JP3934909B2 - 回転式マーキングヘッドを用いたマーキング方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字用塗料噴射ノズルを装着した回転式マーキングヘッドによるマーキング方法及び装置に関し、特に、タイヤにマークをするのに適したマーキング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤは必ずしも均一な重量分布になっていないため、バランサマシンで最も軽い箇所を測定し、その箇所にマーキングを行うことが行われている。このマーキングした箇所のマークに合わせてホイールの取付けを行う。マーキングによるマークの種類には、大別して円形のべた塗りとドーナツ状の中抜きの２種類のマークがある。
従来このマーキングでは、接触方式を採用しており、熱転写方式とスタンプが主に使用されている。タイヤのサイドウォール部の表面には、文字記号、修飾用のデコレーションライン、等が凹凸模様状に形成されている。そのため、この凹凸模様に原因して、マークの一部が欠けるなどマークが不完全かつ不鮮明に形成される問題があった。最近は情報量が多くなったため、タイヤに平らな部分が少なくなってきている。このため、従来の接触方式のマーキングでは、タイヤの凸部にしかマーキングができず、マーク不良が発生していた。マークの読み取りはセンサで行うため、マーク不良が発生するとタイヤの検査ラインが停止する問題がある。一方、非接触方式では、マーキングヘッドの直線運動によりマーキングを行う装置しかない。しかし、マーキングヘッドを直線運動させると広い作用空間を必要とするので、タイヤバランスマシンに搭載できなくなる。また、非接触方式では、多くの塗料噴射ノズルを必要とするため、コストが高い、広い設置面積が必要となる問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術が有する非接触方式の前述の問題を解決するためになされたもので、塗料噴射ノズルの数を減少し、且つ、作用空間を減少した回転式マーキングヘッドを用いたマーキング方法及び装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
直線上に略等間隔（Ｍ）に配列された複数の塗料噴射ノズルを有するマーキングヘッドを、塗料の噴射方向に略直角な方向に回転しながら、マークを形成する面、例えば、タイヤのサイドウォール面に塗料を噴射して、複数のドットからなるマークをタイヤのサイドウォール面上に形成する。マーキングヘッドの回転中心は、複数の塗料噴射ノズルが配列された直線上にあって、そのノズル配列の中心からＭ／４だけずれた点にある。マーキングヘッドを回転しながら、塗料を噴射するノズルを選択し、且つ、連続的に或いは間欠的に塗料をタイヤのサイドウォール面上に噴射して、所望のドットパターンからなるマークを形成する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
略Ｍ（ｍｍ）の間隔で一直線上に配列したＮ個の塗料噴射ノズルを有するマーキングヘッドを構成し、この塗料噴射ノズルの最外端の塗料噴射ノズルから、Ｍ^*（Ｎ−１）／２±Ｍ／４ （ｍｍ）の位置を回転中心にして、マーキングヘッドを３６０度以内回転する。塗料を噴射するノズルを選択し、且つ、連続的に或いは間欠的にマークを形成する面、又は、タイヤサイドウォール面に塗料を噴射させて複数のドットを形成しながら、マーキングヘッドを回転させることにより、所望のマークを形成する。タイヤにマークを形成する場合、マークの直径は、１４乃至１０ｍｍと定められているので、Ｍ＝３ｍｍの場合、ノズルの本数Ｎは４乃至３となる。
【０００６】
図１は、本発明による塗料噴射ノズル配列を概略的に示したもので、Ｎ＝４個のノズルを等間隔Ｍで直線上に配置した場合である。ノズル１は回転中心に最も近く、ノズル４は回転中心から最も離れた位置にある。回転中心を、左端（ノズル３の中心）から、Ｍ*（Ｎ−１）／２−Ｍ／４＝５／４Ｍ（ｍｍ）の位置、又は、右端（ノズル４の中心）から、Ｍ*（Ｎ−１）／２＋Ｍ／４＝７／４Ｍ （ｍｍ）の位置に配置したものである。
【０００７】
図２は、図１に示すノズル配列を回転中心の周りを矢印に示す方向（時計方向）に、９０度（図２（ａ））、１８０度（図２（ｂ））、３６０度（図２（ｃ））回転しながら、４つのノズルから塗料を噴射してできるドットパターンを表したものである。
【０００８】
回転する複数のノズルから噴射される塗料により形成される複数のドットによって均一な塗膜を形成するには、各ノズルの回転する円周上のドット数を回転の中心に近いところから、３、９、１５、・・・とすればよい。
【０００９】
これを一般的に表せば、回転中心からＮ番目の円周上のドット数をＩＮＴ（（２Ｎ−１）π）とすることにより、均一な塗膜が形成される。ここで、ＩＮＴ（・）は整数に切捨て変換する関数である。これを詳述すると次の通りである。均一な塗膜にするためには、径方向のドットピッチと円周方向のドットピッチを揃えなければならない。ノズルのピッチはＭであるから、回転ノズルによる径方向のドットピッチはＭ／２で固定値である。各円周長をドットピッチＭ／２で割った値が、対応する円周上のドット数である。回転中心に一番近いノズルの回転による円周長は、πＭ/２であるから、ドット数は、（πＭ／２）／（Ｍ／２）＝π となる。ドット数は整数であるから、ＩＮＴ（π）＝３となる。
【００１０】
さらに、ノズルが回転中心から離れるにつれて、円周長は、π（Ｍ／２＋Ｍ）、π（Ｍ／２＋２Ｍ）、となり、Ｎ個目のノズルでは、π（Ｍ／２＋（Ｎ−１）Ｍ）＝πＭ（Ｎ−１／２）となる。従って、回転中心からＮ番目の円周上のドット数は、一般的に、ＩＮＴ（（２Ｎ−１）π）となる。
塗料噴射ノズルは、従来のノズル、例えば、特開平２−１３１１６４に記載の印字用ガンと同様に構成することができる。塗料噴射ノズルはノズル弁とを有していて、塗料の噴射を制御できるようになっている。
【００１１】
【実施例】
図３は、本発明に用いるマーキング装置２００の概略立面図、図４は、その一部破断平面図である。マーキング装置２００は、３個の塗料噴射ノズル２０２の列を有するマーキングヘッド２０１とそれを回転駆動する構成要素からなる。マーキングヘッド２０１は、全体に円筒形のヘッド本体と、ヘッド本体上に装着された３個のノズル２０２からなる。ヘッド本体はステンレスなどの金属、或いは、溶剤に対して安定で、且つ、加工精度の出る、ＰＥＥＫ、ポリアミドイミド、ＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＰＳ、ＰＥＳなどのエンジニアリングプラスチックから構成することができる。図５（ａ）は、マーキングヘッド正面図、図５（ｂ）はマーキングヘッド背面図、図５（ｃ）はマーキングヘッド底面図である。マーキングヘッド底面に３個のノズル５０２からの塗料噴射孔５０３が略直線上に配列されている。マーキングヘッド２０１は、塗料供給孔５０４、ノズル洗浄エア供給孔５０５、ノズル洗浄液供給孔５０６、マーキングコイル５０７も有している。
ノズル２０２は、特開平２−１３１１６４に記載の印字用ガンの可動鉄心の戻し用スプリングを用いないで、塗料の流速で戻す、ガイド部隙間を狭くした構造とした。ノズル２０２の一端５０３から塗料を噴射し、他端は塗料供給孔５０４を介して塗料供給管（図示せず）に結合する。マーキングヘッド２０１は、ベアリングホルダ２０４に圧入或いは締りばめにより取り付けられる。本実施例では、ベアリングに深溝玉軸受けを用いたが、ラジアル荷重とスラスト荷重に耐えられる他のベアリングを用いることができる。
駆動アクチュエータ２０７はエアーシリンダを用いた。ベアリングホルダ２０４にベルト２０３を設けた。
マーキングヘッド２０１を３６０度以内、或いは、−１８０度乃至＋１８０度回転させた。マーキングヘッド２０１の回転速度は、６０乃至１２０ＰＰＭで動作させた。
マーキングヘッド２０１の回転角度位置は、ベルト２０３と連動するエンコーダ２０５によって検出した。
図６は、本発明の実施例によるマーキング装置２００を用いて、タイヤ６００のサイドウォール面にマークを形成するときの、タイヤ６００に対する位置関係を示す概略図である。タイヤ６００のサイドウォールの水平部分にマークを形成すると、タイヤを運搬中にタイヤ同士が擦れてマークが消える可能性があるので、タイヤ６００のリム側に近いサイドウォール面にマークを形成した。
図７は、本発明の実施例による３個の塗料噴射ノズルを有するマーキング装置２００を用いて形成した各種のマークを示したものである。
なお、エンコーダ２０５には、エンコーダ付きのモータを使用することもできるが、モータ制御系が複雑になる。駆動用アクチュエータにエアーシリンダ２０７を使用したが、ロータリーアクチュエータを使用すれば更に装置をコンパクトにすることができる。３６０°以内の回転でマークを付すことが出来るが、厚塗りを行ないたい場合には、往復でマークする又は３６０°を越える回転を行なえば良い。
【００１２】
【発明の効果】
複数の塗料噴射ノズルを直線上に配列したマーキングヘッドを、塗料の噴射方向に略直交する面内で、回転しながらマークを形成する方式としたので、塗料噴射ノズルの数を減少し、且つ、作用空間を減少することができた。本発明は、タイヤにバランスマークを付す為に使用でき、更に、円形のマークを付す事が望まれる各種材料の傷マークあるいは検査済みマークなどを付す為にも使用できる。
【００１３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による塗料噴射ノズル配列を原理的に示した平面図である。
【図２】図１に示すノズル配列を回転中心の周りを矢印に示す方向（時計方向）に、９０度（図（ａ））、１８０度（図（ｂ））、３６０度（図（ｃ））回転しながら、４つのノズルから塗料を噴射してできるドットパターンを表した図である。
【図３】本発明に用いるマーキング装置２００の概略立面図である。
【図４】図２に示すマーキング装置２００の一部破断平面図である。
【図５】図５（ａ）は、マーキングヘッド正面図、図５（ｂ）はマーキングヘッド背面図、図５（ｃ）はマーキングヘッド底面図である。
【図６】本発明の実施例によるマーキング装置２００を用いて、タイヤ６００のサイドウォール面にマークを形成するときの、位置関係を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例による３個の塗料噴射ノズルを有するマーキング装置２００を用いて形成した各種のマークを示した図。
【００１４】
【符号の説明】
２００ マーキング装置
２０１ マーキングヘッド
２０２ 塗料噴射ノズル
５０４ 塗料供給孔

Claims (9)

1. 回転軸を有し、該回転軸の周りに３６０度以内回転し得るマーキングヘッド、該マーキングヘッドを回転駆動する手段、複数の塗料噴射ノズル、及び該複数の塗料噴射ノズルにそれぞれ結合され塗料を供給する手段からなるマーキング装置であって、該回転軸を含み、且つ、該回転軸に平行な面内に、前記複数の塗料噴射ノズルが略Ｍ（ｍｍ）の間隔の配列で該回転軸と略同一方向に配置され、前記複数の塗料噴射ノズル配列の両端の塗料噴射ノズル間の距離の中点からＭ／４（ｍｍ）の距離の点を前記回転軸が直交するように構成した、マーキング装置。
2. 前記マーキングヘッドが略円筒形状である、請求項１に記載のマーキング装置。
3. 更に、前記複数の塗料噴射ノズルにそれぞれ結合された前記塗料を供給する手段を制御して、それぞれの塗料噴射ノズルへ塗料を供給し或いは遮断する制御手段を有する請求項１乃至２に記載のマーキング装置。
4. 前記マーキングヘッドを回転駆動する手段が、エアシリンダからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマーキング装置。
5. 前記マーキングヘッドの回転角度位置を検出するエンコーダを有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマーキング装置。
6. 前記マーキングヘッドの回転を−１８０度乃至＋１８０度の範囲で回転する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマーキング装置。
7. 直線上に略等間隔Ｍ（ｍｍ）に配列されたＮ個（Ｎ≧２の整数）の塗料噴射ノズルを有し、該塗料噴射ノズル配列の中心からＭ／４だけずれた点を通り、該塗料噴射ノズルの塗料噴射方向と略同一方向の回転軸を有するマーキングヘッドを回転しながら、マークを形成する面に塗料を噴射して、複数のドットからなるマークを形成する方法であって、前記マーキングヘッドを３６０度以内の範囲で回転しながら、塗料を噴射するノズルを選択し、且つ、連続的に或いは間欠的に塗料を前記マークを形成する面に噴射して、ドットパターンを変えて前記マークを形成する面にマークを形成する方法。
8. 前記マーキングヘッドを３６０度以内の範囲で回転しながら、前記回転軸からＮ番目の塗料噴射ノズルからの噴射塗料によって形成されるＮ番目の円周上のドット数をＩＮＴ（（２Ｎ−１）π）とする、ここで、ＩＮＴ（・）は整数に切捨て変換する関数、請求項７に記載のマークを形成する方法。
9. 前記マーキングヘッドを３６０度以内の範囲で回転することが、−１８０度乃至＋１８０度回転することからなる請求項８に記載のマークを形成する方法。

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