JPH06218844A - タイヤ用ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、一般市販のホイールを用いてタイ
ヤ全体の断層像を得るとともに小型とすることを目的と
する。 【構成】 被検タイヤ１をホイール２のハブ部分で保持
するタイヤ保持手段７と、被検タイヤ１の一方の側から
その断層面に放射線を放射する放射線源と、被検タイヤ
１の他方の側にあって断層面を透過した放射線を検出す
る検出手段と、被検タイヤ１を断層面と略平行方向に横
移動及び／又は回転させる走査手段３とを有することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤの非破壊検査に
用いるタイヤ用ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年においてはＸ線等の放射線を被検体
であるタイヤへ照射してタイヤの断層像を得るタイヤ用
ＣＴ装置が開発されている。このような従来のタイヤ用
ＣＴ装置としては、例えば図１８に示すようなものがあ
る。この従来例は、トラバース／ローテーション動作に
よって断層像を得ることができる、いわゆる第２世代の
タイヤ用ＣＴ装置であって、被検体であるタイヤ７１
は、中空部を持つ特殊のホイール７２に取付けられ、こ
のホイール７２の部分でホルダに保持されている。タイ
ヤは、ホルダ７３に保持された状態で、回転テーブル７
４により断層面の略中心のスキャン・センタを通る垂直
軸を回転軸としてその断層面を含む平面内で回転される
ようになっている。タイヤ７１内の中空部、即ちホイー
ル７２の中空部に検出器７５が入り込み、Ｘ線管７６か
ら放射されたファンビーム状のＸ線が検出されるように
なっている。Ｘ線管７６と検出器７５はアーム７７で連
結され、トラバース機構部７８でＦＴ方向にトラバース
動作が行われる。移動台車７９は立設した状態のタイヤ
７１を右方向、即ちスキャン位置へ移動させるためのも
のである。移動台車７９の上には加圧機構部８０が設け
られるとともにこの加圧機構部８０と対向する位置に加
圧受板８１が設けられており、加圧機構部８０によって
タイヤ７１を加圧、即ちタイヤ７１へ負荷をかけること
が可能になっている。

【０００３】図１９は、スキャンニングの様子を示して
いる。スキャンニングされるタイヤ７１が一方の断層面
部を中心としてＸ線ファン角αづつ回転角度の割出しが
行われる。投影データは各角度にタイヤ７１が保持され
た時、距離Ｌ_a の範囲をトラバースさせてデータ収集が
行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例は、トラ
バースと被検タイヤの回転を交互に行う第２世代のタイ
ヤ用ＣＴ装置として良好な画質の断層像を得ることがで
きるが、なお、以下のような問題があった。

【０００５】即ち、検出器がタイヤの中空部に入り込む
構成となっていたため、スキャンニング動作に制約を受
け、タイヤ全域、即ち路面側とその反対側の両方の断層
像を同時に得ることができない。小型のタイヤは検査す
ることができない。中空部を持つ特殊ホイールを使用し
なければならず、一般市販のホイールは用いることがで
きない。このため負荷をかけたときにはホイール部等に
かかる応力が実装時と異なってしまう。また負荷機構
は、タイヤをホイールの部分でホルダに支持し、加圧機
構部でタイヤを加圧するようになっていたため、ホルダ
に多大な力が加わる。さらに回転テーブルは重量のある
機構部を支えなければならない。このため、装置が大が
かりなものとなってしまう。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、一般市販のホイールをそのまま用いてタイヤ全体の
断層像を得ることができ、かつ小型のタイヤ用ＣＴ装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、被検タイヤが取付けられるホイ
ールのハブ部分で当該被検タイヤを保持するタイヤ保持
手段と、前記被検タイヤの一方の側からその断層面にフ
ァンビーム状の放射線を放射する放射線源と、前記被検
タイヤの他方の側にあって前記断層面を透過した放射線
を検出する検出手段と、前記被検タイヤを前記タイヤ保
持手段を介して前記断層面と略平行方向に横移動及び／
又は回転させる走査手段とを有することを要旨とする。

【０００８】第２に、上記第１の構成において、前記タ
イヤ保持手段は、前記被検タイヤを前記断層面と略平行
に保持するように構成してなることを要旨とする。

【０００９】第３に、上記第１又は第２の構成におい
て、前記被検タイヤを加圧することにより負荷をかける
負荷手段を有することを要旨とする。

【００１０】第４に、上記第３の構成において、前記負
荷手段には、前記被検タイヤを加圧する加圧板を、加圧
方向又は加圧方向に直交する方向に移動、加圧方向に直
交する方向を軸として回転、又は傾斜の少なくとも何れ
かの動作を行わせる駆動手段を有することを要旨とす
る。

【００１１】

【作用】上記構成において、第１に、被検タイヤはホイ
ールのハブ部分でタイヤ保持手段に保持され、その被検
タイヤの一方の側に位置する放射線源から断層面へ向け
て放射された放射線が被検タイヤの他方の側に位置する
検出手段で検出される。そして走査手段により被検タイ
ヤが断層面と略平行方向に横移動及び／又は回転されて
データ収集が行われる。これにより、一般市販のホイー
ルをそのまま用いてタイヤ全体、即ち路面側とその反対
側の両方の断層像を同時に得ることが可能となる。ま
た、大、小のタイヤを検査することが可能となる。

【００１２】第２に、被検タイヤは、断層面と略平行に
なるようにタイヤ保持手段に保持される。これにより、
ドーナツ状の被検タイヤ全域の断層像を得ることが可能
となり、また装置高さを低くすることが可能となる。

【００１３】第３に、被検タイヤに負荷をかけた状態で
スキャンニング動作が行われる。これにより、被検タイ
ヤ自体及び被検タイヤとホイールの関連が負荷側とその
逆側の相関として１断層像で表現することが可能とな
る。

【００１４】第４に、被検タイヤへの負荷時に、負荷手
段を構成する加圧板が、移動、回転又は傾斜の少なくと
も何れかの動作が行われる。これにより、タイヤの負荷
状態で、且つブレーキング時又はコーナリング時等にお
ける断層像を得ることが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１乃至図５は、本発明の第１実施例を示
す図である。本実施例は、トラバース／ローテーション
動作によって断層像を得る第２世代のタイヤ用ＣＴ装置
として構成されている。まず図５のブロック図を用いて
全体構成を説明する。装置本体５０にはＸ線を連続的に
放射する放射線源としてのＸ線管５１と、このＸ線管５
１から放射されたＸ線を一定のファンビーム形状に整形
するコリメータ５３と所定の方向以外のＸ線の入射を防
止するコリメータ５４と、被検体であるタイヤ１を透過
したＸ線を検出するための検出手段としての検出器５２
と、検出器５２から出力される検出データにＡ／Ｄ変換
等の処理を施してプロジェクションデータとして出力す
るデータ収集部５５と、後述するタイヤ加圧機構及びタ
イヤ回転機構を含む機構部５６と、各種測定条件等の設
定を入力するための操作パネル５７とが備えられてい
る。検出器５２はＰＨＤ（Photo Diode ）とシンチレー
タによって構成される検出ブロックを、例えば４４個を
組み合わせることによって、４４チャンネルを有してい
る。

【００１７】ＣＰＵ５８は、装置本体５０、コンソール
５９及び制御盤６０のそれぞれと接続され、装置全体の
動作を制御すると共に、データ収集部５５から入力され
るプロジェクションデータをもとに各種補正を施しなが
らタイヤ１の断層像を再構成する。各種操作を行うため
のコンソール５９はディスプレイ６１及びＸ線コントロ
ーラ６２に接続されている。ディスプレイ６１は、操作
パネル５７から入力される設定条件等を表示すると共
に、ＣＰＵ５８によって再構成されたタイヤ１の断層像
を表示する。制御盤６０は機構部５６、操作パネル５
７、ＣＰＵ５８、コンソール５９、Ｘ線コントローラ６
２のそれぞれと接続されている。この制御盤６０はＣＰ
Ｕ５８からの制御指令又は操作パネル５７、コンソール
５９からの操作指令に基づいて機構部５６及びＸ線コン
トローラ６２を制御する。高圧発生器６３は高圧の駆動
用の電力を発生し、Ｘ線管５１へ供給する。オイルクー
ラー６４はＸ線管５１を冷却する。

【００１８】次に、Ｘ線管５１、検出器５２、機構部５
６及びその周辺装置の構成を図１乃至図４を用いて説明
する。図１はホルダ及びタイヤの部分を断面で示す側面
図、図２は図１のＡ矢視図、図３は平面図であり想定さ
れる断層像も同時に示している。図４は図１のＢ矢視図
である。トラバース／ローテーション（横移動／回転）
可能な走査手段としての回転テーブル３上に支持台４が
固定されている。回転テーブル３は、例えば前記図１８
に示したようなレール及びトラバース機構等を備えたト
ラバース機能と回転機能とを有している。支持台４には
ベアリングからなる回転保持部６を介してタイヤ保持手
段としてのホルダ７が回転可能に設けられている。ホル
ダ７の下端部と回転テーブル３との間には回転駆動部９
が設けられ、制御盤６０からの制御信号で回転駆動部９
が伸縮することによりホルダ７が回転されるようになっ
ている。被検体であるタイヤ１は、一般市販のホイール
２に取付けられ、ホイール２のハブ部分でねじ１１によ
りホルダ７に保持される。ホルダ７の上下には負荷手段
となる加圧板１２をタイヤ１に押し付けるための駆動手
段としての駆動部１３、駆動ねじ棒１５、支持用シャフ
ト１６及び駆動モータ１４が設けられており、これらの
機構により加圧板１２を図２の左右方向へ移動させるこ
とができるようになっている。上記のようにホルダ７に
保持されたタイヤ１を挟むような位置に放射線源として
のＸ線管５１と検出手段としての検出器５２が対向配設
されている。Ｘ線管５１から放射されるファンビーム状
のＸ線がスキャンニングされる断層面１７は、図に示す
ように一般的にはタイヤ１の中心でもあるホイールセン
タを通る面に形成される。図３は、このスキャンニング
動作より形成される断層像を示しており、１８はスキャ
ンニングエリアを示している。なお、図示省略されてい
るが加圧板１２を含む加圧機構の部分には加圧力を管理
するための圧力測定器が付設されている。

【００１９】本実施例のタイヤ用ＣＴ装置は上述のよう
に構成されており、タイヤ１の非破壊検査に際してタイ
ヤ１をホイール２のハブ部分でホルダ７に取付け、断層
像を所望する断層面１７とＸ線管５１から放射されるＸ
線のファンビーム面とが一致するように回転駆動部９で
タイヤ１を回転させて保持する。この状態で駆動部１３
により加圧板１２が駆動されてタイヤ１に適宜の負荷が
かけられる。次いで、Ｘ線ビームのファン角βの中を回
転テーブル３が横切るように所定距離だけトラバース動
作を行わせる。回転テーブル３はファン角βで回転角度
の割出しを行い、各トラバース毎にβ角度回転してデー
タ収集が行われる。

【００２０】上述したように、本実施例によれば次のよ
うな効果が得られる。即ち、タイヤ１に負荷をかけた状
態で断層像を得ることができる。検出器５２、Ｘ線管５
１等がタイヤ１の中空部に入り込まないため、一般市販
のホイール２をそのまま使用することができる。ホルダ
７を用いることによりタイヤ１を図１のＡ方向から装着
できて良好な作業性が得られる。タイヤ１の回転保持部
６と回転駆動部９とを備えているので、スキャンニング
位置、即ち断層面位置を容易に変えることができる。従
ってタイヤ１の路面接触部からタイヤトレッドの立上り
部等の断層像を得ることができる。タイヤ１全体をスキ
ャンニングするため、路面側とその反対側の両方の断層
像を同時に得ることができる。従って負荷状態における
タイヤ１自体及びタイヤ１とホイール２の関連を負荷側
とその逆側の相関として表現させることが可能となる。
タイヤ１の負荷はホイール２と加圧板１２との間にかけ
るため、ホルダ７等の鋼性が少なくて済む。

【００２１】図６には、本発明の第２実施例を示す。本
実施例は、タイヤ１へ加圧板１２を押し付けた状態で加
圧板１２とタイヤ１を相対的に種々の方向へ移動させる
ことにより、タイヤ１の走行状態をシミュレーションさ
せるようにしたものである。図６（ａ）において、加圧
板１２をＸ方向に移動させるとタイヤコーナリング、Ｙ
方向に移動させるとブレーキング又はスタート、Ｒ₁ 方
向に回転させると方向転換、Ｒ₂ 方向に回転させるとコ
ーナリング、またＲ₁ 方向回転とＸ，Ｙ方向移動の組合
わせ、Ｒ₂ 方向回転とＸ，Ｙ方向移動の組合わせ等で車
に装着されたタイヤ１の全る方向、状況の実負荷状態の
シミュレーションが可能となり、このような実負荷状態
での断層像を得ることが可能となる。図６（ｂ）は、加
圧板１２を上記のＸ，Ｙ方向への移動、Ｒ₁ ，Ｒ₂ 方向
への回転を行わせる駆動機構１９ａ，１９ｂを加圧板１
２の一部に設けた例を示している。なお、加圧板１２側
を移動させる代りにタイヤ１側を移動させても上記と同
様の作用、効果が得られる。

【００２２】図７には、本発明の第３実施例を示す。本
実施例は、上記図６（ｂ）の変形例に相当する。加圧板
１２を直接駆動する代りに加圧板１２の内側、即ちタイ
ヤ１との接触面側に移動板２１を移動、回転可能に取付
け、これを移動板駆動部２２ａ，２２ｂで移動及び回転
させるようにしたものである。

【００２３】図８及び図９には、本発明の第４実施例を
示す。本実施例は、走査手段としての回転テーブル２３
を回転動作のみとし、トラバース動作はＸ線管５１と検
出器５２側で行わせるようにしたものである。Ｘ線管５
１と検出器５２とは、それぞれトラバース機構２４，２
５上に設けられ、各トラバース機構２４，２５はレール
２６上をそれぞれ移動可能になっている。トラバース駆
動部２７でドライブシャフト２８を通じて各トラバース
機構２４，２５を駆動することによりＸ線管５１と検出
器５２が同時にトラバース動作をするようになってい
る。即ち、トラバース／ローテーション動作が、被検体
であるタイヤ１とＸ線管５１、検出器５２が相対的に行
うことで達成される。

【００２４】図１０乃至図１２には、本発明の第５実施
例を示す。本実施例は、前記第１実施例において被検体
であるタイヤ１を略水平方向に保持するようにしたもの
である。Ｘ線管５１と検出器５２とは上記第４実施例と
同様に、トラバース駆動部２７で駆動され、トラバース
動作をするようになっている。このトラバース機構の全
体は、回転架台支持部３１に支持された回転架台２９に
取付けられており、回転駆動部３２で回転されるように
なっている。トラバース／ローテーション動作は、第４
実施例の場合と同様に、タイヤ１とＸ線管５１、検出器
５２が相対的に行うことで達成される。

【００２５】なお、上記第５実施例において、検出器の
大きさをスキャンニング領域全体をカバーできるものに
すればトラバース動作のない第３世代方式のタイヤ用Ｃ
Ｔ装置を構成することができる。これは前記第１実施例
のものにおいても同様である。

【００２６】図１３及び図１４には、本発明の第６実施
例を示す。本実施例は、被検体であるタイヤ１を略水平
方向に保持するようにした点は上記第５実施例と同様で
あるが、Ｘ線管５１と検出器５２も水平方向に配置して
タイヤ１の水平方向の断層像が得られるようにしたもの
である。トラバース／ローテーション可能な回転テーブ
ル３上にホルダ８が立設され、このホルダ８にホイール
２のハブ部分でタイヤ１が水平に保持されている。駆動
部３３、駆動ねじ棒３４及びレール３５からなる加圧板
１２の加圧機構も回転テーブル３上に設けられている。

【００２７】本実施例は、タイヤ１が断層面と略平行に
なるように保持されているので、タイヤ全域のドーナツ
状の断層像を得ることが可能となる。図１４（ｂ）にそ
の断層像の一例を示す。タイヤトレッド１ａ、ホイール
２のドロップセンタ、ハブ２ａ、加圧板１２が断層像と
して表現される。上述のように、本実施例によればタイ
ヤ１とＸ線管５１及び検出器５２とが水平方向に配置さ
れるので、タイヤ全域のドーナツ状の断層像を得ること
ができるとともに装置高さを低くすることが可能とな
る。

【００２８】図１５には、本発明の第７実施例を示す。
本実施例は上記第６実施例の装置における加圧板１２の
移動機構を示している。加圧機構の下側に横行駆動部３
６、横行レール３７、昇降駆動部３８及び昇降用レール
３９等が設けられ、加圧板１２をタイヤ１に押し付けた
状態で横方向と上下方向に移動させることができるよう
になっている。これにより、車に装着されたタイヤの制
動時及びカーブ等の状態をシミュレーションさせること
ができる。従って、このような実負荷状態でのドーナツ
状の断層像を得ることが可能となる。なお、加圧板１２
を横方向と上下方向に移動させる機構として、前記第３
実施例（図７）に示したように、加圧板１２の内側に移
動板とこれを駆動する移動板駆動部とを取付けてもよ
い。

【００２９】図１６には、本発明の第８実施例を示す。
本実施例は、前記第６実施例の装置における加圧板１２
の傾斜機構を示している。加圧機構全体の一端側をヒン
ジ構造４１により回転テーブル３に取付けて揺動可能と
し、他端側に傾斜駆動部４２と駆動ねじ棒４３を含む傾
斜機構を設けたものである。本実施例によれば加圧板１
２をタイヤ１に押し付けた状態で傾斜させることができ
て車の前輪の実負荷状態をシミュレーションさせること
が可能となる。

【００３０】図１７には、上記各実施例に適用される加
圧板の構造を示している。加圧板はＸ線の透過をよくす
るために、強度を低下させないで加圧板の断層面におけ
る材料厚、即ち放射線透過厚を小さくすることが必要で
ある。このため図１７（ａ）では、溝加工４４を施した
加圧板１２ａ、図１７（ｂ）では穴加工４５を施した加
圧板１２ｂ、図１７（ｃ）ではハニカム加工４６を施し
た加圧板１２ｃとなっている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、被検タイヤをホイールのハブ部分でタイヤ保持
手段に保持し、被検タイヤの一方の側に位置させた放射
線源から断層面に向けて放射したファンビーム状の放射
線を被検タイヤの他方の側に位置させた検出手段で検出
し、走査手段によりタイヤをタイヤ保持手段を介して断
層面と略平行方向に横移動及び／又は回転させるように
したため、一般市販のホイールをそのまま用いてタイヤ
全体、即ち路面とその反対側の両方の断層像を同時に得
ることができる。

【００３２】第２に、被検タイヤを、タイヤ保持手段に
より断層面と略平行に保持させるようにしたため、ドー
ナツ状の被検タイヤ全域の断層像を得ることができ、か
つ装置高さを低くすることができる。

【００３３】第３に、被検タイヤを加圧する負荷手段を
具備させたため、被検タイヤ自体及び被検タイヤとホイ
ールの関連を負荷側とその逆側の相関として１断層像で
表現させることができる。

【００３４】第４に、被検タイヤへの負荷時に、負荷手
段を構成する加圧板を、移動、回転又は傾斜の少なくと
も何れかの動作を行わせるようにしたため、ブレーキン
グ、コーナリング等の状態をシミュレーションすること
ができてこれらの実負荷状態における断層像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタイヤ用ＣＴ装置の第１実施例を
ホルダ及びタイヤの部分を断面で示す側面図である。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】図１の平面図で、想定される断層像を同時に示
す図である。

【図４】図１のＢ矢視図である。

【図５】上記第１実施例の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図６】本発明の第２実施例における加圧板の移動・回
転機構部分を示す図である。

【図７】本発明の第３実施例における加圧状態時の移動
・回転機構部を示す図である。

【図８】本発明の第４実施例をホルダ及びタイヤの部分
を断面で示す側面図である。

【図９】上記第４実施例の平面図である。

【図１０】本発明の第５実施例をホルダ及びタイヤの部
分を断面で示す側面図である。

【図１１】上記第５実施例におけるホルダ及び加圧機構
等の部分を示す平面図である。

【図１２】図１０のＤ矢視図である。

【図１３】本発明の第６実施例をタイヤの部分を断面で
示す側面図である。

【図１４】図１３の平面図及び断層像例を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第７実施例における加圧板の移動機
構の部分を示す側面図である。

【図１６】本発明の第８実施例における加圧板の傾斜機
構の部分を示す側面図である。

【図１７】本発明の各実施例に適用される加圧板の構造
例を示す図である。

【図１８】従来のタイヤ用ＣＴ装置の斜視図である。

【図１９】上記従来例の動作を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ ホイール ３ 回転テーブル（走査手段） ７，８ ホルダ（タイヤ保持手段） １２ 負荷手段を構成する加圧板 １９ａ，１９ｂ 加圧板を移動・回転させる駆動手段と
なる駆動機構 ２１ 移動板 ２２ａ，２２ｂ 移動板とともに加圧板を移動・回転さ
せる駆動手段となる移動板駆動部 ４２ 加圧板を傾斜させる駆動手段となる傾斜駆動部 ５１ Ｘ線管（放射線源） ５２ 検出器（検出手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検タイヤが取付けられるホイールのハ
   ブ部分で当該被検タイヤを保持するタイヤ保持手段と、
   前記被検タイヤの一方の側からその断層面にファンビー
   ム状の放射線を放射する放射線源と、前記被検タイヤの
   他方の側にあって前記断層面を透過した放射線を検出す
   る検出手段と、前記被検タイヤを前記タイヤ保持手段を
   介して前記断層面と略平行方向に横移動及び／又は回転
   させる走査手段とを有することを特徴とするタイヤ用Ｃ
   Ｔ装置。
2. 【請求項２】 前記タイヤ保持手段は、前記被検タイヤ
   を前記断層面と略平行に保持するように構成してなるこ
   とを特徴とする請求項１記載のタイヤ用ＣＴ装置。
3. 【請求項３】 前記被検タイヤを加圧することにより負
   荷をかける負荷手段を有することを特徴とする請求項１
   又は２記載のタイヤ用ＣＴ装置。
4. 【請求項４】 前記負荷手段には、前記被検タイヤを加
   圧する加圧板を、加圧方向又は加圧方向に直交する方向
   に移動、加圧方向に直交する方向を軸として回転、又は
   傾斜の少なくとも何れかの動作を行わせる駆動手段を有
   することを特徴とする請求項３記載のタイヤ用ＣＴ装
   置。