JP2012025033A - タイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置およびパンク検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ加硫用ブラダーに発生したパンクの検出感度を向上させることができ、また、メンテナンス負担を軽減でき、装置寿命を延ばすことができるタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置およびパンク検出方法を提供する。
【解決手段】センサボックスと、生タイヤの加硫中にタイヤ加硫用ブラダーの内部から漏れ出る加熱加圧媒体の蒸気をセンサボックスに誘導する導入管と、センサボックスに導入された前記蒸気を検出するセンサとを備えたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置であって、センサボックスへの前記蒸気の導入を、真空引きにより行うバキューム手段、および／または、センサボックス内にエアを供給して、センサボックス内のエアを排出するエア供給排出手段が備えられているタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置とこの検査装置を用いたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置およびパンク検出方法に関し、詳しくは、タイヤ加硫装置による生タイヤの加硫中に、前記タイヤ加硫用ブラダーからの加熱加圧媒体の蒸気の漏れを検知することにより、タイヤ加硫用ブラダーのパンクを検出するタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置およびパンク検出方法に関する。

従来から、タイヤの製造においては、生タイヤを金型に装着後、ゴム製の袋体であるタイヤ加硫用ブラダー（以下、単に「ブラダー」ともいう）を生タイヤの内側から膨張変形させることにより生タイヤを金型面に押しつけ、生タイヤの内周側及び外周側から加熱しつつ加硫成形することが行われている。このブラダーの膨張変形は、ブラダー内に高温、高圧の加熱加圧媒体が供給されることにより行われる。

しかし、ゴム製のブラダーはパンクが発生する場合があり、その場合には、加熱加圧媒体の蒸気がブラダーより漏れるため、タイヤ不良品が発生して、生産性を低下させる。

このようなブラダーのパンクによるタイヤ不良品の発生を防止するために、従来より、タイヤ加硫装置に種々のブラダーのパンク検出装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１、２）。

従来のブラダーのパンク検出装置の一例を図８に示し、これを用いたパンク検出方法につき以下に説明する。図８は、パンク検出装置が設けられたタイヤ加硫装置の主要部の概略的な断面図である。なお、図８では、理解を容易にするため各部の寸法は適宜変更して記載している。

図８において、５１はタイヤ加硫装置であり、ブラダー９１、加硫金型９２、金型ホルダー９６、および加硫金型９２と金型ホルダー９６との間に設けられた空隙部９７にて構成されている。この空隙部９７がブラダー９１より漏れた加熱加圧媒体の蒸気の流路となっている。また、５０はパンク検出装置であり、センサボックス９３とその天井面に設けられたセンサＳで構成されており、センサＳのセンサ検出面Ｓ１はセンサボックス９３内に向けられている。そして、空隙部９７とセンサボックス９３とは、導入管９４で接続されており、生タイヤ５２はブラダー９１と加硫金型９２に挟み込まれている。

加硫中にブラダー９１がパンクすると、ブラダー９１内部から加熱加圧媒体の蒸気が漏れ、生タイヤ５２内面とブラダー９１表面の間に溜まる。この溜まった加熱加圧媒体の蒸気は、加硫後のプレス開時にブラダー９１が縮まるのに合わせて開放され、加硫金型９２および空隙部９７を介して導入管９４に導かれる。その後、この蒸気は、導入管９４内を自然上昇して、導入管９４の開口部９５よりセンサボックス９３内に導かれる。そして、センサＳのセンサ検出面Ｓ１において検知されると、検知信号がアンプ１００により電圧又は電流に変換されてシーケンサ１０１に出力され、ブラダー９１にパンクが発生したことが検出される。

このように、従来のブラダー９１のパンク検出装置５０では、加熱加圧媒体の蒸気が導入管９４を通って自然上昇してセンサボックス９３に誘導されているため、この蒸気が導入管９４の途中で滞留して、スムーズにセンサボックス９３に誘導されない恐れがあった。このため、センサボックス９３内の湿度がパンク検出量に達せず、パンクの発生が検知されない恐れがあり、検出感度の低下を招いていた。特に、ブラダー９１のパンク穴がピンホール（微小穴）の場合には、漏れ量が微量であるため、パンク発生の検出が困難であった。

また、パンクを検出した後にも、センサボックス９３内には蒸気が残存しているため、次のタイヤ加硫工程におけるパンクの検出感度に悪影響を与える恐れがあった。

さらに、加硫工程中のオイルミストによるセンサＳの故障を防止するため、導入管９４の開口部９５に、フィルター（金属メッシュ）９８が設置されているが、時間経過とともにフィルター９８の汚れが進行するため、定期的にフィルター９８の交換を行う必要があり、メンテナンスの負担が大きくなり、また、装置寿命も短くなるという問題があった。

特開２００１−１９１３３２号公報 特開２０１０−１１５７９６号公報

そこで、本発明は、上記の諸問題に鑑み、タイヤ加硫用ブラダーに発生したパンクの検出感度を向上させることができ、また、メンテナンス負担を軽減でき、装置寿命を延ばすことができるタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置およびパンク検出方法を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置は、
センサボックスと、生タイヤの加硫中にタイヤ加硫用ブラダーの内部から漏れ出る加熱加圧媒体の蒸気を前記センサボックスに誘導する導入管と、前記センサボックスに導入された前記蒸気を検出するセンサとを備えたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置であって、
前記センサボックスへの前記蒸気の導入を、真空引きにより行うバキューム手段、
および／または、
前記センサボックス内にエアを供給して、センサボックス内のエアを排出するエア供給排出手段が備えられていることを特徴とする。

本発明に係るタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法は、
前記のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置を用いて、タイヤ加硫用ブラダーのパンクを検出するタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法であって、
前記バキューム手段を用いて、前記センサボックスに前記蒸気を導入するバキューム工程
および／または、
前記エア供給排出手段を用いて、前記センサボックス内にエアを供給して、前記センサボックス内のエアを排出するエア供給排出工程
を備えることを特徴とする。

そして、前記のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法は、
プレス開工程の開始の所定時間前から、センサボックスの真空引きを行うことを特徴とする。

そして、前記のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法は、
プレス閉工程からインフレーション工程の間に、所定の時間、エアの供給・排出を行うことを特徴とする。

また、前記のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法は、
前記真空引きおよび／または前記エアの供給・排出が、１方向の流れで行われることを特徴とする。

本発明により、タイヤ加硫用ブラダーに発生したパンクの検出感度を向上させることができ、また、メンテナンス負担を軽減でき、装置寿命を延ばすことができるタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置、およびパンク検出方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るブラダーのパンク検出装置を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係るブラダーのパンク検出装置の一部を拡大した図である。 加硫工程中におけるブラダーの内圧の時間変化およびセンサボックス内の湿度の時間変化を示す図である。 パンクが発生していないブラダーを用いて加硫を行った際の湿度の変動を示す図である。 強制的にパンクを発生させたブラダーを示す図である。 パンクが発生したブラダーを用いて加硫を行った際の湿度の変動を示す図である 閾値の設定を説明する図である。 従来のブラダーのパンク検出装置が設けられたタイヤ加硫装置の主要部の概略的な断面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るブラダーのパンク検出装置を模式的に示す図であり、図２は、本発明の一実施の形態に係るブラダーのパンク検出装置の一部を拡大した図である。なお、理解を容易にするため各部の寸法は適宜変更して記載している。

１．タイヤ加硫装置の概要
図１に示すように、タイヤ加硫装置１は、上型および下型（図示せず）からなる加硫金型２と、金型ホルダー２１と、生タイヤ２２の内面に装入されるブラダー３とを備え、ブラダー３の内部に加熱加圧媒体の蒸気を供給してブラダー３を膨張させることにより生タイヤ２２を加硫金型２の内面に押し付けて加硫する装置である。

２．ブラダーのパンク検出装置
タイヤ加硫装置１に取付けられたブラダーのパンク検出装置Ａは、センサＳを備えたセンサボックス４と、導入管７と、バキューム手段Ｂと、エア供給手段Ｃおよび排気手段Ｄを備えたエア供給排出手段とにより構成されている。

（１）センサ
センサＳは、センサ検出面Ｓ１をセンサボックス４内に向けた状態で、センサボックス４内の天井面に配置されている。センサ検出面Ｓ１は、センサボックス４内の湿度変化を検知し、所定の閾値以上の湿度を検知した場合、検知信号をアンプ１００に送る。アンプ１００は、検知信号を増幅してシーケンサ１０１に出力し、シーケンサ１０１がパンク発生の警告信号を発する。

（２）導入管
導入管７は、一端の入口開口部７ａが加硫金型２および金型ホルダー２１の間に設けられた空隙部６に、他端の出口開口部７ｂがセンサボックス４の底面４ａに接続されており、パンクしたブラダー３から漏れ出た加熱加圧媒体の蒸気を、空隙部６からセンサボックス４内に導く。

そして、導入管７の出口開口部７ｂには、金属メッシュなどからなるフィルター８が取り付けられており、導入管７を通過した加熱加圧媒体の蒸気に含まれるオイルミスト等がセンサボックス４内に流入することが防止される。

また、導入管７の出口開口部７ｂ付近にはチェックバルブ１５が設けられており、ブラダー３から漏れ出た加熱加圧媒体の蒸気が、導入管７からセンサボックス４へのみ、一方向に流れるように規制している。

具体的には、バキューム時には、センサボックス４内の圧力が低下することにより生じる圧力差でチェックバルブ１５が開放されて、導入管７からセンサボックス４に蒸気が流入する。一方、バキュームしていない通常時やエア供給時には、チェックバルブ１５は閉路したままで、センサボックス４から導入管７にエアなどが流入することを抑制する。

（３）バキューム手段およびエア供給排出手段
バキューム手段Ｂは、図示していないバキューム源と、バキューム源に接続されたバキューム配管１０を備えている。そして、エア供給排出手段を構成するエア供給手段Ｃは、図示していないエア供給源と、エア供給源に接続されたエア配管１３を備え、排気手段Ｄは、センサボックス４に設けられた排気口１６ａを有するエア排気管１６と、排気チェックバルブ１７とを備えている。

バキューム配管１０およびエア配管１３は、４ポート電磁弁１２を介して配管１１に接続され、配管１１はセンサボックス４の側面４ｂに取り付けられてセンサボックス４内に開口している。

そして、バキューム配管１０が接続されている４ポート電磁弁１２の接続口１２ａがバキューム源側に開路するように、４ポート電磁弁１２を切り替えることにより、ブラダー３から漏れ出た加熱加圧媒体の蒸気は、真空引きにより、導入管７に溜まることなく、センサボックス４に誘導される。

一方、エア配管１３が接続されている４ポート電磁弁１２の接続口１２ｂがエア供給源源側に開路するように、４ポート電磁弁１２を切り替えることにより、エア供給源からセンサボックス４内に乾燥した高圧エアが供給される。

そして、エア供給の開始に連動して排気チェックバルブ１７が開いて、センサボックス４内の蒸気が排出される。このとき、センサボックス４内やフィルター８に付着したオイルミストも同時に排出される。そして、エア供給の終了と共に、排気チェックバルブ１７は閉じて、外部エアの流入が抑制される。

なお、図１（ａ）においては、バキューム手段Ｂおよびエア供給手段Ｃは、配管１１を共用し、４ポート電磁弁１２を切り替えることにより、いずれかを機能させているが、共用する配管１１を用いることなく、図１（ｂ）に示すように、電磁弁３１が接続されたバキューム配管３０および電磁弁３３が接続されたエア配管３２の各配管を、センサボックス４の側面４ｂに接続してもよい。

なお、タイヤ製造工場には、元々、バキュームライン、エア供給ライン、排気ラインが配設されているため、前記したバキューム配管、エア配管、排気配管を行うに際して、これらのラインに接続することにより、新たなラインを敷設することなく、安価に配管を行うことができる。

３．ブラダーのパンク検出方法
次に、本実施の形態におけるブラダーのパンク検出方法につき、図３を参照しながら説明する。図３は、加硫工程中におけるブラダーの内圧の時間変化およびセンサボックス内の湿度の時間変化を示す図である。

図３に示すように、加硫は、プレス閉に始まり、プレス閉状態でブラダー内部に加熱加圧媒体を給気してブラダーを膨張させるインフレーションスチーム工程、ガス工程、プレス開の順に行われる。そして、本実施の形態においては、プレス閉後の所定時間、センサボックス内でエアの供給、排出が行われており、また、プレス開の所定時間前からセンサボックス内に対してバキュームが行われている。

ブラダーのパンク検出は、プレス開後、所定時間（通常３０秒程度）、湿度の変動を監視することにより行われ、予め定められた閾値を超えた場合、ブラダーにパンクが発生していると判断する。

前記したように、本実施の形態においては、プレス開の所定時間前からセンサボックス内に対してバキュームが行われている。このため、バキューム状態となったセンサボックス内への蒸気の導入が、プレス開に合わせて速やかに行われ、自然上昇した蒸気を検知する従来の検出方法に比べて、検出感度の向上を図ることができる。

なお、バキュームは、具体的には、プレス開の５〜１５秒程度前から行うことが好ましい。そして、バキューム時間としては、１５〜３０秒程度が好ましい。バキューム時間が長すぎる場合、オイルミストを捕集しやすくなり、メンテナンスの頻度が増加する。

なお、バキュームを円滑かつ迅速にするためには、流体の流れが１方向に限定されていることが好ましい。

また、前記したように、本実施の形態においては、プレス閉後の所定時間、センサボックス内でエアの供給、排出が行われている。このため、前の加硫で残っていた蒸気はセンサボックス内に残ることなく排出される一方、新鮮なエアがセンサボックス内に供給されて、検出感度の回復が行われ、誤検出の恐れが抑制される。

そして、このとき、蒸気と共にセンサボックス内のオイルミストも排出されるため、メンテナンスの周期を延長させることができる。

なお、エアの供給、排出を円滑かつ迅速にするためには、流体の流れが１方向に限定されていることが好ましい。

実施例として、バキューム手段を備えたパンク検出装置を用いてパンク検出実験を行った。また、比較例として、バキューム手段を備えない従来のパンク検出装置を用いてパンク検出実験を行った。

１．実験１（検出感度の確認）
最初に、パンクが発生していないことが予め確認されているブラダーを用いて、図３に示す圧力パターンに従って加硫を行い、湿度の変動を測定した。測定結果を図４に示す。なお、図４において、横軸は時間を、縦軸は検知された湿度変化に対応したセンサの電圧変化を示している。そして、図４には、実施例による測定結果と、比較例による測定結果が併せて示されている。

図４に示すように、比較例の場合には小さな変化しか示されていないのに対し、実施例の場合は大きな変化を示しており、バキュームを行うことにより、検出感度が向上することが分かる。

なお、パンクが発生していないブラダーを用いているにも拘わらず、図４において、実施例に大きな変化が示されたのは、外気湿度の影響によるものと考えられる。

２．実験２（パンクの検出感度）
次に、パンクが発生していないことが予め確認されているブラダーを用い、図５に示すように、ピンホールのパンク穴の例として、約２ｍｍ程度の小さい穴を導入管付近に開けた。そして、このブラダーを用いて、実験１と同じ条件で加硫を行った。

このときのパンク検出の測定結果を図６に示す。なお、図６において、横軸は時間を、縦軸は検知された湿度変化に対応したセンサの電圧変化を示している。そして、図６には、実施例による測定結果と、比較例による測定結果が併せて示されている。

図６に示すように、実施例の場合、プレス開時を境にして、大きな電圧変化が示されており、パンクの発生による影響が顕著に現れている。これに対して、比較例の場合、プレス開となっても変化が見られず、パンクの発生を検知できていない。

このように、実施例では、バキュームを行うことにより、検出感度が向上して、小さいピンホールのパンク穴であっても、確実に検出することができる。

３．実験３（閾値の設定）
実験１および実験２の結果より、実施例の場合、検出感度が向上して、ピンホールのパンク穴であっても、大きな湿度変化として検出することができ、確実にパンクの発生を検知することができる（実験２）が、検出感度が高いために、パンク穴がない場合であっても、外気湿度の影響により湿度変化が検出される（実験１）ことが分かった。

そこで、外気湿度の影響に左右されることなく、確実にパンクの発生を検知するためには、例えば、外気湿度の影響による湿度変化とパンクの影響による湿度変化との中間の値を閾値とすれば、両者を充分に区別できることが分かる。

その一例を図７に示す。図７は、一定の期間、連続して加硫を行った際に得られたセンサの電圧変化を示す図である。図７より、４月２日１２時頃に太実線で示した閾値を超える電圧変化が発生していることが分かる。実際、このとき以外にブラダーにパンクは発生していなかった。

このように、閾値を適切に設定することにより、外気湿度の影響に左右されることなく、確実にパンクの発生を検知することができ、誤検出の発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、前記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１、５１ タイヤ加硫装置
２、９２ 加硫金型
３、９１ ブラダー
４、９３ センサボックス
４ａ センサボックスの底面
４ｂ センサボックスの側面
６、９７ 空隙部
７、９４ 導入管
７ａ 入口開口部
７ｂ 出口開口部
８、９８ フィルター
１０、３０ バキューム配管
１１ 配管
１２ ４ポート電磁弁
１２ａ、１２ｂ ４ポート電磁弁の接続口
１３、３２ エア配管
１５ チェックバルブ
１６ エア排気管
１６ａ 排気口
１７ 排気チェックバルブ
２１、９６ 金型ホルダー
２２、５２ 生タイヤ
３１、３３ 電磁弁
５０、Ａ パンク検出装置
９５ 導入管の開口部
１００ アンプ
１０１ シーケンサ
Ｓ センサ
Ｓ１ センサ検出面
Ａ タイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置
Ｂ バキューム手段
Ｃ エア供給排出手段
Ｄ 排気手段

Claims (5)

1. センサボックスと、生タイヤの加硫中にタイヤ加硫用ブラダーの内部から漏れ出る加熱加圧媒体の蒸気を前記センサボックスに誘導する導入管と、前記センサボックスに導入された前記蒸気を検出するセンサとを備えたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置であって、
   前記センサボックスへの前記蒸気の導入を、真空引きにより行うバキューム手段、
   および／または、
   前記センサボックス内にエアを供給して、センサボックス内のエアを排出するエア供給排出手段が備えられていることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置。
2. 請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置を用いて、タイヤ加硫用ブラダーのパンクを検出するタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法であって、
   前記バキューム手段を用いて、前記センサボックスに前記蒸気を導入するバキューム工程
   および／または、
   前記エア供給排出手段を用いて、前記センサボックス内にエアを供給して、前記センサボックス内のエアを排出するエア供給排出工程
   を備えることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法。
3. プレス開工程の開始の所定時間前から、センサボックスの真空引きを行うことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法。
4. プレス閉工程からインフレーション工程の間に、所定の時間、エアの供給・排出を行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法。
5. 前記真空引きおよび／または前記エアの供給・排出が、１方向の流れで行われることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法。