JP5058940B2 - タイヤ検査装置及びタイヤ検査方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ユニフォミティ、動バランス、又は外形形状などの複数の製品検査を同一の装置にて測定できるタイヤ検査装置及びタイヤ検査方法に関するものである。
従来より、製品上がりのタイヤに対してはユニフォミティ(均一性)、動バランス(動的釣合)、外形測定などの複数の製品検査が行われる。これらの検査を効率的に短時間で行うことは、タイヤの生産効率を上げるためにも重要であり、検査の効率化を目指した様々なタイヤ検査装置が開発されている。
例えば、特許文献1や特許文献2には、2つの搬送手段の搬送経路上にスピンドル軸を設け、1つの回転ドラムを2本のスピンドル軸間で往復移動可能に設け装置の合理化が図られたものが知られている。これらのタイヤ検査装置は、2本あるスピンドル軸のうち、一方のスピンドル軸でユニフォミティを計測している間に他方のスピンドル軸に対してタイヤの搬出・搬入が可能となっており、タイヤの搬出・搬入にかかる時間を省略してユニフォミティ検査を効率的に行うことが可能となっている。
特開平10−54781号公報 特開2000−55746号公報
ところが、両スピンドル軸の距離はタイヤの最大外径に基づいて決められており、この距離は従来のタイヤ検査装置で回転ドラムが移動しなければならない距離よりも非常に大きい。その為、これらのタイヤ検査装置では、回転ドラムが一方のスピンドル軸から他方のスピンドル軸に到達するのに時間がかかり、回転ドラムが休みなく荷重付与や移動などの仕事をしているにもかかわらずスピンドル軸で回転ドラムの到着を待っているという状態が発生する。当然、これらのタイヤ検査装置では、1つの回転ドラムに対してスピンドル軸を2本にしたにも関わらずタイヤの検査効率をあまり高くできないという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、装置を合理化することができると共に、複数項目のタイヤ検査を効率良く実施できるタイヤ検査装置及びタイヤ検査方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のタイヤ検査装置は、被検査対象であるタイヤを搬送する2つのタイヤ搬送手段と、前記2つのタイヤ搬送手段の搬送経路上にそれぞれ設けられると共に前記タイヤを回転自在に支持するスピンドル軸と、前記2つのスピンドル軸間を往復移動して各スピンドル軸に取り付けられたタイヤのどちらにも接触可能とされた1つの回転ドラムと、前記2つのスピンドル軸に取り付けられたタイヤのうち、前記回転ドラムが接触しているタイヤのユニフォミティを測定するためのユニフォミティ測定部と、前記回転ドラムが接触していないタイヤの動バランスを測定するための動バランス測定部と、を備えていることを特徴とするものである。
このようにすれば、まず回転ドラムが一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤに接触している間は、この一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティを測定することができる。加えて、回転ドラムが一方のスピンドル軸から離れれば、この回転ドラムが同じスピンドル軸に戻ってくるまでの間に、一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの動バランスの測定及びタイヤ付け替えを行うことができる。それゆえ、回転ドラムが2つのスピンドル軸間を往復移動する時間を有効に利用して、1つのタイヤ検査装置で複数の検査を効率良く実施することができる。また、1つの回転ドラムを共有する2つのスピンドル軸のそれぞれでユニフォミティの測定と動バランスの測定とを済ますことができるので、ユニフォミティ専用機や動バランス専用機をそれぞれ設ける場合等のように同じ機能を満足させるように装置構成する場合に比べてトータルでの装置価格を低く抑えることができる。
なお、上述のタイヤ検査装置に対しては、前記各スピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定する形状測定装置が備えられているのが1スピンドル軸当たりの検査の効率を更に良くする上で好ましく、その場合には前記形状測定装置は2つのスピンドル軸間を前記回転ドラムの移動方向と平行に且つ前記回転ドラムとは独立に往復移動するように設けられているのが装置を合理化する上で好ましい。
また、本発明のタイヤ検査装置は、上述のタイヤ搬送手段と、スピンドル軸と、回転ドラムと、ユニフォミティ測定部とに加えて、さらに前記各スピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定するための形状測定装置を備えており、前記形状測定装置は2つのスピンドル軸間を前記回転ドラムの移動方向と平行に且つ前記回転ドラムとは独立に往復移動するように設けられていることを特徴とするものであっても良い。
従来のユニフォミティ専用機においては、そのフレームに対してタイヤの外形形状を計測する外形測定装置がスピンドル軸毎に1つずつ設けられるか、又はユニフォミティ専用機とは別の場所に設けられるのが一般的であり、特許文献1や2における2つのスピンドル軸を備えたタイヤ検査装置には外形測定装置が設けられていない。なお、近年は外形測定装置に一次元検査式のランアウト装置などに代えて、二次元検査式のジオメトリ装置などが用いられるようになってきている。このジオメトリ装置はランアウト装置に比べて非常に高価であり、ジオメトリ装置をスピンドル軸毎に必要とする装置構成では価格の高騰を招く虞がある。
そこで、本発明のタイヤ検査装置では、1つの形状測定装置が2つのスピンドル軸間を往復移動し、1つの形状測定装置を2つのスピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状測定に兼用することができるようにしている。このようにすれば、形状測定装置を複数設ける必要がなくなり、ジオメトリ装置などの高価な形状測定装置を用いても装置価格の高騰を招く虞がない。
また、前記形状測定装置は、各スピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティを測定するのに合わせて当該タイヤの外形形状を測定する構成となっているのが好ましい。
このようにすれば、ユニフォミティ測定のためにタイヤを回転させるのに合わせてタイヤの外形形状を測定することができ、タイヤの外形形状測定を効率的に行うことができる。
さらに、前記形状測定装置は、前記回転ドラムの移動方向と平行な方向に移動可能な装置台と、前記タイヤの外形形状を測定する測定部と、前記測定部を装置台に対して出退自在に連結する出退手段と、を備えているのが好ましい。そして、この場合には、前記出退手段は、前記タイヤの外形形状が測定可能な形状測定位置からタイヤの搬入又は搬出を行う際の退避位置まで、前記装置台に対して測定部を出退自在とするのが好ましい。
このようにすれば、形状測定装置の測定部がタイヤの搬入又は搬出に際して形状測定位置から退避するので、一方のスピンドル軸側から他方のスピンドル軸側に向かう形状測定装置の移動及びタイヤの搬入・搬出を円滑に行うことができる。
なお、前記形状測定位置は前記タイヤ搬送手段の搬送経路上における前記スピンドル軸の下流側に設けられているのが好ましく、前記形状測定位置及び退避位置は前記タイヤ搬送手段に対して上下方向の同じ側に設けられているのが好ましい。例えば、前記出退手段は、前記測定部を前記形状測定位置に向かう傾斜方向に昇降させる構成とすることもできる。
このように形状測定装置の形状測定位置をスピンドル軸の下流側に設ければ、スピンドル軸の上流側において、搬入手段及び搬入手段のタイヤチャック位置に設けられるビートルブリケータをスピンドル軸側に近づけることができるので、結果として搬入手段を長ストローク化することを防止できる。また、退避位置が形状測定装置の形状測定位置に対して上方側又は下方側で且つタイヤ搬送手段に対して前記形状測定位置と上下方向の同じ側に設けられていれば、タイヤについての形状測定位置やユニフォミティ測定位置から搬入・搬出手段の設けられているタイヤ搬送高さまでの距離を短くすることができ、タイヤをスピンドル軸に対して搬入する際の時間を短縮することが可能となる。また、出退手段の移動ストロークが長大化することも抑制することができる。
前記測定部は、前記タイヤの外形形状のうち、少なくとも両サイドウォール部の外形形状をスリット状のレーザを用いて計測する構成とされているのが好ましい。
このようなスリット状のレーザを用いた非接触方式の形状測定装置を用いることで、タイヤの外形形状を短時間で精度良く二次元計測することが可能となる。
また、本発明のタイヤ検査方法は、タイヤを搬送する2つのタイヤ搬送手段の搬送経路上に、当該タイヤを回転自在に支持するスピンドル軸を設けると共に前記2つのスピンドル軸間を往復移動して各スピンドル軸に取り付けられたタイヤに接触可能とされた1つの回転ドラムを設け、前記回転ドラムが2つのスピンドル軸の一方に取り付けられたタイヤに接触している間に一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティを測定し、前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に前記一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの動バランスの測定及びタイヤ付け替えを行うことを特徴とするものである。
なお、好ましくは、前記回転ドラムが一方のタイヤ検査位置にあるときに前記タイヤの外形形状を測定することができる。
また、本発明のタイヤ検査方法は、タイヤを搬送する2つのタイヤ搬送手段の搬送経路上に、当該タイヤを回転自在に支持するスピンドル軸を設けると共に前記2つのスピンドル軸間を往復移動して各スピンドル軸に取り付けられたタイヤに接触可能とされた1つの回転ドラムを設け、前記回転ドラムが2つのスピンドル軸の一方に取り付けられたタイヤに接触している間に一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティ及び外形形状を測定し、前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に、前記外形形状を測定したものと同じ前記形状測定装置を用いて前記他方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定することを特徴とするものであっても良い。
なお、好ましくは、前記回転ドラムが前記一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に、当該一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの付け替えを行うことができる。
このようにすれば、装置が合理化することができると共に、複数項目のタイヤ検査を効率良く実施することができる。
なお、本発明に係るタイヤ検査装置に必須の構成からなる形態は、被検査対象であるタイヤを搬送する2つのタイヤ搬送手段と、前記2つのタイヤ搬送手段の搬送経路上にそれぞれ設けられると共に前記タイヤを回転自在に支持するスピンドル軸と、前記2つのスピンドル軸間を往復移動して各スピンドル軸に取り付けられたタイヤのどちらにも接触可能
とされた1つの回転ドラムと、前記2つのスピンドル軸に取り付けられたタイヤのうち、前記回転ドラムが接触しているタイヤのユニフォミティを測定するためのユニフォミティ測定部と、前記各スピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定する形状測定装置と、を備えており、前記形状測定装置は、2つのスピンドル軸間を前記回転ドラムの移動方向と平行に且つ前記回転ドラムとは独立に往復移動するように設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明に係るタイヤ検査方法の好ましい形態は、上記した本発明に必須の構成からなるタイヤ検査装置の構成に加え、前記回転ドラムが接触していないタイヤの動バランスを測定するための動バランス測定部を備えているものを用いて、タイヤの検査を行うタイヤ検査方法であって、前記回転ドラムが2つのスピンドル軸の一方に取り付けられたタイヤに接触している間に一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティを測定し、前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に前記一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの動バランスの測定及びタイヤ付け替えを行うことを特徴とするものである。
更に、本発明に係るタイヤ検査方法の好ましい形態は、上記した本発明に必須の構成からなるタイヤ検査装置を用いて、タイヤの検査を行うタイヤ検査方法であって、前記回転ドラムが2つのスピンドル軸の一方に取り付けられたタイヤに接触している間に一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティ及び外形形状を測定し、前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に、前記外形形状を測定したものと同じ前記形状測定装置を用いて前記他方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定することを特徴とするものである。
本発明のタイヤ検査装置及びタイヤ検査方法によれば、装置が合理化することができると共に、複数項目のタイヤ検査を効率良く実施することができる。
本発明のタイヤ検査装置1を、図面に基づき以降に説明する。
図1に模式的に示されるように、本実施形態のタイヤ検査装置1は、タイヤTの製品検査、つまりタイヤTのユニフォミティ、動バランス、又は外形形状測定などの項目の製品検査を1つの検査装置で複数項目行うことのできる複合検査装置である。タイヤ検査装置1は、検査対象であるタイヤTを搬送するタイヤ搬送手段2を2つ備えている。これら2つのタイヤ搬送手段2の搬送経路上にはそれぞれタイヤ検査位置があり、これらのタイヤ検査位置にはタイヤTを回転自在に支持するスピンドル軸3がそれぞれ設けられている。
タイヤ検査装置1は、2つのスピンドル軸3、3間に1つの回転ドラム4を備えている。この回転ドラム4は、2つのスピンドル軸3、3間を往復移動して各スピンドル軸3に取り付けられたタイヤTのどちらにも接触可能とされている。タイヤ検査装置1にはユニフォミティを測定するためのユニフォミティ測定部(不図示)が設けられており、ユニフォミティ測定部は2つのスピンドル軸3、3に取り付けられたタイヤTのうち回転ドラム4が接触しているタイヤTのユニフォミティを測定できるようになっている。回転ドラム4にはユニフォミティ測定に必要なタイヤTから受ける荷重(多分力)を測定するユニフォミティ用荷重測定部5が設けられており、その荷重測定値がユニフォミティ測定部に与えられるようになっている。
図1の紙面の左側をタイヤ検査装置1を説明する際の上流側、また紙面の右側を下流側とする。図1の紙面の上側をタイヤ検査装置1を説明する際の右側、また紙面の下側を左側とする。図2の紙面の上下をタイヤ検査装置1を説明する際の上下とする。これらの方向は、オペレータがタイヤ検査装置1をその下流側から見た際の方向と一致する。
図1及び図2に示すように、タイヤ搬送手段2は、タイヤTをスピンドル軸3の上流側から下流側にかけて且つ下流側に向かって搬送するものであり、タイヤ検査装置1の右側と左側とに1組ずつ配備されている。右側のタイヤ搬送手段2と左側のタイヤ搬送手段2とは同様な構造となっている。そこで、以降の説明では、右側のタイヤ搬送手段2を代表例に挙げてタイヤ搬送手段2の説明を行う。
タイヤ搬送手段2は、上流側と下流側とにそれぞれ設けられるローラコンベア6と、上流側のローラコンベア6からスピンドル軸3の上方にタイヤTを搬入する搬入手段7と、スピンドル軸3の上方に設けられたタイヤ搬入又はタイヤ搬出可能な位置とスピンドル軸3に設けられたタイヤ載置可能な位置との間でタイヤTを昇降させる昇降部材8と、スピンドル軸3の上方から下流側のローラコンベア6の上にタイヤTを搬出する搬出手段9とを備えている。つまり、このタイヤ搬送手段2は、上流側のローラコンベア6からスピンドル軸3上方までタイヤTを搬送し、そこから下方に設定されたタイヤ検査位置までタイヤTを下降させ、このタイヤ検査位置で検査を行った後、そこからタイヤTを上昇させて下流側のローラコンベア6で搬出するという搬送経路を有している。
上流側のローラコンベア6はこれから検査が行われるタイヤTのビード部に潤滑剤を塗布するビードルブリケータ(不図示)が設けられていると共に、タイヤTを搬入手段7で把持可能な位置まで搬送するものであり、下流側のローラコンベア6は検査が終了したタイヤTを下流側に搬出するものである。これらのローラコンベア6は前後方向にほぼ等間隔に並んだ複数のローラを駆動回転可能に有しており、ローラ上に載せられたタイヤTを上流側から下流側に向かって搬送できるようになっている。
下流側のローラコンベア6は、スピンドル軸3に近い側のローラが左右方向の中央側に隙間を設けた左右1組の片持ち式で構成されており、この中央側に設けられた隙間を通って後述する形状測定装置10が出退した際にその干渉が回避できるようになっている。
搬入手段7は上流側のローラコンベア6からスピンドル軸3の上方までタイヤTを搬入しており、また搬出手段9はスピンドル軸3の上方から下流側のローラコンベア6までタイヤTを搬出している。搬入手段7及び搬出手段9は、タイヤTを把持してローラコンベア6上とスピンドル軸3の上方との間でタイヤTを搬送できるようになっている。
スピンドル軸3の上流側と下流側とには、タイヤTを載せたままスピンドル軸3の上方とスピンドル軸3のリム11との間を昇降する昇降部材8が図示例では4本設けられており、搬入手段7からタイヤTを受け取ってスピンドル軸3のリム11までタイヤTを下降させ、リム11のタイヤTを搬出手段9に受け渡し可能な位置まで上昇させるようになっている。
図3に示すように、スピンドル軸3は、上下方向を向く軸線回りに回転自在に支持されており、その上部にはタイヤTを係脱自在に装着するリム11が設けられている。スピンドル軸3の外周側にはスピンドル軸3を回転可能に支持するスピンドルハウジング12が設けられている。
スピンドルハウジング12は、スピンドル軸3を内側に収容可能な筒状に形成されており、スピンドル軸3との間にはスピンドル軸受13が設けられており、このスピンドル軸受13によりスピンドル軸3はスピンドルハウジング12に対して回転自在に支持されている。各スピンドル軸3、3の下部にはタイミングベルト14、14を介して各回転駆動モータ15、15の回転駆動力がそれぞれ伝達されている。
スピンドルハウジング12の外周面には鉛直方向及び左右方向の双方に向かって伸びる板状のハウジング支持部材16が形成されており、このハウジング支持部材16はボルトなどの手段(図示略)により後述する支持台17の位置決め部材18に剛体固定されている。
図2に示すように、回転ドラム4は、円筒状に形成されたドラム部19と、このドラム部19を支持するドラム支持体20とを備えている。ドラム部19の外周面にはタイヤTが接地する路面が形成されており、この路面に駆動回転するタイヤTを接触させることでタイヤTの路面摩擦力によりドラム部19が従動回転するようになっている。ドラム部19はその回転軸心に沿って上方と下方とに向かって突出した軸部21に回転自在に支持されており、このドラム部19の軸部21はドラム支持体20にユニフォミティ測定部5を介して支持されている。
ドラム支持体20は、左方から見て略コの字状に形成されており、上流側から下流側に向かって突き出た両突端間でドラム部19の軸部21の上下を支持している。ドラム支持体20の底面側は複数のガイド部材23によって案内されている。これらのガイド部材23は、床面に載置された支持台17の上面に左右方向に向かって設けられている。また、ドラム支持体20は、図示しない駆動手段によってガイド部材23に沿って移動させることができるようになっている。ガイド部材23はガイドレールとスライドガイドとからなるリニアモーションガイドを適用することができるが、摺動面で案内する方式を適用しても良い。
回転ドラム4におけるドラム部19とドラム支持体20との間にはロードセルから構成されたユニフォミティ用荷重測定部5が設けられており、このユニフォミティ用荷重測定部5でタイヤTに接触したドラム部19からドラム支持体20に加わる少なくとも方向の力成分(ユニフォミティ測定に要する力成分)が測定できるようになっている。また、図示しないユニフォミティ測定部によって、ユニフォミティ用荷重測定部5で測定した力成分に基づいてユニフォミティ測定値を算出するようにしている。
ところで、回転ドラム4を左右いずれかの方向に移動させると、回転ドラム4が2つのスピンドル軸3、3のいずれか一方に取り付けられたタイヤTに接触する。そして、一方のスピンドル軸3を回転駆動モータ15で回転させると、回転ドラム4がタイヤTと接触状態で従動回転する。このときにタイヤTから受ける力を回転ドラム4のユニフォミティ用荷重測定部5で計測することでタイヤTのユニフォミティが測定される。好ましくは、そのユニフォミティ測定に合わせて一方のスピンドル軸3側のタイヤTの外形形状測定を行うようにしている。
さらに、本発明のタイヤ検査装置1では、回転ドラム4が一方のスピンドル軸3から他方のスピンドル軸3に移動し、再度一方のスピンドル軸3側に戻ってくるまでの時間を有効に利用して、一方のスピンドル軸3側のタイヤTの付け替えや動バランス測定、好ましくはこれらに加えて他方のスピンドル軸3側のタイヤTの外形形状測定を行うようにしている。
すなわち、スピンドルハウジング12のハウジング支持部材16と、支持台17の位置決め部材18との間には、タイヤTの動バランスを測定するための動バランス用荷重測定部24が設けられている。動バランス用荷重測定部24は、左右方向に対して垂直な面(両ハウジング支持部材16、16のそれぞれの面)に上下に離間して取り付けられた2つのロードセル(圧電素子)であり、回転ドラム4が接触していないタイヤTをユニフォミティ測定時より高速で回転させた際に支持台17に対してスピンドルハウジング12から加わる左右方向の力成分を計測することでタイヤTの回転時のぶれに伴う動バランスが評価できるようになっている。また、図示しない動バランス測定部によって、動バランス用荷重測定部24で測定した力成分に基づいて動バランス測定値を算出するようにしている。
図4及び図5に示すように、形状測定装置10は、床面に設けられた基礎支持台26の上に備えられている。この基礎支持台26は、床面に載置された左右方向に長い板状に形成されている。この基礎支持台26の上面には広幅の案内溝27が左右方向に沿って形成されており、形状測定装置10はこの案内溝27に沿って前後に設けられたガイド部材32に案内されて左右方向に走行自在となっている。
形状測定装置10は、基礎支持台26のガイドレール(上述したガイド部材32を構成する一部材)に案内されるスライドガイド(上述したガイドレールと共にガイド部材32を構成する一部材)を備えた装置台28と、タイヤTの外形形状を測定するセンサ29を備えた測定部30と、測定部30を装置台28に対して出退自在に連結する出退手段31と、を備えている。また、形状測定装置10は、基礎支持台26との間に基礎支持台26に対して装置台28をガイド部材32に沿って左右方向に移動させる移動手段33を有している。
装置台28は、水平に設けられた板状の下部と、この下部から垂直方向に起立する板状の上部とを略L字状に連結したような形状に形成されている。装置台28の底面側には複数のスライドガイド(ガイド部材32)が備えられており、装置台28の前側には移動手段33を構成するナット状部材37が設けられている。
装置台28の上部は、タイヤTの搬送方向に沿って板状に形成されており、その上端は上流側に向かって斜め上方に突出状に形成されており、この上部の突出した部分の突端側から下流側の下端に向かってガイドレール34が傾斜状に設けられている。
移動手段33は、基礎支持台26に対して装置台28を左右いずれかの方向に移動させるものであり、基礎支持台26側に設けられたスクリュ軸35及びこのスクリュ軸35を正逆双方に回転させるスクリュ軸用モータ36と、装置台28側に設けられたナット状部材37と、で構成されている。スクリュ軸35は、両端部を支持する軸受部50を介して基礎支持台26に回転自在に取り付けられており、その外周面にはネジ部が設けられている。スクリュ軸35のネジ部にはナット状部材37が螺合状態で取り付けられており、基礎支持台26の左側端部には軸受部50を介してスクリュ軸35を正逆双方に回転させるスクリュ軸用回転モータ36が設けられており、このスクリュ軸用回転モータ36によりスクリュ軸35を正逆いずれかの回転方向に回転させることで、基礎支持台26に対して装置台28を左右いずれかの方向に移動させることができる。
測定部30は出退手段31によって装置台28に対して移動自在に連結された保持体38を備えている。この保持体38には、タイヤTの外形形状を測定する3つのセンサ29と、これらのセンサ29をそれぞれ前後方向に位置調整する3つの伸縮部39と、3つの伸縮部39を個別に上下方向に位置調整する昇降部40と、が備えられている。
保持体38は、垂直方向に伸びる板状に形成されており、装置台28の上部の側方に設けられている。保持体38の左側には出退手段31が配備されており、また右側には3つのセンサ29と、これらのセンサ29を前後方向に位置調整する伸縮部39と、これらのセンサ29を個別に昇降させて上下方向に位置調整する昇降部40とが配備されている。
保持体38の左側面には2つのスライドガイド43が取り付けられている。これらのスライドガイド43は、装置台28のガイドレール34に案内されている。それゆえ、保持体38がガイドレール34に沿って(前側上方に向かう方向)に相対移動可能に案内される。
3つのセンサ29は、いずれもタイヤTの外形形状を非接触で計測するセンサ29であり、本実施形態では公知のランアウト装置と同様のものが用いられている。3つのセンサ29は保持体38の右側に上下方向に距離をあけて配備されており、全てのセンサ29がスピンドル軸3の軸心を通る垂直な同一面上に並ぶように設けられている。3つのセンサ29のうち、上下の2つのセンサ29はタイヤTのサイドウォール部の外形形状を計測できるようになっており、上下方向の中央側に設けられたセンサ29はタイヤTのトレッド部の外形形状を計測できるようになっている。
伸縮部39は、センサ29のタイヤTに対する前後方向の位置調整を行う部材であり、本実施形態では前後方向に向かって伸縮するように取り付けられたリニアアクチュエータが用いられている。伸縮部39は、3つのセンサ29を個別に移動させることができるように3つのセンサ29のそれぞれに設けられている。これらの伸縮部39は、いずれも先端にセンサ29が取り付けられており、また中途側は保持体38に前後方向移動を規制された状態で取り付けられている。
昇降部40は、上下方向に沿って配置された3つの昇降軸41を備えている。これらの昇降軸41は、外周面にネジ部が設けられており、保持体38の右側面に上下方向の軸心回りに回転自在に取り付けられている。3つの昇降軸41は間隔をあけて並んでおり、それぞれの昇降軸41の下端側には昇降軸41を正逆双方に回転駆動させる昇降用モータ42がそれぞれ取り付けられている。それぞれの昇降軸41は、3つの伸縮部39がそれぞれ取り付けられた3つの取付ブロック39aのいずれかにナット部材39bを介して螺合しており、3つの昇降軸41のどれかを回転駆動させると3つの伸縮部39のいずれかが上下方向に昇降してセンサ29同士の上下間隔を調整できるようになっている。
出退手段31は、装置台28に対して測定部30を上流側の上方と下流側の下方との間で傾斜方向に昇降させるものであり、本実施形態の場合は下端が装置台28に固定されると共に上端が保持体38に固定されたリニアアクチュエータが用いられている。この出退手段31は、リニアアクチュエータを伸縮(出退手段31を作動)させることにより、タイヤTの外形形状が測定可能な形状測定位置(上流側の上方の位置)からタイヤTの搬入又は搬出の際の退避位置(下流側の下方の位置)まで、測定部30を昇降させる構成となっている。
形状測定位置は、タイヤ検査位置の下流側に距離をあけて、タイヤ検査位置と上下方向で略同じ高さに設定されている。また、退避位置は、測定部30がタイヤTの搬入又は搬出の邪魔にならない、言い替えれば測定部30の上端がローラコンベア6を搬送されるタイヤTに接触しない高さに設定されている。本実施形態では、この退避位置は装置台28の上に測定部30が載っている位置に設定されており、出退手段31がこの退避位置にあるときは測定部30の上端が搬出されるタイヤTや搬出手段9に干渉する虞はない。
それゆえ、本発明の形状測定装置10では、測定部30を形状測定位置からタイヤTの搬入又は搬出の邪魔にならない退避位置まで移動させて、形状測定装置10をタイヤTの搬送ラインに干渉しないように左右方向に移動させることができる。また、上述のように退避位置が形状測定装置10の形状測定位置に対して上方側又は下方側で且つタイヤ搬送手段2に対して形状測定位置と上下方向の同じ側に設けられていれば、タイヤTについての形状測定位置やユニフォミティ測定位置から搬入・搬出手段の設けられているタイヤ搬送高さまでの距離を短くすることができ、タイヤTをスピンドル軸3に対して搬入する際の時間を短縮することが可能となる。また、出退手段31の移動ストロークが長大化することも抑制することができる。
次に、本発明のタイヤ検査方法について説明する。
本発明のタイヤ検査方法の1例を、図6に示す。
図6のa及びbに示されるように、右側のスピンドル軸3ではタイヤTが既にスピンドル軸3と一体回転自在に取り付けられており、回転ドラム4は右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTに接触している。また、形状測定装置10は、移動手段33により測定部30のセンサ29が右側のスピンドル軸3の下流側まで移動している。そして、出退手段31によって装置台28に対して保持体38が装置台28の上流側上方に移動してタイヤTに近接し、この保持体38からは3つのセンサ29が伸縮手段によってタイヤTの径方向について位置決めされると共に昇降手段により上下方向の間隔を調整されており、形状測定装置10の形状測定位置への進出(移動)が完了している。
図6のcに示されるように、右側のスピンドル軸3を回転駆動モータ15により正転方向に回転駆動すると、右側のスピンドル軸3が所定の回転速度(例えばJASO C607で規定されるように60rpm)で回転し、スピンドル軸3に取り付けられたタイヤTに接している回転ドラム4が従動回転する。そして、回転ドラム4に備えられたユニフォミティ用荷重測定部5がドラム部19からドラム支持体20に加わる力成分を測定し、右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTにおける正転のユニフォミティが評価される。
また、形状測定装置10では、このユニフォミティの測定と同時に、3つのセンサ29によって、回転中のタイヤTの外形形状が計測される。このタイヤTの外形形状測定は、ユニフォミティの測定に比べて短時間で測定が終了するので、正転のユニフォミティの測定が行われている間に形状測定装置10は形状測定位置から退避位置への移動(形状測定装置10の退避)を開始する。この形状測定装置10の退避は、伸縮手段によって3つのセンサ29を保持体38側に後退し、出退手段31によって保持体38を退避位置まで後退させるものである。
図6のdに示されるように、右側のスピンドル軸3で正転のユニフォミティの測定が終了すると、今度は回転駆動モータ15によりスピンドル軸3が逆転方向に回転駆動する。そして、正転のユニフォミティの測定と同様に、ユニフォミティ用荷重測定部5が右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTにおける逆転のユニフォミティを測定するための力成分を測定する。
一方、左側のスピンドル軸3では、搬入手段7によって搬入されたタイヤTが、リム11を用いて左側のスピンドル軸3と一体回転可能に挟持固定されて、ユニフォミティの測定準備が完了する。
右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTに対して逆転のユニフォミティの測定が終了すると、形状測定装置10の退避位置への退避も完了する。そして、回転ドラム4と形状測定装置10とが右側のスピンドル軸3から左側のスピンドル軸3に移動を開始する。
しかし、形状測定装置10に比べて重量のある回転ドラム4を右側のスピンドル軸3から左側のスピンドル軸3に短時間に移動させるのは困難であり、左側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTのユニフォミティの測定が可能になるには一定の時間が必要となる。そして、再度右側のスピンドル軸3に回転ドラム4が戻ってくるまでにも相応の時間が必要となる。そこで、図6のeやfに示されるように、本実施形態では、回転ドラム4が離反した右側のスピンドル軸3に対して連続して動バランスの測定やタイヤT付け替えを行って、回転ドラム4の到着を待つ無駄な時間を可能な限り無くし、回転ドラム4が戻ってくるまでの時間を有効に利用して検査効率を高められるようにしている。
また、形状測定装置10については、回転ドラム4が戻ってくるまでの時間に比べて短時間で右側のスピンドル軸3から左側のスピンドル軸3へ移動できるので、左右のスピンドル軸3、3間の往復を回転ドラム4とは別駆動で個別に行い、退避時とは逆の手順で形状測定装置10を退避位置から形状測定位置に進出させて測定準備を行っている。それゆえ、回転ドラム4が左側のスピンドル軸3に到達するまでの残りの時間を有効に利用して形状測定装置10の測定準備を行うことができ、回転ドラム4の到着に合わせて直ぐにユニフォミティの測定と外形形状測定とができるようになる。
図6のeに示されるように、右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTに対する動バランスの測定は以下のように行われる。すなわち、右側のスピンドル軸3を回転駆動モータ15によりユニフォミティ測定時より高回転数に回転駆動し、この高回転数で回転しているときにタイヤTに発生するぶれ(振動)をスピンドルハウジング12と支持台17との間に設けられ動バランス用荷重測定部24で力成分として測定して右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTの動バランスを評価する。
方、左側のスピンドル軸3では、新たなタイヤTの取り付けが既に開始されており、右側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTの動バランス測定が開始されてしばらくすると、新たなタイヤTへの付け替えが完了する。
それゆえ、図6のfに示されるように回転ドラム4が左側のスピンドル軸3に到着した際には、左側のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTのユニフォミティ測定と外形形状測定との準備が完了しており、左側のスピンドル軸3に取り付けられたユニフォミティ測定と外形形状測定とを待ち時間なく開始することができる。
上述のように、本発明のタイヤ検査方法は、回転ドラム4が2つのスピンドル軸3、3の一方に取り付けられたタイヤTに接触している間に一方のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTのユニフォミティを測定し、回転ドラム4が一方のスピンドル軸3から離反して戻ってくるまでの間に一方のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTの動バランスの測定及びタイヤT付け替えを行うものである。このようにすれば、回転ドラム4が戻ってくるまでの間にスピンドル軸3が何の動作もせずに待機している時間を少なくすることができ、回転ドラム4が一方のスピンドル軸3から離れて再び戻ってくるまでの時間を有効に利用して効率良く複数の検査項目を実施することができる。
また、上述のように1つの形状測定装置10が2つのスピンドル軸3、3間を往復移動し、1つの形状測定装置10を2つのスピンドル軸3、3に取り付けられたタイヤTの外形形状測定に兼用することで、形状測定装置10を複数設ける必要がなくなり、ジオメトリ装置などの高価な二次元検査式の形状測定装置を用いても装置価格の高騰を招く虞がない。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
上記実施形態では、ユニフォミティ測定部に加えて動バランス測定部と形状測定装置10とを兼ね備えたものを例示して説明を行った。すなわち、上記実施形態では、回転ドラム4が、一方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティ測定のための力成分の測定と外形形状測定とが行われている間に、他方のスピンドル軸3側におけるタイヤTの動バランス測定のための力成分の測定とタイヤTの付け替えとが行われる構成を例示した。しかし、本発明のタイヤ検査装置1及びタイヤ検査方法は、動バランス測定部と形状測定装置10とを兼ね備えたものに限定されるものではない。例えば、タイヤ検査装置1を、ユニフォミティ測定部と形状測定装置10とだけの構成(動バランス測定部を備えないような構成)としても良い。そして、回転ドラム4が2つのスピンドル軸3の一方に取り付けられたタイヤTに接触している間に一方のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTのユニフォミティと外形形状とを測定し、回転ドラム4が一方のスピンドル軸3から離反して戻ってくるまでの間に一方のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTのユニフォミティを測定したものと同じ形状測定装置10を用いて他方のスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTの外形形状を測定しても良い。このようにしても、1つの形状測定装置10を2つのスピンドル軸3に取り付けられたタイヤTの外形形状測定で兼用できて装置の価格を高騰させることがなく、また外形形状の測定及びユニフォミティの測定という2つのタイヤTの検査項目を1つの装置で効率良く実施することができるからである。なお、タイヤ検査装置1を、ユニフォミティ測定部と動バランス測定部とだけの構成(形状測定装置10を備えないような構成)としても良い。
上記実施形態では、形状測定装置10が出退手段31により測定部30が退避位置から前方上方の形状測定位置に傾斜状に出退するものを例示した。しかし、タイヤ搬送手段2の設置高さが床面から高い場合には、図7に示すように、装置台28の上部に対して保持体38が上下方向に垂直に昇降するようにしても良い。
また、上記実施形態では、形状測定装置10をスピンドル軸3下流側のタイヤ搬送手段2よりも下方の床面に設けるものを例示した。しかし、本発明では、タイヤ検査位置がタイヤ搬送手段2よりも上方に設定されている場合には、形状測定装置10を設ける位置も、タイヤ搬送手段2よりも上方に設けることができる。例えば、タイヤ搬送装置2の上方にタイヤ検査装置1のフレームに固定された支持フレームを設け、その支持フレームに両スピンドル3、3に設けられたタイヤTの外形形状測定を行う1つの形状測定装置を支持させてもよい。
また本発明では、回転ドラム4が、一方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティの測定終了後に他方のスピンドル軸3側へ移動し、さらに他方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティの測定終了後に再び一方のスピンドル軸3側へ戻ってくるまでの間に、当該回転ドラム4が離れている状態の一方のスピンドル軸3側において動バランスを測定するように、タイヤ検査装置1の制御装置を構成することができる。
また、本発明では、回転ドラム4が、一方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティと外形形状の測定終了後に他方のスピンドル軸3側へ移動し、さらに他方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティと外形形状の測定終了後に再び一方のスピンドル軸3側へ戻ってくるまでの間に、当該回転ドラム4が離れている状態の一方のスピンドル軸3側において動バランスを測定するように、タイヤ検査装置1の制御装置を構成することができる。それに加えて回転ドラム4の離れている状態の一方のスピンドル軸3側においてタイヤTも入れ替えをするように、搬入手段7および搬出手段9を更に制御するようにタイヤ検査装置1の制御装置を構成することもできる。
また、回転ドラム4と形状測定装置10が、一方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティと外形形状測定の測定終了後に他方のスピンドル軸3側へそれぞれ移動し、他方のスピンドル軸3側におけるタイヤTのユニフォミティと外形形状の測定を行うようにタイヤ検査装置1の制御装置を構成することができる。それに加えて、回転ドラム4が一方のスピンドル軸3側から離反して他方のスピンドル軸3側へ移動し、再び一方のスピンドル軸3側へ戻ってくるまでの間に、当該回転ドラム4が離れている状態の一方のスピンドル軸3においてタイヤTも入れ替えをするようにタイヤ検査装置1の制御装置を構成することもできる。
タイヤ検査装置の平面図である。 タイヤ検査装置を下流側から見た際の側面図である。 右側のスピンドル軸のタイヤ搬送方向に沿った断面図である。 形状測定装置の正面図である。 形状測定装置の背面図である。 タイヤ検査方法の工程チャート図である。 別実施形態の形状測定装置の正面図である。
符号の説明
1 タイヤ検査装置
2 タイヤ搬送手段
3 スピンドル軸
4 回転ドラム
5 ユニフォミティ用荷重測定部
6 ローラコンベア
7 搬入手段
8 昇降部材
9 搬出手段
10 形状測定装置
11 リム
12 スピンドルハウジング
13 スピンドル軸受
14 タイミングベルト
15 回転駆動モータ
16 ハウジング支持部材
17 支持台
18 位置決め部材
19 ドラム部
20 ドラム支持体
21 軸部
22 スライドガイド
23 ガイド部材
24 動バランス用荷重測定部
26 基礎支持台
27 案内溝
28 装置台
29 センサ
30 測定部
31 出退手段
32 ガイド部材
33 移動手段
34 ガイドレール
35 スクリュ軸
36 スクリュ軸用モータ
37 ナット状部材
38 保持体
39 伸縮部
40 昇降部
41 昇降軸
42 昇降用モータ
43 スライドガイド
50 軸受部
T タイヤ

Claims (12)

  1. 被検査対象であるタイヤを搬送する2つのタイヤ搬送手段と、
    前記2つのタイヤ搬送手段の搬送経路上にそれぞれ設けられると共に前記タイヤを回転自在に支持するスピンドル軸と、
    前記2つのスピンドル軸間を往復移動して各スピンドル軸に取り付けられたタイヤのどちらにも接触可能とされた1つの回転ドラムと、
    前記2つのスピンドル軸に取り付けられたタイヤのうち、前記回転ドラムが接触しているタイヤのユニフォミティを測定するためのユニフォミティ測定部と、
    前記各スピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定する形状測定装置と、
    を備えており、
    前記形状測定装置は、2つのスピンドル軸間を前記回転ドラムの移動方向と平行に且つ前記回転ドラムとは独立に往復移動するように設けられていることを特徴とするタイヤ検査装置。
  2. 前記回転ドラムが接触していないタイヤの動バランスを測定するための動バランス測定部を備えていることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ検査装置。
  3. 前記形状測定装置は、各スピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティを測定するのに合わせて当該タイヤの外形形状を測定する構成となっていることを特徴とする請求項またはに記載のタイヤ検査装置。
  4. 前記形状測定装置は、前記回転ドラムの移動方向と平行な方向に移動可能な装置台と、前記タイヤの外形形状を測定するための測定部と、前記測定部を装置台に対して出退自在に連結する出退手段と、を備えており、
    前記出退手段は、前記タイヤの外形形状が測定可能な形状測定位置とタイヤの搬入又は搬出を行う際の退避位置との間で、前記装置台に対して測定部を出退自在とすることを特徴とする請求項のいずれかに記載のタイヤ検査装置。
  5. 前記形状測定位置は、前記タイヤ搬送手段の搬送経路上における前記スピンドル軸の下流側に設けられていることを特徴とする請求項に記載のタイヤ検査装置。
  6. 前記退避位置は、前記形状測定位置に対して上方側又は下方側で且つ前記タイヤ搬送手段に対して前記形状測定位置と上下方向の同じ側に設けられていることを特徴とする請求項またはに記載のタイヤ検査装置。
  7. 前記出退手段は、前記測定部を前記形状測定位置に向かう傾斜方向に昇降させる構成とされていることを特徴とする請求項のいずれかに記載のタイヤ検査装置。
  8. 前記測定部は、前記タイヤの外形形状のうち、少なくとも両サイドウォール部の外形形状をスリット状のレーザを用いて計測する構成とされていることを特徴とする請求項のいずれかに記載のタイヤ検査装置。
  9. 請求項のいずれかに記載のタイヤ検査装置を用いて、タイヤの検査を行うタイヤ検査方法であって、
    前記回転ドラムが2つのスピンドル軸の一方に取り付けられたタイヤに接触している間に一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティを測定し、前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に前記一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの動バランスの測定及びタイヤ付け替えを行うことを特徴とするタイヤ検査方法。
  10. 前記回転ドラムが一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤに接しているときに当該一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定することを特徴とする請求項に記載のタイヤ検査方法。
  11. 請求項のいずれかに記載のタイヤ検査装置を用いて、タイヤの検査を行うタイヤ検査方法であって、
    前記回転ドラムが2つのスピンドル軸の一方に取り付けられたタイヤに接触している間に一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤのユニフォミティ及び外形形状を測定し、前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に、前記外形形状を測定したものと同じ前記形状測定装置を用いて前記他方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの外形形状を測定することを特徴とするタイヤ検査方法。
  12. 前記回転ドラムが一方のスピンドル軸から離反して戻ってくるまでの間に、当該一方のスピンドル軸に取り付けられたタイヤの付け替えを行うことを特徴とする請求項11に記載のタイヤ検査方法。
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