JP2002257537A

JP2002257537A - トレッドセグメントの内面凹凸測定装置及び測定方法

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Publication number: JP2002257537A
Application number: JP2001058624A
Authority: JP
Inventors: Akio Koro; 明雄紅露; Yoshiyuki Nakai; 美行中井
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: JP3936545B2

Abstract

(57)【要約】【課題】センタリング誤差が大幅に減少し、高精度に
計測することができるトレッドセグメントの内面凹凸測
定装置及び測定方法を提供することにある。【解決手段】タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント
７…を、稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面８を
基準に保持する取付リング部２と、底部３とを、一体状
に連設したトレッドセグメント保持体１を備える。ま
た、トレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内
周面９に保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…
の内面凹凸量を測定する測定手段４を、トレッドセグメ
ント保持体１の底部３の中心部に着脱自在に取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ加硫用金型
のトレッドセグメントの内面凹凸測定装置及び測定方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユニフォーミティの良いタイヤを製造す
るために、タイヤ加硫用金型としては、一般的に割りモ
ールドが採用されている。図９に示すように、この割り
モールドｆは、上部サイドモールドａと下部サンドモー
ルドｂ、及び径方向に複数個に分割したセグメントモー
ルドｃ…とから成る。セグメントモールドｃは、タイヤ
のトレッドパターンを成形するトレッドセグメントｄ
と、トレッドセグメントｄを外面側から保持するセクタ
ーシューｅとから成る。

【０００３】ところで、ラジアルタイヤのＲＲＯ（Radi
al Runout ）と、割りモールドｆのクラウン内面ｇ（ト
レッドセグメントｄの内面）の凹凸量とは、高い相関に
あることが知られており、割りモールドｆのＲＲＯに対
する十分な配慮が不可欠とされている。そのため、従来
では、割りモールドｆを装着したタイヤプレス（タイヤ
加硫機）ｈの稼働位置における割りモールドｆ内部に、
上下軸心廻りに回転可能でかつ上下動可能な距離検出用
非接触センサｉを有する測定装置ｊを設置し、非接触セ
ンサｉを回転させてクラウン内面ｇまでの距離を 360°
に渡って測定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにタイヤプレスｈによって割りモールドｆを締付けた
稼働状態にてクラウン内面ｇの凹凸量を測定した場合、
トレッドセグメントｄ単体の測定ではなく、コンテナ
（セクターシューｅ）の成分とプレスプラテンｋの歪み
などによるプレス成分を加算した状態で測定するので、
コンテナを交換したりプレス間を移動取付けしたときに
はその測定データが再現されず再測定を要していた。ま
た、下部サイドモールドｂのアダプタリング嵌合部ｍに
測定装置ｊのアダプタリングｎを嵌合してセンタリング
する方式であるが、この嵌合部ｍは、加硫時に加熱によ
って直径が常温時に比べて 0.6mm程熱膨張で大きくなる
ため、測定装置ｊのセンタリングに誤差が生じ、その誤
差分だけ計測した凹凸量の１次成分が偏心加算されてし
まうという問題があった。また、アダプタリング嵌合部
ｍは、ブラダーをチャックすると共に毎回の加硫動作で
タイヤを取出すビードリングの当り面であるので、実際
に稼働に供した嵌合部ｍの面は荒れており、測定装置ｊ
のアダプタリングｎと緊密に嵌り合うことが難しく、測
定装置ｊのセンタリングの使用に困難性を伴っていた。

【０００５】そこで、本発明は、センタリング誤差が大
幅に減少し、高精度に計測することができるトレッドセ
グメントの内面凹凸測定装置及び測定方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定
装置は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働
状態と同等の円筒形に整列した外周面を基準に保持する
取付リング部と、底部とを、一体状に連設したトレッド
セグメント保持体を備え、さらに、該トレッドセグメン
ト保持体の取付リング部の内周面に保持した円筒整列状
のトレッドセグメントの内面凹凸量を測定する測定手段
を、上記トレッドセグメント保持体の上記底部の中心部
に着脱自在に位置決め保持手段を介して取付けたもので
ある。

【０００７】また、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメ
ントを稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面を基準
に保持する取付リング部と、底部とを、一体状に連設し
たトレッドセグメント保持体を備えると共に、該トレッ
ドセグメント保持体の底部の中心部に着脱自在に位置決
め保持手段を介して鉛直状に取付けられる回転軸と、該
回転軸に上下動可能に設けられると共にトレッドセグメ
ント保持体の取付リング部の内周面に保持した円筒整列
状のトレッドセグメントの内面までの距離を測定する非
接触センサと、を有する測定手段を備え、さらに、該非
接触センサから出力されたアナログ電気信号をエンコー
ダの回転パルス毎にＡ／Ｄ変換して記憶すると共に演算
するデータ記憶演算手段を、具備するものである。

【０００８】また、本発明に係るトレッドセグメントの
内面凹凸測定方法は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグ
メントを稼働状態と同等の円筒形に整列して、有底筒状
のトレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面
に、保持し、上記トレッドセグメント保持体の底部の中
心部に取付けた測定手段にて該円筒整列状のトレッドセ
グメントの内面凹凸量を測定するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【００１０】図１は、本発明に係るトレッドセグメント
の内面凹凸測定装置の実施の一形態を示す断面正面図で
ある。図１〜図３に示すように、この測定装置は、取付
リング部２と底部３とを一体状に連設した有底筒状のト
レッドセグメント保持体１と、トレッドセグメント保持
体１の底部３の中心部（軸心Ｐ位置）に設置される測定
手段４と、測定手段４を底部３の中心部に着脱自在に保
持する位置決め保持手段６と、データ記憶演算手段５
と、を備えている。

【００１１】具体的に説明すると、トレッドセグメント
保持体１の取付リング部２は、タイヤ加硫用金型のトレ
ッドセグメント７…を稼働状態と同等の円筒形に整列し
た外周面８を基準に保持するものであって、取付リング
部２の内周面９に円筒整列状のトレッドセグメント７…
を保持する。そして、この取付リング部２の下端に円形
の底部３が、例えば溶接やボルト・ナット結合等にて一
体状に連設されている。

【００１２】測定手段４は、トレッドセグメント保持体
１の取付リング部２の内周面９に保持した円筒整列状
（図１の状態）のトレッドセグメント７…の内面10の凹
凸量を測定するものであって、トレッドセグメント保持
体１の底部３の中心部（軸心Ｐ）に鉛直状に着脱自在と
して取付けられる回転軸11と、回転軸11に上下動可能に
設けられると共に取付リング部２の内周面９に保持した
円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面10までの距
離を測定する非接触センサ12と、を有している。

【００１３】回転軸11は、中心固定軸部13と、中心固定
軸部13に軸受14…を介して外嵌された円筒状の外側回転
軸部15とを有し、中心固定軸部13と外側回転軸部15とは
相対的に回転自在とされている。なお、中心固定軸部13
の下端13ａは外側回転軸部15から突出状とされ、後述す
る位置決め保持手段６にて保持される。また、外側回転
軸部15の上端には上下二段のケーシング16，17が付設さ
れると共に、上のケーシング16内部にエンコーダ18が設
けられ、エンコーダ18の軸部が上記中心固定軸部13の上
端13ｂに連結されている。

【００１４】また、外側回転軸部15の外面には軸心方向
にガイドレール19が付設されると共に、ガイドレール19
に沿って上下スライド自在なスライドブロック20が設け
られている。そして、スライドブロック20に径方向突出
状に所定長さの支持アーム21が取付けられると共に、支
持アーム21の先端に上記非接触センサ12が設けられてい
る。また、ケーシング16の上面に付設されたプレートの
下面に、引張力を付与するバランサ22が付設されてその
ワイヤ23の下端がスライドブロック20に連結されると共
に、プレートの上面にはハンドル24が付設されており、
手動にて回転軸11の外側回転軸部15を軸心Ｐ廻りに回転
できる。

【００１５】ところで、25はトレッドセグメント保持体
１の取付リング部２の上縁に取付けられる補助測定手段
であり、この補助測定手段25としては、例えば、取付リ
ング部２の上縁に固定される固定部25ａと、固定部25ａ
に対してスライド自在に設けられたスライド杆部25ｂと
を備え、スライド杆部25ｂの移動距離を測定できるデジ
タルスケールユニットが使用される。この補助測定手段
25は、回転軸11からトレッドセグメント７の内面10近傍
までの距離を計測するために設けられる。即ち、非接触
センサ（レーザ変位計ヘッド）12は、被照射物に照射し
て反射したレーザ光を受光することで被照射物までの距
離を検知するが、その測定可能範囲は 100mm未満と小さ
いため、トレッドセグメント７のクラウン部（内面10）
までの距離は測定できるが、クラウン部の絶対径は測定
できない。そのため、補助測定手段25を設けて絶対径の
測定を補助するようにしている。また、非接触センサ12
にてクラウン部までの距離を測定できるよう支持アーム
21の長さを設定している。

【００１６】また、図１と図２に示すように、位置決め
保持手段６は、トレッドセグメント保持体１の底部３の
軸心Ｐ近傍に載置される位置決めブロック26と、位置決
めブロック26の位置を平面視２方向から調整するブロッ
ク固定用の第１調整ボルト27…，第２調整ボルト28…
と、第１・第２調整ボルト27…，28…に螺合すると共に
底部３の上面に固着されたナット部材29…と、回転軸11
の中心固定軸部13の下端13ａを位置決めブロック26側へ
押圧する押圧ボルト30と、押圧ボルト30に螺合すると共
に底部３の上面に固着されたナット部材31と、を備えて
いる。

【００１７】詳しく説明すると、位置決めブロック26
は、矩形偏平ブロック体の一外側面34ａを切欠いて平面
視台形状の凹部32を形成したものであって、凹部32に
は、上記中心固定軸部13の下端13ａの外周面に２点接触
可能な一対の勾配面33，33を有している。この一対の勾
配面33，33は、中心固定軸部13の下端13ａの外周面に例
えば90°の中心角度θで接触するよう設定されている。
また、ブロック固定用の第１調整ボルト27…は、凹部32
を形成した側の外側面34ａ及びその反対側の外側面34ｂ
に直角に当接するよう配設されると共に、第２調整ボル
ト28，28は位置決めブロック26の残りの２面（外側面35
ａ，35ｂ）に直角に当接するよう配設されている。

【００１８】この位置決め保持手段６によれば、測定手
段４の回転軸11の軸心をトレッドセグメント保持体１の
中心部（軸心Ｐ）に一致させた状態に於て、各ナット部
材31からの第１・第２調整ボルト27…，28…の突出寸法
を調整して位置決めブロック26の凹部32の勾配面33，33
を中心固定軸部13の下端13ａに当接させ、押圧ボルト30
にて該下端13ａを押付けることにより、回転軸11が底部
３の上面に鉛直状に保持され、かつ、中心固定軸部13が
固定される。このようにして、位置決めブロック26をセ
ンタリングセット位置に固定しておけば、押圧ボルト30
を緩めて回転軸11を取外し、再び回転軸11を取付ける際
でもセンタリングを容易かつ正確に再現することができ
る。

【００１９】図３に示すように、データ記憶演算手段５
は、測定手段４の非接触センサ（レーザ変位計ヘッド）
12に接続されたレーザ変位計アンプ36と、レーザ変位計
アンプ36に接続されると共にエンコーダ18に接続される
Ａ／Ｄ変換器37と、補助測定手段25に接続される補助測
定手段用アンプ38と、該アンプ38とＡ／Ｄ変換器37に接
続される波形アナライザ（パーソナルコンピュータ）39
と、を備えている。

【００２０】次に、このトレッドセグメントの内面凹凸
測定装置を用いた測定方法の一例を説明する。図１に示
すように、先ず、トレッドセグメント保持体１の取付リ
ング部２の内周面９に、一組のトレッドセグメント７…
を、稼働状態と同等の円筒形に整列して取付けて保持す
る。また、測定手段４の回転軸11を（図２で説明した如
く）位置決め保持手段６にて保持体１の底部３の中心部
（軸心Ｐ上）にセットすると共に、補助測定手段25を取
付リング部２にセットする。なお、位置決めブロック26
は予めセンタリングセット位置に固定されている。ま
た、データ記憶演算手段５を（図３の如く）セットす
る。

【００２１】このようにして測定準備が完了すれば、図
４に示すように、先ず、補助測定手段25のスライド杆部
25ｂを軸心Ｐ側へスライドさせてその先端面40を回転軸
11の測定基準面41に当接させ、この時点で補助測定手段
25の値を０にリセットする。本実施の形態では、測定基
準面41をガイドレール19の径方向外面としている。な
お、回転軸11の軸心Ｐから測定基準面41までの距離Ｌ₁
は基準機械寸法であるため予め知られている。

【００２２】次に、図５に示すように、補助測定手段25
のスライド杆部25ｂの先端を、トレッドセグメント７の
内面10近傍まで後退させることにより、回転軸11の測定
基準面41からスライド杆部25ｂの先端面40までの距離Ｌ
₂ を計測する。その後、非接触センサ12を手動にて上昇
させ、非接触センサ12にてスライド杆部25ｂまでの距離
Ｌ₃ を測定する。そして、図６に示すように、非接触セ
ンサ12を測定位置まで下降させ、非接触センサ12にてト
レッドセグメント７の内面10までの距離Ｌ₄ を測定す
る。このように、各距離Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ，Ｌ₄ を測定
すれば、トレッドセグメント７の内面10の絶対径（半
径）測定値はＬ₄ −Ｌ₃ ＋Ｌ₂ ＋Ｌ₁ によって求めるこ
とができる。このとき、距離Ｌ₃ ，Ｌ₄ は、非接触セン
サ12の測定可能範囲内とされる。そして、トレッドセグ
メント保持体１にて保持した円筒整列状のトレッドセグ
メント７…の内面10までの距離Ｌ₄ を測定しつつ回転軸
11の外側回転軸部15を回転させて、トレッドセグメント
７…の内周面を１回転（ 360°）に渡って測定してい
く。

【００２３】このときのデータ記憶演算手段５の作動状
況を図３〜図６を参照しつつ説明すると、補助測定手段
25から出力された計測データ（距離Ｌ₂ ）がアンプ38を
介して波形アナライザ39に入力され記憶される。また、
非接触センサ12から計測データ（距離Ｌ₃ ）がアナログ
電気信号として出力されてレーザ変位計アンプ36にて増
幅されると共に、Ａ／Ｄ変換器37に入力されてＡ／Ｄ変
換され、波形アナライザ39に入力され記憶される。その
後、非接触センサ12から計測データ（距離Ｌ₄）がアナ
ログ電気信号として出力されてレーザ変位計アンプ36に
て増幅されると共に、アナログ電気信号は回転変位に伴
い発生するエンコーダ18のパルス毎にＡ／Ｄ変換器37に
てＡ／Ｄ変換され、波形アナライザ39にて１回転分の計
測データ（距離Ｌ₄ ）が入力され記憶される。なお、距
離Ｌ₁ のデータは波形アナライザ39に予め入力しておけ
ば良い。

【００２４】その後、波形アナライザ39にて記憶した１
回転分のデータが演算処理（フーリエ級数解析）される
ことにより、図８に示すように、波形アナライザ39の画
面には、１回転分の生波形Ｄと、１回転分の生波形Ｄを
フーリエ解析して得られた１次波形Ａ・２次波形Ｂ・１
〜20次の合成波形Ｃ等が表示されると共に、各次数成分
の振幅値やピーク位置、及び平均直径等が数値化して表
示され（図示省略）、凹凸量を円周上に特定することが
できる。即ち、トレッドセグメント７のＲＲＯ測定結果
を表示することができる。なお、非接触センサ12の高さ
位置を変更し、トレッドセグメント７の測定高さ位置を
変更して（上述と同様に）内面凹凸量を測定する。

【００２５】ところで本発明では、各種サイズのトレッ
ドセグメントについて内面凹凸測定が可能なように構成
されている。即ち、図７に示すように、トレッドセグメ
ント７の各種サイズに対応する複数個のトレッドセグメ
ント保持体１…を設けると共に、各トレッドセグメント
保持体１の底部３に位置決め保持手段６を設ける。図７
では、小サイズのトレッドセグメント７…に対応したト
レッドセグメント保持体１の使用状態を例示している。
このとき、位置決め保持手段６は、保持体１のサイズに
関係なく同一形状寸法のものが使用され、測定手段４を
共用できるようにしている。ただし、測定手段４の支持
アーム21はトレッドセグメント７のサイズによって交換
する必要があり、長さ寸法の異なる複数本の支持アーム
21が予め用意される。なお、補助測定手段25及びデータ
記憶演算手段５（図３参照）も共用される。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されるので、次
に記載する効果を奏する。

【００２７】（請求項１又は２によれば）トレッドセグ
メント保持体１によって、トレッドセグメント７…を稼
働状態と同等の円筒形に整列して保持し、この円筒整列
状のトレッドセグメント７…の内面凹凸量を測定するこ
とができる。即ち、従来では、タイヤプレス（タイヤ加
硫機）によって割りモールド全体を締付けた稼働状態で
クラウン部の凹凸量を測定する装置を使用していたた
め、コンテナ成分とプレス成分が加算された測定結果が
得られてしまうが、本発明ではコンテナ成分もプレス成
分も加算されない状態にトレッドセグメント７…を保持
して凹凸量を測定することができるので、セグメント単
体の有効かつ正確な測定結果を得ることができる。

【００２８】また、位置決め保持手段６にて測定手段４
を位置決め（当止め）し保持することによりセンタリン
グする構造であるため、嵌合によるセンタリング構造で
生じる嵌め合い誤差が無く、センタリング誤差を大幅に
減少することができる。従って、測定結果であるトレッ
ドセグメント７の内面凹凸量の１次成分を高精度に検出
することができる。

【００２９】（請求項２によれば）測定手段４の非接触
センサ12にて内面凹凸測定を能率良く行うことができ
る。また、測定手段４からの内面凹凸測定データをデー
タ記憶演算手段５によってフーリエ級数解析して、トレ
ッドセグメント７のＲＲＯ測定結果を得ることができ
る。

【００３０】（請求項３によれば）トレッドセグメント
７…を、コンテナ成分とプレス成分が加算されない稼働
状態と同等の円筒形に整列して保持して、内面凹凸量を
測定するので、セグメント単体の有効かつ正確な測定結
果を得ることができる。即ち、従来では、タイヤプレス
によって割りモールド全体を締付けた稼働状態でのクラ
ウン部の凹凸測定方法であるため、コンテナ成分とプレ
ス成分が加算された測定結果となっていたが、本発明で
はこのような不具合が解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測
定装置の実施の一形態を示す断面正面図である。

【図２】位置決め保持手段による回転軸のセンタリング
を示す要部断面平面図である。

【図３】データ記憶演算手段の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】内面凹凸測定状態を示す第１の作用説明図であ
る。

【図５】内面凹凸測定状態を示す第２の作用説明図であ
る。

【図６】内面凹凸測定状態を示す第３の作用説明図であ
る。

【図７】異サイズのトレッドセグメント保持体に対して
測定手段を共用した状態を示す説明図である。

【図８】測定結果の一例を示す波形図である。

【図９】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１トレッドセグメント保持体２取付リング部３底部４測定手段５データ記憶演算手段６位置決め保持手段７トレッドセグメント８外周面９内周面 10 内面 11 回転軸 12 非接触センサ 18 エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F069 AA40 AA56 AA57 BB28 BB40 CC03 DD30 FF01 GG01 GG04 GG07 GG51 GG63 HH09 HH14 HH15 JJ06 JJ10 JJ25 LL04 MM04 NN07 NN08 QQ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント
７…を稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面８を基
準に保持する取付リング部２と、底部３とを、一体状に
連設したトレッドセグメント保持体１を備え、さらに、
該トレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周
面９に保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…の
内面凹凸量を測定する測定手段４を、上記トレッドセグ
メント保持体１の上記底部３の中心部に着脱自在に位置
決め保持手段６を介して取付けたことを特徴とするトレ
ッドセグメントの内面凹凸測定装置。
【請求項２】タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント
７…を稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面８を基
準に保持する取付リング部２と、底部３とを、一体状に
連設したトレッドセグメント保持体１を備えると共に、
該トレッドセグメント保持体１の底部３の中心部に着脱
自在に位置決め保持手段６を介して鉛直状に取付けられ
る回転軸11と、該回転軸11に上下動可能に設けられると
共にトレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内
周面９に保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…
の内面10までの距離を測定する非接触センサ12と、を有
する測定手段４を備え、さらに、該非接触センサ12から
出力されたアナログ電気信号をエンコーダ18の回転パル
ス毎にＡ／Ｄ変換して記憶すると共に演算するデータ記
憶演算手段５を、具備することを特徴とするトレッドセ
グメントの内面凹凸測定装置。
【請求項３】タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント
７…を稼働状態と同等の円筒形に整列して、有底筒状の
トレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周面
９に、保持し、上記トレッドセグメント保持体１の底部
３の中心部に取付けた測定手段４にて該円筒整列状のト
レッドセグメント７…の内面凹凸量を測定することを特
徴とするトレッドセグメントの内面凹凸測定方法。