JP2011148138A - ブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置、及びブラダ成形物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な制御によらずに、膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を精度よく制御する。
【解決手段】外径制御装置５０の圧力制御手段５２により、ガス供給手段３０から供給するガスの供給圧力を制御して、ブラダ２０内に所定の封入圧力でガスを封入する。ブラダ２０内に封入したガスの封入量を測定して、封入量の測定値と目標値とを比較し、封入量の比較結果に基づき、圧力制御手段５２によるブラダ２０内のガスの封入圧力を変更させる。封入圧力によりブラダ２０内のガスの封入量を目標値に調整して、ガスの封入量により、膨張したブラダ２０により成形されたブラダ成形物であるゴム成形物Ｇの外径を制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内部に供給されるガスにより膨張したブラダ、又は膨張したブラダにより成形された成形物（ブラダ成形物）の外径を制御するブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置と、ブラダ成形物の製造方法に関する。

従来、ガスにより膨張するブラダを製造過程で使用して、タイヤや空気バネ用のゴム成形物等、各種のブラダ成形物が成形されている。例えば、タイヤは、膨張するブラダによりビードコア周りにタイヤ構成部材を折り返して未加硫タイヤが成形される。また、空気バネは、その構成部品であるゴム成形物が、膨張したブラダにより加硫モールドの内面に押し付けられて加硫され、所定形状に成形される（特許文献１参照）。

ところで、このような空気バネ用のゴム成形物の加硫成形時には、加硫モールドへの収納前に、筒状の未加硫ゴム部材からなる成形途中段階のゴム成形物内でブラダを膨張させて、予めゴム成形物をある程度膨出変形させることがある。これにより、形状を整えた状態でゴム成形物を加硫モールド内に収納して、ゴム成形物を加硫モールドに均等に接触させ、加硫モールドやブラダとゴム成形物との間の空気残りを抑制して、ゴム成形物を安定して加硫成形する。

しかしながら、空気バネは、成形対象のゴム成形物の外径を大きく膨出変形させると、加硫モールドを構成する分割型の合わせ面でゴム成形物が挟み込まれる懸念がある。他方、ゴム成形物は、外径を小さく膨出変形させると、空気残りや表面形状の問題が生じる虞や、加硫モールドと接触しない部分ができて加硫が不充分になる虞が大きくなる。そのため、空気バネは、ゴム成形物を設定された外径に精度よく、かつ、繰り返し安定して膨出変形させる必要がある。また、空気バネ用のゴム成形物以外のブラダ成形物、及び、それらを成形するブラダも、同様に所定の外径に膨張等させて外径を管理する必要があり、複雑な制御によることなく外径の精度を確保することが要求されている。

特開２０００−５２３４８号公報

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであって、その目的は、複雑な制御によらずに、膨張したブラダや膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を精度よく制御して、所定の外径を安定して確保することである。

本発明は、ブラダと、ブラダ内にガスを供給して膨張させるガス供給手段とを備え、膨張したブラダの外径、又は膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を制御するブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置であって、ガス供給手段から供給するガスの供給圧力を制御して、ブラダ内に所定の封入圧力でガスを封入する圧力制御手段と、ブラダ内に封入したガスの封入量を測定する封入量測定手段と、ガスの封入量の測定値と目標値とを比較する封入量比較手段と、封入量の比較結果に基づき、圧力制御手段によるガスの封入圧力を変更させて、ブラダ内のガスの封入量を目標値に調整する封入量調整手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、内部に供給されるガスで膨張するブラダによりブラダ成形物を製造するブラダ成形物の製造方法であって、ブラダ内にガスを供給して所定の封入圧力でガスを封入する工程と、ブラダ内に封入したガスの封入量を測定する工程と、ガスの封入量の測定値と目標値とを比較する工程と、封入量の比較結果に基づき、ブラダ内のガスの封入圧力を変更してブラダ内のガスの封入量を目標値に調整する工程と、ガスの封入量により、膨張したブラダの外径、又は膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を制御する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、複雑な制御によらずに、膨張したブラダや膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を精度よく制御して、所定の外径を安定して確保することができる。

本実施形態の空気バネ用のゴム成形物の加硫成形装置を示す要部断面図である。 図１の加硫成形装置が型閉めされた状態を示す要部断面図である。 膨張するブラダによりゴム成形物を成形する過程を模式的に示す要部断面図である。 膨張するブラダによりゴム成形物を成形する過程を模式的に示す要部断面図である。 本実施形態の外径制御装置の概略構成を示すブロック図である。 ＰＬＣの概略構成を示す機能ブロック図である。 本実施形態の外径制御装置によるゴム成形物の外径制御処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明のブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置（以下、外径制御装置という）と、ブラダ成形物の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の外径制御装置は、膨張するブラダによりブラダ成形物を所定形状に向けて成形するときに、膨張したブラダの外径、又は、膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を制御する。なお、ブラダ成形物は、ブラダの膨張に伴い次第に膨張や膨出する等して、全体又は一部が変形して所定形状に成形される成形物である。本実施形態では、空気バネ用のゴム成形物（以下、ゴム成形物という）の加硫成形工程で、筒状の未加硫ゴム部材からなる成形途中段階のゴム成形物をブラダにより膨出変形させて、ブラダ成形物としてゴム成形物を成形する場合を例に採り説明する。

図１は、本実施形態のゴム成形物の加硫成形装置（以下、加硫成形装置という）を模式的に示す要部断面図であり、型開きした状態の加硫成形装置１を切断して、左右方向の中央線を挟んだ一方側（左側）を示す半断面図である。また、図２は、図１の加硫成形装置１が型閉めされた状態を示す要部断面図である。
なお、以下の加硫成形装置１の説明で、単に周方向、半径方向、中心線方向というときには、それぞれ環状の加硫モールド１０の周方向、半径方向（図では左右方向）、半径方向に直交する中心線方向（図では上下方向）のことをいう。

加硫成形装置１は、図示のように、ゴム成形物Ｇを収納する加硫モールド１０と、加硫モールド１０内のゴム成形物Ｇ内に配置されるブラダ２０とを備えている。また、加硫成形装置１は、ガス（ここではエア）を送り出すポンプ等からなるガス供給手段３０を備え、ガス供給手段３０からブラダ２０内に加圧媒体であるガスを供給して膨張させ、ブラダ２０でゴム成形物Ｇを膨出変形させる。ゴム成形物Ｇは、加硫成形の前工程で、未加硫ゴムにより、両端（図では上下端）の開口の縁部に沿って環状のビード部Ｂが設けられた筒状に形成され、加硫成形時に、搬送装置（図示せず）により搬送されてブラダ２０の周りに配置される。

ブラダ２０は、ゴム等の耐熱性や伸縮性を有する材料により膨張及び収縮可能な筒状に形成され、収縮した状態（図１参照）で、成形前のゴム成形物Ｇが外周側に配置される。ブラダ２０は、ガス供給手段３０からのガスにより内圧が付加されてゴム成形物Ｇ内で次第に膨張し、その内面に当接してゴム成形物Ｇを膨出変形させ、加硫成形時には、ゴム成形物Ｇを加硫モールド１０（図２参照）の内面に押し付けて所定圧力で押圧する。また、ブラダ２０は、加硫成形の終了後に、内部のガスが排出されてゴム成形物Ｇの押圧を解除し、元の状態まで収縮して、加硫成形後のゴム成形物Ｇが外周側から取り外される。

加えて、ブラダ２０は、その上下の開口部を囲む環状の端部が、それぞれ上下の保持部材２１、２２により気密状に保持され、連結部材（図示せず）により連結された保持部材２１、２２と一体化してブラダユニットを構成する。保持部材２１、２２は、ブラダ２０の断面Ｔ字状の各端部を挟み込んで固定して同芯状に保持する部材であり、それぞれ加硫モールド１０に当接して配置される円盤状に形成されている。これら保持部材２１、２２は、ブラダ２０の端部を中心線方向に所定間隔を隔てて保持するとともに、下側の保持部材２２に形成された貫通孔がガス供給手段３０に接続されて、貫通孔を介してブラダ２０の内部と外部との間でガスを流通させる。また、保持部材２１、２２は、それぞれ上面と下面にゴム成形物Ｇのビード部Ｂが係合する環状凹部を有し、その中に収納して係合したビード部Ｂを保持し、かつ、加硫成形時には、ビード部Ｂを加硫モールド１０との間に挟み込んで保持する。

加硫モールド１０は、ゴム成形物Ｇの外面形状を規定する外型であり、上下に対向して配置される上モールド１１及び下モールド１２と、それらの間に配置されて、周方向に複数に分割された分割モールド（セクターモールド）１３とを有する。また、加硫モールド１０は、各分割モールド１３が半径方向に移動可能に、かつ、上モールド１１と下モールド１２が接近及び離間する方向に相対移動可能に構成されている。

加硫成形装置１は、これら各モールド１１、１２、１３を、互いに離間した開放（型開き）位置（図１参照）と、所定位置に組み合わせて密着させた閉鎖（型閉め）位置（図２参照）との間で移動させる。加硫成形装置１は、この型閉め位置への移動により、加硫モールド１０内にブラダ２０とゴム成形物Ｇを収納し、加硫モールド１０内にゴム成形物Ｇの形状に応じたキャビティＫを区画し、その中に未加硫のゴム成形物Ｇを収納して加硫成形する。その際、上モールド１１と下モールド１２で、ゴム成形物Ｇの上下の端部側形状を、分割モールド１３で、ゴム成形物Ｇの外周面（側面）形状を、それぞれ成形（型付け）して所定形状に形成する。そのため、各モールド１１、１２、１３は、加硫モールド１０の内面側のキャビティＫを区画する面が、ゴム成形物Ｇの各部の形状に応じた凹曲面状をなし、互いに段差等なく滑らかに連続する成形面に形成されている。以下、これら各モールド１１、１２、１３を含む各部について具体的に説明する。

上モールド１１と下モールド１２は、それぞれ環状をなし、加硫モールド１０内に収納されたブラダ２０の保持部材２１、２２に当接して、それらを上下方向から挟み込む。また、下モールド１２は、下プレート２（例えば下プラテン）の上面に取り付けられて、加硫モールド１０内での位置が固定されている。これに対し、上モールド１１は、下プレート２の上方で上下方向に移動可能な上プレート３（例えば上プラテン）の下面に取り付けられている。上プレート３は、その上方に垂直に設置されたピストン・シリンダ機構等の昇降手段（図示せず）により上下方向に移動（昇降）し、上モールド１１を下モールド１２に離間及び接近変位させる。この変位に伴い、加硫モールド１０が開放及び閉鎖され、ゴム成形物Ｇの内部への収納と取り出しとが行われる。

複数の分割モールド１３は、それぞれ平面視弧状をなし、周方向に組み合わされて全体として環状モールドを形成する。また、分割モールド１３は、それぞれ半径方向外側の背面に、半径方向の移動を案内する傾斜ガイド部１３Ａが形成されている。これら複数の分割モールド１３の半径方向外側には、それらを囲んで、分割モールド１３を半径方向に同期して移動させるための筒状のアウターリング４が、中心線方向に移動可能に設けられている。

アウターリング４は、上端が上プレート３の下面に取り付けられ、上プレート３とともに上下方向に昇降して中心線方向に移動する。また、アウターリング４は、内周面の傾斜面４Ａが、分割モールド１３の傾斜ガイド部１３Ａと同一勾配で傾斜して形成されている。傾斜面４Ａには複数のガイド溝（図示せず）が形成され、各ガイド溝が、各傾斜ガイド部１３Ａに固定されたスライドレール（図示せず）に連結されて、それらが傾斜方向に摺動可能に係合している。従って、アウターリング４が上下方向に移動すると、傾斜面４Ａと分割モールド１３の傾斜ガイド部１３Ａとが傾斜方向に沿って摺動し、傾斜面４Ａから分割モールド１３に半径方向の内外方向の力が作用する。これにより、複数の分割モールド１３が、アウターリング４の傾斜面４Ａの傾斜に応じて半径方向に変位し、下ガイドプレート５に沿って半径方向の内側又は外側に移動（拡縮）する。また、分割モールド１３は、半径方向外側の移動端まで移動した後は、アウターリング４に連結された状態に維持されて、アウターリング４と一体に上昇（図１参照）する。

加硫成形装置１は、ブラダ２０やゴム成形物Ｇを囲んで、上下のモールド１１、１２を型閉め位置（図２参照）に配置するとともに、複数の分割モールド１３を半径方向内側に移動させ、分割モールド１３を互いに当接させて加硫モールド１０を型閉めする。また、アウターリング４を下方に押し付けながらブラダ２０を膨張させて、ゴム成形物Ｇを加硫モールド１０の成形面に所定圧力で押圧しつつ、ゴム成形物Ｇを加熱して加硫成形を進行させる。加硫成形の終了後は、ブラダ２０を収縮させて、複数の分割モールド１３と上下のモールド１１、１２を離間させて型開きし、加硫モールド１０内から加硫成形後のゴム成形物Ｇを取り出す。

ここで、本実施形態では、加硫モールド１０を型閉めして、ゴム成形物Ｇを加硫モールド１０へ収納する前（図１参照）に、ゴム成形物Ｇ内でブラダ２０を途中段階まで膨張させる。これにより、予めゴム成形物Ｇをある程度膨出変形させた後、加硫モールド１０を型閉めしてゴム成形物Ｇを加硫モールド１０内へ収納し、ブラダ２０を更に膨張（図２参照）させて、上記のようにゴム成形物Ｇを加硫成形する。その際、ゴム成形物Ｇを、型閉め時に各モールド１１、１２、１３の合わせ面に挟み込まれず、かつ、加硫モールド１０と均等に接触して、加硫モールド１０やブラダ２０との間に空気残りが生じないように、キャビティＫよりも小さい所定状態に膨出変形させて成形する。また、加硫モールド１０の外側に配置された外径測定手段４０で、膨張したブラダ２０により成形したゴム成形物Ｇの外径を測定する。

図３、図４は、膨張するブラダ２０によりゴム成形物Ｇを成形する過程を模式的に示す要部断面図であり、図１からゴム成形物Ｇの成形に関係する部分を抜き出して示している。
外径測定手段４０は、例えば、対象物の変位量を測定するレーザ変位センサや対象物との距離を測定する測距センサからなり、図示のように、ゴム成形物Ｇの最も膨出する部分（ここでは上下方向の中央部）に向けて配置される。また、外径測定手段４０は、ゴム成形物Ｇを挟んで、その側方の左右両側（図では、左側のみ示す）に一対配置され、ゴム成形物Ｇの最膨出部分の変位量や最膨出部分との間の距離を測定して、その部分の外径を左右両側から測定する。

ゴム成形物Ｇの成形時には、加硫成形装置１は、まず、ガス供給手段３０から供給するガスにより、ブラダ２０（図３参照）を僅かに膨張させてゴム成形物Ｇの内面に当接させ、ゴム成形物Ｇを位置決めしてブラダ２０と同芯状に配置する。次に、ブラダ２０内にガスを供給して、ブラダ２０（図４参照）を更に膨張させ、ブラダ２０内に所定の封入圧力でガスを封入して、ブラダ２０の膨張形状に合わせてゴム成形物Ｇを膨出変形させる。これにより、ゴム成形物Ｇを、ここでは断面円弧形状に成形して、その外径を外径測定手段４０で測定する。加硫成形装置１は、このブラダ２０の膨張を、外径測定手段４０による外径の測定結果等に基づいて外径制御装置により制御し、膨張したブラダ２０により成形されたゴム成形物Ｇの外径を制御する。

図５は、外径制御装置の概略構成を示すブロック図である。
外径制御装置５０は、図示のように、装置全体を制御する制御部であるＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）６０と、入力装置５１と、圧力制御手段５２と、ガス流量計５３と、外径測定手段４０とを備えている。入力装置５１は、ＰＬＣ６０に接続された例えばタッチパネルからなり、作業者により各種データの入力や操作に使用されて、入力や操作の各データをＰＬＣ６０へ出力する。また、入力装置５１は、後述する外径制御に関する各種データをＰＬＣ６０に設定するときにも使用され、入力された設定データをＰＬＣ６０へ出力する。

圧力制御手段５２は、ガス供給手段３０とブラダ２０との間のガス供給経路（配管）中に接続され、ブラダ２０に供給するガスの圧力を無段階に変化させる電空弁（又は電空電磁弁）等の圧力制御弁を有する。圧力制御手段５２は、この圧力制御弁を作動させてブラダ２０の内圧を制御する内圧制御コントローラであり、圧力制御弁を開閉してブラダ２０へ繋がるガス供給経路を開放及び閉鎖する。また、圧力制御手段５２は、圧力制御弁により、ガス供給手段３０からブラダ２０内に供給するガスの供給圧力を制御して変更し、各圧力でブラダ２０を膨張させてガス供給経路を閉鎖し、ブラダ２０内に所定の封入圧力でガスを封入する。その際、圧力制御手段５２は、接続されたＰＬＣ６０からの制御信号に基づき、ブラダ２０内に設定された初期圧力でガスを供給して封入するとともに、圧力制御弁を開閉等して、ブラダ２０へ供給して封入するガスの圧力を変更する。

ガス流量計５３は、圧力制御手段５２とブラダ２０との間のガス供給経路中に取り付けられ、ブラダ２０内に供給されるガスの流量（単位時間あたりに流れるガスの体積（体積流量））を測定する。ガス流量計５３は、ブラダ２０へのガス供給時にガスの流量を連続して測定し、ガスの流量の測定値をＰＬＣ６０へ順次出力する。また、ＰＬＣ６０には外径測定手段４０も接続され、ブラダ２０を膨張させて初期圧力のガスを封入したときを含む所定のタイミングで、外径測定手段４０が、ゴム成形物Ｇの外径を測定して各測定値をＰＬＣ６０へ出力する。

ＰＬＣ６０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、外径制御処理のための各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ（又はＣＰＵユニット）を有する。また、ＰＬＣ６０は、ＣＰＵによりＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで得られる機能実現手段として、ゴム成形物Ｇの外径制御に関する処理を行う後述する各手段（機能部）を有する。

図６は、ＰＬＣ６０の概略構成を示す機能ブロック図である。
ＰＬＣ６０は、図示のように、入出力部６１と、記憶部６２と、ゴム成形物Ｇの外径を制御するための処理を行う外径制御処理部７０とを有し、それらがバス６３を介して互いに接続されている。入出力部６１は、外部機器と接続してデータを入出力するインターフェースであり、上記した入力装置５１、圧力制御手段５２、ガス流量計５３、及び外径測定手段４０が接続されている。記憶部６２は、外径制御に関する各種データ、例えば、外径制御の設定条件、ガス流量計５３によるガス流量の測定値、及び外径測定手段４０によるゴム成形物Ｇの外径の測定値等を記憶する。

ＰＬＣ６０は、入力装置５１を介して、作業者から外径制御に関する各データが予め入力されて、それらを記憶部６２に記憶し、外径制御処理部７０が記憶部６２から必要なデータを読み出して使用する。外径制御処理部７０は、封入量測定部７１、封入量比較部７２、封入量調整部７３、外径比較部７４、外径調整部７５、及び圧力設定部７６を有し、これら各部（手段）によりゴム成形物Ｇの外径制御処理を実行して、処理結果を記憶部６２に記憶させる。以下、外径制御装置５０により、膨張したブラダ２０により成形されたゴム成形物Ｇの外径を制御する処理の手順や、この外径制御装置５０により外径を制御してゴム成形物Ｇを製造する製造方法について説明する。

図７は、外径制御装置５０によるゴム成形物Ｇの外径制御処理の手順を示すフローチャートである。
この外径制御装置５０では、まず、上記のように、成形前のゴム成形物Ｇをブラダ２０の周りに配置（図１参照）した後、ＰＬＣ６０からの制御信号に基づき、ガス供給手段３０から圧力制御手段５２を介してガスを供給してブラダ２０を僅かに膨張させる（図３参照）。続いて、圧力制御手段５２により、ブラダ２０内に供給するガスの供給圧力を制御して、ブラダ２０内にガスを供給してブラダ２０を更に膨張させ（図４参照）、ブラダ２０に供給圧力に対応する所定の封入圧力でガスを封入する（Ｓ１０１）。

その際、ＰＬＣ６０の外径制御処理部７０により、予め設定された初期圧力を圧力制御手段５２へ出力し、圧力制御手段５２から初期圧力でガスを徐々に供給してブラダ２０内にガスを封入する。これにより、ブラダ２０を初期圧力に応じた状態まで膨張させ、ブラダ２０の膨張形状に合わせてゴム成形物Ｇを膨出変形させる。また、ガス流量計５３により、ブラダ２０内に供給するガスの流量を順次測定してＰＬＣ６０へ出力する。このガスの流量の測定値と各流量でのガスの供給時間に基づき、封入量測定部７１により、ブラダ２０にガスを供給した間を通して、ガスの供給量を積算して積算値を算出し、ブラダ２０内に封入したガスの封入量を測定する（Ｓ１０２）。続いて、封入量比較部７２により、封入量測定部７１が測定したガスの封入量の測定値と、予め設定されたガスの封入量の目標値とを比較する（Ｓ１０３）。

次に、封入量比較部７２による封入量同士の比較結果に基づき、封入量調整部７３によりブラダ２０内のガスの封入量を調整する（Ｓ１０４）。封入量調整部７３は、封入量の比較結果に基づき、圧力制御手段５２によりブラダ２０内に供給するガスの供給圧力を制御させて、圧力制御手段５２によるブラダ２０内のガスの封入圧力を変更させる。その際、例えば、ガスの封入量の測定値が目標値よりも小さいときには、ガスの供給圧力を高くしてブラダ２０を膨張させ、ブラダ２０へのガスの封入圧力を高くしてガスの封入量を多くする。逆に、ガスの封入量の測定値が目標値よりも大きいときには、ガスの供給圧力を低くしてブラダ２０を収縮させ、ブラダ２０へのガスの封入圧力を低くしてガスの封入量を少なくする。このようにして、封入量調整部７３は、ガスの封入量の測定値と目標値の差に応じて、ブラダ２０へのガスの封入圧力を変更し、ブラダ２０内のガスの封入量を目標値に向けて調整する。

ここで、ブラダ２０は、一般的な風船と同様に、ガスの供給圧力に応じて膨張して、その圧力でガスが封入されるとともに、ガスの封入量と外径（膨張径）との間に線形性や所定の関係が生じて、ガスの封入量に対応して外径が連続的に変化する。そのため、外径制御装置５０は、ＰＬＣ６０と圧力制御手段５２により、ブラダ２０内のガスの封入量を調整してブラダ２０の膨張量を変化させ、ガスの封入量により、膨張したブラダ２０の外径、又は、膨張したブラダ２０により成形されたブラダ成形物の外径を制御する。ここでは、外径制御装置５０は、封入量測定部７１でガスの封入量を測定しつつ、ブラダ成形物であるゴム成形物Ｇの外径をガスの封入量により制御して変化させ、ゴム成形物Ｇの外径を予め設定された外径の目標値に向けて調整する。

また、外径制御装置５０は、外径測定手段４０（図４参照）により、膨出変形するゴム成形物Ｇの外径を測定して監視し、調整後のゴム成形物Ｇの外径を測定して（Ｓ１０５）、外径比較部７４により、外径の測定値と目標値とを比較する（Ｓ１０６）。次に、外径の測定値と目標値の比較結果に基づき、外径調整部７５により、圧力制御手段５２によるガスの封入圧力を変更させて、ブラダ２０又はゴム成形物Ｇ（ここではゴム成形物Ｇ）の外径を調整する（Ｓ１０７）。なお、外径の目標値は、所定の外径の値、又は、所定の許容範囲を含む外径の値が予め設定されて記憶部６２に記憶される。

外径調整部７５は、外径の比較結果に基づき、封入量調整部７３と同様に、ブラダ２０内のガスの封入圧力を変更して、ブラダ２０内のガスの封入量を変化させ、ゴム成形物Ｇの外径を目標値に調整する。その際、設定された外径の目標値に向けて変形するゴム成形物Ｇの外径を外径測定手段４０で測定し、外径調整部７５により、外径の測定値を監視しながら圧力制御手段５２によるガスの封入圧力を制御して変更する。これにより、外径調整部７５は、外径の測定値が目標値に一致したときに、圧力制御手段５２によりブラダ２０にガスを封入して、ゴム成形物Ｇの外径変化を停止させる。また、外径調整部７５は、外径の比較結果に基づき変更したブラダ２０内の最終封入圧力、及び、封入量測定部７１で測定したブラダ２０内のガスの最終封入量を記憶部６２に記憶させる。

続いて、外径制御装置５０は、圧力設定部７６により、ブラダ２０内の最終封入圧力に基づき、次のブラダ２０の膨張時に、圧力制御手段５２によりブラダ２０内に最初にガスを封入する初期封入圧力を設定する（Ｓ１０８）。ここでは、圧力設定部７６が、最終封入圧力よりも所定圧力だけ低い圧力を初期封入圧力に設定して、その回のゴム成形物Ｇの外径制御処理を終了する。次にブラダ２０を膨張させるときには、まず、設定された初期封入圧力でブラダ２０にガスを封入して、封入量比較部７２により、前回のガスの最終封入量を目標値としてブラダ２０内のガスの封入量の測定値と比較する。その結果、測定値が目標値よりも小さいのを確認した後に、ガスの封入圧力を前回の最終封入圧力まで高くして、ブラダ２０のガスの封入量を調整する。

このように、外径制御装置５０は、外径測定手段４０を用いて、その回のガスの封入圧力や封入量を調整するとともに、その結果に基づき、次のブラダ２０の膨張時にガスの封入圧力や封入量をフィードバック制御して調整する。また、最初にブラダ２０を膨張させるときには、ガスの初期封入圧力や封入量の目標値等の設定条件として、試験的にブラダ２０を膨張させて、或いは、過去のデータから、ある程度の妥当性がある値を設定すると、次回以降との差を小さくして円滑に制御できる。外径制御装置５０は、以上の各工程を繰り返して、内部に供給されるガスで膨張するブラダ２０によりゴム成形物Ｇを所定形状に順次成形して、ゴム成形物Ｇを製造する。ここでは、ゴム成形物Ｇを所定状態に膨出変形させて成形した後、上記のように、加硫モールド１０（図２参照）を型閉めしてブラダ２０を更に膨張させて、ゴム成形物Ｇを加硫成形する。その後、ブラダ２０を収縮させて加硫モールド１０を型開きし、加硫後のゴム成形物Ｇを取り出して、次のゴム成形物Ｇをブラダ２０の周りに配置し、ゴム成形物Ｇを連続して製造する。

以上説明したように、本実施形態では、ブラダ２０内に所定の封入圧力でガスを封入して、ガスの封入量の測定値と目標値とを比較し、封入量の比較結果に基づき、ガスの封入圧力を変更してブラダ２０内のガスの封入量を目標値に調整する。そのため、ブラダ２０内のガスの封入量を、膨張したブラダ２０、又はブラダ２０により成形されたゴム成形物Ｇの外径（ここではゴム成形物Ｇの外径）が設定された外径となる封入量の目標値に繰り返し安定して維持できる。これに伴い、ブラダ２０を、膨張の都度、ガスの封入量の目標値に応じた所定の外径及び形状に膨張させて、ゴム成形物Ｇの外径を精度よく制御できるため、ゴム成形物Ｇを繰り返し安定して膨出変形等させて同様の状態に成形できる。また、比較的容易かつ精度よく測定できるガスの封入量を測定し、その測定結果に基づきブラダ２０内のガスの封入量を調整するため、ブラダ２０を正確に膨張させてゴム成形物Ｇの外径の精度を高くできる。同時に、複雑な制御によることなく、ブラダ２０の膨張を確実に制御して、高い外径精度を容易に確保できる。

従って、本実施形態によれば、複雑な制御によらずに、膨張したブラダ２０により成形されたゴム成形物Ｇの外径を精度よく制御して、所定の外径を安定して確保することができる。これにより、加硫成形時には、ゴム成形物Ｇを、目標とする外径や形状に正確に成形した状態で加硫モールド１０内に収納できるため、加硫モールド１０にゴム成形物Ｇを均等に接触させることもできる。その結果、加硫モールド１０やブラダ２０とゴム成形物Ｇとの間の空気残りや、ゴム成形物Ｇの表面形状の変動を、より確実に抑制して、ゴム成形物Ｇを安定して加硫成形できる。併せて、ゴム成形物Ｇを各モールド１１、１２、１３の合わせ面で挟み込まずに加硫モールド１０に収納できるとともに、ゴム成形物Ｇを全体に亘り加硫モールド１０に接触させて加熱でき、加硫や成形のバラツキを低減して確実に加硫成形できる。

また、ゴム成形物Ｇの外径制御を、複雑な制御や処理、動作等を要さずに実行できるため、外径制御装置５０の構成も比較的簡単にでき、コストを削減しつつ装置の信頼性を向上できる。ここでは、外径制御のための演算や処理、圧力制御手段５２の制御、外径測定手段４０やガス流量計５３からの信号処理を行う機器を分散させずに、１つのＰＬＣ６０により行うため、外径制御装置５０の汎用性も高くなる。

更に、繰り返しブラダ２０を膨張させるときに、例えば、ＰＬＣ６０により、ブラダ２０へ都度封入したガスの封入量から、それらの変化の傾き（微分係数）を算出することで、ブラダ２０の経時変化を把握できる。この微分係数に基づき、次の膨張時にブラダ２０の外径が目標値となる次のガス封入量の目標値を適宜設定でき、或いは、ブラダ２０の劣化を早期に判断できる。このように、過去に蓄積したデータや制御履歴に基づき、ブラダ２０の劣化を早期に判断することで、ガスの封入量の急変やブラダ２０の過膨張を事前に防止でき、ブラダ２０へのガスの封入量を適切に維持して、ゴム成形物Ｇを安定して目標の外径に成形できる。

ここで、例えば、レーザ変位センサ等の外径測定センサのみでゴム成形物Ｇの外径を測定してガスの封入量を調整するときには、外径測定センサの測定精度の影響で、ゴム成形物Ｇの外径の精度を効果的に高めるのが難しいことがある。即ち、このような外径測定センサは、測定距離に制限があり、長距離からの測定では測定精度が低くなる傾向があるため、ゴム成形物Ｇに充分に接近させないと精度のよい外径の測定が困難である。そのため、加硫成形装置１（図１参照）のように、外径測定センサを装置の外部に設置する必要があり、ゴム成形物Ｇに接近して設置できない状況では、ゴム成形物Ｇが充分に膨出変形するまで、精度よく外径を測定して外径制御を行うのが難しい。

これに対し、本実施形態では、ブラダ２０内へのガスの封入量を測定して封入量を調整するため、外径測定センサにおける各問題を回避でき、様々な状況で、ゴム成形物Ｇの外径を確実に制御して外径の精度を効果的に向上できる。また、ブラダ２０でゴム成形物Ｇを成形した後に、ゴム成形物Ｇの外径を外径測定手段４０で測定するが、その際には、ブラダ２０の膨張に応じてゴム成形物Ｇが外径測定手段４０に接近しているため、ゴム成形物Ｇの外径を精度よく測定できる。そのため、この外径の測定値と目標値の比較結果に基づき、ブラダ２０内のガスの封入圧力を変更してゴム成形物Ｇの外径を目標値に調整することで、ゴム成形物Ｇの外径をより正確に制御して、外径の精度を一層向上できる。

加えて、上記のように、外径の比較結果から変更したブラダ２０内の最終封入圧力に基づき、次の膨張時の初期封入圧力を設定すると、次の初期封入圧力を適切に設定できるため、ブラダ２０へのガス封入完了までのサイクルタイムを短縮できる。また、ブラダ２０は、膨張と収縮の繰り返しに伴い、ある程度の伸びが生じて膨張の仕方も変化するため、前回の最終封入圧力に基づき次の初期封入圧力を設定することで、ブラダ２０の変化に対応した適切な初期封入圧力を設定できる。これにより、膨張毎に、ブラダ２０を適宜膨張させて、ゴム成形物Ｇの外径をより高い精度で制御できる。その際、ゴム成形物Ｇの外径が目標値よりも一旦大きくなると、続けてガスの封入圧力を低くしてブラダ２０を収縮させても、ゴム成形物Ｇに一旦大きく変形した履歴が残留する。従って、初期封入圧力には、最終封入圧力よりも低い圧力を設定するのが望ましい。このようにすることで、まず、ブラダ２０が狙いよりも小さい外径で膨張するため、ゴム成形物Ｇの外径が目標値よりも大きくなるのを確実に防止でき、ゴム成形物Ｇの品質を安定して確保できる。

なお、本実施形態では、ブラダ成形物であるゴム成形物Ｇの外径を制御する例を説明したが、膨張したブラダ２０自体の外径も、以上と同様にして精度よく制御できる。この場合には、膨張したブラダ２０の外径を直接測定して外径の目標値と比較し、ブラダ２０の外径を目標値に向けて調整等する。これにより、例えば、タイヤの製造工程で、膨張するブラダ２０により、ビードコア周りにタイヤ構成部材を折り返して未加硫タイヤを成形するときに、タイヤ構成部材を正確に折り返して、未加硫タイヤの成形精度を向上できる。

ただし、この加硫成形装置１で製造するゴム成形物Ｇは、タイヤに比べて、厚さが薄く、かつ、ビードやワイヤのような内部を補強する部材がなく、或いは、あっても使用量が制限されるため、ブラダ２０の状態や膨張に応じて敏感に変形する。そのため、ゴム成形物Ｇは、外径の制御が難しく、外径のバラツキや過剰な膨出変形も生じ易い傾向があり、上記した変形履歴の残留等を抑制して品質を安定して確保する観点から、より精度の高い外径制御が要求される。従って、本発明は、膨張するブラダ２０により膨出変形する空気バネ用のゴム成形物Ｇの外径を制御する場合に好適である。

１・・・加硫成形装置、２・・・下プレート、３・・・上プレート、４・・・アウターリング、４Ａ・・・傾斜面、５・・・下ガイドプレート、１０・・・加硫モールド、１１・・・上モールド、１２・・・下モールド、１３・・・分割モールド、１３Ａ・・・傾斜ガイド部、２０・・・ブラダ、２１、２２・・・保持部材、３０・・・ガス供給手段、４０・・・外径測定手段、５０・・・外径制御装置、５１・・・入力装置、５２・・・圧力制御手段、５３・・・ガス流量計、６０・・・ＰＬＣ、６１・・・入出力部、６２・・・記憶部、６３・・・バス、７０・・・外径制御処理部、７１・・・封入量測定部、７２・・・封入量比較部、７３・・・封入量調整部、７４・・・外径比較部、７５・・・外径調整部、７６・・・圧力設定部、Ｂ・・・ビード部、Ｇ・・・ゴム成形物、Ｋ・・・キャビティ。

Claims (10)

1. ブラダと、ブラダ内にガスを供給して膨張させるガス供給手段とを備え、膨張したブラダの外径、又は膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を制御するブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置であって、
   ガス供給手段から供給するガスの供給圧力を制御して、ブラダ内に所定の封入圧力でガスを封入する圧力制御手段と、
   ブラダ内に封入したガスの封入量を測定する封入量測定手段と、
   ガスの封入量の測定値と目標値とを比較する封入量比較手段と、
   封入量の比較結果に基づき、圧力制御手段によるガスの封入圧力を変更させて、ブラダ内のガスの封入量を目標値に調整する封入量調整手段と、
   を備えたことを特徴とするブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置。
2. 請求項１に記載されたブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置において、
   膨張したブラダ又はブラダ成形物の外径を測定する外径測定手段と、
   外径の測定値と目標値とを比較する外径比較手段と、
   外径の比較結果に基づき、圧力制御手段によるガスの封入圧力を変更させて、ブラダ又はブラダ成形物の外径を目標値に調整する外径調整手段と、
   を備えたことを特徴とするブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置。
3. 請求項２に記載されたブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置において、
   外径の比較結果から変更したブラダ内の最終封入圧力に基づき、次のブラダ膨張時に圧力制御手段によりブラダ内に封入する初期封入圧力を設定する圧力設定手段を備えたことを特徴とするブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置。
4. 請求項３に記載されたブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置において、
   圧力設定手段が、最終封入圧力よりも低い圧力を初期封入圧力に設定することを特徴とするブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置において、
   外径を制御するブラダ成形物が、膨張するブラダにより膨出変形する空気バネ用のゴム成形物であることを特徴とするブラダ又はブラダ成形物の外径制御装置。
6. 内部に供給されるガスで膨張するブラダによりブラダ成形物を製造するブラダ成形物の製造方法であって、
   ブラダ内にガスを供給して所定の封入圧力でガスを封入する工程と、
   ブラダ内に封入したガスの封入量を測定する工程と、
   ガスの封入量の測定値と目標値とを比較する工程と、
   封入量の比較結果に基づき、ブラダ内のガスの封入圧力を変更してブラダ内のガスの封入量を目標値に調整する工程と、
   ガスの封入量により、膨張したブラダの外径、又は膨張したブラダにより成形されたブラダ成形物の外径を制御する工程と、
   を有することを特徴とするブラダ成形物の製造方法。
7. 請求項６に記載されたブラダ成形物の製造方法において、
   膨張したブラダ又はブラダ成形物の外径を測定する工程と、
   外径の測定値と目標値とを比較する工程と、
   外径の比較結果に基づき、ブラダ内のガスの封入圧力を変更して、ブラダ又はブラダ成形物の外径を目標値に調整する工程と、
   を有することを特徴とするブラダ成形物の製造方法。
8. 請求項７に記載されたブラダ成形物の製造方法において、
   外径の比較結果から変更したブラダ内の最終封入圧力に基づき、次のブラダ膨張時にブラダ内に封入する初期封入圧力を設定する工程を有することを特徴とするブラダ成形物の製造方法。
9. 請求項８に記載されたブラダ成形物の製造方法において、
   初期封入圧力を設定する工程が、最終封入圧力よりも低い圧力を初期封入圧力に設定することを特徴とするブラダ成形物の製造方法。
10. 請求項６ないし９のいずれかに記載されたブラダ成形物の製造方法において、
    外径を制御するブラダ成形物が、膨張するブラダにより膨出変形する空気バネ用のゴム成形物であることを特徴とするブラダ成形物の製造方法。

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