JP2012040844A - Ｇｃ内圧供給システム、ｇｃ内圧供給装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システム、ＧＣ内圧供給装置及び受信装置を提供する。
【解決手段】本発明のＧＣ内圧供給システムは、ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサ１１、該センサ１１で測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内の受信装置５０に無線送信する送信機１２、及び該受信装置５０からのエアー供給制御信号に応じてＧＣ内のエアー供給を制御するＧＣ内圧供給機１３を備えるＧＣ内圧供給装置１０と、受信装置５０とを備える。受信装置５０は、送信機１２から、センサ１１によって測定した実圧データを無線通信で受信する受信機５１と、実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号をＧＣ内圧供給装置１０に送出して、ＧＣ内の圧力を制御する監視制御ユニット５２と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ製造やタイヤの成型工程の技術に関し、特に、グリーンケース（ＧＣ）の成型工程で、ＧＣの実圧を監視しながら、設定圧力となるようにＧＣの内圧を制御するためのＧＣ内圧供給システム、ＧＣ内圧供給装置及び受信装置に関する。

従来から、ＧＣの成型を行う際に、筒状のＧＣにタイヤ部材を貼り付けた後、ＧＣ内にエアー供給を行ってＧＣを膨張させ、狙いのＧＣ形状となるようにＧＣの形状形成を行う方法が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年では、車両に装着された空気入りタイヤについて、空気入りタイヤが組み付けられたリムホイールまたはリムホールに具備されるエアバルブに設けられた内圧測定用のセンサと、当該センサによって測定された内圧データまたは当該内圧データに基づく内圧低下警報を車両側に無線通信を用いて送信する送信機とから構成されるタイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System、以下、直接型ＴＰＭＳ）が実用化されている。

また、内圧を直接測定する形態ではなく、空気入りタイヤの振動周波数成分を含む信号の中から空気入りタイヤの共振周波数（タイヤ空洞共鳴周波数）をウェーブレット変換によって抽出し、当該共振周波数に基づいて内圧を推定するＴＰＭＳ（以下、間接型ＴＰＭＳ）も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１３１８０５号公報 特開平１１−２４１９６９号公報

ＧＣ内圧供給装置によって同じ設定条件（圧力・入気時間）でＧＣ内にエアー供給を行っても、元圧、気温等の変化によりＧＣ内の実圧がばらつくことがあり、このＧＣ内の実圧のばらつきは、製造されるタイヤの品質のばらつきを生じさせうる。

一般的な従来からの技法ではタイヤの成型における内圧供給時の異常をリアルタイムで把握できないため、このようなＧＣ内の実圧のばらつきは、異常な製品タイヤが製造される可能性がある。また、異常に気付かない場合は、連続して多くの異常タイヤを製造する可能性がある。

したがって、ＧＣ内実圧を測定し、設定圧力となるように制御するシステムや、ＧＣ内実圧を監視し、ＧＣ内実圧の異常を検出するシステムが望まれている。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ＴＰＭＳの技術をタイヤ製造やタイヤの成型工程に応用して、ＧＣ内の実圧を監視しながら、設定圧力となるように制御するためのＧＣ内圧供給システム、ＧＣ内圧供給装置及び受信装置を提供することを目的とする。

本発明は、ＴＰＭＳの技術をタイヤ製造やタイヤの成型工程に応用し、ＧＣ内実圧を常時測定して制御するＧＣ内圧供給システムとして、ＧＣ内圧供給装置内に設置した送信機によって、常時測定したＧＣ内実圧の実圧データを外部に設置した受信装置に送信し、受信装置によって、受信したＧＣ内実圧を監視しながら、設定圧力となるように自動で制御し、ＧＣ内実圧の実圧データを蓄積して圧力供給時間を監視して異常を検知する。

即ち、本発明のＧＣ内圧供給システムは、グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システムであって、ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサ、該センサで測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内の受信装置に無線送信する送信機、及び該受信装置からのエアー供給制御信号に応じてＧＣ内のエアー供給を制御するＧＣ内圧供給機を備えるＧＣ内圧供給装置と、当該所定の通信エリア内の受信装置とを備え、前記受信装置は、前記送信機から、前記センサによって測定した実圧データを無線通信で受信する受信機と、前記実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号を前記ＧＣ内圧供給装置に送出して、ＧＣ内の圧力を制御する監視制御ユニットと、を備えることを特徴とする。

また、本発明のＧＣ内圧供給システムにおいて、前記監視制御ユニットは、当該ＧＣ内圧供給に要した圧力供給時間を監視して、所定の設定時間範囲内から外れた場合は異常と判断し、警告を発することを特徴とする。

さらに、本発明のＧＣ内圧供給装置は、グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置であって、ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサと、該センサで測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内の受信装置に無線送信する送信機と、該受信装置からのエアー供給制御信号に応じてＧＣ内のエアー供給を制御するＧＣ内圧供給機と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のＧＣ内圧供給装置において、前記ＧＣ内圧供給機は、前記受信装置によって、実圧データと予め定めた設定圧力とを比較することにより生成されたエアー供給制御信号に応じて、当該ＧＣ内の圧力を制御することを特徴とする。

さらに、本発明の受信装置は、グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システムにおける受信装置であって、ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサで測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内に無線送信する送信機から、前記センサによって測定した実圧データを無線通信で受信する受信機と、前記実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにＧＣ内の圧力を制御する監視制御ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＧＣ１本毎の実内圧を監視して制御することにより、成型における内圧供給時のＧＣ間実圧バラツキを抑制し、一定の品質でＧＣを成型することが可能となる。また、ＧＣの品質を一定にすることにより、製造不良低減の効果が見込める。さらに、成型時のＧＣ内実圧を常時監視することにより、早期に異常を検出することが可能となり、異常タイヤの搬出を防止することが可能となる。

本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置によりエアー供給を行うＧＣの周辺装置を示す概略側面図である。 本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置のブロック図である。 本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムのブロック図である。 本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおける受信装置のブロック図である。 本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおける受信装置により検出されるＧＣ内実圧のばらつきを例示する図である。 本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおける動作フロー図である。

以下、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムを説明する。尚、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムの説明から、本発明に係るＧＣ内圧供給装置及び受信装置も明らかになる。

〔システム構成〕
図１は、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置によりエアー供給を行うＧＣの周辺装置を示す概略側面図である。図２は、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置のブロック図である。図３は、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムのブロック図である。図４は、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムにおける受信装置のブロック図である。

本実施形態では、ＧＣの成型を行う際に、筒状のＧＣにタイヤ部材を貼り付けた後、ＧＣ内に設けられたＧＣ内圧供給装置によってＧＣ内にエアー供給を行ってＧＣを膨張させ、狙いのＧＣ形状となるように形状形成を行う。図１を参照するに、ＧＣは、ＧＣを保持するＧＣ支持部３０で固定され、ＧＣ内圧供給装置１０は、ＧＣ支持部３０の一部を構成するとともに、ＧＣ内にエアー供給可能な装置として構成される。尚、フォーマー２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、ＧＣ内にエアー供給を行って膨張をガイドするための治具である。

図２を参照するに、本実施形態のＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置１０は、ＧＣ内実圧センサ１１と、送信機１２と、ＧＣ内圧供給機１３とを備える。

本実施形態のＧＣ内実圧センサ１１は、内圧供給時のＧＣ内実圧を所定間隔で直接測定するセンサであり、センサ仕様としては以下のようなものを想定して説明する。ただし、ＧＣ内実圧を測定できるものであれば、直接測定する以外にも間接的に測定するようなセンサでもよい。
＜センサ仕様＞
・測定圧力範囲：−８０〜１５０ｋＰａ
・測定精度：±３ｋＰａ
・測定周期：１秒単位

送信機１２は、ＧＣ内実圧センサ１１によって１秒単位（実質的に常時）で測定したＧＣ内実圧のデータ（以下、「実圧データ」とも称する）を取得する実圧データ取得部１２１と、取得した実圧データを所定の通信エリア（例えば、２０ｍ範囲）内の受信装置５０（図３）に送信するべく無線送信する通信制御部１２２とを備える。尚、送信機１２は、例えば、約１５×１０ｃｍ程度の大きさで構成することができ、ＧＣ内圧供給装置１０内に収容するこが可能である。

ＧＣ内圧供給機１３は、受信装置５０（図３）からのエアー供給制御信号に応じてＧＣ内のエアー供給を制御する装置である。

図３には、本実施形態のＧＣ内圧供給システムの構成例を示している。本実施形態のＧＣ内圧供給システムは、グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定して制御するシステムであり、図１及び図２に示すＧＣ内圧供給装置１０と、受信装置５０からなる。本実施形態のＧＣ内圧供給システムは、ＴＰＭＳの技術を応用したものであるが、タイヤ製造やタイヤの成型工程に適用するにあたり、受信装置５０は、ＧＣ内圧供給装置１０から無線通信で実圧データを受信し、実圧データと設定条件を比較し、所定の圧力設定値となるように自動制御するように構成される。ただし、受信装置５０は、ネットワークを通じて通信可能な１つ以上の端末（図３では、３つの端末６０−１，６０−２，６０−３）と通信可能であり、例えば、端末６０−１は、受信装置５０に制御指示を与え、受信装置５０に対する所定の圧力設定値の変更や、受信装置５０からの蓄積した実圧データの取得などを行うように構成することも可能である。

図４には、本実施形態のＧＣ内圧供給システムにおける受信装置５０の構成例を示している。受信装置５０は、実圧データ受信機５１と、監視制御ユニット５２と、データ蓄積部５３と、外部通信機５４とを備える。

実圧データ受信機５１は、ＧＣ内圧供給装置１０内の送信機１２から、ＧＣ内実圧センサ１１によって１秒単位（実質的に常時）で測定したＧＣ内実圧の実圧データを無線通信で受信し、監視制御ユニット５２に送出する。

監視制御ユニット５２は、ＧＣ内実圧の実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号をＧＣ内圧供給装置１０に送出してＧＣ内の圧力を制御する機能と、ＧＣ内圧供給時の実圧データを、データ蓄積部５３に蓄積し、エアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間（圧力供給時間）を監視して、所定の設定時間範囲内から外れていると判断した場合は異常と判断し、警告を発する機能を有する。

より具体的な構成例として、監視制御ユニット５２は、ＧＣ内エアー制御部５２１と、ＧＣ内実圧・設定圧比較部５２２と、実圧データ記録制御部５２３と、エアー供給時間監視部５２４と、警報発生部５２５とを備える。

ＧＣ内エアー制御部５２１は、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号をＧＣ内圧供給装置１０内のＧＣ内圧供給機１３に送出する機能を有する。

ＧＣ内実圧・設定圧比較部５２２は、ＧＣ内へのエアー供給開始直後から、ＧＣ内実圧の実圧データと設定圧力とを比較し、その比較結果に応じてＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給の増減を調整するようＧＣ内エアー制御部５２１に比較結果を送出する機能を有する。

例えば、監視制御ユニット５２が、ＧＣ内実圧の実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号をＧＣ内圧供給装置１０に送出してＧＣ内圧を制御する機能を有していないとすると、図５に示すように、ＧＣ内圧供給経過時間（単位：秒）あたりのＧＣ内実圧（ｋＰａ）をプロットした場合、数回のＧＣ内圧のうち、設定圧力に近いプロファイルで供給される場合（プロットＰ１，Ｐ２，Ｐ３）のほか、設定圧力から外れたプロファイルで供給される場合（プロットＰ４）が生じうる。そこで、監視制御ユニット５２は、設定圧力に近いプロファイルで供給されるように（プロットＰ１，Ｐ２，Ｐ３）、ＧＣ内実圧の実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号をＧＣ内圧供給装置１０に送出して制御するため、ＧＣ内圧バラツキを抑制することが可能となる。尚、設定圧力とは、エアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間までのＧＣ内実圧として定まるべき目標のプロファイルに従う圧力値である。

実圧データ記録制御部５２３は、ＧＣ内へのエアー供給開始直後から、ＧＣ内実圧の実圧データをデータ蓄積部５３に蓄積する機能を有する。

エアー供給時間監視部５２４は、ＧＣ内へのエアー供給開始直後から圧力供給時間を監視して、所定の設定時間範囲内から外れた場合はその旨を警報発生部５２５に送出する機能を有する。エアー供給時間監視部５２４は、記録しているエアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間（圧力供給時間）における実圧データを読み出すか、又はエアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間を計時することにより圧力供給時間が正常であるか異常であるかを監視することができる。

警報発生部５２５は、所定の設定時間範囲を超える圧力供給時間であると判断した場合に、警報を発生する機能を有する。警報の発生には、装置外部へのブザーの発生や警報ランプ等の点灯等がある。また、警報の発生には、当該製造ラインの一時停止を含めてもよい。

例えば、監視制御ユニット５２が、ＧＣ内圧供給時の実圧データの圧力供給時間を監視して、所定の設定時間範囲内から外れた場合は異常と判断し、警告を発する機能を有することにより、タイヤの成型における内圧供給時の異常をリアルタイムで把握でき、ＧＣ内の実圧のばらつきに起因する異常な製品タイヤの製造を直ちに発見することができるようになる。例えば、ＧＣ内実圧として１００ｋＰａが目標の最終設定値であるとすると、１００ｋＰａに達する時間が、５０秒を超えている場合には、異常と判断するように構成することができる。

外部通信機５４は、ネットワークを通じて接続される端末（例えば、端末６０−１）と通信する機能部であり、例えば、端末６０−１は、受信装置５０に制御指示を与え、受信装置５０に対する所定の圧力設定値の変更や、データ蓄積部５３に蓄積した実圧データの取得などを行うように構成することも可能である。尚、端末は、Ｗｅｂプロトコルに従ってデータ蓄積部５３に蓄積した実圧データをＷｅｂ表示させるように構成することも可能である。

次に、図６を参照して、本発明による一実施形態のＧＣ内圧供給システムの動作を説明する。

まず、受信装置５０内の監視制御ユニット５２は、ＧＣ内圧供給装置１０に対して、ＧＣ表面にタイヤ部材貼り付け後、設定条件（圧力設定のプロファイル）に従うＧＣ形状となるようにＧＣ内にエアー供給を開始させる（ステップＳ１）。

ＧＣ内圧供給装置１０内の送信機１２は、常時測定されるＧＣ内実圧を受信装置５０内の実圧データ受信機５１に無線送信する（ステップＳ２）。

受信装置５０は、受信したＧＣ内実圧と設定圧力とを比較する（ステップＳ３）。

受信装置５０は、受信したＧＣ内実圧と設定圧力の比較結果から、ＧＣ内実圧が所定の設定圧力範囲から外れていると判断する場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、ＧＣ内実圧が設定圧力範囲となるように自動的にＧＣ内へのエアー供給を制御する（ステップＳ４）。受信装置５０は、受信したＧＣ内実圧と設定圧力の比較結果から、ＧＣ内実圧が所定の設定圧力範囲から外れていないと判断する場合（ステップＳ３のＮｏ）、設定圧力のプロファイルでエアー供給を続ける。尚、設定圧力範囲とは、エアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間までのＧＣ内実圧として定まるべき目標のプロファイルに従う圧力値に対する各時刻の許容値である。

受信装置５０は、設定圧力のエアー供給が完了するまで、ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返し監視し、ＧＣ内圧力の最終の設定が完了次第（ステップＳ６）、エアー供給を終了する（ステップＳ７）。この時点で、ＧＣ内実圧が所定の設定圧力範囲内（例えば、±６ｋＰａ）であっても、ＧＣに異常があれば、エアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間が極端に長くなったり、短くなったりすることが想定される。

そこで、受信装置５０は、データ蓄積部５３から、記録しているエアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間とその実圧データを読み出すか、又は記録しているエアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間を計時することで圧力供給時間を監視し（ステップＳ８）、例えば、エアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間が設定時間範囲の条件をオーバーしている場合（ステップＳ９のＹｅｓ）、異常と判断し、警報を出す（ステップＳ１０）。エアー供給の開始からエアー供給の終了までの時間が設定時間範囲の条件を満たす場合（ステップＳ９のＮｏ）、正常と判断して処理を終了する。

このように、本実施形態のＧＣ内圧供給システムによれば、ＧＣ１本毎の実内圧を監視して制御することにより、成型における内圧供給時のＧＣ間実圧バラツキを抑制し、一定の品質でＧＣを成型することが可能となる。また、ＧＣの品質を一定にすることにより、製造不良低減の効果が見込める。さらに、成型時のＧＣ内実圧を常時監視することにより、早期に異常を検出することが可能となり、異常タイヤの搬出を防止することが可能となる。

以上、一実施形態について、本発明を説明したが、本発明は、実圧が設定条件範囲から外れている場合は設定条件範囲内となるよう自動でＧＣ内圧を制御するとともに、圧力供給時間を監視する点に特徴があり、これを実現するものであれば、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態が含まれる。

１０ ＧＣ内圧供給装置
１１ ＧＣ内実圧センサ
１２ 送信機
１３ ＧＣ内圧供給機
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ フォーマー
３０ ＧＣ支持部
５０ 受信装置
５１ 実圧データ受信機
５２ 監視制御ユニット
５３ データ蓄積部
５４ 外部通信機
６０−１，６０−２，６０−３ 端末
１２１ 実圧データ取得部
１２２ 通信制御部
５２１ ＧＣ内エアー制御部
５２２ ＧＣ内実圧・設定圧比較部
５２３ 実圧データ記録制御部
５２４ エアー供給時間監視部
５２５ 警報発生部

Claims (6)

1. グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システムであって、
   ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサ、該センサで測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内の受信装置に無線送信する送信機、及び該受信装置からのエアー供給制御信号に応じてＧＣ内のエアー供給を制御するＧＣ内圧供給機を備えるＧＣ内圧供給装置と、
   当該所定の通信エリア内の受信装置とを備え、
   前記受信装置は、
   前記送信機から、前記センサによって測定した実圧データを無線通信で受信する受信機と、
   前記実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにエアー供給制御信号を前記ＧＣ内圧供給装置に送出して、ＧＣ内の圧力を制御する監視制御ユニットと、
   を備えることを特徴とするＧＣ内圧供給システム。
2. 前記監視制御ユニットは、当該ＧＣ内圧供給に要した圧力供給時間を監視して、所定の設定時間範囲内から外れた場合は異常と判断し、警告を発することを特徴とする、請求項１に記載のＧＣ内圧供給システム。
3. グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システムにおけるＧＣ内圧供給装置であって、
   ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサと、
   該センサで測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内の受信装置に無線送信する送信機と、
   該受信装置からのエアー供給制御信号に応じてＧＣ内のエアー供給を制御するＧＣ内圧供給機と、
   を備えることを特徴とするＧＣ内圧供給装置。
4. 前記ＧＣ内圧供給機は、前記受信装置によって、実圧データと予め定めた設定圧力とを比較することにより生成されたエアー供給制御信号に応じて、当該ＧＣ内の圧力を制御することを特徴とする、請求項３に記載のＧＣ内圧供給装置。
5. グリーンケース（ＧＣ）内の実圧を測定してＧＣ内の圧力を制御するＧＣ内圧供給システムにおける受信装置であって、
   ＧＣ内の実圧を所定間隔で測定するセンサで測定したＧＣ内の実圧データを所定の通信エリア内に無線送信する送信機から、前記センサによって測定した実圧データを無線通信で受信する受信機と、
   前記実圧データと予め定めた設定圧力とを比較し、ＧＣ内実圧が設定圧力となるようにＧＣ内の圧力を制御する監視制御ユニットと、
   を備えることを特徴とする受信装置。
6. 前記監視制御ユニットは、当該ＧＣ内圧供給に要した圧力供給時間を監視して、所定の設定時間範囲内から外れた場合は異常と判断し、警告を発することを特徴とする、請求項５に記載の受信装置。