JPS6230361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、タイヤの検査装置、詳しくは、プ
ライコード間隔の乱れを原因とする不良タイヤを
判別するため、内圧のかけられたタイヤのサイド
ウオール部の凹凸を検査する装置に関する。

近年、タイヤの生産コストの低減および自動車
の燃費向上を図るため、タイヤの構造を簡素化し
て重量を軽減することが要求されており、このた
めラジアルタイヤにあつては２枚のプライコード
をはり合わせて作つていたカーカスを、１枚のプ
ライコードにして作るようになつてきた。このよ
うにカーカスが１枚のプライコードで作られる場
合は、プライコード内のコード間隔の乱れにより
コード間隔が疎となる部分が生ずると、その部分
の強度が特に弱くなることがあるため、製造され
たタイヤのプライコードの乱れを検査する必要が
ある。

従来、このため製造されたタイヤに内圧をかけ
てプライコードのコード間隔の乱れから生ずるサ
イドウオール部の凹凸を効率良く高精度に検査す
ることが出来なかつた。コード間隔の乱れから生
ずるサイドウオール部の凹凸を、特公昭48―
35388（U.S.P.3550442）に示されるようなトレツ
ド部のラジアルランナアウトを測定する作動トラ
ンスを用いて検査することも考えられるが、この
検査方法は以下に述べるいくつかの点で不都合で
ある。すなわち、タイヤのサイドウオール部に検
出器を一点接触させて凹凸を検出するため、サイ
ドウオール部にある文字やスピユーなどの凹凸
と、プライコードのコード間隔の乱れにより生ず
る凹凸とを判別するのに困難である。タイヤのサ
イドウオール部に検出器を接触させるため、検出
器の耐久性が良くなく、また測定速度を高速化す
るのに一定の限度があり、なおまた被測定物を傷
つける虞れがある。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、タイヤに内圧をかけると、プ
ライコードのコード間隔の乱れにより生ずるサイ
ドウオール部の凹凸が特定の形状を有しているこ
とに基づき、静電容量型センサーをサイドウオー
ル部に非接触的に接近させて配設するとともに測
定範囲がサイドウオール部の半径方向に広く、周
方向に狭くなるようにその測定面を選定して、タ
イヤの回転軸を回転軸心としてタイヤと相対的に
回転させ、この静電容量型センサーが発信するセ
ンサー測定面とサイドウオール部表面との距離の
相対的変位を示す検出信号から前記特定の形状を
有する凹凸を表示するものであるか否かを判別す
ることにより、高速、高精度で、しかも検査装置
および被測定物の両者を傷つけることのない検査
装置を提供することを目的としている。

まず、プライコードのコード間隔の乱れにより
生ずるサイドウオール部の凹凸が如何なる形状を
有するものかを説明し、次にこの凹凸を静電容量
型センサーの検出信号により如何に判別するかを
説明する。

第１〜４図は、タイヤのサイドウオール部を周
方向に切断して見た断面の一部を示す図である。
プライコードのコード間隔の乱れによりコード間
隔が疎になるところは、他の部位より膨張して第
１図に示すような半径方向に延在する凸を生ず
る。コード間隔の乱れによりコード間隔が密にな
るところは、他の部位より膨張が押さえられて第
２図に示すような半径方向に延在する凹を生ず
る。以上がプライコードのコード間隔の乱れによ
り生ずる凹凸である。ところで、タイヤの強度上
特に問題となるのは、プライコード間隔が乱れて
コード間隔が広くなり、コードが疎になつて強度
が落ちることである。したがつて第１図に示すよ
うな凸を生ずるタイヤは、安全上好ましくないの
で除去されなければならない。この凸の周方向の
広がりｌと高さｈは、タイヤの種類とそれに加え
られる内圧によつて一定範囲の値に決まるため、
後述の強度上あまり問題とならない凹凸より区別
することができる。なお、第２図の凹はタイヤの
強度上さほど問題とならないが、このような凹を
生ずるタイヤも除去されることが望ましい。サイ
ドウオール部に生じ、タイヤの強度上あまり問題
とならない凹凸は以下のものがある。すなわち、
タイヤに内圧をかけると、プライコードの結合の
ための重なり合い部分などには第３・４図に示す
ような半径方向に延在する段差が生ずる。また、
サイドウオール部には文字およびスピユーがあ
る。文字は周方向に延在する一群の凸としてとら
えることができ、スピユーは点状の突起としてと
らえることができる。

静電容量型センサーに検出された検出信号か
ら、第１図に示す凸を判別するには以下のように
する。まず、静電容量型センサーの測定面を、そ
の測定範囲がサイドウオール部の半径方向に広
く、周方向に狭くなるように選んでおき、検出信
号に対する文字やスピユーなどの影響を第１図の
凸より相対的に弱くし、文字やスピユーが検出信
号に表われるのを防ぐ。このようになされた静電
容量型センサーの検出信号が、タイヤと静電容量
型センサーの相対回転速度を一定とした時一定時
間α内に、静電容量型センサーとサイドウオール
部表面との接近を示す方向に一定値β以上変化
し、さらに両者の離反を示す方向に一定値γ以上
変化するならばこれを凸と判断する。あるいは、
静電容量型センサーの検出信号が、所定値α′以
上の微係数でもつて増加する場合にその増加量を
測定し、次にその増加量がある一定値β′に達
し、かつ、その値β′に達したサイドウオール部
位置から静電容量型センサーが所定の周方向長移
動する時間γ′内において、検出信号が所定値
δ′以上の微係数でもつて減少してその減少量が
ある一定の値ε′に達する時はこれを凸と判定す
る。前述のα，β，γまたはα′，β′，γ′，
δ′，ε′の値を第１図の凸の形状と合致するよう
に選択することにより、第１図の凸を他の凹凸か
ら正確に判別することができる。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第５〜８図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。まず、構成を説明する。

第５図はこの実施例の検査装置のセンサーの部
分を概略的に示すものであり、１は検査対象のタ
イヤであり、モーター２により回転軸３を回転軸
心として一定の角速度で回転されるようになつて
いる。４，５はタイヤ１の両側のサイドウオール
部１ａに非接触的に近接された上側および下側の
静電容量型センサーであり、タイヤ１の回転によ
りサイドウオール部１ａ表面上を相対的に回転す
る。これら静電容量型センサー４，５は第１，第
２アーム６，７により矢印ａ，ｂに示す上下方向
に移動することができるようになつており、また
第３アーム８により矢印ｃ，ｄに示す前後方向に
移動することができるようになつている。これら
モーター２、第１〜３アーム６，７，８により回
転手段９が構成される。なお、検査装置１０はタ
イヤ１のユニフオミテイを測定するユニフオミテ
イマシン１１と並設し、タイヤ１のユニフオミテ
イ測定中にサイドウオール部１ａの凹凸の検査を
同時にするようにしてもよい。

静電容量型センサ４，５は、例えば筒状の外筒
電極とその先端側中央部に位置する中間電極とい
う２つの対向電極を有するものが用いられ、これ
らの対向電極の間には所定の高周波信号が供給さ
れる。そして、各センサ４，５はこれらの対向電
極と被測定面であるサイドウオール部１ａの表面
との距離の変動により、各対向電極と該表面との
間における静電容量を変化させて上記高周波信号
の変化を電圧信号として出力する。静電容量型セ
ンサー４，５は、第１図に示すようなコード間隔
の乱れにより生じ半径方向に延在する凸を、文字
や点状に突起するスピユーよりも相対的に強く検
出して、文字、スピユーによる影響を小さくする
ために、第６図に示すようにその測定範囲が矢印
ｅ，ｆに示すサイドウオール部１ａの半径方向に
広く、矢印ｇ，ｉに示す周方向に狭くなるよう
に、測定面４ａ，５ａの形状を選んでいる。第７
図は、この実施例の判断回路のブロツク構成を示
すものである。判断回路１２は、入力部１３が上
下切換スイツチ１４、前処理回路１５とＡ／Ｄ変
換器１６とで構成されており、判別部１７が入力
ポート１８、アドレスレコーダ１９、メモリ２
０、マイクロプロセツサ２１と出力ポート２２と
で構成されており、出力ポート２２は図外の表示
器に接続している。判別部１７微分手段、測定手
段、検知手段および判別手段としての機能を有す
る。この動作を第７図および第８図の検出信号を
参照しで説明する。上下の静電容量型センサー
４，５の検出信号は上下切換スイツチ１４でどち
らか一方に選択され前処理回路１５で増幅、高周
波成分の除去、サプレツシヨンなど適当な信号の
前処理をされた後Ａ／Ｄ変換器１６に入力され
る。Ａ／Ｄ変換器１６は第８図に示す検出信号を
時間間隔△ｔ毎における検出信号の大きさに分割
して、デジタル化し、入力ポート１８に入力す
る。判別部１７は、検出信号が第１図に示す凸の
広がりｌに対応する時間Ｔ内に、サイドウオール
部１ａ表面の一定値ｈ以上の立上がりを示す変化
Ｍをし、かつ、一定値ｈ以上の立下がりを示す変
化ｎをした場合は、これを異常として、出力ポー
ト２２より図外の表示器をONして、異常を知ら
せる。具体的には第８図Ｔ内の最大値とその前後
それぞれの最小値との差を演算するようにすれば
良い。さらに第２図の凹も同様に検出することが
出来ることは言うまでもない。

第９図は、この発明の他の実施例の検査装置の
判断回路のブロツク図を示すものである。この実
施例の判断回路以外の部分は、第５，６図に示す
前述の実施例と同じである。この実施例の判断回
路は、前述の実施例の判断回路が検出信号をデジ
タル化して判断したのに対して、検出信号をアナ
ログ量のままで判断している。まず、この実施例
の判断回路５０の構成を説明する。入力部５１が
上下切替スイツチ５２、バツフアー増幅器５３、
ローパスフイルター５４とサプレツシヨン器５５
とで構成されている。微分手段５６がサンプリン
グホールド器５７と引算増幅器５８とで構成され
ており、測定手段５９が２つの比較器６０，６
０′、２つのサンプリングクロツク作成器６１，
６１′、２つのサンプリングホールド器６２，６
２′と２つの引算増幅器６３，６３′とで構成され
ており、検知手段６４が２つの比較器６５，６
５′で構成されており、判別手段６６が２つの判
別タイマー６７，６７′、凸判別器６８と凹判別
器６９とで構成されている。

なお、この検査装置は第１図の凸に加えて、第
２図の凹も判別することができるように構成され
ている。

上下切替スイツチ５２は、上下の静電容量型セ
ンサー４，５が発信したそれぞれの検出信号を、
いずれか一つに選択してバツフアー増幅器５３に
入力するものであり、バツフアー増幅器５３は、
後述の回路群の影響が静電容量型センサー４，５
に及ばないようにするものであり、その出力はロ
ーパスフイルター５４に入力している。ローパス
フイルター５４は、高周波雑音を除去するもので
あり、その出力はサプレツシヨン器５５に入力し
ている。サプレツシヨン器５５は、ローパスフイ
ルター５４から出力された検出信号を次に来るサ
ンプルホールド器５７の入力ダイナミツクレンジ
内に入るように基準値周辺に移動させて増幅する
ものである。サンプホールド器５７には、サプレ
ツシヨン器５５より出力された検出信号Ａとクロ
ツクパルスＢとが入力し、クロツクパルスＢがＨ
レベルのとき検出信号Ａ（サンプル出力）をその
まま出力し、クロツクパルスＢがＬレベルのとき
検出信号Ａの前の値をそのまま保持して出力する
ものである。引算増幅器５８には、サプレツシヨ
ン器５５より出力された検出信号Ａとサンプリン
グホールド器５７の出力Ｃとが入力している。比
較器６０，６０′には、比較電圧ｊ，j′がそれぞ
れ与えられており、かつ、引算増幅器５８の出力
Ｄが入力している。サンプリングクロツク作成器
６１，６１′には、それぞれ比較器６０，６０′の
出力Ｅ，E′とクロツクパルスＢとが入力してい
る。サンプルホールド器６２，６２′には、それ
ぞれサンプリングクロツク作成器６１，６１′よ
り出力されたサンプリングクロツク信号Ｆ，
F′とサプレツシヨン器５５より出力された検出
信号Ａとが入力しており、サンプリングクロツク
信号Ｆ，F′がＨレベルのとき検出信号Ａ（サン
プル出力）をそのまま出力しサンプリングクロツ
ク信号Ｆ，F′がＬレベルのとき検出信号Ａの前
の値をそのまま保持して出力するものである。引
算増幅器６３，６３′には、それぞれサンプルホ
ールド器６２，６２′の出力Ｇ，G′と検出信号Ａ
とが入力している。比較器６５，６５′には、そ
れぞれ引算増幅器６３，６３′の出力Ｈ，H′が入
力しており、また比較電圧ｋ，k′が与えられてい
る。判別タイマ６７，６７′には、それぞれ比較
器６５，６５′の出力Ｉ，I′が入力しており、こ
れらの出力Ｉ，I′により一定の判別時間巾を有す
るパルス信号出力Ｊ，J′を出力するものである。
凸判別器６８には、判別タイマ６７の出力Ｊと比
較器６５′の出力I′とが入力しており、これら２
つの出力I′，Ｊのアンド条件を取るものである。
凸判別器６８の出力Ｋは図外の凸表示器に入力し
ている。凹判別器６９は判別タイマ６７′の出力
J′と比較器６５の出力Ｉとが入力しており、これ
ら２つの出力Ｉ，J′のアンド条件を取るものであ
る。凹判別器６９の出力K′は図外の凹表示器に
入力している。

次に、動作を第９図および第１０図のタイムチ
ヤート図を参照して説明する。

まず、第９図中の上下の静電容量センサー４，
５から発信された検出信号は、上下切替スイツチ
５２によりどちらか一方に選択されて、バツフア
ー増幅器５３に入力し、ローパスフイルター５４
で高周波雑音を除去され、次に、サプレツシヨン
器５５で次のサンプリングホールド器５７の入力
ダイナミツクレンジ内に入るように基準値周辺に
移動されて増幅される。

サプレツシヨン器５５より出力された検出信号
Ａを第１０図Ａに示す。なお、検出信号Ａは図示
の簡略化のため正弦波で示している。

サンプリングホールド器５７は、第１０図Ｂに
示すクロツク信号ＢがＨレベルのときは検出信号
Ａをそのまま出力し、クロツク信号ＢがＬレベル
のときは検出信号Ａの前の値を保持して出力する
もので、第１０図Ｃに示す出力Ｃを出力する。引
算増幅器５８は、検出信号Ａと出力Ｃを引算し、
第１０図Ｄに示す出力Ｄを出力する。すなわち、
ここでは微分を行なつており、タイヤ１の角速度
よりサイドウオール部１ａの周方向単位長に対す
る検出信号Ａの増加量または減少量、すなわちサ
イドウオール部１ａ表面の上昇量または下降量の
比、つまり、微係数が求められる。比較器６０，
６０′は、それぞれ検出信号Ａの立上がり、立下
がりの微係数の絶対値が比較電圧ｊ，j′で示され
る一定値以上である場合は、第１０図Ｅまたは
E′に示す出力Ｅ，E′を出力する。すなわち、こ
こではサイドウオール部表面の緩慢な上昇および
下降による検出信号Ａの変動を無視するようにし
ている。サンプリングクロツク作成器６１，６
１′は、比較器６０，６０′の出力Ｅ，E′とクロ
ツクパルスＢとを入力して、第１０図Ｆ，F′に
示すサンプリングクロツクＦ，F′を作成して出
力する。このサンプリングクロツクＦ，F′の長
さは、クロツクパルスＢの一周期分程度の誤差が
生ずることがあつてもクロツクパルスＢの周期は
実際は図示よりも非常に短いので問題とはならな
い。

サンプリングホールド器６２，６２′は、それ
ぞれサンプリングクロツクＦ，F′と検出信号Ａ
とを入力し、サンプリングクロツクＦ，F′がＨ
レベルのときは検出信号をそのまま出力し、サン
プリングクロツクＦ，F′がＬレベルのときはそ
の前の検出信号Ａの値を保持して出力し、第１０
図Ｇ，G′に示す出力Ｇ，G′を出力する。引算増
幅器６３，６３′は、それぞれ出力Ｇ，G′と検出
信号Ａ，A′とを入力して引算し、第１０図Ｈ，
H′に示す出力Ｈ，H′を出力する。すなわち、出
力Ｈは検出信号Ａの微係数が一定値以上の時の増
加量、つまりサイドウオール部１ａ表面の上昇量
を示し、出力H′は検出信号Ａの微係数が一定値
以下の時の減少量、つまりサイドウオール部１ａ
表面の下降量を示している。比較器６５は、出力
Ｈを入力し、その増加量が第１図の凸の形状に対
応する比較値ｋ以上の場合は、第１０図Ｉに示す
パルスの出力Ｉを出力する。比較器６５′は、出
力H′を入力して、その減少量が第１図の凸の形
状に対応する比較値k′以下の場合は第１０図I′に
示すパルスの出力I′を出力する。判別タイマー６
７，６７′は、比較器６５，６５′の出力Ｉ，I′よ
りパルスが入力すると第１０図Ｊ，J′に示すよう
な、第１図の凸の形状に対応する時間（ｔ）をも
つパルスの出力Ｊ，J′を出力する。時間（ｔ）
は、サイドウオール部１ａの風速度、および静電
容量型センサー４，５の測定範囲の大きさにより
決定される。

凸判別器６８には、判別タイマー６７の出力Ｊ
と比較器６５′の出力I′とが入力して、アンド条
件を取つており、判別タイマー６７の出力Ｊのパ
ルスと比較器６５′の出力I′のパルスが同時に入
力すると第１０図Ｋに示すパルスの出力Ｋを出力
して図外の凸表示器をONする。すなわち、第１
図に示すような特別な形状をもつ凸に対してのみ
凸表示器をONし、それ以外の高さおよび広がり
をもつ凸および段差などに対してONしない。な
お、凹判別器６９には、判別タイマー６７′の出
力J′と比較器６５の出力Ｉとが入力してアンド条
件を取つており、判別タイマー６７′の出力J′の
パルスと比較器６５の出力Ｉのパルスが同時に入
力すると第８図K′に示すパルスの出力K′を出力
して図外の凹表示器をONする。

以上説明してきたように、この発明によれば、
タイヤに内圧をかけた際、プライコードのコード
間隔の乱れにより生ずるサイドウオール部の凹凸
が特定の形状を有していることに基づき、静電容
量型センサーをサイドウオール部に非接触的に近
接させて配設するとともに、測定範囲がサイドウ
オール部の半径方向に広く、周方向に狭くなるよ
うに、その測定面を選定して、タイヤの回転軸を
回転軸心としてタイヤと相対的に回転させ、この
静電容量型センサーが発信するセンサー測定面と
サイドウオール部表面との距離の相対的変位を示
す検出信号から前記特定の形状を有する凹凸を表
示するものであるか否かを判別することとしたた
め、プラコードのコード間隔の乱れによる不良の
タイヤを高速、高精度で検査することができ、し
かも検査装置の耐久性が良く、タイヤを傷つける
ことがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜第４図はタイヤのサイドウオール部に生
ずる凹凸を示すために周方向に切断して見たタイ
ヤの一部断面図、第５図はこの発明の一実施例に
よるタイヤの検査装置の概略図、第６図はこの検
査装置の静電容量型センサーの測定面を示す概略
図、第７図はこの検査装置の判断回路の回路構成
を示すブロツク図、第８図はこの判断回路の動作
を示すための検出信号のグラフ図、第９図はこの
発明の他の実施例によるタイヤの検査装置の判断
回路の回路構成を示すブロツク図、第１０図はこ
の判断回路の動作を示すためのタイムチヤート図
である。 １……タイヤ、１ａ……サイドウオール部、
４，５……静電容量型センサー、４ａ，５ａ……
測定面、９……回転手段、１２，５０……判断回
路、５６……微分手段、５９……測定手段、６４
……検知手段、６６……判別手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 内圧のかけられたタイヤのサイドウオー
   ル部の表面に非接触的に近接して配設されると
   ともに、測定範囲がサイドウオール部の半径方
   向に広く、周方向に狭くなるようにその測定面
   が選定され、サイドウオール部との相対的距離
   の変動を検出する静電容量型センサと、 ｂ タイヤをその回転軸を回転軸心として、静電
   容量型センサに対して相対回転させる回転手段
   と、 ｃ 静電容量型センサとタイヤのサイドウオール
   部表面との相対的距離の変動を表す静電容量型
   センサの出力を、サイドウオール部の周方向長
   に対して微分する微分手段と、 ｄ 微分手段で得られた検出信号の微係数の絶対
   値が所定値以上であるとき、この検出信号の変
   化量を測定する測定手段と、 ｅ 測定手段で測定された変化量の絶対値が一定
   値に達したとき、これを検知する検知手段と、 ｆ 検知手段より発信された信号が静電容量型セ
   ンサとサイドウオール部表面との接近状態を示
   すものであるとき、この信号の発信時点から静
   電容量型センサがサイドウオール部周方向に一
   定距離移動する時間内に、前記検知手段から静
   電容量型センサとサイドウオール部表面との離
   反状態を示す信号が発信されると、これを異常
   と判別する判別手段と、 を備えたことを特徴とするタイヤの検査装置。