JP2018084552A - ゴム部材の断面形状の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて形成された環状のゴム部材の断面形状について、周方向の均一性を能率的に評価する。【解決手段】円筒状の成形ドラムの外周面に帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより形成された環状のゴム部材の断面形状を評価するための方法である。この評価方法は、ゴム部材に、周方向に第１長さを持った測定領域を、周方向に第２長さで複数設定する工程Ｓ１と、各測定領域において、第１長さ及び第２長さよりも小さい第３長さの間隔で当該測定領域内の複数箇所でゴム部材の厚さを測定する工程Ｓ２と、各測定領域において、厚さの平均値である平均厚さを計算する工程Ｓ３と、各測定領域で得られた平均厚さを比較して、断面形状の周方向の均一性を評価する工程Ｓ５とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、ゴム部材の断面形状の評価方法に関し、詳しくは、円筒状の成形ドラムの外周面に、帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて形成された環状のゴム部材の断面形状を評価しうる方法に関する。

下記特許文献１は、カーカスプライの端部の異常等を検知することを目的として、円筒状の成形ドラムの外周面に形成された環状のゴム部材の断面形状を評価するための方法を提案している。この方法は、ゴム部材の厚さを周方向の複数箇所で測定し、厚さが大きく変化する箇所の有無により、ゴム部材の断面形状の均一性を評価している。

特許第４４６６８３１号公報

近年、円筒状の成形ドラムの外周面に、例えば、帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることによって、ゴム部材を形成する所謂ストリップワインド法が提案されている。このゴムストリップは、一般に矩形の断面形状を有している。

ストリップワインド法では、帯状のゴムストリップを、成形ドラムの軸方向に一定のピッチで移動させながら、成形ドラムの外周面上に巻き重ねている。このため、ゴム部材の外表面には、ゴムストリップの角によって、小さな段差が形成される。さらに、この段差は、ゴム部材の周方向に対して斜めにのびている。このため、ゴム部材の厚さは、厳密に言えば、周方向に一定ではない。しかしながら、上述の段差は、加硫時のゴム流れによって吸収できる程度のものである。

しかしながら、上記特許文献１の方法をストリップワインド法で作られたゴム部材の断面形状の評価に適用すると、大部分が不良と判断されてしまい、生産性が低下するという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて形成された環状のゴム部材の断面形状について、周方向の均一性を能率的に評価することができる方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、円筒状の成形ドラムの外周面に帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより形成された環状のゴム部材の断面形状を評価するための方法であって、前記ゴム部材に、周方向に第１長さＬ１を持った測定領域を、周方向に第２長さＬ２で複数設定する工程と、前記各測定領域において、前記第１長さＬ１及び前記第２長さＬ２よりも小さい第３長さＬ３の間隔で当該測定領域内の複数箇所で前記ゴム部材の厚さを測定する工程と、前記各測定領域において、前記厚さの平均値である平均厚さを計算する工程と、前記各測定領域で得られた前記平均厚さを比較して、前記断面形状の周方向の均一性を評価する工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記ゴム部材の断面形状の評価方法において、前記厚さを測定する工程は、前記各測定領域において、少なくとも４箇所で行われ、前記平均厚さを計算する工程は、複数の前記厚さのうち、最大値及び最小値を除いた厚さを平均する工程を含むのが望ましい。

本発明に係る前記ゴム部材の断面形状の評価方法において、前記各測定領域の前記第１長さＬ１は、前記成形ドラムの軸心を中心とする中心角が１０〜３０°の長さに対応するのが望ましい。

本発明に係る前記ゴム部材の断面形状の評価方法において、前記厚さを測定する工程は、前記各測定領域を、６箇所以上測定するのが望ましい。

本発明に係る前記ゴム部材の断面形状の評価方法において、前記測定領域は、２〜８箇所設定されるのが望ましい。

本発明に係る前記ゴム部材の断面形状の評価方法において、複数の前記測定領域の前記平均厚さの最大値と最小値との差を計算する工程をさらに含み、前記均一性を評価する工程は、前記平均厚さの差を、予め定められた閾値と比較するのが望ましい。

本発明のゴム部材の断面形状の評価方法は、円筒状の成形ドラムの外周面に帯状のゴムストリップが螺旋状に巻き重ねることにより形成された環状のゴム部材に、周方向に第１長さＬ１を持った測定領域を、周方向に第２長さＬ２で複数設定する工程と、各測定領域において、第１長さＬ１及び第２長さＬ２よりも小さい第３長さＬ３の間隔で当該測定領域内の複数箇所でゴム部材の厚さを測定する工程を含んでいる

また、本発明の評価方法は、各測定領域において、ゴム部材の厚さの平均値である平均厚さを計算する工程と、各測定領域で得られた平均厚さを比較して、断面形状の周方向の均一性を評価する工程とを含んでいる。従って、本発明の評価方法によれば、予め決定された各測定領域において、小さな段差を均した平均厚さを比較することにより、小さな段差を異常と判断することなく、ストリップワインド法で作られたゴム部材の断面形状の周方向の均一性を能率的に評価することができる。

ゴム部材の断面形状の評価方法で使用される測定装置、及び、環状のゴム部材を形成するための成形ドラムの一例を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、ゴム部材の形成工程の一例を説明する断面図である。 ゴム部材の形成工程の一例を説明する平面図である。 ゴム部材の断面形状の評価方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 測定領域の一例を説明する概念図である。 図５の部分拡大図である。 測定工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図６の周方向測定箇所でのゴム部材の断面図である。 本発明の他の実施形態のゴム部材の断面形状の評価方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 変位計を校正する工程の一例を説明する概念図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のゴム部材の断面形状の評価方法（以下、単に「評価方法」ということがある）で使用される測定装置、及び、環状のゴム部材を形成するための成形ドラムの一例を示す斜視図である。

ゴム部材１は、円筒状の成形ドラム２の外周面２ｏに帯状のゴムストリップ３を螺旋状に巻き重ねることによって環状に形成される。ゴムストリップ３は、アプリケータ４によって供給される。本実施形態のゴム部材１は、未加硫の生タイヤ（図示省略）のトレッド部を構成するトレッドゴムである場合が例示される。なお、ゴム部材１は、例えば、サイドウォール部を構成するサイドウォールゴム等でもよい。ここで、「未加硫」とは、完全な加硫に至っていない全ての態様を含むもので、いわゆる半加硫の状態は「未加硫」に含まれる。

成形ドラム２は、タイヤ周方向に並べられた複数個のセグメント６と、各セグメント６をタイヤ半径方向内外に移動させる拡縮手段７と、拡縮手段７を固定する回転軸８とを含んでいる。成形ドラム２は、セグメント６の外面がタイヤ周方向に連ねられることにより、ゴムストリップ３が螺旋状に巻き重ねられる外周面２ｏが形成される。回転軸８は、その一方側に設けられた基台９によって回動自在に支持されている。本実施形態の成形ドラム２は、その軸心方向が水平に配置されている。

アプリケータ４は、コンベヤ状に形成されており、その搬送面でゴムストリップ３を成形ドラム２の外周面２ｏへと連続して供給する。アプリケータ４の上流側には、例えば、ゴムストリップ３を連続して押し出すゴム押出機（図示省略）やカレンダー機（図示省略）と、ゴムストリップ３の供給速度等を一時的にコントロールしうるフェスツーン（図示省略）とが設けられる。アプリケータ４は、例えば、３次元移動装置（図示省略）などによって、成形ドラム２に対して適宜移動可能に支持されている。

本実施形態のゴムストリップ３は、未加硫のゴムによって形成されている。本実施形態のゴムストリップ３は、矩形の断面形状を有している。ゴムストリップ３は、厚さに比して幅が大きく形成されている。ゴムストリップ３の幅及び厚さについては、特に限定されない。例えば、幅が１．０〜５．０mm程度であり、厚さが０．５〜１．５mm程度である。

図１に示されるように、本実施形態の評価方法で使用される測定装置１１は、測定部１２と、制御部１３とを含んで構成されている。

本実施形態の測定部１２は、非接触式の変位計１６と、変位計１６を支持する支持手段１７とを含んで構成されている。

本実施形態の変位計１６は、レーザー変位計として構成されている。変位計１６は、ゴム部材１の外面１ｏにレーザー光Ｌｓを照射して、その反射光を電気信号に変換することにより、変位計１６からゴム部材１の外面１ｏまでの距離データを測定しうる。本実施形態の変位計１６は、例えば、シリンドリカルレンズによって帯状に広げられたレーザー光Ｌｓを出射部（図示省略）から出射させ、ゴム部材１の外面１ｏによって拡散反射されたレーザー光Ｌｓを入射部（図示省略）から入射させ、受光素子で光電変換する。変位計１６によって測定された距離に相当する電気信号（距離データ）は、制御部１３に転送される。

本実施形態では、１つの変位計１６によって構成されている。これにより、測定部１２は、例えば、２つ以上の変位計１６で構成される場合に比べて、変位計１６の校正作業を簡略化することができる。なお、測定部１２は、変位計１６の測定可能領域の大きさや、ゴム部材１の大きさに応じて、例えば、ゴム部材１（成形ドラム２）の軸方向に沿って並べられた２つ以上の変位計１６で構成されてもよい。

支持手段１７は、変位計１６を、ゴム部材１（成形ドラム２）の半径方向外側に離間させて支持するためのものである。支持手段１７の一端は、基台９に固定されている。

制御部１３は、予め定められた処理手順に基づいて、成形ドラム２、アプリケータ４、測定部１２、及び、後述の押圧ローラ２４等を制御するためのものである。制御部１３は、例えば、変位計１６から転送された距離データ等を記憶するメモリ、各種の演算処理や情報処理等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、磁気ディスクなどの記憶装置、処理結果等を表示するための表示部１８、及び、作業者が測定装置１１を操作するための操作部１９を有している。記憶装置には、本実施形態の評価方法を実行するためのソフトウェア等が予め記憶されている。

図２（ａ）、（ｂ）は、ゴム部材１の形成工程の一例を説明する断面図である。図３は、ゴム部材１の形成工程の一例を説明する平面図である。ゴム部材１は、図２（ａ）の仮想線で示されるように、予め設計された目標とする断面形状Ｖｓを有している。

ゴム部材１の形成工程では、先ず、従来のストリップワインド法と同様に、ゴムストリップ３の周方向の端部（巻き付け始端）３ｓを、成形ドラム２の外周面２ｏに固定する。図１に示されるように、ゴムストリップ３の端部３ｓは、その外側に設けられた押圧ローラ２４で、成形ドラム２の外周面２ｏ側に押圧される。押圧ローラ２４は、例えば、３次元移動装置（図示省略）などによって、成形ドラム２に対して適宜移動可能に支持されている。

次に、ゴム部材１の形成工程では、図３に示されるように、ゴムストリップ３を成形ドラム２の軸方向に一定のピッチで移動させながら、成形ドラム２の外周面２ｏ上に巻き重ねられる。これにより、図１及び図２（ｂ）に示されるように、環状のゴム部材１が形成される。なお、押圧ローラ２４は、ゴムストリップ３の端部３ｓを押圧した後、連続供給されるゴムストリップ３を押圧しながら転動してもよいし、アプリケータ４等と干渉しない位置に移動させてもよい。また、ゴム部材１は、成形ドラム２の外周面２ｏに予め設けられたベルトプライ（図示省略）の半径方向外側に形成されてもよい。

図２（ｂ）に示されるように、ストリップワインド法で作られたゴム部材１の外面１ｏには、ゴムストリップ３の角３ｃによって、小さな段差２６（例えば、０．１〜１．０mm程度）が形成される。さらに、図３に示されるように、この段差２６は、ゴム部材１の周方向に対して斜めにのびている。このため、ゴム部材１の厚さＷ１は、厳密に言えば、周方向に一定ではない。

なお、段差２６は、加硫時のゴム流れによって吸収できる程度のものである。しかしながら、ストリップワインド法で作られたゴム部材１の断面形状の評価に、上記特許文献１の方法を適用すると、段差２６を異常として検知し、大部分のゴム部材１が不良であると判断されてしまう。このため、従来の評価方法では、ゴム部材１の生産性が低下するという問題がある。

本実施形態の評価方法は、小さな段差２６を異常と判断することなく、ストリップワインド法で作られたゴム部材１の断面形状の周方向の均一性を能率的に評価することを目的としている。図４は、評価方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施形態において、評価方法の一連の処理は、制御部１３（図１に示す）によって行われる。

本実施形態の評価方法は、ゴム部材１に、測定領域２７が複数設定される（工程Ｓ１）。図５は、測定領域２７の一例を説明する概念図である。

測定領域２７は、ゴム部材１の厚さを測定するための領域である。本実施形態では、後述の測定工程Ｓ２において、測定領域２７内の周方向の複数箇所で、ゴム部材１の厚さが測定される。測定領域２７は、周方向に第１長さＬ１をそれぞれ持っている。これら測定領域２７が、周方向に第２長さＬ２で複数設定される。

本実施形態において、第１長さＬ１は、ゴム部材１の周方向において、測定領域２７の一端２７ｓから他端２７ｔまでの距離である。第２長さＬ２は、ゴム部材１の周方向において、測定領域２７の一端２７ｓと、該測定領域２７と周方向で隣接する他の測定領域２７の一端２７ｓとの間の距離である。

第１長さＬ１及び第２長さＬ２は、成形ドラム２の軸心２ｃを中心とする中心角α１、α２に対応して定義されている。また、各測定領域２７の一端２７ｓ及び他端２７ｔの位置は、予め定められた基準位置（図示省略）からの中心角に対応して定義されている。このような中心角は、図１に示した成形ドラム２の回転軸８に設けられた角度検出手段（図示省略）によって検出され、制御部１３に転送される。各測定領域２７は、制御部１３のメモリに記憶される。

第１長さＬ１及び第２長さＬ２は、適宜設定することができる。第１長さＬ１及び第２長さＬ２は、予め定められていてもよいし、ゴム部材１の外面１ｏの周長さの大きさに応じて定義されてもよい。なお、ゴム部材１の周長さは、ゴム部材１の半径に基づいて計算することができる。ゴム部材１の半径は、変位計１６を用いて測定された変位計１６からゴム部材１の外面１ｏまでの距離と、変位計１６からゴム部材１の軸心１ｃ（成形ドラム２の軸心２ｃ）までの距離との差によって計算することができる。

なお、第１長さＬ１が小さいと、ゴム部材１の周方向において、測定領域２７が小さくなり、後述の測定工程Ｓ２において、ゴム部材１の厚さを十分に測定できないおそれがある。逆に、第１長さＬ１が大きいと、測定領域２７が大きくなり、測定時間が増大するおそれがある。このような観点より、第１長さＬ１は、成形ドラム２の軸心２ｃを中心とする中心角α１が１０〜３０°の長さに対応するのが望ましい。

また、第２長さＬ２が大きいと、ゴム部材１の周方向において、測定領域２７が小さくなる、又は、測定領域２７の個数が少なくなるおそれがある。逆に、第２長さＬ２が小さいと、測定領域２７が大きくなる、又は、測定領域２７の個数が多くなり、測定時間が増大するおそれがある。このような観点より、第２長さＬ２は、成形ドラム２の軸心２ｃを中心とする中心角α２が４０〜１８０°の長さに対応するのが望ましい。

次に、本実施形態の評価方法は、各測定領域２７において、ゴム部材１の厚さが複数箇所で測定される（測定工程Ｓ２）。図６は、図５の部分拡大図である。

本実施形態の測定工程Ｓ２では、各測定領域２７において、第１長さＬ１（図５に示す）及び第２長さＬ２（図５に示す）よりも小さい第３長さＬ３の間隔で、当該測定領域２７内の複数箇所でゴム部材１の厚さＷ１がそれぞれ測定される。図７は、測定工程Ｓ２の処理手順の一例を示すフローチャートである。

本実施形態の測定工程Ｓ２では、先ず、一つの測定領域２７が選択される（工程Ｓ２１）。工程Ｓ２１では、図５に示したゴム部材１に設定された複数の測定領域２７のうち、一つの測定領域２７が選択される。選択された測定領域２７は、制御部１３のメモリに記憶される。

次に、本実施形態の測定工程Ｓ２では、選択された測定領域２７の複数箇所において、変位計１６からゴム部材１の外面１ｏまでの距離（以下、単に「ゴム部材の外面距離」ということがある。）Ｍ１が測定される（工程Ｓ２２）。本実施形態の工程Ｓ２２では、選択された測定領域２７の一端２７ｓと他端２７ｔとの間において、第３長さＬ３の間隔でレーザー光Ｌｓが照射される。

本実施形態の工程Ｓ２２では、成形ドラム２を第３長さＬ３の間隔で回転させながら、レーザー光Ｌｓが順次照射される。これにより、工程Ｓ２２では、選択された測定領域２７の複数箇所（即ち、複数の周方向測定箇所３１）において、ゴム部材の外面距離Ｍ１がそれぞれ測定される。なお、各周方向測定箇所３１は、選択された測定領域２７の一端２７ｓと他端２７ｔとの間に設定されていれば、一端２７ｓの上及び他端２７ｔの上に設定されていなくてもよい。

図８は、図６に示した周方向測定箇所３１でのゴム部材１の断面図である。本実施形態の変位計１６は、ゴム部材１の外面１ｏに、ゴム部材１の軸方向に広がる扇状のレーザー光Ｌｓを照射する。このため、各周方向測定箇所３１では、軸方向に複数設定された測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）において、ゴム部材の外面距離Ｍ１がそれぞれ測定される。各測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）は、それぞれ任意に設定することができる。また、各周方向測定箇所３１において、各測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）は、ゴム部材１の軸方向で同一の位置に設定されている。なお、測定点３２は、各周方向測定箇所３１において、１つずつ設定されていてもよい。ゴム部材の外面距離Ｍ１は、制御部１３（図１に示す）のメモリに記憶される。

次に、測定工程Ｓ２では、図６に示されるように、選択された測定領域２７の複数箇所で、ゴム部材１の厚さＷ１が計算される（工程Ｓ２３）。工程Ｓ２３では、変位計１６から成形ドラム２の外周面２ｏまでの距離（以下、単に「ドラムの外周面距離」ということがある。）Ｍ２から、各周方向測定箇所３１で測定されたゴム部材の外面距離Ｍ１から、をそれぞれ減じることで、ゴム部材１の厚さＷ１が計算される（工程Ｓ２３）。なお、ドラムの外周面距離Ｍ２は、成形ドラム２の外周面２ｏにゴム部材１が形成される前に、変位計１６を用いて予め測定されるのが望ましい。

本実施形態の工程Ｓ２３では、図８に示されるように、各周方向測定箇所３１において、測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、ゴム部材１の厚さＷ１が計算される。ゴム部材１の各厚さＷ１は、制御部１３のメモリに記憶される。

次に、測定工程Ｓ２では、全ての測定領域２７において、ゴム部材１の厚さＷ１が測定されたか否かが判断される（工程Ｓ２４）。工程Ｓ２４において、全ての測定領域２７で厚さＷ１が測定されたと判断された場合（工程Ｓ２４において、「Ｙ」）、図４に示した工程Ｓ３が実施される。他方、厚さＷ１が未だ測定されていない測定領域２７が存在すると判断された場合（工程Ｓ２４において、「Ｎ」）、他の測定領域２７を選択して（工程Ｓ２５）、工程Ｓ２２〜工程Ｓ２４が再度実施される。これにより、測定工程Ｓ２は、各測定領域２７において、第３長さＬ３の間隔で、当該測定領域２７内の複数箇所でゴム部材１の厚さＷ１を測定することができる。

次に、図４に示されるように、本実施形態の評価方法は、各測定領域２７において、厚さＷ１の平均値である平均厚さを計算する（工程Ｓ３）。工程Ｓ３では、図６に示されるように、各測定領域２７において、全ての周方向測定箇所３１のゴム部材１の厚さＷ１の平均値である平均厚さが計算される。これにより、工程Ｓ３では、各測定領域２７において、ゴムストリップ３の角３ｃによって形成された小さな段差２６（図２（ｂ）、図３及び図６に示す）を均した平均厚さを計算することができる。

本実施形態の工程Ｓ３では、各測定領域２７において、図８に示した測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、複数箇所（即ち、各周方向測定箇所３１）で測定されたゴム部材１の厚さＷ１の平均値である平均厚さが計算される。これにより、工程Ｓ３では、各測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）において、小さな段差２６を均した平均厚さを計算することができる。平均厚さは、制御部１３のメモリに記憶される。

次に、本実施形態の評価方法は、複数の測定領域２７（図５に示す）の平均厚さの最大値と最小値との差が計算される（工程Ｓ４）。工程Ｓ４では、複数の測定領域２７の平均厚さのうち、最も大きい平均厚さ（即ち、最大値）と、最も小さい平均厚さ（即ち、最小値）とが特定され、最大値と最小値との差が計算される。

このように、本実施形態の工程Ｓ４では、複数の測定領域２７の平均厚さの最大値と最小値との差が計算されることにより、ゴム部材１の断面形状の周方向のバラツキを定量化することができる。なお、最大値と最小値との差が小さいほど、ゴム部材１の断面形状のバラツキが小さく、周方向に均一であることを示している。また、最大値と最小値との差が大きいほど、ゴム部材１の断面形状のバラツキが大きく、周方向に不均一であることを示している。

本実施形態のように、図８に示した測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に平均厚さが計算される場合、測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、複数の測定領域２７の平均厚さの最大値と最小値との差が計算されるのが望ましい。これにより、本実施形態では、測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、ゴム部材１の断面形状の周方向のバラツキを定量化することができる。

ゴム部材１の断面形状の周方向のバラツキを定量化するために、測定領域２７は、２〜８箇所設定されるのが望ましい。なお、測定領域２７が１箇所であると、ゴム部材１の断面形状の周方向のバラツキを定量化できないおそれがある。逆に、測定領域２７が８箇所を超えると、ゴム部材１の厚さＷ１の測定時間が増大するおそれがある。

次に、本実施形態の評価方法は、各測定領域２７で得られた平均厚さを比較して、断面形状の周方向の均一性を評価する（工程Ｓ５）。本実施形態の工程Ｓ５では、工程Ｓ４で計算された複数の測定領域２７の平均厚さの最大値と最小値との差が、予め定められた閾値と比較される。

閾値は、ゴム部材１の断面形状が、周方向に均一であると判断するためのものである。閾値については、適宜設定することができる。本実施形態では、予め設計された目標とする断面形状Ｖｓ（図２（ａ）に示す）に基づいて、閾値が設定される。また、本実施形態のように、図８に示した測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に平均厚さの最大値と最小値との差が計算される場合、測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に閾値が設定されるのが望ましい。

工程Ｓ５において、平均厚さの最大値と最小値との差が、閾値よりも小さい場合（工程Ｓ５において、「＜」）、ゴム部材１の断面形状が周方向に均一であると判断される。この場合、ゴム部材１が次の工程に搬送される（工程Ｓ６）。他方、平均厚さの最大値と最小値との差が、閾値以上である場合（工程Ｓ５において、「≧」）、ゴム部材１の断面形状が周方向に不均一であると判断される。この場合、ゴム部材１を次の工程に搬送することなく、新たなゴム部材１の製造に再利用される（工程Ｓ７）。

このように、本実施形態の評価方法によれば、予め決定された各測定領域２７において、小さな段差２６（図２（ｂ）、図３及び図６に示す）を均した平均厚さを比較することにより、小さな段差２６を異常と判断するのを防ぐことができる。従って、本実施形態の評価方法は、ストリップワインド法で作られたゴム部材１の断面形状の周方向の均一性を能率的に評価することができる。

また、本実施形態では、ゴム部材１の軸方向に複数設定された測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）において、各測定領域２７で得られた平均厚さを同時に比較することができるため、ゴム部材１の断面形状の周方向の均一性をさらに能率的に評価することができる。

本実施形態において、各測定領域２７の平均厚さを計算する工程Ｓ３では、図６に示した全ての周方向測定箇所３１のゴム部材１の厚さＷ１が平均されたが、このような態様に限定されない。例えば、工程Ｓ３では、複数の厚さＷ１（即ち、全ての周方向測定箇所３１の厚さＷ１）のうち、最大値及び最小値を除いた厚さＷ１が平均されてもよい。これにより、段差２６が設けられている周方向測定箇所３１でのゴム部材１の厚さを除外して、平均厚さを計算できるため、ゴム部材１の断面形状の周方向の均一性を、より高い精度で能率的に評価することができる。

なお、図８に示されるように、各周方向測定箇所３１に設定された複数の測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、ゴム部材１の厚さＷ１が計算される場合は、各測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）において、最大値及び最小値を除いた厚さＷ１が平均されるのが望ましい。

この実施形態のように、最大値及び最小値を除いた厚さＷ１を平均した平均厚さが計算される場合、測定工程Ｓ２は、図６に示されるように、各測定領域２７において、少なくとも４箇所（即ち、周方向測定箇所３１が４箇所以上）で行われるのが望ましい。なお、厚さＷ１の測定が４箇所未満であると、厚さＷ１を十分に均せないおそれがある。逆に、厚さＷ１の測定（即ち、周方向測定箇所３１の数）が多くても、測定時間が増大するおそれがある。このような観点より、測定工程Ｓ２は、各測定領域２７を、６箇所以上測定される（即ち、周方向測定箇所３１が６箇所以上設定される）のが望ましく、また、１２箇所以下測定される（即ち、周方向測定箇所３１が１２箇所以下設定される）のが望ましい。同様に、第３長さＬ３は、成形ドラム２の軸心２ｃ（図５に示す）を中心とする中心角α３が１〜８°の長さに対応するのが望ましい。

これまでの実施形態では、断面形状の周方向の均一性を評価する工程Ｓ５において、工程Ｓ４で計算された平均厚さの最大値と最小値との差が、予め定められた閾値と比較されたが、このような態様に限定されない。例えば、工程Ｓ５では、各測定領域２７において、平均厚さと、予め設計された目標とする断面形状Ｖｓの厚さＷ３（図２（ａ）に示す）との差に基づいて、断面形状の周方向の均一性が評価されてもよい。これにより、工程Ｓ５では、各測定領域２７において、平均厚さと、目標とする断面形状Ｖｓの厚さＷ３との差を定量化することができる。この場合、平均厚さと、目標とする断面形状Ｖｓの厚さＷ３との差が、予め定められた閾値と比較されるのが望ましい。

なお、図８に示されるように、各周方向測定箇所３１に設定された複数の測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、ゴム部材１の平均厚さが計算される場合は、測定点３２（３２ａ、３２ｂ、…）毎に、平均厚さと、目標とする断面形状Ｖｓの厚さＷ３（図２（ａ）に示す）との差に基づいて、断面形状の周方向の均一性が評価されるのが望ましい。

図９は、本発明の他の実施形態の評価方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この実施形態の評価方法は、測定工程Ｓ２に先立ち、変位計１６を校正する工程Ｓ８を含んでいる。これにより、この実施形態の評価方法では、ゴム部材１の断面形状の周方向の均一性を、より精度良く評価することができる。図１０は、変位計１６を校正する工程Ｓ８の一例を説明する概念図である。

変位計１６を校正する工程Ｓ８は、校正治具３３が用いられる。校正治具３３は、基部３４と、反射板３５とを含んで構成されている。基部３４は、円筒状に形成されており、成形ドラム２（図１に示す）の回転軸８に回動可能に連結されている。反射板３５は、基部３４に一体に取り付けられている。

本実施形態の反射板３５は、成形ドラム２の回転軸８の軸心２ｃから半径方向に距離Ｆ１を隔てた第１の反射板３５ａと、第１の反射板３５ａから半径方向外側に距離Ｆ２を隔てた第２の反射板３５ｂと、第１の反射板３５ａから半径方向内側に距離Ｆ２を隔てた第３の反射板３５ｃとを含んで構成されている。各反射板３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、周方向に互いに間隔を隔てて配される。

本実施形態の変位計１６を校正する工程Ｓ８では、先ず、第１の反射板３５ａを用いて、変位計１６の原点調整が行われる。次に、第２の反射板３５ｂ及び第３の反射板３５ｃを用い、変位計１６のゲイン調整が行われる。本実施形態の校正治具３３は、成形ドラム２の回転軸８に連結されているため、例えば、成形ドラム２の外周面２ｏに校正治具（図示省略）を載置して、変位計１６を校正する場合に比べて、高い精度で校正することができる。

第１の反射板３５ａ、第２の反射板３５ｂ及び第３の反射板３５ｃの反射面は、それぞれ軸心２ｃからの距離と等しい曲率半径ｒ１、ｒ２、ｒ３を有する凸円筒面からなることが好ましい。即ち、ｒ１＝Ｆ１、ｒ２＝Ｆ１＋Ｆ２、及び、ｒ３＝Ｆ１−Ｆ２である。これにより、第１の反射板３５ａ、第２の反射板３５ｂ及び第３の反射板３５ｃを、回転軸８の軸心２ｃ廻りで位置替えする際に、第１の反射板３５ａ、第２の反射板３５ｂ及び第３の反射板３５ｃの位置替えの角度が多少ずれている場合にも、レーザー光Ｌｓを正確に反射でき、校正工程を迅速に実施することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

成形ドラムの外周面に、ゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることによって形成された環状のゴム部材の断面形状が評価された（実験例、実施例、比較例１及び比較例２）。実験例及び実施例では、図４及び図７に示した処理手順に従って、ゴム部材に下記測定領域が設定された。

実験例では、ＣＴスキャンにより、各測定領域内の周方向の複数箇所（複数の周方向測定箇所）でゴム部材の厚さが測定された。実施例では、レーザー変位計を用いて、各測定領域内の周方向の複数箇所（複数の周方向測定箇所）でゴム部材の厚さが測定された。なお、実験例及び実施例では、各周方向測定箇所において、軸方向に測定点が２０箇所（軸方向に１０mmの間隔）設定された。これらの測定点において、ゴム部材の厚さが測定された。

実験例及び実施例では、各測定領域において、測定点毎に平均厚さが計算された。そして、実施例では、互いに対応する測定点毎に、実施例の平均厚さと、実験例の平均厚さとの差が計算され、さらに、それらの差について標準偏差が計算された。

比較例１では、複数の周方向測定箇所でゴム部材が切断され、各測定領域において、ノギスを用いて、測定点毎に平均厚さが測定された。そして、比較例１では、互いに対応する測定点毎に、比較例の平均厚さと、実験例の平均厚さとの差が計算され、さらに、それらの差について標準偏差が計算された。

比較例２では、上記特許文献１と同様に、ゴム部材の厚さが周方向の複数箇所で測定され、厚さが大きく変化する箇所の有無により、ゴム部材の断面形状の均一性が評価された。共通仕様は次のとおりである。
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
ゴム部材：トレッドゴム
ゴムストリップ：
幅：１．５mm
厚さ：０．８mm
測定領域（２箇所（第１測定領域、第２測定領域））：
第１長さＬ１（中心角α１）：５２mm（１０°）
第２長さＬ２（中心角α２）：９２７mm（１８０°）
第３長さＬ３（中心角α３）：５．２mm（１°）
変位計：キーエンス社製のレーザー変位計（ＬＪＶ７０００）
テストの結果を、表１に示す。

テストの結果、実施例の標準偏差は、比較例１の標準偏差よりも小であり、実験例のＣＴスキャンによる精度に近似することが確認できた。また、比較例２は、ゴムストリップによる段差を不良と判断してしまい、ゴム部材の断面形状の評価することができなかった。従って、実施例は、帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて形成された環状のゴム部材の断面形状について、周方向の均一性を能率的かつ精度良く評価することができた。なお、ＣＴを用いた実験例は、ゴム部材１本を評価するのに２時間程度を要し、能率的に評価することができなかった。さらに、工場の製造ラインに、ＣＴを設置することが困難であった。

Ｓ１ 測定領域を複数設定する工程
Ｓ２ 測定領域内の複数箇所でゴム部材の厚さを測定する工程
Ｓ３ 各測定領域の平均厚さを計算する工程
Ｓ５ ゴム部材の断面形状の均一性を評価する工程

Claims (6)

1. 円筒状の成形ドラムの外周面に帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより形成された環状のゴム部材の断面形状を評価するための方法であって、
   前記ゴム部材に、周方向に第１長さＬ１を持った測定領域を、周方向に第２長さＬ２で複数設定する工程と、
   前記各測定領域において、前記第１長さＬ１及び前記第２長さＬ２よりも小さい第３長さＬ３の間隔で当該測定領域内の複数箇所で前記ゴム部材の厚さを測定する工程と、
   前記各測定領域において、前記厚さの平均値である平均厚さを計算する工程と、
   前記各測定領域で得られた前記平均厚さを比較して、前記断面形状の周方向の均一性を評価する工程とを含むゴム部材の断面形状の評価方法。
2. 前記厚さを測定する工程は、前記各測定領域において、少なくとも４箇所で行われ、
   前記平均厚さを計算する工程は、複数の前記厚さのうち、最大値及び最小値を除いた厚さを平均する工程を含む請求項１記載のゴム部材の断面形状の評価方法。
3. 前記各測定領域の前記第１長さＬ１は、前記成形ドラムの軸心を中心とする中心角が１０〜３０°の長さに対応する請求項１又は２記載のゴム部材の断面形状の評価方法。
4. 前記厚さを測定する工程は、前記各測定領域を、６箇所以上測定する請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム部材の断面形状の評価方法。
5. 前記測定領域は、２〜８箇所設定される請求項１乃至４のいずれかに記載のゴム部材の断面形状の評価方法。
6. 複数の前記測定領域の前記平均厚さの最大値と最小値との差を計算する工程をさらに含み、
   前記均一性を評価する工程は、前記平均厚さの差を、予め定められた閾値と比較する請求項１乃至５のいずれかに記載のゴム部材の断面形状の評価方法。

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