JP4815846B2 - タイヤの補強コード歪み測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの補強コード歪み測定方法に関し、さらに詳しくは、測定作業効率と測定精度を向上するようにしたタイヤの補強コード歪み測定方法に関する。

一般に、空気入りタイヤは、成形ドラム上に巻き付けたタイヤ構成材料をトロイダル状に膨径して未加硫タイヤを成形し、更に加硫時にブラダーにより未加硫タイヤを膨径して金型内面に押し当てて加硫成形するようにしている。そのため、カーカス層などの補強コードには、膨径に起因する残留歪みが残り、これがタイヤ性能に大きく影響する。

従来、カーカス層の補強コードの残留歪みの測定は、加硫タイヤを解体して手作業で行っていた（例えば、特許文献１参照）。そのため、測定に時間がかかり、測定作業効率が極めて悪いという問題があった。また、作業者の個人差によりバラツキが大きく、測定精度も低下せざるを得ない。
特開２００４−５０８９７号公報（５〜６頁）

本発明の目的は、補強コードの歪み測定作業効率と測定精度を向上することが可能なタイヤの補強コード歪み測定方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤの補強コード歪み測定方法は、所定の間隔で配列した有機繊維コードからなる補強コードをゴム層に埋設した補強コード層を有する加硫タイヤにおいて前記補強コードの加硫後の歪み量を測定するタイヤの補強コード歪み測定方法であって、前記加硫タイヤが前記補強コードの長手方向に沿って存在を検知可能な複数の検知物を所定の間隔で前記補強コードに取り付けて配置した構成を有し、前記加硫タイヤにおいて前記複数の検知物が存在する画像を取得し、該取得した画像から得た検知物間の間隔と加硫前のタイヤを成形する前の段階で配置された複数の検知物間の間隔とから前記補強コードの加硫後の歪み量を求めることを特徴とする。

上述した本発明によれば、検知物の間隔が補強コードの変形に伴って変化するので、その変化した画像を取得し、その画像から補強コードの加硫後の歪み量を求めるため、空気入りタイヤを解体することなく補強コードの歪み量を得ることができ、測定に要する時間を短縮して測定作業効率を向上することができる一方、画像の使用により作業者の個人差によるバラツキを小さくできるので測定精度の改善が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明のタイヤの補強コード歪み測定方法の一例を示し、１はＸ線照射装置、２はカセッテＳに収容したＸ線フィルム、３は空気入りタイヤ（加硫タイヤ）である。

空気入りタイヤ３は、左右のビード部４間に所定の間隔で配列した有機繊維コードからなる補強コードｆ（図２参照）をゴム層ｒに埋設したカーカス層（補強コード層）５が延設され、その両端部がビード部４に埋設したビードコア６の周りにビードフィラー７を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部８のカーカス層５の外周側には、ベルト層９が設けられている。

この図２に示した態様は本発明以外の参考例であるが、カーカス層５には、図２に示すように、補強コードｆの長手方向に沿ってＸ線により存在を検知可能な複数の検知物１０が所定の間隔で配置されている状態を示している。検知物１０を配置する間隔は、一定間隔であっても異なる間隔であってもよく、測定したい部位の長さに応じて適宜設定することができる。また、所定の間隔で配置される複数の検知物１０は、図ではタイヤ周方向において一箇所の位置に配置している例を示しているが、タイヤ周方向における位置をずらして複数箇所に設けるようにしてもよい。

複数の検知物１０は、図２に示す態様では補強コードｆ間のゴム層ｒ内に埋設されている。一方、図３に示す態様では、複数の検知物１０は、カーカス層５の表面５ａに取り付けられている。これらの図２、図３に示されているものは、いずれも本発明外の参考例である。

検知物１０を構成する材料としては、Ｘ線により存在を検知可能であればいずれの材料を使用してもよく、例えば、鉄や鉛などの金属や、硫酸バリウムの粉末を分散させた樹脂などを好ましく挙げることができる。樹脂には、タイヤ加硫時の温度でも溶融しないものが使用され、例えば、アルキド樹脂などを好ましく用いることができる。

検知物１０は、図２、図３で図示した例では球状になっているが、その形状は検知可能であれば特に限定されない。

検知物１０の大きさとしては、最大外径が０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲となるようにするのがよい。最大外径が０．２５ｍｍ未満であると、検知物１０が小さ過ぎるため、補強コードｆの長手方向に沿って精度良く配置するのが難しくなる。逆に１．０ｍｍより大きいと、補強コードｆの変形に追従して移動しずらくなる虞れがある

そして、本発明では、検知物１０は、図２、図３で示した如き補強コードｆの近傍に配置する構成に代えて、図４、図５に示すように補強コードｆに直接取り付けるものである。これにより補強コードｆの変形により直接忠実に追従させることができる。

図４に示す本発明の実施態様例は、単線状の検知物１０を補強コードｆに所定の間隔で打ち込み（突き刺し）、補強コードｆ内に埋め込むようにしたものである。このように検知物１０を打ち込む場合、その打ち込み幅ｎとしては、０．１ｍｍ以上にするのがよい。打ち込み幅ｎが０．１ｍｍ未満であると、検知物１０を補強コードｆの長手方向に対して略垂直に打ち込むことが難しくなる。打ち込み幅ｎの上限値としては、補強コードｆの径（通常、０．６〜０．８ｍｍ程度）の１／２以下にするのが、補強コードｆに対する損傷を回避する上でよい。

検知物１０の打ち込み長さｋとしては、補強コードｆの径程度とすることができる。補強コードｆから０．５ｍｍ以上はみ出ると、加硫時のゴム流れにより垂直に打ち込んだ検知物１０が傾斜して曲がる虞れがあるので好ましくない。検知物１０が補強コードｆからはみ出す場合には、はみ出した部分を切断するのがよい。

図５に示す本発明の実施態様例は、単線の検知物１０を補強コードｆに所定の間隔で１周以上巻き付けて固定するようにしたものである。使用する検知物１０の径として、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にするのがよい。径が０．０５ｍｍより小さいと製造が困難であり、逆に０．３ｍｍより大きいと補強コードｆの変形に追従しずらくなる。

以下、上記のような検知物１０を配置した空気入りタイヤ３において、加硫後のカーカス層５の補強コードｆの歪み量を測定する方法を説明する。

先ず、空気入りタイヤ３の加硫前のタイヤを成形する前の段階、即ち成形ドラムに巻き付ける前の、検知物１０を配置した未加硫のカーカス層の段階における複数の検知物１０間の各間隔（距離）を予め取得しておく。

即ち、図２に示す参考例の如く、検知物１０を補強コードｆ間のゴム層ｒ内に埋設したカーカス層５の場合には、Ｘ線照射装置１によりＸ線を未加硫のカーカス層に照射し、Ｘ線フィルム２に映し出された画像から検知物１０間の間隔を得る。或いは、埋設した位置が分かっていれば、その埋設位置間をスケールなどにより測定してもよい。

図３に示す参考例の如く、検知物１０を表面５ａに取り付けたカーカス層５の場合には、ゴムシート１１を貼り合わせる前であれば、間隔をスケールなどにより測定し、またゴムシート１１を貼り合わせた後は、Ｘ線照射装置１とＸ線フィルム２を用いて、上記と同様に測定することができる。

図４、図５に示す本発明の実施態様例の如く、検知物１０を補強コードｆに取り付けたカーカス層５の場合には、Ｘ線照射装置１とＸ線フィルム２を用いて、検知物１０間の間隔を得る。或いは、カーカス層に埋め込む前の検知物１０を取り付けた補強コードｆの段階で間隔をスケールなどにより測定するようにしてもよい。

また、検知物１０を配置する間隔が予め決められている場合には、その決められた間隔を使用するようにしてもよい。

次いで、加硫後の空気入りタイヤ３において、Ｘ線照射装置１によりＸ線を検知物１０が配置されるカーカス層５の領域に照射する。図１では、サイドウォール部１２の領域に配置した検知物１０を検知する例を示している。Ｘ線の照射により複数の検知物１０が存在する画像がＸ線フィルム２に映し出され、検知物１０が存在する画像がＸ線フィルム２上に取得される。

Ｘ線フィルム２上に得られた画像から検知物１０間の間隔を測定する。配置した検知物１０の間隔が狭い場合には、Ｘ線フィルム２上に得られた画像から検知物１０間の間隔を採用しても問題ないが、検知物１０の間隔がある程度長い場合には、画像から得られた検知物１０間の間隔に対して、サイドウォール部１２で断面曲線状に延在するカーカス層５の曲線に合わせた補正を行い、検知物１０間の間隔とする。

空気入りタイヤ３において得られた検知物１０の間隔Ｆと、それに対応する加硫前のタイヤを成形する前の段階における検知物１０間の間隔Ｆ’との差（Ｆ−Ｆ’）を算出し、下記式から補強コードｆの加硫後の歪み量（残留歪み量）Ｋ（％）が求められる。
Ｋ＝（Ｆ−Ｆ’）／Ｆ’×１００

上述した本発明によれば、補強コードｆの長手方向に沿って存在を検知可能な複数の検知物１０を所定の間隔で配置した空気入りタイヤ３を使用することにより、製造工程における膨径時に検知物１０の間隔が補強コードｆの変形に伴って変化する。その間隔が変化した複数の検知物１０が存在する画像を取得し、その画像から得た検知物１０間の間隔Ｆと加硫前のタイヤを成形する前の段階で配置した検知物１０間の間隔Ｆ’とから補強コードｆの加硫後の歪み量を求めるようにしたので、空気入りタイヤ３を解体することがなく、また画像を用いて残留歪みを測定することができるため、補強コードｆの残留歪みの測定作業効率及び測定精度を向上することができる。

図６は、参考例として、上述した検知物１０の更に他の例を示し、存在を検知可能な単線の検知物１０を補強コードｆに所定のピッチで螺旋状に巻き付けたものである。このように検知物１０を螺旋状に巻き付けた空気入りタイヤ３も、製造工程における膨径時に検知物１０のピッチ長さが補強コードｆの変形に伴って変化する。

そこで、空気入りタイヤ３に対して、Ｘ線を照射して螺旋状に巻き付けた検知物１０が存在する画像をＸ線フィルム２上に取得し、その取得した画像における検知物１０のピッチ長さｐと加硫前のタイヤを成形する前の段階で巻き付けた検知物１０のピッチ長さとの差から補強コードｆの加硫後の歪み量が求められる。単線の検知物１０の径としては、図５に示す単線の検知物１０と同じ理由から同様にすることができる。

図７は、参考例として、Ｘ線による検知物として、金属製の撚りコード１３を使用したものである。カーカス層５の補強コードｆに沿って平行に、少なくとも２本の金属単線１３ａを撚り合わせた撚りコード１３が補強コードｆ間のゴム層ｒ内に配置されている。

Ｘ線の波長を選択することにより、Ｘ線フィルム２上に得られた撚りコード１３の画像には撚られた状態も写し出され、撚りコード１３の撚りピッチ長さの測定ができる。それを利用して、補強コードｆの歪み測定を行える。

空気入りタイヤ３においてＸ線を照射して撚りコード１３の画像をＸ線フィルム２上に取得し、その取得した画像における撚りコード１３の撚りピッチ長さと加硫前のタイヤを成形する前の段階における撚りコード１３の撚りピッチ長さとの差から補強コードｆの加硫後の歪み量が求められる。例えば、対応する１０ピッチ分の長さをそれぞれ計測し、その差を算出する。

上記実施形態では、カーカス層５の補強コードｆに有機繊維コードを使用した空気入りタイヤ３の場合を説明したが、重荷重用の空気入りタイヤでは、カーカス層５の補強コードｆにスチールコードなどの金属製の撚りコードを使用したものがある。そのように所定の間隔で配列した金属製の撚りコードからなる補強コードをゴム層に埋設したカーカス層を有する空気入りタイヤでは、上述した検知物を使用せずに、配置されている金属製の撚りコードを用いて、図７における説明と同様にして補強コードｆの加硫後の歪み量を測定することができる。

本発明において、上記実施形態では、Ｘ線を用いて検知物１０等が存在する画像を取得するようにしたが、Ｘ線に代えて、ＮＭＲ（核磁気共鳴）を利用するようにしてもよい。また、超音波などを用いてもよく、本発明では検知物１０等が存在する画像を取得できれば、いずれの手段を用いてもよい。

また、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography ）スキャナなどを用いて、所定の間隔で配置した検知物１０等を立体的に撮影し、その画像を用いて補強コードの加硫後の歪み量を測定するようにしてもよい。

上記実施形態では、カーカス層５の補強コードｆの残留歪みを測定するようにしたが、本発明は、カーカス層５に限定されず、所定の間隔で配列した有機繊維コードからなる補強コードをゴム層に埋設した補強コード層、或いは所定の間隔で配列した金属製の撚りコードからなる補強コードをゴム層に埋設した補強コード層における補強コードの残留歪みを測定するのであれば、いずれにも用いることができる。

本発明のタイヤの補強コード歪み測定方法の一実施形態を示す説明図である。 本発明以外の参考例として、カーカス層の補強コード間に検知物を所定の間隔で配置した例を示し、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 本発明以外の参考例として、カーカス層の表面に検知物を所定の間隔で配置した例を示す部分斜視図である。 カーカス層の補強コードに検知物を所定の間隔で埋設した例を示す補強コードの部分斜視図である。 カーカス層の補強コードに検知物を所定の間隔で巻き付けた例を示す補強コードの部分斜視図である。 カーカス層の補強コードに検知物を螺旋状に巻き付けた例を示す補強コードの部分斜視図である。 本発明以外の参考例として、カーカス層の補強コードに沿って金属製の撚りコードを配置した例を示す部分断面図である

符号の説明

１ Ｘ線照射装置
２ Ｘ線フィルム
３ 空気入りタイヤ（加硫タイヤ）
５ カーカス層（補強コード層）
５ａ 表面
９ ベルト層
１０ 検知物
１１ ゴムシート
１３ 撚りコード
ｆ 補強コード
ｒ ゴム層
Ｓ カセッテ

Claims (1)

1. 所定の間隔で配列した有機繊維コードからなる補強コードをゴム層に埋設した補強コード層を有する加硫タイヤにおいて前記補強コードの加硫後の歪み量を測定するタイヤの補強コード歪み測定方法であって、
   前記加硫タイヤが前記補強コードの長手方向に沿って存在を検知可能な複数の検知物を所定の間隔で前記補強コードに取り付けて配置した構成を有し、前記加硫タイヤにおいて前記複数の検知物が存在する画像を取得し、該取得した画像から得た検知物間の間隔と加硫前のタイヤを成形する前の段階で配置された複数の検知物間の間隔とから前記補強コードの加硫後の歪み量を求めるタイヤの補強コード歪み測定方法。

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