JP6743492B2 - 生タイヤの異物付着判別方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ストリップワインド法により形成された生タイヤにおける異物の付着を判別する判別方法に関する。
近年、例えばトレッドゴム、サイドウォールゴムなどのタイヤ外皮をなすゴム構成部材を、未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻回することにより形成する所謂ストリップワインド法が提案されている（特許文献１、２参照）。
このストリップワインド法では、ゴムストリップの巻き始め端や巻き終わり端において、ゴムストリップが丸まって団子状の塊になりやすい傾向にある。又生タイヤの外表面は粘着性が高いため、生タイヤ形成中に切断されたゴムストリップの切断片が外表面に付着しやすい傾向にもある。このようなゴムストリップの塊や切断片である異物が付着したまま生タイヤを加硫成形した場合には、タイヤ品質を低下させる恐れを招く。
しかし生タイヤの外表面は、ゴムストリップの螺旋状の巻回による細かい段差状の凹凸を有するため、変位センサーを用いての前記異物の判別は難しい。そのため、従来においては、検査者による目視確認によって異物の判別を行っているが、確実性に劣りかつ検査作業効率の低下を招く。
特開２００８−２８４８１５号公報 特開２０１５−２２９４３８号公報
そこで本発明は、ストリップワインド法によって形成された生タイヤにおいて、ゴムストリップの塊や切断片である異物の付着の判別を、確実性かつ効率良く行いうる生タイヤの異物付着判別方法を提供することを課題としている。
本発明は、ゴムストリップを螺旋状に巻回することにより外表面が形成された生タイヤの前記外表面における異物の付着を判別する判別方法であって、
前記生タイヤをその軸心回りで回転しながら、周方向と直角なＸ方向にライン状のセンサ光を２次元変位センサーにより照射することにより、前記生タイヤの外表面のうちの検査対象表面を周方向にスキャンし、Ｘ方向の位置データｘと、周方向の位置データｙと、２次元変位センサーから検査対象表面までの距離データｚとから構成される検査対象表面の３次元生データＤ０を作成する生データ取得ステップ、
前記３次元生データＤ０に対し、Ｘ方向の幅Ｗｘかつ周方向の幅Ｗｙの範囲で各前記距離データｚを平均化処理して３次元処理データＤ１をうる平均化処理ステップ、
前記３次元処理データＤ１の各前記距離データｚを閾値により２値化し、かつ２値化した３次元処理データＤ２を画像化する画像化ステップ、
及び画像化した画像データに基づいて異物の付着を判別する判別ステップを具えるとともに、
前記幅Ｗｘ及び幅Ｗｙは、前記ゴムストリップの螺旋ピッチよりも大かつゴムストリップの幅より小であることを特徴とする生タイヤの異物付着判別方法。
を特徴としている。
本発明は叙上の如く、生タイヤの回転と２次元変位センサーとによって得た検査対象表面の３次元生データＤ０を平均化処理している。
この平均化処理の範囲のＸ方向の幅Ｗｘ及び周方向の幅Ｗｙをゴムストリップの螺旋ピッチよりも大かつゴムストリップの幅より小としている。これにより、ゴムストリップの螺旋状の巻回による細かい段差状の凹凸をなくして平滑化しうるとともに、検査対象表面を平面化することができる。
又平均化処理した３次元処理データＤ１における距離データｚを閾値により２値化し、かつ２値化した３次元処理データＤ２を画像化しているため、異物の大きさを視覚化して捉えることができ、異物の付着を容易に判別することが可能になる。
本発明の生タイヤの異物付着判別方法を示すフローチャトである。 （Ａ）は生データ取得ステップを概念的に示す斜視図、（Ｂ）はゴムストリップを概念的に示す斜視図である。 平均化処理ステップを概念的に示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、平均化処理ステップによる効果を概念的に示す図である。 画像化ステップによる３次元処理データＤ２の画像である。 生タイヤの外表面の区分例を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の生タイヤの異物付着判別方法は、生データ取得ステップＳａと、平均化処理ステップＳｂと、画像化ステップＳｃと、判別ステップＳｄとを具え、図２（Ａ）に示すように、生タイヤＴの外表面Ｔｓにおける異物Ｊの付着の有無を判別する。
前記生タイヤＴは、例えばトレッドゴム、サイドウォールゴムなどのタイヤ外皮をなすゴム構成部材の少なくとも一つが、未加硫のゴムストリップＧ（図２（Ｂ）に示す）を螺旋状に巻回することによって形成される。従って、ゴムストリップＧからなるタイヤの外表面部分には、細かい段差状の凹凸１０（図３（Ａ）に示す）が形成されている。
図２（Ａ）に示すように、生データ取得ステップＳａでは、２次元変位センサー２を用い、生タイヤＴの外表面Ｔｓのうちの検査対象表面３を周方向Ｙにスキャンする。具体的には、生タイヤＴをその軸心回りで回転させながら、２次元変位センサー２からのライン状のセンサ光２Ｌを、周方向Ｙと直角なＸ方向に照射する。
これにより、Ｘ方向の位置データｘと、周方向Ｙの位置データｙと、２次元変位センサー２から検査対象表面３までの距離データｚとから構成される検査対象表面３の３次元生データＤ０を作成する。なお２次元変位センサー２は、ライン状のセンサ光２Ｌを照射する所謂レーザ変位センサーであって、市販の種々のものが採用しうる。本例では、照射幅２Ｌｗが例えば６０〜８０mmの２次元変位センサー２が使用される。
次に、平均化処理ステップＳｂでは、図３に概念的に示すように、３次元生データＤ０に対して、Ｘ方向の幅Ｗｘかつ周方向の幅Ｗｙの範囲Ｋで各距離データｚを平均化処理し、これにより３次元処理データＤ１を求める。
なお３次元生データＤ０は、図３にドットとして示されるデータｄの群として構成される。本例では、検査対象表面３のＸ方向の幅３Ｗが７０mm、周方向Ｙの長さ３Ｌが２０００mmであって、この検査対象表面３が、Ｘ方向に０．０８７５mm間隔で、又周方向Ｙに０．１２５mm間隔でデータ取得された場合が示される。従って、本例の３次元生データＤ０は、８００×１６０００個のデータｄの群として構成される。なお図３では、各データｄの距離データｚは、ドットの高さ（図示されない）として現れる。
そして前記平均化処理では、複数のデータｄのうちの一つのデータｄ０を中心とした範囲Ｋ内に位置する全てのデータｄ（データｄ０を含む）の距離データｚを平均し、その平均距離データｚ１を、平均化処理前のデータｄ０の距離データｚと置き換える。これを３次元生データＤ０の全データｄに対して行うことで、３次元処理データＤ１が求められる。なお、Ｘ方向両端側に位置するデータｄ０に対しても、同様である。
このとき、前記範囲ＫのＸ方向の幅Ｗｘ及び周方向の幅Ｗｙを、ゴムストリップＧの螺旋ピッチＰ（図４（Ａ）に示す）よりも大、かつゴムストリップＧの幅Ｇｗ（図２（Ｂ）に示す）より小に設定される。螺旋ピッチＰが変化する場合には、最小の螺旋ピッチＰが適用される。これにより、図４（Ａ）に示すように、ゴムストリップＧの螺旋状の巻回による検査対象表面３の凹凸１０をなくして平滑化することができる。又図４（Ｂ）に示すように、平滑化された検査対象表面３を、より平面化することができる。この平面化のためには、図６に示すように、生タイヤＴの外表面Ｔｓを、例えばトレッド中央側の検査対象表面３Ａ、トレッドショルダ側の検査対象表面３Ｂ、３Ｂ、サイドウォール上側の検査対象表面３Ｃ、３Ｃ、サイドウォール下側の検査対象表面３Ｄ、３Ｄに７区分し、各検査対象表面３Ａ〜３Ｄの３次元生データＤ０を、別々の２次元変位センサー２によって取得するのが好ましい。即ち、生タイヤＴの外表面Ｔｓを、プロファイル変化が少ない複数の検査対象表面３に区分しておくのが好ましい。なお区分数は７以上が好ましい。
次に、画像化ステップＳｃでは、前記３次元処理データＤ１の各距離データｚを閾値により２値化するとともに、この２値化した３次元処理データＤ２を画像化する。これにより、例えば図５に示す画像データ１１を得ることができる。画像化は、２値化した３次元処理データＤ２を、画素データに変換することで行いうる。
前記画像データ１１では、ゴムストリップＧによる前記凹凸１０を目隠ししながら、異物Ｊを、例えば、彩度、色相、及び明度を含む色要素の差によって表出させ、かつその大きさを視覚化して捉えることができる。なお閾値としては、ゴムストリップＧの厚さの少なくとも２００％以上が好ましい。なお前記幅Ｗｘ及び幅Ｗｙの調整により、表出可能な異物Ｊの大きさを調整しうる。
次に、前記判別ステップＳｄでは、前記画像データ１１に基づいて異物Ｊの付着を判別する。この判定としては、検査者による目視確認であっても良い。しかし、画像解析により、異物Ｊの表出部分の画素面積等に基づいて自動で判定することが好ましい。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
ゴムストリップＧを用いてタイヤ外皮が形成された生タイヤＴのトレッドショルダ側の検査対象表面３Ｂに、異物Ｊ１（１０mm×１０mm×２．０mm）、異物Ｊ２（２０mm×２０mm×２．０mm）、異物Ｊ３（３０mm×３０mm×２．０mm）を貼り付けたサンプルタイヤを準備した。そして本発明の異物付着判別方法を用いて、図５に示す画像データ１１を求めた。
ゴムストリップＧ： 幅Ｇｗ＝２３mm、厚さ＝１．０mm
２次元変位センサー ：株式会社キーエンス製（LJ-V7200)
レーザ光の照射幅：７０mm
分解能：Ｘ方向０．０８７５mm（７０mm／８００点）、周方向Ｙ０．１２５mm（２０００mm／１６０００点）
平均化処理の範囲Ｋ：幅Ｗｘ＝５mm、幅Ｗｙ＝５mm
図５のように、異物Ｊ１〜Ｊ３を識別した画像データ１１を得ることができた。
２ 次元変位センサー
２Ｌ センサ光
３ 検査対象表面
Ｇ ゴムストリップ
Ｊ 異物
Ｋ 範囲
Ｐ 螺旋ピッチ
Ｓａ 生データ取得ステップ
Ｓｂ 平均化処理ステップ
Ｓｃ 画像化ステップ
Ｓｄ 判別ステップ
Ｔ 生タイヤ

Claims (1)

  1. ゴムストリップを螺旋状に巻回することにより外表面が形成された生タイヤの前記外表面における異物の付着を判別する判別方法であって、
    前記生タイヤをその軸心回りで回転しながら、周方向と直角なＸ方向にライン状のセンサ光を２次元変位センサーにより照射することにより、前記生タイヤの外表面のうちの検査対象表面を周方向にスキャンし、Ｘ方向の位置データｘと、周方向の位置データｙと、２次元変位センサーから検査対象表面までの距離データｚとから構成される検査対象表面の３次元生データＤ０を作成する生データ取得ステップ、
    前記３次元生データＤ０に対し、Ｘ方向の幅Ｗｘかつ周方向の幅Ｗｙの範囲で各前記距離データｚを平均化処理して３次元処理データＤ１をうる平均化処理ステップ、
    前記３次元処理データＤ１の各前記距離データｚを閾値により２値化し、かつ２値化した３次元処理データＤ２を画像化する画像化ステップ、
    及び画像化した画像データに基づいて異物の付着を判別する判別ステップを具えるとともに、
    前記幅Ｗｘ及び幅Ｗｙは、前記ゴムストリップの螺旋ピッチよりも大かつゴムストリップの幅より小であることを特徴とする生タイヤの異物付着判別方法。
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