JP2000343915A - タイヤの断面構造測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タイヤの断面構造を自動的に、かつ高速に測定
し得るタイヤの断面構造測定方法及び測定装置を提供す
る。 【解決手段】１点を支点として開閉可能なリング状の外
面走査軌道４に対し、先端に取り付けた変位測定センサ
等を直線状及び円形状に移動可能な機構を取り付けた直
線走査軌道５、６を固定する。上記直線走査軌道５、６
を固定した外面走査軌道４は、測定装置架構３に搭載
し、水平方向及び上下方向に移動可能に保持する。デー
タ処理・制御ユニット７は、各センサから検出されたデ
ータを処理し、その処理データに基づいて上記機構の動
作を制御する。そして、上記リング状の外面走査軌道４
内に被測定タイヤ１を位置決めし、データ処理・制御ユ
ニット７の制御に基づいて、タイヤ１の円周方向に直交
する断面の形状や、断面内部の構成材の位置や分布を測
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの製造ライ
ン中で使用されるタイヤの円周方向に直交する断面での
外形、外表面から内部構成材料であるスチールコードま
でのゴムの厚さの測定、及びスチールコードの配列の一
様さ等を測定するタイヤの断面構造測定方法及び測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、本発明の適用対象であるタイヤ
の断面構造の説明図である。一般にタイヤ１は主として
スチールコード１１とゴム１２から構成されており、ス
チールコード１１はタイヤ１の回転方向、及びこれに直
交する方向に一様なピッチで配列され、この表面を多層
構造のゴム１２で覆って構成されている。このゴム１２
の厚さは直交方向断面の各部において異なり、各部位で
固有の厚さを持たせるように設計、製作されている。製
作された製品は例えば抜き取り検査により、ゴム１２の
厚さを超音波厚さ計により、スチールコード１１の配列
の一様さをＸ線撮影により観察し、品質の維持、保証を
行っている。何れの場合も、例えば直径３〜５ｍに及ぶ
タイヤ１についてこの測定を行うことは、時間的、経済
的に多くが必要とされ、この為、高速化、自動化が必要
とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来では、上記のよう
に製作された製品を例えば抜き取り検査により、ゴム１
２の厚さを超音波厚さ計により計測し、また、スチール
コード１１の配列の一様さをＸ線撮影により観察し、品
質の維持、保証を行っている。しかし、何れの場合も、
例えば直径３〜５ｍに及ぶ大きなタイヤについて、この
測定を行うことは、測定にかなりの時間を必要とし、経
済的にも大きな負担となる。

【０００４】このためタイヤの断面構造を自動的に、か
つ高速に測定できるタイヤの断面構造測定装置が要望さ
れている。

【０００５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、タイヤの断面構造を自動的に、かつ高速に
測定し得るタイヤの断面構造測定方法及び測定装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、タイヤの
断面構造測定方法において、タイヤの円周方向に直交す
る断面の内側、外側の形状を接触型、非接触型変位セン
サによって内側形状、外側形状を各々独立に測定し、測
定データを合成することによって断面形状を求め、この
断面内の任意の位置についてゴムの表面から内部のスチ
ールコードまでの深さを測定し、また、ゴムの表面から
内部のスチールコードの配列の一様さを検出し、これら
の測定結果を前記測定による断面形状測定データに合成
してタイヤ断面構造を測定することを特徴とする。

【０００７】第２の発明は、タイヤの断面構造測定装置
において、リング状を成し、この円周上の特定部位を支
点として、概略対向する円周上の位置から２分割に開閉
可能な構造を有する外面走査軌道と、この軌道上の一端
に固定して設けられ、その先端が外面走査軌道の円中心
に移動可能な第１の直線型走査軌道と、軌道上の任意の
位置に移動可能でその先端が外面走査軌道の円中心に移
動可能な第２の直線型走査軌道と、前記第１の直線型走
査軌道の先端には、回転が可能で、先端に被測定タイヤ
との間隔を検出する変位センサ、タイヤ表面下のスチー
ルコードまでの深さを測定する超音波厚さ測定センサ、
スチールコードの並びを検出する電磁誘導型センサの３
種類のセンサを備えたセンサ送り機構を設けると共に、
前記第２の直線型走査機構の先端に前記第１の直線型走
査軌道と同様な３種類のセンサを設け、前記外面走査軌
道を開いて被測定タイヤを挟み込んだ後、該外面走査軌
道を閉じ、前記第１の直線走査軌道及びセンサ送り機
構、センサ回転機構、３種類のセンサを作動させること
により、タイヤの円周方向に直交する断面の形状、及び
タイヤ表面下のスチールコードまでの深さ、スチールコ
ードの並びの一様さを検出すると共に、前記第２の直線
走査軌道を外面走査軌道に沿って円形に移動させ、タイ
ヤの円周方向に直交する断面の形状、スチールコードま
での深さ、スチールコードの並びの一様さを検出し、こ
れらのデータを合成してタイヤ断面の形状、内部構成物
の状態を測定する測定手段とを具備したことを特徴とす
る。

【０００８】第３の発明は、前記第２の発明に係るタイ
ヤの断面構造測定装置において、タイヤの回転中心軸に
水平な方向、及び垂直な方向に移動可能な架構に搭載
し、円形をなす外面走査軌道の中心がタイヤの回転中心
を通る軸上に設置する機構を設けたことを特徴とする。

【０００９】第４の発明は、前記第２の発明に係るタイ
ヤの断面構造測定装置において、第１及び第２の直線型
走査軌道の先端に走査量が検出可能なレーザ変位測定セ
ンサをそれぞれ搭載し、レーザ変位センサの測定範囲内
に被測定面が位置するように第１及び第２の直線型走査
軌道を移動させ、レーザ変位センサの指示値及び直線走
査軌道の移動量から被測定面の形状を測定することを特
徴とする。

【００１０】第５の発明は、前記第２の発明に係るタイ
ヤの断面構造測定装置において、２個の矩形コイルを組
み合わせ、形状選択性を持たせた電磁誘導型センサでタ
イヤ表面を走査し、検出された信号のレベル変化によっ
てタイヤ内部のスチールコードの配列の均一性を検出す
ることを特徴とする。

【００１１】第６の発明は、タイヤ表面下におけるスチ
ールコードの深さを測定するタイヤの断面構造測定方法
において、超音波が被測定面に直角に入射する第１の超
音波厚さ測定センサと、前記被測定面に対する超音波の
入射角及びセンサ間隔が可変可能な第２及び第３の超音
波厚さ測定センサとを備え、前記第１の超音波厚さ測定
センサによってタイヤ表面からスチールコードまでの超
音波伝搬時間を測定し、前記第２及び第３の超音波厚さ
測定センサによって入射角とセンサ間隔を変化させてス
チールコードからの反射波が最大となる入射角とセンサ
間隔、及び伝搬時間を測定し、これらの測定値からタイ
ヤ表面下におけるスチールコードの深さを測定すること
を特徴とする。

【００１２】第７の発明は、タイヤの断面構造測定装置
において、タイヤ表面下におけるスチールコードの深さ
を測定するタイヤの断面構造測定装置において、超音波
が被測定面に直角に入射する第１の超音波厚さ測定セン
サと、前記被測定面に対する超音波の入射角及びセンサ
間隔が可変可能に保持される第２及び第３の超音波厚さ
測定センサと、前記第１の超音波厚さ測定センサによっ
てタイヤ表面からスチールコードまでの超音波伝搬時間
を測定し、前記第２及び第３の超音波厚さ測定センサに
よって入射角とセンサ間隔を変化させてスチールコード
からの反射波が最大となる入射角とセンサ間隔、及び伝
搬時間を測定し、これらの測定値からタイヤ表面下にお
けるスチールコードの深さを測定する測定手段とを具備
したことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図２は、本発明の第１実施形態に
係るタイヤの断面構造測定装置の全体構成図である。本
発明に係るタイヤの断面構造測定装置は、１点を支点と
して開閉可能なリング状の外面走査軌道４と、これに固
定され先端に取り付けた変位測定センサ等を直線状及び
円形状に移動可能な機構を取り付けた直線走査軌道５、
６と、上記直線走査軌道５、６が固定されたリング状の
外面走査軌道４を搭載し、水平方向及び上下方向への移
動機構を備えた測定装置架構３、及び各センサの検出デ
ータを処理し、その処理データに基づいて上記機構の動
作を制御するデータ処理・制御ユニット７から構成さ
れ、リング状の外面走査軌道４内に試験対象である被測
定タイヤ１を位置決めし、タイヤ１の円周方向に直交す
る断面の形状や、断面内部の構成材の位置や分布を測定
するものである。

【００１４】図２に示すように、被測定タイヤ１は、矢
印ａで示す測定器方向に移動可能な機能を有するタイヤ
回転機構２に搭載され、連続的に回転されている。上記
測定装置架構３には、非対称に２分割された円形をなす
外面走査軌道４が取り付けられている。この外面走査軌
道４は、２分割された円形の接続部を中心として電気モ
ータ３１や空気圧、油圧などにより開閉する機能を有す
る。更に、測定装置架構３は、水平方向移動用モータ３
２により外面走査軌道４をタイヤ１の回転中心軸と平行
で水平方向へ移動可能で、かつ垂直方向移動用モータ３
３で駆動される昇降機構３４によって垂直方向にも移動
することが出来る。

【００１５】上記外面走査軌道４には、２本の直線走査
軌道５及び直線走査軌道６が取り付けられている。これ
らの直線走査軌道５、６は、各々駆動モータ５１、駆動
モータ６１によって円形をなす外面走査軌道４の中心方
向に向かって、任意に移動可能であると共に、その移動
量は各々エンコーダ５２、６２により検出されて既知と
なる。

【００１６】図３は、円形走査軌道の動作説明図であ
る。上記直線走査軌道５は、図３に示すように非対称に
分割された外面走査軌道４の一方の端部に固定されてお
り、直線走査軌道６は外面走査軌道４上を周方向移動用
駆動モータ６３により任意に移動可能である。円形をな
す外面走査軌道４上を移動する直線走査軌道６の位置
は、これに設けられた円周方向位置検出エンコーダ６４
により検出されて既知となる。データ処理・制御ユニッ
ト７は、これらのセンサによって得られる情報や機構部
の動作の情報を入力とし、各構成機器を制御、操作する
と共に検出された信号を処理し、タイヤ断面構造の測定
データを出力する。

【００１７】図４は、直線走査軌道５の先端部の構成を
示したものである。この直線走査軌道５の先端部には、
電気モータや空気圧、油圧等で動作するセンサ回転機構
５３、センサ送り機構５４、センサ切り替え機構５５が
取り付けられ、これらの動作は各々、回転角度、送り込
み量、センサの種類に応じた信号を出力する信号発振器
５３１、５４１、５５１を内蔵する。センサ切り替え機
構５５には、３種類のセンサユニット、すなわち、レー
ザ変位センサユニット５６１、超音波厚さ測定センサユ
ニット５６２、接触式電磁誘導型センサユニット５６３
が取り付けられ、外部からの指令信号によりセンサ送り
機構５４の軸上の一定の場所に位置される。

【００１８】図５は、直線走査軌道６の先端部の構成を
示したものである。この直線走査軌道６の先端部には、
電気モータや空気圧、油圧等で動作するセンサ切り替え
機構６５が取り付けられ、レーザ変位センサユニット６
５１、超音波厚さ測定センサユニット６５２、接触式電
磁誘導型センサユニット６５３が取り付けられ、外部か
らの指令により直線走査軌道６の軸上の一定の場所に位
置される。センサ切り替え機構６５は選択されたセンサ
の種類に応じた信号を出力する信号発振器６５４を内蔵
する。

【００１９】図４、図５においてセンサ切り替え機構５
５、６５、及びこれに取り付けられた２種類の測定セン
サユニット５６２、６５２及び５６３、６５３は、バネ
力、空気圧等によって作動する押し付け機構５６４、６
５５に取り付けられ、センサ選択指令信号によって選ば
れた種類のセンサがセンサ切り替え機構５５、６５の決
められた位置に移動した後、被測定部分に押し付けられ
る。

【００２０】図６は、レーザ変位センサユニット５６１
（６５１）の外観を示したものである。センサユニット
５６１、６５１内にレーザ変位センサ５６１１、６５１
１を納め、変位センサ先端から一定の範囲内にタイヤ面
が位置すると、この間隔を出力する。

【００２１】図７は超音波厚さ測定センサユニット５６
２（６５２）を示したもので、先端部が柔軟なゴム状の
物質で出来たカップ５６２１（６５２１）の底部に超音
波厚さ測定センサ５６２２〜５６２４（６５２２〜６５
２４）を納め、空気圧、バネ力等により一定の力で測定
部に押し付ける機構５６４（６５５）を有する。また、
カップ内面の側面部に設けられた小穴５６２５（６５２
５）を介して、水を供給・排出し、測定部と超音波厚さ
測定センサとの間の音響結合効率を高められる。上記超
音波厚さ測定センサ５６２２〜５６２４（６５２２〜６
５２４）のうち、５６２２（６５２２）のセンサは測定
面に対し垂直方向から超音波を入射し、５６２３（６５
２３）、５６２４（６５２４）のセンサは各々の間隔を
変化させると共に測定面に対し垂直方向からθ度偏った
斜め方向から超音波を入射するための超音波入射角可変
機構５６２６（６５２６）を有し、タイヤ内部へ超音波
を入射し、スチールコード１１からの反射波を検出し、
タイヤ表面とスチールコード１１までの超音波の伝搬時
間を測定する。

【００２２】図８は接触式電磁誘導型センサユニット５
６３（６５３）を示したものである。このセンサユニッ
ト５６３（６５３）も、空気圧やバネ力等により一定の
力で測定部に押しつける機構５６４（６５５）を有す
る。各センサは各々図に示すような２個の検出コイル５
６３１（６５３１）から構成することによりセンサの走
査方向に対し、平行する方向のスチールコード１１と直
交する方向のスチールコード１１を分離して検出する機
能を有する。

【００２３】上記検出コイル５６３１（６５３１）は、
図９に示すように２個の矩形のコイル、イ、ロから構成
され、これらを互いにブリッジの対辺をなす様に接続さ
れた電磁誘導型センサとして構成される。

【００２４】図１０は、データ処理・制御ユニット７の
基本構成を示したものである。このデータ処理・制御ユ
ニット７は、データ処理ユニット７１と制御ユニット７
２から構成される。データ処理ユニット７１は、各セン
サからの信号を増幅するセンサアンプ７１１、このセン
サアンプ７１１及び制御ユニット７２からのデータを処
理するデータ処理部７１２、処理データを表示する表示
装置７１３及び処理データを出力するプリンタ等の出力
装置７１４からなっている。上記データ処理ユニット７
１は、各種センサからの出力信号を受け取り、データ処
理部７１２で処理してスチールコード１１の位置を含ん
だタイヤ断面プロファイルを作成し、表示装置７１３に
表示すると共にプリンタ等の出力装置７１４により出力
する。

【００２５】また、制御ユニット７２は、駆動機構の位
置検出用センサアンプ７２１、駆動機構制御部７２２、
駆動機構電源７２３からなり、センサアンプ７２１の出
力信号が駆動機構制御部７２２に入力されると共に、デ
ータ処理ユニット７１のデータ処理部７１２へ送られ
る。上記駆動機構制御部７２２は、センサアンプ７２１
の出力信号及びデータ処理部７１２からのデータに基づ
き駆動機構電源７２３を介して図２〜図９に示した装置
の各センサ駆動機構を制御する。

【００２６】次に上記実施形態の具体的な動作について
説明する。上記図２〜図１０に示した構成の装置によ
り、図１１に示す手順で操作が行われ、タイヤ断面プロ
ファイルが測定される。

【００２７】［装置の初期設定］図１１（１）に本装置
の初期状態を示す。直線走査軌道５、及び直線走査軌道
６共に外面走査軌道４の最外周部へ向かって最も移動し
た位置をとり、センサ送り機構５４は直線走査軌道５と
同位置方向に設定され、レーザ変位センサユニット５６
１が選択されている。また、直線走査軌道６は外面走査
軌道４の中央位置に置かれると共に、外面走査軌道４は
タイヤ１が入るに必要十分な大きさに開かれている。

【００２８】更に、外面走査軌道４の円の中心位置がタ
イヤ１の厚さ方向、高さ方向の中心になるように水平方
向移動用モータ３２、垂直方向移動用モータ３３、昇降
機構３４によって概略位置決めされる。

【００２９】［タイヤの外側断面形状の測定］上記初期
状態に設定された測定装置に被測定タイヤ１が移動さ
れ、外面走査軌道４の開口部から内部に入れられる。こ
の過程は直線走査軌道６の先端に取り付けられたレーザ
変位センサ６５１１によって検出され、予め与えられ
た、被測定タイヤ１の断面の外接円のおおよその中心
と、外面走査軌道４の中心がおおよそ一致する位置で被
測定タイヤ１の移動は停止され、図１１（２）に示すよ
うに外面走査軌道４を閉じる。

【００３０】次に、直線走査軌道６は周方向移動用駆動
モータ６３によって図１１（２）に示すように外面走査
軌道４の基準位置ａ点に設定された後、点ａ〜点ｂ〜点
ｃの範囲を移動する。この移動過程で、レーザ変位セン
サ６５１１の測定値がこのセンサ６５１１の測定範囲に
入るように直線走査軌道６を移動し、この移動量をエン
コーダ６２で検出し、レーザ変位センサ６５１１による
測定値とふまえ外面走査軌道４の中心からの距離を求め
ると共に、外面走査軌道４の円周方向における位置を円
周方向位置検出エンコーダ６４により求めることによ
り、被測定タイヤ１の外周断面形状が測定される。

【００３１】［タイヤの内側断面形状の測定］先端にセ
ンサ送り機構５４を介してレーザ変位センサ５６１１が
取り付けられた直線走査軌道５は、センサ回転機構５３
の回転中心が外面走査軌道４の円の中心に位置するよう
に測定装置架構３に設けられた水平方向移動用モータ３
２と共に駆動され、位置決めした後、図１１（３）に示
すようにセンサ回転機構５３を連続的に回転させなが
ら、レーザ変位センサ５６１１の測定値がこのセンサ５
６１１の測定範囲内に入るようにセンサ送り機構５４を
移動させ、この移動量とレーザ変位センサ５６１１によ
る測定値及び回転位置をセンサ送り込み量検出エンコー
ダ５４１、センサ回転位置信号発生エンコーダ５３１に
よって検出することにより、センサ回転機構５３の回転
中心（外面走査軌道４の円の中心）からの被測定タイヤ
１の内側断面形状が既知となる。

【００３２】［タイヤの円周方向に直交する断面形状の
測定］前記のようにして得られた外側断面形状と内側断
面形状の測定結果により、被測定タイヤ１の円周方向に
直交する断面の形状が求められる、更に、被測定タイヤ
１を回転させ、前記同様な操作を繰り返すことにより、
被測定タイヤ１の円周方向の各部における断面形状を測
定することが出来る。

【００３３】［タイヤ表面のゴムの厚さの測定］前述の
測定によってタイヤの円周方向の各位置において、円周
方向に直交する断面の形状が得られると共に、各場所の
座標が明らかとなっている。タイヤ表面からスチールコ
ード１１までの深さの測定はこれら情報をふまえて行わ
れる。

【００３４】一般に超音波による厚さ（Ｔ）の測定は、
次式（イ）で示すように被測定材料に超音波を伝搬させ
た場合の、音速（ｖ）と、この材料中を超音波が伝搬す
る時間（ｔ）から求められる。

【００３５】 Ｔ＝ｖ・ｔ ・・・・・・・・・・・（イ） すなわち、超音波の伝搬時間を測定し、伝搬時間から被
測定材料の厚さを知るためには材料の音速が既知である
ことが条件となる。しかしながら、タイヤ１を構成する
ゴム１２は、一般に各種の材料特性のゴムを張り合わせ
た多層構造からなり、音速が明らかではない場合が多
い。このため、本装置では以下、及び図１２に示す方法
により、被測定部位において音速を測定し、この測定値
をもとにゴム１２の厚さ（Ｔ）を求める。

【００３６】図２に示した構成の装置において、詳細を
図４及び図５に示す直線走査軌道５、直線走査軌道６の
先端に設けられたセンサ切り替え機構５５、６５を操作
し、超音波厚さ測定センサユニット５６２、６５２を選
択し、被測定部位に押し付ける。被測定部位に押し付け
られた超音波厚さ測定センサユニット５６２、６５２
は、図７に示すように給排水穴５６２５、６５２５から
例えば水、油等が供給され、超音波厚さ測定センサ５６
２２〜５６２４（６５２２〜６５２４）と被測定物との
間の音響結合効率がよくなり、ゴム内部への超音波の入
射が可能な状態となる。この状態において、超音波厚さ
測定センサ５６２２（６５２２）によりスチールコード
１１までの超音波伝搬時間（ｔ１）を測定する。次に超
音波厚さ測定センサ５６２３、５６２４（６５２３、６
５２４）間の間隔と入射角度θを変化させ（或いは間隔
Ｓを一定とし、入射角度θを可変する）、スチールコー
ド１１からの反射波が最大になる角度θ、及びこの時の
超音波伝搬時間（ｔ₂ ）と間隔Ｓを測定する。

【００３７】ここで、超音波伝搬時間ｔ₁ 及びｔ₂ は、
図１２に示す状態であり、（ロ）、（ハ）の式で示さ
れ、これらの結果から（ニ）式により音速が不明なゴム
１２についてその厚さＴが求められる。

【００３８】 ｔ₁ ＝２Ｔ／ｖ ・・・・・・（ロ） ∴ Ｔ＝ｖ・ｔ₁ ／２ ｔ₂ ＝２(Ｔ² ＋Ｓ² )^1/2 ／ｖ ∴ ｖ＝２Ｓ(ｔ₂ ² −ｔ₁ ² )^1/2 ・・・・・・（ハ） 上記（ロ）（ハ）式から Ｔ＝Ｓ(ｔ₂ ² −ｔ₁ ² )^1/2 ｔ₁ ・・・・・・（ニ） ここで、超音波伝搬時間ｔ₁ ，ｔ₂ ，間隔Ｓは本装置に
よる測定値であり、Ｔはこれら測定値から求められた厚
さである。従って、この方法により、ゴム１２の音速が
不明な場合についても厚さＴを測定することが可能とな
る。

【００３９】［スチールコードの配列の一様さの検出］
スチールコード１１の配列の一様さを検出する上でも断
面形状の測定によって得られた、断面の各位置における
座標情報が利用され、この情報によってスチールコード
１１の配列の一様さを検出する場所が選択され、センサ
が位置決めされる。上記スチールコード１１の配列の一
様さを検出するために図２に示した装置において、直線
走査軌道５及び直線走査軌道６の先端に設けられたセン
サ切り替え機構５５、６５を操作し、図８に示す接触式
電磁誘導型センサユニット５６３、６５３を被測定部に
一定間隔をおいて接近させ、或いは直接に押し付け連続
的に被測定部を移動し、走査する。

【００４０】上記接触式電磁誘導型センサユニット５６
３、６５３は、センサを構成する検出コイル５６３１、
６５３１によって、図９に示すように走査方向に対して
一定の姿勢を有するスチールコード１１を検出し、セン
サを移動させることにより、これらスチールコード１１
の並び方の不規則がその位置と共に検出される。また、
この場合、検出コイル５６３１、６５３１は、２個のコ
イルが差動型に接続されているため、センサと被測定面
との間隔が変動しても、この影響を受けることが少な
い。

【００４１】［タイヤ断面プロファイルの測定］前述の
測定によって得られたデータ、すなわち、｛タイヤ１の
断面形状の測定データ｝、に対して、｛表面下における
スチールコード１１の深さの測定データ｝、｛スチール
コード１１の配列の一様さの検出データ｝、及び｛これ
ら測定に際し得られた測定部位の座標データ｝を組み合
わせることによりタイヤ１の断面について、構成要素で
あるゴム１２とスチールコード１１の状態をも含めた断
面プロファイルが得られる。図１３は、この模式図を図
１３に示したものである。

【００４２】図１３において、（イ）断面形状の測定デ
ータ例、（ロ）前記データにゴム１２の表面からスチー
ルコード１１までの深さの測定データ、及びスチールコ
ード１１の不均一性の検出データを内挿した例である。

【００４３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、タ
イヤの円周方向に直交する断面の内側、外側の形状を接
触型、非接触型変位センサによって内側形状、外側形状
を各々独立に測定し、測定データを合成することによっ
て断面形状を求め、この断面内の任意の位置についてゴ
ムの表面から内部のスチールコードまでの深さを測定
し、また、ゴムの表面から内部のスチールコードの配列
の一様さを検出し、これらの測定結果を前記測定による
断面形状測定データに合成してタイヤ断面構造を測定す
るようにしたので、タイヤの断面構造を自動的に、かつ
高速に測定することができる。

【００４４】また、本発明は、２個の矩形コイルを組み
合わせ、形状選択性を持たせた電磁誘導型センサでタイ
ヤ表面を走査するようにしたので、検出された信号のレ
ベル変化によってタイヤ内部のスチールコードの配列の
均一性を検出することができる。

【００４５】更に、本発明は、超音波が被測定タイヤの
被測定面に直角に入射する第１の超音波厚さ測定センサ
を設けると共に、被測定面に対する超音波の入射角及び
センサ間隔が可変可能な第２及び第３の超音波厚さ測定
センサとを設け、前記第１の超音波厚さ測定センサによ
ってタイヤ表面からスチールコードまでの超音波伝搬時
間を測定し、前記第２及び第３の超音波厚さ測定センサ
によって入射角とセンサ間隔を変化させてスチールコー
ドからの反射波が最大となる入射角とセンサ間隔、及び
伝搬時間を測定するようにしたので、これらの測定値か
らタイヤ表面下におけるスチールコードの深さを測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用対象であるタイヤの断面構造説明
図。

【図２】本発明の一実施形態に係るタイヤの断面構造測
定装置の全体構成図。

【図３】同実施形態における円形走査軌道の動作説明
図。

【図４】同実施形態における直線走査軌道５の先端部の
構成図。

【図５】同実施形態における直線走査軌道６の先端部の
構成図。

【図６】同実施形態におけるレーザ変位センサユニット
の構成図。

【図７】同実施形態における超音波厚さ測定ユニットの
構成図。

【図８】同実施形態における電磁誘導型センサユニット
の構成図。

【図９】同実施形態における電磁誘導型センサを構成す
る検出コイルの構成図。

【図１０】同実施形態におけるデータ処理・制御ユニッ
トの構成図。

【図１１】同実施形態における全体の動作説明図。

【図１２】同実施形態における超音波厚さ測定センサに
よる厚さ測定の説明図。

【図１３】同実施形態における測定データの模式図。

【符号の説明】

１ 被測定タイヤ ２ タイヤ回転機構 ３ 測定装置架構 ３１ 開閉用電気モータ ３２ 水平方向移動用モータ ３３ 垂直方向移動用モータ ３４ 垂直方向昇降機構 ４ 外面走査軌道 ５ 直線走査軌道 ５１ 駆動モータ ５２ エンコーダ ５３ センサ回転機構 ５３１ センサ回転位置信号発生エンコーダ ５４ センサ送り機構 ５４１ センサ送り込み量検出エンコーダ ５５ センサ切り替え機構 ５５１ センサ種類選択信号発振器 ５６１ レーザ変位センサユニット ５６１１ レーザ変位センサ ５６２ 超音波厚さ測定センサユニット ５６２１ カップ ５６２２〜５６２４ 超音波厚さ測定センサ ５６２５ 給排水穴 ５６２６ 超音波入射角可変機構 ５６３ 接触式電磁誘導型センサユニット ５６３１ 検出コイル ５６４ センサ押しつけ機構 ６ 直線走査軌道 ６１ 駆動モータ ６２ エンコーダ ６３ 周方向移動用駆動モータ ６４ 円周方向位置検出エンコーダ ６５ センサ切り替え機構 ６５１ レーザ変位センサユニット ６５１１ レーザ変位センサ ６５２ 超音波厚さ測定センサユニット ６５２１ カップ ６５２２〜６５２４ 超音波厚さ測定センサ ６５２５ 給排水穴 ６５２６ 超音波入射角可変機構 ６５３ 接触式電磁誘導型センサユニット ６５３１ 検出コイル ６５４ センサ種類選択信号発振器 ６５５ センサ押し付け機構 ７ データ処理・制御ユニット ７１ データ処理ユニット ７２ 制御ユニット

フロントページの続き (72)発明者 神村 武男 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2F069 AA02 AA43 AA46 AA63 AA99 BB28 CC03 DD15 DD16 GG01 GG04 GG06 GG07 GG09 GG51 GG52 GG59 HH09 JJ17 MM02 MM04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤの円周方向に直交する断面の内
   側、外側の形状を接触型、非接触型変位センサによって
   内側形状、外側形状を各々独立に測定し、測定データを
   合成することによって断面形状を求め、この断面内の任
   意の位置についてゴムの表面から内部のスチールコード
   までの深さを測定し、また、ゴムの表面から内部のスチ
   ールコードの配列の一様さを検出し、これらの測定結果
   を前記測定による断面形状測定データに合成してタイヤ
   断面構造を測定するタイヤの断面構造測定方法。
2. 【請求項２】 リング状をなし、この円周上の特定部位
   を支点として、概略対向する円周上の位置から２分割に
   開閉可能な構造を有する外面走査軌道と、 この軌道上の一端に固定して設けられ、その先端が外面
   走査軌道の円中心に移動可能な第１の直線型走査軌道
   と、 軌道上の任意の位置に移動可能でその先端が外面走査軌
   道の円中心に移動可能な第２の直線型走査軌道と、 前記第１の直線型走査軌道の先端には、回転が可能で、
   先端に被測定タイヤとの間隔を検出する変位センサ、タ
   イヤ表面下のスチールコードまでの深さを測定する超音
   波厚さ測定センサ、スチールコードの並びを検出する電
   磁誘導型センサの３種類のセンサを備えたセンサ送り機
   構を設けると共に、前記第２の直線型走査機構の先端に
   前記第１の直線型走査軌道と同様な３種類のセンサを設
   け、前記外面走査軌道を開いて被測定タイヤを挟み込ん
   だ後、該外面走査軌道を閉じ、前記第１の直線走査軌道
   及びセンサ送り機構、センサ回転機構、３種類のセンサ
   を作動させることにより、タイヤの円周方向に直交する
   断面の形状、及びタイヤ表面下のスチールコードまでの
   深さ、スチールコードの並びの一様さを検出すると共
   に、前記第２の直線走査軌道を外面走査軌道に沿って円
   形に移動させ、タイヤの円周方向に直交する断面の形
   状、スチールコードまでの深さ、スチールコードの並び
   の一様さを検出し、これらのデータを合成してタイヤ断
   面の形状、内部構成物の状態を測定する測定手段とを具
   備したことを特徴とするタイヤの断面構造測定装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のタイヤの断面構造測定装
   置において、タイヤの回転中心軸に水平な方向、及び垂
   直な方向に移動可能な架構に搭載し、円形をなす外面走
   査軌道の中心がタイヤの回転中心を通る軸上に設置する
   機構を設けたことを特徴とするタイヤの断面構造測定装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２記載のタイヤの断面構造測定装
   置において、第１及び第２の直線型走査軌道の先端に走
   査量が検出可能なレーザ変位測定センサをそれぞれ搭載
   し、レーザ変位センサの測定範囲内に被測定面が位置す
   るように第１及び第２の直線型走査軌道を移動させ、レ
   ーザ変位センサの指示値及び直線走査軌道の移動量から
   被測定面の形状を測定することを特徴とするタイヤの断
   面構造測定装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載のタイヤの断面構造測定装
   置において、２個の矩形コイルを組み合わせ、形状選択
   性を持たせた電磁誘導型センサでタイヤ表面を走査し、
   検出された信号のレベル変化によってタイヤ内部のスチ
   ールコードの配列の均一性を検出することを特徴とする
   タイヤの断面構造測定装置。
6. 【請求項６】 タイヤ表面下におけるスチールコードの
   深さを測定するタイヤの断面構造測定方法において、超
   音波が被測定面に直角に入射する第１の超音波厚さ測定
   センサと、前記被測定面に対する超音波の入射角及びセ
   ンサ間隔が可変可能な第２及び第３の超音波厚さ測定セ
   ンサとを備え、前記第１の超音波厚さ測定センサによっ
   てタイヤ表面からスチールコードまでの超音波伝搬時間
   を測定し、前記第２及び第３の超音波厚さ測定センサに
   よって入射角とセンサ間隔を変化させてスチールコード
   からの反射波が最大となる入射角とセンサ間隔、及び伝
   搬時間を測定し、これらの測定値からタイヤ表面下にお
   けるスチールコードの深さを測定することを特徴とする
   タイヤの断面構造測定方法。
7. 【請求項７】 タイヤ表面下におけるスチールコードの
   深さを測定するタイヤの断面構造測定装置において、超
   音波が被測定面に直角に入射する第１の超音波厚さ測定
   センサと、前記被測定面に対する超音波の入射角及びセ
   ンサ間隔が可変可能に保持される第２及び第３の超音波
   厚さ測定センサと、前記第１の超音波厚さ測定センサに
   よってタイヤ表面からスチールコードまでの超音波伝搬
   時間を測定し、前記第２及び第３の超音波厚さ測定セン
   サによって入射角とセンサ間隔を変化させてスチールコ
   ードからの反射波が最大となる入射角とセンサ間隔、及
   び伝搬時間を測定し、これらの測定値からタイヤ表面下
   におけるスチールコードの深さを測定する測定手段とを
   具備したことを特徴とするタイヤの断面構造測定装置。