JPS63191947A - タイヤ側壁の凹凸検査装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、タイヤ側壁の凹凸検査装置に関するもので
あり、自動車用空気入りタイヤのカー力スを構成するタ
イヤコードの接合部の重なりに過不足が生じたりするこ
とによってタイヤ側壁に生じる微小な凹凸を検出し、そ
の程度によって合否を判定するために利用される。

（従来の技術） タイヤ側壁の凹凸検出装置として、特開昭５６−１２２
９３１号公報に、内圧のかけられたタイヤのサイドウオ
ール部の表面に静電容量型センサを非接触的に近接して
設け、上記タイヤをその回転軸の回りに回転し静電容量
型センサとサイドウオール部表面との相対的距離の変動
に応じた検出信号を発信し、この検出信号をＡ／Ｄ変換
器でデジタル化し、検出信号が所定の時間内に一定値以
上の立上り変化および一定値以上の立下り変化をした場
合にこれを異常と判断するようにしたものが開示されて
いる。

また、特開昭５８−２００１４０号公報には、上記の静
電容量型センサの代りに光学式非接触変位検出器を設け
てタイヤ側壁の凹凸に対応する電圧信号を発信し、これ
をデジタル化し、上記電圧信号中の微小凹凸に対応する
範囲の波長域をあらかじめ設定されている短時間だけ遅
延させ、原信号と遅延信号との差をあらかじめ設定され
ている許容値と比較することにより、タイヤ側壁の長い
周期の凹凸の影響を消去し、短周期の凹凸のみを正確に
検出するようにしたものが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 特開昭５６−１．２２９３１号公報に開示された装置は
、静電容量型センサを使用するものであるから、タイヤ
側壁に配置されている文字の白成分に欠陥の凹成分が重
なると、これらが平均化され。

そのため上記の凹成分が欠陥として検出さ扛ないという
問題があった。また、特定の傾斜角度の立上りから立下
りまでの時間軸の長さが所定の範囲内のものを欠陥とす
るので、例えば凸部の頂部が平坦であるために欠陥にす
る必要がない場合にも、これが欠陥として判断されたり
、上記所定の範囲からはみ出る程度に大きい広がりの凸
部や単なる段差が欠陥にならなかったりするという問題
があった。

また、特開昭５８−２００１４０号公報に開示された装
置は、欠陥部分の幅（時間軸の長さ）が必ずしも一定で
ないにもかかわらず、遅延時間が設定により常に一定に
なるので、欠陥部分とノイズとの差が小さくなり、欠陥
でないものを欠陥と誤って判定するという問題があった
。また、複数個の凸部または凹部が存在する場合、個々
の凸部または凹部はそれ程大きくなくても、ある程度集
中的に存在する場合は外観が不良になるが、従来はこれ
を欠陥として検出することができなかった。

この発明は、光学式変位検出器を用いることにより、人
間の目視による判断に近い検出を可能にし、仮りに前後
の傾斜が急角度であっても頂部が平坦な凸部や底部が平
坦な凹部は、これを欠陥と判定せず、所定の切返し幅内
にある凸部の高さおよび凹部の深さ並びにその間隔を欠
陥判断の要素にしたものである。

（問題点を解決するための手段） 第１図において、■は所定圧力の空気が充填されたタイ
ヤであり、このタイヤ１は、タイヤ回転装置ｆ（図示さ
れていない）によってタイヤ中心軸の回りに回転される
ようになっているにのタイヤ１の上方および下方に、タ
イヤ１の側壁に光線を投射し、反射光を受光して側壁か
らの距離を連続的に検出し、電圧の強弱に変換する光学
式変位検出器２を設ける。上記の光学式変位検出器２゜
２の出力側に切換手段３を介して上記光学式変位検出器
の出力信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器４を接続し、
このＡ／Ｄ変換器４の出力側にその出力信号を微分し、
得られた微係数が正の微係数設定値以上の部分、負の微
係数設定値以下の部分およびこれらの中間部分に３区分
するための微分比較回路５と、上記圧の微係数設定値以
上の部分と負の微係数設定値以下の部分との間に挟まれ
た中間部分の時間軸長すなわち切返し幅をあらかじめ設
定されている切返し幅設定値と比較して上記切返し幅が
切返し幅設定値以下の凸部および凹部をそれぞれ取出す
ための凸部用識別回路６Ａおよび凹部用識別回路６Ｂと
、上記の切返し幅が設定値以下の凸部および凹部につい
てそれぞれのピーク部分の時間軸座標を算出し、この時
間軸座標を中心としてその前後に設けた所定の判定幅を
超えない範囲で正の微係数設定値以上の部分の開始時か
ら負の微係数設定値以下の部分の終了時までを凸部の幅
とする凸部用ゲート設定回路７Ａおよび上記の判定幅を
超えない範囲で負の微係数設定値以下の部分の開始時か
ら正の微係数設定値以上の部分の終了時までを凹部の幅
とする凹部用ゲート設定回路７Ｂと、上記Ａ／Ｄ変換器
４の出力から上記判定幅内の変位信号を取出し、凸部お
よび凹部のそれぞれの前後両端からそのピーク部分まで
の高さを平均し、この平均値が許容値を超える複数個の
凸部または凹部の時間軸方向間隔が限界値以内の場合に
これを欠陥と判定する凸部間隔判定回路８Ａおよび凹部
間隔判定回路８Ｂとを順に接続する。

（作用） タイヤｌの上面または下面の凹凸が光学式変位検出器２
からの距離の相違として検出され、これが電圧信号（第
３図参照）としてＡ／Ｄ変換器４に送られ、所定の微小
時間間隔でデジタル化され、このデジタル化された検出
信号が微分比較路５に入力され、微分され（第４図参照
）、その微係数があらかじめ設定されている正の微係数
設定値以上の部分、負の微係数設定値以下の部分および
これらの中間の部分に３区分される。例えば、正の微係
数設定値以上の部分、負の微係数設定値以下の部分、お
よび中間部分に対応してそれぞれ＋１、−１およびＯの
３値が与えられ、上記の微分出力が三値化される（第５
図参照）。

上記微分比較回路５から出力される三値化信号が＋１か
ら０を経て−１に変る部分は、凸部を示すと共に、その
凸部の両側の斜面が微係数設定値で定まる所定の傾斜角
度以上の急角度に傾斜していることを示し、上記三値化
信号が−１からＯを経て＋１に変る部分は、反対の凹部
を示す。すなわち、タイヤ１の側壁の多数の凸部と凹部
の中で両側の傾斜面が特に急角度の凸部と凹部が上記の
微分比較路５によって取出される。

この微分比較回路５の出力信号中、正の微係数設定値以
上の部分から負の微係数設定値以下の部分に変る途中の
中間部分は、凸部を示す三値化信号の０値の部分を示し
、との０値の部分の時間軸の長さｔ工、ｔ２は、凸部の
傾斜角度が所定限度を超えた位置よりも上方部分の幅（
タイヤ回転方向に沿って測定した長さ）、すなわち切返
し幅を表わしており、この切返し部が凸部用識別回路６
Ａにおいて切返し幅設定値と比較され、設定値以下のも
ののみが取出される。すなわち１両側の傾斜面が急角度
の凸部中、切返し幅の狭いもの、換言すれば頂部の狭く
鋭い凸部のみが取出され１両側の傾斜面が急であっても
頂部が広く平坦なものは除かれる。同様にして、凹部用
識別回路６Ｂにおいては、凹部の両側の傾斜面が急角度
であり、しかも切返し幅が狭く底部の鋭い凹部のみが取
出される。

凸部用ゲート設定回路７Ａでは、凸部用識別回路の出力
信号の凸部の切返し幅と、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号と
から凸部のピーク位置の時間軸座標が求められ、更にピ
ーク位置の前後に所定の判定幅（第６図のＭ参照）が設
けられ、この判定幅を超えない範囲で三値化信号の０か
ら１への立上り点と−１から０への立上り点相互間の時
間軸上の間隔意をもつゲート信号が出力される（第７図
参照）、この場合、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号中、上記
切返し幅設定値の内側に含まれる信号の個数、すなわち
サンプル数は極めて少ないので、Ａ／Ｄ変換器４の出力
信号（変位信号）の比較によるピーク位置の算出は極め
て容易に、短時間に行なわれる。凹部用ゲート設定回路
７Ｂにおいても、同様にピークの存在する時間軸座標を
中心として前後に設けた判定幅を超えない範囲で三値化
信号のＯから−１への立上り点と１からＯへの立上り点
相互間の時間軸上の間隔Ｑをもつゲート信号が出力され
る。

次いで、凸部間隔判定回路８Ａでは、上記判定幅ａ内の
白波形が抽出され（第８図参照）、その前端からピーク
までの高さおよび後端からピークまでの高さがそれぞれ
算出され、その平均値が求められ、この平均値が許容値
と比較とれ、更に許容値を超える凸部相互の間隔が限界
値と比較されて合否が判定される。凹部間隔判定回路８
Ｂでは、同様にして凹部の深さが前後の平均値で算出さ
れ、この平均値が許容値と比較され、許容値を超える凹
部相互の間隔が限界値と比較されて合否を判定される。

（実施例） 第２図において、２は前記の光学式変位検出器、４はＡ
／Ｄ変換器であり、タイヤ１周分に対する光学式変位検
出器２の出力、すなわちセンサ出力（Ｖ）の−例が第３
図に示される。なお、第３図において横軸にはデジタル
化によるサンプル番号をとり、ｒ５　Ｌ　２」はタイヤ
の１同口を表わす。

Ａ／Ｄ変換ｌＩ４の出力は、微分回路５１で微分され、
第４図のグラフで示される微係数が出力され。

この微係数が比較回路５２において微係数設定値りと比
較され、第５図に示すように三値化される。

例えば、タイヤｌの回転方向の長さ３■に対して０．０
５−以上の凸部および凹部があるとき、それぞれ＋１お
よび一工を与え、０．０５ｍ　（勾配０．０５／３）未
満の凹凸に対して０を与える。なお、微分回路５１およ
び比較回路５２によって第１図の微分比較回路５が構成
される。

上記三値化信号の＋１から−１に変る途中の０信号が凸
部用識別回路６Ａに送られ、Ｏ信号の横軸上長さ、すな
わち切返し幅１１．１２等が切返し幅設定値Ｔと比較さ
れ、切返し幅設定値Ｔ（例えば、長さ１０腸、サンプル
数３個）未満のものｔ２が出力される。同様に、三値化
信号の−１から＋１に変る途中の０信号が凹部用識別回
路６Ｂに送られ、その切返し幅が設定値未満のものが出
力される。

凸部用ピーク検出回路７１Ａには、Ａ／Ｄ変換器４の出
力および凸部用識別回路６Ａの出力の双方が入力され、
切返し幅ｔ□内に含まれるＡ／Ｄ変換器４の出力を比較
し、最大値すなわちピーク値を算出し、その横座標（時
間軸座標）、すなわちサンプル番号を探し出す。第６図
は、第５図の一部の拡大図であり、上記ピーク値の横座
標がＰで示される。なお、第６図において、Ｂは凸部の
幅を示す。次いで、ゲート回路７２Ａにおいて、ピーク
値の横座標Ｐの前後に等しい幅（例えば、１０〜２５■
）の判定幅Ｍを設定し、判定幅Ｍを超える幅に制限をか
けて第７図のゲート信号０が作成される。同様にして、
凸部用ピーク検出回路７１Ａおよび凹部用ゲート回路７
２Ｂによって、ゲート信号が作成される。なお、凸部用
のピーク検出回路７１Ａおよびゲート回路７２Ａが第１
図のゲート設定回路７Ａを構成し、凹部用のピーク検出
回路７１Ｂおよびゲート回路７２Ｂが第１図のゲート設
定回路７Ｂを構成する。

凸部ピックアップ回路１１１１Ａは、Ａ／Ｄ変換器４が
出力する変位信号（第３図参照）と凸部用ゲート回路７
２Ａが出力するゲート信号（第７図参照）を合成し、例
えば第３図にＮで示される白波形を取り出す、その拡大
図が第８図に示される。次いで、高さ演算回路８２Ａに
おいて、上記白波形Ｎの前端からの高さａおよび後端か
らの高さｂの平均値（（ａ＋ｂ））／２）が算出される
。そして、第１凸部判定回路８３Ａにおいて第１凸部許
容値Ｈａ（例えば０．３ｍ）と比較され、この第１凸部
許容値Ｈａを超える凸部のうち隣接する２個の時間軸方
向間隔が間隔判定回路８４において間隔限界値しく例え
ば９０度）と順に比較され、この間隔限界値り以下の場
合に欠陥と判定される。同様にして、凹部ピックアップ
回路８１Ｂ、凹部用高さ演算回路８２Ｂおよび凹部用第
１凹部判定回路８３Ｂ、第１凹部許容値Ｈｂによって第
１凹部許容値Ｈｂを超える凹部が取り出され、更にその
間隔が上記の間隔判定回路８４において限界値りと比較
される。

一方、高さ演算回路８２Ａによる平均値の演算は、タイ
ヤ１の１周分について行なわれ、その全数の平均値が比
較され、その最大値が第２凸部判定回路８５Ａにおいて
上記第１凸部許容値Ｈａよりも大きい第２凸部許容値Ｈ
ｃ　（例えば０　、５　ｍ　）と比較され、上記の最大
値が第２凸部許容値Ｈｃを超えた場合に欠陥と判定され
る。同様にして、凹部ピックアップ回路８１Ｂ、凹部用
高さ演算回路８２Ｂおよび第２凹部判定回路８５Ｂによ
って凹部の最大値が決定され、第２凹部許容値Ｈｄと比
較される。なお、凸部用のピックアップ回路８１Ａ、演
算回路８２Ａ、第１凸部判足回路８３Ａおよび間隔判定
回路８４が第１図の凸部間隔判定回路８Ａを構成し、凹
部用のピックアップ回路８１Ｂ、演算回路８２Ｂ、第１
凹部判定回路８３Ｂおよび間隔判定回路８４が第１図の
凹部間隔判定回路８Ｂを構成する。

この実施例では、段差ピックアップ回路９１、比較回路
９２、高さ演算回路９３および段差判定回路９４によっ
て段差識別回路９が構成される。例えば、第９図に示さ
れる段差信号が＋　Ａ／Ｄ変換器４から段差ピックアッ
プ回路９１に入力される一方、第１０図に示される微分
信号が微分回路５１から比較回路９２に入力され、段差
微分設定値Ｓ（例えば、勾配が２５／１０００）と比較
され、第１１図に示すように段差微分設定値Ｓ以上の微
係数部分とＳ未満の部分とに二値化され、との二値化信
号が上記のピックアップ回路９１に入力され、第９図の
段差信号と合成され、第１２図に示すように、上記の段
差微分設定値Ｓで定まる傾斜角度以上の傾斜角度部分（
Ｗ）の範囲の波形が取り出され、その高さＨが高さ演算
回路９３で算出され、この高さＨが段差判定回路９４に
おいて段差許容値Ｈ６（例えば０，８■）と比較され、
これを超える場合に第１３図の段差判定信号が出力され
る。

すなわち、この実施例は、第２凸部判定回路８５Ａおよ
び第２凹部判定回路８５Ｂを備えているので、高さもし
くは深さが許容値以上の凸部や凹部が１個でも存在する
と不合格として検出できると共に、段差識別回路９を備
えているので、立上り部または立下り部の一方のみが存
在していても、設定値以上の勾配の部分が設゛定高さ以
上に及ぶ場合にこれを欠陥段差として検出することがで
きる。

（発明の効果） この発明は、光学式変位検出器を用いるので光線を細く
しスポットを小さくすることによって小面積の凹凸を個
別に捕え、その大きさを検出することができる。また、
所定長さの時間軸（切返し幅）内に所定角度以上の立上
り部と立下り部の双方が存在する場合に、これを捕捉す
るので、頂部が平坦な凸部および底部が平坦な凹部を欠
陥と判定することがなく、目視に近い判断が得られる。

また、微係数が上下の限界値以内の部分についてのみＡ
／Ｄ変換器の出力信号（変位信号）の大きさを比較して
ピークを探すので、サンプル数が少なく、ピークの位置
を容易に探すことができる。

そして、このピークの位置を中心としてその前後に判定
幅を設定し、この判定幅を超えない範囲で定まる欠陥の
前後両端を基準にしてピークの高さを算出し、その平均
値をもって凸部または凹部の高さとするので、再現性が
向上し、正確な判定が可能になり、しかも所定の大きさ
の凹凸部が所定の間隔で密集した場合にこれを欠陥と判
定するので、比較的軽度の凹凸であっても、その集中に
よる外観の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のブロック図、第２図は第１
図の要部の詳細ブロック図、第３図ないし第１３図は第
２図の装置の要部における出力信号のグラフである。 １：タイヤ、２：光学式変位検出器、４：Ａ／Ｄ変換器
、５：微分比較回路、６Ａ：凸部識別回路、６Ｂ：凹部
識別回路、７Ａ：凸部用ゲート設定回路、７Ｂ：凹部用
ゲート設定回路、８Ａ：凸部間隔判定回路、８Ｂ：凹部
間隔判定回路。 特許出願人　　東洋ゴム工業株式会社 代理人　弁理士　　吉　１）了　司 Ｉｓ１図 →ブンブルε邊 第６図　　　　第７図　　　　第８図 箔１１図 ＝ッ二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕所定圧力の空気が充填されたタイヤをタイヤ中心
   軸の回りに一定の速度で回転させるタイヤ回転装置と、
   上記タイヤの側壁に光線を投射し、その反射光を受光し
   て側壁からの距離を連続的に検出し、電圧の強弱に変換
   する光学式変位検出器と、この光学式変位検出器の出力
   信号を微小時間間隔のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
   換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力信号を微分し微係数が
   正の微係数設定値以上の部分、負の微係数設定値以下の
   部分およびこれらの中間部分に３区分する微分比較回路
   と、上記正の微係数設定値以上の部分および負の微係数
   設定値以下の部分の間に挟まれた中間部分の時間軸長す
   なわち切返し幅をあらかじめ設定されている切返し幅設
   定値と比較して上記切返し幅が切返し幅設定値以下の凸
   部および凹部を取出す識別回路と、これらの切返し幅が
   設定値以下の凸部および凹部についてそのピーク部分の
   時間軸座標を算出し、この時間軸座標を中心としてその
   前後に設けた所定の判定幅を超えない範囲で正の微係数
   設定値以上の部分の開始時から負の微係数設定値以下の
   部分の終了時までを凸部の幅とする凸部用ゲート設定回
   路および上記の判定幅を超えない範囲で負の微係数設定
   値以下の部分の開始時から正の微係数設定値以上の部分
   の終了時までを凹部の幅とする凹部用ゲート設定回路と
   、上記Ａ／Ｄ変換器の出力から上記判定幅内の変位信号
   を取出し、凸部および凹部のそれぞれの前後両端からそ
   のピークまでの高さを平均し、この平均値が許容値を超
   える複数個の凸部または凹部の時間軸方向間隔が限界値
   以内の場合にこれを欠陥と判定する凸部間隔判定回路お
   よび凹部間隔判定回路とからなるタイヤ側壁の凹凸検査
   装置。