(57)【要約】【課題】任意の製造工程におけるタイヤの断面形状を短時間で予測可能なタイヤ製造時の断面形状予測方法及びその装置並びにそのコンピュータプログラムと情報記憶媒体を提供する。【解決手段】コンピュータ装置によって、カーカスラインの断面形状を決定する所定の関数を用い、断面形状予測対象工程における製造条件情報及びカーカスラインの構造仕様情報に基づいて、断面形状予測対象工程におけるカーカスラインの断面形状を求め、求めたカーカス断面形状を基準としてカーカス以外のタイヤ構成部材を該タイヤ構成部材の構造仕様情報に基づいてカーカスの内外に幾何学的に配置する作図処理を行うことにより、断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描く。この断面形状によってタイヤ製造時の断面形状予測可能になる。【選択図】図４
2006168294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの成形工程から加硫工程までの間の所定の断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状をコンピュータを用いて描くタイヤ製造時の断面形状予測方法であって、
前記コンピュータ装置は、
カーカスの断面形状を決定する所定の関数を用い、前記断面形状予測対象工程における製造条件情報及びカーカスの構造仕様情報に基づいて、前記断面形状予測対象工程におけるカーカスの断面形状を求めるステップと、
前記求めたカーカス断面形状を基準としてカーカス以外のタイヤ構成部材を該タイヤ構成部材の構造仕様情報に基づいて前記カーカスの内外に幾何学的に配置する作図処理を行うことにより、前記断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描くステップとを実行する
ことを特徴とするタイヤ製造時の断面形状予測方法。
【請求項２】
加硫工程での断面形状予測対象工程に対応して描いたタイヤの断面形状における各構成部材の断面境界線を、該断面境界線の所定方向に一定寸法或いは一定比率の何れか一方を用いて補正することにより加硫中のタイヤの断面形状を描くステップを実行することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造時の断面形状予測方法。
【請求項３】
加硫工程での断面形状予測対象工程に対応して描いたタイヤの断面形状における各構成部材の断面境界線を、該断面境界線の法線方向に一定寸法或いは一定比率の何れか一方を用いて補正することにより加硫中のタイヤの断面形状を描くステップを実行することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ製造時の断面形状予測方法。
【請求項４】
加硫工程での断面形状予測対象工程に対応して描いたタイヤの断面形状における各構成部材の断面境界線を、モールドラインとグリーンタイヤを等分割した点を結ぶ方向に一定寸法或いは一定比率の何れか一方を用いて補正することにより加硫中のタイヤの断面形状を描くステップを実行することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ製造時の断面形状予測方法。
【請求項５】
タイヤの成形工程から加硫工程までの間の所定の断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描くタイヤ製造時の断面形状予測装置であって、
タイヤ構造情報及びタイヤ部材寸法情報を含むタイヤ構造仕様情報が予め格納されている構造仕様データベースと、
成形ドラムに関する情報及び製造時のビード位置情報を含む製造条件情報が予め格納されている製造条件データベースと、
カーカスの断面形状を決定する所定の関数を用い、カーカスの構造仕様情報及び前記断面形状予測対象工程における製造条件情報を前記構造仕様データベース及び製造条件データベースから抽出し、該抽出した構造仕様情報及び製造条件情報に基づいて、前記断面形状予測対象工程におけるカーカスの断面形状を求める手段と、
前記求めたカーカス断面形状を基準としてカーカス以外のタイヤ構成部材を前記カーカスの内外に幾何学的に配置する作図処理を行うことにより、前記断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描く手段とを有する
ことを特徴とするタイヤ製造時の断面形状予測装置。
【請求項６】
タイヤ構成部材の断面境界線の所定方向に該断面境界線を拡張するための補正係数情報が格納されている部材補正係数データベースと、
加硫工程での断面形状予測対象工程に対応して描いたタイヤの断面形状における各構成部材の断面境界線の位置を前記補正係数情報を用いて補正することにより加硫中のタイヤの断面形状を描く手段とを有する
ことを特徴とする請求項５に記載のタイヤ製造時の断面形状予測装置。
【請求項７】
タイヤ構成部材の断面境界線の法線方向に該断面境界線を拡張するための補正係数情報が格納されている部材補正係数データベースと、
加硫工程での断面形状予測対象工程に対応して描いたタイヤの断面形状における各構成部材の断面境界線の位置を前記補正係数情報を用いて補正することにより加硫中のタイヤの断面形状を描く手段とを有する
ことを特徴とする請求項６に記載のタイヤ製造時の断面形状予測装置。
【請求項８】
タイヤ構成部材のモールドラインとグリーンタイヤを等分割した点を結ぶ方向に該断面境界線を拡張するための補正係数情報が格納されている部材補正係数データベースと、
加硫工程での断面形状予測対象工程に対応して描いたタイヤの断面形状における各構成部材の断面境界線の位置を前記補正係数情報を用いて補正することにより加硫中のタイヤの断面形状を描く手段とを有する
ことを特徴とする請求項６に記載のタイヤ製造時の断面形状予測装置。
【請求項９】
前記描いたタイヤの断面形状を表示する手段を有する
ことを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れかに記載のタイヤ製造時の断面形状予測装置。
【請求項１０】
タイヤの成形工程から加硫工程までの間の所定の断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状をコンピュータを用いて描き、タイヤ製造時の断面形状を予測するためのコンピュータプログラムであって、
前記請求項１乃至請求項４の何れかに記載の処理ステップを含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
タイヤの成形工程から加硫工程までの間の所定の断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状をコンピュータを用いて描き、タイヤ製造時の断面形状を予測するためのコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、
前記請求項１０に記載のコンピュータプログラムが記憶されている
ことを特徴とする情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤを製造する際の任意の工程におけるタイヤの断面形状を予測するタイヤ製造時の断面形状予測方法及びその装置並びにそのコンピュータプログラムと情報記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤを製造する際には、タイヤを構成する複数の部材を貼り合わせた円筒状の生タイヤを構成した後、この生タイヤを加硫用モールド（例えば加硫用金型）に入れて加硫し、製品としてのタイヤを製造している。
【０００３】
周知のように、空気入りタイヤの製造工程は大きく分けて第一成形工程と第二成形工程、加硫工程の３つの工程からなる。
【０００４】
第一成形工程では、カーカス部材と、１対のビードコア部材、１対のビードフィラー部材、１対のサイドトレッド部材によって回転体形状の生タイヤケーシングを成形する。
【０００５】
第二成形工程では、まず、トレッド部材及びベルト部材を有する回転体形状のトレッド／ベルト部を成形する。次に、このトレッド／ベルト部の内周面側に回転体の中心軸を一致させるようにして第一成形工程で成形した生タイヤケーシングを配置し、この状態で生タイヤケーシングを膨張させて生タイヤケーシングをトレッド／ベルト部の内周面に圧着させて生タイヤ（グリーンタイヤ）を成形する。
【０００６】
加硫工程では、グリーンタイヤを加硫用モールド内に入れて、グリーンタイヤの内周面側から伸縮自在な加硫用ブラダーを膨張させて、グリーンタイヤを加硫用モールドの内表面の形状に沿わせるように拡張する。次に、加硫用モールドおよび加硫用ブラダーを昇温して、拡張したグリーンタイヤを加硫する。
【０００７】
上記のように、空気入りタイヤを製造する際には、タイヤの構成部材を円筒状にし、それを製品タイヤ形状に変形させて製造しているので、タイヤを構成する各部材には大きな歪みが加えられ、そのときの製造条件によっては均一性や外観などの製造品質を著しく悪化させることがある。
【０００８】
また、タイヤの構成部材の寸法の取り方によってはグリーンタイヤの表面に顕著な段差が生じたり、段差が生じなくともグリーンタイヤの形状と加硫用モールドの形状とのマッチングがよくなく、グリーンタイヤを加硫する際に製造品質を悪化させることがある。
【０００９】
このような問題を解決するために、タイヤ構成部材及び加硫用ブラダー、加硫用モールドのそれぞれをモデル化して周知の有限要素法（Finite Element Method：ＦＥＭ）などを用いてタイヤ製造過程における応力や、歪み、張力などの変化を調べる方法が用いられている（例えば、特開２００３−２２５９５２号公報）。
【００１０】
また、この他にも例えば特開２００３−２００７２２号公報に開示されるタイヤのシミュレーション方法や、特開平１０−２１７３４９号公報に開示される大型空気入りタイヤの製造方法、特開平８−２１６１５４号公報に開示される空気入りラジアルタイヤの製造方法及びそれに用いるブラダー等の技術が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２２５９５２号公報
【特許文献２】特開２００３−２００７２２号公報
【特許文献３】特開平１０−２１７３４９号公報
【特許文献４】特開平８−２１６１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記のような有限要素法（ＦＥＭ）を用いる場合、モデル化及びシミュレーション自体に多くの時間がかかってしまい問題解決に至るまでに長時間を費やすことになる。例えば、１モデルにつき数時間かかり、１ケースの解析を行うのに数日を費やすことになる。
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、任意の製造工程におけるタイヤの断面形状を短時間で予測可能なタイヤ製造時の断面形状予測方法及びその装置並びにそのコンピュータプログラムと情報記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は前記目的を達成するために、タイヤの成形工程から加硫工程までの間の所定の断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状をコンピュータを用いて描くタイヤ製造時の断面形状予測方法を提案する。この方法では、前記コンピュータ装置は、カーカスの断面形状を決定する所定の関数を用い、前記断面形状予測対象工程における製造条件情報及びカーカスの構造仕様情報に基づいて、前記断面形状予測対象工程におけるカーカスの断面形状を求め、前記求めたカーカス断面形状を基準としてカーカス以外のタイヤ構成部材を該タイヤ構成部材の構造仕様情報に基づいて前記カーカスの内外に幾何学的に配置する作図処理を行うことにより、前記断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描く。この断面形状によってタイヤ製造時の断面形状予測可能になる。
【００１４】
また、本発明は上記の方法を実現するために、タイヤの成形工程から加硫工程までの間の所定の断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描くタイヤ製造時の断面形状予測装置であって、タイヤ構造情報及びタイヤ部材寸法情報を含むタイヤ構造仕様情報が予め格納されている構造仕様データベースと、成形ドラムに関する情報及び製造時のビード位置情報を含む製造条件情報が予め格納されている製造条件データベースと、カーカスの断面形状を決定する所定の関数を用い、カーカスの構造仕様情報及び前記断面形状予測対象工程における製造条件情報を前記構造仕様データベース及び製造条件データベースから抽出し、該抽出した構造仕様情報及び製造条件情報に基づいて、前記断面形状予測対象工程におけるカーカスの断面形状を求める手段と、前記求めたカーカス断面形状を基準としてカーカス以外のタイヤ構成部材を前記カーカスの内外に幾何学的に配置する作図処理を行うことにより、前記断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面形状を描く手段とを有するタイヤ製造時の断面形状予測装置を構成した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、任意の製造工程におけるタイヤの断面形状を短時間で予測可能となる。また、構造仕様情報から製造過程におけるタイヤの断面形状を得ることができ、設計段階で適切なベントホール位置の決定ができる。さらに、ごく短時間で製造過程におけるタイヤの断面形状を得ることができるため、故障発生原因の追及を容易に行うことができるという非常に優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態におけるタイヤ製造時の断面形状予測装置を示す外観図、図２は本発明の一実施形態におけるタイヤ製造時の断面形状予測装置の電気系回路を示すブロック図である。図において、１は断面形状予測装置、１１は周知のコンピュータ本体、１２はディスプレイ（表示装置）、１３はキーボード、１４はマウス、１５はプリンターである。
【００１８】
コンピュータ本体１１は、周知のＣＰＵ111と、ＲＯＭやＲＡＭからなるメモリ112、ハードディスク装置113を備えている。また、ハードディスク装置113内には、製造条件情報データベース114と、構造仕様情報データベース115、部材補正係数データベース116、金型形状情報データベース117が構築されている。
【００１９】
ＣＰＵ111は、メモリ112及びハードディスク装置113に格納されているプログラムによって動作し、キーボード１３やマウス１４を介して入力されたタイヤ種別や断面形状予測対象工程などの情報や指示命令に基づいて、タイヤ製造時の所定の工程におけるタイヤの断面形状をシミュレーションして描いた作図情報をメモリ112及びハードディスク装置113に格納すると共に、タイヤ断面形状の作図をディスプレイ１２に表示する、或いはプリンタ１５によって印刷を行う。ＣＰＵ111は、タイヤの断面形状をシミュレーションして描く際に、ハードディスク装置113内の、製造条件情報データベース114や、構造仕様情報データベース115、部材補正係数データベース116、金型形状情報データベース117をアクセスして、これらのデータベースに格納されている情報、すなわち任意の工程におけるタイヤの断面形状を作図するために必要な情報を使用する。
【００２０】
製造条件情報データベース114には、タイヤ種別毎に、成形ドラムの形状や径などの成形ドラム情報と、インフレート圧力の情報、製造時のビード位置情報、及びカーカスライン（カーカスの輪郭線（断面境界線））を求めるための関数などが格納されている。
【００２１】
構造仕様情報データベース115には、タイヤ種別毎に、タイヤを構成する部材の種類、各部材の配置及び貼付位置とその順序、各部材の幅や厚さ及びプロファイルなどの情報が格納されている。
【００２２】
部材補正係数データベース116には、例えば図３に示すような補正係数テーブルが格納されており、この補正係数テーブルには各部材名に対応して第二成形工程における補正係数αn（ｎは自然数）と加硫工程における補正係数βn（ｎは自然数）が格納されている。尚、これらの補正係数αn，βnは、実験結果や幾何学的な計算値に基づいて決定することが好ましい。さらに、補正係数αn，βnは、全種類のタイヤについて共通に設定することも可能であるが、タイヤサイズの関数としたり、部材拡径率の関数或いはカーカスラインの曲率の関数としても良い。また、部材の厚さ方向や幅方向のそれぞれに対してαn1,αn2、βn1,βn2のように個別に補正係数を設定しておいても良い。
【００２３】
金型形状情報データベース117には、タイヤ種別毎に加硫用モールドの形状に関する情報が格納されている。
【００２４】
次に、前述した装置を用いた断面形状予測方法に関して説明する。ここでは、ＣＰＵ111の処理プログラムによる断面形状シミュレーションの流れを示す図４のフローチャートに沿って予測装置１の動作を説明する。
【００２５】
タイヤ製造時の断面形状を予測する際には、キーボード１３やマウス１４を用いてタイヤ種別と断面形状予測対象工程の情報及び指示命令を入力する。
【００２６】
これらの情報と指示命令が入力されると（ＳＡ１）、ＣＰＵ111は、製造条件情報データベース114及び構造仕様情報データベース115をアクセスしてカーカスラインを算出するための関数とカーカスの形状等に関する部材情報を取得し（ＳＡ２）、これらを用いてカーカスラインを算出する（ＳＡ３）。
【００２７】
上記関数は、タイヤの骨格となるカーカスラインについて、膜理論や梁理論などの極めてシンプルな理論からその形状を決定する理論式を関数として導出し、タイヤの成型工程から加硫工程における任意の工程での製造条件から決まる境界条件よりそのときのカーカスラインを求められるようにしたものである。
【００２８】
次いで、算出結果に基づいてカーカスラインの作図を行い（ＳＡ４）、この後、カーカス以外の各タイヤ構成部材に関する情報を構造仕様情報データベースから取得し、この情報に基づいてカーカス以外の各タイヤ構成部材をカーカスの内外に幾何学的に配置する作図処理を貼付順に繰り返して行う（ＳＡ５）。さらに、この作図処理が第二成型工程の断面図の作図処理である場合は後述する部材補正処理を行う。このようにカーカスラインを基準としてカーカス以外の各タイヤ構成部材をカーカスの内外に配置することによりタイヤの断面形状を描くことができる。これによって完成した作図データをメモリ112及びハードディスク装置113に格納すると共にディスプレイ１３に描画して表示する（ＳＡ６）。第一成型工程に対応する作図データの一例を図５に示し、第二成型工程に対応する作図データの一例を図６に示す。
【００２９】
尚、カーカスの内側に配置する部材がインナーライナー程度であれば、上記のように求めたカーカスラインをタイヤ内面形状とおき、全ての部材をその上に配置してもよい。
【００３０】
この手法によるとカーカスラインの算出には一般的な性能のコンピュータを用いても数秒の時間しか要さず、求めたカーカスラインに対してその他の必要なタイヤ構成部材を幾何学的に重ねていく作図処理の時間を加えても、１分程度でタイヤの断面形状を得ることができる。
【００３１】
ここで、前記ＳＡ２乃至ＳＡ６の処理において、断面形状予測対象工程として第一成型工程が入力されたときは第一成型工程に対応した関数に基づいてカーカスラインを算出して作図データを生成する。また、断面形状予測対象工程として第二成型工程或いは加硫工程が入力されたときは第一成型工程に対応した関数に基づいてカーカスラインを算出して作図データを生成し、後述するＳＡ７の判定を行った後に、第二成型工程に対応した関数に基づいてカーカスラインを算出して作図データを生成する。尚、第二成型工程におけるカーカスラインの算出処理に関してはその詳細を後述する。
【００３２】
次に、前記ＳＡ１において入力された断面形状予測対象工程が第二成型工程であるが加硫工程であるかを判定し（ＳＡ７）、第一成型工程のとき及び第二成型工程における断面形状の作図を終了しているときは処理を中止する。また、第二成型工程であるときは前記ＳＡ２の処理に移行し、加硫工程であるときは加硫時の断面図の作図を行う（ＳＡ８）。加硫時の断面図作成処理においては、金型形状情報データベースからタイヤ種別に対応する金型形状情報を取得し、これに基づいて断面図作成処理を行うと共に部材補正処理を行い断面図を作成し、この作図データをメモリ112及びハードディスク装置113に格納すると共にディスプレイ１３に描画して表示する。このときの作図データの一例を図７に示す。
【００３３】
次に、加硫拡張図の作図処理を行う（ＳＡ９）。加硫中のタイヤの拡張については上記の処理により求めたタイヤ断面図における各構成部材を所定の方向に一定寸法または一定比率でモールド形状線の方向に拡張していくことによりモールド形状線への接触過程を再現する。例えば、各構成部材をその法線方向等の方向に一定寸法または一定比率でモールド形状線の方向に拡張していくことによりモールド形状線への接触過程を再現する。
【００３４】
この加硫拡張図の作図処理では、タイヤの拡張方向をカーカスラインの法線方向として、そのときのタイヤを例えば１ｍｍ単位などの一定寸法でモールド側に拡張していくようにしても良い。または、最も離れている箇所の距離の1/10の長さ分だけモールド側に拡張していく、或いは、タイヤ径の1/100の長さ分だけモールド側に拡張していくという方法を採ってもよい。
【００３５】
または、この加硫拡張図の作図処理では、モールドラインとグリーンタイヤを等分割した点を結ぶ方向、すなわちタイヤ及びモールドについてセンター部からビード部までの距離を任意の分割数で分割し、その対応する分割点を結ぶ方向として、そのときのタイヤを例えば１ｍｍ単位などの一定寸法でモールド側に拡張していくようにしても良い。または、最も離れている箇所の距離の1/10の長さ分だけモールド側に拡張していく、或いは、タイヤ径の1/100の長さ分だけモールド側に拡張していくという方法を採ってもよい。
【００３６】
この後、完成した加硫拡張図の作図データをメモリ112及びハードディスク装置113に格納すると共にディスプレイ１３に描画して表示する。加硫拡張図の作図データの一例を図８に示す。
【００３７】
尚、上記の各作図処理において配下の確認処理を並行して行っている。即ち、各部材の歪の変化の確認処理として、部材補正係数データベースの部材補正係数テーブルより幅方向の補正係数を抽出し、所定の許容範囲と照合し、照合の結果が許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。
【００３８】
また、第二成形工程の断面作図処理では、第二成形条件の決定においてビード位置によるグリーンタイヤ形状の変化の確認処理と第１成形組立体とベルト・トレッド組立体の接着幅の確認処理を行う。ビード位置によるグリーンタイヤ形状の変化の確認処理では、各部材のひずみの大きさを抽出して、所定の許容範囲と照合し、この照合の結果が許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。また、第１成形組立体とベルト・トレッド組立体の接着幅の確認処理では、後述するカーカスラインの算出手順中のＡ〜Ｂ点間のカーカス長さを抽出して、所定の許容範囲と照合し、この照合の結果が許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。
【００３９】
さらに、第二成形工程の断面作図処理では、グリーンタイヤ形状に合わせたステッチャー条件の決定処理を行う。ステッチャー条件の決定処理としては、圧力切り替え位置の決定処理と押しつけ角度の決定処理を行う。圧力切り替え位置の決定処理では、第１成型組立体とベルト・トレッド組立体の接着幅を抽出し、構造仕様情報データベースからベルト・トレッド部材の幅を抽出し、センターから第１成形組立体とベルト・トレッド組立体の接着幅までを定圧領域に設定し、そこからベルト部材端末までを高圧領域に設定し、そこからトレッド部材端末までを中圧領域に設定する。また、押しつけ角度の決定処理では、描画されたタイヤ断面図を抽出し、タイヤ輪郭ラインに任意の角度で交差するラインを各位置での押し付け角度として、ｚ座標に対する関数として出力する。
【００４０】
また、第二成形工程の断面作図処理では、選択部材の良否確認処理として、部材端末位置の確認処理と、グリーンタイヤ表面凹凸の確認処理を行う。部材端末位置の確認処理では、描画されたタイヤ断面図を抽出し、各部材の端末位置と基準位置の距離を自動測定して所定の許容範囲と照合し、許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。グリーンタイヤ表面凹凸の確認処理では、描画されたタイヤ断面図を抽出し、タイヤ外表面の規定幅内の凹凸量を自動測定して所定の許容範囲と照合し、許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。
【００４１】
加硫工程の断面作図処理では、加硫モールドとグリーンタイヤのマッチング確認処理として、グリーンタイヤ形状とモールド間の隙間との気抜き穴の設置場所の適合性確認処理を行う。モールド間の隙間の確認処理では、描画された加硫断面図を抽出し、タイヤとモールド間の隙間の断面積、体積を自動測定して、所定の許容範囲と照合し、許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。また、気抜き穴設置場所の適合性確認処理では、加硫拡張図からタイヤとモールドの最終設置個所を抽出し、指定した気抜き穴設置位置とのズレ量を自動計測して、所定の範囲と照合し、許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。
【００４２】
さらに、加硫工程の断面作図処理では、選択部材の良否確認処理として、部材端末位置の確認処理と、グリーンタイヤ表面凹凸の確認処理を行う。部材端末位置の確認処理では、描画されたタイヤ断面図を抽出し、各部材の端末位置と基準位置の距離を自動測定して所定の許容範囲と照合し、許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。グリーンタイヤ表面凹凸の確認処理では、描画されたタイヤ断面図を抽出し、タイヤ外表面の規定幅内の凹凸量を自動測定して所定の許容範囲と照合し、許容範囲外のときはディスプレイ１２にワーニング表示を行う。
【００４３】
前述したように、本実施形態によれば、シミュレーションに必要な情報は製造条件と構成部材の幅、ゲージ等の寸法、モールド形状等の情報のみであるため、予め情報を電子化したデータベース作っておけばモデルを作成する時間は必要なく、十数パターンのシミュレーションを行ったとしても、十数分の時間しかかからない。
【００４４】
本実施形態の方法では応力に関わる詳細な解析はできないが、製造過程におけるグリーンタイヤは未加硫の状態であり、その応力はグリーンタイヤが加硫中に高温になることもあり緩和しやすく、従来の方法での解析でも応力に着目して問題を解決することは希であり、一般的には歪みや張力を中心とした解析であったため、本実施形態の方法でも十分に製造上の問題の解析を行うことができる。
【００４５】
さらに本実施形態では、タイヤ構成部材はタイヤ全体の変形に伴う伸縮により、幅、厚さなどが変化するが、各部材の特性に合わせた方式で変形に伴う部材寸法の補正を加えてから、求めたカーカスライン上に配置しているので、より精度よく現実のタイヤをシミュレートすることができる。この補正も前述したように理論式または実験式などを用いて数値化或いは数式化しているので短時間でのシミュレーションを実現することができる。
【００４６】
従って、断面形状予測対象工程におけるタイヤの断面を正確に且つ短時間で描くことができ、製造上の問題の解析を迅速に行うことができる。
【００４７】
次に、ＣＰＵ111が行う第二成型工程におけるカーカスラインの算出処理に関して図９及び図１０を参照して説明する。図９において、縦軸ｒはタイヤの径方向の距離を表し、横軸ｚはタイヤの軸方向の距離を表している。
【００４８】
カーカスラインの算出処理においては、ＣＰＵ111は製造条件情報データベース114と構造仕様情報データベース115をアクセスし、初期値を取得して設定する（ＳＢ１）。ここで設定する初期値は、成形ドラムの形状や径などの成形ドラム情報と、インフレート圧力の情報、製造時のビード位置情報、及びカーカスラインを求めるための関数、タイヤを構成する部材の種類、各部材の配置及び貼付位置とその順序、各部材の幅や厚さ及びプロファイル等の値である。
【００４９】
次に、図９に示すＡ点とＢ点との間のカーカスラインをベルトの剛性を梁として考慮し、次の(1)式を用いて算出する（ＳＢ２）。(1)式はｒ方向の変位を表す関数（ｒ＝ｆ(zAB)）であり、式中のEIはベルト＋トレッドの曲げ剛性であり、ｐは内圧である。
【００５０】
【数１】
2006168294.tif 000003
【００５１】
尚、高次関数で近似する場合はｒ方向の変位ｆ(zAB)を次の(2)又は(3)の近似式を用いて求めても良い。ここで、a,b,c,dは実験的に求めた定数である。
【００５２】
【数２】
2006168294.tif 000004
【００５３】
次に、図９に示すＣ点とＤ点との間のカーカスラインをビードフィラーの剛性を梁として考慮し、次の(4)式を用いて算出する（ＳＢ３）。(4)式はｒ方向の変位を表す関数（ｒ＝ｆ(zCD)）であり、式中のEIはビードフィラー部の曲げ剛性であり、ｐは内圧である。
【００５４】
【数３】
2006168294.tif 000005
【００５５】
尚、高次関数で近似する場合はｒ方向の変位ｆ(zCD)を次の(5)又は(6)の近似式を用いて求めても良い。ここで、a,b,c,dは実験的に求めた定数である。
【００５６】
【数４】
2006168294.tif 000006
【００５７】
次に、図９に示すＢ点とＣ点との間のカーカスラインをダイヤサイド部を膜として考慮し、図１１のフローチャートに示す処理を用いて算出する（ＳＢ４）。  即ち、図９及び図１２に示すＢ点とＣ点との間のカーカスラインを算出する際には、上記のように求めたＡＢ間のカーカスラインとＣＤ間のカーカスラインに対してスムーズに接続するように、例えば接続角度が３０度以下で接続するようにし、さらに全体のカーカス長さが構造仕様情報データベースに設定されている長さに等しく、その誤差が例えば１ｍｍ以下であるようにする。
【００５８】
Ｂ点とＣ点との間のカーカスラインを算出する際には、初期値の設定を行い（ＳＣ１）、次の(7)乃至(10)式を用いてＢ点とＣ点との間のカーカスの長さを算出する（ＳＣ２）。ここで、(7)式及び(8)式は力の釣り合いを表す式であり、(9)式及び(10)式は幾何学的関係式である。また、これらの式中のｐは内圧を表し、ｔはカーカス１本あたりのコード張力、Ｎはコードの総本数、ｒ1は曲率半径、φはＢ点からＣ点までの間のカーカスライン上の任意の点における法線とｚ軸との成す角度を表し、ｚ’はＢ点からＣ点までの間のカーカスライン上の任意の点におけるφ又はｒの関数ｚを１回微分したものであり、ｚ”は関数ｚを２回微分したものである。
【００５９】
【数５】
2006168294.tif 000007
【００６０】
尚、前述と同様に高次関数を用いてＢ点とＣ点との間のカーカスラインを算出するようにしても良い。
【００６１】
次に、算出したカーカスの長さをチェックし（ＳＣ３）、カーカス長さが所定の許容範囲外のときは後述するＳＣ６の処理に移行する。また、カーカス長さが所定の許容範囲内のときは、Ａ点とＢ点との間のカーカスラインと、Ｃ点とＤ点との間のカーカスラインとの接続角度を計算し（ＳＣ４）、算出した接続角度のチェックを行う（ＳＣ５）。この結果、接続角度が所定の許容範囲内のときは上記算出した長さと接続角度を有するカーカスラインに決定して処理を終了する。
【００６２】
また、算出した接続角度が所定の許容範囲外のときは、上記(7)乃至(10)式への代入値を変更し（ＳＣ６）、計算回数をチェックする（ＳＣ７）。
【００６３】
このチェックの結果、計算回数が所定の許容範囲内のときは前記ＳＣ２の処理に移行して変更した代入値を用いて前記ＳＣ２乃至ＳＣ５の処理を繰り返す。また、計算回数が許容範囲外になったときは所定のエラー処理を実行し、エラーが生じたことをディスプレイ１２に表示する（ＳＣ８）。
【００６４】
次に、前述した部材補正処理の詳細に関して図１３のフローチャートを参照して説明する。
【００６５】
部材補正処理においては、補正対象となるタイヤ構成部材の幅や厚さ及びプロファイルなどの形状に関する情報を構造仕様情報データベース115から取得し（ＳＤ１）、この後、部材補正係数データベース116から補正係数を取得する（ＳＤ２）。補正係数を取得する際、第二成型工程における作図処理を行っているときは第二成型工程用の補正係数αnを取得し、加硫工程における作図処理を行っているときは加硫工程用の補正係数βnを取得する。
【００６６】
次に、構造仕様情報データベース115から取得した補正対象となるタイヤ構成部材の寸法を補正係数αn，βnを用いて補正する（ＳＤ３）。例えば、構造仕様情報データベース115から取得した補正対象となるタイヤ構成部材の寸法を初期寸法として、この初期寸法に補正係数αn，βnを乗算することにより補正を行う。
【００６７】
この後、補正処理を行ったタイヤ構成部材の寸法を用いて作図を行う（ＳＤ４）。
【００６８】
上記の部材補正処理においては、１つのシート状の部材を考えた場合、幅Ｗ、厚さＨの物を半径ｒ1のドラムに巻き付けた後、半径ｒ2まで拡径した場合を考えると、ゴムは一般にポアソン比が０．５に近く変形に伴う体積変化は無いとされているので、拡径前後での体積変化はないため、Ｗ×Ｈ×２πｒ1＝Ｗ’×Ｈ’×２πｒ2となり、ｒ1＜ｒ2であるなら、Ｗ’×Ｈ’＜Ｗ×Ｈとなる。よって、径が変化した部材を描くときにはゲージや幅に補正を加えることで、より予測の精度が向上する。この補正は上記のような理論式から導いても良いし、例えば実際のタイヤで径が変化したときに幅Ｗと厚さＨがどのように変化しているかを調べ、実験式を作って補正しても良い。径の変化の他に、圧着によるつぶれ・伸ばされ、貼付時の伸ばされなどについて補正を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態におけるタイヤ製造時の断面形状予測装置を示す外観図
【図２】本発明の一実施形態におけるタイヤ製造時の断面形状予測装置の電気系回路を示すブロック図
【図３】本発明の一実施形態における補正係数テーブルを示す図
【図４】本発明の一実施形態における断面形状予測装置の処理動作を説明するフローチャート
【図５】本発明の一実施形態における第一成型工程に対応する作図データの一例を示す図
【図６】本発明の一実施形態における第二成型工程に対応する作図データの一例を示す図
【図７】本発明の一実施形態における加硫工程に対応する作図データの一例を示す図
【図８】本発明の一実施形態における加硫拡張図の作図データの一例を示す図
【図９】本発明の一実施形態におけるカーカスラインの算出処理を説明する作図データを示す図
【図１０】本発明の一実施形態におけるカーカスラインの算出処理を説明するフローチャート
【図１１】本発明の一実施形態におけるカーカスラインの算出処理を説明するフローチャート
【図１２】本発明の一実施形態におけるカーカスラインの算出処理を説明する図
【図１３】本発明の一実施形態における部材補正処理を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００７０】
１…断面形状予測装置、１１…コンピュータ本体、１２…ディスプレイ（表示装置）、１３…キーボード、１４…マウス、１５…プリンター、111…ＣＰＵ、112…メモリ、113…ハードディスク装置、114…製造条件情報データベース、115…構造仕様情報データベース、116…部材補正係数データベース、117…金型形状情報データベース117。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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