JP6686643B2 - 金型内周面測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを成形する金型の内周面測定装置に関する。

タイヤを加硫する金型にコンテナモールドが広く採用されている。このコンテナモールドは、周方向に複数枚に分割されたトレッドセグメント（以下、セグメントともいう）を備えている。このセグメントの内周面は、タイヤのトレッド面を成形する。周方向に隣合うセグメントの間には、僅かな隙間が形成される。この隙間から、加硫成形時に金型内のエアーが排出される。この隙間の幅が大き過ぎる金型では、この隙間にゴムが入り込み、スピューが形成される。このスピューは、タイヤの外観を損ねる。このスピューの増加は、スピューの除去作業を増大させる。このスピューの増加は、タイヤの生産性を阻害する。

エアーの排出性と生産性との観点から、この隙間の幅は、０．０１ｍｍ単位で管理する必要がある。従来、この隙間は、主に人の手作業によって、測定されている。この隙間の測定と管理とに、多大な労力が必要とされる。また、この測定には、作業者によるバラツキが生じる。金型の隙間を、効率的に、且つ高精度に管理することは容易でない。

特開２０１４−１５６０３８公報には、金型の隙間を自動で測定する装置が開示されている。この装置を用いることで、金型の隙間の幅が自動的に測定されうる。この装置を用いることで、金型の隙間の幅を、従来に比べて効率的に管理しうる。

特開２０１４−１５６０３８公報

この装置は、高解像度ＣＣＤカメラが隙間を紫外線撮影している。紫外線撮影された画像を解析して隙間の幅を計測している。この装置では、金型の外に、ＣＣＤカメラの移動機構が設置されている。この移動機構は、基台に支持された第１アームと、第１アームの先端部に支持された第２アームと、第２アーム先端に支持された鉛直ロッドと、鉛直ロットの下端に支持された支持ハウジングとを備えている。第１アームは、その先端部を水平に揺動可能にされている。第２アームは、その先端部を水平に揺動可能にされている。鉛直ロットは、上下方向に移動可能にされている。支持ハウジングは、水平に揺動可能にされている。この支持ハウジングに高解像度ＣＣＤカメラが取り付けられている。

この装置は、高解像度ＣＣＤカメラと、画像を解析する装置とを必要とする。この装置は、高解像度ＣＣＤカメラの移動のために、第１アーム、第２アーム、鉛直ロッド及び支持ハウジングの４つの駆動部を用いている。この高解像度ＣＣＤカメラの撮影位置決めのために、３つの回転移動と１つの上下移動との４つの移動を制御している。この装置は、大掛かりで、高価である。

本発明の目的は、金型の隙間の幅を効率的に且つ高精度に測定しうる金型内周面測定装置の提供にある。

本発明に係る金型内周面測定装置は、タイヤ加硫成形用の金型を保持するコンテナと、測定部と、制御部とを備えている。
上記金型は、複数のトレッドセグメントを備えている。
上記コンテナは、複数の上記トレッドセグメントを周方向に並べて円筒状にして保持しており、この保持された複数の上記トレッドセグメントが金型内周面を形成しており、それぞれのトレッドセグメントが隣合うトレッドセグメントとの間に隙間を形成している。
上記測定部は、上記隙間の幅を測定する隙間センサと、この隙間センサを上記金型内周面の中心位置を回転中心にして周方向に回転させる回転駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の中心軸に平行に移動させる昇降駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の径方向に移動させる水平駆動部とを備えている。
上記制御部は、上記回転駆動部と上記昇降駆動部と上記水平駆動部とを制御して、上記隙間センサの測定位置を制御する機能を備えている。

好ましくは、上記コンテナは、上記金型が載置される底部を備えている。
上記測定部は、上記底部に立設されて上記金型内周面の中心位置に位置する固定軸と、この固定軸を回転軸として回転可能にされた回転体とを備えている。上記回転体に、上記隙間センサと、上記昇降駆動部と、上記水平駆動部とが配設されている。

好ましくは、上記隙間センサは、２次元レーザーセンサである。

好ましくは、上記測定部は、上記金型内周面までの距離を測定する距離センサと、上記距離センサが距離を測定する上記金型内周面の周方向位置を検知する周方向位置センサと
を備えている。
上記距離センサは、上記回転駆動部によって金型内周面の周方向に回転可能にされている。上記制御部は、上記距離センサから得られる距離データから上記隙間を特定する機能と、上記周方向位置センサから得られる周方向位置データから上記隙間の周方向位置を特定する機能とを備えている。

好ましくは、上記制御部は、上記金型の設計データを記憶する機能を備えている。上記制御部は、特定された上記隙間の周方向位置を周方向基準位置にして、上記周方向基準位置と設計データとから他の隙間の周方向位置を特定する機能を備えている。

好ましくは、上記制御部は、上記距離センサから得られる距離データから上記金型内周面の真円度を測定する機能を備えている。

好ましくは、上記距離センサの測定方向と上記隙間センサの測定方向とは、上記金型内周面の径方向に設定されている。好ましくは、上記距離センサと上記隙間センサとは、上下に位置している。好ましくは、上記距離センサと上記隙間センサとは、上記金型内周面の周方向に位置をずらされている。

本発明に係る金型内周面測定方法は、金型内周面測定装置を用いてタイヤ加硫成形用の金型内周面を測定する方法である。この方法は、隙間測定工程を備えている。
上記金型内周面測定装置は、タイヤ加硫成形用の金型を保持するコンテナと、測定部と、制御部とを備えている。上記金型は、複数のトレッドセグメントを備えている。上記コンテナは、複数の上記トレッドセグメントを周方向に並べて円筒状にして保持している。この保持された複数の上記トレッドセグメントは、金型内周面を形成している。それぞれのトレッドセグメントは、隣合うトレッドセグメントとの間に隙間を形成している。
上記測定部は、上記隙間の幅を測定する隙間センサと、この隙間センサを上記金型内周面の中心位置を回転中心にして周方向に回転させる回転駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の中心軸に平行に移動させる昇降駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の径方向に移動させる水平駆動部とを備えている。
上記隙間測定工程において、上記昇降駆動部は上下方向において測定開始位置に隙間センサを移動しており、上記水平駆動部は上記金型内周面の径方向において測定開始位置に上記隙間センサを移動しており、上記回転駆動部は周方向において測定開始位置に上記隙間センサを移動している。
上記回転駆動部は、測定開始位置にある上記隙間センサを、上記金型内周面の中心位置を回転中心にして周方向に回転させて、上記隙間センサが上記隙間の幅を測定している。

好ましくは、上記隙間センサは２次元レーザーセンサである。

このましくは、この方法では、上記金型内周面測定装置は、距離センサと周方向位置センサとを備えている。
この方法は、上記隙間測定工程に先立って、距離測定工程と演算工程とを備えている。 上記距離測定工程において、上記距離センサは金型内周面までの距離を測定している。上記周方向位置センサは距離が測定された金型内周面の周方向位置を検知している。
上記演算工程において、上記内周面までの距離データと距離が測定された周方向位置データとから上記隙間の周方向位置が特定されている。
上記隙間測定工程において、上記特定された隙間の周方向位置から上記隙間センサの周方向測定位置が決定されている。

本発明に係る金型内周面測定装置では、測定部は、金型内周面の内側に位置している。測定装置は、隙間の幅を測定する隙間センサを、回転駆動部と、昇降駆動部と、水平駆動部とによって、回転方向、上下方向及び径方向に位置制御している。この測定装置は、この３軸制御で、隙間センサの測定位置を制御している。この測定装置は、隙間の幅を効率的に且つ高精度に測定しうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る金型内周面測定装置を、金型のトレッドセグメントと共に示す一部断面正面図である。 図２は、図１の金型内周面測定装置の左側面図である。 図３は、図１の金型内周面測定装置の水平駆動部が示された説明図である。 図４は、図１の金型内周面測定装置の使用状態が示された説明図である。 図５は、図１の金型内周面測定装置による測定方法が示されたフローチャートである。 図６は、図１の金型内周面測定装置による真円度測定の結果の一例を示す波形図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１から図３に、金型内周面測定装置としての測定装置２が示されている。この測定装置２は、コンテナ４、測定部６及び制御部８を備えている。ここでは、図１の左右方向を測定装置２の水平方向として、紙面に垂直な方向を測定装置２の周方向として説明がされる。

図１には、測定装置２と共に金型１０が示されている。この金型１０は、複数のセグメント１２を備えている。複数のセグメント１２が周方向に並べられている。この複数のセグメント１２が円筒状に並べられている。このセグメント１２は、タイヤの加硫成形における使用状態にされている。このセグメント１２の内周面１２ａは、タイヤのトレッド面を形成する。

コンテナ４は、リング部１４及び底部１６を備えている。リング部１４の形状は円筒形状であり、リング部１４は、内周面１４ａを備えている。底部１６は平面状の上面１６ａを備えている。リング部１４と底部１６とは、一体に形成されてもよく、別体に形成された上で連結されてもよい。リング部１４は、セグメント１２の外周面１２ｂを把持している。底部１６に、セグメント１２が載置されている。

図１に示される様に、測定部６は、支持部１８、回転駆動部２０及び昇降駆動部２２を備えている。図３に示される様に、測定部６は、水平駆動部２４と、隙間センサとしての２次元レザーセンサ２６とを備えている。更に、図１に示される様に、測定部６は、距離センサとしての１次元レーザーセンサ２８と、スリップリング２９とを備えている。

支持部１８は、固定軸３０、回転体３２、位置決めブロック３４、上下方向のガイドレール３６及び上下方向のスライドブロック３８を備えている。図３に示す様に、支持部１８は、支持板４０、水平方向のガイドレール４２、水平方向のスライドブロック４４及び支持アーム４６を備えている。

図１に示される、固定軸３０は、コンテナ４の底部１６に着脱可能に取り付けられている。固定軸３０は、底部１６から上方に向かって延びている。固定軸３０は、その軸線をリング部１４の中心位置に位置させている。位置決めブロック３４は、底部１６に取り付けられている。位置決めブロック３４は、固定軸３０の下端に当接している。位置決めブロック３４は、固定軸３０の下端の位置を、底部１６の上面１６ａ上で調整しうる。この位置決めブロック３４によって、固定軸３０の位置は、リング部１４の中心位置に一致させられている。

回転体３２は、筒状の形状を備えている。回転体３２は、固定軸３０に軸受を介して、支持されている。回転体３２は、固定軸３０を回転軸にして、回転可能にされている。この固定軸３０の軸線と回転体３２の軸線とが一致している。

上下方向のガイドレール３６は、回転体３２に固定されている。ガイドレール３６は、上下方向に延在している。言い換えると、このガイドレール３６は、回転体３２の軸線方向に延在している。上下方向のスライドブロック３８は、ガイドレール３６に取り付けられている。スライドブロック３８は、ガイドレール３６の延在方向に移動可能にされている。言い換えると、スライドブロック３８は、上下方向に移動可能にされている。

図２及び図３に示される様に、支持板４０は、スライドブロック３８に取り付けられている。支持板４０は、スライドブロック３８と共に、上下方向に移動可能にされている。この支持板４０に、水平方向のスライドブロック４４が固定されている。水平方向のガイドレール４２は、スライドブロック４４に支持されている。ガイドレール４２は、水平方向に延在している。ガイドレール４２は、スライドブロック４４に対して、水平方向に移動可能にされている。支持アーム４６は、このガイドレール４２が取り付けられている。これにより、支持アーム４６は、水平方向に移動可能にされている。

図１に示される様に、回転駆動部２０は、回転駆動するモータ４８と、電磁クラッチ５０、ギア５２及び固定ギア５４、周方向位置センサとしてのロータリエンコーダ５６、ギア５８及び固定ギア６０を備えている。モータ４８は、回転体３２に取り付けられている。モータ４８の駆動軸４８ａは、電磁クラッチ５０に連結されている。このモータ４８は、電磁クラッチ５０を介してギア５２に連結されている。この電磁クラッチ５０によって、モータ４８とギア５２とは連結状態と連結解除状態とに切替可能にされている。

固定ギア５４は、固定軸３０の下端部に取り付けられている。固定ギア５４の歯は、固定軸３０の周方向に沿って、並んでいる。ギア５２と固定ギア５４とは噛み合っている。ロータリエンコーダ５６は、回転体３２の上部に取り付けられている。ロータリエンコーダ５６の回転軸にギア５８が連結されている。固定ギア６０は、固定軸３０の上部に取り付けられている。固定ギア６０の歯は、固定軸３０の周方向に沿って、並んでいる。ギア５８と固定ギア６０とは、ノンバックラッシュで噛み合っている。

ここでは、モータ４８及び電磁クラッチ５０を例に説明がされるが、電磁クラッチ５０に代えて、又は電磁クラッチ５０と共にブレーキが用いられてもよい。更に、この回転駆動に、サーボモータやステッピングモータが用いられてよい。ここでは、回転力の伝達手段としてギアを例示したが、タイミングベルトが用いられてもよい。

図２に示される様に、昇降駆動部２２は、回転体３２に取り付けられている。この昇降駆動部２２は、電磁ブレーキ付きモータ６２、ギア６４、ギア６６、ボールネジ６８及び昇降位置検出部７０を備えている。この昇降駆動部２２は、更に図示されないボールネジ６８の雄ねじに螺合している雌ねじ部を備えている。

モータ６２は、回転体３２に取り付けられている。モータ６２の駆動軸に、ギア６４が連結されている。ギア６６は、ボールネジ６８の上端部に取り付けられている。ギア６４とギア６６とが噛み合っている。ボールネジ６８は、回転体３２に回転可能に支持されている。

昇降位置検出装置７０は、回転体３２に取り付けられている。昇降位置検出装置７０は、例えば、ロータリエンコーダである。この昇降位置検出装置７０の入力軸７０ａは、ボールネジ６８と連結されている。この昇降位置検出装置７０は、ボールネジ６８の回転角を検出する。ボールネジ６８のネジピッチから、ボールネジ６８に螺合された雌ねじ部の上下方向の位置が特定されうる。

この雌ねじ部は、スライドブロック３８に取り付けられている。この電磁ブレーキ付きモータ６２と昇降位置検出装置７０とに代えて、サーボモータが用いられてもよい。

図３に示される様に、水平駆動部２４は、支持板４０に取り付けられている。水平駆動部２４は、支持板４０、スライドブロック３８及びガイドレール３６を介して、回転体３２に取り付けられている。水平駆動部２４は、モータ７２、ギア７４、ギア７６、ボールネジ７８、雌ねじ部８０及び水平方向位置検出装置８２を備えている。

モータ７２は、支持板４０に取り付けられている。モータ７２の駆動軸にギア７４が連結されている。ギア７６はボールネジ７８の後端部に取り付けられている。ギア７４とギア７６とが噛み合っている。ボールネジ７８は、支持板４０に回転可能に支持されている。このボールネジ７８には、雌ねじ部８０が螺合されている。この雌ねじ部８０は、支持アーム４６の後端部に取り付けられている。

水平方向位置検出装置８２は、支持板４０に取り付けられている。水平方向位置検出装置８２は、例えば、ロータリエンコーダである。この水平方向位置検出装置８２の入力軸８２ａは、ボールネジ７８と連結されている。この水平方向位置検出装置８２は、ボールネジ７８の回転角を検出する。ボールネジ７８のネジピッチから、ボールネジ７８に螺合された雌ねじ部８０の水平方向の位置が特定されうる。

１次元レーザーセンサ２８は、例えば非接触式反射型レーザーセンサである。この１次レーザーセンサ２８は、受光素子を線状に配置した構造を備えている。１次元レーザーセンサ２８は、測定対象物にレーザー光を照射して、反射した光を受光素子に結像する。この受光素子上の結像位置で測定対象物までの距離を測定する。この１次元レーザーセンサ２８は、セグメント１２の内周面１２ａの測定点までの距離を測定しうる。１次元レーザーセンサ２６は、スライドブロック３８に取り付けられている。

２次元レーザーセンサ２６は、例えば非接触式反射型レーザーセンサである。この２次元レーザーセンサ２６は、受光素子を平面状に配置した構造を備えている。２次元レーザーセンサ２８は、平面状の受光素子に光を結像されることで、測定対象物までの距離を所定の範囲幅で測定しうる。この２次元レーザーセンサ２６は、所定の範囲幅の外形を測定しうる。この２次元レーザーセンサ２６は、セグメント１２の内周面１２ａの形状を、周方向の所定の幅で測定しうる。２次元レーザーセンサ２６は、支持アーム４６に取り付けられている。

図１に示される様に、スリップリング２９は、内側回転部２９ｉ及び外側回転部２９ｏを備えている。内側固定部２９ｉは、固定軸３０の上部に嵌合されて固定されている。外側回転部２９ｏは、図示しないベアリングを介して、内側固定部２９ｉの外周に回転自在に装着されている。内側固定部２９ｉと外側回転部２９ｏとは、それぞれ電気接点を備えている。内側固定部２９ｉの電気接点と外側回転部２９ｏの電気接点とは通電可能にされている。外側回転部２９ｏと内側工程部２９ｉとは、通電状態を維持したまま互いに回転可能にされている。スリップリング２９は、固定軸３０と回転体３２との電気接続機構として機能している。

スリップリング２９の外側回転部２９ｏには、回転駆動部２０、昇降駆動部２２、水平駆動部２４、２次元レーザーセンサ２６及び１次元レーザーセンサ２８からの図示しない電気ケーブルが接続されている。また、内側固定部２９ｉには、制御部８及び電源とに接続される電気ケーブル８４が接続されている。回転駆動部２０、昇降駆動部２２、水平駆動部２４、２次元レーザーセンサ２６及び１次元レーザーセンサ２８と、制御部８及び電源との電気接続は、スリップリング２９を介してなされる。

制御部８は、情報処理装置８６、操作盤８８及び制御装置９０を備えている。この操作盤８８は、タッチパネル式である。この制御装置９０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を備えている。情報処理装置８６、操作盤８８及び制御装置９０は、コンテナ４の外部に配置されている。制御装置９０は、前述の電気ケーブル８４によって測定部６に電気接続されている。情報処理装置８６及び操作盤８８はそれぞれ、この制御装置９０に電気接続されている。

制御装置９０は、回転駆動部２０、昇降駆動部２２及び水平駆動部２４を含む、測定装置２の駆動部を制御する機能を備えている。制御装置９０は、２次元レーザーセンサ２６及び１次元レーザーセンサ２８を制御する機能を備えている。制御装置９０は、２次元レーザーセンサ２６及び１次元レーザーセンサ２８から、測定データを受信する機能を備えている。制御装置９０は、測定データをアナログ信号からデジタル信号に変換する機能を備えている。制御装置９０は。デジタル信号に変換された測定データを情報処理装置８６に送信する機能を備えている。

情報処理装置８６は、入力部、記憶部、演算部及び出力部を備えている。この情報処理装置８６として、例えばコンピュータが例示される。この情報処理装置８６は、手動入力部としてのキーボードを備えている。情報処理装置８６では、記憶部が測定データを記憶する機能を備えている。入力部は、設計データ等の入力データと、制御装置９０から測定データとを受信する機能を備えている。演算部は、測定データを演算処理する機能と、測定データや演算処理して得た演算データと基準値と比較する機能と、この測定データや演算データの合否判定をする機能とを備えている。この情報処理装置８６の出力部は、この測定データ、演算データ及び判定結果を出力する機能を備えている。例えば、前述の入力部はインターフェースボードであり、記憶部はハードディスクであり、演算部はＣＰＵであり、出力部はモニターやプリンターである。手動入力部は、複数の金型から金型１０を選択する選択データや設計データ等が入力される機能を備えている。

図４には、セグメント１２、リング部１４、２次元レーザーセンサー２６及び支持アーム４６の使用状態が示されている。図４の符号Ｐｏは、リング部１４の内周面１４ａが形成する円の中心を表している。この中心Ｐｏは、セグメント１２の内周面１２ａが形成する円の中心でもある。一点鎖線Ｌｒは、この中心Ｐｏを通って延びる直線を表している。この直線Ｌｒは、リング部１４及びセグメント１２の径方向に延びている。

セグメント１２は、リング部１４に保持されている。このセグメント１２は、円筒状に並べられている。周方向に隣合うセグメント１２の間には、隙間９２が形成されている。この図４では、９枚のセグメント１２が円周方向に並べられている。隙間９２は、等間隔に９箇所形成されている。セグメント１２の枚数及び隙間９２の数は、例示であり、これに限定されない。この隙間９２の幅は、一般に０．０１ｍｍから０．７０ｍｍであるが、この幅に限定されない。

支持アーム４６は、本体４６ａと、本体４６ａから延びる連結部４６ｂと、連結部４６ｂの先に位置するセンサ取付部４６ｃとを備えている。本体４６ａに、ガイドレール４２と雌ねじ部８０とが取り付けられている。これにより、支持アーム４６は、支持板４０に対して水平方向に移動可能に取り付けられている（図３参照）。支持アーム４６は、本体４６ａと連結部４６ｂとの間で屈曲している。連結部４６ｂは、本体４６ａとセンサ取付部４６ｃと連結している。この連結部４６ｂによって、センサ取付部４６ｃは、直線Ｌｒ上に位置している。この直線Ｌｒは、支持アーム４６の移動方向に平行に延びている。これにより、センサ取付部４６ｃは、リング部１４の径方向に移動可能にされている。２次元レーザーセンサ２６は、このセンサ取付部４６ｃに取り付けられている。

１次元レーザーセンサ２８は、２次元レーザーセンサ２６の下方に位置している（図２参照）。１次元レーザーセンサ２８は、図４に図示されないが図４の平面視において、直線Ｌｒ上に位置している。この測定装置２では、前述の通り、１次元レーザーセンサ２８はスライドブロック３８に取り付けられている。この１次元レーザーセンサ２８がスライドブロック３８に、径方向に移動可能に取り付けられてもよい。例えば、１次元レーザーセンサ２８は、２次元レーザセンサ２８と共に、支持アーム４６に取り付けられてもよい。

図５には、測定装置２を用いた金型内周面測定方法のフローチャートが示されている。この測定方法は、準備工程（ＳＴＥＰ１）、真円度測定工程（ＳＴＥＰ２）、隙間測定工程（ＳＴＥＰ３）及び出力工程（ＳＴＥＰ４）を備えている。

準備工程は、金型セット工程（ＳＴＥＰ１−１）及び測定条件入力工程（ＳＴＥＰ１−２）及び原点復帰工程（ＳＴＥＰ１−３）を備えている。

金型セット工程では、作業者が、図４に示される様に測定装置２に金型１０をセットする。複数のセグメント１２は、円筒状に並べられて、リング１４に保持される。このセグメント１２は、タイヤを加硫成形する使用状態と同じ配列状態にされる。

測定条件入力工程では、作業者が金型１０の情報を情報処理装置８６に入力する。例えば、情報処理装置８６は、金型１０を含む多数の金型の設計データを予め記憶している。作用者は、情報処理装置８６が記憶する複数の金型から、金型１０を選択する。情報処理装置８６の演算部は、記憶された設計データから金型１０の設計データを呼び出す。作業者が、金型１０の設計データを情報処理装置８６に入力してもよい。この設計データは、例えば、金型１０の高さ、内径、セグメント１２の数、セグメント１２の周方向幅、セグメント１２の角度、隙間９２の幅等である。

原点復帰工程では、制御部８は、回転駆動部２０、昇降駆動部２２及び水平駆動部２４を作動させる。回転駆動部２０、昇降駆動部２２及び水平駆動部２４は、２次元レーザーセンサ２６及び１次元レーザーセンサ２８を、原点位置に移動させる。なお、この原点復帰工程は、金型セット工程前にされてもよいし、金型セット工程後測定条件入力工程前にされてもよい。この原点復帰工程と、真円度測定工程以降の工程は、測定装置２が自動で行う

真円度測定工程は、距離測定工程（ＳＴＥＰ２−１）と、上下移動工程（ＳＴＥＰ２−２）と、演算工程としての真円度演算工程（ＳＴＥＰ２−２）とを備えている。

距離測定工程では、制御部８は、回転駆動部２０及び昇降駆動部２２を作動させる。回転駆動部２０及び昇降駆動部２２は、１次元レーザーセンサ２８を測定開始位置に移動させる。制御部８は、測定開始位置の１次元レーザーセンサ２８を作動させる。１次元レーザーセンサ２８は、セグメント１２の内周面１２ａまでの距離を測定する。ロータリエンコーダ５６は、１次元レーザセンサ２８が測定する周方向位置を検知する。

回転駆動部２０は、１次元レーザーセンサ２８を周方向に一周回転させる。１次元レーザーセンサ２８は、内周面１２ａを１周して距離を測定する。この測定で、１周分の距離データと距離データに対応する周方向位置データとが取得される。この距離データと周方向位置データとからなる測定データは、制御部８に送信される。制御部８に送信された測定データは、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された測定データは、情報処理装置８６に送信される。

上下移動工程では、制御部８は、昇降駆動部２２を作動させる。昇降駆動部２２は、１次元レーザーセンサ２８を上下方向において、次の測定位置に移動させる。

次の測定位置で、測定開始位置と同様にして、距離測定工程が実施される。この距離測定工程が完了すると、更に、上下移動工程に移行する。この上下移動工程では、昇降駆動部２２は、１次元レーザーセンサ２８を更に次の測定位置に移動させる。この測定位置でも、同様にして、距離測定工程が実施される。この様にして、予め設定された上下方向の複数の測定位置で、距離データと周方向位置データとからなる測定データが得られる。

例えば、測定開始位置は上下方向の下端部であり、次の測定位置は上下方向の下端部と上端部との中間部であり、更に次の測定位置は上下方向の上端部である。ここでは、上下方向３箇所の測定位置が例示されるが、この測定は１箇所でも、２箇所でも、４箇所以上であってもよい。

真円度演算工程では、情報処理装置８６は、下端部における１周（３６０°）の測定結果を、演算処理（フーリエ級数解析による次数解析）する。同様にして、情報処理装置８６は、中間部、上端部等の全測定位置における１周の測定結果を演算処理する。測定の終了後、全測定位置における内周面１２ａの真円度及びＲＲＯ（Radial Run Out）、並びに、１次から３０次の次数振幅が評価される。

情報処理装置８６の演算結果により、図６に示されるように、セグメント１２の内周面１２ａの１周３６０°について、生波形ＯＷ、１次波形Ｗ１、２次波形Ｗ２、３次波形Ｗ３、１次から３０次までの合成波形ＣＷ等が得られる。図６には、９分割された各セグメント１２のそれぞれが、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉで示されている。内周面１２ａの平均半径を有する円が符号ＡＣで示され、最大の半径を有する円が符号ＬＣで示され、最小の半径を有する円が符号ＳＣで示されている。また、図示されていないが、各次数成分の振幅値、合成波形の振幅、ピーク位置、平均直径等が数値化されて表示されうる。セグメント１２の内周面１２ａの凹凸（ＲＲＯ）が円周上に特定されうる。情報処理装置８６において、測定データにより、セグメント１２の内周面１２ａの形状のマッピングが行われる。この様にして、上下方向の全測定位置で、セグメント１２の内周面１２ａの形状がマッピングされる。上下方向の全測定位置で、真円度が測定される。

この真円度演算工程では、この真円度の演算と合わせて、情報処理装置８６は、更に隙間９２の周方向位置を特定する。隙間９２で測定される距離は、内周面１２ａまでの距離に比べて極端に大きい。従って、測定データから、隙間９２の周方向位置は容易に特定される。情報処理装置８は、複数の隙間９２から一つの隙間９２の周方向位置を周方向基準位置に決定する。

隙間検査工程（ＳＴＥＰ３）は、測定準備工程（ＳＴＥＰ３−１）、隙間幅測定工程（ＳＴＥＰ３−２）、上下移動工程（ＳＴＥＰ３−３）及び隙間幅評価工程（ＳＴＥＰ３−４）を備えている。

測定準備工程では、情報処理装置８６は、２次元レーザーセンサ２６の測定開始位置を決定する。真円度測定工程で得られた内周面１２ａまでの距離から、２次元レーザーセンサ２６の径方向測定開始位置が決定される。真円度測定工程で得られた周方向基準位置が、２次元レーザーセンサ２６の周方向測定開始位置に決定される。上下方向の測定開始位置は、例えば、真円度測定工程と同じ測定開始位置とされる。情報処理装置８６は、１次元レーザーセンサ２８と２次元レーザーセンサ２６との上下方向の位置ずれ量を把握している。情報処理装置８６は、この位置ずれ量を補正して、２次元レーザセンサ２６の上下方向の測定開始位置を決定する。制御部８は、回転駆動部２０、昇降駆動部２２及び水平駆動部２４を作動させる。回転駆動部２０、昇降駆動部２２及び水平駆動部２４は、２次元レーザーセンサ２６を、測定開始位置に移動させる。図４には、測定開始位置に移動した２次元レーザーセンサ２６が、二点鎖線で示されている。

この測定準備工程では、情報処理装置８６は、周方向基準位置と、金型１０の設計データとから、周方向において、他の隙間９２の周方向測定位置が決定されている。なお、他の隙間９２の周方向測定位置は、周方向基準位置と同様に、真円度測定工程で特定された隙間９２に周方向位置から決定されてもよい。

隙間幅測定工程では、制御部８は、２次元レーザーセンサ２６を作動させる。２次元レーザーセンサ２８は、隙間９２の幅を測定する。制御部８は、回転駆動部２０を作動させる。この隙間９２の幅の測定が完了すると、回転駆動部２０は、他の隙間９２の測定位置に、２次元レーザーセンサ２６を移動させる。２次元レーザーセンサ２８は、他の隙間９２の幅を測定する。この様にして、回転駆動部２０は、２次元レーザーセンサ２６を周方向に一周回転させて、周方向全ての隙間９２の幅を測定する。隙間９２の幅データとこの幅の周方向位置データとからなる測定データは、制御部８に送信される。制御部８に送信された測定データは、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された測定データは、情報処理装置８６に送信される。

上下移動工程では、制御部８は、昇降駆動部２２を作動させる。昇降駆動部２２は、２次元レーザーセンサ２６を上下方向において、次の測定位置に移動させる。

次の測定位置で、測定開始位置と同様にして、隙間幅測定工程が実施される。この隙間幅測定工程が完了すると、更に、上下移動工程に移行する。この上下移動工程では、昇降駆動部２２は、２次元レーザーセンサ２８を更に次の測定位置に移動させる。この測定位置でも、同様にして、隙間幅測定工程が実施される。この様にして、予め設定された上下方向の複数の測定位置で、隙間９２の幅データと周方向位置データとからなる測定データが得られる。例えば、この隙間９２の幅は、上下方向において真円度測定工程と同じ位置で測定がされる。具体的には、この測定開始位置は上下方向の下端部であり、次の測定位置は上下方向の下端部と上端部との中間部であり、更に次の測定位置は上下方向の上端部である。この幅測定の測定箇所も、１箇所でも、２箇所でも、４箇所以上であってもよい。

隙間幅評価工程では、情報処理装置８６は、隙間９２の幅の良否評価をする。隙間９２のそれぞれが基準下限値以上基準上限値以下であれば、その隙間９２は良好と評価される。一方で、上下方向いずれかの位置で隙間９２の幅が基準下限値未満又は基準上限値超であれば、この隙間９２は不良と評価される。

出力工程（ＳＴＥＰ４）では、真円度の測定結果が出力される。また、複数の隙間９２の幅の測定値と、それぞれの測定値の周方向及び上下方向位置データとが、良否評価と共に、出力される。この出力方法は特に限定されず、例えばモニターに表示されてもよいし、プリンターで印刷されてもよい。

この測定装置２では、測定部６は金型１０の内側に位置している。２次元レーザーセンサ２６は、金型１０（セグメント１２）の内周面１２ａの中心位置Ｐｏを回転中心にして回転可能にされている。この測定装置２では、回転駆動部２０と、昇降駆動部２２と、水平駆動部２４との３軸で、２次元レーザーセンサ２６の位置が制御されている。この測定装置２では、１軸の回転移動と、２軸の直線移動とで、２次元レーザーセンサ２６の位置が制御されている。この測定装置２は、２次元レーザーセンサ２６の位置制御が簡素に迅速にしうる。

この測定装置２の例では、回転体３２は、固定軸３０を回転軸として回転可能にされている。この固定軸３０は、コンテナ４の底部１６に立設されて、内周面１２ａの中心位置Ｐｏに位置している。この回転体３２に、２次元レーザーセンサ２６と、昇降駆動部２２と、水平駆動部２４とが配設されている。この２次元レーザーセンサ２６と、昇降駆動部２２と、水平駆動部２４とが、一体で回転する。これにより、この測定装置２は、２次元レーザーセンサ２６の位置を、１軸の回転移動と２軸の直線移動とで制御している。

この測定装置２では、隙間センサとして、２次元レーザーセンサ２６を備えている。２次元レーザーセンサ２６は、内周面１２ａの形状を所定の周方向幅で測定する。これにより、２次元レーザーセンサ２６を周方向に移動させることなく、１度の測定で、隙間９２の幅を測定出来る。また、２次元レーザーセンサ２６は隙間９２を含む内周面１２ａの形状を測定しているので、内周面１２ａの傾きを補正した後の隙間９２の幅が得られうる。これに対して、１次元レーザーセンサ２８で隙間９２の幅を測定する場合には、内周面１２ａの距離データと１次元レーザーセンサ２８の周方向測定位置データとを取得し、これらのデータからコンピュータ８６が幅を計算する。また、ＣＣＤカメラで隙間９２の幅を測定する場合には、画像を解析して幅を計算する。この測定装置２では、２次元レーザーセンサ２６を用いうることで、隙間９２の幅を簡易に且つ高精度に測定しうる。

この測定装置２では、１次元レーザーセンサ２８が内周面１２ａまでの距離を測定している。１次元レーザーセンサ２８では、２次元レーザーセンサに比べて、測定レンジ（測定可能距離範囲）が広い。１次元レーザーセンサ２８は、測定スポッとが小さいので、距離を高精度に測定しうる。また、距離測定に特化したセンサーを用いることで、内周面１２ａまでの距離を迅速に且つ高精度に測定できる。

この測定装置２では、１次元レーザーセンサ２８とロータリエンコード５６とが、内周面１２ａまでの距離を周方向位置毎に測定している。測定された内周面１２ａまでの距離に基づいて、２次元レーザーセンサ２６の径方向測定位置が決定される。この２次元レーザーセンサ２６は、内周面１２ａまでの距離が高精度に維持されている。この測定装置２は、隙間９２の幅を高精度に測定しうる。

この測定装置２では、１次元レーザーセンサ２８とロータリエンコード５６とが、隙間９２の周方向位置を特定している。２次元レーザーセンサ２６は、特定された周方向位置で、隙間９２の幅を測定しうる。この測定装置２は、隙間９２の幅を効率的に測定しうる。

この測定装置２の制御部８は、金型１０の設計データを記憶する機能を備えている。この設計データから隙間９２の周方向位置を特定しうる。この制御部８は、１次元レーザーセンサ２８とロータリエンコード５６とが特定した隙間９２の周方向位置と、設計データの隙間９２の周方向位置とを照合しうる。１次元レーザーセンサ２８によって、隙間９２が検出出来なかった場合にも、設計データに基づいて、隙間９２の周方向位置を特定しうる。この測定装置２は、隙間９２の幅を精度よく且つ洩れなく測定しうる。

この測定装置２では、１次元レーザーセンサ２８が内周面１２ａまでの距離を測定している。この距離データから、内周面１２ａの真円度が測定されている。この真円度と共に、隙間９２の周方向位置が特定されている。この測定装置２は、効率的に、隙間９２の位置を特定している。

この測定装置２では、２次元レーザーセンサ２６の測定方向と１次元レーザーセンサ２８の測定方向とは、内周面１２ａの径方向にされている。この２次元レーザーセンサ２６は、隙間９２の幅を精度よく測定しうる。この１次元レーザーセンサ２８は、真円度を精度よく測定し、且つ隙間９２の周方向位置を精度よく特定しうる。この２次元レーザーセンサ２６が、１次元レーザーセンサ２８と同じ回転中心で回転することで、２次元レーザーセンサ２６と内周面１２ａとの距離が高精度に維持される。これにより、この２次元レーザーセンサ２６は、一層高精度に、隙間９２の幅を測定しうる。

２次元レーザーセンサ２６と１次元レーザーセンサ２８とは、上下に位置して、同じ直線Ｌｒ上に位置している。２次元レーザーセンサ２６の周方向位置と１次元レーザーセンサ２８の周方向位置とが一致している。上下に位置しているので、同じ直線Ｌｒ上で同じ回転体３２に取り付けられている。２次元レーザーセンサ２６と１次元レーザーセンサ２８とが同じ回転体３２に取り付けられているので、２次元レーザーセンサ２６と１次元レーザーセンサ２８とは、同じ回転中心Ｐｏの周りを回転する。２次元レーザーセンサ２６と１次元レーザーセンサ２８とは、回転による測定位置のずれの発生が低減されている。

この１次元レーザーセンサ２８と２次元レーザーセンサ２６とは周方向に位置がずらされてもよい。周方向に位置がずらされても、２次元レーザーセンサ２６と１次元レーザーセンサ２８とは、同じ回転体３２に取り付けられうる。情報処理装置８６は、この位置ずれ量を補正して、２次元レーザセンサ２６の周方向の測定開始位置を決定しうる。この１次元レーザーセンサ２８と２次元レーザーセンサ２６とは、上下方向及び周方向に位置がずらされていてもよい。情報処理装置８６は、この位置ずれ量を補正して、２次元レーザセンサ２６の上下方向及び周方向の測定開始位置を決定しうる。

以上説明された方法は、タイヤ成形に用いるコンテナモールドの金型内周面の測定に広く適用しうる。

２・・・測定装置
４・・・コンテナ
６・・・測定部
８・・・制御部
１０・・・金型
１２・・・セグメント
１６・・・底部
１８・・・支持部
２０・・・回転駆動部
２２・・・昇降駆動部
２４・・・水平駆動部
２６・・・２次元レーザーセンサ
２８・・・１次元レーザーセンサ
３０・・・固定軸
３２・・・回転体
５６・・・ロータリエンコーダ
９２・・・隙間

Claims (10)

1. タイヤ加硫成形用の金型を保持するコンテナと、測定部と、制御部とを備えており、
   上記金型が、複数のトレッドセグメントを備えており、
   上記コンテナが、複数の上記トレッドセグメントを周方向に並べて円筒状にして保持しており、この保持された複数の上記トレッドセグメントが金型内周面を形成しており、それぞれのトレッドセグメントが隣合うトレッドセグメントとの間に隙間を形成しており、
   上記測定部が、上記隙間の幅を測定する隙間センサと、この隙間センサを上記金型内周面の中心位置を回転中心にして周方向に回転させる回転駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の中心軸に平行に移動させる昇降駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の径方向に移動させる水平駆動部とを備えており、
   上記制御部が、上記回転駆動部と上記昇降駆動部と上記水平駆動部とを制御して、上記隙間センサの測定位置を制御する機能を備えており、
   上記隙間センサが上記隙間の測定位置で周方向に移動することなく上記隙間の幅を測定する２次元レーザーセンサである、金型内周面測定装置。
2. 上記コンテナが、上記金型が載置される底部を備えており、
   上記測定部が、上記底部に立設されて上記金型内周面の中心位置に位置する固定軸と、
   この固定軸を回転軸として回転可能にされた回転体とを備えており、
   上記回転体に、上記隙間センサと、上記昇降駆動部と、上記水平駆動部とが配設されている請求項１に記載の金型内周面測定装置。
3. 上記測定部が、
   上記金型内周面までの距離を測定する距離センサと、
   上記距離センサが距離を測定する上記金型内周面の周方向位置を検知する周方向位置センサと
   を備えており、
   上記距離センサが上記回転駆動部によって金型内周面の周方向に回転可能にされており、
   上記制御部が、上記距離センサから得られる距離データから上記隙間を特定する機能と、上記周方向位置センサから得られる周方向位置データから上記隙間の周方向位置を特定する機能とを備えている請求項１又は２に記載の金型内周面測定装置。
4. 上記制御部が、上記金型の設計データを記憶する機能を備えており、
   上記制御部が、特定された上記隙間の周方向位置を周方向基準位置にして、上記周方向基準位置と設計データとから他の隙間の周方向位置を特定する機能を備えている請求項３に記載の金型内周面測定装置。
5. 上記制御部が、上記距離センサから得られる距離データから上記金型内周面の真円度を測定する機能を備えている請求項３又は４に記載の金型内周面測定装置。
6. 上記距離センサの測定方向と上記隙間センサの測定方向とが、上記金型内周面の径方向に設定されている請求項３から５のいずれかに記載の金型内周面測定装置。
7. 上記距離センサと上記隙間センサとが、上下に位置している請求項６に記載の金型内周面測定装置。
8. 上記距離センサと上記隙間センサとが、上記金型内周面の周方向に位置をずらされている請求項６又は７に記載の金型内周面測定装置。
9. 金型内周面測定装置を用いてタイヤ加硫成形用の金型内周面を測定する方法であって、
   隙間測定工程を備えており、
   上記金型内周面測定装置が、タイヤ加硫成形用の金型を保持するコンテナと、測定部と、制御部とを備えており、
   上記金型が、複数のトレッドセグメントを備えており、
   上記コンテナが、複数の上記トレッドセグメントを周方向に並べて円筒状にして保持しており、この保持された複数の上記トレッドセグメントが金型内周面を形成しており、それぞれのトレッドセグメントが隣合うトレッドセグメントとの間に隙間を形成しており、
   上記測定部が、上記隙間の幅を測定する隙間センサと、この隙間センサを上記金型内周面の中心位置を回転中心にして周方向に回転させる回転駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の中心軸に平行に移動させる昇降駆動部と、この隙間センサを上記金型内周面の径方向に移動させる水平駆動部と
   を備えており、
   上記隙間測定工程において、
   上記昇降駆動部が上下方向において測定開始位置に隙間センサを移動しており、
   上記水平駆動部が上記金型内周面の径方向において測定開始位置に上記隙間センサを移動しており、
   上記回転駆動部が周方向において測定開始位置に上記隙間センサを移動しており、
   上記回転駆動部が測定開始位置にある上記隙間センサを上記金型内周面の中心位置を回転中心にして周方向に回転させて、上記隙間センサが上記隙間の幅を測定しており、
   上記隙間センサが上記隙間の測定位置で周方向に移動することなく上記隙間の幅を測定する２次元レーザーセンサである、金型内周面測定方法。
10. 上記金型内周面測定装置が距離センサと周方向位置センサとを備えており、
    上記隙間測定工程に先立って距離測定工程と演算工程とを備えており、
    上記距離測定工程において
    上記距離センサが金型内周面までの距離を測定しており、
    上記周方向位置センサが距離が測定された金型内周面の周方向位置を検知しており、
    上記演算工程において
    上記内周面までの距離データと距離が測定された周方向位置データとから上記隙間の周方向位置が特定されており、
    上記隙間測定工程において、
    上記特定された隙間の周方向位置から上記隙間センサの周方向測定位置が決定されている請求項９に記載の測定方法。
    

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