JP6772781B2 - トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法に関する。詳細には、本発明は、並列された多数のコードとゴムとからなる、タイヤの部品のための、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法に関する。

タイヤのカーカスは、カーカスプライで構成される。カーカスプライは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。タイヤの製造では、カーカスプライを得るためにトッピングシートが準備される。

図７には、トッピングシート２の準備の様子が示されている。トッピングシート２は、多数のコード４を並列させた状態でこれらのコード４を引き出しながら、成形機６において、薄い２枚のゴムシート８（言い換えれば、シート状に成形されたゴム８）で挟み込むことで得られる。

ラジアル構造のカーカスを得るには、図８に示されたカーカスシート１０が準備される。カーカスシート１０においては、幅方向に延在する多数のコード４が長さ方向に並列されている。このカーカスシート１０は、カッター１２を用いてトッピングシート２を所定の長さで切断し、ジョイント装置１４において、切断されたトッピングシート２の幅方向端部１６を先に切断されたトッピングシート２の端部１６と接続することで得られる。

トッピングシート２の端部１６同士の接続は、カーカスプライにおけるコード４の配列状態に影響するため、この端部１６の接続方法に関して、様々な検討が行われている。この検討の一例が、特開２０１５−０２４６１０公報に開示されている。

特開２０１５−０２４６１０公報

トッピングシート２において、コード４はゴム８で覆われている。このトッピングシート２の端部１６は、ゴム８で構成されている。図示されていないが、トッピングシート２の成形では、トリミング刃を用いて、その端面１８の形態が整えられる。このとき、端面１８におけるコード４の見え隠れの程度がカメラでモニタリングされる。端面１８にコード４の影がはっきりと見える場合には、トリミング刃を外側に移動させて端部１６のゴム量が増やされ、端面１８にコード４の影が全く見えない場合に、トリミング刃を内側に移動させて端部１６のゴム量が減らされる。

前述したように、カーカスシート１０の成形では、トッピングシート２の端部１６同士が接続される。この接続において、端部１６のゴム量によっては、この端部１６のトリミングが必要な場合がある。このトリミングの要否は、作業者の目視で判定されている。

生産性の向上を図りつつ、高品質なタイヤを安定に製造するために、トリミングの要否を、作業者の目視に頼ることなく、より正確に判定できる技術の確立が求められている。

本発明の目的は、生産性の向上を図りつつ、高品質なタイヤの安定な製造に寄与する、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法の提供にある。

本発明は、並列された多数のコードとゴムとからなるトッピングシートに向けてβ線を発しこのトッピングシートを透過したβ線の線量を計測するセンサーを用いて、このトッピングシートの端部を構成するゴム量を計測するための方法である。この計測方法は、
（１）上記トッピングシートを送り出す工程、
（２）上記トッピングシートを上記センサーでスキャンして上記β線の線量を計測する工程
及び
（３）上記β線の線量に基づいて上記ゴム量を特定する工程
を含む。上記β線の線量を計測する工程において、上記センサーがは、上記トッピングシートの幅方向に移動させられ、このトッピングシートの一方の端とその他方の端との間を往復させられる。

好ましくは、この計測方法では、上記トッピングシートの送り出し速度に対する上記センサーの移動速度の比は０．１以上０．５以下である。

好ましくは、この計測方法では、上記センサーの移動速度は５ｍ／ｍｉｎ以上１５ｍ／ｍｉｎ以下である。

本発明に係る、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法では、センサーによって、トッピングシートの端面からコードまでの長さ、すなわち、端部のゴム量が正確に計測される。この計測方法により得られる、端部のゴム量によれば、例えば、カーカスシートの成形において、トッピングシートの端部同士を接続する場合に、作業者の目視に頼ることなく、この端部のトリミングの要否についての正確な判定が可能である。この計測方法は、生産性の向上を図りつつ、高品質なタイヤの安定な製造に寄与する。本発明によれば、生産性の向上を図りつつ、高品質なタイヤの安定な製造に寄与する、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法が得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係る計測方法のための計測装置が示された概念図である。 図２は、計測対象のトッピングシートの一部が示された斜視図である。 図３は、図１の計測装置におけるセンサーの動作の様子が示された斜視図である。 図４は、センサーの計測経路が示された平面図である。 図５は、トッピングシートの端部を構成ずるゴム量の特定の仕方を説明するための概念図である。 図６は、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測結果が示されたグラフである。 図７は、トッピングシートの製造の様子が示された概略図である。 図８は、カーカスシートの製造の様子が示された概略図である。

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には、本発明の一実施形態に係る計測方法のための計測装置２２が示されている。この計測装置２２は、センサー２４と、一対のリニアレール２６と、モーター２８と、タイミングベルト３０と、演算部３２と、エンコーダー３４とを備えている。この図１において、左右方向はトッピングシート２の幅方向である。上下方向は、このトッピングシート２の厚さ方向である。この紙面に対して垂直な方向は、このトッピングシート２の長さ方向である。この紙面において、表側がこのトッピングシート２の先端側である。

図２には、トッピングシート２の一部が示されている。図２において、矢印Ｘで表される方向はトッピングシート２の幅方向である。矢印Ｙで表される方向は、トッピングシート２の長さ方向である。矢印Ｚで表される方向は、トッピングシート２の厚さ方向である。

この図２に示されたトッピングシート２は、タイヤの構成部材のひとつであるカーカス（具体的には、カーカスプライ）のための部品である。タイヤの製造では、このトッピングシート２を所定の形状に裁断し、カーカスプライが準備される。

トッピングシート２は、多数のコード４とゴム８（トッピングゴム８とも称される。）とからなる。これらのコード４は、ゴム８で覆われており、トッピングシート２の幅方向に並列されている。それぞれのコード４は、このトッピングシート２の長さ方向に延在している。タイヤの製造では、このようなトッピングシート２を準備する、タイヤの構成部材として、カーカス以外に、ベルト及びバンドが例示される。

図２に示されているように、トッピングシート２において、その幅方向外側の端面１８から、この端面１８に最も近いコード４ａまでの部分はゴム８で構成される。本発明においては、この部分がトッピングシート２の端部１６である。図１に示された計測装置２２では、この端部１６を構成するゴム８の量、詳細には、その幅方向外側の端面１８から、この端面１８に最も近いコード４ａまでの長さ（図２において、両矢印ＥＢで示された長さ）が計測される。

この計測装置２２では、センサー２４は発信部３６と受信部３８とを備えている。図１に示されているように、発信部３６はトッピングシート２の上側に配置される。受信部３８は、このトッピングシート２の下側に配置される。このセンサー２４は、発信部３６と受信部３８との間にトッピングシート２が位置するようにこの計測装置２２にセットされればよく、発信部３６がトッピングシート２の下側に配置され、受信部３８がこのトッピングシート２の上側に配置されてもよい。

このセンサー２４では、発信部３６はトッピングシート２に向けてβ線を発する。受信部３８は、この発信部３６が発したβ線のうち、トッピングシート２を透過したβ線の線量を計測する。この計測装置２２では、発信部３６と受信部３８とは互いに対向する位置に配置される。このようなセンサー２４として、例えば、ハネウェル社製の商品名「メジャーレックス」が挙げられる。

この計測装置２２では、センサー２４はケーブルにより演算部３２に繋げられている。この演算部３２において、発信部３６が発したβ線の線量と、受信部３８が計測したβ線の線量とに基づいて、β線の透過度が得られる。

それぞれのリニアレール２６は、トッピングシート２の幅方向に延在している。一方のリニアレール２６と他方のリニアレール２６とは、平行している。トッピングシート２の長さ方向において、一方のリニアレール２６の位置と他方のリニアレール２６の位置とは一致している。前述の発信部３６は、幅方向に移動自在に一方のリニアレール２６に支持されている。前述の受信部３８は、幅方向に移動自在に他方のリニアレール２６に支持されている。この計測装置２２では、一方のリニアレール２６がモーター２８と繋げられている。一方のリニアレール２６と他方のリニアレール２６とは、タイミングベルト３０で連結されており、モーター２８が回転すると、両方のリニアレール２６のねじ軸（図示されず）が回転する。このねじ軸の回転により、発信部３６及び受信部３８のそれぞれが、このリニアレール２６に沿って移動する。この計測装置２２では、トッピングシート２の幅方向において、発信部３６の位置が受信部３８の位置と一致させられて、言い換えれば、発信部３６に対して受信部３８がずれないように、発信部３６及び受信部３８、すなわち、センサー２４は移動させられる。

図１において、両矢印ＲＡは、幅方向において、センサー２４が動かされる領域を表している。この計測装置２２は、この領域ＲＡの一方の端４０とその他方の端４０との間をセンサー２４が往復するように構成されている。

この計測装置２２では、他方のリニアレール２６がエンコーダー３４に繋げられている。このエンコーダー３４において、リニアレール２６の回転を検知し、この回転数に応じて発せられるパルスの数から、トッピングシート２の幅方向における、センサー２４の位置が特定される。

図示されていないが、演算部３２及びエンコーダー３４のそれぞれは、ケーブルによりパーソナルコンピューターに繋げられている。このパーソナルコンピューターにおいて、演算部３２において得られるβ線の透過度とこの透過度を計測した幅方向位置とが関連付けて記憶される。この透過度は、トッピングシート２をその長さ方向に送り出しながら計測されるので、このセンサー２４の長さ方向位置も、β線の透過度及びセンサー２４の幅方向位置と関連付けられている。

以上説明した計測装置２２を用いて、トッピングシート２の端部１６を構成するゴム量は次のようにして計測される。以下に説明するが、この計測方法は、
（１）トッピングシート２を送り出す工程、
（２）トッピングシート２をセンサー２４でスキャンしてβ線の線量を計測する工程
及び
（３）β線の線量に基づいてゴム量を特定する工程
を含んでいる。

この計測方法では、トッピングシート２の送り出し工程（ＳＴＥＰ１）において、タイヤの製造において成形されたトッピングシート２が、計測装置２２に向けて送り出される。この計測方法では、トッピングシート２を成形後、そのまま、計測装置２２に向けて送り出されてもよいし、このトッピングシート２を一旦ドラムに巻取り、その後、このドラムからこのトッピングシート２が計測装置２２に向けて送り出されてもよい。この計測方法では、トッピングシート２を送り出すための手段については、特に、制限はない。従来からタイヤの製造においてシートを送り出すために採用されている一般的な手段が、この計測方法においても用いられる。

この計測方法では、β線の線量計測工程（ＳＴＥＰ２）においては、計測装置２２に供給されたトッピングシート２は、センサー２４の発信部３６と受信部３８との間を通過させられる。発信部３６からβ線がトッピングシート２に向けて発せられ、受信部３８において、このトッピングシート２を透過したβ線の線量が計測される。これにより、β線を発するセンサー２４でトッピングシート２をスキャンして、このトッピングシート２を透過するβ線の線量が計測される。

この計測方法では、β線の線量計測工程（ＳＴＥＰ２）においては、図３に示されているように、トッピングシート２をその長さ方向に送り出しながら、センサー２４は、トッピングシート２の幅方向に移動させられる。このセンサー２４は、トッピングシート２の一方の端１８とその他方の端１８との間を往復させられる。

図１に示されているように、この計測装置２２では、センサー２４が動かされる領域ＲＡはトッピングシート２の幅よりも大きい。つまり、この計測方法では、トッピングシート２の幅全体をセンサー２４でスキャンして、β線の線量が計測される。

前述したように、この計測方法では、線量計測工程（ＳＴＥＰ２）においては、センサー２４はトッピングシート２の一方の端１８とその他方の端１８との間を往復させられる。トッピングシート２の送り出しを継続しつつ、センサー２４はトッピングシート２の一方の端１８とその他方の端１８との間を往復させられるので、このセンサー２４は、図４に示された経路（図４の実線Ｌ）に沿って、トッピングシート２に対して動かされる。この計測方法では、センサー２４はトッピングシート２に対してジグザグに移動させられる。トッピングシート２の端部１６は、このトッピングシート２の長さ方向において略一定の間隔で、センサー２４によってスキャンされる。

この計測装置２２では、前述したように、演算部３２において、β線の透過度が得られる。そして、エンコーダー３４において、センサー２４の幅方向位置が特定される。この計測装置２２では、トッピングシート２を透過したβ線の線量を計測することで、図５に示されたような、β線の透過度とこの透過度を計測した位置とが関連付けられたデータが得られる。

図５において、縦軸はβ線の透過度を表している。横軸が、このβ線を計測したセンサー２４の幅方向位置を表している。この図５には、センサー２４が動かされる領域ＲＡの一方の端４０からβ線の線量の計測をした場合の、センサー２４の位置と透過度の関係が示されている。

図５に示されているように、領域ＲＡの端４０からトッピングシート２の端面１８までのゾーン（以下、ゾーンＡ）においては、センサー２４の発信部３６とその受信部３８との間には、トッピングシート２は存在しない。このため、受信部３８では、発信部３６から発せられたβ線の線量がそのまま計測される。つまり、このゾーンＡでは、β線の透過度は大きい。

トッピングシート２の端面１８からこの端面１８に最も近いコード４ａ（以下、第一コード）までのゾーン（以下、ゾーンＢ）においては、発信部３６と受信部３８との間には、トッピングシート２のゴム８のみが存在している。このゴム８がβ線の透過を遮るため、このゾーンＢでは、β線の透過度はゾーンＡのそれよりも低下する。

第一コード４ａが存在するゾーン（以下、ゾーンＣ）では、この第一コード４ａの存在によって、β線の透過はさらに遮られる。このため、このゾーンＣでは、β線の透過度は前述のゾーンＢよりもさらに低下する。特に、トッピングシート２に含まれるコード４の材質が、スチールコードのように金属である場合には、この透過度は顕著に低下する。

第一コード４ａからこの第一コード４ａの隣に位置する第二コード４ｂまでのゾーン（以下、ゾーンＤ）においては、発信部３６と受信部３８との間には、ゾーンＢと同様、トッピングシート２のゴム８のみが存在している。このゾーンＤにおける、β線の透過度は、このゾーンＢのそれと略同等である。つまり、β線の透過度は、ゾーンＡよりも低いがゾーンＣよりも高い。このゾーンＤから先は、コード４が存在するゾーンとゴム８のみが存在するゾーンとが交互に繰り返されるので、ゾーンＣで計測された透過度と、ゾーンＤで計測された透過度とが交互に計測される。

図５から明らかなように、発信部３６と受信部３８との間にトッピングシート２が入り、β線が遮られると、β線の透過度が低下する。この透過度の低下を確認することで、トッピングシート２の端面１８の位置が特定できる。さらにこの発信部３６と受信部３８との間にコード４ａが入ると、β線の透過度は著しく低下する。この透過度の著しい低下を確認することで、このトッピングシート２の端面１８に最も近いコード４ａの位置が特定できる。

この計測方法では、ゴム量の特定工程（ＳＴＥＰ３）においては、センサー２４によって計測されたβ線の線量に基づいて、トッピングシート２の端面１８の位置と、この端面１８に最も近いコード４ａの位置が特定される。この端面１８の位置と、コード４ａの位置とによって、この端面１８からコード４ａまでの長さＥＢ、すなわち、端部１６を構成するゴム量が特定される。

発明者らは、コード４にスチールコード（コード径＝０．８７ｍｍ、コードの単位長さ当たりの質量＝３．０８ｇ／ｍ）を用いて、トッピングシート２（コード密度＝３５エンズ／５０ｍｍ、幅＝１１７１ｍｍ、厚さ＝２．３８ｍｍ、単位面積当たりの質量＝４５１２ｇ／ｍ^２）を製造し、この計測方法の有効性を検証している。この検証では、この計測方法で得た、トッピングシート２の端部１６の長さＥＢ（計測値）が、スケールを用いて計測された長さＥＢ（実測値）と対比されている。この対比において、長さＥＢ（計測値）が２．３４５ｍｍであるのに対し、長さＥＢ（実測値）が２．３４６ｍｍであり、長さＥＢ（計測値）が０．２９９ｍｍであるのに対し、長さＥＢ（実測値）が０．２９７ｍｍであることが確認されている。この計測方法によって得られる長さＥＢは、スケールで計測された長さＥＢと略一致している。この計測方法によれば、トッピングシート２において、その幅方向外側の端面１８から、この端面１８に最も近いコード４ａまでの部分、すなわち、トッピングシート２の端部１６の長さＥＢが、正確に計測でき、この長さＥＢによって、このトッピングシート２の端部１６を構成するゴム量が正確に把握できる。

さらに発明者らは、この計測方法によって、前述のトッピングシート２の製造において、このトッピングシート２の端部１６を構成するゴム量のモニタリングを試みている。なお、この製造では、トッピングシート２の送り出し速度（ラインスピードとも称される。）は、３０ｍ／ｍｉｎに設定されている。端部１６の長さＥＢは、トッピングシート２の長さ方向において、約１０ｍ間隔で計測されている。このトッピングシート２の製造では、トッピングシート２の製造長さが２５０ｍ〜２７０ｍに達した時点が１回の製造の単位（シート）に設定されている。１回のトッピングシート２の製造では、複数のシートが形成されている。

図６には、端部１６のゴム量のモニタリング結果が示されている。縦軸は、本発明の計測方法で得た端部１６のゴム量（長さＥＢ）を表し、横軸はトッピングシート２の長さ方向の位置を表している。透過度の計測位置の把握の容易のために、シート間の境界位置が細実線で示されている。この図６において、実線はトッピングシート２の一方の端部１６ａ（以下、第一端部）のゴム量の推移を表し、点線はこのトッピングシート２の他方の端部１６ｂ（以下、第二端部）のゴム量の推移を表している。

図６から明らかなように、第一シートの第一端部１６ａ及び第二端部１６ｂのゴム量は共に、０．２ｍｍから０．７ｍｍの範囲で大きく揺らいでいる。第二シート以降は、各シートとも各端部１６のゴム量のゆらぎは小さく抑えられている。

前述したように、カーカスシート１０の成形では、トッピングシート２の端部１６同士が接続される。端部１６のゴム量が安定性に欠ける場合、この接続部分が、カーカスプライにおけるコード４の配列状態に影響する。このため、良好なコード４の配列状態が実現されたカーカスプライを得るために、端部１６のゴム量が安定性に欠ける場合、この端部１６をトリミングする必要がある。

図６に示された結果によれば、第一シートでは、端部１６のゴム量が安定性に欠けていることが明らかである。タイヤの製造において、「端部１６のゴム量のゆらぎが０．２ｍｍから０．７ｍｍまでの範囲全体に及んでいる場合には、トリミングが必要である。」との基準を設けることで、この図６に示された結果に基づいて、第一シートでは、カーカスシート１０の準備において、端部１６のトリミングが必要であるとの判断が容易にできる。一方、第二シート以降では、端部１６のゴム量が安定に保持されていることは明らかである。端部１６のゴム量のゆらぎが、前述の基準で設定された０．２ｍｍから０．７ｍｍまでの範囲全体に及んでいないので、この図６に示された結果に基づいて、第二シート以降では、カーカスシート１０の準備において、端部１６のトリミングは不要であるとの判断が容易にできる。つまり、この計測方法によれば、トッピングシート２の端部１６同士を接続する場合において、作業者の目視に頼ることなく、この端部１６のトリミングの要否についての判定が可能である。

以上の説明から明らかなように、この計測方法では、センサー２４によって、トッピングシート２の端面１８からコード４ａまでの長さ、すなわち、端部１６のゴム量が正確に計測される。この計測方法により得られる、端部１６のゴム量によれば、例えば、カーカスシート１０の成形において、トッピングシート２の端部１６同士を接続する場合に、作業者の目視に頼ることなく、この端部１６のトリミングの要否についての正確な判定が可能である。この計測方法は、生産性の向上を図りつつ、高品質なタイヤの安定な製造に寄与する。本発明によれば、生産性の向上を図りつつ、高品質なタイヤの安定な製造に寄与する、トッピングシート２の端部１６を構成するゴム量の計測方法が得られる。

この計測方法では、トッピングシート２の送り出し速度は適宜設定される。生産性及び計測結果の正確性の観点から、この送り出し速度は、２０ｍ／ｍｉｎ以上が好ましく、６０ｍ／ｍｉｎ以下が好ましい。

この計測方法では、センサー２４の移動速度は適宜設定される。生産性及び計測結果の正確性の観点から、この移動速度は、５ｍ／ｍｉｎ以上が好ましい。この移動速度は、１５ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、１０ｍ／ｍｉｎ以下がより好ましい。

この計測方法では、生産性及び計測結果の正確性の観点から、トッピングシート２の送り出し速度に対するセンサー２４の移動速度の比は、０．１以上が好ましく、０．５以下が好ましい。

以上説明された方法は、ードを含む様々の部材における端部のゴム量の計測にも適用されうる。

２・・・トッピングシート
４、４ａ、４ｂ・・・コード
８・・・ゴムシート（ゴム）
１０・・・カーカスシート
１６、１６ａ、１６ｂ・・・トッピングシート２の幅方向端部
１８・・・トッピングシート２の端面（端）
２２・・・計測装置
２４・・・センサー
２６・・・リニアレール
３６・・・発信部
３８・・・受信部

Claims (3)

1. 並列された多数のコードとゴムとからなるトッピングシートに向けてβ線を発しこのトッピングシートを透過したβ線の線量を計測するセンサーを用いて、このトッピングシートの端部を構成するゴム量を計測するための方法であって、
   上記トッピングシートを送り出す工程と、
   上記トッピングシートを上記センサーでスキャンして上記β線の線量を計測する工程と、
   上記β線の線量に基づいて上記ゴム量を特定する工程と
   を含んでおり、
   上記β線の線量を計測する工程において、上記センサーが上記トッピングシートの幅方向に移動させられ、このトッピングシートの一方の端とその他方の端との間を往復させられる、トッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法。
2. 上記トッピングシートの送り出し速度に対する上記センサーの移動速度の比が０．１以上０．５以下である、請求項１に記載のトッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法。
3. 上記センサーの移動速度が５ｍ／ｍｉｎ以上１５ｍ／ｍｉｎ以下である、請求項１又は２に記載のトッピングシートの端部を構成するゴム量の計測方法。

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