JPS6010839Y2 - タイヤ用スチ−ルコ−ドの位置検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はスチールタイヤなどの製造に使われるコーテッ
ドコードの中の最外側のスチールコード位置を正確に検
出する装置に関するものである。

スチールタイヤなどの製造に使われるコーテッドコード
は、複数本のスチールコードを一定間隔に並べ、カレン
ダロールによりゴムシートをスチールコードに被覆して
造っている。

こうしてできたコーテッドコードを、一定間隔に並べた
スチールコード中の両膜外側間の幅よりも若干広くカッ
トし、最外側のスチールコードの外側に余分な耳ゴムが
残るようにしている。

このようにカットしたコーテッドコードをさらに幅方向
にある一定間隔で切断し、これらの切断したコーテッド
コードを長さ方向に対して前記スチールコードが所定角
度となるように前記耳ゴムの部分で圧着連結し、長尺の
シート状部材を造っている。

このようにして造ったシート状部材中のスチールコード
に間隔が一定であることが乗心地が良く、丈夫で、安全
なスチールタイヤを製造するために必要な条件である。

しかしコーテッドコードの端縁を切断するときり、耳ゴ
ムが適当な一定の幅となるように精度良く切断しないと
、シート状部材の、耳ゴムによる圧着部分におけるスチ
ールコードの間隔が非圧着部分のスチールコードの間隔
と等しくならなくなる。

このようなシート状部材中のスチールコードの配列間隔
の不均一部分をなくすためには、コーテッドコード端部
の余分なゴムを、最外側にあるスチールコードからある
一定の距離のところで切断する必要がある。

このためには、コーテッドコード中の最外側のスチール
コードの位置を精度よく検出する必要がある。

しかし、このようにコーテッドコード中の最外側のスチ
ールコードの位置を高精度で検出することは以下説明す
るように容易ではない。

すなわち、スチールコードをゴムシートで被覆してコー
テッドコードを造る際にはゴムの加工性を良好とするた
めに予じめゴムシートを加熱して柔らかくしておく必要
がある。

このためカレンダロール付近では予熱されたゴムシート
により、特にスチールコードを被覆する初期において温
度が急激に変化することになる。

さらにコーテッドコードの端部はゴムが予熱されて加工
性の良い間に切断する必要があるので、最外側のスチー
ルコードの位置を検出する検出装置は温度変化の激しい
環境下に置かれることになる。

このようなスチールコードの最外側位置を検出する従来
の方法としては、特開昭５１−４９７４４号公報に記載
されているように検出すべきスチールコードに接近して
高周波励磁された検出コイルを配置し、スチールコード
での過電流効果による検出コイルのインダクタス値の変
化を利用する方法が提案されていた。

しかしながら、この装置においては、従来一般的にフェ
ライトコアにコイルを巻いた検出用コイルが使用されて
いたが、このフェライトコアの温度特性などにより温度
変化の激しい環境の下での高精度の位置検出はできなか
った。

さらにホール素子を応用した金属端位置検出器など他の
装置も考えられているが、いずれも上述した温度変化の
激しい環境の下ではその安定性、温度特性からして高精
度の位置検出は困難であつブこ。

さらにカレンダロールによりゴムシートを被覆して造ら
れるコーテッドコードは連続的に走行し、この走行中に
幅方向に変動すると共に厚み方向（上下方向）にも変動
するため、スチールコードの位置を精度良く検出するこ
とは非常に困難である。

本考案の目的は、上述した渦電流効果による検出用コイ
ルのインダクタンス値の変化を利用する方式の欠点を除
去するために温度による特性の変化の少ない空芯の検出
用コイルを用いると共に温度補償用の空芯のダミーコイ
ルを用い、これを検出用コイルと同じ温度環境下に配置
することにより温度変化の激しい環境の下でも安定にか
つ高精度でタイヤ用スチールコード位置を検出すること
ができる装置を提供することにある。

本考案の検出装置は、位置を検出すべきタイヤ用スチー
ルコードの走行路に接近し、この走行路に関し上下に配
置されると共に互いに直列に接続された一対の空芯の検
出用コイルと、これら検出用コイルとほぼ同じ温度環境
下ではあるが、前記スチールコードによりインダクタン
ス値が影響を受けないように配置された温度補償用の空
芯のダミーコイルと、これら検出用コイルおよびダミー
コイルを高周波励磁する高周波発振器と、一方の入力端
子をこの高周波発振器に接続し、他方の入力端子を前記
直列接続した検出用コイルの一端およびダミーコイルの
一端に接続すると共に出力端子を、直列接続した検出用
コイルの他端またはダミーコイルの他端に接続して帰還
回路を構成した差動増幅器とを具え、前記一対の検出用
コイルを結ぶ直線に対するタイヤ用スチールコードの位
置を表わす信号を、前記直線の方向におけるスチールコ
ードの位置の変動および周囲温度の変動により殆んど影
響されることなく前記差動増幅器の出力端子から取り出
し得るように構成したことを特徴とするものである。

以下図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第１図は上述した特開昭５１−４９７４４号公報に記載
された従来の金属端位置検出装置をタイヤ用スチールコ
ードの位置検出に適用した例を示すものである。

位置を検出すべきスチールコード１をゴムシート２中に
埋設したコーテッドコード３に接近して、その上下に一
対の検出用コイル４および５を配置する。

これら検出用コイルは直列に接続する。

この直列接続した検出用コイルの一端を差動増幅器６の
一方の入力端子に接続する。

この差動増幅器の他方の入力端子には、所定の数メガヘ
ルツの周波数および振幅を有する基準高周波信号を発生
する高周波発振器７を接続する。

この高周波発振器７は直列接続した検出用コイルの他端
にも接続し、これらコイルを高周波励磁する。

されに差動増幅器６の出力端子を帰還抵抗８を経て一方
の入力端子に接続して帰還回路を構成する。

今、このような渦電流検出回路において、検出用コイル
４および５の中間へコーテッドコード３が矢印Ａで示す
ように水平方向に近付くと、コーテッドコード３内に埋
設されたスチールコード１に同心円状に渦電流が発生し
、この渦電流により生する磁界は検出用コイル４および
５の磁界とは搬対方向であるので、検出用コイルのイン
ククタンス値は減少し、出力端子９および１０間には最
外側のスチールコード１と検出用コイル４および５を結
ぶ直線との間の距離ｄに対応した出力が得られることに
なる。

金高周波発振器７から差動増幅器４の負入端子に印加さ
れる電圧をｅとし、差動増幅器６の増幅度をＧとし、帰
還抵抗８のインピーダンスをＺｒとし、距離ｄに応じて
変化する検出用コイル４および５のインピーダンスをＺ
ｍ（ｄ）とすると、出力端子９および１０間に得られる
検出出力電圧■は次式（１）で与えられる。

ここて検出用コイル４および５のインピーダンス部ｍ（
ｄ）は雨検出コイルを結ぶ直線とコーテッドコード３内
の最外側のスチールコード１との間の距離ｄに対応して
変化するから、距離ｄに対応した出力電圧Ｖが出力端子
９および１０間に得られる。

この場合、検出用コイル４および５のインピーダンスＺ
ｒｎ（ｄ）と距ｉｄとの関係は直線的ではないが、増幅
器Ｇの値および抵抗８の値Ｚｒを適当に選定することに
より出力電圧■と距離ｄとの関係を所定のｄの範囲内で
ほぼ直線的なものとすることができる。

上述したようにコーテッドコード３は加熱されているた
め、検出用コイル４および５および帰還抵抗８は相当温
度変動の激しい環境に置かれることになる。

今、帰還抵抗８および検出用コイル４．５の、温度ｔに
よるインピーダンス変化係数をそれぞれα（１）および
Ｂ （ｔ）とすると、上述した式（１）は次式（２）の
ようになる。

ここで抵抗８の温度係数α（１）と検出用コイル４，５
の温度係数β（１）とは等しくないから、この式（２）
から明らかなように出力電圧■と距離ｄとの関係は温度
ｔに依存したものとなり、温度変化が激しい条件下では
距離ｄを正しく検出することはできない。

特に従来の検出装置では検出用コイル４および５として
フェライトコアを有する有芯コイルを用いているが、フ
ェライトコアの特性は温度により大きく影響を受けるの
で、温度変動により検出精度はさらに低下してしまう欠
点があった。

第２図は本考案によるスチールコード位置検出装置に一
例の構成を示す回路図である。

本考案においても、スチールコード１１をゴムシート１
２内に埋設したコーテッドコード１３の走行路の上下に
一対の検出用コイル１４および１５を配置し、これらを
互いに直列に接続し、その一端を差動増幅器１６の一方
の入力端子に接続する。

この差動増幅器１６の他方の入力端子には数メガヘルツ
の高周波発振器１７を接続する。

本例では差動増幅器１６の出力端子と一方の入力端子と
の間に接続する帰還回路を、温度補償用のダミーコイル
ヲ以って構ｔする。

本例では、このダミーコイルを２個のダミーコイル１８
ａおよび１８ｂを以って構威し、それぞれ検出用コイル
１４および１５と組にして配置し、これら検出用コイル
とダミーコイルとがほぼ同じ温度環境下に置かれるよう
にする。

この場合、ダミーコイル１８ａおよび１８ｂがスチール
コード１１により影響されないようにすると共に検出用
コイル１４および１５と相互干渉しないようにタミーコ
イル１８ａおよび１８ｂは鉄等の強磁性材料で磁気遮蔽
する。

さらに本考案においては検出用コイル１４および１５と
ダミーコイル１８ａおよび１８ｂとは、ガラス、エポキ
シ、セラミックスなどの非磁性体を芯として銅線を巻き
つけた所謂空芯コイルを以って構成する。

本考案においても、コーテッドコート１３、したがって
スチールコード１１が矢印Ａて示すように水平方向に変
動すると共に矢印Ｂて示すように上下方向にも変動しな
がら、第２図の平面に対し垂直な方向に走行する。

この際、検出用コイル１４および１５のインピーダンス
値Ｚｍ（ｄ）は、最外側のスチールコード１１と検出コ
イルを結ぶ直線との間の距Ｒｉｄに応じて変化し、出力
端子１９および２０間に得られる電圧Ｖは、ダミーコイ
ル１８ａおよび１８ｂのインピーダンスをＺｄとすると
、次式（３）で表わされる。

本考案では検出用コイル１４．１５およびダミーコイル
１８ａ、１８ｂを共に空芯コイルとし、はぼ同一の温度
環境下に配置するため、これらコイルの温度ｔに対する
インピーダンス変化係数は等しくでき、これをγ（１）
とすると上式（３）は次式（４）のようになる。

となる。

ここでこの（４）式における分母の括弧の中のγ（１）
は消去できるので、（４）式は（３）式と同じになる。

すなわち、本考案では検出出力電圧■は温度ｔとは無関
係となる。

したがって、増幅度Ｇおよびダミーコイル１８ａ、１８
ｂのインピーダンス個別を適当に選定することにより、
周囲温度の変動に影響されることなく、距離ｄに比例し
た出力電圧Ｖを得ることができる。

またコーテッドコード１３の矢印Ｂ方向の上下動は検出
用コイル１４および１５のインピーダンス値に対して相
補的に作用するから、相殺除去され、出力電圧■にはコ
ーテッドコード１３の上下動による影響は全く現われず
、正確な検出を行なうことができる。

第３図は本考案の検出装置の他の例を示すものであり、
第２図に示す素子と同じ素子には同じ符号を付けて示す
。

本例と前例との相違点は、検出用コイル１４および１５
と温度補償用ダミーコイル１８ａおよび１８ｂの位置を
入れ替えただけである。

したがって出力端子１９および２０間に得られる検出出
力電圧■は次式（５）により与えられる。

本例においても検出用コイル４，１５およびダミーコイ
ル１８ａ、１８ｂを空芯コイルとし、はぼ同一の温度環
境下に配置することにより、これらコイルの温度特性は
等しくなり、したがって電圧■は温度ｔとは無関係にな
る。

また増幅器Ｇおよびダミーコイルのインピーダンス個別
の値ヲ適切に選定することにより所定のｄの範囲内で距
離ｄにほぼ比例した出力電圧Ｖを得ることができる。

さらに一対の検出用コイル１４および１５をコーテッド
コード１３の走行路の上下に配置したため、コーテッド
コード１３の上下動による影響は相殺除去され、検出出
力電圧■には現われない。

第４図は第１図に示した従来の位置検出装置と本考案に
よる位置検出装置との温度に対する位置検出誤差を示す
線図である。

曲線Ａはフェライトコアを有する検出用コイル４および
５を用いると共に帰還回路として抵抗８を用いた従来の
検出装置の検出誤差を示し、２０’Ｃのときに検出誤差
がないようにセットした場合、４０°Ｃを越えると０．
５１ｒｒＩｎ程度の検出誤差が生じ、６０℃になると１
７１ｒ！ｒＬもの大きな誤差が生じている。

これに対し、曲線Ｂで示す本考案の検出装置においては
、２０°Ｃ〜６０℃の温度範囲に亘って位置検出誤差は
なく、測定誤差範囲内である。

本考案は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変形、変更が可能である。

例えば上述した例ではダミーコイルとして一対のコイル
を用いたが、１つのコイルとすることもできる。

また、ダミーコイルを検出用コイルに接近して配置して
磁気遮蔽したが検出用コイルから離して配置しても検出
用コイルと同じ温度環境下に置くことができれば、磁気
遮蔽は必らずしも必要ではない。

上述したように本考案では検出用コイルとして空芯のコ
イルを用い、温度補償用のダミーコイルを同じく空芯コ
イルとすることにより、従来の位置検出装置に見られた
温度による検出誤差を取り除くことができ、上述したコ
ーテッドコードの製造に用いるカレンダロール付近の温
度変化の激しい環境の下でも、スチールコードの位置を
安定にかつ高製度で検出することができる。

したがってコーテッドコードの側縁においてスチールコ
ードを基準して所定の幅の耳ゴムを残して切断すること
ができ、幅方向に切断した後耳ゴムの部分で圧着してシ
ート状部材を作るときに、スチールコードの間隔を一定
とすることができ、乗心地が良く、丈夫で、安全なスチ
ールタイヤを造ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位置検出装置の一例の構成を示す回路図
、第２図は本考案によるタイヤ用スチールコードの位置
検出走置の一例の構成を示す回路図、第３図は同じくそ
の変形例を示す回路図、第４図は従来の位置検出装置と
本考案による位置検出装置の、温度変動による検出位置
誤差を示す線区である。 １１・・・・・・スチールコード、１２・・・・・・ゴ
ムシート、１３・・・・・・コーテッドコード、１４．
１５・・・・・・検出用コイル、１６・・・・・・差動
増幅器、１７・・・・・・高周波発振器、１８ａ、１８
ｂ・・・・・・温度補償用ダミーコイル、１９，２０・
・・・・・出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 位置を検出すべきタイヤ用スチールコードの走行路に接
   近し、この走行路に関し上下に配置されると共に互いに
   直列に接続された一対の空芯の検出用コイルと、これら
   検出用コイルとほぼ同じ温度環境下ではあるが、前記ス
   チールコードによりインダクタンス値が影響を受けない
   ように配置された温度補償用の空芯のダミーコイルと、
   これら検出用コイルおよびダミーコイルを高周波励磁す
   る高周波発振器と、一方の入力端子をこの高周波発振器
   に接続し、他方の入力端子を前記直列接続した検出用コ
   イルの一端およびダミーコイルの一端に接続すると共に
   出力端子を、直列接続した検出用コイルの他端またはダ
   ミーコイルの他端に接続して帰還回路を構成した差動増
   幅器とを具え、前記一対の検出用コイルを結ぶ直線に対
   するタイヤ用スチールコードの位置を表わす信号を、前
   記直線の方向におけるスチールコードの位置の変動およ
   び周囲温度の変動により殆んど影響されることなく前記
   差動増幅器の出力端子から取り出し得るように構成した
   ことを特徴とするタイヤ用スチールコードの位置検出装
   置。