JP4566386B2 - 成形時の押出トレッド形状設計方法、成形時の押出トレッド形状設計支援システム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生タイヤでのトレッド（グリーンプロファイル）形状の設計方法等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ成形時の押出トレッド形状（単に「トレッド形状」ともいう）はトレッドパターンによって異なり、新しいトレッドパターンを作るには、そのパターンでの成形時のゴム流れ等を考慮して新規の押出トレッド形状を設計する必要がある。
【０００３】
従来、このトレッド形状の設計は、過去の類似トレッドパターンのトレッド形状を基に、設計者の経験・勘により行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記手法によると、熟練者でなければトレッド形状を設計するのは非常に困難である。しかも、熟練者であっても設計者の経験・勘による試行錯誤のため、最適なトレッド形状設定までに３〜４回の試作が必要であり面倒である。
さらに、過去の類似パターンがない場合は、より多くの試作が必要となり、トレッド形状の作成が一層大変なものとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、コンピュータを使って成形時の押出トレッド形状を容易に作成することができるトレッド形状作成方法等を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次の技術的手段を採用した。すなわち、本発明に係る押出成形時の押出トレッド形状設計方法は、コンピュータを用いて押出成形時の押出トレッド形状を設計する方法であって、トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤの周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出し、各分割体の体積を分割幅で割った値に応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフを表示装置に表示し、前記体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を作成して押出トレッド形状を得る。
【０００７】
タイヤを幅方向に分割して得られる各分割体の体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状は、最適なトレッド形状に近い形状を示しているので、この体積分布グラフを表示装置に表示させて、体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を手動又は自動的に得ることで、容易にトレッド形状を得ることができる。
なお、画面表示させる体積分布グラフとしては、後述の実施形態で示す縦型の棒グラフの他、横型の棒グラフ、又は折れ線グラフとすることができるが、いずれの形式のグラフであってもコンピュータが保持するデータとしては実質的には同一のものとすることができる。
【０００８】
このような体積分布グラフから前記押出成形時の押出トレッド形状を得るには、手動でトレッド形状を作図する他、体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された各平均値を頂点とするグラフを作成するのが好適である。
体積分布グラフの頂点を結ぶ形状をそのままトレッド形状とすることも可能であるが、成形時のゴム流れを考慮すると、隣接するグラフ頂点との平均値をとって、その平均値を頂点とするグラフの方が適切である。トレッド形状となるグラフは折れ線グラフとして画面表示するのが好ましいが、棒グラフでもよい。また、折れ線グラフをなだらかな曲線に変換して表示してもよい。
【０００９】
作成されるトレッド形状は、その体積が３次元モデルの体積とほぼ等しいことが要求されるので、作成された押出トレッド形状の体積を算出し、当該押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を算出して、当該差分が小さくなるように前記押出トレッド形状を修正するのが好適である。
また、本発明に係るコンピュータを用いた押出成形時の押出トレッド形状設計支援システムは、トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤ周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出する手段と、各分割体の体積の大きさに応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフを画面表示する手段と、体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を作成する手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
３次元モデルの各分割体の体積を算出し、各分割体の体積に応じて高さ（トレッド形状としての高さ）が変化する曲線（又は折れ線）を描くことで、当該曲線をトレッド形状とすることができる。
さらに、前記３次元モデルの分割幅は調節自在とされているのが好ましく、分割幅をユーザの経験等に基づいて自由に調節することで、色々な分割幅を試して最適な押出成形時の押出トレッド形状を得ることができる。
【００１１】
分割幅を入力又は分割幅を調節する手段としては、例えば、前記３次元モデルを画面表示する手段と、表示された３次元モデル上で分割位置を指示する手段とから構成することができる。この場合、ユーザが画面表示された３次元モデルを見ながら分割位置を指示することができるので、容易に分割幅を調節することができる。
【００１２】
さらに、分割された各分割体を分割された状態で、画面表示する手段を備えているのが好適である。この場合、ユーザは各分割体がどのように分割されたのかを容易に把握できる。
また、体積分布グラフから前記押出トレッド形状を得るための手段として、例えば、画面表示された体積分布グラフ上で、押出トレッド形状となる曲線の曲点位置を指示する手段を備えているのが好適である。体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状は最適なトレッド形状に近い形状をしているので、画面表示された体積分布グラフ上でトレッド形状を作図することで、容易に適切なトレッド形状を描くことができる。なお、トレッド形状となる曲線は例えば、折れ線（折れ線グラフ）とし、折れ線の折れ点（曲点）を指示することによって描かれるものとすることができるが、なだらかな曲線でもよい。
【００１３】
また、体積グラフから押出成形時の押出トレッド形状を得るための他の手段として、体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された平均値を頂点とするグラフを作成する手段を備えているのが好適である。
さらに、予め設定された分割幅で前記３次元モデルを分割して各分割体の体積を求めて体積分布グラフを画面表示し、体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された各平均値を頂点とするグラフを作成する一連の処理工程を一の実行開始操作によって自動実行する手段を備えていれば、押出成形時の押出トレッド形状作成を一層容易に行うことができる。
【００１４】
また、コンピュータによって作成された押出トレッド形状となるグラフの頂点位置を変更する手段を備えていれば、最適な押出成形時の押出トレッド形状になるように微調整をすべくトレッド形状の修正が行える。
そして、作成された押出トレッド形状の体積を算出し、当該押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を算出する手段を備えているのが好ましい。
【００１５】
なお、本発明に係る押出成形時の押出トレッド形状設計支援システムにおける各手段は、後述の実施形態においては、コンピュータの有する各種機能として実現されている。
また、本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、押出成形時の押出トレッド形状設計支援のためコンピュータに行わせるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤの周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出する処理と、各分割体の体積の大きさ応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフに基づいて作成された押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を表示装置に表示させる処理と、をコンピュータに行わせる。このコンピュータプログラムは、コンピュータのハードディスク又はその他の記録装置に記録されてコンピュータにより実行可能なものであり、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体又はネットワークを介して第三者に提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
本発明に係るトレッド形状設計支援システム１は、コンピュータにトレッド形状設計支援用のコンピュータプログラムを搭載して構成されている。このコンピュータは、処理装置及び記憶装置の他、画面表示を行う表示装置（ディスプレイ）、キーボード又はマウス（ポインティングデバイス）等の入力装置を備え、必要に応じてプリンタが接続される（図示省略）。
【００１７】
トレッド形状設計支援システム１は、３次元ＣＡＤ（システムＤ）を用いて作成されたタイヤの３次元モデルを用いてトレッド形状の作成するためのものである。
図１に示すように、システムＤでタイヤ１ピッチのトレッド部の３次元モデルを作成し、このシステムＤで作成された３次元モデルのデータファイルはトレッド形状作成支援システム１から読み込み可能とされている。
【００１８】
なお、トレッド形状設計支援システム１とシステムＤとは同一のコンピュータによって構成してもよいし、３次元モデルのデータファイルを共有可能にネットワーク接続された別々のコンピュータによって構成されていてもよい。
トレッド形状設計支援システム１が、前記３次元モデル（タイヤソリッドモデル）Ｍのデータファイルを読み込むと、システム１の表示装置に図２のようにトレッドパターンを有するトレッド部の１ピッチ分の３次元モデルＭが表示される。
【００１９】
トレッド形状（グリーンプロファイル形状）を得るための第１工程として、この３次元モデルＭのタイヤ幅方向（ショルダー方向）の分割を行う。図１に示すように、分割機能としては、手動操作による手動分割機能２とコンピュータによる自動分割機能３の２つが用意されている。
手動分割機能２は、ユーザが表示装置に画面表示された３次元モデルＭを見ながら、画面上でマウス等のポインティングディバイスを用いて３次元モデルＭ上で任意の場所で任意の数の分割位置（切断位置）Ｃを指示して任意の分割幅を決定することができるものである（図３参照）。手動分割機能２においては、コンピュータは、タイヤ幅方向における分割位置Ｃの指示入力を受け付けると、３次元モデルＭの表示空間における座標系に基づいて、分割位置座標や分割幅を算出し、各分割区間の分割幅等４を数値により画面表示する（図３参照）。
【００２０】
なお、ユーザは、画面表示された分割幅等４を参照して、分割位置をキーボード等の入力装置から数値入力することにより、分割位置Ｃを微調整することもできる。
また、タイヤがタイヤ赤道線に対して対称的なトレッドパターンを有する場合には、図３のように、幅方向半分の範囲の分割位置を設定すればよい。一方、非対称のトレッドパターンに対しては、幅方向全体の範囲の分割位置を設定することになる。
【００２１】
自動分割機能３は、予め設定された分割幅で３次元モデルを自動分割するものであり、自動分割３実行前に、分割幅を例えば、４ｍｍ、５ｍｍ又は６ｍｍに設定しておき、設定された一定の分割幅で分割を行うものである。なお、分割幅の初期値を例えば５ｍｍとしておき、分割幅の設定を行わない場合には、初期値を分割幅とすることができる。なお、自動分割３実行後に手動分割機能２を用いて、分割位置の微調整を行うこともできる。
【００２２】
トレッド形状を得るための第２工程として、分割された各分割体（分割ソリッド）の体積の計算５が行われる。各分割体の体積計算５は、予め設定されたトレッドパターン特性のパラメータ（３次元モデルを形作るパラメータ）、例えば、タイヤ径、ピッチ幅、ピッチ長さ、ピッチ数等、に基づいてコンピュータにより算出される。なお、タイヤ全周のピッチ数を掛けて、全周の体積も計算できる。
【００２３】
トレッド形状を得るための第３工程として、各分割体の体積分布グラフ６の作成とその画面表示が行われる。体積分布グラフ６は、横軸（一方の軸）Ｘがタイヤ幅方向を示し、縦軸（他方の軸）Ｙが分割体の体積に応じた値を示す棒グラフである。
図４の体積分布グラフ６では、１本の棒グラフが１つの分割体に対応し、１つの棒グラフの幅が対応する分割体の分割幅を示し、同じく棒グラフの高さが対応する分割体の体積をその分割幅で割った値（高さ）を示している。
【００２４】
また、各棒グラフは、分割体の分割順に並べられている。すなわち、図４の棒グラフＶ１は図３の分割体１の体積を分割幅で割った値を示しており、同様に棒グラフＶ２は分割体２を、棒グラフＶ３は分割体３を、棒グラフＶ４は分割体４を、棒グラフＶ５は分割体５を、棒グラフＶ６は分割体６を示している。
なお、体積分布グラフ５は、図４に示すようにスケールグラフ７付きで画面表示される。
【００２５】
トレッド形状を得るための第４工程として、トレッド形状（グリーンプロファイル形状）作成が行われる。図１に示すように、トレッド形状作成機能としては、手動作成機能９と自動作成機能１０の２つが用意されている。
手動作成機能９は、コンピュータ画面上の作図機能（ＣＡＤ）を用いて、ユーザが画面表示された体積分布グラフ６を見ながら、マウス等のポインティングデバイスを用いて体積分布グラフ６（スケールグラフ７）上でトレッド形状１２を作図するものである。この手動作成機能９においては、コンピュータは、作図された形状をトレッド形状として定義・記憶する。
【００２６】
前記体積分布グラフ６は、図４のように、各棒グラフの各頂点を結ぶ形状が最適なトレッド形状に近いものとなっており、グラフ５の頂点に沿った形状を描くことにより、適切なトレッド形状を作図することができる。
なお、ここでトレッド形状は、折れ点を指示入力することによりスケールグラフ７上に描かれる折れ線グラフとされている。
【００２７】
さらに、第５工程として、作成されたトレッド形状の体積算出がコンピュータにより行われ、３次元モデルＭの体積との比較１１が行われる。比較結果である体積差分（体積差の値又は割合）は、画面表示される。３次元モデルＭの体積と作成されたトレッド形状の体積は一致する必要があるから、ユーザは、画面表示された比較結果を参照しながら、体積差分が０に近づくように折れ点の位置を再設定してトレッド形状を修正し、これを繰り返して最適なトレッド形状を得る。また、分割位置も変えて修正を行うこともできる。
【００２８】
なお、作成されたトレッド形状の体積算出は、折れ線グラフ１２の下方範囲の面積に基づいて算出することができる。
自動作成機能１０は、適切なトレッド形状を手動作成９より更に容易に得るためのものであり、コンピュータが折れ線グラフ１２の各頂点位置を体積分布グラフに基づいて自動計算して、折れ線グラフ１２を自動作成するものである。
【００２９】
自動作成機能１０において、折れ線グラフの頂点は、次のように求められる。
まず、折れ線グラフ１２の頂点は体積分布グラフ６の各棒グラフ毎に算出され、次の規則に基づいて各頂点の位置が算出される。
（規則１）ある棒グラフＶ２の左右両側に棒グラフ（Ｖ１，Ｖ３）が存在する場合は、頂点ＡのＸ成分は３つの棒グラフ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）の中間位置とし、頂点ＡのＹ成分は、３つの棒グラフ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）の高さの平均（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３とする（図５（ａ）（ｂ）参照）。
【００３０】
（規則２）タイヤ幅方向（ショルダー方向）の端の棒グラフ（Ｖ３）については、頂点ＢのＸ成分は、その棒グラフ（Ｖ３）の中間位置とし、頂点ＢのＹ成分はその棒グラフ（Ｖ３）の高さとする（図５（ａ）参照）。
（規則３）対称性があるトレッドパターンの場合の中心軸（Ｙ軸）部分の棒グラフ（Ｖ１）については、頂点ＣのＸ成分は中心軸（Ｙ軸）位置とし、頂点ＣのＹ成分は、中心軸よりの棒グラフ（Ｖ１）２つ分とその隣りの棒グラフ（Ｖ２）との平均（Ｖ１＋Ｖ１＋Ｖ２）／３とする（図５（ａ）参照）。
【００３１】
なお、上記規則は例示的なものであり、隣接する棒グラフの頂点の値（高さ）との平均値を利用して折れ線グラフ１２の各頂点位置を求めるのであれば他の規則であってもよく、平均値計算に利用する棒グラフの数はさらに増加させることも可能である。また、中心軸（Ｙ軸）付近やタイヤ幅方向端の棒グラフのように隣接する棒グラフとの平均値を求めるために特別の規則（規則２，３）が必要な場合のように、規則１が利用されない範囲があってもよい。
【００３２】
このように自動作成された折れ線グラフは、トレッド形状として定義・記憶され、さらに、第５工程として、作成されたトレッド形状の体積算出がコンピュータにより行われ、３次元モデルＭの体積との比較が行われる。比較結果である体積差分（体積差の値又は割合）は画面表示される。上記自動生成規則によって生成されたトレッド形状の体積は、一般に３次元モデルＭに対する体積差が小さく適切な形状が容易に得られる。
【００３３】
なお、体積差を更にゼロに近づけたい場合には、手動作成機能９を用いて、折れ線グラフ１２の頂点の位置を微調整することができる。
トレッド形状が作成されると、タイヤ種別毎のパラメータテーブルにより、トレッド長さ、クラウン幅、トレッド全幅等をコンピュータにより自動計算させることができる。
【００３４】
図６は、以上のような工程における画面表示の一例を示しており、３次元（３Ｄ）モデルＭ、棒グラフ（体積分布グラフ）６，分割体（分割ソリッド）の表示配置概念図である。なお、各分割体は、見やすいようにそれぞれ分離して表示される。また、図７は、実際の表示画面であり、３次元モデルＭ、体積分布グラフ、分割体の他、作成された折れ線グラフ１２（トレッド形状）、スケールグラフ７が表示されている。図６又は図７のような画面表示は、プリンタにより出力することもできる。また、トレッド長さ、体積などの計算結果、クラウン幅、トレッド全幅の位置表示などの画面表示又はプリンタ出力が可能である。
【００３５】
また、作成されたトレッド形状の座標、体積、トレッド長さ等の情報は、データファイルとして記憶装置に記録され、トレッド形状のデータファイルを別途利用できるようになっている。
また、本トレッド形状設計支援システム１では、上記第１工程から第４工程までの一連の処理工程を一の実行開始操作によって自動実行する自動実行機能を備えている。トレッド部の３次元モデルＭのデータファイルを読み込んだ後、ユーザが自動実行開始操作を行うと、自動分割機能３により予め設定された分割幅で３次元モデルＭを分割して各分割体の体積を求めて体積分布グラフ６を作成し、体積分布グラフから折れ線グラフの自動作成機能１０により折れ線グラフ（トレッド形状）１２を作成し、図７のような画面を表示すると共に作成されたトレッド形状の体積と３次元モデルＭの体積との差分を画面表示する。この自動実行機能により、非常に容易にトレッド形状が得られる。
【００３６】
また、作成されたトレッド形状は手動作成機能を用いて折れ線グラフの頂点位置を変更することにより、３次元モデルの体積差分がゼロに近づくようにトレッド形状を修正することも可能である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲に含まれるすべての変形例を包含する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、トレッド部の３次元モデルを分割して得られた体積分布グラフを用いて、容易にトレッド形状を得ることができるので、トレッド作成経験者でなくともトレッド形状の設計を行うことができ、経験者であれば一層の効果がある。また、トレッド形状の試作の回数も減らすことができるので、コスト節減になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るトレッド形状設計支援システムの概略構成図である。
【図２】 ３次元モデルの画面表示図である。
【図３】 ３次元モデルの分割の仕方の概念図及び分割幅の表示図である。
【図４】 スケールグラフ付きの体積分布グラフ及びトレッド形状を示す折れ線グラフである。
【図５】 折れ線グラフの自動作成規則の説明図である。
【図６】 ３次元モデル、体積分布グラフ及び分割体の画面表示配置図である。
【図７】 図６に対応する実際の画面表示図である。
【符号の説明】
１ トレッド形状設計支援システム
２ 手動分割
３ 自動分割
４ 分割幅表示
５ 分割体の体積計算
６ 体積分布グラフ
７ スケールグラフ
９ 折れ線グラフの手動作成
１０ 折れ線グラフの自動作成
１１ 体積差計算
１２ トレッド形状（折れ線）
Ｍ ３次元モデル
【発明の属する技術分野】
本発明は、生タイヤでのトレッド（グリーンプロファイル）形状の設計方法等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ成形時の押出トレッド形状（単に「トレッド形状」ともいう）はトレッドパターンによって異なり、新しいトレッドパターンを作るには、そのパターンでの成形時のゴム流れ等を考慮して新規の押出トレッド形状を設計する必要がある。
【０００３】
従来、このトレッド形状の設計は、過去の類似トレッドパターンのトレッド形状を基に、設計者の経験・勘により行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記手法によると、熟練者でなければトレッド形状を設計するのは非常に困難である。しかも、熟練者であっても設計者の経験・勘による試行錯誤のため、最適なトレッド形状設定までに３〜４回の試作が必要であり面倒である。
さらに、過去の類似パターンがない場合は、より多くの試作が必要となり、トレッド形状の作成が一層大変なものとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、コンピュータを使って成形時の押出トレッド形状を容易に作成することができるトレッド形状作成方法等を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次の技術的手段を採用した。すなわち、本発明に係る押出成形時の押出トレッド形状設計方法は、コンピュータを用いて押出成形時の押出トレッド形状を設計する方法であって、トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤの周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出し、各分割体の体積を分割幅で割った値に応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフを表示装置に表示し、前記体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を作成して押出トレッド形状を得る。
【０００７】
タイヤを幅方向に分割して得られる各分割体の体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状は、最適なトレッド形状に近い形状を示しているので、この体積分布グラフを表示装置に表示させて、体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を手動又は自動的に得ることで、容易にトレッド形状を得ることができる。
なお、画面表示させる体積分布グラフとしては、後述の実施形態で示す縦型の棒グラフの他、横型の棒グラフ、又は折れ線グラフとすることができるが、いずれの形式のグラフであってもコンピュータが保持するデータとしては実質的には同一のものとすることができる。
【０００８】
このような体積分布グラフから前記押出成形時の押出トレッド形状を得るには、手動でトレッド形状を作図する他、体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された各平均値を頂点とするグラフを作成するのが好適である。
体積分布グラフの頂点を結ぶ形状をそのままトレッド形状とすることも可能であるが、成形時のゴム流れを考慮すると、隣接するグラフ頂点との平均値をとって、その平均値を頂点とするグラフの方が適切である。トレッド形状となるグラフは折れ線グラフとして画面表示するのが好ましいが、棒グラフでもよい。また、折れ線グラフをなだらかな曲線に変換して表示してもよい。
【０００９】
作成されるトレッド形状は、その体積が３次元モデルの体積とほぼ等しいことが要求されるので、作成された押出トレッド形状の体積を算出し、当該押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を算出して、当該差分が小さくなるように前記押出トレッド形状を修正するのが好適である。
また、本発明に係るコンピュータを用いた押出成形時の押出トレッド形状設計支援システムは、トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤ周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出する手段と、各分割体の体積の大きさに応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフを画面表示する手段と、体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を作成する手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
３次元モデルの各分割体の体積を算出し、各分割体の体積に応じて高さ（トレッド形状としての高さ）が変化する曲線（又は折れ線）を描くことで、当該曲線をトレッド形状とすることができる。
さらに、前記３次元モデルの分割幅は調節自在とされているのが好ましく、分割幅をユーザの経験等に基づいて自由に調節することで、色々な分割幅を試して最適な押出成形時の押出トレッド形状を得ることができる。
【００１１】
分割幅を入力又は分割幅を調節する手段としては、例えば、前記３次元モデルを画面表示する手段と、表示された３次元モデル上で分割位置を指示する手段とから構成することができる。この場合、ユーザが画面表示された３次元モデルを見ながら分割位置を指示することができるので、容易に分割幅を調節することができる。
【００１２】
さらに、分割された各分割体を分割された状態で、画面表示する手段を備えているのが好適である。この場合、ユーザは各分割体がどのように分割されたのかを容易に把握できる。
また、体積分布グラフから前記押出トレッド形状を得るための手段として、例えば、画面表示された体積分布グラフ上で、押出トレッド形状となる曲線の曲点位置を指示する手段を備えているのが好適である。体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状は最適なトレッド形状に近い形状をしているので、画面表示された体積分布グラフ上でトレッド形状を作図することで、容易に適切なトレッド形状を描くことができる。なお、トレッド形状となる曲線は例えば、折れ線（折れ線グラフ）とし、折れ線の折れ点（曲点）を指示することによって描かれるものとすることができるが、なだらかな曲線でもよい。
【００１３】
また、体積グラフから押出成形時の押出トレッド形状を得るための他の手段として、体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された平均値を頂点とするグラフを作成する手段を備えているのが好適である。
さらに、予め設定された分割幅で前記３次元モデルを分割して各分割体の体積を求めて体積分布グラフを画面表示し、体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された各平均値を頂点とするグラフを作成する一連の処理工程を一の実行開始操作によって自動実行する手段を備えていれば、押出成形時の押出トレッド形状作成を一層容易に行うことができる。
【００１４】
また、コンピュータによって作成された押出トレッド形状となるグラフの頂点位置を変更する手段を備えていれば、最適な押出成形時の押出トレッド形状になるように微調整をすべくトレッド形状の修正が行える。
そして、作成された押出トレッド形状の体積を算出し、当該押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を算出する手段を備えているのが好ましい。
【００１５】
なお、本発明に係る押出成形時の押出トレッド形状設計支援システムにおける各手段は、後述の実施形態においては、コンピュータの有する各種機能として実現されている。
また、本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、押出成形時の押出トレッド形状設計支援のためコンピュータに行わせるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤの周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出する処理と、各分割体の体積の大きさ応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフに基づいて作成された押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を表示装置に表示させる処理と、をコンピュータに行わせる。このコンピュータプログラムは、コンピュータのハードディスク又はその他の記録装置に記録されてコンピュータにより実行可能なものであり、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体又はネットワークを介して第三者に提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
本発明に係るトレッド形状設計支援システム１は、コンピュータにトレッド形状設計支援用のコンピュータプログラムを搭載して構成されている。このコンピュータは、処理装置及び記憶装置の他、画面表示を行う表示装置（ディスプレイ）、キーボード又はマウス（ポインティングデバイス）等の入力装置を備え、必要に応じてプリンタが接続される（図示省略）。
【００１７】
トレッド形状設計支援システム１は、３次元ＣＡＤ（システムＤ）を用いて作成されたタイヤの３次元モデルを用いてトレッド形状の作成するためのものである。
図１に示すように、システムＤでタイヤ１ピッチのトレッド部の３次元モデルを作成し、このシステムＤで作成された３次元モデルのデータファイルはトレッド形状作成支援システム１から読み込み可能とされている。
【００１８】
なお、トレッド形状設計支援システム１とシステムＤとは同一のコンピュータによって構成してもよいし、３次元モデルのデータファイルを共有可能にネットワーク接続された別々のコンピュータによって構成されていてもよい。
トレッド形状設計支援システム１が、前記３次元モデル（タイヤソリッドモデル）Ｍのデータファイルを読み込むと、システム１の表示装置に図２のようにトレッドパターンを有するトレッド部の１ピッチ分の３次元モデルＭが表示される。
【００１９】
トレッド形状（グリーンプロファイル形状）を得るための第１工程として、この３次元モデルＭのタイヤ幅方向（ショルダー方向）の分割を行う。図１に示すように、分割機能としては、手動操作による手動分割機能２とコンピュータによる自動分割機能３の２つが用意されている。
手動分割機能２は、ユーザが表示装置に画面表示された３次元モデルＭを見ながら、画面上でマウス等のポインティングディバイスを用いて３次元モデルＭ上で任意の場所で任意の数の分割位置（切断位置）Ｃを指示して任意の分割幅を決定することができるものである（図３参照）。手動分割機能２においては、コンピュータは、タイヤ幅方向における分割位置Ｃの指示入力を受け付けると、３次元モデルＭの表示空間における座標系に基づいて、分割位置座標や分割幅を算出し、各分割区間の分割幅等４を数値により画面表示する（図３参照）。
【００２０】
なお、ユーザは、画面表示された分割幅等４を参照して、分割位置をキーボード等の入力装置から数値入力することにより、分割位置Ｃを微調整することもできる。
また、タイヤがタイヤ赤道線に対して対称的なトレッドパターンを有する場合には、図３のように、幅方向半分の範囲の分割位置を設定すればよい。一方、非対称のトレッドパターンに対しては、幅方向全体の範囲の分割位置を設定することになる。
【００２１】
自動分割機能３は、予め設定された分割幅で３次元モデルを自動分割するものであり、自動分割３実行前に、分割幅を例えば、４ｍｍ、５ｍｍ又は６ｍｍに設定しておき、設定された一定の分割幅で分割を行うものである。なお、分割幅の初期値を例えば５ｍｍとしておき、分割幅の設定を行わない場合には、初期値を分割幅とすることができる。なお、自動分割３実行後に手動分割機能２を用いて、分割位置の微調整を行うこともできる。
【００２２】
トレッド形状を得るための第２工程として、分割された各分割体（分割ソリッド）の体積の計算５が行われる。各分割体の体積計算５は、予め設定されたトレッドパターン特性のパラメータ（３次元モデルを形作るパラメータ）、例えば、タイヤ径、ピッチ幅、ピッチ長さ、ピッチ数等、に基づいてコンピュータにより算出される。なお、タイヤ全周のピッチ数を掛けて、全周の体積も計算できる。
【００２３】
トレッド形状を得るための第３工程として、各分割体の体積分布グラフ６の作成とその画面表示が行われる。体積分布グラフ６は、横軸（一方の軸）Ｘがタイヤ幅方向を示し、縦軸（他方の軸）Ｙが分割体の体積に応じた値を示す棒グラフである。
図４の体積分布グラフ６では、１本の棒グラフが１つの分割体に対応し、１つの棒グラフの幅が対応する分割体の分割幅を示し、同じく棒グラフの高さが対応する分割体の体積をその分割幅で割った値（高さ）を示している。
【００２４】
また、各棒グラフは、分割体の分割順に並べられている。すなわち、図４の棒グラフＶ１は図３の分割体１の体積を分割幅で割った値を示しており、同様に棒グラフＶ２は分割体２を、棒グラフＶ３は分割体３を、棒グラフＶ４は分割体４を、棒グラフＶ５は分割体５を、棒グラフＶ６は分割体６を示している。
なお、体積分布グラフ５は、図４に示すようにスケールグラフ７付きで画面表示される。
【００２５】
トレッド形状を得るための第４工程として、トレッド形状（グリーンプロファイル形状）作成が行われる。図１に示すように、トレッド形状作成機能としては、手動作成機能９と自動作成機能１０の２つが用意されている。
手動作成機能９は、コンピュータ画面上の作図機能（ＣＡＤ）を用いて、ユーザが画面表示された体積分布グラフ６を見ながら、マウス等のポインティングデバイスを用いて体積分布グラフ６（スケールグラフ７）上でトレッド形状１２を作図するものである。この手動作成機能９においては、コンピュータは、作図された形状をトレッド形状として定義・記憶する。
【００２６】
前記体積分布グラフ６は、図４のように、各棒グラフの各頂点を結ぶ形状が最適なトレッド形状に近いものとなっており、グラフ５の頂点に沿った形状を描くことにより、適切なトレッド形状を作図することができる。
なお、ここでトレッド形状は、折れ点を指示入力することによりスケールグラフ７上に描かれる折れ線グラフとされている。
【００２７】
さらに、第５工程として、作成されたトレッド形状の体積算出がコンピュータにより行われ、３次元モデルＭの体積との比較１１が行われる。比較結果である体積差分（体積差の値又は割合）は、画面表示される。３次元モデルＭの体積と作成されたトレッド形状の体積は一致する必要があるから、ユーザは、画面表示された比較結果を参照しながら、体積差分が０に近づくように折れ点の位置を再設定してトレッド形状を修正し、これを繰り返して最適なトレッド形状を得る。また、分割位置も変えて修正を行うこともできる。
【００２８】
なお、作成されたトレッド形状の体積算出は、折れ線グラフ１２の下方範囲の面積に基づいて算出することができる。
自動作成機能１０は、適切なトレッド形状を手動作成９より更に容易に得るためのものであり、コンピュータが折れ線グラフ１２の各頂点位置を体積分布グラフに基づいて自動計算して、折れ線グラフ１２を自動作成するものである。
【００２９】
自動作成機能１０において、折れ線グラフの頂点は、次のように求められる。
まず、折れ線グラフ１２の頂点は体積分布グラフ６の各棒グラフ毎に算出され、次の規則に基づいて各頂点の位置が算出される。
（規則１）ある棒グラフＶ２の左右両側に棒グラフ（Ｖ１，Ｖ３）が存在する場合は、頂点ＡのＸ成分は３つの棒グラフ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）の中間位置とし、頂点ＡのＹ成分は、３つの棒グラフ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）の高さの平均（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３とする（図５（ａ）（ｂ）参照）。
【００３０】
（規則２）タイヤ幅方向（ショルダー方向）の端の棒グラフ（Ｖ３）については、頂点ＢのＸ成分は、その棒グラフ（Ｖ３）の中間位置とし、頂点ＢのＹ成分はその棒グラフ（Ｖ３）の高さとする（図５（ａ）参照）。
（規則３）対称性があるトレッドパターンの場合の中心軸（Ｙ軸）部分の棒グラフ（Ｖ１）については、頂点ＣのＸ成分は中心軸（Ｙ軸）位置とし、頂点ＣのＹ成分は、中心軸よりの棒グラフ（Ｖ１）２つ分とその隣りの棒グラフ（Ｖ２）との平均（Ｖ１＋Ｖ１＋Ｖ２）／３とする（図５（ａ）参照）。
【００３１】
なお、上記規則は例示的なものであり、隣接する棒グラフの頂点の値（高さ）との平均値を利用して折れ線グラフ１２の各頂点位置を求めるのであれば他の規則であってもよく、平均値計算に利用する棒グラフの数はさらに増加させることも可能である。また、中心軸（Ｙ軸）付近やタイヤ幅方向端の棒グラフのように隣接する棒グラフとの平均値を求めるために特別の規則（規則２，３）が必要な場合のように、規則１が利用されない範囲があってもよい。
【００３２】
このように自動作成された折れ線グラフは、トレッド形状として定義・記憶され、さらに、第５工程として、作成されたトレッド形状の体積算出がコンピュータにより行われ、３次元モデルＭの体積との比較が行われる。比較結果である体積差分（体積差の値又は割合）は画面表示される。上記自動生成規則によって生成されたトレッド形状の体積は、一般に３次元モデルＭに対する体積差が小さく適切な形状が容易に得られる。
【００３３】
なお、体積差を更にゼロに近づけたい場合には、手動作成機能９を用いて、折れ線グラフ１２の頂点の位置を微調整することができる。
トレッド形状が作成されると、タイヤ種別毎のパラメータテーブルにより、トレッド長さ、クラウン幅、トレッド全幅等をコンピュータにより自動計算させることができる。
【００３４】
図６は、以上のような工程における画面表示の一例を示しており、３次元（３Ｄ）モデルＭ、棒グラフ（体積分布グラフ）６，分割体（分割ソリッド）の表示配置概念図である。なお、各分割体は、見やすいようにそれぞれ分離して表示される。また、図７は、実際の表示画面であり、３次元モデルＭ、体積分布グラフ、分割体の他、作成された折れ線グラフ１２（トレッド形状）、スケールグラフ７が表示されている。図６又は図７のような画面表示は、プリンタにより出力することもできる。また、トレッド長さ、体積などの計算結果、クラウン幅、トレッド全幅の位置表示などの画面表示又はプリンタ出力が可能である。
【００３５】
また、作成されたトレッド形状の座標、体積、トレッド長さ等の情報は、データファイルとして記憶装置に記録され、トレッド形状のデータファイルを別途利用できるようになっている。
また、本トレッド形状設計支援システム１では、上記第１工程から第４工程までの一連の処理工程を一の実行開始操作によって自動実行する自動実行機能を備えている。トレッド部の３次元モデルＭのデータファイルを読み込んだ後、ユーザが自動実行開始操作を行うと、自動分割機能３により予め設定された分割幅で３次元モデルＭを分割して各分割体の体積を求めて体積分布グラフ６を作成し、体積分布グラフから折れ線グラフの自動作成機能１０により折れ線グラフ（トレッド形状）１２を作成し、図７のような画面を表示すると共に作成されたトレッド形状の体積と３次元モデルＭの体積との差分を画面表示する。この自動実行機能により、非常に容易にトレッド形状が得られる。
【００３６】
また、作成されたトレッド形状は手動作成機能を用いて折れ線グラフの頂点位置を変更することにより、３次元モデルの体積差分がゼロに近づくようにトレッド形状を修正することも可能である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲に含まれるすべての変形例を包含する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、トレッド部の３次元モデルを分割して得られた体積分布グラフを用いて、容易にトレッド形状を得ることができるので、トレッド作成経験者でなくともトレッド形状の設計を行うことができ、経験者であれば一層の効果がある。また、トレッド形状の試作の回数も減らすことができるので、コスト節減になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るトレッド形状設計支援システムの概略構成図である。
【図２】 ３次元モデルの画面表示図である。
【図３】 ３次元モデルの分割の仕方の概念図及び分割幅の表示図である。
【図４】 スケールグラフ付きの体積分布グラフ及びトレッド形状を示す折れ線グラフである。
【図５】 折れ線グラフの自動作成規則の説明図である。
【図６】 ３次元モデル、体積分布グラフ及び分割体の画面表示配置図である。
【図７】 図６に対応する実際の画面表示図である。
【符号の説明】
１ トレッド形状設計支援システム
２ 手動分割
３ 自動分割
４ 分割幅表示
５ 分割体の体積計算
６ 体積分布グラフ
７ スケールグラフ
９ 折れ線グラフの手動作成
１０ 折れ線グラフの自動作成
１１ 体積差計算
１２ トレッド形状（折れ線）
Ｍ ３次元モデル
Claims (13)
- コンピュータを用いて押出成形時の押出トレッド形状を設計する方法であって、
トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤの周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出し、
各分割体の体積を分割幅で割った値に応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフを表示装置に表示し、
前記体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を作成して押出トレッド形状を得る
ことを特徴とする押出成形時の押出トレッド形状設計方法。 - 前記押出トレッド形状は、
体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された各平均値を頂点とするグラフを作成することにより得る
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形時の押出トレッド形状設計方法。 - 作成された押出トレッド形状の体積を算出し、
当該押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を算出して、
当該差分が小さくなるように前記押出トレッド形状を修正する
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形時の押出トレッド形状設計方法。 - コンピュータを用いた押出成形時の押出トレッド形状設計支援システムであって、
トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤ周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出する手段と、
各分割体の体積の大きさに応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフを画面表示する手段と、
体積分布グラフの各頂点を結ぶ形状に沿った形状を作成する手段とを備えている
ことを特徴とする押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 前記３次元モデルの分割幅が調節自在とされている
ことを特徴とする請求項４記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 前記３次元モデルを画面表示する手段を備え、
表示された３次元モデル上で分割位置を指示する手段を備えている
ことを特徴とする請求項４又は５記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 分割された各分割体を画面表示する手段を備えている
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 画面表示された体積分布グラフ上で、押出トレッド形状となる曲線の曲点位置を指示する手段を備えている
ことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、算出された平均値を頂点とするグラフを作成する手段を備えている
ことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 予め設定された分割幅で前記３次元モデルを分割して各分割体の体積を求めて体積分布グラフを画面表示し、
体積分布グラフのある頂点と隣接する一又は複数の他の頂点との平均値を各頂点について算出し、
算出された各平均値を頂点とするグラフを作成する一連の処理工程を一の実行開始操作によって自動実行する手段を備えている
ことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 押出トレッド形状となるグラフの頂点位置を変更する手段を備えている
ことを特徴とする請求項９又は１０記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 作成された押出トレッド形状の体積を算出し、
当該押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を算出する手段を備えている
ことを特徴とする請求項４〜１１のいずれか１項に記載の押出成形時の押出トレッド形状設計支援システム。 - 押出成形時の押出トレッド形状設計支援のためコンピュータに行わせるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
トレッドパターンを有するトレッド部のタイヤの周方向所定長さ分の３次元モデルをタイヤ幅方向に任意の分割幅で分割して各分割体の体積を算出する処理と、
各分割体の体積の大きさ応じた頂点位置を持つように分割体の分割順に並べられた体積分布グラフに基づいて作成された押出トレッド形状の体積と前記３次元モデルの体積との差分を表示装置に表示させる処理と、
をコンピュータに行わせるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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