JP5044974B2 - Pressure sensor for pressure measurement of unvulcanized tires - Google Patents
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Description
本発明は、可塑性材料の圧力測定用感圧センサーに関し、さらに詳しくは、可塑性材料に作用する圧力を測定する圧力測定用感圧センサーに関する。 The present invention relates to a pressure-sensitive sensor for pressure measurement of a plastic material, and more particularly to a pressure-sensitive sensor for pressure measurement that measures a pressure acting on a plastic material.
タイヤ加硫工程において、未加硫タイヤ内部の圧力を把握することは、特許文献1等に開示されるように製品タイヤの品質管理やタイヤを設計する上で重要な要素である。このような未加硫ゴムに対する圧力を検知するセンサーとしては、図4のように、導電性フィラー配合のシリコンゴム等の感圧導電ゴム2を電極基板3にべた置きし、感圧導電ゴム2が負荷圧力の大きさにより電気抵抗を変化させる特性を利用し、電極部3a及び3b間の電圧を検知する圧力測定用感圧センサー1が知られている。しかし、本発明者等の検討した結果によると、この感圧センサーはタイヤ加硫工程で未加硫タイヤに負荷する圧力を測定するときには大きな測定誤差が発生することがわかった。
In the tire vulcanization process, ascertaining the pressure inside the unvulcanized tire is an important factor in quality control of product tires and tire design as disclosed in
その原因は、図5(A)のように、未加硫タイヤ13と金型14の間に感圧センサー1を介在させ、図示しないブラダーにより未加硫タイヤ13に金型14に向けた圧力が負荷されると、図5(B)のように、感圧センサー1が未加硫ゴム13に埋没するため、電極基板3が感圧導電ゴム2の周縁を包み込むように変形して、両者間の接触面積が増大する。この接触面積の変化により出力電圧が変化するため、測定誤差の原因になっていたのである。
本発明の目的は、未加硫タイヤの圧力測定において高精度の測定を可能にする未加硫タイヤの圧力測定用感圧センサーを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly accurate pressure measurement for pressure-sensitive sensor of the unvulcanized tire to enable measurement at pressure measurement unvulcanized tire.
上記目的を達成するための本発明の未加硫タイヤの圧力測定用感圧センサーは、未加硫タイヤの加硫工程においてブラダーから前記未加硫タイヤに負荷される圧力を測定する未加硫タイヤの圧力測定用感圧センサーであって、電極基板(3)に感圧導電ゴム(2)を、前記感圧導電ゴム(2)表面よりも小さな穴(5)が形成された絶縁膜(4)を介在させて、その穴(5)を介してのみ前記電極基板(3)と前記感圧導電ゴム(2)とが接触するように積層するとともに、前記電極基板(3)が前記未加硫タイヤに対向するように配置したことを特徴とする。 The pressure-sensitive sensor for pressure measurement of an unvulcanized tire of the present invention for achieving the above object is an unvulcanized tire that measures a pressure applied to the unvulcanized tire from a bladder in a vulcanization process of the unvulcanized tire. A pressure-sensitive sensor for measuring tire pressure, comprising an electrode substrate (3) having a pressure-sensitive conductive rubber (2) and an insulating film having a hole (5) smaller than the surface of the pressure-sensitive conductive rubber (2) ( 4) with intervening, together with the hole (the electrode substrate only through 5) (3) and the pressure-sensitive conductive rubber (2) are stacked in contact, the electrode substrate (3) is the non It is arranged to face the vulcanized tire .
本発明の未加硫タイヤの圧力測定用感圧センサーによれば、絶縁膜に形成した感圧導電ゴム表面よりも小さな穴を介してのみ感圧導電ゴムと電極基板とが接触するようにしたので、感圧導電ゴムと電極基板の接触面積を測定中において常に一定に保つことができ、可塑性材料に負荷される圧力変化を正確に測定することができる。 According to the pressure-sensitive sensor for pressure measurement of an unvulcanized tire of the present invention, the pressure-sensitive conductive rubber and the electrode substrate are brought into contact only through a hole smaller than the pressure-sensitive conductive rubber surface formed in the insulating film. Therefore, the contact area between the pressure-sensitive conductive rubber and the electrode substrate can always be kept constant during the measurement, and the pressure change applied to the plastic material can be accurately measured.
図1は、本発明の圧力測定用感圧センサーの一例を部品を分解して示す説明図である。
図1に示すように、圧力測定用感圧センサー1は、感圧導電ゴム2、電極基板3及び絶縁膜4からなり、これら三者が一体に積層することにより構成される。絶縁膜4は、感圧導電ゴム2の外形よりも外側に延在する十分な大きさを有すると共に、その中央部に感圧導電ゴム2の表面よりも小さな円形の穴5を有している。この絶縁膜4を感圧導電ゴム2と電極基板3の間に介在させて積層することにより、感圧導電ゴム2と電極基板3は、穴5を介してのみ接触し、常に一定面積で接触するようになっている。
FIG. 1 is an explanatory view showing parts of an example of a pressure sensor for pressure measurement according to the present invention in an exploded manner.
As shown in FIG. 1, the pressure-
上述した構成の圧力測定用感圧センサー1を、未加硫タイヤの加硫工程で未加硫ゴムに負荷する圧力の測定に使用するときは、図2(A)(B)のようになる。
The pressure measuring pressure-
先ず金型にセットした未加硫タイヤに圧力を負荷しない状態では、圧力測定用感圧センサー1は、図2(A)に示すように、未加硫タイヤの可塑性材料11と金型の硬質材料12の間に介在した状態にある。ブラダーの膨張により可塑性材料11(未加硫タイヤ)に硬質材料12(金型)に向けて圧力を負荷すると、図2(B)のように、可塑性材料11が圧力測定用感圧センサー1を包み込むように変形し、その圧力により圧力測定用感圧センサー1の電極基板3も感圧導電ゴム2を包み込むように変形する。しかし、電極基板3は、感圧導電ゴム2と絶縁膜4の穴5を介してのみ接触しているので、接触面積が変化(増加)せずに、一定の接触面積を保つことができる。したがって、可塑性材料11に負荷する圧力を高精度に測定することができる。
First, in a state where no pressure is applied to the unvulcanized tire set in the mold, the pressure-
図3は、上述した本発明の圧力測定用感圧センサー1と、図4に例示した従来の感圧センサーとを使って、未加硫ゴムに負荷した圧力を検知した実験結果を示す。本発明の圧力測定用感圧センサー1により測定された圧力値は、経時的にプレス機で与えた負荷値とほぼ同じ圧力値が得られたが、従来の感知センサーから得られた圧力値は、接触面積の増加に起因して実際の負荷値よりも大きくなっていることが認められる。
FIG. 3 shows the experimental results of detecting the pressure applied to the unvulcanized rubber using the pressure-
本発明において、感圧導電ゴム2は、圧力の大きさに対応して電気抵抗が変化する材料であれば特に限定されない。例えば、導電性フィラー配合のシリコンゴム、ポリフッ化ビニリデンといった高分子圧電材料、チタン酸ジルコン酸鉛のような圧電性セラミック等を例示することができる。感圧導電ゴム2の形状は、好ましくは円形であり、外径が5mm以上かつ電極基板の最小外形長さ以下であり、厚さが0.5mm以上かつ2mm以下であることが好ましい。感圧導電ゴム2の直径及び厚さがこのような範囲を外れると、測定値に影響を及ぼすことがある。
In the present invention, the pressure-sensitive
絶縁膜4の材料は、電気絶縁性を有し可撓性な材料であれば特に制限されるものではないが、例えば、プラスチックフィルム、合成紙を例示することができる。絶縁膜4に設ける穴5の形状は、特に限定されないが、好ましくは円形がよい。穴5の面積は、感圧導電ゴム2が電極基板3に対面する表面積に対して、好ましくは60%以上かつ100%未満とし、より好ましくは75〜90%にするとよい。穴5の面積が60%未満であると、感圧導電ゴム2の性能を十分に発揮することができず、100%以上であると接触面積の変化が検出されるようになる。
The material of the
電極基板3は、少なくとも一対の電極が一定の間隔で設けられた基板であればよい。電極は導電性材料がプリントされたものが一般的である。
The
本発明の圧力測定用感圧センサー1は、未加硫タイヤの加硫工程において、金型内の未加硫タイヤに対してブラダーから与えられる圧力の分布を測定するのに用いられる。
Pressure measuring pressure-
本発明の圧力測定用感圧センサー1により、ブラダーから未加硫タイヤに金型に向け負荷される圧力を測定する場合には、圧力測定用感圧センサー1の電極基板3側を未加硫タイヤに対向するように配置するので、高精度の測定を可能にすることができる。
When the
未加硫タイヤが金型側に加圧されることにより受ける圧力は金型内面の位置毎に異なるので、圧力測定用感圧センサー1は複数の箇所に分散して設置するとよい。特に金型のトレッド幅方向及び/又はサイドの径方向に分散配置することにより、加硫工程中の受圧順序を測定することができ、また、加硫後のタイヤを離型するときは剥離順序を測定することができる。
Since the pressure received when the unvulcanized tire is pressed on the mold side differs depending on the position of the inner surface of the mold, the pressure
1 圧力測定用感圧センサー
2 感圧導電ゴム
3 電極基板
4 絶縁膜
5 穴
11 可塑性材料
12 硬質材料
DESCRIPTION OF
Claims (3)
電極基板(3)に感圧導電ゴム(2)を、前記感圧導電ゴム(2)表面よりも小さな穴(5)が形成された絶縁膜(4)を介在させて、その穴(5)を介してのみ前記電極基板(3)と前記感圧導電ゴム(2)とが接触するように積層するとともに、前記電極基板(3)が前記未加硫タイヤに対向するように配置した未加硫タイヤの圧力測定用感圧センサー。 A pressure-sensitive sensor for pressure measurement of an unvulcanized tire that measures a pressure applied to the unvulcanized tire from a bladder in a vulcanization process of the unvulcanized tire,
The pressure sensitive conductive rubber (2) the electrode substrate (3), wherein the pressure-sensitive conductive rubber (2) with small holes (5) is interposed an insulating film (4) which is formed from the surface, the hole (5) together with the said pressure-sensitive conductive rubber and the electrode substrate (3) (2) are stacked in contact only through, unvulcanized which the electrode substrate (3) is arranged so as to face the unvulcanized tire Pressure sensor for pressure measurement of sulfur tires .
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