JP2012181071A - 試験装置の保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験中のタイヤの破損に対応して、タイヤ試験装置のタイヤドラムに対する電力供給を遮断した後に、自由回転するタイヤドラムを停止させる。
【解決手段】電源に連結され、ドラムの回転を制御可能な制御部２と、電源と連結された電源供給部５と、第１リレー１２を有する保護回路１１を介して直列に接続されたスイッチ１３及び第２リレー１４を有し、電源供給部５に接続されたスイッチ回路と、保護回路が作動したことを通知する作動状況通知部３と、を備え、第２リレー１４は、スイッチ１３がオフに切り替わると、制御部２に配置された第２リレー接点１０４に作用し、接点１０４を変化させて、制御部２によりスイッチ１３の作動が検知されるように構成され、第１リレー１２は、保護回路１１が作動した場合に作動状況通知部３に配置された第１リレー接点１５を変化させて、保護回路１１の作動を通知するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤを回転用ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置の保護装置に関するものである。

タイヤ試験装置で、タイヤを回転させるなどして試験する際には、タイヤが破損して周囲にタイヤを構成するタイヤ部材の破片が飛散することがある。飛散したタイヤ部材によって、タイヤ試験装置の測定用センサや電源が損傷を受けると、リミットスイッチがオフ又は破損する。

従来、図３に示すような、タイヤ試験装置のための従来の保護装置に備えられたシーケンス入力による制御回路は、図示しない例えば２００Ｖの交流電源（主電源）と同列の電源回路（交流入力）に接続されていた。このような回路構成の場合、安全カバー閉鎖部に対応するリミットスイッチ５１、パンク検知部に対応するリミットスイッチ５２、キャリッジ後退端に対応するリミットスイッチ５３、複数のトレッド剥離検知部のそれぞれに対応するリミットスイッチ５４、５５、５６は、全て並列に接続されている。従って、いずれか一つのリミットスイッチが破損した場合には、現状の回路のままでは対処方法が確立されていないため、シーケンス入力による制御回路全体にダメージが飛び火する恐れがある。さらに、いずれか一つのリミットスイッチが破損した場合、主電源のメインブレーカーがトリップしてしまう。その結果、タイヤ試験装置のタイヤドラム制御ユニットへの電力供給も遮断される。

一般に、タイヤ試験では試験用タイヤがタイヤドラムに装着され、高速回転していることから、タイヤドラム制御ユニットへの電力供給が遮断された後も、暫くは慣性力が大きく、タイヤドラムの回転（自由回転）は非常に高速である。このとき、作業者がタイヤドラムの回転が停止していないことを知らずにタイヤ試験装置が設置された試験室に入室すると、大変危険である。

ところで、回路が破損した際に、遮断された主電源とは別に一部の制御機構を残す技術が知られている。例えば、従来、昇降機や乗客コンベアなどの制御回路の遠隔開閉装置において、動作回路によって、作業場所の近くにある安全スイッチの操作に基づいて、作業場所から離れた制御回路の直流電源線間及び内部直流電源に接続されたリレーを動作させる動作回路と、リレーの動作に基づいて制御回路の直流電源線に直列接続された接点を開閉する開閉回路を備えた装置が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。このような装置によって、作業場所で電源の開閉を行うことができ、ひいては感電の危険を防止することができる。

また、従来、地下鉄等に用いられる直流電化システムの直流高圧接地保護回路において、停電が発生した場合に、停電区間外の一線地絡判別継電器が不要動作した結果、全システムをトリップさせてしまう事故が発生することを防止するために、停電検出リレーと、直流高圧接地リレーの保護回路とを備えたシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。このようなシステムによって、直流高圧接地リレーが不要動作して整流器の動作が停止してしまう事態を回避することができる。

特開平０６−２１１９５７号公報 実開平０６−００６０７３号公報

しかしながら、特許文献１に示されているような、制御回路の遠隔開閉装置を採用したとしても、タイヤ試験装置のタイヤ回転用ドラムに対する電力供給を遠隔で遮断することは可能であるが、自由回転するタイヤ回転用ドラムを即座に停止させることはできない（すなわち、自然停止を待つしかない）。また、特許文献２に示されているような、停電検出リレーと、直流高圧接地リレーの保護回路とを備えたシステムを採用したとしても、タイヤ試験装置のタイヤ回転用ドラムに対する電力供給遮断後に、自由回転するタイヤ回転用ドラムを即座に停止させることは不可能である。

そこで、本発明の目的は、試験中のタイヤの破損に対応して、タイヤ試験装置のタイヤ回転用ドラムに対する電力供給を遮断した後に、自由回転するタイヤ回転用ドラムを即座に停止させることができる、タイヤ試験装置の保護装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明による試験装置の保護装置は、
タイヤをタイヤ回転用ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置のための保護装置であって
交流入力に連結され、前記ドラムの回転を制御可能な制御部と
前記交流入力と連結された電源供給部と、
第１リレーを有する保護回路を介して直列に接続されたスイッチ及び第２リレーを有し、前記電源供給部に接続されたスイッチ回路と、
前記保護回路が作動したことを通知する作動状況通知部と、
を備え、
前記第２リレーは、前記スイッチがオフに切り替わると、前記制御部に配置された第２リレー接点に作用し、該接点の状態を変化させて、前記制御部により前記スイッチがオフしたことが検知されるように構成され、
前記第１リレーは、前記保護回路が作動した場合に前記作動状況通知部に配置された第１リレー接点の状態を変化させて、前記作動状況通知部にて前記保護回路が作動したことが通知されるように構成される、
ことを特徴とするものである。

また、本発明による保護装置は、
前記スイッチ回路を複数備え、
前記電源供給部に対して、前記複数のスイッチ回路が接続され、且つ前記複数のスイッチ回路のそれぞれに対応した複数の第１リレー接点が前記作動状況通知部に配置され、複数の第２リレー接点が前記制御部に配置されることを特徴とするものである。

また、本発明による保護装置は、
前記スイッチは、ブレーク接点であり、該スイッチが通電しない場合に、閉路して前記第２リレーに通電し、
前記第２リレー接点は、ブレーク接点であり、前記第２リレーが作動すると開路して前記制御部に前記スイッチの作動を検知させ、
前記第１リレー接点は、メーク接点であり、前記第１リレーが作動すると閉路して前記作動状況通知部にて前記保護回路が作動したことが通知される、
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、試験中のタイヤの破損に対応して、タイヤ試験装置のタイヤ回転用ドラムに対する電力供給を遮断した後に、自由回転するタイヤ回転用ドラムを停止させることが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る保護装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る保護装置の動作を説明するフローチャートである。 従来技術による試験装置の保護装置を説明するための図である。

以下、本発明による一実施形態の保護装置について、図を参照して説明する。また、本発明に係る保護装置は、本発明による一実施形態の保護装置の説明から明らかになる。

図１は、本発明による一実施形態のタイヤをタイヤ回転用ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置のための保護装置の概略構成を示す図である。図１に示す保護装置１は、制御部２と、作動状況通知部３と、第１保護回路４と、電源供給部５と、第１トレッド剥離検知部１０と、第２トレッド剥離検知部２０と、第３トレッド剥離検知部３０と、第４トレッド剥離検知部４０とを備える。保護装置１は、第１〜第４トレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０ごとに対応する第１リレー接点を作動状況通知部３に、第２リレー接点を制御部２に備えるが、ここでは第１トレッド剥離検知部１０に対応する第１リレー接点１５及び第２リレー接点１０４のみ図示している。また、トレッド剥離検知部は１つ以上あればよい。ここで、第１トレッド剥離検知部１０と、第２トレッド剥離検知部２０と、第３トレッド剥離検知部３０と、第４トレッド剥離検知部４０は、それぞれ、スイッチ回路とも称する。

制御部２は、交流入力に連結されて電力供給を受けると共に、タイヤ回転用ドラムの回転を制御する機能を有する。制御部２は、それぞれ、安全カバー閉鎖部に対応するリミットスイッチ１０１及び入力端子１０６と、パンク検知部に対応するリミットスイッチ１０２及び入力端子１０７と、キャリッジ後退端に対応するリミットスイッチ１０３及び入力端子１０８と、複数のトレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０に対応する第２リレー接点１０４と、作動状況通知部３に配置された第３リレー１６の第３リレー接点１０５と、トレッド剥離リミットスイッチ入力端子１０９と、を備える。各リレー接点１０４、１０５の動作及び作用については後述する。なお、交流入力は例えば、２００Ｖ、５０Ｈｚの交流入力である。

電源供給部５は、第１保護回路４を介して交流入力に連結される。電源供給部５は、例えば、スイッチング電源であり、２００Ｖの交流入力からの電流を２４Ｖの直流電流に変換して供給するＤＣ２４Ｖ定電圧電源である。

第１保護回路４は、交流入力に対して以下に説明するようなトレッド剥離検知部で生じたトリップの影響が及ばないように、交流入力を保護するための回路である。

第１トレッド剥離検知部１０は、保護回路１１及び第１リレー１２を介して直列に接続されたリミットスイッチ１３及び第２リレー１４を有する。第２保護回路１１は、リミットスイッチ１３自体が地絡又はリミットスイッチ１３に接続している配線が断線し地絡するとトリップするように構成される。第１リレー１２は、例えば、サーマルリレーを構成するようにヒーターにより構成される。

リミットスイッチ１３は、例えば、通電しない状態（オフの状態）で閉路し、通電状態（オンの状態）で開路するブレーク接点により構成される。リミットスイッチ１３は、タイヤ試験装置が正常動作している場合には開路しており、後続する第２リレー１４に通電しないが、リミットスイッチ１３自体が地絡又はリミットスイッチ１３に接続している配線が断線し地絡すると、リミットスイッチ１３は、通電しない状態となり（すなわち、リミットスイッチ１３がオフの状態になり）、閉路して、第２リレー１４（ＴＳＰ０１）に通電する。そして、通電された第２リレー１４は、制御部２に配置された第２リレー接点１０４に作用し、ブレーク接点である第２リレー接点は開路する。尚、第１トレッド剥離検知部１０内の配線は、トレッド剥離検知ＬＳ端子箱（図示しない）にて接地する。

他方、第１リレー１２は、第１トレッド剥離検知部１０にて地絡等が生じて、保護回路１１に過負荷がかかると作動して、作動状況通知部３に配置された第１リレー接点１５を閉路させる。そして、第３リレー１６が作動すると共に、ランプ１７を点灯させる。ランプ１７の点灯により、タイヤ試験装置の作業者等は、第１トレッド剥離検知部１０における試験用タイヤのバースト、地絡、又は短絡等の発生を認識することができる。

作動状況通知部３は、第２保護回路１１、２１、３１、４１が作動して、複数のトレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０がトリップしたことを通知するものであり、上述した第１リレー接点１５と、ランプ１７に加えて、第３リレー１６を備える。第３リレー１６は、第１リレー１２が作動したことによって第１リレー接点１５が閉路したことにより、通電されて作動する。そして、第３リレー１６は、制御部２に配置された第３リレー接点１０５に作用して、通電しない状態（オフの状態）で開路し、通電状態（オンの状態）で閉路するメーク接点である第３リレー接点１０５を閉路させる。これにより、トレッド剥離リミットスイッチ入力端子１０９から信号が出力され、トレッド剥離アラーム（図示しない）が作動する。トレッド剥離アラームが作動すると、制御部２は、高速回転しているタイヤ回転用ドラムに対して停止命令を送信するように制御する。

第１トレッド剥離検知部１０に対して並列に配置される第２〜４トレッド剥離検知部２０、３０、４０も、第１トレッド剥離検知部１０と同様の構成を有し、各構成に対応して、制御部２及び作動状況通知部３内に対応するリレー並びにリレー接点、地絡表示ランプ等が設けられる。このように、複数のトレッド剥離検知部がそれぞれ保護回路を伴って並列で配置されることで、１つのトレッド剥離検知部にて破損や地絡が生じたとしても、他のトレッド剥離検知部が影響を受けることは無く、システムの耐久性を向上させることができる。

さらに、第１トレッド剥離検知部１０に対応する第３リレー１６の接点である第３リレー接点１０５の作動状態を、例えば、タイヤ試験装置を備えるシステム全体の動作を監督するための中央監視室に通知するように保護装置１を構成することもできる。同様に、第２〜第４トレッド剥離検知部２０、３０、４０に対応する第３リレー接点及び第１保護回路４に含まれるリレー（図示しない）に対応するリレー接点の作動状態も中央監視室に通知するように保護装置１を構成することもできる。これにより、作業者は、中央監視室に居ながらタイヤ試験装置を備えるシステム全体の動作を監督することが可能となる。

図２は、本発明に係る保護装置１の動作を説明するためのフローチャートである。ここでは、保護装置１が接続されているタイヤ試験装置のタイヤ回転用ドラムは、試験用タイヤを装着した状態で高速回転しているものとする。

ブレーク接点であるリミットスイッチ１３が地絡し（ステップＳ０１）、第２保護回路１１に所定の閾値以上の負荷がかかる共に第１リレー１２（ＣＰ０１）に過負荷がかかると、第１リレー１２が作動する（ステップＳ０２）。所定の閾値以上の負荷がかかった場合、第２保護回路１１は、接続を切断して、第２〜第４トレッド剥離検知部２０、３０、４０に影響が及ばないようにする。第１リレー１２は作動状況通知部３に配置された第１リレー接点１５に作用して、第１リレー接点１５を閉路させる（ステップＳ０３）。これにより、地絡表示ランプ１７が点灯するとともに（ステップＳ０４）、第３リレー１６（ＣＰＡＬ０１）が通電により作動する（ステップＳ０５）。ランプの点灯により、作業者は容易にタイヤ試験装置の状況を把握することができる。

第３リレー１６が通電により作動すると、制御部２に配置された第３リレー１６の第３接点１０５が閉路する（ステップＳ０６）。これにより、トレッド剥離リミットスイッチ入力端子１０９に信号が送られ、図示しないトレッド剥離検知アラームが動作する（ステップＳ７）。そして、制御部２は、高速回転するタイヤ回転用ドラムに対する停止命令をタイヤ試験装置に送信する（ステップＳ０８）。

このように、本発明に係るタイヤ試験装置の保護装置１によれば、作業者は随時にタイヤ試験装置の状況を把握することができる。さらに、複数設けられているトレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０のうちの一部に地絡、短絡、損傷等が生じた場合であっても、タイヤ試験装置を含むシステム全体がトリップしないため、高速回転しているタイヤ回転ドラムを停止するように制御することが可能である。これにより、試験中のタイヤの破損に対応して、タイヤ試験装置のタイヤ回転用ドラムに対する電力供給が遮断された後であっても、自由回転するタイヤ回転用ドラムを即座に停止させることができる。

尚、ステップＳ０１にてリミットスイッチ１３が閉路すると、通電により第２リレー１４（ＴＳＰ０１）も作動する。第２リレー１４の作動により、制御部２に配置された第２リレー接点１０４が開路する。制御部２は、トレッド剥離リミットスイッチ入力端子１０９からの信号出力が途絶えたことに基づいて、リミットスイッチ１３が作動したことを検知することができる。また、例えば、経年劣化等によりリミットスイッチ１３が正常に動作しなかった場合にそれを探知することもできる。

図２では、ステップＳ０２での第１リレー１２の作動は、ステップＳ０１にてリミットスイッチ１３が作動した場合に実行されるものとして示した。しかし、リミットスイッチ１３が故障や劣化等のために正常に動作せず、ステップＳ０１の動作が発生しなかった場合であっても、第２保護回路１１に所定の閾値以上の負荷がかかった場合は、第１リレー１２は作動する。このように、本発明に係る保護装置は、制御部２によってリミットスイッチの作動が検知されていないにも関わらず地絡表示ランプ１７が点灯し（ステップＳ０４）、トレッド剥離検知アラームが動作している（ステップＳ０７）という状態を提示することで、リミットスイッチが正常に動作していないことを、作業者等に対して通知することができる。

さらに、本発明に係るタイヤ試験装置の保護装置１によれば、複数のトレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０が電源供給部５に接続され、複数のトレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０のそれぞれに対応するリレー接点が制御部２及び作動状況通知部３に設けられているので、これら複数のトレッド剥離検知部１０、２０、３０、４０からの入力を並列して処理することができる。これにより、１つのリミットスイッチが破損しても他のリミットスイッチに影響を及ぼすことがなく、タイヤ試験装置を備えるシステムの信頼性を向上させることが可能である。

本発明の一実施形態について説明したが、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、第１保護回路４は、漏電遮断器により構成することも可能であり、また、第２保護回路１１、２１、３１、４１は、単管ヒューズにより構成することも可能である。さらに、本発明に係る保護装置１を、電気基盤と併用して使用する場合、ヒューズソケットを電気基盤上に設けることで、基板損失（基板焼け）を防止することが可能になる。

１ 保護装置
２ 制御部
３ 作動状況通知部
４ 第１保護回路
５ 電源供給部
１０、２０、３０、４０ トレッド剥離検知部
１１、２１、３１、４１ 第２保護回路
１２ 第１リレー
１３ リミットスイッチ
１４ 第２リレー
１５ 第１リレー接点
１６ 第３リレー
１７ ランプ
１０４ 第２リレー接点
１０５ 第３リレー接点
１０９ トレッド剥離リミットスイッチ入力端子

Claims (3)

1. タイヤをタイヤ回転用ドラムで回転させて動的タイヤ試験を実施するタイヤ試験装置のための保護装置であって
   交流入力に連結され、前記ドラムの回転を制御可能な制御部と
   前記交流入力と連結された電源供給部と、
   第１リレーを有する保護回路を介して直列に接続されたスイッチ及び第２リレーを有し、前記電源供給部に接続されたスイッチ回路と、
   前記保護回路が作動したことを通知する作動状況通知部と、
   を備え、
   前記第２リレーは、前記スイッチがオフに切り替わると、前記制御部に配置された第２リレー接点に作用し、該接点の状態を変化させて、前記制御部により前記スイッチがオフしたことが検知されるように構成され、
   前記第１リレーは、前記保護回路が作動した場合に前記作動状況通知部に配置された第１リレー接点の状態を変化させて、前記作動状況通知部にて前記保護回路が作動したことが通知されるように構成される、
   ことを特徴とする保護装置。
2. 前記スイッチ回路を複数備え、
   前記電源供給部に対して、前記複数のスイッチ回路が接続され、且つ前記複数のスイッチ回路のそれぞれに対応した複数の第１リレー接点が前記作動状況通知部に配置され、複数の第２リレー接点が前記制御部に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の保護装置。
3. 前記スイッチは、ブレーク接点であり、該スイッチが通電しない場合に、閉路して前記第２リレーに通電し、
   前記第２リレー接点は、ブレーク接点であり、前記第２リレーが作動すると開路して前記制御部に前記スイッチの作動を検知させ、
   前記第１リレー接点は、メーク接点であり、前記第１リレーが作動すると閉路して前記作動状況通知部にて前記保護回路が作動したことが通知される、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の保護装置。

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