(57)【要約】【課題】構成が簡単で小型でありながらスティフナー15付きビード11の良否を高精度で判定する。【解決手段】スティフナー15付きビード11の外表面形状を二次元レーザー変位センサ26により直線に沿って測定することで得た線状プロファイル上の２点間距離、ここではビード11の頂点11ａとスティフナー15の半径方向内端20ａとの間の距離を演算手段29によって求め、この２点間距離が許容範囲内にあるか否かを判定手段31により判断することで、良否を判定するようにしたので、測定誤差の発生が低減され、高精度で良否の判定を行うことができる。【選択図】図２
2011213041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スティフナー付きビードの外表面形状を半径方向に延びる直線に沿って測定する工程と、前記測定して得た線状プロファイル上における所定の２点間の距離を求める工程と、前記２点間距離が許容範囲内にあるか否かを判断することで、スティフナー付きビードの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするスティフナー付きビードの良否判定方法。
【請求項２】
前記線状プロファイル上における所定の１点をビードの頂上とするとともに、残りの所定の１点をビードとスティフナーとの密着領域の半径方向内端とし、これら２点間の半径方向距離を求めるようにした請求項１記載のスティフナー付きビードの良否判定方法。
【請求項３】
前記スティフナーの周方向両端面同士を接合した接合部の半径方向外端を点Ｊとしたとき、該点Ｊより周方向他側を通過する線状プロファイルにおけるスティフナーの半径方向外端を所定の１点とするとともに、該点Ｊより周方向一側を通過する線状プロファイルにおけるスティフナーの半径方向外端を残りの所定の１点とし、これら２点間の半径方向距離を求めるようにした請求項１記載のスティフナー付きビードの良否判定方法。
【請求項４】
前記スティフナーの周方向両端面同士を接合した接合部と交差する線状プロファイルにおける該交差点より半径方向内側のスティフナー上の点を所定の１点とするとともに、該交差点より半径方向外側のスティフナー上の点を残りの１点とし、これら２点間の厚さ方向距離を求めるようにした請求項１記載のスティフナー付きビードの良否判定方法。
【請求項５】
前記スティフナー付きビードの外表面形状を２次元レーザー変位センサを用いて測定するようにした請求項１〜４のいずれかに記載のスティフナー付きビードの良否判定方法。
【請求項６】
スティフナー付きビードの外表面形状を半径方向に延びる直線に沿って測定する測定手段と、前記測定して得た線状プロファイルを基に、該線状プロファイル上における所定の２点間の距離を求める演算手段と、前記２点間距離が許容範囲内にあるか否かを判断することで、スティフナー付きビードの良否を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするスティフナー付きビードの良否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スティフナー付きビードの形状、寸法が許容範囲内であるか否かを判断することでスティフナー付きビードの良否を判定する良否判定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスティフナー付きビードの良否判定方法および装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７６２８９号公報
【０００４】
このものは、スティフナー付きビードを回転手段により中心軸回りに回転させながら、該スティフナー付きビードの検査対象部に光源から光を照射させる一方、光が照射された前記検査対象部をカメラにより斜めから次々と撮像した後、該撮像した画像をサンプリング手段によりサンプリングするとともに、サンプリングした画像とメモリに記憶された画像とを演算機能を含む判定手段により比較してスティフナー付きビードの良否を判定するようにしたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のスティフナー付きビードの良否判定方法および装置にあっては、カメラによって斜めからスティフナー付きビードを撮像するとともに、サンプリングした一定幅の画像を基に良否判定を行うようにしているため、測定誤差が発生しやすく、この結果、良否判定の精度が低下してしまうという課題があった。また、前述した良否判定に回転手段、光源、カメラ、サンプリング手段、判定手段と多数の機材が必要となり、装置全体が大型化するとともに、高価となるという課題もあった。
【０００６】
この発明は、構成が簡単で小型でありながらスティフナー付きビードの良否を高精度で判定することができるスティフナー付きビードの良否判定方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、第１に、スティフナー付きビードの外表面形状を半径方向に延びる直線に沿って測定する工程と、前記測定して得た線状プロファイル上における所定の２点間の距離を求める工程と、前記２点間距離が許容範囲内にあるか否かを判断することで、スティフナー付きビードの良否を判定する工程とを備えたスティフナー付きビードの良否判定方法により、達成することができる。
【０００８】
第２に、スティフナー付きビードの外表面形状を半径方向に延びる直線に沿って測定する測定手段と、前記測定して得た線状プロファイルを基に、該線状プロファイル上における所定の２点間の距離を求める演算手段と、前記２点間距離が許容範囲内にあるか否かを判断することで、スティフナー付きビードの良否を判定する判定手段とを備えたスティフナー付きビードの良否判定装置により、達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、スティフナー付きビードの外表面形状を直線に沿って測定することで得た線状プロファイル上の２点間距離を求め、この２点間距離が許容範囲内にあるか否かを判断することで、スティフナー付きビードの良否を判定するようにしたので、測定誤差の発生が低減され、スティフナー付きビードの良否を高精度で判定することができる。しかも、測定手段、演算手段、判定手段だけで良否を判定することができ、装置全体の構成が簡単となり、小型化することもできる。
【００１０】
また、請求項２に記載のように構成すれば、ビードとスティフナーとの密着領域における異常なずれの有無（良否）を高精度で判定することができる。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、スティフナーの周方向両端面同士を接合した接合部における異常な半径方向ずれの有無（良否）を高精度で判定することができ、請求項４に記載のように構成すれば、前記接合部における異常な厚さ方向ずれの有無（良否）を高精度で判定することができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、短時間の間にスティフナー付きビードの外表面形状を高精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施形態１を示す概略平面図である。
【図２】その概略正面断面図である。
【図３】スティフナー付きビードの線状プロファイルを示すグラフである。
【図４】ビード近傍の正面断面図である。
【図５】その線状プロファイルを示すグラフである。
【図６】この発明の実施形態２を示す概略平面図である。
【図７】その線状プロファイルを示すグラフである。
【図８】この発明の実施形態３を示す概略平面図である。
【図９】その線状プロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１〜４において、11は１本の連続したスチールワイヤ等からなる金属線12を多数回螺旋状に複数列、複数段巻回することで構成したビードであり、このビード11は断面における外接輪郭線が六角形を呈するとともに、隣接する金属線12同士がほぼ密着状態に配置されている。なお、この発明においては、前記ビード11の断面輪郭線は円形あるいは矩形であってもよい。
【００１３】
前記ビード11の半径方向外側面には未加硫ゴムからなるスティフナー15の半径方向内端が密着され、このスティフナー15は半径方向外側に向かうに従い肉厚が薄くなっている。そして、このスティフナー15は帯状ゴムの周方向一端面15ａと周方向他端面15ｂとが接合されることで略鍔状に成形されているが、この周方向一端、他端面15ａ、15ｂ同士が接合された接合部16は、通常半径方向に対して傾斜している。また、前記スティフナー15の半径方向内端部でその厚さ方向両端部には環状薄肉部18が形成されている。
【００１４】
そして、前記環状薄肉部18は前記ビード11の傾斜した半径方向外側面に密着しており、これら環状薄肉部18とビード11とが密着している領域が密着領域20となる。25は上面が水平な平坦面で垂直な中心軸回りに回転可能な支持台であり、この支持台25の上面には前述のようなスティフナー15付きビード11が厚さ方向一側を上側にした転倒状態で載置されている。
【００１５】
26は前記支持台25の上方に設置された測定手段としての２次元レーザー変位センサであり、この二次元レーザー変位センサ26は水平面内を移動可能で設置位置を調節することができる。この二次元レーザー変位センサ26は扇形に拡がったカーテン状（平面状）のレーザー光をスティフナー15付きビード11に照射するが、このとき、該スティフナー15付きビード11の表面（上面）には平面形状が直線である輝線が形成される。
【００１６】
このようにスティフナー15付きビード11に照射されたレーザー光はその表面で反射して二次元レーザー変位センサ26に受光され、これにより、該二次元レーザー変位センサ26はスティフナー15付きビード11の外表面（上面）形状、即ち、厚さ方向変位量を半径方向に延びる直線27に沿って測定し、図３、５に示すような２次元の線状プロファイルＰを取得する。そして、前記支持台25を回転させながら二次元レーザー変位センサ26により前述のような測定を複数回繰り返し、複数の周方向位置におけるスティフナー15付きビード11の線状プロファイルＰを取得する。
【００１７】
そして、この実施形態のように二次元レーザー変位センサ26を用いて外表面形状を測定するようにすれば、従来技術のものに比較して、コントラストの変化等の影響を受けることがないので、高精度でスティフナー15付きビード11の外表面形状を測定することができ、しかも、短時間の間に安定して測定することもできる。ここで、前述した半径方向に延びる直線27とは、スティフナー15付きビード11に対して接線方向に延びるのではなく、むしろ半径方向に延びているという意味で、完全な半径方向に対して45度未満の角度で傾斜している場合を含む。なお、この発明においては、接触式の輪郭形状測定器を用いてスティフナー15付きビード11の外表面形状を半径方向に延びる直線に沿って測定するようにしてもよい。
【００１８】
このようにして得られた線状プロファイルＰが二次元レーザー変位センサ26から次々と、例えばパソコン等の演算手段29に出力されると、該演算手段29は前記線状プロファイルＰを基に演算を行い、該線状プロファイルＰ上における所定の２点間の距離を求める。この実施形態においては、前記所定の２点のうち、１点を前記ビード11の頂上11ａとしており、線状プロファイルＰにおいては六角形をしたビード11の頂点（上端）である。一方、所定の２点のうち、残りの１点をビード11とスティフナー15との密着領域20の半径方向内端20ａとしており、線状プロファイルＰにおいては、ビード11とスティフナー15との境界における谷底（最も低い点）であり、この結果、前記２点間の距離は、頂上11ａと半径方向内端20ａとの間の半径方向距離Ｌとなる。
【００１９】
このようにして頂上11ａと半径方向内端20ａとの間の半径方向距離Ｌが求められると、演算手段29から、例えばパソコン等の判定手段31に前記半径方向距離Ｌの値が次々と出力される。ここで、前記判定手段31には予め基準値を中心とする許容範囲が記憶されており、前述のように半径方向距離Ｌの値が入力されると、該判定手段31は半径方向距離Ｌの値が前記許容範囲内にあるか否かを判断し、半径方向距離Ｌの値がいずれも許容範囲内であるときには、ビード11とスティフナー15との密着領域20において異常なずれは生じていない良品であると判定し、一方、少なくとも１個の半径方向距離Ｌの値が許容範囲外にあるときには、ビード11とスティフナー15との密着領域20において異常なずれが生じている不良品であると判定する。
【００２０】
このように判定手段31は前記２点間の半径方向距離Ｌが許容範囲内にあるか否かを判断することで、スティフナー15付きビード11の良否を判定し、その結果をモニタ等の表示手段に表示する。ここで、前述のように線状プロファイルＰ上における所定の１点をビード11の頂上11ａとするとともに、残りの所定の１点を密着領域20の半径方向内端20ａとし、これら２点間の半径方向距離Ｌを求めるようにすれば、ビード11とスティフナー15との密着領域20における異常なずれの有無（接合位置の良否）を高精度で判定することができる。
【００２１】
次に、前記実施形態１の作用について説明する。
スティフナー15付きビード11の良否を判定する場合には、まず、支持台25上にスティフナー15付きビード11を水平に載置した後、該支持台25、スティフナー15付きビード11を回転させる。このとき、二次元レーザー変位センサ26からスティフナー15付きビード11の外表面に対しカーテン状のレーザー光を照射すると、その反射光が二次元レーザー変位センサ26に入射するが、このとき、二次元レーザー変位センサ26は前記反射光に基づいてスティフナー15付きビード11の外表面形状を半径方向に延びる直線27に沿って次々に測定し、周方向に離れた複数位置における２次元の線状プロファイルＰを得る。
【００２２】
次に、二次元レーザー変位センサ26から演算手段29に線状プロファイルＰが次々に出力されると、該演算手段29は前記線状プロファイルＰを基に所定の２点間の距離、ここではビード11の頂上11ａと密着領域20の半径方向内端20ａとの間の半径方向距離Ｌを次々に求め、その求めた２点間距離を判定手段31に出力する。このとき、判定手段31は前記２点間距離（半径方向距離Ｌ）の値が許容範囲内にあるか否かを判断し、スティフナー15付きビード11の良否を判定する。このように判定の基礎として直線27に沿って測定した線状プロファイルＰを用いているので、測定誤差の発生を低減することができ、スティフナー15付きビード11の良否を高精度で判定することができる。しかも、二次元レーザー変位センサ26、演算手段29、判定手段31だけで良否を判定することができ、装置全体の構成が簡単となり、小型化することもできる。
【００２３】
図６、７は、この発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においては、スティフナー15の周方向両端面（周方向一端、他端面15ａ、15ｂ）同士を接合した接合部16の半径方向外端を点Ｊとしたとき、点Ｊより周方向他側で該点Ｊから所定距離だけ離れた位置を通過する半径方向直線34に沿ってスティフナー15付きビード11の外表面形状を二次元レーザー変位センサ26により測定し、図７に示すような線状プロファイルＱを取得する。このとき、所定の２点のうちの１点は、この実施形態では線状プロファイルＱ上におけるスティフナー15の半径方向外端35であるので、前記線状プロファイルＱを基に該半径方向外端35における位置（座標）を演算手段29によって求める。
【００２４】
また、前記点Ｊより周方向一側で該点Ｊから所定距離だけ離れた位置を通過する半径方向直線36に沿ってスティフナー15付きビード11の外表面形状を二次元レーザー変位センサ26により測定し、図７に示すような線状プロファイルＲを取得する。このとき、所定の２点のうち残りの１点は、この実施形態では線状プロファイルＲ上におけるスティフナー15の半径方向外端37であるので、前記線状プロファイルＲを基に該半径方向外端37における位置（座標）を演算手段29によって求める。次に、演算手段29は前述した２点、即ち、半径方向外端35、37間の半径方向距離Ｍを求め、該半径方向距離Ｍの値を判定手段31に出力する。
【００２５】
そして、前述のように半径方向距離Ｍの値が判定手段31に入力されると、該判定手段31は予め記憶されている許容範囲内に前記半径方向距離Ｍの値があるか否かを判断し、範囲内であるときには接合部16において異常な半径方向ずれが生じていない良品と判定し、範囲外にあるときには接合部16において異常な半径方向ずれが生じている不良品であると判定する。このように所定の２点、即ち、半径方向外端35、37間の半径方向距離Ｍを求めるようにすれば、スティフナー15の周方向一端、他端面15ａ、15ｂ同士を接合した接合部16における異常な半径方向ずれの有無（良否）を高精度で判定することができる。なお、この実施形態においては、複数対の半径方向直線に沿って線状プロファイルを求めるとともに、１個以上の半径方向距離Ｍが許容範囲外にあるときには不良品と判定するようにしてもよい。
【００２６】
図８、９は、この発明の第３実施形態を示す図である。この実施形態においては、前記支持台25の上面を半径方向外側に向かうに従い上方に向かうよう若干傾斜させ、該支持台25上にスティフナー15付きビード11が載置されたとき、スティフナー15付きビード11の上面（外表面）が水平となるようにする。そして、スティフナー15付きビード11の外表面形状を、該スティフナー15の周方向両端面（周方向一端、他端面15ａ、15ｂ）同士を接合した接合部16と交差する半径方向直線40に沿って二次元レーザー変位センサ26により測定し、図９に示すような線状プロファイルＳを取得する。
【００２７】
ここで、前記スティフナー15において、この実施形態のように接合部16より周方向他側が周方向一側より上方にずれている場合には、所定の２点のうちの１点は、前記交差点41より半径方向内側の線状プロファイルＳ上におけるスティフナー15上の点（最高位置）であり、所定の２点のうちの残り１点は、前記交差点41より半径方向外側の線状プロファイルＳ上におけるスティフナー15上の点（最低位置）である。そして、これら所定の２点の位置が求められると、演算手段29はこれら２点間の厚さ方向距離Ｎを求める。なお、逆に、接合部16より周方向一側が周方向他側より上方にずれている場合には、所定の１点は前記交差点41より半径方向内側の線状プロファイルＳ上におけるスティフナー15上の点（最低位置）となり、残り１点は前記交差点41より半径方向外側の線状プロファイルＳ上におけるスティフナー15上の点（最高位置）となる。
【００２８】
ここで、前述した外表面形状の測定は、接合部16と交差する周方向に離れた複数の半径方向直線40に沿って行い、それぞれの線状プロファイルＳにおける２点間の厚さ方向距離Ｎを求める。このようにすれば、前記接合部16における異常な厚さ方向ずれの有無（良否）を高精度で判定することができ、これにより、接合部16における接合量（接合強度）を検出することもできる。なお、前記最高位置および最低位置は、スティフナー15に生じた局部的な突起、凹みを無視して決定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明は、スティフナー付きビードの良否を判定する産業分野に適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
11…ビード                 11ａ…頂上
15…スティフナー           16…接合部
20…密着領域               20ａ…半径方向内端
26…測定手段               27…直線
29…演算手段               31…判定手段
41…交差点                 Ｌ…距離
Ｐ…線状プロファイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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