JP2014156038A - タイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ成形用金型のモールドピース間の隙間を、労力を要せず自動的に短時間で高い精度で測定することができるタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法および装置を供する。
【解決手段】モールドピース内周半径をレーザ距離測定器(25)により測定するモールドピース内周半径測定工程と、高解像度ＣＣＤカメラ(30)を金型中心軸(Z)から径方向に前記モールドピース内周半径に基づき被写界深度内に入る距離移動する焦点合せ工程と、焦点合せされた高解像度ＣＣＤカメラ(30)を金型中心軸(Z)の周りに旋回しながらモールドピース内周面(2a)を周方向に逐次紫外線撮像する紫外線撮像工程と、紫外線撮像された画像を解析してモールドピース間の隙間の幅を計測する隙間幅計測工程とを備えたタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法および装置。
【選択図】図７

Description

本発明は、タイヤ成形用金型におけるモールドピース間隙間測定に関する。

タイヤ成形用金型は、複数分割されたモールドピースをセクタ毎にセクタホルダが外周側から保持して環状に合体した構造のものである。
隣接するモールドピース間の隙間は、加硫成形時にエア抜け通路としてエア溜りを防止するとともに、隙間の幅を適当に狭くしてゴムの飛び出し（スピュー）を抑制しなければならない。
加硫成形時にエア溜りを防止し、かつスピューを抑制するためには、モールドピース間の隙間を、100分の１mm程度の微小なオーダーで管理する必要がある。

このタイヤ成形用金型の合体したモールドピースの内周面の状態を、非接触距離センサ（レーザ距離測定器）により測定する例がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２６６４４５号公報

特許文献１には、タイヤ成形用金型の内部で非接触距離センサを軸心廻りに１周回転しながら合体したモールドピースの内周面までの距離を測定することで、モールドピースの内周面の凹凸量や偏心量を測定する方法が開示されている。

しかし、特許文献１に開示された方法では、隣接したモールドピース間の隙間を検出することも容易でなく、ましてや隙間の幅を100分の１mm程度の微小なオーダーで測定することはできない。

そこで、従来は、作業者がスキミゲージを用い直接モールドピース間の隙間を測定することが行われていた。
したがって、タイヤ成形用金型のモールドピース間の隙間測定作業に、多大な労力と時間を要するとともに、作業者により測定にバラツキがある。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、タイヤ成形用金型のモールドピース間の隙間を、労力を要せず自動的に短時間で高い精度で測定することができるタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法および装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
複数分割されたモールドピースをセクタ毎にセクタホルダが外周側から保持して環状に合体したタイヤ成形用金型における隣接するモールドピース間の隙間の幅を測定するモールドピース間隙間測定方法において、
前記タイヤ成形用金型の金型中心軸の金型幅方向の所定位置から径方向の前記モールドピースまでの距離であるモールドピース内周半径をレーザ距離測定器により測定するモールドピース内周半径測定工程と、
高解像度ＣＣＤカメラを前記金型中心軸の金型幅方向の所定位置から径方向に前記モールドピース内周半径に基づき前記高解像度ＣＣＤカメラの被写界深度内に入る距離移動して前記高解像度ＣＣＤカメラの焦点をモールドピース内周面に合せる焦点合せ工程と、
焦点合せされた前記高解像度ＣＣＤカメラを金型中心軸の周りに旋回しながら前記モールドピース内周面を周方向に逐次紫外線撮像する紫外線撮像工程と、
紫外線撮像された画像を解析して前記モールドピース間の隙間の幅を計測する隙間幅計測工程と、
を備えたことを特徴とするタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法である。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法において、
前記レーザ距離測定器と前記高解像度ＣＣＤカメラは、一体に組み込まれて測定ユニットを構成し、一緒になって移動することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、
請求項１または請求項２記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法において、
前記モールドピース内周半径測定工程と前記焦点合せ工程と前記紫外線撮像工程と隙間幅計測工程の１連の各工程は、前記モールドピース内周半径測定工程における金型中心軸のタイヤ成形用金型の幅方向の所定位置を変えて複数位置について繰り返し実行されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法において、
前記隙間幅計測工程は、
紫外線撮像された画像のうち前記モールドピース間の隙間の隙間像が画像の略中央に位置する画像を選択し、
選択された画像の隙間像を複数箇所において幅を計測し、
計測した隙間像の幅の平均を求めてモールドピース間の隙間幅の代表値として算出することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法において、
基準セクタホルダから順次周方向に配列される各セクタの幅と各モールドピースの幅を配列順とともに予め記憶しておき、
前記モールドピース内周半径測定工程の前に基準セクタホルダの端縁位置である金型周方向基準位置を導出する金型周方向基準位置導出工程を備え、
前記金型周方向基準位置導出工程は、
前記レーザ距離測定器により測定した前記セクタホルダのセクタホルダ内周半径に基づき前記高解像度ＣＣＤカメラを移動して焦点合せして前記セクタホルダの内周面を逐次撮像し画像解析することで前記基準セクタホルダの端縁を検出することで金型周方向基準位置を導出する工程であり、
前記紫外線撮像工程では、前記金型周方向基準位置の近傍から前記モールドピース内周面を周方向に各モールドピースと対応させて逐次撮像することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、
請求項５記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法において、
前記基準セクタホルダ端部位置検出工程の前に金型中心軸導出工程を備え、
前記金型中心軸導出工程は、
前記レーザ距離測定器により前記セクタホルダの金型幅方向の端部内周面までの距離を周方向に複数点測定して測定値の誤差が所定値内となるセクタホルダ端部内周面中心位置を、金型幅方向の両端部内周面について検出し、
前記両セクタホルダ端部内周面の中心位置を通る金型中心軸を導出する工程であることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、
複数分割されたモールドピースをセクタ毎にセクタホルダが外周側から保持して環状に合体したタイヤ成形用金型における隣接するモールドピースの互いの間の隙間の幅を測定するモールドピース間隙間測定装置において、
レーザ距離測定器と紫外線撮像する高解像度ＣＣＤカメラを一体に組み込んだ測定ユニットと、
前記測定ユニットを前記タイヤ成形用金型内で３次元的に移動させる移動機構と、
前記移動機構を駆動制御するとともに前記レーザ距離測定器と前記高解像度ＣＣＤカメラを作動制御する駆動制御手段と、
前記高解像度ＣＣＤカメラにより紫外線撮像した画像を解析してモールドピース間の隙間の幅を計測する隙間幅計測手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記レーザ距離測定器により測定した前記モールドピース内周面までの距離に基づき前記移動機構を駆動して前記測定ユニットを移動し焦点合せした前記高解像度ＣＣＤカメラによりモールドピース間の隙間を紫外線撮像するように制御することを特徴とするモールドピース間隙間測定装置である。

請求項１記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、モールドピース内周半径をレーザ距離測定器により精度良く測定し（モールドピース内周半径測定工程）、高解像度ＣＣＤカメラを金型中心軸の金型幅方向の所定位置から径方向にモールドピース内周半径に基づき高解像度ＣＣＤカメラの被写界深度内に入る距離移動して高解像度ＣＣＤカメラの焦点をモールドピース内周面に精度良く合せ（焦点合せ工程）、精度良く焦点合せされた高解像度ＣＣＤカメラを金型中心軸の周りに旋回しながらモールドピース内周面を周方向に逐次撮像し（紫外線撮像工程）、撮像された画像を解析してモールドピース間の隙間の幅を計測する（隙間幅計測工程）ので、労力を要せず自動的に短時間でモールドピース間の隙間の幅を高い精度で測定することができる。

請求項２記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、レーザ距離測定器と高解像度ＣＣＤカメラは、一体に組み込まれて測定ユニットを構成し、一緒になって移動するので、レーザ距離測定器と高解像度ＣＣＤカメラの一方の作動中に他方を退避するなどの動きをさせる必要がなく、作業効率を向上させることができる。

請求項３記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、モールドピース内周半径測定工程と焦点合せ工程と紫外線撮像工程と隙間幅計測工程の１連の各工程は、モールドピース内周半径測定工程における金型中心軸のタイヤ成形用金型の幅方向の所定位置を変えて複数位置について繰り返し実行されるので、モールドピース間の１本の隙間を複数箇所で幅を測定でき、より検査精度を向上させることができる。

請求項４記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、前記隙間幅計測工程は、撮像された画像のうちモールドピース間の隙間の隙間像が画像の略中央に位置する画像を選択し、選択された画像の隙間像を複数箇所において幅を計測し、計測した隙間像の幅の平均を求めてモールドピース間の隙間幅の代表値として算出するので、撮像された画像からモールドピース間の隙間幅を高い精度で測定することができる。

請求項５記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、基準セクタホルダから順次周方向に配列される各セクタの幅と各モールドピースの幅を配列順とともに予め記憶しておき、レーザ距離測定器により測定したセクタホルダ内周半径に基づき高解像度ＣＣＤカメラを移動して焦点合せしてセクタホルダの端部内周面を逐次撮像し画像解析することで基準セクタホルダの端縁位置を検出することで金型周方向基準位置を導出する金型周方向基準位置導出工程を実行すると、全てのモールドピース間の隙間の位置を特定することができる。
そして、前記紫外線撮像工程では、前記金型周方向基準位置の近傍からモールドピース内周面を周方向に各モールドピースと対応させて逐次撮像することで、測定されたモールドピース間の隙間の幅が何処のモールドピース間の隙間であるかを特定することができる。

請求項６記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、レーザ距離測定器により前記セクタホルダの金型幅方向の端部内周面までの距離を周方向に複数点測定して測定値の誤差が所定値内となるセクタホルダ端部内周面中心位置を、金型幅方向の両端部内周面について検出し、前記両セクタホルダ端部内周面中心位置を通る金型中心軸を導出する金型中心軸導出工程を実行した後に、前記基準セクタホルダ端部位置検出工程に入るので、予めタイヤ成形用金型の金型中心軸が設定されていない場合に、金型中心軸を精度良く導出することができる。

請求項７記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定装置によれば、駆動制御手段が、レーザ距離測定器により精度良く測定したモールドピース内周面までの距離に基づき移動機構を駆動して測定ユニットを移動して精度良く焦点合せした高解像度ＣＣＤカメラによりモールドピース間の隙間を鮮明に撮像することができ、この撮像した画像を隙間幅計測手段が解析してモールドピース間の隙間の幅を計測するので、労力を要せず自動的に短時間でモールドピース間の隙間の幅を高い精度で測定することができる。

一実施の形態に係るタイヤ成形用金型の斜視図である。 モールドピースを保持する１セクタホルダの斜視図である。 該タイヤ成形用金型をワーク置き台にセットした状態を示す斜視図である。 ワーク置き台にセットされたタイヤ成形用金型を断面で示すとともにモールドピース間隙間測定装置を示す図である。 測定ユニットの内部構造を示す図である。 モールドピース間隙間測定の制御系の概略ブロック図である。 モールドピース間隙間測定の作業手順を示す流れ図である。 金型中心軸導出工程の作業におけるタイヤ成形用金型に対する測定ユニットの高さ位置を示す説明図である。 金型周方向基準位置導出工程の作業におけるタイヤ成形用金型に対する測定ユニットの回動を示す説明図である。 モールドピース内周半径測定工程，焦点合せ工程，紫外線撮像工程の作業におけるタイヤ成形用金型に対する測定ユニットの高さ位置を示す説明図である。 紫外線撮像工程の作業におけるタイヤ成形用金型に対する測定ユニットの回動を示す説明図である。 モールドピース内周面の撮像箇所を示す説明図である。 １つの隙間を順次紫外線撮像した画像を配列して示した図である。 隙間像が画像の中心に位置した画像を示す図である。 同画像の隙間像の幅を計測するための計測範囲を示す説明図である。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１５に基づいて説明する。
タイヤ成形用金型１は、複数分割されたモールドピース２をセクタ毎にセクタホルダ３が外周側から保持して環状に合体して構成されている（図１参照）。

セクタホルダ３が複数のモールドピース２を保持する構造を図２に示す。
セクタホルダ３は、円弧状をなす外周側部３ａの上下が段部３bb，３ccを経て内周側に円弧状に張り出して上側保持部３ｂと下側保持部３ｃが形成されて、互いに隣接する側面および断面が略コ字状をなしている。

このコ字状をなすセクタホルダ３の内周凹部にモールドピース２が周方向に隣接して複数配列される。
モールドピース２は、互いに隣接する側面および断面が扁平なＣ字状をなし、モールドピース内周面２ａがタイヤのトレッド部を成形する型面を形成している。

このモールドピース２を複数保持したセクタホルダ３を円環状に配列して合体し、図１に示すようにタイヤ成形用金型１を構成する。
円環状をなすタイヤ成形用金型１における内周に円環状に配列されたモールドピース２の互い隣接するモールドピース間の隙間ｓを測定することになる。

このモールドピース間の隙間ｓを測定するに際して、図３に示すように、セクタホルダ３により円環状をなすタイヤ成形用金型１の外周を検査リング５が覆い、基盤６の上に略同一円周上に周方向等間隔に３つ配設されたワーク置き台７の上に横置きに載置される。
図４を参照して、検査リング５は、下端の内側に延出したフランジ部がセクタホルダ３の下側の段部３ccに嵌り、複数のセクタホルダ３を支持して環状に維持している。

略同一円周上に配設されるワーク置き台７は径方向に移動調整が可能で、タイヤの種類によって異なるタイヤ成形用金型１の大きさに比例して変化する検査リング５に応じて移動して検査リング５を適当な位置で支持する。

このように３つのワーク置き台７に横置きに載置された円環状をなすタイヤ成形用金型１の内側に測定ユニット20を挿入してモールドピース間の隙間ｓを測定する。
図４に示すように、測定ユニット20は、移動機構10によりタイヤ成形用金型１の内側を３次元的に移動自在に支持される。

移動機構10は、基盤６に対して所定相対位置に立設された基台11の上部に基端部を鉛直軸により軸支されて第１アーム12が水平に延び、第１アーム12の水平に揺動する先端部に基端部を鉛直軸により軸支されて第２アーム13が水平に延び、第２アーム13の第１アーム12に対して水平に揺動する先端部に鉛直ロッド14が上下に昇降自在に支持されている。

この鉛直ロッド14の下端が上方からタイヤ成形用金型１の内側に挿入され、この鉛直ロッド14の下端に水平に回動自在にユニット支持ハウジング15が軸支され、このユニット支持ハウジング15に測定ユニット20がモールドピース内周面２ａに正面を向けて径方向に摺動して進退自在に支持されている。

したがって、第１アーム12と第２アーム13の揺動により鉛直ロッド14とともにユニット支持ハウジング15および測定ユニット20が水平に２次元的に移動し、鉛直ロッド14の昇降によりユニット支持ハウジング15および測定ユニット20は上下に移動し、結局測定ユニット20は３次元的に移動可能である。

そして、鉛直ロッド14に対してユニット支持ハウジング15が水平に回動することで、測定ユニット20が鉛直ロッド14を中心に回動し、さらに測定ユニット20はユニット支持ハウジング15に対して径方向に摺動することができる。

以上のように移動機構に支持された測定ユニット20は、図５を参照して、筺体であるユニットケース21の正面板21ｆに窓ガラス23が嵌め込まれ、その周りから前方にリング照明22が突設されている。
窓ガラス23の内側にはハーフミラー24が配置され、ハーフミラー24の下方にレーザ変位計25が配置されている。

ハーフミラー24の水平奥側には紫外線透過フィルタ28が配置され、そのさらに奥側にレンズ29を介装して近紫外線感度を有する高解像度ＣＣＤカメラ30が配置されている。
測定ユニット20は、ユニットケース21にレーザ変位計25と高解像度ＣＣＤカメラ30が一体に組み込まれたもので、レーザ変位計25と高解像度ＣＣＤカメラ30は一体となって移動する。

レーザ変位計25は、半導体レーザ光源からレーザ光を上方に射出してハーフミラー24で反射させて窓ガラス23から対象物に投射し、その反射レーザ光を窓ガラス23を介してハーフミラー24で反射させて受光素子で感知できる状態を検知することで対象物までの距離を測定する。

また、測定ユニット20は、リング照明22で照射した対象物の反射光を窓ガラス23を介して取入れ、次いでハーフミラー24を透過した光を紫外線透過フィルタ28により選択して紫外線のみを透過してレンズ29に通し、近紫外線感度を有する高解像度ＣＣＤカメラ30により紫外線撮像する。

前記レーザ変位計25により測定した対象物の距離に基づいて測定ユニット20自体を移動して対象物との距離を高い精度で調整して焦点合せをしてから、高解像度ＣＣＤカメラ30により紫外線撮像する。

高解像度ＣＣＤカメラ30は、紫外線透過フィルタ28を透過した波長の短い紫外線のみをＣＣＤ撮像素子が撮像するので、可視光域では見えにくい表面のキズやシミなどを鮮明に捉えることができ、今回のモールドピース間の隙間ｓを紫外線撮像すると、隙間ｓのエッジが鮮明に捉えられた高解像度の画像を得ることができる。

本実施の形態に係るモールドピース間隙間測定における制御系の概略ブロック図を、図６に示す。
コンピュータ40により制御され、コンピュータ40は駆動制御手段41および隙間幅計測手段42等を備えている。

駆動制御手段41は、移動機構10を駆動して、測定ユニット20を３次元的に移動制御するとともに、鉛直ロッド14を中心に回動し、さらに径方向に摺動することができる。
また、駆動制御手段41は、レーザ変位計25を作動して、その測定距離データを入力して測定ユニット20の移動位置を演算し、移動機構10に指示信号を出力する。
さらに、駆動制御手段41は、高解像度ＣＣＤカメラ30の作動制御も行う。

隙間幅計測手段42は、高解像度ＣＣＤカメラ30が紫外線撮像した画像を入力して、画像解析してモールドピース間の隙間ｓを計測する。
隙間幅計測手段42が計測した結果は、プリンタやディスプレイ等の出力機器45により出力される。

以上のような制御系によりタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定が、略自動的になされる。
タイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定の作業手順を図７に示す。
まず、プロセスＰ１のワークセットで、今般、検査対象とされるタイヤ成形用金型（ワーク）に対応するようにワーク置き台７を径方向に移動調整し、移動調整された３つのワーク置き台７上に検査リング５に支持されたタイヤ成形用金型１を載置する。

そして、プロセスＰ２で、当該タイヤ成形用金型１のワークデータをコンピュータ40に入力する。
ワークデータとしては、合体したセクタホルダの高さ、内径、中心位置、基準セクタホルダから順次周方向に配列される各セクタホルダの幅、各セクタのモールドピースの本数等および隙間設計値である。

以上が、作業者が行う作業であり、次のプロセスＰ３からコンピュータ40に自動的に作業が実行される。
個々のプロセスの詳細は後記するとして、とりあえず、全体を通して簡単に説明しておく。

プロセスＰ３では、ワーク置き台７に載置されたタイヤ成形用金型１の中心軸を導出する（金型中心軸導出工程）。
本金型中心軸導出工程は、タイヤ成形用金型１がワーク置き台７に載置されるだけなので、正確な金型中心軸が不明であるためになされるものであり、タイヤ成形用金型１が金型中心軸が決められた所定の場所に所定の姿勢で正確に設置されるものであれば、本工程は不要である。

次のプロセスＰ４では、基準となるセクタの基準セクタホルダ３（図９のＡセクタのセクタホルダ３）の端縁を検出することで金型周方向基準位置Ａｓを導出する（金型周方向基準位置導出工程）。
本金型周方向基準位置導出工程も、タイヤ成形用金型１のセットにおいて、基準セクタホルダ３が所定位置に正確に設置されるものであれば、本工程は不要である。

次のプロセスＰ５では、プロセスＰ３で導出した金型中心軸を中心として合体したモールドピース２の内周半径を測定する（モールドピース内周半径測定工程）。
次のプロセスＰ６では、前記金型中心軸とプロセスＰ５で測定したモールドピース２の内周半径とに基づいて測定ユニット20を径方向に摺動して高解像度ＣＣＤカメラ30の焦点を合せる（焦点合せ工程）。

次のプロセスＰ７では、焦点合せされた測定ユニット20をスタート位置から回動しながらモールドピース内周面２ａを高解像度ＣＣＤカメラ30で紫外線撮像する（紫外線撮像工程）。
次のプロセスＰ８では、紫外線撮像した画像を解析してモールドピース間の隙間ｓの幅を計測する（隙間幅計測工程）。

プロセスＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８は、合体したモールドピース２のモールドピース内周面２ａを上中下の３段の高さ位置で繰り返し実行する。
そして、計測した結果は、出力機器45に出力させる。

以下、各プロセスを順を追って詳細に説明する。
プロセスＰ３の金型中心軸導出工程では、図８を参照して、合体したセクタホルダ３の上側保持部３ｂの上端部内周面３bi（図２参照）の中心と思われる位置に鉛直ロッド14を位置させ、上側保持部３ｂの上端部内周面３biの高さ位置に測定ユニット20を位置させて（図８の実線で示した測定ユニット20参照）、測定ユニット20を90度回動するごとにレーザ変位計25により鉛直ロッド14の中心軸から上端部内周面３biまでの距離を測り、対向する2点間の距離の誤差を算出し、誤差が所定範囲内となるように鉛直ロッド14を移動してセクタホルダ３の上端部内周面３biの正確な中心位置を求める。

同様に、セクタホルダ３の下側保持部３ｃの下端部内周面３ciについても測定を行って（図８の仮想線で示した測定ユニット20参照）、その正確な中心位置を求める。
このセクタホルダ３の上下の中心位置を結んだ中心軸を金型中心軸Ｚとして導出する。
以下のプロセスでは、この金型中心軸Ｚ上に測定ユニット20の回動中心を位置させて距離測定や撮像が実行される。

プロセスＰ４の金型周方向基準位置導出工程では、Ａセクタの基準セクタホルダ３の端縁を検出する。
図９を参照して、基準となるＡセクタのセクタホルダ３は、ワークセットのときに、概ね決められた位置になるように、ワーク置き台７上にタイヤ成形用金型１を載置するようにしており、セクタホルダの内径から焦点合せされた高解像度ＣＣＤカメラ30によりセクタホルダ３の上側保持部３ｂの上端部内周面３biを、Ａセクタの基準セクタホルダ３の端縁位置より余裕をもって手前側から回動しながら撮像することで、基準セクタホルダ３の端縁位置すなわち金型周方向基準位置Ａｓの正確な位置を導出する。

金型周方向基準位置Ａｓが正確に導出されると、ワークデータから順次Ｂセクタ，Ｃセクタ，…，Ｉセクタのセクタホルダ３の正確な位置および各モールドピース２の正確な位置が決まり、以後の隙間測定のための隙間測定スタート位置Ｓの設定とともに各隙間の撮像タイミング制御に用いられる。
隙間測定スタート位置Ｓは、図９に示すように、導出された金型周方向基準位置Ａｓより僅かに所定角度手前位置として設定される。

隙間測定スタート位置Ｓが設定されると、次のプロセスＰ５のモールドピース内周半径測定工程に入る。
図１０に示すように、測定ユニット20の回動中心を金型中心軸Ｚ上に合せ、合体したモールドピース２のモールドピース内周面２ａの上下幅内のうち、まず実線で示す上段の所定高さ位置に測定ユニット20を位置させる。

そして、測定ユニット20を隙間測定スタート位置Ｓに合せておき、レーザ変位計25によりモールドピース内周半径（金型中心軸Ｚからモールドピース内周面２ａまでの距離）を測定する。

次のプロセスＰ６の焦点合せ工程では、測定されたモールドピース内周半径と高解像度ＣＣＤカメラ30の被写界深度との差分測定ユニット20を径方向に移動して、高解像度ＣＣＤカメラ30の焦点をモールドピース内周面２ａに合せる。

そして、次のプロセスＰ７の紫外線撮像工程で、図１１を参照して、隙間測定スタート位置Ｓから測定ユニット20を時計回りに回動しながら高解像度ＣＣＤカメラ30によりモールドピース内周面２ａを紫外線撮像する。
図１２は、モールドピース内周面２ａの一部を示すもので、上段，中段，下段の各所定の高さ位置を回動しながら順次撮像していく。

隙間測定スタート位置Ｓからのモールドピース間の各隙間ｓまでの回動角度は正確に把握されているので、測定ユニット20を回動しながら撮像する際に、各隙間ｓの辺りは、特に撮像タイミングの間隔を短くして細かく撮像する。
図１３は、１つの隙間ｓを順次紫外線撮像した画像Ｒを配列して示した図である。
矩形の画像Ｒ内に縦長の隙間像ｓ´が左右に位置を変えて撮像されている。

次のプロセスＰ８の隙間幅計測工程では、まず図１３に示すように隙間像ｓ´が左右に位置を変えて撮像され画像Ｒのうちで、隙間像ｓ´が画像Ｒの中心に最も近い画像Ｒを選択して隙間幅の計測に用いる。

選択された画像Ｒを図１４に示す。
近紫外線感度を有する高解像度ＣＣＤカメラ30が紫外線透過フィルタ28を透過した紫外線により紫外線撮像された画像Ｒなので、隙間ｓのエッジが鮮明に捉えられた高解像度の隙間像ｓ´が撮像されている。

図１５を参照して、この選択された画像Ｒの鮮明な隙間像ｓ´の幅を、上部から下部に亘り計測範囲（図１５の隙間像ｓ´と交差する横長矩形部分）を複数特定して計測する。
隙間幅計測手段42が、隙間像ｓ´の一方の端縁から他方の端縁までの距離を計測する。
上下に亘る複数箇所について隙間像ｓ´の幅を計測し、計測した複数の隙間像ｓ´の幅の平均値を求め、当該隙間ｓの隙間幅の代表値とする。
このようにして上段高さ位置のモールドピース間の各隙間ｓの隙間幅の代表値を順次計測する。

次に、測定ユニット20を中段高さ位置にしてプロセスＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を繰り返し、中段高さ位置のモールドピース間の各隙間ｓの隙間幅の代表値を順次計測する。
さらに、測定ユニット20を下段高さ位置にしてプロセスＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を繰り返し、下段高さ位置のモールドピース間の各隙間ｓの隙間幅の代表値を順次計測する。

こうしてモールドピース間の各隙間ｓについて上段，中段，下段の３つの高さ位置における隙間幅の代表値を計測する。
このモールドピース間の隙間幅の計測結果は、その隙間ｓの位置と対応させてプロセスＰ９で出力機器45に出力される。

計測された隙間幅が、ワークデータとして入力された隙間設計値の許容範囲内にあるか否かの検査結果も出力される。
したがって、許容範囲内にない隙間部分については、その位置が特定されるので、補修を的確に行うことができる。

以上のように、本タイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法によれば、ワークのセット（プロセスＰ１）とワークデータの入力（プロセスＰ２）を作業者が行えば、次ぎのプロセスＰ３からは、コンピュータ40により自動的に作業が実行され、レーザ変位計25によりセクタホルダ３の端部内周面までの距離を測定して金型中心軸Ｚを精度良く導出し（金型中心軸導出工程，プロセスＰ３）、高解像度ＣＣＤカメラ30によるセクタホルダ３の端部内周面の撮像により基準セクタホルダ３の端縁を検出して金型周方向基準位置Ａｓを導出し（金型周方向基準位置導出工程，プロセスＰ４）、金型周方向基準位置Ａｓに基づき隙間測定スタート位置Ｓを設定して、モールドピース内周半径をレーザ変位計25により精度良く測定し（モールドピース内周半径測定工程，プロセスＰ５）、高解像度ＣＣＤカメラを金型中心軸の金型幅方向の所定位置から径方向に精度良く測定されたモールドピース内周半径に基づき高解像度ＣＣＤカメラ30の被写界深度内に入る距離移動して高解像度ＣＣＤカメラの焦点をモールドピース内周面に精度良く合せ（焦点合せ工程，プロセスＰ６）、精度良く焦点合せされた高解像度ＣＣＤカメラを金型中心軸の周りに旋回しながらモールドピース内周面を周方向に逐次紫外線撮像し（紫外線撮像工程，プロセスＰ７）、紫外線撮像された鮮明な高解像度の画像Ｒを解析してモールドピース間の隙間の幅を計測する（隙間幅計測工程，プロセスＰ８）。

したがって、労力を要せず自動的に短時間で全てのモールドピース間の隙間ｓの幅を、100分の１mm程度の微小なオーダーの高い精度で測定することができ、隙間設計値の許容範囲内にあるか否かの検査精度を向上させることができる。

レーザ変位計25と高解像度ＣＣＤカメラ30は、一体に組み込まれて測定ユニット20を構成し、一緒になって移動するので、レーザ変位計25と高解像度ＣＣＤカメラの30の一方の作動中に他方を退避するなどの動きをさせる必要がなく、作業効率を向上させることができる。

プロセスＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８のモールドピース内周半径測定工程と焦点合せ工程と紫外線撮像工程と隙間幅計測工程の１連の各工程は、モールドピース内周面２ａの上段，中段，下段の３つの高さ位置について繰り返し実行されるので、モールドピース間の１本の隙間を複数箇所で幅を測定でき、より検査精度を向上させることができる。

プロセスＰ８の隙間幅計測工程は、撮像された画像Ｒのうちモールドピース間の隙間ｓの隙間像ｓ´が画像の略中央に位置する画像Ｒを選択し、選択された画像Ｒの隙間像ｓ´を複数箇所において幅を計測し、計測した隙間像ｓ´の幅の平均を求めてモールドピース間の隙間幅の代表値として算出するので、撮像された画像Ｒからモールドピース間の隙間幅を高い精度で測定することができる。

本実施の形態におけるプロセスＰ１のワークセットにおいて、タイヤ成形用金型１がワーク置き台７におおよそ決められた位置に載置されるだけであるので、プロセスＰ３の金型中心軸導出工程およびプロセスＰ４の金型周方向基準位置導出工程が必要であったが、タイヤ成形用金型１が金型中心軸が決められた所定の場所に基準セクタホルダ３も所定の位置に正確に設置されるものであれば、プロセスＰ３とプロセスＰ４は不要であり、プロセス２から直接プロセス５のモールドピース内周半径測定工程に入り、プロセス６，７，８を実行すればよい。

１…タイヤ成形用金型、２…モールドピース、２ａ…モールドピース内周面、３…セクタホルダ、５…検査リング、６…基盤、
10…移動機構、11…基台、12…第１アーム、13…第２アーム、14…鉛直ロッド、15…ユニット支持ハウジング、
20…測定ユニット、21…ユニットケース、22…環状照明、23…窓ガラス、24…ハーフミラー、25…レーザ変位計、28…紫外線透過フィルタ、29…レンズ、30…高解像度ＣＣＤカメラ、
40…コンピュータ、41…駆動制御手段、42…隙間幅計測手段、45…出力機器。

Claims (7)

1. 複数分割されたモールドピースをセクタ毎にセクタホルダが外周側から保持して環状に合体したタイヤ成形用金型における隣接するモールドピース間の隙間の幅を測定するモールドピース間隙間測定方法において、
   前記タイヤ成形用金型の金型中心軸の金型幅方向の所定位置から径方向の前記モールドピースまでの距離であるモールドピース内周半径をレーザ距離測定器により測定するモールドピース内周半径測定工程と、
   高解像度ＣＣＤカメラを前記金型中心軸の金型幅方向の所定位置から径方向に前記モールドピース内周半径に基づき前記高解像度ＣＣＤカメラの被写界深度内に入る距離移動して前記高解像度ＣＣＤカメラの焦点をモールドピース内周面に合せる焦点合せ工程と、
   焦点合せされた前記高解像度ＣＣＤカメラを金型中心軸の周りに旋回しながら前記モールドピース内周面を周方向に逐次紫外線撮像する紫外線撮像工程と、
   紫外線撮像された画像を解析して前記モールドピース間の隙間の幅を計測する隙間幅計測工程と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法。
2. 前記レーザ距離測定器と前記高解像度ＣＣＤカメラは、一体に組み込まれて測定ユニットを構成し、一緒になって移動することを特徴とする請求項１記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法。
3. 前記モールドピース内周半径測定工程と前記焦点合せ工程と前記紫外線撮像工程と隙間幅計測工程の１連の各工程は、前記モールドピース内周半径測定工程における金型中心軸のタイヤ成形用金型の幅方向の所定位置を変えて複数位置について繰り返し実行されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法。
4. 前記隙間幅計測工程は、
   紫外線撮像された画像のうち前記モールドピース間の隙間の隙間像が画像の略中央に位置する画像を選択し、
   選択された画像の隙間像を複数箇所において幅を計測し、
   計測した隙間像の幅の平均を求めてモールドピース間の隙間幅の代表値として算出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法。
5. 基準セクタホルダから順次周方向に配列される各セクタの幅と各モールドピースの幅を配列順とともに予め記憶しておき、
   前記モールドピース内周半径測定工程の前に基準セクタホルダの端縁位置である金型周方向基準位置を導出する金型周方向基準位置導出工程を備え、
   前記金型周方向基準位置導出工程は、
   前記レーザ距離測定器により測定した前記セクタホルダのセクタホルダ内周半径に基づき前記高解像度ＣＣＤカメラを移動して焦点合せして前記セクタホルダの内周面を逐次撮像し画像解析することで前記基準セクタホルダの端縁を検出することで金型周方向基準位置を導出する工程であり、
   前記紫外線撮像工程では、前記金型周方向基準位置の近傍から前記モールドピース内周面を周方向に各モールドピースと対応させて逐次撮像することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法。
6. 前記基準セクタホルダ端部位置検出工程の前に金型中心軸導出工程を備え、
   前記金型中心軸導出工程は、
   前記レーザ距離測定器により前記セクタホルダの金型幅方向の端部内周面までの距離を周方向に複数点測定して測定値の誤差が所定値内となるセクタホルダ端部内周面中心位置を、金型幅方向の両端部内周面について検出し、
   前記両セクタホルダ端部内周面の中心位置を通る金型中心軸を導出する工程であることを特徴とする請求項５記載のタイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法。
7. 複数分割されたモールドピースをセクタ毎にセクタホルダが外周側から保持して環状に合体したタイヤ成形用金型における隣接するモールドピースの互いの間の隙間の幅を測定するモールドピース間隙間測定装置において、
   レーザ距離測定器と紫外線撮像する高解像度ＣＣＤカメラを一体に組み込んだ測定ユニットと、
   前記測定ユニットを前記タイヤ成形用金型内で３次元的に移動させる移動機構と、
   前記移動機構を駆動制御するとともに前記レーザ距離測定器と前記高解像度ＣＣＤカメラを作動制御する駆動制御手段と、
   前記高解像度ＣＣＤカメラにより紫外線撮像した画像を解析してモールドピース間の隙間の幅を計測する隙間幅計測手段とを備え、
   前記駆動制御手段は、前記レーザ距離測定器により測定した前記モールドピース内周面までの距離に基づき前記移動機構を駆動して前記測定ユニットを移動し焦点合せした前記高解像度ＣＣＤカメラによりモールドピース間の隙間を紫外線撮像するように制御することを特徴とするモールドピース間隙間測定装置。

Images