JP4915798B2 - 波状コードの検査方法及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、波状コードをゴムで被覆して形成されたゴム被覆部材内の波状コードの波長を検査する波状コードの検査方法及び検査装置に関し、特に波状コードの波長の自動検査を可能にした検査方法及び検査装置に関する。

空気入りタイヤは、一般に、一対のビードコア間に亘って延びるカーカス層と、タイヤ転動時に路面と接するトレッドゴムとの間に、それぞれスチールや有機繊維等のコードが配置された複数層のベルト層を備えている。このベルト層の１つとして、従来、略タイヤ周方向に波状に屈曲又は湾曲等しつつ延びる波状コードが配置された波状ベルト層（ＷＡＶＹベルト層）が広く採用されている（特許文献１、２参照）。

この波状ベルト層は、所定径の波状コードを１本又は複数本配列させてゴムで被覆したゴム被覆部材からなり、グリーンタイヤ（生タイヤ）の成型時に、ゴム被覆部材を下層のベルト層等の他のタイヤ構成部材の外周に１周又は複数周巻き付ける等して形成される。また、ゴム被覆部材内の各波状コードは、所定の波長及び振幅で規則的に屈曲等するように形成されて、例えば互いに略同一位相で並設される等、所定のパターンでゴム被覆部材内に埋設される。

ところで、このようなゴム被覆部材では、タイヤに使用されたときに、目的とする機能を発揮させてタイヤに所望の性能等を付与するためには、その波状コードの波長を予め定められた波長（波長範囲）にする等、波状コードを所定の規格（基準）に適合させる必要がある。そのため、ゴム被覆部材は、例えば、その製造時に、波状コードの波長が所定の波長範囲内に形成されて生タイヤの成型工程に供給され、かつ波状コードの波長が所定の規格を満たすように生タイヤに巻き付けられる等、波状コードの波長に関して、通常、各段階（工程）のそれぞれで規格が定められている。

具体的には、例えばＡＰＲタイヤ（航空機用ラジアルタイヤ）で使用されるゴム被覆部材では、その波状コードの４波長の長さが、生タイヤの成型工程への供給前は１０６±４ｍｍであり、かつ生タイヤへ巻き付けられて引き伸ばされた後にも１１２ｍｍ以下であることが規格で定められており、各工程で波状コードの波長を測定して、この規格内であるか否かを検査している。

ところが、従来、この波状コードの波長の測定は、作業者や成型者が、ゴム被覆部材の表面に形成された波状コードに対応する凹凸をメジャーや各種の計測治具を使用して実測する等、人手を介してその都度実施されることが多く、多大な手間や時間、及び工数等を要している。そのため、従来は、ゴム被覆部材（波状コード）の検査の効率が低く、これに伴い、ゴム被覆部材の製造や生タイヤの成型等の生産性が低くなるという問題が生じている。また、人手による測定であるため、波長の測定ミスが起こる可能性もあり、規格外の波状コードを有するゴム被覆部材や生タイヤ等の不良品を誤って次工程に送ってしまう恐れもある等、各工程での品質管理に関しても問題がある。

特に、上記したＡＰＲタイヤの例では、例えば生タイヤの成型工程に、波状コードの４波長の長さが規格の最大波長である１１０ｍｍのものが供給されることがあり、この場合には、成型時（巻き付け時）に僅か２ｍｍの伸びしか許容されないため、巻き付け前後（特に巻き付け後）の波長測定に対して、より正確性が要求される。その結果、波状コードの波長を慎重かつ丁寧に測定して検査する必要があり、上記した検査効率や生産性が更に低下するとともに、その品質管理も一層重要となる。

特開２０００−５２７１１号公報 特開２００６−１５９６９１号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、波状コードをゴムで被覆して形成されたゴム被覆部材内の波状コードの波長を自動で検査できるようにし、その品質管理を適切に行いつつ、検査の効率や正確性を向上させることである。

請求項１の発明は、長手方向に沿って波状に延びる波状コードをゴムで被覆し、表面に前記波状コードに対応する凹凸が形成されたゴム被覆部材内の前記波状コードの波長を検査する波状コードの検査方法であって、前記ゴム被覆部材の表面に光を照射して該ゴム被覆部材表面に前記凹凸に応じた明暗を形成する工程と、前記明暗が形成されたゴム被覆部材表面の画像を取得する工程と、該取得した画像から濃度情報を取得する工程と、該濃度情報に基づいて、前記波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定する工程と、を有し、前記濃度情報を取得する工程は、前記画像から該画像の互いに一部重複又は隣接する所定の単位領域毎に、該単位領域に含まれる画素の平均濃度を順次算出する工程と、互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記画素の平均濃度の最大値と最小値の差分を前記画像又は所定の検査範囲の全体に亘って順次算出する工程と、該差分の各算出値と予め設定された該差分のしきい値とを比較して、該しきい値を超える前記差分の算出値の数をカウントする工程と、からなり、前記判定する工程は、前記カウント数の実測値と前記所定の規格に対応して予め設定された前記カウント数の最小値及び／又は最大値とを比較し、該比較結果に基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された波状コードの検査方法において、前記画像を取得する工程は、前記明暗が形成されたゴム被覆部材表面を撮像する工程と、該撮像した画像から前記明暗の明部を抽出する工程と、からなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された波状コードの検査方法において、前記画素の平均濃度を順次算出する工程は、前記画像内で、前記単位領域を前記波状コードの長手方向に沿って所定の画素数ずつ移動させつつ前記平均濃度を算出し、前記差分を算出する工程は、前記単位領域の移動方向に互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記差分を算出することを特徴とする。
請求項４の発明は、長手方向に沿って波状に延びる波状コードをゴムで被覆し、表面に前記波状コードに対応する凹凸が形成されたゴム被覆部材内の前記波状コードの波長を検査する波状コードの検査装置であって、前記ゴム被覆部材の表面に光を照射して該ゴム被覆部材表面に前記凹凸に応じた明暗を形成する光源と、前記明暗が形成されたゴム被覆部材表面を撮像する撮像手段と、該撮像した画像から濃度情報を取得し、該濃度情報に基づいて、前記波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定する解析手段と、を備え、前記解析手段は、前記画像から該画像の互いに一部重複又は隣接する所定の単位領域毎に、該単位領域に含まれる画素の平均濃度を順次算出する平均濃度算出手段と、互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記画素の平均濃度の最大値と最小値の差分を前記画像又は所定の検査範囲の全体に亘って順次算出する差分算出手段と、該差分の各算出値と予め設定された該差分のしきい値とを比較して、前記しきい値を超える前記差分の算出値の数をカウントするカウント手段と、該カウント手段によるカウント数の実測値と前記所定の規格に対応して予め設定された前記カウント数の最小値及び／又は最大値とを比較し、該比較結果に基づいて前記判定を行う判定手段と、を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載された波状コードの検査装置において、前記撮像手段及び前記光源を移動させて、撮像する前記ゴム被覆部材表面との間の距離を所定距離に維持する移動手段を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載された波状コードの検査装置において、前記解析手段は、前記撮像した画像から前記明暗の明部を抽出する抽出手段を有し、前記濃度情報は前記明部を抽出した画像に基づく濃度情報であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載された波状コードの検査装置において、前記平均濃度算出手段は、前記画像内で、前記単位領域を前記波状コードの長手方向に沿って所定の画素数ずつ移動させつつ前記平均濃度を算出し、前記差分算出手段は、前記単位領域の移動方向に互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記差分を算出することを特徴とする。

本発明によれば、波状コードをゴムで被覆して形成されたゴム被覆部材内の波状コードの波長を自動で検査でき、その品質管理を適切に行えるとともに、検査の効率や正確性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の波状コードの検査装置は、例えば上記したタイヤの波状ベルト層等に使用される、１本又は複数本の波状コードを配列させてゴムで被覆したゴム被覆部材を検査する装置であり、その内部に埋設された波状コードの波長が所定の規格内であるか否か等を検査する。また、この検査装置は、例えばゴム被覆部材の搬送経路や生タイヤの成型装置等に隣接して設置され、搬送中の又は生タイヤに巻き付け等されたゴム被覆部材を自動で検査する。

なお、検査対象のゴム被覆部材の表面には、波状コードにより、相対的に肉厚な部分（凸部）と、その間等の相対的に薄肉な部分（凹部）が、波状コード及びゴム被覆部材の長手方向（長さ方向）に沿って形成される等、波状コードに対応する凹凸が形成されており、本実施形態の検査装置は、この表面の凹凸等を利用して波状コードの波長を検査する。また、本実施形態では、長手方向に沿って略正弦波状に湾曲しつつ延びる波状コードを、略同一位相で複数配列させてゴムで被覆したゴム被覆部材を例に採り説明する。

図１は、本実施形態の波状コードの検査装置１の概略構成を、ゴム被覆部材７０と共に模式的に示す要部構成図であり、図では、ゴム被覆部材７０を含む一部を斜視図で示している。また、図の矢印Ｎは、ゴム被覆部材７０及びその内部の各波状コードの長手方向であり、それと直交する矢印Ｈは、ゴム被覆部材７０の幅方向である。従って、各波状コードは、図の矢印Ｎ方向に沿って波状に延びるとともに、図の矢印Ｈ方向に複数配列されている。

この検査装置１は、図示のように、ゴム被覆部材７０の一方側（図では上側）に配置された光源１０及び撮像手段２０と、それらを含む装置各部に接続されて検査装置１全体の制御や画像解析等を行う制御解析装置３０と、を備えている。

光源１０は、ゴム被覆部材７０表面の所定位置に光を照射して、その表面に波状コードによる凹凸に応じた明暗を形成するためのものであり、例えば、棒状ランプや蛍光灯等の各種の電灯、又は発光ダイオード（ＬＥＤ）等を利用した照明（投光）装置である。この光源１０は、撮像手段２０に対して、ゴム被覆部材７０の幅方向Ｈにずれた位置に設けられるとともに、その発光面１１を、撮像手段２０による撮像範囲Ｋに向けて配置され、撮像範囲Ｋに向かって斜め上方から光を照射（図の矢印Ｓ）してその全体を照明する。これにより、光源１０は、ゴム被覆部材７０の表面の凹凸に、波状コードの長手方向と略直交する方向（振幅方向）（図の矢印Ｈ）の斜め上方から光をあてて、その表面の凸部を主に照らして凹部に影を作り、それらに対応した明暗を撮像範囲Ｋの全体に亘って形成して表面の凹凸を強調させる。

ここで、光源１０の位置や光の照射角度等は、ゴム被覆部材７０の表面に凹凸に応じた明暗が生じ易いように、凹凸の程度等の各状況に応じて設定される。同様に、光源１０には、ゴム被覆部材７０の表面の色等の表面性状や各特性等に応じて、凹凸に対応した明暗が鮮明になるものが使用され、例えば蛍光灯による白色光や、各色の光を発生する発光ダイオード、又は赤外線や紫外線ランプ等、種々のものから適宜選択される。本実施形態では、検査対象のゴム被覆部材７０がタイヤに用いられるゴムで被覆されており、その表面が黒光沢を有するため、光源１０として青色光を発生する青色発光ダイオードを使用している。

図２は、このゴム被覆部材７０の表面を２種類の光源１０により照らした状態を示す例であり、図２Ａは光源１０として蛍光灯を使用したものを、図２Ｂは光源１０として青色発光ダイオードを使用したものを、それぞれ示している。
図示のように、両光源１０共に、ゴム被覆部材７０の表面に、波状コードによる凹凸に応じた波状の明暗（明部７１と暗部７２）を形成できるものの、蛍光灯による白色光（図２Ａ参照）では、明部７１と暗部７２の差が不明瞭であり、凹凸に応じた明暗が不鮮明になっている。これに対し、本実施形態の青色発光ダイオードによる青色光（図２Ｂ参照）では、明部７１と暗部７２の差が明瞭であり、凹凸に応じた明暗がより鮮明に識別できる。

撮像手段２０（図１参照）は、この明暗が形成されたゴム被覆部材７０表面の撮像範囲Ｋ（検査範囲）を撮像し、その画像を制御解析装置３０に出力する。撮像手段２０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを使用したＣＭＯＳカメラ等であり、本実施形態では、撮像手段２０として所定の画素数（例えば２００万画素）の白黒ＣＣＤカメラを使用している。また、そのゴム被覆部材７０側の先端（図では下端）には、レンズや接写リング等が取り付けられており、撮像範囲Ｋの画像を連続的に、又は所定時間毎に撮像して、その画像を電気信号に変換し、画素毎の明暗の濃度（輝度）等の画像データを制御解析装置３０に出力する。

制御解析装置３０は、検査装置１全体の制御を行うとともに、ゴム被覆部材７０内の波状コードの波長を検査するものであり、例えば各種のデータ処理や解析、演算処理等を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムを格納したＲＯＭや処理のための一時的なデータの保存等を行うＲＡＭ、ハードディスクドライブ等の記憶手段、及びモニタ等を備えたパーソナルコンピュータ等である。また、制御解析装置３０は、インターフェース等を介して光源１０や撮像手段２０等の装置各部と接続され、それらとの間で検査に必要な各種データ等を送受信して、所定の画像解析や検査処理等を実行する。即ち、制御解析装置３０は、撮像手段２０が撮像した撮像範囲Ｋ（検査範囲）の画像を取得して解析し、ゴム被覆部材７０内の波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定する解析手段でもあり、以下、この制御解析装置３０の行う各処理等について説明する。

図３は、この制御解析装置３０の機能ブロック図であり、検査装置１の他の構成もブロックで示している。
制御解析装置３０は、図示のように、外部機器が接続される入出力部３１、表示部３２、記憶部３３、制御部３４、及び画像解析部３５から構成され、これら各部（手段）３１〜３５を互いにバス３６を介して接続している。

入出力部３１は、光源１０及び撮像手段２０が、例えば、それぞれを制御する制御手段であるコントローラやシーケンサ等を介して接続され、それらとの間で各種データや制御信号等を変換して送受信するインターフェース等からなる。表示部３２は、各種の情報を表示するモニタ等の表示手段であり、ゴム被覆部材７０表面の撮像した画像や検査結果等を表示する。

記憶部３３は、検査装置１の制御処理や判定・検査処理等に必要な各種プログラムやデータ等を記憶する。また、記憶部３３は、撮像手段２０による撮像画像等の測定データ３３Ａや、後述する画像解析部３５により解析及び演算される検査結果等に関する各データ（検査データ３３Ｂ）、及び検査対象のゴム被覆部材７０に対して予め設定された波状コードの波長（ここでは４波長の長さ）の良否等に関する所定の規格（基準）（規格データ３３Ｃ）を記憶する。この規格データ３３Ｃには、例えば良否の境界となる波状コードの波長の最大値や最小値、又は、それらに対応した各所定値（設定値）等のデータテーブル等、予め設定された各種の規格データが、検査するゴム被覆部材７０の種類等毎に記憶されている。

制御部３４は、検査装置１全体の制御に関するデータ処理や演算処理等を行い、検査装置１全体を制御して、例えば、光源１０による光の照射や撮像手段２０による撮像、及び撮像した画像等の各種データの記憶部３３への記憶処理等を実行させる。また、制御部３４は、ゴム被覆部材７０の波状コードの検査結果に応じて、入出力部３１を介して警報手段（図示せず）に警報指令を出力し、警報手段を制御して音や光等による警報出力処理を実行させる。

画像解析部３５は、ゴム被覆部材７０の画像を解析し、その内部の波状コードの波長の良否を判定する等、波状コードの検査に関する各演算・解析処理を行うための解析手段であり、抽出部３５Ａ、平均濃度算出部３５Ｂ、差分算出部３５Ｃ、カウント部３５Ｄ、及び判定部３５Ｅからなる。画像解析部３５は、入出力部３１を介して撮像装置２０から取得したゴム被覆部材７０表面の凹凸（明暗）に関する画像から濃度情報を取得し、この情報に基づいて、各部（手段）３５Ａ〜３５Ｅにより所定の画像解析及び演算処理を実行して上記した判定等を行い、その結果を記憶部３３の検査データ３３Ｂに記憶させる。

抽出部３５Ａは、撮像手段２０が撮像した画像から、例えば所定の濃度（輝度）以上の画素を抽出する等、ゴム被覆部材７０表面の画像にフィルタ処理を施して、その凹凸に応じた明暗から明部を抽出処理する。

図４は、この抽出部３５Ａにより明部を抽出する前後の画像例を示す図であり、波状コードの波長が異なる４つの画像の表示部３２への表示例である。また、図４Ａ〜図４Ｄの順に、それぞれ４波長の長さが１０８ｍｍ、１１０ｍｍ、１１２ｍｍ、１１４ｍｍの波状コードを有するゴム被覆部材７０の画像を示している。
撮像手段２０によるゴム被覆部材７０の撮像画像８０には、図示のように、各波状コードの形状及び波長に対応した明部７１及び暗部７２が撮像される。この撮像画像８０に対し、抽出部３５Ａにより抽出処理を施した所定の検査範囲の明部抽出画像８１（各図内の下段に示す矩形状の画像）では、明部７１の所定の濃度以上の部分（画素）が抽出され、画面全体が、線状等をなす抽出明部８２（図の白色部）と、その他の部分（図の黒色部）と、により表示される。

この抽出明部８２は、各明部抽出画像８１内で波状コード（ゴム被覆部材７０表面の凸部）の形状や位置、及び波長、振幅等に対応した形態で現れる。即ち、各抽出明部８２は、全体として、それぞれ略波状に近い形態をなすが、図４Ａから図４Ｄまでの各明部抽出画像８１を順に見て明らかなように、波状コードの波長が長くなり振幅が小さくなる程、各抽出明部８２の波状の程度が小さくなる。その結果、各抽出明部８２は、波状コードが引き伸ばされて波長が長くかつ振幅が小さくなるのに応じて徐々に直線状に近くなり、最終的に波状コードが直線状に引き伸ばされると、同様に直線状に配列する。

本実施形態の画像解析部３５（図３参照）は、この明部７１を抽出した画像（明部抽出画像８１）に基づき前記濃度情報を取得する、即ち、この画像により以降の解析を行い、まず、平均濃度算出部３５Ｂにより、隣接する複数画素を１つの単位として、その領域の画素の平均濃度の算出処理を実行する。

具体的には、平均濃度算出部３５Ｂは、取得した画像に対して所定数の画素からなる単位領域（セグメント）を設定して、そこに含まれる各画素の濃度から単位領域内における画素の平均濃度を算出した後、単位領域を、互いに一部が重複又は隣接するように所定方向に移動させて、各単位領域の平均濃度を順次算出する。このように、平均濃度算出部３５Ｂは、取得した画像から、その互いに重複又は隣接する所定の単位領域毎に、各単位領域に含まれる画素の平均濃度を画像（又は所定の検査範囲）の全体に亘って順次算出する。

なお、単位領域は、この画像（画素）に対して、縦横それぞれ所定数の複数画素を含むように区画して設定される、例えば矩形状等の仮想的な小領域であり、その大きさ（画素数）は、画像の状態や必要な検査精度等に応じて予め設定される。また、この平均濃度算出部３５Ｂでは、ゴム被覆部材７０の画像内（図４参照）で、設定した単位領域を、波状コードの長手方向（図４では左右方向）に沿って、一端側から他端側に向かって所定の画素数ずつ互いに一部重複又は隣接（ここでは一部を重複）させて移動させつつ各単位領域の平均濃度を算出し、前記他端側で波状コードの振幅方向（図４では上下方向）に所定の画素数だけ移動させる。平均濃度算出３５Ｂは、以下同様に単位領域を波状コードの長手方向及び振幅方向に順次移動させて、単位領域毎の平均濃度を順次算出する。

差分算出部３５Ｃ（図３参照）は、この算出した各平均濃度に基づき、波状コードの長手方向や振幅方向等に互いに一部重複又は隣接する複数の単位領域内における各画素の平均濃度の最大値と最小値の差分（平均濃度の最大差）を算出する。差分算出部３５Ｃは、この差分を算出する複数の単位領域を、波状コードの長手方向や振幅方向等の所定方向に沿って、例えば単位領域を１つ又は複数ずつ移動させる等、各単位領域を単位として互いにその一部を重複又は隣接させて移動させ、画像全体に亘って、又は所定の検査範囲の全体に亘って各差分を順次算出する。

このように、差分算出部３５Ｃは、上記した平均濃度算出部３５Ｂによる平均濃度の全算出処理の終了後、又は各算出処理に同期して算出処理中に、平均濃度を算出済みの所定数（範囲）の単位領域に対して平均濃度の差分（最大差）の算出処理を実行する。また、ここでは、差分算出部３５Ｃは、平均濃度算出部３５Ｂによる平均濃度の算出方向、即ち、その平均濃度の算出時における単位領域の移動方向に互いに一部重複又は隣接する複数の単位領域内における差分を算出する。

図５は、以上の平均濃度算出部３５Ｂ及び差分算出部３５Ｃによる各算出手順について具体的に説明するための模式図である。
本実施形態の平均濃度算出部３５Ｂは、図示のように、予め設定された大きさの所定数の画素からなる単位領域Ｔを、予め設定された移動量（ここでは単位領域Ｔの１／３に相当する画素数）ずつ、波状コードの長手方向（図では左右方向）に沿って一方側（図の矢印）にずらせながら各単位領域Ｔの画素の平均濃度を算出する。このようにして、順次、単位領域Ｔ１（平均濃度９５）（図５Ａ参照）、単位領域Ｔ２（平均濃度８０）（図５Ｂ参照）、単位領域Ｔ３（平均濃度１００）（図５Ｃ参照）、単位領域Ｔ４（平均濃度１２０）（図５Ｄ参照）、と４つの単位領域Ｔ１〜Ｔ４の平均濃度を算出する。

差分算出部３５Ｃは、この各算出結果から、上記した移動方向内で互いに一部が重複する４つの単位領域Ｔ１〜Ｔ４内における平均濃度の最大値（ここでは図５Ｄに示す単位領域Ｔ４の１２０）と最小値（ここでは図５Ｂに示す単位領域Ｔ２の８０）の差分（ここでは４０）を算出する。このように、各算出部３５Ｂ、３５Ｃは、単位領域Ｔを移動させて平均濃度を算出するとともに、算出済みの互いに一部が重複する４つの単位領域Ｔの前記差分を順次算出する。

カウント部３５Ｄ（図３参照）は、この差分の各算出値と所定の差分のしきい値とを比較し、しきい値を超える差分の算出値の数をカウントする。この差分のしきい値は、有効な濃度差であると認められる予め設定された最小値であり、例えば検査するゴム被覆部材７０毎に実験的に決定したり、或いは、上記した明部抽出画像８１（図４参照）の各抽出明部８２の濃度や大きさの程度等の態様や、単位領域の大きさ及び移動量等の検査条件等に応じて決定され、記憶部３３（図３参照）の規格データ３３Ｃに記憶される。カウント部３５Ｄは、このしきい値を規格データ３３Ｃから読み出し、上記したカウントを差分算出部３５Ｃによる各差分の算出毎に、又は、全ての差分の算出後に行い、しきい値を超える差分の算出値の数を加算してその総数（カウント数）を求める。

ここで、本実施形態では、複数の単位領域の平均濃度の差分を波状コードの長手方向（図４参照）に沿って算出するが、これら長手方向内の各単位領域間の平均濃度の差は、波状コードの長手方向に対して傾斜する各部の傾斜角度（波状の程度）が大きくなるほど大きくなる。従って、差分算出部３５Ｃによる差分の算出値は、波状の程度が大きく波長が短い波状コードほど大きく、ゴム被覆部材７０及び波状コードが引き伸ばされてその波長が長くなり、直線状に近くなるにつれて徐々に小さくなる。このように、差分の算出値は、波状コードの波長の変化に応じて変化して、最終的に直線状の波状コードでは、理論的には長手方向の平均濃度差がなくなりゼロに近い値になる。その結果、しきい値を超える差分の算出値の総数、即ち、カウント部３５Ｄによるカウント数も波状コードの波長に応じて変化し、差分の算出値と同様に、波状コードの波長が短いほど多く、長いほど少なくなる。

図６は、このカウント数の実測値と波状コードの波長（ここでは４波長の長さ）の関係を示す線図（グラフ）であり、図４Ａ〜図４Ｄに示す波状コードの波長が異なる４つの画像を上記したように解析し、解析結果の各数値をグラフ化した例を示す。また、図の横軸は波状コードの４波長長さ（ｍｍ）を、縦軸はカウント数の実測値を、それぞれ示している。

カウント数の各実測値は、図示のように、負の傾き（図では右下がり）の略同一直線上に位置し、４波長長さに比例してその長さが長くなるほど小さくなる。このように、カウント数と４波長長さとの間には相関があり、本実施形態の検査装置１では、これを利用してゴム被覆部材７０内の波状コードの波長が、定められた波長範囲内にあるか否かや、許容される波長の最大値以下、又は最小値以上であるか否か等、所定の規格を満たして適合するか否かを判定部３５Ｅ（図３参照）により判定して検査する。

即ち、判定部３５Ｅは、カウント部３５Ｄによるカウント数（総数）の実測値と、波状コードの所定の規格に対応して予め設定されたカウント数の最小値及び／又は最大値とを比較し、その比較結果に基づいて波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定する。具体的には、図６に示すグラフの例で、例えば波状コードの４波長長さが１１２ｍｍ以下であることが定められている場合には、それに対応するカウント数の最小値（下限値）は２０００であり、判定部３５Ｅは、カウント数の実測値が２０００よりも大きいときには、４波長長さが１１２ｍｍ以下で規格内であると判定し、２０００以下であるときには、波長が１１２ｍｍよりも長く規格外であると判定する。同様に、判定部３５Ｅは、例えば４波長長さの規格が１０８ｍｍ以上である場合には、対応するカウント数の最大値（上限値）である３０００とカウント数の実測値とを比較して判定を行う。また、判定部３５Ｅは、４波長長さの規格に関して所定の範囲が定められている場合には、その上下限値に対応するカウント数の最小値及び最大値とカウント数の実測値とを比較し、実測値が最小値と最大値の間にあるか否かにより、波状コードの波長が規格内か否かを判定する。

なお、これらカウント数の最小値や最大値は、例えば上記したように波長の異なる複数の波状コードを有するゴム被覆部材７０に対してカウント数を実測し、それらの関係（図６参照）から各波長の規格に対応する値を求め、或いは、波長の規格値（上限値や下限値）と同じ波長の波状コードを有するゴム被覆部材７０のカウント数を実測する等、実験的に求められて設定される。また、設定された最小値や最大値は、予め記憶部３３（図３参照）の規格データ３３Ｃに記憶され、検査時に、画像解析部３５の判定部３５Ｅにより読み出されて使用される。

次に、以上説明した検査装置１によりゴム被覆部材７０内の波状コードの波長を検査する手順や動作等について説明するが、以下の各手順等は、制御解析装置３０により制御されて、所定のプログラムや予め設定された条件等に基づいて、装置各部を所定のタイミングで作動させる等、連動して作動させて実行される。

検査時には、まず光源１０（図１参照）により、ゴム被覆部材７０表面の所定の検査位置（撮像範囲Ｋ）に光を照射してゴム被覆部材７０表面に、波状コードによる凹凸に応じた明暗を形成し、この明暗が形成されたゴム被覆部材７０表面の撮像範囲Ｋを撮像手段２０により撮像して画像を取得する。続いて、取得した画像を、制御解析装置３０の画像解析部３５により上記したように画像解析し、その画像から所定の濃度情報を取得する。検査装置１は、この濃度情報に基づいて、波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定して検査する。

具体的には、まず、画像解析部３５の抽出部３５Ａにより、ゴム被覆部材７０表面の撮像した画像８０（図４参照）からその明暗の明部７１を抽出する。次に、平均濃度算出部３５Ｂにより、この画像（明部抽出画像８１）から、画像内の互いに一部重複又は隣接（ここでは重複）する所定の単位領域Ｔ（図５参照）毎に、各単位領域Ｔに含まれる全ての画素の平均濃度を順次算出する。また、差分算出部３５Ｃにより、互いに一部重複又は隣接する複数の単位領域Ｔ内における画素の平均濃度の最大値と最小値の差分を、画像（又は所定の検査範囲）の全体に亘って順次算出する。これら各算出時に、この検査装置１では、単位領域Ｔを波状コードの長手方向に沿って所定の画素数ずつ移動させつつ平均濃度を算出し、かつ、この単位領域Ｔの移動方向に互いに一部重複する複数の単位領域Ｔ（図５に示す例では４つの単位領域Ｔ１〜Ｔ４）内における差分を算出する。

次に、カウント部３５Ｄにより、平均濃度の差分の各算出値と予め設定された差分のしきい値とを比較して、しきい値を超える差分の算出値の数をカウントする。その後、判定部３５Ｅにより、カウント数（総数）の実測値と上記した所定の規格に対応して予め設定されたカウント数の最小値及び／又は最大値とを比較し、この比較結果に基づいて、波状コードの波長が規格内であり、規格に適合するか否かを判定する。

検査装置１は、この波状コードの検査を、例えば搬送中の又は生タイヤに巻き付けられたゴム被覆部材等に対して、連続的に又は予め設定された所定時間毎や所定のタイミングで繰り返し自動で実行する。また、検査装置１は、画像解析部３５（図３参照）による各解析や算出の結果、又は判定結果や検査結果等の検査に関する各データを、検査したゴム被覆部材７０に対応付けて記憶部３３の検査データ３３Ｂに記憶させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ゴム被覆部材７０内の波状コードの波長が規格内であるか否かを、人手を介することなく自動で検査できるため、波長の測定や検査に要する手間や時間、及び工数等を大幅に削減することができる。その結果、波長検査の効率が向上して、ゴム被覆部材７０の製造や生タイヤの成型等の生産性を高めることができ、かつ、波状コードの波長の測定や検査にミスが生じるのを抑制できるため、検査の正確性を向上させることができる。同時に、規格外の波状コードを有するゴム被覆部材や生タイヤ等の不良品が誤って次工程に送られるのを防止できるとともに、検査履歴や検査結果等を画像や数値データとして保存して管理できるため、それらの品質管理や、不良品が発生したときの対策等を容易かつ適切に行うこともできる。

ここで、本実施形態では、明部７１を抽出した画像（明部抽出画像８１）（図４参照）に基づいて画像解析を行ったが、この画像解析は、明部７１を抽出しない元の撮像画像８０に基づいて行ってもよい。ただし、この検査装置１のように明部抽出画像８１を画像解析する場合には、画像の明暗が明確に識別可能になり、以降の各解析処理や検査をより的確かつ正確に行うことができ、より望ましい。また、画像解析する画像は、撮像手段２０による撮像画像の全範囲であってもよく、そこから所定の領域（検査範囲）を抜き出した画像であってもよい。

一方、平均濃度算出部３５Ｂによる単位領域の移動方向や差分算出部３５Ｃによる差分の算出方向も、波状コードの長手方向に対してある程度の角度で傾斜させる等、その長手方向に略沿うように移動及び算出してもよく、従って、波状コードの長手方向以外の他の方向であってもよい。また、これら各算出の手順も、単位領域を移動させつつ平均濃度を算出し、同時に移動方向の差分を算出してもよく、算出対象の画像の所定範囲の又は全ての単位領域の平均濃度を算出してから各差分を算出等してもよい。このように、これら各算出の手順は、対象となる画像や単位領域の大きさ（画素数）、単位領域の移動量、及び算出等に要する全体の演算量等、それぞれの検査態様等に応じて適宜設定される。

更に、差分算出部３５Ｃによる差分の算出は、単位領域の移動方向（１次元方向）の所定数の単位領域以外、例えば移動方向と直行する方向を加えた２次元方向の所定数の単位領域に対して行う等、予め設定された他の所定範囲の複数の単位領域に対して行うようにしてもよい。また、ここでは、判定部３５Ｅにより、カウント部３５Ｄによるカウント数の実測値と各設定値とを比較したが、カウント数の実測値と波長の関係式等を基に、カウント数の実測値から波状コードの波長を算出し、この算出値を波長の規格と比較して、規格を満たすか否かを判定するようにしてもよい。

なお、本実施形態によれば、ゴム被覆部材７０として、上記した波状ベルト層以外に、例えばタイヤサイド部やビード部等に配置される補強層等、波状コードが配置された他のゴム被覆部材７０も検査することができる。また、本実施形態では、略正弦波状の波状コードを例に採り説明したが、波状コードは、例えば正弦波状と同様に種々の曲率や形状で湾曲して延びる波状に、又は矩形波状、台形波状、三角波状（ジグザグ状）等の屈曲しつつ延びる波状に、或いは、それらを任意に組み合わせた波状等、長手方向に沿って波状に延びる他の形態のものであってもよい。従って、本発明の波状コードには、このように規則的に振幅しつつ長手方向に沿って種々の形態で波状に延びる各種の波状コードを含む。

更に、ゴム被覆部材７０内の波状コードは、スチール等の金属からなるコードや、ケブラー繊維等の有機繊維からなるコード等、その材質や種類等を問わず、波状をなしてゴム被覆部材７０の表面に凹凸を形成する部材であればよい。

次に、以上説明した検査装置１をオンライン（製造ライン上）に組み込んで各種工程に適用した具体例について説明する。
図７は、本実施形態の検査装置１を生タイヤの成型工程に適用した例を模式的に示す側面図であり、図８は、図７に示す検査装置１付近を抜き出して示す模式図である。

生タイヤの成型工程では、図７に示すように、軸線周りに回転可能な略円筒状等の成型ドラム４０を、モータ等の駆動手段（図示せず）により回転させ、その外面に所定寸法のインナーライナやカーカス、ゴム被覆部材７０等の各タイヤ構成部材を巻き付けて生タイヤ４１を成型する。検査装置１は、この成型ドラム４０及び成型途中の生タイヤ４１の径方向外側に設置され、その撮像手段２０及び光源１０が、成型ドラム４０側を向くように、かつ、その外面に対向させて配置される。その位置から、検査装置１は、下層のタイヤ構成部材の外面に巻き付けられたゴム被覆部材７０の所定位置に向かって光を照射し、その表面の画像を所定のタイミングで撮像して上記したように画像解析等を行い、ゴム被覆部材７０内の波状コードの波長をオンラインで検査する。また、検査装置１は、この波長検査を、ゴム被覆部材７０の巻き付け後に１回、又は成型ドラム４０を回転させてゴム被覆部材７０の周方向の複数箇所で行う等、新たな生タイヤ４１の成型毎に実行する。

ここで、検査毎の検査結果に変動が生じるのを防止し、適切な検査を連続して行うためには、撮像手段２０及び光源１０と撮像するゴム被覆部材７０の表面との間の距離を、生タイヤ４１の外径が変化しても、適切な撮像及び検査が可能な所定距離に維持する必要がある。そのため、この検査装置１は、図８に示すように、撮像手段２０及び光源１０を成型ドラム４０（ゴム被覆部材７０）に接近及び離間する方向に移動させる移動手段４２、４５を備えている。検査装置１は、この移動手段４２、４５により、撮像手段２０及び光源１０を一体に移動させて撮像するゴム被覆部材７０表面との間の距離を所定距離に維持し、撮像及び検査条件を一定条件に維持するようになっている。

なお、移動手段４２、４５としては、例えば空気圧式や油圧式のピストン・シリンダ機構やラック、ピニオン、及びステッピングモータ等からなる直線移動機構、又はボールネジやボールスプライン等からなるネジ作用を利用して移動させる直線移動機構等の周知の手段を使用することができる。

移動手段４２（図８Ａ参照）としてピストン・シリンダ機構を使用する場合には、ピストンロッド４３Ｐに撮像手段２０及び光源１０を取り付けるとともに、その先端に回転自在な略円筒状のロール４４を取り付け、ピストンロッド４３Ｐをシリンダ４３Ｓ内から出し入れして、撮像手段２０及び光源１０をゴム被覆部材７０に接近及び離間させる。また、ここでは、シリンダ４３Ｓに所定の圧力を作用させて、ロール４４の外面をゴム被覆部材７０の表面に接触させ、ロール４４をゴム被覆部材７０に向かって所定圧力で付勢して、ゴム被覆部材７０の外径の変動に連動させてロール４４及びピストンロッド４３Ｐを変位させる。これにより、移動手段４２は、撮像手段２０及び光源１０とゴム被覆部材７０の表面との間を所定距離に維持する。

一方、移動手段４５（図８Ｂ参照）として上記した直線移動機構を使用する場合には、撮像手段２０及び光源１０を、そのゴム被覆部材７０に向かって直線状に延びるラックやボールスプライン等の移動部材４５Ａのゴム被覆部材７０側に取り付ける。この移動手段４５では、距離センサ（図示せず）によりゴム被覆部材７０の表面との間の距離を検知し、その検知結果に基づいて移動部材４５Ａを移動させて、撮像手段２０及び光源１０とゴム被覆部材７０の表面との間を所定距離に維持する。

以上、検査装置１を生タイヤ４１（新品タイヤ）の成型工程に適用した例について説明したが、この検査装置１は、更正タイヤの成型工程で使用することもできる。即ち、更正タイヤの成型工程では、使用済みタイヤのトレッドゴムや各ベルト層を取り除いた後、新たにゴム被覆部材７０（波状ベルト層）の巻き付け等を行う必要がある。その際に、検査装置１によりゴム被覆部材７０内の波状コードの波長を同様に検査してもよい。

また、この検査装置１は、ゴム被覆部材７０の製造工程等に適用することもできる。
図９は、検査装置１をゴム被覆部材７０の搬送経路中に設置した例を示す模式図である。

ここでは、図示のように、ゴム被覆部材７０は、製造等された後、コンベヤ等の搬送手段５０上に載せられて巻取ロールや次工程等に向かって搬送（図の矢印Ｎ）される。検査装置１は、この搬送手段５０の上方に所定の距離を隔てて設置され、その撮像手段２０及び光源１０をゴム被覆部材７０に向けて配置される。その位置から、検査装置１は、ゴム被覆部材７０表面の所定位置に向かって光を照射し、その表面の画像を連続して又は所定の時間毎に撮像して、上記と同様にゴム被覆部材７０内の波状コードの波長をオンラインで検査する。

なお、この場合には、撮像手段２０及び光源１０とゴム被覆部材７０の表面との間の距離は一定であるため、上記した生タイヤ４１の成型工程のように移動手段４２、４５を設けなくても、撮像及び検査条件は一定に維持される。

（波長検査試験）
本発明の効果を確認するため、以上説明した検査装置１によりゴム被覆部材７０内の波状コードの波長検査を行い、正しく検査が行えるか否かを試験した。試験では、複数の波状コードが配列されたゴム被覆部材７０を検査し、その波状コードの４波長長さの規格を１１２ｍｍ以下として良否を判定した。即ち、カウント部３５Ｄよるカウント数の実測値が２０００（図６参照）よりも大きいものは規格内であり、２０００以下のものは規格外であると判定した。

その結果、既に説明した図４の各画像例の左上及び右上に示すように、波状コードの４波長長さが１１２ｍｍ以下のもの（図４Ａの１０８ｍｍ、図４Ｂの１１０ｍｍ、図４Ｃの１１２ｍｍ）は、カウント数の実測値が２０００よりも大きく（それぞれ３１０１、２８０７、２１８０）、規格内（ＯＫ）であると判定された。一方、４波長長さが１１２ｍｍよりも長いもの（図４Ｄの１１４ｍｍ）は、カウント数の実測値が２０００以下の１２６２であり、規格外（ＮＧ）であると判定された。これより、この検査装置１により、ゴム被覆部材７０内の波状コードの波長を正しく検査できることが分かった。

以上の結果から、本発明により、波状コードをゴムで被覆して形成されたゴム被覆部材７０内の波状コードの波長を自動で検査でき、その品質管理を適切に行えるとともに、検査の効率や正確性を向上できることが証明された。

本実施形態の波状コードの検査装置の概略構成を、ゴム被覆部材と共に模式的に示す要部構成図である。 本実施形態のゴム被覆部材の表面を２種類の光源により照らした状態を示す例（写真）である。 本実施形態の制御解析装置の機能ブロック図である。 撮像画像から明部を抽出する前後の画像例を示す図である。 平均濃度算出部及び差分算出部による各算出手順について具体的に説明するための模式図である。 カウント数の実測値と波状コードの波長（４波長の長さ）の関係を示す線図である。 本実施形態の検査装置を生タイヤの成型工程に適用した例を模式的に示す側面図である。 図７に示す検査装置付近を抜き出して示す模式図である。 本実施形態の検査装置をゴム被覆部材の搬送経路中に設置した例を示す模式図である。

符号の説明

１・・・波状コードの検査装置、１０・・・光源、１１・・・発光面、２０・・・撮像手段、３０・・・制御解析装置、３１・・・入出力部、３２・・・表示部、３３・・・記憶部、３３Ａ・・・測定データ、３３Ｂ・・・検査データ、３３Ｃ・・・規格データ、３４・・・制御部、３５・・・画像解析部、３５Ａ・・・抽出部、３５Ｂ・・・平均濃度算出部、３５Ｃ・・・差分算出部、３５Ｄ・・・カウント部、３５Ｅ・・・判定部、３６・・・バス、４０・・・成型ドラム、４１・・・生タイヤ、４２・・・移動手段、４３Ｐ・・・ピストンロッド、４３Ｓ・・・シリンダ、４４・・・ロール、４５・・・移動手段、４５Ａ・・・移動部材、５０・・・搬送手段、７０・・・ゴム被覆部材、７１・・・明部、７２・・・暗部、８０・・・撮像画像、８１・・・明部抽出画像、８２・・・抽出明部。

Claims (7)

1. 長手方向に沿って波状に延びる波状コードをゴムで被覆し、表面に前記波状コードに対応する凹凸が形成されたゴム被覆部材内の前記波状コードの波長を検査する波状コードの検査方法であって、
   前記ゴム被覆部材の表面に光を照射して該ゴム被覆部材表面に前記凹凸に応じた明暗を形成する工程と、
   前記明暗が形成されたゴム被覆部材表面の画像を取得する工程と、
   該取得した画像から濃度情報を取得する工程と、
   該濃度情報に基づいて、前記波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定する工程と、を有し、
   前記濃度情報を取得する工程は、前記画像から該画像の互いに一部重複又は隣接する所定の単位領域毎に、該単位領域に含まれる画素の平均濃度を順次算出する工程と、互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記画素の平均濃度の最大値と最小値の差分を前記画像又は所定の検査範囲の全体に亘って順次算出する工程と、該差分の各算出値と予め設定された該差分のしきい値とを比較して、該しきい値を超える前記差分の算出値の数をカウントする工程と、からなり、
   前記判定する工程は、前記カウント数の実測値と前記所定の規格に対応して予め設定された前記カウント数の最小値及び／又は最大値とを比較し、該比較結果に基づいて前記判定を行うことを特徴とする波状コードの検査方法。
2. 請求項１に記載された波状コードの検査方法において、
   前記画像を取得する工程は、前記明暗が形成されたゴム被覆部材表面を撮像する工程と、該撮像した画像から前記明暗の明部を抽出する工程と、からなることを特徴とする波状コードの検査方法。
3. 請求項１又は２に記載された波状コードの検査方法において、
   前記画素の平均濃度を順次算出する工程は、前記画像内で、前記単位領域を前記波状コードの長手方向に沿って所定の画素数ずつ移動させつつ前記平均濃度を算出し、
   前記差分を算出する工程は、前記単位領域の移動方向に互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記差分を算出することを特徴とする波状コードの検査方法。
4. 長手方向に沿って波状に延びる波状コードをゴムで被覆し、表面に前記波状コードに対応する凹凸が形成されたゴム被覆部材内の前記波状コードの波長を検査する波状コードの検査装置であって、
   前記ゴム被覆部材の表面に光を照射して該ゴム被覆部材表面に前記凹凸に応じた明暗を形成する光源と、
   前記明暗が形成されたゴム被覆部材表面を撮像する撮像手段と、
   該撮像した画像から濃度情報を取得し、該濃度情報に基づいて、前記波状コードの波長が所定の規格内であるか否かを判定する解析手段と、を備え、
   前記解析手段は、前記画像から該画像の互いに一部重複又は隣接する所定の単位領域毎に、該単位領域に含まれる画素の平均濃度を順次算出する平均濃度算出手段と、互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記画素の平均濃度の最大値と最小値の差分を前記画像又は所定の検査範囲の全体に亘って順次算出する差分算出手段と、該差分の各算出値と予め設定された該差分のしきい値とを比較して、前記しきい値を超える前記差分の算出値の数をカウントするカウント手段と、該カウント手段によるカウント数の実測値と前記所定の規格に対応して予め設定された前記カウント数の最小値及び／又は最大値とを比較し、該比較結果に基づいて前記判定を行う判定手段と、を有することを特徴とする波状コードの検査装置。
5. 請求項４に記載された波状コードの検査装置において、
   前記撮像手段及び前記光源を移動させて、撮像する前記ゴム被覆部材表面との間の距離を所定距離に維持する移動手段を備えたことを特徴とする波状コードの検査装置。
6. 請求項４又は５に記載された波状コードの検査装置において、
   前記解析手段は、前記撮像した画像から前記明暗の明部を抽出する抽出手段を有し、前記濃度情報は前記明部を抽出した画像に基づく濃度情報であることを特徴とする波状コードの検査装置。
7. 請求項４ないし６のいずれかに記載された波状コードの検査装置において、
   前記平均濃度算出手段は、前記画像内で、前記単位領域を前記波状コードの長手方向に沿って所定の画素数ずつ移動させつつ前記平均濃度を算出し、
   前記差分算出手段は、前記単位領域の移動方向に互いに一部重複又は隣接する複数の前記単位領域内における前記差分を算出することを特徴とする波状コードの検査装置。