JP6424543B2 - タイヤのシミュレーション方法およびタイヤ性能評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのシミュレーション方法、タイヤ性能評価方法および前記方法を用いて設計されたタイヤに関する。

従来、新規タイヤの設計時には、タイヤの有限要素モデルを用いてシミュレーションをおこない、転がり抵抗等の性能評価を行っている。このような性能評価では、タイヤ全体の３次元モデルを用いてシミュレーションを行うのが通例であるが、タイヤ全体のモデルを用いるとモデルの作成や計算に時間や人手がかかり、シミュレーションにかかるコストが大きくなる。
このため、例えば下記特許文献１では、タイヤの周方向に延びる溝に起因する騒音をシミュレートするのに際して、タイヤの接地形状に関する平板ブロックの有限要素モデルである３次元形状の平板モデルを用いてシミュレーションを行う技術が開示されている。

特開２０１２−２０１３３７号公報

上記特許文献１では、タイヤに対して垂直方向（厚さ方向）にのみ荷重または変位を与えており、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向への圧縮は考慮されていない。よって、上記特許文献１にかかる方法は、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向への力に関係するパラメータ、例えばタイヤの転がり抵抗の評価には用いることができないという課題がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、タイヤの転がり抵抗性能等を評価するに際して、精度よく短時間でシミュレーションおよび評価を行うことができるタイヤのシミュレーション方法およびタイヤ性能評価方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるタイヤのシミュレーション方法は、タイヤのトレッド部に設けられたトレッドパターンを含み、前記タイヤの接地面を示す平板状の有限要素モデルをコンピュータが有限要素モデル作成プログラムを実行することにより形成する平板モデル形成工程と、前記有限要素モデルに対して、タイヤ幅方向の圧縮変形を維持した状態で、タイヤ周方向への圧縮変形を模擬する有限要素法解析を前記コンピュータが有限要素解析プログラムを実行することにより行い、前記タイヤ周方向の変位量と当該変位量を与えるのに必要な荷重との関係を前記コンピュータにより算出する圧縮変形工程と、前記タイヤ周方向の前記変位量と前記荷重との関係に基づいて、前記トレッド部における周圧縮剛性を前記コンピュータが特性計算プログラムを実行することにより算出する周圧縮剛性算出工程と、を含むことを特徴とする。
請求項２の発明にかかるタイヤのシミュレーション方法は、前記周圧縮剛性算出工程では、前記タイヤ周方向の前記変位量を示す周圧縮率が２％以上５％以下の領域における前記荷重の変化率を前記周圧縮剛性として算出する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかるタイヤのシミュレーション方法は、前記圧縮変形工程では、前記タイヤ幅方向への圧縮変位量は固定されており、前記タイヤ幅方向への圧縮変位量は、前記トレッド部の展開幅と接地幅との差分である、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかるタイヤ性能評価方法は、請求項１から３のいずれか１項記載のタイヤのシミュレーション方法を用いてタイヤのトレッド部における転がり抵抗性能を評価するタイヤ性能評価方法であって、前記周圧縮剛性算出工程で算出された前記周圧縮剛性に基づいて、前記トレッド部における前記転がり抵抗性能を前記コンピュータが前記特性計算プログラムを実行することで評価する評価工程をさらに含み、前記評価工程では、前記周圧縮剛性が大きいほど前記転がり抵抗性能が高いと評価する、ことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤの接地面に対応する平板モデルを用いて周圧縮剛性を算出するので、全体モデルを用いてシミュレーションを行うよりも条件設定や計算を単純化することができ、シミュレーションにかかるコストを低減することができる。また、タイヤ周方向のみならずタイヤ幅方向への圧縮変形を考慮するので、実際の接地状態に近い条件でシミュレーションを行うことができ、シミュレーション結果の精度を向上させることができる。
本発明によれば、変形に対する荷重の変化が安定する周圧縮率２％以上における荷重の変化率を用いて周圧縮剛性を算出するので、信頼性の高い周圧縮剛性を算出することができる。また、実際のタイヤ使用時には生じる可能性が低い周圧縮率５％を超える範囲における荷重の変化率を除外して周圧縮剛性を算出するので、精度の高い周圧縮剛性を得ることができる。
本発明によれば、トレッド部の展開幅と接地幅との差分をタイヤ幅方向に圧縮変形させるので、実際のタイヤ使用時に近い条件で周圧縮剛性を算出することができ、シミュレーションの精度を向上させることができる。
本発明によれば、平板モデルを用いて簡便にタイヤの転がり抵抗性能を評価することができ、タイヤの性能評価にかかるコストを低減することができる。
本発明によれば、設計したタイヤを簡便な処理によって評価することができるので、設計作業の効率を向上させることができる。

実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法の対象となるタイヤ１０の一例を示す説明図である。 実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法を実行するためのコンピュータ３０の構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法の手順を示すフローチャートである。 シミュレーションに用いる平板モデルの正面図である。 シミュレーションに用いる平板モデルの斜視図である。 各平板モデルＭ１〜Ｍ３をタイヤ周方向の圧縮変形した際の形状を示す説明図である。 各平板モデルＭ１〜Ｍ３をタイヤ周方向の圧縮変形した際の周圧縮率と荷重との関係を示すグラフである。 タイヤ１０の全体モデルを用いて算出した転がり抵抗を示すグラフである。 平板モデルを用いた解析結果と全体モデルを用いた解析結果との相関関係を示すグラフである。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるタイヤのシミュレーション方法、タイヤ性能評価方法およびタイヤの好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法の対象となるタイヤ１０の一例を示す説明図であり、図１Ａはタイヤ１０全体の斜視図であり、図１Ｂは図１Ａに示すタイヤ１０をタイヤ幅方向に切断した断面図である。
なお、図１Ａに示すように、タイヤ幅方向とはタイヤ１０の移動方向に対して直交する方向であり、タイヤ周方向とは、タイヤ１０の回転方向に沿った方向である。

図１に示すように、タイヤ１０の形状は、トレッド部１０２、サイドウォール部１０４、ビード部１０６に大別される。
また、タイヤ１０の内部構造は、ビードコア１１０と、ビードフィラー１２０と、カーカス層１３０と、ベルト層１４０と、トレッドゴム１５０と、サイドウォールゴム１６０とを備える。
ビードコア１１０は、環状構造を有し、左右一対を一組として構成される。ビードフィラー１２０は、アッパーフィラー１２２およびローアーフィラー１２１から成り、ビードコア１１０のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのビード部１０６を補強する。カーカス層１３０は、単層構造を有し、左右のビードコア１１０間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。カーカス層１３０の両端部は、ビードフィラー１２０を包み込むようにタイヤ幅方向外側に折り返されて係止される。ベルト層１４０は、積層された複数のベルトプライ１４１〜１４４から成り、カーカス層１３０のタイヤ径方向外周に配置される。ベルトプライ１４１〜１４４は、スチール繊維材あるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードを圧延加工して構成される。トレッドゴム１５０は、カーカス層１３０およびベルト層１４０のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部１０２を構成する。サイドウォールゴム１６０は、左右一対を一組として構成され、カーカス層１３０のタイヤ幅方向外側に配置されてタイヤのサイドウォール部１０４を構成する。

トレッド部１０２は、直接路面と接するトレッド面１０２２を形成する。
トレッド面１０２２の表面には、車両の制動性能の向上やタイヤ１０の排水性能の向上、騒音の抑制等を図るため、トレッドパターンＴが形成されている。
図１Ａに示すように、本実施の形態では、トレッドパターンＴとしてタイヤ周方向に沿ったリブ溝ＴＬとタイヤ幅方向に沿ったラグ溝ＴＲとが形成されている。リブ溝ＴＬは、例えばタイヤ赤道ＣＬを中心にタイヤ幅方向に対称に設けられている。図１Ｂでは、計４本のリブ溝ＴＬ１〜ＴＬ４を図示している。

図２は、実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法を実行するためのコンピュータ３０の構成を示すブロック図である。
コンピュータ３０は、ＣＰＵ３０２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ３０４、ＲＡＭ３０６、ハードディスク装置３０８、ディスク装置３１０、キーボード３１２、マウス３１４、ディスプレイ３１６、プリンタ３１８、入出力インターフェース３２０などを有している。
ＲＯＭ３０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３０６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置３０８は、タイヤ１０の有限要素解析をおこなう有限要素解析プログラムと、この有限要素解析プログラムによって得られたシミュレーション結果を用いてタイヤ１０の設計パラメータ、特性値などを計算する計算プログラムを格納している。この種の計算プログラムは、専用のプログラムを用いても、あるいは、市販の表計算ソフトウェア（アプリケーションプログラム）およびそのマクロプログラムを用いるなど任意である。

有限要素解析プログラムとして、有限要素解析をおこなう従来公知の様々な市販の有限要素解析ソフトウェア、例えば、Ａｂａｑｕｓ（ダッソー・システムズまたはダッソー・システムズ子会社のアメリカ合衆国およびその他の国の登録商標）などを用いることができる。
有限要素解析プログラムは、以下のプログラムを含んで構成されている。
１）有限要素モデルを作成するためのプログラム：
本実施の形態ではタイヤ１０の有限要素モデルを作成するためのプログラムである。
２）有限要素モデルを用いて有限要素法によるシミュレーション（解析）をおこなうためのプログラム：
本実施の形態では、タイヤ１０の有限要素モデルを用いて圧縮変形解析をおこなうためのプログラムである。
３）シミュレーション結果を出力するためのプログラム：
シミュレーション結果を様々な形態の図や数表として可視化して出力するためのプログラムである。

ディスク装置３１０はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生をおこなうものである。
キーボード３１２およびマウス３１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ３１６はデータを表示出力するものであり、プリンタ３１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ３１６およびプリンタ３１８によってデータを出力する。
入出力インターフェース３２０は、外部機器との間でデータの授受をおこなうものである。

次に、図３のフローチャートを参照して実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法について説明する。
以下の各処理は、基本的にコンピュータ３０が有限要素解析プログラムおよび前記の計算プログラムを実行することにより行われるものである。

図３は、実施の形態にかかるシミュレーション方法および性能評価方法の手順を示すフローチャートである。
まず、設計者等が評価対象となるタイヤ１０の仕様を決定する（ステップＳ４００）。タイヤ１０の仕様とは、サイズ、トレッドパターン、材料などである。トレッドパターン等の形状は、３次元ＣＡＤプログラムなどを用いて設計される。
本実施の形態では、タイヤサイズ１２Ｒ２２．５、タイヤ周方向にリブ溝が４本形成されるとともに、ラグ溝の幅がそれぞれ異なる３種類（ラグ溝幅２ｍｍ、ラグ溝幅６ｍｍおよびラグ溝なし）のタイヤ１０についてシミュレーションおよび性能評価を行うものとする。
なお、ラグ溝幅２ｍｍのタイヤ１０とラグ溝幅６ｍｍのタイヤ１０とは、それぞれリブ溝間のゴム量が同一になるように形成される。すなわち、図４等に示すように、ラグ溝幅２ｍｍのタイヤ１０には、ラグ溝幅６ｍｍのタイヤ１０と比べて３倍の数のラグ溝が形成される。
また、４本のリブ溝のうちサイドウォール部１０４側の２本（図１Ｂのリブ溝ＴＬ１，ＴＬ４）は幅１１．５ｍｍ、タイヤ赤道側の２本（図１Ｂのリブ溝ＴＬ２，ＴＬ３）は幅１１．０ｍｍとなっている。

つぎに、コンピュータ３０において、タイヤ１０のトレッド部１０２に設けられたトレッドパターンを含み、タイヤ１０の接地面を示す平板状の有限要素モデルを形成する（ステップＳ４０２：平板モデル形成工程）。
ステップＳ４０２はコンピュータ３０が有限要素解析プログラムを実行することで行われる。
具体的には、まず、３次元ＣＡＤプログラムを用いて作成されたタイヤ１０全体の３次元形状データ、すなわち、設計データ（ＣＡＤデータ）をコンピュータ３０に入力する。
ここで、本発明として有限要素モデルとして作成するのは、タイヤ１０全体のモデルではなく、タイヤ１０の接地面に相当する平板状の有限要素モデル（平板モデル）である。よって、コンピュータ３０は、タイヤ１０全体の３次元形状データから接地面に対応する範囲のデータを抽出し、タイヤ周方向およびタイヤ幅方向の曲率を０として平板モデル用の３次元形状データを作成する。接地面に対応する範囲とは、タイヤ幅方向としてはトレッド部１０２全域（後述する展開幅全域）、タイヤ周方向としてはタイヤ１０のサイズや使用時に想定される荷重等を考慮して算出される接地長さとなる。
そして、コンピュータ３０が有限要素解析プログラムを実行することにより、タイヤ１０の３次元形状データがそれぞれメッシュ分割される。
これにより、図４および図５に示すように、タイヤ１０の有限要素モデルとしての平板モデルＭ１〜Ｍ３が作成される。図４は平板モデルＭ１〜Ｍ３の正面図、図５は平板モデルＭ１〜Ｍ３の斜視図である。
図４および図５において、平板モデルＭ１はラグ溝幅２ｍｍのタイヤ１０を、平板モデルＭ２はラグ溝幅６ｍｍのタイヤ１０を、平板モデルＭ３はラグ溝なしのタイヤ１０を、それぞれ示すモデルである。
図５に示すように、平板モデルＭ１〜Ｍ３は、多数の要素および各要素の節点によって規定される。なお、図４および後述する図６では、平板モデルＭ１〜Ｍ３が多数の要素に分割された状態を示す線を省略している。
このように、シミュレーションを行う有限要素モデルを、タイヤ１０の接地面を単純化した平板モデルとすることによって、後の計算に要するコストを低減することができる。

つぎに、各有限要素モデルに対して解析に必要な境界条件を設定する（ステップＳ４０４）。
境界条件には荷重境界条件と変位境界条件があり、荷重境界条件を設定した場合には出力として変位が得られ、変位境界条件を設定した場合には出力として荷重が得られる。以下の実施の形態では、変位境界条件を設定し、荷重を出力として得る場合を例にして説明するが、本発明は荷重境界条件を設定した場合にも適用可能である。
つづいて、各有限要素モデルに対して解析に必要な材料物性の入力を行う（ステップＳ４０６）。すなわち、有限要素モデルで表現されるタイヤ１０の材料に対応する材料定数等の入力を行う。

つづいて、平板状の有限要素モデルに対して、タイヤ幅方向への圧縮変形を模擬する有限要素法解析を行う（ステップＳ４０８：幅方向への圧縮変形工程）。
このとき、タイヤ幅方向への圧縮変位量は、トレッド部１０２の展開幅と接地幅との差分に固定される。
トレッド部１０２の展開幅とは、タイヤ１０の踏面（接地面）の幅であり、トレッド面１０２２の両側の最も突き出た部分の幅（図１Ｂの符号Ｗで示す幅）である。
また、トレッド部１０２の接地幅とは、タイヤ１０を実際に地面に接地させた際に地面と接する長さである。トレッド部１０２の接地幅は、例えばタイヤ１０を透明なガラス板に接地させて、接地面と反対面側から写真撮影することにより測定することができる。
図４に示すように、平板モデルＭ１（ラグ溝幅２ｍｍ）の展開幅は２１６ｍｍ、接地幅は２１４ｍｍ、平板モデルＭ２（ラグ溝幅６ｍｍ）の展開幅は２１６ｍｍ、接地幅は２１４ｍｍ、平板モデルＭ３（ラグ溝なし）の展開幅は２１６ｍｍ、接地幅は２１５ｍｍである。
よって、ステップＳ４０８では、平板モデルＭ１（ラグ溝幅２ｍｍ）および平板モデルＭ２（ラグ溝幅６ｍｍ）はそれぞれ２ｍｍ、平板モデルＭ３（ラグ溝なし）は１ｍｍ、タイヤ幅方向に圧縮変形される。
このようなタイヤ幅方向の圧縮変形によって、タイヤ１０の使用時における幅方向変形を模擬することができる。

つぎに、ステップＳ４０８におけるタイヤ幅方向の圧縮変形を維持した状態で、タイヤ周方向への圧縮変形を模擬する有限要素法解析を行う（ステップＳ４１０：周方向への圧縮変形工程）。
このステップでは、タイヤ周方向の変位量を徐々に変更して、当該変位量を与えるのに必要な荷重を算出する。すなわち、タイヤ周方向の変位量と当該変位量を与えるのに必要な荷重との関係を算出する。
図６は、各平板モデルＭ１〜Ｍ３をタイヤ周方向に圧縮変形した際の形状を示す説明図である。
図６では、平板モデルＭ１〜Ｍ３の変位量を圧縮率（周方向の圧縮変位量を圧縮前の周方向長さで除した値のパーセンテージ）によって示しており、圧縮前の平板モデルＭ１〜Ｍ３、周方向に５％圧縮した平板モデルＭ１〜Ｍ３、周方向に８％圧縮した平板モデルＭ１〜Ｍ３を図示している。なお、圧縮前の平板モデルＭ１〜Ｍ３以外は、幅方向にも圧縮された状態（ステップＳ４０８参照）となっている。
図６に示すように、平板モデルＭ２およびＭ３では、周方向の圧縮率が大きくなるほどゴム層の変形によってラグ溝の幅は狭くなる。また、平板モデルＭ１では、ラグ溝で吸収できないゴム層の変形分がリブ溝で吸収され、リブ溝の幅が狭くなる。
このように、タイヤ幅方向への圧縮およびタイヤ周方向への圧縮を考慮することによって、ゴム層同士の接触を考慮して、精度の高い解析をおこなうことができる。

図７は、各平板モデルＭ１〜Ｍ３をタイヤ周方向の圧縮変形した際の周圧縮率と荷重との関係を示すグラフである。
図７のグラフにおいて、横軸は周方向の圧縮率（周圧縮率）、縦軸は荷重である。
図７に示すように、全ての平板モデルＭ１〜Ｍ３において、周圧縮率が大きくなるほど荷重が大きくなっている。
また、ほとんどの領域で、同一の周圧縮率に対する荷重が平板モデルＭ３、Ｍ２、Ｍ１の順で大きくなっている。
なお、ステップＳ４１０では、タイヤ周方向への荷重を設定し、当該荷重を徐々に変更して、変位量（周圧縮率）の変化を算出するようにしてもよい。この場合にも、タイヤ周方向の変位量と当該変位量を与えるのに必要な荷重との関係を算出することが可能である。

つづいて、ステップＳ４１０で算出したタイヤ周方向の変位量と荷重との関係に基づいて、トレッド部１０２における周圧縮剛性を算出する（ステップＳ４１２：周圧縮剛性算出工程）。
周圧縮剛性は、タイヤ周方向への圧縮（荷重）に対する変形への剛性（周圧縮ばね）であり、圧縮率の変化に対する荷重の変化率、すなわち図７における各グラフの傾きによって示される。図７から、平板モデルＭ１〜Ｍ３の周圧縮剛性は、平板モデルＭ３，Ｍ２，Ｍ１の順に大きいことがわかる。
ステップＳ４１２では、例えばタイヤ周方向の変位量を示す周圧縮率が２％以上５％以下の領域における荷重の変化率を周圧縮剛性として算出する。これは、周圧縮率２％未満の領域では荷重の挙動が安定せずに誤差が大きいと考えられ、周圧縮率５％を超える変形は実際のタイヤ１０の使用環境では生じる可能性がほとんどないと考えられるためである。
すなわち、周圧縮率が２％以上５％以下の領域における荷重の変化率を周圧縮剛性として算出することによって、タイヤ１０の使用環境に即して精度高く周圧縮剛性を算出することができる。

そして、ステップＳ４１２で算出された周圧縮剛性に基づいて、トレッド部１０２における転がり抵抗性能を評価する（ステップＳ４１４：評価工程）。
ステップＳ４１４では、平板モデルの周圧縮剛性が大きいほど当該モデルに対応するタイヤ１０の転がり抵抗性能が高いと評価する。これは、公知のタイヤ力学モデルであるＦｉａｌａモデルを改良したＮｅｏ−Ｆｉａｌａモデルにより、タイヤの周圧縮剛性と転がり抵抗性能との間に相関があると認められているためである。
すなわち、平板モデルＭ１〜Ｍ３の転がり抵抗性能は、平板モデルＭ３（ラグ溝なし），Ｍ２（ラグ溝幅６ｍｍ），Ｍ１（ラグ溝幅２ｍｍ）の順に高いと評価できる。

図８は、タイヤ１０の全体モデルを用いて算出した転がり抵抗を示すグラフである。
図８には、平板モデルＭ１〜Ｍ３の元となったタイヤ１０全体の３次元形状データを用いて、タイヤ１０の全体モデルを有限要素法によって解析した結果を示している。
図８のグラフの縦軸は転がり抵抗値であり、値が小さいほど転がり抵抗性能が高く（良）、値が大きいほど転がり抵抗性能が低い（悪）ことを示す。なお、図８は８０ｋｍ／ｈでの走行時における転がり抵抗値である。
ここで、転がり抵抗値について、ラグ溝なしを１００として指数化すると、以下の様になる。平板モデルＭ１に対応するラグ溝幅２ｍｍ全体モデルの転がり抵抗値（Ｉｎｄｅｘ）は１２３、平板モデルＭ２に対応するラグ溝幅６ｍｍ全体モデルの転がり抵抗値（Ｉｎｄｅｘ）は１１６、平板モデルＭ３に対応するラグ溝なし全体モデルの転がり抵抗値（Ｉｎｄｅｘ）は１００となっており、ラグ溝なし全体モデル、ラグ溝幅６ｍｍ全体モデル、ラグ溝幅２ｍｍ全体モデルの順に転がり抵抗性能が高いと評価できる。
すなわち、全体モデルを用いた有限要素解析でも、平板モデルと同様の結果が得られることがわかる。

図９は、平板モデルを用いた解析結果と全体モデルを用いた解析結果との相関関係を示すグラフである。
図９において、横軸は平板モデルを用いたシミュレーション結果、縦軸は全体モデルを用いたシミュレーション結果を示し、その両者の相関関係を示すグラフである。点Ｍ１は平板モデルＭ１の周圧縮剛性値（横軸）とラグ溝幅２ｍｍ全体モデルの転がり抵抗値（縦軸軸）が交差する点、点Ｍ２は平板モデルＭ２の周圧縮剛性値（横軸）とラグ溝幅６ｍｍ全体モデルの転がり抵抗値（縦軸軸）が交差する点、点Ｍ３は平板モデルＭ３の周圧縮剛性値（横軸）とラグ溝なし全体モデルの転がり抵抗値（縦軸軸）が交差する点をそれぞれ示している。
これらの点Ｍ１〜Ｍ３は直線状に並び、平板モデルを用いた解析結果と全体モデルを用いた解析結果との間には高い相関関係があることがわかる。
よって、平板モデルを用いた簡易的なシミュレーションによっても、精度よくタイヤ１０の転がり抵抗性能の定性的な予測を行うことができる、タイヤ設計時等におけるコストを低減することができる。

なお、これらの評価結果から、転がり抵抗性能はトレッドパターンによって形成されたブロックのタイヤ周方向における連続性と相関があると考えられる。
すなわち、ラグ溝がなくタイヤ周方向に完全に連続したブロックが形成される平板モデルＭ３が最も転がり抵抗性能が高く、次いで平板モデルＭ１（ラグ溝幅２ｍｍ）と比較してラグ溝数が少なく、ブロックのタイヤ周方向長さが相対的に長い平板モデルＭ２、最後に多くのラグ溝が形成されブロックのタイヤ周方向長さが相対的に短い平板モデルＭ１の順に転がり抵抗性能が高いと評価できる。

以上説明したように、実施の形態にかかるタイヤのシミュレーション方法によれば、タイヤ１０の接地面に対応する平板モデルを用いて周圧縮剛性を算出するので、全体モデルを用いてシミュレーションを行うよりも条件設定や計算を単純化することができ、シミュレーションにかかるコストを低減することができる。
また、タイヤ周方向のみならずタイヤ幅方向への圧縮変形を考慮するので、実際の接地状態に近い条件でシミュレーションを行うことができ、シミュレーション結果の精度を向上させることができる。
また、実施の形態にかかるタイヤのシミュレーション方法によれば、変形に対する荷重の変化が安定する周圧縮率２％以上における荷重の変化率を用いて周圧縮剛性を算出するので、信頼性の高い周圧縮率を算出することができるとともに、実際のタイヤ使用時には生じる可能性が低い周圧縮率５％を超える範囲における荷重の変化率を除外して周圧縮剛性を算出するので、精度の高い周圧縮剛性を得ることができる。
また、実施の形態にかかるタイヤのシミュレーション方法によれば、トレッド部１０２の展開幅と接地幅との差分をタイヤ幅方向に圧縮変形させるので、実際のタイヤ使用時に近い条件で周圧縮剛性を算出することができ、シミュレーションの精度を向上させることができる。

１０……タイヤ、１０２……トレッド部、１０２２……トレッド面、１０４……サイドウォール部、１０６……ビード部、１１０……ビードコア、１２０……ビードフィラー、１３０……カーカス層、１４０……ベルト層、１５０……トレッドゴム、１６０……サイドウォールゴム、Ｔ……トレッドパターン、ＴＬ……リブ溝、ＴＲ……ラグ溝、３０……コンピュータ、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３……各平板モデル。

Claims (4)

1. タイヤのトレッド部に設けられたトレッドパターンを含み、前記タイヤの接地面を示す平板状の有限要素モデルをコンピュータが有限要素モデル作成プログラムを実行することにより形成する平板モデル形成工程と、
   前記有限要素モデルに対して、タイヤ幅方向の圧縮変形を維持した状態で、タイヤ周方向への圧縮変形を模擬する有限要素法解析を前記コンピュータが有限要素解析プログラムを実行することにより行い、前記タイヤ周方向の変位量と当該変位量を与えるのに必要な荷重との関係を前記コンピュータにより算出する圧縮変形工程と、
   前記タイヤ周方向の前記変位量と前記荷重との関係に基づいて、前記トレッド部における周圧縮剛性を前記コンピュータが特性計算プログラムを実行することにより算出する周圧縮剛性算出工程と、
   を含むことを特徴とするタイヤのシミュレーション方法。
2. 前記周圧縮剛性算出工程では、前記タイヤ周方向の前記変位量を示す周圧縮率が２％以上５％以下の領域における前記荷重の変化率を前記周圧縮剛性として算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載のタイヤのシミュレーション方法。
3. 前記圧縮変形工程では、前記タイヤ幅方向への圧縮変位量は固定されており、
   前記タイヤ幅方向への圧縮変位量は、前記トレッド部の展開幅と接地幅との差分である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のタイヤのシミュレーション方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のタイヤのシミュレーション方法を用いてタイヤのトレッド部における転がり抵抗性能を評価するタイヤ性能評価方法であって、
   前記周圧縮剛性算出工程で算出された前記周圧縮剛性に基づいて、前記トレッド部における前記転がり抵抗性能を前記コンピュータが前記特性計算プログラムを実行することで評価する評価工程をさらに含み、
   前記評価工程では、前記周圧縮剛性が大きいほど前記転がり抵抗性能が高いと評価する、
   ことを特徴とするタイヤ性能評価方法。

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