(57)【要約】【課題】  補強材のコードの角度や間隔の変化を再現し、仕上がりタイヤの開発に役立つ。【解決手段】  複数本のコード１１が未加硫のゴム１２で被覆された補強材３を有する生タイヤ２をモデル化した生タイヤモデル４０を、コンピュータ１を用いて作成するための方法である。本発明の作成方法では、コンピュータ１に、補強材３をモデル化した補強材モデル２９を入力する補強材モデル入力工程Ｓ１を含んでいる。補強材モデル入力工程Ｓ１は、各コード１１をビーム要素Ｆｉでモデル化したコードモデル２０を入力する工程を含んでいる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のコードが未加硫のゴムで被覆された補強材を有する生タイヤをモデル化した生タイヤモデルを、コンピュータを用いて作成するための方法であって、
前記コンピュータに、前記補強材をモデル化した補強材モデルを入力する補強材モデル入力工程を含み、
前記補強材モデル入力工程は、前記各コードをビーム要素でモデル化したコードモデルを入力する工程を含むことを特徴とする生タイヤモデルの作成方法。
【請求項２】
前記ビーム要素は、前記コードの材料特性が定義される請求項１記載の生タイヤモデルの作成方法。
【請求項３】
前記補強材モデル入力工程は、前記未加硫のゴムを、有限個の要素でモデル化した未加硫ゴムモデルを入力する工程をさらに含む請求項１又は２記載の生タイヤモデルの作成方法。
【請求項４】
前記コードは、一対のビードコア間をのびるカーカスコードと、
前記カーカスコードのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルトコードとを含む請求項１乃至３のいずれかに記載の生タイヤモデルの作成方法。
【請求項５】
前記コンピュータに、前記カーカスコードを有するカーカスプライを、有限個の要素でモデル化したカーカスプライモデルを入力する工程、
前記コンピュータに、前記ベルトコードを有するベルトプライを、有限個の要素でモデル化したベルトプライモデルを入力する工程、
前記コンピュータに、未加硫のサイドウォールゴムを含むゴム部材を有限個の要素でモデル化して、前記カーカスプライモデルと一体化したケーシングモデルを設定する工程、
前記コンピュータに、未加硫のトレッドゴムを有限個の要素でモデル化して、前記ベルトプライモデルと一体化したトレッドリングモデルを設定する工程、
前記コンピュータに、前記ケーシングモデルのタイヤ半径方向の外面と、前記トレッドリングモデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、並びに
前記コンピュータが、前記ケーシングモデルの前記外面と、前記トレッドリングモデルの前記内面とが接触するように、前記ケーシングモデル又は前記トレッドリングモデルの少なくとも一方を変形させる工程を含む請求項４記載の生タイヤモデルの作成方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の生タイヤモデルを用いて、加硫金型及びブラダーを用いた加硫工程での前記生タイヤの変形を、前記コンピュータを用いて評価するためのシミュレーション方法であって、
前記コンピュータに、前記加硫金型を有限個の要素でモデル化した金型モデルを入力する工程、
前記コンピュータに、前記ブラダーを有限個の要素でモデル化したブラダーモデルを入力する工程、
前記コンピュータに、前記ブラダーモデルのタイヤ半径方向の外面と、前記生タイヤモデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、
前記コンピュータに、前記生タイヤモデルのタイヤ半径方向の外面と、前記金型モデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、
前記コンピュータが、前記ブラダーモデルの前記外面と、前記生タイヤモデルの前記内面とが接触するように、前記ブラダーモデル又は前記生タイヤモデルの少なくとも一方を変形させる工程、及び
前記コンピュータが、前記生タイヤモデルの前記外面が、前記金型モデルの前記内面に接触するように、前記金型モデル又は前記生タイヤモデルの少なくとも一方を変形させる加硫シミュレーション工程を含むことを特徴とする生タイヤの変形シミュレーション方法。
【請求項７】
前記加硫シミュレーション工程は、前記生タイヤモデルの外側に、前記金型モデルを配置する工程、並びに
前記ブラダーモデル及び前記生タイヤモデルをタイヤ半径方向外側に膨張変形させる工程を含む請求項６記載の生タイヤの変形シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの開発に役立つ生タイヤモデルの作成方法及び生タイヤの変形シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タイヤの製造工程、特に加硫工程での生タイヤの変形状態を、コンピュータを用いて数値計算するシミュレーション方法が種々提案されている。
【０００３】
この種のシミュレーション方法では、例えば、生タイヤを有限個の要素でモデル化（離散化）した生タイヤモデルが作成される。生タイヤモデルは、カーカスプライ等の補強材をモデル化した補強材モデルを含んでいる。実際の補強材は、複数本のコードを有している。この補強材モデルには、例えば、コードのタイヤ周方向に対する角度等が剛性の異方性として定義されたシェル要素が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２９７２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような補強材モデルは、独立してモデル化されたコードを有していない。従って、補強材モデルは、補強材の変形によって生じるコードの角度や間隔の変化を再現することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、補強材の各コードをビーム要素でモデル化することを基本として、補強材のコードの角度や間隔の変化を再現し、仕上がりタイヤの開発に役立つ生タイヤモデルの作成方法及び生タイヤの変形シミュレーション方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数本のコードが未加硫のゴムで被覆された補強材を有する生タイヤをモデル化した生タイヤモデルを、コンピュータを用いて作成するための方法であって、前記コンピュータに、前記補強材をモデル化した補強材モデルを入力する補強材モデル入力工程を含み、前記補強材モデル入力工程は、前記各コードをビーム要素でモデル化したコードモデルを入力する工程を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る前記生タイヤモデルの作成方法において、前記ビーム要素は、前記コードの材料特性が定義されるのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る前記生タイヤモデルの作成方法において、前記補強材モデル入力工程は、前記未加硫のゴムを、有限個の要素でモデル化した未加硫ゴムモデルを入力する工程をさらに含むのが望ましい。
【００１０】
本発明に係る前記生タイヤモデルの作成方法において、前記コードは、一対のビードコア間をのびるカーカスコードと、前記カーカスコードのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルトコードとを含むのが望ましい。
【００１１】
本発明に係る前記生タイヤモデルの作成方法において、前記コンピュータに、前記カーカスコードを有するカーカスプライを、有限個の要素でモデル化したカーカスプライモデルを入力する工程、前記コンピュータに、前記ベルトコードを有するベルトプライを、有限個の要素でモデル化したベルトプライモデルを入力する工程、前記コンピュータに、未加硫のサイドウォールゴムを含むゴム部材を有限個の要素でモデル化して、前記カーカスプライモデルと一体化したケーシングモデルを設定する工程、前記コンピュータに、未加硫のトレッドゴムを有限個の要素でモデル化して、前記ベルトプライモデルと一体化したトレッドリングモデルを設定する工程、前記コンピュータに、前記ケーシングモデルのタイヤ半径方向の外面と、前記トレッドリングモデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、並びに、前記コンピュータが、前記ケーシングモデルの前記外面と、前記トレッドリングモデルの前記内面とが接触するように、前記ケーシングモデル又は前記トレッドリングモデルの少なくとも一方を変形させる工程を含むのが望ましい。
【００１２】
本発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の生タイヤモデルを用いて、加硫金型及びブラダーを用いた加硫工程での前記生タイヤの変形を、前記コンピュータを用いて評価するためのシミュレーション方法であって、前記コンピュータに、前記加硫金型を有限個の要素でモデル化した金型モデルを入力する工程、前記コンピュータに、前記ブラダーを有限個の要素でモデル化したブラダーモデルを入力する工程、前記コンピュータに、前記ブラダーモデルのタイヤ半径方向の外面と、前記生タイヤモデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、前記コンピュータに、前記生タイヤモデルのタイヤ半径方向の外面と、前記金型モデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、前記コンピュータが、前記ブラダーモデルの前記外面と、前記生タイヤモデルの前記内面とが接触するように、前記ブラダーモデル又は前記生タイヤモデルの少なくとも一方を変形させる工程、及び、前記コンピュータが、前記生タイヤモデルの前記外面が、前記金型モデルの前記内面に接触するように、前記金型モデル又は前記生タイヤモデルの少なくとも一方を変形させる加硫シミュレーション工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る前記生タイヤの変形シミュレーション方法において、前記加硫シミュレーション工程は、前記生タイヤモデルの外側に、前記金型モデルを配置する工程、並びに
前記ブラダーモデル及び前記生タイヤモデルをタイヤ半径方向外側に膨張変形させる工程を含むのが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の生タイヤモデルの作成方法は、コンピュータに、複数本のコードを有する補強材をモデル化した補強材モデルを入力する補強材モデル入力工程を含んでいる。補強材モデル入力工程は、各コードをビーム要素でモデル化したコードモデルを入力する工程を含んでいる。
【００１５】
コードを表しているビーム要素は、補強材モデルの変形に伴って、独立して変形することができる。このため、本実施形態の方法で作成された生タイヤモデルを用いて変形シミュレーションを行うことにより、補強材の変形後のコードの角度又は間隔の変化を再現することができる。
【００１６】
請求項６記載のシミュレーション方法では、コンピュータに、加硫金型を有限個の要素でモデル化した金型モデルを入力する工程、ブラダーを有限個の要素でモデル化したブラダーモデルを入力する工程、ブラダーモデルのタイヤ半径方向の外面と、生タイヤモデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程、及び、生タイヤモデルのタイヤ半径方向の外面と、金型モデルのタイヤ半径方向の内面との接触を定義した境界条件を設定する工程を含んでいる。
【００１７】
さらに、請求項６記載のシミュレーション方法では、コンピュータが、ブラダーモデルの外面と、生タイヤモデルの内面とが接触するように、ブラダーモデル又は生タイヤモデルの少なくとも一方を変形させる工程、及び、生タイヤモデルの外面が、金型モデルの内面に接触するように、金型モデル又は生タイヤモデルの少なくとも一方を変形させる加硫シミュレーション工程を含んでいる。
【００１８】
このような請求項６記載のシミュレーション方法では、生タイヤモデルの外面と金型モデルの内面とを接触させて、生タイヤモデルの加硫成形中の変形を計算することができるため、加硫時の生タイヤの形状を再現することができる。しかも、請求項６記載のシミュレーション方法では、各コードをビーム要素でモデル化したコードモデルを有するタイヤモデルが用いられるため、加硫中のコードの変形等も精度よく再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の生タイヤの作成方法及び生タイヤの変形シミュレーション方法を実行するコンピュータの斜視図である。
【図２】評価対象の生タイヤを示す断面図である。
【図３】（ａ）は、カーカスプライの部分斜視図、（ｂ）は、ベルトプライの部分斜視図である。
【図４】生タイヤの成形方法を説明する断面図である。
【図５】生タイヤの加硫工程を説明する断面図である。
【図６】本実施形態の生タイヤの作成方法の具体的な処理手順を示すフローチャートである。
【図７】補強材モデル入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】カーカスプライモデル入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態のカーカスプライモデルの一部を示す分解斜視図である。
【図１０】ベルトプライモデル入力工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態のベルトプライモデルの一部を示す分解斜視図である。
【図１２】本実施形態のケーシングモデル設定工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態のケーシングモデルの部分斜視図である。
【図１４】本実施形態のトレッドリングモデル設定工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】本実施形態のトレッドリングモデルの部分斜視図である。
【図１６】本実施形態のシェーピング工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】本実施形態のシェーピング工程を説明する図である。
【図１８】本実施形態のシミュレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】本実施形態のブラダー変形工程を説明する図である。
【図２０】本実施形態の加硫シミュレーション工程を説明する図である。
【図２１】本実施形態のブラダー変形工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】本実施形態の加硫シミュレーション工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】実施例の生タイヤモデルを示す図である。
【図２４】比較例の生タイヤモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の生タイヤモデルの作成方法（以下、単に「作成方法」ということがある。）は、評価対象の生タイヤをモデル化した生タイヤモデルを、コンピュータを用いて作成するための方法である。
【００２１】
図１は、本実施形態の作成方法、及び、生タイヤの変形シミュレーション方法（以下、単に「シミュレーション方法」ということがある。）を実行するコンピュータ１を示している。コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ及びディスプレイ装置１ｄが含まれる。この本体１ａには、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリー、磁気ディスクなどの記憶装置及びディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２などが設けられている。なお、記憶装置には、本実施形態の作成方法及びシミュレーション方法を実行するための処理手順（プログラム）が予め記憶されている。
【００２２】
図２は、評価対象の生タイヤ２を示す断面図である。図３（ａ）は、カーカスプライの部分斜視図である。図３（ｂ）は、ベルトプライの部分斜視図である。図２及び図３に示されるように、本実施形態の生タイヤ２は、複数本のコード１１が未加硫のゴム１２で被覆された補強材３を有している。本実施形態の補強材３は、トレッド部２ａからサイドウォール部２ｂをへてビード部２ｃのビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２ａの内部に配されたベルト層７とを含んでいる。
【００２３】
図２に示されるように、カーカス６は、少なくとも１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａで構成されている。このカーカスプライ６Ａは、トレッド部２ａからサイドウォール部２ｂを経てビード部２ｃのビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なりビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含んでいる。
【００２４】
図３（ａ）に示されるように、カーカスプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５〜９０度の角度θ１で配列されたカーカスコード６ｃと、これらのカーカスコード６ｃを被覆する未加硫のゴム（トッピングゴム）６ｄとを含んで構成されている。カーカスコード６ｃは、一対のビードコア５、５（図２に示す）間をのびている。
【００２５】
図２に示されるように、ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態ではタイヤ半径方向で重ね合わされた内側ベルトプライ７Ａと、外側ベルトプライ７Ｂとを含む２枚のベルトプライから構成されている。
【００２６】
図３（ｂ）に示されるように、ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ周方向に対して、例えば１０〜４０度の角度θ２で傾斜するベルトコード７ｃ、７ｃと、これらのベルトコード７ｃを夫々被覆する未加硫のゴム（トッピングゴム）７ｄ、７ｄとを含んで構成されている。これらのベルトプライ７Ａ、７Ｂのベルトコード７ｃ、７ｃは、互いに交差する向きに重ね合わされている。ベルトコード７ｃ、７ｃは、カーカスコード６ｃ（図３（ａ）に示す）のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２ａ（図２に示す）の内部に配されている。
【００２７】
図２に示されるように、生タイヤ２には、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に配される未加硫のトレッドゴム４ａ、及び、カーカス６のタイヤ軸方向外側に配されるサイドウォールゴム４ｂが設けられている。また、生タイヤ２には、カーカス６の内側に配されるインナーライナーゴム４ｃ、及び、本体部６ａと折返し部６ｂとの間にビードコア５からトレッドゴム４ａ側にのびるビードエーペックスゴム４ｄが設けられている。
【００２８】
図４は、生タイヤ２の成形方法を説明する断面図である。本実施形態の成形方法では、従来の成形方法と同様に、先ず、円筒状のドラム（図示省略）に、未加硫のインナーライナーゴム４ｃ、カーカスプライ６Ａ、ビードコア５、未加硫のビードエーペックスゴム４ｄ、及び、未加硫のサイドウォールゴム４ｂが巻回される。これにより、円筒状のケーシング１３（２点鎖線で示す）が形成される。次に、成形方法では、例えば、ケーシング１３を形成するドラムよりも大きな径を有するドラム（図示省略）に、未加硫のトレッドゴム４ａとベルトプライ７Ａ、７Ｂとが巻回される。これにより、円筒状のトレッドリング１４が形成される。
【００２９】
次に、生タイヤ２の成形方法では、ビードコア５を把持するビード保持部１５によって、ビードコア５、５の軸方向距離を減じながら、ケーシング１３がトロイド状に膨出（シェーピング）される。
【００３０】
このケーシング１３の外周面には、その半径方向外側に予め待機させたトレッドリング１４の内周面が貼り付けられる。そして、トレッドリング１４の外周面１４ｏに、ステッチングローラ（図示省略）が押し付けられることにより、ケーシング１３の外周面とトレッドリング１４の内周面とが密着される。これにより、図２に示した生タイヤ２が形成される。
【００３１】
図５は、生タイヤ２の加硫工程を説明する断面図である。加硫工程では、先ず、従来のタイヤの製造方法と同様に、生タイヤ２が加硫金型１６に投入される。次に、弾性体からなるブラダー１７によって、加硫金型１６に投入された生タイヤ２が、加硫金型１６の成形面１６ｓへ押圧されて加熱される。これにより、生タイヤ２が加硫成形され、タイヤ（図示省略）が製造される。
【００３２】
図６は、本実施形態の作成方法の具体的な処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の作成方法では、先ず、コンピュータに、図２に示した補強材３を、有限個の要素でモデル化した補強材モデル２９が入力される（補強材モデル入力工程Ｓ１）。本実施形態の補強材モデル２９は、カーカスプライ６Ａをモデル化したカーカスプライモデルと、ベルトプライ７Ａ、７Ｂをモデル化したベルトプライモデルとが含まれる。図７は、補強材モデル入力工程Ｓ１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
本実施形態の補強材モデル入力工程Ｓ１では、先ず、図２に示したカーカスプライ６Ａを、有限個の要素でモデル化したカーカスプライモデルが入力される（カーカスプライモデル入力工程Ｓ１１）。図８は、カーカスプライモデル入力工程Ｓ１１の処理手順の一例を示すフローチャートである。図９は、本実施形態のカーカスプライモデルの一部を示す分解斜視図である。
【００３４】
本実施形態のカーカスプライモデル入力工程Ｓ１１では、先ず、コンピュータ１に、各カーカスコード６ｃ（図３（ａ）に示す）をビーム要素Ｆｉでモデル化したカーカスコードモデル２１（コードモデル２０）が入力される（工程Ｓ１１１）。
【００３５】
本実施形態の工程Ｓ１１１では、先ず、ドラム（図示省略）に巻回されたカーカスプライ６Ａ（図４に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）が、コンピュータ１に入力される。この設計データには、図３（ａ）に示したカーカスコード６ｃの配列や、未加硫のゴム６ｄの輪郭に関する数値データが含まれている。
【００３６】
次に、工程Ｓ１１１では、設計データのカーカスコード６ｃ（図３（ａ）に示す）の配列に基づいて、複数のビーム要素Ｆｉが、カーカスコード６ｃに沿って割り当てられる。これにより、工程Ｓ１１１では、カーカスプライ６Ａのカーカスコード６ｃをそれぞれモデル化したカーカスコードモデル２１が設定される。このようなビーム要素Ｆｉの割り当ては、例えば、メッシュ化ソフトウェアを用いることにより、容易に行うことができる。
【００３７】
ビーム要素Ｆｉは、線状に定義された１次元要素である。ビーム要素は、数値解析法により取り扱い可能なものである。数値解析法としては、例えば、有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法を適宜採用することができる。本実施形態では、有限要素法が採用されている。このようなビーム要素では、２次元のシェル要素や３次元のソリッド要素とは異なり、各コード１１（図３に示す）に作用する長手方向の引張や圧縮を計算することができる。
【００３８】
ビーム要素Ｆｉは、節点２３の座標値、及び、カーカスコード６ｃの材料特性（例えば密度、引張剛性、圧縮剛性、せん断剛性、曲げ剛性、又は、捩り剛性）等を含む数値データが定義される。このようなカーカスコードモデル２１は、コンピュータに記憶される。
【００３９】
次に、カーカスプライモデル入力工程Ｓ１１では、コンピュータ１に、カーカスプライ６Ａの未加硫のゴム（トッピングゴム）６ｄを有限個の要素でモデル化した未加硫ゴムモデルが入力される（工程Ｓ１１２）。
【００４０】
本実施形態の工程Ｓ１１２では、工程Ｓ１１１で入力されたカーカスプライ６Ａの設計データ（輪郭等）に基づいて、未加硫のゴム６ｄ（図３（ａ）に示す）が数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｇｉでモデル化（離散化）される。これにより、工程Ｓ１１２では、カーカスプライ６Ａの未加硫のゴム６ｄをモデル化した未加硫ゴムモデル２２が設定される。数値解析法としては、ビーム要素Ｆｉの数値解析法と同一のもの（本実施形態では、有限要素法）が採用される。
【００４１】
本実施形態の工程Ｓ１１２では、カーカスコード６ｃに対してタイヤ半径方向内側に配置される未加硫のゴムと、カーカスコード６ｃに対してタイヤ半径方向外側に配置される未加硫のゴムとに分けて、未加硫ゴムモデル２２がモデル化されている。これにより、未加硫ゴムモデル２２は、内側の未加硫のゴムをモデル化した第１未加硫ゴムモデル２２ａ、及び、外側の未加硫のゴムをモデル化した第２未加硫ゴムモデル２２ｂを含んで構成される。
【００４２】
要素Ｇｉとしては、例えば、３次元のソリッド要素が採用されている。ソリッド要素は、精度がよく、接触面の設定が容易な６面体要素が好ましいが、複雑な形状を表現するのに適した４面体要素でもよく、これ以外にもソフトウェアで使用可能な３次元ソリッド要素が採用されてもよい。また、各要素Ｇｉには、要素番号、節点２４の番号、節点２４の座標値、及び、カーカスプライ６Ａの未加硫のゴム６ｄの材料特性などの数値データが定義される。このような未加硫ゴムモデル２２は、コンピュータ１に記憶される。
【００４３】
次に、カーカスプライモデル入力工程Ｓ１１では、カーカスコードモデル２１（コードモデル２０）と、未加硫ゴムモデル２２とが一体化される（工程Ｓ１１３）。この工程Ｓ１１３では、第１未加硫ゴムモデル２２ａと、第２未加硫ゴムモデル２２ｂとの間に、カーカスコードモデル２１が配置される。
【００４４】
第１未加硫ゴムモデル２２ａとカーカスコードモデル２１との間、及び、第２未加硫ゴムモデル２２ｂとカーカスコードモデル２１との間には、すり抜けを防ぐ接触条件や、固定条件を含む境界条件が設定される。カーカスコードモデル２１と各未加硫ゴムモデル２２ａ、２２ｂとの間の固定条件は、図３（ａ）に示した実際のカーカスコード６ｃと未加硫のゴム６ｄと接着力に基づいて定義される。このため、固定条件は、第１未加硫ゴムモデル２２ａとカーカスコードモデル２１との間、及び、第２未加硫ゴムモデル２２ｂとカーカスコードモデル２１との間の相対移動を許容するものである。これにより、カーカスプライモデル入力工程Ｓ１１では、カーカスコードモデル２１と、未加硫ゴムモデル２２とを一体化して、カーカスプライ６Ａを高い精度でモデル化したカーカスプライモデル２５（補強材モデル２９）を設定することができる。このようなカーカスプライモデル２５は、コンピュータ１に記憶される。
【００４５】
図７に示されるように、補強材モデル入力工程Ｓ１では、ベルトプライ７Ａ、７Ｂを、有限個の要素でモデル化したベルトプライモデルが入力される（ベルトプライモデル入力工程Ｓ１２）。図１０は、ベルトプライモデル入力工程Ｓ１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１１は、本実施形態のベルトプライモデルの一部を示す分解斜視図である。
【００４６】
本実施形態のベルトプライモデル入力工程Ｓ１２では、先ず、コンピュータ１に、各ベルトコード７ｃ（図３（ｂ）に示す）をビーム要素Ｆｉでモデル化したベルトコードモデル２７（コードモデル２０）が入力される（工程Ｓ１２１）。
【００４７】
本実施形態の工程Ｓ１２１では、先ず、ドラム（図示省略）に巻回されたベルトプライ７Ａ、７Ｂ（図４に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）が、コンピュータ１に入力される。この設計データには、内側ベルトプライ７Ａ及び外側ベルトプライ７Ｂのベルトコード７ｃ、７ｃ（図３（ｂ）に示す）の配列や、未加硫のゴム７ｄ（図３（ｂ）に示す）の輪郭に関する数値データが含まれている。
【００４８】
次に、工程Ｓ１２１では、図３（ｂ）に示した内側ベルトプライ７Ａのベルトコード７ｃの配列に基づいて、複数のビーム要素Ｆｉが、ベルトコード７ｃに沿って割り当てられる。これにより、工程Ｓ１２１では、内側ベルトプライ７Ａの各ベルトコード７ｃをそれぞれモデル化した内側ベルトコードモデル２７ａが設定される。
【００４９】
さらに、工程Ｓ１２１では、図３（ｂ）に示した外側のベルトプライ７Ｂのベルトコード７ｃの配列に基づいて、複数のビーム要素Ｆｉが、ベルトコード７ｃに沿って割り当てられる。これにより、工程Ｓ１２１では、外側ベルトプライ７Ｂの各ベルトコード７ｃをそれぞれモデル化した外側ベルトコードモデル２７ｂが設定される。
【００５０】
ビーム要素Ｆｉは、図９に示したカーカスコードモデル２１に用いられたビーム要素Ｆｉと同様のものが採用されている。ビーム要素Ｆｉには、節点２３の座標値、及び、ベルトコード７ｃ、７ｃの材料特性等を含む数値データが定義される。このようなベルトコードモデル２７ａ、２７ｂは、コンピュータ１に記憶される。
【００５１】
次に、ベルトプライモデル入力工程Ｓ１２では、コンピュータ１に、図３（ｂ）に示したベルトプライ７Ａ、７Ｂの未加硫のゴム（トッピングゴム）７ｄをモデル化した未加硫ゴムモデル２８が入力される（工程Ｓ１２２）。
【００５２】
本実施形態の工程Ｓ１２２では、先ず、工程Ｓ１２１で入力された内側ベルトプライ７Ａの設計データ（輪郭等）に基づいて、未加硫のゴム７ｄが数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｇｉでモデル化（離散化）される。これにより、工程Ｓ１２２では、内側ベルトプライ７Ａの未加硫のゴム７ｄをモデル化した内側未加硫ゴムモデル２８Ａが設定される。
【００５３】
本実施形態の工程Ｓ１２２では、内側ベルトプライ７Ａのベルトコード７ｃに対してタイヤ半径方向内側に配置される未加硫のゴムと、ベルトコード７ｃに対してタイヤ半径方向外側に配置される未加硫のゴムとに分けて、内側未加硫ゴムモデル２８Ａがモデル化されている。これにより、内側未加硫ゴムモデル２８Ａは、ベルトコード７ｃに対して内側の未加硫のゴムをモデル化した第１未加硫ゴムモデル２８Ａａ、及び、ベルトコード７ｃに対して外側の未加硫のゴムをモデル化した第２未加硫ゴムモデル２８Ａｂが含まれる。
【００５４】
さらに、工程Ｓ１２２では、工程Ｓ１２１で入力された外側ベルトプライ７Ｂの設計データ（輪郭等）に基づいて、未加硫のゴム７ｄが数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｇｉでモデル化（離散化）される。これにより、工程Ｓ１２２では、外側ベルトプライ７Ｂの未加硫のゴム７ｄをモデル化した外側未加硫ゴムモデル２８Ｂが設定される。本実施形態の外側未加硫ゴムモデル２８Ｂは、内側未加硫ゴムモデル２８Ａと同様に、第１未加硫ゴムモデル２８Ｂａ及び第２未加硫ゴムモデル２８Ｂｂが含まれている。
【００５５】
要素Ｇｉは、カーカスプライモデル２５の未加硫ゴムモデル２２の要素Ｇｉと同様のものが採用されている。この要素Ｇｉには、節点２４の座標値、及び、図３（ｂ）に示したベルトプライ７Ａ、７Ｂの未加硫のゴム７ｄの材料特性等を含む数値データとして定義される。このような未加硫ゴムモデル２８は、コンピュータ１に記憶される。
【００５６】
次に、ベルトコードモデル２７（コードモデル２０）と、未加硫ゴムモデル２８とが一体化される（工程Ｓ１２３）。
【００５７】
この工程Ｓ１２３では、先ず、内側未加硫ゴムモデル２８Ａの第１未加硫ゴムモデル２８Ａａ及び第２未加硫ゴムモデル２８Ａｂの間に、内側ベルトコードモデル２７ａが配置される。第１未加硫ゴムモデル２８Ａａと内側ベルトコードモデル２７ａとの間、及び、第２未加硫ゴムモデル２８Ａｂと内側ベルトコードモデル２７ａとの間には、カーカスプライモデル２５の境界条件と同様に、すり抜けを防ぐ接触条件や、固定条件を含む境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ１２３では、内側ベルトコードモデル２７ａと内側未加硫ゴムモデル２８Ａとを一体化して、内側ベルトプライ７Ａを高い精度でモデル化した内側ベルトプライモデル３０Ａ（補強材モデル２９）を設定することができる。
【００５８】
さらに、工程Ｓ１２３では、内側未加硫ゴムモデル２８Ａと同様に、外側未加硫ゴムモデル２８Ｂの第１未加硫ゴムモデル２８Ｂａ及び第２未加硫ゴムモデル２８Ｂｂの間に、外側ベルトコードモデル２７ｂが配置されて、境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ１２３では、外側ベルトコードモデル２７ｂと外側未加硫ゴムモデル２８Ｂと一体化して、外側ベルトプライ７Ｂを高い精度でモデル化した外側ベルトプライモデル３０Ｂ（補強材モデル２９）を設定することができる。これらのベルトプライモデル３０Ａ、３０Ｂは、コンピュータ１に記憶される。
【００５９】
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１に、カーカスプライモデル２５と一体化したケーシングモデルが設定される（ケーシングモデル設定工程Ｓ２）。図１２は、本実施形態のケーシングモデル設定工程Ｓ２の処理手順を示すフローチャートである。図１３は、本実施形態のケーシングモデルの部分斜視図である。
【００６０】
本実施形態のケーシングモデル設定工程Ｓ２では、先ず、コンピュータ１に、図２に示した未加硫のサイドウォールゴム４ｂを含むゴム部材４及びビードコア５をモデル化した、生ゴムモデル３１及びビードコアモデル３２が入力される（工程Ｓ２１）。本実施形態のゴム部材４には、未加硫のサイドウォールゴム４ｂ、未加硫のインナーライナーゴム４ｃ、及び、未加硫のビードエーペックスゴム４ｄが含まれる。
【００６１】
本実施形態の工程Ｓ２１では、先ず、ドラム（図示省略）に巻回された未加硫のケーシング１３（図４に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）が、コンピュータ１に入力される。そして、この設計データに含まれる未加硫のサイドウォールゴム４ｂ、未加硫のインナーライナーゴム４ｃ、未加硫のビードエーペックスゴム４ｄ、及び、ビードコア５の輪郭に基づいて、有限個の要素Ｇｉでモデル化（離散化）される。
【００６２】
これにより、工程Ｓ２１では、未加硫のサイドウォールゴム４ｂ、未加硫のインナーライナーゴム４ｃ、未加硫のビードエーペックスゴム４ｄ及びビードコア５をモデル化したサイドウォールゴムモデル３１ｂ、インナーライナーゴムモデル３１ｃ、ビードエーペックスゴムモデル３１ｄ及びビードコアモデル３２が設定される。本実施形態のサイドウォールゴムモデル３１ｂ、インナーライナーゴムモデル３１ｃ、ビードエーペックスゴムモデル３１ｄ及びビードコアモデル３２は、各要素Ｇｉの節点２４を共有してモデル化されている。このため、本実施形態の生ゴムモデル３１は、サイドウォールゴムモデル３１ｂ、インナーライナーゴムモデル３１ｃ、ビードエーペックスゴムモデル３１ｄ及びビードコアモデル３２を一体としてモデル化される。
【００６３】
要素Ｇｉは、カーカスプライモデル２５の未加硫ゴムモデル２２の要素Ｇｉ（図９に示す）と同様のものが採用されている。この要素Ｇｉには、節点２４の座標値、及び、各部材の材料特性等を含む数値データが定義される。このような生ゴムモデル３１及びビードコアモデル３２は、コンピュータ１に記憶される。
【００６４】
次に、ケーシングモデル設定工程Ｓ２では、生ゴムモデル３１及びビードコアモデル３２に、カーカスプライモデル２５を一体化させる（工程Ｓ２２）。この工程Ｓ２２では、未加硫のケーシング１３の設計データに基づいて、サイドウォールゴムモデル３１ｂ、インナーライナーゴムモデル３１ｃ、ビードエーペックスゴムモデル３１ｄ及びビードコアモデル３２の内部に、カーカスプライモデル２５が配置される。
【００６５】
サイドウォールゴムモデル３１ｂ、インナーライナーゴムモデル３１ｃ、ビードエーペックスゴムモデル３１ｄ及びビードコアモデル３２と、カーカスプライモデル２５との間には、すり抜けを防ぐ接触条件や、固定条件を含む境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ２２では、サイドウォールゴムモデル３１ｂ、インナーライナーゴムモデル３１ｃ、ビードエーペックスゴムモデル３１ｄ及びビードコアモデル３２と、カーカスプライモデル２５とが一体化した円筒状のケーシングモデル３６を設定することができる。このようなケーシングモデル３６は、コンピュータ１に記憶される。
【００６６】
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１に、未加硫のトレッドゴム４ａをモデル化して、ベルトプライモデル３０Ａ、３０Ｂと一体化したトレッドリングモデルが設定される（トレッドリングモデル設定工程Ｓ３）。図１４は、本実施形態のトレッドリングモデル設定工程Ｓ３の処理手順を示すフローチャートである。図１５は、本実施形態のトレッドリングモデルの部分斜視図である。
【００６７】
本実施形態の工程Ｓ３では、先ず、コンピュータ１に、未加硫のトレッドゴム４ａ（図４に示す）をモデル化したトレッドゴムモデル３１ａが入力される（工程Ｓ３１）。本実施形態の工程Ｓ３１では、ドラム（図示省略）に巻回された未加硫のトレッドリング１４（図４に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）が、コンピュータ１に入力される。そして、この設計データに含まれる未加硫のトレッドゴム４ａの輪郭に基づいて、有限個の要素Ｇｉでモデル化（離散化）される。これにより、工程Ｓ３１では、未加硫のトレッドゴム４ａをモデル化したトレッドゴムモデル３１ａが設定される。
【００６８】
要素Ｇｉは、カーカスプライモデル２５の未加硫ゴムモデル２２の要素Ｇｉ（図９に示す）と同様のものが採用されている。この要素Ｇｉには、節点２４の座標値、及び、未加硫のトレッドゴム４ａの材料特性等を含む数値データが定義される。このようなトレッドゴムモデル３１ａは、コンピュータ１に記憶される。
【００６９】
次に、トレッドリングモデル設定工程Ｓ３では、トレッドゴムモデル３１ａと、ベルトプライモデル３０Ａ、３０Ｂとが一体化される（工程Ｓ３２）。本実施形態の工程Ｓ３２では、トレッドゴムモデル３１ａの半径方向の内面に、外側ベルトプライモデル３０Ｂの半径方向の外面が配置される。さらに、外側ベルトプライモデル３０Ｂの半径方向の内面に、内側ベルトプライモデル３０Ａの半径方向の外面が配置される。
【００７０】
トレッドゴムモデル３１ａと外側ベルトプライモデル３０Ｂとの間、及び、外側ベルトプライモデル３０Ｂと内側ベルトプライモデル３０Ａとの間には、すり抜けを防ぐ接触条件や、固定条件を含む境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ３２では、トレッドゴムモデル３１ａと、ベルトプライモデル３０Ａ、３０Ｂとを一体化した円筒状のトレッドリングモデル３９を設定することができる。このようなトレッドリングモデル３９は、コンピュータ１に記憶される。
【００７１】
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１に、ケーシングモデル３６のタイヤ半径方向の外面３６ｏと、トレッドリングモデル３９のタイヤ半径方向の内面３９ｉとの接触を定義した境界条件が設定される（工程Ｓ４）。これにより、ケーシングモデル３６の外面３６ｏと、トレッドリングモデル３９の内面３９ｉとが接触しても、互いにすり抜けるのを防ぐことができる。このような境界条件は、コンピュータ１に記憶される。
【００７２】
次に、本実施形態の作成方法では、コンピュータ１が、ケーシングモデル３６の外面３６ｏと、トレッドリングモデル３９の内面３９ｉとを接触させる（シェーピング工程Ｓ５）。図１６は、本実施形態のシェーピング工程Ｓ５の処理手順を示すフローチャートである。図１７は、本実施形態のシェーピング工程Ｓ５を説明する図である。
【００７３】
本実施形態のシェーピング工程Ｓ５では、先ず、トレッドリングモデル３９が、ケーシングモデル３６の外側に配置される（工程Ｓ５１）。トレッドリングモデル３９、及び、ケーシングモデル３６の半径方向の位置は、図４に示した実際のトレッドリング１４、及び、膨出前のケーシング１３（２点鎖線で示す）の半径方向の位置に基づいて設定される。
【００７４】
次に、本実施形態のシェーピング工程Ｓ５では、コンピュータが、ケーシングモデル３６を半径方向外側に膨出させる変形計算を実施する（工程Ｓ５２）。この工程Ｓ５２では、先ず、ケーシングモデル３６の内面３６ｉに等分布荷重ｗ１が定義される。この等分布荷重ｗ１は、図４に示したケーシング１３を膨出させる高圧空気の圧力に相当するものである。
【００７５】
さらに、工程Ｓ５２では、ケーシングモデル３６のビード部３６ｂ、３６ｂのタイヤ軸方向の距離Ｗ１を減じる変形計算が実施される。この距離Ｗ１は、図４に示した膨出したケーシング１３のビード部１３ｂ、１３ｂのタイヤ軸方向の距離に基づいて設定される。これにより、工程Ｓ５２では、ケーシングモデル３６を半径方向外側に膨出させる変形計算を実施することができる。このケーシングモデル３６の膨出により、ケーシングモデル３６の外面３６ｏと、トレッドリングモデル３９の内面３９ｉとを接触させることができる。
【００７６】
ケーシングモデル３６やトレッドリングモデル３９等の変形計算は、各要素Ｆｉ、Ｇｉ（図１３及び図１５に示す）の形状及び材料特性などに基づいて、微小時間（単位時間Ｔｘ（ｘ＝０、１、…））ごとに実施される。このような変形計算は、例えば、JSOL社製のLS-DYNAなどの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算することができる。
【００７７】
次に、シェーピング工程Ｓ５では、ケーシングモデル３６の外面３６ｏと、トレッドリングモデル３９の内面３９ｉとが接触した後に、トレッドリングモデル３９をケーシングモデル３６側に変形させる（工程Ｓ５３）。この工程Ｓ５３では、トレッドリングモデル３９の外面３９ｏに、等分布荷重ｗ２が定義される。この等分布荷重ｗ２は、図４に示したトレッドリング１４の外周面１４ｏを押し付けるステッチングローラ（図示省略）の圧力に基づいて設定される。これにより、工程Ｓ５３では、トレッドリングモデル３９の内面３９ｉが、ケーシングモデル３６の外面３６ｏに沿うように、トレッドリングモデル３９の変形計算を実施することができる。
【００７８】
次に、シェーピング工程Ｓ５では、ケーシングモデル３６の外面３６ｏと、トレッドリングモデル３９の内面３９ｉとの相対移動を防ぐ境界条件が設定される（工程Ｓ５４）。これにより、シェーピング工程Ｓ５では、図９及び図１１に示した各要素Ｆｉ、Ｇｉの節点２３、２４の共有を考慮することなく、ケーシングモデル３６とトレッドリングモデル３９とを一体化させることができる。
【００７９】
次に、シェーピング工程Ｓ５では、ケーシングモデル３６及びトレッドリングモデル３９の各等分布荷重ｗ１、ｗ２の定義が削除される（工程Ｓ５５）。これにより、シェーピング工程Ｓ５では、図１に示した生タイヤ２をモデル化した生タイヤモデル４０を設定することができる。このような生タイヤモデル４０は、コンピュータ１に記憶される。
【００８０】
シェーピング工程Ｓ５では、ケーシングモデル３６及びトレッドリングモデル３９の変形により、カーカスプライモデル２５（図９に示す）及びベルトプライモデル３０Ａ、３０Ｂ（図１１に示す）も変形する。本実施形態のカーカスコードモデル２１及びベルトコードモデル２７ａ、２７ｂは、ビーム要素Ｆｉでそれぞれモデル化されている。このため、カーカスコードモデル２１及びベルトコードモデル２７ａ、２７ｂは、２次元のシェル要素等でモデル化された従来のモデルとは異なり、それぞれ独立して変形することができる。従って、生タイヤモデル４０は、生タイヤ成形時の補強材３の変形に伴うコード１１（図３に示す）の角度又は間隔の変化を再現することができる。
【００８１】
本実施形態のシェーピング工程Ｓ５では、ケーシングモデル３６及びトレッドリングモデル３９の双方を変形させるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、工程Ｓ５２において、トレッドリングモデル３９の輪郭が、図２に示した生タイヤ２のトレッドリング１４の輪郭に予め一致している場合には、ケーシングモデル３６のみを変形させてもよい。また、ケーシングモデル３６の輪郭が、生タイヤ２のケーシング１３の輪郭に予め一致している場合には、トレッドリングモデル３９のみを変形させるものでもよい。これにより、シェーピング工程Ｓ５では、計算時間を短縮することができる。
【００８２】
次に、生タイヤモデル４０を用いたシミュレーション方法について説明する。本実施形態のシミュレーション方法は、図５に示した加硫金型１６及びブラダー１７を用いた加硫工程での生タイヤ２の変形を、コンピュータ１を用いて評価するための方法である。図１８は、本実施形態のシミュレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。図１９は、本実施形態のブラダー変形工程を説明する図である。図２０は、本実施形態の加硫シミュレーション工程を説明する図である。
【００８３】
本実施形態のシミュレーション方法では、先ず、コンピュータ１に、図５に示した加硫金型１６を有限個の要素Ｇｉ（図示省略）でモデル化した金型モデル４３が入力される（工程Ｓ６）。図２０に示されるように、本実施形態の金型モデル４３は、一対のサイド成形型モデル４４、４４、トレッド成形型モデル４５、アッパーリングモデル４６、及び、一対のブラダー保持モデル４７、４７を含んで構成されている。本実施形態の各モデル４４乃至４７は、タイヤ周方向にのびる薄板状に設定され、分解可能に定義されている。このような金型モデル４３は、例えば、加硫金型１６の成形面１６ｓの輪郭を含む設計データに基づいて設定される。
【００８４】
一対のサイド成形型モデル４４、４４は、生タイヤモデル４０のサイドウォール部４０ｂを成形するサイドウォール成形面４４ｓ、及び、ビード部４０ｃを成形するビード成形面４４ｔが設定されている。トレッド成形型モデル４５は、生タイヤモデル４０のトレッド部４０ａを成形するトレッド成形面４５ｓが設定されている。アッパーリングモデル４６は、後述するブラダーモデル５０の外面５０ｏの一部が当接されるブラダー当接面４６ｓが設定されている。一対のブラダー保持モデル４７、４７は、ブラダーモデル５０の内面５０ｉの一部が当接されるブラダー保持面４７ｓを有している。金型モデル４３は、各モデル４４、４５、４６及び４７が組み立てられることにより、各成形面４４ｓ、４４ｔ、４５ｓを連続させることができる。これにより、金型モデル４３の内面４３ｉには、加硫金型１６の成形面１６ｓ（図５に示す）が再現される。
【００８５】
要素Ｇｉ（図示省略）は、カーカスプライモデル２５の未加硫ゴムモデル２２の要素Ｇｉ（図９に示す）と同様に、ソリッド要素が採用されている。この要素Ｇｉには、例えば、節点（図示省略）の座標値、及び、加硫金型１６（図５に示す）の材料特性等を含む数値データが定義される。このような金型モデル４３は、コンピュータ１に記憶される。
【００８６】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ１に、図５に示したブラダー１７を有限個の要素でモデル化したブラダーモデル５０が入力される（工程Ｓ７）。本実施形態の工程Ｓ７では、ブラダー１７の設計データ（輪郭等）に基づいて、ブラダー１７が数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｇｉ（図示省略）でモデル化（離散化）される。
【００８７】
要素Ｇｉ（図示省略）は、カーカスプライモデル２５の未加硫ゴムモデル２２の要素Ｇｉ（図９に示す）と同様に、ソリッド要素が採用されている。この要素Ｇｉには、例えば、節点２４の座標値、及び、ブラダー１７の材料特性等を含む数値データが定義される。このようなブラダーモデル５０は、コンピュータ１に記憶される。
【００８８】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、図１９に示されるように、コンピュータ１に、ブラダーモデル５０の半径方向の外面５０ｏと、生タイヤモデル４０の半径方向の内面４０ｉとの接触を定義した境界条件が設定される（工程Ｓ８）。これにより、ブラダーモデル５０の外面５０ｏと、生タイヤモデル４０の内面４０ｉとが接触しても、互いにすり抜けるのを防ぐことができる。このような境界条件は、コンピュータ１に記憶される。
【００８９】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、図２０に示されるように、コンピュータ１に、生タイヤモデル４０のタイヤ半径方向の外面４０ｏと、金型モデル４３のタイヤ半径方向の内面４３ｉとの接触を定義した境界条件が設定される（工程Ｓ９）。これにより、生タイヤモデル４０の外面４０ｏと、金型モデル４３の内面４３ｉとが接触しても、互いにすり抜けるのを防ぐことができる。このような境界条件は、コンピュータ１に記憶される。
【００９０】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、図９に示されるように、コンピュータ１が、ブラダーモデル５０の外面５０ｏと、生タイヤモデル４０の内面４０ｉとを接触させる（ブラダー変形工程Ｓ１０）。図２１は、本実施形態のブラダー変形工程Ｓ１０の処理手順を示すフローチャートである。
【００９１】
本実施形態のブラダー変形工程Ｓ１０では、先ず、ブラダーモデル５０の端部５０ｔを金型モデル４３に把持させる（工程Ｓ４１）。この工程Ｓ４１では、先ず、ブラダーモデル５０が、一対のサイド成形型モデル４４、４４のタイヤ軸方向内側に配置される。次に、ブラダーモデル５０の外面５０ｏに、アッパーリングモデル４６が配置される。そして、一対のブラダー保持モデル４７、４７が、ブラダーモデル５０の内面５０ｉに配置される。これにより、ブラダーモデル５０の端部５０ｔ、５０ｔは、サイド成形型モデル４４、アッパーリングモデル４６、及び、一対のブラダー保持モデル４７、４７に把持される。
【００９２】
次に、ブラダー変形工程Ｓ１０では、ブラダーモデル５０の半径方向外側に、生タイヤモデル４０が配置される（工程Ｓ４２）。生タイヤモデル４０は、一対のサイド成形型モデル４４、４４よりもタイヤ軸方向内側に配置される。
【００９３】
次に、ブラダー変形工程Ｓ１０では、ブラダーモデル５０の半径方向の内面５０ｉに、等分布荷重ｗ３が定義される（工程Ｓ４３）。この等分布荷重ｗ３は、図５に示したブラダー１７を膨出させる高圧空気の圧力に相当するものである。これにより、工程Ｓ４３では、ブラダーモデル５０を半径方向外側に膨出させる変形計算を実施することができる。このブラダーモデル５０の膨出によって、ブラダーモデル５０の外面５０ｏと、生タイヤモデル４０の内面５０ｉとを接触させることができる。
【００９４】
本実施形態のブラダー変形工程Ｓ１０では、ブラダーモデル５０を変形させて、ブラダーモデル５０の外面５０ｏと、生タイヤモデル４０の内面４０ｉとを接触させるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、生タイヤモデル４０のみ、又は、生タイヤモデル４０及びブラダーモデル５０の双方を変形させて、ブラダーモデル５０の外面５０ｏと、生タイヤモデル４０の内面４０ｉとを接触させてもよい。
【００９５】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ１が、生タイヤモデル４０の外面４０ｏを、金型モデル４３の内面４３ｉに接触させる（加硫シミュレーション工程Ｓ２０）。図２２は、本実施形態の加硫シミュレーション工程Ｓ２０の処理手順を示すフローチャートである。
【００９６】
本実施形態の加硫シミュレーション工程Ｓ２０では、先ず、生タイヤモデル４０の半径方向外側に、金型モデル４３が配置される（工程Ｓ６１）。この工程Ｓ６１では、図１９及び図２０に示されるように、生タイヤモデル４０の外側に、上側のサイド成形型モデル４４及びトレッド成形型モデル４５が配置される。このとき、上側のサイド成形型モデル４４は、タイヤ軸方向外側に膨出したブラダーモデル５０及び生タイヤモデル４０を、内側（図において下側）に押し付けて、アッパーリングモデル４６に接続される。これにより、生タイヤモデル４０のビード部４０ｃ、４０ｃのタイヤ軸方向の距離が減じられる。
【００９７】
次に、加硫シミュレーション工程Ｓ２０では、ブラダーモデル５０の内面５０ｉに定義された等分布荷重ｗ３に基づいて、ブラダーモデル５０及び生タイヤモデル４０を半径方向外側に膨出（膨張変形）させる（工程Ｓ６２）。この生タイヤモデル４０の膨出により、工程Ｓ６２では、生タイヤモデル４０の外面４０ｏと、金型モデル４３の内面４３ｉとを接触させることができる。生タイヤモデル４０は、ブラダーモデル５０の等分布荷重ｗ３により、金型モデル４３の内面４３ｉに押圧される。このため、加硫シミュレーション工程Ｓ２０では、加硫成形中の生タイヤ２（図５に示す）の変形状態を計算することができるため、加硫時の生タイヤ２の形状を精度よく再現することができる。
【００９８】
また、ブラダー変形工程Ｓ１０及び加硫シミュレーション工程Ｓ２０では、ケーシングモデル３６及びトレッドリングモデル３９の変形により、カーカスプライモデル２５及びベルトプライモデル３０Ａ、３０Ｂが変形する。本実施形態のカーカスコードモデル２１（図９に示す）及びベルトコードモデル２７ａ、２７ｂ（図１１に示す）は、ビーム要素Ｆｉでそれぞれモデル化されている。このため、カーカスコードモデル２１及びベルトコードモデル２７ａ、２７ｂは、２次元のシェル要素等でモデル化された従来のモデルとは異なり、それぞれ独立して変形することができる。従って、生タイヤモデル４０は、加硫中の補強材３の変形に伴うコード１１（図３に示す）の角度又は間隔の変化を、精度よく再現することができる。
【００９９】
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、生タイヤモデル４０の変形状態が良好である否かが判断される（工程Ｓ３０）。この工程Ｓ３０では、生タイヤモデル４０の変形状態が良好であると判断された場合、生タイヤモデル４０に基づいて、生タイヤ２が製造される（工程Ｓ４０）。一方、生タイヤモデル４０の変形状態が不良であると判断された場合、生タイヤ２の設計因子が変更され（工程Ｓ５０）、生タイヤモデル４０を作成する工程Ｓ６０（図６に示したＳ１〜Ｓ５）、及び、シミュレーション方法（Ｓ６〜Ｓ３０）が再度実施される。このように、本実施形態のシミュレーション方法では、生タイヤモデル４０の変形状態が良好になるまで、生タイヤモデル４０の設計因子が変更されるため、成形精度が優れるタイヤを効率よく設計することができる。
【０１００】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【０１０１】
図６に示す処理手順に従って、カーカスコード及びベルトコードをビーム要素でモデル化したカーカスコードモデル及びベルトコードモデルが設定され、生タイヤモデルが作成された（実施例）。比較のために、コードの剛性の異方性が定義されたシェル要素を含むカーカスプライモデル及びベルトプライモデルが設定された生タイヤモデルが作成された（比較例）。図１８に示す処理手順に従って、実施例の生タイヤモデル、及び、比較例の生タイヤモデルの変形計算が実施され、加硫成形中の生タイヤの変形状態が評価された。なお、共通仕様は、以下のとおりである。
【０１０２】
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
シミュレーションソフトウェア：JSOL社製のLS-DYNA
【０１０３】
今回のテストでは、加硫シミュレーション工程直前において、実施例の生タイヤモデルの形状と、比較例の生タイヤモデルの形状とが比較された。図２３には、加硫シミュレーション工程直前の実施例の生タイヤモデルが示されている。図２４には、加硫シミュレーション工程直前の比較例の生タイヤモデルが示されている。
【０１０４】
テストの結果、実施例の生タイヤモデルは、実際の生タイヤと同様に、全体が自然に膨らんだ形状に計算された。この形状は、実際の生タイヤの形状に近似している。一方、比較例の生タイヤモデルでは、実施例の生タイヤモデルに比べて、トレッド部が半径方向内側に窪むとともに、サイドウォール部が軸方向外側にせり出す形状に計算された。従って、実施例の生タイヤモデルは、比較例の生タイヤモデルに比べて、実際の生タイヤの形状に近似しうることが確認できた。
【符号の説明】
【０１０５】
３      補強材
１１      コード
１２      未加硫のゴム
２０      コードモデル
２９      補強材モデル
４０      生タイヤモデル
Ｆｉ      ビーム要素
【図１】
2015225457.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2015225457.tif 000018
【図１７】
2015225457.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2015225457.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2015225457.tif 000023
【図２２】
2015225457.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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