方向(具体的には、図4(a)のZ方向)における変位量を演算する。   Here, FIGS. 4A to 4C schematically show the displacement amount of the tire model 200. FIG. The displacement amount calculation unit 109 is in the tire radial direction of the tread portion 210 (specifically, the Z direction in FIG. 4A) with the arc-shaped reference line BL centered on the rotation axis AX of the tire model 200 as a reference. Calculate the displacement.

タイヤモデル200は、陸部211が路面Rと接地すると、タイヤ径方向内側に向かって変位する。さらにタイヤモデル200が転動すると、タイヤ径方向内側に向かって変位した陸部211、具体的には、溝部212の溝底212btを含む接地端付近のトレッド部210は、タイヤ径方向外側に向かって変位する。タイヤモデル200は、このような陸部211、具体的には、溝部212の溝底212btを含む接地端付近のトレッド部210のタイヤ径方向における変位を繰り返す。変位量演算部109は、このようなトレッド部210の変位量を演算する。   When the land portion 211 contacts the road surface R, the tire model 200 is displaced inward in the tire radial direction. Further, when the tire model 200 rolls, the land portion 211 displaced toward the inside in the tire radial direction, specifically, the tread portion 210 near the ground contact end including the groove bottom 212bt of the groove portion 212 faces the outside in the tire radial direction. To displace. The tire model 200 repeats the displacement in the tire radial direction of the land portion 211, specifically, the tread portion 210 near the ground contact end including the groove bottom 212bt of the groove portion 212. The displacement amount calculation unit 109 calculates such a displacement amount of the tread portion 210.

また、陸部211と溝部212とを比較すると、陸部211を形成するゴムブロックが存在しない溝部212の変位量は、陸部211の変位量よりも大きい。つまり、溝部212によってタイヤ径方向における繰り返し変位が起こる。溝部212の変位量は、陸部211の変位量よりも大きいが、陸部211のみでは、タイヤ径方向における変形は起きない。   Further, when comparing the land portion 211 and the groove portion 212, the displacement amount of the groove portion 212 where the rubber block forming the land portion 211 is not present is larger than the displacement amount of the land portion 211. That is, the groove portion 212 causes repeated displacement in the tire radial direction. Although the displacement amount of the groove portion 212 is larger than the displacement amount of the land portion 211, the deformation in the tire radial direction does not occur only in the land portion 211.

本実施形態では、基準ラインBLは、溝部212の溝底212btと、ベルト層230の最外層との間に設けられる。なお、基準ラインBLは、ベルト層230の最外層と重なる位置であることが、当該変位量の高精度な計測(予測)の観点から好ましい。また、基準ラインBLは、溝底212btとカーカス層240との間に設けられていればよい。   In the present embodiment, the reference line BL is provided between the groove bottom 212bt of the groove 212 and the outermost layer of the belt layer 230. Note that the reference line BL is preferably at a position overlapping the outermost layer of the belt layer 230 from the viewpoint of highly accurate measurement (prediction) of the displacement amount. In addition, the reference line BL may be provided between the groove bottom 212bt and the carcass layer 240.

また、変位量演算部109は、タイヤモデル200が路面Rを転動したときに、路面Rに先に接地する側である踏み込み側のトレッド部210における当該変位量を演算することが好ましい。   Further, it is preferable that the displacement amount calculation unit 109 calculates the displacement amount in the tread portion 210 on the stepping side that is the side that comes in contact with the road surface R first when the tire model 200 rolls on the road surface R.

特に、トレッド部210のショルダー側における変位量を演算する場合には、踏み込み側のトレッド部210における変位量を演算することによって、高精度なシミュレーションを実現し得る。一方、トレッド部210のセンター側における変位量を演算する場合には、必ずしも踏み込み側に限定されず、路面Rから後に離れる側である蹴り出し側のトレッド部210における変位量を演算することによっても、高精度なシミュレーションを実現し得る。なお、変位量の正確な計測(予測)位置は、タイヤモデル200(タイヤ)のサイズにも左右されるが、一般的な乗用自動車用のタイヤであれば、トレッド部210と路面Rとの接地端から30mm程度離れた位置とすることが好ましい。また、接地端から30mm離れた位置までの変位量の積算値とすることがさらに好ましい。   In particular, when calculating the displacement amount on the shoulder side of the tread portion 210, a highly accurate simulation can be realized by calculating the displacement amount on the tread portion 210 on the stepping side. On the other hand, when calculating the displacement amount on the center side of the tread portion 210, it is not necessarily limited to the stepping side, and it is also possible to calculate the displacement amount in the tread portion 210 on the kick-out side, which is the side away from the road surface R. Highly accurate simulation can be realized. The exact measurement (prediction) position of the displacement amount depends on the size of the tire model 200 (tire), but in the case of a tire for a general passenger car, the ground between the tread portion 210 and the road surface R The position is preferably about 30 mm away from the end. Further, it is more preferable to set the integrated value of the displacement amount to a position 30 mm away from the ground contact end.

変位量演算部109は、上述したトレッド部210の変位量の演算結果に基づいて、トレッド部210に沿った曲面(円弧面)の変形軌跡を演算し、トレッド部210の各位置における変位量の大きさを演算する。なお、具体的なトレッド部210の変形軌跡の演算方法については後述する。   The displacement amount calculation unit 109 calculates the deformation trajectory of the curved surface (arc surface) along the tread portion 210 based on the above-described calculation result of the displacement amount of the tread portion 210, and calculates the displacement amount at each position of the tread portion 210. Calculate the size. A specific method for calculating the deformation trajectory of the tread portion 210 will be described later.

音圧レベル決定部111は、変位量演算部109によって演算された変位量に基づいて、パターンノイズの音圧レベルを決定する。具体的には、音圧レベル決定部111は、変位量と、車両の室内音圧レベル(単位:dBA)とが対応付けられたテーブル、若しくは当該対応関係を表す数式に基づいて、パターンノイズの音圧レベルを決定する。なお、音圧レベル決定部111は、利用するテーブルや数式を変更することによって、車外における音圧レベル限らず、車両の室内音圧レベルを対象としてもよい。   The sound pressure level determination unit 111 determines the sound pressure level of the pattern noise based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit 109. Specifically, the sound pressure level determination unit 111 performs pattern noise detection based on a table in which the amount of displacement and the vehicle interior sound pressure level (unit: dBA) are associated with each other, or a mathematical expression representing the corresponding relationship. Determine the sound pressure level. Note that the sound pressure level determination unit 111 may target not only the sound pressure level outside the vehicle but also the room sound pressure level of the vehicle by changing a table or a mathematical formula to be used.

音圧レベル表示部113は、音圧レベル決定部111によって決定された音圧レベルを表示する。すなわち、音圧レベル表示部113は、シミュレーションの対象としたタイヤが路面を転動した際に発生すると予測されたパターンノイズ(ピッチノイズ)の音圧レベルを表示する。   The sound pressure level display unit 113 displays the sound pressure level determined by the sound pressure level determination unit 111. That is, the sound pressure level display unit 113 displays the sound pressure level of the pattern noise (pitch noise) predicted to be generated when the tire targeted for simulation rolls on the road surface.

変位部分表示部115は、変位量演算部109によって演算された変位量に基づいて、トレッド部210において変位する部分を表示する。図6は、変位部分表示部115によるトレッド部210の表示例を示す。   The displacement portion display unit 115 displays a portion that is displaced in the tread portion 210 based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit 109. FIG. 6 shows a display example of the tread portion 210 by the displacement portion display portion 115.

図6に示すように、変位量(z方向における変位量:単位mm)の大きい部分は濃い色で表示され、変位量の小さい部分は、薄い色で表示される。「センター」及び「ショルダー」は、トレッド部210のセンター側及びショルダー側をそれぞれ示す。また、「フミ」及び「ケリ」は、トレッド部210の踏み込み側及び蹴り出し側をそれぞれ示す。また、変位部分表示部115は、トレッド部210の各部がどのように変位するかを時間の経過とともに表示する。   As shown in FIG. 6, a portion with a large displacement (displacement in the z direction: unit mm) is displayed in a dark color, and a portion with a small displacement is displayed in a light color. “Center” and “shoulder” indicate the center side and the shoulder side of the tread portion 210, respectively. “Fumi” and “Keri” indicate the stepping side and the kicking side of the tread portion 210, respectively. Further, the displacement part display unit 115 displays how each part of the tread part 210 is displaced over time.

変位量表示部117は、変位量演算部109によって演算された変位量に基づいて、当該変位量の大きさを所定の色と対応付けて表示する。つまり、音圧レベル表示部113は、変位量の大きさを色分布で可視化する。図7は、変位量表示部117による変位量の表示例を示す。   Based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit 109, the displacement amount display unit 117 displays the magnitude of the displacement amount in association with a predetermined color. That is, the sound pressure level display unit 113 visualizes the magnitude of the displacement amount with the color distribution. FIG. 7 shows a display example of the displacement amount by the displacement amount display unit 117.

図7に示すように、変位量(具体的には振幅)の大きい部分は濃い色で表示され、変位量の小さい部分は、薄い色で表示される。図7に示すように、変位量表示部117による表示例によれば、踏み込み側及び蹴り出し側の接地端近傍における変位量が極めて大きいことが明確となる。   As shown in FIG. 7, a portion with a large amount of displacement (specifically amplitude) is displayed in a dark color, and a portion with a small amount of displacement is displayed in a light color. As shown in FIG. 7, according to the display example by the displacement amount display unit 117, it is clear that the displacement amount in the vicinity of the ground contact end on the stepping side and the kicking side is extremely large.

(2)パターンノイズのシミュレーション方法
図2は、上述したシミュレーション装置100によるパターンノイズのシミュレーション動作フローを示す。
(2) Pattern Noise Simulation Method FIG. 2 shows a flow of pattern noise simulation operation by the simulation apparatus 100 described above.

図2に示すように、ステップS10において、シミュレーション装置100は、シミュレーションの対象とするタイヤの設計案を設定する。設計案には、タイヤモデル200の形状、構造、材料及びトレッドパターンなどが含まれる。   As shown in FIG. 2, in step S10, the simulation apparatus 100 sets a design plan for a tire to be simulated. The design plan includes the shape, structure, material, tread pattern, and the like of the tire model 200.

シミュレーション装置100は、ステップS20〜S40において、タイヤモデル200、路面Rのモデル、及びパターンモデル200Pを作成する。なお、これらモデルの作成方法は、従来のシミュレーション装置(例えば、特開2004−85235号公報)と同様である。   In steps S20 to S40, the simulation apparatus 100 creates a tire model 200, a road surface R model, and a pattern model 200P. Note that the method of creating these models is the same as that of a conventional simulation apparatus (for example, JP-A-2004-85235).

また、ステップS50において、シミュレーション装置100は、タイヤモデル200及びモデル化された路面Rを用いた解析条件及び境界条件(例えば、内圧・荷重)を設定する。   In step S50, the simulation apparatus 100 sets analysis conditions and boundary conditions (for example, internal pressure / load) using the tire model 200 and the modeled road surface R.

ステップS60において、シミュレーション装置100は、トレッドパターン(パターンモデル200P)を有するタイヤモデル200の転動状態を解析する。具体的には、シミュレーション装置100は、上述したように、基準ラインBL(図4(b)及び(c)参照)を基準としてトレッド部210のタイヤ径方向における変位量を演算する。   In step S60, the simulation apparatus 100 analyzes the rolling state of the tire model 200 having a tread pattern (pattern model 200P). Specifically, as described above, the simulation apparatus 100 calculates the amount of displacement of the tread portion 210 in the tire radial direction based on the reference line BL (see FIGS. 4B and 4C).

ステップS70において、シミュレーション装置100は、トレッド部210に沿った曲面(円弧面)の変形軌跡を演算する。   In step S70, the simulation apparatus 100 calculates a deformation trajectory of the curved surface (arc surface) along the tread portion 210.

ここで、図5(a)〜(d)は、トレッド部210に沿った曲面(円弧面)、つまり、基準ラインBLの変位量の演算方法を説明するための図である。図5(a)に示すように、シミュレーション装置100は、回転軸AXを基準とした座標系(x, y, z)におけるタイヤモデル200各部の変位量を演算するが、演算ステップ毎に各節点の座標位置が全く異なるので、このままではタイヤ中心からの相対座標としての変形を演算することができない。   Here, FIGS. 5A to 5D are diagrams for explaining a calculation method of the displacement amount of the curved surface (arc surface) along the tread portion 210, that is, the reference line BL. As shown in FIG. 5 (a), the simulation apparatus 100 calculates the displacement amount of each part of the tire model 200 in the coordinate system (x, y, z) with the rotation axis AX as a reference. Since the coordinate positions of are completely different, it is impossible to calculate the deformation as relative coordinates from the tire center.

そこで、図5(b1)及び(b2)に示すように、演算ステップ毎に、変位量を予め設定したグリッドに近似する。なお、グリッドの座標系は任意のもので構わない。例えば、x, yグリッドを固定してz座標を比較すればよい。或いは、円筒座標系としてzθグリッドを固定してR座標を比較してもよい。なお、図では、理解を容易にするため二次元で表示しているが、実際には三次元で当該処理が実行される。   Therefore, as shown in FIGS. 5B1 and 5B2, the displacement amount is approximated to a preset grid for each calculation step. The grid coordinate system may be arbitrary. For example, the x and y grids may be fixed and the z coordinates may be compared. Alternatively, the R coordinate may be compared with a zθ grid fixed as a cylindrical coordinate system. In the figure, two-dimensionally displayed for easy understanding, but the processing is actually executed in three dimensions.

このような処理によって、図5(c)に示すように、ステップNからステップN+1への変化を、タイヤ中心に固定した座標系におけるタイヤの変位量として表現できる。   By such a process, as shown in FIG. 5C, the change from Step N to Step N + 1 can be expressed as the amount of displacement of the tire in the coordinate system fixed to the tire center.

ステップS80において、シミュレーション装置100は、トレッド部210に沿った曲面における変位量を抽出する。図5(d)は、シミュレーション装置100が抽出したz座標における変位量の抽出例を示す。   In step S80, the simulation apparatus 100 extracts a displacement amount on the curved surface along the tread portion 210. FIG. 5D shows an example of extraction of the displacement amount at the z coordinate extracted by the simulation apparatus 100.

ステップS90において、シミュレーション装置100は、抽出した変位量と対応付けられている音圧レベルを表示し、シミュレーション結果を評価する。   In step S90, the simulation apparatus 100 displays the sound pressure level associated with the extracted displacement amount, and evaluates the simulation result.

ステップS100において、シミュレーション装置100は、シミュレーションの結果、シミュレーションの対象としたタイヤモデル200の性能が良好か否かを設計者に判定させる。   In step S100, the simulation apparatus 100 causes the designer to determine whether or not the performance of the tire model 200 to be simulated is good as a result of the simulation.

当該性能が合格基準に達して良好の場合、ステップS110において、当該設計案が採用される。一方、当該性能が合格基準に達しない場合、ステップS120において、設計者により設計案が修正される。   If the performance reaches the acceptance standard and is good, the design plan is adopted in step S110. On the other hand, if the performance does not reach the acceptance standard, the designer corrects the design plan in step S120.

また、ステップS130において、シミュレーション装置100は、トレッド部210に沿った曲面における変位量を可視化する(上述した図6及び図7参照)。   In step S130, the simulation apparatus 100 visualizes the amount of displacement on the curved surface along the tread portion 210 (see FIGS. 6 and 7 described above).

(3)作用・効果
図8は、基準ラインBL(ベルト層230の最外層)における変位振幅の積算値と、シミュレーション対象のタイヤが装着された室内音圧レベルとの関係を示すグラフである。なお、図8のグラフに示すデータは、以下の条件で計測したものである。
(3) Action / Effect FIG. 8 is a graph showing the relationship between the integrated value of the displacement amplitude in the reference line BL (the outermost layer of the belt layer 230) and the room sound pressure level where the simulation target tire is mounted. The data shown in the graph of FIG. 8 is measured under the following conditions.

・ タイヤサイズ: 195/65R15のタイヤ
・ 適合リムサイズ: 6J-15
・ 設定内圧: 180kPa
・ 設定荷重: 4.52kN
・ 設定速度: 80km/h
・ 試験方法: 室内ドラム試験機によりタイヤを転動させ、タイヤ側方においてマイクロフォンを用いて音圧を測定
図8に示すように、基準ラインBLのタイヤ径方向における変位量と、室内音圧レベルとの間には、明確な相関関係が存在する。つまり、基準ラインBLのタイヤ径方向における変位量についてシミュレーションを実行すれば、パターンノイズを高精度で予測できることが解る。
・ Tire size: 195 / 65R15 tires ・ Applicable rim size: 6J-15
・ Set internal pressure: 180kPa
・ Set load: 4.52kN
・ Setting speed: 80km / h
・ Test method: Roll the tire with an indoor drum tester and measure the sound pressure using a microphone on the side of the tire, as shown in FIG. There is a clear correlation between. That is, it can be understood that the pattern noise can be predicted with high accuracy by performing a simulation on the displacement amount of the reference line BL in the tire radial direction.

すなわち、シミュレーション装置100によれば、基準ラインBLを基準としたトレッド部210のタイヤ径方向における変位量を演算することによって、パターンノイズ(ピッチノイズ)を高精度に予測することが可能となる。   That is, according to the simulation apparatus 100, it is possible to predict the pattern noise (pitch noise) with high accuracy by calculating the displacement amount in the tire radial direction of the tread portion 210 with reference to the reference line BL.

また、このような演算方法は、従来のトレッド部を三次元の形状として捉えるシミュレーション装置(変形計算と音響計算とを併用するシミュレーション装置)のように演算量が膨大となることもない。さらに、トレッド部210のタイヤ径方向における変位量を演算するだけであるため、近年の複雑化されたトレッドパターンを有するタイヤにも柔軟に対応できる。   In addition, such a calculation method does not require an enormous amount of calculation unlike a conventional simulation device that captures a tread portion as a three-dimensional shape (a simulation device that uses both deformation calculation and acoustic calculation). Furthermore, since only the displacement amount of the tread portion 210 in the tire radial direction is calculated, it is possible to flexibly cope with a tire having a complicated tread pattern in recent years.

このため、シミュレーション装置100は、タイヤの設計案の騒音性能予測に有効であり、シミュレーション装置100を活用することによって、タイヤの試作を伴わない改良を促進でき、タイヤ開発の効率化及びタイヤ性能(静粛性)の向上に寄与する。   For this reason, the simulation apparatus 100 is effective in predicting the noise performance of the tire design plan. By utilizing the simulation apparatus 100, the improvement without the trial production of the tire can be promoted, the efficiency of the tire development and the tire performance ( Contributes to improvement of (silence).

また、本実施形態では、当該変位量や変位部分が可視化されるため、シミュレーションの対象としたタイヤの評価が容易となる。   Moreover, in this embodiment, since the said displacement amount and a displacement part are visualized, evaluation of the tire made into the object of simulation becomes easy.

(4)その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本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の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
(4) Other Embodiments As described above, the contents of the present invention have been disclosed through the embodiments of the present invention. However, it is understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. Should not. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、上述した実施形態では、シミュレーション装置100が抽出した変位量と音圧レベルとの対応付けを実行したが、当該対応付けは、シミュレーション装置100ではなく、他のコンピュータや作業者が直接行っても構わない。   For example, in the embodiment described above, the displacement amount and the sound pressure level extracted by the simulation apparatus 100 are associated, but the association is performed directly by another computer or operator, not the simulation apparatus 100. It doesn't matter.

また、パターンノイズは、室内音圧レベルでなく他の値(例えば、車外騒音レベル(実際の車両を用いた測定値)であっても構わない。   Further, the pattern noise may be other values (for example, a vehicle exterior noise level (measured value using an actual vehicle)) instead of the room sound pressure level.

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is determined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

100…シミュレーション装置
200…タイヤモデル
200P…パターンモデル
210…トレッド部
211…陸部
212…溝部
212bt…溝底
230…ベルト層
240…カーカス層
AX…回転軸
BL…基準ライン
R…路面
100 ... Simulation equipment
200 ... tire model
200P ... Pattern model
210 ... tread
211 ... Land
212 ... Groove
212bt ... groove bottom
230 ... Belt layer
240 ... Carcass layer
AX ... Rotation axis
BL ... Reference line
R ... road surface

Claims (6)

路面と接地する陸部と、前記陸部よりもタイヤ径方向内側に凹んだ溝部とがトレッド部に形成され、前記溝部よりもタイヤ径方向内側にベルト層を有するタイヤモデルが、前記路面と接地する際に発生するパターンノイズの予測に用いられるデータを算出するパターンノイズのシミュレーション装置であって、
前記トレッド部のタイヤ径方向における変位量を演算する変位量演算部を備え、
前記変位量演算部は、前記タイヤモデルの回転軸を中心とした円弧状の基準ラインを基準として前記変位量を演算し、
前記基準ラインは、前記溝部の溝底と、前記ベルト層よりもタイヤ径方向内側に位置するカーカス層との間に設けられ、
前記変位量は、パターンノイズの音量と対応付けられているパターンノイズのシミュレーション装置。
A tire model having a belt layer on the inner side in the tire radial direction with respect to the road surface is formed on the road surface. A pattern noise simulation device for calculating data used for prediction of pattern noise generated when
A displacement amount calculating section for calculating a displacement amount in the tire radial direction of the tread portion;
The displacement amount calculation unit calculates the displacement amount with reference to an arc-shaped reference line centered on the rotation axis of the tire model,
The reference line is provided between a groove bottom of the groove and a carcass layer located on the inner side in the tire radial direction from the belt layer,
The displacement amount is a pattern noise simulation device associated with the volume of the pattern noise.
前記変位量演算部によって演算された前記変位量に基づいて、前記パターンノイズの音圧レベルを決定する音圧レベル決定部を備える請求項1に記載のパターンノイズのシミュレーション装置。   The pattern noise simulation device according to claim 1, further comprising: a sound pressure level determination unit that determines a sound pressure level of the pattern noise based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit. 前記変位量演算部は、前記タイヤモデルが前記路面を転動したときに、前記路面に先に接地する側である踏み込み側のトレッド部における前記変位量を演算する請求項1または2に記載のパターンノイズのシミュレーション装置。   3. The displacement amount calculation unit according to claim 1, wherein when the tire model rolls on the road surface, the displacement amount calculation unit calculates the displacement amount in a tread portion on a stepping side that is a side that comes into contact with the road surface first. Pattern noise simulation device. 前記変位量演算部によって演算された前記変位量に基づいて、前記変位量の大きさを所定の色と対応付けて表示する変位量表示部を備える請求項1乃至3の何れか一項に記載のパターンノイズのシミュレーション装置。   4. The displacement amount display unit according to claim 1, further comprising a displacement amount display unit configured to display the displacement amount in association with a predetermined color based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit. Pattern noise simulation device. 前記変位量演算部によって演算された前記変位量に基づいて、前記トレッド部において変位する部分を表示する変位部分表示部を備える請求項1乃至4の何れか一項に記載のパターンノイズのシミュレーション装置。   5. The pattern noise simulation device according to claim 1, further comprising a displacement portion display unit that displays a portion that is displaced in the tread portion based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit. . 路面と接地する陸部と、前記陸部よりもタイヤ径方向内側に凹んだ溝部とがトレッド部に形成され、前記溝部よりもタイヤ径方向内側にベルト層を有するタイヤモデルが、前記路面と接地する際に発生するパターンノイズの予測に用いられるデータを算出するパターンノイズのシミュレーション方法であって、
前記トレッド部のタイヤ径方向における変位量を演算するステップと、
演算された前記変位量に基づいて、前記パターンノイズの音圧レベルを決定するステップと
を備え、
前記変位量を演算するステップでは、前記タイヤモデルの回転軸を中心とした円弧状の基準ラインを基準として前記変位量を演算し、
前記基準ラインは、前記溝部の溝底と、前記ベルト層の最外層との間に設けられ、
前記変位量は、パターンノイズの音量と対応付けられているパターンノイズのシミュレーション方法。
A tire model having a belt layer on the inner side in the tire radial direction with respect to the road surface is formed on the road surface. A pattern noise simulation method for calculating data used to predict pattern noise that occurs when
Calculating a displacement amount of the tread portion in the tire radial direction;
Determining a sound pressure level of the pattern noise based on the calculated amount of displacement,
In the step of calculating the displacement amount, the displacement amount is calculated with reference to an arc-shaped reference line centered on the rotation axis of the tire model,
The reference line is provided between the groove bottom of the groove and the outermost layer of the belt layer,
The displacement amount is a pattern noise simulation method associated with the volume of pattern noise.
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