(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記測定手段が、搬送されている前記ゴムシートの厚みを、前記ゴムシートの幅方向および長手方向に沿って断続的に測定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のゴムシートの厚み分布測定装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来のゴムシートの厚み測定は、上記したように、ゴムシートの押出し開始時および押出し完了時に行うだけであり、ラインでの生産中における厚みの変化を測定してプロファイルの変化を監視するものではなかったため、生産途中にスペックから外れた厚みの箇所があっても、これを認識することができずにそのまま巻き取られる恐れがあり、次工程において厚み不良の箇所がそのまま使用されて不良タイヤが生産されてしまう恐れがあった。
【0007】
また、厚み測定を人手によって行った場合には、作業者の熟練度などによって大きな誤差が発生する恐れがある。
【0008】
そこで、本発明は、人手に頼ることなく、押出成形されて搬送されてくるゴムシートの厚みの測定を自動的に繰り返すことによりプロファイルを常時監視して、次工程において厚み不良による不良タイヤの生産を防止することができるゴムシートの厚み分布測定装置及び測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に記載の発明は、
押出成形されて搬送されるゴムシートの厚みを測定するゴムシートの厚み分布測定装置であって、
搬送されている前記ゴムシートの厚みをゴムシートの幅方向および長手方向に沿って測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記ゴムシートの厚みが異常か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により異常と判定された場合に、異常と判定された箇所にマーキングを行うマーキング手段とを備えて
おり、
前記測定手段が、
前記ゴムシートを挟んで対向するように配置されて、前記ゴムシートの表面および裏面における変位量を検出する複数のレーザー変位センサーと、
検出された前記ゴムシートの表面および裏面における変位量に基づいて前記ゴムシートの厚みを演算して求める演算手段と
対向する前記複数のレーザー変位センサーを、互いの位置を相対的に不変な状態に維持しながら、前記ゴムシートの幅方向に往復移動させる往復移動手段と
を備えており、
前記往復移動手段により前記複数のレーザー変位センサーを前記ゴムシートの幅方向に往復移動させながら、前記測定手段により搬送中の前記ゴムシートの厚みを測定することにより、前記ゴムシートの長手方向および幅方向に沿って前記ゴムシートの厚みを測定するように構成され、
さらに、前記ゴムシートを搬送するゴムシート送り装置および前記往復移動手段に対して、前記ゴムシートの幅方向の位置が変化した場合、または、押出成形された前記ゴムシートの全幅が変化した場合、前記ゴムシートの厚みの測定が正常に行われていることを表示または通知して、ゴムシートの厚みを保証する保証手段を備えていることを特徴とするゴムシートの厚み分布測定装置である。
【0010】
請求項2に記載の発明は、
前記測定手段が、搬送されている前記ゴムシートの厚みを、前記ゴムシートの幅方向および長手方向に沿って断続的に測定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のゴムシートの厚み分布測定装置である。
【0013】
請求項
3に記載の発明は、
前記マーキング手段が、前記ゴムシートの異常と判定された箇所に、跡付け処理あるいは穿孔処理を施すスパイクローラー装置であることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載のゴムシートの厚み分布測定装置である。
【0015】
請求項
4に記載の発明は、
請求項1ないし請求項
3のいずれか1項に記載のゴムシートの厚み分布測定装置を用いて、搬送されている前記ゴムシートの厚みをゴムシートの幅方向および長手方向に沿って測定し、測定された前記ゴムシートの厚みが異常か否かを判定し、前記異常が発生したと判定された場合、異常が発生したと判定された箇所にマーキングを行うことを特徴とす
るゴムシートの厚み分布測定方法である。
【0016】
請求項
5に記載の発明は、
押出速度3.7〜11m/分で押出成形されて搬送されている最大幅900mm、最大厚み30mmのゴムシートの厚み分布測定を行うことを特徴とする請求項
4に記載のゴムシートの厚み分布測定方法である。
【0017】
請求項
6に記載の発明は、
前記ゴムシートが、TBRタイヤ用のインナーライナーであることを特徴とする請求項
4または請求項
5に記載のゴムシートの厚み分布測定方法である。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、人手に頼ることなく、押出成形されて搬送されてくるゴムシートの厚みの測定を自動的に繰り返すことによりプロファイルを常時監視して、次工程において厚み不良による不良タイヤの生産を防止することができるゴムシートの厚み分布測定装置及び測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。
【0021】
最初に、本実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定方法を用いてゴムシートのプロファイルを常時監視する基本的な監視方法について説明する。
図1は、本実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定方法を概念的に示す斜視図であり、Gは押出成形されて矢印方向に搬送されるゴムシートであり、Lは測定軌道に沿ってゴムシートGの厚みを測定する測定手段によるレーザ光である。
【0022】
本実施の形態においては、
図1に示すように、矢印方向に搬送されるゴムシートGに対して、測定手段を幅方向に往復移動させながらゴムシートGの厚みを測定しているため、ゴムシートGの長手方向および幅方向に沿ってゴムシートGの厚みを断続的に測定することができ、ゴムシートのプロファイルを常時監視することができる。
【0023】
そして、監視している間、測定されたゴムシートの厚みが異常か否かを判定し続け、異常が発生したと判定された場合に、異常と判定された箇所に穿孔などのマーキング処理を行う。これにより、次工程において、巻き取られたゴムシートをロールから引出して用いるときに、マーキング処理に基づいて厚み不良の発生箇所の部分を識別して除去することができるため、ゴムシートの厚み不良の部分がタイヤ生産に使用されることがなく、不良タイヤを防止することができる。
【0024】
以下、
図2に基づいて、本実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定方法を具体的に説明する。
図2は、本実施の形態におけるゴムシートの厚み分布測定装置を説明する図であり、(a)は側面図であり、(b)は説明図である。
【0025】
図2(a)は測定中の様子を示す側面図である。
図2(a)に示すように、本実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定装置は、2つのレーザー変位センサー1A、1BをゴムシートGの厚さ中心Sから同一の距離だけ離れた対向する位置に支持しつつゴムシートGの幅方向に往復移動させており、搬送ローラ(ゴムシート送り装置)4により矢印方向に搬送されるゴムシートGに、各々のレーザー変位センサー1A、1Bからレーザー光Lを照射して反射光Rを受光する。これにより、各々のレーザー変位センサー1A、1Bは、厚さ中心からのゴムシートGの表面および裏面における変位量を検出する。
【0026】
図2(b)は本実施の形態におけるゴムシートの厚み分布測定装置を説明する図であり、装置構成の一部をブロック図で示している。
図2(b)の測定部3では、各レーザー変位センサー1A、1Bによって検出されたゴムシートGの両面における変位量の情報が演算部6に送信される。演算部6は受信した変位量に基づいてゴムシートGの厚みを算出し、算出されたゴムシートGの厚みは、入出力部25を通じて、判定手段としてのパーソナルコンピュータ5に取り込まれる。
【0027】
パーソナルコンピュータ5は、ゴムシートGの厚みのスペックを予め記憶しており、このスペックと取り込んだゴムシートGの厚みとを比較することにより、ゴムシートGに厚み不良が発生したか否かを判定し、ゴムシートGに厚み不良が発生したときには、エラー信号をマーキング手段(図示省略)に送信する。
【0028】
マーキング手段は、パーソナルコンピュータ5からエラー信号を受信すると、搬送中のゴムシートGにマーキングを施し、マーキング部分にゴムシートGの厚み不良が発生していることを標示する。
【0029】
本実施の形態では、以上のようにして、ゴムシートの厚みを判定して、厚み不良が発生した箇所にマーキング処理を行う。以下、
図2(b)中の各構成について詳細に説明する。なお、
図2(b)において、符号7A、7B、7Cは、直流電源である。
【0030】
(a)往復移動機構
往復移動機構は、レーザー変位センサー1A、1Bを移動自在に支持する互いに平行な一対のリニアレール23と、レーザー変位センサー1A、1Bの本体に螺合する一対のボールねじ(図示せず)と、一対のボールねじを回転させて、レーザー変位センサー1A、1Bを一対のリニアレール23に沿って移動させる駆動モーター21とを備えている。
【0031】
一対のリニアレール23の長さ方向は、ゴムシートGの幅方向に一致し、レーザー変位センサー1A、1Bがその幅方向に移動する。
【0032】
また、一対のリニアレール23は、互いに平行に配置されており、ゴムシートGの厚さ中心Sから同一の距離だけ離れたそれぞれの位置にレーザー変位センサー1A、1Bを支持する。これにより、ゴムシートGの厚さ中心Sに対するレーザー変位センサー1A、1Bの測定位置が相対的に不変な状態に維持される。
【0033】
(b)レーザー変位センサー1A、1B
レーザー変位センサー1A、1Bは、光学式のセンサーであり、厚さ中心SからのゴムシートGの表面の変位量Xおよび裏面の変位量Yを検出して、変位量Xおよび変位量Yを示す信号を演算部6に出力する。
【0034】
(c)演算部6
演算部6は、レーザー変位センサー1A、1Bにより検出されたゴムシートGの表面の変位量Xと裏面の変位量Yの和をゴムシートGの厚みFとして求める(X+Y=F)。前記のようにゴムシートGの厚さ中心Sに対するレーザー変位センサー1A、1Bの測定位置が相対的に不変な状態に維持されているため、変位量Xと変位量Yの和を厚みFとして求めることができる。
【0035】
(d)エンコーダー22
エンコーダー22は、駆動モーター21の回転量(回転数および回転角度)を検出して、回転量に応じた数のパルスを出力する。駆動モーター21の回転量に応じてレーザー変位センサー1A、1Bが幅方向に移動するため、パルスの数がレーザー変位センサー1A、1Bの幅方向の位置に対応する。
【0036】
(e)パルスISO24
パルスISO24は、エンコーダー22のパルスを所定数計数する度に、サンプリングパルスをパーソナルコンピュータ5の入出力部25に送信する。前記のようにパルスの数がレーザー変位センサー1A、1Bの幅方向の位置に対応するため、サンプリングパルスの送信周期毎にレーザー変位センサー1A、1Bが幅方向に所定距離だけ移動する。
【0037】
このパルスISO24におけるパルスの計数の設定を変更することにより、サンプリングパルスの送信周期を調節することができる。この送信周期は、その送信周期毎のレーザー変位センサー1A、1Bの幅方向の移動距離に対応するため、サンプリングパルスの周期の調節によりその送信周期毎の移動距離を変更することができる。
【0038】
(f)入出力部25
入出力部25は、パルスISO24からサンプリングパルスを受信する度に、ゴムシートGの厚みFを演算部6から受け取ってパーソナルコンピュータ5へ送信する。これによりゴムシートGの厚みFがパーソナルコンピュータ5で受信される。
【0039】
(g)パーソナルコンピュータ5
パーソナルコンピュータ5は、ゴムシートGの厚みのスペックを予め記憶しており、ゴムシートGの厚みFをスペックと比較して、厚み不良が発生したか否かを判定する。
【0040】
前記のように、サンプリングパルスの送信周期は、その送信周期毎のレーザー変位センサー1A、1Bの幅方向の移動距離に対応する。また、サンプリングパルスの受信の度に、ゴムシートGの厚みFがパーソナルコンピュータ5に取り込まれて、厚み不良の判定が行われる。したがって、ゴムシートGにおける厚み不良の判定箇所の間隔は、その送信周期毎の移動距離に一致し、サンプリングパルスの送信周期の調節により変更することができる。
【0041】
パーソナルコンピュータ5は、ゴムシートGに厚み不良が発生したと判定すると、エラー信号をスパイクローラー装置(図示せず)に送信する。
【0042】
(h)スパイクローラー装置
スパイクローラー装置は、エラー信号を受信すると、ゴムシートGの厚み不良の発生箇所にスパイク痕(跡付けや穿孔)を形成させ、厚み不良の発生箇所をゴムシートGにマーキングする。
【0043】
(i)その他の構成
なお、ゴムシートGの厚さ中心Sからのレーザー変位センサー1A、1Bの離間距離は、ゴムシートGのサイズなどに合わせて設定されていることが好ましい。例えば、TBRタイヤのインナーライナーに用いられるゴムシートG(最大幅900mm、最大厚み30mm)を3.7〜11m/分で押出成形する場合、レーザー変位センサー1A、1BがゴムシートGの厚さ中心Sから80mm離間した位置に設けられていることが好ましい。
【0044】
同様に、リニアレール23におけるレーザー変位センサー1A、1Bの最大移動可能距離についても、ゴムシートGのサイズなどに合わせて設定されていることが好ましい。例えば、上記したTBRタイヤのインナーライナー用のゴムシートGを押出成形する場合、レーザー変位センサー1A、1Bの最大移動可能距離が945mmに設定されていることが好ましい。
【0045】
また、搬送中のゴムシートGは、幅方向の位置が搬送ローラ4や往復移動機構に対して変化することがある。また、押出成形においてゴムシートGの全幅が変化することもある。このような搬送中の幅方向の位置や全幅の変化がゴムシートGの厚み測定に影響を与えることから、ゴムシートGの厚さを保証する保証手段が設けられていることが好ましい。
【0046】
例えば、往復移動機構によるレーザー変位センサー1A、1Bの往復移動領域の端に所定の厚み(例えば2mm)を有する金属片を設けておく。そして、レーザー変位センサー1A、1Bにより金属片の表面の変位量Xと裏面の変位量Yが測定され、金属片の厚みが演算部6で求められて測定され、その測定された厚みがパーソナルコンピュータ5で受信される度に、パーソナルコンピュータ5によりその測定された厚みが金属片の所定の厚みに一致するか否かを判定して、一致したときに、その旨をパーソナルコンピュータ5で表示または通知する。これにより、その測定された厚みが金属片の所定の厚みに一致することが表示または通知されているときには、ゴムシートGの厚みの測定が正常に行われていることが分かり、ゴムシートGの厚さを保証することができる。
【0047】
次に、上記した各構成を備えたゴムシートの厚み分布測定装置を用いたゴムシートの厚み分布の測定について説明する。
【0048】
先ず、対向したレーザー変位センサー1A、1Bを往復移動機構により往復移動させながら、ゴムシートGの厚さ中心SからのゴムシートGの表面の変位量Xおよび裏面の変位量Yを検出する。
【0049】
このとき、ゴムシートGを搬送させながら、レーザー変位センサー1A、1Bを往復移動させて検出を行うため、
図1に示すように、ゴムシートGの長手方向および幅方向に沿ってゴムシートGの両面の変位量が検出される。そして、検出結果を演算部6に送信して表面の変位量Xと裏面の変位量Yの和からゴムシートGの厚みFを算出する。
【0050】
一方、レーザー変位センサー1A、1Bを往復移動させる駆動モーター21の回転量がエンコーダー22により検出され、検出結果に応じたパルスがパルスISO24に送信される。そして、パルスISO24により計数されたパルス数が所定数に達した際に、上記した演算部6で算出されたゴムシートGの厚みFが、入出力部25を介してパーソナルコンピュータ5に取り込まれる。
【0051】
ゴムシートGの厚みFのデータは、パーソナルコンピュータ5において、予め設定されたスペックと比較され、比較の結果に基づいて厚み不良が発生したか否かが判定される。パーソナルコンピュータ5は、ゴムシートGの厚み不良が発生したと判定すると、エラー信号をスパイクローラー装置に出力する。
【0052】
スパイクローラー装置は、エラー信号が入力されると、ゴムシートGの厚み不良の発生箇所にスパイク痕(跡付けや穿孔)を形成し、厚み不良の発生箇所をゴムシートGにマーキングする。
【0053】
以上のように、本実施の形態では、レーザー変位センサー1A、1Bと往復移動機構と演算部6において、搬送中のゴムシートGの厚みをゴムシートGの幅方向および長手方向に沿って測定する工程を行う。次に、パーソナルコンピュータ5において、測定されたゴムシートGの厚みが異常か否かを判定する工程を行った後、異常が発生したと判定された場合、スパイクローラー装置を用いて、異常が発生した箇所にマーキングを行う工程を行っている。
【0054】
以上のように、本実施の形態によれば、押出成形されたゴムシートがロールなどに巻き取られる前に、厚み不良の発生箇所を正確に検出して、検出した厚み不良の発生箇所にマーキングを施すことができる。これにより、次工程において巻き取られたゴムシートをロールから引出して用いるときに、マーキングに基づいて厚み不良の発生箇所の部分を識別して除去することができるため、厚み不良が生じたゴムシートが使用されて、タイヤの不良品が生産されることを未然に防止することができる。
【0055】
また、ゴムシートの生産工程において、ゴムシートGの長さ方向及び幅方向のいずれにおいても多数の箇所の厚みを測定することができるため、ゴムシートの両面のプロファイルをリアルタイムで測定して管理することができる。
【0056】
本実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定装置は、ゴムシートの製造ライン中に容易に設置することができ、搬送中のゴムシートの両面の形状を適切に測定することができる。
【実施例】
【0057】
次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。
【0058】
1.試験方法
上記した
図2に示すゴムシートの厚み分布測定装置を用いて、タイヤサイズ750R16〜445/95R25のTBRタイヤ用のインナーライナーに用いられるゴムシートの厚みを連続的に測定することにより、ゴムシートのプロファイルを監視した。
【0059】
なお、レーザー変位センサー1A、1Bとして「キーエンス社製LK−G85A」を用い、一対のリニアレール23によりレーザー変位センサー1A、1Bを水平方向に移動自在に支持させると共に、上下方向で固定した。演算部6として「キーエンス社製LK−G3000VA」の変位センサーアンプを用いた。
【0060】
また、1台の駆動モーター21の駆動をタイミングベルトにより分割することにより、2台のレーザー変位センサー1A、1Bの両方を移動させながらエンコーダー22にて移動パルスを発生させるように構成した。
【0061】
エンコーダー22のパルス出力は、100P/R(1回転当たり100パルス出力)に設定した。また、レーザー変位センサー1A、1Bの本体に螺合する一対のボールねじのピッチは、40mmに設定した。そして、エンコーダー22の回転を、20:25のタイミングプーリ8を通じて一対のボールねじに伝達して、一対のボールねじを回転させ、レーザー変位センサー1A、1Bを移動させた。これにより、エンコーダー22の1回転毎に、レーザー変位センサー1A、1Bを50mm移動させることができるため、エンコーダー22の1パルス毎に、ゴムシートGの厚みを0.5mmのピッチで測定した(0.5mm/パルス)。
【0062】
そして、上記のゴムシートの厚み分布測定装置において、ゴムシートGをその長手方向に搬送させながら、レーザー変位センサー1A、1Bを往復移動させて検出を行うことにより、
図1に示すようにゴムシートGの長手方向および幅方向に沿ってゴムシートGの両面の変位量を検出させた。
【0063】
2.試験結果
上記したゴムシートGのプロファイルの測定結果を
図3に示す。なお、
図3は一方のレーザー変位センサー1Aにより測定されたゴムシートGの片面の測定結果であり、横軸はゴムシートの幅、縦軸は厚さ中心Sからのゴムシートの表面の変位量を示している。
【0064】
図3に示すように、上記した実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定装置を用いることにより、搬送中のゴムシートの表面のプロファイルを測定することができた。このため、上記した実施の形態に係るゴムシートの厚み分布測定装置によれば、搬送中のゴムシートのプロファイルをリアルタイムで監視することができ、この測定結果に基づいてゴムシートの不良を判定して、不良箇所にマーキングを施すことにより、次工程において厚み不良による不良品が生産されることを防止することが確認された。
【0065】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。