JPH0280950A - ゴム体の内部剥離の非破壊検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌｌ−匹皿■ユ１ 本発明は、ゴム製品例えばゴムタイヤ等の内部に剥離が
生じているか否かを製品を破壊することなく検査する非
破壊検査方法およびその装置に関するものである。

更ＪＬＬ薯 従来物体の内部欠陥を検出する非破壊方法としては超音
波を利用した超音波反射法がある。

この超音波反射法は、超音波を物体に入射し、その内部
欠陥部において反射された反射波を観測することにより
物体の欠陥を検出する方法である。

特開昭５５−１４３４３６号公報記載の発明はこの超音
波反射法を利用してゴムタイヤの内部に剥離部が存在す
るか否かを検出する方法である。

また別の方法としてハンマリング法がある。

このハンマリング法は物体の表面をハンマーで叩き、そ
の打撃による放射音の微妙な変化を人間が聴き分けるこ
とにより物体の内部欠陥を検知する官能検査法である。

ハンマリング時に物体から放射される音のなかには多く
の情報が含まれており、十分な経験を有する熟練者が注
Ｍ深く聴けば、物体内部の異常を容易に発見することが
できる。

このハンマリング時の物体の放射音を人間の耳に頼らず
に機械により分析しようとした例が米国特許３．９６７
、４９８号公報記載の発明である。

同発明は物体表面に接してローラを回転させ規則的にイ
ンパクトハンマーによりローラを介して物体に打撃を与
え、その衝撃音を検出して電気信号に変換し、その基本
周波数に基づき物体内部の欠陥の有無を判断しようとす
るものである。

しよ〜と−る− 前記超音波反射法による非破壊検査は物体が金属の場合
には適するが、ゴム等の減衰の大きい物質では周波数の
選び方とも関連して必ずしも十分な検出がなされるとは
限らない。

またこの方法は水などの液体を介して超音波を′ｌｌｉ
、検査物に送信し、物体を透過して出てきた超音波をこ
れまた水中に配置された受信子で受信するのが一般的で
ある。

これは発信子と被検査物との間に空気が存在すると超音
波の物体内への進入効率が悪く、また被検査物と受信子
との間に空気が存在すると受信効率も悪くなるためであ
り、そのため高分子材料とほぼ同程度の対超音波特性を
示す水その他の液体を介在させて発信・受信子と被検査
物との間に空気が存在しないようにするものである。

このことが実用性を阻害し、作業能率を低下させる原因
となっている。

またハンマリング法により人間が耳で聴き分（プる検査
方法は習熟を必要し人間の感覚に頼るｂのであるから一
定の限界を有する。

さらにハンマリングによる衝撃音を検出し、その電気信
号の基本周波数により判断する方法は、実際には困難が
伴うもので、基本周波数があるレベル以上であるから欠
陥があり、レベル以下であるから欠陥がないとは一部に
は言えない。

したがってゴム体内部の剥離の有無を常に正確に判断で
きるとは限らないものである。

るた　の　　お 本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところはゴム体内部に剥離があるときのみ生じる剥離
面反射信号を監視することで確実にかつ容易に内部剥離
の有無を判断できる非破壊検査方法及びその装置を供す
る点にある。

すなわら本発明に係る方法は、ゴム体をハンマーで打撃
し、その時発生する衝撃音をマイクロフォンによって電
気信号に変換し、その電気信号の衝撃波形の打撃開始冒
頭部分に現われるパルス状の剥離面反射信号を監視手段
により監視することによりゴム体の内部剥離の有無を判
断するゴム体の内部剥離の非破壊検査方法である。

また本発明に係る装置はゴム体を打撃するハンマーと、
その打撃近傍において衝撃音を検出し電気信号に変換す
るマイクロフォンと、その電気信号の衝撃波形から剥離
面反射信号を監視する監視手段とを備えたゴム体の内部
剥離の非破壊検査装置である。

ゴム体の内部に剥離があるとハンマーで打撃した場合、
マイクロフォンの検出電気信号のｍ撃波形には打撃開始
冒頭部分にパルス状の剥離面反射信号が生じる。

この剥離面反射信号はゴム体内に剥離がないときは生じ
ないので、該剥離面反射信号を監視手段により監視して
判断することで確実にゴム体の内部剥離の有無を検査す
ることができる。

ハンマリングによる衝撃音をマイクロフォンで電気信号
に変換し、監視手段で剥離面反射信号を監視して判断す
るので簡単な方法であり、かつ装置も簡易かつ低コスト
である。

支−盪一旦 以下第１図ないし第６図に図示した本発明に係る一実施
例について説明する。

本実施例はゴムタイヤの内部剥離の有無を検査する方法
であり、とくに走行１）だタイＶをリドレッドすること
によって再度利用する場合に、そのリドレッドする前に
行う台タイヤの非破壊検査方法である。

第１図は本実施例に係る非破壊検査装置の概略構成図で
ある。

１はタイヤであり、タイヤ断面の一部を図示している。

２はハンマーであり、同ハンマー２がタイヤ１を打撃す
る部分の近傍にマイクロフォン３が配置されている。

マイクロフォン３の出力信号はカットオフ周波数５００
Ｈ２のバイパスフィルター４に入力され、バイパスフィ
ルター４の出力信号は表示装置５および記録装置６に入
力される。

ハンマー２がタイヤ１の表面を叩くと、その時発生する
ｍａｗはマイクロフォン３に捕えられ、マイクロフォン
３によって電気信号に変換されてバイパスフィルター４
に入力される。

バイパスフィルター４は５００１１ｚ以上の高周波のみ
通過させて表示装置５および記録装置６に出力するので
、表示装置５および記録装置６は５００Ｈ２以上の高周
波の有無を表示および記録することができる。

いまタイヤ１の内部に剥離面７があるとき、ハンマー２
により与えられた打撃により生じた衝撃音の波形を第２
図に図示する。

縦軸が音圧（パスカル）を表わし、横軸が時間（秒）を
表わす。

なお本実施例に係るハンマー２にはその打撃当接部分に
荷重計８が設けられており、ハンマー２が受ける衝撃力
波形も同時に第２図に破線で示している。

検査開始（０秒）から約０．００５秒後に振り下された
ハンマー２がタイヤ１の表面に達し打撃が加えられ、ハ
ンマー２にもその衝撃力が荷重計８に現われる。

このハンマー２の荷重削８に衝撃力が現われる時点１．
の直後に鋭いパルス状の高周波音波Ｐがみられ、その後
ハンマー２へのの衝撃力が増大した後減少し零となる時
点ｔ１までの間に低周波音波が続けて現われる。

以後低周波音波が徐々に音圧レベルを低くしつつ交互に
現われる基本的音圧波形が形成される。

かかる音圧波形のうち１．時点直後に現われるパルス状
の音圧波Ｐがハンマー２の内部剥離面７からの反射信号
による特有の波形であって、剥離部分がないタイヤでは
この剥離面反射波Ｐは現われない。

内部剥離面７からの反射信号は約２０００１１ｚ程度で
ある。

以上のような音圧波形を示すマイクロフォン３の出力は
バイパスフィルター４に入力され、５００Ｈ２以下の周
波数がカットされると、第３図に図示するような出力波
が形成される。

剥離面反射波Ｐが現われた時点でバイパスフィルター４
の出力には振幅の大きいパルス波Ｑが現われている。

したがってバイパスフィルター４の出力にパルス波Ｑが
現われば該タイヤの打撃点内部に剥離部があることが分
り、バイパスフィルター４の出力にパルス波Ｑが現われ
なければ、タイヤの打撃点内部に剥離部がないことが分
かる。

よってパルス波Ｑの有無より剥離部の有無を表示装置５
に表示し、記録装置６に記録すればオペレータはこれを
見て即時に剥離部の有無がわかる。

いま第４図および第５図に図示するようなタイヤ１０に
ついて検査した結果を第６図に示す。

該タイヤ１０は表面より５鵬ｌの深さにタイヤ外周面に
平行に矩形の剥離面１１（斜線部分）を有するもので、
同剥離面１１は中心線Ｃより４５ｍｍ程偏った位置にあ
る。

測定はタイヤ１０の外周面において中心線Ｃより６５Ｉ
ｌ１１１隔てた外周円上を２２１１ＩＩ１１間隔でとら
れた測定点Ｓ＋　、８２　、Ｓｓ・・・について順次行
われる。

回転自在に支持されたタイヤ１０を外周円上の距離にし
て２２ｎｍごとに回転して測定点Ｓ＋　、８２・・・を
順次ハンマー２の打撃下に移動させ測定を行う。

各測定点Ｓ＋　、８２　、Ｓｓ・・・における測定結果
は第６図に図示するように、測定点Ｓ＋　、８２　。

Ｓｓ　、８４については音圧波形の打撃開始冒頭部分に
剥離面反射波Ｐが現われ、バイパスフィルター４の出力
波にもパルス波Ｑが顕箸に現われている。

しかるに測定点Ｓｓ　、Ｓｓ　、Ｓ？　、Ｓｓについて
は打撃開始冒頭部に剥離面反射波Ｐは現われておらずバ
イパスフィルター４の出力波にもパルス波Ｑは現われて
いない。

したがって測定点ＳＩから８４にかけてのタイヤ内部に
は剥離面１１があり、測定点Ｓ５から８８までには剥離
部がないことが容易にかつ明確に判断できる。

このようにしてタイヤのある軸方向位置において一周測
定したのら、測定点を軸方向にずらして再び測定を行い
、こうしてタイヤ全体について剥離部を検出することが
できる。

なお実験によるとマイクロフォン３がハンマー２の打撃
点から５０ｃｍ以内にあれば十分正確に測定でき、同範
囲内にマイクロフォン３があれば、通常の部屋の暗ｙＩ
音レベルより打撃音が高いので特別の防音設面を必要と
しない。

部屋の暗騒音がかなり高い例えば工場の中等であっても
打撃点より１０ＣＩｌｌ程度まで近づければ全く問題な
く測定でき、極めて実用的である。

次に上記実施例の変形例を第７図に図示する。

同門はタイヤ２０のクラウン部に沿って肩部近傍から他
方の肩部近傍に至るまで一列に複数のハンマー２１が配
列されたもので、その近傍に１個のマイクロフォン２２
が配置されている。

そして複数のハンマー２１を同時に作動させて複数の測
定点に同時に打撃を加え、その衝撃音をマイクロフォン
２２で捕える。

いずれかの測定点の内部に剥離面を有すると、マイクロ
フォン２２で捕えた衝撃波の打撃開始冒頭部にパルス状
の剥離面反射信号Ｐが含まれ、バイパスフィルターの出
力にも振幅の大きなパルス波Ｑが現われるので、剥離の
存在が確認できる。

−度に広範囲に亘り測定できるので検査時間を短縮する
ことができる。

以上の実施例では柄の先に重い打撃部を有するハンマー
を用いてタイヤ表面を打撃していたが、かかる形状のハ
ンマーでなく、直線ソレノイドを用い、そのプランジャ
ーを突出させて直接タイヤ表面に打撃を与えるようにし
てもよい。

なお本発明はタイヤの肩部およびサイド部に打撃を与え
その内部の剥離をも検査することができのは当然である
。

その他タイヤに限らず各種ゴム製品についてその内部剥
離の有無を検査することが容易にできる。

発」Ｆと１里 本発明は、ハンマリングの衝撃波における打撃開始冒頭
部分に現われる剥離面反射信号を監視してゴム体内部の
剥離の有無を判断することができるので、正確な非破壊
検査を容易にすることができる。

マイクロフォン及び監視手段を用いた簡単な装置で容易
に非破壊検査ができるので、装置の簡素化およびコスト
の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の非破壊検査装置の概略
構成図、第２図は衝撃音の波形図、第３図はバイパスフ
ィルターの出力波形図、第４図は非検査タイヤの一部平
面図、第５図は同断面図、第６図は検査結果の衝撃音の
波形図およびバイパスフィルターの出力波形図、第７図
は別の変形例の装置の構成を示す一部欠截斜視図である
。 １・・・タイヤ、２・・・ハンマー、３・・・マイクロ
フォン、４・・・バイパスフィルター、５・・・表示装
置、６・・・記録装置、７・・・内部剥離面、８・・・
荷重計、１０・・・タイヤ、１１・・・剥離部、２０・
・・タイヤ、２１・・・ハンマー、２２・・・マイクロ
フォン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゴム体をハンマーで打撃し、その時発生する衝撃
   音をマイクロフォンによつて電気信号に変換し、その電
   気信号の衝撃波形の打撃開始冒頭部分に現われるパルス
   状の剥離面反射信号を監視手段により監視することによ
   りゴム体の内部剥離の有無を判断することを特徴とする
   ゴム体の内部剥離の非破壊検査方法。
2. （２）ゴム体を打撃するハンマーと、その打撃近傍にお
   いて衝撃音を検出し電気信号に変換するマイクロフォン
   と、その電気信号の衝撃波形から剥離面反射信号を監視
   する監視手段とを備えたことを特徴とするゴム体の内部
   剥離の非破壊検査装置。