JP6776569B2 - How to measure the amount of deformation of a tire bladder - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ製造過程において使用されるブラダーの変形量を測定する方法に関し、更に詳しくは、電気抵抗の変化を利用してブラダーの変形挙動を観測することを可能にしたタイヤ用ブラダーの変形量測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the amount of deformation of a bladder used in a tire manufacturing process, and more specifically, a deformation of a bladder for a tire that makes it possible to observe the deformation behavior of the bladder by utilizing a change in electrical resistance. Regarding the quantity measurement method.
空気入りタイヤの加硫工程では、未加硫タイヤを金型内に投入し、そのタイヤの内面に圧力を掛けることで最終的な製品形状を得るようにプレス成型が行われている。一般的にタイヤ内側からの圧力は袋状のゴム膜からなるブラダーを膨張させることで与えられる。ここで、ブラダーの形状や厚さなどがタイヤ形状に適合していない場合、内圧がタイヤ側にきちんと伝わらず、タイヤ表面の欠陥や発泡などの加硫故障がタイヤの各部に生じてしまう。そのため、ブラダーは加硫されるタイヤの形状、サイズ、構造などの複数の要素を基にして設計される。 In the vulcanization process of a pneumatic tire, an unvulcanized tire is put into a mold and press molding is performed so as to obtain a final product shape by applying pressure to the inner surface of the tire. Generally, the pressure from the inside of the tire is given by expanding the bladder made of a bag-shaped rubber film. Here, if the shape and thickness of the bladder do not match the tire shape, the internal pressure is not properly transmitted to the tire side, and vulcanization failures such as defects on the tire surface and foaming occur in each part of the tire. Therefore, the bladder is designed based on a plurality of factors such as the shape, size, and structure of the tire to be vulcanized.
しかしながら、ブラダーをタイヤに対して適正な形状に設計したとしても、ブラダーを要因とする加硫故障が生じる場合がある。例えば、ブラダーの膨張過程においてブラダーの各部位がタイヤ内面に対して順次接触し、その接触する順序に起因してブラダーの膨らみ方が不均一になると、加硫故障が生じ易くなる（例えば、特許文献１，２参照）。 However, even if the bladder is designed to have an appropriate shape for the tire, a vulcanization failure due to the bladder may occur. For example, in the expansion process of the bladder, each part of the bladder sequentially contacts the inner surface of the tire, and if the expansion of the bladder becomes non-uniform due to the contact order, a vulcanization failure is likely to occur (for example, patent). Refer to Documents 1 and 2).
このようにタイヤ用ブラダーの膨らみ方、即ち、歪み分布が不均一であると、それが製品タイヤの品質に対して直接的に悪影響を与えることになる。そのため、タイヤ製造過程においてブラダーの膨らみ方を観測することは重要である。ところが、ブラダーはタイヤの内側に配置されるため、タイヤの外側からブラダーの膨らみ方を目視により確認することはできない。そこで、タイヤ製造過程においてブラダーの変形挙動をリアルタイムで観測することを可能にする方法が求められている。 If the tire bladder swells in this way, that is, the strain distribution is non-uniform, it directly adversely affects the quality of the product tire. Therefore, it is important to observe how the bladder swells during the tire manufacturing process. However, since the bladder is arranged inside the tire, it is not possible to visually confirm how the bladder swells from the outside of the tire. Therefore, there is a demand for a method that enables real-time observation of the deformation behavior of the bladder in the tire manufacturing process.
本発明の目的は、電気抵抗の変化を利用してブラダーの変形挙動を観測することを可能にしたタイヤ用ブラダーの変形量測定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for measuring the amount of deformation of a bladder for a tire, which makes it possible to observe the deformation behavior of the bladder by utilizing a change in electrical resistance.
上記目的を達成するための本発明のタイヤ用ブラダーの変形量測定方法は、タイヤ製造過程において使用される円筒状のブラダーの変形量を測定する方法において、前記ブラダーの膜部の内表面に複数の電極を直に接着し、前記ブラダーの変形時に各電極間の電気抵抗を測定し、該電気抵抗の変化量に基づいて前記ブラダーの各電極間の局部的な変形量を検出することを特徴とするものである。 A method for measuring the amount of deformation of a bladder for a tire of the present invention for achieving the above object is a method for measuring the amount of deformation of a cylindrical bladder used in a tire manufacturing process, wherein a plurality of methods are used on the inner surface of the film portion of the bladder. The electrode is directly adhered , the electric resistance between the electrodes is measured when the bladder is deformed, and the local deformation amount between the electrodes of the bladder is detected based on the amount of change in the electric resistance. Is to be.
本発明では、ブラダーの膜部の内表面に複数の電極を設置し、ブラダーの変形時に各電極間の電気抵抗を測定し、電気抵抗の変化量に基づいてブラダーの各電極間の局部的な変形量を検出するので、タイヤ用ブラダーが未加硫タイヤの内側に挿入されていても、タイヤ製造過程におけるブラダーの変形挙動をリアルタイムで観測することが可能になる。そのため、ブラダーの変形挙動の測定結果に基づいてブラダーの形状を適正化することが可能となる。 In the present invention, a plurality of electrodes are installed on the inner surface of the film portion of the bladder, the electric resistance between each electrode is measured when the bladder is deformed, and the electric resistance is locally localized between the electrodes of the bladder based on the amount of change in the electric resistance. Since the amount of deformation is detected, even if the tire bladder is inserted inside the unvulcanized tire, the deformation behavior of the bladder in the tire manufacturing process can be observed in real time. Therefore, it is possible to optimize the shape of the bladder based on the measurement result of the deformation behavior of the bladder.
本発明において、電極はブラダーの軸方向の複数箇所かつ周方向の複数箇所に配置するこが好ましい。これにより、タイヤ用ブラダーの軸方向及び周方向の変形挙動を観測することができる。 In the present invention, it is preferable that the electrodes are arranged at a plurality of locations in the axial direction of the bladder and at a plurality of locations in the circumferential direction. This makes it possible to observe the deformation behavior of the tire bladder in the axial direction and the circumferential direction.
また、任意の電極とその周囲に位置する複数の他の電極との間の電気抵抗をそれぞれ測定することが好ましい。この場合、タイヤ用ブラダーの変形挙動をより少ない電極数で効率良く観測することができる。 Further, it is preferable to measure the electrical resistance between an arbitrary electrode and a plurality of other electrodes located around the arbitrary electrode. In this case, the deformation behavior of the tire bladder can be efficiently observed with a smaller number of electrodes.
本発明において、タイヤ用ブラダーは未加硫タイヤの加硫工程において使用されるものであることが好ましいが、未加硫タイヤの成形工程において使用されるものであっても良い。いずれの場合も、未加硫タイヤの内側に挿入されたブラダーの変形挙動をタイヤの外側から目視により観測することができないので、電気抵抗の変化を利用してブラダーの変形挙動を観測することは有意義である。 In the present invention, the tire bladder is preferably used in the vulcanization step of the unvulcanized tire, but may be used in the molding step of the unvulcanized tire. In either case, the deformation behavior of the bladder inserted inside the unvulcanized tire cannot be visually observed from the outside of the tire, so it is not possible to observe the deformation behavior of the bladder using the change in electrical resistance. It is meaningful.
また、本発明はタイヤ内側に挿入されるブラダーに適用することが好ましいが、例えば、タイヤ製造過程においてカーカス部材をターンナップする際に使用されるブラダーにも適用することが可能である。 Further, the present invention is preferably applied to a bladder inserted inside a tire, but can also be applied to, for example, a bladder used when turning up a carcass member in a tire manufacturing process.
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなるタイヤ用ブラダーが加硫装置に組み込まれた状態を示し、図２及び図３は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示すものである。図１に示すように、ブラダー１０はグリーンタイヤＧの加硫工程において使用されるものである。このブラダー１０は円筒状をなし、金型２０内に投入されたグリーンタイヤＧの内側に同軸的に挿入される。そして、ブラダー１０をグリーンタイヤＧの内側で膨らませることにより、グリーンタイヤＧを金型２０の成形面に対して押圧するように機能する。図１において、金型２０は下型２１、上型２２及びセクター２３から構成されている。また、ブラダー１０の下端部は下型２１と下側クランプリング２４との間に把持され、ブラダー１０の上端部は上側クランプリング２５と補助リング２６との間に把持されている。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a state in which a tire bladder according to an embodiment of the present invention is incorporated in a scouring apparatus, and FIGS. 2 and 3 show a tire brewing bladder according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
図２に示すように、ブラダー１０は、円筒状に成形された膜部１１と、該膜部１１の軸方向の両端部に形成された一対のフランジ部１２，１２とを備えている。このブラダー１０はゴム組成物から構成されているが、そのゴム組成物には加硫時の熱伝導性と強度を確保するために所定量のカーボンブラックが配合されている。そのため、ブラダー１０は導電性を有している。カーボンブラックの配合量は特に限定されるものではないが、例えば、ゴム１００重量部に対するカーボンブラックの配合量は２０重量部〜８０重量部の範囲内に設定すると良い。カーボンブラックの配合量を下限値以上とすることにより、カーボンブラックがゴム内でネットワークを形成し、電気抵抗を低減する効果が得られるようになる。また、カーボンブラックの配合量が上限値を超えると、ブラダーとしての本来の機能（伸縮性、柔軟性、耐久性）を保てなくなる恐れがある。
As shown in FIG. 2, the
一方、図１〜図３に示すように、ブラダー１０の膜部１１の内表面には複数の電極１３が間隔をおいて設置されている。より具体的には、複数の電極１３は、ブラダー１０の軸方向の複数箇所に並ぶように配列され、かつブラダー１０の周方向の複数箇所に並ぶように配列されている。各電極１３は導電性接着剤等によりブラダー１０に対して接着されていても良く、或いは、ブラダー１０に対して一体的に加硫接着されていても良い。図３に示すように、各電極１３にはリード線１４が接続され、そのリード線１４がブラダー１０の外部に引き出されている。なお、図１及び図２においてはリード線１４の図示が省略されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of
グリーンタイヤＧを加硫する場合、金型２０内にグリーンタイヤＧを投入し、その内側でブラダー１０を膨張させた状態でグリーンタイヤＧの内外から加熱を行う。その際、ブラダー１０の膜部１１に設置された複数の電極１３を利用して、ブラダー１０の変形時に各電極１３，１３間の電気抵抗を測定し、該電気抵抗の変化量に基づいてブラダー１０の各電極１３，１３間の局部的な変形量（歪み）を検出する。ブラダー１０は均一材料（ゴム組成物）から成形されていて比較的電気を通し易い性質を有しており、ブラダー１０の各部位の変形量が大きくなるほど当該部位の電気抵抗が大きくなるので、電気抵抗の変化量と変形量との間には相関性がある。このような特性を利用してブラダー１０の局部的な変形量（歪み）を検出することができる。
When vulcanizing the green tire G, the green tire G is put into the
例えば、図３においては、四角形の四隅に対応する位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとその中心にある位置Ｐにそれぞれ電極１３が配置されており、位置Ｐ−Ａ間の電気抵抗Ｒ１と、位置Ｐ−Ｂ間の電気抵抗Ｒ２と、位置Ｐ−Ｃ間の電気抵抗Ｒ３と、位置Ｐ−Ｄ間の電気抵抗Ｒ４とが経時的に測定されるようになっている。
For example, in FIG. 3,
ここで、ブラダー１０の変形時に観測される電気抵抗の変化量（歪み）と内圧の経時的な変化は図４のように表わされる。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電気抵抗の変化量（歪み）と内圧を示す。電気抵抗の変化量は各部位での電気抵抗の変形前の値と変形後の値との差又は変形前の値に対する変形後の値の変化率である。図４に示すように、ブラダー１０の内圧が増加し、ブラダー１０の変形量が大きくなるに連れて、位置Ｐ−Ａ間、位置Ｐ−Ｂ間、位置Ｐ−Ｃ間及び位置Ｐ−Ｄ間の各部位の電気抵抗の変化量が増大することが判る。
Here, the amount of change (strain) in electrical resistance observed when the
このようにして得られるデータから、複数部位の歪みを比較することにより、どの部位が良く伸びているのか、或いは、伸びていないのかを判断することができる。その結果、ブラダー１０の変形挙動の測定結果に基づいてブラダー１０の形状を適正化することが可能となる。
From the data obtained in this way, it is possible to determine which part is well stretched or not stretched by comparing the strains of the plurality of parts. As a result, it is possible to optimize the shape of the
また、リアルタイムでの観測が可能であることから、ブラダー１０の各部位の電気抵抗の変化量（歪み）とブラダー１０の内圧とを突き合わせることにより、ブラダー１０又はグリーンタイヤＧの変形がいつ完了したのか、各部位の歪みの時系列比較（例えば、位置Ｐ−Ｃの部位は変形が終わり、位置Ｐ−Ａの部位は変形が継続するような状況の把握）、どのくらいの内圧で変形が完了したのか、という情報を得ることができる。このような情報は加硫工程におけるフィードバックとして有効に活用することができる。
In addition, since real-time observation is possible, when the deformation of the
上述のように電極１３をブラダー１０の軸方向の複数箇所かつ周方向の複数箇所に配置した場合、ブラダー１０の軸方向及び周方向の変形挙動を観測することができる。これにより、グリーンタイヤＧに付与されるタイヤ軸方向及びタイヤ周方向の変形挙動を容易に把握することができる。
When the
また、任意の電極１３（例えば、位置Ｐの電極）とその周囲に位置する複数の他の電極（例えば、位置Ａ〜Ｄに電極）との間の電気抵抗（Ｒ１〜Ｒ４）をそれぞれ測定するようにした場合、ブラダー１０の変形挙動をより少ない数の電極１３によって効率良く観測することができる。
Further, the electrical resistance (R1 to R4) between an arbitrary electrode 13 (for example, an electrode at position P) and a plurality of other electrodes (for example, electrodes at positions A to D) located around the
１０ ブラダー
１１ 膜部
１２ フランジ部
１３ 電極
１４ リード線
２０ 金型
Ｇ グリーンタイヤ
10
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