JP6446226B2 - シート状ゴム材料の表面形状測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、押出成形されたシート状ゴム材料の表面形状を測定するシート状ゴム材料の表面形状測定装置に関する。

空気入りタイヤの製造に用いられる未加硫のシート状ゴム材料は、押出機により押出成形された後、搬送コンベアにより次工程に送られる（例えば、特許文献１）。

このとき、押出成形されたシート状ゴム材料の表面形状（プロファイル）は、押出機のダイプレートの摩耗により徐々に変化する。そこで、従来より、押出成形されたシート状ゴム材料の表面形状を保証するために、搬送中のシート状ゴム材料の表面形状を測定するシート状ゴム材料の表面形状測定装置（以下、単に「表面形状測定装置」ともいう）が用いられている。

図３は従来の表面形状測定装置を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、この表面形状測定装置は、シート状ゴム材料Ｇを挟んで表側と裏側に対向して設けられており、搬送中のシート状ゴム材料Ｇの表裏両面の表面変位を測定する一対の変位センサー１と、変位センサー１のそれぞれをシート状ゴム材料Ｇの搬送方向に直角の方向に沿って走行させる一対の走行軸５と、変位センサー１の走行位置を測定するパルスジェネレータ（ＰＧ）２と、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）３とを備えている。なお、図中の符号４はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、６は走行軸コントローラである。

この表面形状測定装置では、一対の変位センサー１により測定されたシート状ゴム材料Ｇの表面変位と、ＰＧ２により測定された変位センサー１の走行位置とに基づいて、ＰＬＣ３においてシート状ゴム材料Ｇの表面形状を数値データ化したプロファイルデータを取得する。

特開２０１０−１７３２２３号公報

しかしながら、シート状ゴム材料は搬送中に蛇行することがあり、上記した表面形状測定装置では、この蛇行が考慮されていないため、シート状ゴム材料が蛇行して変位センサー１の走行軸５に対するシート状ゴム材料Ｇの位置（パスライン）が変動すると、シート状ゴム材料Ｇのプロファイルデータを正確に取得することができなくなり、シート状ゴム材料の表面形状を保証できなくなる恐れがある。

このようなシート状ゴム材料Ｇの蛇行に伴って生じた不正確なデータは、測定結果から除外することが困難であり、除外するための作業に多くの時間を要するため、タイヤ製造工程における作業効率が低下する原因になる。

そこで、本発明は、シート状ゴム材料の蛇行に伴って生じた不正確なデータを測定結果から短時間に除外することにより、不正確なデータを除外するための時間を削減して作業効率の低下を抑制することができるシート状ゴム材料の表面形状測定装置を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
シート状ゴム材料を挟んで表側と裏側に対向して設けられており、搬送中のシート状ゴム材料の表裏両面の表面変位を測定する一対の変位センサーと、
前記変位センサーのそれぞれを前記シート状ゴム材料の搬送方向に直角の方向に沿って走行させる一対の走行機構と、
前記変位センサーの走行位置を測定する走行位置測定手段と、
測定された前記シート状ゴム材料の表面変位および前記変位センサーの走行位置に基づいて前記シート状ゴム材料の表面形状を数値データ化する解析手段と
を備えたシート状ゴム材料の表面形状測定装置であって、
搬送中の前記シート状ゴム材料の幅方向における搬送位置を測定し、前記シート状ゴム材料の幅方向の中央位置の変化量を蛇行量として算出し、算出された蛇行量に基づいて、前記シート状ゴム材料の蛇行を検出する蛇行検出手段と、
前記シート状ゴム材料の蛇行が検出された際に、当該蛇行が検出された際に取得した前記シート状ゴム材料の表面形状の数値データを自動的に無効化する無効化手段と
を備えていることを特徴とするシート状ゴム材料の表面形状測定装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記蛇行検出手段が、
搬送中の前記シート状ゴム材料の幅方向の両端位置を撮像するカメラと、
前記カメラにより撮像された画像データに基づいて、搬送中の前記シート状ゴム材料が蛇行しているか否かを判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシート状ゴム材料の表面形状測定装置である。

本発明によれば、シート状ゴム材料の蛇行に伴って生じた不正確なデータを測定結果から短時間に除外することにより、不正確なデータを除外するための時間を削減して作業効率の低下を抑制することができるシート状ゴム材料の表面形状測定装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るシート状ゴム材料の表面形状測定装置を模式的に示す斜視図である。 実施例におけるシート状ゴム材料の蛇行量の測定結果を示す図である。 従来のシート状ゴム材料の表面形状測定装置を示す斜視図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

以下においては、本実施の形態に係る表面形状測定装置の基本的構成を説明した後、本実施の形態に係る表面形状測定装置の特徴的な構成について説明する。

１．本実施の形態に係る表面形状測定装置の基本的構成
本実施の形態に係る表面形状測定装置の基本的構成は、従来の表面形状測定装置と同様である。以下、本実施の形態に係る表面形状測定装置を示す斜視図である図１を参照しながら本実施の形態に係る表面形状測定装置の基本的構成を説明する。

本実施の形態に係る表面形状測定装置は、シート状ゴム材料Ｇを挟んで表側と裏側に対向して設けられており、搬送中のシート状ゴム材料Ｇの表裏両面の表面変位を測定する一対の変位センサー１と、変位センサー１のそれぞれをシート状ゴム材料Ｇの幅方向に沿って走行させる走行機構としての一対の走行軸５と、変位センサー１の走行位置を測定する走行位置測定手段としてのパルスジェネレータ（ＰＧ）２と、測定されたシート状ゴム材料Ｇの表面変位および変位センサー１の走行位置に基づいてシート状ゴム材料Ｇの表面形状を数値データ化する解析手段としてのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）３とを備えている。

なお、図中の符号４は装置全体を総括的に制御する制御手段としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）であり、６は変位センサー１の走行速度を調整する走行軸コントローラである。

変位センサー１は、押出機のダイプレートＡにより押出成形されて搬送されるシート状ゴム材料Ｇを挟んで表側と裏側に対向して設けられており、それぞれがシート状ゴム材料Ｇの表面および裏面に対してほぼ垂直方向の位置に配置されている。

この表面形状測定装置は、上記した従来の表面形状測定装置と同様の手順で搬送中のシート状ゴム材料Ｇの表面形状を数値データ化したプロファイルデータを取得する。

即ち、走行軸コントローラ６により速度調整された変位センサー１が走行軸５に沿って走行しながら搬送中のシート状ゴム材料Ｇの表裏両面の表面変位を測定すると共に、ＰＧ２が変位センサー１の走行位置を測定する。

そして、変位センサー１により測定されたシート状ゴム材料Ｇの表面変位と、ＰＧ２により測定された変位センサー１の走行位置とを、ＰＬＣ３に送信し、送信されたデータに基づいてシート状ゴム材料Ｇの表面形状を数値データ化してプロファイルデータとして取得する。

これにより、搬送中のシート状ゴム材料ＧのプロファイルデータがＰＣ４に蓄積されて、そのプロファイルデータの経時的な変化に基づいてダイプレートＡの摩耗によるシート状ゴム材料Ｇの形状変化を測定することができる。

２．本実施の形態に係る表面形状測定装置の特徴的な構成
（１）概要
本実施の形態に係る表面形状測定装置は、搬送中のシート状ゴム材料Ｇの幅方向における搬送位置を測定し、シート状ゴム材料Ｇの蛇行を検出する蛇行検出手段と、シート状ゴム材料Ｇの蛇行が検出された際に、当該蛇行が検出された際に取得したシート状ゴム材料Ｇの表面形状の数値データを自動的に無効化する無効化手段とを備えている点において従来の表面形状測定装置と異なる。

これにより、搬送中のシート状ゴム材料Ｇが蛇行してシート状ゴム材料Ｇの搬送位置（パスライン）が幅方向に変動した場合であっても、シート状ゴム材料Ｇの蛇行に伴って生じた不正確なデータを測定結果から短時間で自動的に除外することができるため、不正確なデータを除外するための作業に要する時間を削減してタイヤ製造工程における作業効率を向上させることができる。

（２）蛇行検出手段
蛇行検出手段は、搬送中のシート状ゴム材料Ｇのそれぞれの幅方向の両端位置を撮像してパスラインを監視するカメラ７と、カメラ７により撮像された画像データに基づいて、搬送中のシート状ゴム材料が蛇行しているか否かを判定する判定手段（図示せず）とを備えている。なお、図中の符号９はパスライン測定タイミング用ＰＧである。

カメラ７は、変位センサー１がシート状ゴム材料Ｇの表面形状を測定する測定領域Ｆを視野に入れて、それぞれのシート状ゴム材料Ｇの両端部を撮像する。

判定手段は、ＰＬＣ３内に設けられており、カメラ７により撮像されたシート状ゴム材料Ｇのパスラインの画像データに基づいて、シート状ゴム材料Ｇの蛇行量を算出する。このときの蛇行量は以下の手順により求められる。

先ず、カメラ７により撮像された画像データを用いて、シート状ゴム材料Ｇの両端部から（右端位置−左端位置）／２の式に基づいて、シート状ゴム材料Ｇの幅方向の中央位置Ｍを算出する。このシート状ゴム材料Ｇの幅方向の中央位置Ｍは、パスライン測定タイミング用ＰＧ９により測定されたシート状ゴム材料Ｇの搬送量に基づいて一定の搬送量毎に複数回算出される。

次に、取得したシート状ゴム材料Ｇの中央位置Ｍと、次回の取得タイミングにおいて取得したシート状ゴム材料Ｇの中央位置Ｍ＋１とから、Ｍ−（Ｍ＋１）の式に基づいて、搬送中のシート状ゴム材料Ｇの中央位置の変化を算出し、この中央位置の変化量を蛇行量とする。

判定手段は、予め設定されている無効化の基準値（例えば０．５ｍｍ）と、算出された蛇行量の絶対値とを比較し、算出された蛇行量の絶対値が基準値を超えたときに、搬送中のシート状ゴム材料Ｇが蛇行していると判定し、無効化信号を無効化手段に送信する。

（３）無効化手段
無効化手段は、判定手段から無効化信号が送信された際に取得したプロファイルデータを無効化する。これにより、搬送中のシート状ゴム材料に蛇行が生じている間に取得されたプロファイルデータが自動的に無効化される。

３．本実施の形態の効果
上記した通り、本実施の形態に係る表面形状測定装置では、シート状ゴム材料の蛇行が検出された際に、解析手段により数値化されたシート状ゴム材料の表面形状のデータを無効化するように構成されているため、基準値を超える蛇行量が生じた際のプロファイルデータを自動的に無効化することができる。この結果、シート状ゴム材料の蛇行に伴う不正確なデータを除外する時間を削減してタイヤ製造工程における作業効率を向上させることができる。

なお、上記の実施の形態においては、２本のシート状ゴム材料を搬送する場合を例に挙げて説明したが、シート状ゴム材料の本数は特に限定されない。

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。

押出成形された２本のシート状ゴム材料（幅２１５ｍｍ）Ｇを４０ｍ搬送し、上記した実施の形態に係る表面形状測定装置を用いて、搬送中のシート状ゴム材料Ｇの表面形状をプロファイルデータとして取得すると共に、カメラ７により撮像された画像に基づいて１０ｍｍ毎に蛇行量を測定した（測定点：４０００箇所）。

図２はカメラ７により撮像された画像に基づいて測定された２本のシート状ゴム材料（「ゴム１」および「ゴム２」）の蛇行量を示すグラフである。なお、図２中の縦軸は蛇行量（×０．１ｍｍ）を示しており、横軸は何回目の測定であるかを示している。

図２に示すように、２本のシート状ゴム材料Ｇのいずれにおいても、幅方向における蛇行量が変動していることが確認された。そこで、シート状ゴム材料Ｇが蛇行しているか否かを判定するための基準値を０．５ｍｍに設定し、この基準値を超える蛇行量が測定された際に取得されたプロファイルデータを無効化するように設定した。

この結果、プログラマブルロジックコントローラ３において、ゴム１のプロファイルデータが４９個無効化されており、ゴム２のプロファイルデータが４４個無効化されていた。これらの無効化されたデータの数は、図２の測定結果において、絶対値が０．５ｍｍを超えた回数と一致していた。このことから、上記した実施の形態に係る表面形状測定装置を用いることにより、搬送中のシート状ゴム材料Ｇの蛇行に伴う不正確なデータを正確かつ自動で無効化できることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ 変位センサー
２ パルスジェネレータ（ＰＧ）
３ プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
４ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
５ 走行軸
６ 走行軸コントローラ
７ カメラ
９ パスライン測定タイミング用ＰＧ
Ａ ダイプレート
Ｆ 測定領域
Ｇ シート状ゴム材料

Claims (2)

1. シート状ゴム材料を挟んで表側と裏側に対向して設けられており、搬送中のシート状ゴム材料の表裏両面の表面変位を測定する一対の変位センサーと、
   前記変位センサーのそれぞれを前記シート状ゴム材料の搬送方向に直角の方向に沿って走行させる一対の走行機構と、
   前記変位センサーの走行位置を測定する走行位置測定手段と、
   測定された前記シート状ゴム材料の表面変位および前記変位センサーの走行位置に基づいて前記シート状ゴム材料の表面形状を数値データ化する解析手段と
   を備えたシート状ゴム材料の表面形状測定装置であって、
   搬送中の前記シート状ゴム材料の幅方向における搬送位置を測定し、前記シート状ゴム材料の幅方向の中央位置の変化量を蛇行量として算出し、算出された蛇行量に基づいて、前記シート状ゴム材料の蛇行を検出する蛇行検出手段と、
   前記シート状ゴム材料の蛇行が検出された際に、当該蛇行が検出された際に取得した前記シート状ゴム材料の表面形状の数値データを自動的に無効化する無効化手段と
   を備えていることを特徴とするシート状ゴム材料の表面形状測定装置。
2. 前記蛇行検出手段が、
   搬送中の前記シート状ゴム材料の幅方向の両端位置を撮像するカメラと、
   前記カメラにより撮像された画像データに基づいて、搬送中の前記シート状ゴム材料が蛇行しているか否かを判定する判定手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシート状ゴム材料の表面形状測定装置。

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