特許 7119554 生タイヤ部材モデルの作成方法及び生タイヤモデルの作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-08

(45)【発行日】2022-08-17

(54)【発明の名称】生タイヤ部材モデルの作成方法及び生タイヤモデルの作成方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/10 20200101AFI20220809BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20220809BHJP

   G06F 30/23 20200101ALI20220809BHJP

【ＦＩ】

G06F30/10

B60C19/00 Z

G06F30/23

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018093125

(22)【出願日】2018-05-14

(65)【公開番号】P2019200470

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-03-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 一裕

【審査官】合田 幸裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２２５４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００４４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３２１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２３８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３０／１０

Ｂ６０Ｃ １９／００

Ｇ０６Ｆ ３０／２３

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

補強コードが配列された少なくとも一つの第１部材を含む生タイヤ成形用部材の数値解析用モデルを、コンピュータを用いて作成するための方法であって、
前記第１部材を離散化した第１部材モデルを、前記コンピュータに入力する工程を含み、
前記第１部材モデルは、前記補強コードを複数の節点を有する要素で離散化したコードモデルを含み、
前記方法は、前記コンピュータが、前記第１部材モデルの前記コードモデルに、前記節点の移動を拘束する条件における引張応力を定義する工程をさらに含む、
生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項2】

前記引張応力を定義する工程は、前記節点の移動を拘束する工程と、
前記節点の移動を拘束する工程の後、前記コードモデルの長手方向で隣り合う前記節点間において、前記要素の温度低下に伴う熱収縮量を計算する工程と、
前記熱収縮量に対応する前記引張応力を計算する工程とを含む、請求項１記載の生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項3】

前記引張応力を定義する工程は、前記コードモデルの長手方向で隣り合う前記節点間の距離が大きくなるように、前記要素の伸長を計算する工程と、
前記伸長に対応する前記引張応力を計算する工程と、
前記引張応力を計算する工程の後、前記節点の移動を拘束する工程とを含む、請求項１記載の生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項4】

前記生タイヤ成形用部材は、前記第１部材に重ねられる第２部材をさらに含み、
前記第１部材モデルを入力する工程は、前記第２部材と重ねる前の前記第１部材の形状に基づいて離散化する工程を含み、
前記方法は、前記第２部材を、前記第１部材と重ねる前の形状に基づいて、離散化した第２部材モデルを前記コンピュータに入力する工程と、
前記コンピュータが、前記第１部材モデル及び前記第２部材モデルを重ねる工程とをさらに含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項5】

前記引張応力を定義する工程は、前記重ねる工程の前に行われる、請求項４記載の生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項6】

前記引張応力を定義する工程は、前記重ねる工程の後に行われる、請求項４記載の生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項7】

前記方法は、前記重ねる工程の後、前記コンピュータが、前記第１部材モデルの前記コードモデルの前記節点の拘束を解くことで、前記第１部材モデルの前記コードモデルの収縮変形を許容する工程をさらに含む、請求項４ないし６のいずれかに記載の生タイヤ部材モデルの作成方法。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれかに記載の前記方法で作成された生タイヤ部材モデルを用いて、生タイヤの数値解析用モデルを作成する工程を含む、
生タイヤモデルの作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生タイヤ部材モデル及び生タイヤモデルを、コンピュータを用いて作成するための方法に関する。

【0002】

下記特許文献１は、コンピュータを用いて、生タイヤモデルを作成するための方法を提案している。下記特許文献１の方法では、先ず、コンピュータに、ベルトプライ等の補強材を離散化した補強材モデルが入力される。補強材モデルには、補強材のコードを、ビーム要素でモデル化したコードモデルが含まれている。

【0003】

次に、下記特許文献１の方法では、コンピュータに、ケーシングモデル、及び、トレッドリングモデルがそれぞれ入力される。トレッドリングモデルには、補強材モデルが含まれている。そして、下記特許文献１の方法では、ケーシングモデルの外側に、トレッドリングモデルを配置し、それらの変形計算が行われることで、生タイヤモデルが作成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２２５４５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の方法で作成された生タイヤモデルの形状は、実際に製造される生タイヤの形状とはやや異なっている。

【0006】

例えば、実際に生タイヤを成形する工程では、プライ等の補強材のコードの弛みや蛇行等を防ぐ観点から、補強材を重ねるときに、コードに初期張力を付与することが行われている。そして、補強材がカーカスプライ等を含む生タイヤのケーシングに重ねられると、当該張力によってケーシングが締め付けられ、その形状変化に影響を及ぼしている。このような初期張力は、これまでの補強材モデルには再現されていなかった。

【0007】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、生タイヤ部材モデル及び生タイヤモデルを精度良く作成することができる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】

【0008】

本発明は、補強コードが配列された少なくとも一つの第１部材を含む生タイヤ成形用部材の数値解析用モデルを、コンピュータを用いて作成するための方法であって、前記第１部材を離散化した第１部材モデルを、前記コンピュータに入力する工程を含み、前記第１部材モデルは、前記補強コードを複数の節点を有する要素で離散化したコードモデルを含み、前記方法は、前記コンピュータが、前記第１部材モデルの前記コードモデルに、前記節点の移動を拘束する条件の下で引張応力を定義する工程をさらに含むことを特徴とする。

【0009】

本発明に係る前記生タイヤ部材モデルの作成方法において、前記引張応力を定義する工程は、前記節点の移動を拘束する工程と、前記節点の移動を拘束する工程の後、前記コードモデルの長手方向で隣り合う前記節点間において、前記要素の温度低下に伴う熱収縮量を計算する工程と、前記熱収縮量に対応する前記引張応力を計算する工程とを含んでもよい。

【0010】

本発明に係る前記生タイヤ部材モデルの作成方法において、前記引張応力を定義する工程は、前記コードモデルの長手方向で隣り合う前記節点間の距離が大きくなるように、前記要素の伸長を計算する工程と、前記伸長に対応する前記引張応力を計算する工程と、前記引張応力を計算する工程の後、前記節点の移動を拘束する工程とを含んでもよい。

【0011】

本発明に係る前記生タイヤ部材モデルの作成方法において、前記生タイヤ成形用部材は、前記第１部材に重ねられる第２部材をさらに含み、前記第１部材モデルを入力する工程は、前記第２部材と重ねる前の前記第１部材の形状に基づいて離散化する工程を含み、前記方法は、前記第２部材を、前記第１部材と重ねる前の形状に基づいて、離散化した第２部材モデルを前記コンピュータに入力する工程と、前記コンピュータが、前記第１部材モデル及び前記第２部材モデルを重ねる工程とをさらに含んでもよい。

【0012】

本発明に係る前記生タイヤ部材モデルの作成方法において、前記引張応力を定義する工程は、前記重ねる工程の前に行われてもよい。

【0013】

本発明に係る前記生タイヤ部材モデルの作成方法において、前記引張応力を定義する工程は、前記重ねる工程の後に行われてもよい。

【0014】

本発明に係る前記生タイヤ部材モデルの作成方法において、前記重ねる工程の後、前記コンピュータが、前記第１部材モデルの前記コードモデルの前記節点の拘束を解くことで、前記第１部材モデルの前記コードモデルの収縮変形を許容する工程をさらに含んでもよい。

【0015】

本発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の前記方法で作成された生タイヤ部材モデルを用いて、生タイヤの数値解析用モデルを作成する工程を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明の生タイヤ部材モデルの作成方法は、補強コードが配列された少なくとも一つの第１部材を離散化した第１部材モデルをコンピュータに入力する工程を含んでいる。前記第１部材モデルは、前記補強コードを複数の節点を有する要素で離散化したコードモデルを含んでいる。前記方法は、前記コンピュータが、前記第１部材モデルの前記コードモデルに、前記節点の移動を拘束する条件の下で引張応力を定義する工程をさらに含んでいる。

【0017】

前記第１部材モデルは、前記コードモデルに引張応力が定義されることにより、実際の生タイヤの成形工程において補強コードに初期張力が付与された第１部材を再現することができる。したがって、本発明の方法は、生タイヤモデルを精度良く作成可能な生タイヤ部材モデルを作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】生タイヤ部材モデルの作成方法及び生タイヤモデルの作成方法を実行するためのコンピュータの一例を示す斜視図である。

【図2】生タイヤの一例を示す断面図である。

【図3】第１部材の部分斜視図である。

【図4】生タイヤ部材モデルの作成方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】第１部材モデル及び第２部材モデルの一例を示す概念図である。

【図6】第１部材モデルの一部を示す分解斜視図である。

【図7】引張応力定義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】引張応力が定義されたコードモデルの一例を示す部分平面図である。

【図9】本発明の他の実施形態の引張応力定義工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】（ａ）～（ｃ）は、本発明の他の実施形態の引張応力定義工程を説明するための平面図である。

【図11】接合工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図12】互いに重複する部分を有する第１部材モデル及び第２部材モデルの一例を示す概念図である。

【図13】変形後の第１部材モデル及び第２部材モデルの一例を示す概念図である。

【図14】密着した第１部材モデル及び第２部材モデルの一例を示す概念図である。

【図15】生タイヤモデルの作成方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図16】半径方向外側に膨出したケーシングモデル、及び、トレッドリングモデルの一例を示す概念図である。

【図17】生タイヤモデルの一例を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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部材モデルの作成方法（以下、単に「第１方法」ということがある。）は、生タイヤ成形用部材の数値解析用モデルを、コンピュータを用いて作成するための方法である。また、本実施形態の生タイヤモデルの作成方法（以下、単に「第２方法」ということがある。）は、第１方法で作成された生タイヤ部材モデルを用いて、生タイヤの数値解析用モデルを作成するための方法である。図１は、生タイヤ部材モデルの作成方法、及び、生タイヤモデルの作成方法を実行するためのコンピュータ１の一例を示す斜視図である。

【0020】

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、本実施形態の第１方法及び第２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。

【0021】

図２は、生タイヤの一例を示す断面図である。生タイヤ２は、互いに重ねられた複数の生タイヤ成形用部材（以下、単に「生タイヤ部材」ということがある。）３を含んで構成されている。本実施形態の生タイヤ部材３は、補強コードが配列された少なくとも一つの第１部材５と、第１部材５に重ねられる第２部材６とを含んでいる。第１部材５及び第２部材６は、未加硫の状態である。ここで、未加硫とは、完全な加硫に至っていない全ての態様を含むもので、いわゆる半加硫の状態はこの「未加硫」に含まれる。

【0022】

本実施形態の第１部材５は、ベルトプライ７として構成される。このベルトプライ７は、後述の第２部材６のカーカスプライ６ｇやクッションゴム６ｈに重ねられる。ベルトプライ７は、内側ベルトプライ７ａと、内側ベルトプライ７ａのタイヤ半径方向外側に配される外側ベルトプライ７ｂとを含んで構成されている。なお、ベルトプライ７には、外側ベルトプライ７ｂのタイヤ半径方向外側に配される別のベルトプライ（図示省略）が含まれてもよい。本実施形態の第１部材５は、そのタイヤ軸方向の両端部が、カバリングゴム１４で被覆されている。

【0023】

図３は、第１部材５の部分斜視図である。第１部材５（内側ベルトプライ７ａ及び外側ベルトプライ７ｂ）は、補強コード８と、補強コード８を被覆するトッピングゴム９とを含んでいる。

【0024】

補強コード８は、タイヤ周方向に対して、例えば１０～４０度の角度θ１で傾斜して配列されている。内側ベルトプライ７ａの補強コード８と、外側ベルトプライ７ｂの補強コード８とは、互いに交差する向きに重ね合わされている。なお、外側ベルトプライ７ｂの外側に別のベルトプライ（図示省略）が配される場合には、例えば、タイヤ周方向に対して０～５度の角度で配列された補強コード（図示省略）がさらに含まれる。本実施形態の補強コード８は、スチールコードとして構成されているが、このような態様に限定されない。

【0025】

図２に示されるように、本実施形態の第２部材６には、トレッドゴム６ａ、サイドウォールゴム６ｂ、クリンチゴム６ｃ、ビードエーペックスゴム６ｄ、インナーライナーゴム６ｅ、ビードコア６ｆ、カーカスプライ６ｇ、及び、クッションゴム６ｈが含まれる。

【0026】

トレッドゴム６ａは、生タイヤ２のトレッド部２ａにおいて、外側ベルトプライ７ｂのタイヤ半径方向外側に配されている。サイドウォールゴム６ｂは、生タイヤ２のサイドウォール部２ｂにおいて、カーカスプライ６ｇのタイヤ軸方向外側に配されている。クリンチゴム６ｃは、サイドウォールゴム６ｂのタイヤ半径方向内側に固定されている。

【0027】

ビードエーペックスゴム６ｄは、ビードコア６ｆからタイヤ半径方向外側にのびている。インナーライナーゴム６ｅは、カーカスプライ６ｇの内面に配置されている。クッションゴム６ｈは、生タイヤ２のバットレス部において、カーカスプライ６ｇの外側に配置されている。ビードコア６ｆは、例えば、スチール製のビードワイヤを螺旋巻きした断面略矩形状のものを、未加硫のゴムで被覆することで形成されている。

【0028】

カーカスプライ６ｇ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６ｆにのびている。カーカスプライ６ｇは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５～９０度の角度で配列されたカーカスコード（図示省略）を、未加硫のトッピングゴム（図示省略）で被覆することで形成されている。

【0029】

生タイヤ２を成形する工程（以下、単位「成形工程」という。）では、従来の成形工程と同様に、第１部材５及び第２部材６が成形ドラム（図示省略）等で円環状に形成され、かつ、それらが重ねられることによって、生タイヤ２が成形される。なお、本実施形態の成形工程では、第１部材５の補強コード８（図３に示す）の弛みや蛇行等を防ぐ観点から、第２部材６を重ねるときに、補強コード８に初期張力を付与する工程が行われている。初期張力を付与する工程は、例えば、第１部材５（本実施形態では、内側ベルトプライ７ａ及び外側ベルトプライ７ｂ）を成形ドラム（図示省略）上を巻き付ける際に、第１部材５を供給するローラーの回転速度を、成形ドラムの回転速度よりも遅く制御することで実施することができる。

【0030】

図４は、生タイヤ部材モデルの作成方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。図５は、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の一例を示す概念図である。生タイヤ部材モデル１０は、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を含んでいる。

【0031】

本実施形態の第１方法では、先ず、第１部材５（図２に示す）を離散化した第１部材モデル１１が、図１に示したコンピュータ１に入力される（工程Ｓ１）。工程Ｓ１では、図２に示した第２部材６と重ねる前の第１部材５の形状に基づいて離散化している。図６は、第１部材モデル１１の一部を示す分解斜視図である。

【0032】

工程Ｓ１では、先ず、図２に示した生タイヤ２が形成される前（即ち、第２部材６と重ねる前）の第１部材５の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）が、図１に示したコンピュータ１に入力される。設計データには、例えば、図２に示した第１部材５（本実施形態では、内側ベルトプライ７ａ及び外側ベルトプライ７ｂ）の横断面形状などの数値データ等が含まれている。そして、工程Ｓ１では、第１部材５の設計データに基づいて、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素（図６に示した要素Ｆ（ｉ）及び要素Ｇ（ｉ））で離散化している。これにより、工程Ｓ１では、三次元の第１部材モデル１１が設定される。

【0033】

第１部材モデル１１には、内側ベルトプライ７ａ（図２に示す）をモデル化した内側ベルトプライモデル１１ａ、及び、外側ベルトプライ７ｂ（図２に示す）をモデル化した外側ベルトプライモデル１１ｂが含まれる。図６に示されるように、本実施形態の第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）は、コードモデル１６、トッピングゴムモデル１７、及び、カバリングゴムモデル１８（図５に示す）を含んで構成されている。

【0034】

本実施形態の第１部材モデル１１は、タイヤ周方向に厚さを有する薄板状に形成されている。このような第１部材モデル１１は、例えば、タイヤ周方向に連続したモデル（図示省略）に比べて、要素Ｆ（ｉ）の数を少なくできるため、計算時間の短縮に役立つ。

【0035】

コードモデル１６は、補強コード８（図３に示す）を、複数の節点１９を有する有限個の要素Ｆ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）でそれぞれ離散化することで定義される。本実施形態の要素Ｆ（ｉ）は、ビーム要素として定義される。要素Ｆ（ｉ）は、補強コード８の配列に基づいて、補強コード８に沿って割り当てられる。これにより、工程Ｓ１では、コードモデル１６を設定することができる。

【0036】

ビーム要素は、線状に定義された１次元要素である。このようなビーム要素は、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、各補強コード８（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。

【0037】

要素Ｆ（ｉ）の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、境界要素法が適宜採用できるが、本実施形態では有限要素法が採用される。要素Ｆ（ｉ）には、要素番号、節点１９の座標値、及び、補強コード８（図３に示す）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、捩り剛性、弾性率、又は、補強コード８の長手方向に沿った熱膨張係数）等を含む数値データが定義される。さらに、要素Ｆ（ｉ）には、図２に示した生タイヤ２の製造時の温度（例えば、１５～３５℃）が設定される。

【0038】

トッピングゴムモデル１７及びカバリングゴムモデル１８（図５に示す）は、トッピングゴム９及びカバリングゴム１４を、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｇ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）で離散化することで定義される。本実施形態の要素Ｇ（ｉ）は、三次元のソリッド要素として定義されている。

【0039】

要素Ｇ（ｉ）の数値解析法としては、要素Ｆ（ｉ）と同一のものが採用される。要素Ｇ（ｉ）には、要素番号、節点２０の番号、節点２０の座標値、及び、材料特性（例えば密度、ヤング率及び／又は減衰係数等）などの数値データが定義される。さらに、要素Ｇ（ｉ）には、図２に示した生タイヤ２の製造時の温度が設定される。

【0040】

本実施形態のトッピングゴム９及びカバリングゴム１４（図５に示す）は、未加硫のゴムで構成されている。未加硫のゴムの材料特性は、例えば、文献（針間浩、「未加硫ゴムの一定伸長速度下での大変形挙動」、日本レオロジー学会誌、社団法人日本レオロジー学会、１９７６年、Ｖｏｌ．４、ｐ．３－９）や、文献（戸崎近雄、外３名、「グリーンストレングス指標、降伏応力の粘弾性的取扱い」、日本ゴム協会誌、一般社団法人日本ゴム協会、１９６９年、第４２巻、第６号、ｐ．４３３－４３８）等に基づいて定義される。

【0041】

次に、工程Ｓ１では、図２に示した第１部材５の設計データに基づいて、コードモデル１６、トッピングゴムモデル１７、及び、カバリングゴムモデル１８が一体に固定される。これにより、工程Ｓ１では、図５に示されるように、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）を定義することができる。コードモデル１６（図６に示す）、トッピングゴムモデル１７（図６に示す）、及び、カバリングゴムモデル１８の固定には、すり抜けを防ぐ接触条件や、互いの相対移動を禁止する固定条件を含む境界条件が用いられる。

【0042】

カバリングゴムモデル１８の端部は、テーパ状に形成されている。これにより、後述の接合工程Ｓ４において、第１部材モデル１１お帯び第２部材モデル１２を隙間なく密着させることができる。第１部材モデル１１は、図１に示したコンピュータ１に記憶される。

【0043】

次に、本実施形態の第１方法では、図２に示した第２部材６（図２に示す）を離散化した第２部材モデル１２（図５に示す）が、図１に示したコンピュータ１に入力される（工程Ｓ２）。第２部材モデル１２は、図２に示した第２部材６を第１部材５と重ねる前の形状に基づいて設定される。

【0044】

工程Ｓ２では、先ず、図２に示した生タイヤ２が形成される前（即ち、第１部材５と重ねる前）の第２部材６の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）が、図１に示したコンピュータ１に入力される。設計データには、例えば、図２に示した第２部材６（トレッドゴム６ａ～クッションゴム６ｈ）の横断面形状などの数値データ等が含まれている。そして、工程Ｓ２では、第２部材６の設計データに基づいて、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｈ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）で離散化することで、三次元の第２部材モデル１２が設定される。

【0045】

第２部材モデル１２には、トレッドゴム６ａ（図２に示す）を離散化したトレッドゴムモデル１２ａ、サイドウォールゴム６ｂ（図２に示す）を離散化したサイドウォールゴムモデル１２ｂ、及び、クリンチゴム６ｃ（図２に示す）を離散化したクリンチゴムモデル１２ｃが含まれる。また、第２部材モデル１２には、ビードエーペックスゴム６ｄ（図２に示す）を離散化したビードエーペックスゴムモデル１２ｄ、インナーライナーゴム６ｅ（図２に示す）を離散化したインナーライナーゴムモデル１２ｅ、及び、ビードコア６ｆ（図２に示す）を離散化したビードコアモデル１２ｆが含まれる。さらに、第２部材モデル１２には、カーカスプライ６ｇ（図２に示す）を離散化したカーカスプライモデル１２ｇ、及び、クッションゴム６ｈ（図２に示す）を離散化したクッションゴムモデル１２ｈが含まれる。

【0046】

本実施形態において、トレッドゴムモデル１２ａ、サイドウォールゴムモデル１２ｂ、クリンチゴムモデル１２ｃ、ビードエーペックスゴムモデル１２ｄ、インナーライナーゴムモデル１２ｅ、カーカスプライモデル１２ｇ、及び、クッションゴムモデル１２ｈの端部の少なくとも一部は、テーパ状にそれぞれ形成されている。これにより、後述の接合工程Ｓ４において、第２部材モデル１２及び第１部材モデル１１を隙間なく密着させることができる。

【0047】

本実施形態の第２部材モデル１２は、タイヤ周方向に厚さを有する薄板状に形成されている。このような第２部材モデル１２は、例えば、タイヤ周方向に連続したモデル（図示省略）に比べて、要素Ｈ（ｉ）の数を少なくできるため、計算時間の短縮に役立つ。

【0048】

要素Ｈ（ｉ）の数値解析法としては、図６に示した要素Ｆ（ｉ）や要素Ｇ（ｉ）と同一のものが採用される。要素Ｈ（ｉ）は、三次元のソリッド要素や、ビーム要素等として定義されている。要素Ｈ（ｉ）には、要素番号、節点２６の番号、節点２６の座標値、及び、図２に示した第２部材６の特性（例えば密度、ヤング率、熱膨張係数、及び／又は減衰係数等）などの数値データが定義される。さらに、要素Ｈ（ｉ）には、図２に示した生タイヤ２の製造時の温度が設定される。未加硫のゴムを構成する部分の材料特性は、上記文献に基づいて定義される。第２部材モデル１２は、図１に示したコンピュータ１に記憶される。

【0049】

次に、本実施形態の第１方法は、図１に示したコンピュータ１が、第１部材モデル１１のコードモデル１６に、節点１９の移動を拘束する条件の下で引張応力を定義する（引張応力定義工程Ｓ３）。図７は、引張応力定義工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。図８は、引張応力Ｓが定義されたコードモデル１６の一例を示す部分平面図である。

【0050】

本実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、先ず、コードモデル１６の要素Ｆ（ｉ）の節点１９の移動が拘束される（工程Ｓ３１）。本実施形態において、節点１９の移動の拘束は、各要素Ｆ（ｉ）の長手方向の両端に配された節点１９、１９について、節点１９、１９間の長手方向に沿った移動を拘束する境界条件によって設定されている。このような境界条件は、コードモデル１６、及び、コードモデル１６を含む第１部材モデル１１の変形を許容する。

【0051】

また、境界条件は、各要素Ｆ（ｉ）の長手方向の両端の節点１９、１９について、節点１９、１９間の距離Ｌ１が、元の距離Ｌ１ａよりも小さくなる方向の移動のみが拘束されていてもよい。このような境界条件は、節点１９、１９間の距離Ｌ１が元の距離Ｌ１ａよりも大きくなる方向の移動が許容されるため、コードモデル１６のより柔軟な変形計算をすることができる。

【0052】

次に、本実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、コードモデル１６の長手方向で隣り合う節点１９、１９間において、要素Ｆ（ｉ）の温度低下に伴う熱収縮量を計算する（工程Ｓ３２）。本実施形態の工程Ｓ３２は、節点１９の移動を拘束する工程Ｓ３１の後に行われる。

【0053】

要素Ｆ（ｉ）の温度低下については、予め定められた第１温度、及び、第２温度に基づいて定義される。第１温度としては、例えば、生タイヤ２の製造時の温度が設定される。第２温度としては、第１温度よりも低く設定されており、例えば、－１０～１０℃に設定される。

【0054】

工程Ｓ３２では、コードモデル１６の各要素Ｆ（ｉ）の温度を、第１温度から第２温度に、微小時間（シミュレーションの単位時間）Ｔｘ（ｘ＝０、１、…）ごとに徐々に低下させている。これにより、工程Ｓ３２では、各要素Ｆ（ｉ）に定義された熱膨張係数に基づいて、各要素Ｆ（ｉ）の熱収縮が計算される。

【0055】

各要素Ｆ（ｉ）の熱収縮は、方向に依存することなく体積が等方収縮する方向に作用する。本実施形態の各要素Ｆ（ｉ）は、ビーム要素である。このため、各要素Ｆ（ｉ）の熱収縮は、コードモデル１６の長手方向（収縮する方向）に作用する。このような熱収縮の計算は、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。

【0056】

本実施形態では、各要素Ｆ（ｉ）の節点１９の移動が拘束されているため、各要素Ｆ（ｉ）が熱収縮した状態（節点１９、１９間の距離Ｌ１が元の距離Ｌ１ａよりも小さくなる状態）が計算されるわけではない。したがって、工程Ｓ３２では、各コードモデル１６の隣り合う節点１９、１９間において、要素Ｆ（ｉ）の温度低下に伴う熱収縮量（熱ひずみ）が計算される。

【0057】

次に、本実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、熱収縮量に対応する引張応力Ｓを計算する（工程Ｓ３３）。工程Ｓ３３では、熱収縮量（熱ひずみ）に、補強コード８（図３に示す）の弾性率を乗じている。これにより、工程Ｓ３３では、熱収縮量に対応する引張応力Ｓを計算することができる。引張応力Ｓは、コードモデル１６の各要素Ｆ（ｉ）に定義される。

【0058】

このように、本実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、コードモデル１６に、節点１９の移動を拘束する条件の下で引張応力Ｓを定義することができる。これにより、本実施形態の第１部材モデル１１（図５及び図６に示す）は、補強コード８（図３に示す）に初期張力が付与された実際の第１部材５を再現することができる。したがって、本実施形態の第１方法は、生タイヤモデルを精度良く作成可能な生タイヤ部材モデル１０を作成することができる。

【0059】

引張応力定義工程Ｓ３では、コードモデル１６の各要素Ｆ（ｉ）に引張応力Ｓが定義された後に、各要素Ｆ（ｉ）の温度として、第１温度（本実施形態では、生タイヤ２の製造時の温度）が定義されるのが望ましい。これにより、第１方法では、コードモデル１６とトッピングゴムモデル１７との間、及び、コードモデル１６とカバリングゴムモデル１８（図５に示す）との間に、温度差が定義されるのを防ぐことができる。

【0060】

本実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、要素Ｆ（ｉ）の温度低下に伴う熱収縮量に基づいて、コードモデル１６の引張応力Ｓが計算されたが、このような態様に限定されない。図９は、本発明の他の実施形態の引張応力定義工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１０（ａ）～（ｃ）は、本発明の他の実施形態の引張応力定義工程Ｓ３を説明するための平面図である。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

【0061】

この実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、コードモデル１６の長手方向で隣り合う節点１９、１９間の距離Ｌ１が大きく（元の距離Ｌ１ａよりも大きく）なるように、要素Ｆ（ｉ）の伸長を計算する（工程Ｓ３４）。本実施形態の工程Ｓ３４では、各要素Ｆ（ｉ）の伸長計算に先立ち、図１０（ｂ）に示されるように、要素Ｆ（ｉ）の節点１９、１９間の距離Ｌ１を小さく（元の距離Ｌ１ａよりも小さく）している。これは、要素Ｆ（ｉ）の伸長計算によって、節点１９、１９間の距離Ｌ１を、元の距離Ｌ１ａに復元するためである。

【0062】

本実施形態では、要素Ｆ（ｉ）の伸長計算での変化分Ｌｂ（図１０（ｃ））を考慮して、節点１９、１９間の距離Ｌ１を小さくしている。このとき、節点１９、１９間の距離Ｌ１の収縮に伴う要素Ｆ（ｉ）の応力等については、計算されない。

【0063】

本実施形態の要素Ｆ（ｉ）の伸長は、コードモデル１６をタイヤ半径方向外側に膨張させる膨張計算によって行われる。このため、本実施形態では、膨張計算を考慮して、コードモデル１６を、タイヤ半径方向内側に配置している。この場合、コードモデル１６をタイヤ半径方向内側に配置するのに先立ち、コードモデル１６とトッピングゴムモデル１７（図６に示す）との互いの重なりを許容する境界条件が設定されるのが望ましい。

【0064】

次に、工程Ｓ３４では、図１０（ｂ）に示した各要素Ｆ（ｉ）の伸長が計算される。これにより、工程Ｓ３４では、図１０（ｃ）に示されるように、コードモデル１６の節点１９、１９間の距離Ｌ１を、図１０（ａ）に示した元の距離Ｌ１ａに復元することができる。

【0065】

上述したように、要素Ｆ（ｉ）の伸長は、コードモデル１６をタイヤ半径方向外側に膨張させる膨張計算によって行われる。コードモデル１６の膨張計算は、コードモデル１６の各要素Ｆ（ｉ）の長手方向で隣り合う節点１９、１９間において、温度上昇に伴う各要素Ｆ（ｉ）の膨張が計算される。要素Ｆ（ｉ）の温度上昇については、予め定められた第１温度（本実施形態では、生タイヤ２の製造時の温度）、及び、第３温度に基づいて定義される。第３温度としては、第１温度よりも高く設定されており、例えば、４０～６０℃に設定される。

【0066】

工程Ｓ３４では、コードモデル１６の各要素Ｆ（ｉ）の温度を、第１温度から第３温度に、微小時間（シミュレーションの単位時間）Ｔｘごとに徐々に上昇させている。これにより、工程Ｓ３４では、各要素Ｆ（ｉ）に定義された熱膨張係数に基づいて、各要素Ｆ（ｉ）の熱膨張が計算される。このような熱膨張の計算は、上記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。

【0067】

本実施形態の各要素Ｆ（ｉ）は、ビーム要素である。このため、各要素Ｆ（ｉ）の熱膨張は、コードモデル１６の長手方向（伸長する方向）に作用する。したがって、工程Ｓ３４では、各要素Ｆ（ｉ）の伸長を計算することができる。これにより、工程Ｓ３４では、コードモデル１６の長手方向の長さ及びタイヤ半径方向の位置を、元の長さ及び元の位置に復元することができる。各要素Ｆ（ｉ）の伸長が計算された後、コードモデル１６とトッピングゴムモデル１７との互いの重なりを禁止する境界条件が設定されるのが望ましい。

【0068】

次に、この実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、要素Ｆ（ｉ）の伸長に対応する引張応力Ｓを計算する（工程Ｓ３５）。引張応力Ｓは、要素Ｆ（ｉ）の伸長によって生じた要素Ｆ（ｉ）の歪みに、補強コード８（図３に示す）の弾性率を乗じることで求められる。要素Ｆ（ｉ）の歪みは、要素Ｆ（ｉ）の伸長分（節点１９、１９間の長手方向の変形分）Ｌｂ＋Ｌｂ（図１０（ｃ）に示す）を、伸長前の要素Ｆ（ｉ）の距離（元の距離）Ｌ１ａで除することで求められる。引張応力Ｓは、コードモデル１６の各要素Ｆ（ｉ）に定義される。

【0069】

次に、この実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、コードモデル１６の要素Ｆ（ｉ）の節点１９の移動が拘束される（工程Ｓ３６）。本実施形態の工程Ｓ３６は、引張応力Ｓを計算する工程Ｓ３５の後に行われている。節点１９の移動の拘束は、図７に示した前実施形態の引張応力定義工程Ｓ３の工程Ｓ３１と同一の手順で実施することができる。

【0070】

このように、この実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、前実施形態と同様に、コードモデル１６に、節点１９の移動を拘束する条件の下で引張応力Ｓを定義することができる。これにより、この実施形態の第１部材モデル１１は、補強コード８（図３に示す）に初期張力が付与された実際の第１部材５を再現することができる。したがって、この実施形態の第１方法は、生タイヤモデルを精度良く作成可能な生タイヤ部材モデル１０を作成することができる。

【0071】

この実施形態の引張応力定義工程Ｓ３では、要素Ｆ（ｉ）の伸長を計算する工程Ｓ３４において、要素Ｆ（ｉ）の伸長を計算するのに先立ち、図１０（ｂ）に示したようにコードモデル１６の長手方向の距離Ｌ１を小さく（元の距離Ｌ１ａよりも小さく）したが、このような態様に限定されない。例えば、工程Ｓ３４では、コードモデル１６の長手方向の距離Ｌ１を小さくせずに、要素Ｆ（ｉ）の伸長を計算してもよい。この場合、節点１９の移動を拘束する工程Ｓ３６では、節点１９の移動の拘束に先立ち、コードモデル１６の長手方向の距離Ｌ１を、元の距離Ｌ１ａ（図１０（ａ）に示す）に戻すのが望ましい。

【0072】

次に、本実施形態の第１方法では、図１に示したコンピュータ１が、図５に示した第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を重ねる（接合工程Ｓ４）。図１１は、接合工程Ｓ４の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１２は、互いに重複する部分を有する第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の一例を示す概念図である。

【0073】

本実施形態の接合工程Ｓ４では、第１接合体モデル３１、第２接合体モデル３２、及び、トレッドリングモデル３３が設定される。

【0074】

第１接合体モデル３１は、インナーライナーゴムモデル１２ｅ、カーカスプライモデル１２ｇ、クリンチゴムモデル１２ｃ、サイドウォールゴムモデル１２ｂ、及び、クッションゴムモデル１２ｈを含んで構成されている。接合工程Ｓ４では、これらのインナーライナーゴムモデル１２ｅ～クッションゴムモデル１２ｈを重ねて配置（接合）することで、第１接合体モデル３１を定義することができる。

【0075】

第２接合体モデル３２は、ビードコアモデル１２ｆ、及び、ビードエーペックスゴムモデル１２ｄを含んで構成されている。接合工程Ｓ４では、ビードコアモデル１２ｆ及びビードエーペックスゴムモデル１２ｄを重ねて配置（接合）することで、第２接合体モデル３２を定義することができる。

【0076】

トレッドリングモデル３３は、内側ベルトプライモデル１１ａ、外側ベルトプライモデル１１ｂ、及び、トレッドゴムモデル１２ａを含んで構成されている。接合工程Ｓ４では、これらの内側ベルトプライモデル１１ａ、外側ベルトプライモデル１１ｂ、及び、トレッドゴムモデル１２ａを重ねて配置（接合）することで、トレッドリングモデル３３を定義することができる。

【0077】

本実施形態の接合工程Ｓ４では、先ず、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）、及び、第２部材モデル１２（トレッドゴムモデル１２ａ～クッションゴムモデル１２ｈ）を、互いの重なりが許容される境界条件下で配置する（工程Ｓ４１）。

【0078】

図１２に示されるように、本実施形態の工程Ｓ４１では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）、及び、第２部材モデル１２（トレッドゴムモデル１２ａ～クッションゴムモデル１２ｈ）について、第１部材５及び第２部材６を円環状に形成するための成形ドラム（図示省略）の軸心からの距離（即ち、タイヤ半径方向の距離）を揃えて配置している。

【0079】

工程Ｓ４１では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）、及び、第２部材モデル１２（トレッドゴムモデル１２ａ～クッションゴムモデル１２ｈ）の各々の横断面形状を変化させることなく、互いの重なりを許容する境界条件の下で、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２がそれぞれ配置されている。このため、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２には、少なくとも一部が互いに重なる重複部分３４（図１２で破線で示している）が設けられる。

【0080】

本実施形態の重複部分３４は、内側ベルトプライモデル１１ａと外側ベルトプライモデル１１ｂとの間、カーカスプライモデル１２ｇとクリンチゴムモデル１２ｃとの間、及び、カーカスプライモデル１２ｇとサイドウォールゴムモデル１２ｂとの間に設けられている。なお、本実施形態のビードコアモデル１２ｆ及びビードエーペックスゴムモデル１２ｄには、互いに重なる重複部分が設けられていない。

【0081】

次に、本実施形態の接合工程Ｓ４では、重複部分３４がなくなるように、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を変形させる（工程Ｓ４２）。工程Ｓ４２では、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を、タイヤ半径方向の内側又は外側に移動させることで、重複部分３４をなくしている。図１３は、変形後の第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の一例を示す概念図である。

【0082】

第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の移動方法については、適宜採用することができる。本実施形態の工程Ｓ４２では、各要素Ｆ（ｉ）、Ｇ（ｉ）及びＨ（ｉ）にそれぞれ定義された熱膨張係数と、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２に設定される温度変化分とに基づいて、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を変形（膨張又は収縮）させている。

【0083】

工程Ｓ４２では、図５及び図６に示した各要素Ｆ（ｉ）、Ｇ（ｉ）及びＨ（ｉ）の温度を、初期温度（例えば、生タイヤ２の製造時の温度）から工程Ｓ４２で設定される温度に、微小時間（シミュレーションの単位時間）Ｔｘごとに徐々に変化させている。これにより、工程Ｓ４２では、各要素Ｆ（ｉ）、Ｇ（ｉ）及びＨ（ｉ）に定義された熱膨張係数に基づいて、各要素Ｆ（ｉ）、Ｇ（ｉ）及びＨ（ｉ）の熱膨張又は熱収縮が計算される。このような熱膨張及び熱収縮の計算は、上記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。

【0084】

外側ベルトプライモデル１１ｂ及びトレッドゴムモデル１２ａには、初期温度よりも大きい温度が設定されている。これにより、工程Ｓ４２では、外側ベルトプライモデル１１ｂ及びトレッドゴムモデル１２ａの膨張を計算することができるため、外側ベルトプライモデル１１ｂ及びトレッドゴムモデル１２ａをタイヤ半径方向外側に移動させることができる。したがって、工程Ｓ４２では、内側ベルトプライモデル１１ａと外側ベルトプライモデル１１ｂとの間の重複部分３４（図１２に示す）をなくすことができる。本実施形態の外側ベルトプライモデル１１ｂのコードモデル１６の要素Ｆ（ｉ）は、節点１９、１９間の距離が大きくなる方向の移動が許容されている。このため、工程Ｓ４２では、外側ベルトプライモデル１１ｂの膨張変形が許容される。

【0085】

一方、クリンチゴムモデル１２ｃ及びサイドウォールゴムモデル１２ｂには、初期温度よりも小さい温度が設定されている。これにより、工程Ｓ４２では、クリンチゴムモデル１２ｃ及びサイドウォールゴムモデル１２ｂの収縮を計算することができるため、クリンチゴムモデル１２ｃ及びサイドウォールゴムモデル１２ｂをタイヤ半径方向内側に移動させることができる。これにより、工程Ｓ４２では、カーカスプライモデル１２ｇとクリンチゴムモデル１２ｃとの間、及び、カーカスプライモデル１２ｇとサイドウォールゴムモデル１２ｂとの間の重複部分３４（図１２に示す）をなくすことができる。

【0086】

次に、本実施形態の接合工程Ｓ４では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）、及び、第２部材モデル１２（トレッドゴムモデル１２ａ～クッションゴムモデル１２ｈ）を密着させている（工程Ｓ４３）。工程Ｓ４３では、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の互いの接触が許容され、かつ、互いの重なりが禁止される境界条件下で、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を隙間なく密着させている。図１４は、密着した第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の一例を示す概念図である。

【0087】

本実施形態の工程Ｓ４３では、初期温度とは異なる温度に設定された第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２（外側ベルトプライモデル１１ｂ、トレッドゴムモデル１２ａ、クリンチゴムモデル１２ｃ及びサイドウォールゴムモデル１２ｂ）の各要素Ｆ（ｉ）、Ｇ（ｉ）及びＨ（ｉ）の温度について、初期温度とは異なる温度から初期温度（生タイヤ２の製造時の温度）に、微小時間（シミュレーションの単位時間）Ｔｘごとに徐々に戻している。これにより、工程Ｓ４３では、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の収縮又は膨張を計算することができるため、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を、タイヤ半径方向の元の位置に移動させることができる。このような熱収縮及び熱膨張の計算は、上記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。

【0088】

上述したように、工程Ｓ４３において、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２には、互いの接触が許容され、かつ、互いの重なりが禁止される境界条件が設定されている。これにより、工程Ｓ４３では、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２の重複部分３４（図１２に示す）を防ぎつつ、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を密着させることができる。

【0089】

工程Ｓ４３では、サイドウォールゴムモデル１２ｂ及びクッションゴムモデル１２ｈの膨張計算により、インナーライナーゴムモデル１２ｅ、カーカスプライモデル１２ｇ、クリンチゴムモデル１２ｃ、サイドウォールゴムモデル１２ｂ及びクッションゴムモデル１２ｈを密着させることができる。インナーライナーゴムモデル１２ｅ、カーカスプライモデル１２ｇ、クリンチゴムモデル１２ｃ、サイドウォールゴムモデル１２ｂ及びクッションゴムモデル１２ｈの間には、相対移動を防ぐ境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ４３では、インナーライナーゴムモデル１２ｅ、カーカスプライモデル１２ｇ、クリンチゴムモデル１２ｃ、サイドウォールゴムモデル１２ｂ及びクッションゴムモデル１２ｈを接合した第１接合体モデル３１を設定することができる。

【0090】

さらに、工程Ｓ４３では、外側ベルトプライモデル１１ｂ、及び、トレッドゴムモデル１２ａの収縮計算により、内側ベルトプライモデル１１ａ、外側ベルトプライモデル１１ｂ、及び、トレッドゴムモデル１２ａを密着させることができる。内側ベルトプライモデル１１ａ、外側ベルトプライモデル１１ｂ、及び、トレッドゴムモデル１２ａの間には、相対移動を防ぐ境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ４３では、内側ベルトプライモデル１１ａ、外側ベルトプライモデル１１ｂ、及び、トレッドゴムモデル１２ａを接合したトレッドリングモデル３３を設定することができる。

【0091】

本実施形態では、外側ベルトプライモデル１１ｂのコードモデル１６の節点１９、１９が、節点１９、１９間の距離Ｌ１が小さくなる（即ち、元の距離Ｌ１ａよりも小さくなる）方向の移動のみ拘束されている。このため、外側ベルトプライモデル１１ｂの収縮計算が行われても、節点１９、１９間の元の距離Ｌ１ａが維持されるため、コードモデル１６に定義された引張応力Ｓ（図８及び図１０（ｃ）に示す）が維持される。

【0092】

さらに、工程Ｓ４３では、ビードコアモデル１２ｆ及びビードエーペックスゴムモデル１２ｄの間に、相対移動を防ぐ境界条件が設定される。これにより、工程Ｓ４３では、ビードコアモデル１２ｆ及びビードエーペックスゴムモデル１２ｄを接合した第２接合体モデル３２を設定することができる。第１接合体モデル３１、第２接合体モデル３２及びトレッドリングモデル３３は、コンピュータに記憶される。

【0093】

本実施形態の第１方法では、実際の生タイヤ２（図２に示す）の成形工程と同様に、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２に重ねることができる。したがって、本実施形態の第１方法は、生タイヤモデルを精度良く作成可能な生タイヤ部材モデル１０を作成することができる。

【0094】

次に、本実施形態の第１方法は、図１に示したコンピュータ１が、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）のコードモデル１６の節点１９（図８及び図１０（ｃ）に示す）の拘束を解くことで、第１部材モデル１１のコードモデル１６の収縮変形を許容する（工程Ｓ５）。本実施形態の工程Ｓ５は、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を重ねる工程（接合工程Ｓ４）の後に行われる。

【0095】

工程Ｓ５では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）のコードモデル１６の節点１９（図８及び図１０（ｃ）に示す）の移動を拘束していた境界条件が無効に設定される。これにより、工程Ｓ５では、各要素Ｆ（ｉ）に定義された引張応力Ｓ（図８及び図１０（ｃ）に示す）に基づいて、コードモデル１６の長手方向で隣り合う節点１９、１９間の距離Ｌ１（元の距離Ｌ１ａ）が小さくなる収縮変形が計算される。

【0096】

工程Ｓ５では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）のコードモデル１６の収縮変形が許容されることにより、コードモデル１６の長手方向の長さが小さくなり、第１部材モデル１１が半径方向内側に縮径する。この第１部材モデル１１の縮径により、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）に接合されている第２部材モデル１２のトレッドゴムモデル１２ａも縮径する。これにより、工程Ｓ５では、トレッドリングモデル３３を、半径方向内側に縮径させることができる。

【0097】

このようなトレッドリングモデル３３は、初期張力が付与された補強コード８（図３に示す）の影響を受けて変形した生タイヤ部材３（本実施形態では、トレッドリング２３）を再現することができる。したがって、本実施形態の第１方法は、生タイヤモデルを精度良く作成可能な生タイヤ部材モデル１０を作成することができる。

【0098】

本実施形態の第１方法では、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を重ねる工程（接合工程Ｓ４）の前に、引張応力定義工程Ｓ３が行われたが、このような態様に限定されない。引張応力定義工程Ｓ３は、例えば、接合工程Ｓ４の後に行われてもよい。この場合、引張応力定義工程Ｓ３は、図７に示した手順に基づいて、要素Ｆ（ｉ）の温度低下に伴う熱収縮量に基づいて、コードモデル１６の引張応力Ｓ（図８に示す）が計算されるのが望ましい。これは、図７に示した手順が、図９に示した手順とは異なり、コードモデル１６の半径方向の収縮計算及び膨張計算を必要としないため、計算時間を短縮できるからである。

【0099】

次に、本実施形態の生タイヤモデルの作成方法（第２方法）について説明する。第２方法では、第１方法で作成された生タイヤ部材モデルを用いて、生タイヤの数値解析用モデルが作成される。図１５は、生タイヤモデルの作成方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0100】

本実施形態の第２方法は、先ず、図４に示した第１方法に基づいて生タイヤ部材モデル１０（図１４に示す）が作成される（工程Ｓ１１）。次に、本実施形態の第２方法では、図１４に示した第１接合体モデル３１と、第２接合体モデル３２とを密着させたケーシングモデル３５を設定し（工程Ｓ１２）、ケーシングモデル３５をタイヤ半径方向外側に膨出させる変形計算が行なわれる（工程Ｓ１３）。図１６は、半径方向外側に膨出したケーシングモデル３５の一例を示す概念図である。

【0101】

工程Ｓ１３では、ケーシングモデル３５のビード部３５ｃ、３５ｃのタイヤ軸方向の距離を減じるように、ビード部３５ｃ、３５ｃをタイヤ軸方向内側に移動させ、かつ、ケーシングモデル３５をタイヤ半径方向外側に膨出させる変形計算が行なわれる。ケーシングモデル３５の膨出は、ケーシングモデル３５の内面に定義される等分布荷重ｗ１に基づいて計算される。等分布荷重ｗ１は、図２に示した生タイヤ２のケーシング（図示省略）を膨出させる高圧空気の圧力に基づいて設定される。このケーシングモデル３５の膨出により、ケーシングモデル３５の外面と、トレッドリングモデル３３の内面とを接触させることができる。

【0102】

次に、本実施形態の第２方法では、トレッドリングモデル３３（図１４に示す）を、ケーシングモデル３５側に変形させる（工程Ｓ１４）。トレッドリングモデル３３の変形は、トレッドリングモデル３３の外面に定義される等分布荷重ｗ２に基づいて計算される。等分布荷重ｗ２は、図２に示した生タイヤ２のトレッドリング（図示省略）の外周面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Ｓ１４では、トレッドリングモデル３３の内面が、ケーシングモデル３５の外面に沿うように、トレッドリングモデル３３の変形計算を実施することができる。

【0103】

次に、本実施形態の第２方法では、ビードコアモデル１２ｆよりもタイヤ軸方向外側にはみ出したケーシングモデル３５のはみ出し部分３５ｏを、ビードコアモデル１２ｆの廻りで巻き上げる（工程Ｓ１５）。工程Ｓ１５では、ケーシングモデル３５のはみ出し部分３５ｏの内面に定義される等分布荷重ｗ３に基づいて、はみ出し部分３５ｏが巻き上げられる。等分布荷重ｗ３は、図２に示した生タイヤ２のはみ出し部分（図示省略）の内面を押し付けるブラダー（図示省略）の圧力に基づいて設定される。

【0104】

工程Ｓ１５では、はみ出し部分３５ｏの外面が、カーカスプライモデル１２ｇの外面又はトレッドゴムモデル１２ａの外面に密着するように、巻き上げられたはみ出し部分３５ｏ、及び、ビードエーペックスゴムモデル１２ｄの変形計算が実施される。これにより、工程Ｓ１５では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）、及び、第２部材モデル１２（トレッドゴムモデル１２ａ～クッションゴムモデル１２ｈ）を隙間なく互いに密着させることができる。

【0105】

次に、本実施形態の第２方法では、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）、及び、第２部材モデル１２（トレッドゴムモデル１２ａ～クッションゴムモデル１２ｈ）が互いに離間しないように密着状態が保持される（工程Ｓ１６）。工程Ｓ１６では、互いに密着した第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２間の接触面に、相対移動を防ぐ境界条件が設定される。これにより、生タイヤモデル３６が作成される。図１７は、生タイヤモデル３６の一例を示す概念図である。

【0106】

本実施形態では、工程Ｓ５でのコードモデル１６（図８及び図１０（ｃ）に示す）の収縮変形により、図２に示した初期張力が付与された補強コード８の影響を受けて変形したトレッドリング２３（生タイヤ部材３）が再現されている。このようなトレッドリングモデル３３がケーシングモデル３５（図１６に示す）に密着されることにより、ケーシングモデル３５は、図３に示した補強コード８の初期張力によって締め付けられたケーシング（図示省略）を再現することができる。したがって、本実施形態の第２方法では、補強コード８がケーシングを締め付けることによる生タイヤ２の形状変化を考慮することができるため、実際の生タイヤ２（図２に示す）の形状を精度よく再現した生タイヤモデル３６を作成することができる。生タイヤモデル３６は、図１に示したコンピュータ１に記憶される。

【0107】

次に、本実施形態の第２方法では、生タイヤモデル３６の形状が、良好か否かが判断される（工程Ｓ１７）。判断する主体については、特に限定されるわけではなく、例えば、図１に示したコンピュータ１やオペレータによって判断されてもよい。

【0108】

工程Ｓ１７において、生タイヤモデル３６の形状が良好であると判断された場合（工程Ｓ１７において、「Ｙ」）、生タイヤ部材３の設計データに基づいて、生タイヤが製造される（工程Ｓ１８）。他方、生タイヤモデル３６の形状が良好でないと判断された場合（工程Ｓ１７において、「Ｎ」）、生タイヤ部材３の設計データを変更して（工程Ｓ１９）、工程Ｓ１１～工程Ｓ１７が再度実施される。

【0109】

本実施形態の第１方法及び第２方法では、実際の生タイヤ２（図２に示す）の形状を精度よく再現した生タイヤモデル３６を作成することができるため、生タイヤモデル３６の形状の良否を精度良く判断することができる。これにより、本実施形態の第２方法では、形状が良好な生タイヤ２を確実に製造することができる。

【0110】

本実施形態では、図４に示されるように、第１部材モデル１１及び第２部材モデル１２を重ねる接合工程Ｓ４の後に、第１部材モデル１１（内側ベルトプライモデル１１ａ及び外側ベルトプライモデル１１ｂ）の収縮変形を許容する工程Ｓ５が実施されたが、このような態様に限定されない。第１部材モデル１１の収縮変形を許容する工程Ｓ５は、図１５に示した生タイヤモデルの作成する第２方法において、第１部材モデル１１、及び、第２部材モデル１２が互いに離間しないように密着状態を保持する工程Ｓ１６の後に実施されてもよい。このような第２方法では、補強コード８がケーシング（図示省略）を締め付けることによる生タイヤ２の形状変化を考慮した生タイヤモデル３６を作成することができる。

【0111】

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】

【0112】

補強コードが配列された少なくとも一つの第１部材（図２及び図３に示す）を含む生タイヤ（図２に示す）が製造された（実験例）。実験例の補強コードには、０．７％の伸びを生じる初期張力が与えられた。

【0113】

コンピュータを用いて、補強コードが配列された少なくとも一つの第１部材を含む生タイヤ成形用部材の数値解析用モデルが作成された（実施例及び比較例）。実施例では、図４及び図８に示した処理手順に基づいて、第１部材モデルのコードモデルに、節点の移動を拘束する条件の下で引張応力が定義された。引張応力は、実験例の補強コードに与えられた初期張力に基づいて定義された。

【0114】

次に、実施例では、図１１に示した処理手順に基づいて、第１部材モデル及び第２部材モデルが重ねられ、第１部材モデルのコードモデルの収縮変形を許容する工程が実施された。そして、実施例では、図１５に示した処理手順に基づいて、生タイヤモデルが作成された。

【0115】

一方、比較例では、第１部材モデルのコードモデルに、引張応力が定義されなかった。そして、第１部材モデル及び第２部材モデルが重ねられ、生タイヤモデルが作成された。

【0116】

そして、実施例及び比較例の生タイヤモデルのトレッド中央部のタイヤ周方向の長さと、実験例の生タイヤのトレッド中央部のタイヤ周方向の長さとが比較された。共通仕様等については、明細書中に記載したものを除いて、次のとおりである。
タイヤサイズ：２７５／４０ＺＲ１８
第１部材：内側ベルトプライ、外側ベルトプライ
テストの結果を、表１に示す。

【0117】

【表1】

【0118】

テストの結果、実施例のトレッド中央部の長さは、比較例のトレッド中央部の長さに比べて、実験例のトレッド中央部の長さに近似した。したがって、実施例は、比較例に比べて、生タイヤ部材モデル及び生タイヤモデルを精度良く作成することができた。

【符号の説明】

【0119】

Ｓ１ 第１部材モデルを入力する工程
Ｓ３ 第１部材モデルのコードモデルに引張応力を定義する工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】