JP3149576B2 - 内径測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒状空間を有するタ
イヤ（以下ワークともいう）を芯出ししつつその内径を
測定する内径測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークの円筒状空間の内径を用いて自動
段取換えを行う自動機の前段には、ワークを芯出ししつ
つその内径を測定する内径測定装置が従来設けられてい
る。従来の内径測定装置は、ワークの芯出しをした後に
円筒状空間の略中心から１本のアーム（接触子）をシリ
ンダ等で張り出させ、このアーム先端がワークに接触し
た位置から内径を測定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の内径測定装置では、ワークをアームの中心位置
に精度よく芯出ししないと、位置ずれの分だけ内径測定
の誤差が生じてしまう、という問題があった。

【０００４】本発明の目的は、ワークの円筒状空間の内
径を精度よく測定することの可能な内径測定装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送されてく
る円筒状空間を有するタイヤを芯出ししつつその内径を
測定する内径測定装置に適用され、そして上述の目的
は、前記タイヤを外側から芯出し可能な位置に保持する
センタリング装置と、前記円筒状空間に対して挿入方向
の先端がすぼまるように斜めにされた状態で挿入される
タッチプレートを張り出し方向の前面に有し前記タイヤ
の円筒状空間内の所定のセンタリング中心から均等にか
つ放射状に張り出す少なくとも３つの張り出しプレート
と、前記タッチプレートを前記タイヤに当接するまで張
り出させて、前記センタリング装置により保持された前
記タイヤの芯出しを行う駆動手段と、芯出しまでの前記
張り出しプレートの移動量から前記円筒状空間の内径を
検出する内径検出手段とを設けることにより達成され
る。

【０００６】

【作用】搬送されてくるワークであるタイヤをセンタリ
ング装置によってセンタリングした上で、タイヤ内の円
筒状空間に挿入しやすいように先端がすぼめられたタッ
チプレートを前面に有する張り出しプレートがタイヤに
当接するまでセンタリング中心から均等にかつ放射状に
駆動手段により張り出されることにより、タイヤがセン
タリング中心に対して精度よく芯出しされる。したがっ
て、このときの張り出しプレートの移動量から求めたタ
イヤの内径はセンタリング中心から測定したものにほぼ
等しくなる。

【０００７】

【実施例】図３および図４は、本発明による内径測定装
置の一実施例を示す図であって、図３は全体構成を示す
概略正面図、図４は同概略平面図である。本実施例の内
径測定装置は、タイヤの内径を測定する装置である。

【０００８】図３および図４において、１はベルトコン
ベアであり、所定方向（矢印Ａで図示）にタイヤＴを供
給する。ベルトコンベア１の下流側には、その上部にセ
ンタリング装置２が配置されている。センタリング装置
２は、ベルトコンベア１を挾んで図４の上下にそれぞれ
２本ずつ配置され、先端部にローラ３ａ、３ｂを有する
４本のセンタリングアーム４ａ、４ｂを備えている。セ
ンタリングアーム４ａ、４ｂの基端部には互いに噛合す
るギア５ａ、５ｂが固設されている。６は図４の上下に
それぞれ配置された一対の流体圧シリンダであり、その
作動ロッド６ａはレバー７を介してセンタリングアーム
４ａに連結されている。各流体圧シリンダ６は不図示の
同期手段により同期して作動する。センタリング装置２
の中央部には張出部１０が配置されており、この張出部
１０は、ベルトコンベア１のフレーム１ａに固設された
流体圧シリンダ１１により上下動可能とされている。以
下、図１および図２を参照して張出部１０の詳細につい
て説明する。

【０００９】図１は張出部を示す一部断面正面図、図２
は一部断面平面図である。図１では、中心線を挾んで右
が待機状態を示し、左が動作状態を示している。これら
の図において、１２は不図示のモータにより回転駆動さ
れる主軸であり、軸受１３によりフレーム１４に回動可
能に軸支されている。主軸１２は、その軸線がセンタリ
ング装置２のセンタリング中心Ｏ（図４参照）を通るよ
うに配置されている。主軸１２の上端には同一構成の２
枚のピニオン１５、１６が取り付けられているととも
に、各ピニオン１５、１６の両側には、同一構成の一対
の丸ラック１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ（以下、符
号１７、１８で代表することもある）がそれぞれ噛合さ
れている。共通のピニオン１５、１６に噛合する一対の
丸ラック１７、１８はそれぞれ水平かつ平行に配置さ
れ、かつ、丸ラック１７および丸ラック１８は平面的に
見て互いに直交するように配置されている。各丸ラック
１７、１８は、フレーム１４に形成された案内溝１９に
嵌入されることでその長手方向に沿って移動可能とされ
ている。

【００１０】フレーム１４の側部には、主軸１２の周方
向に９０゜間隔で４枚のプレート２０が設けられてお
り、各プレート２０の下部には共通のピニオン１５、１
６に噛合する一対のラック１７、１８が連結されてい
る。より詳細には、図２に示すように、プレート２０に
は貫通孔２０ａが形成されてこの貫通孔２０ａ内にラッ
ク１７の一端部１７ｃが摺動可能に内嵌されている。一
方、ラック１７の他端部１７ｄはボルト２１を介してプ
レート２０に直接固設されている。ラック１７の一端部
１７ｃの上方のフレーム１４には貫通孔２２が穿設さ
れ、この貫通孔２２には、一端がボルト２３を介してプ
レート２０に固設された摺動ロッド２４が挿入されてい
る。そして、図２に示すように、貫通孔２０ａおよび摺
動ロッド２４の設けられる位置が一対のラック１７で互
い違いに（図２において左右に）されることにより、ピ
ニオン１５の図中矢印Ｗ方向の回転により相対向するプ
レート２０が互いに離間され、逆に矢印Ｎ方向の回転に
より相対向するプレート２０が互いに近接される。すな
わち、プレート２０はピニオン１５の回転により主軸１
２の軸線（これはセンタリング中心Ｏを通る線である）
を中心として互いに離接可能とされる（詳細は後述）。
なお、ラック１８およびピニオン１６の関係も同様であ
るため、説明を省略する。

【００１１】各プレート２０の外面には、ブラケット２
５、ピン２６を介してチャンネル状のタッチプレート２
７が揺動可能に設けられている。タッチプレート２７の
下部とプレート２０との間にはスプリング２８が介装さ
れている。プレート２０の上部にはタッチプレート２７
に向けてストッパピン２９が突設され、これに対向する
位置のタッチプレート２７の内面にはストッパ受板３０
が取り付けられている。したがって、外力が作用しない
状態では、図１の右半分に示すようにタッチプレート２
７はスプリング２８の付勢力により下部が外方に突出す
る方向に回動され、ストッパ受板３０がストッパピン２
９に当接してその回動が規制されている。

【００１２】各プレート２０の下端には、タッチプレー
ト２７の下端位置を検出する近接センサ３１が設けられ
ている。近接センサ３１は、スプリング２８の付勢力に
抗して図１の左半分に示すようにタッチプレート２７が
略直立した時点で検出信号を出力する。この近接センサ
３１の検出信号は、主軸１２を駆動する不図示のモータ
制御に用いられる。３２は、主軸１２と一体に回転する
円板、３３はこの円板３２から外方に延出する逆Ｌ字状
のドグである。主軸１２の周囲には、ドグ３３と対向す
る位置に複数の近接センサ３４（図１では１つのみ図
示）が周方向に間隔をおいて設けられている。本実施例
では近接センサ３４が主軸１２の周囲に５個設けられ、
各近接センサ３４は、後述のように12”（インチ）、1
3”、14”、15”および16”の内径を有するタイヤＴの
内面にタッチプレート２７が当接して略直立状態になっ
たときに、ドグ３３に対向して検出信号を出力できる位
置にそれぞれ配置されている。各近接センサ３４からの
検出信号は不図示の内径判別手段に入力される。

【００１３】次に、図１〜図４を参照して、本実施例の
動作について説明する。ベルトコンベア１によりタイヤ
Ｔが搬送され、後述のようにセンタリング装置２により
タイヤＴの芯出しが行われるまで、張出部１０は流体圧
シリンダ１１により図１にＵＬで示すコンベア１の上面
よりも下に没した状態に位置されている。また、張出部
１０のタッチプレート２７は最も収縮した位置、すなわ
ち相対向するタッチプレート２７間の距離が最小となる
位置（図１の右半分に示す待機状態）にある。この状態
でベルトコンベア１によりタイヤＴが搬送され、タイヤ
Ｔが張出部１０の略上方に至った位置（図４において実
線で示す位置）でタイヤＴが停止する。

【００１４】次いで、一対の流体圧シリンダ６が同期し
てその作動ロッド６ａを収縮し、レバー７を同時に駆動
すると、図４の矢印Ｂで示すようにセンタリングアーム
４ａ、４ｂが揺動してその先端のローラ３ａ、３ｂがタ
イヤＴに向かって接近する。図示例ではローラ３ａが先
にタイヤＴに当接し、このタイヤＴをセンタリング中心
Ｏに向かって押圧移動する。そして、ローラ３ｂがタイ
ヤＴに当接した時点で４つのローラ３ａ、３ｂによりタ
イヤＴが四隅から挾持され、タイヤＴがセンタリング中
心Ｏに芯出しされる。

【００１５】タイヤＴがセンタリング中心Ｏに芯出しさ
れたら、流体圧シリンダ１１が作動して張出部１０を図
１に示す位置まで上昇させる。次に、不図示のモータに
より主軸１２が回転駆動され、ピニオン１５、１６が図
２の矢印Ｗの方向に回転される。これに噛合する丸ラッ
ク１７、１８は、図２において丸ラック１７ａが右方に
移動し、丸ラック１７ｂが左方に移動することにより各
丸ラック１７ａ、１７ｂに直結されたプレート２０を図
中左右に張り出させる。図示はしないが、丸ラック１８
ａ、１８ｂも同様に各丸ラック１８ａ、１８ｂに直結さ
れたプレート２０を張り出させる。これにより、相対向
するプレート２０およびこれにピン接合されたタッチプ
レート２７が互いに離間する方向に移動し、４枚のタッ
チプレート２７が主軸１２の軸線（センタリング中心
Ｏ）から放射状に張り出す。これらタッチプレート２７
はピニオン１５、１６および丸ラック１７、１８の噛合
により移動するため、４枚のタッチプレート２７の張り
出し量は均等である。

【００１６】タッチプレート２７がタイヤＴの内面（図
１においてその位置を線ＩＬで簡略化して示す）に当接
しない段階では、図１の右半分に示すようにタッチプレ
ート２７の下側はスプリング２８の付勢力により突出し
ている。そして、タッチプレート２７の下端がタイヤＴ
の内面ＩＬに当接した後もさらにタッチプレート２７が
放射状に張り出されると、スプリング２８の付勢力に抗
して図１の左半分（動作状態）に示すようにタッチプレ
ート２７が略直立し、近接センサ３１から検出信号が出
力される。４つの近接センサ３１から検出信号が出力さ
れた時点で不図示のモータが停止し、主軸１２の回転駆
動が停止されてタッチプレート２７の張り出し移動も停
止する。この時点で、不図示の内径判別手段は５つの近
接センサ３４のいずれから検出信号が出力されているか
を判断し、タイヤＴの内径を判別する。以降は、不図示
のロボットハンド等によりタイヤＴが芯出しされた状態
で後段の装置、たとえばバランサなどに搬送される。

【００１７】したがって、本実施例によれば、４枚のタ
ッチプレート２７を放射状に均等に張り出してタイヤＴ
の内面に当接したときの主軸１２の回転量、すなわちタ
ッチプレート２７の張り出し量からタイヤＴの内径を判
別しているので、タッチプレート２７がタイヤＴの内面
に当接した時点でタイヤＴを主軸１２の軸線、すなわち
センタリング中心Ｏへ精度よく芯出しすることができ、
このときの主軸１２の回転量を用いてセンタリング中心
Ｏを中心とするタイヤＴの内径を精度よく測定すること
ができる。この場合、アライメント装置２による芯出し
に誤差があっても、張出部１０による内径測定と同時に
精度よく芯出しが行われるため、問題はない。加えて、
複数のタッチプレート２７を放射状に均等に張り出して
内径測定を行っているので、従来のように１本のアーム
により内径測定を行う場合に比較して測定可能な内径の
範囲を広くとることができる。また、タイヤＴの内径測
定と同時にタイヤＴの正確な芯出しを行うことができ、
後段のバランサ等に精度よく芯出しした状態でタイヤＴ
を供給することができる。

【００１８】以上説明した実施例と請求の範囲との対応
において、タッチプレート２７は張り出しプレートを、
主軸１２、ピニオン１５、１６、丸ラック１７、１８、
スプリング２８および近接センサ３１は全体として駆動
手段を、ドグ３３および近接センサ３４は全体として内
径検出手段をそれぞれ構成している。なお、本発明のセ
ンタリング装置は、その細部が上述の一実施例に限定さ
れず、種々の変形が可能である。一例として、一実施例
では４枚のタッチプレートにより内径測定を行っていた
が、少なくとも３枚のタッチプレートがあれば芯出しお
よび内径測定を行うことができる。また、タッチプレー
トを放射状に張り出す手段およびその張り出し量検出手
段等の細部も一実施例のものに限らず、たとえばテーパ
コーンを用いてタッチプレートを放射状に張り出し、差
動トランスやリニアエンコーダ等を用いて張り出し量を
検出してもよい。この場合、張り出し量を連続的に測定
できて内径の絶対値を求めることができる。あるいは、
タッチプレートの張り出し方向に沿って近接センサを複
数設けて張り出し量を検出してもよい。さらに、本発明
のセンタリング装置は、タイヤ以外の円筒状空間を有す
るワークにも適用可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、搬送されてくるタイヤをセンタリング装置によっ
てセンタリングした上で、タイヤ内の円筒状空間に対し
て挿入しやすい形状を持つタッチプレートを有する張り
出しプレートを均等にかつ放射状に張り出し、このタッ
チプレートがタイヤに当接したときの張り出しプレート
の張り出し量からタイヤの内径を検出しているので、タ
ッチプレートがタイヤに当接した時点でこのタイヤをセ
ンタリング中心へ精度よく芯出しすることができる。し
たがって、このときの張り出しプレートの張り出し量に
よりセンタリング中心を中心とするタイヤの内径を精度
よく測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である内径測定装置を示す図
であって、張出部の一部断面正面図である。

【図２】張出部の一部断面平面図である。

【図３】内径測定装置の概略正面図である。

【図４】内径測定装置の概略平面図である。

【符号の説明】

１ ベルトコンベア ２ センタリング装置 １０ 張出部 １２ 主軸 １５、１６ ピニオン １７、１８ 丸ラック ２０ プレート ２７ タッチプレート ３１、３４ 近接センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 5/00 - 5/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送されてくる円筒状空間を有するタイ
   ヤを芯出ししつつその内径を測定する内径測定装置にお
   いて、 前記タイヤを外側から芯出し可能な位置に保持するセン
   タリング装置と、 前記円筒状空間に対して挿入方向の先端がすぼまるよう
   に斜めにされた状態で挿入されるタッチプレートを張り
   出し方向の前面に有し前記タイヤの円筒状空間内の所定
   のセンタリング中心から均等にかつ放射状に張り出す少
   なくとも３つの張り出しプレートと、 前記タッチプレートを前記タイヤに当接するまで張り出
   させて、前記センタリング装置により保持された前記タ
   イヤの芯出しを行う駆動手段と、 芯出しまでの前記張り出しプレートの移動量から前記円
   筒状空間の内径を検出する内径検出手段とを備えたこと
   を特徴とする内径測定装置。