JP7363217B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、外観検査装置に関する。

工場で製造されたタイヤは、品質検査を経て出荷される。人に頼らず高い精度で検査を行うために、検査装置の開発が進められている（例えば、下記の特許文献１）。

特開２００４－３６１３４４号公報

タイヤの外観不具合のひとつに、タイヤの側面において確認されるベアがある。ベアは、滑らかな面で構成された凹みである。ベアは、エアの残留によって生じる。

ベアは、周囲から僅かに凹んでいるに過ぎない。このため、レーザー変位計による形状測定では、ベアを検出することは難しい。

ベアは、周囲に比べて滑らかな面で構成される。このため、光の反射を利用すれば、ベアを検出できる見込みはある。しかし、タイヤの側面は湾曲している。このため、照明とカメラとを準備すれば、ベアを確実に検出できるというわけではない。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、タイヤの側面にベアが生じている場合に、このベアを確実にそして容易に検出できる、外観検査装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る外観検査装置は、タイヤを支持する支持手段と、前記タイヤの中心軸を中心に前記タイヤを回転させる回転手段と、前記タイヤの側面に光を当てる照明と、前記タイヤの側面を撮影するカメラとを備える。前記照明と前記カメラとは、前記タイヤの中心軸を含む仮想平面を挟んで配置される。前記照明が放つ光の向きが前記仮想平面に対してなす角度は、前記カメラの光軸の向きが前記仮想平面に対してなす角度と同じである。

好ましくは、この外観検査装置は、前記タイヤを搬送する搬送手段を備える。

好ましくは、この外観検査装置では、前記カメラはラインカメラである。

本発明の外観検査装置によれば、タイヤの側面にベアが生じている場合に、ベアが確実にそして容易に検出される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの外観検査装置の一例を示された概略平面図である。 図２は、図１のタイヤの外観検査装置が示された正面図である。 図３は、タイヤの側面に生じたベアが示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて、本発明が詳細に説明される。

図１及び図２には、本発明の一実施形態に係る外観検査装置２の概要が示される。この外観検査装置２（以下、検査装置２とも称される。）は、タイヤ４の側面６にベアが生じているかどうかを検査するための装置である。

図１において、タイヤ４の側面６に示された実線Ｄで表されている部分は、ベアが生じている部分である。

この検査装置２において、タイヤ４の側面６とは、タイヤ４を側面６から見た場合に確認できる、タイヤ４の外面を意味する。

この検査装置２は、支持手段８と、回転手段１０と、照明１２と、カメラ１４と、制御手段１６とを備える。

支持手段８は、タイヤ４を支持する。この検査装置２では、支持手段８はディスク状のテーブルである。図２に示されるように、タイヤ４は、一方の側面６を上にして支持手段８としてのテーブルに載置される。この支持手段８は、テーブルに限定されない。この支持手段８として、例えば、リムが用いられてもよい。この場合、タイヤ４をリムに組み込み、このタイヤ４の内部に空気を充填した状態で、タイヤ４の側面６を検査できる。

図１において、符号Ｒで示される位置はタイヤ４の径方向中心である。この検査装置２では、このタイヤ４の径方向中心Ｒが中心軸と称される。この中心軸Ｒは、タイヤ４の外径に基づいて特定される。図１及び２において、一点鎖線Ｓはタイヤ４の中心軸Ｒを含む仮想平面である。

回転手段１０は、回転軸１８と、駆動部２０とを備える。この回転手段１０において、駆動部２０はモーターである。この回転手段１０では、駆動部２０が回転軸１８を回転させる。この検査装置２では、前述の支持手段８はこの回転軸１８に固定される。駆動部２０が回転軸１８を回転させることにより、支持手段８が回転する。

この検査装置２では、タイヤ４は、その中心軸Ｒが回転軸１８の軸心と一致するように、支持手段８に支持される。回転手段１０が支持手段８を回転させることにより、タイヤ４が中心軸Ｒを中心に回転する。換言すれば、この検査装置２の回転手段１０は、中心軸Ｒを中心にタイヤ４を回転させる。これにより、タイヤ４の側面６がタイヤ４の周方向に動かされる。

照明１２は、タイヤ４の上方に配置される。照明１２は、タイヤ４の側面６に光を当てる。この照明１２としては、エリア照明及びライン照明が挙げられる。タイヤ４の側面６に線状にむらなく光を当てることができる観点から、ライン照明が好ましい。照明１２に用いられる光源としては、指向性の高い光を照射できる光源が好適に用いられる。このような光源としては、ＬＥＤ光源が挙げられる。この検査装置２の照明１２としては、多数のＬＥＤ光源が直線状に並んだライン照明がより好ましい。

カメラ１４は、タイヤ４の側面６を撮影する。このカメラ１４としては、エリアカメラ及びラインカメラが挙げられる。後述するように、この検査装置２では、中心軸Ｒを中心にタイヤ４を回転させながら、このタイヤ４の側面６が連続的又は断続的に撮影される。この場合、カメラ１４としてはラインカメラが好ましい。

制御手段１６は、例えばＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む記憶部等を有するマイクロコンピュータにより構成され、記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することによって所定の機能を発揮する。この制御手段１６は、検査装置２を構成する、支持手段８、回転手段１０、照明１２、カメラ１４等の要素の動作を制御する。詳述しないが、この検査装置２では、カメラ１４が撮影した画像データは、制御手段１６に入力される。制御手段１６は、画像データを解析し、この画像データにベアＤが含まれているかどうかの判定を行う。この制御手段１６は、画像データを解析する解析手段としても機能し、ベアＤの有無を判定する判定手段としても機能する。

図１及び図２に示されるように、この検査装置２では、照明１２とカメラ１４とは、タイヤ４の側面６の上方において、タイヤ４の中心軸Ｒを含む仮想平面Ｓを挟んで配置される。

図２において、角度αは、照明１２が光を放つ向きが仮想平面Ｓに対してなす角度を表す。角度βは、カメラ１４の光軸の向きが仮想平面Ｓに対してなす角度を表す。この検査装置２では、角度αと角度βとが一致するように、照明１２の向きとカメラ１４の向きとが調整される。

図１において、点線Ｃは、支持手段８に支持された状態にあるタイヤ４の側面６の頂点を表す。この頂点Ｃは、タイヤ４が支持手段８に支持された状態において、照明１２又はカメラ１４に最も近接する側面６上の位置により特定される。この検査装置２では、この側面６の頂点Ｃにおいて、角度αと角度βとが一致するように、照明１２の向きとカメラ１４の向きとが調整される。なお、この検査装置２では、角度αと角度βとは一致する、又は角度αと角度βとは同じであるとは、角度αと角度βとの差が－５°以上５°以下の範囲にあることを意味する。

この検査装置２では、タイヤ４の側面６のうち、照明１２によって光が照らされている部分を、カメラ１４が撮影する。前述したように、この検査装置２では、中心軸Ｒを中心にタイヤ４を回転させることにより、側面６が周方向に動かされる。この検査装置２では、照明１２が光を照らす部分（以下、照明部分）を側面６は通過し、この照明部分を通過する側面６をカメラ１４は撮影する。

この検査装置２では、照明１２とカメラ１４とはタイヤ４の中心軸Ｒを含む仮想平面Ｓを挟んで配置され、照明１２が放つ光の向きが仮想平面Ｓに対してなす角度αは、カメラ１４の光軸の向きが仮想平面Ｓに対してなす角度βと同じである。

図３には、この検査装置２が検出の対象とするベアＤの概要が示された断面図である。この図３に示されるように、ベアＤは周囲から僅かに窪んだ凹みである。ベアＤは、周囲に比べて滑らかな面で構成される。

ベアＤは滑らかな面で構成された凹みであるため、ベアＤを含む部分が照明部分を通過すると、このベアＤに当たった光はこのベアＤにおいて反射しカメラ１４に入る。ベアＤ以外の部分に当たった光は散乱するので、カメラ１４は、光沢としてベアＤを撮影できる。この検査装置２は、高感度でベアＤを検出できる。この検査装置２は、タイヤ４の側面６にベアＤが生じている場合、このベアＤを確実に検出できる。

この検査装置２では、中心軸Ｒを中心にタイヤ４を一回転させれば、側面６全体の画像が得られる。この検査装置２では、側面６全体の画像を得るために、側面６に対する照明１２及びカメラ１４の位置調整や、得られた画像データの調整を行う必要はない。この検査装置２は、タイヤ４の側面６にベアＤが生じている場合に、このベアＤを確実にそして容易に検出できる。この検査装置２は、高品質なタイヤ４の製造に貢献できる。

この検査装置２は、タイヤ４を搬送する搬送手段２２を備えることができる。搬送手段２２を備えた検査装置２は、製造したタイヤ４を順に支持手段８に供給し、このタイヤ４の側面６におけるベアＤの有無を検査できる。この検査装置２は確実にベアＤを検出できるので、ベアＤが発生したタイヤ４が確実に特定される。この検査装置２は、高品質なタイヤ４の製造に貢献する。この観点から、この検査装置２はタイヤ４を搬送する搬送手段２２を備えるのが好ましい。

図１及び２に示された検査装置２では、搬送手段２２としてローラーコンベアが用いられている。この検査装置２では、搬送手段２２はローラーコンベアに限られない。例えば、ベルトコンベアが搬送手段２２として用いられてもよい。

この検査装置２は、タイヤ４を支持する支持手段８を上下に昇降できる昇降手段２４を備えることができる。この昇降手段２４を備えた検査装置２では、照明１２及びカメラ１４に対する側面６の上下方向の位置が調整できる。この検査装置２では、断面幅が異なるタイヤ４が供給されても、照明１２及びカメラ１４に対する側面６の上下方向の位置を調整することで、照明１２及びカメラ１４に対して側面６が適正な位置に配置され、側面６におけるベアＤの有無が検査される。この検査装置２は、サイズが異なるタイヤ４についても適用可能である。この検査装置２は、高品質なタイヤ４の生産に貢献できる。この観点から、この検査装置２は、タイヤ４を支持する支持手段８を上下に昇降できる昇降手段２４を備えるのが好ましい。この場合、異なる断面高さを有するタイヤ４の側面６の撮影ができるように、このタイヤ４の断面高さを考慮した、長さを有する照明１２、そして、このタイヤ４の断面高さを考慮した、視野幅を有するカメラ１４が選定されるとともに、照明１２及びカメラ１４に対する側面６の上下方向の位置を確認できるセンサー（図示されず）が設けられる。

図２に示された検査装置２では、昇降手段２４は、ピストン２６と、このピストン２６を上下に移動可能に支持するシリンダ２８と備える。この検査装置２では、シリンダ２８はこの検査装置２のフレーム３０に固定される。ピストン２６に、前述の回転手段１０が支持される。この回転手段１０には、タイヤ４を支持する支持手段８が取り付けられるので、シリンダ２８に対してピストン２６が上方に動くと、タイヤ４は上方に移動する。シリンダ２８に対してピストン２６が下方に動くと、タイヤ４は下方に移動する。この昇降手段２４としては、油圧式、空圧式又は電動式のアクチュエータが挙げられる。

前述したように、この検査装置２では、照明１２が光を放つ向き、そして、カメラ１４の光軸の向きが調整される。タイヤ４の側面６にベアＤが生じている場合に、このベアＤが確実に検出できる観点から、照明１２が光を放つ向きが仮想平面Ｓに対してなす角度αは、３０°以上が好ましく、６０°以下が好ましい。この検査装置２では、カメラ１４の光軸の向きが仮想平面Ｓに対してなす角度βはこの角度αと同じであるので、この角度βも、３０°以上が好ましく、６０°以下が好ましい。

以上説明したように、本発明の外観検査装置２によれば、タイヤ４の側面６にベアＤが生じている場合に、ベアＤが確実に検出される。この外観検査装置２は、高品質なタイヤ４の生産に貢献する。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

以上説明された、光の反射を利用してタイヤの側面に生じたベアの有無を検査する技術は、タイヤ表面の汚れ等の検査にも適用できる。

２・・・外観検査装置
４・・・タイヤ
６・・・側面
８・・・支持手段
１０・・・回転手段
１２・・・照明
１４・・・カメラ
１６・・・制御手段
１８・・・回転軸
２０・・・駆動部
２２・・・搬送手段
２４・・・昇降手段
２６・・・ピストン
２８・・・シリンダ

Claims (2)

1. タイヤの湾曲した側面に、周囲に比べて滑らかな面で構成された凹みであるベアが生じているかを検査するための装置であって、
   タイヤを支持する支持手段と、
   前記タイヤの中心軸を中心に前記タイヤを回転させる回転手段と、
   前記タイヤの側面に光を当てる照明と、
   前記タイヤの側面を撮影するカメラと
   を備え、
   前記照明と前記カメラとが、前記タイヤの中心軸を含む仮想平面を挟んで配置され、
   前記照明が放つ光の向きが前記仮想平面に対してなす角度が、前記カメラの光軸の向きが前記仮想平面に対してなす角度と同じであり、
   前記照明が、多数のＬＥＤ光源が直線状に並んだライン照明であり、
   前記カメラがラインカメラであり、
   前記タイヤが前記中心軸を中心に回転すると、前記側面が周方向に動き、
   前記照明が光を照らす部分を、前記側面が通過し、
   前記カメラが、前記照明が光を照らす部分を通過する前記側面を撮影し、
   前記ベアを含む部分が、前記照明が光を照らす部分を通過すると、前記カメラが前記ベアを光沢として撮影する、外観検査装置。
2. 前記タイヤを搬送する搬送手段を備える、請求項１に記載の外観検査装置。

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