JP7417063B2 - タイヤモデル作成方法、およびタイヤモデル作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンピューターを用いた、数値シミュレーションに利用されるタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成方法、およびタイヤモデル作成装置に関し、特に、精度よくモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成方法、およびタイヤモデル作成装置に関する。

現在、コンピューターが解析可能なタイヤモデル等を作成し、タイヤ等の性能を数値シミュレーションする方法が提案されている。数値シミュレーションには、タイヤを有限個の要素に分割して得られたタイヤモデルが必要である。タイヤモデルを得るために、タイヤを計測する必要がある。
例えば、特許文献１には、タイヤの表面に格子面を設け、格子面の形状を測定することによってタイヤの形状を測定するタイヤの形状測定装置が記載されている。特許文献１のタイヤの形状測定装置は、タイヤを回転させる回転手段と、回転手段によって回転するタイヤの格子面の画像を、異なる場所から入力するための複数の画像入力手段と、複数の画像入力手段によって入力した複数の格子面の画像から格子面の各点の位置を求める位置算出手段と、位置算出手段によって測定された格子面の各点の位置から、格子面が設けられたタイヤの形状を再生するタイヤ形状再生手段とよりなる。

特許平１０－３８５３３号公報

昨今、自動車の低燃費性能として空気抵抗の低減要求が厳しくなってきている。タイヤを変えると自動車の空気抵抗が大幅に悪化する場合があることがわかってきており、数値シミュレーションによりタイヤの空力的影響を調査する必要性が増している。このため、数値シミュレーションでは、タイヤの変形状態を精密にモデル化する必要がある。
特許文献１に、タイヤの転動時のサイド部形状が示されている（特許文献１の図６参照）。しかしながら、特許文献１ではトレッドと路面との接触領域まで測定できておらず、数値シミュレーションに必要なタイヤの変形状態を精密にモデル化できない。

本発明の目的は、コンピューターによる、数値シミュレーションに利用される、タイヤモデルを精度よくモデル化するタイヤモデル作成方法、およびタイヤモデル作成装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、計測対象のタイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷時におけるタイヤ接地形状を取得する取得工程と、タイヤ接地形状を断面形状とする接地台を作製する作製工程と、接地台にタイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷で接触させる接触工程と、タイヤを接地台に載せた状態で、タイヤ外形状を計測する計測工程と、タイヤ外形状の計測データを使用して、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを作成する作成工程とを有することを特徴とするタイヤモデル作成方法を提供するものである。

接地台の断面形状は、輪郭が閉曲線で構成されている形状であることが好ましい。
接地台の断面形状は長さがタイヤ接地形状の接地長方向の距離に対応し、接地台の断面形状は長さと直交する方向の幅がタイヤ接地形状の接地幅方向の距離に対応しており、接地台の断面形状の長さ、および接地台の断面形状の幅のうち、少なくとも一方が、接地台の断面形状の長さが、タイヤ接地形状の接地長方向の距離の９５～１２０％であるか、接地台の断面形状の幅が、タイヤ接地形状の接地幅方向の距離の９５～１２０％であることが好ましい。
接地台の高さは、５ｍｍ～タイヤ直径の範囲であることが好ましい。
シミュレーション用タイヤモデルは、多角形で構成されることが好ましい。
計測工程は、レーザー光または超音波を用いて、タイヤ外形状を計測する工程であることが好ましい。

本発明の第２の態様は、計測対象のタイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷時におけるタイヤ接地形状を断面形状とする接地台に、タイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷で接触させた状態で、タイヤ外形状を計測する計測部と、タイヤ外形状の計測データを使用して、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを作成する作成部とを有することを特徴とするタイヤモデル作成装置を提供するものである。

接地台の断面形状は、輪郭が閉曲線で構成されている形状であることが好ましい。
接地台の断面形状は長さがタイヤ接地形状の接地長方向の距離に対応し、接地台の断面形状は長さと直交する方向の幅がタイヤ接地形状の接地幅方向の距離に対応しており、接地台の断面形状の長さ、および接地台の断面形状の幅のうち、少なくとも一方が、接地台の断面形状の長さが、タイヤ接地形状の接地長方向の距離の９５～１２０％であるか、接地台の断面形状の幅が、タイヤ接地形状の接地幅方向の距離の９５～１２０％であることが好ましい。
接地台の高さは、５ｍｍ～タイヤ直径の範囲であることが好ましい。
作成部で作成されるシミュレーション用タイヤモデルは、多角形で構成されることが好ましい。
計測部は、レーザー光または超音波を用いて、タイヤ外形状を計測することが好ましい。

本発明によれば、コンピューターによる、数値シミュレーションに利用される、タイヤモデルを精度よくモデル化できる。

本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法に利用されるタイヤモデル作成装置の一例を示す模式図である。 （ａ）はタイヤが接地台に載置された状態を示す模式図であり、（ｂ）はタイヤが接地台に載置された状態を示す模式的斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法で作成されたタイヤモデルの一例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法で作成されたタイヤモデルの他の例を示す模式図である。 （ａ）は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法で作成されたタイヤモデルの一例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法で作成されたタイヤモデルの他の例を示す模式図である。 （ａ）はタイヤのタイヤ接地形状の取得方法の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）はタイヤのタイヤ接地形状を示す模式図であり、（ｃ）は接地台の断面形状を示す模式図であり、（ｄ）はタイヤのタイヤ接地形状の取得方法の第２の例を示す模式図である。 （ａ）はタイヤのタイヤ接地形状の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は接地台の第１の例を示す模式図である。 （ａ）はタイヤのタイヤ接地形状の第２の例を示す模式図であり、（ｂ）は接地台の第２の例を示す模式図である。 （ａ）～（ｅ）は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法を工程順に示す模式的斜視図である。 （ａ）は従来のタイヤの計測方法の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は従来のタイヤの計測方法の第２の例を示す模式図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のタイヤモデル作成方法、およびタイヤモデル作成装置を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。

［タイヤモデル作成装置］
図１は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法に利用されるタイヤモデル作成装置の一例を示す模式図である。図２（ａ）はタイヤが接地台に載置された状態を示す模式図であり、（ｂ）はタイヤが接地台に載置された状態を示す模式的斜視図である。
本実施形態のタイヤモデル作成方法には、図１に示すタイヤモデル作成装置１０が用いられる。タイヤモデル作成方法は、図１に示すタイヤモデル作成装置１０に限定されるものではない。また、タイヤモデル作成方法の各工程を手順としてコンピューターに実行させるためのプログラムが利用される。以下、タイヤモデル作成装置１０のことを、単に作成装置１０という。

作成装置１０は、接地台１２と、タイヤ支持部１６と、計測部２０と、制御部２２とを有する。さらに、作成部２４、メモリ２６、入力部２７および表示部２８を有する。タイヤ支持部１６と、計測部２０と、作成部２４と、メモリ２６と、入力部２７と、表示部２８とは制御部２２に接続されている。制御部２２は、計測部２０、作成部２４、メモリ２６および表示部２８の動作を管理するとともに、入力部２７からの入力に応じて、計測部２０、作成部２４、メモリ２６および表示部２８に特定の動作を実行させるものである。

接地台１２は、計測対象であるタイヤ３０を計測する際に載せる台であり、タイヤ３０を所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷で接触されるものである。接地台１２は、タイヤ接地形状を断面形状とするものである。なお、接地台１２については後に詳細に説明する。タイヤ３０は接地台１２に接触された状態、かつタイヤ３０が固定された状態で計測される。
接地台１２は、所定の空気圧のタイヤ３０を、所定の荷重負荷で接地台１２に接触させた状態を再現するものである。例えば、１９５／６５Ｒ１５サイズのタイヤ３０において、内圧（空気圧）２３０ｋＰａ、接地荷重（荷重負荷）４．５ｋＮで接地台１２に接触させる。なお、タイヤ３０が所定の空気圧であることと、タイヤ３０を所定の荷重負荷で接地台１２に接触させることを合わせて、所定の設定条件で接地台１２に接触させるともいう。

また、接地台１２の高さｈ（図１および図２（ａ）参照）は、５ｍｍ～タイヤ直径の範囲であることが好ましい。なお、タイヤ直径とは、図１において、中心軸Ｃと接地台１２の表面１２ａとの距離Ｈである。接地台１２の高さｈを５ｍｍ～タイヤ直径（距離Ｈ）の範囲とすることにより、接地台１２に対するタイヤの接地端付近でのレーザー光の死角をなくし、かつ接地台１２の弾性変形を抑制して、計測の安定性を確保することができる。
接地台１２は、金属、樹脂、木材等のタイヤトレッドゴムよりも弾性率が大きい材質で構成することが好ましい。上述のように、タイヤトレッドゴムよりも弾性率が大きい材料で構成することにより、タイヤ３０の計測時に所定の負荷荷重で接地台１２に接地させても、接地台１２の変形を抑制できる。これにより、タイヤ３０の接地台１２との接地領域の不要な変形を抑制でき、計測の再現安定性を確保することができ、高い計測精度を維持できる。

タイヤ支持部１６は、測定対象となるタイヤ３０を支持すると共に、タイヤ３０に荷重を加えてタイヤ３０の外周面３０ｂを接地台１２に、所定の荷重負荷で押し付けるものである。タイヤ支持部１６は、駆動部１６ａと軸部１６ｂとを備える。
軸部１６ｂは、タイヤ３０を着脱可能にかつタイヤ３０を回転可能に支持するものである。駆動部１６ａは、軸部１６ｂをタイヤ３０の中心軸Ｃと直交する第１の方向（タイヤ３０の径方向）に移動可能に支持すると共に、軸部１６ｂを介してタイヤ３０に第１の方向に向かって荷重Ｗを加えるように構成されている。なお、タイヤ３０に対して荷重Ｗを加える機構は、特に限定されるものではなく、従来公知の様々な構成を利用することができる。

計測部２０は、タイヤ３０を接地台１２に載せた状態で、タイヤ外形状を計測するものである。計測時、タイヤ３０は固定された状態である。計測部２０により、タイヤ３０の全周にわたって計測され、タイヤ外形状の３次元データ等の計測データを得ることができる。計測部２０は、例えば、レーザー光または超音波を用いて、タイヤ外形状を計測することが好ましく、レーザー光を用いて計測することがより好ましい。計測部２０は、タイヤ３０の外周面３０ｂに沿って、全周にわたって計測するものでもよく、レーザー光または超音波を利用した、ハンディタイプの３次元スキャナでもよい。
なお、作業者がノギス等の計測器を用いてタイヤ３０を計測して計測データを取得してもよい。
ここで、図２（ａ）はタイヤが接地台に載置された状態を示す模式図であり、（ｂ）はタイヤが接地台に載置された状態を示す模式的斜視図である。
図２（ａ）および（ｂ）はタイヤ３０が、所定の設定条件で接地台１２に接触された状態を示す。接地台１２を用いることにより、タイヤ３０は接地面に相当する領域で支持されることになるため、タイヤ３０の接地端３０ｅが覆われることがなくなり、計測できない領域をなくすことができる。これにより、例えば、タイヤ３０のトレッドと路面との接触領域まで測定することができる。このため、シミュレーション用タイヤモデル３２（図３（ａ）、（ｂ）参照）について高い計測精度を維持できる。
上述のように、タイヤの空力的影響を調査するために、タイヤの変形状態を精密にモデル化する必要があるが、タイヤモデル作成装置（タイヤモデル作成方法）では、タイヤの変形状態を精密にモデル化することができる。このように、モデル精度向上により計算精度を向上させることができ、タイヤの変形状態に関する計測精度を向上させることができる。

作成部２４は、計測部２０により得られた、タイヤ外形状の３次元データ等の計測データを使用して、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを作成する。この場合、例えば、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、接地端部３２ｅ迄、形状が取得されたシミュレーション用タイヤモデル３２が得られる。以下、シミュレーション用タイヤモデル３２のことを単にタイヤモデル３２ともいう。シミュレーション用タイヤモデル３２は、例えば、タイヤ外形状モデルである。

作成部２４は、タイヤ外形状の計測データを使用して上述のシミュレーション用タイヤモデルを作成することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。例えば、計測終了後、計測データを元にして、３次元ＣＡＤソフトまたは３次元モデリングソフトを用いて、タイヤの表面形状を示すＣＡＤデータを作成する。３次元ＣＡＤソフトとしては、例えば、ＣＡＴＩＡ（登録商標、Computer graphics Aided Three dimensional Interactive Application）が用いられ、３次元モデリングソフトとしては、例えば、Rhinoceros（登録商標）が用いられる。
さらに、メッシュ作成ソフトを用いて、タイヤ３０の表面形状を示すＣＡＤデータに対してメッシュ生成を行う。メッシュ作成ソフトとしては、例えば、ＨｙｐｅｒＭＥＳＨ（登録商標）が用いられる。

シミュレーション用タイヤモデル（タイヤ外形状モデル）は、多角形で構成されることが好ましい。このため、メッシュの形状は、多角形であれば、特に限定されるものではなく、三角形でも四角形でもよく、または三角形と四角形が混在してもよい。
シミュレーション用タイヤモデルにおいて、多角形でタイヤ外形状を表現することにより、タイヤ形状の近似精度を保ちつつ汎用性が高い、例えば、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式、ＮＡＳＴＲＡＮ形式等のフォーマットへの変換が可能となる。例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、三角形の要素３３で構成されたタイヤモデル３２を得ることができる。図４（ａ）および（ｂ）に示すタイヤモデル３２はＳＴＬ形式である。

また、多角形で構成されるシミュレーション用タイヤモデル（タイヤ外形状モデル）は閉じていることが好ましい。すなわち、シミュレーション用タイヤモデル（タイヤ外形状モデル）は表面に穴がないことが好ましい。
なお、シミュレーション用タイヤモデルを構成する要素は、例えば、２次元平面では四辺形要素、３次元体では四面体ソリッド要素、五面体ソリッド要素、六面体ソリッド要素等のソリッド要素、三角形シェル要素、四角形シェル要素等のシェル要素、面要素等のコンピューターで解析可能な要素としてもよい。このようにして分割された要素は、コンピューターによる解析の過程においては、３次元モデルでは３次元座標を用いて、２次元モデルでは２次元座標を用いて逐一特定される。

なお、作成部２４は、上述のシミュレーション用タイヤモデル以外に、例えば、タイヤが装着されるリム、ホイール、およびタイヤ回転軸を再現するものを、上述のシミュレーション用タイヤモデルにモデルとして再現してもよい。
必要に応じて、タイヤが装着される車両を再現するモデルを上述のシミュレーション用タイヤモデルに組み込んでもよい。この際、タイヤモデル、リムモデル（ホイールモデル）、およびタイヤ回転軸モデルを、予め設定された境界条件に基づいて一体化したモデルを作成することもできる。

メモリ２６は、タイヤ３０の負荷荷重、タイヤ３０の空気圧等の設定条件等が記憶されている。
また、メモリ２６は、計測部２０で計測されて得られた、タイヤ外形状の３次元データ等の計測データが記憶されるものである。作成部２４は、メモリ２６から計測データを読み出し、シミュレーション用タイヤモデルを作成する。

入力部２７は、制御部２２に各種情報をオペレータの指示により入力するための各種の入力デバイスである。入力部２７は、例えば、マウスおよびキーボード等である。
表示部２８は、例えば、タイヤモデル作成方法で得られた、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを表示するものであり、公知の各種のディスプレイが用いられる。また、表示部２８には各種情報を出力媒体に表示するためのプリンタ等のデバイスも含まれる。
また、制御部２２は、入力部２７を介して入力される各種の情報等も表示部２８に表示させることもできる。

次に、接地台１２について詳細に説明する。
図５（ａ）はタイヤのタイヤ接地形状の取得方法の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）はタイヤのタイヤ接地形状を示す模式図であり、（ｃ）は接地台の断面形状を示す模式図であり、（ｄ）はタイヤのタイヤ接地形状の取得方法の第２の例を示す模式図である。
接地台１２は、上述のように、タイヤ接地形状を断面形状とするものである。タイヤ接地形状は、計測対象のタイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷時におけるタイヤ接地形状である。すなわち、接地台１２の断面形状は、計測条件と同じ状態のタイヤ接地形状である。接地台１２は、上述のように、所定の空気圧のタイヤ３０を所定の荷重負荷で接地台１２に接触させた状態を再現するものである。

タイヤ接地形状は、例えば、図５（ａ）に示すように、透明な平板４０の表面４０ａに、所定の空気圧のタイヤ３０を、所定の負荷荷重で接地させる。このときのタイヤ３０の平板４０の表面４０ａにおけるタイヤ接地形状を取得する。例えば、透明な平板４０の裏面４０ｂ側から撮像して、図５（ｂ）に示すように、タイヤ接地形状を画像４２として取得する。図５（ｂ）に示す画像４２の形状が接地台１２の断面形状である。平板４０の表面４０ａは平面である。
図５（ｂ）に示すタイヤ接地形状を示す画像４２を用いて接地台１２を作製する。接地台１２の作製方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、３Ｄプリンタを用いることができる。これに以外に、図５（ｂ）に示すタイヤ接地形状を示す画像４２を断面形状として、１つの部材から削り出して接地台１２を作製することもできる。

図５（ｂ）に示すようにタイヤ接地形状の接地長方向Ｌの距離をＬｔとし、タイヤ接地形状の接地幅方向Ｄの距離をＤｔとする。
また、図５（ｃ）に示すように接地台１２の断面形状の長さをＬｃとする。断面形状の長さＬｃはタイヤ接地形状の接地長方向Ｌの距離Ｌｔに対応する。
接地台１２の断面形状において長さＬｃと直交する方向の幅をＤｃとする。断面形状の幅Ｄｃはタイヤ接地形状の接地幅方向Ｄの距離をＤｔに対応する。
接地台１２の断面形状の長さＬｃ、および接地台１２の断面形状の幅Ｄｃのうち、少なくとも一方において、接地台１２の断面形状の長さＬｃが、タイヤ接地形状の接地長方向Ｌの距離Ｌｔの９５～１２０％であるか、接地台１２の断面形状の幅Ｄｃが、タイヤ接地形状の接地幅方向Ｄの距離Ｄｔの９５～１２０％であることが好ましい。
すなわち、０．９５Ｌｔ≦Ｌｃ≦１．２Ｌｔ、および０．９５Ｄｔ≦Ｄｃ≦１．２Ｄｔのうち、少なくとも一方であることが好ましい。このように、接地台１２の断面形状は、タイヤ接地形状に対して許容範囲を有することが好ましい。
タイヤ接地形状を取得する際と、タイヤ外形状の計測時とでは、負荷荷重および空気圧が同じに設定しても誤差が生じることがある。しかしながら、許容範囲を設定することにより、タイヤ接地時の荷重、またはタイヤ空気圧の誤差等により、タイヤ接地状態が変化する場合があるが、その誤差を吸収することができる。
なお、タイヤ接地形状を示す画像４２の形状と、接地台１２の断面形状とは合同でもよい。また、上述のように接地台１２の断面形状は、タイヤ接地形状に対して許容範囲を設けてもよいが、この場合、接地台１２の断面形状はタイヤ接地形状と相似形であることが好ましい。

図５（ｂ）に示すタイヤ接地形状を示す画像４２の取得方法は、上述のように、撮像することに特に限定されるものではなく、例えば、タイヤに塗料を添付して路面と接地させる、いわゆる朱肉転写を用いることができる。また、感圧フィルム、感圧センサ等を利用したタイヤの接地圧分布から推定する方法を用いることができる。感圧フィルムは、圧力に応じて発色するもの、圧力に応じた電気信号を出力するもの、および圧力に応じた光を発するもの（光学式）を含む。タイヤ接地形状は、上述のように、画像４２として取得することに限定されるものではなく、タイヤ接地形状を示すデータでもよい。タイヤと路面を接地させる構造解析結果から推定する方法を用いることができる。この場合、ＦＥＭの接地形状が用いられる。
なお、透明な平板４０を用いて、タイヤ接地形状の取得することに限定されるものではなく、図５（ｄ）に示す曲面４１ａを有する板４１を用いてもよい。タイヤ接地形状を取得するにあたり想定される路面状況等に応じて、平面、曲面以外の面とすることができる。

図６（ａ）はタイヤのタイヤ接地形状の第１の例を示す模式図であり、（ｂ）は接地台の第１の例を示す模式図である。図７（ａ）はタイヤのタイヤ接地形状の第２の例を示す模式図であり、（ｂ）は接地台の第２の例を示す模式図である。
タイヤは、主溝、ラグ溝、サイプ等があるため、例えば、図６（ａ）に示すように、タイヤ接地形状を示す画像４３は溝４３ａがある。図６（ａ）に示すタイヤ接地形状を示す画像４３を、接地台１２の断面形状に用いた場合、図６（ｂ）に示す形状の接地台１２が得られる。この接地台１２はタイヤ接地形状の溝が反映されたものである。

タイヤ接地形状としては、上述のように、主溝、ラグ溝、サイプ等のタイヤの形状を反映させたものに限定されるものではなく、主溝、ラグ溝、サイプ等を省略して輪郭が閉曲線で構成されている形状としてもよい。輪郭が閉曲線で構成されている形状を単一形状という。単一形状とは、タイヤ接地形状において、主溝、ラグ溝、サイプ等を省略したものであり、上述のように閉曲線で構成された形状である。具体的には、図７（ａ）に示すように、タイヤ接地形状を示す画像４４のように溝がなく輪郭４４ｃが閉曲線で構成されている。図７（ａ）に示すタイヤ接地形状を示す画像４４を、接地台１２の断面形状に用いた場合、図７（ｂ）に示す形状の接地台１２が得られる。この接地台１２はタイヤ接地形状の溝が反映されていない単純な形状である。接地台１２の断面形状において、主溝、ラグ溝、サイプ等を省略することにより、接地台１２を簡便に作製することができる。図７（ｂ）に示す接地台１２を用いても、図７（ａ）に示す接地台１２と同じく、タイヤ３０の接地端３０ｅが覆われることなく、シミュレーション用タイヤモデル３２（図３（ａ）、（ｂ）参照）の計測精度を維持でき、タイヤの変形状態を精密にモデル化することができる。

［タイヤモデル作成方法］
図８（ａ）～（ｅ）は本発明の実施形態のタイヤモデル作成方法を工程順に示す模式的斜視図である。上述のように、タイヤモデル作成方法は作成装置１０が用いられる。
まず、例えば、図８（ａ）に示すように、タイヤリムに装着され、かつ空気圧が所定の内圧にされたタイヤ３０を、平板４０の表面４０ａに載置する。そして、タイヤ３０の中心軸Ｃと直交する第１の方向に向かって所定の荷重Ｗを加え、タイヤ３０を所定の荷重負荷で接地台１２の表面１２ａに接触させる。この場合、軸部１６ｂにタイヤ３０を取り付けた後、駆動部１６ａにより、タイヤ３０を所定の荷重負荷で平板４０の表面４０ａに接触させる。この場合、例えば、１９５／６５Ｒ１５サイズのタイヤ３０において、内圧２３０ｋＰａ、接地荷重（荷重負荷）４．５ｋＮで平板４０の表面４０ａに接触させる。
次に、図８（ｂ）に示すようにタイヤ３０のタイヤ接地形状を示す画像４３を得る（取得工程）。
次に、タイヤ接地形状を断面形状とする接地台を、例えば、３Ｄプリンタを用いて作製する（作製工程）。この場合、例えば、図８（ｃ）に示す接地台１２が作製される。

次に、取得工程と同じ所定の設定条件で、図８（ｄ）に示すように接地台１２に接触させる（接触工程）。
次に、図８（ｄ）に示すように、タイヤ３０を接地台１２に載せた状態で、タイヤ外形状を計測し、タイヤ外形状の計測データを得る（計測工程）。接触工程および計測工程では、タイヤ接地形状の取得工程と同じく、例えば、１９５／６５Ｒ１５サイズのタイヤ３０において、内圧２３０ｋＰａ、接地荷重（荷重負荷）４．５ｋＮで接地台１２に接触させる。
計測工程において、タイヤ外形状は、上述のように、例えば、レーザー光または超音波を用いて計測することが好ましい。
なお、図９（ａ）および（ｂ）に示す例では、タイヤ１００を平板１０２に接地させているが、タイヤ１００と、平板１０２との間の領域１０３は計測が困難である。この領域１０３が存在することにより、タイヤ１００のトレッドと路面との接触領域まで測定することができず、タイヤモデルの形状精度が低下する。結果として低精度のタイヤモデルを用いたシミュレーションの精度の低下を招く。このため、計測が困難な領域１０３をなくす必要がある。
タイヤモデル作成方法では、接地台１２を、上述のようにタイヤ３０が接地している領域の大きさにすることにより、上述の領域１０３（図９（ａ）および（ｂ）参照）をなくすことができ、タイヤ３０のトレッドと路面との接触領域まで測定することができる。これにより、タイヤモデルの形状精度が向上し、結果として高精度のタイヤモデルを用いた、高い精度のシミュレーションを実施できる。

次に、タイヤ外形状の計測データを使用して、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを作成する（作成工程）。これにより、例えば、図８（ｅ）に示すシミュレーション用タイヤモデル３２を得ることができる。
なお、タイヤ外形状の計測データを使用した、シミュレーション用タイヤモデルの作成方法は、上述のとおりであるため、その詳細な説明は省略する。

作成装置１０は、ＲＯＭ等に記憶されたプログラム（コンピュータソフトウェア）を、制御部２２で実行することにより、上述のシミュレーション用タイヤモデルを作成する。作成装置１０は、上述のようにプログラムが実行されることで各部位が機能するコンピューターによって構成されてもよいし、各部位が専用回路で構成された専用装置であってもよい。

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明のタイヤモデル作成方法、タイヤモデル作成装置、およびプログラムについて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ タイヤモデル作成装置（作成装置）
１２ 接地台
１２ａ 表面
１６ タイヤ支持部
１６ａ 駆動部
１６ｂ 軸部
２０ 計測部
２２ 制御部
２４ 作成部
２６ メモリ
２７ 入力部
２８ 表示部
３０ タイヤ
３０ｂ 外周面
３２ シミュレーション用タイヤモデル（タイヤモデル）
３２ｅ 接地端部
３３ 要素
４０ 平板
４０ａ 表面
４１ 板
４１ａ 曲面
４２、４３、４４ 画像
４３ａ 溝
４４ｃ 輪郭
１００ タイヤ
１０２ 平板
１０３ 領域
Ｃ 中心軸
Ｈ 距離
ｈ 高さ

Claims (10)

1. 計測対象のタイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷時におけるタイヤ接地形状を取得する取得工程と、
   前記タイヤ接地形状を断面形状とする接地台を作製する作製工程と、
   前記接地台に前記タイヤを前記所定の内圧とし、かつ前記所定の荷重負荷で接触させる接触工程と、
   前記タイヤを前記接地台に載せた状態で、タイヤ外形状を計測する計測工程と、
   前記タイヤ外形状の計測データを使用して、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを作成する作成工程とを有することを特徴とするタイヤモデル作成方法。
2. 前記接地台の前記断面形状は、輪郭が閉曲線で構成されている形状である、請求項１に記載のタイヤモデル作成方法。
3. 前記接地台の前記断面形状は長さが前記タイヤ接地形状の接地長方向の距離に対応し、前記接地台の前記断面形状は長さと直交する方向の幅が前記タイヤ接地形状の接地幅方向の距離に対応しており、
   前記接地台の前記断面形状の長さ、および前記接地台の前記断面形状の幅のうち、少なくとも一方が、
   前記接地台の前記断面形状の長さが、前記タイヤ接地形状の前記接地長方向の前記距離の９５～１２０％であるか、前記接地台の前記断面形状の幅が、前記タイヤ接地形状の前記接地幅方向の前記距離の９５～１２０％である、請求項１または２に記載のタイヤモデル作成方法。
4. 前記シミュレーション用タイヤモデルは、多角形で構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載のタイヤモデル作成方法。
5. 前記計測工程は、レーザー光または超音波を用いて、前記タイヤ外形状を計測する工程である、請求項１～４のいずれか１項に記載のタイヤモデル作成方法。
6. 計測対象のタイヤを所定の内圧とし、かつ所定の荷重負荷時におけるタイヤ接地形状を断面形状とする接地台に、前記タイヤを前記所定の内圧とし、かつ前記所定の荷重負荷で接触させた状態で、タイヤ外形状を計測する計測部と、
   前記タイヤ外形状の計測データを使用して、タイヤを表す、コンピューターで数値解析可能な要素で構成されたシミュレーション用タイヤモデルを作成する作成部とを有することを特徴とするタイヤモデル作成装置。
7. 前記接地台の前記断面形状は、輪郭が閉曲線で構成されている形状である、請求項６に記載のタイヤモデル作成装置。
8. 前記接地台の前記断面形状は長さが前記タイヤ接地形状の接地長方向の距離に対応し、前記接地台の前記断面形状は長さと直交する方向の幅が前記タイヤ接地形状の接地幅方向の距離に対応しており、
   前記接地台の前記断面形状の長さ、および前記接地台の前記断面形状の幅のうち、少なくとも一方が、
   前記接地台の前記断面形状の長さが、前記タイヤ接地形状の前記接地長方向の前記距離の９５～１２０％であるか、前記接地台の前記断面形状の幅が、前記タイヤ接地形状の前記接地幅方向の前記距離の９５～１２０％である、請求項６または７に記載のタイヤモデル作成装置。
9. 前記作成部で作成されるシミュレーション用タイヤモデルは、多角形で構成される、請求項６～８のいずれか１項に記載のタイヤモデル作成装置。
10. 前記計測部は、レーザー光または超音波を用いて、前記タイヤ外形状を計測する、請求項６～９のいずれか１項に記載のタイヤモデル作成装置。