JP2004354258A - 空気入りタイヤ製造のためのシート部材接合部の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート部材の端部同士の接合部を検査するにあたり、計測のための装置構成を簡略化しつつ充分な測定精度を確保することができ、装置及び工程のコストを低減することができるものを提供する。
【解決手段】タイヤ成形ドラム３に、短冊状シート部材４１を周方向に継ぎ合わせたリング帯状シート材４０（ベルトプライまたはカーカスプライ）を巻き付けておき、この状態で、タイヤ成形ドラム３を一定速度で回転させる。そして、ドラム面３１に近接して配置したレーザー変位センサー２によりシート厚みを計測する。シート厚みについてのアナログ信号について、コンピューター１に内蔵するクロック１１に基づいてサンプリングを行い、ドラム１周分だけメモリー１６に記憶する。そして、サンプリング間隔をドラム周方向の変位に変換して、波形データを求め、ジョイント部４２の幅寸法を算出する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトプライまたはカーカスプライ等のリング帯状のシート材を作製するにあたりシート部材の端部同士を接合する工程を含む空気入タイヤの製造方法に関する。特には、短冊状シート部材をタイヤ周方向に複数継ぎ合わせてベルトプライまたはカーカスプライ等を作製する工程を含む空気入タイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従前、シート部材の端部同士を接合したジョイント部分の良否は、熟練した作業者により判定され、不良品の廃棄または再度の継ぎ合わせ操作が行われていた。
【０００３】
この良否判定のための検査工程を自動化し、作業者間のバラツキを低減する目的で、ジョイント部分の自動化検査装置の提案が行われている（特許文献１〜３）。
【０００４】
提案された自動化検査装置によると、帯状シート材を貼り付けた、一定速度で回転するタイヤ成形ドラムの表面に近接してレーザー光による変位センサー（空間距離センサー）を配置し、変位センサーにより得られた変位信号と時計機構により波形データを求める。そして、時間間隔をドラム上の寸法に変換して、ジョイント部の重なり寸法または口開き寸法を算出する。
【０００５】
この際、ドラム回転方向から見た、ジョイント部の先端及び後端を検出するためには、得られた波形データについて微分を施し、微分波形データを利用するという方法が採用されていた（特許文献１）。
【０００６】
ところが、微分波形を用いる方法であると、シート部材の端面が露出する個所では正確な測定が可能であるものの、シート部材の端面が埋没した個所では、ジョイント部の端部を検出することが困難になるという問題がある。
【０００７】
一方、時間間隔をドラム上の寸法に換算する精度を確保するために、ドラム面に所定長さの反射テープ及びこの先端及び後端の位置を検出する光電センサーを用いることも提案されている（特許文献２）。しかし、このような方法であると、構成が複雑となりコスト増加の原因となってしまう。また、反射テープの位置をジョイント部の位置に合わせて移動させる必要もあった。
【０００８】
３台のビデオカメラとレーザー光による変位センサーとを併用する装置も提案されているが、ビデオカメラと画像処理機構を要するなどコストが大きくなってしまう（特許文献３）。
【０００９】
一方、カーカスプライ等の帯状シート材について、成形ドラム上またはコンベアベルト上にて短冊状シート部材を次々と継ぎ合わすことによって製造する方法が提案されている（特許文献４〜５）。このような方法であると、帯状シート材の製造及び供給の工程を簡略化できる。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−８７５２５号公報、特には段落番号［００１１］及び図７
【００１１】
【特許文献２】特開平６−２５８２２３号公報
【００１２】
【特許文献３】特開平９−５２４６号公報
【００１３】
【特許文献４】特開平４−２２６７４２号公報
【００１４】
【特許文献５】特開２００１−３２２１８６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明したように、シート部材同士のジョイント部を計測するための従来の方法であると、簡単な構成でもって充分な計測精度を得るのが困難である。特には、タイヤ成形ドラム上に位置を特定するためのロータリーパルスエンコーダー等を配置しない場合には、端部の位置を精度良く特定することが困難であり、そのため、ジョイント部等の寸法を精確に特定するのが困難であった。
【００１６】
特に、多数の短冊状シート部材を継ぎ合わせて帯状のシート材を得る場合に、各ジョイント部を効率良く、かつ高い精度でもって測定することが困難であった。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、空気入りタイヤの製造のためにシート部材の端部同士を継ぎ合わしてリング帯状シート材を形成した際に、シート部材の接合部を検査する方法において、構成を簡略化して充分な測定精度を確保することができ、装置及び工程のコストを低減することができる方法を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート部材接合部の検査方法は、空気入りタイヤの製造のためにシート部材の端部同士を継ぎ合わしてリング帯状シート材を形成した際に、シート部材の接合部を検査する方法において、前記リング帯状シート材がドラム上に巻き付けられた状態で、該ドラムを一定速度で回転しつつ、ドラム面に近接して配される光学的変位センサーによりシート厚みに関する変位信号を取得し、この変位信号について、コンピューター装置の演算処理機構に内蔵するクロックの周波数によってサンプリングを行うとともに、前記クロックの周波数とドラムの回転速度との関係からサンプリング間隔に対応するドラム周方向の距離を算出し、これにより、前記リング帯状シート材のシート厚についての波形データを生成し、この波形データにおいて、シート厚みに関する変位信号の値が所定範囲を外れ始めるかまたは復帰し始める点を、凸領域または凹領域についての先端または後端または両端とし、これに基づき、前記凸領域または凹領域について、ドラム周方向の寸法を算出し、このように得られた凹凸領域寸法データが、規格範囲内または許容範囲内のものであるかどうかを判定する工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
上記構成により、計測のための装置構成を簡略化しつつ充分な測定精度を確保することができ、装置及び工程のコストを低減することができる。
【００２０】
好ましい態様において、前記リング帯状シート材が、ドラムの周方向に複数のシート部材を継ぎ合わせて形成されたものであり、前記変位信号がドラムの全周にわたって取得され、前記凹凸領域寸法データとしての、複数の凸領域または凹領域の寸法または位置からなるデータに基づき前記判定が行われる。
【００２１】
このような複数の接合部を有する場合に、本発明の方法は特に適しており、効率的な測定を行うことができる。
【００２２】
好ましくは、前記コンピューター装置が、少なくともドラムが１周する間、前記変位信号をサンプリングしつつ取り込み、一旦メモリーに記憶した上で演算処理を行う。このようであると、コンピューター装置に対する負荷を小さくすることができ、安価な汎用のパソコンを用いることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について、図１〜３を用いて説明する。図１は、実施例のジョイント代（しろ）測定装置の模式的な構成図であり、図２は、実施例の処理の流れを示すフローチャートである。また、図３〜５のグラフには、それぞれ、実施例、変形例及び比較例の波形データを示す。
【００２４】
ジョイント代（しろ）測定装置１００は、タイヤ成形ドラム３のドラム面３１に近接して配されたレーザー変位センサー２と、コンピューター１とからなる。
【００２５】
タイヤ成形ドラム３には、多数の短冊状シート部材４１からなるリング帯状シート材４０が既に巻き付けられている。ここで、リング帯状シート材４０は、スチールコード入りのベルトプライであり、図１において、インナーライナー及びカーカスプライは省略されている。各短冊状シート部材４１は、ドラム周方向すなわちタイヤ周方向に対して略一定角度をなすように配され、該ドラム周方向へと、互いに継ぎ合わされている。
【００２６】
短冊状シート部材４１同士の継ぎ合わせは、短冊状シート部材４１の縁部を重ね合わせて貼り合わせることで行っており、このようなジョイント部４２では、シート厚みが他の部分の略２倍となっている。すなわち、ドラム回転方向から見て、一の短冊状シート部材４１の後端４１ｂ部分が、次の短冊状シート部材４１の先端４１ａ部分により覆われている（図１中の拡大部分参照）。
【００２７】
継ぎ合わせが不良の場合、ジョイント部４２の幅すなわちジョイント代（しろ）が極端に小さくなったり、または、口開き部４３が生じる。また、ジョイント代が大きくなりすぎるなど、ジョイント代（しろ）寸法に大きなばらつきが生じると、タイヤの周方向に重量のバランスが崩れてしまう。
【００２８】
タイヤ成形ドラム３は、定速モーター３５により駆動され、その定常運転時には、一定の速度で回転する。また、レーザー変位センサー２は、レーザー光を照射して反射面までの距離を測定するものであり、黒色ゴム面に対して充分な測定精度が得られるように、レーザー光の出力について、かなり大きく設定されている。具体例において、４〜１０ｍＷの範囲の所定値に設定されている。
【００２９】
レーザー変位センサー２及び定速モーター３５に接続するコンピューター１は、例えば通常のノートパソコンや工程制御用マイコン装置といった汎用で安価なものである。コンピューター１の演算処理部（ＣＰＵ）１０は、コンピューター１の起動時に、メモリー１６から処理プログラムを読み込み、複数の処理演算部を成す。
【００３０】
コンピューター１には、レーザー変位センサー２からの変位信号を増幅するためのアンプ１９が付属する。増幅されたアナログ信号としての変位信号は、コンピューター１のサンプリング処理部１２により、内蔵クロック１１の周波数にしたがってサンプリングされる。次いで、このようにサンプリングされた変位データは、フィルタリング処理部１３にて、タイヤ成形ドラム３の振動等に起因するノイズが除去される。そして、このように得られた計測波形のデータが、ドラム１周分、一旦、メモリー１６に格納される。
【００３１】
このような計測は、ドラム軸方向での測定位置を変えて複数回繰り返すことができる。例えば、レーザー変位センサー２の厚み計測位置をドラム軸方向にずらして、同様の計測を行うことができ、この場合、１周分ごとにメモリー１６に格納して、逐次下記の演算処理を行うことができる。または、数周分の計測波形のデータをメモリーに格納することもできる。
【００３２】
波形データ処理部１４では、まず、メモリー１６から呼び出された計測波形のデータから、周方向変位量と厚み方向変位量との関係としての波形データを生成する（図３参照）。このとき、ドラム回転速度とクロック周波数とに基づき、サンプリング数をドラム周方向の変位量に換算する。この後、波形データ処理部１４では、得られた波形データの各凸領域の幅を求める。そして、ジョイント部４２のドラム周方向に対する傾斜角、すなわち、短冊状シート部材４１の傾斜角に基づき、ジョイント部４２の幅、すなわちジョイント代（しろ）の幅を推算する。
【００３３】
また、波形データ中の凹領域により口開き部４３を検出するとともにその開き幅寸法を求める。このようにして、少なくともドラムの１周に相当する範囲で、ジョイント代（しろ）の寸法等級や各等級の頻度のデータを生成する。コンピューター１のクロック周波数が充分に大きく、タイヤ成形ドラム３の回転速度のばらつきが充分に小さければ、ジョイント代（しろ）についての推算の精度をかなり大きくすることができる。
【００３４】
判定処理部１５では、予め入力部１７を通じて入力された判定基準に基づき、ジョイント代（しろ）の寸法についてのデータから、リング帯状シート材４０についての良否判定を行う。そして、判定の結果をコンピューター１の表示部１８に表示する。判定の結果の表示は良否のいずれかのみ、または、評価値や等級分けにより行うことができる。
【００３５】
判定の結果が不良である場合は、警報装置により警告を発する。自動化による無人運転で成形及び計測を行う場合に、監視員に通報し、不良品を工程から排除して、廃棄または貼り付け工程等のやり直しを行うようにする。なお、通報を行うのに代えて、自動的に不良品を廃棄または返品するのであっても良い。
【００３６】
図２のフローチャートに基づいて、処理の流れについて、さらに説明する。
【００３７】
コンピューター１の電源が入れられ、処理プログラムが起動した後、タイヤ成形ドラム３の回転速度が一定になっているかどうかを判定する（ステップａ１）。
【００３８】
回転速度が充分に安定して一定になったと判断した場合、レーザー変位センサー２からのアナログ信号を、内蔵クロック１１によりサンプリングして、逐次、メモリー１６に記憶する（ステップａ２）。
【００３９】
タイヤ成形ドラム３の１周分、または軸方向位置を変えての所定分だけ測定が完了したかどうかを判断し（ステップａ３）、完了したと判断したならば、周方向変位量と厚み方向変位量との関係を示す波形データを生成する（ステップａ４）。図３には、このような波形データの一部について模式的に示している。
【００４０】
次いで、この波形データから、ジョイント部４２に対応する凸領域４２’の幅寸法が、それぞれ求められ、寸法等級ごとの頻度等のデータが生成される（ステップａ５）。また、この際、口開き部４３に対応する凹領域４３’が存在する場合には、その頻度及び幅寸法が求められる。
【００４１】
凸領域４２’などの幅寸法を決定するにあたり、予め、先端及び後端の検出基準が入力されて設定される（ステップａ８）。例えば、凸領域４２’の先端４２’ａは波形データの微分量のピークにより求め、後端４２’ｂは、ジョイント部４２以外におけるシート厚みの１．５倍に達した点とすることができる。凸領域４２’の先端４２’ａは、短冊状シート材４１の露出する先端４１ａに対応してシャープな立ち上がりとして現れるのに対し、凸領域４２’の後端４２’ｂは、短冊状シート材４１の埋没した後端４１ｂに対応してなだらかに傾斜しているからである。しかし、先端４２’ａ及び後端４２’ｂのいずれについても、ジョイント部４２以外におけるシート厚みの所定倍に達した点をとるようにしても良い。
【００４２】
ジョイント部４２の寸法及び口開き部４３についてのデータを得た後には、良否判定を行い（ステップａ６）、その判定結果を表示し、不良の場合は警報を出す（ステップａ７）。
【００４３】
良否判定（ステップａ６）を行うにあたり、予め、判定基準が入力される（ステップａ９）。
【００４４】
以下、図４及び図５の波形データにより、変形例及び比較例について説明する。
【００４５】
変形例は、短冊状シート部材４１に代えて、一つの帯状のシート部材をタイヤ成形ドラム３に巻き付けた場合のジョイント代（しろ）の測定である。変形例においては、ジョイント部４２が表れる個所でのみシート厚みの計測を行って波形データを得れば良い。そのため、ジョイント代（しろ）の測定を簡便に行うことができる。また、波形データにおける凸領域４２’の先端４２’ａと後端４２’ｂとは、実施例の場合と同様に、近接しているため、クロックに基づくカウントによっても充分な測定精度を得ることができる。
【００４６】
比較例は、変形例と同様、一つの帯状のシート部材をタイヤ成形ドラム３に巻き付けた場合であって、従来の典型的な方法によってジョイント代（しろ）を測定するものである。
【００４７】
比較例では、帯状のシート部材をタイヤ成形ドラム３に巻き付けつつ、タイヤ成形ドラム３を１周以上回転させて、レーザー変位センサー２により厚みの計測を行う。特には、巻き付け操作の開始の際及び終了の際に計測を行うことにより、シート部材の先端４１ａに対応する急激な立ち上がり４１’ａが表れるデータ波形４１^＊と、後端４１ｂに対応するが急激な落ち込み４１’ｂが表れるデータ波形４１^＊＊とをそれぞれ取得する（図５）。これら立ち上がり４１’ａ及び落ち込み４１’ｂは、微分量のピークの個所として決定されている。
【００４８】
そして、この２つのデータ波形４１^＊及び４１^＊＊をそれぞれの位置データに基づき重ね合わせて、立ち上がり４１’ａと落ち込み４１’ｂとの間隔に相当する距離を求める。
【００４９】
このように比較例の方法であると、シート部材の先端位置と後端の位置とを別々に測定するため、両データ波形４１^＊及び４１^＊＊についての、タイヤ成形ドラム３上での周方向位置をそれぞれ精確に特定する必要がある。そのため、タイヤ成形ドラム３に、一定時間間隔でパルス光を発生する装置と、このパルス回数の計数機構を備え付ける必要がある。すなわち、ロータリーパルスエンコーダー等の周方向回転角または変位量を精確に測定するための機構を備え付ける必要があり、それだけ高コストとなる。
【００５０】
【発明の効果】
シート部材の端部同士の接合部を検査するにあたり、計測のための装置構成を簡略化しつつ充分な測定精度を確保することができ、装置及び工程のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の計測装置の模式的な構成図である。
【図２】実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例における波形データを示すグラフである。
【図４】変形例における波形データを示すグラフである。
【図５】比較例における波形データを示すグラフである。
【符号の説明】
１ コンピューター
１０ ＣＰＵ
１１ 内蔵クロック
１６ メモリー
２ レーザー変位センサー
３ タイヤ成形ドラム
４１ 短冊状シート部材
４１ａ 短冊状シート部材の先端
４１’ａ 短冊状シート部材の先端に対応する立ち上がり
４１ｂ 短冊状シート部材の後端
４１’ｂ 短冊状シート部材の後端に対応する下り傾斜
４２ ジョイント部
４２’ ジョイント部に対応する凸領域
４３ 口開き部
４３’ 口開き部に対応する凹領域

Claims (5)

1. 空気入りタイヤの製造のためにシート部材の端部同士を継ぎ合わしてリング帯状シート材を形成した際に、シート部材の接合部を検査する方法において、
   前記リング帯状シート材がドラム上に巻き付けられた状態で、該ドラムを一定速度で回転しつつ、ドラム面に近接して配される光学的変位センサーによりシート厚みに関する変位信号を取得し、
   この変位信号について、コンピューター装置の演算処理機構に内蔵するクロックの周波数によってサンプリングを行うとともに、前記クロックの周波数とドラムの回転速度との関係からサンプリング間隔に対応するドラム周方向の距離を算出し、これにより、前記リング帯状シート材のシート厚についての波形データを生成し、
   この波形データにおいて、シート厚みに関する変位信号の値が所定範囲を外れ始めるかまたは復帰し始める点を、凸領域または凹領域についての先端または後端または両端とし、これに基づき、前記凸領域または凹領域について、ドラム周方向の寸法を算出し、
   このように得られた凹凸領域寸法データが、規格範囲内または許容範囲内のものであるかどうかを判定する工程を含むことを特徴とするシート部材接合部の検査方法。
2. 前記リング帯状シート材が、ドラムの周方向に複数のシート部材を継ぎ合わせて形成されたものであり、前記変位信号がドラムの全周にわたって取得され、
   前記凹凸領域寸法データとしての、複数の凸領域または凹領域の寸法または位置からなるデータに基づき前記判定が行われることを特徴とする請求項１記載のシート部材接合部の検査方法。
3. 前記コンピューター装置は、少なくともドラムが１周する間、前記変位信号をサンプリングしつつ取り込み、一旦メモリーに記憶した上で演算処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載のシート部材接合部の検査方法。
4. 前記光学的変位センサーが、黒色ゴムの検出に適した出力範囲のレーザー光を用いることを特徴とする請求項１または２記載のシート部材接合部の検査方法。
5. 前記リング帯状シート材が、コード入りのベルトプライまたはカーカスプライであることを特徴とする請求項１または２記載のシート部材接合部の検査方法。

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