JP3897638B2 - タイヤ成形装置における光学式変位センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ成形装置における光学式変位センサに関し、より詳細にはタイヤ製造時のゴムストリップ材料の送り出しにおけるゴムストリップ材料の弛み変位量と、被測定物の有無とを共に計測できる光学式変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ製造時の射出成形機から連続的に射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き込む作業においては、図３に示すように、ゴムストリップ材料２０（被測定物）の弛み量Ｄを変位センサ１１で検出しながら、射出成形機（図示しない）の射出速度や成形ドラム（図示しない）の回転速度を増減してゴムストリップ材料２０の送りを制御しており、このゴムストリップ材料２０の弛み量Ｄを検出する変位センサ１１に、三角測量法を原理とするレーザー変位センサを用いている。
【０００３】
このレーザー変位センサ１１は、投光部１１ａからレーザー光を放射し、この放射光がゴムストリップ材料２０で反射される。この反射された光を受光部１１ｂで受光し、受光部１１ｂの位置検出素子（ＰＳＤ）や受光素子（ＣＣＤ）等上の光スポットの位置から三角測量法の原理を用いて、ゴムストリップ材料２０までの距離Ｌを測定している。
【０００４】
この測定においては、測定精度に対応して測定可能な範囲Ｍが決まっており、ゴムストリップ材料２０が遠くなったり、近くなったりして測定範囲Ｍを超えると計測不可能となる。
【０００５】
そして、一般に市販されているレーザー変位センサの多くは、この計測不可能となった時に、ダーク（Dark：暗）信号と称する一定のアナログ信号を出力するが、このダーク信号は直前のアナログ信号レベルを保持する場合が多い。
【０００６】
一方、射出成形機から連続的に射出されるゴムストリップ材料をタイヤ成形ドラムに巻き込む作業において、作業途中のゴムストリップ材料の切断や作業終了時の材料切れが生じると、タイヤ成形ドラム等が空回りしてしまい、製造工程が乱れるので、このゴムストリップ材料の切断や材料切れを検出して、タイヤ成形ドラム等を停止する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の市販されているレーザー変位センサでは、ゴムストリップ材料の切断や材料切れの場合に、ダーク信号が発せられるが、弛み量が測定可能な範囲外となったか、ゴムストリップ材料が存在しなくなったかを区別して検知することはできず、適切な制御を行うことができないという問題がある。
【０００８】
そして、レーザー変位センサで、ゴムストリップ材料等の被測定物の切断や材料切れを検知しようとすると、計測可能範囲を拡大する必要が生じるが、計測精度を維持しながら計測範囲が広くしようとすると、センサの検出部の機構が大きくなってしまうという問題が生じる。
【０００９】
特に、タイヤ成形等の作業スペースが狭く、センサを配置できるスペースが限られていることが多いので、ゴムストリップ材料の有無の検出のために、新たなセンサを設けたり、大きなセンサを設けようとすると、設置場所の問題が生じ、実質的に配置できないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、被測定物の変位量の測定と共に、被測定物の有無の検出も行うことができる小型で安価なタイヤ成形装置における光学式変位センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのタイヤ成形装置における光学式変位センサは、射出成形機から射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き付けるタイヤ成形装置において使用する光学式変位センサであって、投光部と受光部を有し、前記投光部から放射され被測定物で反射された光を前記受光部で受けて前記被測定物との距離を測定するレーザー変位センサと、前記被測定物が存在しない時に前記投光部から放射される光を入射する受光器を備えて構成される。
【００１２】
あるいは、射出成形機から射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き付けるタイヤ成形装置において使用する光学式変位センサであって、投光部と受光部を有し、前記投光部から放射され被測定物で反射された光を前記受光部で受けて前記被測定物との距離を測定するレーザー変位センサと、前記被測定物が存在しない時に前記投光部から放射される光を反射する反射鏡と、該反射鏡によって反射された光を入射する受光器を備えて構成される。
【００１３】
このレーザー変位センサは、三角測量法に基づいて所定の測定範囲内における被測定物の変位量を測定するタイプのものが構造が簡単で小型で安価であるので、好ましいが、その他のものであっても、レーザー光を放射するタイプのものであればよい。
【００１４】
この構成によれば、被測定物の有無の検出にレーザー変位センサの光源を利用することができるので、フォトトランジスタ等の受光器のみを新たに設けるだけで、被測定物の有無を検出できるようになる。しかも、受光器の信号もＯＮ／ＯＦＦ信号だけでよいので、小型で安価なものを使用できる。
【００１５】
その上、レーザー変位センサで放射するレーザー光は外乱に強いので、被測定物から離れた位置に受光器を配置することができ、更に、反射鏡を使用することにより、受光器をレーザー変位センサの近傍に配置できるので、配線等が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態のタイヤ成形装置における光学式変位センサについて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式変位センサ１０の周囲を示す図で、タイヤ成形において、ゴムストリップ材料２０をローラ３０側に送り出す際に、光学式変位センサ１０を使用して、タイヤ成形作業のゴムストリップ材料２０の射出制御における弛み変位量の測定とゴムストリップ材料２０の有無の検出を行いながら、制御器４０でゴムストリップ材料２０の送り出しを制御している図である。
【００１８】
図１に示すように、光学式変位センサ１０は、レーザー変位センサ１１と受光器１２とから構成され、このレーザー変位センサ１１は、レーザー光を投光する投光部１１ａと、被測定物２０で反射された光を受光する受光部１１ｂを有して形成される。そして、投光部１１ａから放射したレーザー光がゴムストリップ材料２０で反射され、この反射された光を受光部１１ｂで受光し、受光部１１ｂの位置検出素子（ＰＳＤ）や受光素子（ＣＣＤ）等上の光スポットの位置から三角測量法の原理を用いて、ゴムストリップ材料２０までの距離Ｌを測定し、変位量Ｄを出力する。
【００１９】
そして、受光器１２は、受光時にＯＮ信号を出力し、非受光時にＯＦＦ信号を出力するセンサであり、フォトトランジスタ等で形成され、ゴムストリップ材料２０が存在しない時に、レーザー変位センサ１１が投光するレーザー光を入射できる部位に配置される。
【００２０】
この光学式変位センサ１０によれば、ゴムストリップ材料２０が存在する場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られて受光器１２に到達しないので、ＯＦＦ信号が出力され、ゴムストリップ材料２０が存在しない場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られることなく、受光器１２に到達するので、ＯＮ信号が出力される。このＯＮ／ＯＦＦ信号により、ストリップ材料２０の有無を検出することができる。なお、受光器１２が非受光時にＯＮ信号を出力し、受光時にＯＦＦ信号を出力する場合には、ＯＮ／ＯＦＦが逆となる。
【００２１】
そして、ゴムストリップ材料２０がある場合には、レーザー変位センサ１１により、弛み変位量Ｄを測定することができる。つまり、投光部１１ａから放射されるレーザー光が、ゴムストリップ材料２０で反射して受光部１１ｂに入射するので、三角測量法の原理を用いて距離Ｌ及び弛み変位量Ｄを測定でき、弛み変位量Ｄの大きさに従った信号が出力される。なお、ゴムストリップ材料２０が存在しなくなった時は、直前の信号レベルを保持するダーク信号を出力するが、これがダーク信号であるか否かは、受光器１２の出力で容易に判定できる。
【００２２】
図２に示すように、第２の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式変位センサ１０Ａは、レーザー変位センサ１１と受光器１２とミラー（反射鏡）１３とから構成される。
【００２３】
この光学式変位センサ１０Ａでは、レーザー変位センサ１１が投光するレーザー光を入射できる部位にミラー１３が配置され、このミラー１３で反射されたレーザー光を入射できる部位に受光器１２が配置される。これ以外は第１の実施の形態と同じである。
【００２４】
この光学式変位センサ１０Ａによれば、ゴムストリップ材料２０が存在する場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られてミラー１３及び受光器１２に到達しないので、ＯＦＦ信号が出力され、ゴムストリップ材料２０が存在しない場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られることなく、ミラー１３に到達し、反射して受光器１２に到達するので、ＯＮ信号が出力される。このＯＮ／ＯＦＦ信号により、ゴムストリップ材料２０の有無を検出することができる。また、レーザー変位センサ１１による弛み変位量Ｄの測定は、第１の実施の形態と同様に行われる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のタイヤ成形装置における光学式変位センサによれば、タイヤ成形装置において、スペースの限られた場所であっても、小型の受光器や反射鏡を増設するだけで、被測定物の弛み量等の変位量の測定と共に、被測定物の存在の有無も同時に検出できるようになるので、被測定物の送りを適切に制御できるようになる。
【００２６】
また、この構成によれば、被測定物の有無の検出を行うための機能をレーザー変位センサに追加して、レーザー変位センサの構造を大きくする必要がないので、このレーザー変位センサを小型のままにしておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式センサを配置した測定部分の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式センサを配置した測定部分の構成を示す図である。
【図３】従来技術のレーザー変位センサを配置した測定部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ 光学式変位センサ
１１ レーザー変位センサ
１１ａ 投光部
１１ｂ 受光部
１２ 受光器
１３ ミラー（反射鏡）
２０ ゴムストリップ材料（被測定物）
３０ ローラ
４０ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ成形装置における光学式変位センサに関し、より詳細にはタイヤ製造時のゴムストリップ材料の送り出しにおけるゴムストリップ材料の弛み変位量と、被測定物の有無とを共に計測できる光学式変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ製造時の射出成形機から連続的に射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き込む作業においては、図３に示すように、ゴムストリップ材料２０（被測定物）の弛み量Ｄを変位センサ１１で検出しながら、射出成形機（図示しない）の射出速度や成形ドラム（図示しない）の回転速度を増減してゴムストリップ材料２０の送りを制御しており、このゴムストリップ材料２０の弛み量Ｄを検出する変位センサ１１に、三角測量法を原理とするレーザー変位センサを用いている。
【０００３】
このレーザー変位センサ１１は、投光部１１ａからレーザー光を放射し、この放射光がゴムストリップ材料２０で反射される。この反射された光を受光部１１ｂで受光し、受光部１１ｂの位置検出素子（ＰＳＤ）や受光素子（ＣＣＤ）等上の光スポットの位置から三角測量法の原理を用いて、ゴムストリップ材料２０までの距離Ｌを測定している。
【０００４】
この測定においては、測定精度に対応して測定可能な範囲Ｍが決まっており、ゴムストリップ材料２０が遠くなったり、近くなったりして測定範囲Ｍを超えると計測不可能となる。
【０００５】
そして、一般に市販されているレーザー変位センサの多くは、この計測不可能となった時に、ダーク（Dark：暗）信号と称する一定のアナログ信号を出力するが、このダーク信号は直前のアナログ信号レベルを保持する場合が多い。
【０００６】
一方、射出成形機から連続的に射出されるゴムストリップ材料をタイヤ成形ドラムに巻き込む作業において、作業途中のゴムストリップ材料の切断や作業終了時の材料切れが生じると、タイヤ成形ドラム等が空回りしてしまい、製造工程が乱れるので、このゴムストリップ材料の切断や材料切れを検出して、タイヤ成形ドラム等を停止する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の市販されているレーザー変位センサでは、ゴムストリップ材料の切断や材料切れの場合に、ダーク信号が発せられるが、弛み量が測定可能な範囲外となったか、ゴムストリップ材料が存在しなくなったかを区別して検知することはできず、適切な制御を行うことができないという問題がある。
【０００８】
そして、レーザー変位センサで、ゴムストリップ材料等の被測定物の切断や材料切れを検知しようとすると、計測可能範囲を拡大する必要が生じるが、計測精度を維持しながら計測範囲が広くしようとすると、センサの検出部の機構が大きくなってしまうという問題が生じる。
【０００９】
特に、タイヤ成形等の作業スペースが狭く、センサを配置できるスペースが限られていることが多いので、ゴムストリップ材料の有無の検出のために、新たなセンサを設けたり、大きなセンサを設けようとすると、設置場所の問題が生じ、実質的に配置できないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、被測定物の変位量の測定と共に、被測定物の有無の検出も行うことができる小型で安価なタイヤ成形装置における光学式変位センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのタイヤ成形装置における光学式変位センサは、射出成形機から射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き付けるタイヤ成形装置において使用する光学式変位センサであって、投光部と受光部を有し、前記投光部から放射され被測定物で反射された光を前記受光部で受けて前記被測定物との距離を測定するレーザー変位センサと、前記被測定物が存在しない時に前記投光部から放射される光を入射する受光器を備えて構成される。
【００１２】
あるいは、射出成形機から射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き付けるタイヤ成形装置において使用する光学式変位センサであって、投光部と受光部を有し、前記投光部から放射され被測定物で反射された光を前記受光部で受けて前記被測定物との距離を測定するレーザー変位センサと、前記被測定物が存在しない時に前記投光部から放射される光を反射する反射鏡と、該反射鏡によって反射された光を入射する受光器を備えて構成される。
【００１３】
このレーザー変位センサは、三角測量法に基づいて所定の測定範囲内における被測定物の変位量を測定するタイプのものが構造が簡単で小型で安価であるので、好ましいが、その他のものであっても、レーザー光を放射するタイプのものであればよい。
【００１４】
この構成によれば、被測定物の有無の検出にレーザー変位センサの光源を利用することができるので、フォトトランジスタ等の受光器のみを新たに設けるだけで、被測定物の有無を検出できるようになる。しかも、受光器の信号もＯＮ／ＯＦＦ信号だけでよいので、小型で安価なものを使用できる。
【００１５】
その上、レーザー変位センサで放射するレーザー光は外乱に強いので、被測定物から離れた位置に受光器を配置することができ、更に、反射鏡を使用することにより、受光器をレーザー変位センサの近傍に配置できるので、配線等が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態のタイヤ成形装置における光学式変位センサについて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式変位センサ１０の周囲を示す図で、タイヤ成形において、ゴムストリップ材料２０をローラ３０側に送り出す際に、光学式変位センサ１０を使用して、タイヤ成形作業のゴムストリップ材料２０の射出制御における弛み変位量の測定とゴムストリップ材料２０の有無の検出を行いながら、制御器４０でゴムストリップ材料２０の送り出しを制御している図である。
【００１８】
図１に示すように、光学式変位センサ１０は、レーザー変位センサ１１と受光器１２とから構成され、このレーザー変位センサ１１は、レーザー光を投光する投光部１１ａと、被測定物２０で反射された光を受光する受光部１１ｂを有して形成される。そして、投光部１１ａから放射したレーザー光がゴムストリップ材料２０で反射され、この反射された光を受光部１１ｂで受光し、受光部１１ｂの位置検出素子（ＰＳＤ）や受光素子（ＣＣＤ）等上の光スポットの位置から三角測量法の原理を用いて、ゴムストリップ材料２０までの距離Ｌを測定し、変位量Ｄを出力する。
【００１９】
そして、受光器１２は、受光時にＯＮ信号を出力し、非受光時にＯＦＦ信号を出力するセンサであり、フォトトランジスタ等で形成され、ゴムストリップ材料２０が存在しない時に、レーザー変位センサ１１が投光するレーザー光を入射できる部位に配置される。
【００２０】
この光学式変位センサ１０によれば、ゴムストリップ材料２０が存在する場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られて受光器１２に到達しないので、ＯＦＦ信号が出力され、ゴムストリップ材料２０が存在しない場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られることなく、受光器１２に到達するので、ＯＮ信号が出力される。このＯＮ／ＯＦＦ信号により、ストリップ材料２０の有無を検出することができる。なお、受光器１２が非受光時にＯＮ信号を出力し、受光時にＯＦＦ信号を出力する場合には、ＯＮ／ＯＦＦが逆となる。
【００２１】
そして、ゴムストリップ材料２０がある場合には、レーザー変位センサ１１により、弛み変位量Ｄを測定することができる。つまり、投光部１１ａから放射されるレーザー光が、ゴムストリップ材料２０で反射して受光部１１ｂに入射するので、三角測量法の原理を用いて距離Ｌ及び弛み変位量Ｄを測定でき、弛み変位量Ｄの大きさに従った信号が出力される。なお、ゴムストリップ材料２０が存在しなくなった時は、直前の信号レベルを保持するダーク信号を出力するが、これがダーク信号であるか否かは、受光器１２の出力で容易に判定できる。
【００２２】
図２に示すように、第２の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式変位センサ１０Ａは、レーザー変位センサ１１と受光器１２とミラー（反射鏡）１３とから構成される。
【００２３】
この光学式変位センサ１０Ａでは、レーザー変位センサ１１が投光するレーザー光を入射できる部位にミラー１３が配置され、このミラー１３で反射されたレーザー光を入射できる部位に受光器１２が配置される。これ以外は第１の実施の形態と同じである。
【００２４】
この光学式変位センサ１０Ａによれば、ゴムストリップ材料２０が存在する場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られてミラー１３及び受光器１２に到達しないので、ＯＦＦ信号が出力され、ゴムストリップ材料２０が存在しない場合には、レーザー変位センサ１１から放射されるレーザー光はゴムストリップ材料２０に遮られることなく、ミラー１３に到達し、反射して受光器１２に到達するので、ＯＮ信号が出力される。このＯＮ／ＯＦＦ信号により、ゴムストリップ材料２０の有無を検出することができる。また、レーザー変位センサ１１による弛み変位量Ｄの測定は、第１の実施の形態と同様に行われる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のタイヤ成形装置における光学式変位センサによれば、タイヤ成形装置において、スペースの限られた場所であっても、小型の受光器や反射鏡を増設するだけで、被測定物の弛み量等の変位量の測定と共に、被測定物の存在の有無も同時に検出できるようになるので、被測定物の送りを適切に制御できるようになる。
【００２６】
また、この構成によれば、被測定物の有無の検出を行うための機能をレーザー変位センサに追加して、レーザー変位センサの構造を大きくする必要がないので、このレーザー変位センサを小型のままにしておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式センサを配置した測定部分の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のタイヤ成形装置における光学式センサを配置した測定部分の構成を示す図である。
【図３】従来技術のレーザー変位センサを配置した測定部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ 光学式変位センサ
１１ レーザー変位センサ
１１ａ 投光部
１１ｂ 受光部
１２ 受光器
１３ ミラー（反射鏡）
２０ ゴムストリップ材料（被測定物）
３０ ローラ
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Claims (2)
- 射出成形機から射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き付けるタイヤ成形装置において使用する光学式変位センサであって、投光部と受光部を有し、前記投光部から放射され被測定物で反射された光を前記受光部で受けて前記被測定物との距離を測定するレーザー変位センサと、前記被測定物が存在しない時に前記投光部から放射される光を入射する受光器を備えたタイヤ成形装置における光学式変位センサ。
- 射出成形機から射出されるゴムストリップ材料を成形ドラムに巻き付けるタイヤ成形装置において使用する光学式変位センサであって、投光部と受光部を有し、前記投光部から放射され被測定物で反射された光を前記受光部で受けて前記被測定物との距離を測定するレーザー変位センサと、前記被測定物が存在しない時に前記投光部から放射される光を反射する反射鏡と、該反射鏡によって反射された光を入射する受光器を備えたタイヤ成形装置における光学式変位センサ。
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