JP2019084687A - Method, system and program for detecting puncture in tire vulcanizing bladder - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、タイヤ加硫用ブラダに発生するパンクを検出する方法、システム及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to a method, system and program for detecting a puncture occurring in a tire vulcanization bladder.
タイヤを加硫成形するにあたり、加硫金型が生タイヤを外側から加熱加圧し、タイヤ加硫用ブラダが、内部に充填された熱媒体により生タイヤを内側から加熱加圧する。タイヤ加硫用ブラダは経年劣化によりパンクする可能性があり、パンクしたブラダでタイヤを成形するとタイヤ不良を招来するおそれがあるので、従来からブラダのパンクを検出する方法が種々提案されている。 In vulcanizing and forming the tire, the vulcanizing mold heats and presses the green tire from the outside, and the tire vulcanization bladder heats and pressure the green tire from the inside by the heat medium filled therein. There is a possibility that the tire vulcanizing bladder may be punctured due to aging, and if the tire is molded with the punctured bladder, there is a possibility of causing tire failure. Therefore, various methods for detecting the puncture of the bladder have been proposed conventionally.
例えば特許文献１、２には、蒸気を検出する湿度センサを用い、パンクによりブラダから漏れ出した熱媒体に含まれる蒸気を検出することで、パンクを検知する方法が開示されている。 For example, Patent Literatures 1 and 2 disclose a method of detecting a puncture by detecting a vapor contained in a heat medium leaked from the bladder by a puncture using a humidity sensor for detecting the vapor.
従来技術として、蒸気を検出する湿度センサを用いたパンク検出方法が開示されているが、それ以外の手法は開示されていない。 As a prior art, although the puncture detection method using the humidity sensor which detects vapor | steam is disclosed, the other method is not disclosed.
本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、温度センサだけでブラダのパンクを検出可能な、タイヤ加硫用ブラダのパンクを検出する方法、システム及びプログラムを提供することである。 The present disclosure has been made in view of such problems, and an object of the present disclosure is to provide a method, system and program for detecting a puncture in a tire vulcanizing bladder, which can detect a puncture in the bladder with only a temperature sensor. To provide.
本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。 The present disclosure takes the following measures to achieve the above object.
すなわち、本開示のタイヤ加硫用ブラダのパンクを検出する方法は、生タイヤを外側から加熱加圧する加硫金型と共に、前記生タイヤを内側から加熱加圧するタイヤ加硫用ブラダに発生したパンクを検出する方法であって、
加硫終了に伴い前記ブラダから圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から検出を開始した、タイヤ内面と前記ブラダとの間の温度の時系列データを取得するステップと、
前記温度の時系列データに基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定するステップと、
前記変曲点が含まれると判定された場合には、パンクが発生したと判定し、前記変曲点が含まれないと判定された場合には、パンクが発生していないと判定するステップと、
を含む。
That is, the method for detecting a puncture in a tire vulcanization bladder according to the present disclosure includes a puncture die generated in a tire vulcanization bladder for heating and pressing the green tire from the inside together with a vulcanization die for heating and pressing the green tire from the outside. A method of detecting
Acquiring time series data of a temperature between the inner surface of the tire and the bladder, the detection being started from a predetermined time point corresponding to the time when the pressure is started to be released from the bladder with the completion of vulcanization;
Determining whether the temperature includes an inflection point at which the temperature once falls and rises again based on time series data of the temperature;
Determining that a punk has occurred if it is determined that the inflection point is included, and determining that a punk does not occur if it is determined that the inflection point is not included. ,
including.
パンクが発生している場合には、熱媒体に含まれる蒸気が圧力降下に伴って液化する。液体は周囲の熱を奪って気化するため、タイヤ内面とブラダとの間の温度が一旦下がるが、周囲の熱により再び上昇して元に戻る。よって、温度の時系列データに、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれることになる。したがって、温度センサだけでも、変曲点の有無によってパンクを判定することが可能となる。 In the case where a puncture occurs, the vapor contained in the heat medium is liquefied along with the pressure drop. Since the liquid takes away the ambient heat and evaporates, the temperature between the tire inner surface and the bladder is lowered once, but the ambient heat raises again and returns. Therefore, the time-series data of temperature includes an inflection point at which the temperature drops once and then rises again. Therefore, even with the temperature sensor, it is possible to determine a puncture based on the presence or absence of the inflection point.
以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
［タイヤ加硫用ブラダのパンクを検出するシステム］
図１に示すように、タイヤ加硫成形装置１は、セクタ１０、サイドプレート１１及びビードリング１２を有する加硫金型１３と、支持機構１４ａに支持されるタイヤ加硫用ブラダ１４と、ブラダ１４内への熱媒体の供給及びブラダ内の気体を抜くブラダ駆動部１５と、各部を制御する制御部２と、を有する。制御部２は、コンピュータで実現されており、機器制御部２０を有する。機器制御部２０は、加硫金型１３の開閉、図示しない熱源の制御及びブラダ駆動部１５の動作を制御し、加硫金型１３により生タイヤＴを外側から加熱加圧すると共に、タイヤ加硫用ブラダ１４に熱媒体（蒸気、窒素ガスなど）を供給して膨張させ、生タイヤＴを内側から加熱加圧する加硫成形工程を実行する。機器制御部２０は、既知の加硫成形装置と同じであるので、詳細な説明を省略する。
[System for detecting puncture of tire vulcanizing bladder]
As shown in FIG. 1, the tire vulcanizing and molding apparatus 1 comprises a vulcanizing mold 13 having sectors 10, side plates 11 and bead rings 12, a tire vulcanizing bladder 14 supported by a support mechanism 14a, and a bladder. It has the bladder drive part 15 which supplies supply of the heat carrier into 14 and withdraws the gas in a bladder, and the control part 2 which controls each part. The control unit 2 is realized by a computer and has a device control unit 20. The device control unit 20 controls the opening and closing of the vulcanizing mold 13, the control of a heat source (not shown) and the operation of the bladder driving unit 15, heats and presses the green tire T from the outside by the vulcanizing mold 13, and cures the tire. A heat medium (steam, nitrogen gas, etc.) is supplied to the bladder 14 for expansion, and a vulcanization forming step of heating and pressurizing the green tire T from the inside is performed. The device control unit 20 is the same as a known vulcanizing and forming device, and thus the detailed description is omitted.
パンク検出システムは、タイヤ加硫成形装置１に適用されている。タイヤ内面とブラダ１４との間の温度を検出する温度検出部１６が設けられている。温度検出部１６は、温度センサ及びセンサで検出した温度データを記録する高精度デジタルプローブを含む。図１に示す実施形態では、ビードリング１２に孔を設けて温度検出部１６に導通させることにより、タイヤ内面とブラダ１４の間のビード部周辺の温度を計測するように設定されているが、これに限定されない。タイヤ内面とブラダ１４の間の温度を検出するのであれば、ビード部周辺に限定されず、任意の部位を検出するようにしてもよい。本実施形態では、検出箇所は１つであるが、複数箇所を検出するようにしてもよい。 The puncture detection system is applied to the tire vulcanizing and molding apparatus 1. A temperature detection unit 16 that detects the temperature between the tire inner surface and the bladder 14 is provided. The temperature detection unit 16 includes a temperature sensor and a high-precision digital probe that records temperature data detected by the sensor. In the embodiment shown in FIG. 1, the bead ring 12 is provided with a hole and conducted to the temperature detection unit 16 so that the temperature around the bead portion between the tire inner surface and the bladder 14 is measured. It is not limited to this. As long as the temperature between the tire inner surface and the bladder 14 is detected, it is not limited to the periphery of the bead portion, and any portion may be detected. In the present embodiment, the number of detection locations is one, but a plurality of locations may be detected.
温度検出部１６のみでパンクを判定するための考え方は、次の通りである。図３Ａは、ブラダ内圧を抜き始めた時点からの時間［ｓｅｃ］を横軸で示し、温度検出部１６が検出する温度［℃］及びブラダ内圧［ＭＰａ］を縦軸で示している。温度を実線で示し、ブラダ内圧を破線で示している。温度は一定に保持されている。同図に示すように、機器制御部２０は、ブラダから圧力を抜き始め、ブラダ内部にある熱媒体を再利用のために回収する。このとき、仮に、ブラダ１４がパンクしている場合には、ブラダ１４の破損箇所から蒸気がタイヤ内面とブラダ１４の間に漏れ出す。蒸気は圧力が下がることで液化する。液体は周囲の熱を奪って気化するため、タイヤ内面とブラダ１４との間の温度が一時的に下がるが、周囲からの熱の供給により再度上昇し、温度が戻る。そのため、温度は一旦下がり再度上昇するため、図３Ａ及び図４に示すように、温度変化に変曲点が生じる。よって、温度変化に変曲点があれば、パンクしていると判断でき、温度変化に変曲点がなければ、パンクしてないと判断できる。 The concept for determining a puncture only with the temperature detection unit 16 is as follows. FIG. 3A shows the time [sec] from when the internal pressure of the bladder starts to be extracted on the horizontal axis, and the temperature [° C.] detected by the temperature detection unit 16 and the internal pressure on the bladder [MPa] on the vertical axis. The temperature is shown as a solid line and the bladder internal pressure is shown as a dashed line. The temperature is kept constant. As shown in the figure, the device control unit 20 starts to release the pressure from the bladder and recovers the heat medium inside the bladder for reuse. At this time, if the bladder 14 is punctured, steam leaks between the tire inner surface and the bladder 14 from the broken portion of the bladder 14. Steam liquefies as the pressure drops. Since the liquid takes away the ambient heat and evaporates, the temperature between the tire inner surface and the bladder 14 temporarily decreases, but is raised again by the supply of heat from the ambient, and the temperature returns. As a result, the temperature once drops and then rises again, so that an inflection point occurs in the temperature change as shown in FIGS. 3A and 4. Therefore, if there is an inflection point in the temperature change, it can be determined that a puncture is present, and if there is no inflection point in the temperature change, it can be determined that a puncture is not present.
温度検出部１６のみでパンクを検知可能にするために、パンク検出システムは、図３に示すように、温度データ取得部２１と、変曲点判定部２２と、パンク判定部２３と、を有する。 As shown in FIG. 3, the puncture detection system has a temperature data acquisition unit 21, an inflection point determination unit 22, and a puncture determination unit 23 so that a puncture can be detected only by the temperature detection unit 16. .
図３Ａに示すように、機器制御部２０は、或る程度回収が進んだ所定のタイミング（例えば、所定時間又は所定内圧に到達）になると、機器制御部２０は、ブラダ内の気体を大気に放出しつつブラダ内を減圧する。さらに、ブラダの内圧が下がり、所定のタイミング（例えば、所定時間又は所定内圧に到達）になると、機器制御部２０は、図５及び図３Ａに示すように、ブラダ１４内を負圧にしてブラダ１４をタイヤ内面から遠ざける収縮動作と、ブラダ１４内に圧力を加えてブラダ１４をタイヤ内面に向けて近づける膨張動作と、を交互に行う。このように、ブラダ１４の収縮動作と、膨張動作とを交互に実行することで、パンク箇所が温度検出部１６の検出位置よりも遠い場所であっても、タイヤ内面に漏れた熱媒体をセンサの検出位置まで案内することができ、パンクの検出精度を向上させることが可能となる。 As shown in FIG. 3A, at a predetermined timing (for example, reaching a predetermined time or a predetermined internal pressure) at which the device control unit 20 proceeds to a certain extent, the device control unit 20 converts the gas in the bladder into the atmosphere. Depressurize the inside of the bladder while releasing it. Furthermore, when the internal pressure of the bladder falls and reaches a predetermined timing (for example, reaching a predetermined time or a predetermined internal pressure), the device control unit 20 sets the inside of the bladder 14 to a negative pressure as shown in FIG. A contraction operation for moving 14 away from the inner surface of the tire and an expansion operation for applying pressure in the bladder 14 to move the bladder 14 toward the inner surface of the tire alternately are performed. By alternately executing the contraction operation and the expansion operation of the bladder 14 as described above, the heat medium leaking to the inner surface of the tire is detected even if the punctured portion is at a position farther than the detection position of the temperature detection unit 16. It is possible to guide to the detection position of the above, and it becomes possible to improve the detection accuracy of the puncture.
図１に示す温度データ取得部２１は、温度検出部１６が検出した、タイヤ内面とブラダ１４との間の温度の時系列データＤ１を取得する。温度の時系列データＤ１はメモリに記憶される。温度データ取得部２１は、温度検出部１６から温度値を検出時点毎に取得し、メモリに記憶することで温度の時系列データＤ１を得てもよいし、温度検出部１６から全ての検出時点の温度値が含まれる温度の時系列データＤ１を取得してもよい。 The temperature data acquisition unit 21 illustrated in FIG. 1 acquires time-series data D1 of the temperature between the tire inner surface and the bladder 14 detected by the temperature detection unit 16. The time series data D1 of temperature is stored in the memory. The temperature data acquisition unit 21 may acquire the temperature value from the temperature detection unit 16 at each detection time point and store it in the memory to obtain time series data D1 of the temperature, or all the detection time points from the temperature detection unit 16 The time-series data D1 of the temperature including the temperature value of
加硫時はブラダ１４内部に熱媒体が供給され、高圧及び高温状態が維持されている。温度検出部１６は、加硫終了に伴いブラダ１４から圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から温度の検出を開始する。本実施形態では、圧力を抜き始めた時点から温度の検出を開始しているが、これに限定されない。圧力を抜き始めた時点に対応していれば、例えば所定時間経過後に温度検出を開始してもよい。温度の時系列データＤ１は、一定の時間が経過する毎に検出された温度値を複数含んでいる。本実施形態では、１秒毎に検出しており、例えば８０秒計測すれば、８０個の温度値が時系列順に得られる。勿論、計測する間隔は、１秒毎でなくてもよく、適宜変更可能である。温度値は、小数点以下第２位を最小単位として検出したが、これに限定されず、適宜変更可能である。 At the time of vulcanization, a heat medium is supplied to the inside of the bladder 14 to maintain high pressure and high temperature. The temperature detection unit 16 starts detection of the temperature from a predetermined time point corresponding to the time when the pressure is started to be released from the bladder 14 with the completion of the vulcanization. In the present embodiment, the detection of the temperature is started from the time when the pressure starts to be released, but it is not limited to this. As long as it corresponds to the time when the pressure starts to be released, temperature detection may be started, for example, after a predetermined time has elapsed. The time series data D1 of temperature includes a plurality of temperature values detected each time a predetermined time elapses. In this embodiment, detection is performed every one second. For example, if 80 seconds are measured, 80 temperature values can be obtained in chronological order. Of course, the measurement interval may not be every one second, and can be changed as appropriate. Although the temperature value was detected as the minimum unit at the second decimal place, it is not limited to this and can be changed as appropriate.
図１に示す変曲点判定部２２は、温度の時系列データＤ１に基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定する。具体的に、変曲点判定部２２は、所定期間における温度変化量を算出する温度変化量算出部２４と、温度変化量算出部２４が算出した温度変化量に基づき変曲点が含まれるか否かを判定する存在判定部２５と、を有する。 The inflection point determination unit 22 illustrated in FIG. 1 determines whether or not an inflection point at which the temperature once falls and rises again is included based on the time series data D1 of the temperature. Specifically, whether the inflection point is included based on the temperature change amount calculated by the temperature change amount calculation unit 24 which calculates the temperature change amount in a predetermined period, and the temperature change amount calculation unit 24 And a presence determination unit 25 that determines whether or not there is a decision.
温度変化量算出部２４は、所定期間における温度変化量として、最小二乗法を用いて所定数の温度値を近似した直線式の傾きの値を算出する。最小二乗法による近似は、図３Ｂに示すように、直線式ｙ＝ａｘ＋ｂの算出結果と所定数の温度値との残差の二乗和が最小となるように、係数ａ，ｂを決定する。ｙが温度軸であり、ｘが時間軸であり、ａが、近似した直線式の傾きの値である。同図において、黒丸が計測した温度値を表し、矢印が残差を表す。所定数が５個であれば、１秒×５＝５秒が前記所定期間となる。本実施形態では、所定数を５個以上３０個以下としたが、これに限定されない。最小二乗法による直線の傾きの算出は、マイクロソフト社製エクセル（登録商標）内におけるＬＩＮＥＳＴ関数を用いることが可能である。温度変化量算出部２４は、傾きの値を温度の検出時点毎に算出する。 The temperature change amount calculation unit 24 calculates, as the temperature change amount in a predetermined period, the value of the slope of a linear equation that approximates a predetermined number of temperature values using the least squares method. In approximation by the least squares method, as shown in FIG. 3B, the coefficients a and b are determined such that the sum of squares of residuals between the calculation result of the linear equation y = ax + b and a predetermined number of temperature values is minimized. y is the temperature axis, x is the time axis, and a is the value of the slope of the approximated linear equation. In the figure, black circles represent measured temperature values, and arrows represent residuals. If the predetermined number is five, then 1 second × 5 = 5 seconds is the predetermined period. Although the predetermined number is set to 5 or more and 30 or less in the present embodiment, the present invention is not limited to this. For the calculation of the slope of the straight line by the least squares method, it is possible to use the LINEST function in Excel (registered trademark) manufactured by Microsoft Corporation. The temperature change amount calculation unit 24 calculates the value of the slope at each detection time of the temperature.
勿論、一次式である直線式ではなく、二次以上の式に近似してもよい。また、最小二乗法による近似以外の近似法を用いてもよい。さらに、近似法を用いずに、微分処理などによって所定期間における温度変化量を算出してもよい。 Of course, instead of a linear equation which is a linear equation, it may be approximated to a quadratic or higher equation. In addition, an approximation method other than the least squares method may be used. Furthermore, the temperature change amount in a predetermined period may be calculated by differentiation processing or the like without using the approximation method.
存在判定部２５は、温度変化量算出部２４が算出した温度変化量に基づき変曲点が含まれるか否かを判定する。存在判定部２５は、複数の傾きの値を参照し、傾きの値がマイナスとなった後に、プラスになったときに変曲点が含まれると判定するように構成してもよい。本実施形態では、処理を簡素化するために、温度変化量算出部２４が算出した複数の傾きの値のうちの最大値から最小値を引いた差値が所定閾値よりも大きい場合に、変曲点が含まれると判定するように構成している。もちろん、差値が所定閾値以上である場合に、変曲点が含まれると判定してもよい。上記条件を満たさない場合には、変曲点が含まれていないと判定する。 The presence determination unit 25 determines whether an inflection point is included based on the temperature change amount calculated by the temperature change amount calculation unit 24. The existence determination unit 25 may be configured to refer to the plurality of inclination values and determine that an inflection point is included when the inclination values become negative after the inclination values become negative. In the present embodiment, in order to simplify the process, when the difference value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value among the plurality of inclination values calculated by the temperature change amount calculation unit 24 is larger than a predetermined threshold, It is configured to determine that a curve point is included. Of course, if the difference value is equal to or greater than the predetermined threshold value, it may be determined that the inflection point is included. If the above condition is not satisfied, it is determined that the inflection point is not included.
パンク判定部２３は、変曲点が含まれると判定された場合には、パンクが発生したと判定し、変曲点が含まれないと判定された場合には、パンクが発生していないと判定する。判定結果は、スピーカ、ディスプレイ、外部のコンピュータへの信号の送信などの報知手段を通じて報知することが好ましい。 If it is determined that the inflection point is included, the punk determination unit 23 determines that the punk has occurred, and if it is determined that the inflection point is not included, the punk does not occur. judge. The determination result is preferably reported through notification means such as a speaker, a display, and transmission of a signal to an external computer.
図４は、本システムのパンク検出の効果を示す図である。横軸は、ブラダの減圧を開始した時点からの経過時間［ｓｅｃ］を示し、縦軸は、温度検出部１６で検出する温度値と、温度値を最小二乗法で近似した直線式の傾きの値とを示している。温度は実線、傾きの値は破線で示している。変曲点に相当する部分を楕円で示している。図示した温度値は１秒毎に検出し、図示した傾きの値は、５つの温度値の近似により算出している。 FIG. 4 is a diagram showing the effect of puncture detection in the present system. The horizontal axis represents the elapsed time [sec] from the time when the pressure reduction of the bladder was started, and the vertical axis represents the temperature value detected by the temperature detection unit 16 and the slope of the linear equation approximating the temperature value by the least squares method. It shows the value. The temperature is indicated by a solid line, and the value of the slope is indicated by a broken line. The portion corresponding to the inflection point is indicated by an ellipse. The illustrated temperature value is detected every one second, and the illustrated inclination value is calculated by approximation of five temperature values.
（１）図４の一番上のグラフは、検出した温度の最大値と最小値の差が約２℃（１．９７℃）であり、ブラダ１４がパンクした例である。ブラダ１４の収縮動作及び膨張動作の交互実行は行っている。所定閾値を０．１として、傾きの値ａを算出する際の所定数を下記のように変化させて、パンクを検出可能か検証した。
＜所定数５、１０、１５、２０、３０の場合＞
傾きの最大値は順に０．１０、０．０９、０．０９、０．０９、０．０３である。最小値は順に−０．３５、−０．２４、−０．１７、−０．１２、−０．０８である。差値は順に０．４５、０．３４、０．２６、０．２１、０．１１である。いずれの差値も０．１よりも大きいため、パンク有りと判定した。結果と合致しており、システムで自動的にパンク判定できた。
＜所定数４０の場合＞
傾きの最大値は０．００、最小値は−０．０５となり、両者の差値は０．０５となり、０．０５＞０．１ではないため、パンク無しと判定した。結果と相違しており、システムで自動的にパンク判定できなかった。
上記の結果から、この条件では、所定数は５以上３０以下が好ましいことがわかる。
(1) The top graph of FIG. 4 is an example in which the difference between the maximum value and the minimum value of the detected temperature is about 2 ° C. (1.97 ° C.), and the bladder 14 is punctured. Alternate execution of the deflation and expansion operations of the bladder 14 is performed. Assuming that the predetermined threshold value is 0.1, the predetermined number at the time of calculating the inclination value a is changed as follows, and it is verified whether or not the puncturing can be detected.
<In the case of the predetermined number 5, 10, 15, 20, 30>
The maximum values of the slopes are 0.10, 0.09, 0.09, 0.09, 0.03 in order. The minimum value is -0.35, -0.24, -0.17, -0.12, -0.08 in order. The difference values are 0.45, 0.34, 0.26, 0.21, and 0.11, respectively. Since all difference values were larger than 0.1, it was determined that a punk was present. The results were consistent with the result, and the system was able to automatically make a puncture decision.
<In the case of the predetermined number 40>
Since the maximum value of the slope is 0.00 and the minimum value is -0.05, and the difference value between the two is 0.05 and not 0.05> 0.1, it was determined that no puncturing was present. It was different from the result, and the system could not automatically determine the puncture.
From the above results, it is understood that the predetermined number is preferably 5 or more and 30 or less under this condition.
（２）図４の真ん中のグラフは、検出した温度の最大値と最小値の差が約１℃（１．０７℃）であり、ブラダ１４がパンクした例である。ブラダ１４の収縮動作及び膨張動作の交互実行は行っている。所定閾値を０．１として、傾きの値ａを算出する際の所定数を下記のように変化させて、パンクを検出可能か検証した。
＜所定数５、１０、１５、２０の場合＞
傾きの最大値はすべて０．０５である。最小値は順に−０．１８、−０．１３、−０．０９、−０．０６である。両者の差値は順に０．２３、０．１７、０．１３、０．１１である。いずれの差値も０．１より大きいため、パンク有りと判定した。結果と合致しており、システムで自動的にパンク判定できた。
＜所定数３０の場合＞
傾きの最大値は０．０２、最小値は−０．０４となり、両者の差値は０．０６となり、０．０６＞０．１ではないため、パンク無しと判定した。結果と相違しており、システムで自動的にパンク判定できなかった。
上記の結果から、この条件では、所定数は５以上２０以下が好ましいことがわかる。
(2) The middle graph in FIG. 4 is an example in which the difference between the maximum value and the minimum value of the detected temperature is about 1 ° C. (1.07 ° C.), and the bladder 14 is punctured. Alternate execution of the deflation and expansion operations of the bladder 14 is performed. Assuming that the predetermined threshold value is 0.1, the predetermined number at the time of calculating the inclination value a is changed as follows, and it is verified whether or not the puncturing can be detected.
<In the case of the predetermined number 5, 10, 15, 20>
The maximum values of the slopes are all 0.05. The minimum value is -0.18, -0.13, -0.09, -0.06 in order. The difference between the two is 0.23, 0.17, 0.13, 0.11, respectively. Since all difference values were larger than 0.1, it was determined that a punk was present. The results were consistent with the result, and the system was able to automatically make a puncture decision.
<In the case of the predetermined number 30>
Since the maximum value of the slope is 0.02 and the minimum value is -0.04 and the difference value between them is 0.06 and not 0.06> 0.1, it was determined that no puncturing was present. It was different from the result, and the system could not automatically determine the puncture.
From the above results, it is understood that the predetermined number is preferably 5 or more and 20 or less under this condition.
（３）図４の一番下のグラフは、検出した温度の最大値と最小値の差が約１℃（１．１４℃）であり、ブラダ１４がパンクしていない例である。ブラダ１４の収縮動作及び膨張動作の交互実行は行っている。所定閾値を０．１として、傾きの値ａを算出する際の所定数を下記のように変化させて、パンクを検出可能か検証した。
＜所定数５、１０、１５、２０、３０の場合＞
傾きの最大値はいずれも０．０４である。最小値は、順に−０．０３、−０．０２、−０．０１、−０．０１、０．００である。差値は、順に０．０７、０．０５、０．０５、０．０５、０．０４である。いずれの差値も０．１以下であるため、パンク無しと判定した。結果と合致しており、システムで自動的にパンク判定できた。
(3) The bottom graph in FIG. 4 is an example in which the difference between the maximum value and the minimum value of the detected temperature is about 1 ° C. (1.14 ° C.), and the bladder 14 is not punctured. Alternate execution of the deflation and expansion operations of the bladder 14 is performed. Assuming that the predetermined threshold value is 0.1, the predetermined number at the time of calculating the inclination value a is changed as follows, and it is verified whether or not the puncturing can be detected.
<In the case of the predetermined number 5, 10, 15, 20, 30>
The maximum value of the slope is 0.04 in each case. The minimum value is -0.03, -0.02, -0.01, -0.01, 0.00 in order. The difference values are 0.07, 0.05, 0.05, 0.05, 0.04 in order. Since all difference values were 0.1 or less, it was determined that there was no puncture. The results were consistent with the result, and the system was able to automatically make a puncture decision.
（４）ブラダ１４の収縮動作及び膨張動作の交互実行
温度検出部１６の検出位置よりも遠い箇所がパンクした場合、例えば、温度検出部１６の検出位置が上側ビード部周辺であり、パンク箇所がブラダ下方である場合、ブラダ１４の収縮動作及び膨張動作を交互に実行すればパンク検知できるが、実行しなければパンク検知できなかった。対策として、温度検出部１６の検出位置を複数にすれば、ブラダ１４の伸縮動作がなくても、パンク検知可能と考えられる。
上記の結果から、所定数は５以上１５以下が好ましく、更には５以上１０以下が好ましいと考えられる。
(4) Alternate Execution of Contraction and Expansion Operations of the Bladder 14 When a point farther than the detection position of the temperature detection unit 16 is punctured, for example, the detection position of the temperature detection unit 16 is around the upper bead portion and the puncture point is In the case of the lower side of the bladder, puncture can be detected by alternately executing the contraction operation and expansion operation of the bladder 14, but no puncture can be detected if it is not performed. As a countermeasure, if a plurality of detection positions of the temperature detection unit 16 are used, it is considered that puncture detection is possible even without the expansion and contraction operation of the bladder 14.
From the above results, it is considered that the predetermined number is preferably 5 or more and 15 or less, and more preferably 5 or more and 10 or less.
［タイヤ加硫用ブラダのパンクを検出する方法］
上記システムの動作について図２を参照しつつ説明する。
[Method for detecting punctures in tire vulcanizing bladders]
The operation of the above system will be described with reference to FIG.
まず、ステップＳＴ１において、温度データ取得部２１は、加硫終了に伴いブラダ１４から圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から検出を開始した、タイヤ内面とブラダ１４との間の温度の時系列データＤ１を取得する。本実施形態では、ブラダ１４から圧力を抜き始めた時点から温度検出を開始している。温度の時系列データＤ１は、一定の時間（本実施形態では１秒）が経過する毎に検出された温度値を複数含む。 First, in step ST1, the temperature data acquisition unit 21 starts detection from a predetermined time point corresponding to the time point when the pressure is started to be released from the bladder 14 with the completion of vulcanization, the time between the tire inner surface and the bladder 14 The series data D1 is acquired. In the present embodiment, the temperature detection is started from the time when the pressure is started to be released from the bladder 14. The time series data D1 of temperature includes a plurality of temperature values detected each time a predetermined time (1 second in this embodiment) elapses.
次に、変曲点判定部２２は、温度の時系列データＤ１に基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定する。変曲点判定部２２は、所定期間における温度変化量を算出する温度変化量算出部２４と、温度変化量算出部２４が算出した温度変化量に基づき変曲点が含まれるか否かを判定する存在判定部２５と、を有する。 Next, based on the time series data D1 of the temperature, the inflection point determination unit 22 determines whether an inflection point at which the temperature once falls and rises again is included. The inflection point determination unit 22 determines whether the inflection point is included based on the temperature change amount calculated by the temperature change amount calculation unit 24 that calculates the temperature change amount in a predetermined period, and the temperature change amount calculation unit 24. And the presence determination unit 25.
温度変化量算出部２４は、ステップＳＴ２において、最小二乗法を用いて所定数の温度値を直線式に近似し、近似した直線式の傾きの値を、所定期間における温度変化量として算出する。温度変化量は、温度検出時点毎に算出される。 In step ST2, the temperature change amount calculation unit 24 approximates a predetermined number of temperature values to a linear equation using the least squares method, and calculates the value of the slope of the approximated linear equation as the temperature change amount in a predetermined period. The amount of temperature change is calculated at each temperature detection time point.
次のステップＳＴ３において、存在判定部２５は、温度変化量算出部２４が算出した複数の傾きの値のうちの最大値から最小値を引いた差値が所定閾値よりも大きい又は所定閾値以上である場合（ＳＴ３：ＹＥＳ）に、変曲点が含まれると判定し（ＳＴ４）、上記条件が成立しない場合（ＳＴ３：ＮＯ）に、変曲点が含まれないと判定する（ＳＴ５）。 In the next step ST3, the presence determination unit 25 determines that the difference value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the plurality of inclination values calculated by the temperature change amount calculation unit 24 is larger than the predetermined threshold or greater than the predetermined threshold. If there is a point (ST3: YES), it is determined that an inflection point is included (ST4), and if the above condition is not satisfied (ST3: NO), it is determined that an inflection point is not included (ST5).
パンク判定部２３は、変曲点が含まれると判定された場合（ＳＴ４）には、ステップＳＴ６において、パンクが発生したと判定する。パンク判定部２３は、変曲点が含まれないと判定された場合（ＳＴ５）には、ステップＳＴ７において、パンクが発生していないと判定する。 When it is determined that the inflection point is included (ST4), punk determination unit 23 determines that punk has occurred in step ST6. When it is determined that the inflection point is not included (ST5), punk determination unit 23 determines that punk has not occurred in step ST7.
以上のように、本実施形態のパンク検出方法は、
生タイヤＴを外側から加熱加圧する加硫金型１３と共に、生タイヤＴを内側から加熱加圧するタイヤ加硫用ブラダ１４に発生したパンクをコンピュータが検出する方法であって、
加硫終了に伴いブラダ１４から圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から検出を開始した、タイヤ内面とブラダ１４との間の温度の時系列データＤ１を取得するステップ（ＳＴ１）と、
温度の時系列データＤ１に基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定するステップ（ＳＴ２〜ＳＴ５）と、
変曲点が含まれると判定された場合（ＳＴ４）には、パンクが発生したと判定し、変曲点が含まれないと判定された場合（ＳＴ５）には、パンクが発生していないと判定するステップ（ＳＴ６〜７）と、
を含む。
As described above, the puncture detection method of the present embodiment is
A computer is a method for detecting a puncture generated in a tire vulcanizing bladder 14 for heating and pressing a green tire T from the inside together with a vulcanization mold 13 for heating and pressing the green tire T from the outside,
Obtaining time-series data D1 of the temperature between the tire inner surface and the bladder 14 (ST1), which starts detection from a predetermined time point corresponding to the time when pressure is started to be released from the bladder 14 with completion of vulcanization;
A step (ST2 to ST5) of determining whether the temperature includes an inflection point at which the temperature once falls and rises again based on the time series data D1 of the temperature;
If it is determined that an inflection point is included (ST4), it is determined that a punk has occurred, and if it is determined that an inflection point is not included (ST5), it is determined that a punk has not occurred. Determining steps (ST6 to 7);
including.
本実施形態のパンク検出システムは、
生タイヤＴを外側から加熱加圧する加硫金型１３と共に、生タイヤＴを内側から加熱加圧するタイヤ加硫用ブラダ１４に発生したパンクを検出するシステムであって、
加硫終了に伴いブラダ１４から圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から検出を開始した、タイヤ内面とブラダ１４との間の温度の時系列データＤ１を取得する温度データ取得部２１と、
温度の時系列データＤ１に基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定する変曲点判定部２２と、
変曲点が含まれると判定された場合には、パンクが発生したと判定し、前記変曲点が含まれないと判定された場合には、パンクが発生していないと判定するパンク判定部２３と、
を含む。
The puncture detection system of this embodiment is
A system for detecting a puncture generated in a tire vulcanization bladder 14 for heating and pressing a green tire T from the inside together with a vulcanizing mold 13 for heating and pressing the green tire T from the outside,
A temperature data acquisition unit 21 for acquiring time series data D1 of the temperature between the tire inner surface and the bladder 14, which starts detection from a predetermined time point corresponding to the time when pressure is started to be released from the bladder 14 with completion of vulcanization;
An inflection point determination unit 22 that determines whether the temperature includes an inflection point at which the temperature once falls and rises again based on time series data D1 of temperature;
If it is determined that an inflection point is included, it is determined that a punk has occurred, and if it is determined that the inflection point is not included, a punk determination unit that determines that a punk has not occurred 23, and
including.
パンクが発生している場合には、熱媒体に含まれる蒸気が圧力降下に伴って液化する。液体は周囲の熱を奪って気化するため、タイヤ内面とブラダ１４との間の温度が一旦下がるが、周囲の熱により再び上昇して元に戻る。よって、温度の時系列データＤ１に、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれることになる。したがって、温度センサだけでも、変曲点の有無によってパンクを判定することが可能となる。 In the case where a puncture occurs, the vapor contained in the heat medium is liquefied along with the pressure drop. The liquid takes away the ambient heat and evaporates, so the temperature between the inner surface of the tire and the bladder 14 once drops, but the ambient heat raises again and returns. Therefore, the time-series data D1 of the temperature includes an inflection point at which the temperature once falls and rises again. Therefore, even with the temperature sensor, it is possible to determine a puncture based on the presence or absence of the inflection point.
本実施形態において、温度変化量算出部２４は、所定期間における温度変化量を算出し（ＳＴ２）、存在判定部２５は、温度変化量に基づき変曲点が含まれるか否かを判定する。所定期間は、所定数の温度値に対応する期間（所定数×検出間隔）に設定してもよく、無限小に設定してもよい。 In the present embodiment, the temperature change amount calculation unit 24 calculates the temperature change amount in the predetermined period (ST2), and the presence determination unit 25 determines whether the inflection point is included based on the temperature change amount. The predetermined period may be set to a period (predetermined number × detection interval) corresponding to a predetermined number of temperature values, or may be set to infinitesimal.
温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が存在すれば、或る所定期間における温度変化量がマイナス値となり、その後の或る所定期間における温度変化量がプラス値となる。よって、所定期間における温度変化量を参照すれば、変曲点を検出することが可能となる。 If there is an inflection point at which the temperature once falls and rises again, the temperature change amount in a certain predetermined period becomes a negative value, and the temperature change amount in a certain predetermined period thereafter becomes a positive value. Therefore, the inflection point can be detected by referring to the temperature change amount in the predetermined period.
本実施形態において、温度の時系列データＤ１は、一定の時間（１秒）が経過する毎に検出された温度値を複数含み、
温度変化量算出部２４は、最小二乗法を用いて所定数の温度値を直線式［ｙ＝ａｘ＋ｂ］に近似し、近似した直線式の傾きの値ａを所定期間における温度変化量として算出する。
In the present embodiment, the time-series data D1 of temperature includes a plurality of temperature values detected each time a predetermined time (1 second) elapses,
The temperature change amount calculation unit 24 approximates a predetermined number of temperature values to the linear equation [y = ax + b] using the least squares method, and calculates the value a of the slope of the approximated linear equation as the temperature change amount in a predetermined period. .
このように、所定数の温度値、すなわち所定数に対応する期間における複数の検出時点の温度に合致する傾きの値ａを算出するので、ノイズに強く且つ温度の微小変化を見逃さずに、変曲点を検出することが可能となる。 In this way, since a predetermined number of temperature values, that is, slope values a that match the temperatures at a plurality of detection points in a period corresponding to the predetermined number are calculated, noise is strong and changes in temperature are not missed. It becomes possible to detect a curve point.
本実施形態において、温度変化量算出部２４は、傾きの値ａを温度の検出時点毎に算出し、存在判定部２５は、算出した複数の傾きの値のうちの最大値から最小値を引いた差値が所定閾値よりも大きい又は前記所定閾値以上である場合に、変曲点が含まれると判定する。 In the present embodiment, the temperature change amount calculation unit 24 calculates the inclination value a at each detection time of the temperature, and the existence determination unit 25 subtracts the minimum value from the maximum value among the calculated plurality of inclination values. When the difference value is larger than a predetermined threshold or equal to or larger than the predetermined threshold, it is determined that the inflection point is included.
変曲点の検出方法として、時系列に変化する傾きの値ａを参照しておき、傾きの値ａがマイナス値で、その後傾きの値ａがプラス値に転じたことを検出することが考えられる。しかし、上記のように、複数の傾きの値ａのうち最大値から最小値を引いた差値と、所定閾値との比較であれば、最大値及び最小値の抽出、引算、値の比較といった簡素な処理で、変曲点を検出でき、実装コストを低減させることが可能となる。 As a method of detecting the inflection point, it is considered to refer to the value a of inclination changing in time series, and to detect that the value a of inclination is a negative value and then the value a of inclination changes to a positive value. Be However, as described above, if the difference value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value among the plurality of slope values a is compared with a predetermined threshold, extraction of the maximum value and the minimum value, subtraction, comparison of values It is possible to detect the inflection point and reduce the mounting cost with such a simple process.
本実施形態において、機器制御部２０は、所定のタイミングで、ブラダ１４内を負圧にしてブラダ１４をタイヤ内面から遠ざける伸縮動作と、ブラダ１４内に圧力を加えてブラダ１４をタイヤ内面に向けて近づける膨張動作と、を交互に行う。 In the present embodiment, at a predetermined timing, the device control unit 20 applies expansion and contraction operations to move the bladder 14 away from the tire inner surface by applying a negative pressure in the bladder 14 and applying pressure in the bladder 14 to direct the bladder 14 to the tire inner surface. The expansion operation is performed alternately.
このような動作を実行すれば、パンク箇所が温度検出部１６の検出位置よりも遠い場所であっても、タイヤ内面に漏れた熱媒体をセンサの検出位置まで案内することができ、パンクの検出精度を向上させることが可能となる。 By performing such an operation, even if the punctured area is at a position farther than the detection position of the temperature detection unit 16, the thermal medium leaking to the inner surface of the tire can be guided to the detection position of the sensor. It is possible to improve the accuracy.
本実施形態のプログラムは、上記方法を構成する各ステップをコンピュータに実行させる。
これらプログラムを実行することによっても、上記方法の奏する作用効果を得ることが可能となる。言い換えると、上記方法を使用しているとも言える。
The program of this embodiment causes a computer to execute the steps constituting the above method.
By executing these programs, it is also possible to obtain the effects of the above method. In other words, it can be said that the above method is used.
以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this indication was described based on a drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiments. The scope of the present disclosure is indicated not only by the above description of the embodiments but also by the claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。 For example, the order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and steps in the apparatuses, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is the output order of the previous process. It can be realized in any order as long as it is not used in processing. Even if the flow in the claims, the description and the drawings is described using “first”, “next” and the like for convenience, it does not mean that execution in this order is essential. .
例えば、図１に示す各部２０〜２５は、所定プログラムをコンピュータのＣＰＵで実行することで実現しているが、各部を専用メモリや専用回路で構成してもよい。 For example, although each of the units 20 to 25 shown in FIG. 1 is realized by executing a predetermined program by the CPU of the computer, each unit may be configured by a dedicated memory or a dedicated circuit.
本実施形態のシステムは、一つのコンピュータに各部２０〜２５が実装されているが、各部２０〜２５を分散させて、複数のコンピュータで実装してもよい。 In the system of this embodiment, the units 20 to 25 are mounted on one computer, but the units 20 to 25 may be distributed and mounted on a plurality of computers.
上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 It is possible to adopt the structure adopted in each of the above-described embodiments in any other embodiment. The specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure.
１３…加硫金型
１４…タイヤ加硫用ブラダ
１６…温度検出部
２０…機器制御部
２１…温度データ取得部
２２…変曲点判定部
２３…パンク判定部
２４…温度変化量算出部
２５…存在判定部
13 Vulcanizing mold 14 Tire vulcanizing bladder 16 Temperature detection unit 20 Equipment control unit 21 Temperature data acquisition unit 22 Inflection point determination unit 23 Punk determination unit 24 Temperature change amount calculation unit 25 Presence judgment unit
Claims (11)
加硫終了に伴い前記ブラダから圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から検出を開始した、タイヤ内面と前記ブラダとの間の温度の時系列データを取得するステップと、
前記温度の時系列データに基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定するステップと、
前記変曲点が含まれると判定された場合には、パンクが発生したと判定し、前記変曲点が含まれないと判定された場合には、パンクが発生していないと判定するステップと、
を含む、タイヤ加硫用ブラダのパンクを検出する方法。 A method for detecting a puncture generated in a tire vulcanizing bladder for heating and pressing the green tire from the inside together with a vulcanization mold for heating and pressing the green tire from the outside,
Acquiring time series data of a temperature between the inner surface of the tire and the bladder, the detection being started from a predetermined time point corresponding to the time when the pressure is started to be released from the bladder with the completion of vulcanization;
Determining whether the temperature includes an inflection point at which the temperature once falls and rises again based on time series data of the temperature;
Determining that a punk has occurred if it is determined that the inflection point is included, and determining that a punk does not occur if it is determined that the inflection point is not included. ,
A method of detecting a puncture in a tire vulcanizing bladder, including:
最小二乗法を用いて所定数の温度値を直線式に近似し、近似した直線式の傾きの値を前記所定期間における温度変化量として算出する、請求項２に記載の方法。 The time series data of the temperature includes a plurality of temperature values detected each time a predetermined time elapses,
The method according to claim 2, wherein a predetermined number of temperature values are approximated to a linear equation using a least squares method, and a value of a slope of the approximated linear equation is calculated as a temperature change amount in the predetermined period.
加硫終了に伴い前記ブラダから圧力を抜き始めた時点に対応する所定時点から検出を開始した、タイヤ内面と前記ブラダとの間の温度の時系列データを取得する温度データ取得部と、
前記温度の時系列データに基づき、温度が一旦下がり再度上昇する変曲点が含まれるか否かを判定する変曲点判定部と、
前記変曲点が含まれると判定された場合には、パンクが発生したと判定し、前記変曲点が含まれないと判定された場合には、パンクが発生していないと判定するパンク判定部と、
を含む、タイヤ加硫用ブラダのパンクを検出するシステム。 A system for detecting a puncture generated in a tire vulcanizing bladder for heating and pressing the green tire from the inside together with a vulcanization mold for heating and pressing the green tire from the outside,
A temperature data acquisition unit for acquiring time-series data of the temperature between the inner surface of the tire and the bladder, the detection being started from a predetermined time point corresponding to the time when the pressure is started to be released from the bladder with the completion of vulcanization;
An inflection point determination unit that determines whether the temperature includes an inflection point at which the temperature once falls and rises again based on time-series data of the temperature;
If it is determined that the inflection point is included, it is determined that a punk has occurred, and if it is determined that the inflection point is not included, it is determined that a punk is not occurring. Department,
A system for detecting tire puncture bladder punctures, including:
前記温度変化量算出部は、最小二乗法を用いて所定数の温度値を直線式に近似し、近似した直線式の傾きの値を前記所定期間における温度変化量として算出する、請求項７に記載のシステム。 The time series data of the temperature includes a plurality of temperature values detected each time a predetermined time elapses,
The temperature change amount calculation unit approximates a predetermined number of temperature values to a linear equation using a least squares method, and calculates a value of a slope of the approximated linear equation as a temperature change amount in the predetermined period. System described.
前記存在判定部は、前記温度変化量算出部が算出した複数の傾きの値のうちの最大値から最小値を引いた差値が所定閾値よりも大きい又は前記所定閾値以上である場合に、前記変曲点が含まれると判定する、請求項８に記載のシステム。 The temperature change amount calculation unit calculates the value of the slope at each detection point of temperature,
The presence determination unit is configured to determine whether the difference value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value among the plurality of inclination values calculated by the temperature change amount calculation unit is larger than a predetermined threshold or equal to or larger than the predetermined threshold. The system of claim 8, wherein it is determined that an inflection point is included.
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