JP4713719B2

JP4713719B2 - 真直性測定装置

Info

Publication number: JP4713719B2
Application number: JP2000285822A
Authority: JP
Inventors: 木下　　孝; 良樹水田; 隆広山田; 省吾植田; 英治工藤; 裕一木村; 幸男寒川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: JP2002090130A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム部品補強用スチールコード等のワイヤーの真直性を自動計測するための真直性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴム部品補強用スチールコード、例えば、空気入りタイヤに供されるスチールコードは、タイヤ製造工程での作業性の為、単位長さ当りの曲がり量（真直性）が規定されている。このため、スチールコード製造工程の最終工程において真直性の検査を行っているが、検査員が検査板を使用し目視により検査していた。
【０００３】
しかしながら、このような検査員の目視による検査では、その精度、および検査時間による生産性の悪化等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、真直性を高精度に測定することができ、且つ生産性を向上できる真直性測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の真直性測定装置は、測定板上に載置した被測定部材における長手方向に沿った異なる３点の平面座標を同時に検出するための３つの座標検出手段と、
前記座標検出手段で検出した前記３点の平面座標を通る曲線の曲率より、前記被測定部材の真直性を演算する真直性演算手段と、
前記真直性演算手段で演算した結果を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする。
【０００６】
従って、３つの座標検出手段により、測定板上に載置した被測定部材における長手方向に沿った異なる３点の平面座標を同時に検出し、真直性演算手段により、検出した３点の平面座標を通る曲線の曲率より、被測定部材の真直性を演算し、その結果を表示手段に表示する。このため、検査員の目視による検査に比べ、被測定部材の真直性を高精度に測定することができ、且つ生産性を向上できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真直性測定装置において、前記座標検出手段は、透過型光ファイバーセンサーであることを特徴とする。
【０００８】
従って、請求項１に記載の内容に加えて、座標検出手段を透過型光ファイバーセンサーとすることで、被測定部材に座標検出手段方向への波うちがある場合にも、反射型光ファイバーセンサーを使用した場合に比べ、真直性を確実に測定できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の真直性測定装置の一実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１に示される如く、本実施形態の真直性測定装置１０は、被測定部材としてのコード１２を載置する測定板１４を備えており、この測定板１４には、幅方向（矢印Ｗ方向）に３本のスリット１６が平行に形成されている。これらのスリット１６は、測定板１４における幅方向の一端１４Ａの近傍から、幅方向の他端１４Ｂに連続して形成された傾斜部１４Ｃに達している。また、これらのスリット１６の上下には、それぞれ座標検出手段としての透過型光ファイバーセンサー２０、２２、２４の各発光部と受光部が対向配置されており、各センサー２０、２２、２４の各発光部と受光部は、移動アーム２６に固定されている。
【００１１】
移動アーム２６は、モータ等の駆動手段によって、図２に二点鎖線で示す、測定板１４の端部１４Ｂ側の測定開始位置から、図２に実線で示す、端部１４Ａ側のリターン位置との間を移動可能となっている。従って、移動アーム２６が測定開始位置から、リターン位置方向（図１の矢印Ａ方向）へ移動することで、各センサー２０、２２、２４によって、コード１２における長手方向に沿った異なる３点の座標を検出できるようになっている。
【００１２】
また、各センサー２０、２２、２４は、コンピュータを有する真直性演算手段としての制御装置２８に電気的に接続されており、制御装置２８は、各センサー２０、２２、２４で検出した３点の座標を通る曲線の曲率より、コード１２の真直性を演算するようになっている。なお、制御装置２８には表示手段としてのディスプレイ３０が設けられており、演算したコード１２の真直性を数値にて表示するようになっている。
【００１３】
図２に示される如く、移動アーム２６における、スリット１６と対向する部位には、それぞれ送りだしピン３２が配設されている。これらの送りだしピン３２は、エアシリンダ等の駆動手段（図示省略）により、図２に二点鎖線で示すように測定板１４の下方に隠れる倒れ位置と、図２に実線で示すように測定板１４上に先端部が突出する起立位置とへ移動可能となっている。
【００１４】
従って、移動アーム２６が図２に実線で示すリターン位置に達した際に、倒れ位置にある送りだしピン３２を起立位置にすることで、移動アーム２６が二点鎖線で示す測定開始位置方向（矢印Ｂ方向）へ移動する際に、送りだしピン３２によって、コード１２を傾斜部１４Ｃへ送り出すことができるようになっている。なお、傾斜部１４Ｃへ送り出されたコード１２は、傾斜部１４Ｃに沿って移動し、所定の回収箱内に落下するようになっている。
【００１５】
次に、コード１２を所定のサンプリング長さに切断して、測定板１４上に載置するためのストレートネスサンプリング装置を図３〜図５に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図３に示される如く、本実施形態のストレートネスサンプリング装置４０は、図３に一点鎖線で示すサンプリング位置において、コード巻取り装置等に配線されたコード１２の一部を他の部位から切断し、図３に二点鎖線で示す回転位置を経由して、図３に実線で示す載置位置へ移動し、測定板１４上にサンプリングしたコード１２を載置するようになっている。
【００１７】
ストレートネスサンプリング装置４０の先端部には、サンプリングユニット４２が配設されており、このサンプリングユニット４２は、アーム４３に取付られたエアシリンダ４４によって、シリンダ軸方向（矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向）へ移動可能になっている。
【００１８】
また、エアシリンダ４４は、ロータ４６によってアーム４３に対して回転可能とされており、図３に二点鎖線で示す回転位置において、下方（図３の矢印Ｅ方向）へ９０度回転し、破線で示す位置（測定板１４と平行な位置）へ回転するようになっている。なお、エアシリンダ４４は、ロータ４６によって矢印Ｅ方向と逆方向にも回転可能となっている。
【００１９】
また、アーム４３は駆動手段（図示省略）によって、回転位置から載置位置方向（図３の矢印Ｆ方向）及びその反対方向へ移動可能になっている。
【００２０】
サンプリングユニット４２には、その長手方向に沿って３個のガイドユニット４８が配設されている。
【００２１】
図４に示される如く、ガイドユニット４８の基部５０の先端部には、Ｖ字状の凹部５２を有する固定ガイド５４が取付けられており、固定ガイド５４の両側には左右一対の移動ガイド５６、５８が配設されている。これらの移動ガイド５６、５８は基部５０に回転可能に取付けらており、エアシリンダ等の駆動手段により、図４に実線で示す互いに離間した待機位置と、図４に二点鎖線で示す互いに重合するガイド位置とへ移動可能となっている。
【００２２】
また、移動ガイド５６、５８における互いに対向するガイド面５６Ａ、５８Ａは、略円弧状の曲線となっている。従って、移動ガイド５６、５８が待機位置からガイド位置方向（矢印Ｇ方向及び矢印Ｈ方向）へ移動すると、例えば、固定ガイド５４における凹部５２の開口部近傍等にあったコード１２を、凹部５２の底部５２Ａ方向へ移動できるようになっている。そして、移動ガイド５６、５８がガイド位置になると、ガイド面５６Ａとガイド面５８Ａとの交線Ｐが、固定ガイド５４における凹部５２の底部５２Ａと対向する近傍位置となり、コード１２のコード軸に対し直交する方向の位置決めが行えるようになっている。なお、位置決めされたコード１２は、そのコード軸方向及び軸回り方向には移動及び回転可能となっている。
【００２３】
図５に示される如く、サンプリングユニット４２における両端部近傍に配設された各ガイドユニット４８の外側には、それぞれ溶断チャック６０が配設されている。これらの溶断チャック６０は、ガイドユニット４８によって位置決めされたコード１２を開閉可能な溶断部６０Ａ、６０Ｂによって挟持溶断し、その後、挟持を解除する（開く）ようになっている。
【００２４】
また、サンプリングユニット４２における隣接する２つのガイドユニット４８の中間部の一方には、チャック６２が配設されている。このチャック６２は、ガイドユニット４８によって位置決めされたコード１２を開閉可能な保持部６２Ａ、６２Ｂによって挟持するようになっている。なお、図３に実線で示される如く、サンプリングユニット４２が、載置位置へ移動すると、チャック６２が開き、コード１２の挟持を解除すると共に、移動ガイド５６、５８がガイド位置方向から待機位置方向（矢印Ｇ方向と反対方向及び矢印Ｈ方向と反対方向）へ移動するため、サンプリングしたコード１２が落下し測定板１４上に載置されるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
本実施形態では、ストレートネスサンプリング装置４０が、図３に一点鎖線で示すサンプリング位置に移動すると、各ガイドユニット４８によって移動ガイド５６、５８を待機位置からガイド位置へ移動しコード１２の位置決め行う。その後、位置決めされたコード１２をチャック６２で挟持すると共に、溶断チャック６０によって、コード１２を所定長さに切断する。
【００２７】
次に、図３に二点鎖線で示す回転位置において、エアシリンダ４４をロータ４６によってアーム４３に対して矢印Ｅ方向へ回転し、ストレートネスサンプリング装置４０を、測定板１４と平行な位置へ移動する。
【００２８】
その後、アーム４３を駆動手段（図示省略）によって、回転位置から図３に実線で示す載置位置へ移動すると共に、載置位置において、チャック６２を開き、コード１２の挟持を解除すると共に、移動ガイド５６、５８をガイド位置から待機位置方向へ移動して、真直性測定装置１０の測定板１４上にサンプリングしたコード１２を載置する。
【００２９】
測定板１４上にサンプリングしたコード１２が載置されると、図１に示される如く、移動アーム２６が測定開始位置から、リターン位置方向（図１の矢印Ａ方向）へ移動する。この時、各センサー２０、２２、２４によって、コード１２における長手方向に沿った異なる３点の座標を検出する。
【００３０】
制御装置２８は、各センサー２０、２２、２４で検出した３点の座標を通る曲線の曲率より、コード１２の真直性を下記計算式により演算する。
【００３１】
即ち、３点Ａ、Ｂ、Ｃの各座標を、検出座標Ａ：（Ａｘ，Ａｙ）、検出座標Ｂ：（Ｂｘ，Ｂｙ）、検出座標Ｃ：（Ｃｘ，Ｃｙ）とすると、直線ＡＢの中心を通り、直交する直線、および直線ＢＣの中心を通り、直交する直線は下記式で表され、
【００３２】
【数１】

【００３３】
【数２】

【００３４】
検出座標Ａ、Ｂ、Ｃを通る円の中心座標（Ｘ，Ｙ）は上記２つの直線の交点となり下記式で求められる。
【００３５】
【数３】

【００３６】
【数４】

【００３７】
よって、曲率半径ρは下記式となり、
【００３８】
【数５】

【００３９】
コード長さＬ当りの真直性（曲がり量）Ｈは下記式で求められる。
【００４０】
【数６】

【００４１】
また、制御装置２８は、演算したコード１２の真直性Ｈをディスプレイ３０上に数値にて表示する。
【００４２】
従って、本実施形態では、透過型光ファイバーセンサー２０、２２、２４により、コード１２における長手方向に沿った異なる３点の座標を検出し、制御装置２８により、検出した３点の座標を通る曲線の曲率より、コード１２の真直性を演算し、その結果をディスプレイ３０に表示するため、自動でコード１２の真直性を測定することが可能であり、人による測定のバラツキもなく、高い生産性で製造でき、さらには他自動化設備と組み合わせることによりさらに生産性を上げられるため、ゴム物品補強用スチールコードおよびその他用途のワイヤーを安価に提供できる。
【００４３】
また、本実施形態では、透過型光ファイバーセンサー２０、２２、２４により、コード１２における長手方向に沿った異なる３点の座標を検出するため、例えば、コード１２に透過型光ファイバーセンサー２０、２２、２４方向への波うち、即ち、コード１２が測定板１４から浮いた場合にも、反射型光ファイバーセンサーを使用した場合に比べ、真直性を確実に測定できる。
【００４４】
なお、コード１２（４０ｃｍ）を、本実施形態で測定した真直性の値と従来の目視測定の値とを比較評価した結果を図６のグラフに示す。このグラフから、本実施形態で測定した真直性の値と従来の目視測定の値と変わらない結果が得られた。
【００４５】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本発明の座標検出手段は、透過型光ファイバーセンサー２０、２２、２４に限定されず、反射型光ファイバーセンサー、超音波センサ、メカ式センサ等の他のセンサを使用しても良い。また、透過型光ファイバーセンサー２０、２２、２４を複数回スキャンさせ、各スキャン毎に３点の座標を検出することで検出精度を向上させても良い。
【００４６】
また、表示手段はディスプレイ３０に限定されず、デジタルメータ等の他の表示手段としても良い。更には、測定板１４に電磁石、永久磁石等のコード保持手段を配設し、測定板１４上にコード１２が確実に保持される構成としても良い。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明の真直性測定装置は、測定板上に載置した被測定部材における長手方向に沿った異なる３点の平面座標を同時に検出するための３つの座標検出手段と、座標検出手段で検出した３点の平面座標を通る曲線の曲率より、被測定部材の真直性を演算する真直性演算手段と、真直性演算手段で演算した結果を表示する表示手段と、を有するため、被測定部材の真直性を高精度に測定することができ、且つ生産性を向上できるという優れた効果を有する。
【００４８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真直性測定装置において、座標検出手段は、透過型光ファイバーセンサーであるため、請求項１に記載の効果に加えて、確実に測定できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る真直性測定装置における座標検出状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る真直性測定装置におけるコード送り出し状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る真直性測定装置にコードを載置するためのストレートネスサンプリング装置を示す斜視図である。
【図４】ストレートネスサンプリング装置のガイドユニットを示す平面図である。
【図５】ストレートネスサンプリング装置を示す拡大斜視図である。
【図６】本実施形態で測定したコードの真直性の値と従来の目視測定の値とを比較評価した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０真直性測定装置
１２コード（被測定部材）
１４測定板
２０透過型光ファイバーセンサー（座標検出手段）
２２透過型光ファイバーセンサー（座標検出手段）
２４透過型光ファイバーセンサー（座標検出手段）
２８制御装置（真直性演算手段）
３０ディスプレイ（表示手段）
３２ピン
４０ストレートネスサンプリング装置
４２サンプリングユニット
４８ガイドユニット
５４固定ガイド
５６移動ガイド
５８移動ガイド

Claims

測定板上に載置した被測定部材における長手方向に沿った異なる３点の平面座標を同時に検出するための３つの座標検出手段と、
前記座標検出手段で検出した前記３点の平面座標を通る曲線の曲率より、前記被測定部材の真直性を演算する真直性演算手段と、
前記真直性演算手段で演算した結果を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする真直性測定装置。
前記座標検出手段は、透過型光ファイバーセンサーであることを特徴とする請求項１に記載に真直性測定装置。