JP2020071081A - ベルトの突合せ部の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形ドラムに巻き付けた後のベルトの突合せ部を短時間で検査可能な検査方法を提供する。【解決手段】ベルト９３は、第１端９３ａ及び第２端９３ｂを有する。第１端９３ａと第２端９３ｂとの突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が成形ドラム３上の所定位置に位置するようにベルト９３が成形ドラム３に巻き付けられている。成形ドラム３上において突合せ部（９３ａ，９３ｂ）は一つである。検査方法は、レーザセンサ４の検査領域がベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）に沿って周方向ＣＤに移動するように、レーザセンサ４を成形ドラム３の軸Ｃ１に沿って移動させると共に成形ドラム３を回転させ、突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の形状をレーザセンサ４により検出することと（ＳＴ１）、レーザセンサ４で検出される第１端９３ａ及び第２端９３ｂの位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定することと（ＳＴ２）、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、ベルトの突合せ部の検査方法及び検査装置に関する。

重荷重用空気入りタイヤを構成するベルトは、複数枚巻き付けられる。従来のベルトのコードはタイヤ周方向に対する傾斜角度が大きい。そのため、ベルトの巻き付け始端と巻き付け終端との突合せ部がタイヤ周方向に広範囲に広がらず、タイヤの加硫後のＸ線検査においてベルトの突合せ部の不良を確認することが可能であった。

近年、スーパーシングルと呼ばれるタイヤ幅の広い重荷重用タイヤが開発されている。この種の重荷重用タイヤは、コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が１０度以下のコードを有するベルトが用いられる。このようなベルトの突合せ部は、タイヤ周方向に一周分形成されており、適切に巻き付けられているか否かを検査する必要がある。しかし、このような傾斜角度が小さいベルトは、他のベルトで挟まれているため、成形後に行うＸ線検査が使用できない又は使用が困難であることが判明した。

日本国特許公開２００４−３５４２５８号公報には、短冊状シート部材（ベルトプライまたはカーカスプライ）をタイヤ周方向に継ぎ合わせて成形ドラムに巻き付けた後、成形ドラムを回転させてレーザ変位センサにてシート部材の厚みを計測し、突合せ部の不良判定を実行するとの記載がある。

特開２００４−３５４２５８号公報

しかしながら、上記検査方法では、シート部材を巻き付けた後の表面全体をレーザ変位計センサにて計測を行うため、成形ドラムを多数回転させる必要があり、検査に時間がかかり、タイヤ製造のリードタイムが延びてしまう。例えば、ベルトの幅をセンサの検査領域の幅で割った数、成形ドラムを回転させる必要がある。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、成形ドラムに巻き付けた後のベルトの突合せ部を短時間で検査可能な検査方法及び検査装置を提供することである。

本開示のベルトの突合せ部の検査方法は、
前記ベルトは、第１端及び第２端を有し、前記第１端と前記第２端との突合せ部が成形ドラム上の所定位置に位置するように前記ベルトが前記成形ドラムに巻き付けられており、前記成形ドラム上において前記突合せ部は一つであり、
前記検査方法は、
レーザセンサの検査領域が前記ベルトの突合せ部に沿って周方向に移動するように、前記レーザセンサを前記成形ドラムの軸に沿って移動させると共に前記成形ドラムを回転させ、前記突合せ部の形状を前記レーザセンサにより検出することと、
前記レーザセンサで検出される前記第１端及び前記第２端の位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定することと、
を含む。

この構成によれば、レーザセンサの計測領域がベルトの突合せ部に沿って周方向に移動するように、レーザセンサの移動及び成形ドラムの回転を制御するので、例えば突合せ部が周方向に沿って成形ドラムの一周分（３６０度分）配置されていれば、成形ドラムの回転も１回転で済む。したがって、短時間で検査可能となる。

ベルトの突合せ部の検査装置を示す図 検査対象のベルトを有する空気入りタイヤの構成を示す図 ベルトの平面図及び成形ドラムに巻き付けた状態のベルトの突合せ部の位置を示す図 ベルトの突合せ部の検査方法を示すフローチャート

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。

［空気入りタイヤの構造］
検査対象のベルト９３を有する空気入りタイヤの構造について説明する。図２に示すように、空気入りタイヤは、図示しない一対のビード部に巻き上げられ且つタイヤ赤道ＣＬを通る少なくとも１枚のカーカスプライ９０と、カーカスプライ９０のタイヤ径方向外側ＲＤ１に順に設けられる複数のベルト９１、９２、９３、９４、９５と、複数のベルトのタイヤ外側に配置されるトレッドゴム９６と、を有する。各ベルトは、タイヤ周方向に対して傾斜するコードを有する。検査対象となるベルト９３は、他のベルトに比べて、コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が最も小さい。検査対象となるベルト９３は、タイヤ径方向内側から外側に向けて３番目のベルトである。図３に示すように、検査対象となるベルト９３のコードのタイヤ周方向ＣＤに対する傾斜角度θは、０度を超えて且つ１０度以下であることが好ましい。本実施形態では、約６．５度であるが、これに限定されない。

空気入りタイヤの製造方法は、図１及び図３に示すように、成形ドラム３に、一番目のベルト９１を巻き付け、その後、二番目のベルト９２を巻き付け、その後、３番目のベルト９３を巻き付ける工程を有する。図１では、検査対象のベルト９３のみを図示している。３番目のベルト９３が巻き付けられれば、本開示の検査装置１により、ベルト９３の巻き付け始端９３ａ（第１端９３ａ）と巻き付け終端９３ｂ（第２端９３ｂ）との突合せ部が検査される。検査に合格すれば、４番目のベルト９４の巻き付けが開始される。３番目のベルト９３は半手動で巻き付けられる。検査対象の３番目のベルトを巻き始めるときには、開始ボタンを操作することにより、成形ドラム３における所定の巻き始め位置が作業者の手前にくるように成形ドラム３が回転する。そのときに成形ドラム３上における所定の巻き始め位置にラインマーカが照射されるので、作業者にとって、成形ドラム３上の巻き始め位置にベルト９３の巻き付け始端９３ａを合わせればよいことが明確に理解できる。このようにすることにより、成形ドラム３上の所定位置に突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が配置されるようにベルト９３が巻き付けられる。図３に示すように、成形ドラム３上の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）は、一つであり、周方向ＣＤに連続している。成形ドラム３上の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の位置は、始点を０度として、終点が２７０度以上且つ４５０度以内にあればよく、更に、終点が３１５度以上４０５度以下にあることが好ましい。本実施形態では、終点が約３３５度であるが、これに限定されない。

［ベルト接合部の検査装置］
図１に示すように、本実施形態の装置１は、シート状のベルト２の巻き付け始端（第１端９３ａ）と巻き付け終端（第２端９３ｂ）との突合せ部を検査する。装置１は、検査対象のベルト２が巻き付けられる成形ドラム３と、検査対象のベルト２の形状を計測するレーザセンサ４と、成形ドラム３及びレーザセンサ４を制御する制御部５と、を有する。

成形ドラム３は、図１及び図２Ａに示すように、円筒形状に形成されており、円筒部位の外周面にベルト９３が巻き付けられる。図示はしていないが、一番目及び二番目のベルト９１、９２が三番目のベルト９３の内側に巻き付けられている。本明細書では、成形ドラム３に既に巻き付けられている部材の説明及び図示は省略する。成形ドラム３は、複数のセクタに分割されており、各々のセクタがドラムの径方向に移動することにより、成形ドラム３の径を拡大又は縮小可能に構成されている。成形ドラム３は、モータ３０の駆動力によって軸Ｃ１を中心に２つの回転方向のいずれにも回転可能に構成されている。

レーザセンサ４は、成形ドラム３の径方向外側に配置され、成形ドラム３の軸Ｃ１と平行に移動可能に構成されている。ここでは便宜上、Ｘ軸と表記する。レーザセンサ４は、成形ドラム３の法線上に配置されており、レーザセンサ４から成形ドラム３のベルト９３までの垂線に沿った距離を計測する。本実施形態のレーザセンサ４の検査領域は、線領域であるが、ベルト９３の突合せ部の形状を計測することができれば、これに限定されず、種々変更可能である。

制御部５は、成形ドラム３及びレーザセンサ４を制御する。具体的には、制御部５は、成形ドラム３の回転を、モータ３０を介して制御する。制御部５は、レーザセンサ４の移動を制御すると共にレーザセンサ４の検出結果に基づきベルト９３の突合せ部の不良判定を行う。

制御部５は、図１に示すように、配置位置データＤ１と、計測制御部５２と、正常判定部５３と、出力部５４と、を有する。制御部５は、メモリ５０及びプロセッサ５１を有するコンピュータであり、所定プログラムがプロセッサ５１で実行されることにより、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働して、計測制御部５２、正常判定部５３、及び出力部５４を実現する。

配置位置データＤ１は、図１及び図３に示すように、成形ドラム３上においてベルト９３の第１端９３ａ及び第２端９３ｂとの突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が配置される位置を表すデータである。例えば、図１に示すように、成形ドラム３の回転位置（基準位置からの回転角度を示す）と、レーザセンサ４のＸ座標とで表現可能である。これによれば、レーザセンサ４の検査領域に成形ドラム３の０度位置があるときに、レーザセンサ４のＸ座標をＸ０とすれば、ベルト９３の突合せ部が検出できることを意味する。同様に、成形ドラム３の回転角度とレーザセンサ４のＸ座標とを関連付けたデータが複数ある。図１の例では、回転角度が１８０度であるときにＸ座標がＸｉであり、回転角度が３６０度であるときにＸ座標がＸｎであることを表している。配置位置データＤ１は例示であって、これに限定されず、種々変更可能である。

計測制御部５２は、配置位置データＤ１に基づいてレーザセンサ４の移動及び成形ドラム３の回転を制御し、レーザセンサ４によりベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の形状を計測する。計測結果において距離が長い部位が第１端９３ａと第２端９３ｂの隙間を示し、距離が短ければ第１端９３ａと第２端９３ｂとが重なっていることを示している。

正常判定部５３は、計測制御部５２が計測結果に基づき、レーザセンサ４で検出される第１端９３ａと第２端９３ｂの位置関係が所定の正常条件を満たすか否かを判定する。所定の正常条件としては、第１端９３ａと第２端９３ｂの周方向ＣＤに沿った隙間が所定値以下であること、第１端９３ａと第２端９３ｂが周方向に重なっていないこと、第１端９３ａと第２端９３ｂの周方向の重なり量が所定値以下であること、のいずれか１つを含む。本実施形態では、第１端９３ａと第２端９３ｂの周方向ＣＤに沿った隙間が所定値以下であること、且つ、第１端９３ａと第２端９３ｂが周方向に重なっていないこと、の両方を満たせば正常であると判定し、いずれかの条件を満たさない場合には正常ではないと判定する。勿論、これは一例であって、限定されない。

出力部５４は、正常判定部５３の判定結果を出力する。出力方法は種々変更可能である。本実施形態では、判定結果が正常である場合には、成形ドラム３を制御する成形制御装置に対して、次工程の実行を許可する信号を送信する。判定結果が正常ではない場合には、成形制御装置に対して、次工程の実行を許可しない信号を送信する。これにより、成形制御装置は、次工程の実行を進めることができ、また、不許可信号を受信したときには、外部にエラーを出力することができる。勿論、出力部５４が、ディスプレイやランプ、スピーカ等を介して判定結果を外部に報知するように構成してもよい。

＜検査装置の動作＞
検査装置の動作について図４を用いて説明する。
まず、計測制御部５２は、レーザセンサ４の検査領域がベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）に沿って周方向ＣＤに移動するように、レーザセンサ４を成形ドラム３の軸Ｃ１に沿って移動させると共に成形ドラム３を回転させ、突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の形状をレーザセンサ４により検出する（ＳＴ１）。

次に、正常判定部５３は、レーザセンサ４で検出される第１端９３ａ及び第２端９３ｂの位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定する（ＳＴ２）。

次に、出力部５４は、正常判定部５３の判定結果を出力する。

以上のように、本実施形態のベルト９３の突合せ部の検査方法は、
ベルト９３は、第１端９３ａ及び第２端９３ｂを有し、第１端９３ａと第２端９３ｂとの突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が成形ドラム３上の所定位置に位置するようにベルト９３が成形ドラム３に巻き付けられており、成形ドラム３上において突合せ部（９３ａ，９３ｂ）は一つであり、
検査方法は、
レーザセンサ４の検査領域がベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）に沿って周方向ＣＤに移動するように、レーザセンサ４を成形ドラム３の軸Ｃ１に沿って移動させると共に成形ドラム３を回転させ、突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の形状をレーザセンサ４により検出することと（ＳＴ１）、
レーザセンサ４で検出される第１端９３ａ及び第２端９３ｂの位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定することと（ＳＴ２）、
を含む。

本実施形態のベルト９３の突合せ部の検査装置１は、
軸Ｃ１回りに回転可能に構成され、検査対象のベルト９３が巻き付けられる成形ドラム３と、
成形ドラム３の径方向外側ＲＤ１に配置され、成形ドラム３の軸Ｃ１と平行に移動可能に構成され、検査対象のベルト９３の形状を計測するレーザセンサ４と、
成形ドラム３上においてベルト９３の第１端９３ａと第２端９３ｂとの突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が配置される位置を表す配置位置データＤ１と、
成形ドラム３及びレーザセンサ４を制御する制御部５と、を備える。
制御部５は、
配置位置データＤ１が表す位置に突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が配置されるようにベルト９３が成形ドラム３に巻き付けられ、成形ドラム３上の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）は一つである状態において、レーザセンサ４の検査領域がベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）に沿って周方向ＣＤに移動するように、レーザセンサ４を成形ドラム３の軸Ｃ１に沿って移動させると共に成形ドラム３を回転させ、突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の形状をレーザセンサ４により検出し（ＳＴ１）、
レーザセンサ４で検出される第１端９３ａ及び第２端９３ｂの位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定する（ＳＴ２）、ように構成されている。

この構成によれば、配置位置データＤ１に基づいてレーザセンサ４の計測領域がベルトの突合せ部（９３ａ，９３ｂ）に沿って周方向ＣＤに移動するように、レーザセンサ４の移動及び成形ドラム３の回転を制御するので、例えば突合せ部（９３ａ，９３ｂ）が周方向ＣＤに沿って成形ドラム３の一周分配置されていれば、成形ドラム３の回転も１回転で済む。したがって、短時間で検査可能となる。

本実施形態において、所定の正常条件は、第１端９３ａと第２端９３ｂの周方向ＣＤに沿った隙間が所定値以下であること、第１端９３ａと第２端９３ｂが周方向に重なっていないこと、第１端９３ａと第２端９３ｂの周方向ＣＤの重なり量が所定値以下であること、のいずれか１つを含む。

これらの条件のうちの少なくとも１つを採用すれば、ベルト９３の突合せ部の正常判定をすることが可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ 検査装置
３ 成形ドラム
４ レーザセンサ
５ 制御部
９３ ベルト
９３ａ 第１端
９３ｂ 第２端
Ｄ１ 配置位置データ

Claims (4)

1. ベルトの突合せ部の検査方法であって、
   前記ベルトは、第１端及び第２端を有し、前記第１端と前記第２端との突合せ部が成形ドラム上の所定位置に位置するように前記ベルトが前記成形ドラムに巻き付けられており、前記成形ドラム上において前記突合せ部は一つであり、
   前記検査方法は、
   レーザセンサの検査領域が前記ベルトの突合せ部に沿って周方向に移動するように、前記レーザセンサを前記成形ドラムの軸に沿って移動させると共に前記成形ドラムを回転させ、前記突合せ部の形状を前記レーザセンサにより検出することと、
   前記レーザセンサで検出される前記第１端及び前記第２端の位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定することと、
   を含む、ベルトの突合せ部の検査方法。
2. 前記所定の正常条件は、前記第１端と前記第２端の周方向に沿った隙間が所定値以下であること、前記第１端と前記第２端が周方向に重なっていないこと、前記第１端と前記第２端の周方向の重なり量が所定値以下であること、のいずれか１つを含む、請求項１に記載の方法。
3. 軸回りに回転可能に構成され、検査対象のベルトが巻き付けられる成形ドラムと、
   前記成形ドラムの径方向外側に配置され、前記成形ドラムの軸と平行に移動可能に構成され、前記検査対象のベルトの形状を計測するレーザセンサと、
   前記成形ドラム上において前記ベルトの第１端と第２端との突合せ部が配置される位置を表す配置位置データと、
   前記成形ドラム及び前記レーザセンサを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記配置位置データが表す位置に前記突合せ部が配置されるように前記ベルトが前記成形ドラムに巻き付けられ、前記成形ドラム上の前記突合せ部は一つである状態において、前記レーザセンサの検査領域が前記ベルトの前記突合せ部に沿って周方向に移動するように、前記レーザセンサを前記成形ドラムの軸に沿って移動させると共に前記成形ドラムを回転させ、前記突合せ部の形状を前記レーザセンサにより検出し、
   前記レーザセンサで検出される前記第１端及び前記第２端の位置関係が所定の正常条件を満たすかを判定するように構成されている、ベルトの突合せ部の検査装置。
4. 前記所定の正常条件は、前記第１端と前記第２端の周方向に沿った隙間が所定値以下であること、前記第１端と前記第２端が周方向に重なっていないこと、前記第１端と前記第２端の周方向の重なり量が所定値以下であること、のいずれか１つを含む、請求項３に記載の装置。

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