(57)【要約】【課題】タイヤの断面の厚さ分布を非破壊で連続的に測定することができるタイヤの断面の厚さ分布測定装置、及び、タイヤの断面の厚さ分布測定方法を提供することを課題とする。【解決手段】一方のレーザー変位計２０Ｉをタイヤ内面側に、他方のレーザー変位計２０Ｅをタイヤ外面側に、互いに向かい合うようにそれぞれ配置し、レーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅを移動させてタイヤの厚さ分布を測定する。レーザー変位計２０Ｉからタイヤ内側表面までの距離ＬＩと、レーザー変位計ＬＥからタイヤ外側表面までの距離ＬＥと、をレーザー変位計２０Ｉとレーザー変位計２０Ｅとの間隔ＬＡから差し引くことによって、レーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅで挟まれたタイヤ部分の厚みを求めることができる。【選択図】図１
2008196881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のアーム部と、
前記アーム部の先端部に、互いに向かい合うようにそれぞれ取付けられた２個のレーザー変位計と、
を備え、
一方の前記レーザー変位計をタイヤ内面側に、他方の前記レーザー変位計をタイヤ外面側に配置し、片方または両方の前記アーム部を移動させることにより片方または両方の前記レーザー変位計を移動させてタイヤの厚さ分布を測定することを特徴とするタイヤの断面の厚さ分布測定装置。
【請求項２】
前記タイヤを回転させる機構を有することを特徴とする請求項１記載のタイヤの断面の厚さ分布測定装置。
【請求項３】
両方の前記レーザー変位計を片方ずつでそれぞれ保持するように前記アーム部が互いに平行に延び出している断面コの字状のレーザー変位計保持部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のタイヤの断面の厚さ分布測定装置。
【請求項４】
一方のレーザー変位計をタイヤ内面側に、他方のレーザー変位計をタイヤ外面側に、互いに向かい合うようにそれぞれ配置し、
片方または両方の前記レーザー変位計を移動させてタイヤの厚さ分布を測定することを特徴とするタイヤの断面の厚さ分布測定方法。
【請求項５】
前記タイヤを回転させながら測定することを特徴とする請求項４記載のタイヤの断面の厚さ分布測定方法。
【請求項６】
請求項３記載のタイヤの断面の厚さ分布測定装置を用い、タイヤ内面側の前記レーザー変位計を回転中心にして前記レーザー変位計保持部を回転させ、少なくともショルダー部の断面の厚さ分布を測定することを特徴とする請求項４または５記載のタイヤの断面の厚さ分布測定方法。
【請求項７】
ショルダー部の断面の厚さ分布を測定する前後で、タイヤ内面側の前記レーザー変位計を回転中心にして前記レーザー変位計保持部を回転させてサイドウォール部の断面の厚さ分布を測定することを特徴とする請求項６記載のタイヤの断面の厚さ分布測定方法。
【請求項８】
タイヤ内面側の前記レーザー変位計とタイヤ外面側の前記レーザー変位計とを平行に移動させてトレッド部の厚さ分布を測定することを特徴とする請求項４または５記載のタイヤの断面の厚さ分布測定方法。
【請求項９】
請求項３記載のタイヤの断面の厚さ分布測定装置を用い、タイヤ内面側の前記レーザー変位計を回転中心にして前記レーザー変位計保持部を回転させ、ショルダー部及びサイドウォール部の断面の厚さ分布を測定することと、
タイヤ内面側の前記レーザー変位計とタイヤ外面側の前記レーザー変位計とを平行に移動させてトレッド部の厚さ分布を測定することと、
を行って、タイヤ断面全体の厚さ分布を測定することを特徴とする請求項４または５記載のタイヤの断面の厚さ分布測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの厚さ分布を測定するタイヤの断面の厚さ分布測定装置、及び、タイヤの断面の厚さ分布測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ（空気入りタイヤ）の断面の厚さ分布を測定することが広く行われている。例えば特許文献１では、ＣＴスキャンでタイヤの断面形状を測定することが開示されている。また、タイヤを切断してタイヤのゲージ（厚み）を測定する方法も知られている。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されたようにＣＴスキャンを用いることは、ＣＴスキャンの原理上、撮影後の断面画像の作成に時間がかかり、連続的に短時間でタイヤ厚み分布を測定することができない。
【０００４】
また、タイヤを切断する方法では、タイヤを破壊して測定するため、ゲージ測定後にタイヤとしての性能を評価できない。また、タイヤの切断に時間がかかるうえ、タイヤ周方向のゲージ変化を測定することが困難であるという難点もある。
【特許文献１】特公平８−１３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、タイヤの断面の厚さ分布を非破壊で連続的に測定することができるタイヤの断面の厚さ分布測定装置、及び、タイヤの断面の厚さ分布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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、２本のアーム部と、前記アーム部の先端部に、互いに向かい合うようにそれぞれ取付けられた２個のレーザー変位計と、を備え、一方の前記レーザー変位計をタイヤ内面側に、他方の前記レーザー変位計をタイヤ外面側に配置し、片方または両方の前記アーム部を移動させることにより片方または両方の前記レーザー変位計を移動させてタイヤの厚さ分布を測定することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、このように、２個のレーザー変位計を互いに向かい合うように、タイヤ内面側及びタイヤ外面側にそれぞれ配置している。従って、タイヤ内面側のレーザー変位計からタイヤ内側表面までの距離と、タイヤ外面側でのレーザー変位計からタイヤ外側表面までの距離と、をレーザー変位計同士の間隔から差し引くことによって、２個のレーザー変位計で挟まれたタイヤ部分の厚み（ゲージ）を求めることができる。従って、タイヤの断面の厚さ分布を非破壊で連続的に短時間で測定する装置とすることができる。
【０００８】
また、２本のアーム部の先端部にレーザー変位計をそれぞれ取付け、片方または両方のアーム部を移動させることにより、片方または両方のレーザー変位計を移動させる装置構成としている。従って、レーザー変位計の位置制御をアーム部の位置制御で行うことができ、装置構成を簡単にすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記タイヤを回転させる機構を有することを特徴とする。
これにより、タイヤ全周にわたってタイヤ周方向の厚さ分布を容易に短時間で測定することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、両方の前記レーザー変位計を片方ずつでそれぞれ保持するように前記アーム部が互いに平行に延び出している断面コの字状のレーザー変位計保持部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
これにより、２個のレーザー変位計の互いの間隔を簡易な構成で一定にして、厚さ分布を求めるための演算処理を簡単にすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、一方のレーザー変位計をタイヤ内面側に、他方のレーザー変位計をタイヤ外面側に、互いに向かい合うようにそれぞれ配置し、片方または両方の前記レーザー変位計を移動させてタイヤの厚さ分布を測定することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、このように、２個のレーザー変位計を互いに向かい合うように、タイヤ内面側及びタイヤ外面側にそれぞれ配置している。従って、タイヤ内面側のレーザー変位計からタイヤ内側表面までの距離と、タイヤ外面側でのレーザー変位計からタイヤ外側表面までの距離と、をレーザー変位計の互いの距離から差し引くことによって、レーザー変位計で挟まれたタイヤ部分の厚み（ゲージ）を求めることができる。従って、タイヤの断面の厚さ分布を非破壊で連続的に短時間で測定することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記タイヤを回転させながら測定することを特徴とする。
これにより、タイヤ全周にわたってタイヤ周方向の厚さ分布を容易に短時間で測定することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項３記載のタイヤの断面の厚さ分布測定装置を用い、タイヤ内面側の前記レーザー変位計を回転中心にして前記レーザー変位計保持部を回転させ、少なくともショルダー部の断面の厚さ分布を測定することを特徴とする。
【００１６】
これにより、タイヤ全周のショルダー部の厚み（ゲージ）を連続にかつ短時間で測定することが可能である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、ショルダー部の断面の厚さ分布を測定する前後で、タイヤ内面側の前記レーザー変位計を回転中心にして前記レーザー変位計保持部を回転させてサイドウォール部の断面の厚さ分布を測定することを特徴とする。
【００１８】
これにより、ショルダー部での測定に続いてサイドウォール部での厚さ分布の測定も行うことができ、効率的である。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、タイヤ内面側の前記レーザー変位計とタイヤ外面側の前記レーザー変位計とを平行に移動させてトレッド部の厚さ分布を測定することを特徴とする。
【００２０】
これにより、タイヤ全周のトレッド部の厚み（ゲージ）を連続にかつ短時間で測定することが可能である。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項３記載のタイヤの断面の厚さ分布測定装置を用い、タイヤ内面側の前記レーザー変位計を回転中心にして前記レーザー変位計保持部を回転させ、ショルダー部及びサイドウォール部の断面の厚さ分布を測定することと、タイヤ内面側の前記レーザー変位計とタイヤ外面側の前記レーザー変位計とを平行に移動させてトレッド部の厚さ分布を測定することと、を行って、タイヤ断面全体の厚さ分布を測定することを特徴とする。
【００２２】
これにより、効率的かつ短時間にタイヤ全周の厚み（ゲージ）を測定することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、タイヤの断面の厚さ分布を非破壊で連続的に測定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２５】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るタイヤ断面の厚さ分布を測定する厚さ分布測定装置１０の模式的な側面図である。本実施形態では、厚さ分布の測定対象のタイヤ（空気入りタイヤ）１１を載置する載置台１２と、この厚さ分布測定装置１０とを用いる。
【００２６】
載置台１２は、タイヤ１１を水平に載置するように、言い換えればタイヤ回転軸方向が上下方向に向くように、タイヤ１１を載置するようになっている。
【００２７】
また、載置台１２は、載置したタイヤ１１をタイヤ回転軸回りに回転させることが可能なように、モータ等を用いた回転機構１３を備えている。そして、載置台１２は、エンコーダ（図示せず）で回転情報（例えば角度情報）を得るようになっている。
【００２８】
厚さ分布測定装置１０は、側面視コの字状のレーザー変位計保持体１４を備えている。このレーザー変位計保持体１４は、互いに平行に延びるアーム部１４Ｉ、１４Ｅと、アーム部１４Ｉ、１４Ｅの基端部に連続してアーム部１４Ｉ、１４Ｅを支える支持部１４Ｊと、で構成される。
【００２９】
また、厚さ分布測定装置１０は、アーム部１４Ｉの先端部１６Ｉに取付けられたレーザー変位計２０Ｉと、アーム部１４Ｅの先端部１６Ｅに取付けられたレーザー変位計２０Ｅと、を備えている。レーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅは、互いに向かい合うように取付けられている。本実施形態では、測定対象のタイヤ１１が載置台１２に載置された後、レーザー変位計２０Ｉがタイヤ内面側に、レーザー変位計２０Ｅがタイヤ外面側に配置される構成になっている。
【００３０】
また、厚さ分布測定装置１０は、装置制御や測定データの演算処理を行うパーソナルコンピュータ（図示せず）を備えている。従って、レーザー変位計２０Ｉで計測されたデータの処理（すなわちレーザー変位計２０Ｉからタイヤ内側表面までの距離の算出）、及び、レーザー変位計２０Ｅで計測されたデータの処理（すなわちレーザー変位計２０Ｅからタイヤ外側表面までの距離の算出）がパーソナルコンピュータ（ＰＴ）によって行われる。なお、パーソナルコンピュータのプログラムでは、タイヤ赤道面とタイヤ回転中心軸との交点を原点Ｃとしており、原点Ｃに対するレーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅの各座標を求めることが可能になっている。
【００３１】
レーザー変位計２０Ｉでのレーザー光２１Ｉの出射口２２Ｉとレーザー変位計２０Ｅでのレーザー光２１Ｅの出射口２２Ｅとの間隔ＬＡは、レーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅの測定可能範囲（測距可能範囲）によって予め決められている。すなわち、レーザー変位計２０Ｉの測定可能範囲２４Ｉとレーザー変位計２０Ｅの測定可能範囲２４Ｅとがオーバーラップするように間隔ＬＡが設定されている。これにより、レーザー変位計２０Ｉに計測されないタイヤ内側表面部分が生じないように、しかも、レーザー変位計２０Ｅに計測されないタイヤ外側表面部分が生じないようにされている。なお、厚さ分布測定装置１０の配置位置は、タイヤサイズに応じてパーソナルコンピュータ（ＰＣ）により自動的に決定されるようになっている。
【００３２】
また、本実施形態では、レーザー変位計保持体１４をタイヤ径方向Ｕに直線移動させることができる構成になっている。この直線移動はパーソナルコンピュータによって制御されている。レーザー変位計保持体１４のこの直線移動によって、測定対象のタイヤ１１について、ビード部１１Ｂ及びサイドウォール部１１Ｓの厚さ分布を連続的に高精度で測定することができる。なお、測定間隔（時間的な刻み幅）は、パーソナルコンピュータに可変に設定し得るようになっている。
【００３３】
このように、本実施形態では、アーム部１４Ｉ、１４Ｅの先端部にそれぞれレーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅを取付けているので、レーザー変位計２０Ｉとレーザー変位計２０Ｅとの間隔ＬＡが常に一定である。従って、レーザー変位計２０Ｉで計測されたデータ（レーザー変位計２０Ｉからタイヤ内側表面までの距離であり、図１に示す距離ＬＩ）、及び、レーザー変位計２０Ｅで計測されたデータ（レーザー変位計２０Ｅからタイヤ外側表面までの距離であり、図１に示す距離ＬＥ）を間隔ＬＡから減算処理させることをパーソナルコンピュータに行わせることによって、タイヤ１１の厚みを簡単に求めることができる。
【００３４】
また、レーザー変位計保持体１４をタイヤ径方向に直線移動させて厚さ分布を測定することができるので、測定点毎ではなくタイヤ周方向断面で連続して厚さ分布を測定するこができる。従って、タイヤ周方向断面での厚さ分布を非破壊で連続して短時間で測定することができる。
【００３５】
また、このように非破壊で測定することができるので、測定を終えたタイヤを他の性能試験等に使用することが可能である。
【００３６】
また、２本のアーム部１４Ｉ、１４Ｅの先端部にレーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅをそれぞれ取付けてレーザー変位計保持体１４をタイヤ径方向に直線移動させて厚さ分布を測定している。従って、レーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅの位置制御をそれぞれアーム部１４Ｉ、１４Ｅの位置制御で行うことができ、装置構成を簡単にすることができる。
【００３７】
また、載置台１２でタイヤ１１を回転させた状態でタイヤ１１の厚さ分布を測定することができる。従って、タイヤ全周にわたってタイヤ周方向の連続した厚さ分布（ビード部１１Ｂの周方向厚さ分布、及び、サイドウォール部１１Ｓの周方向厚さ分布）を容易に短時間で測定することができる。なお、本実施形態では、レーザー変位計保持体１４を停止させた状態でタイヤ一回転分の厚みデータを取得し、レーザー変位計保持体１４の位置をタイヤ径方向外側に移動させて次の半径位置における厚さ分布を測定することを順次行うことができる。
【００３８】
また、パーソナルコンピュータのプログラムでは、タイヤ赤道面とタイヤ回転軸との交点を原点Ｃとしており、原点Ｃに対するレーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅの各座標を求めることが可能になっている。従って、タイヤ全体の空間座標を求めることで、タイヤ全周の厚み（ゲージ）を測定することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図２に示すように、本実施形態では、タイヤ内面側のレーザー変位計２０Ｉの出射口２２Ｉを回動中心にしてレーザー変位計保持体１４を、タイヤ半径方向と直交する水平軸回り（図２のＲ方向）に回動させることができる構成になっている。この回動はパーソナルコンピュータによって制御されている。
【００４０】
本実施形態では、載置台１２によるタイヤ１１の回転を停止した状態で、出射口２２Ｉ回りにレーザー変位計保持体１４を回転させてショルダー部１１Ｒの厚さ分布を測定する。これにより、ショルダー部１１Ｒのように断面形状が急峻なカーブを描いても、計測誤差の増大を抑えつつ厚さ分布を高精度で測定することができる。
【００４１】
なお、ショルダー部１１Ｒの厚さ分布を測定する前後の工程で、レーザー変位計２０Ｉを回転中心にしてレーザー変位計保持体１４を回転させてサイドウォール部１１Ｓの断面の厚さ分布を測定してもよい。これにより、ショルダー部１１Ｒの厚さ分布の測定前後でサイドウォール部１１Ｓの厚さ分布の測定も行うことができ、効率的である。
【００４２】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図３に示すように、本実施形態では、レーザー変位計保持体１４がタイヤ回転軸方向Ｖに移動可能とされている。本実施形態では、レーザー変位計保持体１４をタイヤ回転軸方向Ｖに直線移動させながらトレッド部１１Ｔの厚さ分布を計測する。この移動では、レーザー変位計２０Ｉ、２０Ｅが平行に移動する。
【００４３】
これにより、測定点毎ではなくタイヤ径方向断面で連続してトレッド部１１Ｔの厚さ分布を測定するこができる。すなわち、タイヤの断面の厚さ分布を非破壊でタイヤ幅方向に連続して短時間で測定することができる。なお、本実施形態では、レーザー変位計保持体１４を停止させた状態でタイヤ幅方向の厚みデータを取得し、レーザー変位計保持体１４の位置をタイヤ周方向に移動させて次の周方向位置における厚さ分布を測定することを順次行うことができる。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、レーザー変位計保持体１４を直線移動や回転移動させて、レーザー変位計保持体１４をＵ１方向（図１参照）に直線移動させて第１実施形態で説明した方法でビード部１１Ｂ及びサイドウォール部１１Ｓの厚さ分布を順次測定し、これに続いてレーザー変位計保持体１４をＲ１方向（図２参照）に回転移動させて第２実施形態に説明した方法でショルダー部１１Ｒの厚さ分布を測定し、更にこれに続いてレーザー変位計保持体１４をＶ１方向（図３参照）に直線移動させて第３実施形態に説明した方法でトレッド部１１Ｔの厚さ分布を測定する。トレッド部１１Ｔの厚さ分布の測定では、図３に示すように、レーザー変位計保持体１４の下方側移動限界Ｇに到達するまでレーザー変位計保持体１４を移動させる。
【００４５】
更に、タイヤ１１を反転させて載置台１２に載置し、同様にしてビード部１１Ｂ、サイドウォール部１１Ｓ、トレッド部１１Ｔの厚さ分布を順次測定する。
【００４６】
測定後、各領域（ビード部１１Ｂ、サイドウォール部１１Ｓ、ショルダー部１１Ｒ、サイドウォール部１１Ｓ）における位置データをパーソナルコンピュータで繋ぎ合わせることにより、一本分のタイヤ１１としての厚さ分布のデータを容易に取得することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、Ｕ１、Ｒ１、Ｖ１方向とは逆方向にレーザー変位計保持体１４を移動させることによって、トレッド部１１Ｔからショルダー部１１Ｒ、サイドウォール部１１Ｓを経てビード部１１Ｂまでの厚さ分布を連続的に測定することが可能である。
【００４８】
本実施形態では、このようにして、タイヤ断面全体の厚さ分布を短時間で簡易に測定することができる。例えば、従来の方法では、タイヤの断面を１度刻みの角度毎で測定した場合、最新のＣＴスキャン装置を用いても通常の乗用車用タイヤ１本あたりの計測に約１８０分かかってしまっていたものが、本実施形態により、１本当たり４０分程度で厚さ分布を測定できる。
【００４９】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態で、タイヤの厚さ分布を測定することを説明する模式的な側面断面図である。
【図２】第２実施形態で、タイヤの厚さ分布を測定することを説明する模式的な側面断面図である。
【図３】第３実施形態で、タイヤの厚さ分布を測定することを説明する模式的な側面断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    厚さ分布測定装置（タイヤの断面の厚さ分布測定装置）
１１    タイヤ
１１Ｒ  ショルダー部
１１Ｓ  サイドウォール部
１１Ｔ  トレッド部
１３    回転機構（機構）
１４    レーザー変位計保持体（レーザー変位計保持部）
１４Ｉ  アーム部
１４Ｅ  アーム部
２０Ｉ  レーザー変位計
２０Ｅ  レーザー変位計
【図１】
2008196881.tif 000003
【図２】
2008196881.tif 000004
【図３】
2008196881.tif 000005