JP2007283859A - タイヤ性能予測方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【目的】タイヤ製造工程において発生する残留応力を考慮してタイヤ性能予測を行う
【構成】解析する対象工程を１又は複数入力し、前記対象工程のうち解析を行う最初の工程を設定し（ステップ１００〜１０４）、最初の工程に該当するタイヤ製造モデルを定め、前記タイヤ製造モデルを変形させることで生じる残留応力等の解析を行い、前記対象工程の全工程について解析を終えるまで、解析対象となる工程に応じて、前工程のタイヤモデルをタイヤ製造モデルとして定め、該当工程毎の条件に応じて変形計算を行うことで残留応力を算出することを繰り返し行う（ステップ１０６〜１１２）。解析終了後、残留応力を保持したタイヤ製造モデルを内部構造を含んだタイヤモデルとして定め、タイヤ使用状態を表す使用条件を前記タイヤモデルに付与し、タイヤ性能を予測するシミュレーションを実行する（ステップ１１４〜１１６）。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ性能の予測方法及びプログラムに関するもので、タイヤ製造時に生じる残留応力を考慮したタイヤ性能予測方法及びプログラムに関するものである。

従来、空気入りタイヤの開発において、タイヤ性能は実際にタイヤを設計・製造し、自動車に装着して性能試験を行うことにより得られるものであり，性能試験の結果に満足できなければ設計・製造からやり直す、という非効率的な手順を踏んできた。しかし、有限要素法等の数値解析手法や計算機環境の発達により、タイヤの性能予測が行えるようになったため効率的且つ性能精度の良いタイヤ開発が実施可能となった（特許文献１参照）。また、タイヤの製造工程についても、同様な数値解析手法や計算機を用いることによってシミュレーションを行うことが可能となり、タイヤ製造工程で発生するタイヤの変形やタイヤ各部材の応力、張力及び歪み等が予測できるようになったため、タイヤ製造工程で発生する不具合の要因を効率よく予測することが可能となり、効率的なタイヤの開発が実施可能となった（特許文献２参照）。
特許第３３１４０８２号公報 特許２００３−２２５９５２号公報

しかしながら、タイヤの変形やタイヤ各部材の応力、張力及び歪み等を予測することは可能となったものの、これらが実際のタイヤ使用時にどのような影響を与えるかを予測するまでには至っていない。例えば、タイヤ製造工程時に発生した残留応力が、タイヤ使用中の性能に影響を与えたり、タイヤの初期形状を変化させたりしてしまうことが、知られている。

本発明は、上記の事実を考慮して、残留応力を考慮してタイヤ性能を予測する方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のタイヤ性能の予測方法は、（ａ）タイヤ構成材料をモデル化したタイヤ構成材料を組み合わせてタイヤ製造モデルを作成するステップと、（ｂ）前記タイヤ製造モデルに基づいてタイヤ製造工程における、前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行すると共に、該変形計算時における前記タイヤ製造モデル上の位置に対する残留応力を算出するステップと、（ｃ）前記変形計算後のタイヤ製造モデルを内部構造を含むタイヤとして変形を与えることが可能なタイヤモデルを定めると共に、前記タイヤモデルに前記残留応力を初期応力として付与するステップと、（ｄ）前記初期応力が付与されたタイヤモデルに基づいてタイヤ性能を予測するステップと、からなることを含んでいる。

本発明のステップ（ａ）では、タイヤを構成する各材料のモデル化を行い、モデル化を行った各構成材料を組み合わせることによってタイヤ製造モデルを定めるか、あるいは製造工程段階におけるタイヤをタイヤ製造モデルとして定める。タイヤを構成する材料としては、例えば、トレッド、ベルト、ビード、プライ等のタイヤを構成する材料があげられ、各々の材料の形状や物性などを用いてモデル化を行う。なお、これらの形状や物性といったものは、予め登録されたものを用いるか、あるいは選択を行う等によって各材料へ設定することが可能である。

次のステップ（ｂ）では、ステップ（ａ）で作成したタイヤ製造モデルに基づいて、タイヤ製造モデルに変形を与え（例えば、圧力、荷重、加熱等の外力を加えることによって変形を与える）、変形を与えたことによって該タイヤ製造モデルに生じる残留応力と残留応力の発生する位置とを算出する。次のステップ（ｃ）では、ステップ（ｂ）で変形を与えた後のタイヤ製造モデルを、内部構造を含むタイヤであって変形を与えることが可能なタイヤモデルに定めると共に、タイヤモデルに、ステップ（ｂ）で求めた残留応力を初期応力として付与する。次のステップ（ｄ）では、前記ステップ（ｃ）において初期応力が付与されたタイヤモデルに基づいて、タイヤの性能予測を行う。これによって、タイヤ製造工程で生じる残留応力を考慮してタイヤの性能予測が可能となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のタイヤ性能予測方法であって、前記ステップ（ａ）では、タイヤ構成材料を成形して生タイヤを得るための成形工程における成形用構造物をモデル化し、かつタイヤ構成材料を前記タイヤ製造モデルとして作成し、前記ステップ（ｂ）では、前記成形用構造物及び前記タイヤ構成材料により生タイヤを得るための成形工程について前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行することを特徴とする。

実際のタイヤ製造工程において、タイヤ構成材料を成形して生タイヤを得るための成形工程では、成形用構造物（例えば、成形用ドラム、成形用コア等）上にタイヤ構成材料を巻きつけるなどしてタイヤ構成材料の組み合わせを行った後に変形を与えている。このため、ステップ（ａ）において、成形用構造物をモデル化し、かつタイヤ構成材料を前記タイヤ製造モデルとして作成し、ステップ（ｂ）では、ステップ（ａ）で作成したタイヤ製造モデルの変形計算を行うことによって、成形用構造物モデル上にタイヤ製造モデルを組み合わせると共に、変形計算によって生じたタイヤ製造モデルの残留応力と残留応力の発生する位置とを算出する。これによって、成形用構造物にタイヤ構成材料を組み合わせた際に生じる残留応力と残留応力が発生する位置とを算出することが出来るため、成形工程において生じる残留応力を考慮してタイヤ性能予測を行うことが可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のタイヤ性能予測方法であって、前記成形工程として、前記タイヤ構成材料のうちトレッド及びベルト以外のタイヤ構成材料を組み合わせて第１成形物を成形する第１成形工程と、該第１成形工程後の第１成形物にトレッド及びベルトとを組み合わせて前記生タイヤを成形する第２成形工程とを含み、前記第１成形工程では、前記ステップ（ａ）で前記タイヤ製造モデルを作成し、前記ステップ（ｂ）で、該タイヤ製造モデルの変形計算を実行し、前記第２成形工程では、前工程のタイヤ製造モデルを用いて前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｂ）を実行し、前記第１成形工程及び前記第２成形工程のうち少なくとも一方の成形工程を実行する。

実際に生タイヤを成形する成形工程においては、トレッド及びベルト以外のタイヤ構成材料を組み合わせることによって成形物を成形し、成形した成形物を製品タイヤの形状に近づけるように変形させると共に、トレッド及びベルトを圧着させる等によって生タイヤの成形を行っている。そこで、トレッド及びベルト以外のタイヤ構成材料を組み合わせることによって成形物を成形する工程を第１成形工程、第１成形工程で成形した成形物を第１成形物、第１成形物にトレッド及びベルトを組み合わせて生タイヤを成形する工程を第２成形工程とする。第１成形工程では、ステップ（ａ）において、トレッド及びベルト以外のタイヤ構成材料をタイヤ製造モデルとして作成し、ステップ（ｂ）において、ステップ（ａ）で作成したタイヤ製造モデルの変形計算を行う（例えば、荷重等を付与して変形させる）ことによって第1成形物を表す第1成形物モデルを作成すると共に、第1成形物モデルの残留応力と残留応力が発生する位置とを算出する。第２成形工程では、ステップ（ａ）において、トレッド及びベルトのモデル化を行い、かつ第１成形工程のステップ（ｂ）で作成した第1成形物モデルを前記タイヤ製造モデルとし、ステップ（ｂ）において、ステップ（ａ）で作成したタイヤ製造モデルの変形計算を行う（例えば、荷重、圧力等を付与して変形させる）ことによって前記第1成形物モデルにトレッド及びベルトを組み合わせると共に、第1成形物モデル、トレッド及びベルトに発生する残留応力と残留応力が発生する位置とを算出する。これによって、第１成形工程及び第２成形工程において生じる残留応力と残留応力が発生する位置とを算出することが可能となる。また、第1成形工程において生じる残留応力について注目するならば、第1成形工程の解析を行った後に第２成形工程の解析を実施しないことも可能であり、第２成形工程において生じる残留応力についてのみ注目するならば、第1成形工程の解析を実施せずに、第1成形工程で作成される第1成形物を初期形状としてモデル化を行い、第２成形工程から解析を行うことが可能であるため、計算時間の短縮を図れる。これによって、第1成形工程及び第２成形工程において生じる残留応力を考慮してタイヤ性能予測を効率的に行うことが可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のタイヤ性能予測方法であって、前記ステップ（ａ）では、前記第１成形工程において予め定めた複数のタイヤ構成材料を組み合わせたものを１タイヤ構成材料としてモデル化することを特徴とする。

第１成形工程では、ステップ（ａ）において、トレッド及びベルトを除いた全てのタイヤ構成材料をモデル化し、モデル化後に組み合わせを行うことによって、第１成形物であるタイヤ製造モデルを成形すると、計算に長時間を要する。ところが、前記タイヤ製造モデルを成形する際に、残留応力はほとんど発生しないため、計算時間の費用対効果は思わしくない。そのため、複数のタイヤ構成材料を予め組み合わせたものを１タイヤ構成材料としてモデル化を行い、タイヤ製造モデルを成形することによって、計算時間の短縮を図ることが可能となる。

請求項５記載の発明であって、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のタイヤ性能予測方法であって、前記ステップ（ａ）では、生タイヤを加硫して加硫後タイヤを得る加硫工程における加硫用構造物をモデル化し、かつ成形工程後の生タイヤを前記タイヤ製造モデルとして作成し、前記ステップ（ｂ）では、前記生タイヤを加硫して加硫後タイヤを得るための加硫工程について前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行することを特徴とする。

実際のタイヤ製造工程では、生タイヤを加硫する加硫工程を経ることによってタイヤを得ている。そのため、ステップ（ａ）では、生タイヤを加硫するための構造物をモデル化すると共に、成形工程後の生タイヤをタイヤ製造モデルとして作成し、ステップ（ｂ）では、ステップ（ａ）で作成したタイヤ製造モデルの変形計算を行う（例えば、加硫温度、圧力等を付与して変形させる）と共に、変形計算を行うことによって生じた前記タイヤ製造モデルの残留応力及び残留応力が発生する位置とを算出する。これによって、加硫を行うことによって生じる残留応力及び発生する位置を算出することが出来るため、加硫工程で発生した残留応力を考慮してタイヤ性能予測を行うことが可能となる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載のタイヤ性能予測方法であって、前記加硫工程として、前記生タイヤの外周面に設けられた加硫用金型と内周面に設けられた加硫用ブラダーで前記生タイヤを挟持する第１加硫工程と、前記第１加硫工程後に前記生タイヤを所定加硫温度まで加熱する第２加硫工程と、前記第２加硫工程後に前記生タイヤを取り出して冷却する第３加硫工程とを含み、前記第1加硫工程乃至第３加硫工程の少なくとも1つの工程について、前工程のタイヤの製造モデルを用いて前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｂ）を実行することを特徴とする。

加硫工程は、生タイヤの外周面に設けられた加硫用金型と内周面に設けられた加硫用ブラダーを用いて、生タイヤを挟持した後に、生タイヤを所定加硫温度まで加熱し、加熱後、生タイヤを加硫用金型及び加硫用ブラダーから取り出して冷却を行っている。そこで、加硫工程を、生タイヤを挟持するまでを第１加硫工程、第１加硫工程後の前記生タイヤを所定加硫温度まで加熱する工程を第２加硫工程、生タイヤを取り出して冷却を行う工程を第３加硫工程に分類する。第１加硫工程では、ステップ（ａ）において、加硫用構造物として加硫用ブラダー及び加硫用金型をモデル化し、かつ成形工程後の生タイヤをタイヤ製造モデルとし、ステップ（ｂ）において、ステップ（ａ）で定めたタイヤ製造モデルを変形させると共に変形によって生じたタイヤ製造モデルの残留応力と残留応力が発生する位置とを算出する。第２加硫工程では、ステップ（ａ）において、第１加硫工程においてステップ（ｂ）で変形させたタイヤ製造モデルをタイヤ製造モデルとし、次にステップ（ｂ）において、所定加硫温度に応じたタイヤ製造モデルの物性を考慮することによってタイヤ製造モデルの変形計算を行うと共に変形によって生じたタイヤ製造モデルの残留応力と残留応力が発生する位置とを算出する。第３加硫工程では、ステップ（ａ）において、第２加硫工程においてステップ（ｂ）で変形させたタイヤ製造モデルを前記タイヤ製造モデルとし、次にステップ（ｂ）において、冷却によるタイヤ製造モデルの物性を考慮してタイヤ製造モデルの変形計算を行うことによって加硫後のタイヤ製造モデルを作成すると共に変形によって生じたタイヤ製造モデルの残留応力と残留応力が発生する位置とを算出する。なお、第1加硫工程で発生する残留応力についてのみ注目するような場合には、前工程である成形工程で作成された成形物をタイヤ製造モデルの初期形状として、第1加硫工程あるいは第1加硫工程以降の解析を行うことができ、同様に第２加硫工程、第３加硫工程についても、前工程で作成された成形物をタイヤ製造モデルの初期形状として解析を行うことができ、計算コストの削減を図ることが可能である。これによって、加硫工程の各工程において生じる残留応力を考慮してタイヤ性能予測が効率的に行うことが可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載のタイヤ性能予測方法であって、前記ステップ（ａ）において、加硫工程における加硫用金型を表す加硫用金型モデル及び加硫用ブラダーを表す加硫用ブラダーモデルの少なくとも一方を加硫用構造物モデルとして作成することを特徴とする。

前記ステップ（ａ）では、加硫工程における加硫用金型を加硫用金型モデル及び加硫用ブラダーを加硫用ブラダーモデルとして定める。ただし、加硫用金型は、生タイヤを製品タイヤの形状を有するよう変形させたり、あるいは生タイヤのトレッドにパターンを作成するために用いられている。そこで、生タイヤの変形量を予め生タイヤモデルに定めることによって、加硫用金型モデルを省略して加硫工程の解析を行うことも可能である。また、加硫用ブラダーは、生タイヤに高温・高圧ガスが直接接触しないような保護層としての役割を行っている。そこで、これらの高温・高圧ガスによって生タイヤを構成する材料の物性が影響を受けないように生タイヤモデルに条件を定めることによって、加硫用ブラダーモデルを省略して加硫を行うことが可能となる。これによって、加硫用金型または加硫用ブラダーをモデル化に要する計算時間を短縮することが可能となる。

請求項８記載の発明は、請求項７記載のタイヤ性能予測方法であって、前記加硫用金型モデルは、前記加硫用金型を剛体としてモデル化することを特徴とする。

複雑な形状を有する加硫用金型が存在するため、該加硫用金型をモデル化するに際して、多くの要素が対象となるので、計算効率が思わしくない。そこで、加硫用金型は、加硫時の圧力などによって変形が生じるが、変形量は微小であるため、加硫用金型を変形が生じない剛体としてモデル化することが可能である。これによって計算コストの削減が可能となる。

コンピュータによってタイヤ性能を予測する場合、次のプログラムをコンピュータにより実行させることによって、容易かつ簡便にタイヤ性能を予測させることが出来る。詳細には、請求項９記載の発明は、コンピュータによってタイヤの挙動を模擬してタイヤ性能を予測するプログラムであって、（ａ）タイヤ構成材料をモデル化したタイヤ構成材料を組み合わせてタイヤ製造モデルを作成するステップと、（ｂ）前記タイヤ製造モデルに基づいてタイヤ製造工程における、前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行すると共に、該変形計算時における前記タイヤ製造モデル上の位置に対する残留応力を算出するステップと、（ｃ）前記変形計算後のタイヤ製造モデルを内部構造を含むタイヤとして変形を与えることが可能なタイヤモデルを定めると共に、前記タイヤモデルに前記残留応力を初期応力として付与するステップと、（ｄ）前記初期応力が付与されたタイヤモデルに基づいてタイヤ性能を予測するステップと、を含むことを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、タイヤ製造工程時に発生する残留応力を予測し、予測した残留応力を保持した製品タイヤモデルを用いてタイヤ性能予測を行うことが可能となるため、効率的なタイヤの開発が可能となる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態は、タイヤ製造工程をコンピュータにより模擬するシミュレーションに本発明を適用したものである。

まず、タイヤ製造工程をコンピュータにより模擬するシミュレーションを説明するにあたって、実際のタイヤ製造工程を説明する。実際のタイヤ製造工程は、原料からタイヤ構成材料に加工され、それらのタイヤ構成材料をタイヤ成形用構造物上で貼り付けを行うことによって生タイヤを成形する成形工程と、所定温度及び所定圧力等の加硫条件下で、加硫用構造物を用いて生タイヤを加硫する加硫工程に大別できる。成形工程は、トレッド及びベルト以外のタイヤ構成材料を組み合わせる第１成形工程と、第1成形工程で作成した成形物にトレッド及びベルトとを組み合わせ生タイヤを作成する第２成形工程とにさらに分類できる。加硫工程は、生タイヤを加硫用金型へ設置する第1加硫工程、生タイヤを加硫する第２加硫工程、加硫後の生タイヤを冷却する第３加硫工程とに分類できる。

図２は、上記の製造工程を各工程について時系列的にプロセスとして概要を示したものである。まず、タイヤを製造するために、そのタイヤ設計値によるタイヤ構成材料を用意し、その構成材料を用いて第1成形工程が実行される（ステップ２００）。タイヤ構成材料とは、例えば、カーカス、ビードコア、インナーライナー、ビードゴム、ビードフィラー、サイドトレッド、ベルト、トレッド等を構成するための材料（ゴムやコード等）を表している。第１成形工程では、タイヤ構成材料を円筒状のドラム形をしたタイヤ成形機である成形用構造物上に巻きつけ、貼り合わせを行う。但し、第1成形工程では、ベルト及びトレッド以外のタイヤ構成材料を成形用ドラムに巻きつけ、貼り付けを行っているが、理由は、第２成形工程の説明において後述する。

第1成形工程終了後、第２成形工程が実施される（ステップ２０２）。この第２成形工程では、第1成形工程で作成した第1成形物のビード部に変位及び力を与えてビード巾を変更させながら、内径を大きくすることによって製品タイヤの形状に近付けると共に、ベルト及びトレッドを圧着させる。第1成形工程において、ベルト及びトレッド以外のタイヤ構成材料を巻きつけ、貼りあわせを行った理由としては、ベルトは張力を加えてもほとんど伸びないような剛性の性質を有しており、ベルトを第1成形物に圧着後、変形を与えることが難しいため、製品タイヤの形状に近付いた段階でベルト及びトレッドを第１成形物に圧着させている。これによって、第２成形工程において、生タイヤが成形される。

生タイヤ成形後は、生タイヤの加硫を行う加硫工程へ移行する。この加硫工程を実行するために、まず加硫時の各種条件を設定する（ステップ２０４）。加硫を行うための各種条件には、加硫温度、圧力等の加硫条件、及び加硫を行うための加硫機である加硫用構造物に生タイヤを設置するときの設定を示す設定条件がある。加硫用構造物には、パターン（模様）等を刻み込んだ加硫用金型やゴム風船状の加硫用ブラダー、及び生タイヤの外側に加硫用金型、内側には加硫用ブラダーがある。

上記各種条件の設定が終了すると、第1加硫工程が実施される（ステップ２０６）。この第1加硫工程では、加硫条件に基づいて、加硫用ブラダーの風船内の内圧を前述の所定値に保つために、加硫用ブラダーの風船内に高圧ガスが吹き込まれ、それに応じて加硫用ブラダーが膨張する。この膨張によって生タイヤは加硫用金型へ押し付けられ、加硫用金型と加硫用ブラダーとによって生タイヤが挟持される。次の第２加硫工程では、加硫条件に基づいて、加硫用ブラダーの内部及び加硫用金型を加硫温度になるまで加熱することによって、両者で挟持した生タイヤを加熱する（ステップ２０８）。加硫用ブラダーの内部及び加硫用金型は、前述した圧力、加硫温度で一定に保たれ、生タイヤを構成する材料の物性に応じて、生タイヤが加硫用金型の形状に則して変形する。次に、第３加硫工程では、加硫後の生タイヤを冷却するために、加硫用金型及び加硫用ブラダーから生タイヤを取り出して冷却を行う（ステップ２１０）。

以上のようにして各製造工程が終了すると、冷却後の生タイヤのはみ出しゴムの除去等の仕上げ作業を行い、外観、バランス、ユニフォミティ等の検査後、製品タイヤを得る。

次に、上記のタイヤ製造工程についてコンピュータにより模擬するシミュレーションを詳細に説明する。

図３は本発明のタイヤ性能予測方法を実施するためのパーソナルコンピュータの概略を示すものである。このパーソナルコンピュータは、データ等を入力するためのキーボード１０、タイヤ製造工程のシミュレーションを含む予め記憶されたプログラムに従って、タイヤの挙動や状態を計算する演算処理を行うコンピュータ本体１２、及びコンピュータ本体１２の演算結果等を表示するＣＲＴ１４から構成されている。

図１は、本発明にかかるタイヤ性能予測を行うシミュレーションの手順を表すフローチャートである。図１のステップ１００では、評価対象となるタイヤ（タイヤ形状、構造、材料、パターン等）についての初期設定を行う。この初期設定は、タイヤ性能を予測する上で必要となるタイヤの設定及びそのタイヤの構成材料の材質（例えば、ゴム、スチール、ナイロン等）等を予め定められたタイヤの設計案やデータベースから選択されたもののデータが入力される処理である。

次に、ステップ１０２において、解析を行う対象工程の入力値を読み取る。対象工程とは、前述した実際のタイヤ製造工程に対して、シミュレーションにおいて対象とする工程をいう。例えば、対象工程の入力値には、全工程を対象工程とすることを表す入力値、連続または不連続な複数の工程を対象工程とすることを表す入力値（全工程を除き、例えば、第1加硫工程乃至第３加硫工程といった連続した工程の解析を行う場合や、第２成形工程と第２加硫工程といった不連続な工程の解析を行う場合等）、あるいは単独で１工程のみを対象工程とすることを表す入力値（例えば、第1成形工程のみ解析を行う場合等）がある。

まず、タイヤ製造工程の全てを対象工程として解析する場合を説明する。この場合、ステップ１０２では、全工程を対象工程とすることを表す入力値（以下、選択工程値という）が読み取られる。次のステップ１０４では、解析を行う最初の工程を設定する。すなわち、ステップ１０２で入力した選択工程値による対象工程のうち、最上流の工程を、解析を行う最初の工程に設定する。ここでは、全工程が対象工程となっているため第1成形工程を表す値が設定される。

次のステップ１０６では、解析する該当工程におけるタイヤ製造モデルを作成する。ここでは、第1成形工程が該当工程であるため、ステップ１００における評価対象となるタイヤの構成材料と、成形用構造物として成形用ドラムとを数値解析上のモデルへと落とし込むためにモデル化を行う。モデル化を行う数値解析手法として、本実施の形態では、有限要素法（ＦＥＭ）を用いている。従って、タイヤ製造モデルを作成するには、有限要素法に対応した要素分割を行い、複数の要素に分割されたタイヤ製造モデルに対して数値的解析手法を用いて数値化を行う。要素分割された対象物に対して各々計算を行い、計算後、全ての計算結果を加えることによって全体の解を得ることが可能である。

第１成形工程におけるタイヤ製造モデルを定めるには、タイヤ構成材料のモデル化を実施する。このタイヤ構成材料として、ゴム（トレッド、インナーライナー、ビードゴム等）、補強材（ベルト、カーカス、ビードコア等の合成繊維で作られた補強コードを重ね合わせたもの）について有限要素法のモデル化手法を用いてモデル化を行う。

図４はタイヤ断面モデルの一例であり、タイヤを構成する部材の主要なものを表したものである。タイヤ２０は、内圧形状を保持するためのカーカス２２を有し、このカーカス２２は、リムへ固定するビードコア２６によって折り返されている。また、カーカス２２の内側には内圧気密を保持するためのインナーライナー２４が配置され、インナーライナー２４の延長上にはビードゴム３６が配置されている。折り返したカーカス２２の略三角形領域によってビード部の剛性を保持するビードフィラー２８が配置されている。カーカス２２の外側にはカーカス２２の保護のためにサイドトレッド３４を有し、カーカス２２上方にはベルト３０を有し、ベルト３０の半径方向外側に溝無しのトレッド３２を配置している。これらのタイヤを構成する部材を、さらに細分したタイヤ構成材料（ゴムやコード等）を対象にして有限要素法のモデル化手法を用いてモデル化を行う。また、モデル化を行うにあたって、ゴム部材に関しては、６面体ソリッド要素、補強材に関しては、角度を表現することが可能な異方性４面体要素でモデル化を行うことが好ましい。

具体例として、カーカス部の微小領域に注目すると、図５（Ａ）に示すように、ゴム部材Ｇとコード部材Ｃによってカーカス部は構成されている。さらに、これらの部材を細分することによって、図５（Ｂ）に示すようなゴム部材Ｇａ、Ｇｃ、Ｇｅを６面体ソリッド要素として、コード部材Ｃｂ、Ｃｄを異方性４面体要素として分けることが可能である。

これらのゴム部材Ｇａ、Ｇｃ、Ｇｅやコード部材Ｃｂ、Ｃｄ等のタイヤの構成材料をモデル化したものをタイヤ製造モデルとして定める。

タイヤ製造モデル作成が終了すると、図１のステップ１０８へ移行し、タイヤ製造モデルの残留応力等の解析を実行する。第１成形工程の場合、モデル化された成形用ドラム上にタイヤ製造モデルを重ね合わせ、そのときの変形計算により各種物理量を求める処理が実行される。例えば、カーカスについていえば、図５（Ｂ）の各材料を重ね合わせていくことによって、図５（Ａ）の構造を成形するようにして、成形用ドラム上にタイヤ製造モデルを重ね合わせる処理が実行される。この重ね合わせによって、タイヤ製造モデルが変形し、変形によって生じる残留応力及び残留応力が発生する位置を算出する。

ステップ１０８の処理では、図６の処理ルーチンが実行される。まず、ステップ３００では、前工程までの変形や残留応力等の解析結果や前工程までの予め定めた初期値を、現処理で解析を行う該当工程のタイヤ製造モデルに付与するか否かを判断する。この判断は、該当工程の解析に前工程の状況を反影されるか否かを判断するものであり、キーボードによる入力により判断しても良く、選択工程値から判断しても良い。選択工程値からの判断は、該当工程の前工程が、選択工程値が示す工程に含まれるか否かを判断すれば良い。ここでは、第1成形工程であるため、前工程の変形や残留応力等を付与する必要がないため、ステップ３００で否定され、ステップ３０２へ進む。なお、前工程の変形や残留応力等を付与するケースは後述する。

ステップ３０２では、予めなされた実験等による、タイヤ製造モデル毎の物性（材料の形状、材質、ヤング率、ポアソン比、熱収縮係数及び弾性率等）及び物性に応じて生じる固有歪等の測定情報が、予め記憶されたデータベースやファイル等の記憶媒体から、該当工程におけるタイヤ各部の応力分布に関するデータを読み取る。次に、ステップ３０８において、タイヤ製造モデルの変形計算を行い、次のステップ３１０において、変形量及び残留応力等を記憶して、本ルーチンを終了する。この変形計算では、タイヤ製造モデルの重ね合わせで生じる変形によって、タイヤ製造モデルにかかる負荷荷重等を考慮して、ステップ３０２で読み取ったデータを用いて前記タイヤ製造モデルに生じる固有歪及び分布を、関数表現が可能な近似方法を用いて算出し、残留応力及び残留応力が生じる位置を算出する。

但し、このタイヤ製造モデルの変形においては、実際のタイヤ製造工程に則して、トレッド及びベルト以外のタイヤ製造モデルを成形用ドラム上に重ね合わせている。また、成形時に製品タイヤの形状と同じか、もしくは近似の断面形状を持つコアにタイヤ構成材料を巻きつける場合には、成形用ドラムをコアとすることによって成形を行うことも可能である。さらに、予め複数のタイヤ構成材料を組み合わせたものを１タイヤ構成材料としてモデル化を行い、その他の各構成材料を各々モデル化した後に重ね合わせを行うことによって計算時間の短縮を行うことも可能である。

以上のようにして、該当工程のタイヤ製造モデルについて解析が終了すると、図１の処理ルーチンへ戻り、ステップ１１０へ処理を移行する。図１のステップ１１０では、解析を行う対象工程について全ての処理が完了済みであるかの確認を行う。これは、ステップ１０２で入力した選択工程値と現処理の対象である該当工程を比較することによって、現処理が最終の工程でない場合にはステップ１１２へ、最終の工程の場合には、ステップ１１４へ進む。ここでは、解析を行う対象工程が終了していないため、ステップ１１２へ進む。

ステップ１１２では、解析対象の次工程を設定し、ステップ１０６へ戻る。ここでは、第1成形工程が終了したので、ステップ１１２において、次工程である第２成形工程が設定される。なお、ステップ１１２における設定は、該当工程を表す設定値も設定する。この設定値は少なくとも２以上の工程について解析を行う上で、現処理がどの工程についての処理を行っているかを表すステータス把握のために設定している。この設定された値によって、工程毎に作成するタイヤ製造モデル及び発生する残留応力の算出方法等の切り分けを行っている。

従って、ステップ１０６では、第２成形工程で使用するタイヤ製造モデルの作成を行うために、第1成形工程で作成したタイヤ製造モデルをタイヤ製造モデルとして定める。次のステップ１０８では、まず、このタイヤ製造モデルの変形計算を行うことにより、すなわちタイヤ製造モデルのビード部に変位もしくは力を与えて巾を変更しながらビード部の内表面に圧力を与えて内径を大きくすることによって、製品タイヤに近い形状にすると共にトレッド及びベルトとを重ね合わせることによって生タイヤを表す生タイヤモデルを作成する。このタイヤ製造モデルの変形、トレッド及びベルトの圧着によって、タイヤ製造モデル、トレッド及びベルトに残留応力が発生する。

そこで、図６のステップ３００では、肯定され、ステップ３０４へ進む。ステップ３０４では、前工程までのタイヤ製造モデルの変形量及び残留応力等に関するデータを読み込む。なお、この場合、現段階の設計値に基づく理論値や、実際に行った解析結果である演算値をデータとして読み込むことができる。次のステップ３０６では、ステップ３０４のデータをタイヤ製造モデルに合成することで、タイヤ製造モデルに前工程までの変形量及び残留応力等を反映させ、ステップ３０８へ進む。ステップ３０８では、変形によって生タイヤモデルの構成材料にかかる負荷荷重等を考慮して、生タイヤモデルに生じる残留応力及び残留応力が発生する位置を算出し、次のステップ３１０において、変形量及び残留応力等をメモリーなどの記憶媒体に一時記憶する。

以上のように第２成形工程の解析が終了すると、前述と同様に、図１のステップ１１０で否定され、次のステップ１１２において、解析対象の次工程（第１加硫工程）を設定する。

第1加硫工程の解析では、ステップ１０６において、第２成形工程で作成した生タイヤモデルをタイヤ製造モデルとして定め、加硫温度や圧力等の加硫条件、生タイヤモデルの外周面に接触する加硫用金型を表す加硫用金型モデルと内周面に接触する加硫用ブラダーを表す加硫用ブラダーモデルとを定める。次のステップ１０８では、まず変形計算として、加硫用ブラダーモデルの内表面から加硫条件である圧力等を加えることによって加硫用ブラダーモデルを膨張させる。

タイヤ製造モデルは加硫用ブラダーモデルとの接触を認識すると共に膨張し、加硫用金型モデルの接触面の形状に則して変形する。このタイヤ製造モデルの膨張及びタイヤ製造モデルの加硫用金型モデルへの押付等によって残留応力が発生する。そこで、前述と同様に、図６のステップ３００では、肯定され、ステップ３０４において、前工程までのタイヤ製造モデルの変形量及び残留応力等に関する情報を読み込み、ステップ３０６で、タイヤ製造モデルに前工程までの変形量及び残留応力等を反映させ、ステップ３０８において、変形によってタイヤ製造モデルの構成材料にかかる負荷荷重及び加硫条件の圧力等を考慮して、タイヤ製造モデルに生じる残留応力及び残留応力等が発生する位置を算出した後に、ステップ３１０において、変形量及び残留応力等をメモリーなどの記憶媒体に一時記憶する。

第1加硫工程の解析が終了すると、前述と同様にして、図１のステップ１１０で否定され、次のステップ１１２において、解析対象の次工程（第２加硫工程）を設定する。

第２加硫工程の解析では、ステップ１０６において、第１加硫工程で作成したタイヤ製造モデルをタイヤ製造モデルとして定める。次に、ステップ１０８では、加硫条件である加硫温度等を加硫用ブラダーモデル及び加硫用金型モデルに付与し加熱する。加熱によって、タイヤ製造モデルを加硫用金型モデルの形状に合わせてタイヤ製造モデルに変形を与える。このタイヤ製造モデルの変形によって残留応力が発生する。

そこで、前述と同様に、図６のステップ３００で肯定され、ステップ３０４において、前工程までのタイヤ製造モデルの変形量及び残留応力等に関する情報を読み込み、ステップ３０６では、タイヤ製造モデルに前工程までの変形量及び残留応力等を反映させ、ステップ３０８において、変形によってタイヤ製造モデルの構成材料にかかる負荷荷重及び加硫条件の加硫温度等を考慮して、タイヤ製造モデルに生じる残留応力及び残留応力が発生する位置を算出し、ステップ３１０において、変形量及び残留応力等をメモリーなどの記憶媒体に一時記憶する。

なお、実験上、第２加硫工程における生タイヤの物性を正確に得ることが難しい場合には、加硫前の材料物性と加硫後の材料物性との中間の物性を用いるか、加硫前の材料の高温時物性を代用として解析を行っても良い。

第２加硫工程の解析が終了すると、前述と同様に、図１のステップ１１０で否定され、次のステップ１１２において解析対象の次工程（第３加硫工程）を設定する。

第３加硫工程の解析では、第２加硫工程で加硫変形したタイヤ製造モデルをタイヤ製造モデルとして定め、加硫用金型モデル及び加硫用ブラダーモデルからタイヤ製造モデルを分離する。

第３加硫工程は、所謂冷却工程である。そこで、ステップ１０８では、第３加硫工程において生じる残留応等を算出するために、タイヤ製造モデルの周囲温度を、常温または、予め定めた設定温度に設定して時系列的な経時変化による変形計算を実行する。すなわち、周囲との温度差による冷却によって、タイヤ製造モデルの構成材料が有する物性に応じた熱収縮等によって生じる変形を計算する。この変形計算について上記と同様に、図６のステップ３００で肯定され、ステップ３０４において、前工程までのタイヤ製造モデルの変形量及び残留応力等に関する情報を読み込み、ステップ３０６では、該当工程におけるタイヤ製造モデルに前工程までの変形量及び残留応力等を反映させ、ステップ３０８において、変形によってタイヤ製造モデルの構成材料にかかる負荷荷重及び冷却時温度等を考慮して、タイヤ製造モデルに生じる残留応力及び残留応力が発生する位置を算出し、ステップ３１０において、変形量及び残留応力等をメモリーなどの記憶媒体に一時記憶する。

第３加硫工程の解析が終了すると、図１のステップ１１０では肯定され、ステップ１１４へと進む。ステップ１１４では、タイヤ性能評価を行うために、タイヤの使用状態を表す使用条件を入力する。例えば、ホイールへの組み付け、空気圧充填、荷重負荷、転動、スリップ角付転動、非平坦路面での転動等のタイヤ使用状態を表す使用条件を入力する。次に、前述の第３加硫工程で解析を行った残留応力を初期残留応力として、ステップ１００で選択したタイヤをモデル化したタイヤモデルに付与することにより、性能評価用のタイヤモデルを定め、上記使用条件を付与する。図７は、タイヤモデルの一例である。タイヤモデル作成後、図１のステップ１１６において、残留応力を含んだタイヤモデルの性能評価を行う。これは、使用条件が与えられ、かつ残留応力を含んだタイヤモデルの転動解析等を行うことによって、残留応力がタイヤ性能に与える影響を評価する処理を行う。

なお、タイヤモデル転動時に、タイヤモデルに発生する外力に起因する応力等と、タイヤ製造工程のシミュレーションにおいて算出した残留応力と、の関係を考慮することによってタイヤ性能評価を行う。

以上、全ての工程を対象工程とした場合を説明したが、次に単独で１工程のみを対象工程とした場合を説明する。

例えば、ベルト部の残留応力に着目するのであるならば、第1成形工程を経る必要性はなく、第1成形工程で作成したモデルを初期形状としてモデル化し、第２成形工程の解析を行っても十分な結果を得ることが可能であるような場合には、以下のような処理を行っても良い。

図１のステップ１００で評価対象となるタイヤを選択し、ステップ１０２において、単独で１工程のみを対象工程とすることを表す入力値を読み取る。ここでは、第２成形工程を表す入力値を読み取る。ステップ１０４では、ステップ１０２の設定値（第２成形工程）を最初の工程に設定し、ステップ１００で選択したタイヤの第1成形工程後のデータをデータベースなどの記憶媒体から読み込み、読み込んだデータを基にして作成したモデルの形状やタイヤ構成材料等を基にして、タイヤ製造モデルを定める。

このタイヤ製造モデルの変形計算や応力計算は、図６のステップ３００で否定され、前工程の残留応力等を付与せずにステップ３０８において、タイヤ製造モデルの構成材料、構成材料の物性等のデータによる変形計算、そして変形によってタイヤ製造モデルの構成材料にかかる負荷荷重等を考慮して、タイヤ製造モデルに生じる残留応力及び残留応力が発生する位置を算出した後に、ステップ３１０において、変形量及び残留応力等をメモリーなどの記憶媒体に一時記憶する。

第２成形工程の解析が終了すると、前述と同様に、図１のステップ１１０では肯定され、ステップ１１４以後のステップで前述と同様な方法でタイヤの性能評価を行う。

これによって、第1成形工程の解析を行う必要性がなくなり、第２成形工程の解析を行う計算時間を短縮することが可能となる。

また、前述の成形工程と同様に加硫工程においても単独で１工程のみ処理を行うことが可能である。例えば、下記表１は、実際のタイヤ製造工程を詳細に観察した結果であり、その過程においてタイヤ内部のベルト、プライ、ゴム部材に残留応力が発生していることが分かった。製品タイヤにおいて生じている残留応力を指数１００としている。

上記表１にて加硫直後の残留応力が小さいのは、加硫前の生タイヤが加硫用金型に入れられる時に、加硫用金型形状と生タイヤ形状が異なるために生タイヤ内部に歪み、ひいては残留応力が発生するが、加硫時に生タイヤは高温のため軟化、流動し、この歪みを緩和して残留応力をも緩和しているためである。従って、加硫後冷却時の熱収縮による残留応力を予測するのであれば、第２加硫工程において加熱後の生タイヤモデルを初期形状として、第３加硫工程から解析を行うことが好ましい。

この場合、シミュレーション上では、ステップ１００で評価対象となるタイヤを選択し、ステップ１０２において、第３加硫工程を表す入力値を読み取る。ステップ１０４では、ステップ１０２の設定値（第３加硫工程）を解析する最初の工程として設定し、ステップ１０６で、ステップ１００で選択したタイヤの第２加硫工程後のデータをデータベース等の記憶媒体から読み込んで、読み込んだデータに基づいて作成したモデルの形状やタイヤ構成材料を基にしてタイヤ製造モデルを定めた後、加硫を行うための加硫条件を表す入力値を設定する。

なお、加硫用金型内部の生タイヤを初期形状とする場合には、加硫用金型を含めた非破壊検査、破壊検査、実際の加硫後生タイヤの非破壊検査、破壊検査によりタイヤ形状、ゴム部材の配置を計測し、それらのデータをデータベースやファイル等の記憶媒体に記憶させ、解析を行う際に、情報を取得し、取得したデータに基づいてタイヤ製造モデルを作成することも可能である。

次にステップ１０８では、第３加硫工程で発生する残留応力等の解析を行うために、図６のステップ３００で否定され、前工程の残留応力等を付与せずに、ステップ３０８において、タイヤ製造モデルの構成材料、構成材料の物性等のデータによる変形計算、そして変形によってタイヤ製造モデルの構成材料にかかる負荷荷重、加硫条件である冷却時温度等などを考慮して残留応力及び残留応力が発生する位置を算出した後に、ステップ３１０において、変形量及び残留応力等をメモリーなどの記憶媒体に一時記憶する。

第３加硫工程の解析が終了すると、前述と同様に、図１のステップ１１０では肯定され、ステップ１１４以後のステップで、前述と同様な方法でタイヤの性能評価を行う。

これによって、解析を行う工程を選択可能とすることによって、前工程における解析を行う必要性がなくなり、計算コストの削減が図られる。

次に、連続した複数の工程を対象工程とする場合を説明する。例えば、上記表１から、加硫前に大きかった残留応力が加硫後に小さくなっているものが、製品タイヤでは再度大きくなっている。これは、成形時の残留応力が加硫時に緩和されていること、加硫後の冷却により大きな残留応力が発生していることを示している。従って、加硫後の大きな残留応力を予測するのであれば、第２成形工程において成形される生タイヤモデルを初期形状として第1加硫工程から解析を行うことが好ましい。

この場合、ステップ１００において評価対象となるタイヤを選択し、ステップ１０２において、第１加硫工程から第３加硫工程を表す入力値を読み取る。ステップ１０４では、ステップ１０２の設定値のうち、最初に解析を行う工程として第1加硫工程を表す値を設定し、ステップ１０６で、ステップ１００で選択したタイヤの第２成形工程後のデータをデータベース等の記憶媒体から読み込んで、読み込んだデータに基づいて作成したモデルの形状やタイヤ構成材料を基にしてタイヤ製造モデルを定めた後、加硫を行うための加硫条件を表す入力値を設定する。

次に、ステップ１０８では、第1加硫工程で発生する残留応力等の解析を行うために、図６のステップ３００で否定され、ステップ３０８において、タイヤ製造モデルの構成材料、構成材料の物性等のデータによる変形計算、そして変形によってタイヤ製造モデルの構成材料にかかる負荷荷重、圧力等を考慮して残留応力及び残留応力が発生する位置を算出する。

第1加硫工程終了後、前述の全工程の解析を行う場合と同様な方法で、第２加硫工程、第３加硫工程に対して、前工程で作成したタイヤ製造モデルを基にして、前工程の残留応力及び変形量等をタイヤ製造モデルに付与し、加硫条件である加硫温度、圧力及び冷却時温度等に基づいてタイヤ製造モデルの変形を行い、変形量及び残留応力等を解析する処理を行う。処理完了後、前述と同様にしてステップ１１４以後のタイヤ性能の評価を行う。

また、不連続の複数の工程を対象工程とする場合についても、図１のステップ１００で評価対象となるタイヤを選択し、ステップ１０２で対象工程を表す入力値（ここでは、第２成形工程と第２加硫工程）を読み取る。次にステップ１０４で解析する最初の対象工程として第２成形工程を表す値を設定し、ステップ１０６では、ステップ１００で選択したタイヤの第１成形工程後のデータをデータベース等の記憶媒体から読み込んで、読み込んだデータに基づいて作成したモデルの形状やタイヤ構成材料を基にしてタイヤ製造モデルを定め、ステップ１０８の詳細な処理である図６のステップ３００で最初に解析を行う工程に該当するので否定され、ステップ３０８でタイヤ製造モデルの変形計算及び残留応力等の解析後、ステップ３１０で、それらの変形量及び残留応力等を記憶する。

第２成形工程終了後、前述と同様に、図１のステップ１１０では否定され、次のステップ１１２においては、第１加硫工程ではなく、第２加硫工程を設定する。次に、ステップ１０６では、ステップ１００で選択したタイヤで第１加硫工程後のデータをデータベース等の記憶媒体から読み込んで、読み込んだデータに基づいて作成したモデルの形状やタイヤ構成材料を基にしてタイヤ製造モデルを作成し、ステップ１０８の詳細な処理である図６のステップ３００で肯定され、タイヤ製造モデルにステップ３１０で記憶したタイヤの変形量及び残留応力等をタイヤ製造モデルに付与し、ステップ３０８でタイヤ製造モデルの変形計算及び残留応力等の解析後、ステップ３１０で、それらの変形量及び残留応力等を記憶する。

第２加硫工程終了後、前述と同様に、図１のステップ１１０では肯定され、ステップ１１４以後のステップで、前述と同様な方法でタイヤの性能評価を行う。

これによって、解析を行う工程を複数工程選択可能とすることで、対象工程の解析のみ実施可能となるため、計算コストの削減が図られる。

このように、本実施形態では、タイヤ製造工程のうち解析する対象工程を選択することが可能であり、かつ選択を行った工程において発生する残留応力を考慮してタイヤ性能の予測を行うことが可能となる。

（実施例１）
本発明の実施例は、タイヤサイズとしてＰＳＲ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを使用しており、製造後のタイヤに生じる残留応力指数と空気圧充填時トレッドセンター膨出量とコーナーナリングパワー（Ｃｐ）指数を次の表に示した。なお、どの指数も実測値を１００としている。
なお、表１記載の条件とは、下記に示すような条件でシミュレーションを行ったことを表している。
条件１：全てのタイヤ構成材料をモデル化して組み合わせた後に、タイヤモデルを作成す
ることによって、タイヤ性能を予測
条件２：予めタイヤ構成材料を組みあわせたものをモデル化した後に、タイヤモデルを作
成し、タイヤ性能を予測
条件３：開始工程を第２成形工程とし、第１成形工程で成形した成形物を初期形状として
タイヤモデルを作成し、タイヤ性能を予測
条件４：開始工程を第１加硫工程とし、第２成形工程で成形した成形物を初期形状として
タイヤモデルを作成し、タイヤ性能を予測
条件５：開始工程を第２加硫工程とし、第１加硫工程で成形した成形物を初期形状として
タイヤモデルを作成し、タイヤ性能を予測
条件６：加硫用ブラダーを省略し、開始工程を第１加硫工程とし第２成形工程で成形した
成形物を初期形状としてタイヤモデルを作成し、タイヤ性能を予測
条件７：加硫用金型を剛体とみなし、開始工程を第１加硫工程とし第２成形工程で成形し
た成形物を初期形状としてタイヤモデルを作成し、タイヤ性能を予測
条件８：開始工程を第３加硫工程とし第２加硫工程で成形した成形物を初期形状としてタ
イヤモデルを作成し、タイヤ性能を予測
条件９：加硫用金型の形状を製品タイヤの形状として、残留応力無しのタイヤモデルで、
タイヤ性能を予測

（実施例２）
本発明の実施例は、タイヤサイズをＰＳＲ２０５／５５Ｒ１６のタイヤを使用しており、図７に示すようにタイヤに作用する外力Ｆに対して変形させ（縮巾：Ｘ）、外力Ｆが除去されることによってタイヤが形状を回復する際に生じるタイヤの特性である縦ばねの特性と図８に示すようにタイヤが突起路面に乗り上げる際に生じる軸力振動の最大振幅数を求めたものを表３に示す。なお、条件に関しては、実施例２と同じとし、実測値を１００としている。

本発明の実施形態においてタイヤ性能を予測する処理手順をあらわしたフローチャートである。 本発明の実施形態においてタイヤ製造工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態においてタイヤ性能を予測するために利用するコンピュータである。 本発明の実施形態においてタイヤ構成材料のモデル化を説明するための斜視図である。 タイヤの構成を表したタイヤ断面図である。 本発明の実施形態において各工程におけるタイヤ製造モデルの残留応力を算出する手順をあらわしたフローチャートである。 本発明の実施形態におけるタイヤモデルを表した３Ｄモデルの斜視図である。 本発明の実施例において縦ばね特性を計測することを説明するための説明図である。 本発明の実施例において突起路面乗り上げ時の軸力振動を説明するための説明図である。

符号の説明

１０ キーボード
１２ コンピュータ本体
１４ ＣＲＴ

Claims (9)

1. 次の各ステップを含むタイヤ性能の予測方法。
   （ａ）タイヤ構成材料をモデル化したタイヤ構成材料を組み合わせてタイヤ製造モデルを作成するステップ。
   （ｂ）前記タイヤ製造モデルに基づいてタイヤ製造工程における、前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行すると共に、該変形計算時における前記タイヤ製造モデル上の位置に対する残留応力を算出するステップ。
   （ｃ）前記変形計算後のタイヤ製造モデルを内部構造を含むタイヤとして変形を与えることが可能なタイヤモデルを定めると共に、前記タイヤモデルに前記残留応力を初期応力として付与するステップ。
   （ｄ）前記初期応力が付与されたタイヤモデルに基づいてタイヤ性能を予測するステップ。
2. 前記ステップ（ａ）では、タイヤ構成材料を成形して生タイヤを得るための成形工程における成形用構造物をモデル化し、かつタイヤ構成材料を前記タイヤ製造モデルとして作成し、前記ステップ（ｂ）では、前記成形用構造物及び前記タイヤ構成材料により生タイヤを得るための成形工程について前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行することを特徴とする請求項１記載のタイヤ性能予測方法。
3. 前記成形工程として、前記タイヤ構成材料のうちトレッド及びベルト以外のタイヤ構成材料を組み合わせて第１成形物を成形する第１成形工程と、該第１成形工程後の第１成形物にトレッド及びベルトとを組み合わせて前記生タイヤを成形する第２成形工程とを含み、前記第１成形工程では、前記ステップ（ａ）で前記タイヤ製造モデルを作成し、前記ステップ（ｂ）で、該タイヤ製造モデルの変形計算を実行し、前記第２成形工程では、前工程のタイヤ製造モデルを用いて前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｂ）を実行し、前記第１成形工程及び前記第２成形工程のうち少なくとも一方の成形工程を実行することを特徴とする請求項２記載のタイヤ性能予測方法。
4. 前記ステップ（ａ）では、前記第１成形工程において予め定めた複数のタイヤ構成材料を組み合わせたものを１タイヤ構成材料としてモデル化することを特徴とする請求項３記載のタイヤ性能予測方法。
5. 前記ステップ（ａ）では、生タイヤを加硫して加硫後タイヤを得る加硫工程における加硫用構造物をモデル化し、かつ成形工程後の生タイヤを前記タイヤ製造モデルとして作成し、前記ステップ（ｂ）では、前記生タイヤを加硫して加硫後タイヤを得るための加硫工程について前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のタイヤ性能の予測方法。
6. 前記加硫工程として、前記生タイヤの外周面に設けられた加硫用金型と内周面に設けられた加硫用ブラダーで前記生タイヤを挟持する第１加硫工程と、前記第１加硫工程後に前記生タイヤを所定加硫温度まで加熱する第２加硫工程と、前記第２加硫工程後に前記生タイヤを取り出して冷却する第３加硫工程とを含み、前記第1加硫工程乃至第３加硫工程の少なくとも1つの工程について、前工程のタイヤの製造モデルを用いて前記ステップ（ａ）及び前記ステップ（ｂ）を実行することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ性能予測方法。
7. 前記ステップ（ａ）において、加硫工程における加硫用金型を表す加硫用金型モデル及び加硫用ブラダーを表す加硫用ブラダーモデルの少なくとも一方を加硫用構造物モデルとして作成することを特徴とする請求項６に記載のタイヤ性能予測方法。
8. 前記加硫用金型モデルは、前記加硫用金型を剛体としてモデル化することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ性能の予測方法。
9. コンピュータによってタイヤの挙動を模擬してタイヤ性能を予測するために、次の各ステップを含むことを特徴とするタイヤ性能予測プログラム。
   （ａ）タイヤ構成材料をモデル化したタイヤ構成材料を組み合わせてタイヤ製造モデルを作成するステップ。
   （ｂ）前記タイヤ製造モデルに基づいてタイヤ製造工程における、前記タイヤ製造モデルの変形計算を実行すると共に、該変形計算時における前記タイヤ製造モデル上の位置に対する残留応力を算出するステップ。
   （ｃ）前記変形計算後のタイヤ製造モデルを内部構造を含むタイヤとして変形を与えることが可能なタイヤモデルを定めると共に、前記タイヤモデルに前記残留応力を初期応力として付与するステップ。
   （ｄ）前記初期応力が付与されたタイヤモデルに基づいてタイヤ性能を予測するステップ。

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