JPH0419130A - ラジアルタイヤの製造をシミュレートする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は設計タイヤの評価方法に関する。適用されるタ
イヤは二輪車用、乗用車用、競技車輌用、航空機用、軽
トラツク／バス用、一般トラック／バス用、建設車輌用
など各種のものにわたり、部材構成の種類、タイヤの大
きさ、扁平串形状等に限定されるものでない。

［従来技術とその欠点］ 従来タイヤの製造はタイヤを構成する各種部材を作成し
、成型機上で貼合わせて円筒上の生タイヤを作成し、こ
れを更に変形して通常の車輌に装着される形状に近い未
加硫タイヤを作成する。この未加硫タイヤを加硫モール
ドにて加圧、加熱、型付けし、加硫タイヤを製造し実用
に供するのである。しかしながら、タイヤの部材構成が
異なったり、大きさ、扁平率等の形状が興なったりする
とその都度全ての材料を準備し、上述の手順に従ってタ
イヤ試作し、所期の生タイヤ、未加硫タイヤ、加硫タイ
ヤ形状が得られるかどうが検討する、更にこのタイヤ試
作中に製造不良や性能不良が発見されることが多く、そ
の対策のため前記試作を繰返すとＪＱ１時に一回あたり
の試作本数を増加する。具体的な不良の例としては各種
部材の端部の重なりによる空気の補ＩＩ（所謂エアー入
り）、部材端への応力集中の増加によるタイヤ破壊、モ
ールド形状と未加硫タイヤの外形状の不一致による加硫
タイヤのゴム不足（所謂ベア入り）などがあげられる。

最近自動車工業の発展、成熟とともにタイヤの需要が広
範化し、各種の性能、形状のタイヤの製造が要求されて
きている。しかしながら要求が細分化されるに従って一
種類当りの絶対製造本数は少なくなり材料棚、形状等も
多様化する傾向にあるが、これに対処するためタイヤ製
造上はできるだけ共通の部材を使用する必要がある。こ
の目的には前述の試作による最適形状の材料を得るとい
うだけでは充分でなく、できるだけ少数の材料棚をでき
るだけ多数のタイヤ種に適用するという一見矛盾した二
律背反の問題解決を迫られている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような各種のタイヤ形状に対応する材料の種類、形
状の選択、設定には一般的な法則はなく、担当技術者の
ノ・クハウ、換言すれば勘、コツ、経験によって対処し
ているのが実情である。それ故選択、設定された材料は
工場間、タイヤ極間において全く興なるものになってお
り、−様な材料の準備にはなっていないのである。

このように従来の技術による材料、形状決定方法は試作
に長時間、高費用を要するばかりでなく、できた形状に
も何等合理性はなく不統一なものとなっている。以上の
実情により、各種部材の形状、位置関係を入力すること
により、タイヤ試作することなく生タイヤ、未加硫タイ
ヤ、加硫タイヤの形状予測する方法の開発が持たれてい
た。

更にタイヤ性能について従来技術を論述する。

タイヤ各部材端部が特定位置に集中すると応力集中によ
り破壊しやすいことは公知である。この応力集中程度は
実際タイヤの測定ばかりでなく、有限要素法などによっ
ても予測、計算されているが、これら計測、予測はいず
れもその材料棚、位置が決定された加硫タイヤを使用時
に内圧設定や荷重負荷した時のものである。加硫タイヤ
における部材設定位置は、前述のとうり各種部材が成型
機上で貼合わされ生タイヤとし、変形して未加硫タイヤ
になり、更にモールド面へ加圧、加熱され変形して加硫
タイヤへ変っていくのであるが、この間の材料部材端部
の位置変化についても一般的な法則はなく、タイヤ試作
によって試行錯誤しているのが実情である。換言すれば
タイヤ試作によることなく、加硫タイヤの部材位置を判
明させる方法の開発が持たれていたのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は実際にタイヤ用部材を準備したり、試作
することなく生タイヤ、未加硫タイヤ、加硫タイヤの１
ＩｉｉＩｉ形状図を提供することである。

即ちコンピュタ−プログラムによってラジアルタイヤが
製造される過程をシミュレートし、実際にタイヤを製造
することなく実物と同様の断面形状図を作成することに
ある。

タイヤを製造、試作しようとする成型機ドラム形状、材
料の種類および形状、タイヤの設計時内面形状、モール
ド内面形状を予め与え、更に製造、試作意図に従って部
材の貼合わせ位置を設定する。

このように準備された各種データをもとにコンピュタ−
プログラムによって、まづ材料データを成型機ドラム上
に配置シミュレートする。かくして成型機上に製造、試
作される生タイヤ断面形状を得る。ついで設計時に与え
られたタイヤ内面形状に従ってこれを変形し未加硫タイ
ヤ断面形状を得る。更に与えられたモールド内面形状に
接触するようにタイヤ加硫時の加圧と同様に未加硫タイ
ヤを伸張シミュレートする。接触した後はタイヤの加熱
により表面ゴムが変形、流動するのと同様に接触面積が
増加していく。これら変形量が順次増加し与えられたゴ
ムの断面積に到達すると停止して加硫タイヤ形状となる
。これら材料部材配置より加硫タイヤ製造の一連の作業
をコンピュタプログラムによってシミュレートし、タイ
ヤ断面形状を予測することにより実際のタイヤ製造、試
作における時間工数の削減、材料部材資源の省略を図ろ
うとするものである。

［作用］ 本発明によるタイヤの製造方法においてはタイヤ設計時
に企画、意図した材料の種類、形状、タイヤ内面形状、
モールド内形状、成型機ドラム形状、材料貼合わせ位置
情報を入力すると、第１に成型機ドラム上にタイヤ貼合
わせ順序に準じて部材形状、位置が設定され、所謂第１
成型時の形状シミュレーション図（生タイヤ断面形状図
）を得る。

さらにこの生タイヤ断面形状図を所与のタイヤ内面形状
に従って変形し、加硫前の第２成型時形状シミュレーシ
ョン図（未加硫タイヤ断面形状図）を得る。

最後に第２成型時未加硫タイヤ断面形状の外周面が、所
与のモールド内形状の内周面に対応、接触するよう変形
しその過程が表示される。

［実施例］ 以下本発明をその実施例を示す図面に基づき詳述する。

第１図は本発明に係わるラジアルタイヤ報道方法の実施
例に係わるフローチャート、第２図はその実施に使用す
る装置のブロック図である。

第２図において文字入力手段１１は文字キー、ファンク
ションキーを備えたキーボードであり主として文字情報
の入力に利用し、図形入力手段１２はディジタイザ−等
図形情報の入力に適用でき、合せて読み入力手段１とし
て読み情報をｗ４１部２へ入力する。制御部２はマイク
ロプロセッサ−よりなり図示したメモリ部４に書込まれ
ている制御プログラムに従い後述するデータ処理を行な
う。

以下この処理機能を有する例示的ブロック図を参照して
説明する。入力された読み情報はＲＡＭ（随時読み出し
メモリ）なるメモリ一部４より読み出された制御方法を
、読取り手段２１と計算手段２２にて照合され実施され
る。表示部３はプリンター等の文字情報出力手段３１と
ＸＹプロッター等図形情報出力手段３２よりなり、制御
部２より計算、制御された情報を表示する。

初めに読み入力手段１のうち、文字入力手段１１よりタ
イヤ構成部材の種類、形状および成型機上における部材
設定位置のデータを、図形入力手段１２より成型機ドラ
ム形状、タイヤ内面形状、モールド内面形状データを制
御部２の読取り手段２１に入力する。ついでこのタイヤ
構成部材種類、形状、成型機上における部材設定位置お
よび成型機ドラム形状データを使い、メモリ一部４より
指令された制御方法に従って成型機ドラム上への材料の
配置、およびそれによる変形計算を行なう。

この結果データ（生タイヤ断面図）を表示３における文
字情報出力手段３１と図形情報出力手段３２にて表示す
ると同時にメモリ一部４において一時的に保管する。つ
いで図面入力手段１２より読取り手段２１に入力してあ
ったタイヤ内面形状データと、先に計算してメモリ一部
４に一時保管されている結果データ（生タイヤ断面図）
を計算手段２２に与える。更にメモリ一部より生タイヤ
断面形状の各部材がタイヤ内面形状の外周を肉づけする
ように変形計算するｉ制御指令（プログラム）を計算手
段に与え所定の計算を行なう。計算結果データ（未加硫
タイヤ断面図）は同様に表示部３における文字情報出力
手段３１と図形情報出力手段３２にて表示すると同時に
メモリ一部４において一時的に保持する。最後に入力手
段１２により読取り手段２１に入力してあったモールド
内面形状データと、先に計算して一時的に保持していた
結果データ（未加硫タイヤ断面図）を計算手段２２に与
える。更にメモリ一部４より未加硫タイヤの外周部分が
モールド内面に対応、接触するよう変形計算する制御指
令（プログラム）を計算手段２２に与え、所定の計算を
行なう。その結果データ（接触シミュレーション図）を
表示部３における文字情報出力手段３１と図形情報出力
手段３２にて表示する。

第３図以下第１２図までは１つの代表的な乗用車用タイ
ヤ１８５／６０ＨＲ１４について読み入力から計算、制
御、表示までの一連のプロセスを示す。第３図はトレッ
ドゴム形状図、第４図はサイドゴム形状図、第５図はピ
ードフィラーゴム形状図、第６図は成型機ドラム形状図
、第７図はりイヤ内面形状図、第８図はモールド内面形
状図である。読み入力手段１よりトレッド、サイド、ビ
ードフィラーゴムの各部材データ及び成型機ドラムの形
状データが入力され、メモリ一部４より指令された計算
、ｈ制御方法に従って成型機ドラム上に配置、変形計算
され、表示部３に表示される。

第９図はかくしてシミュレート計算された１８５／６０
ＨＲ１４タイヤの生タイヤ断面形状図であり、各部材の
配置、端部が図示されており、生タイヤ断面形状の部材
配置、形状変化、部材端部の重なりが予測されている。

又この生タイヤ断面形状のデータはメモリ一部４に一時
保管される。ついで先に読み入力したタイヤ内面形状デ
ータと、メモリ一部に保管されている生タイヤ断面形状
データとにより、メモリ一部４より指令された計算、制
一方法に従ってタイヤ内面形状の外周面に各部材が配置
、変形するよう計算され、表示部３に表示される。第１
０図は同様にかくしてシミュレート計算された１８５／
６０ＨＲ１４タイヤの未加硫タイヤ断面形状図である。

殆ど加硫タイヤと同じ形状の殻体タイヤにおける各部材
の配置、端部が図示されており、未加硫タイヤ断面形状
の部材配置、形状変化、部材端部の重なりが予測されて
いる。又この未加硫タイヤ断面形状のデータはメモリ一
部４に一時保管される。ついで先に読み入力したモール
ド内面形状データと、メモリ一部に保管されている未加
硫タイヤ断面形状データとにより、メモリ一部４より指
令された計算、制御方法に従って未加硫タイヤの外周面
がモールド内形状の内周面に対応して変形、接触する。

変形がすすむに従い接触面は増加し、当初読み入力によ
って与えられたサイドゴムの断面積と等しくなったとき
変形停止する。これはタイヤ加硫時におけるサイドゴム
の変形、流動をシミュレートしており、当初のゴム断面
積が不足し、モールド内面形状の内周面を充足しないと
空ＩＩ（所謂ベア入り）を生じ不良となる。この過程は
表示部３によって表示されるが、表示例として第１１図
、第１２図に変形初期および終期のモールド内周面とタ
イヤ外周面の対応を示した。

４゜ ［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、実際にラジアルタイヤを
製造、試作することなく、生タイヤ、未加硫タイヤの断
面図およびモールド内周面への未加硫タイヤ外周面が接
触していく過程をシミュレート表示できるので、材料部
材評価、時間工数の削減、材料部材省略の効果がある。

又タイヤ破断することなく断面形状を予測できるので、
部材の位置、部材端部の垂なりが判明し、空気入り等製
造不良、応力集中による製品破壊等の問題を予防できる
効果がある。更にモールド内面に接触していく過程のシ
ミュレートより表示できるので加硫タイヤ表面空気捕獲
（所謂ベア入り）を予防できる効果もある。

その上、本発明は種々の新種類のタイヤに、既存の材料
部材を報道試作することなく適用し判定できるので、材
料部材の共用化が可能となり、著しく部材数削減、統一
化の効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のフローチャート、第２図はそ
の実施に使用する装置のブロック図、第３図は実施例の
トレッドゴム形状図、第４図は実施例のサイドゴム形状
図、第５図は実施例のビードフィラーゴム形状図、第６
図は実施例の成型機ドラム形状図、第７図は実施例のタ
イヤ内面形状図、第８図は実施例のモールド内面形状図
、第９図は実施例の第１成型後生タイヤ断面図、第１０
図は実施例の未加硫タイヤ断面図、第１１図は実施例の
変形初期モールド内周面とタイヤ外周面の対応図、第１
２図は実施例の変形終期モールド内周面とタイヤ外周面
の対応図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ラジアルタイヤの製造をシミュレートする方法に
   して、タイヤ構成部材の材料、形状、配置位置のデータ
   、タイヤ内面の形状データ、タイヤ成形ドラムの形状デ
   ータならびにモールド内面形状データを計算機に入力す
   る段階と、これら入力されたデータを計算処理して前記
   成形ドラム上に設定された生タイヤの形態の計算結果を
   表示する段階と、さらに計算処理して前記入力データに
   基づき前記生タイヤから前記成形ドラムにより前記タイ
   ヤの内面形状を得るように変形させられた未加硫タイヤ
   の形態の計算結果を表示する段階と、さらに計算処理し
   て前記モールド内面形状データに基づき前記未加硫タイ
   ヤがモールド内面に接触するまで変形させられた加硫タ
   イヤの形態の計算結果の表示をする段階とを有すること
   を特徴とするラジアルタイヤの製造をシミュレートする
   方法。