JPH0825514A - タイヤ構成部材の連続張力測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な設備でタイヤ構成部材19（波形スチ
ールコード）の張力を連続的に高い信頼度で測定検査す
る。 【構成】 第２ローラ29がストッパー35に当接して停
止されると、第１、第２ローラ16、29間の距離が一定に
保持されるとともに、第１、第２ローラ16、29間のタイ
ヤ構成部材19にこれらローラ16、29の周速度の差に対応
する所定の伸びが付与される。ここで、タイヤ構成部材
19のモジュラスが変化すると、この伸びに基づく張力も
変化するが、この変化する張力をロードセル36により連
続的に測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走行している伸縮可
能なタイヤ構成部材の張力を連続して測定する測定方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ業界においては、空気入りタイヤ
を製造する際、例えば、ベルト層を補強するために該ベ
ルト層の外側に細長い帯状をしたタイヤ構成部材を螺旋
状または円環状に巻き付けることがあるが、このように
螺旋状に巻き付けるタイヤ構成部材としては、複数本の
直線状に延びる平行なテキスタイル等からなるコードを
ゴムコーティングすることで成形したもの、あるいは、
複数本のジグザグに折れ曲がった互いに平行なスチール
コードをゴムコーティングすることで成形した伸縮可能
なものを用いている。ここで、後者のようなタイヤ構成
部材にあっては、ジグザグに折れ曲がったスチールコー
ドの波長、振幅がタイヤ品質に大きな影響を与えるた
め、これらの値が許容値に収まっているか否かの検査を
行わねばならない。

【０００３】従来、このような検査は、例えば、成形さ
れた細長いタイヤ構成部材から一定長の部材片を間欠的
に切り出すとともに、目視で波長、振幅を測定、また
は、これら部材片の応力・歪曲線を引張試験機により求
め、このような応力・歪曲線からスチールコードの波
長、振幅が許容値に収まっているか否かを検査すること
で、あるいは、スチールコードをジグザグに折り曲げ型
付けした直後に画像処理装置を用いて該スチールコード
の波長、振幅を直接測定することで行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者に
あっては、部材片がタイヤ構成部材全体の極く一部しか
表していないため、検査結果の信頼性が低下するととも
に、部材片を切り出してから検査結果が出るまでの間に
長い時間が必要であるため、検査結果を折り曲げ型付け
作業にフィードバックすることができず、これにより、
波形部材の生産性、品質が低下してしまうという問題点
がある。一方、後者にあっては、設備費が高価になると
ともに測定ばらつきが大きく、検査結果の信頼性が低下
してしまうという問題点がある。

【０００５】この発明は、安価な設備でありながらタイ
ヤ構成部材の張力を連続的に高い信頼度で測定検査する
ことができるタイヤ構成部材の連続張力測定方法および
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、第１
周速度で回転する第１ローラと、この第１ローラに接近
離隔可能で前記第１周速度より遅い第２周速度で同一方
向に回転し、ストッパーにより第１ローラに向かう接近
移動が所定位置で停止される第２ローラとに、連続走行
している伸縮可能な細長いタイヤ構成部材を、第２、第
１ローラの順で次々と接触させながらこれら第２、第１
ローラの周速度と同一の走行速度で走行させることによ
り、これら第１、第２ローラ間のタイヤ構成部材に所定
の伸びを付与するとともに、この伸びによって第１、第
２ローラ間のタイヤ構成部材に生じる張力を検出センサ
により連続的に測定するようにしたタイヤ構成部材の連
続張力測定方法により、さらに、固定フレームと、固定
フレームに回転可能に支持され、連続走行している伸縮
可能な細長いタイヤ構成部材に接触するとともに、該タ
イヤ構成部材の走行速度と同一の第１周速度で回転する
第１ローラと、第１ローラより上流側の固定フレームに
回転可能で、かつ第１ローラに接近離隔できるよう支持
され、前記タイヤ構成部材に接触するとともに、該タイ
ヤ構成部材の走行速度と同一の前記第１周速度より遅い
第２周速度で回転する第２ローラと、固定フレームに固
定され、第２ローラの第１ローラに向かう接近移動を所
定位置で停止させることにより、第１、第２ローラの間
のタイヤ構成部材に所定の伸びを付与するストッパー
と、第２ローラとストッパーとの間に介装され、前記伸
びにより第１、第２ローラ間のタイヤ構成部材に生じる
張力を連続的に測定する検出センサと、を備えたタイヤ
構成部材の連続張力測定装置により達成することができ
る。

【０００７】

【作用】今、第１ローラが第１周速度で、第２ローラが
第１周速度より遅い第２周速度で同一方向に回転すると
ともに、これら第２ローラ、第１ローラに、例えば、内
部にジグザグに折れ曲がったスチールコードが埋設され
ていることで伸縮可能となった細長いタイヤ構成部材が
この順序で次々に接触しながら、これら第２、第１ロー
ラと同一の周速度で走行しているとする。このとき、第
２ローラの第２周速度は前述のように第１ローラの第１
周速度より遅いので、第２ローラは第１、第２ローラ間
のタイヤ構成部材に引っ張られて第１ローラに接近しよ
うとするが、この接近移動は該第２ローラが所定位置に
おいてストッパーに当接することで停止される。これに
より、第１、第２ローラ間のタイヤ構成部材には前述し
た第１、第２ローラの周速度の差に応じた所定（一定）
の伸びが付与されるが、この伸びは第１、第２ローラ間
のタイヤ構成部材内に第２ローラをストッパーに押し付
ける長手方向の張力が生じさせる。そして、この張力は
第２ローラとストッパーとの間に介装された検出センサ
が連続的に測定し、これにより、スチールコードの波
長、振幅が求められる。そして、タイヤ構成部材がさら
に走行して異なったモジュラス（ばね定数）のタイヤ構
成部材が第１、第２ローラ間に到達すると、第１、第２
ローラの周速度に変化がなくても（タイヤ構成部材の伸
びに変化がなくても）、該タイヤ構成部材内に生じる張
力が変化するため、その変化した張力が検出センサによ
り測定され、これにより、当該部位の波長、振幅が求め
られる。このように構造簡単で安価な設備でありなが
ら、タイヤ構成部材全体の張力を連続的にしかも成形直
後であっても測定することができ、これにより、例えば
タイヤ構成部材内のジグザグ状スチールコードの波長、
振幅を高い信頼度で検査することができるとともに、検
査結果をジグザグ成形作業にフィードバックすることで
タイヤ構成部材の品質を向上させることもできる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１、２において、11は前後方向に延びる固
定フレームであり、この固定フレーム11の前部には減速
機12およびこの減速機12に連結され一定速度で回転する
第１駆動機構としてのサーボモータ等のモータ13が取り
付けられている。14は前記減速機12の出力軸であり、こ
の出力軸14は前記固定フレーム11に回転可能に支持され
ている。この出力軸14には左右方向に延びる水平な第１
ローラ16が取り付けられ、これにより、該第１ローラ16
は固定フレーム11に回転可能に支持されるとともに、モ
ータ13の作動により一定の第１周速度で駆動回転され
る。17、18は第１ローラ16の近傍の固定フレーム11に回
転可能に支持され該第１ローラ16と平行な一対の押付け
ローラであり、これらの押付けローラ17、18は第１ロー
ラ16の外周に転がり接触しながら回転するとともに、第
１ローラ16の周方向に所定角度離れて配置されている。
19は細長い帯状をしたタイヤ構成部材であり、このタイ
ヤ構成部材19は、例えば複数本（２本）のジグザグ状
（正弦波状、三角波状等）に折れ曲がった互いに平行な
スチールコード20をゴム21によりコーティングすること
で成形されており、スチールコード20が変形することで
長手方向に伸縮することができる。そして、このタイヤ
構成部材19は後方側から前記第１ローラ16に向かって供
給された後、押付けローラ17、18により該第１ローラ16
に押し付けられてその周囲に接触しており、この結果、
タイヤ構成部材19は前方（下流側）に向かって第１ロー
ラ16の周速度と同一の走行速度で連続走行することにな
る。

【０００９】前記第１ローラ16より上流側（後方側）の
固定フレーム11にはブラケット25を介して前後方向に延
びる一対のガイドレール26が取り付けられ、これらのガ
イドレール26には前後方向に移動可能、即ち第１ローラ
16に接近離隔可能な移動台27が摺動可能に支持されてい
る。この移動台27には一定速度で回転する第２駆動機構
としてのサーボモータ等のモータ28が取り付けられ、こ
のモータ28の出力軸24には第１ローラ16に平行な第２ロ
ーラ29が連結されている。そして、この第２ローラ29は
モータ28の作動により第１ローラ16の周速度（第１周速
度）より遅い一定の第２周速度で同一方向に駆動回転さ
れるが、これら第１、第２ローラ16、29の速比はモータ
13、28の回転速度、減速機12の減速比を適宜変更するこ
とにより、任意の一定値にセットすることができる。こ
のようなことから第２ローラ29はブラケット25、ガイド
レール26、移動台27を介して第１ローラ16より上流側の
固定フレーム11に回転可能で、かつ第１ローラ16に接近
離隔できるよう支持されることになる。30、31は第２ロ
ーラ29の近傍の移動台27に回転可能に支持され該第２ロ
ーラ29と平行な一対の押付けローラであり、これらの押
付けローラ30、31は第２ローラ29の外周に転がり接触し
ながら回転するとともに、第２ローラ29の周方向に所定
角度離れて配置されている。そして、前記タイヤ構成部
材19は後方側から前記第２ローラ29に向かって供給され
た後、押付けローラ30、31により該第２ローラ29に押し
付けられてその周囲に接触しており、この結果、タイヤ
構成部材19は前方（下流側）に向かって第２ローラ29の
周速度と同一の走行速度で走行することになる。

【００１０】35は移動台27の直前のフレーム11に固定さ
れたストッパーであり、このストッパー35の後面には検
出センサとしてのロードセル36が取り付けられている。
そして、前述のように第１ローラ16が第１周速度で、ま
た、第２ローラ29が第１周速度より遅い第２周速度で駆
動回転されると、これらの間の周速度差によって第１、
第２ローラ16、29間のタイヤ構成部材19が第２ローラ29
を第１ローラ16に接近させるよう引っ張るが、この第２
ローラ29は移動台27がロードセル36を介してストッパー
35に当接する所定位置まで到達したとき、このストッパ
ー35によってその接近移動が停止され、これにより、第
１、第２ローラ16、29間の距離が一定に保持される。こ
のようにストッパー35によって第２ローラ29の移動が停
止され第１、第２ローラ16、29間の距離が一定に保持さ
れているときに、第１、第２ローラ16、29がそれぞれ第
１、第２周速度で駆動回転されると、これら第１、第２
ローラ16、29間のタイヤ構成部材19には前記周速度差に
対応する所定（一定）の伸びが付与され、これにより、
該タイヤ構成部材19、詳しくはジグザグ状のスチールコ
ード20が変形伸長する。そして、このように第１、第２
ローラ16、29間のタイヤ構成部材19が伸ばされ弾性変形
すると、該タイヤ構成部材19内には弾性復元力によって
長手方向の張力が生じ、この張力により第２ローラ29
（移動台27）はストッパー35に押し付けられるが、この
張力は移動台27とストッパー35との間に介装されたロー
ドセル36により測定される。ここで、このタイヤ構成部
材19の張力は、伸びが一定であるときには、スチールコ
ード20のばね定数により決定され、該スチールコード20
のばね定数が大きいとき、即ち波形の波長、振幅が小さ
いときにはその張力は大きくなり、逆に、スチールコー
ド20のばね定数が小さいとき、即ち波形の波長、振幅が
大きいときにはその張力は小さくなる。この結果、タイ
ヤ構成部材19の張力を求めれば、スチールコード20の波
長、振幅（この実施例では振幅を波長で除した値）を間
接的に知ることができるのである。そして、このように
して測定された張力を基に前記スチールコード20の波
長、振幅（振幅／波長）が許容値内に収まっているか否
かが判定される。ここで、前記タイヤ構成部材19のスチ
ールコード20は図３に示すように、張力が小さな領域ａ
においては該スチールコード20が引き伸ばされて大きく
曲げ変形し、張力が大きな領域ｃにおいてはスチールコ
ード20が直線状まで変形した後であるため長手方向に僅
かに伸び、これらの中間の領域ｂにおいては前述の変
形、伸びが共に生じるが、前述のタイヤ構成部材19内に
生じる張力は前記領域ａ内の小さな張力に対応し、あま
り大きな値ではない。

【００１１】45は第２ローラ29より後方（上流側）に設
置された回転可能な案内ローラであり、この案内ローラ
45はタイヤ構成部材19を方向転換させながら案内する。
この案内ローラ45と第２ローラ29との間の固定フレーム
11には第２ローラ29に平行な複数本（３本）の引張りロ
ーラ46が回転可能に支持され、これらの引張りローラ46
にはタイヤ構成部材19が接触している。47、48は固定フ
レーム11に固定されたモータおよび減速機であり、この
減速機48の出力軸と中央の引張りローラ46とが連結さ
れ、この結果、モータ47が作動すると、引張りローラ46
が回転してタイヤ構成部材19が前方に向かって送り出さ
れる。このようにして引張りローラ46により送り出され
たタイヤ構成部材19は第２ローラ29に供給されるが、こ
の第２ローラ29と引張りローラ46との間には、これらか
ら垂れ下がったフェスツーン部49が形成される。

【００１２】51は第１ローラ16より前方（下流側）に設
置された巻取りローラであり、この巻取りローラ51は図
示していないモータにより回転されることで、張力測定
が終了したタイヤ構成部材19をロール状に巻取る。この
巻取りローラ51と第１ローラ16との間の固定フレーム11
には第１ローラ16に平行な複数本（３本）の保持ローラ
52が回転可能に支持され、これらの保持ローラ52にはタ
イヤ構成部材19が接触している。53は固定フレーム11に
固定された電磁式のブレーキ機構であり、このブレーキ
機構53は中央の保持ローラ52に所定のブレーキ力を付与
することにより、巻取りローラ51に巻取られるタイヤ構
成部材19に適切な値の張力を付与する。また、前記第１
ローラ16と保持ローラ52との間には、これらから垂れ下
がったタイヤ構成部材19のフェスツーン部55が形成さ
れ、このフェスツーン部55の垂れ下がり量が所定量以下
となると、検出センサ56が検出して、例えば巻取りロー
ラ51の回転速度を減速する。

【００１３】次に、この発明の一実施例の作用について
説明する。今、モータ47が作動して引張りローラ46が回
転することにより、該引張りローラ46に接触している伸
縮可能な成形直後のタイヤ構成部材19が前方（下流側）
に送り出されており、また、このようにして送り出され
たタイヤ構成部材19は保持ローラ52により巻取り張力が
付与されながら巻取りローラ51に巻取られているとす
る。このとき、第１ローラ16はモータ13により一定の第
１周速度で駆動回転され、一方、第２ローラ29はモータ
28により前記第１周速度より遅い一定の第２周速度で駆
動回転されている。そして、前述のように連続走行して
いるタイヤ構成部材19は、その走行の途中で第２ローラ
29、第１ローラ16の外周にこの順序で次々と接触する
が、このとき、押付けローラ30、31および17、18がこの
タイヤ構成部材19を第２ローラ29および第１ローラ16の
外周にそれぞれ押し付けてこれらの間の滑りを阻止する
ので、このタイヤ構成部材19の走行速度は第１、第２ロ
ーラ16、29の周速度と同一速度となる。

【００１４】ここで、第２ローラ29の第２周速度は前述
のように第１ローラ16の第１周速度より遅いので、移動
台27、第２ローラ29は第１、第２ローラ16、29間のタイ
ヤ構成部材19に引っ張られて第１ローラ16に接近しよう
とするが、この接近移動は該移動台27、第２ローラ29が
所定位置においてストッパー35にロードセル36を介して
当接することで停止され、これにより、第１、第２ロー
ラ16、29間の距離が一定に保持されるとともに、第１、
第２ローラ16、29間のタイヤ構成部材19にこれら第１、
第２ローラ16、29の周速度の差に対応する所定（一定）
の伸びが付与される。この結果、第１、第２ローラ16、
29間のタイヤ構成部材19、詳しくはジグザグ状のスチー
ルコード20が弾性変形しながら伸ばされるとともに、該
タイヤ構成部材19内に弾性復元力による長手方向の張力
が生じる。そして、このタイヤ構成部材19内に生じた張
力により第２ローラ29（移動台27）はストッパー35に押
し付けられるが、この張力（押付け力）は移動台27とス
トッパー35との間に介装されたロードセル36により連続
的に測定され、この測定結果を基に当該部位におけるス
チールコード20の波長、振幅（振幅／波長）が求められ
る。

【００１５】そして、タイヤ構成部材19がさらに走行し
て異なったモジュラス（ばね定数）のタイヤ構成部材19
が第１、第２ローラ16、29間に到達すると、第１、第２
ローラ16、29の周速度に変化がなくても（タイヤ構成部
材19の伸びに変化がなくても）、該タイヤ構成部材19内
に生じる張力が変化するため、その変化した張力がロー
ドセル36により測定され、これにより、当該部位におけ
るスチールコード20の波長、振幅（振幅／波長）が求め
られる。このようにして成形直後の連続走行しているタ
イヤ構成部材19の一定伸びの下での張力を測定し、この
測定結果を基にスチールコード20の波長、振幅（振幅／
波長）を求め、これらが予め定めた許容値内に収まって
いるか否かを判定するが、図４にはこのようにして求め
た結果が示されている。このように構造簡単で安価な設
備でありながら、タイヤ構成部材19全体の張力を連続的
にしかも成形直後であっても測定することができ、これ
により、例えばタイヤ構成部材19内のジグザグ状スチー
ルコード20の波長、振幅（振幅／波長）を高い信頼度で
検査することができるとともに、検査結果をジグザグ成
形作業にフィードバックすることでタイヤ構成部材19の
品質を向上させることもできる。

【００１６】なお、前述の実施例においては、ジグザグ
状に型付けられたスチールコード20の外側をゴム21でコ
ーティングしたものをタイヤ構成部材19としたが、この
発明においては、スチールコードを螺旋状に型付けした
もの等、長手方向に伸縮可能なものであればよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、安価な設備でありながら伸縮可能なタイヤ構成部材
の張力を連続的に高い信頼度で測定検査することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略正面図である。

【図２】その平面断面図である。

【図３】タイヤ構成部材に作用する張力と伸びとの関係
を示すグラフである。

【図４】タイヤ構成部材の張力の測定結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

11…固定フレーム 16…第１ローラ 19…タイヤ構成部材 29…第２ローラ 35…ストッパー 36…検出センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１周速度で回転する第１ローラと、この
   第１ローラに接近離隔可能で前記第１周速度より遅い第
   ２周速度で同一方向に回転し、ストッパーにより第１ロ
   ーラに向かう接近移動が所定位置で停止される第２ロー
   ラとに、連続走行している伸縮可能な細長いタイヤ構成
   部材を、第２、第１ローラの順で次々と接触させながら
   これら第２、第１ローラの周速度と同一の走行速度で走
   行させることにより、これら第１、第２ローラ間のタイ
   ヤ構成部材に所定の伸びを付与するとともに、この伸び
   によって第１、第２ローラ間のタイヤ構成部材に生じる
   張力を検出センサにより連続的に測定するようにしたこ
   とを特徴とするタイヤ構成部材の連続張力測定方法。
2. 【請求項２】固定フレームと、固定フレームに回転可能
   に支持され、連続走行している伸縮可能な細長いタイヤ
   構成部材に接触するとともに、該タイヤ構成部材の走行
   速度と同一の第１周速度で回転する第１ローラと、第１
   ローラより上流側の固定フレームに回転可能で、かつ第
   １ローラに接近離隔できるよう支持され、前記タイヤ構
   成部材に接触するとともに、該タイヤ構成部材の走行速
   度と同一の前記第１周速度より遅い第２周速度で回転す
   る第２ローラと、固定フレームに固定され、第２ローラ
   の第１ローラに向かう接近移動を所定位置で停止させる
   ことにより、第１、第２ローラの間のタイヤ構成部材に
   所定の伸びを付与するストッパーと、第２ローラとスト
   ッパーとの間に介装され、前記伸びにより第１、第２ロ
   ーラ間のタイヤ構成部材に生じる張力を連続的に測定す
   る検出センサと、を備えたことを特徴とするタイヤ構成
   部材の連続張力測定装置。