JPH05264411A - タイヤ組立中における構成要素位置の監視装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤ構成要素の縁を適切に監視する。 【構成】 タイヤ構成要素の垂直方向に切断された縁の
上に直交して投光するように、タイヤ組立用ドラムの両
側に蛍光灯が位置付けられる。これら垂直方向の縁に露
出された切断プライコードが、タイヤ組立用ドラム及び
プライ積層体を視野内に有するカメラへの光を反射す
る。このカメラは、ベルト積層体の各側に１個の対にさ
れかつ積層体の円周に沿って間隔を空けて固定された複
数対のデータウインドウを得るように制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気入りタイヤの組立
用の装置及び技術に関する。より特別には、本発明は、
種々のタイヤ構成要素がタイヤ製造工程中において組立
用ドラム上に置かれたとき、これらのドラムに対する整
列及び相互間の整列の評価を可能とするための種々のタ
イヤ構成要素の自動監視用の装置及び技術に関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】空気入りタイヤの製造中、
「生」又は未加硫のタイヤの形成のために、例えばスタ
ビライザープライ及びトレッドのような多くのタイヤ構
成要素がタイヤ組立用ドラム上に置かれることは良く知
られる。更に、タイヤの性能、摩耗、及びその他の特性
はタイヤ「組立」の精度に直接的に依存することが見出
だされ、よく知られている。言い替えれば、タイヤ構成
要素の相互間の整列及びタイヤ自体の中心線に関する整
列はタイヤの適正な性能と摩耗を得るために最重要であ
る。

【０００３】タイヤ組立はその多くが手作業で行なわれ
るので人的エラーが避けられない。タイヤ構成要素は、
タイヤ組立用ドラムの周囲において蛇行し、タイヤ組立
用ドラムに関する所望の横方向位置から反れることがし
ばしばある。このずれは作業員の判定のある種のエラー
に起因し生ずることがあり、あるいは時間の経過に渡る
作業員の作業労力のため徐々に現れることがある。更
に、機械の調整不良、機械管理のエラー、又は材料の変
動が生ずることがあり、かかるエラーは徐々に進むので
検出されない。

【０００４】本発明の特別の関心事は、タイヤ構成要素
がドラム上で組み立てられるとき、その横方向の縁を監
視でき、更に要素をドラム上に置いた直後に、これら要
素の相互間の整列及びタイヤの中心線に関する整列の表
示を与える装置及び技術である。これまで、タイヤ構成
要素をその上に受けるドラムの上方の１対のカメラを使
用し、これにより構成要素の横方向の縁の位置を感知し
及び／又は監視することが特開平１−３３２５４６号
「材料の縁の位置の検出装置」より知られている。この
技術は、カメラを構成要素の縁自体の位置ではなくて陰
影の位置を監視するようにした状態で、陰影を投ずるよ
うに縁を照明する手段により構成要素の縁を明らかにし
うることを教示する。これは、較正における固有の不正
確と困難とを与える。２個の縁が別のカメラにより観察
されるので、２個のカメラ間の画像を相互に関連させる
ことが必要であるが、これを満足させることは困難であ
る。更に、構成要素の厚さが変動し、これによる陰影は
縁自体の位置を断定的には示さないであろう。

【０００５】従って、従来技術における欠点のない、タ
イヤ組立工程中に構成要素の縁を監視する装置及び技術
に対する要求がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上に鑑み、１個のカメ
ラを使用し従来技術の２個のカメラのシステムにおける
整列と記録の問題点を無くしたタイヤ組立工程中の構成
要素の縁の監視装置及び技術を提供することが本発明の
第１の態様である。

【０００７】本発明の別の態様は、監視用陰影の発生を
不要にし、各構成要素の縁を直接観察しうるタイヤ組立
工程中の構成要素の縁の監視装置及び技術の提供であ
る。

【０００８】本発明の別の態様は、オンラインシステム
において使用しうるタイヤ組立工程中の構成要素の縁の
監視装置及び技術の提供である。

【０００９】本発明のなお別の態様は、読取りが非常に
正確でありかつ作動に信頼性があり更に耐久性のあるタ
イヤ組立工程中の構成要素の縁の監視装置及び技術の提
供である。

【００１０】詳細な説明の進行と共に明らかになる本発
明の以上の態様及びその他の態様は、以下の組立装置用
の測定システムにより達成される。即ち、このシステム
は、構成要素を受けるドラム、前記ドラムは中心軸の回
りを回転し；タイヤ構成要素を受けている前記ドラムの
部分を囲んだ視野を有するカメラ；前記ドラムの各の側
にあってタイヤ構成要素の縁部分を直接照明する照明手
段；及び前記カメラに接続されタイヤ構成要素の前記縁
部分の選定された個別部分のビデオデータを取得し、解
析しかつ提供しこれによりかかるタイヤ構成要素の横方
向変位を明示する処理手段を具備する。

【００１１】本発明の別の態様が、次の諸段階を含んだ
タイヤ組立工程中におけるタイヤ構成要素の変位の監視
及び測定方法により達成される。即ち、その段階とは、
タイヤ構成要素がその上にあるドラムを中心軸回りに回
転させ；前記回転中にタイヤ構成要素の前記縁を直接照
明し；前記ドラムが回転されるときに前記タイヤ構成要
素の選定された部分のビデオデータを獲得し；更に前記
選定された部分の前記ビデオデータのモザイクを作る諸
段階である。

【００１２】

【実施例】本発明の目的、技術及び構造の完全な理解の
ために、以下の詳細な説明及び付属図面を参照する。

【００１３】図面、特に図１を参照すれば、本発明によ
るタイヤ組立測定システムが番号１０により一般的に示
されることが見られる。このシステム１０は、事実上ハ
ブ１４上に支持されかつ矢印１６で示された方向に回転
しうるタイヤ組立用ドラム又はチャック１２を備える。
熟練技術者によく知られかつ理解されるように、ドラム
１２は、タイヤ組立作業中にタイヤの種々の構成要素を
受けるようにされる。構成要素は、後段のタイヤ加硫作
業に送る適切な未加硫タイヤを作るために、作業員、タ
イヤ組立員、又はベルト式自動供給装置によりその上に
置かれる。

【００１４】図１において、ドラム１２はスタビライザ
ープライ１８のような第１の構成要素を受け取り、更に
この第１の要素が第２のスタビライザープライ２０のよ
うな第２の構成要素を受け取る。プライ１８は、プライ
１８の横方向の縁の範囲内においてその上にプライ２０
を受けかつこれを維持できるようにプライ２０よりも幅
が幾分か小さい。更に熟練技術者に知られかつ理解され
るように、プライ１８は２２において継がれ、またプラ
イ２０は２４において継がれる。両者の継ぎ目は斜め方
向に置かれかつ標準のタイヤ組立手順により形成され
る。更に熟練技術者により認められるように、プライ１
８、２０の各は、金属又は合成材料のコードが埋め込ま
れた弾性材料を含む。従って、プライ１８、２０の横方
向の端部には補強用コードを切断した断面が露出する。

【００１５】適宜の適切な性質のものでよいが蛍光灯が
好ましい照明灯２６、２８がドラム１２の両方の垂直方
向側面に置かれる。蛍光灯２６、２８は、ドラム１２の
中心軸から半径方向にドラム半径と実質的に等しい距離
だけ離されることにより、ドラム１２の円周面と実質的
に揃えられる。従って、蛍光灯２６、２８からの光はプ
ライ１８、２０の垂直方向側面に直交し又は直角に照射
する。露出された切断コード、タイヤ構成要素の垂直方
向の縁における切断されたゴムの縁又は未加硫トレッド
の基準リブのような高くされた面を直角に照射する蛍光
は、かかる面からの反射光を相当な大きさとし、再びビ
デオ画像に容易に伝わることが見出だされている。

【００１６】ドラム１２に関して一定の位置に電化結合
素子（ＣＣＤ）３０のような適切なカメラ又はビディコ
ンが維持される。適切なリニヤーセンサー、光学的位置
センサー、又はその他の光学的画像装置をこの目的に使
用しうることは、言うまでもなく認められるであろう。
本発明の好ましい実施例においては、ＣＣＤ３０は、そ
の視野の中心がドラム１２の横方向中心と一致し、従っ
てプライ又は構成要素１８、２０の横方向中心と一致す
るようにドラム１２に関して一定に位置決めされる。更
に、ＣＣＤ３０の視野がドラムの中心軸と直角になるよ
うに、ＣＣＤ３０のレンズの中心軸をドラム１２の中心
軸に垂直又は直角にすることが好ましい。従って、ドラ
ム１２が回転したとき、ドラム１２の面の中心はＣＣＤ
３０の視野の中心線と一致する。かかる視野は、一般に
番号３２で示されかつ図１の破線により示される。

【００１７】更に、システム１０の部品及び一部として
マイクロプロセッサー３４又はその他の適切な管理及び
処理用の装置が整備される。マイクロプロセッサー３４
は、熟練技術者によく知られかつ理解されるようなタイ
ミングボード３６及びフレームグラバーボード３８を備
える。更に、マイクロプロセッサー３４は、作業者に伝
えるデータ又はその他を表示するためにビデオスクリー
ン４０に接続される。キーボード又はその他の入出力装
置が、システム１０の一部としてマイクロプロセッサー
３４との連絡に使用されることは勿論である。

【００１８】ドラム１２の各回転毎にトリガースイッチ
４２が作動され、かつＣＣＤ３０の視野３２を通るプラ
イ１８、２０の完全な１回転がかかるスイッチ作動間に
達成されるように、トリガースイッチ４２がドラム１２
と関連付けて整備される。熟練技術者は、トリガースイ
ッチ４２が所望の結果を得るためのマグネットスイッチ
又はその他の適切な接触スイッチ又は非接触スイッチを
含むことを容易に理解するであろう。好ましい実施例に
おいては、作動用部材４４がドラム１２に固定され、か
つドラム１２の各回転毎にトリガースイッチ４２を作動
させるようにこれと接触するように位置決めされる。

【００１９】ドラム１２が一定の回転速度で回転される
と、視野３２内のプライ１８、２０の特定位置が、スイ
ッチ４２の作動後の経過時間の関数として適宜の時点に
おいて決定される。視野３２内の点から点の監視は、ド
ラム１２又はプライ１８、２０と接触を維持する適切な
エンコーダー４６の導入により決定しうることも予想さ
れる。回転計のようなエンコーダーがドラム１２の回転
の一定の増分毎に、従ってプライ１８、２０の一定の運
動の増分毎にパルスを発生する。エンコーダー４６は、
トリガースイッチ４２の導入のようにドラム１２の一定
回転速度を必要としないことは勿論である。

【００２０】本発明により、プライ１８、２０がドラム
１２の中心線と平行でかつ対称的に走るか又は側から側
にうねるかを判定するために、プライ１８、２０の各の
横方向の縁の双方を観察するようにＣＣＤ又はカメラ３
０を使用することが望ましい。従って、ドラム１２の完
全１回転中にドラムの回りのＣＣＤ３０により得られた
データの、選定された均一に間隔の空けられた特定のフ
レーム部分を検査することが望ましい。ＣＣＤ３０は毎
秒一定数のフレームを捕捉する。従って、ドラム１２の
１回転中に得られるフレーム数は、ＣＣＤ３０の速度を
ドラム１２の毎秒回転数で除した値と等しい。例えば、
ＣＣＤ３０が毎秒３０個のデータフレームを得、ドラム
１２が毎秒１／２回転する場合は、回転毎に６０フレー
ムのデータが得られる。本発明は、１回転中に得られる
データの総てを完全に観察しかつ処理するのではなく、
ドラム１２の円周方向の回りの一様な間隔を空けたデー
タウインドウを把握することを予期する。与えられた例
では、３０個のデータウインドウのみが要望される場合
は、１回転より得られるデータフレームの半分だけを考
えることしか必要でない。従って、ＣＣＤ３０のデータ
取得経過中は、その他のデータフレームは遮蔽され、無
視され、又は捨てられる。

【００２１】プライの縁の直線性を適切に評価するに要
するデータ部分又はウインドウはプライの縁を通ること
だけが必要であり、プライの積層体全体を横切って延び
る必要はない。図２に示されるように、ＣＣＤ３０の視
野３２はドラム１２の中心線と実質的に一致し又は同一
直線上にあるその中心線４８を持つ。データのフレーム
が得られると、プライ１８、２０の左側及び右側の横方
向の縁をそれぞれ横切るデータ部分又はウインドウ５
０、５２のみが注意の対象となり取得される。別のデー
タフレームからウインドウ５０、５２が得られないよう
に、その他のデータはフレームグラバーボード３８によ
り前述のように遮蔽される。フレーム及びフレーム部分
の特別な遮蔽又は消去は、カメラ３０の速度、ドラム１
２の回転速度、及び所望のデータ点の解像度と数とに依
存するであろうことは勿論である。示されるように、プ
ライ１８の左側の縁５４及びプライ２０の左側の縁５６
はデータウインドウ５０内に現れ、一方、プライ１８の
右側の縁５８及びプライ２０の右側の縁６０はデータウ
インドウ５２内に現れる。縁５４、５６、５８、６０は
金属又はその他の反射材料の露出コードを有し、かつな
お典型的には鋭く切断された縁を露出しているので、照
明灯２６、２８からここに照射された光をカメラ３０に
反射させる輝いた反斜面が提供される。従って、カメラ
３０はプライの実際の縁を観察し、ここから光のデータ
を取得し、このデータはデータウインドウ５０、５２の
各についてデジタル化され記憶される。上述の実施例で
は、このような３０組のデジタルウインドウ５０、５２
がドラム１２の１回転中に得られる。

【００２２】ウインドウ５０、５２は、タイミングボー
ド３６とエンコーダー４６又はスイッチ４２の制御によ
り、横方向で互いに対になって揃えられ、かつプライ１
８、２０の積層体に沿って均一に間隔を空けられること
を認識すべきである。ドラム１２の回転速度は、フレー
ムグラバーボード３８によるフレームとウインドウの遮
蔽がプライ１８、２０の積層体と長手方向に沿った各２
５．４ないし１２７ｍｍ（１ないし５インチ）のデジタ
ルウインドウの対を確保するように調整される。

【００２３】図３を参照すれば、位置１、２、３及び４
においてデジタルウインドウ５０、５２が得られること
が見られ、ウインドウ５０、５２内では図４に示された
デジタルデータ形式でプライ１８、２０の高度に反射さ
れた垂直方向の縁部分が白で現れている。データウイン
ドウ５０、５２は、図４に示されるように互いに隣接し
たモザイクで現され、ビデオスクリーン４０上に表示さ
れる。図示のように、データモザイク６２は、ベルト１
８の左側の縁５４の横方向位置に対応した不連続外側線
６４を与える。同様に、不連続なデータ線６６はベルト
２０の左側に縁５６の横方向位置を追跡する。同様な不
連続なデータ線６８、７０は、それぞれベルト１８、２
０の右側の縁５８、６０の横方向位置の足跡を与える。
ドラム１２の中心線７２もまた図示のようにモザイク６
２で示される。

【００２４】熟練技術者は、モザイク６２の様相が特に
中心線７２に関するプライ１８、２０の縁のうねりの大
きさを迅速に示すことを容易に認めるであろう。全部で
３０対又は４０対のデータストリップが得られるので、
モザイク６２はベルトの縁の相互間、及びドラム中心線
に関するベルトの縁の正確な描写を与える。従って、作
業者は、自分の作業手順のいかなる誤りも迅速に検知で
き、最終検査における最終の検知の方に組立工程を更に
進めることなしに、いかなる不合格な組立も、これを廃
棄し、修理し、又は作業のやり直しをすることができ
る。適宜の数のデータストリップを得ることができ処理
できることが認められるであろう。実際、ベルト又はプ
ライ全体を円周方向で追跡するような間隔でデータを取
得することができる。望ましい評価に対しては、通常３
０対から４０対のデータが極めて適切であることが見出
だされた。

【００２５】本発明の目的は上に与えられた構造により
満たされることが見られる。関心のあるベルトの縁を１
対の蛍光灯で直角方向から直接的に照射する直接観測シ
ステムに１個のカメラを使うことができる。このシステ
ムは、オンラインで使用し、作業員が自分の組立経過を
支援するため、又は機械の性能を評価するために、直接
的かつ極めて正確な読みを与えることができる。

【００２６】本発明に関してその最良の様式及び好まし
い実施例のみが説明されたが、本発明はこれに限定され
ないことが理解されるであろう。従って、本発明の真の
範囲及び外延の認識は特許請求の範囲によりこれをすべ
きである。

【００２７】本発明の実施態様につき説明すれば次の通
りである。

【００２８】１．タイヤ構成要素を受けるドラム、前記
ドラムは中心軸の回りを回転し；タイヤ構成要素を受け
ている前記ドラムの部分を囲んだ視野を有するカメラ；
前記ドラムの各の側にあってタイヤ構成要素の縁部分を
直接照明する照明手段；及び前記カメラに接続されタイ
ヤ構成要素の前記縁部分の選定された個別部分のビデオ
データを取得し、解析しかつ提供しこれによりかかるタ
イヤ構成要素のいかなる横方向変位も明示する処理手段
を具備したタイヤ組立装置用の測定システム。

【００２９】２．前記処理手段が前記カメラから取得さ
れた前記タイヤ構成要素のデータを遮蔽する実施態様１
による測定システム。

【００３０】３．前記縁の部分の前記選定された部分が
前記ドラムの回りで円周方向に一様に間隔を明けて置か
れるように遮蔽される実施態様２による測定システム。

【００３１】４．前記選定された個別部分が横方向に揃
えられたかかる部分の対を含み、かかる対の各がタイヤ
構成要素の各側の部分を含んだ実施態様２による測定シ
ステム。

【００３２】５．前記処理手段により得られた前記ビデ
オデータが前記ドラムのその前記中心軸回りの１回転に
おいて取得される実施態様４による測定システム。

【００３３】６．前記処理手段が前記ドラムと連絡し、
かつ前記ドラムの各回転毎に作動されるトリガースイッ
チを更に備えた実施態様５による測定システム。

【００３４】７．前記処理手段が前記ドラムと連絡し、
かつ前記ドラムの回転中の位置に対応する出力信号を提
供するエンコーダーを更に備えた実施態様５による測定
システム。

【００３５】８．前記照明手段がタイヤ構成要素の前記
縁の部分上に直角に投光する実施態様５による測定シス
テム。

【００３６】９．前記カメラが前記ドラムの中心軸と実
質的に直交する中心軸を持ったレンズを有する実施態様
５による測定システム。

【００３７】１０．前記処理手段は、前記縁の部分の前
記選定された個別部分の前記ビデオデータのモザイクを
与えるビデオ表示スクリーンを備える実施態様５による
測定システム。

【００３８】１１．前記処理手段が前記縁部分を描く解
析手段を更に備える実施態様５による測定システム。

【００３９】１２．タイヤ組立工程中におけるタイヤ構
成要素の変位を監視しかつ測定する方法にして、タイヤ
構成要素を上に有するドラムを中心軸回りに回転させ；
前記回転中にタイヤ構成要素の側部の縁を直接照明し；
前記ドラムの回転の際に前記タイヤ構成要素の選定され
た部分のビデオデータを取得し；更に前記選定された部
分の前記ビデオデータのモザイクを作る諸段階を含んだ
方法。

【００４０】１３．前記ビデオデータがカメラにより得
られかつ前記カメラの視野が前記選定された部分の前記
ビデオデータを得るように遮蔽される実施態様１２によ
る方法。

【００４１】１４．前記タイヤ構成要素の前記選定され
た部分が前記ドラムの回りで一様に間隔を空けておかれ
るように前記ドラムの前記回転を監視する段階を更に含
んだ実施態様１３による方法。

【００４２】１５．前記カメラの前記視野を遮蔽する前
記段階が、前記タイヤの前記選定された部分を横方向及
び円周方向に分離する実施態様１４による方法。

【００４３】１６．前記カメラの一様に間隔を空けられ
たフレームが完全に遮蔽される実施態様１５による方
法。

【００４４】１７．前記タイヤ構成要素の前記選定され
た部分が前記構成要素の縁部分を含む実施態様１５によ
る方法。

【００４５】１８．タイヤ構成要素の前記側部の縁を照
明する前記段階が前記側部の縁の露出面上を直角に照射
する光により達成される実施態様１２による方法。

【００４６】１９．前記ビデオデータが、カメラの視野
内に各タイヤ構成要素の両方の横方向の縁を有する１個
のカメラにより得られる実施態様１８による方法。

【００４７】２０．前記カメラが中心軸に沿って投影さ
れる視野を有し、この中心軸が前記ドラムの回転中心軸
と直交する実施態様１９による方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるタイヤ組立測定システムの説明図
である。

【図２】図１のシステムに使用されるカメラの視野の説
明図である。

【図３】図１の組立用ドラムのデータ取得部分の位置を
示すその説明図である。

【図４】図１のシステムによつて得られた４成分のデー
タの例のモザイクである。

【符号の説明】

１０ システム １２ ドラム １４ ハブ １８ プライ ２０ プライ ２４ プライ ２６ 照明灯 ２８ 照明灯 ３０ ＣＣＤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ構成要素を受ける中心軸の回りを
   回転するドラム、 タイヤ構成要素を受けている前記ドラムの部分を囲んだ
   視野を有するカメラ、 前記ドラムの各の側にあってタイヤ構成要素の縁部分を
   直接照明する照明手段、及び前記カメラに接続され、タ
   イヤ構成要素の前記縁部分の選定された個別部分のビデ
   オデータを取得し、解析しかつ提供し、これによりかか
   るタイヤ構成要素のいかなる横方向変位も明示する処理
   手段を具備することを特徴とするタイヤ組立装置用の測
   定システム。
2. 【請求項２】 タイヤ組立工程中におけるタイヤ構成要
   素の変位を監視しかつ測定する方法にして、 タイヤ構成要素を上に有するドラムを中心軸回りに回転
   させ、 前記回転中にタイヤ構成要素の側部の縁を直接照明し、 前記ドラムの回転の際に前記タイヤ構成要素の選定され
   た部分のビデオデータを取得し、 前記選定された部分の前記ビデオデータのモザイクを作
   る諸段階を含んだ方法。