JP2020186928A - タイヤの厚さ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ４２の生産性の向上に貢献できる、タイヤ４２の厚さ測定装置２の提供。【解決手段】このタイヤ４２の厚さ測定装置２は、並列した多数のスチールコード４８を含む層を有するタイヤ４２の外面４４からスチールコード４８までの厚さを測定する、装置であって、タイヤ４２の外面４４を転がるローラー１０と、ローラー１０の内部に位置する一対のプローブ１４と、を備え、一対のプローブ１４は渦電流式変位センサーであり、一対のプローブ１４はローラー１０の転動とは独立して固定され、一方のプローブ１４ａはその先端１６ａがタイヤ４２の外面４４と対向するように配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤの厚さ測定装置に関する。

タイヤは、トレッド、サイドウォール等の多数の要素を組み合わせて構成される。これら要素のうちインナーライナーは、タイヤの内周面を構成する。このインナーライナーは、カーカスの内側に位置し、このカーカスと接合される。

カーカスに含まれるコードがスチールコードである場合、インナーライナーが薄ければ、スチールコードがタイヤの内周面に浮き出すことが懸念される。そこで、インナーライナーの厚さを把握するために、渦電流式変位センサーをプローブとして用い、タイヤの内周面からスチールコードまでの厚さを測定することが検討されている（例えば、下記の特許文献１）。

特許文献１が開示する測定装置では、プローブを内蔵したローラーをタイヤの内周面に沿って転がし渦電流を計測することで、タイヤの内周面からスチールコードまでの厚さが測定される。

特開２０１８−１３３５６号公報

モールドから取り出されたタイヤの温度は高い状態にある。このため、前述の測定装置のローラーをこのタイヤに接触させると、ローラーに内蔵されたプローブはこのタイヤの熱により加熱される。

この測定装置では、参照用のプローブは、ローラーの外部、例えば、渦電流から厚さを演算する測定部の内部に配置される。このため、この測定装置を用いてタイヤの厚さを測定する場合、ローラー内部にある測定用プローブと、ローラー外部にある参照用プローブとの間に、温度差が生じる。

プローブ間の温度差は測定結果に影響する。タイヤは冷えにくいため、例えば、製造したタイヤを次工程に搬送する間を利用して、インナーライナーの厚さを把握することは難しい。

タイヤの生産性の向上の観点から、高い温度状態にあるタイヤにおいても、タイヤの厚さを把握できる、汎用性の高い測定技術の確立が求められている。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、タイヤの生産性の向上に貢献できる、タイヤの厚さ測定装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るタイヤの厚さ測定装置は、並列した多数のスチールコードを含む層を有するタイヤの外面から前記スチールコードまでの厚さを測定する、装置であって、前記タイヤの外面を転がるローラーと、前記ローラーの内部に位置する一対のプローブと、を備え、前記一対のプローブは渦電流式変位センサーであり、前記一対のプローブは前記ローラーの転動とは独立して固定され、一方のプローブはその先端が前記タイヤの外面と対向するように配置される。

好ましくは、このタイヤの厚さ測定装置では、他方のプローブの先端は前記一方のプローブの先端の反対側に位置する。

好ましくは、このタイヤの厚さ測定装置は、前記ローラーを回転可能に支持する支持軸を備え、前記一対のプローブは前記支持軸に固定される。

好ましくは、このタイヤの厚さ測定装置は、前記ローラーと前記支持軸との間に軸受を備え、前記ローラーは前記軸受を介して前記支持軸に回転可能に支持される。

本発明のタイヤの厚さ測定装置によれば、高い温度状態にあるタイヤにおいても、タイヤの厚さを把握できる。このタイヤの厚さ測定装置は、タイヤの生産性の向上に貢献できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの厚さ測定装置が示された斜視図である。 図２は、タイヤの厚さ測定装置の構成を説明する説明図である。 図３は、タイヤの厚さ測定装置による厚さの測定を説明する説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて、本発明が詳細に説明される。

図１には、本発明の一実施形態に係るタイヤの厚さ測定装置２の一例が示される。このタイヤの厚さ測定装置２（以下、測定装置２とも称される。）は、並列した多数のスチールコードを含む層を有するタイヤにおいて、このタイヤの外面からスチールコードまでの厚さを測定する。

詳述しないが、厚さ測定の対象のタイヤは、路面と接触するトレッド、トレッドの端に連なる一対のサイドウォール、サイドウォールの径方向内側に位置する一対のビード等の多数の要素を有する。これら要素のうち、例えば、トレッド及びサイドウォールの内側において一方のビードと他方のビードとを架け渡すカーカス、そして、トレッドの径方向内側においてカーカスと積層されるベルトは、並列した多数のコードを含む。カーカスやベルトのように、並列した多数のコードを含む要素のうち、コードとしてスチールコードを含む要素が、前述の、並列した多数のスチールコードを含む層である。

タイヤの外面は、表側の外周面、そして裏側の内周面を含む。外周面には、トレッド及びサイドウォールによって構成される面が含まれる。内周面には、カーカスの内側に位置するインナーライナーによって構成される面が含まれる。

この測定装置２によって測定される、タイヤの外面からスチールコードまでの厚さとしては、例えば、カーカスが並列した多数のスチールコードを含む場合には、タイヤの外周面からカーカスのスチールコードまでの厚さ、及びタイヤの内周面からカーカスのスチールコードまでの厚さが挙げられる。ベルトが並列した多数のスチールコードを含む場合には、タイヤの外周面からベルトのスチールコードまでの厚さ、及びタイヤの内周面からベルトのスチールコードまでの厚さが挙げられる。

図１に示された測定装置２は、渦電流式変位センサーをプローブとし、このプローブによって計測される渦電流、詳細には渦電流の電位差に基づいて、タイヤの外面からスチールコードまでの厚さを測定する。この測定装置２は、計測部４と、支持部６と、処理部８とを備える。

渦電流式変位センサーは、内部先端部のセンサコイルに発生させた磁界中に金属が近づくことにより金属表面に発生する渦電流の電位が金属までの距離により変化することに基づいて、金属までの距離を測定するセンサーである。この測定装置２では、市販の渦電流式変位センサーがプローブとして用いられている。

計測部４は、タイヤの外面にあてがわれる。後述するが、この計測部４に前述のプローブが内蔵される。この測定装置２では、計測部４はプローブにおいて渦電流を計測し、この渦電流に関するデータを出力する。

図２には、計測部４の要部が示される。図２（ａ）は計測部４の側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った計測部４の部分断面図である。図２（ａ）において、紙面に対して垂直な方向は計測部４の幅方向である。図２（ｂ）においては、左右方向が計測部４の幅方向である。

計測部４は、ローラー１０を備える。ローラー１０は円筒状である。この計測部４では、このローラー１０の外周面１２がタイヤの外面と接触する。図２（ｂ）に示されるように、ローラー１０の外周面１２は径方向外向きに凸な形状を有する。この測定装置２では、このローラー１０がタイヤの外面を転がる。この図２（ｂ）において、一点鎖線ＣＲはこのローラー１０の回転中心である。前述の計測部４の幅方向は、このローラー１０の幅方向に相当する。

計測部４は、一対のプローブ１４を備える。この測定装置２では、一対のプローブ１４はローラー１０の内部に位置する。一対のプローブ１４は、それぞれの先端１６がローラー１０の外周面１２側に位置するように配置される。

この測定装置２では、一対のプローブ１４のうち、下側に位置する一方のプローブ１４ａは、その先端１６ａがタイヤの外面と対向するように配置される。上側に位置する他方のプローブ１４ｂは、一方のプローブ１４ａから離されて配置される。

この測定装置２では、先端１６がタイヤの外面と対向するように配置される一方のプローブ１４ａが、測定用プローブ１８である。この一方のプローブ１４ａから離されて配置される他方のプローブ１４ｂが、参照用プローブ２０である。この測定装置２では、両プローブ１４の干渉による渦電流の計測結果への影響を抑える観点から、図２に示されるように、他方のプローブ１４ｂの先端１６ｂは一方のプローブ１４ａの先端１６ａの反対側に位置するのが好ましい。

この測定装置２では、ローラー１０はタイヤの外面を転がるが、一対のプローブ１４はこのローラー１０の転動とは独立して固定される。このため、ローラー１０が転動していても、タイヤの外面に対するプローブ１４の位置は変わらない。

この測定装置２では、ローラー１０がタイヤの外面を転動でき、一対のプローブ１４がこのローラー１０の転動とは独立して固定されるのであれば、この計測部４の構成に特に制限はない。

この測定装置２では、計測部４はローラー１０を回転可能に支持する支持軸２２を備える。この支持軸２２は、ローラー１０の幅方向に延びる。一対のプローブ１４は、この支持軸２２に固定される。この測定装置２では、一方のプローブ１４ａと他方のプローブ１４ｂとは支持軸２２に対して対称な位置関係にある。

この測定装置２では、図２に示されるように、支持軸２２はその軸芯がローラー１０の回転中心ＣＲと一致するように配置される。この支持軸２２の端部とローラー１０の端部との間には、軸受２４が設けられる。そしてこの支持軸２２の中央部に、プローブ１４が固定される。ローラー１０は、軸受２４を介して支持軸２２に支持されるので、この支持軸２２を中心に滑らかに回転できる。一方、プローブ１４は支持軸２２に固定されるので、前述したように、ローラー１０がタイヤの外面を転動しても、タイヤの外面に対するプローブ１４の位置は変わらない。

この測定装置２では、ローラー１０は、軸方向に並列した一対のディスク部材２６で構成される。図２（ｂ）に示されるように、一方のディスク部材２６と他方のディスク部材２６との間に、プローブ１４が配置される。そして、このプローブ１４を保護するために、一方のディスク部材２６の外周面と他方のディスク部材２６の外周面とを架け渡すように、保護テープ２８が巻きつけられる。このローラー１０は、一対のディスク部材及び保護テープ２８で構成される。なお、この測定装置２では、このローラー１０が、その幅方向中央部分に、内周面から径方向外向きに窪む、溝を備えてもよい。この場合、この溝に、プローブ１４が配置される。

図２（ｂ）に示されるように、この測定装置２では、支持軸２２の端部と軸受２４との間には、この支持軸２２の端部を保持する保持リング３０が設けられ、この保持リング３０が軸受２４の内側にセットされる。つまり、この測定装置２では、計測部４は、ローラー１０の端部から径方向内向きに延びる一対の側部３２を備え、それぞれの側部３２は軸受２４と保持リング３０とを備える。そして、この側部３２の中心部分において、支持軸２２が支持される。

支持部６は、計測部４を支持する。この支持部６は、計測部４を支持できるのであればその構成に特に制限はない。この測定装置２の支持部６は、例えば、図１に示されるように、グリップ３４と、このグリップ３４の端に取り付けられ計測部４を把持するフレーム３６とで構成される。

この測定装置２では、支持部６のフレームは前述の支持軸２２の端部にボルト３８をねじ込むことで固定される。このため、測定用プローブ１８である一方のプローブ１４ａの先端１６ａが、タイヤの外面と対向していない場合には、この先端１６ａがタイヤの外面と対向するように、ボルト３８を緩めてフレーム３６の支持軸２２への取り付け位置が調整される。この支持部６は、プローブ１４の向きを調整する調整手段を備える。

処理部８は、例えばＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む記憶部等を有するマイクロコンピュータにより構成される。この処理部８は、記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することによって所定の機能を発揮する。

処理部８は、計測部４、詳細には、この計測部４に内蔵された一対のプローブ１４と通信ケーブル４０で繋げられる。処理部８には、計測部４が出力する渦電流に関するデータが入力される。詳述しないが、この処理部８は、その記憶部に予め記憶された、渦電流からタイヤの厚さを算出するプログラムを実行することで、渦電流に関するデータに基づいてタイヤの外面からスチールコードまでの厚さを算出する。言い換えれば、この測定装置２では、処理部８は、計測部４によって計測された渦電流をタイヤの厚さに換算する。なお、この処理部８は、計測部４によって計測された渦電流を厚さに換算できるのであればその構成に特に制限はない。

図３には、以上説明した測定装置２を用いた、タイヤ４２の厚さの測定状況が示される。この図３において、両矢印Ｔは、測定装置２が測定する、タイヤ４２の内周面４４ｎからカーカス４６に含まれるスチールコード４８までの厚さを表している。この厚さＴは、タイヤ４２の内周面４４ｎの一部をなすインナーライナー５０の厚さを含む。

この測定装置２では、計測部４のローラー１０がタイヤ４２の内周面４４ｎにあてがわれる。このとき、一方のプローブ１４ａ、すなわち測定用プローブ１８の先端１６ａがタイヤ４２の内周面４４ｎと対向するように、測定用プローブ１８の位置が調整される。

プローブ１４の位置を調整後、ローラー１０が内周面４４ｎを転動させられる。この図３においては、ローラー１０は、支持軸２２を中心に矢印Ｒで示された方向に回転するとともに、矢印Ｐで示された方向に移動する。前述したように、この測定装置２では、ローラー１０がタイヤ４２の外面４４を転動しても、タイヤ４２の外面４４に対するプローブ１４の位置は変わらない。このため、この測定装置２は、ローラー１０を転動させながら、タイヤ４２の厚さが反映された渦電流を内周面４４ｎ全体にわたって計測できる。

この測定装置２では、測定用プローブ１８及び参照用プローブ２０の両方がローラー１０の内部に位置する。このため、厚さの測定対象であるタイヤ４２が高い温度状態にある場合、測定用プローブ１８及び参照用プローブ２０の両方がタイヤ４２の熱によって加熱される。この測定装置２では、参照用プローブ２０がローラー１０の外部に配置された従来の測定装置において確認されるような、測定用プローブ１８の温度と参照用プローブ２０の温度との乖離が防止される。この測定装置２では、プローブ１４間の温度差による測定結果への影響が抑えられるので、高い温度状態にあるタイヤ４２においても、タイヤ４２の厚さを把握できる。この測定装置２は、例えば、製造したタイヤ４２を次工程に搬送する間を利用して、インナーライナー５０の厚さを把握できる。この測定装置２は、タイヤ４２の生産性の向上に貢献できる。

この測定装置２では、タイヤ４２の厚さの把握のため、タイヤ４２の内部に位置するスチールコード４８に基づく渦電流が計測される。この測定装置２では、スチールコード４８以外から渦電流が発生することを防止し、タイヤ４２の厚さを正確に把握する観点から、ローラー１０は非金属製のローラーが好ましい。この非金属製のローラーの材質としては、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂又はポリエチレン樹脂が好ましい。

前述したように、この測定装置２では、計測部４の支持軸２２がローラー１０を回転可能に支持する。この測定装置２では、タイヤ４２の厚さを正確に把握する観点から、支持軸２２は非金属製の支持軸が好ましい。この非金属製の支持軸の材質としては、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂又はポリエチレン樹脂が好ましい。

前述したように、この測定装置２では、ローラー１０は軸受２４を介して支持軸２２に回転可能に支持される。この測定装置２では、タイヤ４２の厚さを正確に把握する観点から、軸受２４は非金属製の軸受が好ましい。この非金属製の軸受の材質としては、セラミックス又は樹脂が好ましい。好ましい樹脂としては、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリエチレン樹脂が挙げられる。

この測定装置２では、計測部４がローラー１０、支持軸２２及び軸受２４以外にパーツを有す場合や、ローラー１０、支持軸２２及び軸受２４が複数のパーツで構成される場合には、タイヤ４２の厚さを正確に把握する観点から、パーツには非金属製のパーツが用いられるのが好ましい。この場合、この非金属製のパーツの材質としては、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂又はポリエチレン樹脂が好ましい。

この測定装置２では、測定用プローブ１８及び参照用プローブ２０、すなわち一対のプローブ１４間の温度の解離を抑えるために、これらプローブ１４はローラー１０の内部に配置されるが、プローブ１４を内部に配置しても、両プローブ１４間に５℃程度の温度差が生じることが懸念される。

前述したように、この測定装置２では、処理部８において、その記憶部に予め記憶された、渦電流からタイヤ４２の厚さを算出するプログラムを実行することで、渦電流に関するデータに基づいてタイヤ４２の外面４４からスチールコード４８までの厚さが算出される。

そこで、一対のプローブ１４をローラー１０の内部に配置しても僅かに両プローブ１４間に温度差が生じる場合には、この温度差を補正するプログラム（以下、補正プログラムとも称される。）を記憶部に記憶させて、この補正プログラムを実行することで、プローブ１４で計測された渦電流が補正されてもよい。この場合、例えば、厚さの把握された基準試料を用いて、両プローブ１４間に意図的に温度差を生じさせながら渦電流の電位差の変化が追跡される。そして、温度差と電位差の変化との関係を表す関係式を導き出し、この関係式を反映させた補正プログラムが得られる。これにより、一対のプローブ１４をローラー１０の内部に配置しても僅かに両プローブ１４間に温度差が生じる場合においても、この僅かな温度差を考慮して、タイヤ４２の厚さが測定される。この測定装置２は、より正確にタイヤ４２の厚さを把握できる。

以上説明したように、本発明によれば、高い温度状態にあるタイヤ４２においても、タイヤ４２の厚さを把握できる。この厚さ測定装置２は、タイヤ４２の生産性の向上に貢献できる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

以上説明された、タイヤの厚さを測定する技術は種々のタイヤの製造にも適用できる。

２・・・測定装置
４・・・計測部
６・・・支持部
８・・・処理部
１０・・・ローラー
１２・・・外周面
１４、１４ａ、１４ｂ・・・プローブ
１６、１６ａ、１６ｂ・・・プローブ１４、１４ａ、１４ｂの先端
１８・・・測定用プローブ
２０・・・参照用プローブ
２２・・・支持軸
２４・・・軸受
４２・・・タイヤ
４４・・・タイヤ４２の外面
４８・・・スチールコード

Claims (4)

1. 並列した多数のスチールコードを含む層を有するタイヤの外面から前記スチールコードまでの厚さを測定する、装置であって、
   前記タイヤの外面を転がるローラーと、
   前記ローラーの内部に位置する一対のプローブと、
   を備え、
   前記一対のプローブが渦電流式変位センサーであり、
   前記一対のプローブが前記ローラーの転動とは独立して固定され、
   一方のプローブがその先端が前記タイヤの外面と対向するように配置される、タイヤの厚さ測定装置。
2. 他方のプローブの先端が前記一方のプローブの先端の反対側に位置する、請求項１に記載のタイヤの厚さ測定装置。
3. 前記ローラーを回転可能に支持する支持軸を備え、
   前記一対のプローブが前記支持軸に固定される、請求項１又は２に記載のタイヤの厚さ測定装置。
4. 前記ローラーと前記支持軸との間に軸受を備え、
   前記ローラーが前記軸受を介して前記支持軸に回転可能に支持される、請求項３に記載のタイヤの厚さ測定装置。

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