JP6370142B2 - 重なり量測定装置及び重なり量測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを構成するシート状部材の重なり量を測定する重なり量測定装置及び重なり量測定方法に関する。

従来、グリーンタイヤは、金型成形により所定長さのシート状に加工されたインナーライナ、カーカスプライ、ベルト、トレッド等のシート状部材を成形ドラムに順次巻付け、環状に成形されたビードをカーカスプライ上に組み付けることで成形される。各シート状部材は、あらかじめ成形ドラムに巻付けたときに、巻付け開始端と巻付け終了端とに所定の重なり量が得られるようにドラム周囲寸法に対し所定の長さ寸法に成形加工されるが、加硫前のゴム部材から成るため、所定寸法に成形された後の搬送時や、成形ドラムへの巻付け時に伸縮変形が生じ、実際にシート状部材を成形ドラムに巻付けたときの重なり量に、重なり過ぎや、重なり不足が生じる場合がある。上記重なり量は、後工程における加硫後にも重なり状態が維持されるラップジョイントや、加硫後に突き合わせ状態となるバッドジョイント等により設定量が異なり、特にバッドジョイントの場合には成形時の重なり量に精度を要するため、シート状部材を成形ドラムに巻付けた後に、所定の重なり量が得られているかどうかを確認するために重なり量の測定が行なわれる。例えば、重なり量は、複数の２次元のレーザセンサと、成形ドラムの回転を検出するエンコーダとを用いて測定される。複数のレーザセンサは、照射するレーザ光の光跡が成形ドラム表面において幅方向に対して傾斜するように設定され、各レーザセンサから照射されるレーザ光が成形ドラムの幅方向全体に亘るように所定距離離間して配置される。まず、レーザセンサからレーザ光を照射した状態で、シート状部材を成形ドラムに対して巻付けを行い、成形ドラムの回転に伴なってレーザ光の光跡を横切る巻付け開始端の位置を検出するとともに、検出された巻付け開始端の移動距離をエンコーダによって検出し、次に回転に伴なってレーザ光の光跡を横切る巻付け終了端の位置を検出することで、成形ドラムに巻付けられたシート状部材の長さが測定される。そして、測定されたシート状部材の長さと成形ドラムの外周長との差を求めることで重なり量が測定される。

国際公開第２００６／０１９０７０号

しかしながら、上記方法による重なり量の測定では、成形ドラムに巻付けられたシート状部材の長さを測長することはできるものの、重なり量測定の正確性に欠け、また、正しく重なっているのかどうかを判定することが困難であった。さらに、巻付け開始端に対して巻付け終了端の先端が浮き上がった状態や反り返った状態では、測長において長さが足りていても、正しい重なりではないため、最終的なタイヤとなったときに、不良タイヤとして扱われることになる虞がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するため、タイヤを構成するシート状部材の端部同士の接続において、端部同士の重なり状態が正確に行なわれているかどうか、及び重なり量を正確に測定することを可能にする重なり量測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための重なり量測定装置の構成として、所定長さに成形され、かつ表面側に、幅方向に延長する成形痕を有するシート状部材を成形ドラムの外周側に先端側から巻付けたときのシート状部材の先端側と後端側との重なり部の重なり量の測定する重なり量測定装置であって、重なり部を含む周囲全体を上から撮影手段で撮影することにより、後端側のシート状部材の表面に形成される第１成形痕と先端側のシート状部材の表面に形成される第２成形痕とを検出する検出手段と、撮影した画像のフレームからシート状部材の第１成形痕とシート状部材の第２成形痕との間の距離を測定して重なり量を算出する算出手段とを備える構成とした。
本構成によれば、重なり部を含む所定領域を撮影した画像内に含まれる先端側のシート状部材の第１成形痕と後端側の第２成形痕とを検出し、第１成形痕と第２成形痕との間の距離から重なり量を算出するので正確に重なり量を測定することができる。即ち、画像に撮影された第１成形痕や第２成形痕は、シート状部材を成形したときに常に形成されるものであるため、互いの関係、例えば、距離関係については一定である。また、シート状部材は、成形ドラムに巻き付けたときに最適な重なり量が得られるように成形されていることから、巻付け前の搬送時に変形してしまった場合や、成形ドラムに正しく巻き付けられなかった場合には、第１成形痕と第２成形痕との関係に変化が生じることになる。したがって、あらかじめ成形ドラムにシート状部材を巻き付けたときの第１成形痕と第２成形痕との距離関係を既知としておき、実際に成形ドラムにシート状部材を巻き付けたときの第１成形痕と第２成形痕との距離を測定して、あらかじめ既知として用意しておいた第１成形痕と第２成形痕との距離関係とを比較することで重なり量の増減を調べることで、正確に重なり量を測定することが可能となる。さらに、立体的な重なり部を上側から撮影して平面的な画像として取得し、この画像から第１成形痕と第２成形痕との間を測定するようにしていることから、重なり部の表面における凹凸、重なり部における反りや浮き上がり、シート状部材の厚みの変動等の立体的な状態の影響を受けずに、重なり量を正確に測定することができる。
また、上記課題を解決するための重なり量測定方法の態様として、所定長さに成形され、かつ表面側に、幅方向に延長する成形痕を有するシート状部材を成形ドラムの外周側に先端側から巻付けたときに、シート状部材の先端側と後端側との重なり部の重なり量の測定において、重なり部を含む周囲全体を上から撮影手段で撮影することにより、後端側のシート状部材の表面に形成される第１成形痕と先端側のシート状部材の表面に形成される第２成形痕とを検出する検出工程と、撮影した画像のフレームからシート状部材の第１成形痕とシート状部材の第２成形痕との間の距離を測定して重なり量を算出する算出工程とを備える態様としたことにより、重なり部を含む所定領域を撮影した画像内に含まれる先端側のシート状部材の第１成形痕と後端側の第２成形痕とを検出し、第１成形痕と第２成形痕との間の距離から重なり量を算出するので正確に重なり量を測定することができる。
また、上記課題を解決するための重なり量測定方法の他の態様として、検出工程は、フレームの幅より狭い幅のブロックに分割し、それぞれのブロックの画像をシート状部材の第１成形痕側の第１領域と、シート状部材の第２成形痕側の第２領域とに分割して第１成形痕と、第２成形痕とを個別に検出し、それぞれの検出を各ブロック毎に行う態様としたことにより、より精度良く重なり量を測定することができる。即ち、フレームの幅よりも狭い幅のブロックに分割し、それぞれのブロックの画像からシート状部材の重なり量を測定することで、フレーム内における重なり量の変化を検出することができる。また、各ブロックの画像を第１成形痕を含む第１領域と、第２成形痕を含む第２領域とに分けて第１成形痕と第２成形痕とを検出することで、重なりの状態も検出することができる。例えば、後端側の第１成形痕が、第１領域から検出されないときには、重なりに浮き上がり、反り返り等が生じていると判定することができる。
また、上記課題を解決するための重なり量測定方法の他の態様として、検出工程では、前記第１領域の濃淡から閾値以上の輝度値を有する画素を検出し、検出された画素が直線状に並ぶ直線を第１成形痕として検出する工程と、第２領域の濃淡から閾値以上の輝度値を有する画素を検出し、検出された画素が直線状に並ぶ直線を第２成形痕として検出する工程とを備える態様としたことにより、重なり量の測定とともに重なりの状態を検出することができる。即ち、第１成形痕や第２成形痕は、シート状部材において立体的な変化があるため撮影において影等が生じることになり、画像には、重なり部と他の部位との間に濃淡が生じることになる。そこで、画像における濃淡を閾値と比較し、重なり部における第１成形痕及び第２成形痕を他の部位と分離することで、画像における第１成形痕や第２成形痕を確実に検出することができる。
また、上記課題を解決するための重なり量測定方法の他の態様として、算出工程は、シート状部材の第１成形痕とシート状部材の第２成形痕との間の距離と、重なり部におけるシート状部材の先端から第１成形痕までの距離及びシート状部材の後端から第２成形痕までの距離との関係に基づいて重なり量を算出することにより、重なり量を正確に測定することができる。
また、上記課題を解決するための重なり量測定方法の他の態様として、撮影手段で撮影されるシート状部材の第１成形痕は、Ｌ字状の段部の表面側の角部であり、第２成形痕は、シート状部材表面側に形成される矩形状の凸状部の一方の角部である態様としたことにより、精度良く重なり量を測定することができる。

本発明係る重なり量測定装置の概略構成図である。 カーカスプライの重なり部を示す概略図である。 撮影手段により重なり部の画像を取得するときの概略図である。 エッジ及びリッジの検出工程及び重なり量の算出方法を示す概念図である。 処理手段により重なり量を算出するフローチャートである。 モニターに表示された測定結果を示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

図１は、本発明に係る重なり量測定装置１及び重なり量測定方法の実施形態を示す概略構成図である。
同図において、シート状部材を成形するためのドラム成形装置２は、概略、所定距離離間して立設される一対の支柱２１と、支柱２１により回転可能に支持される軸２２と、軸２２に取り付けられる成形ドラム２３と、軸２２を駆動する駆動機構２４とにより構成される。
一対の支柱２１；２１は、上端側に軸受２１ａを備え、この軸受２１ａにより成形ドラム２３を回転可能とする軸２２を支持する。軸２２には、断面円形の円筒状の成形ドラム２３が同軸となるように固着される。軸２２の一端には、成形ドラム２３の回転角度を検出するためのエンコーダ２５が取り付けられる。

成形ドラム２３は、タイヤ成形におけるシート状部材の巻取り土台となるものであって、コンベア２０で移送されるシート状部材が成形ドラム２３の円周方向に沿って巻付けられる。コンベア２０の先端側は、成形ドラム２３の上部の巻付け開始位置に対応しており、コンベア２０は、成形ドラム２３の周速と同一速度でカーカスプライ１０を成形ドラム２３方向に送りだす。本実施形態では、成形ドラム２３の外周面に巻付けられるシート状部材は、図２に示すようにカーカスコード１１が埋設されたカーカスプライ１０として説明する。

カーカスプライ１０は、所定長さ（成形ドラム２３周方向長さ）、所定幅のゴム，合成ゴムより成り、成形ドラム２３を略一周する長さを有し、幅方向に延長し、かつ所定間隔のカーカスコード１１が埋設され、カーカスプライ１０の表面には、成形時に形成される突状部としてのリッジ１２、すなわち断面矩形の突状部が形成されている。カーカスプライ１０は、未加硫の２枚のゴムシートで接着層付きのカーカスコード１１を挟み込むことでカーカスコード１１が一体化される。ドラム巻きされたカーカスプライ１０を成形するときに、成形型とゴムシート表面との間の空気を脱気するため、成形型の成形面には、矩形凹状の空気抜き溝が形成されているので、上記リッジ１２には上記矩形状の溝による成形跡として残ったものである。空気抜き溝は、成形型の表面に一定の間隔で形成されており、成形後のカーカスプライ１０の表面には、カーカスプライ１０の幅方向に所定の間隔で形成される。

カーカスプライ１０の重なり部において先端Ｈの巻付け開始端側には、後端（巻付け終了端）Ｙが重ねられる。この先端Ｈ側の端部には後端Ｙの裏面（内面）を向くＬ字状の段部Ｓ１が形成される。また、カーカスプライ１０の後端Ｙ側の端部には、カーカスプライ１０の外方向を向く、Ｌ字状の段部Ｓ２が形成される。すなわち、カーカスプライ１０が成形ドラム２３に巻付けられて、重なり部が形成されると、段部Ｓ２は、重なり部において外向きとなり、段部Ｓ２の表面側は、エッジ１０Ａとなる。本例では、このエッジ１０Ａを有する段部Ｓ２を第１成形痕と称する。カーカスプライ１０の表面に所定間隔で形成される各リッジ１２は、幅方向に延長する凸（突）状部であり、このリッジ１２を第２成形痕と称する。矩形のリッジ１２のうちエッジ１０Ａ側に近い第２成形痕としてのリッジ１２ｍの角部のうちエッジ１０Ａ側の角部をエッジ角部１２Ａとする。なお、上記段部Ｓ１，Ｓ２は、カーカスプライ１０を成形型により成形するときに、カーカスコード１１を上，下から未加硫のシート状のゴム部材で挟み込み成形型により成型するときに、型抜けし易くするために階段状に形成される。
本実施形態では、上記後端Ｙ側に形成される角部としてのエッジ１０Ａと、先端Ｈ側の表面側に形成されるリッジ１２ｍのエッジ角部１２Ａとの区間距離を測定することで、重なり量Ｌを測定する。なお、エッジ１０Ａとともにエッジ１０Ｑが形成され、またリッジ１２にはリッジ角部１２Ａとともにリッジ角部１２Ｑも形成される。

成形ドラム２３を回転させる駆動機構２４には、駆動源としてのモータと、モータの回転力を軸２２に伝達する伝達機構とにより構成される。よって、モータが回転することで軸２２とともに成形ドラム２３が回転し、軸２２の回転角度が成形ドラム２３の回転角度としてエンコーダ２５により検出される。エンコーダ２５は、カーカスプライ１０の巻付け開始端である先端Ｈ側から巻付けの開始から成形ドラム２３が１回転して後端Ｙまで巻付けが完了し、先端Ｈに巻付け終了端である後端Ｙが重なったときに処理手段３２に停止信号を出力することで、成形ドラム２３を停止する。このとき、幅方向に等配された撮影手段としてのＣＣＤカメラ３１に上記重なり量Ｌの重なり部から後端Ｙ側に最も近いリッジ１２ｍまでの範囲が対向するように成形ドラム２３は停止制御される。これにより一方の成形痕であるエッジ１０Ａと他方の成形痕であるエッジ角部１２Ａとの両方が撮影される。

成形ドラム２３を支持する支柱２１には、支柱２１の延長方向に沿って上方に延長する所定長さの延長支柱２６が取り付けられる。延長支柱２６には、上端側において成形ドラム２３の軸心と平行に延長し、延長支柱２６同士を接続する架橋部材２７が取り付けられる。架橋部材２７には、前述した撮影手段としての３台のＣＣＤカメラ３１，３１，３１が取り付けられる。各カメラ３１は、カメラ３１の数量に対応して架橋部材２７に設けられる移動機構２８に個別に取り付けられる。移動機構２８は、架橋部材２７の延長方向（カーカスプライ１０の幅方向）に沿ってカメラ３１を移動可能に支持するとともに巻付けを行なうカーカスプライ１０の幅に応じてカメラ３１を幅方向に移動調整する。これによりカーカスプライ１０の幅が異なっても、カーカスプライ１０の幅に応じて端部を撮影することができる。すなわち、本実施形態では、移動機構２８を用いてカメラ３１，３１，３１の位置を調整することで、成形ドラム２３に対し、カーカスプライ１０がいかなる幅であっても、カーカスプライ１０の中央及び左，右端を撮影できる。
なお、成形ドラム２３の幅方向の端部を基準として、カーカスプライ１０の巻付けを行なう場合には、基準となる端部側のカメラは、架橋部材２７に直接固定するようにしても良い。

処理手段３２は、３個のカメラ３１と、複数のカメラ３１によって撮影された画像を画像処理して重なり量を算出する領域分割部３４と、エッジ検出部３５と、リッジ検出部３６と、重なり量算出部３７とを備える。
３台のカメラ３１は、所定のフレームの領域の撮影を可能にするエリアカメラであって、成形ドラム２３に巻付けられたカーカスプライ１０の巻付け開始端と巻付け終了端とが重なる重なり部を含む所定範囲の領域を撮影する。

例えば、左，右のカメラ３１は、成形ドラム２３に巻付けられたカーカスプライ１０の幅方向の両端からそれぞれ幅方向中心側に所定距離離間した位置が撮影焦点となるように設定される。幅方向端部からそれぞれ５０ｍｍ幅方向中心側に撮影焦点が設定される。両端側を撮影する左，右のカメラ３１の間に設けられた中央のカメラ３１は、両端側を撮影する左，右のカメラ３１の間を均等に分割する位置に配置される。複数のカメラ３１により撮影された画像は、本発明の重なり量算出手段（工程）が構成される処理手段３２に出力される。上記左カメラ３１，中央カメラ３１，右カメラ３１により本発明の検出手段（工程）が構成される。

３台のカメラ３１は、カラーカメラ、モノクロカメラのいずれでも良く、撮影されたカラー画像、又は、モノクロ画像を処理手段によりグレースケールに変換して処理される。なお、モノクロ画像は、白黒のグレースケールに限らず、カラー画像を構成するＲＧＢのうちいずれか一色で撮影したものであっても良い。なお、各カメラ３１には同一のカメラを使用する。カメラ３１は、３台に限らないことはもちろんである。

処理手段３２は、所謂コンピュータであって、各カメラ３１により撮影された画像処理や重なり量Ｌを算出するための手段としてのＣＰＵ、画像処理や重なり量Ｌの算出処理をするためのプログラム等を記憶する記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェースを備える。入出インターフェースには、画像処理を行うためのパラメータを入力する入力手段としての図外の操作パネルや、カメラ３１により撮影された画像や、処理結果である重なり量Ｌを表示する表示出力手段としてのモニターが接続される。

処理手段３２は、図６に示すように各カメラ３１で撮影された画像のフレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれを、幅方向に例えば３つのブロックＱ１，Ｑ２，Ｑ３に分割するフレーム分割部３３と、例えば中央のブロックＱ２をさらに上，下２つの領域Ｒ１，Ｒ２に分割する領域分割部３４と、分割された一方の領域Ｒ１から後端Ｙのエッジ１０Ａを検出するエッジ検出部３５と、エッジ１０Ａに最も近い（後端Ｙに最も近い）リッジ１２のリッジ角部１２Ａを検出するリッジ検出部３６と、検出されたエッジ１０Ａとリッジ１２のリッジ角部１２Ａとに基づいて重なり量Ｌを算出する重なり量算出部３７とを有する。

図４（ａ）乃至（ｃ）は、フレームＰ１の写真画像であって、同図に示すように重なり部は、黒色の濃淡で取得される。
エッジ検出部３５は、図４（ａ）に示すように、エッジ１０Ａ側の領域Ｒ１をスキャンしてカーカスプライ１０の後端Ｙのエッジ１０Ａを検出することでエッジ直線１０Ｌを検出する。具体的には、エッジ検出部３５は、まず、領域Ｒ１の左端に位置する画素列を下端から上端までスキャンし、当該画素列のスキャンが終了すると1つ右隣の画素列を下端から上端までスキャンする工程を右端の画素列まで繰り返して、エッジ１０Ａが撮影されたものと想定される画素の検出を行う。上記スキャンは、撮影した画像を構成する画素の色の濃淡に基づいて検出する。即ち、画素の輝度値が所定の閾値以上の輝度値のときに、エッジ１０Ａが撮影された画素として検出される。検出された画素は、その輝度値とともに、エッジ１０Ａ側の領域Ｒ１における座標位置が記憶される。
なお、閾値以上の輝度値を有する画素が領域Ｒ１の幅方向に直線状に連続するときに直線として検出するとして説明したが、例えば、閾値以上の輝度値を有する画素が上下方向に所定画素数以内に連続するときにも直線として検出するようにしても良い。

次に、エッジ検出部３５は、検出された画素の並びについて判定を行う。上記工程により検出された画素が、領域Ｒ１の左端から右端まで幅方向に一列に直線状に連続して並ぶときに直線として検出し、さらに、検出された直線のうち、領域Ｒ１の上下方向の座標位置が、最も下側に位置する直線をエッジ１０Ａに相当するエッジ直線１０Ｌとして検出するとともに図外のメモリに記憶される。このようにして、エッジ１０Ａの位置が設定される。

リッジ検出部３６は、図４（ｂ）に示すように、リッジ１２側の領域Ｒ２をスキャンしてカーカスプライ１０のリッジ１２においてエッジ１０Ａに最も近接する端部であるリッジ角部１２Ａに相当するリッジ直線１２Ｌを検出する。具体的には、リッジ検出部３６は、まず、領域Ｒ２の左端に位置する画素列を下端から上端までスキャンし、当該画素列のスキャンが終了すると1つ右隣の画素列を下端から上端までスキャンする工程を右端の画素列まで繰り返して、リッジ角部１２Ａが撮影されたものと想定される画素の検出を行う。上記スキャンは、撮影した画像を構成する画素の色の濃淡に基づいて検出する。即ち、画素の輝度値が所定の閾値以上の輝度値のときに、リッジ角部１２Ａが撮影された画素として検出される。検出された画素は、その輝度値とともに、領域Ｒ２における座標位置が記憶される。

次に、リッジ検出部３６は、検出された画素の並びについて判定を行う。上記工程により検出された画素が、領域Ｒ２の左端から右端まで幅方向に一列に直線状に連続して並ぶときに直線として検出し、さらに、検出された直線のうち、領域Ｒ２の上下方向の座標位置が、最も下側に位置する直線をリッジ角部１２Ａに相当するリッジ直線１２Ｌとして検出するとともに図外のメモリに記憶される。このようにして、リッジ角部１２Ａの位置が設定される。

重なり量算出部３７は、エッジ検出部３５により検出されたエッジ直線１０Ｌと、リッジ検出部３６により検出されたリッジ直線１２ＬとのブロックＱ２内における間隔測定に基づいて重なり量Ｌを算出する。
各カメラ３１により撮影された各フレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３をそれぞれ、複数のブロックＱ１，Ｑ２，Ｑ３に分割することにより、各フレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３内において異なる重なり量を検出することが可能となる。即ち、フレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３の中においても撮影された位置によって重なり量も異なるため、先端Ｈと後端Ｙとが重なる重なり部の延長方向に沿うようにフレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３を複数のブロックＱ１，Ｑ２，Ｑ３に分割して各ブロックＱ１，Ｑ２，Ｑ３において重なり量を測定することで重なり部における重なりの状態を正確に把握することが可能となる。
また、各フレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３において分割した各ブロックＱ１，Ｑ２，Ｑ３をさらに、上，下の領域Ｒ１，Ｒ２に分割し、各領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるエッジ１０Ａ又はリッジ角部１２Ａを個別に検出することにより、エッジ１０Ａ及びリッジ角部１２Ａの検出に係るアルゴリズムを簡素化することができる。

即ち、図４（ａ），（ｂ）に示すように、画像には、巻き終了端Ｙとリッジ１２ｍとが撮影されており、ブロックＱ１乃至Ｑ３を上下に分割することで、下側の領域Ｒ１には巻き終了端Ｙを撮影した画像のみとなり、上側の領域Ｒ２にはリッジ１２ｍが撮影された画像のみとなる。下側の領域Ｒ１にはエッジ１０Ａとエッジ１０Ｑとが残ることになり、上側の領域Ｒ２にはリッジ角部１２Ａとリッジ角部１２Ｑとが残ることになる。本実施形態では、検出対象であるエッジ１０Ａとリッジ角部１２Ａとは、それぞれ各領域Ｒ１，Ｒ２において下側に位置することから、各領域Ｒ１，Ｒ２をスキャニングするプログラムのアルゴリズムを同一のものを利用することができるので、処理速度を向上させながら、リッジ１０Ａ及びエッジ角部１２Ａを検出することが可能となる。

例えば、図４（ｃ）に示すように、フレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３の各大きさが、上端から下端までの距離Ｍが１７ｍｍとして設定されている場合において、検出されたリッジ直線１２Ｌの位置が上端から４ｍｍ、エッジ直線１０Ｌの位置が上端から１４ｍｍのときには、エッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離は１４ｍｍ−４ｍｍ＝１０ｍｍとなる。次に、エッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離から重なり量Ｌを算出する。あらかじめ算出したプライ成形時における理論上のエッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離を７．９９ｍｍとすれば、重なり量Ｌは１０ｍｍ−７．９９ｍｍ＝１．８１ｍｍ不足していることになる。よって、あらかじめ正規のエッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離と、重なり量Ｌとを記憶させておき、算出されたエッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離を減じることで、重なり量Ｌの不足量や過剰量を算出することができる。

即ち、上記のように、カーカスプライ１０の先端Ｈと後端Ｙとの立体的な重なり部を上側から撮影して平面的な画像として取得し、この画像から第１成形痕と第２成形痕との間を測定するようにしていることから、重なり部の表面における凹凸、重なり部における反りや浮き上がり、シート状部材の厚みの変動等の立体的な状態の影響を受けずに、重なり量を正確に測定することが可能となる。
また、エッジ１０Ａに相当するエッジ直線１０Ｌの検出と、リッジ角部１２Ａに相当するリッジ直線１２Ｌの検出は、フレームＰを構成する画素の輝度値の濃淡により検出していることにより、実際の重なりにおいてエッジ１０Ａに浮きが生じた場合や、部材としての成形時にリッジ１２に成形不良が生じている場合には、リッジ角部１２Ａ及びエッジ１０Ａの検出において十分な濃淡として表れないため、閾値を下回ることになりリッジ直線１２Ｌの検出やエッジ直線１０Ｌの検出において不良として判定されることになる。この場合、重なり量Ｌは算出されずに測定失敗（測定エラー）やジョイント不良と判定することができる。
以下実施例を用いて本発明による重なり量測定装置１による重なり量Ｌの算出方法について説明する。

本実施例では、図１，図３に示すように、例えば３台のカメラ３１により重なり量Ｌを撮影するものとして説明する。各カメラ３１により撮影されたフレームは、カーカスプライ１０の搬送方向に向かって左側のカメラ３１によって撮影された画像のフレームをＰ１、中央のカメラ３１によって撮影された画像のフレームをＰ２、右側のカメラによって撮影された画像のフレームをＰ３として説明する。各フレームＰ１乃至Ｐ３は、図５に示すフローチャートにより処理される（図６参照）。

最初に、左側のカメラ３１によって撮影されたフレームＰ１から重なり量Ｌの算出が実行される。
まず、フレームＰ１は、フレーム分割部３３により幅方向に均等な大きさの左ブロックＱ１、中央ブロックＱ２、右ブロックＱ３の３つに分割される。
分割された各ブロックＱ１乃至Ｑ３は、それぞれ、ウインドウ分割部３４によりさらにエッジ１０Ａ側の領域Ｒ１、リッジ１２ｍ側の領域Ｒ２に分割される。
各フレームＰ１が複数の領域Ｒ１，Ｒ２に分割されると、最初に中央ブロックＱ２から領域Ｒ１，領域Ｒ２について重なり量Ｌを算出する処理が実行される。

ステップ１０１では、中央ブロックＱ２のエッジ１０Ａ側の領域Ｒ１を呼び出し、エッジ検出部３５によりカーカスプライ１０の一端である後端Ｙのエッジ１０Ａを領域Ｒ１から検出する。このエッジ検出工程では、領域Ｒ１をスキャンして領域Ｒ１を構成する画素の輝度値を閾値αと比較し、画素の輝度値が閾値α以上のものをエッジ１０Ａが撮影されたものとして検出する。そして、閾値α以上の輝度値を有する画素が領域Ｒ１の幅方向全域に亘り直線的に連続するものを直線として検出し、検出された直線のうち領域Ｒ１において最も下側に位置する直線をエッジ直線１０Ｌとして検出する。また、幅方向全域に亘り直線的に連続するものがない場合には、エッジ直線１０Ｌなしとして検出する。

次に、ステップ１０２では、中央ブロックＱ２のリッジ１２側の領域Ｒ２を呼び出し、リッジ検出部３６によりカーカスプライ１０の他端側である先端Ｈ側においてエッジ１０Ａに最も近接し、表面に露出するリッジ１２のリッジ角部１２Ａを領域Ｒ２から検出する。このリッジ検出工程では、領域Ｒ２をスキャンして領域Ｒ２を構成する画素の輝度値を閾値αと比較し、画素の輝度値が閾値α以上のものをリッジ角部１２Ａが撮影されたものとして検出する。そして、閾値α以上の輝度値を有する画素が領域Ｒ２の幅方向全域に亘り直線的に連続するものを直線として検出し、検出された直線のうち領域Ｒ２において最も下側に位置する直線をリッジ直線１２Ｌとして検出する。また、幅方向全域に亘り直線的に連続するものがない場合には、リッジ直線１２Ｌなしとして検出する。

次に、ステップ１０３では、ステップ１０１及びステップ１０２によりエッジ直線１０Ｌとリッジ直線１２Ｌとが検出されたかどうかの判定を行い、エッジ直線１０Ｌ，リッジ直線１２Ｌのいずれか一方の直線のみが検出されたときには、リッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出失敗としてステップ２０１に移行し、エッジ直線１０Ｌ，リッジ直線１２Ｌの両方が検出されたときには、リッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出成功としてステップ１０４に移行する。

ステップ１０３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出成功のときには、ステップ１０４により重なり量Ｌの算出を行う。ステップ１０４により重なり量Ｌの算出が終了すると、ステップ１０５に移行して測定正常完了信号を出力してステップ１０１に戻り、中央フレームＰ２の重なり量Ｌの算出を行う。

また、ステップ１０３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出失敗のときには、ステップ２０１に移行し、左ブロックＱ１から重なり量Ｌを算出する処理が実行される。
ステップ２０１では、左ブロックＱ１のエッジ１０Ａ側の領域Ｒ１を呼び出し、エッジ検出部３５によりカーカスプライ１０の一端である後端Ｙ端のエッジ１０Ａを領域Ｒ１から検出する。このエッジ検出工程では、領域Ｒ１をスキャンして領域Ｒ１を構成する画素の輝度値を閾値βと比較し、画素の輝度値が閾値β以上のものをエッジ１０Ａが撮影されたとものとして検出する。ここで閾値βは、閾値αよりも輝度値の判定基準を低く設定する。そして、閾値β以上の輝度値を有する画素が領域Ｒ１の幅方向全域に亘り直線的に連続するものを直線として検出し、検出された直線のうち領域Ｒ１において最も下側に位置する直線をエッジ直線１０Ｌとして検出し、幅方向全域に亘り直線的に連続するものがない場合には、直線なし、つまりエッジ直線１０Ｌなしとして検出する。

次に、ステップ２０２では、左ブロックＱ１のリッジ１２のリッジ角部１２Ａ側の領域Ｒ２を呼び出し、リッジ検出部３６によりカーカスプライ１０の他端側である先端Ｈ側においてエッジ１０Ａに最も近接し、表面に露出するリッジ角部１２Ａを領域Ｒ２から検出する。このリッジ検出工程では、領域Ｒ２をスキャンして領域Ｒ２を構成する画素の輝度値を閾値βと比較し、画素の輝度値が閾値β以上のものをリッジ角部１２Ａが撮影されたとものとして検出する。
そして、閾値β以上の輝度値を有する画素が領域Ｒ２の幅方向全域に亘り直線的に連続するものを直線として検出し、検出された直線のうちリッジ１２側の領域Ｒ２において最も下側に位置する直線をリッジ直線１２Ｌとして検出する。また、幅方向全域に亘り直線的に連続するものがない場合には、直線なし、つまりリッジ直線１２Ｌなしとして検出する。

次に、ステップ２０３では、ステップ２０１及びステップ２０２によりエッジ直線１０Ｌとリッジ直線１２Ｌとが検出されたかどうかの判定を行い、エッジ直線１０Ｌ，リッジ直線１２Ｌのいずれか一方の直線のみが検出されたときには、リッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出失敗としてステップ３０１に移行し、エッジ直線１０Ｌ，リッジ直線１２Ｌの両方が検出されたときには、リッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出成功としてステップ２０４に移行する。

ステップ２０３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出成功のときには、ステップ２０４により重なり量Ｌの算出を行う。ステップ２０４により重なり量Ｌの算出が終了すると、ステップ１０５に移行して測定正常完了信号を出力してステップ１０１に戻り、中央フレームＰ２の重なり量Ｌの算出を行う。

また、ステップ２０３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出失敗のときには、ステップ３０１に移行し、右ブロックＱ３から重なり量Ｌを算出する処理が実行される。
ステップ３０１では、右ブロックＱ３のエッジ１０Ａ側の領域Ｒ１を呼び出し、エッジ検出部３５によりカーカスプライ１０の一端であるエッジ１０Ａを領域Ｒ１から検出する。このエッジ検出工程では、領域Ｒ１をスキャンして領域Ｒ１を構成する画素の輝度値を閾値γと比較し、画素の輝度値が閾値γ以上のものをエッジ１０Ａが撮影されたとものとして検出する。ここで、閾値γは、閾値αよりも検出基準が厳しくなるように選択する。そして、閾値γ以上の輝度値を有する画素がエッジ１０Ａ側の領域Ｒ１の幅方向全域に亘り直線的に連続するものを直線として検出し、検出された直線のうちエッジ１０Ａ側の領域Ｒ１において最も下側に位置する直線をエッジ直線１０Ｌとして検出する。また、幅方向全域に亘り直線的に連続するものがない場合には、直線なし、つまりエッジ直線１０Ｌなしとして検出する。

次に、ステップ３０２では、右ブロックＱ３のリッジ１２側の領域Ｒ２を呼び出し、リッジ検出部３６によりカーカスプライ１０の他端側である後端Ｙ側においてエッジ１０Ａに最も近接し、表面に露出するリッジ角部１２Ａを領域Ｒ２から検出する。このリッジ検出工程では、領域Ｒ２をスキャンして領域Ｒ２を構成する画素の輝度値を閾値γと比較し、画素の輝度値が閾値γ以上のものをリッジ角部１２Ａが撮影されたとものとして検出する。そして、閾値γ以上の輝度値を有する画素が領域Ｒ２の幅方向全域に亘り直線的に連続するものを直線として検出し、検出された直線のうちリッジ１２側の領域Ｒ２において最も下側に位置する直線をリッジ直線１２Ｌとして検出する。また、幅方向全域に亘り直線的に連続するものがない場合には、直線なし、つまりリッジ直線１２Ｌなしとして検出する。

次に、ステップ３０３では、ステップ３０１及びステップ３０２によりエッジ直線１０Ｌとリッジ直線１２Ｌとが検出されたかどうかの判定を行い、エッジ直線１０Ｌ，リッジ直線１２Ｌのいずれか一方の直線のみが検出されたときには、リッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出失敗としてステップ４０１に移行し、エッジ直線１０Ｌ，リッジ直線１２Ｌの両方が検出されたときには、リッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出成功としてステップ３０４に移行する。

ステップ３０３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出成功のときには、ステップ３０４により重なり量Ｌの算出を行う。ステップ３０４により重なり量Ｌの算出が終了すると、ステップ１０５に移行して測定正常完了信号を出力してステップ１０１に戻り、中央フレームＰ２の重なり量Ｌの算出を行う。

また、ステップ３０３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出失敗のときには、ステップ３０５に移行し、検出異常終了として終了し、中央フレームＰ２の重なり量Ｌの算出を行う。尚、検出異常終了とともに検出異常完了信号を出力する。
ステップ１０１〜ステップ３０５の処理が終了すると、中央フレームＰ２から重なり量Ｌを算出する処理を上記ステップに従って行い、中央フレームＰ２による重なり量Ｌの算出がすると、右フレームＰ３による重なり量Ｌの算出を行うことで重なり量測定工程が終了する。

上記実施形態のように各フレームＰ１乃至Ｐ３における各ブロックＱ１乃至Ｑ３毎に異なる閾値α，β，γを設定し、ブロックＱ１乃至Ｑ３毎の領域Ｒ１；Ｒ２をスキャンしてエッジ１０Ａやリッジ角部１２Ａが撮影されたものを検出することで、カーカスプライ１０の表面の状態や撮影時の状態に依存することなく各フレームＰ１乃至Ｐ３に撮影されたエッジ１０Ａやリッジ角部１２Ａの有無を判定することができるので、重なり量Ｌの検出とともに重なり状態も検出することが可能となる。

図６は、上記フローチャートに示すアルゴリズムでフレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれから重なり量Ｌを算出した結果をモニターに表示したときの表示例である。画面上には、撮影した画像のフレームＰ１，Ｐ２，Ｐ３とともに、測定したエッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離とともに、重なり量Ｌの増減が表示される。
このように、重なり量測定装置１を構成することで、画像に対応する重なり量Ｌの状態を目視で確認できるとともに、測定された結果から重なり部の状態を知ることができるので、後段の重なり部の判定において重なり量Ｌの良否を容易に判定することができる。
図６に示す測定結果は、エッジ１０Ａ−リッジ角部１２Ａ間の距離が７．９９ｍｍのときに正規の重なり量Ｌが得られるように設定されているものである。

まず、左フレームＰ１における重なり量Ｌの測定では、ブロックＱ２においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出が失敗し、ブロックＱ１においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出が成功し、そのときのリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ間距離は、７．８１ｍｍとして測定された。つまり、正規のリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ間距離よりも０．１８ｍｍ距離が短く測定されたことにより、正規の重なり量Ｌよりも重なり量Ｌが０．１８ｍｍ増加していることを示している。

次に、左フレームＰ２における重なり量Ｌの測定では、ブロックＱ２においてリッジ角部１２Ａ及びエッジ１０Ａの検出が成功し、そのときのリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ間距離は、８．２７ｍｍとして測定された。つまり、正規のリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ間距離よりも０．２８ｍｍ距離が長く測定されたことにより、正規の重なり量Ｌよりも重なり量Ｌが０．２８ｍｍ減少していることを示している。

次に、左フレームＰ３における重なり量Ｌの測定では、ブロックＱ２においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出が失敗し、さらに、ブロックＱ１においてもリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出が失敗し、そしてブロックＱ３においてリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ検出が成功し、そのときのリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ間距離は、８．５７ｍｍとして測定された。つまり、正規のリッジ角部１２Ａ−エッジ１０Ａ間距離よりも０．５８ｍｍ距離が短く測定されたことにより、正規の重なり量Ｌよりも重なり量Ｌが０．５８ｍｍ減少していることを示している。
即ち、先端Ｈに対する後端Ｙの重なりは、左フレームＰ１から右フレームＰ３にかけて重なり量Ｌが減少していることになり、傾斜して重なっていることが分かる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、カメラにより撮像した画像のフレームを３つのブロックに分割するとして説明したが、左右二つに分割して異なる閾値によって直線を構成する画素を検出するようにしても良いし、４つ以上のブロックに分割して、ブロック毎に画素を検出する閾値に異なる値を設定してエッジやリッジに相当する直線を検出するようにしても良い。

本実施形態では、成形ドラム２３の１周分に相当する長さを有するカーカスプライ１０を巻付け、巻き開始端と巻き終了端との端部同士を重ね合わせた部位の重なり量Ｌを測定するものとして説明したが、成形ドラム２３の１周分よりも短い長さの複数のカーカスプライを互いに重ね合わせて、成形ドラム２３の外周１周分となるように重ねたときであっても、本発明の重なり量測定装置によれば、互いに重なるカーカスプライ同士の重なり量を測定することができる。

また、シート状部材をカーカスプライとして説明したが、被測定対象となるシート状部材は、カーカスプライに限らず、ベルト等のコードによって補強されるシート状部材や、未加硫のゴムシートからなるシート状部材であっても良い。これらシート状部材は、成形型により成形されるため、本実施形態の直線状のリッジのように成形跡が表面に残るので、成形跡を特徴部として、部材間同士の距離を測定するようにすれば良い。

また、リッジ１２のリッジ角部１２Ａを検出するとして説明したが、図２中のリッジ１２における後部の角部１２Ｑを検出しても、既知のリッジの幅寸法を加味することで、重なり量Ｌの算出は可能である。また、同様にエッジ１０Ａに限らず、エッジ１０Ｑを検出しても計算は可能である。あるいは、エッジ１０Ａ又はエッジ１０Ｑとのいずれかと、リッジ角部１２Ａ又はエッジ角部１２Ｑのいずれかとの区間寸法を検出しても良い。
また、後端Ｙ側は、幅方向に切り落としのままであって、段部Ｓが存在しないタイプの場合には、カーカスプライ１０表面側の巻付け終了端のエッジをそのまま検出することにより、重なり量Ｌを検出できる。
また、後端Ｙについては、エッジ１０Ａ又はエッジ１０Ｑに限らずその後部側表面に形成される図３のリッジ１２ｍを検出して、巻付け開始端における終了端側の表面側のリッジ１２ｍとの区間を計算しても良い。これにより、後端Ｙ側に多少のめくれが生じても重なり量Ｌを検出できる。
また、カメラ３１は、本実施形態の３台に限定されず何台で合っても良い。例えば、１台を左，右方向に移動し、かつ、所定位置（例えば、左端，中央，右端）で停止しつつ撮影しても、あるいは、エッジ１０が細幅の場合、２個のカメラを用いても良い。また、撮影フレームＰ１乃至Ｐ３は、エッジ１０Ａとリッジ角部１２Ａとの全体を撮影する範囲として説明したが、エッジ１０Ａとリッジ角部１２Ａとを個別に撮影する範囲であっても良い。

１０ カーカスプライ、１０Ａ エッジ、１２ リッジ、１２Ａ リッジ角部、
２３ 成形ドラム、３１ 撮影手段、３２ 処理手段、３３ フレーム分割部、
３４ 領域分割部、３５ エッジ検出部、３６ リッジ検出部、３７ 重なり量算出部、
Ｈ 先端、Ｐ；Ｐ１乃至Ｐ３ フレーム、Ｑ；Ｑ１乃至Ｑ３ ブロック、
Ｒ１；Ｒ２ 領域、Ｙ 後端、α；β；γ 閾値。

Claims (6)

1. 所定長さに成形され、かつ表面側に、幅方向に延長する金型成形痕を有するシート状部材を、成形ドラムの外周側に先端側から巻付けたときに、シート状部材の先端側と後端側との重なり部の重なり量を測定する重なり量測定装置であって、
   前記重なり部を含む周囲全体を上から撮影手段で撮影することにより、後端側のシート状部材の表面に形成される第１成形痕と、先端側のシート状部材の表面に形成される第２成形痕とを検出する検出手段と、
   撮影した画像のフレームから前記シート状部材の前記第１成形痕と、前記シート状部材の前記第２成形痕との間の距離を測定して重なり量を算出する算出手段とを備える重なり量測定装置。
2. 所定長さに成形され、かつ表面側に、幅方向に延長する金型成形痕を有するシート状部材を、成形ドラムの外周側に先端側から巻付けたときに、シート状部材の先端側と後端側との重なり部の重なり量を測定する重なり量測定方法であって、
   前記重なり部を含む周囲全体を上から撮影手段で撮影することにより、後端側のシート状部材の表面に形成される第１成形痕と、先端側のシート状部材の表面に形成される第２成形痕とを検出する検出工程と、
   撮影した画像のフレームから前記シート状部材の前記第１成形痕と、前記シート状部材の前記第２成形痕との間の距離を測定して重なり量を算出する算出工程とを備える重なり量測定方法。
3. 前記検出工程は、前記フレームの幅より狭い幅のブロックに分割し、それぞれのブロックの画像を前記シート状部材の第１成形痕側の第１領域とシート状部材の第２成形痕側の第２領域とに分割して、前記第１成形痕と前記第２成形痕とを個別に検出し、それぞれの検出を各ブロック毎に行うようにしたことを特徴とする請求項２記載の重なり量測定方法。
4. 前記検出工程では、前記第１領域の濃淡から閾値以上の輝度値を有する画素を検出し、検出された画素が直線状に並ぶ直線を前記第１成形痕として検出する工程と、
   前記第２領域の濃淡から閾値以上の輝度値を有する画素を検出し、検出された画素が直線状に並ぶ直線を前記第２成形痕として検出する工程とを備えることを特徴とする請求項３記載の重なり量測定方法。
5. 前記算出工程は、前記シート状部材の第１成形痕と前記シート状部材の第２成形痕との間の距離と、
   前記重なり部におけるシート状部材の先端から前記第１成形痕までの距離及びシート状部材の後端から前記第２成形痕までの距離との関係に基づいて重なり量を算出することを特徴とする請求項２乃至請求項４いずれか記載の重なり量測定方法。
6. 撮影手段で撮影されるシート状部材の前記第１成形痕は、Ｌ字状の段部の表面側の角部であり、前記第２成形痕は、シート状部材の表面側に形成される矩形状の突状部の一方の角部であることを特徴とする請求項２乃至請求項５いずれか記載の重なり量測定方法。