JP2018031686A - 長尺シート状ゴム部材の測長装置および測長方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺シート状ゴム部材の測長を安定した精度で行うことができる長尺シート状ゴム部材の測長技術を提供する。【解決手段】押出成形された後に始端部および終端部が互いに平行な傾斜面となるように切断された長尺シート状ゴム部材の長さを測長する長尺シート状ゴム部材の測長装置であって、長尺シート状ゴム部材の始端部傾斜面と上面との境界を検出する第一画像撮影装置と、長尺シート状ゴム部材の終端部を検出する第二画像撮影装置と、検出された境界と終端部とに基づいて長尺シート状ゴム部材の長さを求める演算処理部とを備えており、始端部傾斜面と上面との境界近傍にレーザー光を照射するレーザー照射装置が、第一画像撮影装置の近傍に配置されている長尺シート状ゴム部材の測長装置。【選択図】図１

Description

本発明は、前後両端面が傾斜されて切断された長尺シート状ゴム部材の測長装置および前記長尺シート状ゴム部材の測長装置を用いた長尺シート状ゴム部材の測長方法に関する。

タイヤは長尺シート状ゴム部材が積層されることにより製造されている。このとき、各長尺シート状ゴム部材が規定通りの長さでカットされていないと、安定した品質のタイヤが得られなくなる恐れがある。このため、従来より、カット後の長尺シート状ゴム部材を撮像して画像処理することにより測長して、規定通りの長さでカットされているか否かを確認している。

図５は、従来の長尺シート状ゴム部材の測長方法を説明する概略図であり、（ａ）は全体の流れを説明する図、（ｂ）は画像撮像部の拡大図である。なお、以下においては、長尺シート状ゴム部材としてタイヤトレッドゴムを例に挙げて説明する。

図５（ａ）に示すように、押出機１００を用いて押出加工されたタイヤトレッドゴム１０１は、スカイバー１０２によって所定の長さにカットされた後、測長装置１０３の直下まで搬送されて、正確に測長される。そして、規定の長さ通りにカットされていることが確認されたタイヤトレッドゴム１０１は、その後、図示しないリーフトレイと呼ばれる台車まで搬送されて詰め込まれる。

測長装置１０３は、図５（ｂ）に示すように、画像撮影装置としてのカメラ１０４、１０５と照明装置１０６、１０７の２セットから構成されており、カメラ１０４、１０５により撮影された画像を図示しない画像処理装置を用いて画像処理することにより、タイヤトレッドゴム１０１の上面１１２の両側の境界である始端部Ａと終端部Ｂをそれぞれ検出して、ＡとＢとの間の距離をタイヤトレッドゴム１０１の長さとして求めている（例えば、特許文献１）。

具体的には、始端部Ａおよび終端部Ｂにおいて照明装置１０６、１０７からの照明によって作り出された白黒明暗をカメラ１０４およびカメラ１０５でそれぞれ撮影して画像処理することにより、上面１１２と始端部傾斜面１１１の境界である始端部Ａ、および終端部Ｂを検出している。

特開２００９−１１５７１５号公報

しかしながら、上記した従来の測長方法の場合、始端部Ａを検出する際に、図５（ｂ）に示すように、黒色のタイヤトレッドゴム１０１上を通常光で照明してカメラ１０４で撮影することにより白黒明暗を形成させているため、図６に示すように、上面１１２と始端部傾斜面１１１との間の明暗差を十分大きくすることができず、安定した検出精度を得ることできない。

そこで、本発明は、長尺シート状ゴム部材の測長を安定した精度で行うことができる長尺シート状ゴム部材の測長技術を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
押出成形された後に始端部および終端部が互いに平行な傾斜面となるように切断された長尺シート状ゴム部材の長さを測長する長尺シート状ゴム部材の測長装置であって、
前記長尺シート状ゴム部材の始端部傾斜面と上面との境界を検出する第一画像撮影装置と、
前記長尺シート状ゴム部材の終端部を検出する第二画像撮影装置と、
検出された前記境界と前記終端部とに基づいて長尺シート状ゴム部材の長さを求める演算処理部とを備えており、
前記始端部傾斜面と上面との境界近傍にレーザー光を照射するレーザー照射装置が、前記第一画像撮影装置の近傍に配置されていることを特徴とする長尺シート状ゴム部材の測長装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記レーザー光が赤色レーザー光であることを特徴とする請求項１に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記長尺シート状ゴム部材の上面の垂線に対するレーザー照射装置のレーザー光軸の傾きが、±１０°以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記長尺シート状ゴム部材の上面の垂線に対する画像撮影装置の光軸の傾きが、±１０°以内であ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項に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置である。

請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置を用いて、前記長尺シート状ゴム部材の長さを測長する長尺シート状ゴム部材の測長方法であって、
前記第一画像撮影装置の近傍に配置された前記レーザー照射装置を用いて前記始端部傾斜面と前記上面との境界近傍にレーザー光を照射し、
前記長尺シート状ゴム部材の前記始端部傾斜面と上面との前記境界を第一画像撮影装置により検出すると共に、前記長尺シート状ゴム部材の終端部を第二画像撮影装置により検出し、
検出された前記境界と前記終端部とに基づいて長尺シート状ゴム部材の長さを求めることを特徴とする長尺シート状ゴム部材の測長方法である。

請求項６に記載の発明は、
測定対象の前記長尺シート状ゴム部材がトレッドであることを特徴とする請求項５に記載の長尺シート状ゴム部材の測長方法である。

本発明によれば、長尺シート状ゴム部材の測長を安定した精度で行うことができる長尺シート状ゴム部材の測長技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る長尺シート状ゴム部材の測長装置の概略図である。 本発明の一実施の形態に係る長尺シート状ゴム部材の測長装置の画像撮影部の概略を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る長尺シート状ゴム部材の測長装置を用いて得られた撮像画像の白黒明暗の例を示す図である。 （ａ）はレーザー変位計を使用した測長を説明する概略図、（ｂ）はレーザー照射装置を使用した測長を説明する概略図である。 従来の長尺シート状ゴム部材の測長方法を説明する図であり、（ａ）は全体の流れを説明する図、（ｂ）は画像撮影部の拡大図である。 従来の長尺シート状ゴム部材の測長装置を用いて得られた撮像画像の白黒明暗の例を示す図である。

本発明は、白黒明暗の画像を撮影するために長尺シート状ゴム部材の上面と始端部傾斜面の間の境界近傍を照明する装置として、レーザー照射装置を採用することにより、黒色の長尺シート状ゴム部材上であっても白黒明暗の明暗差を十分明確化させている点に特徴がある。

従来の測長装置では、黒色のタイヤトレッドゴム上に通常光を用いる照明装置により形成された白黒明暗の明暗差から境界を検出していたが、十分な明暗差が得られず、安定した検出精度を得ることが難しかった。

照明装置の位置を変更して白黒明暗を明確にしようとしても、タイヤトレッドゴムの表面には粗さや反り等が存在するため、やはり、十分な濃度差が得られず、安定した検出精度を得ることが難しい。

そこで、照明装置の通常光に替えてレーザー光を用いることが考えられるが、図４（ａ）に示すように、レーザー変位計２５を用いた場合には、レーザー変位計はタイヤトレッドゴム１０の表面までの距離を計測するものであるため、粗さや反り等によるタイヤトレッドゴム１０の表面の凹凸と、境界とを識別することが難しい。

しかし、レーザー変位計による距離の測定ではなく、図４（ｂ）に示すように、レーザー光で照射されたタイヤトレッドゴム１０の撮影画像を用いた場合には、レーザ変位計のような問題はなく、表面の凹凸の有無に関係なく境界を適切に識別できることが確認できた。

１．本実施の形態に係る長尺シート状ゴム部材の測長装置
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る長尺シート状ゴム部材の測長装置について説明する。なお、以下ではタイヤトレッドゴムを例に挙げて説明する。

図１は本実施の形態に係る長尺シート状ゴム部材の測長装置の概略図であり、図２はこの測長装置の画像撮影部の概略を示す図である。また、図３はこのとき得られた撮影画像の白黒明暗の例を示す図である。

第一画像撮影装置２は、タイヤトレッドゴム１０の始端側を撮影するカメラである。即ち、第一画像撮影装置２は図２における始端部Ａを検出するためのものである。第二画像撮影装置３は、タイヤトレッドゴム１０の終端側を撮影するカメラである。即ち、第二画像撮影装置３は、図２における終端部Ｂを検出するためのものである。そして、第二画像撮影装置３は第一画像撮影装置２に対してタイヤトレッドゴム搬送方向上流側に所定間隔を空けて設けられている。

照明装置６は、第二画像撮影装置３の下流側の上部に、タイヤトレッドゴム１０の終端部Ｂに向けて斜め下向きで所定の角度に配置されている。

演算処理部７は、コントローラ８とＣＰＵ９とを備えている。コントローラ８は、第一画像撮影装置２および第二画像撮影装置３を動作させると共に、第一画像撮影装置２および第二画像撮影装置３で撮影された始端画像および終端画像を取り込んでＣＰＵ９へ画像信号を送信する。ＣＰＵ９は前記信号に基づいてタイヤトレッドゴム１０の長さを演算処理する。

本発明の特徴は、始端部傾斜面１１と上面１２の間の境界（図２における始端部Ａ）の近傍を照らす照明としてレーザー照射装置５を使用するところにある。

レーザー照射装置５は第一画像撮影装置２の近傍に配置される。本実施の形態においては前記したようにレーザー光を使用するため、始端部傾斜面１１と上面１２の間の境界を明確に識別可能な画像を得ることができる。なお、レーザー照射装置５は、量産・普及が進んで安価である赤色レーザーとするのが好ましい。

また、長尺シート状ゴム部材に対するレーザー照射装置５のレーザー光軸の傾きは、レーザー光が照射された場所をより明るくできる点で、タイヤトレッドゴム１０の上面からの垂線に対して±１０°以内であることが好ましい。

なお、第一画像撮影装置２の光軸の傾きも、長尺シート状ゴム部材に照射されたレーザー光の反射光をより確実に受光できる点で、タイヤトレッドゴム１０の上面からの垂線に対して±１０°以内とするのが好ましい。

２．長尺シート状ゴム部材の測長方法
次に、前記した本発明の長尺シート状ゴム部材の測長装置１を用いたタイヤトレッドゴム１０の長さＬの測定方法について説明する。

本実施の形態においても、図１に示すように押出機を用いて押出加工されたタイヤトレッドゴムは、スカイバーによって所定の長さにカットされた後、測長装置の直下まで搬送されて、正確に測長される。

具体的には、第一画像撮影装置２が、コンベアに水平に載置され矢印方向に搬送されてきたタイヤトレッドゴム１０の始端部Ａを撮影する。撮影の際、レーザー照射装置５は、前記のようにタイヤトレッドゴム１０の始端部Ａの近傍に対してレーザー光を照射する。

レーザー光が照射された範囲のうち、上面１２には強い光が小さなスポットに収束して当り、強い反射光が第一画像撮影装置２で受光されるため、撮像された画像が白く表示される。また、始端部傾斜面１１では赤色レーザーが斜めに当たって反射し、反射光は第一画像撮影装置２とは異なる方向に反射されるため、第一画像撮影装置２では受光されない。このため、撮像された画像が黒く表示される。この方法で撮影した画像の例を図３に示す。図示したように、白く表示した部分と黒く表示した部分との境界が画像処理することにより始端部Ａとして識別できる。

第一画像撮影装置２および第二画像撮影装置３で撮影されたそれぞれの画像は、コントローラ８を介してＣＰＵ９へ画像データの信号として送信され、ＣＰＵ９は受信した画像データを画像変換処理することにより始端部Ａおよび終端部Ｂを検出し、得られたデータを元にタイヤトレッドゴム１０の長さＬを高い精度で算出する。

本発明の測長装置による場合（実施例）と、従来の測長装置による場合（従来例）とについて、それぞれ６００個のタイヤトレッドゴムの長さを測定した。

その結果、測定データの最大値と最小値との差が、従来例では８ｍｍであったのに対して、実施例では５ｍｍまで低減した。また、標準偏差σは、従来例では１．０１であったのに対して、実施例では０．８１と低減した。

以上のように、本発明を適用することにより安定した精度でタイヤトレッドゴムの長さを測定できることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１、１０３ 長尺シート状ゴム部材の測長装置
２、１０４ 第一画像撮影装置（カメラ）
３、１０５ 第二画像撮影装置（カメラ）
５ レーザー照射装置
６、１０６、１０７ 照明装置
７ 演算処理部
８ コントローラ
９ ＣＰＵ
１０、１０１ タイヤトレッドゴム（長尺シート状ゴム部材）
１１、１１１ 始端部傾斜面
１２、１１２ 上面
１３、１１３ 終端部傾斜面
２０、１００ 押出機
２１、１０２ スカイバー
２５ レーザー変位計

Claims (6)

1. 押出成形された後に始端部および終端部が互いに平行な傾斜面となるように切断された長尺シート状ゴム部材の長さを測長する長尺シート状ゴム部材の測長装置であって、
   前記長尺シート状ゴム部材の始端部傾斜面と上面との境界を検出する第一画像撮影装置と、
   前記長尺シート状ゴム部材の終端部を検出する第二画像撮影装置と、
   検出された前記境界と前記終端部とに基づいて長尺シート状ゴム部材の長さを求める演算処理部とを備えており、
   前記始端部傾斜面と上面との境界近傍にレーザー光を照射するレーザー照射装置が、前記第一画像撮影装置の近傍に配置されていることを特徴とする長尺シート状ゴム部材の測長装置。
2. 前記レーザー光が赤色レーザー光であることを特徴とする請求項１に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置。
3. 前記長尺シート状ゴム部材の上面の垂線に対するレーザー照射装置のレーザー光軸の傾きが、±１０°以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置。
4. 前記長尺シート状ゴム部材の上面の垂線に対する画像撮影装置の光軸の傾きが、±１０°以内であ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項に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の長尺シート状ゴム部材の測長装置を用いて、前記長尺シート状ゴム部材の長さを測長する長尺シート状ゴム部材の測長方法であって、
   前記第一画像撮影装置の近傍に配置された前記レーザー照射装置を用いて前記始端部傾斜面と前記上面との境界近傍にレーザー光を照射し、
   前記長尺シート状ゴム部材の前記始端部傾斜面と上面との前記境界を第一画像撮影装置により検出すると共に、前記長尺シート状ゴム部材の終端部を第二画像撮影装置により検出し、
   検出された前記境界と前記終端部とに基づいて長尺シート状ゴム部材の長さを求めることを特徴とする長尺シート状ゴム部材の測長方法。
6. 測定対象の前記長尺シート状ゴム部材がトレッドであることを特徴とする請求項５に記載の長尺シート状ゴム部材の測長方法。