JP2007212278A - 旧ゴムゲージ測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】測定値のバラツキを少なくすることで、測定精度を向上させた。
【解決手段】旧ゴムゲージ測定機１は、スチールベルト層３１のベルト外周面Ｌｃまでの第１測定距離Ｄ１を測定する渦電流センサー２１と、渦電流センサー２１に接して固定され、バフタイヤ３０の外周面までの第２測定距離Ｄ２を測定するレーザー変位センサーとを備えている。渦電流センサー２１の検出コイル２１ａ及びレーザー変位センサー２２の検出端２２ａは、固定された回転軸を中心に回転するバフタイヤ３０の外周面Ｌａより一定距離をもって固定されている。両センサー２１、２２のセンサー間距離Ｄ３は一定であり、第１測定距離Ｄ１とセンサー間距離Ｄ３の和から第２測定距離Ｄ２を減じることで旧ゴムゲージＧが算出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、更生用バフタイヤの外周面からベルト層までを測定する旧ゴムゲージ測定機に関する。

従来、更生タイヤの更生方法は、タイヤの金型を使用するモールド加硫方式（ホット更生方式）と、金型を使用せず既に加硫されたパターン付きトレッドをタイヤに貼り付け加硫間で加硫するプレキュア更生方式（コールド更生方式）とがある。いずれの方式にしても更生に供されるバフタイヤは、まずバフ工程でトレッド部を削り所用の形状にするが、このバフ実施後のバフタイヤについて埋設されたベルト層から外周面までの厚さ（旧ゴムゲージ）が更生タイヤの性能（特に発熱耐久性やＰ走行性）を決定する重要な要素になっている。
この旧ゴムゲージの測定は、ベルト層に達するまで削り、スケールなどでその深さ（旧ゴムゲージ）を手作業で測定していたが、手作業による測定は、手間がかかるうえ、測定数が少ないと信頼性も低いといった欠点があった。
そこで、このような問題に対応するために渦電流センサー或いは金属検知センサーによって測定する旧ゴムゲージを測定する方法が、例えば特許文献１、２に開示されている。
特許文献１、２は、一対の車輪を備えた台車形状の支持部材に渦電流センサー（特許文献２では金属検知センサー）を支持させてなる旧ゴムゲージの測定機である。これによると、測定機の一対の車輪を回転可能に設けたバフタイヤの外周面に接触させ、バフタイヤを回転させることで渦電流センサーがバフタイヤの周面から一定距離を保ってトレースする。そして、渦電流センサーによって測定されたセンサー測定端とベルト層との距離から、センサーとバフタイヤの外周面までの固定距離の距離差（すなわちベルト層上の旧ゴムゲージに相当）を算出するものである。
特開２００２−８６５８６号公報 特開昭５８−００１５４６号公報

しかしながら、特許文献１、２では、下記のような問題があった。
バフ作業前の更生されるバフタイヤの外周面（旧ゴムゲージ）がタイヤ全周にわたって均一であるとは限らない。このことから、このバフタイヤの外周面に接触して回転する支持部材の車輪及びこの車輪に支持されてなる渦電流センサーなどは、バフタイヤの回転による振動の影響を受け、測定値にバラツキが発生し、測定精度が低下するといった問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、測定値のバラツキを少なくすることで、測定精度を向上させた旧ゴムゲージ測定機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る旧ゴムゲージ測定機は、バフタイヤの外周面からベルト層のベルト外周面までの旧ゴムゲージを測定する旧ゴムゲージ測定機であって、ベルト層のベルト外周面までの第１測定距離を測定する渦電流センサーと、渦電流センサーに並んで設けられ、バフタイヤの外周面までの第２測定距離を測定するレーザー変位センサーとを備え、渦電流センサー及びレーザー変位センサーは、各々の測定端が固定された回転軸を中心に回転するバフタイヤの外周面より一定距離をもって固定されていることを特徴としている。
本発明では、渦電流センサー及びレーザー変位センサーによって回転軸を回転するバフタイヤの全周にわたって測定することで、渦電流センサーではその測定端からベルト層のベルト外周面までの第１測定距離を測定でき、レーザー変位センサーではその測定端からバフタイヤの外周面までの第２測定距離を測定できる。渦電流センサー及びレーザー変位センサーの各測定端が並んで設けられているため、両センサーの距離（センサー間距離）は一定となる。例えば渦電流センサーの測定端がレーザー変位センサーの測定端よりもバフタイヤ側に設けられているときは、第１測定距離とセンサー間距離の和から第２測定距離を減じることで旧ゴムゲージを算出することができる。そして、渦電流センサー及びレーザー変位センサーは共に、回転軸中心に回転するバフタイヤの外周面から一定の距離をもって非接触状態で固定されているため、回転するバフタイヤの振動の影響を受けることなく測定できる。

また、本発明に係る旧ゴムゲージ測定機では、渦電流センサー及びレーザー変位センサーの各測定端は、回転可能に設けたバフタイヤの径方向に向けて設けられていることが好ましい。
本発明では、渦電流センサーによって測定された第１測定距離と、レーザー変位センサーによって測定された第２測定距離との両測定値より、径方向の旧ゴムゲージを算出できるため、バフ外周面の設定を容易に行うことができる。

また、本発明に係る旧ゴムゲージ測定機では、渦電流センサー及びレーザー変位センサーは、バフタイヤに非接触で設けられた固定架台に固定されていることが好ましい。
本発明では、固定架台が回転するバフタイヤに接触していないため、固定架台に取り付けられた渦電流センサー及び前記レーザー変位センサーもバフタイヤに接することがない。そのため、回転による振動の影響を受けることなく測定できる。

本発明の旧ゴムゲージ測定機によれば、バフタイヤに対して渦電流センサー及び変位センサーは、バフタイヤの外周面から所定の距離をもって非接触状態で固定されているため、バフタイヤの外周面に対して非接触で測定することができる。したがって、従来のように測定機を直接或いは間接的にバフタイヤの外周面に接触させて測定する測定機と比較して、接触による振動がないことから、測定値の測定誤差を少なくすることができ、測定精度を向上させることができる。

以下、本発明の旧ゴムゲージ測定機の実施の形態について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による旧ゴムゲージ測定機の全体概要を示す側面図、図２は旧ゴムゲージ測定機の測定部を示す部分断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態による旧ゴムゲージ測定機１は、バフ作業（仮バフ作業或いは本バフ作業）前に更生用のバフタイヤ３０を所定のバフ外周面Ｌｂまで削る更生工程に適用され、このバフ外周面Ｌｂを設定するものである。すなわち、バフタイヤ３０内のスチールベルト層３１（ベルト層）を検出してそのベルト外周面Ｌｃの上方の残留ゴムの肉厚（以下、「旧ゴムゲージＧ」とする）を測定し、この旧ゴムゲージＧが最適値に達するまで自動的にバフタイヤ３０のトレッド部を研削するものである。

次に、この旧ゴムゲージ測定機１の詳細構成について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、旧ゴムゲージ測定機１は、リム（図示省略）を装着したバフタイヤ３０の回転軸３０ａが支持基台１１に装着されて固定位置で回転可能に支持されている。そして、バフタイヤ３０の外周面Ｌａから一定距離をもって測定部２０が固定架台１２の所定位置に固定されている。
ここで、バフタイヤ３０の概略構成について説明しておく。図２では、更生されたバフタイヤ３０の輪郭を二点鎖線で示しており、バフタイヤ３０内には、上述したようにスチールベルト層３１が埋設されている。そして、図２に示すバフタイヤ３０の外周面Ｌａを実線で示し、バフ作業によるバフ外周面Ｌｂを点線で示している。

図２に示すように、旧ゴムゲージ測定機１の測定部２０は、渦電流センサー２１と、この渦電流センサー２１に接して固定されているレーザー変位センサー２２とからなる。
渦電流センサー２１は、その検出コイル２１ａ（渦電流センサーの測定端）を、回転可能に設けたバフタイヤ３０の径方向に向け、バフタイヤ３０の外周面Ｌａに対向させるように近接させて配置されている。この渦電流センサー２１によると、検出コイル２１ａに高周波電流を流すことで磁束を誘起し、この磁束の変化によりスチールベルト層３１に渦電流が発生する。この渦電流は磁束を誘起して検出コイル２１ａに作用してインピーダンス変化を起こすため、この検出コイル２１ａのインピーダンス変化から距離信号を電圧で取り出すことができる。この検出電圧は、渦電流センサー２１からスチールベルト層３１のベルト外周面Ｌｃまでの距離（第１測定距離Ｄ１）をなしている。このように、渦電流センサー２１によってバフタイヤ３０の外周面Ｌａから所定の距離を保ってトレースすることで、第１測定距離Ｄ１が測定される。

一方、レーザー変位センサー２２は、レーザーを用いた発光素子と光位置検出素子とを組み合わせて構成される検出端２２ａ（レーザー変位センサー２２の測定端）を有している。そして、その検出端２２ａは、回転可能に設けたバフタイヤ３０の径方向に向けて配置されている。このときの検出端２２ａの位置は、前記渦電流センサー２１の検出コイル２１ａの位置より上方（すなわちバフタイヤ３０の外周面Ｌａから離れる方向）に設けられている。
そして、検出端２２ａからバフタイヤ３０の外周面Ｌａにレーザー光を照射させ、その外周面Ｌａから拡散反射されたレーザー光の一部を検出端２２ａの光位置検出素子で検出することで、検出端２２ａから外周面Ｌａまでの変位量（すなわち第２測定距離Ｄ２）が測定される。
このように、渦電流センサー２１とレーザー変位センサー２２を使用することで、バフタイヤ３０の全周にわたって夫々の測定距離Ｄ１、Ｄ２が測定されることになる。

次に、旧ゴムゲージＧの算出方法につて説明する。
図２に示すように、渦電流センサー２１の検出コイル２１ａと、レーザー変位センサー２２の検出端２２ａとの間のセンサー間距離Ｄ３が一定に固定されていることから、旧ゴムゲージＧは下式に基づいて算出することができる。すなわち、第１測定距離Ｄ１とセンサー間距離Ｄ３との和から、第２測定距離Ｄ２を減じることで旧ゴムゲージＧを算出することができる。
旧ゴムゲージＧ＝（第１測定距離Ｄ１＋センサー間距離Ｄ３）−第２測定距離Ｄ２
そして、この算出した旧ゴムゲージＧから任意のバフ外周面Ｌｂを設定し、このバフ外周面Ｌｂを管理することで、高精度なタイヤ更生作業を行うことができる。

なお、レーザー変位センサー２２は、例えば粗面に対する測定誤差（バラツキ）が±０．１ｍｍ以下の高精度なセンサーを採用することで、渦電流センサー２１とレーザー変位センサー２２を組み合わせて測定、算出された旧ゴムゲージＧを精度よく測定することができる。
また、バフ作業時の旧ゴムゲージＧを精度よく管理することができることから、例えば旧ゴムゲージＧが極端に厚い部分に再バフ作業や部分バフ作業などを施して製品のユニフォーミティ・バランス量（タイヤの寸法、剛性、重量の不均一性）を改善させる場合に、この改善作業をより高い精度で行なうことができる。

上述した本実施の形態による旧ゴムゲージ測定機では、バフタイヤ３０に対して測定部２０をなす渦電流センサー２１及びレーザー変位センサー２２は、バフタイヤ３０の外周面Ｌａから所定の距離をもって非接触状態で固定されているため、バフタイヤ３０の外周面Ｌａに対して非接触で測定することができる。したがって、従来のように測定機を直接或いは間接的にバフタイヤの外周面に接触させて測定する測定機と比較して、接触による振動がないことから、測定値の測定誤差を少なくすることができ、測定精度を向上させることができる。

以上、本発明による旧ゴムゲージ測定機の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態ではまた、渦電流センサー２１とレーザー変位センサー２２同士が接して固定されているが、接して配列させることに限定されず、両センサー２１、２２間に隙間を設けて配置されてもかまわない。ただし、測定誤差を少なくするために、できるだけ接近させて設けることが好ましい。また、渦電流センサー２１とレーザー変位センサー２２は、バフタイヤ３０の回転方向に配列されているが、例えば両センサー２１、２２をバフタイヤ３０の幅方向に並列させて配置させてもかまわない。
また、渦電流センサー２１及びレーザー変位センサー２２の固定位置（バフタイヤ３０から離間）は、各センサー２１、２２の測定値の誤差が少ない最適な位置とすることは言うまでもない。すなわち、本実施の形態では渦電流センサー２１の検出コイル２１ａがレーザー変位センサー２２の検出端２２ａより下方（バフタイヤ３０側）に配置されているが、これに限定されず、例えば図３（ａ）に示すようにレーザー変位センサー２２が渦電流センサー２１よりバフタイヤ３０側に設けることができる。この場合、旧ゴムゲージＧの算出では、第１測定距離Ｄ１とセンサー間距離Ｄ３との差から、第２測定距離Ｄ２を減じることになる。また、図３（ｂ）に示すように両センサー２１、２２の測定端（検出コイル２１ａ、検出端２２ａ）を同位置に設けたりすることもできる。この場合、センサー間距離Ｄ３はゼロであることから、第１測定距離Ｄ１から第２測定距離Ｄ２を減じることで旧ゴムゲージＧを算出することができる。
さらに、本実施の形態では測定部２０を固定する固定架台１２や、バフタイヤ３０を回転させる支持基台１１の形状、構成は本実施の形態に限定されることはない。要は、バフタイヤ３０がその回転軸３０ａを中心に回転し、測定部２０が所定位置に固定できるように構成されていればよい。

本発明の実施の形態による旧ゴムゲージ測定機の全体概要を示す側面図である。 旧ゴムゲージ測定機の測定部を示す部分断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本実施の形態の変形例による旧ゴムゲージ測定機の測定部を示す図である。

符号の説明

１ 旧ゴムゲージ測定機
２０ 測定部
２１ 渦電流センサー
２１ａ 検出コイル（渦電流センサーの測定端）
２２ レーザー変位センサー
２２ａ 検出端（レーザー変位センサーの測定端）
３０ バフタイヤ
３１ スチールベルト層（ベルト層）
Ｌａ 外周面
Ｌｂ バフ外周面
Ｌｃ ベルト外周面
Ｄ１ 第１測定距離
Ｄ２ 第２測定距離
Ｄ３ センサー間距離
Ｇ 旧ゴムゲージ

Claims (3)

1. バフタイヤの外周面からベルト層のベルト外周面までの旧ゴムゲージを測定する旧ゴムゲージ測定機であって、
   前記ベルト層のベルト外周面までの第１測定距離を測定する渦電流センサーと、
   該渦電流センサーに並んで設けられ、前記バフタイヤの外周面までの第２測定距離を測定するレーザー変位センサーと、
   を備え、
   前記渦電流センサー及び前記レーザー変位センサーは、各々の測定端が固定された回転軸を中心に回転する前記バフタイヤの外周面より一定距離をもって固定されていることを特徴とする旧ゴムゲージ測定機。
2. 前記渦電流センサー及び前記レーザー変位センサーの各測定端は、回転可能に設けた前記バフタイヤの径方向に向けて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の旧ゴムゲージ測定機。
3. 前記渦電流センサー及び前記レーザー変位センサーは、前記バフタイヤに非接触で設けられた固定架台に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の旧ゴムゲージ測定機。

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