JP5032735B2 - Method for predicting equivalent vulcanization degree and method for producing rubber product - Google Patents

Method for predicting equivalent vulcanization degree and method for producing rubber product Download PDF

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本発明は、ゴムを加硫する際の等価加硫度を予測し、ゴムのブローポイントを予測する技術に関する。   The present invention relates to a technique for predicting an equivalent vulcanization degree when rubber is vulcanized and predicting a rubber blow point.

タイヤのような加硫を要する厚肉のゴム製品を製造するにあたって、加硫時間を決定する方法の一つには、熱伝導による温度分布を計算し、それに基づき加硫反応の速度を計算し積分することにより、加硫反応進行度を予測する手法が知られている。このような技術としては、例えば、特許文献1に開示されているようなものが知られている。   In manufacturing thick rubber products that require vulcanization, such as tires, one method of determining the vulcanization time is to calculate the temperature distribution due to heat conduction and then calculate the vulcanization reaction rate. A technique for predicting the degree of progress of the vulcanization reaction by integration is known. As such a technique, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is known.

特開平7−40355号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-40355

ところで、タイヤの表面には溝とブロックとでトレッドパターンが形成されている。また、タイヤの子午面断面内における肉厚は均一でない場合が多い。このように、タイヤは複雑な形状をしているため、前記手法を適用しようとすると、2次元や3次元の熱伝導・加硫反応度解析が必要となる。このため、加硫反応進行度を予測する際における解析の手続きが複雑となり、また、境界条件の設定や解析対象箇所のモデル化には熟練が必要となる。その結果、取り扱いが難しく、汎用性が低くなるという問題があった。さらに、2次元、3次元において熱伝導・加硫反応度解析を実行する場合には、それだけ計算量が増加する。その結果、計算が収束し、予測結果が得られるまでには多くの時間を要するという問題もあった。   By the way, a tread pattern is formed by grooves and blocks on the surface of the tire. Further, the thickness in the meridional section of the tire is often not uniform. As described above, since the tire has a complicated shape, two-dimensional or three-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis is required to apply the above method. This complicates the analysis procedure when predicting the degree of progress of the vulcanization reaction, and requires skill to set boundary conditions and to model the analysis target portion. As a result, there is a problem that handling is difficult and versatility is lowered. Furthermore, when the heat conduction / vulcanization reactivity analysis is performed in two dimensions and three dimensions, the calculation amount increases accordingly. As a result, there is also a problem that it takes a lot of time until the calculation converges and the prediction result is obtained.

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、等価加硫度の予測時における取り扱いを容易にできるとともに、予測結果を得るまでの時間を短縮できる等価加硫度の予測方法及びゴム製品の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and it is possible to easily handle the equivalent vulcanization degree at the time of prediction, and to reduce the time until obtaining the prediction result, and a method for predicting the equivalent vulcanization degree. an object of the present invention is to provide a process for the production of fine rubber products.

上述の目的を達成するために、この発明に係る等価加硫度の予測方法は、コンピュータが、ゴム製品の表面形状の断面における形状を表すパラメータであるブロック幅w、溝深さtを変化させて、2次元熱伝導・加硫反応度解析により前記ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における前記パラメータw、tの異なる値に対応する複数の第1最遅加硫カーブを求めるとともに、前記断面内の熱貫流方向における前記断面の寸法・厚さを表すパラメータの異なる値に対応して、1次元熱伝導・加硫反応度解析により前記断面内における複数の第2最遅加硫カーブを求める手順と、前記複数の第1最遅加硫カーブと前記複数の第2最遅加硫カーブとの対応関係から、前記パラメータw、tと、前記断面の寸法・厚さLの減少量ΔLを表す減厚パラメータΔL/tとの近似関数を求める手順と、等価加硫度予測対象ゴム製品の前記パラメータw、tの値に対応する前記減厚パラメータΔL/tの値を前記近似関数から求め、求めた前記減厚パラメータΔL/tの値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、前記ゴム製品の最遅加硫部分における等価加硫度を予測する手順と、を記述したコンピュータプログラムを実行することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the equivalent vulcanization degree predicting method according to the present invention is such that the computer changes the block width w and the groove depth t, which are parameters representing the shape of the surface shape of the rubber product. And obtaining a plurality of first slowest vulcanization curves corresponding to different values of the parameters w and t in the cross section including the slowest vulcanization portion of the rubber product by two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. In response to different values of parameters representing the dimension / thickness L of the cross section in the heat flow direction in the cross section, a plurality of second slowest additions in the cross section are obtained by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. procedures and from the corresponding relationship between the plurality of first slowest vulcanization curve and the plurality of second slowest vulcanization curve, before Kipa parameters w, and t, dimensions and thickness of the cross-section for obtaining the vulcanization curve reduction represents a decrease in the amount ΔL of L Atsupa A step of obtaining an approximate function of the meter [Delta] L / t, the equivalent degree of vulcanization prediction target rubber products before Kipa parameter w, the value of the reduced thickness parameter [Delta] L / t corresponding to the value of t obtained from the approximate function, By executing the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in the cross section including the slowest vulcanization portion of the rubber product subject to prediction of the equivalent vulcanization degree, using the obtained thickness reduction parameter ΔL / t A computer program describing a procedure for predicting an equivalent vulcanization degree in the latest vulcanization part of the rubber product is executed.

この等価加硫度の予測方法は、表面形状パラメータと減厚パラメータとの近似関数を用いることにより、2次元形状であっても1次元の熱伝導・加硫反応度解析によって解析することができる。これによって、境界条件の設定や解析モデルの作成が容易になるので、熱伝導・加硫反応度解析における取り扱いを容易にできる。また、1次元における解析により、計算量を抑えることができるので、予測結果を得るまでの時間を短縮することができる。   This equivalent vulcanization degree prediction method can be analyzed by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis even for a two-dimensional shape by using an approximate function of a surface shape parameter and a thickness reduction parameter. . This facilitates the setting of boundary conditions and the creation of an analysis model, so that handling in heat conduction / vulcanization reactivity analysis can be facilitated. Moreover, since the amount of calculation can be suppressed by the analysis in one dimension, the time until obtaining the prediction result can be shortened.

また、次の本発明に係る等価加硫度の予測方法は、前記等価加硫度の予測方法において、等価加硫度予測対象ゴム製品の表面の溝深さtの溝に囲まれたブロックの平面形状を抽出し、これを熱伝導的に等価な矩形に変換し、その長辺の長さwlと短辺の長さwsとを表面形状を表すパラメータとし、前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの一方をブロック幅として対応する第1減厚量ΔL1の値を前記近似関数から求め、次いで溝深さをt−ΔL1とし前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの他方をブロック幅として対応する第2減厚量ΔL2の値を前記近似関数から求め、求めた前記第2減厚量ΔL2の値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、前記ゴム製品の最遅加硫部分における等価加硫度を予測することを特徴とする。 Further, the following equivalent vulcanization degree prediction method according to the present invention is the equivalent vulcanization degree prediction method, wherein the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product has a groove depth t on the surface of the target rubber product. A planar shape is extracted and converted into a thermally conductive equivalent rectangle, the long side length wl and the short side length ws are used as parameters representing the surface shape, and the long side length wl, One of the short side lengths ws is defined as a block width, and the corresponding first thickness reduction amount ΔL1 is obtained from the approximate function, then the groove depth is set to t−ΔL1, and the long side length wl, the short side The value of the second thickness reduction amount ΔL2 corresponding to the other length ws of the block width is obtained from the approximation function, and the equivalent vulcanization degree prediction target rubber is obtained using the obtained value of the second thickness reduction amount ΔL2. Perform one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis in the cross section including the latest vulcanization part of the product Accordingly, characterized in that predicting the equivalent degree of vulcanization of the slowest pressurized 硫部 content of the rubber products.

この等価加硫度の予測方法は、ゴム製品の表面形状を表すパラメータが所定値以上である場合には、3次元形状のゴム製品を2次元形状とみなして取り扱い、さらに、近似関数を用いることにより、1次元の熱伝導・加硫反応度解析によって解析することができる。これによって、境界条件の設定や解析モデルの作成が容易になるので、ゴム製品が3次元形状であっても、熱伝導・加硫反応度解析における取り扱いを容易にできる。また、1次元における解析により、計算量を抑えることができるので、予測結果を得るまでの時間を短縮することができる。   This equivalent vulcanization degree prediction method uses a three-dimensional rubber product as a two-dimensional shape when the parameter representing the surface shape of the rubber product is greater than or equal to a predetermined value, and uses an approximate function. Thus, it can be analyzed by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. This facilitates the setting of boundary conditions and the creation of an analysis model. Therefore, even when the rubber product has a three-dimensional shape, the handling in the heat conduction / vulcanization reactivity analysis can be facilitated. Moreover, since the amount of calculation can be suppressed by the analysis in one dimension, the time until obtaining the prediction result can be shortened.

また、次の本発明に係る等価加硫度の予測方法は、前記等価加硫度の予測方法において、等価加硫度予測対象ゴム製品の表面のブロックの平面形状を抽出し、これを熱伝導的に等価な矩形に変換し、その長辺の長さwlと短辺の長さwsとを表面形状を表すパラメータとするとともに長短比wl/wsを求め、前記長短比wl/wsが所定値以下である場合には、前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの一方をブロック幅として対応する第1減厚量ΔL1の値を前記近似関数から求め、次いで溝深さをt−ΔL1とし前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの他方をブロック幅として対応する第2減厚量ΔL2の値を前記近似関数から求め、求めた前記第2減厚量ΔL2の値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行し、前記長短比wl/wsが所定値以上であり前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面が一様な2次元形状として取り扱える場合には、前記長辺の長さwlに対応する減厚パラメータの値を求めることなく、前記短辺の長さwsをブロック幅として対応する前記減厚パラメータΔL/tの値を前記近似関数から求め、求めた前記減厚パラメータΔL/tの値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、前記ゴム製品の最遅加硫部分における等価加硫度を予測することを特徴とする。 Further, the equivalent vulcanization degree prediction method according to the present invention is the same as the equivalent vulcanization degree prediction method, wherein the planar shape of the block of the surface of the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product is extracted, and the heat conduction is extracted. Are converted into equivalent rectangles, the long side length wl and the short side length ws are used as parameters representing the surface shape, and the long / short ratio wl / ws is obtained. The long / short ratio wl / ws is a predetermined value. In the case of the following, the value of the corresponding first thickness reduction ΔL1 is obtained from the approximate function using one of the long side length wl and the short side length ws as a block width, and then the groove depth is determined. The value of the second thickness reduction amount ΔL2 corresponding to the length of the long side w1 and the other side of the short side length ws as the block width is obtained from the approximate function, and the obtained second thickness reduction amount Using the value of ΔL2, the latest vulcanized portion of the rubber product subject to prediction of the equivalent vulcanization degree is determined. A one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis is performed within the cross section, and the cross section including the latest vulcanization portion of the rubber product for which the long / short ratio wl / ws is not less than a predetermined value and the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product is one. In the case where the two-dimensional shape can be handled, the thickness reduction parameter ΔL / corresponding to the short side length ws as the block width is obtained without obtaining the thickness reduction parameter value corresponding to the long side length wl. The value of t is obtained from the approximate function, and the obtained value of the thickness reduction parameter ΔL / t is used to determine the one-dimensional heat conduction in the cross section including the latest vulcanization portion of the rubber product to be predicted for equivalent vulcanization degree. By performing vulcanization reactivity analysis, the equivalent vulcanization degree in the latest vulcanization part of the rubber product is predicted.

この等価加硫度の予測方法は、ゴム製品の表面形状を表すパラメータが所定値未満である場合には、表面形状を表すパラメータが加硫時間に与える影響を考慮して、3次元形状のゴム製品を2次元形状とみなして取り扱う。そして、近似関数を用いることにより、1次元の熱伝導・加硫反応度解析によって解析することができる。これによって、境界条件の設定や解析モデルの作成が容易になるので、ゴム製品が3次元形状であっても、熱伝導・加硫反応度解析における取り扱いを容易にできる。また、1次元における解析により、計算量を抑えることができるので、予測結果を得るまでの時間を短縮することができる。   This equivalent vulcanization degree predicting method is such that, when the parameter representing the surface shape of the rubber product is less than a predetermined value, the influence of the parameter representing the surface shape on the vulcanization time is taken into consideration. Treat the product as a two-dimensional shape. And by using an approximate function, it can be analyzed by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. This facilitates the setting of boundary conditions and the creation of an analysis model. Therefore, even when the rubber product has a three-dimensional shape, the handling in the heat conduction / vulcanization reactivity analysis can be facilitated. Moreover, since the amount of calculation can be suppressed by the analysis in one dimension, the time until obtaining the prediction result can be shortened.

また、次の本発明に係る等価加硫度の予測用コンピュータプログラムは、前記等価加硫度の予測方法を実行することを特徴とする。これにより、前述の等価加硫度の予測方法がコンピュータを利用して実現できる。   A computer program for predicting an equivalent vulcanization degree according to the present invention executes the method for predicting the equivalent vulcanization degree. Thereby, the prediction method of the above-mentioned equivalent vulcanization degree is realizable using a computer.

また、次の本発明に係るゴム製品の製造方法は、前述の等価加硫度の予測方法により、加硫対象ゴム製品の等価加硫度を予測し、予測した等価加硫度から加硫対象ゴム製品のブローポイントを予測する手順と、加硫金型に入れて加硫を開始する手順と、予測したブローポイントで加硫を終了し、脱型する手順と、を含むことを特徴とする。   Also, the following rubber product manufacturing method according to the present invention predicts the equivalent vulcanization degree of the rubber product to be vulcanized by the above-mentioned equivalent vulcanization degree prediction method, and vulcanizes it from the predicted equivalent vulcanization degree. It includes a procedure for predicting a blow point of a rubber product, a procedure for starting vulcanization in a vulcanization mold, and a procedure for ending vulcanization at the predicted blow point and demolding. .

このゴム製品の製造方法では、前述の等価加硫度の予測方法により加硫対象ゴム製品の等価加硫度を予測し、予測した等価加硫度から加硫対象ゴム製品のブローポイントを予測する。これにより、簡易かつ迅速にブローポイントを予測できるので、多種類のタイヤのBPを管理しなければならない製造状況においても効率よくブローポイントを求めることができる。その結果、ゴム製品の製造効率が向上するとともに、歩留まりも向上する。   In this rubber product manufacturing method, the equivalent vulcanization degree of the rubber product to be vulcanized is predicted by the above-described method for predicting the equivalent vulcanization degree, and the blow point of the rubber product to be vulcanized is predicted from the predicted equivalent vulcanization degree. . Thereby, since a blow point can be predicted simply and quickly, a blow point can be efficiently obtained even in a manufacturing situation where BPs of various types of tires must be managed. As a result, the production efficiency of the rubber product is improved and the yield is also improved.

この発明に係る等価加硫度の予測方法及びゴム製品の製造方法では、等価加硫度の予測時における取り扱いを容易にできるとともに、予測結果を得るまでの時間を短縮できる。 The manufacturing method of the prediction method及Beauty rubber products equivalent vulcanization degree according to the present invention, it is possible to facilitate handling at the time of the prediction of equivalent degree of vulcanization, it is possible to shorten the time for obtaining a prediction result.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の発明を実施するための最良の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。本発明は、タイヤを構成するゴムの等価加硫度を予測する際に好適に適用でき、空気入りタイヤ、乗用車用タイヤ、あるいは重荷重用タイヤを問わず、タイヤ一般に対して好適に適用できる。さらに、タイヤ一般に限らず、例えばコンベア用ベルトや防舷材その他の、ゴムの加硫を必要とするゴム製品全般に対しても好適に適用できる。なお、以下の説明では、ゴム製品の一例としてタイヤを用いて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention described below. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same. The present invention can be suitably applied when predicting the equivalent vulcanization degree of rubber constituting a tire, and can be suitably applied to general tires regardless of whether they are pneumatic tires, passenger car tires, or heavy duty tires. Furthermore, the present invention is not limited to tires in general, and can be suitably applied to rubber products in general that require rubber vulcanization, such as conveyor belts and fenders. In the following description, a tire is used as an example of a rubber product.

実施例1に係る等価加硫度の予測方法は、次の点に特徴がある。すなわち、ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面において1次元熱伝導・加硫反応度解析により求めた最遅加硫カーブと、前記ゴム製品の実際の加硫を代表する複数条件下において厳密計算により求めた最遅加硫カーブとがほぼ等価となることを利用して、両者を関係づける近似関数を求める。そして、この近似関係を用いて、等価加硫度予測対象ゴム製品を1次元熱伝導・加硫反応度解析により解析して等価加硫度を予測し、その予測結果から求めた前記ゴム製品の最遅加硫部分におけるブローポイントを予測する。   The method for predicting the equivalent vulcanization degree according to Example 1 is characterized by the following points. That is, in the cross section including the slowest vulcanization part of the rubber product, the slowest vulcanization curve obtained by one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis and a plurality of conditions that represent the actual vulcanization of the rubber product are strictly observed. Using the fact that the latest vulcanization curve obtained by calculation is almost equivalent, an approximate function that relates the two is obtained. Then, using this approximate relationship, the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product is analyzed by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis to predict the equivalent vulcanization degree, and the rubber product obtained from the prediction result is analyzed. Predict the blow point in the slowest vulcanization part.

実施例1に係る等価加硫度の予測方法について説明する前に、最遅加硫カーブについて説明する。タイヤやコンベアベルト等のゴム製品を加硫するとき、ゴムは熱伝導が悪いため、製品の内部ほど加硫が遅くなる傾向がある。このため、ゴム製品の場所に応じて加硫度合いが異なってくる。加硫の最中に加硫が最も遅くなる部分と、最も遅い加硫度(その部分における加硫度)が定義できる。最遅加硫カーブとは、最も遅い加硫度を、加硫時間に対してプロットすることにより得られる時間の関数である。   Before explaining the equivalent vulcanization degree prediction method according to the first embodiment, the latest vulcanization curve will be explained. When rubber products such as tires and conveyor belts are vulcanized, rubber has a poor thermal conductivity, and therefore the vulcanization tends to be slower toward the inside of the product. For this reason, the degree of vulcanization varies depending on the location of the rubber product. During the vulcanization, the slowest part of the vulcanization and the slowest degree of vulcanization (the degree of vulcanization in that part) can be defined. The slowest vulcanization curve is a function of time obtained by plotting the slowest degree of vulcanization against vulcanization time.

加硫初期において、最遅加硫部分は、低温である部分すべてであるが、熱伝導が進行するにしたがって、ゴムの深い部分に位置するようになる。そして、さらに時間が経過すると、モールドに温度差が存在する場合には、最遅加硫部分はモールドの最も温度が低い部分へ移動する。最遅加硫カーブを求める方法の一つとしては、ゴム製品の様々な位置における熱伝導を解いて温度カーブ(温度の時間変化)をまず求め、温度に応じた架橋反応速度を計算し、等価加硫度を表す加硫カーブを求め、次に製品の各位置の加硫カーブを重ねて記載して、複数の加硫カーブの最下部分を包絡すれば、最遅加硫カーブを得ることができる。   At the initial stage of vulcanization, the slowest vulcanization part is all the part having a low temperature, but as the heat conduction progresses, it becomes located in a deep part of the rubber. As time further elapses, if there is a temperature difference in the mold, the slowest vulcanization portion moves to the lowest temperature portion of the mold. One of the methods for obtaining the slowest vulcanization curve is to first calculate the temperature curve (temporal change in temperature) by solving the heat conduction at various positions of the rubber product, calculate the crosslinking reaction rate according to the temperature, and equivalent Obtain the vulcanization curve that represents the degree of vulcanization, then repeat the vulcanization curve at each position of the product and enclose the lowest part of multiple vulcanization curves to obtain the slowest vulcanization curve Can do.

実施例1に係る等価加硫度の予測方法について説明する。図1は、ゴム製品の一例であるタイヤの子午面を含む一部の断面を示す一部断面図である。ゴム製品の一例であるタイヤ1は、トレッド面5が地面と接地する。トレッド面5には複数の溝2及び複数のブロック3が形成されている。複数の溝2及び複数のブロック3により、トレッド面5にはトレッドパターンが形成される。   A method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a partial cross section including a meridian surface of a tire which is an example of a rubber product. In the tire 1 which is an example of a rubber product, the tread surface 5 is in contact with the ground. A plurality of grooves 2 and a plurality of blocks 3 are formed on the tread surface 5. A tread pattern is formed on the tread surface 5 by the plurality of grooves 2 and the plurality of blocks 3.

図2−1は、タイヤのトレッド面の一部を拡大した一部断面図である。図2−1を用いて、タイヤ1のトレッド面5に形成されるブロック3の寸法について説明する。溝2の底部2uとブロック3の頂部3tとの距離をブロック高さ又は溝深さとし、tで表す。また、ブロック3の幅をブロック幅とし、wで表す。なお、図2−1においては、タイヤ1の子午面断面内におけるタイヤ1の幅方向(図1中Z方向)におけるブロック3の幅がブロック幅であるが、必要に応じてタイヤ1の周方向におけるブロック3の幅もブロック幅という。また、タイヤ1のタイヤ内面4とブロック3の頂部3tとの距離をタイヤ1の総厚さといい、Lで表す。なお、タイヤ1において、タイヤ1の厚さ方向は、加硫時においては熱源から供給される熱貫流の方向とほぼ等しくなる。ここで、ブロック溝深さt(高さt)、及びブロック幅wが、ゴム製品の表面形状を表すパラメータとなる。また、タイヤ1の総厚さLが、ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面の寸法を表すパラメータとなる。   FIG. 2-1 is a partial cross-sectional view in which a part of the tread surface of the tire is enlarged. The dimension of the block 3 formed in the tread surface 5 of the tire 1 is demonstrated using FIGS. The distance between the bottom 2u of the groove 2 and the top 3t of the block 3 is the block height or groove depth and is represented by t. Further, the width of the block 3 is defined as a block width and is represented by w. In FIG. 2A, the width of the block 3 in the width direction of the tire 1 (Z direction in FIG. 1) in the meridional section of the tire 1 is the block width, but if necessary, the circumferential direction of the tire 1 The width of the block 3 in FIG. The distance between the tire inner surface 4 of the tire 1 and the top 3t of the block 3 is referred to as the total thickness of the tire 1 and is represented by L. In the tire 1, the thickness direction of the tire 1 is substantially equal to the direction of the heat flow supplied from the heat source during vulcanization. Here, the block groove depth t (height t) and the block width w are parameters representing the surface shape of the rubber product. Further, the total thickness L of the tire 1 is a parameter representing the dimension of the cross section including the latest vulcanized portion of the rubber product.

次に、ゴムの等価加硫度、最遅加硫点及びブローポイントについて説明する。図2−2は、等価加硫度の時間に対する変化を示す説明図である。等価加硫度(K)とは、ゴムの加硫反応が進行する度合いを示す尺度であり、例えば加硫のためにゴムへ与えた温度の履歴から求めることができる。ブローポイント(以下BPという)とは、加硫の開始から加硫を終了させるまで、すなわち加熱を終了させたときにゴムが発泡しなくなる時間をいう。一般には、等価加硫度が30%に達したときの加硫時間T30をBPとする(図2−2参照)。なお、同種類のゴム製品であっても、ゴムの配合比や混合状態によってBPは変化する。   Next, the equivalent vulcanization degree, the latest vulcanization point and the blow point of rubber will be described. FIG. 2-2 is an explanatory view showing a change of the equivalent vulcanization degree with respect to time. The equivalent vulcanization degree (K) is a scale indicating the degree of progress of the vulcanization reaction of rubber, and can be obtained from the history of the temperature applied to the rubber for vulcanization, for example. The blow point (hereinafter referred to as BP) refers to the time during which rubber does not foam from the start of vulcanization to the end of vulcanization, that is, when the heating is terminated. Generally, the vulcanization time T30 when the equivalent vulcanization degree reaches 30% is defined as BP (see FIG. 2-2). In addition, even if it is the same kind of rubber product, BP changes with the compounding ratio and mixing state of rubber.

図3は、タイヤの最遅加硫点の説明図である。いわゆるグリーンタイヤを加硫金型に入れて加硫する場合、トレッド面5側に加硫金型の内面に形成されたトレッドパターンが転写される。グリーンタイヤの加硫においては、トレッド面5側及びタイヤ内面4側から熱量Qが与えられて加硫金型内のグリーンタイヤが加熱される。すなわち、加硫においては、タイヤ1のトレッド面5側とタイヤ1のタイヤ内面4側に熱源が存在することになる。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the latest vulcanization point of the tire. When a so-called green tire is placed in a vulcanization mold and vulcanized, a tread pattern formed on the inner surface of the vulcanization mold is transferred to the tread surface 5 side. In the vulcanization of the green tire, a heat quantity Q is applied from the tread surface 5 side and the tire inner surface 4 side to heat the green tire in the vulcanization mold. That is, in vulcanization, a heat source exists on the tread surface 5 side of the tire 1 and the tire inner surface 4 side of the tire 1.

一般に、加硫を要するゴム製品においては、熱源に挟まれた部分における両熱源間の中央付近が最も加硫が進行し難くなる。この部分を最遅加硫点といい、タイヤ1の加硫においては、トレッド面5とタイヤ1のタイヤ内面4との中間付近となることが多い。図3においては、Pslで示す部分がタイヤ1の最遅加硫点となる。この最遅加硫点におけるBPを脱型の指標とし、理想的には最遅加硫点PslがBPに達したらタイヤ1を加硫金型から脱型する。なお、タイヤを加硫する場合のように、熱源間で加熱温度が異なる場合には、最遅加硫点は温度の低い熱源側へずれることが多い。   In general, in a rubber product that requires vulcanization, vulcanization is most difficult to proceed in the vicinity of the center between both heat sources in a portion sandwiched between the heat sources. This portion is called the latest vulcanization point, and in vulcanization of the tire 1, it is often near the middle between the tread surface 5 and the tire inner surface 4 of the tire 1. In FIG. 3, the portion indicated by Psl is the latest vulcanization point of the tire 1. BP at the latest vulcanization point is used as an index for demolding. Ideally, when the latest vulcanization point Psl reaches BP, the tire 1 is demolded from the vulcanization mold. When the heating temperature is different between heat sources as in the case of vulcanizing a tire, the latest vulcanization point often shifts to the heat source side having a lower temperature.

ゴム製品のBPは、有限要素法等を用いた厳密計算により求めることができるが、この方法では、計算手順や境界条件の設定等が複雑であり、また、計算時間も要する。また、ゴム製品を製造する上では、最遅加硫点におけるBPを求めることができればよいが、厳密計算では、それ以外の部分におけるBPも求めることになり、計算する上で経済的ではない。   The BP of a rubber product can be obtained by exact calculation using a finite element method or the like. However, in this method, the calculation procedure, setting of boundary conditions, and the like are complicated, and calculation time is also required. Further, in manufacturing a rubber product, it is only necessary to obtain BP at the latest vulcanization point. However, in strict calculation, BP in other parts is also obtained, which is not economical for calculation.

熱伝導現象は、温度差が0になる方向に進むため、タイヤ表層近傍における細かな温度変化は、加硫対象であるタイヤの内部へ至るまでに緩和され、タイヤ内部へは緩慢な温度変化が伝わるに過ぎない。また、この温度変化に応じた加硫反応は、加算されて蓄積する。そして、この蓄積量が等価加硫度に相当する。したがって、タイヤ表層近傍の温度変化に対応してタイヤ内部の温度が微妙に変化したとしても、等価加硫度に対してほとんど影響を与えない。   Since the heat conduction phenomenon proceeds in a direction in which the temperature difference becomes zero, the fine temperature change in the vicinity of the tire surface layer is alleviated until reaching the inside of the tire to be vulcanized, and a slow temperature change is generated inside the tire. It is only transmitted. Further, the vulcanization reaction corresponding to the temperature change is added and accumulated. This accumulated amount corresponds to the equivalent vulcanization degree. Therefore, even if the temperature inside the tire changes slightly in response to the temperature change in the vicinity of the tire surface layer, it hardly affects the equivalent vulcanization degree.

本発明者らは鋭意研究の結果、かかる点に着目し、タイヤ内部に存在する最遅加硫点における時間に対する等価加硫度の変化は、タイヤ表面の形状や境界条件を厳密に考慮した2次元熱伝導・加硫反応度解析で求めたものと、1次元熱伝導・加硫反応度解析で求めたものとで、近似する形状となることを見出した。この関係から、両者を関係づける近似関数を求め、この近似関係を用いて、等価加硫度予測対象ゴム製品に対して1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行する。これにより、簡易かつ迅速に最遅加硫点におけるBPを求めることができる実施例1に係る等価加硫度の予測方法を完成するに至った。この内容について、次に詳しく説明する。なお、次の説明においては、適宜図1〜3を参照されたい。   As a result of intensive studies, the present inventors have paid attention to this point, and the change in the equivalent vulcanization degree with respect to time at the latest vulcanization point existing inside the tire strictly takes into consideration the shape and boundary conditions of the tire surface 2 It was found that the shape approximated by one obtained by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis and one obtained by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. From this relationship, an approximate function that correlates the two is obtained, and using this approximate relationship, one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis is performed on the rubber product to be predicted for the equivalent vulcanization degree. Thereby, it came to complete the prediction method of the equivalent vulcanization degree which concerns on Example 1 which can obtain | require BP in the latest vulcanization point simply and rapidly. This will be described in detail next. In the following description, please refer to FIGS.

図4−1は、2次元熱伝導・加硫反応度解析により厳密計算した第1最遅加硫カーブを示す説明図である。第1最遅加硫カーブは、タイヤの最遅加硫点における加硫時間Tに対する等価加硫度Kの変化をプロットしたものである。この第1最遅加硫カーブA0〜A6は、溝深さtを一定としてブロック幅wを変化させた場合の解析結果である。また、総厚さLは20mmとした。第1最遅加硫カーブA0は、トレッド面5に溝2が存在しない場合である。この場合、溝深さtとブロック幅とは0になり、総厚さLが20mmとなる。ここで、w/tを変化させることは、タイヤ1のトレッド面5に形成される溝2の深さとブロック3の幅とを変化させることを意味する。したがって、w/tを変化させると、タイヤ1のトレッド面5に形成されるトレッドパターンが伝熱特性に与える影響を考慮することができる。   FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a first slowest vulcanization curve that is strictly calculated by two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. The first slowest vulcanization curve is a plot of the change in the equivalent vulcanization degree K with respect to the vulcanization time T at the slowest vulcanization point of the tire. The first slowest vulcanization curves A0 to A6 are analysis results when the block width w is changed with the groove depth t being constant. The total thickness L was 20 mm. The first slowest vulcanization curve A0 is a case where the groove 2 does not exist on the tread surface 5. In this case, the groove depth t and the block width are 0, and the total thickness L is 20 mm. Here, changing w / t means changing the depth of the groove 2 formed in the tread surface 5 of the tire 1 and the width of the block 3. Therefore, when w / t is changed, it is possible to consider the influence of the tread pattern formed on the tread surface 5 of the tire 1 on the heat transfer characteristics.

図4−2は、2次元熱伝導・加硫反応度解析に用いた解析モデルの一例である。図4−1に示す第1最遅加硫カーブA0〜A6は、タイヤ1の子午面断面を図4−2に示すような格子で分割して、有限要素法や有限差分法その他の解析手法により、2次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより求める。このとき、トレッド面5の温度をθ1とし、タイヤ1のタイヤ内面4の温度をθ2とする。 FIG. 4-2 is an example of an analysis model used for two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. The first slowest vulcanization curves A0 to A6 shown in FIG. 4-1 are obtained by dividing the meridional section of the tire 1 with a lattice as shown in FIG. 4-2, and using a finite element method, a finite difference method, or other analysis methods. By performing a two-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis. At this time, the temperature of the tread surface 5 is θ 1, and the temperature of the tire inner surface 4 of the tire 1 is θ 2 .

図5−1は、1次元熱伝導・加硫反応度解析により解析した第2最遅加硫カーブを示す説明図である。これらの第2最遅加硫カーブは、タイヤの最遅加硫部分における加硫時間Tに対する等価加硫度Kの変化をプロットしたものである。これらの第2最遅加硫カーブは、トレッド面5に溝2が存在しない状態で、すなわち、溝深さtとブロック幅とを0として、総厚さLを変化させた場合の解析結果である。総厚さLは20mm〜13mmの範囲で変化させてある。なお、第2最遅加硫カーブB0の総厚さLは20mmの場合であり、第2最遅加硫カーブB0は図4−1に示す最遅加硫カーブA0と一致することになる。   FIG. 5A is an explanatory diagram showing a second slowest vulcanization curve analyzed by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. These second slowest vulcanization curves are plots of changes in the equivalent vulcanization degree K with respect to the vulcanization time T in the slowest vulcanization portion of the tire. These second slowest vulcanization curves are the analysis results when the total thickness L is changed in a state where the groove 2 does not exist on the tread surface 5, that is, the groove depth t and the block width are set to 0. is there. The total thickness L is changed in the range of 20 mm to 13 mm. The total thickness L of the second slowest vulcanization curve B0 is 20 mm, and the second slowest vulcanization curve B0 coincides with the slowest vulcanization curve A0 shown in FIG.

図5−2は、1次元熱伝導・加硫反応度解析に用いた解析モデルの一例である。図5−1に示す第2最遅加硫カーブは、トレッド面5に溝2が存在しない状態におけるタイヤ1の子午面断面に対して、トレッド面5の温度をθ1とするとともにタイヤ内面4の温度をθ2として、1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより求める。このとき、総厚さLを上記のように変化させる。 FIG. 5-2 is an example of an analysis model used for one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. The second slowest vulcanization curve shown in FIG. 5A indicates that the temperature of the tread surface 5 is θ 1 and the tire inner surface 4 with respect to the meridional section of the tire 1 in a state where the groove 2 does not exist on the tread surface 5. as the temperature theta 2, determined by performing a one-dimensional heat conduction vulcanization reactivity analysis. At this time, the total thickness L is changed as described above.

2次元及び1次元熱伝導・加硫反応度解析のいずれにおいても、加硫反応の温度依存性の指標である活性化エネルギーは、20kcal/molとした。ここで、実際のゴムにおける活性化エネルギーである15kcal/mol〜25kcal/molの範囲では、第1及び第2最遅加硫カーブの形状、及びその位置は、図4−1に示す状態と比較してほとんど変化しない。また、2次元及び1次元熱伝導・加硫反応度解析のいずれにおいても、熱拡散率を実際のゴムの範囲で変化させると、第1及び第2最遅加硫カーブは時間軸方向に移動するが、第1及び第2最遅加硫カーブの相対的な位置関係を維持したまま移動する。   In both the two-dimensional and one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analyses, the activation energy, which is an index of the temperature dependence of the vulcanization reaction, was 20 kcal / mol. Here, in the range of 15 kcal / mol to 25 kcal / mol which is the activation energy in the actual rubber, the shapes of the first and second slowest vulcanization curves and their positions are compared with the state shown in FIG. And hardly change. In both two-dimensional and one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analyses, if the thermal diffusivity is changed within the actual rubber range, the first and second slowest vulcanization curves move in the time axis direction. However, it moves while maintaining the relative positional relationship between the first and second slowest vulcanization curves.

ここで、図4−1の等価加硫度K1と、図5−1の等価加硫度K1とが同じ値になる Here, the equivalent degree of vulcanization K 1 in Figure 4-1, is the equivalent degree of vulcanization K 1 in Figure 5-1 the same value.

図6は、2次元及び1次元熱伝導・加硫反応度解析により解析した第1及び第2最遅加硫カーブ同士を重ねた状態を示す説明図である。図6に示すように、2次元熱伝導・加硫反応度解析で表面形状パラメータw/t(以下w/tという)を変化させて求めた第1最遅加硫カーブと、1次元熱伝導・加硫反応度解析で総厚さLを変化させて求めた第2最遅加硫カーブとは、ほぼ同形状であることがわかる。また、2次元熱伝導・加硫反応度解析によりw/tを変化させて求めた第1最遅加硫カーブA0〜A6は、1次元熱伝導・加硫反応度解析で総厚さLを変化させて求めた第2最遅加硫カーブB0その他にそれぞれほぼ一致することがわかる FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the first and second slowest vulcanization curves analyzed by two-dimensional and one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis are overlapped. As shown in FIG. 6, the first slowest vulcanization curve obtained by changing the surface shape parameter w / t (hereinafter referred to as w / t) in the two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis and the one-dimensional heat conduction. It can be seen that the second slowest vulcanization curve obtained by changing the total thickness L in the vulcanization reactivity analysis has substantially the same shape. The first slowest vulcanization curves A0 to A6 obtained by changing w / t by two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis are used to calculate the total thickness L by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. It can be seen that the second slowest vulcanization curves B0 and other values obtained by changing the values almost coincide with each other .

Figure 0005032735
Figure 0005032735

なお、加硫時間Tがさらに大きくなって、加硫がさらに進行した場合には、2次元熱伝導・加硫反応度解析求めた前記第1最遅加硫カーブと、1次元熱伝導・加硫反応度解析で求めた前記第2最遅加硫カーブとのずれが大きくなると予想される。しかし、実際の加硫においては、加硫が実質的に開始する時間(第1及び第2最遅加硫カーブと時間軸との切片)の数倍以内でBPに達する。したがって、BPに達する時間の範囲においては、2次元熱伝導・加硫反応度解析求めた前記第1最遅加硫カーブと、1次元熱伝導・加硫反応度解析で求めた前記第2最遅加硫カーブとの同形性が十分に維持される。   When the vulcanization time T is further increased and the vulcanization is further advanced, the first slowest vulcanization curve obtained by the two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis and the one-dimensional heat conduction / vulcanization are obtained. It is expected that the deviation from the second slowest vulcanization curve obtained by the sulfur reactivity analysis will increase. However, in actual vulcanization, BP is reached within several times the time when vulcanization is substantially started (intercept between the first and second latest vulcanization curves and the time axis). Therefore, in the range of time to reach BP, the first slowest vulcanization curve obtained by the two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis and the second highest vulcanization curve obtained by the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. The isomorphism with the slow vulcanization curve is sufficiently maintained.

以上の結果から、2次元熱伝導・加硫反応度解析でw/tを変化させて求めた第1最遅加硫カーブは、1次元熱伝導・加硫反応度解析で総厚さLを変化させて求めた第2最遅加硫カーブで表すことができる。これは、トレッドパターンを変化させた場合の伝熱特性は、1次元熱伝導・加硫反応度解析で総厚さLを変化させて求めた場合の伝熱特性とほぼ同一結果となることを意味する。すなわち、トレッド面5のw/tに対応した減厚量ΔLだけタイヤの総厚さLから減厚させ、減厚させた総厚さ(L−ΔL)に対して1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行して第2最遅加硫カーブを求める。そして、この第2最遅加硫カーブにより等価加硫度を予測するとともに、BPを予測することができる。   From the above results, the first slowest vulcanization curve obtained by changing w / t in the two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis shows the total thickness L in the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. This can be represented by the second slowest vulcanization curve obtained by changing the value. This means that the heat transfer characteristics when the tread pattern is changed are almost the same as the heat transfer characteristics when the total thickness L is obtained by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. means. That is, the thickness is reduced from the total thickness L of the tire by a thickness reduction amount ΔL corresponding to w / t of the tread surface 5, and the one-dimensional heat conduction / vulcanization is performed with respect to the reduced total thickness (L−ΔL). A reactivity analysis is performed to determine the second slowest vulcanization curve. Then, the equivalent vulcanization degree can be predicted and the BP can be predicted by the second latest vulcanization curve.

図7は、横軸を対数表示して減厚パラメータとw/tとの関係を表した説明図である。図7に示すように、表1に示したw/tと減厚パラメータであるΔL/tとの関係をプロットすると、図7中の細い実線に示すような関係が得られる。ここで、当該関係は近似式(1)で表される。
ΔL/t=0.45×ln(w/t)−0.86・・・(1)
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the thickness reduction parameter and w / t by logarithmically displaying the horizontal axis. As shown in FIG. 7, when the relationship between w / t and the thickness reduction parameter ΔL / t shown in Table 1 is plotted, the relationship shown by the thin solid line in FIG. 7 is obtained. Here, this relationship is expressed by the approximate expression (1).
ΔL / t = 0.45 × ln (w / t) −0.86 (1)

図7中の太い実線の傾斜部分、すなわち近似式(2)で表される直線は、ΔL/tとw/tとの関係から得られる直線を、減厚量ΔLが小さくなるように移動させたものである。減厚量ΔLを小さくするということは、1次元熱伝導・加硫反応度解析による最遅加硫カーブが、図5−1に示す時間軸に対して右側に移動するということである。これは、BPに到達するまでには、上記近似式(1)から求めた最遅加硫カーブよりも、より長い時間加熱が必要になることを意味する。これによって、より安全側で、すなわちBPに未達の状態で加硫が終了する危険性を抑えて最遅加硫カーブを求め、BPを予測することができる。
ΔL/t=0.45×ln(w/t)−0.75・・・(2)
The sloped portion of the thick solid line in FIG. 7, that is, the straight line represented by the approximate expression (2), is moved so that the thinning amount ΔL becomes smaller than the straight line obtained from the relationship between ΔL / t and w / t. It is a thing. Reducing the thickness reduction ΔL means that the slowest vulcanization curve based on the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis moves to the right with respect to the time axis shown in FIG. This means that it takes longer time to reach the BP than the latest vulcanization curve obtained from the approximate expression (1). As a result, the BP can be predicted by obtaining the latest vulcanization curve on the safe side, that is, by suppressing the risk of vulcanization ending in a state where the BP has not been reached.
ΔL / t = 0.45 × ln (w / t) −0.75 (2)

上記w、t、L等を、乗用車用タイヤにおいて実際に採用し得ると考えられる範囲で変化させて検証したところ、上記近似式(2)により、安全側で最遅加硫カーブを求めてBPを予測することができた。なお、この安全側に近似式(1)を移行させる程度は、計算モデルの精度等によって変化させてもよい。なお、重荷重用タイヤにおいては、当該タイヤが実際に採用し得ると考えられる範囲で表面形状を表すパラメータであるブロック幅w及び溝深さt、前記断面の寸法を表すパラメータである総厚さL等を変化させて、減厚パラメータΔL/tとw/tとの近似式を求めることができる。   When w, t, L, etc. are changed within a range that can be actually used in passenger car tires and verified, the slowest vulcanization curve is obtained on the safe side according to the above approximate expression (2). Was able to predict. Note that the degree to which the approximate expression (1) is shifted to the safe side may be changed depending on the accuracy of the calculation model. In the heavy load tire, the block width w and the groove depth t, which are parameters representing the surface shape within a range that the tire can be actually adopted, and the total thickness L, which is a parameter representing the dimensions of the cross section. Etc. can be changed to obtain an approximate expression of the thickness reduction parameters ΔL / t and w / t.

図7において、縦軸に示す減厚パラメータが0ということは、タイヤの総厚さLで1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することである。これは、熱伝導及び加硫反応上は、トレッド面5に形成される溝2の影響は無視できる程度に小さいことを意味する。また、縦軸に示す減厚パラメータが−1ということは、溝2上にゴムが存在しない状態を意味する。また、溝2上にゴムがなく、かつ溝底の高さ(L−t:図2−1)で熱源に接している状態で2次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することと、溝2がなく、かつ減厚量ΔL=tの状態で1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することとは等価であることを意味する。このように、減厚パラメータΔL/tは、−1以上0以下の範囲となる。   In FIG. 7, the fact that the thickness reduction parameter shown on the vertical axis is 0 means that the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis is executed with the total thickness L of the tire. This means that the influence of the groove 2 formed on the tread surface 5 is small enough to be ignored in terms of heat conduction and vulcanization reaction. Moreover, the thickness reduction parameter shown on the vertical axis being -1 means that no rubber is present on the groove 2. Also, performing two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in a state where there is no rubber on the groove 2 and the groove bottom is in contact with the heat source at the height (Lt: FIG. 2-1); It means that performing the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in the state where there is no groove 2 and the thickness reduction amount ΔL = t is equivalent. Thus, the thickness reduction parameter ΔL / t is in the range from −1 to 0.

厳密に計算すれば、上記近似式(1)や上記近似式(2)は、w/tの変化により、ΔL/t=0又は−1へ曲線で漸近するが、図7に示すように、折れ線近似でも実用上は十分に利用できる。この際に用いる、w/tと減厚パラメータであるΔL/tとの関係を表す近似式は、上記近似式(1)又は(2)のいずれを使用してもよいが、実施例1においては安全を考慮して、近似式(2)を用いる。   If calculated strictly, the approximate expression (1) and the approximate expression (2) asymptotically approximate to ΔL / t = 0 or −1 by a change in w / t, but as shown in FIG. The broken line approximation can be used practically. As an approximate expression representing the relationship between w / t and ΔL / t that is a thickness reduction parameter used in this case, either of the above approximate expressions (1) or (2) may be used. Uses approximate formula (2) in consideration of safety.

ΔL/t=0における近似式(2)と、w/t軸との切片よりもw/tが大きい場合は、常にΔL/t=0、すなわち溝2がなく、かつ総厚さLの状態で1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、等価加硫度を予測することができる。また、ΔL/t=−1における近似式(2)と、w/t軸との切片よりもw/tが小さい場合は、常にΔL/t=−1、すなわち溝2がなく、かつ総厚さをL−tとして1次元熱伝導・加硫反応度
解析を実行することにより、等価加硫度を予測することができる。これ以外の範囲では、上記近似式(2)により減厚量ΔLを求め、総厚さをL−ΔLとして1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、等価加硫度を予測することができる
When w / t is greater than the intercept between the approximate expression (2) and w / t axis at ΔL / t = 0, ΔL / t = 0, that is, there is no groove 2 and the total thickness L The equivalent vulcanization degree can be predicted by executing a one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. In addition, when w / t is smaller than the intercept of the approximate expression (2) at ΔL / t = −1 and the w / t axis, ΔL / t = −1, that is, there is no groove 2 and the total thickness The equivalent vulcanization degree can be predicted by executing one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis with the length Lt. In other ranges, the equivalent vulcanization degree is predicted by obtaining the thickness reduction amount ΔL by the above approximate expression (2) and performing a one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis with the total thickness L−ΔL. it can be.

えば溝2が存在したとしてもブロック幅が溝深さtのおよそ5.5倍以上であれば、溝2がない状態で、かつ総厚さLの状態で1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、等価加硫度を予測することができる。また、例えば溝2が存在したとしてもブロック幅wが溝深さtのおよそ0.6倍以下であれば、溝2がない状態で、かつ総厚さL−tの状態で1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、等価加硫度を予測することができる。 If Example Ebamizo 2 also block width is more than about 5.5 times the groove depth t as exists, in the absence of the groove 2, and one-dimensional heat conduction, the vulcanization reaction in a state of total thickness L By performing the degree analysis, the equivalent vulcanization degree can be predicted. For example, even if the groove 2 exists, if the block width w is about 0.6 times or less the groove depth t, the one-dimensional heat conduction is performed without the groove 2 and with the total thickness Lt.・ Equivalent vulcanization degree can be predicted by executing vulcanization reactivity analysis.

このように、実施例1に係る等価加硫度の予測方法では、タイヤ1のブロック幅wと溝深さtとが判明すれば、減厚量ΔLを求めることができる。そして、タイヤ1の総厚さLをΔLだけ減厚した状態で1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、簡易に最遅加硫カーブを求め、BPを予測することができる。これにより、複雑な厳密熱伝導・加硫反応度解析が不要になるとともに、実用上十分な精度で簡易にBPを予測することができる。また、1次元熱伝導・加硫反応度解析により、計算量を大幅に低減できるので、計算時間も短縮できる。 Thus, in the prediction method of the equivalent degree of vulcanization according to the first embodiment, if found and block width w and groove depth t of the tire 1, it is possible to obtain a reduced Atsuryou [Delta] L. Then, by executing the one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in a state where the total thickness L of the tire 1 is reduced by ΔL, it is possible to easily obtain the latest vulcanization curve and predict BP. . This eliminates the need for complicated strict heat conduction / vulcanization reactivity analysis and makes it possible to easily predict BP with sufficient practical accuracy. In addition, the calculation amount can be greatly reduced by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis, so that the calculation time can be shortened.

ここで、実施例1では、説明を簡単にするために、温度境界条件を一定としている。しかし、上記説明で用いた厳密計算(2次元熱伝導・加硫反応度解析)においては、実際の加硫を模擬して温度変化を考慮した方が、予測精度を向上させることができる。この場合、温度の操業条件は、加硫装置や加硫の仕様毎に定められているので、それらの温度条件をライブラリー化しておいて、必要に応じて引用し、計算に適用することが好ましい。   Here, in Example 1, the temperature boundary condition is constant for the sake of simplicity. However, in the exact calculation (two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis) used in the above description, the prediction accuracy can be improved by considering the actual vulcanization and considering the temperature change. In this case, the temperature operating conditions are determined for each vulcanizer and vulcanization specification. Therefore, these temperature conditions can be compiled into a library, quoted as necessary, and applied to the calculation. preferable.

また、実施例1では、加硫金型の温度は一定として、厳密計算を実行している。しかし、ゴム中に食い込む加硫金型の突起は、ゴムに熱を奪われるため、実際の加硫においては等温度にはならない。そして、タイヤの溝幅が大きい(突起が太い)場合には、厳密計算により求めた加硫金型の温度誤差は小さく、溝幅が小さい場合には、前記温度誤差が大きい。また、ブロックの山幅や溝深さや加硫金型の突起材料その他の条件にも温度差は依存する。このような熱伝導に関する加硫金型側の温度誤差の要因を考慮して厳密計算を実行すれば、より精度の高い関数関係(減厚率)を把握することができる。また、計算のみならず、モデルの加硫金型を用いて伝熱に関する実験を実行し、その実験結果に基づいて関数関係を補正してもよい。   Moreover, in Example 1, exact | strict calculation is performed on the assumption that the temperature of a vulcanization mold is constant. However, the protrusions of the vulcanization mold that bite into the rubber are not isothermal in actual vulcanization because the heat is taken away by the rubber. When the tire groove width is large (thick protrusions are thick), the temperature error of the vulcanization mold obtained by rigorous calculation is small, and when the groove width is small, the temperature error is large. The temperature difference also depends on the block width, groove depth, vulcanization mold projection material, and other conditions. If exact calculation is performed in consideration of the cause of the temperature error on the vulcanization mold side relating to such heat conduction, a more accurate functional relationship (thickness reduction) can be grasped. In addition to the calculation, an experiment relating to heat transfer may be performed using a model vulcanization mold, and the functional relationship may be corrected based on the experimental result.

さらに、加硫金型は金属であり、加硫対象のゴムと比較して数桁程度、熱伝導率が高いので、厳密計算により加硫金型の温度を求めた場合には、多くの場合加硫金型の温度誤差は小さい。しかし、近年においては、サイプと称する、1mm〜2mm程度の厚さの金属板を、加硫金型に嵌合し取り付けて使用する場合がある。このとき、嵌合部分に汚れが存在する場合には特に熱伝導に対する抵抗が大きく、厳密計算における加硫金型の温度誤差を大きくすることがある。かかる場合にも、計算あるいは実測により、関数関係(減厚率)を補正することで、ブローポイントの予測精度を向上させることができる。   In addition, the vulcanization mold is a metal, and its thermal conductivity is about several orders of magnitude higher than that of the rubber to be vulcanized. Therefore, when the temperature of the vulcanization mold is obtained by exact calculation, it is often the case. The temperature error of the vulcanization mold is small. However, in recent years, there is a case where a metal plate having a thickness of about 1 mm to 2 mm, called a sipe, is used by fitting it to a vulcanization mold. At this time, particularly when the fitting portion is contaminated, the resistance to heat conduction is large, and the temperature error of the vulcanization mold in the exact calculation may be increased. Even in such a case, the prediction accuracy of the blow point can be improved by correcting the functional relationship (thickening rate) by calculation or actual measurement.

次に、実施例1に係る等価加硫度の予測方法における一連の処理手順について説明する。図8は、実施例1に係る等価加硫度の予測方法における一連の処理手順を示すフローチャートである。タイヤにおいては、溝が浅く、かつブロック幅の広い部分の中心内部に最遅加硫点が存在する。したがって、タイヤの最遅加硫点が存在する候補箇所(最遅加硫部分)を絞り込み、当該箇所について1次元熱伝導・加硫反応度解析に近似してBPを求めればよい。   Next, a series of processing procedures in the method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the first embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart illustrating a series of processing procedures in the method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the first embodiment. In the tire, the latest vulcanization point exists in the center of the portion where the groove is shallow and the block width is wide. Therefore, candidate locations (latest vulcanization portions) where the slowest vulcanization point of the tire exists are narrowed down, and the BP may be obtained by approximating one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis for the relevant locations.

実施例1に係る等価加硫度の予測方法を実行するにあたっては、まず、最遅加硫部分を選定する(ステップS101)。具体的には、タイヤのCC(Center Crown)部やショルダー部Shにおけるブロックのうち、外形寸法が最大のブロックに着目する。また、w/tが大きい方がタイヤ1の内部まで熱伝導しにくくなるので、ブロック3の幅wが大きいもの、又は溝深さtが小さいもののうち少なくとも一方を満たす部分を選択する。   In executing the equivalent vulcanization degree prediction method according to the first embodiment, first, the slowest vulcanization portion is selected (step S101). Specifically, attention is focused on the block having the largest outer dimension among the blocks in the CC (Center Crown) portion and the shoulder portion Sh of the tire. In addition, since heat transfer to the inside of the tire 1 becomes difficult when w / t is large, a portion satisfying at least one of the block 3 having a large width w or a groove having a small groove depth t is selected.

図9−1、図9−2は、タイヤのトレッド面に形成されるブロック群の一例を示す説明図である。また、図9−3は、熱伝導的に等価な矩形への変換についての説明図である。図9−4は、変換後の矩形を示す平面図である。図9−1に示すように、ブロック31〜33の中では、ブロック31の溝深さt1が最も小さいので、ブロック31〜33の中では、ブロック31の部分が最遅加硫部分となる。また、図9−2に示すように、ブロック31〜33の中では、ブロック31が最大幅を持つ。したがって、ブロック31〜33の中では、ブロック31の部分が最遅加硫部分となる。このような基準で、最遅加硫部分の候補を選定する。 9A and 9B are explanatory diagrams illustrating an example of a block group formed on the tread surface of the tire. Moreover, FIG. 9-3 is explanatory drawing about conversion to the rectangle equivalent to heat conduction. FIG. 9-4 is a plan view showing the converted rectangle. As shown in Figure 9-1, in the block 3 1 to 3 3, since the groove depth t 1 of block 3 1 is the smallest, in the block 3 1 to 3 3, block 3 1 portions outermost It becomes the slow vulcanization part. Also, as shown in FIG. 9B, among the blocks 3 1 to 3 3 , the block 3 1 has the maximum width. Thus, among the block 3 1 to 3 3, block 3 1 part becomes the most retarded pressurized硫部min. Based on these criteria, the candidate for the latest vulcanization part is selected.

次に、溝深さ一定の多角形を抽出する(ステップS102)。具体的には、タイヤ1のトレッド面5側から見た場合における、最遅加硫部分の候補となるブロック31の平面形状を抽出する。このようにして抽出したブロック31の平面形状は多角形となる。そして、ブロック31の図心(重心)を求め、前記図心からブロック31の外周への最短距離を2倍して幅とする。次に、図9−3に示すように、抽出したブロック31の平面形状を、熱伝導的に等価な矩形31'へ変換する(ステップS103)。かかる変換は、例えば化学工学便覧第3版に開示されている固体熱伝導に関する変換方法を用いることもできる。 Next, a polygon having a constant groove depth is extracted (step S102). Specifically, when viewed from the tread surface 5 side of the tire 1, extracts the planar shape of the block 3 1 as the slowest pressurized硫部content candidate. Thus the planar shape of the block 3 1 and extracted becomes polygon. The calculated block 3 1 of the centroid (the center of gravity), and the width FIG sincerely twice the shortest distance to the outer periphery of the block 3 1. Next, as illustrated in FIG. 9C, the extracted planar shape of the block 3 1 is converted into a thermally conductive equivalent rectangle 3 1 ′ (step S103). For this conversion, for example, a conversion method related to solid heat conduction disclosed in Chemical Engineering Handbook 3rd edition can be used.

前記変換後、前記熱伝導的に等価な矩形31'の長短比wl/ws(図4参照)が4以上か否かを判断する(ステップS104)。ここで、熱伝導的に等価な矩形31'の長辺の長さをwlとし、短辺の長さをwsとする。これらはいずれも等価加硫度予測対象ゴム製品の表面形状を表すパラメータである。 After the conversion, it is determined whether the length / short ratio wl / ws (see FIG. 4) of the thermally conductive equivalent rectangle 3 1 ′ is 4 or more (step S104). Here, the length of the long side of the rectangle 3 1 ′ equivalent to heat conduction is wl, and the length of the short side is ws. These are all parameters representing the surface shape of an equivalent vulcanization degree prediction target rubber product.

前記長短比wl/wsが4以上であれば(ステップS104;Yes)、前記ブロック31の断面は、一様な2次元断面として取り扱い(ステップS105)、上述した手順によって1次元熱伝導に近似して熱伝導・加硫反応度解析を実行する(ステップS106)。そして、得られた解析結果からタイヤ1の最遅加硫点におけるBPを予測する(ステップS107)。 If the length ratio wl / ws is 4 or more (step S104; Yes), the block 3 1 cross section, handled as a uniform two dimensional section (step S105), the approximation to a one-dimensional heat conduction by the procedure described above Then, heat conduction / vulcanization reactivity analysis is executed (step S106). Then, the BP at the latest vulcanization point of the tire 1 is predicted from the obtained analysis result (step S107).

長短比wl/wsが4未満の場合(ステップS104;No)、タイヤ1の総厚さの減厚量を計算する(ステップS108)。この手順について説明する。図10は、減厚計算の手順の一例を示す説明図である。この減厚計算を実行するにあたっては、まず、前記熱伝導的に等価な矩形31'の長手方向wlをブロック幅wとして、例えば上記近似式(3)により第1減厚量ΔL1を求める(ステップS201)。次に、求めた第1減厚量ΔL1に基づき、溝深さをt−ΔLとし、これを新たな溝深さt'とする。そして、この溝深さt'と、前記熱伝導的に等価な矩形31'の短手方向wsをブロック幅wとして、上記近似式(3)により第2減厚量ΔL2を求める(ステップS202)。 When the long / short ratio wl / ws is less than 4 (step S104; No), the reduction amount of the total thickness of the tire 1 is calculated (step S108). This procedure will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a procedure for thickness reduction calculation. In executing this thickness reduction calculation, first, the first thickness reduction amount ΔL1 is obtained by the above approximate expression (3), for example, with the longitudinal direction wl of the thermally conductive equivalent rectangle 3 1 ′ as the block width w ( Step S201). Next, based on the obtained first thickness reduction amount ΔL1, the groove depth is set to t−ΔL, which is set as a new groove depth t ′. Then, using the groove depth t ′ and the transverse direction ws of the thermally conductive equivalent rectangle 3 1 ′ as the block width w, the second thickness reduction amount ΔL2 is obtained by the above approximate expression (3) (step S202). ).

このようにして求めた減厚量ΔL2を用いることにより、長短比wl/wsが4未満の場合であっても断面一様な2次元断面として取り扱うことができる(ステップS105)。このように、2次元断面を1次元に次元圧縮することにより、2次元断面内の熱伝導を1次元計算することで簡素化し、最遅加硫カーブに関しては実質的に同等の結果が得られる。さらに、ブロック側面からの熱伝導促進効果を減厚の形でブロック厚さの減少に対応させることが可能となる。後者に注目することで、実質的には3次元形状のブロックに対しても、ブロック形状を矩形とみなした場合における二つの山幅の影響を順次それぞれブロック厚さの減少に変換し、加算することで、3次元を2次元に、さらに2次元を1次元に順次変換して、3次元形状の影響を1次元における厚さの減少として反映させることができる。すなわち、本来であれば断面が一様でない3次元形状のブロックであっても、断面一様な2次元断面として取り扱うことができることを意味する。なお、矩形の長辺と短辺とのいずれを先に次元圧縮しても、相当する1次元の厚さは、実質的には同じ大きさとなることが確認されている。したがって、矩形の長辺又は短辺のいずれを先に次元圧縮してもよい。   By using the thickness reduction amount ΔL2 obtained in this way, even when the length / short ratio wl / ws is less than 4, it can be handled as a two-dimensional cross section having a uniform cross section (step S105). In this way, by compressing the two-dimensional section to one dimension, the heat conduction in the two-dimensional section is simplified by one-dimensional calculation, and a substantially equivalent result is obtained with respect to the latest vulcanization curve. . Furthermore, the heat conduction promoting effect from the side surface of the block can be made to correspond to the decrease in the block thickness in the form of a decrease in thickness. By paying attention to the latter, the effect of the two peak widths in the case where the block shape is regarded as a rectangle is sequentially converted into a decrease in the block thickness and added to the three-dimensional block in effect. Thus, it is possible to sequentially convert 3D to 2D and further convert 2D to 1D to reflect the effect of the 3D shape as a decrease in thickness in 1D. That is, it means that even a block having a three-dimensional shape with a non-uniform cross section can be handled as a two-dimensional cross section with a uniform cross section. It has been confirmed that the corresponding one-dimensional thickness is substantially the same regardless of which of the long side and the short side of the rectangle is dimensionally compressed first. Therefore, dimension compression may be performed first on either the long side or the short side of the rectangle.

なお、前記長短比や溝深さtに応じたより精密な変換則に基づいて3次元計算の結果と対比することにより、断面一様な2次元断面として取り扱うこともできる。第2減厚量ΔL2を求めた後は、この第2減厚量ΔL2を用いて、1次元熱伝導により熱伝導・加硫反応度解析を実行する(ステップS106)。そして、得られた解析結果からタイヤの最遅加硫部分におけるBPを予測する(ステップS107)。   In addition, it can also be handled as a two-dimensional cross section with a uniform cross section by comparing with the result of the three-dimensional calculation based on a more precise conversion rule according to the length ratio and the groove depth t. After obtaining the second thickness reduction amount ΔL2, heat conduction / vulcanization reactivity analysis is performed by one-dimensional heat conduction using the second thickness reduction amount ΔL2 (step S106). And BP in the slowest vulcanization part of a tire is predicted from the obtained analysis result (Step S107).

以上、実施例1に係る等価加硫度の予測方法によれば、表面形状パラメータと減厚パラメータとの近似関数を用いることにより、2次元形状であっても1次元の熱伝導・加硫反応度解析によって解析することができる。これによって、境界条件の設定や解析モデルの作成が容易になるので、解析における取り扱いを容易にできる。また、1次元における解析により計算量を抑えることができるので、予測結果を得るまでの時間を短縮することができる。   As described above, according to the method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the first embodiment, by using the approximate function of the surface shape parameter and the thickness reduction parameter, the one-dimensional heat conduction / vulcanization reaction is obtained even in the two-dimensional shape. It can be analyzed by degree analysis. As a result, setting of boundary conditions and creation of an analysis model are facilitated, so that handling in analysis can be facilitated. In addition, since the amount of calculation can be suppressed by analysis in one dimension, the time until obtaining the prediction result can be shortened.

実施例2に係る等価加硫度の予測方法は、実施例1と略同様の構成であるが、タイヤの子午面断面における総厚さが不均等である場合に、当該断面内における最遅加硫部分を推定する手順を含む点が異なる。他の構成は実施例1と同様であるのでその説明を省略する。図11は、実施例2に係る等価加硫度の予測方法における一連の処理手順を示すフローチャートである。   The method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. However, when the total thickness in the meridional section of the tire is uneven, the latest addition in the section is performed. The difference is that it includes a procedure for estimating the sulfur content. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. FIG. 11 is a flowchart illustrating a series of processing procedures in the method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the second embodiment.

例えば、ショルダー部Sh(図1)のように、タイヤ1の子午面断面における総厚さが変化する場合、当該断面内の最遅加硫点が存在すると考えられる最遅加硫部分を決定する。まず、タイヤ1の子午面断面における総厚さが均等か否かを判定する(ステップS301)。均等である場合には(ステップS301;Yes)、タイヤ1の1次元の厚さを決定し(ステップS302)、これをタイヤ1の総厚さLとする。次に、トレッドパターンの有無を判断する(ステップS303)。トレッドパターンが存在しない場合には(ステップS303;No)、トレッド面5に溝2が存在しないことになるので、そのままタイヤ1の総厚さLを用いて、1次元熱伝導の熱伝導・加硫反応度解析を実行する(ステップS309)。そして、その解析結果に基づいて最遅加硫点におけるBPを予測する(ステップS310)。   For example, when the total thickness in the meridional cross section of the tire 1 changes as in the shoulder portion Sh (FIG. 1), the slowest vulcanization portion that is considered to have the slowest vulcanization point in the cross section is determined. . First, it is determined whether or not the total thickness in the meridional section of the tire 1 is equal (step S301). If equal (step S301; Yes), the one-dimensional thickness of the tire 1 is determined (step S302), and this is set as the total thickness L of the tire 1. Next, the presence / absence of a tread pattern is determined (step S303). When the tread pattern does not exist (step S303; No), the groove 2 does not exist on the tread surface 5, so that the total thickness L of the tire 1 is used as it is, and the heat conduction / heating of the one-dimensional heat conduction is performed. A sulfur reactivity analysis is executed (step S309). Based on the analysis result, the BP at the latest vulcanization point is predicted (step S310).

トレッドパターンが存在する場合には(ステップS303;Yes)、実施例1で説明したステップS101〜ステップS108と同様の手順により、最遅加硫点におけるBPを予測する(ステップS304〜ステップS313)。タイヤ1の子午面断面における総厚さが均等でない場合には(ステップS301;No)、当該断面内における最遅加硫位置を推定する(ステップS311)。この方法について説明する。   When the tread pattern exists (step S303; Yes), the BP at the latest vulcanization point is predicted by the same procedure as step S101 to step S108 described in the first embodiment (step S304 to step S313). When the total thickness in the meridional section of the tire 1 is not uniform (step S301; No), the latest vulcanization position in the section is estimated (step S311). This method will be described.

図12は、子午面断面の厚さが不均一である状態を簡略的に表現した簡易断面図である。図12中の一点鎖線は、熱貫流の方向を示す。図12に示すように、タイヤ1のショルダー部Shは、CC部よりも子午面断面内における総厚さが大きくなっている。このため、タイヤ1の子午面断面内においては、ショルダー部Shに最遅加硫部分Aslが存在すると考えられる。そして、この最遅加硫部分Asl内に最遅加硫点Pslが存在すると考えられる。   FIG. 12 is a simplified cross-sectional view simply representing a state in which the meridian cross-sectional thickness is non-uniform. The dashed-dotted line in FIG. 12 shows the direction of heat flow. As shown in FIG. 12, the shoulder portion Sh of the tire 1 has a greater total thickness in the meridional plane cross section than the CC portion. For this reason, in the meridional section of the tire 1, it is considered that the latest vulcanized portion Asl is present in the shoulder portion Sh. It is considered that the latest vulcanization point Psl exists in the latest vulcanization portion Asl.

これらの仮定から、図12に示すようなタイヤの子午面断面の簡易断面図を用いて、断面の広がり、縮小による温度拡散距離の調整を利用して、最遅加硫部分Aslを通る熱貫流のラインを作図する。この作図について説明する。断面の厚さが不均一である場合には、断面形状に応じた最遅加硫カーブが実質的に一致する基準における等価的な厚さを求める。この手順は、例えば光の屈折を説明するホイヘンスの原理に類似する図解法を用いることができるが、有限要素法等による計算結果を整理して、1次元の等価厚さへの関数関係(変換規則)を利用してもよい。   Based on these assumptions, the heat flow through the latest vulcanized portion Asl is adjusted by using the simplified sectional view of the meridional section of the tire as shown in FIG. Draw a line. This drawing will be described. When the thickness of the cross section is non-uniform, an equivalent thickness is obtained on the basis that the latest vulcanization curves corresponding to the cross-sectional shape substantially coincide. This procedure can use, for example, a graphical method similar to Huygens's principle that explains the refraction of light, but organizes the calculation results by the finite element method etc. and converts the functional relationship to a one-dimensional equivalent thickness (conversion Rules).

熱伝導を、熱源から等速で進行する熱波(サーマルウェーブ)と仮定すると、平面的な熱源からは、深さ方向に等しく熱波が進行する。仮に、熱源温度がすべて等しいとして、上下熱源からの熱波が衝突する部分が熱源から最も遠く、最遅加硫部分であると考えられる。熱波同士が重なると相互に干渉し、その部分の温度上昇は重なった熱波の進行方向を変化させるとともに、熱波の進行速度を速める。また、熱波が凸又は凹に湾曲して伝わるとき、熱波の先端が広がり、又は縮まることに対応して、熱波の進行速度は減少又は増加する。そして、熱波の進行による広がり(断面積)を一定とする規則を作図に適用することができる。   If heat conduction is assumed to be a heat wave (thermal wave) that travels at a constant speed from the heat source, a heat wave travels equally from the planar heat source in the depth direction. Assuming that the heat source temperatures are all equal, the portion where the heat waves from the upper and lower heat sources collide is the farthest from the heat source and is considered to be the slowest vulcanization portion. When heat waves overlap each other, they interfere with each other, and the temperature rise at that portion changes the traveling direction of the overlapping heat waves and increases the traveling speed of the heat waves. Further, when the heat wave is transmitted in a convex or concave manner, the traveling speed of the heat wave is reduced or increased corresponding to the expansion or contraction of the tip of the heat wave. And the rule which makes the breadth (cross-sectional area) by progress of a heat wave constant can be applied to drawing.

図12は、上述したような、熱波の進行による広がりを一定とする規則にしたがって作図されたものである。図12において、タイヤ内面4とトレッド面5とが平行なCC部近傍では、タイヤ内面4からの熱波とトレッド面5からの熱波とが、3波目で衝突している。これに対して、ショルダー部Shでは、およそ4.5波目で、タイヤ内面4からの熱波とトレッド面5からの熱波とが衝突している。すなわち、この部分で、タイヤ内面4における熱源、及びトレッド面5における熱源からの熱が達している。   FIG. 12 is constructed in accordance with the rules for making the spread due to the progression of the heat wave constant as described above. In FIG. 12, in the vicinity of the CC portion where the tire inner surface 4 and the tread surface 5 are parallel, the heat wave from the tire inner surface 4 and the heat wave from the tread surface 5 collide at the third wave. On the other hand, in the shoulder portion Sh, the heat wave from the tire inner surface 4 and the heat wave from the tread surface 5 collide at the approximately 4.5th wave. That is, the heat from the heat source in the tire inner surface 4 and the heat source in the tread surface 5 has reached this portion.

これにより、最遅加硫部分Asl、及び最遅加硫部分Aslに相当するトレッド面5とタイヤ内面4との厚さが推定できる。すなわち、最後に熱波が衝突した部分が、推定される最遅加硫部分Aslに相当する。この例では、タイヤのCC部近傍における厚さの1.5倍(4.5/3=1.5)が、最遅加硫部分Aslに相当する厚さ(等価的な厚さ)となる。上記手法は、2次元で表現される不等厚さ部分を、1次元化(次元圧縮)する手法の一つである。さらに、ブロックパターンの矩形寸法及び溝深さの影響を、記述(実施例1)の手順により1次元化すればよい。   Thereby, the thickness of the tread surface 5 and the tire inner surface 4 corresponding to the latest vulcanized portion Asl and the latest vulcanized portion Asl can be estimated. That is, the portion where the heat wave finally collided corresponds to the estimated slowest vulcanization portion Asl. In this example, 1.5 times the thickness in the vicinity of the CC portion of the tire (4.5 / 3 = 1.5) is the thickness (equivalent thickness) corresponding to the latest vulcanized portion Asl. . The above technique is one of the techniques for making the unequal thickness portion expressed in two dimensions one-dimensional (dimensional compression). Further, the influence of the rectangular dimension of the block pattern and the groove depth may be made one-dimensional by the procedure described (Example 1).

このようにして推定した、最遅加硫部分Aslに相当するトレッド面5とタイヤ内面4との厚さが、最も長い熱貫流ライン(図12ではLn)となる。そして、この最も長い熱貫流ラインLn上に、この子午面断面内における最遅加硫点Pslが存在すると考えられる。したがって、当該熱貫流ラインが最遅加硫点Pslを通るものであると決定し(ステップS312)、最遅加硫点を通る熱伝導距離をLnに決定する。なお、2次元、あるいは3次元の熱伝導・加硫反応度解析により、最遅加硫点を通る熱伝導距離を求めることもできる。このようにして求めた最遅加硫点を通る熱伝導距離を、子午面断面における総厚さが不均等である場合におけるタイヤ1の1次元の厚さとして決定し(ステップS302)、これをタイヤ1の総厚さLとする。以後の処理手順は上述した通りなのでその説明を省略する(ステップS303〜S313)。   The estimated thickness of the tread surface 5 and the tire inner surface 4 corresponding to the latest vulcanized portion Asl is the longest heat flow line (Ln in FIG. 12). And, it is considered that the slowest vulcanization point Psl in the meridional section is present on the longest heat flow line Ln. Accordingly, it is determined that the heat flow line passes through the latest vulcanization point Psl (step S312), and the heat conduction distance passing through the latest vulcanization point is determined as Ln. The heat conduction distance passing through the latest vulcanization point can also be obtained by two-dimensional or three-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis. The heat conduction distance passing through the latest vulcanization point thus determined is determined as the one-dimensional thickness of the tire 1 when the total thickness in the meridional section is not uniform (step S302). The total thickness L of the tire 1 is assumed. Since the subsequent processing procedure is as described above, the description thereof is omitted (steps S303 to S313).

なお、実施例1及び2に係る等価加硫度の予測方法は、予め用意されたコンピュータプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このコンピュータプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このコンピュータプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。   The equivalent vulcanization degree prediction method according to the first and second embodiments can be realized by executing a computer program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This computer program can be distributed via a network such as the Internet. The computer program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD and being read from the recording medium by the computer.

以上、実施例2に係る等価加硫度の予測方法では、タイヤの子午面断面における最遅加硫部分を推定する手順を含むので、当該断面内におけるタイヤの総厚さが不均等である場合にも、最遅加硫部分を予測して、より精度の高い等価加硫度の予測が実現できる。   As described above, the method for predicting the equivalent vulcanization degree according to the second embodiment includes the procedure for estimating the latest vulcanization portion in the meridional section of the tire, and thus the total thickness of the tire in the section is not uniform. In addition, the latest vulcanization portion can be predicted, and the equivalent vulcanization degree can be predicted with higher accuracy.

実施例3では、実施例1又は2に係る等価加硫度の予測方法を含むゴム製品の製造方法を説明する。図13は、実施例3に係るゴム製品の製造方法の手順を説明するフローチャートである。実施例3においては、ゴム製品のしてタイヤを例にとって説明するが、コンベアベルトや防舷材に対してもこのゴム製品の製造方法が適用できることは言うまでもない。まず、加硫するタイヤの加硫条件を取得する(S401)。加硫条件には、例えばゴムの種類や添加剤の種類、あるいはタイヤの大きさ等に応じて決定される加硫温度や加圧条件等がある。   In Example 3, a rubber product manufacturing method including the method for predicting the equivalent vulcanization degree according to Example 1 or 2 will be described. FIG. 13 is a flowchart for explaining the procedure of the rubber product manufacturing method according to the third embodiment. In the third embodiment, a tire is described as an example of a rubber product, but it goes without saying that this rubber product manufacturing method can be applied to a conveyor belt and a fender. First, vulcanization conditions for a tire to be vulcanized are acquired (S401). Vulcanization conditions include, for example, vulcanization temperature and pressure conditions determined according to the type of rubber, the type of additive, the size of the tire, and the like.

次に、上記加硫条件から加熱に関する条件を取得し、また、タイヤの種類によって決定されるブロック幅wや溝深さtあるいはタイヤの総厚さLその他の幾何学的な条件を取得する。そして、上記実施例1又は2に係る等価加硫度の予測方法により、加硫対象のタイヤの最遅加硫部分におけるBPを予測する(ステップS402)。その後、グリーンタイヤを加硫金型に入れて(ステップS403)、加硫を開始する(ステップS404)。   Next, the heating-related conditions are acquired from the vulcanization conditions, and the block width w, groove depth t, total tire thickness L, and other geometric conditions determined by the type of tire are acquired. Then, the BP in the latest vulcanization portion of the tire to be vulcanized is predicted by the equivalent vulcanization degree prediction method according to Example 1 or 2 (step S402). Thereafter, the green tire is placed in a vulcanization mold (step S403), and vulcanization is started (step S404).

加硫を開始して、上記ステップS402で予測したBPに到達したら加硫を終了し(ステップS405)、脱型する(ステップS406)。このように、実施例3に係るタイヤの製造法では、実施例1又は2に係る等価加硫度の予測方法により、タイヤの最遅加硫部分におけるBPを予測し、予測したBPで加硫を終了する。これにより、実用上十分な精度で簡易かつ迅速に予測できるので、多種類のタイヤのBPを管理しなければならない製造状況においても効率よくBPを求めることができる。その結果、最適なタイミングで脱型できるので、タイヤの製造効率が向上するとともに、歩留まりも向上する。   Vulcanization is started, and when the BP predicted in step S402 is reached, vulcanization is terminated (step S405) and demolded (step S406). As described above, in the tire manufacturing method according to Example 3, the BP in the latest vulcanized portion of the tire is predicted by the equivalent vulcanization degree prediction method according to Example 1 or 2, and vulcanized with the predicted BP. Exit. Thereby, since it can be simply and quickly predicted with practically sufficient accuracy, the BP can be efficiently obtained even in a manufacturing situation in which BPs of various types of tires must be managed. As a result, the mold can be removed at the optimum timing, so that the tire manufacturing efficiency is improved and the yield is also improved.

以上のように、本発明に係る等価加硫度の予測方法及びゴム製品の製造方法は、ゴム製品の加硫に有用であり、特に、等価加硫度の予測に適している。 As described above, the manufacturing method of the prediction method及Beauty rubber products equivalent vulcanization degree according to the present invention is useful for vulcanization of rubber products, particularly suitable for the prediction of equivalent degree of vulcanization.

ゴム製品の一例であるタイヤの子午面を含む一部の断面を示す一部断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows a partial cross section containing the meridian surface of the tire which is an example of a rubber product. タイヤのトレッド面の一部を拡大した一部断面図である。It is the partial sectional view which expanded a part of tread surface of a tire. 等価加硫度の時間に対する変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change with respect to time of an equivalent vulcanization | cure degree. タイヤの最遅加硫点の説明図である。It is explanatory drawing of the slowest vulcanization point of a tire. 2次元熱伝導・加硫反応度解析により厳密計算した第1最遅加硫カーブを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st latest vulcanization curve calculated strictly by two-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis. 2次元熱伝導・加硫反応度解析に用いた解析モデルの一例である。It is an example of the analysis model used for two-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis. 1次元熱伝導・加硫反応度解析により解析した第2最遅加硫カーブを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd latest vulcanization curve analyzed by the one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis. 1次元熱伝導・加硫反応度解析に用いた解析モデルの一例である。It is an example of the analysis model used for the one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis. 2次元及び1次元熱伝導・加硫反応度解析により解析した第1及び第2最遅加硫カーブ同士を重ねた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which piled up the 1st and 2nd slowest vulcanization curves analyzed by the two-dimensional and one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis. 横軸を対数表示して減厚パラメータとw/tとの関係を表した説明図である。It is explanatory drawing which represented the relationship between the thickness reduction parameter and w / t by logarithmically displaying a horizontal axis. 実施例1に係る等価加硫度の予測方法における一連の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a series of processing procedures in a method for predicting an equivalent vulcanization degree according to Embodiment 1. タイヤのトレッド面に形成されるブロック群の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the block group formed in the tread surface of a tire. タイヤのトレッド面に形成されるブロック群の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the block group formed in the tread surface of a tire. 熱伝導的に等価な矩形への変換についての説明図である。It is explanatory drawing about conversion to the rectangle equivalent in heat conduction. 変換後の矩形を示す平面図である。It is a top view which shows the rectangle after conversion. 減厚計算の手順の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the procedure of thickness reduction calculation. 実施例2に係る等価加硫度の予測方法における一連の処理手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a series of processing procedures in a method for predicting an equivalent vulcanization degree according to a second embodiment. 子午面断面の厚さが不均一である状態を簡略的に表現した簡易断面図である。It is a simple sectional view which expressed simply the state where the thickness of the meridional section is not uniform. 実施例3に係るゴム製品の製造方法の手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure of the manufacturing method of the rubber product which concerns on Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイヤ
2 溝
2u 底部
3、31 ブロック
3t 頂部
4 タイヤ内面
5 トレッド面
1 tire 2 groove 2u bottom 3, 3 1 block 3t top 4 tire inner surface 5 tread surface

Claims (4)

コンピュータが、
ゴム製品の表面形状の断面における形状を表すパラメータであるブロック幅w、溝深さtを変化させて、2次元熱伝導・加硫反応度解析により前記ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における前記パラメータw、tの異なる値に対応する複数の第1最遅加硫カーブを求めるとともに、前記断面内の熱貫流方向における前記断面の寸法・厚さを表すパラメータの異なる値に対応して、1次元熱伝導・加硫反応度解析により前記断面内における複数の第2最遅加硫カーブを求める手順と、
前記複数の第1最遅加硫カーブと前記複数の第2最遅加硫カーブとの対応関係から、前記パラメータw、tと、前記断面の寸法・厚さLの減少量ΔLを表す減厚パラメータΔL/tとの近似関数を求める手順と、
等価加硫度予測対象ゴム製品の前記パラメータw、tの値に対応する前記減厚パラメータΔL/tの値を前記近似関数から求め、求めた前記減厚パラメータΔL/tの値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、前記ゴム製品の最遅加硫部分における等価加硫度を予測する手順と、
記述したコンピュータプログラムを実行することを特徴とする等価加硫度の予測方法。
Computer
A cross section including the latest vulcanization portion of the rubber product by two-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis by changing the block width w and the groove depth t, which are parameters representing the shape of the cross section of the surface shape of the rubber product. A plurality of first slowest vulcanization curves corresponding to different values of the parameters w and t in the interior, and corresponding to different values of parameters representing the dimension / thickness L of the section in the direction of heat flow in the section Then , a procedure for obtaining a plurality of second slowest vulcanization curves in the cross section by one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis,
From the correspondence relationship between the plurality of second slowest vulcanization curve and the plurality of first slowest vulcanization curve, before representing Kipa parameters w, and t, the decrease ΔL of dimensions and thickness L of the cross section A procedure for obtaining an approximate function with the thickness reduction parameter ΔL / t ;
Equivalent vulcanization degree prediction target rubber products before Kipa parameter w, the value of the reduced thickness parameter [Delta] L / t corresponding to the value of t obtained from the approximate function, using the value of the reduced thickness parameter [Delta] L / t obtained Thus, by performing a one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in a cross section including the slowest vulcanization part of the rubber product subject to the equivalent vulcanization degree prediction, the equivalent vulcanization in the slowest vulcanization part of the rubber product is performed. A procedure for predicting the degree of sulfur;
A method for predicting an equivalent vulcanization degree, characterized in that a computer program describing the above is executed.
等価加硫度予測対象ゴム製品の表面の溝深さtの溝に囲まれたブロックの平面形状を抽出し、これを熱伝導的に等価な矩形に変換し、その長辺の長さwlと短辺の長さwsとを表面形状を表すパラメータとし、前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの一方をブロック幅として対応する第1減厚量ΔL1の値を前記近似関数から求め、
次いで溝深さをt−ΔL1とし前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの他方をブロック幅として対応する第2減厚量ΔL2の値を前記近似関数から求め、求めた前記第2減厚量ΔL2の値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、前記ゴム製品の最遅加硫部分における等価加硫度を予測することを特徴とする請求項1に記載の等価加硫度の予測方法。
Extract the planar shape of the block surrounded by the groove with the groove depth t on the surface of the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product , convert it into a heat conductive equivalent rectangle, and the length wl of its long side The short side length ws is used as a parameter representing the surface shape, and one of the long side length wl and the short side length ws is used as a block width, and the corresponding first thickness reduction amount ΔL1 is the approximate function. From
Next, the groove depth is set to t−ΔL1 and the value of the corresponding second thickness reduction amount ΔL2 is determined from the approximate function using the other of the long side length wl and the short side length ws as the block width. By performing a one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in a cross section including the slowest vulcanization portion of the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product using the value of the second thickness reduction amount ΔL2 , the rubber The method for predicting the equivalent vulcanization degree according to claim 1, wherein the equivalent vulcanization degree in the latest vulcanization part of the product is predicted.
等価加硫度予測対象ゴム製品の表面のブロックの平面形状を抽出し、これを熱伝導的に等価な矩形に変換し、その長辺の長さwlと短辺の長さwsとを表面形状を表すパラメータとするとともに長短比wl/wsを求め、
前記長短比wl/wsが所定値以下である場合には、前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの一方をブロック幅として対応する第1減厚量ΔL1の値を前記近似関数から求め、次いで溝深さをt−ΔL1とし前記長辺の長さwl、前記短辺の長さwsの他方をブロック幅として対応する第2減厚量ΔL2の値を前記近似関数から求め、求めた前記第2減厚量ΔL2の値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行し、
前記長短比wl/wsが所定値以上であり前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面が一様な2次元形状として取り扱える場合には、前記長辺の長さwlに対応する減厚パラメータの値を求めることなく、前記短辺の長さwsをブロック幅として対応する前記減厚パラメータΔL/tの値を前記近似関数から求め、求めた前記減厚パラメータΔL/tの値を用いて、前記等価加硫度予測対象ゴム製品の最遅加硫部分を含む断面内における1次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することにより、前記ゴム製品の最遅加硫部分における等価加硫度を予測することを特徴とする請求項1に記載の等価加硫度の予測方法。
The planar shape of the surface block of the rubber product to be predicted for equivalent vulcanization degree is extracted, converted into a heat conductive equivalent rectangle, and the long side length wl and the short side length ws are converted into the surface shape. And a long / short ratio wl / ws,
When the long / short ratio wl / ws is equal to or less than a predetermined value, the value of the first thickness reduction amount ΔL1 corresponding to one of the long side length wl and the short side length ws as a block width is approximated. Next, the groove depth is t-ΔL1, the long side length wl, the other of the short side lengths ws is the block width, and the corresponding second thickness reduction amount ΔL2 is obtained from the approximate function. Then, using the obtained value of the second thickness reduction ΔL2, to perform a one-dimensional heat conduction and vulcanization reactivity analysis in the cross section including the slowest vulcanization portion of the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product,
When the long / short ratio wl / ws is equal to or greater than a predetermined value and the cross section including the slowest vulcanized portion of the equivalent vulcanization degree prediction target rubber product can be handled as a uniform two-dimensional shape, the long side length wl Without obtaining the value of the thickness reduction parameter corresponding to the above , the value of the thickness reduction parameter ΔL / t corresponding to the short side length ws as the block width is obtained from the approximate function, and the obtained thickness reduction parameter ΔL / Using the value of t, by performing a one-dimensional heat conduction / vulcanization reactivity analysis in the cross section including the slowest vulcanization portion of the rubber product subject to prediction of the equivalent vulcanization degree, the slowest vulcanization of the rubber product is performed. The equivalent vulcanization degree prediction method according to claim 1, wherein the equivalent vulcanization degree in the sulfur portion is predicted.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の等価加硫度の予測方法により、加硫対象ゴム製品の等価加硫度を予測し、予測した等価加硫度から加硫対象ゴム製品のブローポイントを予測する手順と、
加硫金型に入れて加硫を開始する手順と、
予測したブローポイントで加硫を終了し、脱型する手順と、
を含むことを特徴とするゴム製品の製造方法。
The equivalent vulcanization degree of the rubber product to be vulcanized is predicted by the equivalent vulcanization degree prediction method according to any one of claims 1 to 3, and the rubber product to be vulcanized is blown from the predicted equivalent vulcanization degree. Steps to predict points,
The procedure to start vulcanization in a vulcanization mold,
Finishing vulcanization at the predicted blow point and demolding,
A method for producing a rubber product, comprising:
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