(57)【要約】【課題】局所的な凹凸の異常を検出することのできるタイヤ検査装置を提供する。【解決手段】タイヤ検査装置は、タイヤの回転下で、トレッド外表面の半径方向位置を測定する位置センサから取り込まれたデータの周方向変化から、トレッド表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を具える。【選択図】図２
2005181253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着した検査用リムを回転するリム回転手段と、所定の位置に取付けられ、トレッド外表面の半径方向位置を測定する位置センサとを具えたタイヤ検査装置において、
タイヤの回転下で前記位置センサから所定サンプリングタイムで前記半径方向位置データを取り込み、その半径方向位置の周方向変化から、トレッド表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を具えてなるタイヤ検査装置。
【請求項２】
半径方向位置データを取り込む時点でのタイヤ回転角度を横軸に、取り込まれた半径方向位置データを縦軸にして、位置センサから取り込まれたデータをプロットしてできる波形を半径方向位置波形と呼び、この半径方向位置波形において、相前後する二つのデータの差となる変分に関し、正負一方の符号の変分の出現の後、他方の符号の変分が所定回数連続して現れ始める点をピーク開始点とし、ピーク開始点の出現の後、一方の符号の変分が所定回数連続して現れ始める点をピーク点とし、ピーク点の出現の後、他方の符号の変分が所定回数連続して現れ始める点をピーク終了点として、ピーク点を含むピーク開始点からピーク終了点までの領域をピーク部分と呼ぶとき、前記凹凸検出手段は、前記半径方向位置波形からその一次調和成分を抽出し、抽出された一次調和成分を元の半径方向位置変化波形から差し引いた差分波形を求め、この差分波形から、３６０度のタイヤ回転角度範囲にあるすべてのピーク部分を抽出してそれらの幅と高さとを求め、これらの幅および高さの両方が予め定められた所定範囲に含まれる場合、異常凹凸を検出した旨の信号を出力する処理を行うものとする請求項１に記載のタイヤ検査装置。
【請求項３】
前記半径方向位置波形から一次調和成分を抽出し、その振幅からランナウトを求めるランナウト測定手段を具えてなる請求項１もしくは２に記載のタイヤ検査装置。
【請求項４】
前記位置センサは、トレッド幅方向中央部、および、両ショルダ部を含む、少なくとも三カ所における前記半径方向位置を測定するものである請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを装着した検査用リムを回転する手段と、トレッド外表面の半径方向位置を測定する位置センサとを具えたタイヤ検査装置に関し、この半径方向位置の周方向変化からトレッド表面の凹凸を検出するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤを装着した検査用リムを回転するリム回転手段と、所定の位置に取付けられ、トレッド外表面の半径方向位置を測定する位置センサとを具えたタイヤ検査装置として、タイヤの回転下で前記位置センサから取り込まれた半径方向位置をもとに、その周方向変化の一次調和成分の振幅であるランナウトを測定するタイヤ検査装置が知られており（例えば、特許文献１参照。）、このタイヤ検査装置によれば、このランナウトを測定することによりランナウトの値が所定の範囲にない場合には不合格品として選別することができる。
【特許文献１】特開平７−２４３９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、タイヤに対してより高い品質保証が求められる昨今の情勢において、タイヤの局所的な凹凸を検出することが必要になってきており、例えば、タイヤ一本分に裁断されたトレッドを成型ドラム上で巻回してグリーンタイヤを成型した時に形成されるトレッド接合部において、その幅方向一部分が他の部分より厚かったり薄かったりする場合があり、このようなトレッド接合部における不均一は、このタイヤが加硫されても凹凸として残り応力集中による故障を招くおそれがあるので、人の感応によって凹凸の検査を行っているものの、人手による検査は能率が悪く、また、その信頼性の程度を測ることが難しく問題となっている。
【０００４】
しかしながら、先に述べた、従来のタイヤ検査装置では、トレッド表面の半径方向位置の周方向変化からタイヤのランナウトを検出することができるものの、このような、トレッド表面の局所的な凹凸を検出することができず、前出の人手による凹凸検査の自動化に供することができなかった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、局所的な凹凸の異常を検出することのできるタイヤ検査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】
【０００６】
＜１＞本発明は、タイヤを装着した検査用リムを回転するリム回転手段と、所定の位置に取付けられ、トレッド外表面の半径方向位置を測定する位置センサとを具えたタイヤ検査装置において、
タイヤの回転下で前記位置センサから所定サンプリングタイムで前記半径方向位置データを取り込み、その半径方向位置の周方向変化から、トレッド表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を具えてなるタイヤ検査装置である。
【０００７】
＜２＞本発明は、＜１＞において、半径方向位置データを取り込む時点でのタイヤ回転角度を横軸に、取り込まれた半径方向位置データを縦軸にして、位置センサから取り込まれたデータをプロットしてできる波形を半径方向位置波形と呼び、この半径方向位置波形において、相前後する二つのデータの差となる変分に関し、正負一方の符号の変分の出現の後、他方の符号の変分が所定回数連続して現れ始める点をピーク開始点とし、ピーク開始点の出現の後、一方の符号の変分が所定回数連続して現れ始める点をピーク点とし、ピーク点の出現の後、他方の符号の変分が所定回数連続して現れ始める点をピーク終了点として、ピーク点を含むピーク開始点からピーク終了点までの領域をピーク部分と呼ぶとき、前記凹凸検出手段は、前記半径方向位置波形からその一次調和成分を抽出し、抽出された一次調和成分を元の半径方向位置変化波形から差し引いた差分波形を求め、この差分波形から、３６０度のタイヤ回転角度範囲にあるすべてのピーク部分を抽出してそれらの幅と高さとを求め、これらの幅および高さの両方が予め定められた所定範囲に含まれる場合、異常凹凸を検出した旨の信号を出力する処理を行うものとするタイヤ検査装置である。
【０００８】
＜３＞本発明は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記半径方向位置波形から一次調和成分を抽出し、その振幅からランナウトを求めるランナウト測定手段を具えてなるタイヤ検査装置である。
【０００９】
＜４＞本発明は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記位置センサは、トレッド幅方向中央部、および、両ショルダ部を含む、少なくとも三カ所における前記半径方向位置を測定するものであるタイヤ検査装置である。
【発明の効果】
【００１０】
＜１＞の発明によれば、凹凸検出手段を具えるので、局所的な凹凸の異常を検出することができる。
【００１１】
＜２＞の発明によれば、上述のような処理を行うので、問題となりうるトレッド表面の凹凸を検出することができる。
【００１２】
＜３＞の発明によれば、ランナウト測定手段を具えるので、一つのリム回転手段と、一つの位置センサとを用いて、ランナウトとトレッド表面凹凸の両方を検出することができ、これらを別個に設けた場合に対比して設備コストを大幅に低減することが出きる。
【００１３】
＜４＞の発明によれば、トレッド幅方向中央部、および、トレッド厚みがもっとも厚く、そのためトレッド接合の不均一が発生しやすい両ショルダ部を含む、少なくとも三カ所における前記半径方向位置を測定することができるので、トレッドの幅方向の広い範囲にわたって凹凸を検出することができ、品質保証をより確実なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は本発明に係る実施形態のタイヤ検査装置を示すものであり、図１（ａ）はその正面図、図１（ｂ）は平面図である。タイヤ検査装置１は、検査対象となるタイヤＴを装着した検査用リムＲを回転させる、例えばサーボモータよりなるリム回転手段２と、トレッド表面上の点の半径方向位置を測定する位置センサ３、４とを具える。これらの位置センサ３、４は、図に示すところにおいては、検出ローラ３ａ、４ａをタイヤトレッド表面に当接させ、検出ローラ３ａ、４ａの当接面の、所定位置からの半径方向変位量を検出するような接触式のもので構成され、この変位量からトレッド表面の半径方向位置を算出することができる。なお、図中５は、リム回転手段２と位置センサ３、４とを搭載する共通ベッドを示す。
【００１５】
位置センサ３はタイヤトレッドの幅方向中央における半径方向位置を測定するものであり、他の二つの位置センサ４はそれぞれ、左右のショルダ部の半径方向位置を測定するものである。ここで、ショルダ部の半径位置を測定する位置センサ４は、タイヤのサイズに応じて、サイズ毎に予め定められたショルダ部の幅方向位置を測定できるよう、位置センサ４の方向と位置とを調整できるよう構成される。なお、図においては、接触式の位置センサを示したが、非接触式のものを用いることもできる。
【００１６】
図２は、リム回転手段によりタイヤを回転させて、タイヤ回転下でのトレッド部表面の半径方向位置データを取り込んで異常凹凸を検出するとともにランナウトを測定してランナウトの異常を検出する処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示した処理は、３個のセンサ３、４のそれぞれについて行われる処理であり、以下に、トレッドの幅方向中央に対応する位置センサ３からのデータに基づいて行われる処理を例にとって説明する。まず、ステップｓ１で、リム回転手段２によりタイヤＴを回転させ、その回転下で検出ローラ３ａをトレッド表面に当接させ、所定サンプリングタイムで、各位置センサ３からトレッド表面の半径方向位置データを入力するとともに、図示しないタイヤ回転角度センサからタイヤの回転角度を表わすデータを入力する。タイヤ一周分に対応するデータ数としては、３０００〜６０００個とするのが、多大の処理時間を要することなく所要の凹凸検出の精度を確保する上で好ましい。
【００１７】
ステップｓ２では、サンプリングタイムの間隔毎に取り込んだそれぞれのデータから、縦軸にトレッド表面の半径方向位置を、横軸にタイヤ回転角度をとって、タイヤ一回転分に対応するトレッド表面の半径方向位置波形を算出するが、位置センサ３から取り込んだデータがトレッド表面の位置そのものであり、タイヤ回転角度センサから取り込んだデータがタイヤの回転角度そのものある場合は、ステップｓ２を省略することができる。図３（ａ）に示す波形ＣＶ１は、半径方向位置波形の一例である。
【００１８】
続いて、ステップｓ３では、ノイズ除去処理を行う。この処理は、所定の凹凸以外のものをノイズとしてノイズによって所定の凹凸検出性能が低下することを防止するためのもので、例えば、ＦＦＴ処理によってトレッドパターン等によって生じる高周波数成分をカットしてノイズを除去する。図３（ｂ）に示す波形ＣＶ２は、図３（ａ）の半径方向位置波形ＣＶ１をノイズ除去処理を施した波形を示す。
【００１９】
続いて、ステップｓ４で、フーリエ演算処理により、図４（ａ）に示すように、ノイズを除去した波形ＣＶ２からその一次調和成分ＣＶ３を算出し、ステップｓ５で、図４（ｂ）に示すような、波形ＣＶ２からＣＶ３を差し引いた差分波形ＣＶ４を算出する。続いて、ステップｓ６で、図５（ａ）で示す、差分波形ＣＶ４の最小値をオフセット量Ｆとして、差分波形ＣＶ４からこのオフセット量Ｆを差し引くオフセット処理を行って、図５（ｂ）に示す波形ＣＶ５を得る。
【００２０】
次に、ステップｓ７で、ピーク検出処理を行う。この処理は、図６に示すように、相前後する二つのデータの差となる変分に関し、正負一方の符号の変分δ１の出現の後、他方の符号の変分δ２が所定回数連続して現れ始める点をピーク開始点Ｐ１とし、ピーク開始点Ｐ１の出現の後、一方の符号の変分δ３が所定回数連続して現れ始める点をピーク点Ｐ０とし、ピーク点Ｐ０の出現の後、他方の符号の変分δ４が所定回数連続して現れ始める点をピーク終了点Ｐ２として、これらの点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２を検出する処理を行うとともに、これらの点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２のすべてが検出された場合には、ピーク点Ｐ０を含むピーク開始点Ｐ１からピーク終了点Ｐ２までの領域をピーク部分として特定する処理を行う。
【００２１】
なお、変分とは、所定サンプリングタイムで相前後する二つのデータの差分をいい、正の変分とは、後のデータが前のデータより大きいものをいい、図６の場合は、負の変分を、一方の符号の変分とするピーク部分を示す。
【００２２】
さらに、上記手順によってピーク部分を抽出したのち、前記ピーク開始点Ｐ１を仮ピーク開始点とし、前記ピーク終了点Ｐ１を仮ピーク終了点とし、これらの仮ピーク開始点および仮ピーク終了点の間の最大値もしくは最小値を与える点をピーク点であると再定義しなおし、再定義されたピーク点から、仮ピーク開始点の方に向かってサーチして、一方の符号の変分δ１の後、他方の符号の変分δ２が所定回数連続して現れ始める点をピーク開始点と再定義しなおし、また、再定義されたピーク点から、仮ピーク終了点の方に向かってサーチして、一方の符号の変分δ４が所定回数連続して現れ始める点をピーク終了点と再定義しなおしてもよく、このことにより、ピーク部分の抽出をより確実に行うことができる。
【００２３】
ピークが検出された場合、ステップｓ８〜ｓ１１において、所定の値Ｗ１、Ｗ２およびＨに対して、ピークの幅が下限値Ｗ１を越えるとともに上限値Ｗ２未満でであり、かつピークの高さがＨを越えた範囲にあるかをチェックし、もしピークがその範囲内であるならば、ｓ１１に示すように異常凹凸処理を行う。異常凹凸処理ｓ１１は、例えば、ピークの高さと幅、ピークに対応するタイヤ回転角度、タイヤ識別符号等を図示しない表示装置に出力するとともに、このタイヤを異常タイヤとしてラインの外に排出すべきとの命令を出力する処理を意味する。
【００２４】
また、ここで、ピークの高さは、ピーク点と、ピーク開始点もしくはピーク終了点との高さ方向の差として定義され、一方ピークの幅は、ピーク開始点とピーク終了点との幅方向の差として定義されるものとする。
【００２５】
そして、このピーク検出処理ｓ７からステップｓ１１までの処理は、ステップｓ１２で示すように、タイヤの回転角度３６０度の全領域について行う。
【００２６】
続いて、ステップｓ４で求めた一次調和成分から、ステップｓ１３で示すように、その振幅として算出されるランナウトを求め、ステップｓ１４で示すように、このランナウトが所定の上限値ＲＲ１を越えるものである場合には、ステップｓ１５で示す異常ランナウト処理を行うが、この異常ランナウト処理は、例えば、ランナウトの値、ランナウトの位相、タイヤ識別符号等を表示装置に出力するとともに、このタイヤを異常タイヤとしてラインの外に排出させる命令を出力する処理を意味する。
【００２７】
なお、図２に示すｓ１〜ｓ１５のステップのうち、ｓ１〜ｓ１２のステップは、凹凸検出処理手段が処理を行い、ｓ１３〜ｓ１５は、ランナウト測定手段が処理を行うものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る実施形態のタイヤ検査装置を示す正面図および平面図である。
【図２】タイヤ検査装置の行う処理を示すフローチャートである。
【図３】半径方向位置波形と、この波形をノイズ除去処理した波形とを示す図である。
【図４】一次調和成分の波形と、差分波形とを示す図である。
【図５】オフセット処理を施した差分波形を示す図である。
【図６】ピーク検出処理を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  タイヤ検査装置
２  リム回転手段
３、４  位置センサ
３ａ、４ａ  検出ローラ
５  共通ベッド
【図１】
2005181253.tif 000003
【図２】
2005181253.tif 000004
【図３】
2005181253.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005181253.tif 000007
【図６】
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