JPH0458106A - スチールコードの角度検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スチールコードの角度検出方法及び装置に関
し、更に詳細には、スチール補強ゴムシートのコード角
を検出する方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例エバ、空気入りゴムタイヤ、コンベアベルトなどに使
用されるスチールコード補強ゴムシートは、ゴムシート
の長手方向に対して一定の角度を持たせて均等間隔で並
列的に配置したスチール線を埋設したものであることは
周知である。

本発明者は、先に、スチールコードの配置間隔（ピッチ
）のばらつきを検出するために、永久磁石の先端部に２
個のホール素子を配置した金属センサで、スチール補強
ゴムシートを走査し、ホール素子の出力する信号の波形
からスチールコードのピッチのバラツキを検出する装置
を発明し、特公平２−１３８９５号として特許出願して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、スチール補強ゴムシートは、コード角が所定
の角度に配置されていないと、該ゴムシートを用いたタ
イヤなどの製品が所期の性能を発揮できないという問題
がある。ところで、スチール補強ゴムシートは、−旦幅
広に製造した後に帯状に切断し、長手方向に繋ぎ合わせ
て製造する。したがって、元のシートの製造工程で前記
角度を正確に製造しても、これを短冊を押し潰した形状
に切り分ける際に正確に切り分けることができず、変形
した形状に切断され継合わせ工程、加硫工程などの後工
程でコード角に誤差が入るなどの危険がある。しかしな
がら、従来、コード角を検出する装置は提供されておら
ず、現状は、コード角を測定しないまま使用されている
。

〔発明の目的〕

本発明は、スチール補強ゴムシートのコード角を、簡単
な構成で、しかも非破壊手段によって検出すことのでき
るスチールコードの角度検出検出方法及び装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 以上の目的を達成するための本発明のスチールコードの
角度検出方法は、スチール補強ゴムシートの全幅を走査
しうる回転腕に取付けたスチールコードを非接触的に検
出するコード検出センサが、前記ゴムシートに埋設され
たスチールコードを過るときに出力するコード検出信号
が出力されると、回転腕の走査開始位置からの回転角を
読取ると共に、前回と当回とのコード検出信号の間隔を
求め、該コード検出間隔の変化傾向が反転するときの回
転角を求めるものである。

使用し得るコード検出センサは、特に限定はないが、例
えば、ホール素子と永久磁石とを組み合わせたセンサ、
Ｘ線ビームを用いたセンサなどを使用できる外、スチー
ルコードが存在する位置は多少盛り上がるようになるの
で、これをレーザー光線で検出し、コンピュータ処理し
て位置を検出するセンサを使用することもできる。

スチールコードの配置方向は、スチール補強ゴムシート
を裏返すとゴムシートの長手方向に対して線対称的に反
転する。したがって、ゴムシートの幅方向を横断して回
転腕を回転させると、コード角に一致する回転角を生じ
る面を表に配置した場合には、回転腕がコード配置方向
に一致する位置でコード検出センサがスチールコードを
通る間隔が最小となる。また、これを裏返した場合には
、回転腕がスチールコードと直角に配置された場合にコ
ード検出センサがスチールコードを通る間隔が最大とな
る。コード検出センサがスチールコードを通る間隔が最
小となる配置は、最大となる配置より、角度の読み取り
間隔が短くなるので精度が向上する。

前記コード検出間隔は、コード検出時の角度の差として
検出することができる。但し、この場合には、角度検出
誤差がコード検出間隔値の精度を低下させる危険がある
。そこで、回転腕を定速回転させ、コード検出間隔を時
間幅で検出すると角度検出誤差に影響されないで正確に
角度を検出することができる。

前記のコード検出間隔を時間幅で検出する手段を用いた
本発明のスチールコードの角度検出装置の構成は、スチ
ールコードの埋設位置を非接触的に検出するコード検出
センサを取付けた回転腕を回転自在に取付け、コード検
出センサが全幅を走査しうる位置にスチール補強ゴムシ
ートを配置し、定速回転駆動装置と、走査開始位置から
の回転角を検出するロータリエンコーダからなる回転角
センサとを前記回転腕に取付け、コード検出センサの出
力信号を２値信号に変換する変換回路に与え、該変換回
路の出力信号を、コード角演算手段とカウンターとに与
え、コード角読演算手段は、コード検出信号が与えられ
ると角度サンナの出力する角度信号を記憶手段に与え、
カウンターは、コード検出信号が与えられると、クロッ
ク信号を計数開始し、次のコード信号が与えられると、
計数結果を記憶手段に与えると共に、計数値をリセット
して新たに計数開始し、回転角センサが最大回転角信号
を出力すると、記憶手段に記憶する角度信号と計数信号
とから、順次入力された計数信号の変化傾向が反転する
回転角を表示手段に出力するコード角検出部を設けたも
のである。

［実施例］ 以下図を対照して本発明のスチールコードの角度検出手
段を具体的に説明する。

第１図に示す本発明のスチールコードの角度検出装置は
、スチール補強ゴムシートｌを取付は部２に載置し、先
端部にホール素子と永久磁石とを組み合わせて構成した
コード検出センサ４を取付けた回転腕６を図の白抜き矢
印の方向に、ステップモータから成る回転駆動装置８で
回転させ、回転軸７に連動するロータリーエンコーダで
構成した回転角センサ１０から出力する回転角信号θと
、スチール補強ゴムシート１に埋設されたスチールコー
ド１２をホール素子からなるコード検出センサ４が過る
際に出力するコード検出信号Ｓをコード角演算部１４に
入力するように構成している。

取付は部２には、スチール補強ゴムシート１を載置する
台１６と、台１６上でスチールコード１２の方向を正確
に配置するためのガイド１８が設けられており、台１６
の延長部（図示せず）には、回転腕６を回転自在に軸支
した支持部２０を取付けている。なお、図の２２は、支
持部２０を台１６に固定するネジ孔である。

回転駆動装置８は、カップリング２４で回転腕６と接続
されており、サーボコントローラ２６によって駆動され
る。サーボコントローラ２６は、回転角センサ１０が出
力する角度信号θをフィードバックするフィードバック
制御をしている。

該コントローラ２６がスタートすると、まず、回転腕６
を角度０°（ゴムシート１の幅方向）位置に移動させた
のち、白抜き矢印の方向に一定速度で回転腕６を回転さ
せ、角度信号θが、スチール補強ゴムシート１の側端部
に達すると停止するように構成されている。

第１図のコード角演算部１４は、コンピュータによって
構成しており、コード検出信号Ｓは、交流増幅器２８に
より交流分を増幅したのち、２値化変換器３０によって
パルス信号Ｓに変換し、この信号をカウンター３２とＩ
１０ボート３４に与える。中央処理装置３６は、Ｉ１０
ポート３４に入力するパルス信号Ｓを角度読込み（サン
プリング）信号として使用する。即ち、コード検出セン
サ４がスチールコード１２を検出した際の回転腕６の回
転角信号θをメモリー３８に記憶させる。前記２値変換
器３０は、コード検出信号の立上がり時にパルスを出力
し、更に、一定のスレショルド値を設け、一定収上の信
号強度を飽和させるなど、波形成形する回路要素を設け
る構成としている。

また、カウンター３２には、前記パルス信号Ｓの外に、
クロック４０の出力するクロック信号Ｃが入力され、パ
ルス信号Ｓが入力されてから次のパルス信号が入力され
るまでのクロック信号数を計数（積分）し、この計数信
号τをＩ１０ボ−ト３４に与え、角度信号θと対応させ
てメモリー３８に記憶させる。回転腕６が回転領域−杯
に回転し、回転角センサ１０が取りうる最大角度θい、
Ｘを出力すると、中央処理装置３６は、メモリー３８に
記憶する角度信号θと計数信号τとから、コード角θを
演算する。

第２図〜第３図によって、中央処理装置３６が角度信号
θと計数信号τからコード角αを算出する原理を説明す
る。第２図において、０は回転腕６の細心であり、４０
はコード検出センサ４の移動する軌跡である。いま、コ
ード検出センサ４が点ｐを通過すると、前記説明のとお
り、コード検出センサ４はコード検出信号Ｓを出力する
。このときに回転角信号θ２がメモリー３８に記憶され
ると共に、カウンター３２がクロック信号Ｃを計数開始
する。次いで、コード検出センサ４が、点ｑに達してコ
ード検出信号Ｓを出力すると、回転角信号θ９がメモリ
ー３８に記憶されると共に、カウンター３２の計数値τ
を出力すると共に、リセットされて新たにクロック信号
Ｃの計数を開始する。そして、中央処理装置３６は、前
記計数値τを、前記回転角信号θ２に対応する番地に入
力する。かかる操作を、回転角信号θがＯｏから最大価
θい、Ｘまで繰り返す。

前記説明のとおり、回転腕６はサーボコントローラー２
６によって一定速度で回転するので、計数値τは、順次
スチールコード１２で区切られる軌跡４０の長さ！に比
例した値となる。したがって、第２図から理解されるよ
うに、計数値τは、回転腕６とスチールコード１２とが
平行となる位置、即ち、角θとコード角αとが余角とな
る位置で最も小さい値を採り、回転角θとコード角αと
の差が大きく成るほど大きい値となる。

したがって、最小値を与える計数値τに対応する回転角
θを求めることによって、コード角αを求めることがで
きる（第４図）。

即ち、第４図に示すように、回転角θ：コード検出間隔
て曲線は、コード角αを中心に左右対称になる。中央処
理装置３６は、回転腕６の走査終了後、直ちに前記コー
ド角αを所定の手順に従って演算する。第４図の方法は
、理論上はτの最小値に対応する回転角θの余角がコー
ド角αとなるが、実際はτの最小値付近のデータにばら
つき（凹凸）が出るので、τの最小値よりｈだけ大きい
値を用いて、計数値τ、に対応するθ、Ｉ及びθ、２の
平均値からコード角αを求める演算を行い、演算が終了
すると、その値を表示器４２に出力する。前記演算は複
数の計数値τについて行い、その平均値を求めるように
してもよい。

なお、前記スチール検出間隔の変化が反転する位置を与
える回転角を検出する他の手段としては、前回検出間隔
と当回検出間隔との差（微分値）を求めるなどがある。

更に検出精度を向上させるには、検出コード間隔のデー
タのばらつきを、実際のスチールコードのピッチ及びコ
ード角が均一であると仮定して最小自乗解を求めてデー
タを補正するなどの手段を用いることができる。

第１図では、サーボコントローラー２６及ヒクロツク４
０を中央処理装置３６から独立した装置として記載して
いるが、クロック４０に中央処理装置３６を作動させる
クロックを使用し、またサーボコントローラ２６の制御
を中央処理装置３６によって行うようにしてもよい。

第２図のスチールコード１２の傾斜を逆に配置しても、
同様にコード角αを検出することができるが、検出精度
が低下する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のスチールコード角検出方
法及びその装置は、スチール補強ゴムシート面上を、コ
ード検出センサを円弧上を移動させて走査し、その際の
回転角とスチールコードの間隔とを検出するように構成
し、−回の走査で得られる多くのデータからコード角を
非接触的に検出するようにしたので、以下の効果を得る
ことができる。

一回の走査で得た多数のデータからコード角を求めるの
で、高い精度で測定することができる。

４゜ ゴムシートの任意の位置で、しかも、非破壊的に短時間
で測定でき、操作が極めて簡単である。

以上によって、単に試験室における測定だけでなく、製
造工程、タイヤなどの製造現場などの工程管理に適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例による本発明のスチールコードの角度
検出装置の概要を説明する図、第２図は第１図のコード
角を検出する原理を説明する図、第３図は第１図の装置
の検出信号のタイムチャート図、第４図は第１図の装置
によるデータとコード角との関係を示すグラフ図である
。 １・・・スチール補強ゴムシート、４・・・コード検出
センサ、６・・・回転腕、８・・・回転駆動装置（ステ
ップモータ）、１０・・・回転角センサ（ロータリーエ
ンコータ）、１２・・・スチールコード、１４・・・コ
ード角検出部、１６・・・台、１８・・・ガイド、２６
・・・定速回転制御装置（サーボコントローラー）、３
０・・・Ａ／Ｄ変換器、３２・・・カウンター、３６・
・・中央制御装置、３８・・・メモリー、４０・・・ク
ロック、４２・・・表示器、ａ・・・角度信号、Ｃ・・
・クロックパルス信号、Ｓ・・・コード検出信号、α・
・・コード角、τ・・・クロックパルス計数値、θ・・
・回転角。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スチール補強ゴムシートの全幅を走査しうる回転
   腕に取付けたスチールコードを非接触的に検出するコー
   ド検出センサが、前記ゴムシートに埋設されたスチール
   コードを過るときに出力するコード検出信号が出力され
   ると、回転腕の走査開始位置からの回転角を読取ると共
   に、前回と当回とのコード検出信号の間隔を求め、該コ
   ード検出間隔の変化傾向が反転するときの回転角を求め
   るスチールコードの角度検出方法。
2. （２）回転駆動装置を定速回転させる制御装置を設け、
   コード検出間隔を前回のコード検出信号出力と当回のコ
   ード検出信号出力との時間幅で検出する請求項１記載の
   スチールコードの角度検出方法。
3. （３）スチールコードの埋設位置を非接触的に検出する
   コード検出センサを取付けた回転腕を回転自在に取付け
   、コード検出センサが全幅を走査しうる位置にスチール
   補強ゴムシートを配置し、定速回転駆動装置と、走査開
   始位置からの回転角を検出するロータリエンコーダから
   なる回転角センサとを前記回転腕に取付け、コード検出
   センサの出力信号を２値信号に変換する変換回路に与え
   、該変換回路の出力信号を、コード角演算手段とカウン
   ターとに与え、コード角読演算手段は、コード検出信号
   が与えられると角度サンセの出力する角度信号を記憶手
   段に与え、カウンターは、コード検出信号が与えられる
   と、クロック信号を計数開始し、次のコード信号が与え
   られると、計数結果を記憶手段に与えると共に、計数値
   をリセットして新たに計数開始し、回転角センサが最大
   回転角信号を出力すると、記憶手段に記憶する角度信号
   と計数信号とから、順次入力された計数信号の変化傾向
   が反転する回転角を表示手段に出力するコード角検出部
   を設けたスチールコードの角度検出装置。