WO2006112409A1 - 回転体表面の凹凸データ補正方法 - Google Patents

Abstract

　検査するタイヤ１０のタイヤクラウン部１０ｔと上記距離センサ１４とのタイヤ周方向の距離をΔθ毎にで測定した測定点ｘkにおける距離データＬkと上記タイヤ１０の回転中心から上記距離センサまでの距離Ｌ0とから半径値ｒkをそれぞれ算出し、更に、測定開始点から当該測定点ｋまでの半径値ｒkと上記Δθとの積を積算して表面長さＳkを算出して凹凸データを（ｘk，ｒk）の形に変換するとともに、上記、タイヤ１周分の表面長さＳNを等間隔に分けた凹凸算出点Ｘkにおける半径値Ｒkを、上記凹凸算出点Ｘkに隣接する測定点ｘk，ｘk+1における半径値ｒk，ｒk+1に基づいて演算してこれをタイヤクラウン部１０ｔ表面の等間隔な位置における凹凸データ（Ｘk，Ｒk）とすることにより、偏心を含んだ回転体表面の凹凸データを偏心の影響のないデータに補正することができるようにした。

Description

明 細 書

回転体表面の凹凸データ補正方法

技術分野

[0001] 本発明は、タイヤなどの回転体表面の凹凸を測定する方法に関するもので、特に、 回転体の回転軸周りに等角度毎に測定した凹凸データを補正する方法に関する。

[0002] 従来、製造されたタイヤを出荷する際に行なわれる製品タイヤの外観検査の 1つと して、タイヤサイド部ある 、はタイヤクラウン部の凹凸状態を検査することが行われて いる（例えば、特許文献 1, 2参照)。

図 4は従来のタイヤサイド部の凹凸検査装置 50の一構成例を示す図で、この凹凸 検査装置 50は、被検体であるタイヤ 10を、回転駆動装置 51に連結されたタイヤ保 持装置 52のリム 52rに装着するとともに、上記タイヤ 10を所定の内圧に充填し、この タイヤ 10を一定速度で回転させながら、上記タイヤ 10のタイヤサイド部 10sに近接し て配置された、 LEDやレーザなどを備えた非接触変位計 53にて、上記タイヤサイド 部 10s表面と上記非接触変位計 53との距離を所定のサンプリング間隔で測定して上 記タイヤサイド部 10s表面の凹凸状態を測定する。具体的には、上記タイヤサイド部 10sに探査光を照査してその反射光を受光し、上記非接触変位計 53から上記タイヤ サイド部 10sまでの距離を非接触にて測定した後、上記測定された距離データを制 御 ·演算装置 54にお 、て、上記タイヤサイド部 10sの凹凸データに変換する。

また、上記凹凸検査装置 50では、タイヤクラウン部 10tに対向する位置にも第 2の 非接触変位計 55を配置し、この第 2の非接触変位計 55により、上記第 2の非接触変 位計 55とタイヤクラウン部 10tとの距離を測定してタイヤ外径を測定するようにしてい る。このように、上記第 2の非接触変位計 55を用いれば、上記タイヤサイド部 10sと同 様に、タイヤクラウン部 10tの表面の凹凸状態を測定することが可能である。

[0003] ところで、上記非接触変位計 55を用いて、ブロックパターンなどのトレッドパターン を有するタイヤクラウン部 10t表面の凹凸を測定する場合には、図 5に示すように、上 記非接触変位計 55で測定された距離データを Lとすると、タイヤクラウン部 10t表面

k

の k番目の測定点 Xにおける凹凸値である半径値 rは、上記距離データを Lとタイヤ

k k k

10の回転中心 Oと距離センサ 14との距離 Lとを用いて r =L—Lと表わせる。した 力 て、上記タイヤ 10の各測定点 x (k= l〜N)における半径値の設計値 R と上記 k k0

Lとを予め定数として記憶しておけば、測定された距離データ Lから直ちに上記タイ

0 k

ャクラウン部 10tの各測定点 Xでの半径値!:と上記設計値 R との差 Δ ι:を算出するこ k k k0 k

とができる。この Δ Γが所定の値以上の場合には、タイヤクラウン部 10tに凹凸異常が k

あると考えられる。したがって、タイヤクラウン部 10tにおける半径値 rを測定すること k

により、接地面のパターンブロックの形状異常などのような、タイヤクラウン部 10tの凹 凸異常を検出することができる。

特許文献 1：特開 2004— 361344号公報

特許文献 2：特表 2005 - 501245号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、上記従来の方法では、タイヤ 10が回転駆動装置 51の回転軸である 検査装置の回転中心に対して偏心して装着された場合には、図 6 (a) , (b)に示すよ うに、上記測定点 Xはタイヤ 10の表面に対して等間隔とはならない。すなわち、同図 k

の A〜B, D〜Aのように測定箇所が検査装置の回転中心に近い箇所では表面が膨 れ、同図の B〜Dのように遠い場合には表面が縮んでいるので、得られた測定データ (半径値 r )は表面が膨れたり縮んだりした、偏心の影響を受けたデータとなってしま k

うといつた問題点があった。

上記偏心量は正確に把握することが困難であるので、現状では、上記偏心を含ん だ状態の測定結果を採用せざるを得な力つた。したがって、表面の凹凸を基準となる 正常なタイヤの表面状態と比較した場合に、凹凸のズレがタイヤの不良に起因するも のなのか、偏心に起因するものなのかを区別することができず、タイヤの表面凹凸の 自動検査の障害となって!/、た。

また、この偏心を検査装置の構造 (ハード)を変更して対処することも考えられるが、 この方法では、コストがかかる上、どれだけの偏心が生じているかが明確にわ力もな V、場合には、偏心を完全に排除することは困難である。

[0005] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、偏心を含んだ回転体表面 の凹凸データを偏心の影響のないデータに補正する方法を提供することを目的とす る。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明者らは、鋭意検討の結果、上記測定位置が伸び縮みした表面凹凸データ から、周方向等間隔の位置での表面凹凸データを補間にて算出し、これを上記回転 体の表面で等間隔の位置での表面凹凸データすれば、偏心の影響のない表面凹凸 データを得ることができることを見出し本発明に至ったものである。

すなわち、本願の請求項 1に記載の発明は、回転体とこの回転体表面に対向する 位置に設けられた非接触式の変位計のいずれかを回転させて得られた上記回転体 表面の凹凸データを補正する方法であって、上記回転体または上記変位計の回転 中心から等角度間隔で上記回転体表面の凹凸値を測定するステップと、測定開始 点から任意の測定点までの上記回転体の表面長さを算出して、上記表面長さと上記 測定された凹凸値とを対応づけるステップと、上記算出されたタイヤ 1周分の表面長 さを等間隔に分けて、上記等間隔に分けられた各点を新たに凹凸値を算出するため の凹凸算出点とするステップと、上記凹凸算出点における凹凸値を、上記凹凸算出 点に隣接する測定点の凹凸データに基づいて算出するステップと、上記各算出点の 表面凹凸値を、上記回転体表面の等間隔の位置での凹凸データとするステップとを 有することを特徴とするものである。

請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の回転体表面の凹凸データ補正方法 において、上記回転中心と各測定点との距離を角度積分して上記表面長さを算出 するようにしたことを特徴とする。なお、測定点は有限なので、実際には、各測定点と の距離とサンプリング角度との積を積算して表面長さを算出する。

発明の効果

[0007] 本発明によれば、回転体とこの回転体表面に対向する位置に設けられた非接触式 の変位計のいずれかを回転させて得られた上記回転体表面の凹凸データを補正す る際に、測定開始点から任意の測定点までの上記回転体の表面長さを算出して、上 記表面長さと上記測定された凹凸値とを対応づけるとともに、上記算出されたタイヤ 1 周分の表面長さを等間隔に分けて、上記等間隔に分けられた各点を新たに凹凸値 を算出するための凹凸算出点とし、この凹凸算出点における凹凸値を、上記回転体 または上記変位計の回転中心から等角度間隔で上記回転体表面の凹凸値を測定し た、上記凹凸算出点の位置に隣接する測定点の凹凸データに基づいて算出し、この 算出された表面凹凸値を上記回転体表面の等間隔な位置における凹凸データとし たので、偏心を含んだ回転体表面の凹凸データを偏心の影響のない凹凸データに ネ ΐ正することができる。

また、このような補正方法を、タイヤトクラウン部表面の凹凸検査などに使用される 回転体表面の凹凸を測定する自動測定装置に適用すれば、得られた測定データを 用いて上記測定データの補正を行うことができるので、回転体表面の凹凸の自動測 定が可能となる。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の最良の形態に係るタイヤ外観自動検査装置の概要を示す機能ブロッ クで図ある。

[図 2]本最良の形態に係るタイヤクラウン部凹凸データの補正方法を示すフローチヤ ートである。

[図 3]本最良の形態に係る凹凸データの補正方法を示す図である。

[図 4]従来のタイヤサイド部表面の凹凸データの測定方法を示す図である。

[図 5]非接触変位計による凹凸データの測定方法を示す図である。

[図 6]従来のタイヤクラウン部の凹凸データを示す図である。

符号の説明

[0009] 1 タイヤ外観自動検査装置、 10 タイヤ、 10t タイヤクラウン部、

11 タイヤ保持部、 12 リム、 13 回転駆動装置、 14 距離センサ、

15 制御 ·演算装置、 15a 半径値算出部、 15b 表面長さ算出部、

15c 凹凸値演算部、 15d 判定部、 15e 回転制御部， 15M 記憶装置。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。

図 1は、本最良形態に係るタイヤ外観自動検査装置 1の概要を示す機能ブロック図 で、本例では、上記検査装置 1によりタイヤクラウン部表面の凹凸状態を検査する場 合について説明する。 図 1にお ヽて、 11は被検体であるタイヤ 10を装着したリム 12を保持するタイヤ保持 部、 13は上記タイヤ保持部 11に連結され、上記タイヤ 10を所定の角速度で回転さ せる回転駆動装置、 14は上記タイヤ 10のタイヤクラウン部 10tに近接して配置された 非接触型の距離センサ、 15は上記回転駆動装置 13を制御するとともに、上記距離 センサ 14で計測された上記距離センサ 14とタイヤクラウン部 10tとの距離データに 基づいて、上記タイヤ 10表面の凹凸値を算出して上記タイヤ 10の外観検査を行う制 御 ·演算装置で、本例では、上記タイヤを一定の角速度 ω (例えば、 1° Zsec.)で回 転させ、上記タイヤクラウン部 10tを所定の角度 Δ Θ (例えば、 0. 035° )毎にサン プリングして、タイヤクラウン部 10t表面の凹凸値を測定する。

[0011] 上記制御'演算装置 15は、詳細には、上記距離センサ 14で測定された距離センサ 14と測定点 Xとの距離データ L (k= l〜N)から、タイヤ中心（実際には、タイヤ 10の k k

回転中心)からタイヤクラウン部 10t表面までの距離である凹凸値 (以下、半径値とい う) rを算出する半径値算出部 15aと、測定開始点力 当該測定点 kまで、半径値!:と k k 上記 Θとの積である測定点 kでの表面長さ A S =r · Δ Θを積算して得られる測定 k k

開始点力 当該測定点 xまでの長さ (表面長さ) Sを算出する表面長さ算出部 15bと k k

、上記表面長さ算出部 15bで算出されたタイヤ 1周分の表面長さ Sを等間隔に分け

N

て、上記等間隔に分けられた各点を新たな半径値 R

Kを算出するための凹凸算出点

Xとするとともに、上記凹凸算出点 Xに隣接する 2つの測定点 X , X における半径 k k k k+1

値 r , r に基づいて上記凹凸算出点 Xでの半径値 Rを演算する表面凹凸値演算 k k+1 k k

部 15cと、上記データ (X , R )と、予め記憶装置 15Mに記憶しておいた、基準タイヤ k k

の凹凸データ (X , R )とを比較して当該タイヤ 10に凹凸異常があるかどうかを判定 k kO

する判定部 15dと、上記回転駆動装置 13を制御する回転制御部 15eとを備えたもの で、上記距離センサ 14で計測された、距離センサ 14とタイヤクラウン部 10tとの距離 データ Lに基づいて、上記タイヤ 10のタイヤクラウン部 10tの凹凸値を演算して当該 k

タイヤ 10の凹凸異常を判定する。

[0012] 次に、本発明による回転体表面の凹凸データ補正方法について、図 2のフローチヤ ートに基づき説明する。

まず、検査するタイヤ 10をタイヤ保持部 11のタイヤ保持部リム 12に装着した後、図 3 (a)に示すように、回転駆動装置 13を制御して上記タイヤ 10を所定の角速度 ωで 回転させながら、非接触型の距離センサ 14により、所定の角度 Δ Θ毎に上記タイヤ クラウン部 10tと上記距離センサ 14との距離を測定し、これを距離データ Lとして記 k 憶装置 15Mに記憶する（ステップ S10)。

次に、半径値算出部 15aにて、測定点 X (k= l〜N)における距離データ Lと上記 k k タイヤ 10の回転中心から上記距離センサまでの距離 Lとから半径値 rをそれぞれ算

0 k

出する (ステップ Sl l)。そして、表面長さ算出部 15bにて、測定開始点から当該測定 点 kまで、の半径値!:を角度積分して (実際には、当該測定点 kの半径値!:と上記 Δ k k

Θの積である測定点 kでの表面長さ A S =r · Δ Θを積算して)表面長さ Sを算出し k k k

、 k= l〜Nまで、すなわち、タイヤ 1周分につき、上記測定点 Xと上記半径値 rとを対 k k 応づけた (ステップ S12)後、図 3 (b)に示すように、タイヤ 1周分の表面長さ Sを等間

N

隔に分け、上記等間隔に分けられた各点を新たな半径値 R

Kを算出するための凹凸 算出点 Xとし (ステップ S13)、上記凹凸算出点 Xにおける当該タイヤの新たな半径 k k

値 Rを演算する (ステップ S14)。具体的には、図 3 (c)に示すように、凹凸算出点 X k k に隣接する 2つの測定点 (Xの前後測定点) X , X における半径値 r , r に基づ 、 k k k+1 k k+1 て上記凹凸算出点 X

kにおける半径値 R

kを演算する。この半径値 R

kは、例えば、上記 凹凸算出点 Xと上記 2つの測定点 X , X との距離をそれぞれ D , D とし、この D , k k k+1 k k+1 k

D により上記半径値 r , r を重み付けして求める方法などが挙げられる。これにより k+1 k k+1

、図 3 (d)に示すように、上記タイヤクラウン部 10t表面の等間隔な位置における表面 凹凸データ (X , R )を得ることができる。

k k

判定部 15dでは、上記データ (X , R )と、予め記憶装置 15Mに記憶しておいた、 k k

基準タイヤの表面凹凸データ (X , R )とを比較して当該タイヤ 10に凹凸異常がある k kO

力どうかを判定する (ステップ SI 5)。これにより、上記タイヤ 10のタイヤクラウン部 10t における凹凸異常を正確に判定することができる。

このように、本最良の形態によれば、検査するタイヤ 10のタイヤクラウン部 10tと上 記距離センサ 14とのタイヤ周方向の距離を Δ Θ毎に測定した測定点 Xにおける距 k

離データ Lと上記タイヤ 10の回転中心力も上記距離センサまでの距離 Lとから半径 k 0 rをそれぞれ算出し、更に、測定開始点力 当該測定点 kまでの半径値!:と上記 Δ Θとの積を積算して表面長さ Sを算出して凹凸データを (X , r )の形に変換するとと k k k

もに、上記、タイヤ 1周分の表面長さ Sを等間隔に分けた凹凸算出点 Xにおける半

N k 径値 Rを、上記凹凸算出点 Xに隣接する測定点 X , X における半径値 r , r に基 k k k k+1 k k+1 づいて演算してこれをタイヤクラウン部 lOt表面の等間隔な位置における凹凸データ (X , R )としたので、膨らみや縮みのない凹凸データを得ることができる。

k k

また、上記凹凸データ (X , R )を基準タイヤの表面凹凸データ (X , R )とを比較 k k k k0 することにより、上記タイヤ 10のタイヤクラウン部 10tにおける凹凸異常を正確に判定 することができるので、タイヤ外観検査を自動化することができる。

また、本例では、ハードを変更することなぐ偏心の影響を排除できるので、ハード 改良のコストが不要となると 、う利点を有する。

[0014] なお、上記実施の形態では、タイヤクラウン部 10t表面の凹凸をタイヤ周方向につ いて測定した場合について説明したが、上記凹凸データ (X , R )

k kをタイヤ幅方向に ついて求めれば、正確なタイヤ断面の形状を得ることができる。また、タイヤ周方向と タイヤ幅方向の両方のデータを求めれば、当該タイヤのタイヤクラウン部 10tの形状 を立体的に再現することができので、このデータを当該タイヤの 3次元 CADデータと 比較すれば、更に詳細な外観検査を行うことが可能となる。

また、上記例では、タイヤクラウン部 10t表面の凹凸を測定した場合について説明 したが、本発明はこれに限るものではなぐタイヤクラウン部 10tについても同様に凹 凸データを補正できるだけでなぐ一般の回転体表面の凹凸を測定したデータを補 正する場合にも適用可能である。

産業上の利用可能性

[0015] 本発明によれば、測定された凹凸データを用いて偏心を含んだ回転体表面の凹凸 データを偏心の影響のない凹凸データに補正することができるので、正確な回転体 表面の凹凸データを容易に得ることができる。また、上記補正方法を用いれば、回転 体表面の凹凸データを容易に自動測定することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転体とこの回転体表面に対向する位置に設けられた非接触式の変位計のいず れかを回転させて得られた上記回転体表面の凹凸データを補正する方法であって、 上記回転体または上記変位計の回転中心から等角度間隔で上記回転体表面の凹 凸値を測定するステップと、

測定開始点から任意の測定点までの上記回転体の表面長さを算出して、上記表面 長さと上記測定された凹凸値とを対応づけるステップと、

上記算出されたタイヤ 1周分の表面長さを等間隔に分けて、上記等間隔に分けられ た各点を新たに凹凸値を算出するための凹凸算出点とするステップと、

上記凹凸算出点における凹凸値を、上記凹凸算出点に隣接する測定点の凹凸デー タに基づ 、て算出するステップと、

上記各算出点の表面凹凸値を、上記回転体表面の等間隔の位置での凹凸データと するステップと

を有することを特徴とする回転体表面の凹凸データ補正方法。

[2] 上記回転中心と各測定点との距離を角度積分して上記表面長さを算出するように したことを特徴とする請求項 1に記載の回転体の表面凹凸データ補正方法。