JP6062261B2

JP6062261B2 - タイヤの寸法測定方法および装置

Info

Publication number: JP6062261B2
Application number: JP2013011174A
Authority: JP
Inventors: 洋平高橋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: JP2014142275A

Description

この発明は、タイヤ各部の寸法を測定する測定方法および装置に関する。

従来のタイヤの寸法測定方法および装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開平８−０１４８７９号公報

このものは、横置きのタイヤを測定位置に搬送するコンベアと、該測定位置におけるタイヤを外側から囲み、該タイヤの両側方において直立する直立部、および、該タイヤの直上において水平に延びる水平部から構成された門形のフレームと、該フレームの水平部に設置され前記タイヤのサイドウォール部の最大幅位置外表面までの上下方向距離を測定する第１のセンサーと、前記フレームの両直立部にそれぞれ設置され前記タイヤのトレッド部外表面までの水平方向距離を測定する第２のセンサーと、前記第１、第２のセンサーからの測定結果に基づいてタイヤ幅およびタイヤ外径を求める演算手段とを備えたものである。

しかしながら、このような従来のタイヤの寸法測定方法および装置にあっては、測定位置におけるタイヤを外側から囲む大型の門形をしたフレームに第１、第２のセンサーを設置しているので、装置全体が大型化し製作費が高価となってしまうという課題があった。しかも、前述のものはタイヤ寸法の測定項目が少ない、即ち、タイヤ幅およびタイヤ外径しか測定できないという課題もあった。

この発明は、小型、安価でありながら、タイヤ寸法の測定項目を容易に増加させることができるタイヤの寸法測定方法および装置を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、タイヤを測定位置Ｐに搬送するとともに、該タイヤ内にタイヤ軸線に平行に延びる複数本のロッドを挿入する工程と、前記ロッドを移動手段によりタイヤ軸線と交差する方向に移動させて全てのロッドをビード部内周に当接させる工程と、前記いずれかのロッドに設置された検出手段により両ビード部のビードヒールの位置を検出する工程と、前記検出手段からの検出結果に基いて演算手段により演算を行いビード間距離Ｂを測定する工程とを備えたタイヤの寸法測定方法により、達成することができる。

第２に、タイヤを測定位置Ｐに搬送するとともに、該タイヤ内にタイヤ軸線に平行に延びる複数本のロッドを挿入する搬送挿入手段と、前記ロッドをタイヤ軸線と交差する方向に移動させて全てのロッドをビード部内周に当接させる移動手段と、いずれかのロッドに設置され、両ビード部のビードヒールの位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出結果に基いて演算を行いビード間距離Ｂを測定する演算手段とを備えたタイヤの寸法測定装置により、達成することができる。

この発明においては、タイヤを測定位置に搬送するとともに、該タイヤ内にタイヤ軸線に平行な複数本のロッドを挿入した後、これらロッドを移動手段によりタイヤ軸線と交差する方向に移動させて全てのロッドをビード部内周に当接させ、その後、検出した検出結果に基いて演算を行いタイヤの寸法を測定するようにしているため、タイヤを囲む大型の門形をしたフレームは不要で、この結果、装置が小型化し製作費を安価とすることができる。

また、従来装置では測定不能であったタイヤのビード間距離を容易に測定することができる。さらに、従来装置では測定する位置のサイドウォール部がコンベアから若干浮き上がっているような場合には、この浮き上がり量がタイヤ幅に含まれてしまうため測定精度が低下するが、請求項３に記載のように構成すれば、両サイドウォール部の最大幅位置における外表面位置を検出し、これらの検出結果を基にタイヤ幅を測定しているので、測定精度を容易に向上させることができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、さらに装置を構造簡単、安価とすることができる。

この発明の実施形態１を示す平面図である。図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は前後方向に延びる水平な搬送コンベアであり、この搬送コンベア11は一対のフレーム12と、フレーム12に直交して延びるとともにフレーム12の延在方向に所定距離離れて回転可能に支持された多数の搬送ローラ13とを有し、これらの搬送ローラ13は図示していない駆動モータ等の駆動源から駆動力を受けて同一方向に同期回転するとともに、駆動源から切り離されたとき、フリー回転することができる。ここで、前記駆動源は、パソコン等の図示していない制御手段に接続され、該制御手段によりその作動が制御される。16は乗用車、トラック・バス等に装着される加硫済みの空気入りタイヤであり、このタイヤ16が前記搬送コンベア11の上流側に横置きで、即ち、回転軸線が鉛直方向に延びた状態で載置されると、駆動源が作動して搬送ローラ13が回転し、該タイヤ16が下流側（後側）に向かって搬送される。このとき、搬送されるタイヤ16は自由状態、即ちリム組み前の内圧が未充填で、無負荷の状態のものである。

17は前記搬送コンベア11の途中でフレーム12間に設置されるとともに該フレーム12に支持された支持枠であり、この支持枠17には搬送コンベア11の延在方向に延び上下方向に貫通する矩形の貫通溝18が形成され、この貫通溝18の長さは前記タイヤ16のタイヤ内径Ｃより大である。19は前記支持枠17と重なり合う位置の各フレーム12に基端部が揺動可能に支持された一対のストッパーであり、これらのストッパー19は図示していないラック・ピニオン機構、流体シリンダ等の駆動源から駆動力を受けて基端部を中心に揺動することができる。ここで、この駆動源は前記制御手段に接続され、該制御手段によりその作動が制御される。そして、前述のように搬送コンベア11によってタイヤ16が下流側に向かって搬送されているとき、駆動源からの駆動力を受けて両ストッパー19が搬送コンベア11の幅方向中央に向かって揺動すると、タイヤ16はストッパー19に当接する。これにより、タイヤ16は支持枠17の直上の測定位置Ｐに到達してその搬送が停止されるとともに、搬送ローラ13が駆動源から切り離されることで、該タイヤ16は搬送ローラ13のフリー回転により前後方向に移動可能となる。

22は前記測定位置Ｐ（支持枠17）の直下に設置された水平な昇降プレートであり、この昇降プレート22には該昇降プレート22の直下に設置された昇降機構、ここでは上下方向に延びる流体シリンダのピストンロッド23の先端（上端）が連結されている。なお、前述の昇降機構として、ねじ機構、ラック・ピニオン機構、リンク機構等を用いてもよい。ここで、この昇降機構は前記制御手段に接続され、該制御手段によりその作動が制御される。前記昇降プレート22の上面には支持ブロック24が固定され、この支持ブロック24には前後方向に延びるとともに上端が開口した長孔25が形成されている。この支持ブロック24の長孔25にはタイヤ軸線に平行に、即ち、上下方向に直線状に延び円柱状を呈するロッド26の下端部が挿入され、このロッド26の前側部と前記長孔25の前壁との間にはロッド26に付与された前方に向かう外力を検出するロードセル等の力センサ27が介装されている。この結果、前記ロッド26は昇降プレート22に対する位置が不動となる。そして、この力センサ27により検出された検出結果は前記制御手段に出力される。

前記支持ブロック24より前方に位置する昇降プレート22の上面には前後方向に延びる一対のガイドレール30が敷設され、これらのガイドレール30には該ガイドレール30の直上に配置された水平なスライド台31が摺動可能に係合している。このスライド台31の上面には前記ロッド26と対をなし円柱状を呈するロッド32の下端が固定され、このロッド32は前記ロッド26と同様にタイヤ軸線に平行に、即ち、上下方向に直線状に延びている。また、前記ロッド32はロッド26と同一高さで上端がタイヤ16より上方に位置し、また、ロッド32とロッド26との間の間隔はタイヤ内径Ｃより小である。33は軸方向中央部が前記スライド台31にねじ込まれガイドレール30に平行に延びるねじ軸であり、このねじ軸33の後端はブラケット34を介して昇降プレート22に回転可能に支持され、一方、その前端はねじ軸33より前方の昇降プレート22上に設置された駆動モータ35の出力軸36に連結されている。この結果、前記駆動モータ35が作動してねじ軸33が回転すると、ロッド32はスライド台31と共にガイドレール30にガイドされながら昇降プレート22に対して移動する。ここで、前記駆動モータ35は前記制御手段に接続され、その作動が該制御手段により制御される。

そして、前述のように搬送コンベア11によってタイヤ16が測定位置Ｐまで搬送された後、流体シリンダが作動してピストンロッド23が突出すると、タイヤ内径Ｃより間隔が小である一対のロッド26、32は上昇して測定位置Ｐに位置するタイヤ16内に挿入される。前述した搬送コンベア11、支持枠17、ストッパー19、流体シリンダ、昇降プレート22、支持ブロック24は全体として、タイヤ16を測定位置Ｐに搬送するとともに、該タイヤ16内にタイヤ軸線に平行に延びる一対のロッド26、32を挿入する搬送挿入手段40を構成する。なお、この実施形態においては、ロッド26、32を一対（２本）だけ設けたが、この発明においては、ロッドを周方向に等角度離して３本あるいは４本以上設けるようにしてもよく、複数本設ければよい。

前述のようにして測定位置Ｐに位置するタイヤ16内にロッド26、32が挿入されると、駆動モータ35が作動してねじ軸33が回転し、これにより、スライド台31、ロッド32がガイドレール30にガイドされながらタイヤ軸線と交差する方向、ここでは直交した前方に平行移動する。この結果、ロッド32はがタイヤ16のビード部16ａ内周に当接するが、その後も駆動モータ35は継続して作動し、これにより、タイヤ16はロッド32に押されながら搬送コンベア11じょうを前方に向かって移動する。そして、ロッド26にタイヤ16のビード部16ａ内周が当接すると、力センサ27がタイヤ16からロッド26に付与される力を検出するが、この当接力（検出信号）が所定値を超えると、前記制御手段は駆動モータ35の作動を停止させる。これにより、前記ロッド26、32は周方向に 180度離れた位置のビード部16ａ内周に当接するが、このときのロッド26、32とビード部16ａとの当接力を前述した所定値とすることで、ビード部16ａの異常な変形を防止することができる。前述したガイドレール30、スライド台31、ねじ軸33、駆動モータ35は全体として、前記ロッド26、32をタイヤ軸線と交差する方向に移動させて全てのロッド26、32をビード部16ａ内周に当接させる移動手段42を構成する。

ここで、この発明においては、複数の回転可能なローラが支持された支持台に前述した不動のロッド26および移動可能なロッド32を設け、搬送挿入手段の三次元方向に移動可能な把持体により横置きのタイヤ16を外側または内側から把持しながらロッド26、32の直上まで搬送した後、下降させることで、タイヤ16を測定位置Ｐまで搬送するとともに、該タイヤ16内にロッド26、32を挿入するようにしてもよい。また、この発明においては、ロッド26およびロッド32の双方を互いに離隔するよう水平移動させて、これらロッド26、32をタイヤ16のビード部16ａ内周に当接させるようにしてもよい。さらに、前述のようにロッドが３本である場合には、１本のロッドの位置を不動とする一方、残り２本のロッドを搬送コンベア11の延在方向（前後方向）に、あるいは、搬送コンベア11の幅方向（左右方向）に同期移動させて、全て（３本）のロッドをビード部16ａ内周に当接させるようにしてもよい。

前述したいずれかのロッド、ここではロッド26の後側部には上下方向に延びる検出手段としての二次元レーザー変位センサ45が設置され、この変位センサ45はカーテン状（平面状）のレーザー光を該ロッド26の後側に位置する一対（上側および下側）のビード部16ａにそれぞれ照射するが、このとき、これらビード部16ａの内周面近傍には上下方向に延びる直線状の輝線が形成される。このように変位センサ45により照射されたレーザー光は前記ビード部16ａの表面で反射して変位センサ45に受光され、これにより、該変位センサ45はビード部16ａの形状（変位センサ45からの距離）を前記輝線に沿ってそれぞれ測定し、各ビード部16ａのプロファイル、ここでは両ビード部16ａのビードヒール16ｂの位置をそれぞれ検出する。なお、この発明においては、前記検出手段として圧力センサ、静電容量型センサ、ラインカメラ等を用いてもよい。また、前述した変位センサ45をロッド32のみに、または、ロッド26、32の双方に設置するようにしてもよい。

このようにして変位センサ45により検出された検出結果は前記制御手段の一部を構成する演算手段47に出力されるが、このような検出結果が演算手段47に入力されると、該演算手段47は前記変位センサ45からの検出結果に基づいて演算を行い、前記タイヤ16の寸法、ここではビード間距離Ｂ、詳しくは両ビードヒール16ｂ間のタイヤ軸線方向距離を測定する（求める）。これにより、従来装置では測定不能であったタイヤ16のビード間距離Ｂを容易に測定することができる。ここで、前述のようなタイヤ16は検査工程においてタイヤ内面検査装置により内面検査を行うが、この際、タイヤ16のサイドウォール部16ｃの肉厚が薄くて横置きしたときに上下に潰れてビード間距離Ｂが狭くなってしまうような場合には、前記タイヤ内面検査装置をタイヤ16の内室に挿入することができず、作業が中断してしまうことがある。しかしながら、このような検査工程の前に前述のようにビード間距離Ｂを測定するようにすれば、このような事態に容易に対処することができる。なお、前述の変位センサ45により両ビード部16ａのビードトウ16の位置をそれぞれ検出するとともに、これらの検出結果に基づいて演算手段47により演算を行うようにすれば、両ビードトウ16間のタイヤ軸線方向距離を測定することもできる。

また、前述のロッド26に設置された変位センサ45は両サイドウォール部16ｃの最大幅位置16ｅにおける外表面の位置をそれぞれ検出することができる。そして、このような変位センサ45から検出結果が演算手段47に出力されると、該演算手段47は変位センサ45からの検出結果に基づいて演算を行いタイヤ幅Ｗ、即ち、両サイドウォール部16ｃの最大幅位置16ｅにおける外表面間のタイヤ軸線方向距離を測定することができる。ここで、前述の従来装置では測定する位置のサイドウォール部がコンベアから若干浮き上がっているような場合には、この浮き上がり量がタイヤ幅に含まれてしまうため測定精度が低下するが、この実施形態のようにロッド26に両サイドウォール部16ｃの最大幅位置16ｅにおける外表面の位置をそれぞれ検出する変位センサ45を設置し、該変位センサ45からの検出結果を基にタイヤ幅Ｗを測定するようにすれば、前述のように測定する位置のタイヤ16が搬送コンベア11から浮き上がっていても、その影響を受けることなくタイヤ幅Ｗを測定することができ、測定精度を容易に向上させることができる。そして、前述のように両ビード部16ａのビードヒール16ｂの位置を検出する検出手段（変位センサ45）と、両サイドウォール部16ｃの最大幅位置16ｅにおける外表面の位置を検出する検出手段（変位センサ45）とを共用し、該検出手段（変位センサ45）からの検出結果に基づいてビード間距離Ｂおよびタイヤ幅Ｗの双方を測定するようにすれば、さらに寸法測定装置を構造簡単で、かつ、安価とすることができる。

50は移動手段42の一部である駆動モータ35に設置され該駆動モータ35の出力軸36の回転数を検出するエンコーダであり、このエンコーダ50は前述のように出力軸36の回転数を検出することで、周方向に 180度離れた位置のビードヒール16ｂ内周に当接するロッド、ここではロッド32の移動量（状態）を検出する。そして、前記エンコーダ50は前述の検出結果を演算手段47に出力するが、このとき、該演算手段47は、予め定められている一対のロッド26、32の初期位置、および、前記エンコーダ50からの検出結果に基づいて演算を行いタイヤ内径Ｃを測定する。なお、ロッド26に、移動後のロッド32の位置（状態）を検出する二次元レーザー変位センサを設置し、これにより、タイヤ内径Ｃを測定したり、あるいは、ロッドを奇数本設けるとともに、すくなくとも１本のロッドに該ロッドから周方向に180度離れた位置のビードヒール16ｂの位置を検出する二次元レーザー変位センサを設置し、これにより、タイヤ内径Ｃを測定するようにしてもよい。

53は図示していない駆動機構から駆動力を受けて三次元方向に移動する支持アームであり、この支持アーム53の先端には前記変位センサ45と同様の構成である二次元レーザー変位センサ54が取り付けられている。そして、この変位センサ54は、前述のようにロッド26、32がいずれもビード部16ａ内周に当接した後、支持アーム53の移動によりタイヤ16のトレッド部16ｆの半径方向外側、ここではタイヤ16のタイヤ軸線とロッド26の中心軸とを結ぶ直線上でトレッド部16ｆより半径方向外側の所定位置に移送される。その後、前記変位センサ54は前記直線上におけるトレッド部16ｆ外表面の位置を検出し、その検出結果を前記演算手段47に出力する。このとき、該演算手段47は前記変位センサ54からの検出結果、エンコーダ50からの検出結果、および、一対のロッド26、32の初期位置に基づいて演算を行い（前述のようにして求めたタイヤ内径Ｃにタイヤ高さＨの２倍を加算し）タイヤ外径Ｄを測定する（求める）。このようにすれば、構造簡単でありながら、タイヤ外径Ｄを容易に測定することができる。なお、前記変位センサ54はタイヤ16の片側方のフレーム12のみに、あるいは、両側方のフレーム12にそれぞれ取り付けるようにしてもよい。

そして、前述のようにタイヤ16を測定位置Ｐに搬送するとともに、該タイヤ16内にタイヤ軸線に平行な複数本のロッド26、32を挿入した後、これらロッド26、32、ここではロッド32を移動手段42によりタイヤ軸線と交差、ここでは直交する方向に移動させて全てのロッド26、32をビード部16ａ内周に当接させ、その後、タイヤ16各部の位置を検出した検出結果に基いて演算を行いタイヤ16の寸法を測定するようにすれば、従来技術のようなタイヤ16を囲む大型の門形をしたフレームは不要で、この結果、装置が小型化し製作費を安価とすることができる。しかも、タイヤサイズが異なっていても、問題なくタイヤ16のビード間距離Ｂを測定することが可能である。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
今、自由状態のタイヤ16が搬送コンベア11上に横置きで載置された後、該搬送コンベア11によって後方（下流側）に搬送されているとする。そして、前記タイヤ16が測定位置Ｐに到達すると、該タイヤ16は搬送コンベア11の幅方向中央に向かって揺動しているストッパー19に当接し、その搬送が停止される。このとき、搬送ローラ13が駆動源から切り離され、搬送ローラ13はフリー回転可能となる。次に、流体シリンダが作動してピストンロッド23が突出し、ロッド26、32は貫通溝18およびタイヤ16内を貫通しながら上昇するが、これらロッド26、32の上端がタイヤ16の上側最大幅位置16ｅより上方に到達すると、その上昇が停止する。

次に、駆動モータ35が作動してねじ軸33が回転し、スライド台31はガイドレール30にガイドされながらロッド32と共に前方（上流側）に平行移動する。そして、前記ロッド32がビード部16ａ内周に当接した後もスライド台31は前方への移動を継続するが、これにより、タイヤ16にはロッド32から移動力が付与され、搬送コンベア11上をビード部16ａ内周がロッド26に当接するまで前方に向かって搬送される。このようにビード部16ａがロッド26に当接したときの当接力は力センサ27によって検出されるが、この力センサ27が検出している当接力が所定値を超えると、制御手段は駆動モータ35の作動が停止させる。これにより、全てのロッド、ここではロッド26、32は周方向に 180度離れた位置のビード部16ａ内周に当接する。

このようにして搬送コンベア11上において位置固定されたタイヤ16に対し、ロッド26に設けられた変位センサ45が両ビード部16ａのビードヒール16ｂの位置をそれぞれ検出し、その検出結果を演算手段47に出力する。このとき、演算手段47は前記変位センサ45からの検出結果に基づいて演算を行い、前記タイヤ16の寸法、ここではビード間距離Ｂを測定する。また、これと同時に、変位センサ45は両サイドウォール部16ｃの最大幅位置16ｅにおける外表面の位置をそれぞれ検出し、その検出結果を演算手段47に出力する。この結果、演算手段47は変位センサ45からの検出結果に基づいて演算を行いタイヤ幅Ｗを測定する。このように共用の変位センサ45によってビード間距離Ｂ、タイヤ幅Ｗを測定するようにすれば、寸法測定装置を構造簡単で、かつ、安価とすることができる。また、前述した駆動モータ35の作動時に、エンコーダ50は出力軸36の回転数を検出することでロッド32の移動量を検出し、その検出結果を演算手段47に出力する。このとき、演算手段47は予め定められているロッド26、32の初期位置、および、前記エンコーダ50からの検出結果に基づいて演算を行い、タイヤ内径Ｃを測定する。

前述のようにしてビード間距離Ｂ等が測定されているとき、支持アーム53が移動して変位センサ54をトレッド部16ｆより半径方向外側の所定位置まで移送する。その後、前記変位センサ54はトレッド部16ｆ外表面の位置を検出し、その検出結果を演算手段47に出力する。このとき、演算手段47は前記変位センサ54からの検出結果、エンコーダ50からの検出結果、および、一対のロッド26、32の初期位置に基づいて演算を行いタイヤ外径Ｄを測定する。このように、この実施形態の寸法測定装置は構造簡単で安価に製造することができるにも拘わらず、ビード間距離Ｂ、タイヤ幅Ｗを高精度で簡単迅速に測定することができる。そして、このようにして測定された結果は後工程の検査手段等に送られる。

この発明は、タイヤ各部の寸法を測定する産業分野に適用できる。

16…タイヤ 16ａ…ビード部
16ｂ…ビードヒール 16ｃ…サイドウォール部
16ｅ…最大幅位置 16ｆ…トレッド部
26、32…ロッド 42…移動手段
45、50…検出手段 47…演算手段
54…外側検出手段

Claims

タイヤを測定位置Ｐに搬送するとともに、該タイヤ内にタイヤ軸線に平行に延びる複数本のロッドを挿入する工程と、前記ロッドを移動手段によりタイヤ軸線と交差する方向に移動させて全てのロッドをビード部内周に当接させる工程と、前記いずれかのロッドに設置された検出手段により両ビード部のビードヒールの位置を検出する工程と、前記検出手段からの検出結果に基いて演算手段により演算を行いビード間距離Ｂを測定する工程とを備えたことを特徴とするタイヤの寸法測定方法。
タイヤを測定位置Ｐに搬送するとともに、該タイヤ内にタイヤ軸線に平行に延びる複数本のロッドを挿入する搬送挿入手段と、前記ロッドをタイヤ軸線と交差する方向に移動させて全てのロッドをビード部内周に当接させる移動手段と、いずれかのロッドに設置され、両ビード部のビードヒールの位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出結果に基いて演算を行いビード間距離Ｂを測定する演算手段とを備えたことを特徴とするタイヤの寸法測定装置。
いずれかのロッドに両サイドウォール部の最大幅位置における外表面の位置を検出する検出手段を設置し、該検出手段からの検出結果に基づいて前記演算手段により演算を行いタイヤ幅Ｗを測定するようにした請求項２記載のタイヤの寸法測定装置。
前記請求項２に記載の検出手段と請求項３に記載の検出手段とを共用し、該検出手段からの検出結果に基づいてビード間距離Ｂおよびタイヤ幅Ｗの双方を測定するようにした請求項３記載のタイヤの寸法測定装置。