JP2008094046A - Inspection method of steel cord arrangement direction and apparatus used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平行に配列されたスチールコードよりなるベルトプライを1枚以上積層してなるベルトを有するタイヤの、前記スチールコードの配列方向を判別してベルト構造の良否を検査する方法およびそれに用いられるスチールコード配列方向判別装置に関し、特に、簡易にスチールコードの配列方向を判別することのできるものに関する。 The present invention relates to a method for inspecting the quality of a belt structure by determining the arrangement direction of the steel cords of a tire having a belt formed by laminating one or more belt plies made of steel cords arranged in parallel, and to use the method. More particularly, the present invention relates to an apparatus that can easily determine the arrangement direction of steel cords.
タイヤ製造工程において、万一、ベルトを構成する複数のベルトプライのどれかを貼り忘れたり、その種類を間違えて貼り付けたりした場合、その間違いの発見は、タイヤを加硫したあとの最終工程における、タイヤのユニフォーミエィ検査や、X線による透過検査によっており、ベルト構造の合否を専用に検査する工程は設けられていなかった。 In the tire manufacturing process, if one of the belt plies that make up the belt is forgotten, or the wrong type is applied, the mistake is discovered in the final process after the tire is vulcanized. The tire has undergone uniform inspection and X-ray transmission inspection, and there is no dedicated inspection process for the belt structure.
しかしながら、これでは、不良タイヤが無駄に複数の工程を経たあとやっと工程から排除されることになるので、生産効率を阻害する。そこで、ベルトを形成した工程のすぐあとの工程で前記間違いの有無を検査することが求められていたが、安価な装置でこれを検査する方法がなく、不良タイヤがずっと後の工程で排除されることによる損失と、不良タイヤをすぐ排除するための投資コストとを比較すると、十分にペイさせることができず実用化に至っていない。 However, in this case, defective tires are finally removed from the process after a plurality of processes are uselessly performed, so that production efficiency is hindered. Therefore, it was required to inspect the presence or absence of the mistake in the process immediately after the process of forming the belt, but there is no method of inspecting this with an inexpensive device, and the defective tire is eliminated much later. If the loss due to this and the investment cost for eliminating defective tires immediately are compared, it is not possible to pay enough and it has not been put into practical use.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、生タイヤの状態で、ベルトプライのスチールコードの配列方向を判別するに際し、これを、簡易な方法で、しかも安価な装置で実現することのできるベルト構造の検査方法およびそれに用いられる装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the state of a raw tire, when determining the arrangement direction of the steel cords of the belt ply, this is realized by a simple method and an inexpensive device. It is an object of the present invention to provide a belt structure inspection method and an apparatus used therefor.
<1>は、平行に配列されたスチールコードよりなるベルトプライを1枚以上積層してなるベルトを有するタイヤの、前記スチールコードの配列方向を判別してベルト構造の良否を検査すする方法において、
形成途中の生タイヤを所定軸線上に配置した後、
この状態の生タイヤの仕様に合致する仮想生タイヤを前記所定軸線上に配置した場合に、前記判別の対象となるベルトプライが最外層に位置するタイヤ幅方向領域で、このベルトプライに含まれる1本のスチールコードが延在するであろう面内に磁路を形成するよう配置された交番磁界発生手段を用いて所定の強度の交番磁界を発生させ、
前記磁路中に配置された磁気センサでこの磁路の交番磁束密度を測定し、この測定結果に基づいて、前記判別の対象となるベルトプライのスチールコードの配列方向を判別するベルト構造の検査方法である。
<1> is a method for inspecting the quality of a belt structure by determining the arrangement direction of the steel cords of a tire having a belt formed by laminating one or more belt plies made of steel cords arranged in parallel. ,
After placing the raw tire in the process of formation on a predetermined axis,
When a virtual raw tire that matches the specifications of the raw tire in this state is arranged on the predetermined axis, the belt ply to be discriminated is included in this belt ply in a tire width direction region located in the outermost layer. An alternating magnetic field generating means arranged to form a magnetic path in a plane in which one steel cord will extend is generated with an alternating magnetic field of a predetermined strength;
Inspecting the belt structure by measuring the alternating magnetic flux density of the magnetic path with a magnetic sensor disposed in the magnetic path, and determining the arrangement direction of the steel cords of the belt ply to be determined based on the measurement result Is the method.
<2>は、<1>において、生タイヤを成型する工程において、所定軸線上に配置されたカーカスバンドをトロイダル状にシェーピングし、カーカスバンドにベルトプライを貼り付けたあと、前記判別を行うベルト構造の検査方法である。 <2> is a belt for performing the above determination after shaping a carcass band disposed on a predetermined axis in a toroidal shape and attaching a belt ply to the carcass band in the step of molding a raw tire in <1>. This is a structure inspection method.
<3>は、<1>もしくは<2>において、前記配列方向が赤道面に対する相互に逆向きであり、内側の層の幅が外側の層の幅より広い2層のベルトプライよりなるベルトを有するタイヤに対して、前記仮想生タイヤにおけるそれぞれのベルトプライのスチールコードの延在方向に磁路を形成するよう配置された2台の交番磁界発生手段を用いて両方の層に対する前記判別を行うベルト構造の検査方法である。 <3> is a belt comprising two belt plies in <1> or <2>, wherein the arrangement directions are opposite to each other with respect to the equatorial plane, and the inner layer is wider than the outer layer. The discrimination for both layers is performed using two alternating magnetic field generating means arranged so as to form a magnetic path in the extending direction of the steel cord of each belt ply in the virtual raw tire. This is a belt structure inspection method.
<4>は、<1>〜<3>のいずれかにおいて、前記測定された交番磁束密度の周波数スペクトルにおいて、3次成分のピーク磁束密度が所定の閾値よりも小さい場合に前記ベルト構造が不良であると判定するベルト構造の検査方法である。 <4> is any one of <1> to <3>, wherein the belt structure is defective when the peak magnetic flux density of the third-order component is smaller than a predetermined threshold in the frequency spectrum of the measured alternating magnetic flux density. This is a method for inspecting a belt structure that is determined as follows.
<5>は、<1>〜<4>のいずれかのベルト構造の検査方法に用いられるスチールコード配列方向判別装置であって、
前記交番磁界発生手段と、この交番磁界発生手段によって形成される磁路中に設けられ、この磁路の交番磁束密度を測定する磁気センサと、磁気センサからの交番出力波形を処理してベルトプライのスチールコードの配列方向を判別する判別手段とを具えるスチールコード配列方向判別装置である。
<5> is a steel cord arrangement direction discriminating device used in the belt structure inspection method according to any one of <1> to <4>,
The alternating magnetic field generating means, a magnetic sensor provided in the magnetic path formed by the alternating magnetic field generating means, and measuring the alternating magnetic flux density of the magnetic path, and processing the alternating output waveform from the magnetic sensor to process the belt ply A steel cord arrangement direction discriminating device comprising discriminating means for discriminating the arrangement direction of the steel cords.
<1>によれば、形成途中の生タイヤを所定軸線上に配置した後、この状態のタイヤの仕様に合致する仮想タイヤを前記所定軸線上に配置した場合に、前記判別の対象となるベルトプライが最外層に位置するタイヤ幅方向領域で、このベルトプライに含まれる1本のスチールコードが延在するであろう面内に磁路を形成するよう配置された交番磁界発生手段を用いて所定の強度の交番磁界を発生させ、前記磁路中に配置された磁気センサでこの磁路の交番磁束密度を測定し、この測定結果に基づいて、前記判別の対象となるベルトプライのスチールコードの配列方向を判別するので、ベルトプライの種類の選択間違いや、ベルトプライの貼り忘れを安価な装置で実現することができる。 According to <1>, when a green tire that is being formed is arranged on a predetermined axis and then a virtual tire that conforms to the specifications of the tire in this state is arranged on the predetermined axis, the belt that is the object of the determination Using an alternating magnetic field generating means arranged so as to form a magnetic path in a plane in which one steel cord included in the belt ply will extend in a tire width direction region where the ply is located in the outermost layer An alternating magnetic field having a predetermined strength is generated, and an alternating magnetic flux density of the magnetic path is measured by a magnetic sensor disposed in the magnetic path. Based on the measurement result, the steel cord of the belt ply to be discriminated is determined. Therefore, it is possible to realize an erroneous selection of the belt ply type and forgetting to attach the belt ply with an inexpensive device.
<2>によれば、生タイヤを成型する工程において、所定軸線上に配置されたカーカスバンドをトロイダル状にシェーピングし、カーカスバンドにベルトプライを貼り付けたあと、前記判別を行うので、もし、ベルトプライの貼り間違いや貼り忘れがあった場合、すぐこれを発見することができ、工程が非効率になるのを防止することができる。 <2> According to <2>, in the step of molding the raw tire, the carcass band disposed on the predetermined axis is shaped into a toroidal shape, and after the belt ply is attached to the carcass band, the determination is performed. If there is a mistake in attaching or forgetting to attach the belt ply, it can be detected immediately, and the inefficiency of the process can be prevented.
<3>によれば、前記配列方向が赤道面に対する相互に逆向きであり、内側の層の幅が外側の層の幅より広い2層のベルトプライよりなるベルトを有するタイヤに対して、前記仮想生タイヤにおけるそれぞれのベルトプライのスチールコードの延在方向に磁路を形成するよう配置された2台の交番磁界発生手段を用いて両方の層に対する前記判別を行うので、効率よく両方のベルトプライの方向判別を行うことができる。 According to <3>, for a tire having a belt composed of two layers of belt plies in which the arrangement directions are opposite to each other with respect to the equator plane and the width of the inner layer is wider than the width of the outer layer, In the virtual green tire, since both the layers are discriminated by using the two alternating magnetic field generating means arranged so as to form a magnetic path in the extending direction of the steel cord of each belt ply, both belts can be efficiently used. The ply direction can be determined.
<4>によれば、前記測定された交番磁束密度の周波数スペクトルにおいて、3次成分のピーク磁束密度が所定の閾値よりも小さい場合に前記ベルト構造が不良であると判定するので、詳細を後述するように、スチールコードの方向判別を確実に行うことができる。 According to <4>, since the belt structure is determined to be defective when the peak magnetic flux density of the tertiary component is smaller than a predetermined threshold in the measured frequency spectrum of the alternating magnetic flux density, details will be described later. As a result, the direction of the steel cord can be reliably determined.
<5>によれば、前記交番磁界発生手段と、この交番磁界発生手段によって形成される磁路中に設けられ、この磁路の交番磁束密度を測定する磁気センサと、磁気センサからの交番出力波形を処理してベルトプライのスチールコードの配列方向を判別する判別手段とを具えるので、簡易で安価な構成の装置を構成することができる。 According to <5>, the alternating magnetic field generating means, the magnetic sensor provided in the magnetic path formed by the alternating magnetic field generating means, and measuring the alternating magnetic flux density of the magnetic path, and the alternating output from the magnetic sensor Since it comprises the discriminating means for processing the waveform and discriminating the arrangement direction of the steel cords of the belt ply, an apparatus having a simple and inexpensive configuration can be configured.
本発明の実施形態について、図を参照して説明する。図1(a)は、本実施形態に係るスチールコード配列方向判別装置を示す概略平面図、図1(b)は、これに対応する概略正面図であり、スチールコード配列方向判別装置1は、生タイヤ20の周囲に形成されたベルト21を構成する1枚以上のベルトプライ21A、21Bのそれぞれのスチールコードの、タイヤ赤道面Eに対する配列方向を判別するよう機能し、交番磁界を形成する交番磁界発生手段2と、この交番磁界発生手段2によって形成される磁路13中に設けられ、この磁路13の交番磁束密度を測定する磁気センサ3と、磁気センサ3からの交番出力波形を処理して、スチールコードの方向判別を行う判別手段11と、を具えて構成される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 (a) is a schematic plan view showing a steel cord arrangement direction discriminating apparatus according to the present embodiment, FIG. 1 (b) is a schematic front view corresponding thereto, and the steel cord arrangement direction discriminating apparatus 1 is An alternating power that functions to determine the arrangement direction of the steel cords of one or
ここで、磁気センサ3としてば、例えば、微少の磁束密度の変化を捉えることのできるホール素子を組み込んだセンサを用いることができる。
Here, as the
交番磁界発生手段2は、所定の軸線L上に配置された形成途中の生タイヤ20の外周に近接して配置されるとともに、交番磁界を発生して磁路13を形成する一対のヨーク4A、4Bと、磁界生成回路5と、これらを収納するケース6とを具えて構成され、ケース6は、固定アーム7により支持されている。
The alternating magnetic
ここで、ケース6は、固定アーム7に対して、回動軸Pの周りに回動可能に取り付けられており、前記判別の対象となっている生タイヤ20の状態(例えば、図示の場合は、トロイダル状に形成されたカーカスバンド上にベルト21を貼り付けた後、トレッドゴムを貼り付ける前の状態)における生タイヤ仕様に合致する仮想生タイヤを軸線L上に配置した場合の、判別対象となるベルトプライ(例えばベルトプライ21A)に含まれるスチールコードが延在するであろう面F、すなわち、軸線Lに直交する赤道面Eに対してθだけ傾斜した面の内に磁路を形成されるようセットされており、したがって、ケース6は、ヨーク4A、4Bを結ぶ直線が赤道面Eに対してθだけ傾斜した面F内に含まれるようにその方向が固定される。
Here, the
また、同時に、ケース6は、固定アーム7に対して、軸線L上を移動可能に取り付けられていて、前記仮想生タイヤの仕様において、判別対象にするベルトプライ(例えば内側のベルトプライ21A)が最外層となっているタイヤ幅方向領域に磁路13が形成されるようセットされており、すなわち、図示の場合、ケース6は、ヨーク4A、4Bを結ぶ直線が、外側のベルトプライ21Bが存在しないタイヤ幅方向領域に含まれるように軸線L上の位置が固定される。
At the same time, the
図2は、判別対象となる生タイヤ20の状態例を示す図であり、図2(a)は正面図、図2(b)は、図2(a)のb−b断面に対応する断面図であり、また、図3(a)は、この状態の生タイヤ20を半径方向外側の上方から見た平面図、図3(b)は、これを半径方向外側の正面から見た正面図であり、この例の生タイヤ20の状態は、シェーピングドラム25上でトロイダル状に膨らんだカーカスバンド24にベルトプライ21A、21Bを、それぞれのスチールコードが、赤道面Eに対してθ、θ1だけ傾斜するように貼り付けたあとの状態で、かつ、トレッドゴムTRが貼り付けられる前の状態の生タイヤ20を、スチールコードの方向判別の対象とした場合の例である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the state of the
そして、この場合、内側ベルトプライ21Aのスチールコード方向判別のための交番磁界発生手段2と、外側ベルトプライ21Bのスチールコード方向判別のための交番磁界発生手段2Aとが相互に干渉しないよう、生タイヤ20上の異なる周方向位置に、生タイヤ20の外周に近接して配置される。
In this case, the alternating magnetic field generating means 2 for determining the steel cord direction of the
上記説明においては、判別対象を、トレッドゴムTRを貼り付ける前の状態としたが、本発明の判別方法は、磁気的測定により判別するものであるから、これを、トレッドゴムTRを貼り付けたあとの生タイヤとすることもできる。 In the above description, the discrimination target is the state before the tread rubber TR is pasted. However, since the discrimination method of the present invention discriminates by magnetic measurement, the tread rubber TR is pasted. It can be used as a raw tire later.
図4は、本発明に係るベルト構造の検査方法の原理を示す概念図であり、図4(a)に示すように、ヨーク4Aと4Bとを結ぶ直線を含む平面(紙面)内にスチールコード28が延在していれば、スチールコードが透磁率の高い強磁性体であることから、磁路13の磁束密度は高くなり、一方、図4(b)に示すように、ヨーク4Aと4Bとを結ぶ直線を含む平面(紙面)内に対してスチールコード28が大きな角度で交差していたり、スチールコード28が存在していなかったりした場合には、磁束密度は低くなり、その結果、磁路13中に配置された磁気センサ3で検出される磁束密度には、これらの場合に応じて大きさの違いが生じる。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the principle of the belt structure inspection method according to the present invention. As shown in FIG. 4 (a), a steel cord is provided in a plane (paper surface) including a straight line connecting the
本発明のベルト構造の検査方法は、この原理を利用して、形成途中の生タイヤ20を所定軸線L上に配置したあと、前述のように配置された交番磁界発生手段2を用いて所定の強度の交番磁界を発生させ、磁路13中に配置された磁気センサ3でこの磁路13の交番磁束密度を測定し、この測定結果に基づいて、判別の対象となるベルトプライ(例えばベルトプライ21A)のスチールコードの配列方向を判別して、ベルト構造の良否を検査するものであり、例えば、磁束密度が所定の閾値より小さければ、仕様通りの方向にスチールコードが配列されていないとしてそのベルトプライが存在しないか、もしくは、貼られるべきベルトプライの種類が間違っていると判定し、一方、磁束密度が所定の閾値より大きい場合には、仕様通りのベルトプライが形成されていると判定することができ、このようにしてベルト構造の良否の判定を行うことができる。
The belt structure inspection method of the present invention uses this principle to place a
図5は、このようにして測定された磁気センサ3から出力される波形の周波数スペクトルを示すグラフであり、図5(a)は、ベルトプライのスチールコードが、磁路13を含む平面F内に延在する場合のスペクトルであり、図5(b)は、ベルトプライのスチールコードが、平面Fと直交する方向に延在している場合のスペクトルであり、これらのグラフによると、3次高調波成分の磁束密度の強さは、図5(a)のグラフではA1と大きいのに対して、図5(b)のグラフではA2と小さく、少なくとも3次高調波成分の磁束密度の強さは、スチールコードの方向判別に利用することができることがわかる。したがって、本発明における具体的なスチールコードの方向判別方法としては、交番磁束密度における3次成分の磁束密度が、所定の閾値以上であれば、ベルト構造は「合格」で、これがこの閾値未満であれば「不合格」であると判定するのが好ましい。
FIG. 5 is a graph showing the frequency spectrum of the waveform output from the
ここで、スチールコードが磁路13を含む平面F内にある場合と、ない場合とで、特に、3次高調波成分の磁束密度の強さに大きな差が生じることが実験でわかっている。すなわち、強い交番磁界をスチールコードにかけることにより、スチールコード内は飽和磁束密度に達するが、このときの磁束線は透過磁束により重畳され、高調波成分がスチールコード方向の漏れ磁束として現れ、実験結果ではスチールコードの有無による、2〜5次の範囲、特に3次の高調波成分の磁束密度の差が他の次数に比較して大きいことがわかっている。
Here, it has been experimentally known that there is a great difference in the strength of the magnetic flux density of the third-order harmonic component between the case where the steel cord is in the plane F including the
なお、3次高調波成分の磁束密度の強さを比較するために、判別手段11としては、磁気センサ3からの出力波形から3次高調波成分を取り出すフィルタリング機能を具えるよう構成するのが好ましい。
In order to compare the intensity of the magnetic flux density of the third harmonic component, the discriminating means 11 is configured to have a filtering function for extracting the third harmonic component from the output waveform from the
1 スチールコード配列方向判別装置
2、2A 交番磁界発生手段
3 磁気センサ
4A、4B ヨーク
5 磁界生成回路
6 ケース
7 固定アーム
8 第3層
8a 第3層のコード
9 交差層
11 判別手段
13 磁路
20 生タイヤ
21 ベルト
21A、21B ベルトプライ
24 カーカスバンド
25 シェーピングドラム
28 スチールコード
E タイヤ赤道面
F 磁路が形成される面
L 軸線
P 回動軸
TR トレッドゴム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel cord arrangement | positioning
Claims (5)
形成途中の生タイヤを所定軸線上に配置した後、
この状態の生タイヤの仕様に合致する仮想生タイヤを前記所定軸線上に配置した場合に、前記判別の対象となるベルトプライが最外層に位置するタイヤ幅方向領域で、このベルトプライに含まれる1本のスチールコードが延在するであろう面内に磁路を形成するよう配置された交番磁界発生手段を用いて所定の強度の交番磁界を発生させ、
前記磁路中に配置された磁気センサでこの磁路の交番磁束密度を測定し、この測定結果に基づいて、前記判別の対象となるベルトプライのスチールコードの配列方向を判別するベルト構造の検査方法。 In a method for inspecting the quality of the belt structure by determining the arrangement direction of the steel cords of a tire having a belt formed by laminating one or more belt plies made of steel cords arranged in parallel,
After placing the raw tire in the process of formation on a predetermined axis,
When a virtual raw tire that matches the specifications of the raw tire in this state is arranged on the predetermined axis, the belt ply to be discriminated is included in this belt ply in a tire width direction region located in the outermost layer. An alternating magnetic field generating means arranged to form a magnetic path in a plane in which one steel cord will extend is generated with an alternating magnetic field of a predetermined strength;
Inspecting the belt structure by measuring the alternating magnetic flux density of the magnetic path with a magnetic sensor disposed in the magnetic path, and determining the arrangement direction of the steel cords of the belt ply to be determined based on the measurement result Method.
前記交番磁界発生手段と、この交番磁界発生手段によって形成される磁路中に設けられ、この磁路の交番磁束密度を測定する磁気センサと、磁気センサからの交番出力波形を処理してベルトプライのスチールコードの配列方向を判別する判別手段とを具えるスチールコード配列方向判別装置。 A steel cord arrangement direction discriminating device used for the belt structure inspection method according to any one of claims 1 to 4,
The alternating magnetic field generating means, a magnetic sensor provided in the magnetic path formed by the alternating magnetic field generating means, and measuring the alternating magnetic flux density of the magnetic path, and processing the alternating output waveform from the magnetic sensor to process the belt ply Steel cord arrangement direction discriminating device comprising discriminating means for discriminating the arrangement direction of steel cords.
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