JP5543427B2 - 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
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Description
本発明は、生タイヤの加硫中に、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出することにより、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。
一般に、タイヤの加硫工程では、生タイヤをタイヤ加硫装置の金型に装着後、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されている。そして、前記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から漏れるため、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不良品の発生を防止するために、ブラダーから漏れ出た蒸気を検出することにより、ブラダーのパンクを検出する検出手段を備えたパンク検出装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
図３は、従来のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置を示す。図３に示すように、パンク検出装置２は、センサーボックス２１、加熱加圧媒体の蒸気を検知するセンサー２２、およびブラダーから漏れ出た蒸気をセンサーボックス２１に導入する導入管２３を備えている。
また、センサー２２のセンサー検出面２２ａと導入管２３の先端とは、所定の間隔を設けて相対向し、導入管２３の先端に取り付けられるフィルター２４により、蒸気に含まれるオイルミスト等のヒュームでセンサー２２が汚れることを防止している。
しかしながら、上記のパンク検出は、図４に示す一般的なタイヤの加硫工程フローにおけるインフレーションスチーム工程とプレス開工程で行われるだけであり、その他の工程では行われないが、パンク検出が行われない工程においてもパンク検出装置は常に高温の蒸気やヒュームにさらされている。このため、センサーやフィルター等が汚れ易くなり、メンテナンスを頻繁に行う必要があった。
また、ブラダーに極小のピンホールパンクが発生した場合には、センサーボックス２１に誘導される蒸気量が不足するため、パンクが検出されない場合があった。
そこで、本発明は、センサーやフィルターの蒸気やヒュームによる汚れを抑制してメンテナンス頻度を減少させると共に、微小なピンホールパンクの発生も検出する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課題とする。
請求項１に記載の発明は、
タイヤ加硫に使用される蒸気を検出するセンサーを内部に有するセンサーボックスと、
タイヤ加硫中に前記タイヤ加硫用ブラダーから漏れた前記蒸気を前記センサーボックスに誘導する導入管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、
前記導入管の一端にはフィルターが設けられ、他端には前記蒸気の前記ブラダーから前記センサーボックスへの誘導を調節する制御ボックスが接続されており、
前記制御ボックスには、外部と連通する排気孔および前記蒸気を前記センサーボックスへ強制的に流動させるファンが設けられ、
前記蒸気が、前記制御ボックスを経由して前記センサーボックスに誘導されるように構成さ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である。
タイヤ加硫に使用される蒸気を検出するセンサーを内部に有するセンサーボックスと、
タイヤ加硫中に前記タイヤ加硫用ブラダーから漏れた前記蒸気を前記センサーボックスに誘導する導入管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、
前記導入管の一端にはフィルターが設けられ、他端には前記蒸気の前記ブラダーから前記センサーボックスへの誘導を調節する制御ボックスが接続されており、
前記制御ボックスには、外部と連通する排気孔および前記蒸気を前記センサーボックスへ強制的に流動させるファンが設けられ、
前記蒸気が、前記制御ボックスを経由して前記センサーボックスに誘導されるように構成さ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である。
請求項２に記載の発明は、
さらに、前記制御ボックスは、前記制御ボックスと前記センサーボックスとを連通する前記導入管の、前記制御ボックス側の導入管端部の開口を開閉するキャップと、
前記キャップを、パンク検出時に開にし、パンク非検出時に閉にする開閉機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置である。
さらに、前記制御ボックスは、前記制御ボックスと前記センサーボックスとを連通する前記導入管の、前記制御ボックス側の導入管端部の開口を開閉するキャップと、
前記キャップを、パンク検出時に開にし、パンク非検出時に閉にする開閉機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置である。
請求項３に記載の発明は、
パンク検出時は、前記ファンを、４００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転するように制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置である。
パンク検出時は、前記ファンを、４００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転するように制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置である。
請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３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装置を用いたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法であって、
前記ファンを稼動させることにより、パンク検出前に加硫装置からパンク検出装置に排出された蒸気を前記排気孔から外部に排出し、その後に前記制御ボックスに導入された蒸気を強制的に前記センサーボックスに誘導してタイヤ加硫用ブラダーのパンクを検出す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である。
請求項１ないし請求項３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装置を用いたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法であって、
前記ファンを稼動させることにより、パンク検出前に加硫装置からパンク検出装置に排出された蒸気を前記排気孔から外部に排出し、その後に前記制御ボックスに導入された蒸気を強制的に前記センサーボックスに誘導してタイヤ加硫用ブラダーのパンクを検出す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である。
本発明によれば、センサーやフィルターの蒸気やヒュームによる汚れを抑制してメンテナンス頻度を減少させると共に、微小なピンホールパンクの発生も検出する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。
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。
１．ブラダーのパンク検出装置
（１）パンク検出装置
図１は本実施の形態に係るブラダーのパンク検出装置が組み込まれたタイヤ加硫装置の主要部を概略的に示す断面図であり、ブラダーのパンク検出装置１はタイヤ加硫装置Ａの上部に設けられている。
（１）パンク検出装置
図１は本実施の形態に係るブラダーのパンク検出装置が組み込まれたタイヤ加硫装置の主要部を概略的に示す断面図であり、ブラダーのパンク検出装置１はタイヤ加硫装置Ａの上部に設けられている。
なお、タイヤ加硫装置Ａは、加硫金型Ａ１と、金型ホルダーＡ２と、生タイヤＢの内面に装入されるブラダーＡ３と、ブラダーのパンク検出装置１と、図外の制御部とを備えており、ブラダーＡ３の内部に加熱加圧媒体を供給してブラダーＡ３を膨張させることにより生タイヤＢを加硫金型Ａ１の内面に押し付けて加硫が行われる。
本実施の形態のブラダーのパンク検出装置１は、センサーボックス１１の手前に制御ボックス１５を備えている点が従来のブラダーのパンク検出装置と異なる。
具体的には、ブラダーのパンク検出装置１は、センサー１２を有するセンサーボックス１１と、制御ボックス１５とを備えている。センサーボックス１１および制御ボックス１５は、金型ホルダーＡ２に設けられた上孔Ａ５の上方に設けられており、上孔Ａ５は空隙部Ａ４と連通している。そして、センサー１２が所定量を超える蒸気を検出した場合、警告信号を発するように構成されている。
センサーボックス１１と制御ボックス１５とは、上側導入管１３ｂで接続されており、上孔Ａ５と制御ボックス１５は下側導入管１３ａで接続されている。
（２）センサーボックス
本実施の形態のセンサーボックス１１は、基本的には、従来のセンサーボックスと同一の構成をしている。即ち、センサーボックス１１の天井面には、センサー検出面１２ａが下方に向くようにしてセンサー１２が取り付けられている。なお、センサー１２には湿度センサーが好ましく用いられる。
本実施の形態のセンサーボックス１１は、基本的には、従来のセンサーボックスと同一の構成をしている。即ち、センサーボックス１１の天井面には、センサー検出面１２ａが下方に向くようにしてセンサー１２が取り付けられている。なお、センサー１２には湿度センサーが好ましく用いられる。
また、センサー検出面１２ａは、上側導入管１３ｂの上端開口部（加熱加圧媒体の流入口）と相対向しており、また、上側導入管１３ｂの上端開口部には金属製メッシュ等で形成されたフィルター１４が取り付けられている。これにより、センサー１２がヒュームによって汚染されるのが抑制される。なお、センサー１２には湿度センサーが好ましく用いられる。
（３）制御ボックス
制御ボックス１５は、ファン１６と、排気孔１７と、制御ボックス１５内に加熱加圧媒体を流入させる流入口１３ｃと、制御ボックス１５から加熱加圧媒体を流出させる流出口１３ｄと、流出口１３ｄを開閉するためのアルミニウム製のキャップ１８とを備えている。
制御ボックス１５は、ファン１６と、排気孔１７と、制御ボックス１５内に加熱加圧媒体を流入させる流入口１３ｃと、制御ボックス１５から加熱加圧媒体を流出させる流出口１３ｄと、流出口１３ｄを開閉するためのアルミニウム製のキャップ１８とを備えている。
なお、流入口１３ｃは下側導入管１３ａの上端に設けられ、流出口１３ｄは上側導入管１３ｂの下端に設けられている。
ファン１６は、制御ボックス１５に下側導入管１３ａから導入された蒸気を強制的に流動させるために設置されており、図外の制御手段により、回転速度、回転のタイミングおよび回転時間が制御されている。
排気孔１７は、制御ボックス１５に下側導入管１３ａから導入された蒸気を外部に排気するために設置されており、直径が８〜１２ｍｍであることが好ましい。
キャップ１８は、パンク検出時以外の工程では流出口１３ｄを閉じることにより、センサー１２やフィルター１４がヒュームで汚染されるのを抑制するために設置され、図外のキャップ開閉機構により開閉する。
２．パンク検出機構
次に、前記パンク検出装置によるパンク検出機構について説明する。図２は、本発明の一実施の形態のブラダーのパンク検出装置によるパンク検出の機構を説明する図であり、（ａ）はパンク検出時の状態を示す図であり、（ｂ）はパンク非検出時の状態を示す図である。
次に、前記パンク検出装置によるパンク検出機構について説明する。図２は、本発明の一実施の形態のブラダーのパンク検出装置によるパンク検出の機構を説明する図であり、（ａ）はパンク検出時の状態を示す図であり、（ｂ）はパンク非検出時の状態を示す図である。
（１）パンク検出時
パンク検出時には、キャップ１８を開にし、ファン１６を稼動させる。これにより、ブラダーＡ３がパンクしてタイヤ加硫装置Ａの空隙部Ａ４内に漏れ出た蒸気は、下側導入管１３ａから制御ボックス１５に誘導され、さらに上側導入管１３ｂを通ってセンサーボックス１１内に誘導され、センサー検出面１２ａに当たってパンクの検出が行われる。パンク検出中は、ファン１６が４００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転するように、回転の速度やタイミングが制御される。これにより、ピンホールパンクにより発生する微量な蒸気であってもセンサー１２へ誘導することができ、また、センサー１２の汚れが抑制されるため好ましい。
パンク検出時には、キャップ１８を開にし、ファン１６を稼動させる。これにより、ブラダーＡ３がパンクしてタイヤ加硫装置Ａの空隙部Ａ４内に漏れ出た蒸気は、下側導入管１３ａから制御ボックス１５に誘導され、さらに上側導入管１３ｂを通ってセンサーボックス１１内に誘導され、センサー検出面１２ａに当たってパンクの検出が行われる。パンク検出中は、ファン１６が４００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転するように、回転の速度やタイミングが制御される。これにより、ピンホールパンクにより発生する微量な蒸気であってもセンサー１２へ誘導することができ、また、センサー１２の汚れが抑制されるため好ましい。
（２）パンク非検出時
パンク非検出時には、キャップ１８を閉にして、不必要な蒸気がセンサーボックス１１に導入されないようにする。
パンク非検出時には、キャップ１８を閉にして、不必要な蒸気がセンサーボックス１１に導入されないようにする。
また、パンクの検出を開始する前に、ファン１６を稼動させることにより、パンクの検出を阻害する不必要な蒸気およびセンサー１２やフィルター１４を汚染するヒュームを排気孔１７から外部に効率良く排気して、検出開始の蒸気量を常に安定させることができる。
このとき、ファン１６は、排気工程後に回転速度１０００〜２０００ｒｐｍで３〜６秒間回転するように制御される。ファン１６の回転をこのように制御し、また前記のように排気孔１７の直径を８〜１２ｍｍとすることにより、ブラダーがパンクしていない状態での蒸気の測定値が最も安定する。
３．本実施の形態の効果
（１）上記のようにパンクの非検出時には、キャップ１８を閉にして、不必要な蒸気のセンサーボックス１１内への侵入をシャットアウトするため、センサー１２やフィルター１４のヒュームによる汚れの発生が抑制され、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
（１）上記のようにパンクの非検出時には、キャップ１８を閉にして、不必要な蒸気のセンサーボックス１１内への侵入をシャットアウトするため、センサー１２やフィルター１４のヒュームによる汚れの発生が抑制され、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
（２）また、上記のようにパンクの検出時には、不必要な蒸気を予め制御ボックス１５の排気孔１７から外部に排気して、検出開始の蒸気量を常に安定させた後、キャップ１８を開にし、ファン１６を稼動させて、蒸気をセンサー１２に誘導するため、ピンホールパンクの発生に伴う微量な蒸気であっても精度良く検出することができる。
１．実施例１〜２０、比較例
実施例１〜２０は、上記の実施の形態のパンク検出装置を用いて、異なる動作条件の下にタイヤサイズが２８５／６５Ｒ１７の生タイヤについての加硫を行った例である。動作条件については、下記の表１、表２に示すように、「ヒューム汚れ防止の開閉キャップの有無」、「検出工程中のファン稼動の有無」、「排気工程中のファン稼動の有無」、「排気孔の直径（ｍｍ）」、「検出工程中のファン回転速度（ｒｐｍ）」、「排気工程後のファン回転速度（ｒｐｍ）」、「排気工程後のファン回転時間（秒）」を変えて実験を行った。
実施例１〜２０は、上記の実施の形態のパンク検出装置を用いて、異なる動作条件の下にタイヤサイズが２８５／６５Ｒ１７の生タイヤについての加硫を行った例である。動作条件については、下記の表１、表２に示すように、「ヒューム汚れ防止の開閉キャップの有無」、「検出工程中のファン稼動の有無」、「排気工程中のファン稼動の有無」、「排気孔の直径（ｍｍ）」、「検出工程中のファン回転速度（ｒｐｍ）」、「排気工程後のファン回転速度（ｒｐｍ）」、「排気工程後のファン回転時間（秒）」を変えて実験を行った。
比較例は、上記の従来技術のパンク検出装置を用いて、実施例と同サイズの生タイヤについての加硫を行った例である。
なお、実施例１〜２０、比較例の補足説明を、表１、表２の「各例の意味」の項に記載した。
２．評価
（１）評価方法
（ａ）ピンホールパンク検出性能
ピンホールパンク検出性能の評価は、「上ビード部ピンホールパンク時の検出蒸気上昇量（ｇ／ｍ３）」および「連続加硫中パンク未発生時の測定ピーク値Ｒ（ｇ／ｍ３）」に基づいて行なった。
（１）評価方法
（ａ）ピンホールパンク検出性能
ピンホールパンク検出性能の評価は、「上ビード部ピンホールパンク時の検出蒸気上昇量（ｇ／ｍ３）」および「連続加硫中パンク未発生時の測定ピーク値Ｒ（ｇ／ｍ３）」に基づいて行なった。
なお、上ビード部ピンホールパンクは、上部ビード付近で発生するピンホールパンクであり、パンクの発生率が高く、かつ、加硫タイヤ内面と加硫プラダーが接着しやすいために他の箇所で発生するパンクと比較し、漏れる蒸気量が少ない理由からこの箇所に特定して測定を行った。
（ｂ）センサーおよびフィルターのヒュームに伴うメンテナンス頻度
メンテナンス頻度の評価は、「センサー部の汚れ（ＮＧ周期）」および「フィルター部の汚れ（ＮＧ周期）」に基づいて行なった。
メンテナンス頻度の評価は、「センサー部の汚れ（ＮＧ周期）」および「フィルター部の汚れ（ＮＧ周期）」に基づいて行なった。
（２）評価結果
評価結果を表１、表２に示す。
評価結果を表１、表２に示す。
表１、２より、ピンホールパンク検出性能について、実施例１〜２０は、比較例よりも、上ビード部ピンホールパンク時の検出蒸気上昇量が大きく、連続加硫中パンク未発生時の測定ピーク値Ｒが小さく抑制されているため、検出感度が向上し、ピンホールパンクを安定して検出することができることが確認できた。
そして、メンテナンス頻度について、比較例はセンサー部の汚れ（ＮＧ周期）およびフィルター部の汚れ（ＮＧ周期）がともに２ヶ月間と短いのに対して、実施例１〜２０はセンサー部の汚れ（ＮＧ周期）が１年以上、フィルター部の汚れ（ＮＧ周期）が２ヶ月以上であり、比較例よりもメンテナンス性能が向上していることが確認できた。
なお、キャップを設けていない実施例２についてもメンテナンス性能が比較例を上回っているのは、制御ボックスに排気孔を設けることにより、不要の蒸気およびヒュームを外部に排気し、ヒュームによる汚れを抑制したためであると考えられる。
また、実施例１〜２０のうち、排気孔の直径については８〜１２ｍｍ、排気工程後（パンクの非検出時）のファンの回転速度および回転時間についてはそれぞれ１０００〜２０００ｒｐｍおよび３〜６秒間、パンクの検出時のファン回転速度については４００〜１０００ｒｐｍが最適範囲であることが分かった。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上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、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
１、２ ブラダーのパンク検出装置
１１、２１ センサーボックス
１２、２２ センサー
１２ａ、２２ａ センサー検出面
１３ａ 下側導入管
１３ｂ 上側導入管
１３ｃ 流入口
１３ｄ 流出口
１４、２４ フィルター
１５ 制御ボックス
１６ ファン
１７ 排気孔
１８ キャップ
２３ 導入管
Ａ タイヤ加硫装置
Ａ１ 加硫金型
Ａ２ 金型ホルダー
Ａ３ ブラダー
Ａ４ 空隙部
Ａ５ 金型ホルダーの上孔
Ｂ 生タイヤ
１１、２１ センサーボックス
１２、２２ センサー
１２ａ、２２ａ センサー検出面
１３ａ 下側導入管
１３ｂ 上側導入管
１３ｃ 流入口
１３ｄ 流出口
１４、２４ フィルター
１５ 制御ボックス
１６ ファン
１７ 排気孔
１８ キャップ
２３ 導入管
Ａ タイヤ加硫装置
Ａ１ 加硫金型
Ａ２ 金型ホルダー
Ａ３ ブラダー
Ａ４ 空隙部
Ａ５ 金型ホルダーの上孔
Ｂ 生タイヤ
Claims (4)
- タイヤ加硫に使用される蒸気を検出するセンサーを内部に有するセンサーボックスと、
タイヤ加硫中に前記タイヤ加硫用ブラダーから漏れた前記蒸気を前記センサーボックスに誘導する導入管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、
前記導入管の一端にはフィルターが設けられ、他端には前記蒸気の前記ブラダーから前記センサーボックスへの誘導を調節する制御ボックスが接続されており、
前記制御ボックスには、外部と連通する排気孔および前記蒸気を前記センサーボックスへ強制的に流動させるファンが設けられ、
前記蒸気が、前記制御ボックスを経由して前記センサーボックスに誘導されるように構成さ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。 - さらに、前記制御ボックスは、前記制御ボックスと前記センサーボックスとを連通する前記導入管の、前記制御ボックス側の導入管端部の開口を開閉するキャップと、
前記キャップを、パンク検出時に開にし、パンク非検出時に閉にする開閉機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置。 - パンク検出時は、前記ファンを、４００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転するように制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出装置。
- 請求項１ないし請求項３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装置を用いたタイヤ加硫用ブラダーのパンク検出方法であって、
前記ファンを稼動させることにより、パンク検出前に加硫装置からパンク検出装置に排出された蒸気を前記排気孔から外部に排出し、その後に前記制御ボックスに導入された蒸気を強制的に前記センサーボックスに誘導してタイヤ加硫用ブラダーのパンクを検出す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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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