JPS6280010A - タイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はタイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置の改良
に関する。

〔従来の技術〕

タイヤ加硫機においては、バグシリンダに取付けられた
バグ内に蒸気を送入して加硫を行う際に、バグシリンダ
のピストンロッドをタイヤ径に応じた所定の中間位置で
停止させる必要がある。このために、従来は、バグシリ
ンダに機械的ストッパを取付け、このストッパの働きに
より中間位置で停止させるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、機械的ストッパを用いるとバグシリンダ周辺の
構造が複雑になると共に、加硫しようとするタイヤの径
を変える場合そのストッパの取換え作業を行わねばなら
ず、段取り変えが面倒であり、時間がかかる、という問
題点があった。

この発明は上述の問題点を解決したタイヤ加硫機のバグ
シリンダ制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕この発明に係
るタイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置の概要について
第１図に示された一実施例を参照して説明すると、１は
バグシリンダ本体、２はピストン、３はピストンロッド
であり、シリンダ本体１の開口端側にコイル部４が設け
られている。コイル部４は１次交流信号によって励磁さ
れると共に２次出力信号を取り出すためのものである。

ピストンロッド６の周囲には所定のパターンで磁性若し
くは導電性の物質５が設けられており、ロッド３の変位
に応じてコイル部４に対する物質５の相対的位置が変化
し、これによりコイル部４を通る磁気回路の磁気抵抗が
変化される。すなわち、物質５が磁性物質の場合はその
部分で透磁率が上がり、これに応じた磁気抵抗変化が生
じる。物質５が導電性物質の場合はその部分で渦電流が
流れ、渦電流損に応じた磁気抵抗変化が生じる。この磁
気抵抗変化に応じた２次出力信号がコイル部４から取り
出され、検出回路６に与えられる。検出回路６では、与
えられた２次出力信号に基づきピストンロッド３の位置
を示す位置検出データを求める。位置設定手段７は、ピ
ストンロッド３が停止すべき任意の位置を示す停止位置
データを設定するものであり、例えば数値設定スイッチ
あるいはシーケンサ−等のプログラマブルなデータ設定
手段から成る。比較制御手段８は、設定手段７で設定さ
れた停止位置データと検出回路６で検出されたピストン
ロッド３の位置検出データとを比較し、この比較結果に
応じてピストンロッド３の停止を制御する制御信号を出
力するものである。この比較制御は、単純な比較に限ら
ず、予習（停止制御時のオーバランを速度、加速度に応
じて予測して停止タイミングを制御すること）あるいは
復習（前回の停止制御時の設定位置と実際の停止位置と
の誤差を考慮し、この誤差が出ないように停止制御を行
うこと）などの学習機能を含んでいてよい。制御弁装置
９はバグシリンダ１の働きを制御する流体圧回路（例え
ば水圧回路）から成るもので、コントローラ１０からの
弁制御信号に応じて弁の動作が切換えられ、シリンダ１
のピストン２の伸長、退縮、停止等を制御する。検出回
路６と比較制御手段８はコントローラ１０内に含まれて
おり、比較制御手段８から出力された停止制御信号に応
じて制御弁装置９が制御され、ピストンロッド３が停止
される。

ピストンロッド３を所定位置まで伸長させ、ロッドの先
端とシリンダ本体の・端部との間に設けられた可撓性の
チューブ状のバグ１１を伸長し、その位置で生タイヤ（
図示せず）を装着する。その後、バグ１１内に蒸気を送
入しつつロッド３を所定の中間位置まで退縮させ、その
位置で停止し、生タイヤを内側のバグ１１と外側の母型
（図示せず）との間で挟んだ状態で、加硫を行う。この
場合、ピストンロッド３の停止位置はタイヤ径に応じて
異なるものとしなければならない。そのために、位置設
定手段７において、加硫しようとするタイヤ径に応じて
停止位置データを設定し、この停止位置データと検出回
路６からの位置検出データとの比Ｍｌこ基づきピストン
ロッド３の停止制御を行う。従って、加硫しようとする
タイヤの径を変える場合、位置設定手段７における停止
位置のデータ設定を変更するだけでよく、極めて簡単で
ある。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第２図は第１図に示されたコイル部４及びピストンロッ
ト６に設けられた物質５の実施例を拡大して示すもので
ある。コイル部４は、１次コイル１Ａ〜１Ｄと２次コイ
ル２Ａ〜２Ｄを含んでおり、これらのコイルの円筒空間
がロッド６と同心になるように該ロッド６を該コイル空
間に貫通させた状態でシリンダ本体１の開口端の側に固
定されている。ピストンロット３の周囲にはリング状の
導電体部５ａが等間隔で多数設けられており、その最外
周はコーティング３ａによって被覆されている。この導
電体部５ａが第１図の物質５に相当する。

導電体部５ａの幅は−（但しＰは任意の数）であり、ロ
ッド３の直線変位方向に沿って所定間隔丁で繰返し設け
られている。この導電体部５ａは、弱磁性又は非磁性材
から成ると共にロット３の材質よりも相対的に良導電体
から成るものであり、例えば銅又はアルミニウム又は真
鍮若しくはそれらのような良導電素材と他の物質を混合
又は化合したものなどを用いることができる。

この実施例ではコイルは４つの相で動作するように設け
られており、これらの相を便宜上Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄなる符号を用いて区別する。コイルに対するリン
グ状導電体部５ａの相対的位置に応じて各相Ａ−Ｄに生
じる磁気抵抗が９０度づつずれるようになっており、例
えば人相をコサイン相とすると、Ｂ相はサイン相、Ｃ相
はマイナスコサイン相、Ｄ相はマイナスサイン相となる
ように、各コイルの配置及び導電体部５ａの寸法形状が
決定されている。

第２図の例では、各相Ａ−Ｄの１次コイル１Ａ〜１Ｄと
２次コイル２Ａ〜２Ｄは対応するもの同士が同じ位置に
巻かれており、個々のコイルのコＰ イル長はほぼＩ−ＨＪである。そして、人相とＣ相のコ
イルＩＡ、２Ａ、ＩＣ，２Ｃが隣合って設けられており
、Ｂ相とＤ相のコイルＩＢ、２Ｂ、ＩＤ、２Ｄも隣合っ
て設けられており、Ａ、Ｃ相のコイルグループとＢ、Ｄ
相のコイルグループの間隔がＪＰ（ｎ土工）Ｊ（ｎは任
意の自然数）となっている。

以上の構成において、各相の１次コイル１Ａ〜１Ｄによ
る磁束はピストンロット３を通るものとなり、導電体部
５ａがその磁界内に侵入したときその侵入量に応じて該
導電体部５ａのリンクに沿って渦電流が流れる。この導
電体部５ａがコイル内により多く侵入している状態（例
えば最大では第２図の人相に対応している状態）はとよ
り多くの渦電流が流れる。反対に導電体部５ａがコイル
内に全く侵入していない状態（例えば第２図のＣ相の状
態）ではほとんど渦電流が流れない。こうして、各相の
コイルに対する導電体部５ａの侵入度に応じて該導電体
部５ａに渦電流が流れ、この渦電流損による磁気抵抗変
化が各相の磁気回路に生せしめられる。各相の２次コイ
ル２Ａ〜２Ｄにはこの磁気抵抗に応じたレベルの交流信
号が誘起される。

ピストンロット３の外周に設けられたコーティング６ａ
は、導電体部５ａよりも相対的に低導電性又は不導電性
であり、非磁性又は弱磁性の物質を用いる。例えばクロ
ームめっきを用いるとよい。

第２図ではピストンロット３がコイル部４の内部空間に
挿入される構造であるが、これに限らす、必要に応じて
適宜設計変更できる。また、導電体部５ａすなわち物質
５は、リンク状に限らず、ら旋状に設けられていてもよ
いし、更にその他の適宜のパターンで設けられていても
よい。

第２図の例では各導電体部５ａの間にはコーチインク６
ａが入り込んでいるが、これに限らず磁性体を充填して
もよい（すなわち、導電体部を磁性体部を交互に設ける
）。そうすると、磁気抵抗が相対的に減少する導電体部
間に磁性体部が設けられることにより、その部分で磁気
抵抗がより一層減少し、磁気抵抗変化の幅が広がり、検
出分解能が増す。また、導電体部５ａの代わりに磁性体
のリングを所定間隔子で設けてもよい。その場合、ピス
トンロッド３が鉄製の場合は該ロンドの周囲にリング状
の溝を切ることによりリング状の磁性体突起を形成する
ことができる。

上述の各実施例では位相シフト方式によってピストンロ
ッドの直線位置に応じた出力信号を得ることができるよ
うになっている。すなわち、各相Ａ−Ｄではピストンロ
ットの直線変位量Ｐを１周期として周期的な磁気抵抗変
化が生じ、この磁気抵抗変化の位相は隣合う相間では９
０度（１）づつずれている。従って、直線変位に対応す
る位相角をφで表わしたとすると、各相Ａ−Ｄの２次コ
イル２Ａ〜２Ｄに誘起される電圧のレベルはピストンロ
ットの直線位置（つまりφ）に応じて概ねＡ相ではｃｏ
ｓφ、Ｂ相ではｓｉｎφ、Ｃ相では−ｃｏｓφ、Ｄ相で
は一５ｉｎφ（但し２πはＰに相当する）なる略式で表
わすことができる。Ａ、Ｃ相の１次コイルＩＡ、ＩＣは
正弦波信号ｓｉｎωｔによって励磁し、Ｂ、Ｄ相の１次
コイル１Ｂ、１Ｄは余弦波信号ｃｏｓωｔによって励磁
する。そして、Ａ、Ｃ相対ではその２次コイル２Ａ、２
Ｃの出力信号を差動的に加算し、Ｂ、Ｄ相対でもその２
次コイル２Ｂ、２Ｄの出力を差動的に加算し、各対の差
動出力信号を加算合成して最終的な出力信号Ｙを得る。

そうすると、出力信号Ｙは次のような略式で実質的に表
現することができる。

Ｙ　＝　ｓｉｎω１　ｃｏｓφ−（−ｓｉｎωｔ　ｃｏ
ｓφ）＋　ＣＯ３ωｔ　ｓｉｎφ−（−ｃｏｓωｔ　ｓ
ｉｎφ）”　　２　ｓｉｎ　ω１　　ｃｏｓ　φ　＋　
２ＣＯ３ωｔ　　ｓｉｎ　φ＝　２　ｓｉｎ　（ωｔ＋
φ） 上記式で便宜的に「２」と示された係数を諸種の条件に
応じて定まる定数にで置換えると、Ｙ　＝　Ｋ　ｓｉｎ
　（ωｔ＋φ） と表現できる。ここで、φはピストンロットの直線位置
に対応しているので、１次交流信号ｓｉｎωｔ（または
ｃｏｓωｔ）に対応する出力信号Ｙの位相ずれφを測定
することによりピストンロット位置を検出することがで
きる。

２次コイルの出力合成信号Ｙと基準交流信号ｓｉｎωｔ
（又はｃｏｓωｔ）との位相ずれφを求めるためには公
知の位相差検出回路を用いればよい。こうして求めた位
相ずれデータＤφは導電体部５ａの周期的パターンの１
サイクルの長さＰの範囲内のピストンロットの絶対位置
を示している。所定の原点位置に対するピストンロッド
３の現在位置は、この位相ずれデータＤφと今コイル部
４内に侵入している導電体部５ａが原点位置から数えて
何すイクル目のものであるかを示すデータＤｘ（これは
ピストンロット３の移動に伴うデータＤφの変化のサイ
クル数を適宜の演算手段で演算することにより求まる）
との組合せによって特定することができる。第１図の検
出回路６の一例を示すと、第３図に示すように、上述の
位相差検出回路６ａと演算回路６ｂ七から成り、コイル
部４の２次出力信号Ｙに基づき上記データＤφ、ＤＸを
求め、データＤφ、Ｄｘの組合せによりピストンロッド
３の位置を示す位置検出データを得るようにしている。

演算回路６ｂは、例えば、上記Ｄφの変化のサイクル数
をカウントする計数手段から成る。

なお、信号処理方式は上述のような位相シフト方式に限
らず、通常の差動トランスのように、２次コイルの差動
出力を整流して直線位置に応じたレベルのアナログ電圧
を得るようにしてもよい。

その場合、コイル部はＡ、Ｃ相又はＢ、Ｄ相の一方だけ
であってもよい。

尚、１次コイルと２次コイルは必らずしも別々に設ける
必要はなく、実開昭５８−２６２１号あるいは実開昭５
８−３９５０７号に示されたもののように共通であって
もよい。

第４図は制御弁装置９の一例を示す図であり、実線のラ
インは水圧回路、破線のラインは空圧回路、一点鎖線の
ラインは電気回路、を示す。１２ａ。

１２ｂは水圧リリーフ弁、ｊ６ａ〜１３ｃは水圧用ピス
トン弁、１４はリリーフチェック弁、１５ａ〜１５ｃは
電磁弁、１６はスピードコントローラ、である。バグシ
リンダ１の４つの作動状態「フリー」、「上昇」、「下
降」、「停止」に対応する各電磁弁ｊ５ａ〜１５Ｃのオ
ン、オフ状態は次表の通りである。

第５図はバグシリンダ１の動作例を示す略図である。同
図（ａ）（ｉバグシリンダ１のピストンロッド３を所定
の上昇位置まで伸長（上昇）させた状態を示すものであ
る。この状態ではバグ１１が伸びているので、生タイヤ
１７を一点鎖蕨１７′で示すようにピストンロッド３の
先端側から挿入し、下型１８の上に置くことができる。

その後、上型１９を装着し、ピストンロッド６を退縮（
下降）させ、蒸気をバグ１１内に送入する。ピストンロ
ッド３は、タイヤ径に応じた所定の中間位置で停止させ
られ、この位置でバグ１１内に蒸気を送入し続けて加硫
を行う。同図（ｂ）はこの状態を示したものである。

加硫終了後、上型１９を取外し、ピストンロッドろを上
昇させる。第５図（Ｃ）はその状態を示したものである
。ピストンロッド６を上昇させながらバグ１１を負圧吸
引し、その径を小さくする。第５図（ｄ）のようにピス
トンロッド６が所定の上昇位置に達すると、加硫済みの
タイヤ１７が引き抜かれる。その後、ピストンロッド３
の位置はそのまま上昇位置にしておき、同図（ａ）の工
程に戻り、別の新しいタイヤに関して同図（ａ）〜（ｄ
）の作業を繰返す。

ピストンロッド３の停止位置設定データは、第５図（ａ
）又は（ｄ）に示される上昇位置に対応して与えられる
と共に同図（ｂ）に示される加硫時の中間停止位置に対
応して与えられる。同図（ａ）〜（（ｉ）に示したよう
な加硫作業全体の流れは、例えば図示しないシーケンサ
−から与えられるステップ信号に従って制御され、必要
な停止位置設定データは実行中のステップに従って与え
られる。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明によれば、任意の停止位置設定デ
ータとバグシリンダのピストンロッドの現在位置との比
較に基づきピストンロッドの停止制御を行うようにした
ので、加硫すべきタイヤの径を変更する場合に単に停止
位置設定データの値を変えるだけで済み、段取り変えが
極めて簡単になる。また、バグシリンダのピストンロッ
ド位置検出装置は、シリンダ本体に設けられたコイル部
と、ピストンロッドに設けられた所定パターンの物質と
から成るため、シリンダと一体構造であり、シリンダ本
体の構造を簡単にすることができる。

しかも、ピストンロッドに設ける物質の材質を導電性物
質とすれば、銅めっき等によって簡単に形成することが
できるので、ロンドの加工が容易であると共に構造的に
も簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す一部断面を含む全体
構成図、第２図は第１図におけるバグシリンダのピスト
ンロッド位置検出装置部分の詳細例を拡大して示す断面
図、第３図は第１図における検出回路の一例を示すブロ
ック図、第４図は第１図における制御弁装置の一例を示
す流体圧回路図、第５図は同実施例における加硫作業の
一例を主要な工程に関して示す略図、である。 １・・バグシリンダ本体、２・・ピストン、３　ピスト
ンロッド、３ａ・コーティング、４　・コイル部、５・
・物質、５ａ・・・導電体部、６　検出回路、７・・・
位置設定手段、８・・比較制御手段、９　制御弁装置、
１０・・・コントローラ、１１・・バグ。 ７１７′ 第５ （Ｃ）　　　　　　　　　（ｄ） 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バグシリンダ本体の開口端側に設けられ、１次交流
   信号によって励磁されると共に２次出力信号を取り出す
   ためのコイル部と、 前記バグシリンダのピストンロッドの周囲に所定のパタ
   ーンで設けられ、該ロッドの変位に応じて前記コイル部
   を通る磁気回路の磁気抵抗を変化せしめる材質及び形状
   から成る物質と、 前記２次出力信号に基づき前記ピストンロッドの位置を
   示す位置検出データを求める検出回路と、前記ピストン
   ロッドが停止すべき任意の位置を示す停止位置データを
   設定する位置設定手段と、設定された停止位置データと
   前記位置検出データとの比較に基づき前記ピストンロッ
   ドの停止を制御する比較制御手段と、 を具えたタイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置。 ２、前記物質は、前記ピストンロッドの周囲を回って閉
   鎖したリングから成り、このリングが所定間隔で複数個
   設けられている特許請求の範囲第１項記載のタイヤ加硫
   機のバグシリンダ制御装置。 ３、前記物質は、前記ピストンロッドの周囲に所定ピッ
   チでら旋状に配列されたものである特許請求の範囲第１
   項記載のタイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置。 ４、前記物質は、前記ピストンロッドの材質よりも相対
   的に弱磁性又は非磁性であって良導電体から成るもので
   ある特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の
   タイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置。 ５、前記コイル部は、複数の１次コイルと、この１次コ
   イルに対応する２次コイルとを含み、各１次コイルを位
   相のずれた複数の１次交流信号を用いて励磁し、これに
   より前記１次交流信号を前記ピストンロッドの位置に応
   じて位相シフトした信号が前記２次出力信号として得ら
   れるようにした特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れ
   かに記載のタイヤ加硫機のバグシリンダ制御装置。