JPS5949524B2 - 測定システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タイヤフライの補強コードの両側の材料の量
を測定する方法と装置に関し、より特定的には上記の演
淀を行なうためのバツクスキヤツタＸ線放射計量装置お
よび方法に関する。

自動車タイヤ製造業は鋼製ベルト付きタイヤフライを製
造する準備をしているので、鋼製コードの両側のゴムの
量を計量することに大きな利益がある。

鋼製コードの両側のゴムの量を知る必要に加えて、フラ
イ上のゴムの全量を決定し（フライの各側の計量結果を
適当に合計することによつて）フライ内の鋼製コードの
相対的位置を決定する（フライの各側の計量結果を適当
に配分づけることによつて）必要もある。タイヤフライ
内の材料の内側層の位置を測定する従来の方法および装
置は、従来技術の代表例である次の特許明細書に開示さ
れている。

米国特許第３，４０５，２６７号ウイリアムＥ．チヨウ
プ１９６８年１０月８日；米国特許第３，７５４，１３
８号カールシユテツツその他１９７３年８月２１日；米
国特許第３，４０５，２６７号には、シート中のシート
とは別の材料製の中間層の位置を決定するためにタイヤ
フライの両側で１対のバツクスキヤツタ放射線計器を使
用することを開示している。

各バツクスキヤツタ計器は３層の繊維を検査し且つコー
ド層および表面に最近接のゴム被覆のみならず下被覆層
もまた各検知器の応答に寄与することを認識しつ＼米国
特許第３，４０５，２６７号明細書に記載の方法および
装置は、各検知器がコードおよび検知器に隣接するゴム
層から後方に散乱する放射線のみを監視すると単純に仮
定して記載されている。コードが検知器の反対側のフラ
イの側部上の材料からのバツクスキヤツタ放射線を実質
的に吸収するほどの重量である場合にのみ上記の如き仮
定は有効である。より複雑な３層の応答を考慮すること
を回避するために、極めて軽量のコードのフライの検査
は避けるべきであると米国特許第３，４０５，２６７号
＆詞譚している。米国特許第３，４０５．２６７号は、
フライの各側部上の材料の厚さの正確な決定よりもむし
ろ、異つた材料製の外部層の間の内部層の相対的位置の
決定に関係する。従つて、米国特許第３，４０５，２６
７号に開示された特殊な実施例にのみ比率指示計および
偏差計が使用されている。これらの計器は、フライの中
のコードの相対的位置および中心位置からのコードの偏
差を指示するために使用できる。米国特許第３，７５４
，１３８号には、タイヤフライ内に配設された層の位置
を測定する方法と装置が開示され、これはタイヤフライ
において放射線源から放射線の方向を含んで層の螢光を
起させる。タイヤフライの両側部上の放射線検知器は該
層で生じた螢光エネルギーを感知する。検知器によつて
発生した信号を比較してタイヤフライ内の層の位置を表
示する信号を与える。本発明は、フライの各側部上に放
射線計器を使用し、これらの応答を補強コードの両側部
上の材料の層からの寄与によつて形成して、補強コード
の内部層の両側部上の材料の量を測定し且つ表示する方
法および装置を提供する点で米国特許第３，４０５，２
６７号の方法と装置の改良である。

本発明は、向い合つた計器からの信号を組合せて、コー
ドの各側部上の材料の量を表示する変数を含む方程式の
同時解を形成する解ネツトワークを提供する。解ネツト
ワークからの１対の信号は補強コードの２つの側部上の
材料の厚さを表示する。本発明は、米国特許第３．７５
４，１３８号の教示とは全く相違する放射線測定技術を
使用する点で上記特許と区別できる。装置に若干の種類
があるので、ｒ覆厚さ計ｗと題されたオーバルＬ・ウッ
ドおよびホワードＪ．エバンスによつて１９７１年９月
２０日に出題され本出願人に譲渡された係属中の米国特
許出願第１８１，８３６号明細書に言及する。

しかしながら、米国特許第１８１，８３６号の発明は、
基体被覆で生ずる螢光エネルギからのエネルギーに応答
する検知器を使用して金属媒体上の被覆厚さを測定する
ことに関する。鋼製ベルト付きフライ上のゴムの量を決
定するための種々の物質相互作用方法を理論的に考察す
ると、Ｘ線バツクスキヤツタが恐らくは好ましい測定方
式であることがわかる。

これは単に、種々の測定方法の各々が一定の利点と欠点
を有していることを意味している。しかしながら、結局
、Ｘ線バツクスキヤツタがこの測定に必要な結果に対し
て最も適当な方法として浮かんでくるようである。金属
ベルトすなわちコードの位置決定のベータ・バツクスキ
ヤツタ法およびＸ線螢光法は一定の欠点を有している。
Ｘ線螢光法は信号対雑音の割合が不良となりやすい。比
較的低エネルギーのＸ線源に対しても、ゴムは良好な散
乱材である。金属コードすなわちベルトからの特性Ｘ線
の強度はかなり低いので、ゴムから散乱される放射線の
強度は一定のエネルギー選択性を有する検知器に対して
さえも測定を著しく劣化する。ベータ・バツクスキヤツ
タ法と比較すると、提案されているＸ線法は良好な感度
性と柔軟性を有する。バツクスキヤツタされたベータ放
射線の強度はバツクスキヤツタ媒体の原子番号にほマ比
例するが、他方、低エネルギーＸ線の吸収係数は原子番
号の４乗に比例する。Ｘ線法では測定厚さの範囲に対し
て最適のエネルギーを選択することができ、チユーブＸ
線源から得られる高強度を提供する。高強度が必要でな
い場合は、同位元素のＸ線、ガンマ線またはブレムスト
ラールング（Ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ）源を、単
純化、信頼性および安定性のために使用してもよい。本
発明において、“Ｘ線８はチユーブ．Ｘ線源、同位元素
源から発生するＸ線、同位元素源からのガンマ線、およ
びブレムストラールング放射線を含む。また本明細書中
では、Ｘ線バツクスキヤツタとはタイヤフライの所要の
測定を行なうのに使用される方法であるとされ、その測
定を実行するシステムを開示する。本出願人の知る限り
において、鋼で補強したタイヤフライの両側部上のゴム
の厚さを正確に決定するのに適したバツクスキヤツタＸ
線放射技術を使用する方法は従来開発されなかつた。

従つて本発明の目的は、タイヤフライ内の鋼製補強コー
ドの両側部上のゴムの厚さを決定するための装置と方法
を提供することである。

本明細書中で便用する“ゴム”とは、両側にゴムの層を
被覆した内部補強層を有するタイヤフライを製造するの
にタイヤ工業で使用するような天然および合成のゴムの
両者を含むように一般的に使用される。本発明の他の目
的は、補強コードの材料が補強コードの両側部に塗布さ
れた別の材料の有効原子数より大きい有効原子数を有し
ている、補強コードの両側部上の材料の量を決定するた
めの方法および装置を提供することである。補強コード
が独立したコードであつても、内部布織コードからなる
布織材料であつても、本発明の範囲内である。本発明の
これらの目的および他の目的ならびに利点は以下の記載
より明らかとなるだろう。本発明は、タイヤフライの両
側部上に塗布されるゴム層の厚さを測定する装置と方法
に関する。一定の比重を有する材料の重さの測定は厚さ
の測定と等価であるから、本発明において、ゴムの測定
を記述する場合、用語“厚さ”および“重量”は交換可
能に使用される。工業技術では用語１厚ざを好んで使用
する。測定は通常、連続的に移動するフライについて、
下流側で、タイヤフライ製造工場で共通に見られるフラ
イ形成装置に近接して行なわれる。これは、正確な作動
をフライ形成装置に手動または自動で行なわしめて均一
な品質の製品とするためである。Ｘ線放射線源およびバ
ツクスキヤツタ放射線に応答する検知器からなるバツク
スキヤツタ放射線計器は、フライの両側部上の、放射線
源からの第１次放射線をフライに向ける適当位置に設置
される。

放射線がフライ中を進行すると、バツクスキヤツタ放射
線は、まず感知器に最近接する材料の層から生じ、次い
でコード間の間隙を充填する外部層からの材料を有する
補強コードの内部層から生じ、最後に感知器の反対側上
の材料の層から生ずる。放射線検知器の各々は、感知器
側の層、補強コードの層および感知器の反対側の層から
のバツクスキヤツタから生ずる成分から構成されると考
えうる信号を発する。感知器の側の層からの信号成分は
、層の厚さに感受性因子ａを乗じたものと函数的に関係
づけられる。感度因子ａは特定のタイヤフライに対して
は一定であり、製造すべき各種等級のフライに対する予
備フイールドテストで予め決定される。感知器の反対側
の層からの信号成分は層の厚さに感度因子ｂを乗じたも
のに函数的に関係づけられ、この感受性因子ｂもまた特
定のフライに対して一定であり、製造すべき各種等級の
フライに対する予備フイールドテストで予ｂめ決定され
る。

比−はコードの寸法および密度ａ（ＣｌＯｓｅｎｅｓｓ
）により変化する。

コードが大寸法であり且つ各コードが接触し合うほど密
な場合は、ｂ一はゼロに近づく。

これは、鋼製コードが感知器ａの反対側からのバツクス
キヤツタ放射線を阻止するからである。

コードが小寸法で互いに離れていｂるときは、−は増加
して、補強コードの両側に塗ａ布された材料の有効原子
番号に比して小さな有効原子番号の補強コードを有する
フライに対して１に近ずく。

内部層のバツクスキヤツタから生ずる信号成分は所定の
フライに対して一定であり、両方の検知器に対して実質
上同一である。

補強コードを被覆する材料の組成の変化に対する最適の
不感受性はＸ線源からの第１次放射線のエネルギー準位
を適当に選択することによつて得られる。本発明の装置
はエネルギー源の変動に対して、測定ヘツドからの信号
の安定性を確実にする手段を含んでいる。

更に、システムを基準化して、同種類のサンプルに対し
て応答の再現性を確実にする手段を含む。更に、本発明
の装置は、所定のオフセツト信号を与え、各計器からの
基準化された信号からオフセツト信号を減じる手段を含
んでいる。このようにして発生した異つた信号は可変ゲ
イン増幅器で所定のゲイン係数で増幅される。上記の如
く処理された両側の計器からの信号は解ネツトワークに
送られ、こ＼で信号を操作して、フライの両側部上の材
料の厚さに上記の処理された信号を関係づける１対の方
程式を解いて未知の厚さを求める。本発明の装置が測定
を始める前に、フライの等級に合せて多位置一等級選択
スイツチを一定値にセツトする。特定のフライに対する
等級は、フライの全厚さ、１インチ当りのワイヤの数お
よびワイヤの寸法に関係する。１０のフライ等級のうち
の１等級に対して各位置で記憶入力を有する１０位置−
スイツチが実例である。

等級スイツチへの入力は、装置をセツトする際に予備フ
イールドランで作製する。フライの両側部上の材料の厚
さの正確な測定を示す信号が得られたならば、比率計算
機および表示器によつて信号を組合せて、フライ内のコ
ード層の相対的位置を表示してよい。

比率が１である表示はコード層が中央に位置している状
態に対応し、１より大きいかまたは小さい比率の表示は
コード層がフライの中心の一方または他方の側に位置す
る程度を示す。補強コードの両側部上の層の全厚さは、
解ネツトワークからの２つの信号出力を加算増幅器で加
算することによつて得られる。

フライの両側部の被覆厚さの差の表示は、フライの一側
部上の厚さを表示する信号をフライの他側部上の厚さを
表示する信号から減する装置を使用することによつて得
られる。

添付の図面、特に第１図を参照すると、自動車のタイヤ
の製造に使用するカレンダ繊維を製造するための典型的
な２つのカレンダのドレンが示されている。

補強コード１０、典型的には鋼製ワイヤが供給リールと
実質的に等間隔で配置された整列機構（図示せず）から
送られ、上方および下方のカレンダ・スタンドから各々
送られるゴムラバ一またはその類似物の頂部層１１およ
び底部層１２のあいだに平行に整列している。上方のカ
レンダ・スタンドは上方および下方のカレンダ・ロール
１３および１４からなる。これらのロールは相互に調整
可能であつて、該スタンドの側部上のゴムの蓄積１５か
らカレンダされたゴムの頂部層１１を所定の厚さにする
ために所望のロール間隔を与えることができる。同様に
、下方のカレンダｚスタンドは上方および下方のカレン
ダ・ロール１６および１７からなり、これらは相互に調
整自在に離間されて、ゴムの底部層１２が所定の厚さを
有するように所望のロール間隔を与える。補強コード１
０およびゴムの層１１および１２は、上方カレンダ・ス
タンドの下方ローラ１４と底部カレンダ・スタンドの上
方ローラ１６との間で押圧されて、ゴムの頂部および底
部層を強制的にコード１０の間隙に充填させ、一体化さ
れたコード補強ゴムフライ１９を形成する。このゴムフ
ライ１９は更に処理を受けるために矢印の方向に浮き出
る。本発明に従うと、同一の一対のＸ線放射バツクスキ
ヤツタ計器２０および２１がコード補強フライ１９の両
表面に近接して、好ましくは上方および下方の横断構体
２２および２７上に各々設置される。

これらの構体は公知の方法で連続的に移動するフライ１
９を走査するように構成されている。計器２０および２
１は各々、高安定性のＸ線源からの第１次放射線を感知
する基準検知器と、フライ１９からのバツクスキヤツタ
放射線を感知すソる測定検知器とを有する。

各計器２０および２１からの基準信号および測定信号を
、信号処理および演算装置３０に送つて、一対の出力信
号を得る。一方の出力信号は補強コード１０の１側部上
のゴムの厚さを表わし、他方の出力信号は補強コードの
反対側の側部上のゴムの厚さを示す。コードに塗布され
るゴムは実質的に一定の密度なので、装置３０から得ら
れた信号は、一定の密度因子Ｐによつて補強コード１０
の各々の側部上の重量と関係づけられる。フライ１９の
頂部側のゴムの厚さを示す配線３１によつて送られる信
号はメータ３３に印加される。このメータ３３はゴムの
厚さまたはゴムの重量のいずれかの単位の目盛をつけて
もよい。同様に、配線３２によつて送られる、フライ１
９の底部側のゴムの厚さを示す信号はメータ３４に印加
されるように図示されている。このメータ３４も、ゴム
の厚さ又はゴムの全重量の単位で目盛をつけてもよい。
フライの全重量または厚さは、合計にコードの適当な重
量または厚さを加えることによつて表示できる。上記の
２つの信号を比率メータに印加してゴム内のコードの位
置を表示してもよく、または減算して補強コードの両側
部上のゴムの厚さの差を表示する平衡信号を得てもよい
。信号処理および演算装置は第３図を参照して後述する
。第２図に示すＸ線計器２０および２１は、連続ビーム
Ｘ線点源２３、基準電極２５を収容する基準イオン化室
２４、および測定電極２７を収容する測定イオン化室２
６からなる。

イオン化室２４および２６は個別に密閉され、各々、最
適の検知感受性を与えるように選択したアルゴン、クリ
プトンおよびクセノンの如きイオン化可能な不活性ガス
を含む。クリプトンは検知効率が高く且つ比較的安価な
ので好ましい。室２４および２６は、本発明で使用する
第１次およびバツクスキヤツタ放射線を実質上吸収しな
いが螢光放射線の効果から室を遮閉する薄い不鍔鋼製の
窓によつて被覆される。第２図に示す如く、上方測定ヘ
ツド２０のＸ線源２３および室２４および２６は、フラ
イ１９の移動に対して長手方向（矢印２８で示す）．に
下方測定ヘツド２１の同様の構成要素と位置をずらせて
いる。これは、一方のヘツドからの放射線が他方のヘツ
ドに影響を及ぼすことを防止するためである。各放射線
源２３が設置されている反ＩＵ対側のフライ側部上に、
フライ１９を通過する放射線を吸収するための吸収体す
なわちバツクプレート２９が設けられている。

バツクプレート２９は以下に述べる基準化の第２の機能
を有する。ヘツド２０および２１を並列して整列させて
、これらのヘツドの中心を通る線がフライの長手方向縁
部と実質的に平行な関係でフライ１９を横断して移動す
るようにする。ヘツド２０および２１からの放射線ビー
ムが個々の補強コード１０を横断する際の信号の急激な
変化を最小にするために、放射線ビームは長方形よりは
むしろ円形、長円形または他の断面形状であるのが好ま
しい。コード１０と平行な縁部を有する長方形のビーム
は特にコード感受性を有し、回避すべきである。これに
対して、フライ１９の縁部に平行な線に沿つて中心を通
る幅がその先頭縁部および後尾縁部を通過する幅より小
さいビームはコード感受性が小さく、長方形のスポツト
よりも好ましい。円形スポツトが満足すべきものである
ことが解かり、従つて、イオン化室２４は円筒形で、円
形の窓を備え、他方イオン化室２６は環状で、イオン化
室２４と共軸であるのが好ましい。室２４および２６内
の不活性ガスの密度は計器の放射線感度に影響を及ぼす
。

線源２３からの第１次Ｘ線放射線が過剰に減衰するのを
防止するために、室２４内の圧力を低くするのが好まし
い。他方、バツクスキヤツタ放射線が意味のある量で検
知されずに室内を通過するのを防止するために、測定室
内の圧力は実質的により高圧である。従つて、測定室２
６内の圧力およびガスのタイプは、第１次放射線とほゾ
同じエネルギー準位のバツクスキヤツタ放射線に対する
感度を測定室に与えるために、最適化される。Ｘ線源２
３は、良好に制御されたマシーンＸ線源（Ｍａｃｈｉｎ
ｅＸ−ＲａｙＳＯｕｒｃｅ）またはアイソトープ源の如
き高安定性の線源であるのが好ましい。

アイソトープ源は完全に安定であるので、基準検蝿２４
は必要でない。測定をするためにアイソトープ源を使用
してもよいが、マシーンＸ線源は現在使用可能なアイソ
トープ源よりもずつと強力な放射線を発生できるのでマ
シーソＸ線源が好ましい。更に、放射線エネルギーを選
択して最適の測定感度を得るようにしてよい。迅速なシ
ステム応答と高精度を必要としない場合には、シンチレ
ーシヨン一光電子増倍管または比例計数器の如き計数タ
イプの検知器と共にアイソトープ源を用いてもよい。こ
の態様の場合には、エレクトロメータ３７および比率回
路４０をパルス増幅器、シユレツシユホールド検知器（
ＴｈｒｅｓｈＯｌｄｄｅ一ＴｅｃｔＯｒ）およびパルス
平均化回路ど置換える。好ましい態様では、Ｘ線放射の
エネルギー準位は、コード１０に塗布された材料の組成
変化に対する計器２０および２１の相対的感度を減少さ
せるべきである。エネルギーが高くなると、組成に対す
る感度は小さくなる。エネルギーはコードによる実質的
な吸収を与える。エネルギーが高くなると、吸収が大き
くなる。選択されるエネルギーは、これらの指標に従つ
て、所定の用途に応じた妥協の産物である。小さな比率
少と最小の組成変ａ化に対する感度で鋼製の補強コード
の両側部上のゴムの厚さを測定するのに満足なものとし
て、例えば、約２５乃至６０ＫＥの範囲のエネルギー準
位が与えられる。

さて、頂部測定ヘツド２０のみを考えると、選択された
エネルギー準位のＸ線ビームが線源２３から基準室２４
を通過して、次いでフライ１９に衝突する。

室２７内に存在する不活性ガスは、集つたポテンシヤル
（ＣＯｌｌｅｃｔｉｎｇｐＯｔｅｎｔｉａＩ）の存在下
でＸ線ビームから吸収したエネルギーに応答してイオン
化する。ガスは線源２３からのビームのエネルギーをわ
ずかしか吸収しないので、極めてわずか減衰するだけで
ビームは室２４を通過する。基準電極２５は、線源２３
からのビームの強度を表示する強度の信号電流を発する
。基準室２４を通過した後、Ｘ線ビームはフライ１９を
照射し、フライ中を進行しながらバツクスキヤツタ放射
線を生ずる。室２６に入つたバツクスキヤツタ放射線は
室内のガスをイオン化し、室内のガスのイオン化の量に
比例する強度の信号電流が測定電極２７に生ずる。同様
に、基準および測淀の信号電流が下方測定計器２１の電
極２５および２７にそれぞれ生ずる。

上方ヘツド２０内の電極２７は室２６に到達するバツク
スキヤツタエネルギ一に応答して、次式に従う出力信号
を生ずる。Ｉｍは感知器から生じた電流である。

１０はコード１０上のゴムの厚さがゼロのフライに対し
て感知器によつて生じた電流である。

Ｋは比例定数である。ｅは自然対数の底である。

ａはコードの感知器側のゴムに対する測定の感度である
。

ｂはコードの感知器と反対側の側部のゴムに対する測定
の感度である。

Ｔｔはコードの頂部側のゴムの厚さである。

Ｔｂはコードの底部側のゴムの厚さである。Ｆは鋼製コ
ードの間のゴムを表示する因子である。Ｃはゴム層内の
ゴム以外の、亜鉛の如き、物質によつて変化するゴムの
組成因子である。

ｇは、測定単位に組成因子を関係させる因子である。

同様に、下方ヘツド２１内の測定電極２７は室２７に到
達する放射線エネルギーに応答して、次式に従う出力信
号を生ずる。

式中の記号は上式（１）について示したものと同じであ
る。

バツクスキヤツタ計器２０および２１からの測定信号お
よび基準信号は、第１図に示した装置３０の信号処理区
域３５および３６にそれぞれ送られる。

第３図を参照して、装置３０の信号処理区域３５および
３６ならびに他の区域について説明する。第３図には第
１図の装置３０のプロツク線図が示されている。上方お
よび下方測定ヘツド用の信号プロセツサ３５および３６
は類似であるので、上方測定ヘツド用の信号プロセツサ
のみを詳述する。下方測定ヘツド用の信号プロセツサ（
第３図のプロツク３６で示す）は同じ要素で構成されて
いることは理解されるであろう。式（４）および（２）
の信号１０は、線源がアイソトープ源ではなくマシーン
Ｘ線源のときは、Ｘ線源２３のドリフトによる変動を受
ける。

線源２３のドリフトは、供給電力が定電流のときでさえ
も生ずる。線源２３のドリフトが検知器２６によつて生
ずる測定信号の精度に悪影響を及ぼすのを阻止するため
に、電極２５および２７によつて生じた電流レベルをエ
レクトロメータ３７および３８によつてそれぞれ電圧レ
ベルに転換した後に、比率回路４０で組合せる。エレク
トロメータ３７および３８は、通常の高インピーダンス
の抵抗体および低域フイルタ回路を含んで、線源２３か
らのＸ線ビームの静的変動に応答して電極２５および２
７によつて生ずる電流強度の変動を実質的に除去する。
比率回路４０の出力信号は、エレクトロメータ回路３７
の出力がエレクトロメータ３８の出力によつて分割され
ているためにｏの値が安定している点を除いては、式（
１）と同じ形式である。エレクトロメータ３８からの信
号は基準検知器２４によつて生じた電流１Ｒから派生し
ている。標準化比率回路４０からの信号は、標準化のた
めに設けたセツト・アツプ増幅器４１に送られる。

信号プロセツサ内の回路要素の値は経時変化するので、
システムが繰返し応答できるようにシステムを標準化す
る必要がある。第４図は、加算ネツトワーク４２と、増
幅器およびポテンシヨメータ４６を含む可変ゲイン増幅
回路と、加算ネツトワーク４７と、第１および第２の標
準化リレＫ１ならびにＫ２とからなる本発明で使用する
のに適当な標準化回路を示す。加算回路４２は、負の電
位−Ｅと大地に接続したポテンシヨメータ４３のスライ
ダ４４からの所定の負のオフセツト電圧を取り出す。可
変ゲイン増幅器４５のゲインＧは、ポテンシヨメータ４
６のスライダの位置を変化させることによつて調整する
。標準化を行なうのに、２種の標準サンプルを使用する
。

第１のサンプルは補強コードにゴムをほとんどあるいは
全く有していないフライを表わし、第２のサンプルは計
器が遭遇するであろうほマ最大の厚さのゴムのフライを
表わす。これらのサンプルが最小および最大の厚さのゴ
ムを有する補強コードの実際の部分である必要はない。
その代りに、第１のサンプルとしてバツクプレート２９
を使用し、第２のサンプルとして所定の厚さの層で被覆
された鋼板を使用することが本発明に適当であることが
解つた。計器２０および２１は同様に標準化しなければ
ならないから、同じ対の第１サンプルを、各々の計器に
１つづ＼設ける。同様に同一の対の第２のサンプルを与
える。標準化の第１段階は、測定計器２０および２１を
フライ１９から離し、標準化リレーＫｌを付勢し標準化
リレーＫ２を減勢して、電圧Ｅ２をゼロに等しくセツト
して行なう。

次いで、各計器内の線源２３からのＸ線ビームは反対側
の計器の第１のサンプル（すなわちバツクプレート２９
）に直接に衝突する。オフセツト・セレクト・ポテンシ
ヨメータ４３のスライダ４４を負電圧ＥＯＦＦを選択す
るまで調整する。このとき、加算ネツトワーク４２によ
つて進入する信号ＥｉｎからＥＯＦＦを減じると、セツ
トアツプ増幅器の出力ωをゼロと等しくさせる。標準化
の第２段階は、第２サンプルを計器２０および２１から
のＸ線ビーム内に位置させ、標準化リレＫ１を減勢し且
つリレーＫ２を付勢して行なう。

可変ゲイン増幅器のゲインをゲイン選択ポテンシヨメー
タ４６によつて調整して、セツトアツプ増幅器４１の出
力ωが出力応答曲線の高い端部における所定の値となる
ようにする。このため加算ネツトワーク４７を設け、−
８ボルトの如き標準負電圧をＫ２のＮＯ接点およびＫ１
のＮＣ接点を介して加算ネツトワーク４７に印加し、こ
＼で−８ボルトを加算ネツトワークに印加された入力信
号ｅ１から減じる。ポテンシヨメータ４６のスライダを
調整して、加算ネツトワーク４７からの出力電圧Ｅ。を
ゼロに等しくする。ＥＯをゼ゛口にセツトして、次いで
ｅ１をＥ２に等しくしなければならない。その結果Ｅ，
は８ボルトに等しくなる。第１および第２の標準化の段
階を完了したのちに、標準化リレーＫ１およびＫ２を減
勢して（をゼロに等しくする。計器２０および２１をフ
ライ１９上に戻すと、システムの作動準備ができる。上
方および下方計器２０および２１の標準化の操作は同様
な方法で行なうことができる。標準化を行なう各段階を
手動で行なうことができるが、適当なタイミングおよび
サーボ手段を使用して標準化を自動的に行なうのも本発
明の範囲に含まれる。セツトアツプ増幅器４１からの出
力信号を加算ネツトワーク５０に送る。所定の目標厚さ
における電圧応答曲線ｃ（第３図に示す）上の点Ｘに相
当するオフセツト電圧を、セツトアツプ増幅器４１から
加算ネツトワーク５０に送られる電圧で相殺するように
加算ネツトワーク５０を設ける。オフセツト電圧選択手
段５２は等級選択スイツチ５４から入力を受ける。等級
選択スイツチ５４は、後述の解ネツトワーク５２の要素
と同様に、オフセツト電圧選択手段５２およびゲイン選
択手段５３を含む本発明の種々の要素に複数の選択した
入力を与えるための複数位置を有している。このオフセ
ツト選択手段５２は乗算デイジタルーアナログ変換器（
ＭＤＡＣ）であつてもよく、ＭＤＡＣは一定のアナログ
入力基準電圧と、ＭＤＡＣへのデイジタル入力信号によ
つて選択可能な出力電圧とを有する。等級の選択はデイ
ジタル入力信号によつて達成できる。デイジタル入力信
号の各々の選択値によつて第１図に示した装置によつて
製造されるフライの選択された等級に相当する所定のオ
フセツト電圧が得られる。かくして加算増幅器５０から
の出力電圧は選択した目標厚さからの電圧偏差となる。
可変ゲイン増幅器５１は加算ネツトワーク５０から出力
信号を受けるが、この増幅器５１はシステムが感応する
電圧応答曲線Ｃ（第３図参照）上の制限範囲を選択する
ために設けられている。

正常操作状態では、選択した目標厚さからの補強コード
の各側部上のゴムの厚さの変動は余り大きくない。従つ
て、可変ゲイン増幅器５１を調整して、目標厚さＴＴを
中心とした信号応答曲線Ｃの小部分に対して厚さメータ
すなわち記録計３３および３４のフルスケールの感度を
与えるようにする。ゲイン選択手段５３はＭＤＡＣであ
つてもよい。可変ゲイン増巾器５１へのアナログ入力信
号は加算ネツトワーク５０からの出力信号であり、ゲイ
ンはＭＤＡＣへのデイジタル入力情報によつて設定され
る。デイジタル入力情報は等級選択スイツチ５４によつ
て与えられる。デイジタル入力情報が可変ゲイン増幅器
５１のゲインを選択する。上方計器の信号プロセツサ３
５の可変ゲイン増幅器５１からの出力電圧は次の式によ
つて表わされる。式中ＥＬＴは可変ゲイン増幅器からの
出力信号であり、Ｋは常数であり、 ΔＴｔは目標厚さからの上部のゴム層の厚さの偏差であ
り、ΔＴＯは目標厚さからの底部のゴム層の厚さの偏差
であり、ａおよびｂは式（１）に関して上述したもので
ある。

下方測定ヘツドのための信号プロセツサ３６は上方測定
ヘツドのための信号プロセツサと同一で； あり、この
ために第３図でプロツク形で図示するにとどめた。信号
プロセツサ３５に関して上述したと同様に、信号プロセ
ツサ３６は等級選択スイツチから入力５２ｂおよび５３
ｂを受けて、オフセツト選択手段およびゲイン選択手段
の調整を行Ｏなう。下部ヘツドの信号プロセツサのオフ
セツト選択手段は、ネツトワーク５０に対応する加算ネ
ツトワークにフライの底部側部（すなわち感知器の側）
上のゴムの目標厚さを表わすオフセツト電圧を与える。
信号プロセツサ３５に関して上述したと同様に下部ヘツ
ドの信号プロセツサのゲイン選択手段は、製造しつ＼あ
るタイヤフライの等級に基ずく特定の感度に対して、可
変ゲイン増幅器５１に相当する増幅器のゲインを調整す
る。下部ヘツドの信号プロセツサ３６からの出力信号は
次式で表わされる。式中、ＥＬＢは下部ヘツドの信号プ
ロセツサからの出力の電圧であり、他の信号は式（３）
について上述したとおりである。

ΔＴ，およびΔＴｂについて式（３）および（４）を同
時に解くと、ΔＴ，およびΔＴｂは次のように示すこと
ができる。たマしＫは上部および下部測定ヘツドの信号
プロセツサ３５および３６の両者の可変ゲイン増幅器５
１にセツトしたゲイン係数であつて、次式で表わされる
。

式中、ＥＲは、計器２０および２１が遭遇するであろう
フライ１９の任意の側部上のゴム厚さの目標厚さからの
最大偏差ＴＯに対して選択した−定の電圧応答値である
。

従つて、ＥＲ／ΔＴＯは単位厚さ当りのボルトを表示す
る一定の感度係数である。式（７）のＫの値を式（５）
および（６）に代入すると次式が得られる。

” ＥＲＬ″− ａ −一 〕解ネツト
ワーク５５は、式（３）および（４）を同時に解いて、
フライ１９の頂部および底部側部上のゴムの厚さに関連
する出力信号ＷＴおよびＷＢを得るように設計されてい
る。

ネツトワーク５５は、上部および下部測定ヘツドの信号
プロセツサ３５および３６の各々の出力線６２および６
３をそれぞれの解ネツトワークの出力線３１および３２
との間に接続された１対の加算ネツトワーク５６および
５７を含んでいる。可変ゲインネツトワーク５８および
６０を設けて、対向する信号プロセツサｂからの出力信
号の一倍に等しいオフセツト電圧をａ加算増幅器５６お
よび５７の各々に供給する。

かくして加算増幅器５６は次式の如き出力信号を発する
。加算増幅器５７は次式の如き出力信号を発する。

可変ゲイン増幅器６８のゲインは、ゲイン選択アクチユ
エータ５９ａで制御されるゲイン選択手段５９によつて
調整される。アクチユエータ５９ａは等級選択スイツチ
５４と関連して上述したオフセツト選択ＭＤＡＣの如き
型式のＭＤＡＣである。同様に可変ゲイン増幅器６０の
ゲインはゲイン選択手段６１によつて調整する。第３図
に関して上述したシステム（青）て、配線３１上の出力
信号ＷＴは感度定数了〒；によつてゴムの上部層の厚さ
の偏差Δｔ１と関係づけられ、次式で表現される。

同様に、配線３２上の出力信号ＷＢは、同一の感度定数
によつてゴムの底部層の厚さの偏差Δｔ１と関係し、次
式で表現される。

かくして解ネツトワーク５５は式（３）および（４）の
！配線６２および６３上の信号を表わす連立方程式を解
き、フライ１９の両側部上のゴムの厚さに機能的に関係
した一対の出力信号を得るために、当業者に自明な種々
の方法で解ネツトワーク５５を改変してもよい。

例えば、ゲイン増幅器５１を使用して、オフセツト増幅
器５０からの信号に式（７）で表わされるいくつかの定
数因子を乗算するために必要なすべてのゲインを適用す
ることは必要でない。その代りに、式（７）によつて示
される所要の定数Ｋの一部分に相当するゲイン係数を適
用するために、解ネツトワーク内の上部および下部測定
ヘツドの信号チヤンネルに追加のゲイン増幅器を加えて
もよい。更に、オフセツト増幅器５０およびゲイン増幅
器５１は共に、応答曲線の小さな実質的に線形の部分に
出力応答を制限するものであるから、これらは線形化回
路として機能することに注意すべきである。

ゲイン増幅器５１は該曲線の線形化部分の傾きすなわち
感度を設定する。出力信号ＷＴおよびＷＢを数種類の方
法で処理してタイヤ工業で所望される情報を得てもよい
。

第１に、これらの信号は第１図に示す表示器３３および
３４に送られ、こ＼で補強コードの各側部上のゴムの頂
部および底部厚さの表示がされる。更に、これらの信号
を加算増幅器６５内で組合せて、補強コードの両側部上
の層の全厚さに相当する信号ＷＴ＋ＷＢを得る。更に、
フライ１９内のコードの相対的位置に相当する信号ＷＴ
／ＷＢを発生する比率計算機６６、あるいは、位相反転
直結ゲイン増幅器（Ｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｔｉｎｇｕｎ
ｉｔｙｇａｉｎａｍｐｌｉｆｉｅｒ）６７および加算増
幅器６８からなるＷＴ−ＷＢに相当した出力信号を発生
する平衡計算機のいずれかを設けることも通常のぞまし
い。比率計算機６６および平衡計算機の両者とも通常は
必要でないので、第３図ではこれらの点６９および点７
０で交代の接続されるように図示されている。フライの
全重量は、加算ネツトワークの出力を取出し、これにコ
ードの重量を示すメータの較正値または別個の入力を加
えることによつて表示することができる。同様にして、
加算ネツトワーク６５の出力にコードの厚さを加えるこ
とによる同様の仕方でフライの全厚さを得ることができ
る。コードの重量および厚さは製造すべきフライの各等
級に対して既知である。例えば第３図に示すように、加
算ネツトワーク１２５はＷＢ，ＷＴにコードの厚さまた
は重量を加えることによつてフライ全体の厚さまたは重
量を与える。Ｗｃ人力は信号発生器１２６によつて発さ
れ、点線で示す如く、各フライ毎に適当な信号Ｗｃが等
級選択スイツチ５４によつて選択されるべきである。特
定の工業プラントが製造しようとしているタイヤフライ
の各等級に対して等級スイツチ５４によつて信号プロセ
ツサ３５および３６ならびに解ネツトワーク５５に所要
の入力を与えるために、本発明の装置を設定するときに
フイールドテストが行なわれることを既に上述した。こ
のように等級スイツチ５４をセツトすると、製造するフ
ライのタイプを変更したいときには、等級スイツチを製
造すべきフライの新しい等級に相当する位置に変えるこ
とだけが必要である。フイールドテストには各タイヤの
等級に応じたサンプルが必要である。本明細書中で使用
する用語“等級”とは、フライの全厚さ、１インチ当り
のコードの数およびコード寸法を決定するものである。
フイールドテストを行なうのに使用される各等級サンプ
ルは、所要のフライ全厚さ、所要のコード数および所要
なコード寸法を有する特定の等級に対する標準となる。
更に、コードはフライの中心に適当に位置づけられ、フ
ライの各側部上に等量の厚さのゴムかあるようにする。
所望のワイヤコードの形状とコードの各側部上に所望の
ゴムの厚さを有する標準サンプルをヘツド２０および２
１の間の中心にある測定位置に置く。

サンプルは任意の値のＦ（すなわち充填因子）およびＣ
（組成因子）を有してよい。サンプルはフライの各側部
上に所望の厚さでゴムを有しているので、Δｔ１および
ΔＴｂはゼロに等しい。まず、一方の信号プロセツサを
調整し、他方のを調整する。まず、上方の信号プロセツ
サ３５の調整を考える。オフセツト選択手段５２を調整
して、加算増幅器５０にオフセツト電圧ＥＯＦＦをセツ
トする。このオフセツト電圧ＥＯＦＦは、ゲイン増幅器
５１からの出力ＥＬＢをゼロにするために、セツトアツ
プ増幅器４１からの出力電圧Ｅ９を相殺する。コードの
頂部側部にゴムまたはマイラ一を加えることによつてΔ
ｔを既知の量だけ増加させる。次いで、増幅器５１のゲ
インを調整してコードの頂部側のゴムに対して所定の感
度を与える。例えば、フライの頂部側のゴムの増分がＯ
から５ミルに増加したときに、ＥＬＴが０から４ボルト
（特定の記録計のフルスケールの半分）まで変化するの
が望ましいだろう。次いで、ゲイン選択手段５３を調整
して５ミルに等しいΔＴｔに対してＥＬＴを４ボルトに
等しくさせる。上述した感度因子ＥＲ／ＢＯはかくして
設定される。下方測定ヘツド３６の信号プロセツサを同
様の方法で調整する。

すなわち、まず、選択した標準サンプルを使用して下方
測定ヘツドの信号プロセツサの加算増幅器５１に印加さ
れるオフセツト電圧を調整し、次いで、上方ヘツドの信
号プロセツサのゲインの較正に使用したものと同一のサ
ンプルを使用するが、加えられたゴムの量がａΔＴ６に
相当するようにサンプルを回転して使用し、可変ゲイン
増幅器５１のゲインを調整する。フライの底部側上に例
えば１ミル厚さの如きゴム（マイラ一またはその他の適
当なゴムの等価物をこの目的に使用してよい）の増分を
加えても信号ＷＴに変化を起さないように、解ネツトワ
ーク５５のネツトワーク５８中のゲイン係数ｂ／ａを選
択する。

同様に、ネツトワーク６０のゲイン係数ｂ／ａは、フラ
イの頂部側にゴムの増分を加えても信号ＷＢに変化が生
じないように選択する。解ネツトワーク５５のための感
度定数ａおよびｂの適当な値を決定するのに使用できる
１方法は、すべてのゴムを取除いたときの補強コードの
内部フライに等しい厚さのゴムの層を連続的に加えた場
合の計器２０または２１の一方の応答をプロツトとして
行なう。既知の厚さの所定増分を示す層はすべてをゴム
の層とする代りにゴムの模擬物であつてもよく、この目
的のためにはゴムとマイラ一を組合せたものが満足すべ
きものであり且つすべてをゴムの層とした場合よりも扱
い易いことが解つた。まず、第５図に示すように、感知
器とは反対の側部にゴムをつけずに、補強コードの感知
器の方の側部に増分層を加えて感知器の応答をプロツト
する。

縦軸の右手側の曲線ｅ１″は、感知器側に各各の増分の
層を加えた時のプロツトした点を連結して作製される。
縦軸上の点ＹＯは補強コードにゴムがついていないとき
の信号応答である。次いで、感知器に隣接する補強コー
ドの側部にゴムを付けずに、感知器の反対の側部上に増
分層を加えたときの感知器の応答をプロツトする。縦軸
の左側のカーブＥ２″は、感知器とは反対の側部に加え
られた各増部層に対してプロツトした点を連結して作製
する。感知器の応答は次式で表わしてよい。

ＹＯの値は、補強コードの両側部に塗布されるゴムの層
がゼロである裸のときの感知器の応答であるから、プロ
ツトから容易に決定できる。

比例定数Ｋの値も決定できる。ＹＯおよびＫの値はフラ
イの等級が変化しても余り変化しないので、以前の製品
について決定した値でも満足できる。式（１６）を微分
すると、ただし、Ｓｉをｔ１−Ｔ６−ｃ＝Ｆ−０のとき
の曲線Ｅ，の傾斜とすると、移行すると、 同様の方法でｂを次式より決定できる。

これらは解ネツトワータに使用する遵を計算すａるのに
使用するａおよびｂの近似値である。

こ＼で、上述の係属中の米国特許出願第１８１，８３６
号について言及する。

この出願明細書中には、電流信号を与える基準および測
定イオン化室を有するＸ線計器が開示されている。エレ
クトロメータによつて検出した電流信号を電圧信号に変
換し、比率回路がＸ線源のドリフトが測定信号に及ぼす
影響を除去するために設けられている。基準化のために
、オフセツト手段および可変ゲイン増幅器も設けられて
いる。米国特許第１８１，８３６号に開示されているエ
レタトロメータ、比率回路および基準化のための装置は
本発明の構成要素であるエレクトロメータ３７および３
８、比率回路４０およびセツトアツプ増幅器４１に各々
対応している。これらの構成要素は、本発明の範囲を逸
脱せずに他の要素および配列を用いることができるので
、本発明の好ましい態様に用いられるものとして記述さ
れたものである。本発明を実施するための装置は、適当
な感知器と共に、信号処理用にプログラム制御デイジタ
ルコンピユータを用いうることも認識すべきである。本
発明の好ましい態様を上述したが、他の態様も当業者に
は明らかであろう。従つて、本発明を上述の態様に限定
してはならず、特許請求の範囲内で種々の態様および均
等物が存在する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、補強コードの両側の材料の厚さを測定するコ
ードで補強したタイヤフライの製造装置の斜視図である
。 第２図は、第１図に示した測定ヘツドの拡大端面図であ
つて、頂部および底部ヘツドの右手および左手部分の垂
直断面を示している。第３図は、第１図に示したシステ
ムのプロツク線図であり、本発明の測定技術を詳細に図
示している。第４図は、第３図に示したセツトアツプ増
幅器の詳細図である。第５図は、全てのゴムを取り除い
た鋼製コードの層にゴムの層を加えたときの本発明の計
器の電圧応答を示すグラフである。１０・・・・・・補
強コード、１１・・・・・・ゴムの頂部層、１２・・・
・・・ゴムの底部層、１９・・・・・・フライ、２０，
２１・・・・・・Ｘ線計器、３０・・・・・・信号処理
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第２の材料である補強コードの両面上に塗布された
   第１の材料であるプライの厚さを測定する方法であつて
   、該補強コードの材料の有効厚子番号は補強コードの両
   面上に塗布された材料の厚子番号よりも大きく、上記測
   定方法は、プライの両面にＸ線放射線を向け、プライの
   各面上でバツクスキヤツタされた放射線を感知してプラ
   イの或る１面から得た第１の信号とプライの他の面から
   得た第２の信号とを得てこれらの信号の両者をコードの
   両面上の上記第１材料の厚さと函数的に関連させ、これ
   らの第１および第２の信号を組合せて該コードの１面上
   の上記第１の材料の厚さを表わし該コードの他面上の上
   記第１の材料の厚さの変化とは実質的に無関係の第３の
   信号及び該コードの上記他面上の第１材料の厚さを表わ
   し該コードの上記１面上の第１材料の厚さの変化とは実
   質上無関係の第４の信号を得る測定方法に於いて、コー
   ドのバツクスキヤツタ放射線が感知される方の面上のゴ
   ム層からのバツクスキヤツタ放射線の応答に関係する所
   定の感度係数をａとし、補強コードのバツクスキヤツタ
   放射線が感知される方と反対の面上のゴム層からのバツ
   クスキヤツソ放射線の応答に関係する所定の感度係数を
   ｂとした場合に上記第１の信号を係数ｂ／ａと結合され
   た第２の信号と組合せて上記第３の信号を得、第２の信
   号を係数ｂ／ａと組合された第１の信号と組合せて第４
   の信号を得る事を特徴とする測定方法。 ２ コードで補強されたゴムプライの両面上のゴムの長
   さを測定する装置であつて、Ｘ線放射線を該プライの１
   面に照射する第１手段と、Ｘ線放射線を該プライの反対
   面に照射する第２手段と、該プライの上記１面からのバ
   ツクスキヤツタ放射線を感知し、該コードの両面上のゴ
   ムの厚さと函数的に関係した第１の信号を発する第１検
   知手段と、該プライの上記反対面からのバツクスキヤツ
   タ放射線を感知し、該コードの両面上のゴムの厚さに函
   数的に関係した第２の信号を発する第２検知手段と、上
   記第１、第２の信号に感じて第３、第４信号を得る手段
   であつて、該第３信号は上記第１、第２信号を組合せて
   得られ、該第４信号は上記第１、第２信号を組合せて得
   られ、更に上記第３、第４信号は夫々コードの或る面上
   のゴムの厚さを表わしコードの他面上のゴムの厚さの変
   化に実質上無関係であり、又コードの他面上のゴムの厚
   さを表わしてコードの上記或る面上のゴムの厚さの変化
   に実質上無関係な信号である様な手段とから成り、然し
   て上記信号を組合せる手段はｂをある一方の検知器の反
   対側にある補強コード面上のゴム層からのバツクスキヤ
   ツタ放射線に対する上記ある一方の検知器の感度に関係
   した所定の感度係数とし、ａを該ある一方の検知器に隣
   接する方のコード面上のゴム層からのバツクスキヤツタ
   放射線に対する上記検知器の感度に関係する所定の感度
   係数とした場合に第１の信号を第２の信号および係数ｂ
   ／ａと組合せて第３の信号を作り、第２の信号を第１の
   信号および係数ｂ／ａと組合せて第４の信号を作る手段
   であることを特徴とする測定装置。