(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント７…を稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面８を基準に保持する取付リング部２と、底部３とを、一体状に連設したトレッドセグメント保持体１を備え、さらに、該トレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周面９に保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面凹凸量を測定する測定手段４を、上記トレッドセグメント保持体１の上記底部３の中心部に着脱自在に位置決め保持手段６を介して取付けたことを特徴とするトレッドセグメントの内面凹凸測定装置。
【請求項２】
タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント７…を稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面８を基準に保持する取付リング部２と、底部３とを、一体状に連設したトレッドセグメント保持体１を備えると共に、該トレッドセグメント保持体１の底部３の中心部に着脱自在に位置決め保持手段６を介して鉛直状に取付けられる回転軸11と、該回転軸11に上下動可能に設けられると共にトレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周面９に保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面10までの距離を測定する非接触センサ12と、を有する測定手段４を備え、さらに、該非接触センサ12から出力されたアナログ電気信号をエンコーダ18の回転パルス毎にＡ／Ｄ変換して記憶すると共に演算するデータ記憶演算手段５を、具備することを特徴とするトレッドセグメントの内面凹凸測定装置。
【請求項３】
タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント７…を稼働状態と同等の円筒形に整列して、有底筒状のトレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周面９に、保持し、上記トレッドセグメント保持体１の底部３の中心部に取付けた測定手段４にて該円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面凹凸量を測定することを特徴とするトレッドセグメントの内面凹凸測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントの内面凹凸測定装置及び測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユニフォーミティの良いタイヤを製造するために、タイヤ加硫用金型としては、一般的に割りモールドが採用されている。図９に示すように、この割りモールドｆは、上部サイドモールドａと下部サンドモールドｂ、及び径方向に複数個に分割したセグメントモールドｃ…とから成る。セグメントモールドｃは、タイヤのトレッドパターンを成形するトレッドセグメントｄと、トレッドセグメントｄを外面側から保持するセクターシューｅとから成る。
【０００３】
ところで、ラジアルタイヤのＲＲＯ（Radial Runout ）と、割りモールドｆのクラウン内面ｇ（トレッドセグメントｄの内面）の凹凸量とは、高い相関にあることが知られており、割りモールドｆのＲＲＯに対する十分な配慮が不可欠とされている。そのため、従来では、割りモールドｆを装着したタイヤプレス（タイヤ加硫機）ｈの稼働位置における割りモールドｆ内部に、上下軸心廻りに回転可能でかつ上下動可能な距離検出用非接触センサｉを有する測定装置ｊを設置し、非接触センサｉを回転させてクラウン内面ｇまでの距離を 360°に渡って測定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにタイヤプレスｈによって割りモールドｆを締付けた稼働状態にてクラウン内面ｇの凹凸量を測定した場合、トレッドセグメントｄ単体の測定ではなく、コンテナ（セクターシューｅ）の成分とプレスプラテンｋの歪みなどによるプレス成分を加算した状態で測定するので、コンテナを交換したりプレス間を移動取付けしたときにはその測定データが再現されず再測定を要していた。
また、下部サイドモールドｂのアダプタリング嵌合部ｍに測定装置ｊのアダプタリングｎを嵌合してセンタリングする方式であるが、この嵌合部ｍは、加硫時に加熱によって直径が常温時に比べて 0.6mm程熱膨張で大きくなるため、測定装置ｊのセンタリングに誤差が生じ、その誤差分だけ計測した凹凸量の１次成分が偏心加算されてしまうという問題があった。
また、アダプタリング嵌合部ｍは、ブラダーをチャックすると共に毎回の加硫動作でタイヤを取出すビードリングの当り面であるので、実際に稼働に供した嵌合部ｍの面は荒れており、測定装置ｊのアダプタリングｎと緊密に嵌り合うことが難しく、測定装置ｊのセンタリングの使用に困難性を伴っていた。
【０００５】
そこで、本発明は、センタリング誤差が大幅に減少し、高精度に計測することができるトレッドセグメントの内面凹凸測定装置及び測定方法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】
上述の目的を達成するために、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定装置は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面を基準に保持する取付リング部と、底部とを、一体状に連設したトレッドセグメント保持体を備え、さらに、該トレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面に保持した円筒整列状のトレッドセグメントの内面凹凸量を測定する測定手段を、上記トレッドセグメント保持体の上記底部の中心部に着脱自在に位置決め保持手段を介して取付けたものである。
【０００７】
また、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面を基準に保持する取付リング部と、底部とを、一体状に連設したトレッドセグメント保持体を備えると共に、該トレッドセグメント保持体の底部の中心部に着脱自在に位置決め保持手段を介して鉛直状に取付けられる回転軸と、該回転軸に上下動可能に設けられると共にトレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面に保持した円筒整列状のトレッドセグメントの内面までの距離を測定する非接触センサと、を有する測定手段を備え、さらに、該非接触センサから出力されたアナログ電気信号をエンコーダの回転パルス毎にＡ／Ｄ変換して記憶すると共に演算するデータ記憶演算手段を、具備するものである。
【０００８】
また、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定方法は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメントを稼働状態と同等の円筒形に整列して、有底筒状のトレッドセグメント保持体の取付リング部の内周面に、保持し、上記トレッドセグメント保持体の底部の中心部に取付けた測定手段にて該円筒整列状のトレッドセグメントの内面凹凸量を測定するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【００１０】
図１は、本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定装置の実施の一形態を示す断面正面図である。図１〜図３に示すように、この測定装置は、取付リング部２と底部３とを一体状に連設した有底筒状のトレッドセグメント保持体１と、トレッドセグメント保持体１の底部３の中心部（軸心Ｐ位置）に設置される測定手段４と、測定手段４を底部３の中心部に着脱自在に保持する位置決め保持手段６と、データ記憶演算手段５と、を備えている。
【００１１】
具体的に説明すると、トレッドセグメント保持体１の取付リング部２は、タイヤ加硫用金型のトレッドセグメント７…を稼働状態と同等の円筒形に整列した外周面８を基準に保持するものであって、取付リング部２の内周面９に円筒整列状のトレッドセグメント７…を保持する。そして、この取付リング部２の下端に円形の底部３が、例えば溶接やボルト・ナット結合等にて一体状に連設されている。
【００１２】
測定手段４は、トレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周面９に保持した円筒整列状（図１の状態）のトレッドセグメント７…の内面10の凹凸量を測定するものであって、トレッドセグメント保持体１の底部３の中心部（軸心Ｐ）に鉛直状に着脱自在として取付けられる回転軸11と、回転軸11に上下動可能に設けられると共に取付リング部２の内周面９に保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面10までの距離を測定する非接触センサ12と、を有している。
【００１３】
回転軸11は、中心固定軸部13と、中心固定軸部13に軸受14…を介して外嵌された円筒状の外側回転軸部15とを有し、中心固定軸部13と外側回転軸部15とは相対的に回転自在とされている。なお、中心固定軸部13の下端13ａは外側回転軸部15から突出状とされ、後述する位置決め保持手段６にて保持される。また、外側回転軸部15の上端には上下二段のケーシング16，17が付設されると共に、上のケーシング16内部にエンコーダ18が設けられ、エンコーダ18の軸部が上記中心固定軸部13の上端13ｂに連結されている。
【００１４】
また、外側回転軸部15の外面には軸心方向にガイドレール19が付設されると共に、ガイドレール19に沿って上下スライド自在なスライドブロック20が設けられている。そして、スライドブロック20に径方向突出状に所定長さの支持アーム21が取付けられると共に、支持アーム21の先端に上記非接触センサ12が設けられている。また、ケーシング16の上面に付設されたプレートの下面に、引張力を付与するバランサ22が付設されてそのワイヤ23の下端がスライドブロック20に連結されると共に、プレートの上面にはハンドル24が付設されており、手動にて回転軸11の外側回転軸部15を軸心Ｐ廻りに回転できる。
【００１５】
ところで、25はトレッドセグメント保持体１の取付リング部２の上縁に取付けられる補助測定手段であり、この補助測定手段25としては、例えば、取付リング部２の上縁に固定される固定部25ａと、固定部25ａに対してスライド自在に設けられたスライド杆部25ｂとを備え、スライド杆部25ｂの移動距離を測定できるデジタルスケールユニットが使用される。この補助測定手段25は、回転軸11からトレッドセグメント７の内面10近傍までの距離を計測するために設けられる。即ち、非接触センサ（レーザ変位計ヘッド）12は、被照射物に照射して反射したレーザ光を受光することで被照射物までの距離を検知するが、その測定可能範囲は 100mm未満と小さいため、トレッドセグメント７のクラウン部（内面10）までの距離は測定できるが、クラウン部の絶対径は測定できない。そのため、補助測定手段25を設けて絶対径の測定を補助するようにしている。また、非接触センサ12にてクラウン部までの距離を測定できるよう支持アーム21の長さを設定している。
【００１６】
また、図１と図２に示すように、位置決め保持手段６は、トレッドセグメント保持体１の底部３の軸心Ｐ近傍に載置される位置決めブロック26と、位置決めブロック26の位置を平面視２方向から調整するブロック固定用の第１調整ボルト27…，第２調整ボルト28…と、第１・第２調整ボルト27…，28…に螺合すると共に底部３の上面に固着されたナット部材29…と、回転軸11の中心固定軸部13の下端13ａを位置決めブロック26側へ押圧する押圧ボルト30と、押圧ボルト30に螺合すると共に底部３の上面に固着されたナット部材31と、を備えている。
【００１７】
詳しく説明すると、位置決めブロック26は、矩形偏平ブロック体の一外側面34ａを切欠いて平面視台形状の凹部32を形成したものであって、凹部32には、上記中心固定軸部13の下端13ａの外周面に２点接触可能な一対の勾配面33，33を有している。この一対の勾配面33，33は、中心固定軸部13の下端13ａの外周面に例えば90°の中心角度θで接触するよう設定されている。また、ブロック固定用の第１調整ボルト27…は、凹部32を形成した側の外側面34ａ及びその反対側の外側面34ｂに直角に当接するよう配設されると共に、第２調整ボルト28，28は位置決めブロック26の残りの２面（外側面35ａ，35ｂ）に直角に当接するよう配設されている。
【００１８】
この位置決め保持手段６によれば、測定手段４の回転軸11の軸心をトレッドセグメント保持体１の中心部（軸心Ｐ）に一致させた状態に於て、各ナット部材31からの第１・第２調整ボルト27…，28…の突出寸法を調整して位置決めブロック26の凹部32の勾配面33，33を中心固定軸部13の下端13ａに当接させ、押圧ボルト30にて該下端13ａを押付けることにより、回転軸11が底部３の上面に鉛直状に保持され、かつ、中心固定軸部13が固定される。このようにして、位置決めブロック26をセンタリングセット位置に固定しておけば、押圧ボルト30を緩めて回転軸11を取外し、再び回転軸11を取付ける際でもセンタリングを容易かつ正確に再現することができる。
【００１９】
図３に示すように、データ記憶演算手段５は、測定手段４の非接触センサ（レーザ変位計ヘッド）12に接続されたレーザ変位計アンプ36と、レーザ変位計アンプ36に接続されると共にエンコーダ18に接続されるＡ／Ｄ変換器37と、補助測定手段25に接続される補助測定手段用アンプ38と、該アンプ38とＡ／Ｄ変換器37に接続される波形アナライザ（パーソナルコンピュータ）39と、を備えている。
【００２０】
次に、このトレッドセグメントの内面凹凸測定装置を用いた測定方法の一例を説明する。図１に示すように、先ず、トレッドセグメント保持体１の取付リング部２の内周面９に、一組のトレッドセグメント７…を、稼働状態と同等の円筒形に整列して取付けて保持する。また、測定手段４の回転軸11を（図２で説明した如く）位置決め保持手段６にて保持体１の底部３の中心部（軸心Ｐ上）にセットすると共に、補助測定手段25を取付リング部２にセットする。なお、位置決めブロック26は予めセンタリングセット位置に固定されている。また、データ記憶演算手段５を（図３の如く）セットする。
【００２１】
このようにして測定準備が完了すれば、図４に示すように、先ず、補助測定手段25のスライド杆部25ｂを軸心Ｐ側へスライドさせてその先端面40を回転軸11の測定基準面41に当接させ、この時点で補助測定手段25の値を０にリセットする。本実施の形態では、測定基準面41をガイドレール19の径方向外面としている。なお、回転軸11の軸心Ｐから測定基準面41までの距離Ｌ1 は基準機械寸法であるため予め知られている。
【００２２】
次に、図５に示すように、補助測定手段25のスライド杆部25ｂの先端を、トレッドセグメント７の内面10近傍まで後退させることにより、回転軸11の測定基準面41からスライド杆部25ｂの先端面40までの距離Ｌ2 を計測する。その後、非接触センサ12を手動にて上昇させ、非接触センサ12にてスライド杆部25ｂまでの距離Ｌ3 を測定する。そして、図６に示すように、非接触センサ12を測定位置まで下降させ、非接触センサ12にてトレッドセグメント７の内面10までの距離Ｌ4 を測定する。このように、各距離Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 を測定すれば、トレッドセグメント７の内面10の絶対径（半径）測定値はＬ4 −Ｌ3 ＋Ｌ2 ＋Ｌ1 によって求めることができる。このとき、距離Ｌ3 ，Ｌ4 は、非接触センサ12の測定可能範囲内とされる。そして、トレッドセグメント保持体１にて保持した円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面10までの距離Ｌ4 を測定しつつ回転軸11の外側回転軸部15を回転させて、トレッドセグメント７…の内周面を１回転（ 360°）に渡って測定していく。
【００２３】
このときのデータ記憶演算手段５の作動状況を図３〜図６を参照しつつ説明すると、補助測定手段25から出力された計測データ（距離Ｌ2 ）がアンプ38を介して波形アナライザ39に入力され記憶される。また、非接触センサ12から計測データ（距離Ｌ3 ）がアナログ電気信号として出力されてレーザ変位計アンプ36にて増幅されると共に、Ａ／Ｄ変換器37に入力されてＡ／Ｄ変換され、波形アナライザ39に入力され記憶される。その後、非接触センサ12から計測データ（距離Ｌ4 ）がアナログ電気信号として出力されてレーザ変位計アンプ36にて増幅されると共に、アナログ電気信号は回転変位に伴い発生するエンコーダ18のパルス毎にＡ／Ｄ変換器37にてＡ／Ｄ変換され、波形アナライザ39にて１回転分の計測データ（距離Ｌ4 ）が入力され記憶される。なお、距離Ｌ1 のデータは波形アナライザ39に予め入力しておけば良い。
【００２４】
その後、波形アナライザ39にて記憶した１回転分のデータが演算処理（フーリエ級数解析）されることにより、図８に示すように、波形アナライザ39の画面には、１回転分の生波形Ｄと、１回転分の生波形Ｄをフーリエ解析して得られた１次波形Ａ・２次波形Ｂ・１〜20次の合成波形Ｃ等が表示されると共に、各次数成分の振幅値やピーク位置、及び平均直径等が数値化して表示され（図示省略）、凹凸量を円周上に特定することができる。即ち、トレッドセグメント７のＲＲＯ測定結果を表示することができる。なお、非接触センサ12の高さ位置を変更し、トレッドセグメント７の測定高さ位置を変更して（上述と同様に）内面凹凸量を測定する。
【００２５】
ところで本発明では、各種サイズのトレッドセグメントについて内面凹凸測定が可能なように構成されている。即ち、図７に示すように、トレッドセグメント７の各種サイズに対応する複数個のトレッドセグメント保持体１…を設けると共に、各トレッドセグメント保持体１の底部３に位置決め保持手段６を設ける。図７では、小サイズのトレッドセグメント７…に対応したトレッドセグメント保持体１の使用状態を例示している。このとき、位置決め保持手段６は、保持体１のサイズに関係なく同一形状寸法のものが使用され、測定手段４を共用できるようにしている。ただし、測定手段４の支持アーム21はトレッドセグメント７のサイズによって交換する必要があり、長さ寸法の異なる複数本の支持アーム21が予め用意される。なお、補助測定手段25及びデータ記憶演算手段５（図３参照）も共用される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００２７】
（請求項１又は２によれば）トレッドセグメント保持体１によって、トレッドセグメント７…を稼働状態と同等の円筒形に整列して保持し、この円筒整列状のトレッドセグメント７…の内面凹凸量を測定することができる。即ち、従来では、タイヤプレス（タイヤ加硫機）によって割りモールド全体を締付けた稼働状態でクラウン部の凹凸量を測定する装置を使用していたため、コンテナ成分とプレス成分が加算された測定結果が得られてしまうが、本発明ではコンテナ成分もプレス成分も加算されない状態にトレッドセグメント７…を保持して凹凸量を測定することができるので、セグメント単体の有効かつ正確な測定結果を得ることができる。
【００２８】
また、位置決め保持手段６にて測定手段４を位置決め（当止め）し保持することによりセンタリングする構造であるため、嵌合によるセンタリング構造で生じる嵌め合い誤差が無く、センタリング誤差を大幅に減少することができる。従って、測定結果であるトレッドセグメント７の内面凹凸量の１次成分を高精度に検出することができる。
【００２９】
（請求項２によれば）測定手段４の非接触センサ12にて内面凹凸測定を能率良く行うことができる。また、測定手段４からの内面凹凸測定データをデータ記憶演算手段５によってフーリエ級数解析して、トレッドセグメント７のＲＲＯ測定結果を得ることができる。
【００３０】
（請求項３によれば）トレッドセグメント７…を、コンテナ成分とプレス成分が加算されない稼働状態と同等の円筒形に整列して保持して、内面凹凸量を測定するので、セグメント単体の有効かつ正確な測定結果を得ることができる。即ち、従来では、タイヤプレスによって割りモールド全体を締付けた稼働状態でのクラウン部の凹凸測定方法であるため、コンテナ成分とプレス成分が加算された測定結果となっていたが、本発明ではこのような不具合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトレッドセグメントの内面凹凸測定装置の実施の一形態を示す断面正面図である。
【図２】位置決め保持手段による回転軸のセンタリングを示す要部断面平面図である。
【図３】データ記憶演算手段の構成を示すブロック図である。
【図４】内面凹凸測定状態を示す第１の作用説明図である。
【図５】内面凹凸測定状態を示す第２の作用説明図である。
【図６】内面凹凸測定状態を示す第３の作用説明図である。
【図７】異サイズのトレッドセグメント保持体に対して測定手段を共用した状態を示す説明図である。
【図８】測定結果の一例を示す波形図である。
【図９】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  トレッドセグメント保持体
２  取付リング部
３  底部
４  測定手段
５  データ記憶演算手段
６  位置決め保持手段
７  トレッドセグメント
８  外周面
９  内周面
10  内面
11  回転軸
12  非接触センサ
18  エンコーダ
【図１】
0003936545.tif 000002
【図２】
0003936545.tif 000003
【図３】
0003936545.tif 000004
【図４】
0003936545.tif 000005
【図５】
0003936545.tif 000006
【図６】
0003936545.tif 000007
【図７】
0003936545.tif 000008
【図８】
0003936545.tif 000009
【図９】
0003936545.tif 000010