JP2023038787A - Manufacturing method of tire model - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、タイヤモデルの作成方法に関する。 The present disclosure relates to a method of creating a tire model.
下記特許文献１には、サイピングを有するタイヤの有限要素モデルの作成方法が記載されている。この方法には、トレッドの３次元パターンにサイピング面を設定するステップと、サイピング面の一方側及び他方側に、サイピング内壁面をそれぞれ設定するステップとが含まれている。
上記の方法では、サイピング面の節点を一方側に複写し、その複写した節点を用いて一方側のサイピング内壁面が設定されている。さらに、サイピング面の節点を他方側に移動させ、その移動した節点を用いて他方側のサイピング内壁面が設定されている。このように、上記の方法では、タイヤのモデリングが煩雑となっており、改善が求められていた。 In the above method, the nodes of the siping surface are copied to one side, and the copied nodes are used to set the siping inner wall surface on the one side. Furthermore, the node of the siping surface is moved to the other side, and the moved node is used to set the siping inner wall surface on the other side. As described above, the above method complicates the modeling of the tire, and an improvement has been desired.
本開示は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、溝状体が形成されたタイヤを効率よくモデリングすることが可能な方法を提供することを主たる目的としている。 The present disclosure has been devised in view of the actual situation as described above, and a main object thereof is to provide a method capable of efficiently modeling a tire in which groove-shaped bodies are formed.
本開示は、トレッド部にサイプ又は溝からなる少なくとも一つの溝状体が形成されたタイヤの数値解析モデルを作成するための方法であって、前記溝状体を埋めた前記トレッド部の三次元メッシュをコンピュータ上に定義する第１工程であって、前記三次元メッシュは、トレッド外表面からタイヤ半径方向内側に延びる複数のメッシュ平面を備えたものである、前記第１工程と、前記コンピュータが、前記複数のメッシュ平面から、前記溝状部に対応する少なくとも一つのメッシュ平面を、第１メッシュ平面として特定する第２工程と、前記コンピュータが、前記第１メッシュ平面を二重化することにより、互いに重複した一対の第１メッシュ平面に修正する第３工程と、前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面を、前記溝状体の溝幅に対応する間隔で離隔するように、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる第４工程とを含む、タイヤモデルの作成方法である。 The present disclosure is a method for creating a numerical analysis model of a tire in which at least one groove-shaped body consisting of sipes or grooves is formed in a tread portion, the three-dimensional model of the tread portion filled with the groove-shaped body. A first step of defining a mesh on a computer, wherein the three-dimensional mesh comprises a plurality of mesh planes extending radially inward of the tire from the outer surface of the tread; , a second step of identifying at least one mesh plane corresponding to the groove-shaped portion from the plurality of mesh planes as a first mesh plane; a third step of modifying the pair of first mesh planes to overlap; and a fourth step of deforming one mesh plane.
本開示のタイヤモデルの作成方法は、上記の工程を採用することにより、溝状体が形成されたタイヤを効率よくモデリングすることが可能となる。 The method for creating a tire model according to the present disclosure enables efficient modeling of a tire in which groove-shaped bodies are formed by adopting the above steps.
以下、本開示の実施の一形態が図面に基づき説明される。なお、各図面は、本開示の内容の理解を高めるためのものであり、誇張された表示が含まれる他、各図面間において、縮尺等は厳密に一致していない点が予め指摘される。 An embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. It should be noted that each drawing is for the purpose of enhancing understanding of the contents of the present disclosure, and in addition to including exaggerated representations, it should be pointed out in advance that scales and the like do not strictly match between the drawings.
本実施形態のタイヤモデルの作成方法（以下、単に「作成方法」ということがある。）では、トレッド部にサイプ又は溝からなる少なくとも一つの溝状体が形成されたタイヤの数値解析モデルが作成される。本実施形態の作成方法には、コンピュータが用いられる。図１は、タイヤモデルの作成方法を実行するためのコンピュータの一例を示す斜視図である。 In the method for creating a tire model according to the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as the "creating method"), a numerical analysis model of a tire in which at least one groove-shaped body composed of sipes or grooves is formed in the tread portion is created. be done. A computer is used for the creation method of this embodiment. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a computer for executing a tire model creation method.
［コンピュータ］
コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ及びディスプレイ装置１ｄを含んで構成されている。本体１ａには、例えば、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリ、磁気ディスクなどの記憶装置、及び、ディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２が設けられている。記憶装置には、本実施形態の作成方法及び設計方法を実行するためのソフトウェア等が予め記憶されている。
[Computer]
A
［トレッド部］
図２は、トレッド部３の一例を示す部分斜視図である。本実施形態のトレッド部３には、溝状体４が形成されている。溝状体４には、サイプ５又は溝６が含まれる。
[Tread part]
FIG. 2 is a partial perspective view showing an example of the
本明細書において、サイプ５とは、溝幅Ｗ１が１．５mm以下の切れ込みである。一方、溝６は、サイプ５よりも溝幅Ｗ１が大きいものであれば、特に限定されない。本実施形態の溝６には、タイヤ周方向に連続して延びる周方向溝６Ａ、及び、周方向溝６Ａと交差する方向に延びる横溝６Ｂが含まれる。なお、溝６には、例えば、溝幅Ｗ１が３．０mm以下の細溝（図示省略）が含まれてもよい。
In this specification, the
本実施形態のトレッド部３は、周方向溝６Ａ及び横溝６Ｂによって区分されたブロック７が設けられている。このブロック７に、サイプ５が設けられている。本実施形態のサイプ５は、一端が溝６に連通しかつ他端５ｅがブロック７内で終端するセミオープンタイプである場合が例示されるが、両端が溝６に連通するオープンタイプや、両端がいずれもブロック７内で終端するクローズドタイプであってもよい。
The
本実施形態のトレッド部３のパターンは、ブロックパターンである場合が例示されるが、特に限定されるわけではなく、例えば、リブパターン、リブラグパターン、又は、これらを複合した種々のパターンであってもよい。
The pattern of the
［タイヤモデルの作成方法（第１実施形態）］
次に、本実施形態の作成方法の処理手順が示される。図３は、タイヤモデルの作成方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
[Method of Creating a Tire Model (First Embodiment)]
Next, the processing procedure of the creation method of this embodiment is shown. FIG. 3 is a flow chart showing an example of a processing procedure of a tire model creation method.
［第１工程（三次元メッシュの定義）］
本実施形態の作成方法では、先ず、溝状体を埋めたトレッド部の三次元メッシュが、コンピュータ１上に定義される（第１工程Ｓ１）。図４（ａ）は、トレッド部３の輪郭データ１１の一例を示す概念図である。図４（ｂ）は、トレッド部３の三次元メッシュの一例を示す概念図である。
[First step (definition of three-dimensional mesh)]
In the production method of the present embodiment, first, a three-dimensional mesh of the tread portion filled with groove-shaped bodies is defined on the computer 1 (first step S1). FIG. 4A is a conceptual diagram showing an example of
本実施形態の第１工程Ｓ１では、先ず、図４（ａ）に示されるように、トレッド部３の輪郭データ１１が入力される。本実施形態の輪郭データ１１は、例えば、二次元で描かれたトレッドパターン設計図に基づいて、タイヤ回転軸の回りの曲率を持たない三次元のトレッド部３の一部の輪郭が設定される。
In the first step S1 of the present embodiment, first,
本実施形態の輪郭データ１１は、図２に示した溝状体４のうち、サイプ５のみが埋められており、周方向溝６Ａ及び横溝６Ｂは埋められていない。輪郭データ１１の入力には、例えば、ＣＡＤ等のソフトウェアが用いられる。
In the
次に、本実施形態の第１工程Ｓ１では、図４（ｂ）に示されるように、輪郭データ１１（図４（ａ）に示す）が、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素（メッシュ）Ｆ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）で分割される。これにより、溝状体（本例では、図２に示したサイプ５）を埋めたトレッド部の三次元メッシュ（トレッドモデル）１２が定義される。数値解析法としては、例えば有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法が適宜採用できるが、本実施形態では有限要素法が採用される。
Next, in the first step S1 of the present embodiment, as shown in FIG. 4(b), the contour data 11 (shown in FIG. 4(a)) is converted to a finite number of elements ( mesh) F(i) (i=1, 2, . . . ). As a result, a three-dimensional mesh (tread model) 12 of the tread portion filled with grooves (in this example, the
要素（メッシュ）Ｆ（ｉ）には、要素番号、節点１３の番号、節点１３の座標値、並びに、材料特性（例えば密度、ヤング率又は減衰係数等）などの数値データが定義される。また、各節点１３の座標値は、直交座標系（Ｘ－Ｙ－Ｚ座標）に基づいて定義される。本実施形態では、タイヤ周方向の位置がＸ軸の座標値で特定され、タイヤ半径方向の位置がＹ軸の座標値で特定され、タイヤ軸方向の位置がＺ軸の座標値で特定される。
The element (mesh) F(i) defines numerical data such as element numbers,
要素（メッシュ）Ｆ（ｉ）には、例えば、四面体、五面体、及び、六面体等の多面体ソリッド要素が用いられる。本実施形態の要素Ｆ（ｉ）には、六面体のソリッド要素が採用される。要素Ｆ（ｉ）には、メッシュ平面１４が設けられている。本実施形態の各メッシュ平面１４は、Ｘ－Ｙ平面、Ｙ－Ｚ平面、又は、Ｚ－Ｘ平面に沿って延びている。したがって、三次元メッシュ（トレッドモデル）１２は、トレッド外表面１５からタイヤ半径方向内側に延びる複数のメッシュ平面１４（本例では、（Ｘ－Ｙ平面又はＹ－Ｚ平面に沿って延びるメッシュ平面））を備えている。
Polyhedral solid elements such as tetrahedrons, pentahedrons, and hexahedrons are used for the elements (mesh) F(i). A hexahedral solid element is adopted as the element F(i) in this embodiment. A
本実施形態の三次元メッシュ（トレッドモデル）１２には、周方向溝６Ａ及び横溝６Ｂが設定されている。これにより、三次元メッシュ１２には、ブロック７（図２に示す）をモデリングしたブロックモデル１６が設けられている。このブロックモデル１６は、サイプ５（図２に示す）が埋められいる。本実施形態の三次元メッシュ１２は、輪郭データ１１と同様に、タイヤ回転軸の回りの曲率を持っていない。
三次元メッシュ（トレッドモデル）１２の定義には、メッシュ化ソフトウェアが用いられる。メッシュ化ソフトウェアの一例としては、PointWise社製の「PointWise」、アルテァエンジニアリング社製の「HyperMESH（登録商標）」、又は、シーメンスPLMソフトウェア社製の「FEMAP（登録商標）」等が挙げられる。三次元メッシュ１２は、コンピュータ１に記憶される。
Meshing software is used to define the three-dimensional mesh (tread model) 12 . Examples of meshing software include "PointWise" manufactured by PointWise, "HyperMESH (registered trademark)" manufactured by Altair Engineering, and "FEMAP (registered trademark)" manufactured by Siemens PLM Software. The three-
［第２工程（第１メッシュ平面の特定）］
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１が、複数のメッシュ平面１４から、溝状体４に対応する少なくとも一つのメッシュ平面１４を、第１メッシュ平面１７として特定する（第２工程Ｓ２）。第２工程Ｓ２では、三次元メッシュ（トレッドモデル）１２を構成するメッシュ平面１４のうち、サイプ５（図２に示す）に対応する位置に設けられたメッシュ平面１４が、第１メッシュ平面１７として特定される。
[Second step (identification of first mesh plane)]
Next, in the creation method of the present embodiment, the
サイプ５（図２に示す）に対応する位置は、例えば、トレッドパターン設計図に基づいて、直交座標系の座標値から適宜設定される。なお、第１メッシュ平面１７（メッシュ平面１４）の位置と、サイプ５の位置とは、例えば、要素（メッシュ）Ｆ（ｉ）の一つ分（隣接する節点１３、１３間）の誤差が許容されてもよい。
A position corresponding to the sipe 5 (shown in FIG. 2) is appropriately set from coordinate values of an orthogonal coordinate system, for example, based on a tread pattern design drawing. Note that the position of the first mesh plane 17 (mesh plane 14) and the position of the
本実施形態の第２工程Ｓ２は、トレッド外表面１５からタイヤ半径方向の内端までのタイヤ半径方向の深さＤ２が、溝状体４の溝深さＤ１（図２に示す）よりも大きくなるように、第１メッシュ平面１７が特定される。本実施形態では、溝状体４の溝底に対応する位置に設けられた節点１３（１３ａ）からタイヤ半径方向内側で隣接する節点１３（１３ｂ）を含むように、第１メッシュ平面１７が特定される。
In the second step S2 of the present embodiment, the tire radial depth D2 from the tread
本実施形態の第２工程Ｓ２は、第１メッシュ平面１７の長手方向に沿った長さＬ２が、溝状体４（本例では、サイプ５）の長手方向に沿った長さＬ１（図２に示す）よりも大きくなるように、第１メッシュ平面１７が特定される。本実施形態では、サイプ５の他端５ｅ（図２に示す）に対応する位置に設けられた節点１３（１３ｃ）から長手方向の外側で隣接する節点１３（１３ｄ）を含むように、第１メッシュ平面１７が特定される。
In the second step S2 of the present embodiment, the length L2 along the longitudinal direction of the
本実施形態の第１メッシュ平面１７は、タイヤ半径方向に複数（本例では３つ）のメッシュ平面１４を含んでいる。さらに、第１メッシュ平面１７は、長手方向に複数（本例では３つ）のメッシュ平面１４を含んでいる。第１メッシュ平面１７は、三次元メッシュ（トレッドモデル）１２を構成する各節点１３の座標値に基づいて特定される。第１メッシュ平面１７は、コンピュータ１に記憶される。
The
［第３工程（一対の第１メッシュ平面に修正）］
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１が、第１メッシュ平面１７を二重化することにより、互いに重複した一対の第１メッシュ平面１７、１７に修正する（第３工程Ｓ３）。図５（ａ）は、第１メッシュ平面１７の一例を示す概念図である。図５（ｂ）は、一対の第１メッシュ平面１７、１７の一例を示す概念図である。
[Third step (correction to a pair of first mesh planes)]
Next, in the creation method of the present embodiment, the
本実施形態では、図５（ｂ）に示されるように、第１メッシュ平面１７を構成する全ての節点１３のうち、タイヤ半径方向の内端に位置する節点１３ｂ、及び、長手方向の外端に位置する節点１３ｄを除く全ての節点１３が複写される。そして、第１メッシュ平面１７で隣り合う要素Ｆ（ｉ）がリメッシュされる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, among all the
本実施形態のリメッシュは、図５（ａ）に示した第１メッシュ平面１７で隣り合う要素Ｆ（ｉ）が、元の節点１３及び複写された節点１３のいずれか一方に属するように実施される。これにより、第１メッシュ平面１７が二重化されて、互いに重複した一対の第１メッシュ平面１７、１７に修正される。図５（ｂ）では、一対の第１メッシュ平面１７、１７が理解されやすいように、それらを離間させた状態が示されている。
The remeshing of this embodiment is performed such that adjacent elements F(i) in the
本実施形態では、一対の第１メッシュ平面１７、１７を構成する節点１３のうち、タイヤ半径方向の内端に位置する節点１３ｂや、長手方向の外端に位置する節点１３ｄが、一対の第１メッシュ平面１７、１７で互いに共有するように定義されている。
In the present embodiment, of the
第３工程Ｓ３では、一対の第１メッシュ平面１７、１７により、修正前に第１メッシュ平面１７で隣り合っていた要素Ｆ（ｉ）、Ｆ（ｉ）を、互いに分離可能なように定義することができる。
In the third step S3, the pair of first mesh planes 17, 17 defines elements F(i), F(i) that were adjacent on the
第３工程Ｓ３でのリメッシュは、複写される節点１３の座標等の指定を必要としないため、容易に行うことができる。リメッシュには、例えば、上述のメッシュ化ソフトウェアが用いられる。修正された一対の第１メッシュ平面１７、１７は、コンピュータ１に記憶される。
The remesh in the third step S3 can be easily performed because it does not require specification of the coordinates of the
［第４工程（一対の第１メッシュ平面の変形）］
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１が、一対の第１メッシュ平面１７、１７を、溝状体４の溝幅Ｗ１（図２に示す）に対応する間隔（離隔距離）Ｗ２で離隔するように、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させる（第４工程Ｓ４）。図６は、離隔した一対の第１メッシュ平面１７、１７の一例を示す概念図である。
[Fourth step (deformation of a pair of first mesh planes)]
Next, in the creation method of the present embodiment, the
本実施形態の第４工程Ｓ４では、重複している一対の第１メッシュ平面１７、１７が、溝状体４の溝幅方向の外側に離隔するように、各第１メッシュ平面１７、１７を構成する要素Ｆ（ｉ）、Ｆ（ｉ）がリメッシュされる。これにより、第４工程Ｓ４では、溝状体４の溝幅Ｗ１（図２に示す）に対応する間隔（離隔距離）Ｗ２で離隔するように、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させることができる。変形後の一対の第１メッシュ平面１７、１７は、コンピュータ１に記憶される。
In the fourth step S4 of the present embodiment, the first mesh planes 17, 17 are separated from each other so that the pair of overlapping first mesh planes 17, 17 are spaced apart outward in the groove width direction of the groove-shaped
本実施形態の作成方法では、一対の第１メッシュ平面１７、１７が、トレッド外表面１５からタイヤ半径方向内側に延びるメッシュ平面１４で特定されている。このため、一対の第１メッシュ平面１７、１７を、溝状体４の溝壁４ｗ（図２に示す）の形状に近似させることができる。さらに、作成方法では、溝状体４の溝幅Ｗ１（図２に示す）に対応する間隔（離隔距離）Ｗ２で離隔するように、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させるだけで、三次元メッシュ１２に、溝状体４に対応する形状（溝状体モデル１８）が容易に形成される。したがって、本実施形態の作成方法では、溝状体４が形成されたタイヤを効率よくモデリングすることが可能となる。
In the production method of the present embodiment, the pair of first mesh planes 17, 17 are specified by the
さらに、本実施形態の作成方法では、第１工程Ｓ１において、溝状体４の溝幅Ｗ１に対応する間隔を考慮して、三次元メッシュ（トレッドモデル）１２を定義する必要がないため、アスペクト比が悪い要素（メッシュ）Ｆ（ｉ）が形成されるのを防ぐことができる。したがって、タイヤモデル２７（図８に示す）を用いた計算安定性を向上させることが可能となる。
Furthermore, in the production method of the present embodiment, it is not necessary to define the three-dimensional mesh (tread model) 12 in consideration of the interval corresponding to the groove width W1 of the groove-shaped
第１メッシュ平面１７、１７の離隔は、溝状体４の溝幅Ｗ１（図２に示す）に対応する間隔に基づくものであれば、適時実施される。本実施形態では、溝幅Ｗ１の半分の間隔に基づいて、第１メッシュ平面１７、１７が、離隔前の位置からそれぞれ離隔されるのが望ましい。これにより、溝状体４の溝幅Ｗ１に等しい間隔（離隔距離）Ｗ２で、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させることができる。したがって、本実施形態の作成方法では、溝状体４が形成されたタイヤを、効率よく、かつ、精度よくモデリングすることができる。
The separation of the first mesh planes 17, 17 is appropriately carried out if it is based on the separation corresponding to the groove width W1 (shown in FIG. 2) of the groove-shaped
本実施形態の第４工程Ｓ４は、一対の第１メッシュ平面１７、１７のタイヤ半径方向の内端に位置する節点１３ｂを共有させた状態で、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させている。これにより、第４工程Ｓ４では、一対の第１メッシュ平面１７、１７の変形によって、内端の節点１３ｂからタイヤ半径方向内側に位置する要素Ｆ（ｉ）の形状（図４（ｂ）に示す）が歪になるのを防ぐことができる。したがって、本実施形態の作成方法では、溝状体４（図２に示す）が形成されたタイヤを効率よくモデリングすることが可能となる。
In the fourth step S4 of the present embodiment, the pair of first mesh planes 17, 17 are deformed while sharing the
本実施形態の第４工程Ｓ４は、一対の第１メッシュ平面１７、１７の長手方向の外端に位置する節点１３ｄを共有させた状態で、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させている。これにより、第４工程Ｓ４では、外端の節点１３ｄよりも外側の要素Ｆ（ｉ）の形状が歪になるのを防ぐことができるため、溝状体４（図２に示す）が形成されたタイヤを効率よくモデリングすることが可能となる。
In the fourth step S4 of the present embodiment, the pair of first mesh planes 17, 17 are deformed while sharing the
第４工程Ｓ４では、一対の第１メッシュ平面１７のタイヤ周方向の離隔距離（本例では、節点１３、１３間の離隔距離）Ｗ２が、タイヤ半径方向の全域に亘って一定となるように、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させるのが望ましい。これにより、第４工程Ｓ４では、溝状体４に対応する形状（溝状体モデル１８）を、精度よく形成することができる。したがって、本実施形態の作成方法では、溝状体４が形成されたタイヤを、効率よく、かつ、精度よくモデリングすることが可能となる。
In the fourth step S4, the distance W2 between the pair of first mesh planes 17 in the tire circumferential direction (in this example, the distance between the
［第５工程（三次元メッシュの追加）］
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１が、一対の第１メッシュ平面１７、１７間において、内端の節点１３ｂを含むように、新たな三次元メッシュＧを追加する（第５工程Ｓ５）。新たな三次元メッシュＧには、図４（ｂ）に示した要素Ｆ（ｉ）と同様のものが採用される。図７は、新たな三次元メッシュＧが追加された一対の第１メッシュ平面１７、１７の一例を示す概念図である。
[Fifth step (addition of three-dimensional mesh)]
Next, in the creation method of the present embodiment, the
本実施形態の第５工程Ｓ５では、内端の節点１３ｂと、内端の節点１３ｂからタイヤ半径方向外側で隣接する一対の節点１３ａ、１３ａとを含むように、新たな三次元メッシュＧが追加される。これにより、内端の節点１３ｂと一対の節点１３ａ、１３ａとで囲まれた鋭角状の空間に、新たな三次元メッシュＧが埋められて、図２に示した溝状体４と同様に、底部２０を平坦にすることができる。したがって、本実施形態の作成方法では、溝状体４が形成されたタイヤを、精度よく、かつ、効率よくモデリングすることができる。
In the fifth step S5 of the present embodiment, a new three-dimensional mesh G is added so as to include an
図４（ｂ）に示されるように、本実施形態では、第２工程Ｓ２において、トレッド外表面１５から内端までの深さＤ２が、溝状体４（本例では、サイプ５）の溝深さＤ１（図２に示す）よりも大きくなるように、第１メッシュ平面１７が特定されている。そして、第５工程Ｓ５では、深さＤ２を浅くなるように、新たな三次元メッシュＧが追加されている。これにより、本実施形態の第５工程Ｓ５では、トレッド外表面１５から新たな三次元メッシュＧまでの深さＤ３を、溝状体４の溝深さＤ１に近似させることができるため、溝状体４が形成されたタイヤを、精度よく、かつ、効率よくモデリングすることができる。このような作用を効果的に発揮させるため、深さＤ３が溝状体４の溝深さＤ１と同一となるように、新たな三次元メッシュＧが追加されるのが望ましい。新たな三次元メッシュＧは、コンピュータ１に記憶される。
As shown in FIG. 4B, in this embodiment, in the second step S2, the depth D2 from the tread
［第６工程（三次元メッシュの追加）］
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１が、一対の第１メッシュ平面１７、１７間において、外端の節点１３ｄを含むように、新たな三次元メッシュＧを追加する（第６工程Ｓ６）。本実施形態の第６工程Ｓ６では、外端の節点１３ｄと、外端の節点１３ｄから長手方向の内側で隣接する一対の節点１３ｃ、１３ｃとを含むように、新たな三次元メッシュＧが追加される。これにより、外端の節点１３ｄと一対の節点１３ｃ、１３ｃとで囲まれた鋭角状の空間に、新たな三次元メッシュＧが埋められて、図２に示した溝状体４と同様に、外端部２１を平坦にすることができる。したがって、本実施形態の作成方法では、溝状体４が形成されたタイヤを、精度よく、かつ、効率よくモデリングすることができる。
[Sixth step (addition of three-dimensional mesh)]
Next, in the creation method of the present embodiment, the
図４（ｂ）に示されるように、本実施形態の第２工程Ｓ２では、第１メッシュ平面１７の長手方向に沿った長さＬ２が、溝状体４（本例では、サイプ５）の長手方向に沿った長さＬ１（図２に示す）よりも大きくなるように、第１メッシュ平面１７が特定されている。そして、第６工程Ｓ６では、第１メッシュ平面１７の長さＬ２が短くなるように、新たな三次元メッシュＧが追加されている。これにより、本実施形態の第６工程Ｓ６では、第１メッシュ平面１７の新たな三次元メッシュＧまでの長さＬ３を、溝状体４の長さＬ１に近似させることができるため、溝状体４が形成されたタイヤを、精度よく、かつ、効率よくモデリングすることができる。このような作用を効果的に発揮させるため、長さＬ３が溝状体４の長さＬ１と同一となるように、新たな三次元メッシュＧが追加されるのが望ましい。新たな三次元メッシュＧは、コンピュータ１に記憶される。
As shown in FIG. 4B, in the second step S2 of the present embodiment, the length L2 along the longitudinal direction of the
本実施形態の作成方法では、第１工程Ｓ１～第６工程Ｓ６の一連の処理によって、溝状体４が形成されたトレッド部３（図２に示す）をモデリングしたトレッドモデル２５（ブロックモデル１６）が定義される。なお、新たな三次元メッシュＧの追加が不要である場合には、第５工程Ｓ５及び第６工程Ｓ６が省略されてもよい。トレッドモデル２５は、コンピュータ１に記憶される。
In the production method of the present embodiment, a tread model 25 (block model 16 ) is defined. In addition, when addition of a new three-dimensional mesh G is unnecessary, the fifth step S5 and the sixth step S6 may be omitted.
［第７工程（トレッドモデルの配置）］
次に、本実施形態の作成方法では、タイヤのトレッド部以外の部材をモデリングしたタイヤボディモデルに、トレッドモデル２５（ブロックモデル１６）が配置される（第７工程Ｓ７）。図８は、タイヤボディモデル２６にトレッドモデル２５が配置されたタイヤモデル２７の一例を示す概念図である。
[Seventh step (placement of tread model)]
Next, in the creation method of the present embodiment, the tread model 25 (block model 16) is arranged in a tire body model that models members other than the tread portion of the tire (seventh step S7). FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a
タイヤボディモデル２６は、従来のタイヤモデルの作成方法に基づいて、タイヤのサイドウォール部、ビード部、カーカス及びベルト層（いずれも図示省略）が、有限個の要素Ｈ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）でモデリングされたものである。要素Ｈ（ｉ）には、図４（ｂ）に示した要素Ｆ（ｉ）と同様のものが採用される。そして、タイヤボディモデル２６の外周面に、タイヤ回転軸の回りの曲率に基づいて湾曲させたトレッドモデル２５（ブロックモデル１６）が配置される。これにより、タイヤモデル２７が定義される。トレッドモデル２５を湾曲させる手順としては、例えば、特許文献（特許第６１５２００３号公報）に記載の手順が採用されうる。
The
第７工程Ｓ７では、トレッドモデル２５の湾曲により、図７に示した一対の第１メッシュ平面１７、１７の離隔距離Ｗ２が、タイヤ半径方向の内側から外側に向かって漸増する場合がある。このため、第７工程Ｓ７には、一対の第１メッシュ平面１７、１７の離隔距離Ｗ２が、タイヤ半径方向の全域に亘って一定となるように、一対の第１メッシュ平面１７、１７を変形させてもよい。これにより、本実施形態の作成方法では、溝状体４に対応する形状（溝状体モデル１８）を、精度よく形成することができる。タイヤモデル２７は、コンピュータ１に記憶される。
In the seventh step S7, due to the curvature of the
本実施形態の作成方法で作成されたタイヤモデル２７は、例えば、路面をモデリングした路面モデル（図示省略）を用いた転動計算等に用いられ、タイヤ性能に関する物理量が計算される。そして、物理量が良好であると判断された場合、タイヤモデル２７の作成に用いられたタイヤの設計因子に基づいて、タイヤが設計及び製造される。一方、物理量が良好でないと判断された場合、設計因子が変更された後に、本実施形態の作成方法に基づいて、新たなタイヤモデル２７が作成される。本実施形態の作成方法は、タイヤモデル２７を効率よく作成できるため、所望の性能を有するタイヤを短期間で設計及び製造することが可能となる。
The
［タイヤモデルの作成方法（第２実施形態）］
これまでの実施形態の作成方法では、第１工程Ｓ１において、図４（ｂ）に示されるように、サイプ５を埋めた三次元メッシュ（トレッドモデル）１２が定義されたが、このような態様に限定されない。第１工程Ｓ１では、サイプ５に代えて（又はサイプ５とともに）、周方向溝６Ａ、横溝６Ｂ又は細溝（図示省略）が埋められてもよい。この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。
[Method of Creating a Tire Model (Second Embodiment)]
In the creation method of the previous embodiment, in the first step S1, as shown in FIG. is not limited to In the first step S1, instead of the sipes 5 (or together with the sipes 5), the
この実施形態の作成方法では、図２に示した周方向溝６Ａ、横溝６Ｂ又は細溝（図示省略）に対応する第１メッシュ平面（図示省略）が特定される（第２工程Ｓ２）。次に、この実施形態の作成方法では、第１メッシュ平面が二重化されることにより、互いに重複した一対の第１メッシュ平面に修正される（第３工程Ｓ３）。そして、この実施形態の作成方法では、一対の第１メッシュ平面が、周方向溝６Ａ、横溝６Ｂ又は細溝の溝幅に対応する間隔で離隔するように、一対の第１メッシュ平面が変形させられる（第４工程Ｓ４）。これにより、この実施形態の作成方法では、周方向溝６Ａ、横溝６Ｂ又は細溝を有するタイヤが、効率よくモデリングされうる。
In the production method of this embodiment, a first mesh plane (not shown) corresponding to the
以上、本開示の特に好ましい実施形態について詳述したが、本開示は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 Although the particularly preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to the illustrated embodiments and can be modified in various ways.
図３に示した処理手順に基づいて、トレッド部にサイプからなる溝状体が形成されたタイヤの数値解析モデルが作成された（実施例及び比較例１～２）。 Based on the procedure shown in FIG. 3, a numerical analysis model of a tire having grooves made of sipes formed in the tread portion was created (Example and Comparative Examples 1 and 2).
実施例では、先ず、溝状体を埋めたトレッド部の三次元メッシュがコンピュータ上に定義され（第１工程）、溝状部に対応するメッシュ平面が、第１メッシュ平面として特定された（第２工程）。次に、実施例では、第１メッシュ平面が二重化されて、互いに重複した一対の第１メッシュ平面に修正され（第３工程）、一対の第１メッシュ平面が、溝状体の溝幅に対応する間隔で離隔するように、一対の第１メッシュ平面の変形が計算された（第４工程）。 In the embodiment, first, a three-dimensional mesh of the tread portion in which the groove-shaped body is embedded is defined on the computer (first step), and a mesh plane corresponding to the groove-shaped portion is specified as the first mesh plane (first 2 steps). Next, in the embodiment, the first mesh plane is doubled and corrected to a pair of mutually overlapping first mesh planes (third step), and the pair of first mesh planes correspond to the groove width of the groove-shaped body. The deformation of the pair of first mesh planes was calculated so that they were spaced apart by a distance (fourth step).
さらに、実施例では、一対の第１メッシュ平面間において、タイヤ半径方向の内端及び長手方向の外端の節点を含むように、新たな三次元メッシュが追加された（第５工程及び第６工程）。実施例では、これらの工程を経て、トレッドモデルが作成された。 Furthermore, in the embodiment, a new three-dimensional mesh is added between the pair of first mesh planes so as to include the node points at the inner end in the tire radial direction and the outer end in the longitudinal direction (the fifth step and the sixth step process). In the example, a tread model was created through these steps.
比較例１では、特許文献１に記載の手順に基づいて、トレッドの３次元パターンにサイピング面が設定され、さらに、サイピング面の一方側及び他方側に、サイピング内壁面がそれぞれ設定されることで、トレッドモデルが作成された。一方側のサイピング内壁面は、サイピング面の節点を一方側に複写した後に、その複写された節点を用いて定義された。他方側のサイピング内壁面は、サイピング面の節点を他方側に移動させた後に、その移動された節点を用いて定義された。
In Comparative Example 1, a siping surface is set in the three-dimensional pattern of the tread based on the procedure described in
比較例２では、特許文献（特許第４９４３８９３号公報）に手順に基づいて、トレッドモデルが作成された。比較例２では、トレッドの表面からサイプの底面までの第１領域と、サイプの底面からトレッドの底面までの第２領域とが、複数の３次元要素を用いて要素分割された。要素分割では、第１領域及び第２領域のうち、サイプが設けられる部分が、サイプの幅に基づく小さな要素が用いられた。 In Comparative Example 2, a tread model was created based on the procedure described in Patent Document (Japanese Patent No. 4943893). In Comparative Example 2, the first region from the tread surface to the sipe bottom surface and the second region from the sipe bottom surface to the tread bottom surface were divided using a plurality of three-dimensional elements. In the element division, a small element based on the width of the sipe was used for the portion where the sipe is provided in the first region and the second region.
実施例、及び、比較例１～２のトレッドモデルが、タイヤボディモデルに配置され、タイヤモデルが作成された。そして、実施例及び比較例１～２について、タイヤモデルの作成及び変更のしやすさ（効率性）、要素（メッシュ）の個数、サイプのタイヤ半径方向内側の要素の形状の質、及び、サイプの形状の精度が、５点法で評価された。なお、これらの評価は、４．０以上であれば良好である。 The tread models of Examples and Comparative Examples 1 and 2 were placed on a tire body model to create a tire model. Then, with regard to Examples and Comparative Examples 1 and 2, the ease of creating and changing tire models (efficiency), the number of elements (mesh), the quality of the shape of the elements on the inner side of the tire radial direction of the sipe, and the sipe The accuracy of the shape of was evaluated on a 5-point scale. In addition, these evaluations are favorable if they are 4.0 or more.
図９は、トレッドモデルの一部を示す概念図であり、（ｂ）は実施例、（ｃ）は比較例１、（ｄ）は比較例２の概念図である。テストの結果が表１に示される。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing a part of a tread model, (b) is a conceptual diagram of an example, (c) is a comparative example 1, and (d) is a conceptual diagram of a comparative example 2. As shown in FIG. The results of the tests are shown in Table 1.
テストの結果、実施例は、比較例１～２に比べて、タイヤモデルの作成及び変更の効率性を向上させることができた。したがって、実施例は、溝状体（サイプ）が形成されたタイヤを効率よくモデリングすることができた。 As a result of the test, the example was able to improve the efficiency of creating and changing the tire model compared to the comparative examples 1 and 2. Therefore, the example was able to efficiently model a tire in which groove-shaped bodies (sipes) were formed.
さらに、実施例は、比較例２に比べて、要素の個数を少なくでき、さらに、サイプの半径方向内側に、アスペクト比が悪い要素が形成されるのを防ぐことができた。また、実施例は、比較例１に比べて、実際のサイプ形状に近似させることができた。したがって、実施例は、溝状体（サイプ）が形成されたタイヤを、精度よくモデリングすることができた。 Furthermore, the example was able to reduce the number of elements compared to the comparative example 2, and was able to prevent the formation of an element with a poor aspect ratio inside the sipe in the radial direction. Moreover, in the example, compared with the comparative example 1, it was possible to approximate the shape of the actual sipe. Therefore, in the example, the tire in which the groove-shaped body (sipe) was formed could be accurately modeled.
［付記］
本開示は以下の態様を含む。
[Appendix]
The present disclosure includes the following aspects.
［本開示１］
トレッド部にサイプ又は溝からなる少なくとも一つの溝状体が形成されたタイヤの数値解析モデルを作成するための方法であって、
前記溝状体を埋めた前記トレッド部の三次元メッシュをコンピュータ上に定義する第１工程であって、前記三次元メッシュは、トレッド外表面からタイヤ半径方向内側に延びる複数のメッシュ平面を備えたものである、前記第１工程と、
前記コンピュータが、前記複数のメッシュ平面から、前記溝状部に対応する少なくとも一つのメッシュ平面を、第１メッシュ平面として特定する第２工程と、
前記コンピュータが、前記第１メッシュ平面を二重化することにより、互いに重複した一対の第１メッシュ平面に修正する第３工程と、
前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面を、前記溝状体の溝幅に対応する間隔で離隔するように、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる第４工程とを含む、
タイヤモデルの作成方法。
［本開示２］
前記メッシュ平面は、複数の節点を有し、
前記第４工程は、前記一対の第１メッシュ平面のタイヤ半径方向の内端に位置する節点を共有させた状態で、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる、本開示１に記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示３］
前記第１メッシュ平面は、タイヤ半径方向に複数のメッシュ平面を含み、
前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面間において、前記内端の節点を含むように、新たな三次元メッシュを追加する第５工程を含む、本開示２に記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示４］
前記第５工程は、前記内端の節点と、前記内端の節点からタイヤ半径方向外側で隣接する一対の節点とを含むように、前記新たな三次元メッシュを追加する、本開示３に記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示５］
前記第２工程は、前記トレッド外表面から前記内端までのタイヤ半径方向の深さが、前記溝状体の溝深さよりも大きくなるように、前記第１メッシュ平面を特定し、
前記第５工程は、前記深さを浅くなるように、前記新たな三次元メッシュを追加する、本開示３又は４に記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示６］
前記第４工程は、前記溝幅の半分の間隔に基づいて、前記一対の第１メッシュ平面を、前記溝状体の溝幅方向の外側にそれぞれ離隔させる、本開示１ないし５のいずれかに記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示７］
前記第４工程は、前記一対の第１メッシュ平面のタイヤ周方向の離隔距離が、タイヤ半径方向の全域に亘って一定となるように、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる、本開示１ないし６のいずれかに記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示８］
前記メッシュ平面は、複数の節点を有し、
前記第４工程は、前記一対の第１メッシュ平面の長手方向の外端に位置する節点を共有させた状態で、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる、本開示１ないし７のいずれかに記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示９］
前記第１メッシュ平面は、前記長手方向に複数のメッシュ平面を含み、
前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面間において、前記外端の節点を含むように、新たな三次元メッシュを追加する第６工程を含む、本開示８に記載のタイヤモデルの作成方法。
［本開示１０］
前記第２工程は、前記第１メッシュ平面の長手方向に沿った長さが、前記溝状体の長手方向に沿った長さよりも大きくなるように、前記第１メッシュ平面を特定し、
前記第６工程は、前記第１メッシュ平面の前記長さが短くなるように、前記新たな三次元メッシュを追加する、本開示９に記載のタイヤモデルの作成方法。
[Present Disclosure 1]
A method for creating a numerical analysis model of a tire in which at least one groove-shaped body consisting of sipes or grooves is formed in the tread portion,
A first step of defining on a computer a three-dimensional mesh of the tread portion filled with the groove-shaped body, the three-dimensional mesh comprising a plurality of mesh planes extending radially inward from the tread outer surface. The first step, which is a
a second step in which the computer identifies, from the plurality of mesh planes, at least one mesh plane corresponding to the groove-like portion as a first mesh plane;
a third step of correcting the first mesh plane to a pair of mutually overlapping first mesh planes by doubling the first mesh plane;
and a fourth step of deforming the pair of first mesh planes so that the computer separates the pair of first mesh planes by a spacing corresponding to the groove width of the groove-shaped body.
How to create a tire model.
[Disclosure 2]
The mesh plane has a plurality of nodes,
The tire model according to the
[Disclosure 3]
The first mesh plane includes a plurality of mesh planes in the tire radial direction,
The tire model creation method according to the present disclosure 2, wherein the computer includes a fifth step of adding a new three-dimensional mesh between the pair of first mesh planes to include the inner end node points.
[Disclosure 4]
3. According to a third aspect of the present disclosure, wherein the fifth step adds the new three-dimensional mesh so as to include the inner end node and a pair of adjacent node points outside the inner end node in the tire radial direction. How to create a tire model for .
[Disclosure 5]
In the second step, the first mesh plane is specified such that the depth in the tire radial direction from the tread outer surface to the inner end is greater than the groove depth of the groove-shaped body;
The tire model creation method according to the
[Disclosure 6]
6. Any one of
[Present Disclosure 7]
In the fourth step, the pair of first mesh planes are deformed such that the separation distance between the pair of first mesh planes in the tire circumferential direction is constant over the entire tire radial direction. 7. A method for creating a tire model according to any one of 1 to 6.
[Disclosure 8]
The mesh plane has a plurality of nodes,
8. Any one of the
[Disclosure 9]
the first mesh plane includes a plurality of mesh planes in the longitudinal direction;
9. The method of creating a tire model according to the present disclosure 8, wherein the computer includes a sixth step of adding a new three-dimensional mesh between the pair of first mesh planes to include the outer end nodes.
[Disclosure 10]
In the second step, the first mesh plane is specified such that the length along the longitudinal direction of the first mesh plane is greater than the length along the longitudinal direction of the groove-shaped body;
The tire model creation method according to the present disclosure 9, wherein the sixth step adds the new three-dimensional mesh such that the length of the first mesh plane is shortened.
Ｓ１ 第１工程
Ｓ２ 第２工程
Ｓ３ 第３工程
Ｓ４ 第４工程
S1 First step S2 Second step S3 Third step S4 Fourth step
Claims (10)
前記溝状体を埋めた前記トレッド部の三次元メッシュをコンピュータ上に定義する第１工程であって、前記三次元メッシュは、トレッド外表面からタイヤ半径方向内側に延びる複数のメッシュ平面を備えたものである、前記第１工程と、
前記コンピュータが、前記複数のメッシュ平面から、前記溝状部に対応する少なくとも一つのメッシュ平面を、第１メッシュ平面として特定する第２工程と、
前記コンピュータが、前記第１メッシュ平面を二重化することにより、互いに重複した一対の第１メッシュ平面に修正する第３工程と、
前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面を、前記溝状体の溝幅に対応する間隔で離隔するように、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる第４工程とを含む、
タイヤモデルの作成方法。 A method for creating a numerical analysis model of a tire in which at least one groove-shaped body consisting of sipes or grooves is formed in the tread portion,
A first step of defining on a computer a three-dimensional mesh of the tread portion filled with the groove-shaped body, the three-dimensional mesh comprising a plurality of mesh planes extending radially inward from the tread outer surface. The first step, which is a
a second step in which the computer identifies, from the plurality of mesh planes, at least one mesh plane corresponding to the groove-like portion as a first mesh plane;
a third step of correcting the first mesh plane to a pair of mutually overlapping first mesh planes by doubling the first mesh plane;
and a fourth step of deforming the pair of first mesh planes so that the computer separates the pair of first mesh planes by a spacing corresponding to the groove width of the groove-shaped body.
How to create a tire model.
前記第４工程は、前記一対の第１メッシュ平面のタイヤ半径方向の内端に位置する節点を共有させた状態で、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる、請求項１に記載のタイヤモデルの作成方法。 The mesh plane has a plurality of nodes,
2. The tire model according to claim 1, wherein in the fourth step, the pair of first mesh planes are deformed while sharing node points located at inner ends in the tire radial direction of the pair of first mesh planes. How to create.
前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面間において、前記内端の節点を含むように、新たな三次元メッシュを追加する第５工程を含む、請求項２に記載のタイヤモデルの作成方法。 The first mesh plane includes a plurality of mesh planes in the tire radial direction,
3. The method of creating a tire model according to claim 2, wherein said computer includes a fifth step of adding a new three-dimensional mesh between said pair of first mesh planes to include said inner end node points.
前記第５工程は、前記深さを浅くなるように、前記新たな三次元メッシュを追加する、請求項３又は４に記載のタイヤモデルの作成方法。 In the second step, the first mesh plane is specified such that the depth in the tire radial direction from the tread outer surface to the inner end is greater than the groove depth of the groove-shaped body;
5. The tire model creation method according to claim 3, wherein said fifth step adds said new three-dimensional mesh so as to make said depth shallower.
前記第４工程は、前記一対の第１メッシュ平面の長手方向の外端に位置する節点を共有させた状態で、前記一対の第１メッシュ平面を変形させる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のタイヤモデルの作成方法。 The mesh plane has a plurality of nodes,
8. The fourth step deforms the pair of first mesh planes while sharing nodes located at outer ends in the longitudinal direction of the pair of first mesh planes. How to create a tire model described in the section.
前記コンピュータが、前記一対の第１メッシュ平面間において、前記外端の節点を含むように、新たな三次元メッシュを追加する第６工程を含む、請求項８に記載のタイヤモデルの作成方法。 the first mesh plane includes a plurality of mesh planes in the longitudinal direction;
9. The method of creating a tire model according to claim 8, wherein said computer includes a sixth step of adding a new three-dimensional mesh between said pair of first mesh planes to include said outer end nodes.
前記第６工程は、前記第１メッシュ平面の前記長さが短くなるように、前記新たな三次元メッシュを追加する、請求項９に記載のタイヤモデルの作成方法。 The second step specifies the first mesh plane such that the length along the longitudinal direction of the first mesh plane is greater than the length along the longitudinal direction of the groove-shaped body;
10. The tire model creation method according to claim 9, wherein said sixth step adds said new three-dimensional mesh such that said length of said first mesh plane is shortened.
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