JP2020197490A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材Ｓの皺Ｗと接合部分Ｊとの区別が可能な検査装置２の提供。【解決手段】この検査装置２は、コンベア４にて移送中のシート材Ｓの表面を転動するローラー６と、ローラー６の回転軸１８と平行な支持軸８と、支持軸８を支持する支持フレーム１０と、支持軸８を中心に回動する揺動フレーム１２と、揺動フレーム１２の近接を検知する検知器１４とを備える。ローラー６は、揺動フレーム１２の一端部２２に位置する。支持軸８は、揺動フレーム１２の一端部２２と他端部３６との間に位置する。揺動フレーム１２の一端部２２が上昇すると揺動フレーム１２の他端部３６が下降し、揺動フレーム１２が検知器１４に近接する。【選択図】図２

Description

本発明は、検査装置に関する。詳細には、本発明はコンベアにて移送中のシート材の表面状態を検査する検査装置に関する。

タイヤは、トレッド、サイドウォール等の多数の構成部材を組み合わせて構成される。タイヤの製造では、これら構成部材のための部品が準備される。この部品の中には、例えば、カーカスやベルトのための部品のようにシートの形態で準備される部品がある。

前述のシートの形態で準備される部品は、長尺のシート成形体（以下、シート材）を、製造するタイヤのサイズを考慮した長さで切断することにより得られる。このシート材は、多数のシート片を順次接合することにより得られる。このため、図５（ａ）に示されるように、このシート材Ｓは接合部分Ｊを含む。この接合部分Ｊは、その大きさによっては、タイヤの性能に影響する。

タイヤの製造では、高品質なタイヤを製造するために、例えば、下記の特許文献１に開示された非接触式のジョイント量測定装置を用いて、コンベアにてシート材Ｓを移送させながら、このシート材Ｓに含まれる接合部分Ｊの長さが計測される。このジョイント量測定装置では、ジョイント量測定のために、光学式の変位センサＣが用いられる。

特開２００７−３１５９０１号公報

コンベアにて移送中のシート材Ｓには、図５（ｂ）に示されるような皺Ｗが偶発的に生じることがある。このような皺Ｗをシート材Ｓが含むと、このシート材Ｓを切断して得られる部品の品質に影響する。高品質なタイヤを安定に製造するために、タイヤの製造では、皺Ｗの有無を確認するためにシート材Ｓの表面状態が検査される。

図５（ａ）に示される、接合部分Ｊは見かけ上、２枚のシート材Ｓが積層された状態にある。図５（ｂ）に示される、皺Ｗの部分は見かけ上、３枚のシート材Ｓが積層された状態にある。皺Ｗの部分は接合部分Ｊよりも厚い。

従来の検査装置では、光学式の変位センサＣを用いてシート材Ｓの表面までの距離を計測することにより、皺Ｗの有無が確認されている。しかし皺Ｗの部分の厚さと接合部分Ｊの厚さとの差は１ｍｍ程しかなく、この光学式の変位センサＣにより得られる距離データに基づいて皺Ｗと接合部分Ｊとを明確に区別することは難しい状況にある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、シート材の皺と接合部分との区別が可能な検査装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る検査装置は、コンベアにて移送中のシート材の表面状態を検査する検査装置である。この検査装置は、前記シート材の表面を転動するローラーと、前記ローラーの回転軸と平行な支持軸と、前記支持軸を支持する支持フレームと、前記支持軸を中心に回動する揺動フレームと、前記揺動フレームの近接を検知する検知器とを備える。前記揺動フレームの一端部に前記ローラーは位置し、当該揺動フレームの一端部と他端部との間に前記支持軸は位置する。前記揺動フレームの一端部が上昇すると当該揺動フレームの他端部が下降し、当該揺動フレームが前記検知器に近接する。

好ましくは、この検査装置では、前記シート材の表面を転動するローラーの変位が予め設定された変位に達すると、前記検知器は前記揺動フレームの近接を検知する。

好ましくは、この検査装置では、前記支持軸から前記揺動フレームの他端部までの長さは前記支持軸から前記揺動フレームの一端部までの長さよりも長い。

好ましくは、この検査装置では、前記支持軸から前記揺動フレームの一端部までの長さに対する、前記支持軸から前記揺動フレームの他端部までの長さの比は３以上５以下である。

好ましくは、この検査装置では、前記支持軸を中心とする前記揺動フレームの他端部の軌跡を表す円弧の半径に対する、当該支持軸から前記検知器までの距離の比は０．７以上である。

好ましくは、この検査装置では、前記検知器は近接スイッチである。

本発明の検査装置によれば、シート材の皺と接合部分との区別が可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る検査装置が示された正面図である。 図２は、検査装置の側面図である。 図３は、図２の検査装置の一部が示された側面図である。 図４は、検査装置の動作を説明する説明図である。 図５は、シート材の接合部分と皺の部分とが示された概略図である。

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及び２には、本発明の一実施形態に係る検査装置２の一例が示される。この検査装置２は、シート材Ｓの表面状態を検査する装置である。図１において、左右方向は検査装置２の幅方向である。この左右方向は、シート材Ｓの幅方向でもある。図２において、左右方向は検査装置２の長さ方向である。この図２の左右方向は、シート材Ｓの長さ方向でもある。

この検査装置２では、コンベア４にて移送中のシート材Ｓの表面状態が検査される。詳述しないが、このシート材Ｓの移送に用いられるコンベア４としては、ベルトコンベア及びローラーコンベアが挙げられる。

図２においてシート材Ｓは、左側から右側に向かってコンベア４により移送される。この図２の左右方向はシート材Ｓの移送方向でもある。この図２において、左側は検査装置２の上流側であり、右側はこの検査装置２の下流側である。

この検査装置２の検査対象であるシート材Ｓは、多数のシート片を順次接合して得られる、長尺のシート成形体である。このシート材Ｓは、図５（ａ）に示されるような、接合部分Ｊを含む。図示されないが、このシート材Ｓが、例えば、タイヤの構成部材としてのカーカスやベルトに用いられる部品である場合、このシート材Ｓは並列した多数のコードを含み、これらコードはトッピングゴムで覆われる。この検査装置２の検査対象であるシート材Ｓは、タイヤの構成部材としてのカーカスやベルトの部品として用いられるシート材に限定されない。

この検査装置２は、ローラー６と、支持軸８と、第一支持フレーム１０と、揺動フレーム１２と、検知器１４と、第二支持フレーム１６とを備える。

ローラー６は、コンベア４にて移送中のシート材Ｓの上方に配置される。このローラー６は、シート材Ｓの表面を転動する。このローラー６は、検査装置２の幅方向に延びる回転軸１８と、この回転軸１８の周囲を覆う円筒状の接触部材２０とを備える。回転軸１８は、揺動フレーム１２の一端部２２において、この揺動フレーム１２に回動可能に支持される。接触部材２０の外周面は平滑であり、この外周面がシート材Ｓの表面に接触する。この接触部材２０の材質に特に制限はないが、シート材Ｓよりも硬く、しかもこのシート材Ｓの表面状態を変化させることがない材質がこの接触部材２０の材質として好適に選定される。この接触部材２０の材質としては、例えば、機械構造用炭素鋼が挙げられる。

図１及び２において、ローラー６が転動しているのは、シート材Ｓの平坦部分Ｆである。このシート材Ｓでは、接合部分Ｊも、皺Ｗもない部分が、平坦部分Ｆである。ローラー６が平坦部分Ｆを転動している状態がこの検査装置２の基準状態である。

支持軸８は、検査装置２の幅方向に延びる。この検査装置２では、支持軸８はローラー６の回転軸１８と平行である。支持軸８は、シート材Ｓの上方に位置し、回転軸１８よりもこの検査装置２の上流側に位置する。この検査装置２では、支持軸８は丸棒からなる。

第一支持フレーム１０は、支持軸８を支持する。この検査装置２では、第一支持フレーム１０は、上下方向に延びる一対の棒材２４を備える。これら棒材２４は、この検査装置２の本体フレーム２６に固定される。一方の棒材２４と他方の棒材２４とは、幅方向に間隔をあけて配置される。それぞれの棒材２４に、この検査装置２の幅方向に延びる貫通孔が設けられる。この貫通孔に支持軸８の端部が通され、この支持軸８が棒材２４に支持される。この検査装置２では、棒材２４の貫通孔に軸受け２８がはめ込まれ、この軸受け２８に支持軸８が通される。これにより、軸受け２８を介して、支持軸８が第一支持フレーム１０に回動可能に支持される。

揺動フレーム１２は、例えば、複数の棒材３０を組み合わせて構成される。図１に示されるように、この検査装置２の揺動フレーム１２は、複数の棒材３０を格子状に配置し、棒材３０同士を接合することにより構成される。この揺動フレーム１２を構成する棒材３０のうち、検査装置２の幅方向に延びる棒材３０は横棒材３２と称され、この横棒材３２に対して垂直に延びる棒材３０は縦棒材３４と称される。

この検査装置２では、揺動フレーム１２は、検査装置２の幅方向に並列した４本の縦棒材３４を含む。これら４本の縦棒材３４には、幅方向に延びる貫通孔が設けられ、この貫通孔に前述の支持軸８が通される。前述したように、支持軸８は支持フレームに回動可能に支持される。この揺動フレーム１２は、支持軸８を中心に回動する。

この検査装置２では、４本の縦棒材３４のうち、幅方向において内側に位置する２本の縦棒材３４ａは、その下流側の端部において、前述のローラー６の回転軸１８を支持する。この検査装置２では、この下流側の端部が、揺動フレーム１２において最も下流側に位置する、この揺動フレーム１２の一端部２２である。この検査装置２のローラー６は揺動フレーム１２の一端部２２に位置する。

幅方向において外側に位置する２本の縦棒材３４ｂのうち、一方の縦棒材３４ｂ１は他方の縦棒材３４ｂ２よりも長く、この一方の縦棒材３４ｂ１の上流側の端部がこの揺動フレーム１２において最も上流側に位置する。この検査装置２では、この上流側の端部が揺動フレーム１２の他端部３６である。

前述したように、この検査装置２では、支持軸８は、揺動フレーム１２の一部をなす４本の縦棒材３４に設けられた貫通孔に通される。この貫通孔は、揺動フレーム１２の一端部２２と他端部３６との間に位置する。したがって、この貫通孔に通される支持軸８も、揺動フレーム１２の一端部２２と他端部３６との間に位置する。

図２に示されるように、揺動フレーム１２は、検査装置２の長さ方向に対して傾斜する。上流側に位置する揺動フレーム１２の他端部３６は、下流側に位置するこの揺動フレーム１２の一端部２２よりも上方に位置する。前述したように、揺動フレーム１２は支持軸８を中心に回動する。この揺動フレーム１２の一端部２２が上方に移動すると、この揺動フレーム１２の他端部３６は下方に移動する。この検査装置２では、この他端部３６が下方に大きく移動すると、揺動フレーム１２が検知器１４の前を通過する。

検知器１４は、支持軸８の上流側に位置する。この検知器１４は、揺動フレーム１２の近接を検知する。この検査装置２では、検知器１４は近接スイッチである。この近接スイッチとしては、例えば、ＪＩＳ Ｃ８２０１−５−２に記載の、誘導形及び静電容量形近接スイッチ、超音波形近接スイッチ、光電形近接スイッチ、並びに非機械式磁気形近接スイッチが挙げられる。

第二支持フレーム１６は、第一支持フレーム１０の下流側に位置する。この第二支持フレーム１６は、検知器１４を支持する。この検査装置２では、第二支持フレーム１６は、上下方向に延びる第一棒材３８と、長さ方向に対して傾斜して延びる第二棒材４０とを備える。第一棒材３８は、この検査装置２の本体フレーム２６に固定される。

図２に示されるように、この検査装置２では、第一棒材３８は、検査装置２の長さ方向において、支持軸８と揺動フレーム１２の他端部３６との間に位置する。第二棒材４０の支持軸８側の端部（以下、一端部）は、第一棒材３８の上端付近において、第一棒材３８に固定される。第二棒材４０の他端部は、第二棒材４０の一端部よりも上流側に位置する。この第二棒材４０の他端部は、第二棒材４０の一端部よりも下方に位置する。この検査装置２では、この第二棒材４０の他端部に検知器１４が取り付けられる。

この検査装置２では、第二支持フレーム１６は、この第二支持フレーム１６が支持する検知器１４が揺動フレーム１２の近接を検知できる位置に配置される。図１に示されるように、この検査装置２では、揺動フレーム１２に含まれる４本の縦棒材３４のうち、この揺動フレーム１２の他端部３６をなし、この揺動フレーム１２の近接の検知対象である縦棒材３４ｂ１の幅方向外側に、第二支持フレーム１６が配置される。この第二支持フレーム１６の第二棒材４０と縦棒材３４ｂ１との間に検知器１４が位置するように、検知器１４が第二棒材４０に取り付けられる。

図３には、図２に示された検査装置２の一部が示される。この図３には、この検査装置２の基準状態における揺動フレーム１２の状態が実線で示されている。図３において、左右方向は検査装置２の長さ方向であり、シート材Ｓの移送方向である。この図３において、左側は検査装置２の上流側であり、右側はこの検査装置２の下流側である。

図３において、実線ＢＬは、揺動フレーム１２の他端部３６の軌跡を表す。前述したように、この検査装置２では、揺動フレーム１２は支持軸８を中心に回動する。したがって、この他端部３６の軌跡は支持軸８を中心とする円弧で表される。図３においては、この他端部３６の軌跡を表す円弧の中心が符号ＰＣで表される。この検査装置２では、円弧の中心ＰＣは支持軸８の中心により特定される。符号ＰＢは、他端部３６の軌跡を特定するためのこの他端部３６の基準位置である。この基準位置ＰＢは、支持軸８の中心から揺動フレーム１２の他端部３６を含む縦棒材３４ｂ１の端面４２までの距離が最短となる位置により特定される。

図３は、揺動フレーム１２の他端部３６と検知器１４との位置関係を示す。この図３に示されるように、この検査装置２では、検知器１４は、支持軸８を中心とする揺動フレーム１２の他端部３６の軌跡を表す円弧の内側に位置する。また、検査装置２の基準状態において、検知器１４は揺動フレーム１２の他端部３６の下側に位置する。

図４（ａ）に示されるように、シート材Ｓの接合部分Ｊがローラー６の直下を通過すると、この接合部分Ｊがローラー６を迫り上げる。図４（ｂ）に示されるように、シート材Ｓの皺Ｗの部分がローラー６の直下を通過する場合においても、この皺Ｗの部分がローラー６を迫り上げる。

この検査装置２では、ローラー６が接合部分Ｊ又は皺Ｗの部分を通過すると、ローラー６は上方に移動する。ローラー６は揺動フレーム１２の一端部２２に設けられるので、ローラー６が上昇すると、この一端部２２が上昇する。揺動フレーム１２は支持軸８を中心に回動するので、この一端部２２の上昇により、揺動フレーム１２の他端部３６が下降する。この検査装置２では、揺動フレーム１２の一端部２２が上昇するとこの揺動フレーム１２の他端部３６が下降し、この揺動フレーム１２が検知器１４に近接する。

シート材Ｓにおいて、図５（ｂ）に示された皺Ｗの部分は見かけ上、図５（ａ）に示された接合部分Ｊよりも厚い。このため、ローラー６が皺Ｗの部分を通過する際のローラー６の位置の変化量、すなわちローラー６の変位は、このローラー６が接合部分Ｊを通過する際のローラー６の変位よりも大きい。したがって、ローラー６が皺Ｗの部分を通過する際の揺動フレーム１２の他端部３６の下降量は、ローラー６が接合部分Ｊを通過する際の揺動フレーム１２の他端部３６の下降量よりも大きい。

この検査装置２では、図４に示されるように、ローラー６が接合部分Ｊを通過する場合には揺動フレーム１２は検知器１４には到達せず、ローラー６が皺Ｗの部分を通過する場合に揺動フレーム１２が検知器１４に到達するように、検知器１４の位置又は揺動フレーム１２の動きが調整される。これにより、ローラー６が皺Ｗの部分を通過する場合にのみ、検知器１４が揺動フレーム１２の近接を検知する。この検査装置２では、シート材Ｓの皺Ｗと接合部分Ｊとの区別が可能である。この検査装置２を用いることで、コンベア４にてシート材Ｓを移送している間に、シート材Ｓに皺Ｗが発生していることが検知できる。この検査装置２は、高品質なタイヤの安定な製造に貢献する。この観点から、この検査装置２では、シート材Ｓの表面を転動するローラー６の変位が予め設定された変位に達すると、検知器１４が揺動フレーム１２の近接を検知するのが好ましい。なお、予め設定された変位とは、例えば、検知対象が皺Ｗである場合には、シート材Ｓの表面から皺Ｗの頂までの高さに基づいて設定された変位を意味する。

図２において、符号ＰＡはローラー６の回転軸１８の中心である。この検査装置２では、この回転軸１８の中心ＰＡが揺動フレーム１２の一端部２２の基準位置である。ローラー６の変位は、この基準位置ＰＡの上下方向の移動距離により表される。符号ＰＣは、前述の、他端部３６の軌跡を表す円弧の中心であり、支持軸８の中心である。符号ＰＢは、揺動フレーム１２の他端部３６の基準位置である。この検査装置２では、ローラー６の回転軸１８の中心ＰＡ、支持軸８の中心ＰＣ及び他端部の基準位置ＰＢは、同一直線上に位置する。この図２において、この直線が実線ＦＬで表されている。この実線ＦＬは、揺動フレーム１２の基準線である。

図２において、両矢印Ｗ１は支持軸８から揺動フレーム１２の一端部２２までの長さである。この長さＷ１は、支持軸８の中心ＰＣから揺動フレーム１２の一端部２２の基準位置ＰＡまでの距離により表される。両矢印Ｗ２は、支持軸８から揺動フレーム１２の他端部３６までの長さである。この長さＷ２は、支持軸８の中心ＰＣから揺動フレーム１２の他端部３６の基準位置ＰＢまでの距離により表される。この長さＷ２は、図３に示された、支持軸８を中心とする揺動フレーム１２の他端部３６の軌跡ＢＬを表す円弧の半径Ｒに等しい。

図２に示されるように、この検査装置２では、支持軸８から揺動フレーム１２の他端部３６までの長さＷ２は支持軸８から揺動フレーム１２の一端部２２までの長さＷ１よりも長い。この検査装置２では、ローラー６の変位が揺動フレーム１２の他端部３６の変位により特定される。長さＷ２が長さＷ１よりも長いので、揺動フレーム１２の他端部３６の変位が効果的に増幅される。このため、ローラー６の変位が１ｍｍ程度であっても、この検査装置２では、シート材Ｓの皺Ｗと接合部分Ｊとが明確に区別できる。この検査装置２は、高品質なタイヤの安定な製造に貢献する。この観点から、この検査装置２では、支持軸８から揺動フレーム１２の他端部３６までの長さＷ２は支持軸８から揺動フレーム１２の一端部２２までの長さＷ１よりも長いのが好ましい。

この検査装置２では、支持軸８から揺動フレーム１２の一端部２２までの長さＷ１に対する支持軸８から揺動フレーム１２の他端部３６までの長さＷ２の比は３以上が好ましく、５以下が好ましい。この比が３以上に設定されることにより、ローラー６の変位を特定する揺動フレーム１２の他端部３６の変位がより効果的に増幅される。この観点から、この比は３．５以上がより好ましい。この比が５以下に設定されることにより、揺動フレーム１２の長さが適切に維持される。この揺動フレーム１２は検査装置２のコンパクト化に貢献する。この観点から、この比は４．５以下がより好ましい。

この検査装置２では、支持軸８から揺動フレーム１２の一端部２２までの長さＷ１と、支持軸８から揺動フレーム１２の他端部３６までの長さＷ２との和、すなわち揺動フレーム１２の一端部２２から他端部３６までの長さは、ローラー６の変位を特定する揺動フレーム１２の他端部３６の変位がより効果的に増幅される観点から、５００ｍｍ以上が好ましく、５５０ｍｍ以上がより好ましい。検査装置２のコンパクト化の観点から、この揺動フレーム１２の一端部２２から他端部３６までの長さは、７００ｍｍ以下が好ましく、６５０ｍｍ以下がより好ましい。

図２において、符号αは揺動フレーム１２の傾斜角度である。この傾斜角度αは、揺動フレーム１２の基準線ＦＬが鉛直方向に対してなす角度で表される。なお、この傾斜角度αは、基準状態にある検査装置２において特定される。

この検査装置２では、ローラー６の変位を特定する揺動フレーム１２の他端部３６の変位がより効果的に増幅される観点から、揺動フレーム１２の傾斜角度αは４０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましい。この傾斜角度αは７０°以下が好ましく、６０°以下がより好ましい。

図３において、符号ＰＳは検知器１４の基準位置である。この基準位置ＰＳは、検知器１４において物体の近接を検知する部分の中心により表される。両矢印ＤＳは、支持軸８から検知器１４までの距離である。この距離ＤＳは、支持軸８の中心ＰＣから検知器１４の基準位置ＰＳまでの距離により表される。図３において、両矢印Ｒは支持軸８を中心とする前記揺動フレーム１２の他端部３６の軌跡を表す円弧の半径である。前述したように、この半径Ｒは、支持軸８から揺動フレーム１２の他端部３６までの長さＷ２に等しい。

この検査装置２では、支持軸８を中心とする揺動フレーム１２の他端部３６の軌跡ＢＬを表す円弧の半径Ｒに対する、この支持軸８から検知器１４までの距離ＤＳの比は０．７以上が好ましい。これにより、検知器１４がシート材Ｓの皺Ｗと接合部分Ｊとを明確に区別して検知できる。この観点から、この比は０．８以上がより好ましい。検知器１４がシート材Ｓの皺Ｗを確実に検知できる観点から、この比は１以下が好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、シート材Ｓの皺Ｗと接合部分Ｊとの区別が可能な検査装置２が得られる。この検査装置２を用いることで、コンベア４にてシート材Ｓを移送している間に、シート材Ｓに皺Ｗが発生していることが検知できる。この検査装置２は、高品質なタイヤの安定な製造に貢献する。

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、ローラーの変位に基づきシート材の表面状態を検査する技術は、種々な用途のタイヤの製造に適用できる。

２・・・検査装置
４・・・コンベア
６・・・ローラー
８・・・支持軸
１０・・・第一支持フレーム
１２・・・揺動フレーム
１４・・・検知器
１６・・・第二支持フレーム
１８・・・ローラー６の回転軸
２２・・・揺動フレーム１２の一端部
３６・・・揺動フレーム１２の他端部

Claims (6)

1. コンベアにて移送中のシート材の表面状態を検査する検査装置であって、
   前記シート材の表面を転動するローラーと、
   前記ローラーの回転軸と平行な支持軸と、
   前記支持軸を支持する支持フレームと、
   前記支持軸を中心に回動する揺動フレームと、
   前記揺動フレームの近接を検知する検知器と
   を備え、
   前記揺動フレームの一端部に前記ローラーが位置し、当該揺動フレームの一端部と他端部との間に前記支持軸が位置し、
   前記揺動フレームの一端部が上昇すると当該揺動フレームの他端部が下降し、当該揺動フレームが前記検知器に近接する、検査装置。
2. 前記シート材の表面を転動するローラーの変位が予め設定された変位に達すると、前記検知器が前記揺動フレームの近接を検知する、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記支持軸から前記揺動フレームの他端部までの長さが前記支持軸から前記揺動フレームの一端部までの長さよりも長い、請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記支持軸から前記揺動フレームの一端部までの長さに対する前記支持軸から前記揺動フレームの他端部までの長さの比が３以上５以下である、請求項３に記載の検査装置。
5. 前記支持軸を中心とする前記揺動フレームの他端部の軌跡を表す円弧の半径に対する、当該支持軸から前記検知器までの距離の比が０．７以上である、請求項１から４のいずれかに記載の検査装置。
6. 前記検知器が近接スイッチである、請求項１から５のいずれかに記載の検査装置。

Images