(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ外周面を成形するセグメントがガイド部材に案内されて摺動するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置であって、
ベース部材と、
ベース部材に固定されたガイド部材モデルと、
ベース部材とガイド部材モデルに設けられた摺動面と、
ガイド部材モデルにより案内されて摺動面上を摺動するセグメントモデルと、
セグメントモデルの摺動抵抗を測定する摺動抵抗測定手段と、
を備えたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置において、
各摺動面に着脱してセグメントモデルが摺動する摺動面を変更する摺動プレートを備えたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置において、
摺動時のセグメントモデルに作用するモーメントを変更するモーメント変更手段を備えたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置において、
モーメント変更手段が、セグメントモデルに取り付けられてセグメントモデルの質量を変更するウエイトを有するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置において、
モーメント変更手段が、セグメントモデルに対するウエイトの取り付け位置を調節してセグメントモデルの重心位置を変更する手段を有するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置において、
摺動抵抗測定手段が、摺動時にセグメントモデルに負荷される荷重を測定する荷重測定装置を有するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメントを摺動させて未加硫タイヤを加硫するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤ等の各種のタイヤは、一般に、未加硫タイヤを金型内で加硫して製造される。このタイヤ加硫用金型として、従来、上型と下型、及び、周方向に複数に分割されたセグメントを備え、それらを組み合わせて未加硫タイヤを成形する割モールドが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、この従来のタイヤ加硫用金型のセグメントを示す側面図である。
タイヤ加硫用金型９０は、図示のように、下型９１と、下型９１に固定されたＴブロック９２と、下型９１上で半径方向に移動するセグメント９３とを備えている。Ｔブロック９２は、セグメント９３のガイド部材であり、セグメント９３に形成されたＴスロット９３Ａ内にはめ込まれて、セグメント９３の開閉を補助する。複数のセグメント９３は、Ｔブロック９２に案内されて下型９１上で摺動し、環状に組み合わされて未加硫タイヤの外周面を成形する。
【０００４】
ここで、セグメント９３の摺動特性を評価するためには、種々の条件で摺動抵抗を測定して、測定結果を比較する必要がある。その際、セグメント９３の摺動抵抗は、例えば、セグメント９３に取り付けた測定装置により測定される。しかしながら、セグメント９３の大きさやタイヤ加硫用金型９０の構造に起因して、摺動抵抗の測定作業は作業性が低くなり、測定に多大な手間や時間を要する。また、同一の条件でも測定結果が変動して、測定の再現性が低くなる傾向がある。
【０００５】
実際にセグメント９３の摺動抵抗を測定すると、同一のタイヤ加硫用金型９０内でも、セグメント９３毎に、８００Ｎ（ニュートン）〜１５００Ｎの間で様々な摺動抵抗が測定される。摺動抵抗の差の要因は、タイヤ加硫用金型９０の組み立て精度、摺動面のクリアランス等であると推測できるものの、明確に把握するのは難しい。また、セグメント９３を開閉動作させて摺動抵抗を測定すると、摺動中に摺動抵抗が大きく変動するが、その要因も不明である。そのため、セグメント９３の摺動特性は、実際に摺動抵抗を測定しても、評価結果にバラツキが生じる。併せて、摺動抵抗の測定には、クレーンを使用した作業が必要である等、測定を実施できる環境が限定されるとともに、作業性も低くなって時間とコストを浪費する。従って、セグメント９３の摺動特性は、実物以外により、容易かつ精度よく評価することが強く望まれている。
【０００６】
また、タイヤ加硫用金型９０では、セグメント９３の摺動抵抗に影響する因子、例えば、セグメント９３の重心位置や、セグメント９３に加わるモーメントの大きさを変更して、所望の条件に設定するのは極めて困難である。これに対し、セグメント９３の摺動抵抗を算出できれば、各条件での摺動抵抗を推定できる。ところが、タイヤ加硫用金型９０は構造が比較的複雑であり、かつ、上記のように、摺動抵抗に生じる差や変動の要因も不明である。そのため、従来のように、セグメント９３の質量と摩擦係数との積から摺動抵抗（摩擦抵抗）を算出しても、正確な値とはならず、算出結果から摺動抵抗を推定するのは難しい。仮に、摺動抵抗を推定できたとしても、推定結果の妥当性を検証するためには、推定の条件に合わせた条件でセグメント９３の摺動抵抗を測定し、それらを比較する必要がある。そのため、摺動抵抗を簡便に測定できる装置の実現が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これら従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、セグメントがガイド部材に案内されて摺動するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置により、セグメントモデルの摺動抵抗を簡便に測定して、タイヤ加硫用金型に設けるセグメントの摺動特性を容易かつ精度よく評価することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、タイヤ外周面を成形するセグメントがガイド部材に案内されて摺動するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置であって、ベース部材と、ベース部材に固定されたガイド部材モデルと、ベース部材とガイド部材モデルに設けられた摺動面と、ガイド部材モデルにより案内されて摺動面上を摺動するセグメントモデルと、セグメントモデルの摺動抵抗を測定する摺動抵抗測定手段と、を備えたタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セグメントがガイド部材に案内されて摺動するタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置により、セグメントモデルの摺動抵抗を簡便に測定でき、タイヤ加硫用金型に設けるセグメントの摺動特性を容易かつ精度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の摺動モデル装置の側面図である。
【図２】図１の矢印Ｘ方向から見た摺動モデル装置の正面図である。
【図３】ベース部材とＴブロックを抜き出して示す図である。
【図４】スライドベースに作用する反力を示す側面図である。
【図５】スライドベースとセグメントの支点の例を示す側面図である。
【図６】スライドベースの荷重と摺動抵抗の関係を示す図である。
【図７】スライドベースの摺動抵抗の算出について説明するための図である。
【図８】従来のタイヤ加硫用金型のセグメントを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のタイヤ加硫用金型の摺動モデル装置（以下、単に摺動モデル装置という）の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の摺動モデル装置は、タイヤ加硫用金型を模した金型モデルを備え、金型モデルを使用してセグメントの摺動をシミュレートする。即ち、摺動モデル装置は、セグメントの摺動シミュレーション装置（シミュレータ）であり、金型モデルによりセグメントの摺動特性を評価する。
【００１３】
なお、摺動モデル装置は、タイヤ外周面を成形するセグメントがガイド部材に案内されて摺動するタイヤ加硫用金型をモデル化している。モデルとなるタイヤ加硫用金型は、上記したタイヤ加硫用金型９０（図８参照）であり、上型（図示せず）、下型９１、上型と下型９１間に配置された複数のセグメント９３、及び、Ｔブロック９２（ガイド部材）を備える。複数のセグメント９３は、未加硫タイヤの外周面にトレッドパターンを成形するトレッド成形金型であり、周方向に複数に分割され、半径方向に移動して環状に組み合わされる。Ｔブロック９２は、各セグメント９３のＴスロット９３Ａ内にはめ込まれて、セグメント９３の移動を案内する。セグメント９３は、Ｔブロック９２により案内されて下型９１上で半径方向に摺動し、環状に組み合わされて未加硫タイヤの外周面を成形する。
【００１４】
図１は、本実施形態の摺動モデル装置の側面図であり、摺動モデル装置の概略構成を示している。また、図２は、図１の矢印Ｘ方向から見た摺動モデル装置の正面図である。
摺動モデル装置１は、図示のように、ベース部材２と、ベース部材２に固定されたＴブロック１０と、ベース部材２上で移動（摺動）するスライドベース２０と、摺動抵抗測定手段３０（図２では省略する）とを備えている。ベース部材２は、タイヤ加硫用金型９０の下型９１に対応する下型モデルであり、装置内での位置が固定されている。また、ベース部材２は、平板状をなし、上面上の所定範囲をスライドベース２０が移動する。
【００１５】
Ｔブロック１０は、断面Ｔ字状に形成され、ベース部材２に固定されて、両側方の一対の凸条１１とベース部材２との間に空間を形成する。Ｔブロック１０は、タイヤ加硫用金型９０のガイド部材に対応するガイド部材モデルであり、摺動するスライドベース２０を案内してベース部材２上で移動させる。また、Ｔブロック１０とベース部材２は、スライドベース２０が摺動する摺動面を有する。ここでは、スライドベース２０と接触するベース部材２の上面、及び、凸条１１の上下面が摺動面になっている。
【００１６】
スライドベース２０は、直方体状をなし、ガイド溝であるＴスロット２１が、中央部を貫通して形成されている。Ｔスロット２１は、Ｔブロック１０の断面形状に合わせて断面Ｔ字状に形成され、Ｔブロック１０が内部に移動可能にはめ込まれる。Ｔブロック１０は、Ｔスロット２１内で相対移動して、スライドベース２０内での位置が変化する。スライドベース２０は、内部を相対移動するＴブロック１０により案内されて、Ｔスロット２１の延びる方向に移動する。
【００１７】
スライドベース２０は、タイヤ加硫用金型９０のセグメント９３に対応するセグメントモデルであり、Ｔブロック１０により案内されて、ベース部材２とＴブロック１０に設けられた摺動面上を摺動する。これにより、スライドベース２０は、Ｔブロック１０の案内方向（摺動方向Ｓ）の両方向に移動する。ここでは、スライドベース２０は、Ｔブロック１０の半分程度が内部に位置する状態（図１に示す状態）（第１状態という）と、Ｔブロック１０の全体が内部に入り込んだ状態（第２状態という）との間で移動する。スライドベース２０の第１状態は、タイヤ加硫用金型９０内で複数のセグメント９３が環状に組み合わされた状態に対応し、第２状態は、タイヤ加硫用金型９０内で複数のセグメント９３が離れて全開した状態に対応する。
【００１８】
摺動モデル装置１は、スライドベース２０上に、複数（ここでは４つ）の棒状の支持部材３、４と、ウエイト５、６と、スペーサ７、８と、負荷部材９とを備えている。支持部材３、４は、摺動方向Ｓの一方側と他方側（図１では、右側と左側）に設けられた第１支持部材３と第２支持部材４からなり、スライドベース２０の上面に固定されている。また、第１支持部材３と第２支持部材４は、２つずつ設けられて、それぞれ摺動方向Ｓと直交する方向に並べて配置されている。
【００１９】
ウエイト５、６は、第１支持部材３に取り付けられる第１ウエイト５と、第２支持部材４に取り付けられる第２ウエイト６からなり、それぞれ支持部材３、４が挿入される貫通孔を有する。各ウエイト５、６は、所定質量のブロック状をなし、貫通孔内に支持部材３、４が挿入されてスライドベース２０に取り付けられる。スペーサ７、８は、貫通孔が形成された所定厚さの板状部材からなり、貫通孔内に支持部材３、４が挿入されて、支持部材３、４を囲んで１つ又は複数段配置される。また、スペーサ７、８は、スライドベース２０とウエイト５、６の間に配置され、数や積み上げ高さにより、ウエイト５、６の高さを変更して、ウエイト５、６の配置高さを調節する。ウエイト５、６は、スライドベース２０との間にスペーサ７、８を挟んで、支持部材３、４により支持される。なお、ここでは、第１ウエイト５は、第２ウエイト６よりも大きさと質量が大きくなっている。
【００２０】
負荷部材９は、棒状をなし、第１ウエイト５に形成された凹溝（図示せず）内に配置されて、スライドベース２０の上面に固定されている。スライドベース２０は、負荷部材９に負荷される荷重Ｆにより、摺動方向Ｓ（ここでは、水平方向）の各方向に移動して摺動面上を摺動する。負荷部材９には、連結部材３１が任意の位置（高さ）に固定され、連結部材３１により摺動抵抗測定手段３０が連結されている。
【００２１】
摺動抵抗測定手段３０は、荷重測定装置３２と、荷重測定装置３２が接続された測定処理装置３３とを有する。荷重測定装置３２は、例えば、物を押す力と引く力を測定するプッシュプルゲージであり、荷重Ｆの測定部３２Ａが連結部材３１に取り付けられている。荷重測定装置３２は、測定部３２Ａにより、負荷部材９を摺動方向Ｓに押して又は引いて負荷部材９に荷重Ｆを負荷するときに、負荷部材９に負荷される荷重Ｆを測定する。スライドベース２０は、負荷部材９を介して測定部３２Ａから負荷される荷重Ｆで摺動方向Ｓに摺動する。荷重測定装置３２は、摺動時にスライドベース２０に負荷される荷重Ｆを測定して、荷重Ｆの測定結果（測定データ）を測定処理装置３３へ出力する。
【００２２】
測定処理装置３３は、例えばマイクロプロセッサや各種メモリを有するコンピュータを備え、荷重測定装置３２の測定データ等に基づき、各種の演算処理を実行する。また、測定処理装置３３は、スライドベース２０の移動距離を測定するセンサ（図示せず）から移動距離の測定結果を受信する。測定処理装置３３は、荷重Ｆと移動距離の測定結果に基づいて、荷重Ｆと移動距離を対応させて記憶するとともに、摺動中のスライドベース２０の荷重変化を把握する。また、スライドベース２０が移動を開始したときの荷重Ｆがスライドベース２０の摺動抵抗である。測定処理装置３３は、スライドベース２０が移動を開始したときの荷重Ｆを判別して、この荷重Ｆを摺動抵抗として記憶する。これにより、摺動抵抗測定手段３０は、スライドベース２０の摺動抵抗を測定する。
【００２３】
本実施形態では、スライドベース２０を摺動方向Ｓの両方向に移動させて、各方向の摺動抵抗を摺動抵抗測定手段３０により測定する。その際、スライドベース２０を、Ｔブロック１０が内部に入る方向（図１では左方向）に移動させて、上記した第１状態から第２状態まで摺動させる。これにより、環状に組み合わせた複数のセグメント９３を開く動作（開動作という）に対応する摺動抵抗を測定する。また、スライドベース２０を、Ｔブロック１０が内部から出る方向（図１では右方向）に移動させて、上記した第２状態から第１状態まで摺動させる。これにより、複数のセグメント９３を閉じて環状に組み合わせる動作（閉動作という）に対応する摺動抵抗を測定する。また、摺動モデル装置１は、スライドベース２０の摺動条件を変更して、各条件でのスライドベース２０の摺動抵抗を測定する。
【００２４】
摺動条件は、スライドベース２０の摺動抵抗に影響する因子に対応して、例えば、スライドベース２０の質量Ｗや重心Ｇの位置（重心位置という）であり、それぞれ所望の条件に設定される。また、スライドベース２０は、ベース部材２とＴブロック１０により、摺動方向Ｓのみに移動するように拘束された状態で、荷重Ｆが負荷される。この荷重Ｆや質量Ｗ等により、スライドベース２０には、回転させるような力が発生して、モーメントが作用する。スライドベース２０に作用するモーメントも、摺動抵抗に影響する因子であり、摺動条件として設定される。以下、摺動モデル装置１が備える摺動条件の変更手段により、摺動条件を変更する仕方について順に説明する。
【００２５】
ウエイト５、６を交換する等して、各ウエイト５、６の質量をそれぞれ調節して、スライドベース２０の質量Ｗを変更する。また、ウエイト５、６の各質量を調節して、スライドベース２０の摺動方向Ｓの重心位置を変更する。スペーサ７、８により、ウエイト５、６の各高さを調節して、スライドベース２０の高さ方向の重心位置を変更する。このように、摺動モデル装置１は、ウエイト５、６の質量と取り付け位置を調節して、スライドベース２０の水平方向及び垂直方向の重心位置を変更し、ベース部材２の上面からスライドベース２０の重心Ｇまでの高さ（重心高さという）を変更する。
【００２６】
荷重測定装置３２により負荷部材９に荷重Ｆを負荷するときに、連結部材３１に対する荷重Ｆの方向（角度）を調節して、スライドベース２０に負荷される荷重Ｆの垂直成分と水平成分を変更する。また、連結部材３１を負荷部材９に固定する位置を変えて、ベース部材２の上面から荷重Ｆの力点までの高さ（荷重Ｆの力点高さという）を変更する。
【００２７】
スライドベース２０（図２参照）は、負荷部材９と支持部材３、４が固定された中央板２２と、中央板２２を挟む一対の側壁２３と、側壁２３を中央板２２に固定する複数のボルト２４とを有する。また、中央板２２の側面には、ボルト２４のネジ孔が、摺動方向Ｓに沿って複数形成されている。スライドベース２０は、ボルト２４を挿入する中央板２２のネジ孔を変更することで、側壁２３に対して中央板２２が前後に変位する。中央板２２を変位させて、スライドベース２０上の負荷部材９の位置を調節し、荷重Ｆがスライドベース２０に負荷される位置を摺動方向Ｓに変化させる。これに伴い、荷重Ｆの力点とスライドベース２０の重心Ｇの水平距離（水平方向の距離）を変更する。
【００２８】
摺動モデル装置１は、複数種類の摺動条件を適宜変更することで、スライドベース２０に種々のモーメントを作用させる。スライドベース２０は、ベース部材２とＴブロック１０の摺動面からモーメントに応じた反力を受けつつ各摺動面上を摺動する。摺動モデル装置１は、摺動条件を調節してスライドベース２０に作用するモーメントを変更し、各条件でスライドベース２０を摺動させて摺動抵抗を測定する。このように、摺動モデル装置１は、摺動時のスライドベース２０に作用するモーメントを変更する手段（モーメント変更手段という）を備えている。
【００２９】
モーメント変更手段は、上記した摺動条件の変更手段からなり、例えば、スライドベース２０の重心位置を変更する手段、スライドベース２０に負荷される荷重Ｆの方向を変更する手段、荷重Ｆの負荷位置を変更する手段を有する。また、モーメント変更手段は、スライドベース２０に取り付けられて質量を付加するウエイト５、６を有し、ウエイト５、６により、スライドベース２０の質量Ｗを変更する。更に、モーメント変更手段は、スライドベース２０に対するウエイト５、６の取り付け位置を調節してスライドベース２０の重心位置を変更する。摺動モデル装置１は、モーメント変更手段により、スライドベース２０のモーメントが、実際のセグメント９３に合わせて調整される。また、摺動モデル装置１は、ベース部材２とＴブロック１０の摺動面に摺動プレートを備え、摺動プレートを着脱することでも、スライドベース２０の摺動条件とモーメントが変更される。
【００３０】
図３は、ベース部材２とＴブロック１０を抜き出して示す図であり、図３Ａは図１に対応する側面図、図３Ｂは図２に対応する正面図である。また、図３では、ベース部材２の上面付近を示している。
摺動プレート１５は、図示のように、ベース部材２とＴブロック１０の各摺動面に、着脱可能に取り付けられている。ここでは、摺動プレート１５は、ベース部材２の上面にＴブロック１０を挟んで配置されている。また、摺動プレート１５は、Ｔブロック１０の凸条１１の上下面に配置されている。摺動プレート１５は、スライドベース２０の摺動抵抗を変化させるための板状部材であり、タイヤ加硫用金型９０でも摺動面に取り付けられている。タイヤ加硫用金型９０では、摺動プレート１５は、低摩擦係数の合成樹脂材からなり、セグメント９３の摺動抵抗を低減させてセグメント９３の摺動特性を高めるために使用される。また、摺動プレート１５は、加硫条件に耐えるため、耐荷重性、耐熱性、及び、耐スチーム性も要求されており、高性能で比較的高価な材料からなる。
【００３１】
摺動プレート１５は、各摺動面に着脱してスライドベース２０が摺動する摺動面を変更する。スライドベース２０は、摺動プレート１５が取り外された摺動面との間に、全体に亘って隙間（クリアランス）ができるため、その摺動面とは接触せずに、摺動プレート１５の有る摺動面のみに接触する。摺動モデル装置１は、摺動プレート１５を着脱することで、クリアランスの有無と、スライドベース２０の摺動面が変更される。これに伴い、スライドベース２０が摺動する摺動面が、ベース部材２とＴブロック１０のいずれか一方又は両方の摺動面に変更される。スライドベース２０は、接触する摺動面から反力を受けつつ摺動面上を摺動する。また、摺動面の変更により、ベース部材２の上面から、反力の支点となる摺動面までの高さが変更されて、スライドベース２０の摺動条件も変更される。
【００３２】
以上説明したように、摺動モデル装置１は、スライドベース２０（セグメントモデル）を、Ｔブロック１０（ガイド部材モデル）により案内して摺動面上を摺動させて、スライドベース２０の摺動抵抗を測定する。これにより、実際のセグメント９３の摺動条件と同様の摺動条件で、スライドベース２０を摺動させて、その摺動抵抗を測定する。そのため、実際のセグメント９３で摺動抵抗を測定することなく、スライドベース２０の摺動抵抗の測定結果から、セグメント９３の摺動抵抗を推定することができる。また、摺動モデル装置１は、実機よりも小さくて取り扱い易く、かつ、測定を実施する環境も限定されないため、摺動抵抗を測定するときの作業性を改善できる。同時に、測定の手間や時間を削減して、測定に要するコストも低減できる。更に、スライドベース２０の摺動条件も比較的簡単に変更できるため、種々の摺動条件における摺動抵抗を簡便に測定できる。その結果、種々の条件での摺動抵抗を比較して、セグメント９３の摺動特性を模擬的に評価できる。
【００３３】
従って、本実施形態によれば、タイヤ加硫用金型９０の摺動モデル装置１により、スライドベース２０の摺動抵抗を種々の条件で簡便に測定でき、タイヤ加硫用金型９０に設けるセグメント９３の摺動特性を容易かつ精度よく評価することができる。また、摺動抵抗を算出するときでも、算出の条件に合わせた条件における摺動抵抗を取得できるため、摺動モデル装置１は、算出値（予測値）の検証にも有効に活用できる。併せて、タイヤ加硫用金型９０を設計する段階で、摺動特性の評価や検証の結果を活用することで、セグメント９３の摺動特性を効果的に改良できる。
【００３４】
各摺動面に摺動プレート１５を設けることで、設定すべき摺動条件に合わせて、スライドベース２０が摺動する摺動面を容易に変更できる。また、上記したモーメント変更手段により、スライドベース２０に作用するモーメントを変更できるため、実際のセグメント９３の摺動条件に合わせて、スライドベース２０の摺動条件を調整できる。その際、ウエイト５、６によりスライドベース２０の質量Ｗや重心位置を変更することで、様々な摺動条件を容易に再現できる。摺動抵抗の測定時には、荷重測定装置３２により、スライドベース２０に負荷される荷重Ｆを測定することで、摺動抵抗を正確かつ容易に測定できる。
【００３５】
次に、スライドベース２０に作用する反力について詳細に説明する。
図４は、スライドベース２０に作用する反力を示す側面図であり、スライドベース２０がベース部材２の摺動面から受ける反力を模式的に示している。
スライドベース２０は、図示のように、Ｔブロック１０と接する角部、又は、Ｔブロック１０の角部と接する部分を支点Ｋ（ＫＡ、ＫＢ）として、反力Ｒ（ＲＡ、ＲＢ）を受ける。そのため、スライドベース２０を、図４Ａの位置から図４Ｂの位置まで移動させると、スライドベース２０の移動に合わせて、支点ＫＡ、ＫＢも次第に移動する。これに伴い、支点ＫＡ、ＫＢとスライドベース２０の重心Ｇの水平距離が変化する。
【００３６】
また、スライドベース２０の移動（摺動）時には、スライドベース２０にモーメントが発生する。このモーメントにより、移動方向前方側の支点ＫＡで、スライドベース２０がベース部材２の摺動面に押し付けられる。その結果、スライドベース２０が摺動面から通常の反力（正の反力という）を受けて、支点ＫＡのスライドベース２０に反力ＲＡが作用する。これに対し、移動方向後方側の支点ＫＢでは、スライドベース２０を摺動面から浮き上がらせるモーメントに対する反力ＲＢが発生する。その際、スライドベース２０は、垂直方向に拘束されているため、垂直方向には移動せずに、摺動面に接触しつつ水平方向に摺動する。そのため、スライドベース２０は、支点ＫＢで、摺動面から浮き上がらずに、見かけ上、押し付け時の反力ＲＡと逆向きの反力（負の反力という）が発生して反力ＲＢが作用する。スライドベース２０は、摺動面（図３参照）のそれぞれにおいて、同様の支点Ｋに各方向の反力Ｒが作用する。
【００３７】
図５は、スライドベース２０とセグメント９３の支点Ｋの例を示す側面図である。また、図５Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、スライドベース２０の支点Ｋであり、図５Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、それぞれ図５Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に示すスライドベース２０に対応した状態のセグメント９３の支点Ｋである。
スライドベース２０は、図示のように、接触する摺動面と摺動の方向に応じて、各摺動面の所定位置が支点Ｋとなる。スライドベース２０の各支点Ｋは、摺動プレート１５の着脱により変化するとともに、スライドベース２０の移動に伴い、スライドベース２０内で次第に変化する。また、各支点Ｋは、ベース部材２の上面からの高さ（支点Ｋの高さという）が、摺動面の位置に応じた高さになる。更に、支点Ｋは、スライドベース２０の摺動中に、対応する支点Ｋ間の距離が変化する。スライドベース２０は、以上の支点Ｋと反力Ｒに関する摺動条件でもモーメントが変更されて、異なる摺動抵抗が測定される。
【００３８】
これに対し、セグメント９３は、タイヤ加硫用金型９０内で、スライドベース２０と同様の位置が支点Ｋとなる。また、セグメント９３は、スライドベース２０と同様に、支点Ｋに関連する摺動条件で摺動抵抗が変化する。このように、摺動モデル装置１は、スライドベース２０により、セグメント９３の摺動を模擬的に再現しており、セグメント９３の摺動条件に対応した条件で摺動抵抗を測定できる。
【００３９】
ここで、スライドベース２０の摺動抵抗は、その質量Ｗに対する摩擦抵抗のみではなく、荷重Ｆにより複数の摺動面に発生するモーメントと、モーメントによる反力Ｒに対する摺動抵抗を考慮することで、より正確に算出できる。以下、この摺動抵抗の算出について、図４に示すスライドベース２０を例に説明する。
【００４０】
図６は、荷重Ｆと摺動抵抗Ｐの関係を示す図であり、横軸がスライドベース２０に負荷する荷重Ｆ、縦軸がスライドベース２０の摺動抵抗Ｐである。また、図７は、摺動抵抗Ｐの算出について説明するための図である。
【００４１】
従来の摺動抵抗Ｐの考え方では、摺動抵抗Ｐの大きさは、スライドベース２０の質量Ｗと、スライドベース２０と摺動面の摩擦係数μのみで決まる。ところが、荷重Ｆ等によりスライドベース２０にモーメントが発生して、スライドベース２０に反力ＲＡ、ＲＢが作用するときには、摺動抵抗Ｐは、反力ＲＡ、ＲＢに対して発生する。反力ＲＡ、ＲＢの総和は、スライドベース２０が変形しない限り、荷重Ｆや質量Ｗとつり合う。ところが、摺動抵抗Ｐは、反力ＲＡ、ＲＢの絶対値から求まる。そのため、支点Ｋ（ここではＫＢ）の反力ＲＢの向きが逆向き（負の反力）であるときには、反力ＲＡ、ＲＢの総和は変わらずに、反力の絶対値の総和が大きくなり、摺動抵抗Ｐも大きくなる。また、負の反力ＲＢが大きくなる方向にモーメントが発生するときには、より摺動抵抗Ｐが大きくなる。
【００４２】
具体的には、図６に示すように、スライドベース２０は、荷重Ｆが摺動抵抗Ｐに等しくなると動いて摺動を開始する。摩擦係数が小さい（μ１）に対して、摩擦係数が大きくなり（μ２）、スライドベース２０の摺動開始までに負の反力ＲＢが発生するときには、スライドベース２０が動き始める荷重Ｆが大きくなる。そのため、摺動抵抗Ｐ１が、従来の考え方で求まる摺動抵抗Ｐ０よりも大きくなる。また、負の反力ＲＢが大きくなると、スライドベース２０が動き始める荷重Ｆと、摺動抵抗Ｐ２も、より大きくなる。摩擦係数が更に大きくなると（μ３）、スライドベース２０が動き始める荷重Ｆと摺動抵抗Ｐも一層大きくなる。なお、セグメント９３に負荷できる荷重は、アクチュエータの性能や加硫機の最高締め付け力により機械的に制約されて、所定の最高荷重以下に制限される。そのため、この最高荷重に対応して、スライドベース２０に負荷できる荷重Ｆも最高荷重Ｆ２以下に制限されて、荷重Ｆ２よりも大きい荷重Ｆは負荷できず、摩擦係数がμ３のときには、スライドベース２０を摺動させられない。ただし、摺動抵抗Ｐの算出自体は可能である。
【００４３】
次に、摺動抵抗Ｐを算出する式について説明する。荷重Ｆの垂直成分とスライドベース２０の質量Ｗの和は、反力ＲＡ、ＲＢの総和になる。ただし、ここでは、荷重Ｆを水平方向に負荷するため、荷重Ｆの垂直成分は零になり、図７に示すように、スライドベース２０の質量Ｗが、反力ＲＡ、ＲＢの総和と等しくなる（Ｗ＝ＲＡ＋ＲＢ）（式１）。スライドベース２０の摺動抵抗Ｐは、反力ＲＡ、ＲＢの絶対値の総和と摩擦係数μとを掛け合わせて算出される（Ｐ＝μ（｜ＲＡ｜＋｜ＲＢ｜））（式２）。また、反力ＲＡ、ＲＢは、モーメントのつり合いの式から算出される。
反力ＲＡ、ＲＢを算出する式は、上記した摺動条件に対応した項目からなる次の算出式Ａ、Ｂになる。
【００４４】
【数１】
0005479303.tif 000002
【００４５】
スライドベース２０の摺動抵抗Ｐは、算出式Ａ、Ｂにより求めた反力ＲＡ、ＲＢと摩擦係数μから、式２により算出される。その際、反力ＲＡ、ＲＢは、算出式Ａ、Ｂの各項目に、摺動モデル装置１における数値を代入して算出する。従って、摺動抵抗Ｐは、摺動モデル装置１におけるスライドベース２０の摺動条件がパラメータになっており、種々の摺動条件で算出される。このように算出した摺動抵抗Ｐは、算出時の条件に合わせてスライドベース２０の摺動条件を設定し、摺動モデル装置１によりスライドベース２０の摺動抵抗Ｐを測定して、それらを比較することで検証できる。
【００４６】
（摺動抵抗Ｐの検証試験）
次に、スライドベース２０の摺動抵抗Ｐを検証した試験（１）〜（３）について説明する。
試験（１）では、算出式Ａ、Ｂと式２により、スライドベース２０における上記した閉動作時と開動作時の摺動抵抗Ｐを算出した。算出式Ａ、Ｂには、閉動作と開動作の諸条件から各項目の数値を求めて代入した。また、摺動モデル装置１により、閉動作と開動作の諸条件に合わせてスライドベース２０の摺動条件を設定し、閉動作と開動作に対応するスライドベース２０の摺動抵抗Ｐを測定した。
表１に、摺動抵抗Ｐの算出値と測定値を示す。
【００４７】
【表１】
0005479303.tif 000003
【００４８】
閉動作時の摺動抵抗Ｐは、算出値が４３．６Ｎ（ニュートン）、測定値が３４Ｎとなった。また、開動作時の摺動抵抗Ｐは、算出値が１５０．４Ｎとなった。これに対し、摺動モデル装置１では、開動作時に、スライドベース２０が、いくら荷重Ｆを加えてもロックして動かず、摺動抵抗Ｐを測定できなかった。このように、摺動抵抗Ｐは、算出値が小さいときには測定値も小さくなり、算出値が大きいときには測定値も大きくなった。この結果より、算出値と測定値は、相関して同様の傾向で変化することが分かった。
【００４９】
試験（２）では、Ｔブロック１０の上面とスライドベース２０の間にクリアランスを設けた条件で、試験（１）と同様に、閉動作時と開動作時の摺動抵抗Ｐを算出した。また、Ｔブロック１０（図３参照）の両凸条１１の上面から摺動プレート１５を取り外し、凸条１１とスライドベース２０の間にクリアランスを設けて、摺動モデル装置１で、スライドベース２０の摺動抵抗Ｐを測定した。
表２に、摺動抵抗Ｐの算出値と測定値を示す。
【００５０】
【表２】
0005479303.tif 000004
【００５１】
閉動作時の摺動抵抗Ｐは、算出値が２９．９Ｎ、測定値が２５Ｎとなった。また、開動作時の摺動抵抗Ｐは、算出値が２９．９Ｎ、測定値が２０Ｎとなった。この条件でも、摺動抵抗Ｐは、算出値と測定値が相関していた。ただし、摺動抵抗Ｐの算出値と測定値は、全て、試験（１）の各値よりも小さくなった。これより、Ｔブロック１０の上面とスライドベース２０の間にクリアランスを設けると、摺動抵抗Ｐを小さくできることが分かった。タイヤ加硫用金型９０では、摺動プレート１５を取り外すことで、セグメント９３の摺動抵抗Ｐを小さくして、その摺動特性を改良できるとともに、コストダウンを図れる。
【００５２】
試験（３）では、実際のタイヤ加硫用金型９０（図８参照）を用いて、Ｔブロック９２の上面とセグメント９３の間にクリアランスが無いときと有るときの２条件で、セグメント９３の摺動抵抗Ｐを測定した。測定時には、測定ロッドをセグメント９３の背面に水平に取り付け、測定ロッドと引張装置（例えば、手動式のウインチ）をワイヤで繋いだ。また、測定ロッドとワイヤの間に、荷重を測定するロードセルを設置した。引張装置により、測定ロッドを引っ張ることでセグメント９３を移動させ、ロードセルにより荷重を測定した。これにより、セグメント９３の開動作時における摺動抵抗Ｐを測定した。セグメント９３の摺動条件は、クリアランスの有無以外は同じである。
表３に、摺動抵抗Ｐの測定結果を示す。
【００５３】
【表３】
0005479303.tif 000005
【００５４】
セグメント９３の摺動抵抗Ｐは、クリアランスが無いときで１．４ｋＮ、クリアランスが有るときで０．９ｋＮであった。このように、セグメント９３の摺動抵抗Ｐは、試験（１）、（２）の結果と同様に、クリアランスの有無で変化して、クリアランスが有るときのほうが無いときよりも小さくなることが分かった。
【００５５】
以上の結果から、摺動モデル装置１により、スライドベース２０の摺動抵抗Ｐの算出値を検証して、その妥当性を判断できることが分かった。また、セグメント９３の摺動特性を、摺動モデル装置１による摺動抵抗Ｐの測定と、摺動抵抗Ｐの算出とにより、容易かつ精度よく評価できることが分かった。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・摺動モデル装置、２・・・ベース部材、３・・・第１支持部材、４・・・第２支持部材、５・・・第１ウエイト、６・・・第２ウエイト、７・・・スペーサ、８・・・スペーサ、９・・・負荷部材、１０・・・Ｔブロック、１１・・・凸条、１５・・・摺動プレート、２０・・・スライドベース、２１・・・Ｔスロット、２２・・・中央板、２３・・・側壁、２４・・・ボルト、３０・・・摺動抵抗測定手段、３１・・・連結部材、３２・・・荷重測定装置、３２Ａ・・・測定部、３３・・・測定処理装置、９０・・・タイヤ加硫用金型、９１・・・下型、９２・・・Ｔブロック、９３・・・セグメント、Ｆ・・・荷重、Ｇ・・・重心、Ｋ・・・支点、Ｒ・・・反力、Ｗ・・・質量。
【図１】
0005479303.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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