JP2012112838A

JP2012112838A - タイヤの検査装置

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Publication number: JP2012112838A
Application number: JP2010262753A
Authority: JP
Inventors: Hirokatsu Mizukusa; 裕勝水草; Hitoshi Nakamoto; 均中元; Kazu Otani; 和大谷
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd; NIHON KIZAI CO Ltd
Current assignee: NIHON KIZAI CO Ltd; Toyo Tire Corp
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: JP5670161B2

Abstract

【課題】検査時間の短縮しつつ、タイヤの内周面を広範囲にわたって検査することができるタイヤの検査装置を提供する。
【解決手段】タイヤＴの内周面８を照明する照明部１６と、タイヤＴの内周面８を撮影する第１撮影部１８と、タイヤＴの内周面８の周方向Ｃに沿って湾曲しタイヤＴの内周面８を照らした光を第１撮影部１８へ反射させる鏡３６とを有する検査部２０と、タイヤＴと検査部２０とをタイヤＴの軸回りに相対的に回転させる駆動部とを備え、照明部１６がタイヤＴの内周面８を照明した状態で、駆動部がタイヤＴと検査部２０とをタイヤＴの軸回りに相対的に回転させながら、タイヤＴの内周面８に沿わせて配置した鏡３６で反射したタイヤＴの内周面８からの光を第１撮影部１８が撮影することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤの内周面を検査する検査装置に関する。

通常、チューブレスタイヤは、成型ドラム上にインナーライナー、カーカス、ベルト、トレッド等の部材を積層して未加硫タイヤを成型し、これをモールド内に装入し、ブラダーを用いたシェーピングによって拡張変形させてモールド成形面に押圧しつつ加熱することにより加硫して製品タイヤとする。その際、加硫後のブラダーからの離型性を向上させるために、未加硫タイヤ内面のインナーライナーに水溶性等の離型剤を塗布している。

離型剤を未加硫タイヤの内面に塗布した場合、離型剤がインナーライナーのジョイント部に浸入してタイヤの内周面にエアー溜まりと言われる高さ０．２〜１．０ｍｍ程度の膨らみが発生することがある。

このようなタイヤの内周面にエアー溜まりが存在すると、チューブレスタイヤの空気漏れや耐久性を低下させるおそれがあることから、タイヤを出荷するに先立ちエアー溜まりの有無を検査することが行われている（例えば、下記特許文献１参照）。

特許文献１には、照明手段がタイヤの内周面を照明した状態で、タイヤと撮影手段とをタイヤの軸回りに相対的に回転させながら、鏡で反射したタイヤの内周面からの光を撮影手段が撮影するタイヤの検査装置が開示されている。

特許文献１のようなタイヤの検査装置では、タイヤの内周面からの光を撮影手段へ反射する鏡が、タイヤの中空部から径方向外方に凹んだ凹設部に挿入されている。このような場合にタイヤの周方向に撮影可能な領域を大きくしようとすると、タイヤの内周面が円弧状をなしているため、鏡を中空部から凹設部の奥深くに挿入して鏡の先端部をタイヤの内周面に接近させることができない。そのため、単位時間当たりにタイヤの周方向に撮影手段が撮影可能な領域を大きくしてタイヤの全周を検査するのに必要な時間を短縮しようとすると、撮影手段によって撮影可能なタイヤの内周面の範囲が狭くなり、タイヤの内周面を広範囲にわたって検査できないという問題がある。

特開２００２−２４９０１２号公報

本発明は上記問題を考慮してなされたものであり、タイヤの内周面からの光を反射させる鏡を用いてタイヤの内周面を撮影するタイヤの検査装置において、検査時間を短縮しつつ、タイヤの内周面を広範囲にわたって検査することができるタイヤの検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤの検査装置は、タイヤの内周面を照明する照明部と、タイヤの内周面を撮影する撮影部と、タイヤの内周面の周方向に沿って湾曲しタイヤの内周面を照らした光を前記撮影部へ反射させる鏡とを有する検査部と、タイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させる駆動部とを備え、前記照明部がタイヤの内周面を照明した状態で、前記駆動部がタイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させながら、タイヤの内周面に沿わせて配置した前記鏡で反射したタイヤの内周面からの光を前記撮影部が撮影することを特徴とする。

本発明に係るタイヤの検査装置では、タイヤの内周面を照らした光を撮影部へ反射させる鏡が、タイヤの内周面の周方向に沿って湾曲しているため、タイヤの周方向に沿って長く（大きく）鏡を設けても該鏡をタイヤの中空部から径方向外方に凹んだ凹設部の奥深くに挿入してタイヤの内周面に近接させることができる。そのため、単位時間当たりにタイヤの周方向に撮影部が撮影可能な領域を大きくしてタイヤの全周を検査するのに必要な時間を短縮しつつ、タイヤの内周面を広範囲にわたって検査することができる。

本発明では、検査時間の短縮しつつ、タイヤの内周面を広範囲にわたって検査することができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置において検査するタイヤの断面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置の概念図である。図２の要部拡大図である。本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置の平面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置の斜視図である。検査部を待避位置に移動させた状態を示すタイヤの検査装置の平面図である。図２の要部拡大図である。本発明の変更例に係るタイヤの検査装置の斜視図である。

以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態において検査対象となるタイヤＴは、トレッド部１と、左右一対のビード部２と、トレッド部１とビード部２との間に介在する左右一対のショルダー部３及びサイドウォール部４とよりなる。トレッド部１の径方向内側には、スチールコードや高強度有機繊維コードをタイヤ径方向に配列した１層又は複数層からなるカーカスプライ５が配されている。カーカスプライ５は、トレッド部１から両側のサイドウォール部４を経てビード部２でビードコア６の内側から外側に巻き上げられることにより係止されている。また、トレッド部１におけるカーカスプライ５の径方向外側にはスチールコードよりなる複数枚のベルト７が配されている。

上記構成のタイヤＴは、製造行程の最終段階において図２に示すようなタイヤの検査装置（以下、検査装置という）１０によりタイヤＴの内周面８にエアー溜まりと言われる膨らみの有無を検査する。

この検査装置１０は、一方のサイドウォール部４を下にしてタイヤＴが載置される回転テーブル１２と、回転テーブル１２を回転させるテーブル駆動部１４と、鏡３６と照明部１６と第１撮影部１８と第２撮影部１９とを備える検査部２０と、検査部２０を水平方向へ移動させる検査駆動部２２と、テーブル駆動部１４や照明部１６や撮影部１８、１９や検査駆動部２２を駆動制御する制御部２４とを備える。

回転テーブル１２は、図２及び図３に示すように、空洞部２６を有しており、その空洞部２６に検査部２０及び検査駆動部２２が配設されている。

回転テーブル１２の上には、回転テーブル１２の回転軸Ｌ１とタイヤＴの回転軸Ｌ２とが一致するようにタイヤＴが載置される。このようにタイヤＴが回転テーブル１２に載置された状態で、タイヤＴのビード部２の内方に形成された中空部９と回転テーブル１２の空洞部２６とが上下に繋がる。

回転テーブル１２は、テーブル駆動部１４からの動力が伝達されることで、これに載置されたタイヤＴを回転軸Ｌ２の回りに回転させる。

検査部２０は、図４及び図５に示すように、回転テーブル１２の空洞部２６から上方に突出する支柱２７に支持フレーム２８及び支持フレーム２９を介して取り付けられている。回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの中空部９に下方より支柱２７が挿通されることで、検査部２０はタイヤＴの中空部９に配置される。

支柱２７の下端部には、検査駆動部２２からの動力を受けてレール３０上を水平方向（図２〜図４における左右方向）に移動可能に設けられたスライダー３２が連結されている。

支柱２７の上部には、鏡３６と照明部１６と第１撮影部１８とを固定した支持フレーム２８が取り付けられ、支持フレーム２８の下方に第２撮影部１９を固定した支持フレーム２９が取り付けられている。

鏡３６は支持フレーム２８から水平方向に延びる支持材３４の先端部に取り付けられている。鏡３６はタイヤＴの内周面８の周方向Ｃに沿って湾曲している。具体的に本実施形態では、鏡３６はタイヤＴのトレッド部１の内面に対向して配置されタイヤＴのトレッド部１の内面に沿って湾曲している。湾曲する鏡３６は、その内側の面（タイヤＴのトレッド部１と対向する面と反対側の面）が鏡面３６ａをなしており、タイヤＴの内周面８を照らした光を第１撮影部１８へ反射させる。

照明部１６は、鏡３６の上端部に鏡面３６ａから突出するように形成され基部３８と、基部３８の下面に設けられ発光部４０とを備える。発光部４０は、発光波長が４００〜５００ｎｍの青色のＬＥＤを複数個備え、下方に向けて光を出射して、タイヤＴのショルダー部３からビード部２までを照明する。

第１撮影部１８は、例えば、ＣＣＤカメラからなり、光軸ｒ１が下方に傾斜するように支持フレーム２８に固定されている（図３参照）。第１撮影部１８は、照明部１６の発光部４０から出射されタイヤＴの下側に位置するショルダー部３からビード部２までの領域を照明した光を鏡３６の鏡面３６ａで反射させて撮影する。つまり、第１撮影部１８は、鏡３６に映し出されたタイヤＴの下側のショルダー部３、サイドウォール部４及びビード部２の内面を撮影する。

第２撮影部１９は、例えば、ＣＣＤカメラからなり、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの内周面８、具体的には、下側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を撮影する。

第２撮影部１９は、支持フレーム２８に固定された鏡３６と照明部１６と第１撮影部１８との干渉を避けるため、第２撮影部１９の光軸ｒ２が平面視において第１撮影部１８の光軸ｒ１からずれている（図４、図５参照）。

なお、本実施形態では、第２撮影部１９のレンズ部の周囲にリング状の照明部２１が取り付けられており、第２撮影部１９が撮影する領域、つまり、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの下側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を照明する。照明部２１は、光波長が４００〜５００ｎｍの青色光を出射して第２撮影部１９が撮影する領域を照明する。

検査駆動部２２は、支柱２７の下端部が連結されたスライダー３２をレール３０に沿って水平方向に摺動させる。これにより、検査駆動部２２は、支持フレーム２８及び支持フレーム２９を介して支柱２７に連結された検査部２０を水平方向に移動させる。具体的には、支持材３４の先端に設けられた鏡３６及び照明部１６が、回転テーブル１２に載置されるタイヤＴの中空部９の径方向内方に位置する待避位置（図６参照）と、タイヤＴの内周面８に近接した検査位置（図３参照）との間で検査部２０を移動させる。

制御部２４は、メモリに記憶させたプログラムに基づいてテーブル駆動部１４や照明部１６や第１撮影部１８や第２撮影部１９や照明部２１や検査駆動部２２を制御して、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの検査を行う。

具体的には、まず、図６に示すように、支持材３４の先端に設けられた鏡３６及び照明部１６がタイヤＴと干渉しないように検査部２０を待避位置に配置した状態で回転テーブル１２にタイヤＴを載置する。回転テーブル１２に載置されたタイヤＴは、不図示の位置調整機構により、回転テーブル１２の回転軸Ｌ１とタイヤＴの回転軸Ｌ２とが一致するように位置を調整する。

次いで、検査駆動部２２が検査部２０を待避位置から検査位置へ移動させて、鏡３６及び照明部１６をタイヤＴのトレッド部１の内面に近接させるとともに、第１撮影部１８及び第２撮影部１９をタイヤＴに近づける。

検査部２０を検査位置に移動させた後、制御部２４は、照明部１６の発光部４０を発光させてタイヤＴのショルダー部３からビード部２までを照明した状態で、鏡３６に映し出されたタイヤＴの下側のショルダー部３からビード部２までを第１撮影部１８によって撮影する。また、制御部２４は、第１撮影部１８による撮影とともに、照明部２１を発光させてタイヤＴの下側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を照明した状態で、タイヤＴの下側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を第２撮影部１９によって撮影する。

そして、上記のように照明部１６及び照明部２１によるタイヤＴの内周面８の照明と、第１撮影部１８及び第２撮影部１９によるタイヤＴの内周面８の撮影とを行った状態を維持しつつ、テーブル駆動部１４が回転テーブル１２を回転させ、その上に載置されたタイヤＴと検査部２０とをタイヤＴの回転軸Ｌ２の回りに相対的に回転させる。

これにより、第１撮影部１８及び第２撮影部１９がタイヤＴの内周面８全周を連続的に撮影することができる。

第１撮影部１８及び第２撮影部１９より撮影して入手したデータは、制御部２４へ入力され、制御部２４が予めメモリに記憶されている所定のデータと照合して基準値（例えば、高さ０．２〜１．０ｍｍ程度）を外れるような膨らみがあるか否か判断する。

タイヤＴの周方向Ｃ全周にわたって撮影が完了すると、タイヤＴの幅方向Ｗの下側半分（つまり、下側に位置するビード部２からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部まで）の検査が終了し、検査駆動部２２が検査部２０を検査位置から待避位置へ移動させる。

そして、タイヤＴの上下を反転させて先ほど検査を行っていないタイヤＴの幅方向Ｗの上側半分を下方に向けて回転テーブル１２に載置して、再び、タイヤＴの位置を調整し、検査部２０を待避位置から検査位置へ移動させ、照明部１６及び照明部２１からタイヤＴの内周面８へ光を照射した状態で、タイヤＴを回転軸Ｌ２周りに相対的に回転させながら、第１撮影部１８及び第２撮影部１９でタイヤＴの内周面８を撮影し、制御部２４が予めメモリに記憶されている所定のデータと撮影して入手したデータとを照合して基準値を外れるような膨らみがあるか否か判断する。

以上のように本実施形態の検査装置１０では、タイヤＴの下側に位置するショルダー部３からビード部２までの領域を照明した光を第１撮影部１８へ反射させる鏡３６が、タイヤＴのトレッド部１の周方向Ｃに沿って湾曲しているため、鏡を湾曲させない場合に比べて、タイヤＴの周方向Ｃに沿って長く（大きく）鏡３６を設けても、鏡３６をタイヤＴのトレッド部１の内面に近接させることができる。そのため、単位時間当たりにタイヤＴの周方向Ｃに第１撮影部１８が撮影可能な領域を大きくしてタイヤの全周を検査するのに必要な時間を短縮しつつ、第１撮影部１８及び第２撮影部１９によって、死角を作らずにタイヤＴの内周面８を撮影することができ、タイヤＴの内周面８の全域を検査することができる。

また、本実施形態の検査装置１０では、照明部１６が、鏡３６の上端部に鏡面３６ａから突出するように形成され、タイヤＴのショルダー部３からビード部２までの内面に向けて光を照射し、タイヤＴのショルダー部３からビード部２までの内面を照らした光を鏡３６によって第１撮影部１８へ反射させる。このような構成であると、図７に例示するように、照明部１６から出射される光の進行方向Ａと、鏡３６を介して第１撮影部１８がタイヤＴの内周面８を撮影する撮影方向Ｂとを適度にずらすことができ、これにより、タイヤＴのショルダー部３からビード部２までの内面に存在する高さ０．２〜１．０ｍｍ程度の膨らみをコントラスト良く撮影することができ、検査精度を向上させることができる。

また、本実施形態の検査装置１０では、照明部１６の発光部４０から放出される光を青色にすることで、黒色のタイヤＴの内周面８であってもハレーションを起こすことなく、コントラストを高めることができるため、成型切手といわれるタイヤＴの識別シールや、タイヤ製造途中に付着した離型剤や油などによる汚れ等がタイヤＴの内周面８にあっても、基準値を超えるような膨らみがあるか否か判断しやすくなり、検査精度を向上させることができる。

なお、上記した本実施形態では、検査部２０に対してタイヤＴを回転させることで、タイヤＴと検査部２０とを相対的に回転させたが、検査部２０を回転させるように構成してもよい。

また、上記した本実施形態では、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの下側に位置するビード部２からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までを検査する検査部２０を設ける場合について説明したが、例えば、図８に例示するように、検査部２０に加えて、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの上方に位置するビード部２からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までを検査する上側検査部５０をタイヤＴの中空部９に設け、一度のタイヤＴの回転動作でタイヤＴの下側及び上側を同時に検査するように構成しても良い。

すなわち、上側検査部５０は、上側鏡７６と上側照明部５６と上側第１撮影部５８と上側第２撮影部５９とを備える。上側検査部５０は、回転テーブル１２の空洞部２６から上方に突出する支柱６７に支持フレーム６８及び支持フレーム６９を介して取り付けられている。上側検査部５０は、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの中空部９に下方より支柱６７が挿通され、検査部２０と干渉を避けるようにタイヤＴの中空部９に配置される。

支柱６７の上部には、上側第２撮影部５９を固定した支持フレーム６９が取り付けられ、支持フレーム６９の下方に上側鏡７６と上側照明部５６と上側第１撮影部５８とを固定した支持フレーム６８が取り付けられている。

上側鏡７６は支持フレーム６８から水平方向に延びる支持材７４の先端部に取り付けられている。上側鏡７６はタイヤＴのトレッド部１の内面に対向して配置されタイヤＴのトレッド部１の内面に沿って湾曲している。上側鏡７６は、検査部２０に設けられた鏡３６より上方に配置されている。湾曲する上側鏡７６は、その内側の面（タイヤＴのトレッド部１と対向する面と反対側の面）が鏡面７６ａをなしており、タイヤＴの上側のビード部２からショルダー部３までの内面を照らした光を上側第１撮影部５８へ反射させる。

上側照明部５６は、上側鏡７６の上端部に鏡面７６ａから突出するように形成され上方に向けて光を出射して、タイヤＴの上側のショルダー部３からビード部２までを照明する。上側照明部５６の光源は、発光波長が４００〜５００ｎｍの青色のＬＥＤから構成されている。

上側第１撮影部５８は、例えば、ＣＣＤカメラからなり、鏡３６に映し出されたタイヤＴの上側のショルダー部３、サイドウォール部４及びビード部２の内面を撮影する。

上側第２撮影部５９は、例えば、ＣＣＤカメラからなり、タイヤＴの上側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を撮影する。

上側第２撮影部５９は、支持フレーム６８に固定された上側鏡７６と上側照明部５６と上側第１撮影部１８との干渉を避けるように、上側第２撮影部５９の光軸が平面視において上側第１撮影部５８の光軸からずれている。

検査部２０に加えて上側検査部５０を備えた検査装置であると、上下を反転させることなくタイヤＴの内周面８の下側及び上側を検査することができ、検査時間を短縮することができる。

１…トレッド部
２…ビード部
３…ショルダー部
４…サイドウォール部
５…カーカスプライ
６…ビードコア
７…ベルト
８…内周面
９…中空部
１０…検査装置
１２…回転テーブル
１４…テーブル駆動部
１６…照明部
１８…第１撮影部
１９…第２撮影部
２０…検査部
２２…検査駆動部
２４…制御部
２６…空洞部
２７…支柱
２８…支持フレーム
２９…支持フレーム
３０…レール
３２…スライダー
３４…支持材
３６…鏡
３８…基部
３９…板面
４０…発光部
Ｃ…周方向
Ｌ１…回転軸
Ｌ２…回転軸
Ｔ…タイヤ

特開２００１−２４９０１２号公報

Claims

タイヤの内周面を照明する照明部と、タイヤの内周面を撮影する撮影部と、タイヤの内周面の周方向に沿って湾曲しタイヤの内周面を照らした光を前記撮影部へ反射させる鏡とを有する検査部と、
タイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させる駆動部とを備え、
前記照明部がタイヤの内周面を照明した状態で、前記駆動部がタイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させながら、タイヤの内周面に沿わせて配置した前記鏡で反射したタイヤの内周面からの光を前記撮影部が撮影することを特徴とするタイヤの検査装置。
前記鏡は、タイヤのトレッド部の内面に沿わせて配置され、タイヤのサイドウォール部からビード部までの内面を照らした光を前記撮影部へ反射させることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの検査装置。
前記照明部は、前記鏡に設けられ、タイヤのサイドウォール部の内面に向けて光を照射することを特徴とする請求項２に記載のタイヤの検査装置。
前記照明部が青色に発光することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤの検査装置。