(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトで、タイヤ製造ラインのオンライン化が可能な未加硫タイヤのプロファイルの測定装置および測定方法を提供する。【解決手段】未加硫タイヤＴのプロファイル形状を測定する未加硫タイヤＴのプロファイルの測定装置１であって、未加硫タイヤＴとの距離を測定する変位センサー８と、鉛直状態に位置させた未加硫タイヤＴに対して水平方向に変位センサー８を所定の径で円弧状に旋回移動させるサーボモータ４と、サーボモータ４と同期して変位センサー８の旋回角度を測定するエンコーダ２と、未加硫タイヤＴのプロファイル形状を演算する演算処理装置とを備えており、演算処理装置が、未加硫タイヤの中心Ｃ１と変位センサーの旋回中心Ｃ２との距離Ａ、変位センサーの旋回半径Ｂ、変位センサーによる測定距離データＣ、およびエンコーダ２による角度データに基づき演算処理を行う。【選択図】図１
2013190215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫タイヤのプロファイル形状を測定する未加硫タイヤのプロファイルの測定装置であって、
前記未加硫タイヤとの距離を測定する変位センサーと、
鉛直状態に位置させた前記未加硫タイヤに対して水平方向に、前記変位センサーを所定の径で円弧状に旋回移動させるサーボモータと、
前記サーボモータと同期して、前記変位センサーの旋回角度を測定するエンコーダと、
前記未加硫タイヤのプロファイル形状を演算する演算処理装置と
を備えており、
前記演算処理装置が、
前記未加硫タイヤの中心と前記変位センサーの旋回中心との距離、前記変位センサーの旋回半径、前記変位センサーによる測定距離データ、および前記エンコーダによる角度データに基づき演算処理を行う演算処理装置である
ことを特徴とする未加硫タイヤのプロファイルの測定装置。
【請求項２】
前記演算処理装置が、
前記未加硫タイヤの中心を原点とし、前記未加硫タイヤの回転軸方向をＸ軸、前記未加硫タイヤの径方向の中心線方向をＹ軸としたとき、
下式により算出された（Ｘ，Ｙ）を用いて、前記未加硫タイヤのプロファイル形状とする演算処理装置であることを特徴とする請求項１に記載の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置。
Ｘ＝（Ｂ−Ｃ）×ｓｉｎ｛（θ／３６０）×２π｝
Ｙ＝Ａ＋（Ｂ−Ｃ）×ｃｏｓ｛（θ／３６０）×２π｝
但し、Ａ：未加硫タイヤの中心と変位センサーの旋回中心との距離
Ｂ：変位センサーの旋回半径
Ｃ：変位センサーによる測定距離データ
θ：エンコーダによる角度データ
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置を用いて、前記未加硫タイヤのプロファイル形状を測定する未加硫タイヤのプロファイルの測定方法であって、
前記未加硫タイヤの中心と前記変位センサーの旋回中心との距離、および、前記変位センサーの旋回半径を固定して、
前記未加硫タイヤを鉛直状態に位置させ、
前記変位センサーを、前記未加硫タイヤに対して水平方向に、所定の径で円弧状に旋回移動させて、前記未加硫タイヤとの距離を測定すると共に、
前記エンコーダにより角度データを取得し、
前記未加硫タイヤの中心と前記変位センサーの旋回中心との距離、前記変位センサーの旋回半径、前記変位センサーによる測定距離データ、および前記エンコーダによる角度データに基づき演算処理を行って、前記未加硫タイヤのプロファイル形状を求める
ことを特徴とする未加硫タイヤのプロファイルの測定方法。
【請求項４】
前記演算処理が、
前記未加硫タイヤの中心を原点とし、前記未加硫タイヤの回転軸方向をＸ軸、前記未加硫タイヤの径方向の中心線方向をＹ軸としたとき、
下式により算出された（Ｘ，Ｙ）を用いて、前記未加硫タイヤのプロファイル形状とする演算処理であることを特徴とする請求項３に記載の未加硫タイヤのプロファイルの測定方法。
Ｘ＝（Ｂ−Ｃ）×ｓｉｎ｛（θ／３６０）×２π｝
Ｙ＝Ａ＋（Ｂ−Ｃ）×ｃｏｓ｛（θ／３６０）×２π｝
但し、Ａ：未加硫タイヤの中心と変位センサーの旋回中心との距離
Ｂ：変位センサーの旋回半径
Ｃ：変位センサーによる測定距離データ
θ：エンコーダによる角度データ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未加硫タイヤのプロファイルの測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品タイヤは、各種タイヤ材料が貼り合わされて成形された未加硫タイヤが加硫成形されることにより製造される。このとき、未加硫タイヤにおけるタイヤ材料の貼り合わせが適正でない場合には加硫後の製品タイヤに品質不良が発生する恐れがある。
【０００３】
このため、従来より、加硫に先立って、未加硫タイヤに各タイヤ材料が適正に貼り合されているか否かを確認することが行われている。具体的には、プロファイルの測定装置（以下、単に「測定装置」ともいう）を用いて、タイヤの外形を測定することにより、この確認作業が行われる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図３、図４に、従来のプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す。なお、図３は正面図であり、図４は左側面図である。図３、図４に示すように、この測定装置は、水平方向に伸びる駆動軸５２を有するモータ５１、駆動軸５２に固定されたＬ字状の腕部材５４、および腕部材５４の先端部に取り付けられたレーザーセンサーなどの変位センサー５６を備えている。
【０００５】
初めに、縦置き状態で台車６０に載せられた未加硫タイヤＴを、台車６０に立設された一対の支柱６２、６３により、未加硫タイヤＴの回転中心軸で固定する。その後、未加硫タイヤＴの回転中心が、変位センサー５６の直下に位置するように、台車６０を設置する。
【０００６】
次に、モータ５１を駆動させて、駆動軸５２を回転させる。駆動軸５２の回転に対応して腕部材５４が回転し、図４に示すように、先端部に取り付けられた変位センサー５６が未加硫タイヤＴのタイヤ幅方向に旋回移動する。この旋回移動中に、変位センサー５６が、未加硫タイヤＴのトレッド部およびサイド部の表面にレーザー光などをスポット照射して、未加硫タイヤＴまでの距離を測定する。そして、未加硫タイヤＴを少しずつ回転させながら、未加硫タイヤの全表面に渡って上記測定を行い、得られた測定データから、未加硫タイヤＴの全表面のプロファイルが決定される。
【０００７】
プロファイル測定の結果、タイヤ材料が適正に貼り合されていると判定された未加硫タイヤＴは台車６０から取り外された後、加硫工程に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１９２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のような従来の測定装置は、図３に示すように、モータ５１が横置きされ、水平方向に長く伸びる駆動軸５２を有しているため、一般的にサイズが大型となり、設置に際しては、大きな設置面積が必要となる。
【００１０】
また、変位センサー５６が未加硫タイヤＴのトレッド部およびサイド部の表面を充分に測定するためには、腕部材５４の回転中心を未加硫タイヤＴの頭部よりも低くする必要がある。このため、未加硫タイヤＴを変位センサー５６の方向に移送させることができず、台車６０を設置する方向が限定され、製造ラインの中（オンライン）でプロファイルの測定を行うことができない。
【００１１】
そこで、本発明は、上記に鑑み、コンパクトで、タイヤ製造ラインのオンライン化が可能な未加硫タイヤのプロファイルの測定装置および測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
未加硫タイヤのプロファイル形状を測定する未加硫タイヤのプロファイルの測定装置であって、
前記未加硫タイヤとの距離を測定する変位センサーと、
鉛直状態に位置させた前記未加硫タイヤに対して水平方向に、前記変位センサーを所定の径で円弧状に旋回移動させるサーボモータと、
前記サーボモータと同期して、前記変位センサーの旋回角度を測定するエンコーダと、
前記未加硫タイヤのプロファイル形状を演算する演算処理装置と
を備えており、
前記演算処理装置が、
前記未加硫タイヤの中心と前記変位センサーの旋回中心との距離、前記変位センサーの旋回半径、前記変位センサーによる測定距離データ、および前記エンコーダによる角度データに基づき演算処理を行う演算処理装置である
ことを特徴とする未加硫タイヤのプロファイルの測定装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、
前記演算処理装置が、
前記未加硫タイヤの中心を原点とし、前記未加硫タイヤの回転軸方向をＸ軸、前記未加硫タイヤの径方向の中心線方向をＹ軸としたとき、
下式により算出された（Ｘ，Ｙ）を用いて、前記未加硫タイヤのプロファイル形状とする演算処理装置であることを特徴とする請求項１に記載の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置である。
Ｘ＝（Ｂ−Ｃ）×ｓｉｎ｛（θ／３６０）×２π｝
Ｙ＝Ａ＋（Ｂ−Ｃ）×ｃｏｓ｛（θ／３６０）×２π｝
但し、Ａ：未加硫タイヤの中心と変位センサーの旋回中心との距離
Ｂ：変位センサーの旋回半径
Ｃ：変位センサーによる測定距離データ
θ：エンコーダによる角度データ
【００１４】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置を用いて、前記未加硫タイヤのプロファイル形状を測定する未加硫タイヤのプロファイルの測定方法であって、
前記未加硫タイヤの中心と前記変位センサーの旋回中心との距離、および、前記変位センサーの旋回半径を固定して、
前記未加硫タイヤを鉛直状態に位置させ、
前記変位センサーを、前記未加硫タイヤに対して水平方向に、所定の径で円弧状に旋回移動させて、前記未加硫タイヤとの距離を測定すると共に、
前記エンコーダにより角度データを取得し、
前記未加硫タイヤの中心と前記変位センサーの旋回中心との距離、前記変位センサーの旋回半径、前記変位センサーによる測定距離データ、および前記エンコーダによる角度データに基づき演算処理を行って、前記未加硫タイヤのプロファイル形状を求める
ことを特徴とする未加硫タイヤのプロファイルの測定方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、
前記演算処理が、
前記未加硫タイヤの中心を原点とし、前記未加硫タイヤの回転軸方向をＸ軸、前記未加硫タイヤの径方向の中心線方向をＹ軸としたとき、
下式により算出された（Ｘ，Ｙ）を用いて、前記未加硫タイヤのプロファイル形状とする演算処理であることを特徴とする請求項３に記載の未加硫タイヤのプロファイルの測定方法である。
Ｘ＝（Ｂ−Ｃ）×ｓｉｎ｛（θ／３６０）×２π｝
Ｙ＝Ａ＋（Ｂ−Ｃ）×ｃｏｓ｛（θ／３６０）×２π｝
但し、Ａ：未加硫タイヤの中心と変位センサーの旋回中心との距離
Ｂ：変位センサーの旋回半径
Ｃ：変位センサーによる測定距離データ
θ：エンコーダによる角度データ
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コンパクトで、タイヤ製造ラインのオンライン化が可能な未加硫タイヤのプロファイルの測定装置および測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図３】従来の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す正面図である。
【図４】従来の未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明を具体的に説明する。
【００１９】
１．未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構成
図１は本実施の形態に係る未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す正面図である。また、図２は、本実施の形態に係る未加硫タイヤのプロファイルの測定装置の構造を模式的に示す平面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係るプロファイルの測定装置１は、エンコーダ２と、サーボモータ４と、腕部材６と、変位センサー８と、図示しない演算処理装置（ＣＰＵ）とを備えている。
【００２１】
サーボモータ４はベース板１０上に載置されている。サーボモータ４の第１回転駆動軸４０は、図示しないギア機構を介して第２回転駆動軸２０に連結されている。従って、サーボモータ４の駆動力は、ギア機構を介して第２回転駆動軸２０に伝達される。ギア機構の減速比は、第２回転駆動軸２０の回転速度が、後述の変位センサー８の円弧状の旋回動作に適した回転速度で回転駆動するように設定されている。
【００２２】
エンコーダ２は、第２回転駆動軸２０に取り付けられ、サーボモータ４と同期している。エンコーダ２には、例えば、回転量・回転角度・回転位置を計測するロータリエンコーダなどが使用される。エンコーダ２は、サーボモータ４と同期して回転することにより、一定角度間隔でカウントパルス（エンコーダパルス）を発生させる。カウントパルスは、１パルスの移動距離が何度になるかを考慮して適宜選定される。なお、本実施の形態においては、エンコーダ２がサーボモータ４と分かれているが、エンコーダ２が内蔵されたサーボモータ４を使用してもよい。
【００２３】
腕部材６は、ベース板１０に対して平行な水平腕部６ａと、ベース板１０に対して直交する垂直腕部６ｂとで構成されている。水平腕部６ａの一端は第２回転駆動軸２０の先端部に接合されており、他端は垂直腕部６ｂの一端に接合されている。また、垂直腕部６ｂの他端には、変位センサー８が取り付けられている。
【００２４】
変位センサー８は、当初、未加硫タイヤＴの中心軸Ｃ１と略等しい高さ位置に位置している。
【００２５】
具体的な変位センサー８としては、測定精度などを考慮して適宜選定される。例えば、０．１ｍｍの測定精度を得るためには、レーザーセンサーを使用することが好ましい。
【００２６】
２．未加硫タイヤのプロファイルの測定方法
次に、上記のプロファイルの測定装置１を用いた未加硫タイヤのプロファイルの測定方法について説明する。
【００２７】
このプロファイルの測定装置１を使用して、未加硫タイヤのプロファイルを測定する場合、未加硫タイヤＴは回転自在に支えられている。そして、未加硫タイヤＴは、側部に変位センサー８のレーザー光が当たるように、プロファイルの測定装置１の近傍の位置にセットされている。
【００２８】
次に、サーボモータ４が駆動すると、サーボモータ４の回転に従って、第２回転駆動軸２０が所定の角度だけ回転する。これによって、腕部材６の先端部に取り付けられた変位センサー８が、未加硫タイヤＴの幅方向を、水平腕部６ａの長さに対応した半径で円弧状に旋回移動しながら、未加硫タイヤＴのトレッド部およびサイド部をスポット照射する。
【００２９】
一方、第２回転駆動軸２０に取り付けられたエンコーダ２は、サーボモータ４と同期して回転することにより、一定角度間隔でカウントパルスを発生させる。変位センサー８は、エンコーダ２が一定角度間隔で発生したカウントパルスを、取込みトリガーとして利用することによって、一定角度毎に、未加硫タイヤＴとの距離を測定する。
【００３０】
なお、上記の測定は、未加硫タイヤＴの中心Ｃ１と変位センサー８の旋回中心Ｃ２との距離Ａと、変位センサー８の旋回半径Ｂとが、常に一定になるように未加硫タイヤＴの位置を固定して行われる。
【００３１】
次に、図示しない演算処理装置（ＣＰＵ）が、変位センサー８によって測定された未加硫タイヤＴとの測定距離データ、エンコーダ２によって取得された角度データ、および、変位センサー８と未加硫タイヤＴとの間の位置関係のデータに基づき演算処理を行って、未加硫タイヤＴの表面のプロファイル形状を導き出す。
【００３２】
具体的には、未加硫タイヤＴのプロファイル形状は、未加硫タイヤの中心を原点Ｏとし、未加硫タイヤの回転軸方向をＸ軸、未加硫タイヤの径方向の中心線方向をＹ軸とし、エンコーダ２によって取得された角度データをθとしたとき、測定箇所のプロファイル（Ｘ，Ｙ）は、未加硫タイヤＴの回転中心軸Ｃ１と変位センサー８の旋回の中心軸Ｃ２との距離Ａ、変位センサー８の旋回半径Ｂ、および変位センサーによって測定された測定距離データＣを用いて、以下の関係式で算出される。
Ｘ＝（Ｂ−Ｃ）×ｓｉｎ｛（θ／３６０）×２π｝
Ｙ＝Ａ＋（Ｂ−Ｃ）×ｃｏｓ｛（θ／３６０）×２π｝
【００３３】
未加硫タイヤＴの全表面のプロファイルの測定を行う場合は、未加硫タイヤＴを回転させながら、上記測定を未加硫タイヤＴの全表面に渡って実行する。こうして得られた未加硫タイヤＴのプロファイルの測定データは、タイヤの保証データとして演算処理装置（ＣＰＵ）のメモリーに蓄積される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、鉛直方向に位置させた未加硫タイヤＴに対して水平方向に変位センサーを旋回移動させてプロファイルの測定を行うようにされているため、装置を容易にコンパクト化することができる。さらに、未加硫タイヤＴを変位センサー５６の方向に移送させることができるため、台車６０を設置する方向が限定されず、製造ラインの中にも容易に測定装置を配置することが可能となり、オンラインでプロファイルの測定を行うことができる。
【００３５】
また、このプロファイルの測定に際しては、前記したように、未加硫タイヤの中心と変位センサーの旋回中心との距離Ａおよび変位センサーの旋回半径Ｂは常に一定になるようにして測定が行われているため、変位センサー８を用いて未加硫タイヤＴの周囲を円弧状に測定して求められた測定距離データＣに、エンコーダ２によって取得された角度データθを付与するだけで、容易に未加硫タイヤＴのプロファイルを算出することができる。
【００３６】
そして、未加硫タイヤＴのプロファイルの測定により、各サイズの適正プロファイルを登録しておくことにより、タイヤ成形毎の測定で、適正寸法の成形ができているか否かを容易に確認することができる。
【００３７】
さらに、本発明を適用することにより、中子成形において、加硫機投入前のローカバーの外形プロファイルを確認しておくことも可能となる。
【００３８】
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できる。本発明は、未加硫タイヤに限らず、中心を固定できる物であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１              未加硫タイヤのプロファイルの測定装置
２              エンコーダ
４              サーボモータ
６、５４        腕部材
６ａ            水平腕部
６ｂ            垂直腕部
８、５６        変位センサー
１０            ベース板
２０            第２回転駆動軸
４０            第１回転駆動軸
５１            モータ
５２            駆動軸
６０            台車
６２、６３      支柱
Ｃ１            未加硫タイヤの中心
Ｃ２            変位センサーの旋回中心
Ａ              未加硫タイヤの中心と変位センサーの旋回中心との距離
Ｂ              変位センサーの旋回半径
Ｃ              変位センサーによる測定距離データ
Ｏ              原点
Ｔ              未加硫タイヤ
θ              エンコーダによる角度データ
【図１】
2013190215.tif 000003
【図２】
2013190215.tif 000004
【図３】
2013190215.tif 000005
【図４】
2013190215.tif 000006