JP2006056252A - 膨張容器内の漏れを検出する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 膨張した圧力容器と製品との間の密閉領域に存在する可能性のある漏れを検出する。
【解決手段】 金型１０は、下側プラテン１２および上側プラテン１４と、膨張可能なブラダ２０を収容しているキャビティとを有する。ブラダ２０は、取り付けリングによって金型１０に取り付けられている。取り付けリングは通気路４４を有している。通気路４４は、ブラダ２０に隣接した環状の溝４０を有する第１の端部と、弁５２と連通した第２の端部とを有する。弁５２は、成形サイクルの硬化期間のほぼ全体にわたって開かれ、その状態では大気と連通している。ブラダ２０の収縮サイクル中は、弁５２は閉じられ、この状態では弁５２は圧力スイッチ５４に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、膨張容器内の漏れを検出する方法および装置に関し、特に、タイヤ金型のブラダ内の漏れを検出する方法および装置に関する。

成形品用の硬化装置の多くは、膨張容器、すなわち硬化ブラダを使用している。膨張容器、すなわち硬化ブラダは、通常、蒸気などの流体によって加圧される。流体源は、膨張容器を膨張させ、製品を金型に対してきつく押し付ける。流体源は、熱が成形品の硬化を促進するように、加熱されていることもある。

通常はピンホール大の漏れ（口）が硬化ブラダに発生すると、問題が発生することがある。タイヤ業界では、ブラダの漏れは、高温の蒸気がタイヤのインナーライナーに接触するのを許容し、そのことは、インナーライナーに硬化していない領域を生じさせることがある。また、蒸気がタイヤのプライ領域へ進入することがあり、それは最終的にプライ同士が分離して廃棄タイヤが発生し得る結果を招く。硬化ブラダの漏れは、タイヤ業界におけるタイヤ廃棄の主な原因の１つである。さらに、漏れの発生と漏れの発見との間には、通常、時間の遅れがあり、結果としてより多くの廃棄タイヤが発生する。

従来技術の漏れ検出装置の１つの問題は、硬化サイクル中にブラダが生タイヤに対して膨張したときに、漏れがブラダとライナーとの間に閉じ込められることがあり、検出を困難にすることである。さらに、収縮中は、漏れには多数の逃げ経路があり、検出を困難にする。

製造業者は、漏れを検出する監視システムを利用することで、漏れが原因で廃棄される製品を制限しようとしてきた。しかし、従来技術の監視システムは、ピンホールを通じた流体の損失が非常にわずかであるので、ピンホールの漏れを検出するにはあまり適切ではない。さらに、従来技術の検出システムは、漏れが、膨張したブラダとタイヤとの間に位置していて、その結果、漏れが一時的に塞がれている場合には、漏れを検出し落とすことがある。さらにまた、金型のチャンバ内に位置している圧力センサが、漏れの検出に使用されることが多い。そのためには、圧力スイッチが作動する前に、漏れている流体でチャンバを充填する必要がある。チャンバは、通常、漏れの体積に比べて大きな体積を有しており、したがって、検出をより困難にする。

したがって、小さいピンホール大の漏れを検出可能で、膨張した圧力容器と製品との間の密閉領域に存在する可能性がある漏れを発見可能な、改良された漏れ検出装置が望まれている。

本発明は、一実施態様において、気体膨張サイクルおよび収縮サイクルを有している金型のブラダ内の漏れを検出する改良された方法であって、金型のブラダに接触している金型の部分に通気路を作るステップと、通気路を大気圧に通気させるステップと、収縮サイクルの一部の間に、通気路内の圧力を検出するステップと、を有する方法を提供する。

本発明は、第２の実施態様において、物品を成形するツーピースの金型であって、下側プラテンおよび上側プラテンと、膨張可能なブラダを内部に収容している内側のキャビティと、を有し、ブラダは、１または２つ以上の取り付けリングによって金型に取り付けられており、１または２つ以上の取り付けリングはさらに、ブラダに隣接している第１の端部を有している通気路を有しており、第１の端部は環状の溝を有し、通気路は弁と流体で連絡している第２の端部を有し、弁は、通気されている第１の状態と、圧力測定装置に接続されている第２の状態と、を有している金型を提供する。

定義
本開示の理解を容易にするために、以下の用語を定義する。

「ビード」は、プライコードに被覆されていて、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガードおよびチェーファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともある、設計リムを嵌めるような形状に作られている環状の引張部材を有するタイヤの一部分を意味する。ビードは、タイヤのホイールリムへの保持に対応している。

「硬化」は、ゴムまたはプラスチック化合物を熱したり、あるいは処理したりして化合物を架橋させることによって、熱可塑性物質または液状物質から、固体の比較的耐熱性のある状態に転化させる過程を意味する。加熱する場合、この過程は加硫と呼ばれる。

「エラストマ」は、変形後に大きさおよび形状を回復可能な弾性物質を意味する。

「エラストマ物品」は、少なくとも一部分がエラストマから作られている物品である。

「インナーライナー」は、チューブレスタイヤの内側の表面を構成していて、タイヤ内で膨張流体を収容する、エラストマまたはその他の物質からなる１つまたは２つ以上の層を意味する。

「空気入りタイヤ」は、ビードとトレッドを有していて、ゴム、化学物質、織物、および鋼材またはその他の材料でできている、概ねドーナツ状、通常は開いた円環体の、積層された機械的デバイスを意味する。自動車のホイールに取り付けられた場合、タイヤは、そのトレッドによってトラクションを発生し、乗り物の荷重を支持する流体を含んでいる。

「ラジアル（半径方向の）」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸線に向けて、または回転軸線から離れるように、半径方向に延びている方向を意味する。

図１に示している金型は、物品（タイヤ）Ａの挿入と取り外しのために分離される、ツーピースの金型１０、すなわち硬化プレス機である。金型１０は、固定されている下側プラテン１２と、移動可能な上側プラテン１４とを有している。上側のプラテン１４は、金型キャビティを開いたり閉じたりできるように、作動機構（不図示）によって、コントロールロッド１６を介して下側プラテン１２に対して垂直方向に移動可能である。エラストマブラダ、すなわち膨張容器２０は、金型のキャビティ内に取り付けられている。ブラダ２０は、蒸気や気体状混合物などの加圧され加熱されている流体によって、物品Ａに嵌まるように膨張させられる。加熱された流体は、金型キャビティ内に導入される前に、必要な温度に加熱される。図１は、生タイヤのカーカスを、最終的なタイヤの構造とトレッドパターンを形成するタイヤ金型に嵌まるように外側に向けて押している、膨張した状態にあるブラダ２０を示している。加圧流体は、入口流路２１を通して膨張容器２０内に導入され、出口流路２３を通して抜け出る。入口流路２１および出口流路２３は、ブラダ２０内の圧力を調節するように共に動作する複数の弁（不図示）を含んでいる。

ブラダ２０は、以下のように金型キャビティに固定されている。ブラダ２０の第１の端部２２は、下側のロックリング２４と下側のクランプリング２６との間で定位置に挟まれている。図示していないが、下側のロックリング２４および下側のクランプリング２６は、代わりに、合わせて下側の金型リングと呼ばれる一部品のユニットであってもよい。ブラダ２０の第２の端部２８は、同様に、上側のロックリング３０と上側のクランプリング３２との間に挟まれている。図示していないが、上側のロックリング３０および上側のクランプリング３２は、代わりに、合わせて上側の金型リングと呼ばれる一部品のユニットであってもよい。

図５に示すように、下側のロックリング２４は、下側のクランプリング２６の上側の壁と一緒にブラダ２０の端部を固定する環状の溝を構成する、傾斜している下側の壁３６を有している。下側のロックリング２４はさらに、その上に溝、すなわち通路４０を含んでいる内側の表面３８を有している。通路４０は、図３に示すように、環状であることが好ましい。以下にさらに詳しく説明するように、通路４０は、成形サイクルのある期間にブラダ２０とタイヤＡとの間にある、閉じ込められているどのような流体とも、流体で連絡している。通路４０は、閉じ込められている流体をタイヤ金型１０の外に通気する経路を提供する通気路４４と流体で連絡している。したがって、成形サイクルのある時間に、通路４０は、閉じ込められている流体を金型１０の外に通気させるマニホールドすなわち経路としての役割を果たす。

図１に示すように、通気路４４は、弁５２と流体で連絡するホース５０に接続されている。弁５２は、四方弁であることが好ましい。弁５２は、成形サイクルの硬化期間のほぼ全体にわたって大気に開放（通気）され、したがって、ブラダ２０とタイヤＡとの間に閉じ込められているどのような空気も逃がす経路を可能にしている。弁５２の排出端部は、圧力スイッチ５４に接続されていて、弁５２の回路が閉じられると、通路４０、４４は圧力スイッチ５４と流体で連絡する。前述した漏れ検出システムは、窒素ガス導入の最終段階中およびブラダ２０の収縮期間中に、漏れを検出するのに利用されることが好ましい。成形サイクルのこの時間間隔の間、金型キャビティからの使用済みガスの排出により、タイヤＡとブラダ２０との間の圧力は真空に近い。したがって、ブラダ２０に漏れがある場合、圧力が増加し、それは圧力スイッチ５４によって検出可能である。圧力スイッチ５４は、６．９から１０．３kPa（１．０から１．５psig）に設定することが好ましい。

成形サイクルおよびその漏れの検出の動作を説明する。成形サイクルの最初に、硬化していないタイヤが金型１０内に配置され、金型の上側プラテン１４が、定位置に降下して、金型１０が閉じられる。金型１０が閉じられた後、通常は蒸気である加圧流体がブラダ２０を膨張させて、ブラダ２０の外側の表面がタイヤのインナーライナーに接触し、タイヤＡを金型１０に対して押し付ける。金型の硬化期間のほとんどの間、漏れ検出弁５２は通気のために開いており、タイヤＡとブラダ２０との間に閉じ込められているどのような空気も大気に通気させることができる。金型の硬化段階中、加圧流体は、膨張容器２０内に所与の期間収容されていて、タイヤＡは少なくとも部分的に硬化することがある。ほとんどの場合、熱源は、ブラダ２０の収縮の前に取り除かれる。蒸気が熱源および加圧流体として使用される場合、蒸気はブラダ２０の外へゆっくりと放出され、窒素などの他の加圧流体に置き換えられる。窒素導入の最終段階、好ましくは窒素導入の最後の３秒の間と、収縮期間中に、弁５２が閉じられて、圧力スイッチ５４は通路４０、４４と流体で連絡する。ブラダ２０のどのような漏れが発生しても、圧力の上昇が圧力スイッチ５４によって検出される。

所与の時間の経過後、加圧流体はブラダ２０から出口流路２３に放出される。その結果、ブラダ２０は収縮し、キャビティ２４から引き込められる。最後に、金型１０が開いて、少なくとも部分的に硬化したタイヤＡが、硬化装置から取り外される。

本発明のさらに別の実施形態では、上側のロックリング３０は、圧力スイッチと流体で連絡している通路に接続されている周縁溝を含んでいる。

本発明のさらに他の実施形態では、セグメント化された金型１００の半分が図６に示されている。セグメント化された金型１００は、上側の金型プレート１１２と、下側の金型プレート１１４と、複数のトレッドセグメント１１６とを含んでいる。ブラダ１２０は、金型キャビティに以下のように固定されている。ブラダ１２０の第１の端部１２２は、下側のロックリング１２４と下側のクランプリング１２６との間で定位置に挟まれている。図示していないが、下側のロックリング１２４および下側のクランプリング１２６は、代わりに、合わせて下側の金型リングと呼ばれる一部品のユニットであってもよい。ブラダ１２０の第２の端部１２８は、同様に、上側のロックリング１３０と上側のクランプリング１３２との間に挟まれている。図示していないが、上側のロックリング１３０および上側のクランプリング１３２は、代わりに、合わせて上側の金型リングと呼ばれる一部品のユニットであってもよい。

ツーピースの金型の下側のロックリングのように、下側のロックリング１２４は、下側のクランプリング１２６の上側の壁と一緒にブラダ１２０の端部を固定する環状の溝を構成する、傾斜している下側の壁１３６を有している。下側のロックリング１２４はさらに、その上に溝、すなわち通路１４０を含んでいる内側の表面１３８を有している。通路１４０は、環状であることが好ましい。通路１４０は、成形サイクルのある期間にブラダ１２０とタイヤＡとの間にある、閉じ込められているどのような流体とも、流体で連絡している。通路１４０は、閉じ込められている流体をタイヤ金型１００の外に通気する経路を提供する通気路１４４と流体で連絡している。したがって、成形サイクルのある時間に、通路１４０は、閉じ込められている流体を金型１００の外に通気させるマニホールドすなわち経路としての役割を果たす。通気路１４４は、弁１５２と流体で連絡するホース１５０に接続されている。弁１５２は、四方弁であることが好ましい。弁１５２は、成形サイクルの硬化期間のほぼ全体にわたって大気に開放（通気）され、したがって、ブラダ１２０とタイヤＡとの間に閉じ込められているどのような空気も逃がす経路を可能にしている。弁１５２の排出端部は、圧力スイッチ１５４に接続されていて、弁１５２の回路が閉じられると、通路１４０、１４４は圧力スイッチ１５４と流体で連絡する。

膨張した膨張容器と共に示しているツーピースの金型の断面図である。 膨張容器が収縮中の、図１の金型の半分の断面図である。 ツーピースの金型の金型ロックリングの斜視図である。 図３の金型ロックリングの底面の斜視図である。 図４の金型ロックリングの５−５に沿った断面図である。 セグメント化された金型の半分の断面図である。

符号の説明

１０、１００ 金型
１２ 下側プラテン
１４ 上側プラテン
１６ コントロールロッド
２０、１２０ ブラダ（膨張容器）
２１ 入口流路
２２、１２２ 第１の端部
２３ 出口流路
２４、１２４ 下側のロックリング
２６、１２６ 下側のクランプリング
２８、１２８ 第２の端部
３０、１３０ 上側のロックリング
３２、１３２ 上側のクランプリング
３６、１３６ 下側の壁
３８、１３８ 内側の壁
４０、１４０ 流路
４４、１４４ 通気路
５０、１５０ ホース
５２、１５２ 弁
５４、１５４ 圧力スイッチ
１１２ 上側の金型プレート
１１４ 下側の金型プレート
１１６ トレッドセグメント
Ａ タイヤ（物品）

Claims (3)

1. 気体膨張サイクルおよび収縮サイクルを有している金型のブラダ内の漏れを検出する方法であって、
   前記金型の前記ブラダに接触している前記金型の部分に通気路を作るステップと、
   前記通気路を大気圧に通気させるステップと、
   前記収縮サイクルの一部の間に、前記通気路内の圧力を検出するステップと、
   を有する、金型のブラダ内の漏れを検出する方法。
2. 前記通気路はロックリング内に位置している、請求項１に記載の方法。
3. 物品を成形する金型であって、
   下側プラテンおよび上側プラテンと、
   膨張可能なブラダを内部に収容している内側のキャビティと、を有し、
   前記ブラダは、１または２つ以上の取り付けリングによって前記金型に取り付けられており、
   前記１または２つ以上の取り付けリングはさらに、前記ブラダに隣接している第１の端部を有している通気路を有しており、前記第１の端部は環状の溝を有し、前記通気路は弁と流体で連絡している第２の端部を有し、前記弁は、通気されている第１の状態と、圧力測定装置に接続されている第２の状態と、を有している、物品を成形する金型。
   
   

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