JP4466831B2 - グリーンタイヤの表面検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、グリーンタイヤの製造工程において、カーカスプライの折り返し端が、カーカスプライの本体部分に適正に密着しているか否かを自動的に検査可能なグリーンタイヤの表面検査装置に関する。

グリーンタイヤの製造工程において、カーカスプライは、バンドドラム上に巻き付けられ、一対のビードリングを両側に配置した後、両端部がビードリングを包み込むように折り返される。

その後、カーカスプライは、タイヤ形状に近付けるため幅方向中央部分が拡径され、サイドウォールゴム、ベルトプライ、トレッドゴム、その他補強部材等が巻き付けられる。

ところで、カーカスプライの幅方向中央部分を拡径すると、カーカスプライに張力が作用し、折り返し端が本体部分から浮く（剥がれる）、いわゆる浮き不良を発生する場合や、他の現象としては、カーカスプライのジョイントが外れたり、ジョイント以外でもカーカスプライが割れたりすることがある。

従来、浮き不良を検出する装置が特許文献１等で開示されている。
特開２００２−３６３８６号公報（図１〜４参照）

特許文献１に開示された従来の装置では、厚み測定センサーにより、プライの巻上部が存在する位置においてタイヤドラムを回転させ、プライの厚みを測定し、プライの巻上げ前の測定結果と、巻上げ後の測定結果を比較して巻上部の状態を判定している。

具体的には、公報の図３に示すように、タイヤを回転させ、厚み測定センサー４からレーザを照射して巻上部７の巻上端７ａの厚みを測定している。

しかしながら、巻上端７ａの位置は周方向に見た時に径方向に変動している。このため、この変動分とある程度の余裕分を考慮して巻上端７ａよりもビードリング側に変位した径方向位置にレーザーを照射して測定を行なう必要があり、実際に巻上端７ａが浮いているか否かを正確に判定できない問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、例えば、グリーンケースのプライ端の浮きを正確に判定可能なグリーンタイヤの表面検査装置を提供することが目的である。

上記目的を達成するために請求項１に記載のグリーンタイヤの表面検査装置は、グリーンタイヤを保持して回転させる回転軸を備えた回転手段と、グリーンタイヤの表面までの距離を前記回転軸の径方向に沿って非接触で測定する距離センサーと、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度センサーと、予め設定した前記回転軸の回転角度毎に前記距離センサーにより距離測定を行ない、前記回転角度毎に距離の測定値を記憶する制御手段と、を有することを特徴としている。

次に、請求項１に記載のグリーンタイヤの表面検査装置の作用を説明する。

請求項１に記載のグリーンタイヤの表面検査装置では、グリーンタイヤを回転手段の回転軸に保持させて回転させることが出来る。

距離センサーは、回転軸に保持されたグリーンタイヤまでの距離を測定する。この距離センサーは、回転軸の径方向に沿って被接触で距離を連続的に測定するので、ある半径方向に沿った部位の距離を測定することで、該測定部分の凹凸も分かる。

回転軸の回転角度は回転角度センサーで検出され、制御手段は、予め設定した回転軸の回転角度毎に距離センサーにより前述した距離測定を行ない、回転軸の回転角度毎に距離の測定値を記憶する。

このようにして記憶した回転角度と距離の測定結果から、グリーンタイヤの表面の状態を把握することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のグリーンタイヤの表面検査装置において、前記回転軸を複数回回転させ、前回の回転時に距離測定した部位に対して次の回転時に距離測定する部位を回転方向または回転方向とは反対方向に一定角度ずらす、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載のグリーンタイヤの表面検査装置の作用を説明する。

請求項２に記載のグリーンタイヤの表面検査装置では、回転軸を複数回回転させ、前回の回転時に距離測定した部位に対して次の回転時に距離測定する部位を回転方向または回転方向とは反対方向に一定角度ずらして距離測定を行なう。

本発明では、グリーンタイヤを回転させる回数が複数回で、１回転当たりの測定回数を少なくしたいときに有効である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のグリーンタイヤの表面検査装置において、カーカスプライの折り返し端が配置されている箇所を含むグリーンタイヤの表面の状態を把握することができる。

次に、請求項３に記載のグリーンタイヤの表面検査装置の作用を説明する。

請求項３に記載の発明では、カーカスプライの折り返し端が配置されている箇所を含む表面の凹凸に異常があるかないかを自動的に判断することが出来る。

以上説明したように本発明のグリーンタイヤの表面検査装置によれば、グリーンタイヤの表面の異常を正確に判定することができ、例えば、グリーンケースのプライ端の浮きを正確に判定することが出来る、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明のグリーンタイヤの表面検査装置の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１において、符号１０は周知のタイヤ成形ドラムであり、符号１２は幅方向両端付近をビードコア（図示せず）回りに折り返したカーカスプライである。なお、カーカスプライ１２は、軸方向中央部分が拡径済みのものである。

また、符号１４はカーカスプライ１２の折り返し端である。

タイヤ成形ドラム１０の上方には、軸方向に一対のレーザー距離計１６が配置されている。

レーザー距離計１６は、レーザビーム１８をタイヤ径方向に一定範囲（角度）スキャンするように取り付けられている。

タイヤ成形ドラム１０の上方には、軸線に沿ってスライドシャフト２０、及び送りねじ２２が配置されている。

スライドシャフト２０には、一対のスライドブロック２４がスライド可能に設けられており、このスライドブロック２４にレーザー距離計１６が取り付けられている。なお、スライドブロック２４に対し、レーザー距離計１６の取り付け向きは変更可能である。

スライドブロック２４には、図示しない雌ねじが形成されており、雌ねじに送り螺子２２が螺合している。

送りねじ２２は、一方が右螺子、他方が左螺子になっており、送りねじ２２を回転させることで、一対のスライドブロック２４を互いに接離する方向に移動させることが出来る。

なお、送りねじ２２は、サーボモータ２６で回転される。

サーボモータ２６は、コンピュータ２８に接続されており、前述したレーザー距離計１６もこのコンピュータ２８に接続されている。

これにより、測定対象の大きさ、形状、測定部位等によって、レーザ距離計１６の位置を変更することが出来る。

なお、各スライドブロック２４を軸方向距離を計測可能なリニアエンコーダに接続し、該リニアエンコーダーをコンピュータ２８に接続しても良い。これにより、コンピュータ２８は、サーボモータ２６を回転させてレーザー距離計１６を所望の位置に配置することが出来る。

また、タイヤ成形ドラム１０の回転角度は、コンピュータ２８に接続されたロータリーエンコーダ３０によって検出される。

なお、これらレーザー距離計１６、ロータリーエンコーダ３０、及びコンピュータ２８でグリーンタイヤの表面検査装置１１が構成されている。
（作用）
次に、本実施形態のグリーンタイヤの表面検査装置の作用を説明する。

先ず、図１に示すように、幅方向両端付近を折り返し済みのカーカスプライ１２を保持しているタイヤ成形ドラム１０を１回転させ（回転速度は、本実施形態では６０ｒｐｍ）、１回転する間に、本実施形態では４５°間隔でレーザー距離計１６からカーカスプライ１２までの距離を、折り返し端１４を中心とした径方向内外の所定範囲（予め設定しておく。少なくとも折り返し端１４の径方向の寸法誤差よりも大きい寸法。）を測定し、測定結果を測定した時のドラム回転角度と共にコンピュータ２８に記憶する。これにて、周方向８箇所（図２参照）での測定結果が得られる。

ここで、タイヤ成形ドラム１０に原点マーク１３を付与しておき、原点マーク１３にて第１回目（０°位置）の計測を行なうようにしている。なお、コンピュータ２８には、例えば、原点マークが真上に来たときに、タイヤ成形ドラム１０が初期位置（０°位置）にあると記憶させておく。

次に、例えば、ベルトプライ（図示せず）をカーカスプライ１２の外周に貼り付けるためにタイヤ成形ドラム１０を少なくとも１回転させるが、この時には、前回とは計測位置を１５°ずらし、前回と同様に４５°間隔でレーザー距離計１６からカーカスプライ１２までの距離を、折り返し端１４を中心とした径方向内外の所定範囲で測定し、測定結果を測定した時のドラム回転角度と共にコンピュータ２８に記憶する。前回の８箇所と今回の８箇所とで、合計周方向１６箇所での測定結果が得られる。

次に、例えば、トレッドゴム（図示せず）をカーカスプライ１２の外周に貼り付けるためにタイヤ成形ドラム１０を少なくとも１回転させるが、この時には、前回とは計測位置を１５°ずらし、前回と同様に４５°間隔でレーザー距離計１６からカーカスプライ１２までの距離を、折り返し端１４を中心とした径方向内外の所定範囲で測定し、測定結果を測定した時のドラム回転角度と共にコンピュータ２８に記憶する。これにて、合計で周方向２４箇所での測定結果が得られる。

即ち、本実施形態では、タイヤ成形ドラム１０を少なくとも３回転させて周上２４箇所で、折り返し端１４を中心とした径方向内外の所定範囲の距離を測定する。

ここで、コンピュータ２８は、計測値をグラフ化してディスプレー３２に、図３に示すように表示することができる。

図３において、横軸は径方向の位置、縦軸は厚みを示している。

厚みに変化が無い場合には、計測値は連続した線として表示されるが、折り返し端の部分では厚みが急激に変化するため、計測値を示す線も途中で急激に変化、即ち段が付く。

段の部分（厚みが急激に変化している部位）の寸法差は、折り返し端１４で浮きが発生していない場合には、各測定箇所間で差は殆ど無いが、折り返し端１４の一部分で浮きが発生すると、浮きが発生している箇所の一番近い計測箇所の測定値に、異常、即ち、他の測定箇所での距離差よりも明らかに大きな距離差が生じるので、計測値から浮きの発生を判断できる。

図３は、例えば、厚み０．７のプライを用いた場合を説明しており、折り返し端１４の位置（段付きの部分）では、寸法差が０．７mm付近であれば問題ないが、例えば、１．２１mmといった寸法差がある場合、浮きが発生していると判断できる。

なお、折り返し端１４にて浮きが発生しているか否かは、オペレータが計測結果を見て判断することもできるが、自動で浮きの発生を警告することが可能である。

例えば、記憶した計測値の中から折り返し端１４の位置（段付きの部分）を抽出して、該折り返し端１４での厚みの差寸法を演算し、演算して得られた厚みの差寸法が、予め記憶しておいた値（浮きは無いと判断できる厚み寸法差）よりも大きいかを判断し、大きいと判断した場合には、折り返し端１４で浮きを発生していると判定し、ディスプレー３２に折り返し端１４で浮きを発生していることを警告するための表示を行なう。このとき、浮きの発生している部位（角度）も同時に表示することが好ましい。

これにより、成形途中のグリーンタイヤの折り返し端１４の浮きを自動的に判別することが出来るようになる。

なお、本実施形態では、グリーンタイヤの折り返し端１４の浮きを判別したが、本実施形態のグリーンタイヤの表面検査装置１１はグリーンタイヤの表面までの距離を複数箇所測定できるので、他の部材の端部の異常や、例えば、所定の部分のゲージ、コンター（輪郭）等の異常を検出することも可能であり、カーカスプライ１２のジョイントが外れたことや、カーカスプライ１２が割れたことを検出することも可能である。

なお、本実施形態では、レーザー距離計１６は、レーザビーム１８をタイヤ径方向に一定範囲（角度）スキャンするように取り付けたが、測定部位に応じてレーザビーム１８のスキャン方向は軸方向等、他の方向にも変更される。

なお、本実施形態では、タイヤ成形ドラム１０を３回回転させる間に、片側２４箇所（１回転当たり８箇所）の測定を行なったが、タイヤ成形ドラム１０を回転させる回数、及び１回転当たりの測定箇所の数は、対象の大きさ、レーザー距離計１６のサンプリング周期、解像度、視野、回路が持つサンプリングのばらつき、保証すべき精度等を考慮して決定すれば良い。

本発明の一実施形態に係る回転体の表面形状測定装置の概略構成図である。 測定方法の一例を示す説明図である。 測定結果の一例を示す説明図である。

１０ タイヤ成形ドラム
１１ グリーンタイヤの表面検査装置
１６ レーザー距離計
２８ コンピュータ
３０ ロータリーエンコーダ
３２ ディスプレー

Claims (3)

1. グリーンタイヤを保持して回転させる回転軸を備えた回転手段と、
   前記グリーンタイヤの表面までの距離を前記回転軸の径方向に沿って非接触で測定する距離センサーと、
   前記回転軸の回転角度を検出する回転角度センサーと、
   予め設定した前記回転軸の回転角度毎に前記距離センサーにより距離測定を行ない、前記回転角度毎に距離の測定値を記憶する制御手段と、
   を有することを特徴とするグリーンタイヤの表面検査装置。
2. 前記回転軸を複数回回転させ、前回の回転時に距離測定した部位に対して次の回転時に距離測定する部位を回転方向または回転方向とは反対方向に一定角度ずらす、ことを特徴とする請求項１に記載のグリーンタイヤの表面検査装置。
3. カーカスプライの折り返し端が配置されている箇所を含む前記グリーンタイヤの表面までの距離を測定する、請求項１または請求項２に記載のグリーンタイヤの表面検査装置。

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