JP5648281B2

JP5648281B2 - Pneumatic tire anti-air leakage performance simulation test method, pneumatic tire anti-air leakage performance simulation computer program, and pneumatic tire anti-air leakage performance simulation tester

Info

Publication number: JP5648281B2
Application number: JP2009291332A
Authority: JP
Inventors: 松田　淳; 松田　　淳; 信田　全一郎; 全一郎信田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP2011133272A

Description

本発明は、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能をシミュレーションする試験方法及びその試験方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム並びに空気入りタイヤの耐空気漏れ性能をシミュレーションする試験機に関する。 The present invention relates to a test method for simulating air leak resistance performance of a pneumatic tire, a computer program for causing a computer to execute the test method, and a test machine for simulating air leak resistance performance of a pneumatic tire.

空気入りタイヤは、内部の空気圧が適正に保たれることが好ましい。しかしながら、空気入りタイヤは、内部の空気が外部に漏れ出すことがあるため、時間が経過すると、内部の空気圧を適正に保てないことがある。この課題を解決するための技術として、例えば、特許文献１には、アルゴンガスと窒素ガスとからなる不活性の２種混合ガスを用いることで、ガス漏れを低減する技術が開示されている。 It is preferable that the pneumatic pressure of the pneumatic tire is maintained properly. However, in a pneumatic tire, internal air may leak to the outside, and therefore, the internal air pressure may not be maintained properly over time. As a technique for solving this problem, for example, Patent Document 1 discloses a technique for reducing gas leakage by using an inert two-mixed gas composed of argon gas and nitrogen gas.

特開２００７−５５５５９号公報JP 2007-55559 A

特許文献１に開示されている技術は、空気に比べれば、タイヤの内部から外部へのガス漏れを低減できる。しかしながら、タイヤの内部から外部へ漏れ出すガスは、実際は０にはならない。また、タイヤの内部に充填される気体は、空気が一般的である。よって、空気入りタイヤは、自身（空気入りタイヤ）の構造が改良されることにより、空気入りタイヤの内部から外部へと漏れ出る空気が低減されることが好ましい。 The technique disclosed in Patent Document 1 can reduce gas leakage from the inside of the tire to the outside as compared with air. However, the gas leaking from the inside of the tire to the outside does not actually become zero. Moreover, the gas with which the tire is filled is generally air. Therefore, it is preferable that the air leaking from the inside of the pneumatic tire to the outside is reduced by improving the structure of the pneumatic tire itself (pneumatic tire).

空気入りタイヤの構造を改良するためには、新たに設計された空気入りタイヤが、空気入りタイヤの内部から外部へと漏れ出る空気量をどの程度低減できるかを試験する必要がある。以下、空気入りタイヤの空気圧保持能力を示す性能を、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能という。空気入りタイヤの耐空気漏れ性能は、例えば、実際に試作された試験体を用いて、月当たりの空気入りタイヤの充填空気圧の低下量を実測する事により求められる。 In order to improve the structure of a pneumatic tire, it is necessary to test how much the newly designed pneumatic tire can reduce the amount of air leaking from the inside of the pneumatic tire to the outside. Hereinafter, the performance indicating the air pressure holding ability of the pneumatic tire is referred to as air leakage resistance performance of the pneumatic tire. The air leakage resistance performance of the pneumatic tire is obtained, for example, by actually measuring the amount of decrease in the filling air pressure of the pneumatic tire per month using a test specimen actually manufactured.

この試験方法の場合、設計した空気入りタイヤの試験体を試作する必要があるため、試験体の試作に要する時間が増加する。また、実際の試験体を用いて、空気入りタイヤの内部から外部へ漏れ出た空気量の実測にも時間を要する。結果として、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験は、膨大な時間を要する。なお、空気入りタイヤの構造の改良には、試作と試験の繰り返しの作業が含まれる。よって、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に要する時間が増大すると、空気入りタイヤの構造の改良は、さらに膨大な時間を要することになる。 In the case of this test method, since it is necessary to make a prototype of the designed pneumatic tire, the time required for making the prototype is increased. Moreover, it takes time to actually measure the amount of air leaking from the inside of the pneumatic tire to the outside using an actual test body. As a result, the air leak resistance test of the pneumatic tire requires a long time. It should be noted that the improvement of the structure of a pneumatic tire includes repeated trials and tests. Therefore, if the time required for the air leak resistance test of the pneumatic tire increases, the improvement of the structure of the pneumatic tire requires much more time.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に要する時間を低減することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at reducing the time required for the test of the anti-air leakage performance of a pneumatic tire.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験方法は、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能を試験する空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験方法であって、前記空気入りタイヤを複数の要素に分割して表現する有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルの各要素を空気が透過しようとする際の前記各要素に対する空気の透過のしやすさを示す空気透過係数に基づいて、前記各要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量を算出し、前記各要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量の情報群の中から、前記空気入りタイヤの前記有限要素モデルの外表面に位置する複数の要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量を抽出し、前記外表面に位置する複数の要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量を、前記外表面に位置するすべての要素で総和して、前記外表面から漏れ出る単位時間あたりの空気量を算出することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the pneumatic tire anti-leakage performance simulation test method according to the present invention tests the anti-air leak performance of a pneumatic tire. A simulation test method, wherein a finite element model is created by dividing the pneumatic tire into a plurality of elements and expressing the air for each element when the air tries to permeate each element of the finite element model. Based on the air permeability coefficient indicating the ease of permeation, the amount of air per unit time permeating each of the elements is calculated, and the information group of the air amount per unit time permeating each of the elements From the inside, extract the amount of air per unit time permeating each of a plurality of elements located on the outer surface of the finite element model of the pneumatic tire, Calculating the amount of air per unit time leaking from the outer surface by summing the amount of air per unit time permeating each of the plurality of elements located on the surface with all the elements located on the outer surface It is characterized by.

本発明の好ましい態様としては、前記空気入りタイヤの内部の気圧を前記空気入りタイヤの外部の気圧で除した値に、前記外表面から漏れ出る単位時間あたりの空気量を乗算し、その値を前記空気入りタイヤの内部の体積で除すことで、単位時間あたりの空気漏れ率を算出することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, a value obtained by dividing the air pressure inside the pneumatic tire by the air pressure outside the pneumatic tire is multiplied by the amount of air per unit time leaking from the outer surface, and the value is It is desirable to calculate the air leakage rate per unit time by dividing by the volume inside the pneumatic tire.

本発明の好ましい態様としては、前記空気入りタイヤは、複数の材料が組み合わされて構成される複合材料を有し、複数の材料のそれぞれの前記空気透過係数から算出された前記複合材料全体での等価空気透過係数に基づいて、前記複合材料を表現する要素を透過する単位時間あたりの空気量を算出することが望ましい。 As a preferable aspect of the present invention, the pneumatic tire includes a composite material configured by combining a plurality of materials, and the entire composite material calculated from the air permeability coefficient of each of the plurality of materials. It is desirable to calculate the amount of air per unit time permeating the element representing the composite material based on the equivalent air permeability coefficient.

本発明の好ましい態様としては、前記等価空気透過係数は、並列型複合則によって算出された値であることが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the equivalent air permeability coefficient is a value calculated by a parallel compound law.

本発明の好ましい態様としては、前記複合材料は、空気が透過しようとする方向が異なると、空気が透過しようとする方向毎に前記等価空気透過係数が異なるものがあり、空気が透過しようとする方向毎に算出された前記等価空気透過係数に基づいて、前記複合材料を表現する要素を透過する単位時間あたりの空気量を算出することが望ましい。 As a preferable aspect of the present invention, the composite material may have a different equivalent air permeability coefficient for each direction in which air is allowed to pass when the direction in which air is to pass is different. It is desirable to calculate the amount of air per unit time permeating through the element representing the composite material based on the equivalent air permeability coefficient calculated for each direction.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション用コンピュータプログラムは、請求項１から５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a computer program for simulation of anti-air leakage performance of a pneumatic tire according to the present invention provides the anti-pneumatic tire resistance according to any one of claims 1 to 5. An air leakage performance simulation test method is executed by a computer.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験機は、複数の要素に分割されて表現された空気入りタイヤの有限要素モデルを用いて、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能を試験する空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験機であって、前記有限要素モデルの各要素を空気が透過しようとする際の前記各要素に対する空気の透過のしやすさを示す空気透過係数に基づいて、前記各要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量を算出し、前記各要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量の情報群の中から、前記空気入りタイヤの前記有限要素モデルの外表面に位置する複数の要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量を抽出し、前記外表面に位置する複数の要素のそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量を、前記外表面に位置するすべての要素で総和して、前記外表面から漏れ出る単位時間あたりの空気量を算出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the pneumatic tire anti-leakage performance simulation tester according to the present invention uses a finite element model of a pneumatic tire expressed by being divided into a plurality of elements. A pneumatic tire anti-leakage performance simulation tester for testing the anti-air leakage performance of a pneumatic tire, wherein the air of each element when the air is about to pass through each element of the finite element model Based on the air permeability coefficient indicating the ease of permeation, the amount of air per unit time permeating each of the elements is calculated, and the information group of the air amount per unit time permeating each of the elements The amount of air per unit time that passes through each of a plurality of elements located on the outer surface of the finite element model of the pneumatic tire is extracted from the outer table. Calculating the amount of air per unit time leaking from the outer surface by summing the amount of air per unit time permeating each of the plurality of elements located at all the elements located on the outer surface. Features.

本発明は、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に要する時間を低減できる。 The present invention can reduce the time required for testing the air leakage resistance performance of a pneumatic tire.

図１は、線対称に形成される空気入りタイヤの片側を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one side of a pneumatic tire formed in line symmetry. 図２は、タイヤ内部の空気がタイヤ外部に漏れる経路を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a path through which air inside the tire leaks to the outside of the tire. 図３は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機の全体の構成及び演算装置が有する機能を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the air leakage resistance performance simulation tester and the functions of the arithmetic unit. 図４は、要素分割された空気入りタイヤの有限要素モデルを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a finite element model of a pneumatic tire divided into elements. 図５は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験で演算装置が実行する手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure executed by the arithmetic device in the air leakage resistance performance simulation test. 図６は、空気漏れ解析の解析結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the analysis result of the air leakage analysis. 図７は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機の精度を示すための図表である。FIG. 7 is a chart for showing the accuracy of the air leakage resistance simulation tester.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same.

（実施形態）
図１は、線対称に形成される空気入りタイヤの片側を示す断面図である。まずは、空気入りタイヤ１の構造を説明する。本実施形態では、空気入りタイヤの構造の一例として、乗用車用タイヤの構造を説明する。空気入りタイヤ１は、図１に示すように、トレッド部１０と、ビード部１１と、サイドウォール部１２とを含む。トレッド部１０は、地面と接触する部分である。ビード部１１は、ホイールに組み付けられる部分である。サイドウォール部１２は、トレッド部１０とビード部１１との間の部分である。空気入りタイヤ１は、カーカス１３を備える。カーカス１３は、コードがゴムで被覆されて形成される。カーカス１３は、空気入りタイヤ１の骨格を形成する。カーカス１３は、トレッド部１０からサイドウォール部１２を介してビード部１１に掛け渡される。 (Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one side of a pneumatic tire formed in line symmetry. First, the structure of the pneumatic tire 1 will be described. In the present embodiment, the structure of a passenger car tire will be described as an example of the structure of a pneumatic tire. As shown in FIG. 1, the pneumatic tire 1 includes a tread portion 10, a bead portion 11, and a sidewall portion 12. The tread portion 10 is a portion that contacts the ground. The bead part 11 is a part assembled to the wheel. The sidewall portion 12 is a portion between the tread portion 10 and the bead portion 11. The pneumatic tire 1 includes a carcass 13. The carcass 13 is formed by covering a cord with rubber. The carcass 13 forms a skeleton of the pneumatic tire 1. The carcass 13 is stretched from the tread portion 10 to the bead portion 11 via the sidewall portion 12.

トレッド部１０は、カーカス１３以外に、ベルト層１４と、トレッド１７とを含む。ベルト層１４は、カーカス１３よりもタイヤ径方向の外周に設けられる。ベルト層１４は、カーカス１３に沿って周方向に設けられて、トレッド部１０を補強する。トレッド１７は、ベルト層１４よりもタイヤ径方向の外周に設けられる。すなわち、トレッド１７は、タイヤ径方向の外周であって、タイヤ径方向の最も外側に設けられる。 The tread portion 10 includes a belt layer 14 and a tread 17 in addition to the carcass 13. The belt layer 14 is provided on the outer periphery in the tire radial direction with respect to the carcass 13. The belt layer 14 is provided in the circumferential direction along the carcass 13 and reinforces the tread portion 10. The tread 17 is provided on the outer circumference in the tire radial direction than the belt layer 14. That is, the tread 17 is provided on the outermost periphery in the tire radial direction and on the outermost side in the tire radial direction.

ビード部１１は、カーカス１３以外に、ビードコア１５を含む。ビードコア１５は、例えば、スチールのワイヤであるビードワイヤ１５ｂがリング状に巻かれることにより形成される。ビード部１１は、カーカス１３とビードコア１５とによって形成される空間にビードフィラ１５ａが配置される。ビードフィラ１５ａは、カーカス１３をビードコア１５に固定すると共にビード部１１の形状を整える。さらに、ビードフィラ１５ａは、ビード部１１の剛性を高める。サイドウォール部１２は、カーカス１３以外に、サイドトレッド１８を含む。サイドトレッド１８は、サイドウォール部１２に生じた外傷がカーカス１３に達するおそれを低減する。 The bead part 11 includes a bead core 15 in addition to the carcass 13. The bead core 15 is formed, for example, by winding a bead wire 15b, which is a steel wire, in a ring shape. In the bead part 11, a bead filler 15 a is arranged in a space formed by the carcass 13 and the bead core 15. The bead filler 15 a fixes the carcass 13 to the bead core 15 and adjusts the shape of the bead portion 11. Further, the bead filler 15 a increases the rigidity of the bead portion 11. The sidewall portion 12 includes a side tread 18 in addition to the carcass 13. The side tread 18 reduces the possibility that trauma generated in the sidewall portion 12 reaches the carcass 13.

図２は、タイヤ内部の空気がタイヤ外部に漏れる経路を示す説明図である。図２に示す空気入りタイヤ１のうちタイヤ径方向内側の面をタイヤ内表面といい、空気入りタイヤ１のうちタイヤ径方向外側の面をタイヤ外表面という。また、タイヤ内表面よりもタイヤ径方向の内側の空間をタイヤ内部といい、タイヤ外表面よりもタイヤ径方向の外側の空間をタイヤ外部という。また、タイヤ内部の空気の圧力を内圧Ｐｉｎとし、タイヤ外部の空気の圧力を大気圧Ｐｏｕｔとする。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a path through which air inside the tire leaks to the outside of the tire. A surface on the inner side in the tire radial direction of the pneumatic tire 1 shown in FIG. 2 is referred to as a tire inner surface, and a surface on the outer side in the tire radial direction of the pneumatic tire 1 is referred to as a tire outer surface. Moreover, the space inside the tire radial direction from the tire inner surface is referred to as the tire inside, and the space outside the tire radial direction from the tire outer surface is referred to as the tire outside. In addition, the pressure of the air inside the tire is an internal pressure Pin, and the pressure of the air outside the tire is an atmospheric pressure Pout.

空気入りタイヤ１が使用される際、内圧Ｐｉｎは、大気圧Ｐｏｕｔよりも大きい。よって、タイヤ内部の空気は、例えば図２の各矢印で示す経路でタイヤ外部に向かって漏れ出そうとする。具体的には、タイヤ内部の空気は、矢印Ｄで示すようにビード部１１とホイール１９ａとの隙間から漏れ出したり、矢印Ｅで示すようにタイヤ内部に空気を充填するためのバルブ１９ｂから漏れたりすることがある。この他に、タイヤ内部の空気は、矢印Ａが示すようにタイヤ径方向外側に向かってトレッド部１０を透過したり、矢印Ｂが示すようにサイドウォール部１２の厚み方向に向かってサイドウォール部１２から透過したりすることがある。 When the pneumatic tire 1 is used, the internal pressure Pin is larger than the atmospheric pressure Pout. Therefore, the air inside the tire tends to leak toward the outside of the tire, for example, along the paths indicated by the arrows in FIG. Specifically, the air inside the tire leaks from the gap between the bead portion 11 and the wheel 19a as indicated by the arrow D, or leaks from the valve 19b for filling the tire with air as indicated by the arrow E. Sometimes. In addition to this, the air inside the tire permeates the tread portion 10 toward the outer side in the tire radial direction as indicated by the arrow A, or the sidewall portion toward the thickness direction of the sidewall portion 12 as indicated by the arrow B. 12 may pass through.

また、タイヤ内部の空気は、矢印Ｃが示すようにビード部１１を透過することがある。ビード部１１を透過する空気は、ビード部１１の厚み方向にビード部１１を透過するものもあるが、カーカス１３のコード方向に沿ってビードコア１５側に向かい、図１に示すビードコア１５で折り返すように透過するものもある。このように、ビード部１１は、空気が透過しようとする部材に対する空気の透過のしやすさが透過する方向によって異なる。本実施形態の空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験機は、図２の矢印Ａから矢印Ｃで示す経路でトレッド部１０と、ビード部１１と、サイドウォール部１２とを透過してタイヤ内部からタイヤ外部に漏れ出す空気量を算出し、最終的に月あたりの空気漏れ率を算出する。なお、以下、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験機を単に耐空気漏れ性能シミュレーション試験機という。 Further, the air inside the tire may pass through the bead portion 11 as indicated by the arrow C. The air that permeates the bead portion 11 may permeate the bead portion 11 in the thickness direction of the bead portion 11, but is directed to the bead core 15 side along the cord direction of the carcass 13 and folded at the bead core 15 illustrated in FIG. 1. Some of them are transparent. Thus, the bead part 11 changes with the directions which the ease of permeation | transmission of the air with respect to the member which air tries to permeate | transmit. The pneumatic tire anti-leakage performance simulation tester according to the present embodiment passes through the tread portion 10, the bead portion 11, and the sidewall portion 12 along the route indicated by the arrows A to C in FIG. The amount of air leaking from the tire to the outside of the tire is calculated, and finally the air leakage rate per month is calculated. In addition, hereinafter, the air leakage resistance simulation tester for a pneumatic tire is simply referred to as an air leakage resistance simulation tester.

図３は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機の全体の構成及び演算装置が有する機能を示す説明図である。耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、演算装置３０と、表示装置２１と、入力装置２２とを備える。演算装置３０は、コンピュータである。表示装置２１は、演算装置３０と電気的に接続されて、ユーザーによる指令の入力を補助するための画像や、試験結果を示すための画像を表示する装置である。入力装置２２は、演算装置３０と電気的に接続されて、ユーザーが演算装置３０に指令を信号として入力するための装置である。入力装置２２は、例えば、キーボードやマウスである。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the air leakage resistance performance simulation tester and the functions of the arithmetic unit. The air leakage resistance simulation test machine 20 includes a calculation device 30, a display device 21, and an input device 22. The arithmetic device 30 is a computer. The display device 21 is an apparatus that is electrically connected to the arithmetic device 30 and displays an image for assisting a user in inputting a command and an image for indicating a test result. The input device 22 is a device that is electrically connected to the arithmetic device 30 and allows a user to input a command to the arithmetic device 30 as a signal. The input device 22 is, for example, a keyboard or a mouse.

次に、演算装置３０が有する各機能を説明する。演算装置３０は、１つの装置が図３に示す各機能を実現してもよいし、図３に示す各機能をそれぞれ別個に実現する複数の装置が電気的に接続されることで各機能を実現してもよい。または、演算装置３０は、図３に示す各機能をそれぞれ別個に実現する複数の装置間で、フレキシブルディスクや、コンパクトディスクのような記録媒体を介して情報がやり取りされることで各機能を実現してもよい。なお、計算量によっては手動により以下の各手順を実行してもよいが、各手順に含まれる計算量は膨大になる傾向がある。よって、より迅速に試験結果を導き出すために、以下では、各手順に含まれる演算を演算装置３０が実行する態様を説明する。 Next, each function which the arithmetic unit 30 has will be described. In the arithmetic device 30, one device may realize each function shown in FIG. 3, or a plurality of devices that individually realize each function shown in FIG. 3 are electrically connected to each function. It may be realized. Alternatively, the arithmetic unit 30 realizes each function by exchanging information through a recording medium such as a flexible disk or a compact disk between a plurality of apparatuses that individually realize each function shown in FIG. May be. Depending on the calculation amount, each of the following procedures may be executed manually, but the calculation amount included in each procedure tends to be enormous. Therefore, in order to derive a test result more quickly, a mode in which the arithmetic device 30 executes arithmetic operations included in each procedure will be described below.

演算装置３０は、入出力部（Input/Output）３７と、記憶部３８と、処理部３１とを含む。入出力部３７は、表示装置２１と、入力装置２２とに電気的に接続される。記憶部３８は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験に必要な情報を記憶する。記憶部３８は、例えば、ハードディスクである。処理部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。処理部３１は、情報取得部３２と、モデル作成部３３と、要素分割部３４と、演算部３５と、表示装置制御部３６との各機能を有する。情報取得部３２は、入出力部３７を介して入力装置２２からユーザーの指令を信号として取得する。また、情報取得部３２は、記憶部３８から耐空気漏れ性能シミュレーション試験に必要な情報を取得する。モデル作成部３３は、空気入りタイヤ１のモデルを作成する。本実施形態では、モデル作成部３３は、空気入りタイヤ１の子午断面の二元モデルを作成する。モデル作成部３３は、例えば、入出力部３７に記憶されているＣＡＤ（Computer Aided Design）のプログラムを用いることで、空気入りタイヤ１のモデルを作成する。 The arithmetic device 30 includes an input / output unit (Input / Output) 37, a storage unit 38, and a processing unit 31. The input / output unit 37 is electrically connected to the display device 21 and the input device 22. The storage unit 38 stores information necessary for the air leakage resistance performance simulation test. The storage unit 38 is, for example, a hard disk. The processing unit 31 is a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 31 has functions of an information acquisition unit 32, a model creation unit 33, an element division unit 34, a calculation unit 35, and a display device control unit 36. The information acquisition unit 32 acquires a user command as a signal from the input device 22 via the input / output unit 37. The information acquisition unit 32 acquires information necessary for the air leakage resistance performance simulation test from the storage unit 38. The model creation unit 33 creates a model of the pneumatic tire 1. In the present embodiment, the model creation unit 33 creates a binary model of the meridional section of the pneumatic tire 1. The model creation unit 33 creates a model of the pneumatic tire 1 by using, for example, a CAD (Computer Aided Design) program stored in the input / output unit 37.

図４は、要素分割された空気入りタイヤの有限要素モデルを示す断面図である。図３に示す要素分割部３４は、図４に示すように、空気入りタイヤ１の有限要素モデル２を作成する。有限要素モデル２とは、モデル作成部３３が作成した空気入りタイヤ１のモデルが、図４に示すように複数の要素（メッシュ）ＥＬで分割されて表現されたものである。各要素ＥＬは、三角形または四角形である。本実施形態では、各要素ＥＬは、四角形である。要素分割部３４は、例えば、記憶部３８に記憶されている有限要素法プリポストプロセッサのプログラムを用いることで、モデル作成部３３が作成した空気入りタイヤ１のモデルを、複数の要素ＥＬに分割して表現する。図３に示す演算部３５は、記憶部３８に記憶されている数式を用いて演算をする。表示装置制御部３６は、表示装置２１に表示させようとする画像を信号として送信する。表示装置制御部３６は、入出力部３７を介してこの信号を表示装置２１へ信号を送信することで、表示装置２１にユーザーの入力を補助するための画像や、試験結果を示すための画像を表示させる。次に、演算装置３０が実行する一連の手順を説明する。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a finite element model of a pneumatic tire divided into elements. The element dividing unit 34 shown in FIG. 3 creates a finite element model 2 of the pneumatic tire 1 as shown in FIG. The finite element model 2 is expressed by dividing the model of the pneumatic tire 1 created by the model creation unit 33 by a plurality of elements (mesh) EL as shown in FIG. Each element EL is a triangle or a rectangle. In the present embodiment, each element EL is a quadrangle. The element dividing unit 34 divides the model of the pneumatic tire 1 created by the model creating unit 33 into a plurality of elements EL by using, for example, a finite element method pre-post processor program stored in the storage unit 38. To express. The arithmetic unit 35 shown in FIG. 3 performs an arithmetic operation using mathematical expressions stored in the storage unit 38. The display device control unit 36 transmits an image to be displayed on the display device 21 as a signal. The display device control unit 36 transmits this signal to the display device 21 via the input / output unit 37, thereby an image for assisting the user's input to the display device 21 and an image for indicating the test result. Is displayed. Next, a series of procedures executed by the arithmetic device 30 will be described.

図５は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験で演算装置が実行する手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ０１で、モデル作成部３３は、空気入りタイヤ１のモデルを作成する。具体的には、まず、情報取得部３２が記憶部３８に記憶されているＣＡＤのプログラムを取得する。次に、モデル作成部３３が、ＣＡＤのプログラムを実行する。ＣＡＤのプログラムを実行中、情報取得部３２は、ユーザーが入力装置２２へ入力した指令としての信号を受け付ける。当該指令は、空気入りタイヤ１の形状や、部分毎の材料を指定するための指令である。そして、モデル作成部３３は、情報取得部３２が取得した指令としての信号に基づいて、空気入りタイヤ１のモデルを作成する。モデル作成部３３が作成した空気入りタイヤ１のモデルは、記憶部３８に記憶される。 FIG. 5 is a flowchart showing a procedure executed by the arithmetic device in the air leakage resistance performance simulation test. In step ST01, the model creation unit 33 creates a model of the pneumatic tire 1. Specifically, first, the information acquisition unit 32 acquires a CAD program stored in the storage unit 38. Next, the model creation unit 33 executes a CAD program. During execution of the CAD program, the information acquisition unit 32 receives a signal as a command input by the user to the input device 22. The command is a command for designating the shape of the pneumatic tire 1 and the material of each part. Then, the model creation unit 33 creates a model of the pneumatic tire 1 based on a signal as a command acquired by the information acquisition unit 32. The model of the pneumatic tire 1 created by the model creation unit 33 is stored in the storage unit 38.

次に、ステップＳＴ０２で、要素分割部３４は、図４に示すような有限要素モデル２を作成する。具体的には、要素分割部３４は、ステップＳＴ０１で作成された空気入りタイヤ１のモデルを、図４に示すように複数の要素ＥＬに分割して表現する。詳しくは、まず、図３に示す情報取得部３２が記憶部３８に記憶されている有限要素法プリポストプロセッサのプログラムを取得する。さらに、情報取得部３２は、記憶部３８から空気入りタイヤ１のモデルを取得する。そして、要素分割部３４は、有限要素法プリポストプロセッサのプログラムを実行することで、ステップＳＴ０１で作成された空気入りタイヤ１のモデルを複数の要素ＥＬに分割して表現する。要素分割部３４が作成した有限要素モデル２は、記憶部３８に記憶される。次に、図５に示すステップＳＴ０３で、情報取得部３２は、初期の内圧Ｐｉｎの値と、大気圧Ｐｏｕｔの値とを、信号として入力装置２２から取得する。初期の内圧Ｐｉｎの値及び大気圧Ｐｏｕｔは、ユーザーによって入力装置２２に入力される。 Next, in step ST02, the element dividing unit 34 creates a finite element model 2 as shown in FIG. Specifically, the element dividing unit 34 represents the model of the pneumatic tire 1 created in step ST01 by dividing it into a plurality of elements EL as shown in FIG. Specifically, first, the information acquisition unit 32 shown in FIG. 3 acquires a finite element method pre-post processor program stored in the storage unit 38. Further, the information acquisition unit 32 acquires a model of the pneumatic tire 1 from the storage unit 38. The element dividing unit 34 executes the finite element method pre-post processor program to divide and express the model of the pneumatic tire 1 created in step ST01 into a plurality of elements EL. The finite element model 2 created by the element dividing unit 34 is stored in the storage unit 38. Next, in step ST03 shown in FIG. 5, the information acquisition unit 32 acquires the initial value of the internal pressure Pin and the value of the atmospheric pressure Pout from the input device 22 as signals. The value of the initial internal pressure Pin and the atmospheric pressure Pout are input to the input device 22 by the user.

次に、ステップＳＴ０４で、情報取得部３２は、各要素ＥＬの空気透過係数を取得する。空気透過係数は、図４に示す有限要素モデル２の各要素ＥＬを空気が透過しようとする際、各要素ＥＬに対する空気の透過のしやすさを示す値である。空気透過係数は、各要素ＥＬの材料の種類によって変化する値である。記憶部３８は、材料毎の空気透過係数をデータベースとして記憶する。情報取得部３２は、記憶部３８から各要素ＥＬに対応する空気透過係数を取得する。各材料の空気透過係数は、試験によって実測される。例えば、ゴムの気体透過係数は、例えば、ＪＩＳＫ７１２６のプラスチック―フィルム及びシート―ガス透過度試験方法に準じた試験で求められる。空気入りタイヤ１は、ゴムや、コードなどの複数の材料から構成される。 Next, in step ST04, the information acquisition unit 32 acquires the air permeability coefficient of each element EL. The air permeation coefficient is a value indicating the ease of air permeation through each element EL when air tries to permeate each element EL of the finite element model 2 shown in FIG. The air permeability coefficient is a value that varies depending on the type of material of each element EL. The storage unit 38 stores the air permeability coefficient for each material as a database. The information acquisition unit 32 acquires the air permeability coefficient corresponding to each element EL from the storage unit 38. The air permeability coefficient of each material is measured by a test. For example, the gas permeability coefficient of rubber is determined by a test according to, for example, a plastic film and sheet-gas permeability test method of JIS K 7126. The pneumatic tire 1 is composed of a plurality of materials such as rubber and cords.

空気入りタイヤ１を構成する数ある材料の中には、単一の材料ではなく、複数の材料が組み合わされた複合材料も有する。複合材料の空気透過係数は、複合材料を構成する各材料の空気透過係数に基づいて算出される。このようにして算出された複合材料の空気透過係数を等価空気透過係数Ｐｅという。等価空気透過係数Ｐｅは、例えば、下記の式（１）に示す並列型複合則で算出される。なお、下記の式（１）に含まれるＰ１は、複合材料を構成する第１材料の空気透過係数である。Ｖ１は、複合材料の全体積に対する第１材料の体積の比率（体積分率）である。Ｐ２は、複合材料を構成する第２材料の空気透過係数である。Ｖ２は、複合材料の全体積に対する第２材料の体積の比率（体積分率）である。
Ｐｅ＝Ｐ１×Ｖ１＋Ｐ２×Ｖ２・・・（１） Among the many materials constituting the pneumatic tire 1, there is not a single material but also a composite material in which a plurality of materials are combined. The air permeability coefficient of the composite material is calculated based on the air permeability coefficient of each material constituting the composite material. The air permeability coefficient of the composite material calculated in this way is referred to as an equivalent air permeability coefficient Pe. The equivalent air permeability coefficient Pe is calculated by, for example, a parallel compound law shown in the following formula (1). In addition, P1 contained in following formula (1) is an air permeability coefficient of the 1st material which comprises a composite material. V1 is the ratio (volume fraction) of the volume of the first material to the total volume of the composite material. P2 is an air permeability coefficient of the second material constituting the composite material. V2 is the ratio (volume fraction) of the volume of the second material to the total volume of the composite material.
Pe = P1 × V1 + P2 × V2 (1)

さらに、空気入りタイヤ１に含まれる材料には、空気が透過しようとする方向によって、空気透過係数が異なるものもある。例えば、図１に示すカーカス１３やベルト層１４は、空気が透過しようとする方向によって、空気透過係数が異なる。カーカス１３を例に説明すると、カーカス１３は、コード（ファイバー）とゴムの複合材料である。ゴムは、空気が透過しようとする方向が異なっても空気透過係数の変化量が０または無視できる程度に微量である。しかしながら、コードは、空気が透過しようとする方向が異なると空気透過係数も異なる。具体的には、コードは、コードに沿う方向の空気透過係数が、コードに直交する方向の空気透過係数よりも大きい場合がある。そのような場合、カーカス１３全体の空気透過係数も、空気が透過しようとする方向によって変化する。 Furthermore, some materials included in the pneumatic tire 1 have different air permeability coefficients depending on the direction in which air is to permeate. For example, the carcass 13 and the belt layer 14 shown in FIG. 1 have different air permeability coefficients depending on the direction in which air is about to pass. Taking the carcass 13 as an example, the carcass 13 is a composite material of a cord (fiber) and rubber. Even if the direction in which air is going to permeate is different, the amount of rubber is so small that the amount of change in the air permeability coefficient is zero or negligible. However, the cord has a different air permeability coefficient when the direction in which the air is to permeate is different. Specifically, the cord may have an air permeability coefficient in a direction along the cord that is greater than an air permeability coefficient in a direction orthogonal to the cord. In such a case, the air permeability coefficient of the entire carcass 13 also changes depending on the direction in which the air is about to pass.

そこで、記憶部３８は、空気が透過しようとする方向によって空気透過係数が変化する材料の場合、異なる方向毎の空気透過係数を記憶する。例えば、記憶部３８は、コードに沿う方向のカーカス１３の等価空気透過係数Ｐｅと、コードに直交する方向のカーカス１３の等価空気透過係数Ｐｅとを記憶する。コードに沿う方向のカーカス１３の等価空気透過係数Ｐｅは、式（１）のＰ１にゴムの空気透過係数が代入され、Ｖ１にカーカス１３の体積に対するゴムの体積分率が代入され、Ｐ２にコードに沿う方向のコードの空気透過係数が代入され、Ｖ２にカーカス１３の体積に対するコードの体積分率が代入されることで算出される。コードに沿う方向のコードの空気透過係数は、専用の試験機によって実測される。 Therefore, in the case of a material whose air permeability coefficient varies depending on the direction in which air is to permeate, the storage unit 38 stores the air permeability coefficient for each different direction. For example, the storage unit 38 stores the equivalent air permeability coefficient Pe of the carcass 13 in the direction along the cord and the equivalent air permeability coefficient Pe of the carcass 13 in the direction orthogonal to the cord. For the equivalent air permeability coefficient Pe of the carcass 13 along the direction of the cord, the rubber air permeability coefficient is substituted for P1 in the equation (1), the volume fraction of rubber with respect to the volume of the carcass 13 is substituted for V1, and the code for P2 Is calculated by substituting the volume fraction of the cord with respect to the volume of the carcass 13 into V2. The air permeability coefficient of the cord in the direction along the cord is measured by a dedicated testing machine.

一方、コードに直交する方向のカーカス１３の等価空気透過係数Ｐｅは、Ｐ２にコードに直交する方向のコードの空気透過係数が代入されることで算出される。Ｐ２は、試験によって実測される。なお、コードに直交する方向のカーカス１３の等価空気透過係数Ｐｅを算出するために式（１）に代入されるＰ１と、Ｖ１と、Ｖ２とは、コードに沿う方向のカーカス１３の等価空気透過係数Ｐｅを算出するために式（１）に代入されるＰ１と、Ｖ１と、Ｖ２と同一である。記憶部３８は、このようにして算出されたカーカス１３の複数の等価空気透過係数Ｐｅを記憶する。図５に示すステップＳＴ０４では、図３に示す情報取得部３２は、各要素ＥＬの材料や、形状に対応した空気透過係数または等価空気透過係数Ｐｅを記憶部３８から取得する。 On the other hand, the equivalent air permeability coefficient Pe of the carcass 13 in the direction perpendicular to the cord is calculated by substituting the air permeability coefficient of the cord in the direction perpendicular to the cord into P2. P2 is measured by a test. Note that P1, V1, and V2 that are substituted into the equation (1) to calculate the equivalent air permeability coefficient Pe of the carcass 13 in the direction perpendicular to the cord are equivalent air permeability of the carcass 13 in the direction along the cord. It is the same as P1, V1, and V2 that are substituted into equation (1) to calculate the coefficient Pe. The storage unit 38 stores a plurality of equivalent air permeability coefficients Pe of the carcass 13 calculated in this way. In step ST04 shown in FIG. 5, the information acquisition unit 32 shown in FIG. 3 acquires from the storage unit 38 the air permeability coefficient or equivalent air permeability coefficient Pe corresponding to the material and shape of each element EL.

次に、ステップＳＴ０５で、図３に示す演算部３５は、有限要素法を用いて空気漏れ解析を行う。より具体的には、演算部３５は、有限要素法による伝熱解析を応用することで空気漏れ解析を行う。空気漏れ解析では、伝熱解析での温度が空気圧（内圧Ｐｉｎ、大気圧Ｐｏｕｔ）に相当する。演算部３５は、空気漏れ解析を行うことで、少なくとも各要素ＥＬの単位時間あたりの空気透過量を算出する。空気透過量とは、各要素ＥＬのそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量である。なお、演算部３５によって算出された解析結果（各要素ＥＬのそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量の情報群）は、記憶部３８に記憶される。 Next, in step ST05, the calculation unit 35 shown in FIG. 3 performs an air leak analysis using a finite element method. More specifically, the calculation unit 35 performs air leakage analysis by applying heat transfer analysis by a finite element method. In the air leak analysis, the temperature in the heat transfer analysis corresponds to air pressure (internal pressure Pin, atmospheric pressure Pout). The computing unit 35 calculates an air permeation amount per unit time of at least each element EL by performing an air leakage analysis. The air permeation amount is the amount of air per unit time that passes through each element EL. The analysis result (the information group of the air amount per unit time that passes through each element EL) calculated by the calculation unit 35 is stored in the storage unit 38.

次に、ステップＳＴ０６で、情報取得部３２は、ステップＳＴ０５で算出した解析結果（各要素ＥＬのそれぞれを透過する単位時間あたりの空気量の情報群）の中から、図４に示すタイヤ外表面の各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉを抽出する。すわなち、情報取得部３２は、記憶部３８に記憶されている解析結果の中から、タイヤ外表面の各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉのみを取得する。本実施形態では、単位時間を例えば１秒とする。タイヤ外表面の各要素ＥＬｏは、図４に示す複数の要素ＥＬのうち、有限要素モデル２のタイヤ径方向外側に配置された要素であり、タイヤ外部に面した要素である。次に、ステップＳＴ０７で、演算部３５は、タイヤ外表面の各要素ＥＬｏの各表面積ＡＥｉを算出する。より具体的には、まず情報取得部３２が記憶部３８からタイヤ外表面の各要素ＥＬｏの接点の座標に関する情報を取得する。そして、情報取得部３２が取得した情報に基づいて演算部３５が表面積ＡＥｉを算出する。表面積ＡＥｉは、各要素ＥＬｏの断面面積である。なお、ここでいう断面とは、空気入りタイヤの回転中心軸を含む仮想平面で有限要素モデル２を切った断面である。図４では、四角形の要素ＥＬｏの面積が表面積ＡＥｉに相当する。記憶部３８によって算出されたタイヤ外表面の各要素ＥＬｏの各表面積ＡＥｉは、記憶部３８に記憶される。 Next, in step ST06, the information acquisition unit 32 calculates the tire outer surface shown in FIG. 4 from the analysis result calculated in step ST05 (information group of the air amount per unit time permeating each element EL). The air permeation amount AFLi per unit time of each element ELo is extracted. That is, the information acquisition unit 32 acquires only the air permeation amount AFLi per unit time of each element ELo on the outer surface of the tire from the analysis result stored in the storage unit 38. In the present embodiment, the unit time is, for example, 1 second. Each element ELo on the outer surface of the tire is an element arranged on the outer side in the tire radial direction of the finite element model 2 among the plurality of elements EL shown in FIG. 4 and is an element facing the outside of the tire. Next, in step ST07, the calculation unit 35 calculates each surface area AEi of each element ELo on the outer surface of the tire. More specifically, first, the information acquisition unit 32 acquires information on the coordinates of the contact points of each element ELo on the tire outer surface from the storage unit 38. And the calculating part 35 calculates surface area AEi based on the information which the information acquisition part 32 acquired. The surface area AEi is a cross-sectional area of each element ELo. In addition, a cross section here is a cross section which cut the finite element model 2 in the virtual plane containing the rotation center axis | shaft of a pneumatic tire. In FIG. 4, the area of the square element ELo corresponds to the surface area AEi. Each surface area AEi of each element ELo of the tire outer surface calculated by the storage unit 38 is stored in the storage unit 38.

次に、ステップＳＴ０８で、演算部３５は、下記の式（２）を用いて、単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを算出する。具体的には、まず、情報取得部３２が下記の式（２）を記憶部３８から取得する。また、情報取得部３２は、記憶部３８からタイヤ外表面の各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉ及び表面積ＡＥｉを取得する。そして、演算部３５は、下記の式（２）にタイヤ外表面の各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉ及び表面積ＡＥｉを代入する。各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉは、各要素ＥＬｏの一点を単位時間あたりに透過する空気量である。よって、ステップＳＴ０８では、演算部３５は、各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉと、各要素ＥＬｏの各表面積ＡＥｉとを乗算することで、各要素ＥＬｏ全体で単位時間あたりに各要素ＥＬｏを透過する空気量を算出し、その値をすべての要素ＥＬｏで総和することで単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを算出する。記憶部３８によって算出された単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬは、記憶部３８に記憶される。
ＡＦＬ＝Σ（ＡＦＬｉ×ＡＥｉ）・・・（２） Next, in step ST08, the calculation unit 35 calculates the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time using the following equation (2). Specifically, first, the information acquisition unit 32 acquires the following equation (2) from the storage unit 38. The information acquisition unit 32 acquires the air permeation amount AFLi and the surface area AEi per unit time of each element ELo on the outer surface of the tire from the storage unit 38. And the calculating part 35 substitutes the air permeation | transmission amount AFLi and surface area AEi per unit time of each element ELo of a tire outer surface to following formula (2). The air permeation amount AFLi per unit time of each element ELo is the amount of air that permeates one point of each element ELo per unit time. Therefore, in step ST08, the calculation unit 35 multiplies the air permeation amount AFLi per unit time of each element ELo by each surface area AEi of each element ELo, so that each element ELo has each element per unit time. The amount of air that permeates ELo is calculated, and the value is summed with all the elements ELo to calculate the amount of air permeation AFL on the outer surface of the tire per unit time. The air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time calculated by the storage unit 38 is stored in the storage unit 38.
AFL = Σ (AFLi × AEi) (2)

次に、ステップＳＴ０９で、演算部３５は、下記の式（３）を用いて月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔを算出する。具体的には、まず、情報取得部３２が下記の式（３）を記憶部３８から取得する。また、情報取得部３２は、記憶部３８から単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを取得する。そして、演算部３５は、下記の式（３）に単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを代入する。記憶部３８によって算出された単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬは、記憶部３８に記憶される。なお、本実施形態では、演算部３５は、月あたりにタイヤ外表面から漏れ出る空気量を算出するが、例えば、演算部３５は、一日や、一時間や、一分や、一秒あたりにタイヤ外表面から漏れ出る空気量を算出してもよい。
Ａｏｕｔ＝ＡＦＬ×３０（ｄａｙｓ）×２４（ｈ）×６０（ｍｉｎ）×６０（ｓｅｃ）・・・（３） Next, in step ST09, the calculation unit 35 calculates the air permeation amount Aout of the tire outer surface per month using the following equation (3). Specifically, first, the information acquisition unit 32 acquires the following formula (3) from the storage unit 38. The information acquisition unit 32 acquires the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time from the storage unit 38. And the calculating part 35 substitutes the air permeation | transmission amount AFL of the tire outer surface per unit time to the following formula | equation (3). The air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time calculated by the storage unit 38 is stored in the storage unit 38. In the present embodiment, the calculation unit 35 calculates the amount of air leaking from the outer surface of the tire per month. For example, the calculation unit 35 can calculate the amount of air per day, one hour, one minute, or one second. Alternatively, the amount of air leaking from the outer surface of the tire may be calculated.
Aout = AFL × 30 (days) × 24 (h) × 60 (min) × 60 (sec) (3)

次に、ステップＳＴ１０で、演算部３５は、タイヤ内容積ＴＬを算出する。タイヤ内容積ＴＬは、タイヤ内部の総容積であって、タイヤ内表面とホイールとで囲まれる空間の体積である。具体的には、まず、ステップＳＴ０１でモデル作成部３３が作成したモデルを情報取得部３２が記憶部３８から取得する。演算部３５は、取得したモデルの情報に基づいて、タイヤ内容積ＴＬを算出する。記憶部３８によって算出されたタイヤ内容積ＴＬは、記憶部３８に記憶される。次に、ステップＳＴ１１で、演算部３５は、下記の式（４）を用いて、月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒを算出する。具体的には、まず、情報取得部３２が下記の式（４）を記憶部３８から取得する。また、情報取得部３２は、記憶部３８から月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔと、内圧Ｐｉｎと、大気圧Ｐｏｕｔと、タイヤ内容積ＴＬとを取得する。そして、演算部３５は、下記の式（４）に月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔと、内圧Ｐｉｎと、大気圧Ｐｏｕｔと、タイヤ内容積ＴＬとを代入する。記憶部３８によって算出された月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒは、記憶部３８に記憶される。
Ａｏｕｔｒ＝Ａｏｕｔ×（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）／ＴＬ×１００・・・（４） Next, in step ST10, the calculation unit 35 calculates the tire internal volume TL. The tire internal volume TL is the total volume inside the tire, and is the volume of the space surrounded by the tire internal surface and the wheel. Specifically, first, the information acquisition unit 32 acquires the model created by the model creation unit 33 in step ST01 from the storage unit 38. The calculator 35 calculates the tire internal volume TL based on the acquired model information. The tire internal volume TL calculated by the storage unit 38 is stored in the storage unit 38. Next, in step ST11, the calculation unit 35 calculates an air leakage rate Aoutr per month using the following equation (4). Specifically, first, the information acquisition unit 32 acquires the following formula (4) from the storage unit 38. Further, the information acquisition unit 32 acquires the air permeation amount Aout of the tire outer surface per month, the internal pressure Pin, the atmospheric pressure Pout, and the tire internal volume TL from the storage unit 38. And the calculating part 35 substitutes the air permeation | transmission amount Aout of the tire outer surface per month, internal pressure Pin, atmospheric pressure Pout, and tire internal volume TL to the following formula | equation (4). The air leakage rate Aoutr per month calculated by the storage unit 38 is stored in the storage unit 38.
Aoutr = Aout × (Pin / Pout) / TL × 100 (4)

次に、ステップＳＴ１２で、図３に示す表示装置制御部３６は、試験結果を示すための画像を表示装置２１に表示させる。具体的には、情報取得部３２が記憶部３８から試験結果を取得する。そして、表示装置制御部３６が、表示装置２１にその試験結果を示す画像を表示させる。試験結果は、ステップＳＴ０８で演算部３５が算出した単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬと、ステップＳＴ０９で演算部３５が算出した月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔと、ステップＳＴ１１で演算部３５が算出した月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒとのうちの少なくとも１つである。本実施形態では、例えば、表示装置制御部３６は、単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬと、月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔと、月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒとの３つを表示装置２１に表示させる。ステップＳＴ１２を実行すると、演算装置３０は、一連の手順の実行を終了する。 Next, in step ST12, the display device control unit 36 shown in FIG. 3 causes the display device 21 to display an image for indicating the test result. Specifically, the information acquisition unit 32 acquires the test result from the storage unit 38. Then, the display device control unit 36 causes the display device 21 to display an image indicating the test result. The test results are the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time calculated by the calculation unit 35 in step ST08, the air permeation amount Aout on the tire outer surface per month calculated by the calculation unit 35 in step ST09, and the step This is at least one of the air leakage rate Aoutr per month calculated by the calculation unit 35 in ST11. In the present embodiment, for example, the display device control unit 36 includes an air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time, an air permeation amount Aout on the tire outer surface per month, and an air leakage rate Aoutr per month. Three are displayed on the display device 21. If step ST12 is performed, the arithmetic unit 30 will complete | finish execution of a series of procedures.

ステップＳＴ０８で演算部３５が算出した単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬのみを表示装置制御部３６が表示装置２１に表示する場合、演算部３５は、ステップＳＴ０９〜ステップＳＴ１１の手順を省略できる。よって、表示装置制御部３６は、より迅速に表示装置２１に試験結果を表示できる。ステップＳＴ０９で演算部３５が算出した月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔのみ、または、月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔ及び単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを表示装置制御部３６が表示装置２１に表示する場合、演算部３５は、ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１１の手順を省略できる。よって、表示装置制御部３６は、迅速に表示装置２１に試験結果を表示できる。一方、ステップＳＴ１１で演算部３５が算出した月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒは、空気入りタイヤ１の耐空気漏れ性能の指標として一般的である。よって、月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒを表示装置制御部３６が表示装置２１に表示する場合、表示装置制御部３６は、空気入りタイヤ１の耐空気漏れ性能の指標として一般的な試験結果を表示装置２１に表示できる。 When the display device control unit 36 displays only the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time calculated by the calculation unit 35 in step ST08, the calculation unit 35 performs the procedure of steps ST09 to ST11. Can be omitted. Therefore, the display device control unit 36 can display the test result on the display device 21 more quickly. Only the air permeation amount Aout on the tire outer surface per month calculated by the calculation unit 35 in step ST09 or the air permeation amount Aout on the tire outer surface per month and the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time is displayed. When the device control unit 36 displays on the display device 21, the calculation unit 35 can omit steps ST10 and ST11. Therefore, the display device control unit 36 can quickly display the test result on the display device 21. On the other hand, the air leakage rate Aoutr per month calculated by the calculation unit 35 in step ST11 is generally used as an index of the air leakage resistance performance of the pneumatic tire 1. Therefore, when the display device control unit 36 displays the air leakage rate Aoutr per month on the display device 21, the display device control unit 36 displays a general test result as an index of the anti-air leakage performance of the pneumatic tire 1. It can be displayed on the device 21.

図６は、空気漏れ解析の解析結果を示す説明図である。また、表示装置制御部３６は、上述の試験結果（単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬと、月あたりのタイヤ外表面の空気透過量Ａｏｕｔと、月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒとのうちの少なくとも１つ）に加えて、例えば図６に示す空気漏れ解析の解析結果を示す画像を表示装置２１に表示させてもよい。図６に示す画像は、各要素ＥＬの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉを色で示す画像である。表示装置制御部３６が図６に示す画像を表示装置２１に表示させることにより、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、空気入りタイヤ１のどこの部分から空気が漏れやすいかをユーザーに図示できる。なお、図６に示す画像は、静止画でもよいし、各要素ＥＬの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉの時間による変化を示すための動画（アニメーション）でもよい。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the analysis result of the air leakage analysis. Further, the display device control unit 36 determines whether the above test results (the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time, the air permeation amount Aout on the tire outer surface per month, and the air leakage rate Aoutr per month). In addition to at least one of them, for example, an image showing the analysis result of the air leakage analysis shown in FIG. 6 may be displayed on the display device 21. The image shown in FIG. 6 is an image showing the air permeation amount AFLi per unit time of each element EL in color. By causing the display device control unit 36 to display the image shown in FIG. 6 on the display device 21, the air leakage resistance simulation simulator 20 can indicate to the user which part of the pneumatic tire 1 is likely to leak air. . Note that the image shown in FIG. 6 may be a still image or a moving image (animation) for showing a change in the air permeation amount AFLi per unit time of each element EL over time.

本実施形態では、演算部３５は、ステップＳＴ０５で、解析結果が収束するまで解析を継続する。すなわち、演算部３５は、各要素ＥＬの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉが定常となるまで、つまり、単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉの時間変化量が０、または、所定値以内になるまで解析を継続する。ステップＳＴ０６で演算部３５が抽出する各要素ＥＬの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉは、定常となった時点での単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉでもよいし、非定常の時点での単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉでもよい。但し、演算部３５が非定常の時点での単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉを抽出する場合、タイヤ外表面側の各要素ＥＬｏの単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉが０である場合もある。よって、本実施形態では演算部３５は、ステップＳＴ０６で、定常となった時点での単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉを抽出する。 In the present embodiment, the calculation unit 35 continues the analysis until the analysis result converges in step ST05. In other words, the calculation unit 35 until the air permeation amount AFLi per unit time of each element EL becomes steady, that is, until the time change amount of the air permeation amount AFLi per unit time becomes 0 or within a predetermined value. Continue analysis. The air permeation amount AFLi per unit time of each element EL extracted by the calculation unit 35 in step ST06 may be the air permeation amount AFLi per unit time at the time of becoming steady, or the unit time at an unsteady time. The air permeation amount AFLi may be used. However, when the calculation unit 35 extracts the air permeation amount AFLi per unit time at the unsteady time, the air permeation amount AFLi per unit time of each element ELo on the tire outer surface side may be zero. Therefore, in this embodiment, the calculating part 35 extracts air permeation | transmission amount AFLi per unit time in the time of becoming steady by step ST06.

または、演算部３５は、単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉが非定常から定常となるまでの複数の時点での、単位時間あたりの空気透過量ＡＦＬｉを複数抽出してもよい。この場合、ステップＳＴ０８で、演算部３５は、各時点での単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを算出する。そして、ステップＳＴ１２で、表示装置制御部３６は、各時点での単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬを示す画像を表示装置２１に表示させる。この場合、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、単位時間あたりのタイヤ外表面の空気透過量ＡＦＬの時間変化をユーザーに示すことができる。次に、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機の精度について説明する。 Alternatively, the calculation unit 35 may extract a plurality of air permeation amounts AFLi per unit time at a plurality of time points until the air permeation amount AFLi per unit time changes from unsteady to steady. In this case, in step ST08, the calculation unit 35 calculates the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time at each time point. In step ST12, the display device controller 36 causes the display device 21 to display an image indicating the air permeation amount AFL on the tire outer surface per unit time at each time point. In this case, the anti-air leakage performance simulation tester 20 can indicate to the user the time change of the air permeation amount AFL on the outer surface of the tire per unit time. Next, the accuracy of the air leakage resistance performance simulation tester will be described.

図７は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機の精度を示すための図表である。図７には、基準サンプル〜サンプル３の各空気入りタイヤ１のシミュレーション値と、サンプル２を除く基準サンプル〜サンプル３の各空気入りタイヤ１の実測値とが示されている。シミュレーション値は、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０を用いて算出した月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒである。実測値は、実物の空気入りタイヤ１で測定した月あたりの空気漏れ率Ａｏｕｔｒである。基準サンプルのシミュレーション値をＸ（％）とし、基準サンプルの実測値をＹ（％）とする。 FIG. 7 is a chart for showing the accuracy of the air leakage resistance simulation tester. In FIG. 7, simulation values of the pneumatic tires 1 of the reference sample to the sample 3 and measured values of the pneumatic tires 1 of the reference sample to the sample 3 excluding the sample 2 are shown. The simulation value is the air leakage rate Aoutr per month calculated using the air leakage resistance simulation simulator 20. The actual measurement value is the air leakage rate Aoutr per month measured with the actual pneumatic tire 1. The simulation value of the reference sample is X (%), and the actual measurement value of the reference sample is Y (%).

ＸとＹとは必ず一致するとは限らないが、図７に示すように、基準サンプルに対する各サンプルの比は、シミュレーション値と実測値とで近似する。仮に、ＸとＹとが一致しない場合であっても、ユーザーにとって大事な情報は、どのサンプル（空気入りタイヤ１）が、耐空気漏れ性能に優れるかである。よって、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、実用に足る精度で空気入りタイヤ１の耐空気漏れ性能をシミュレーションできる。 Although X and Y do not always coincide with each other, as shown in FIG. 7, the ratio of each sample to the reference sample is approximated by a simulation value and an actual measurement value. Even if X and Y do not match, the important information for the user is which sample (pneumatic tire 1) is excellent in air leakage resistance. Therefore, the air leakage resistance simulation testing machine 20 can simulate the air leakage resistance performance of the pneumatic tire 1 with accuracy sufficient for practical use.

以上のように、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、試験体を実際に試作する必要もなく、また、試験体の内部から外部へ漏れ出る空気量を実測する必要もなく、空気入りタイヤ１の耐空気漏れ性能を試験できる。空気入りタイヤ１のモデルの作成に要する時間や、図４に示す空気入りタイヤ１の有限要素モデル２の作成に要する時間は、試験体を実際に試作するために要する時間よりも短い。また、各種演算に要する時間は、試験体の内部から外部へ漏れ出る空気量を実測する場合よりも短い。よって、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、空気入りタイヤ１の耐空気漏れ性能の試験に要する時間を低減できる。結果として、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０は、空気入りタイヤ１の構造の改良に要する時間を低減できる。また、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０を用いれば、ユーザーは、試験体を試作する場合よりも、気軽に空気入りタイヤ１の構造を変更できる。よって、耐空気漏れ性能シミュレーション試験機２０を用いれば、ユーザーは、より積極的に空気入りタイヤ１の構造を変更できる。 As described above, the air leakage resistance simulation testing machine 20 does not need to actually make a prototype, and does not need to actually measure the amount of air leaking from the inside of the specimen to the outside. Can be tested for air leakage resistance. The time required to create the model of the pneumatic tire 1 and the time required to create the finite element model 2 of the pneumatic tire 1 shown in FIG. 4 are shorter than the time required to actually manufacture the test specimen. In addition, the time required for various calculations is shorter than when actually measuring the amount of air leaking from the inside of the specimen to the outside. Therefore, the air leakage resistance simulation testing machine 20 can reduce the time required for the air leakage resistance test of the pneumatic tire 1. As a result, the air leakage resistance simulation testing machine 20 can reduce the time required for improving the structure of the pneumatic tire 1. Moreover, if the air leak-proof performance simulation tester 20 is used, the user can change the structure of the pneumatic tire 1 more easily than the case of making a test specimen as a prototype. Therefore, if the air leakage resistance performance simulation tester 20 is used, the user can change the structure of the pneumatic tire 1 more actively.

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験方法及び空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション用コンピュータプログラム並びに空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験機は、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に有用であり、特に、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に要する時間を低減することに適している。 As described above, the pneumatic tire anti-leakage performance simulation test method, the pneumatic tire anti-leakage performance simulation computer program according to the present invention, and the pneumatic tire anti-leakage performance simulation test machine are the pneumatic tire. It is useful for testing the air leak resistance performance of the pneumatic tire, and is particularly suitable for reducing the time required for the air leak resistance test of the pneumatic tire.

１空気入りタイヤ
２有限要素モデル
１０トレッド部
１１ビード部
１２サイドウォール部
１３カーカス
１４ベルト層
１５ビードコア
１５ａビードフィラ
１５ｂビードワイヤ
１７トレッド
１８サイドトレッド
１９ａホイール
１９ｂバルブ
２０耐空気漏れ性能シミュレーション試験機
２１表示装置
２２入力装置
３０演算装置
３１処理部
３２情報取得部
３３モデル作成部
３４要素分割部
３５演算部
３６表示装置制御部
３７入出力部
３８記憶部
ＥＬ要素
ＥＬｏタイヤ外表面の要素 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pneumatic tire 2 Finite element model 10 Tread part 11 Bead part 12 Side wall part 13 Carcass 14 Belt layer 15 Bead core 15a Bead filler 15b Bead wire 17 Tread 18 Side tread 19a Wheel 19b Valve 20 Air leak resistance simulation test machine 21 Display device 22 Input device 30 Arithmetic device 31 Processing unit 32 Information acquisition unit 33 Model creation unit 34 Element division unit 35 Calculation unit 36 Display device control unit 37 Input / output unit 38 Storage unit EL element ELo Element on tire outer surface

Claims

An air leakage resistance simulation test method for a pneumatic tire for testing the air leakage resistance performance of a pneumatic tire,
Create a finite element model that represents the pneumatic tire divided into a plurality of elements,
The amount of air per unit time permeating each of the elements based on an air permeation coefficient indicating the ease of air permeation to each element when air is about to permeate each element of the finite element model To calculate
The amount of air per unit time that permeates each of a plurality of elements located on the outer surface of the finite element model of the pneumatic tire from the information group of the amount of air per unit time that passes through each of the elements. Extract
The amount of air per unit time that permeates each of the plurality of elements located on the outer surface is summed with all the elements located on the outer surface to calculate the amount of air per unit time that leaks from the outer surface. And
The pneumatic tire has a composite material configured by combining a plurality of materials,
Based on the equivalent air permeability coefficient of the entire composite material calculated from the air permeability coefficient of each of a plurality of materials, calculate the amount of air per unit time permeating the element representing the composite material,
In the composite material, when the direction in which air is to be transmitted is different, the equivalent air permeability coefficient is different for each direction in which air is to be transmitted,
Based on the equivalent air permeability coefficient calculated for each direction in which air is to permeate, the amount of air per unit time permeating the element representing the composite material is calculated. Air leak performance simulation test method.

The air leakage resistance simulation test method for a pneumatic tire according to claim 1, wherein the air permeability coefficient is actually measured for each material by a test.

The value obtained by dividing the air pressure inside the pneumatic tire by the air pressure outside the pneumatic tire is multiplied by the amount of air per unit time leaking from the outer surface, and the value is the volume inside the pneumatic tire. The air leakage rate per unit time is calculated by dividing by the air leakage resistance simulation test method for a pneumatic tire according to claim 1 or 2.

The method for testing air leakage resistance simulation of a pneumatic tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the equivalent air permeability coefficient is a value calculated by a parallel compound law.

A computer program for simulating the anti-air leakage performance of a pneumatic tire, which causes a computer to execute the method for testing the anti-air leakage performance of a pneumatic tire according to any one of claims 1 to 4 .

A pneumatic tire anti-leak performance simulation test machine that tests the anti-air leak performance of a pneumatic tire using a finite element model of a pneumatic tire expressed by being divided into a plurality of elements,
The amount of air per unit time permeating each of the elements based on an air permeation coefficient indicating the ease of air permeation to each element when air is about to permeate each element of the finite element model To calculate
The amount of air per unit time that permeates each of a plurality of elements located on the outer surface of the finite element model of the pneumatic tire from the information group of the amount of air per unit time that passes through each of the elements. Extract
The amount of air per unit time that permeates each of the plurality of elements located on the outer surface is summed with all the elements located on the outer surface to calculate the amount of air per unit time that leaks from the outer surface. And
The pneumatic tire has a composite material configured by combining a plurality of materials,
The pneumatic tire anti-leakage performance simulation test machine includes an element representing the composite material based on an equivalent air permeability coefficient of the entire composite material calculated from the air permeability coefficient of each of a plurality of materials. Calculate the amount of air per unit time to penetrate,
In the composite material, when the direction in which air is to be transmitted is different, the equivalent air permeability coefficient is different for each direction in which air is to be transmitted,
The pneumatic tire anti-leakage performance simulation tester is configured to perform air per unit time permeation through an element representing the composite material based on the equivalent air permeability coefficient calculated for each direction in which air is to permeate. An air leakage resistance simulation tester for pneumatic tires, characterized in that the amount is calculated.

The air leakage resistance simulation tester for a pneumatic tire according to claim 6 , wherein the air permeability coefficient is actually measured for each material by a test.

The value obtained by dividing the air pressure inside the pneumatic tire by the air pressure outside the pneumatic tire is multiplied by the amount of air per unit time leaking from the outer surface, and the value is the volume inside the pneumatic tire. The air leakage rate simulation tester for a pneumatic tire according to claim 6 or 7 , wherein an air leakage rate per unit time is calculated by dividing by.

The pneumatic tire anti-leak performance simulation test machine according to any one of claims 6 to 8, wherein the equivalent air permeability coefficient is a value calculated by a parallel compound law.