JP2016001165A

JP2016001165A - タイヤの外観検査方法

Info

Publication number: JP2016001165A
Application number: JP2014121794A
Authority: JP
Inventors: 竜志縄田; Ryuji NAWATA
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-01-07

Abstract

【課題】タイヤの回転中心軸が垂直方向に延長するように設置面に横置きされた状態のタイヤを検査対象とするタイヤの外観検査方法において、横置きされた状態の歪んだタイヤから取得された外観検査対象データを補正した後にマッチング処理を行うようにすることで、マッチング処理の精度を向上できるようにする。【解決手段】タイヤの外観検査方法は、タイヤ１０の回転中心軸１０Ｃが垂直方向に延長するように設置面（水平設置面２１）に横置きされた状態のタイヤの外観を検査対象とし、当該横置き状態のタイヤ１０から取得した３次元データ又は２次元データである外観検査対象データにおけるタイヤ１０の自重に伴う歪みを補正する補正処理を行った後に、当該補正処理後の外観検査対象データとタイヤ１０の外観マスターデータとを比較するマッチング処理を行うことで外観検査対象データに含まれる不良情報を抽出することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの回転中心軸が垂直方向に延長するように設置面に横置きされた状態のタイヤを検査対象とするタイヤの外観検査方法に関する。

タイヤのトレッド部の外観検査を行う場合、光切断法等によってトレッド部の外観検査対象データを取得し、当該取得した外観検査対象データとタイヤの外観マスターデータとを比較するマッチング処理を行うことで外観検査対象データに含まれる不良情報（凹凸、傷、変色、汚れ等）を抽出するトレッド部の外観良否判定を行うことが知られている（特許文献１等参照）。

特開２００９−２５０７４０号公報

しかしながら、タイヤの回転中心軸が垂直方向に延長するように設置面に横置きされた状態のタイヤを検査対象とし、当該横置き状態のタイヤから取得した外観検査対象データと外観マスターデータとを比較するマッチング処理を行うことで外観検査対象データに含まれる不良情報を抽出する場合、横置きされた状態のタイヤは自重で歪むため、当該歪んだタイヤから取得された外観検査対象データでは、正確なマッチング処理を行うことができない。
本発明は、タイヤの回転中心軸が垂直方向に延長するように設置面に横置きされた状態のタイヤを検査対象とするタイヤの外観検査方法において、横置きされた状態の歪んだタイヤから取得された外観検査対象データを補正した後にマッチング処理を行うようにすることで、マッチング処理の精度を向上できるようにしたことを目的とする。

本発明に係るタイヤの外観検査方法は、タイヤの回転中心軸が垂直方向に延長するように設置面に横置きされた状態のタイヤの外観を検査対象とし、当該横置き状態のタイヤから取得した３次元データ又は２次元データである外観検査対象データにおけるタイヤの自重に伴う歪みを補正する補正処理を行った後に、当該補正処理後の外観検査対象データとタイヤの外観マスターデータとを比較するマッチング処理を行うことで外観検査対象データに含まれる不良情報を抽出するので、外観検査対象データにおける不良情報以外のデータと外観マスターデータとを一致させることができ、マッチング処理の精度を向上できる。
前記補正処理は、タイヤのトレッド部にタイヤの周方向に沿って一周するように設けられた溝の溝縁を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置していない場合に、当該溝の溝縁を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置するように当該外観検査対象データを補正する処理であるので、本来、同一面上又は一直線上に位置されるべき溝の溝縁を示す外観検査対象データがタイヤの自重に伴う歪みによって同一面上又は一直線上に位置されていない場合に、溝の溝縁を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置されるように補正されることで、外観検査対象データにおける不良情報以外のデータと外観マスターデータとを一致させることができ、マッチング処理の精度を向上できる。
前記補正処理は、タイヤのトレッド部にタイヤの周方向に沿って並ぶ各ブロックの中心を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置していない場合に、当該各ブロックの中心を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置するように当該外観検査対象データを補正する処理であるので、本来、同一面上又は一直線上に位置されるべきブロックパターンの各ブロックの中心を示す外観検査対象データがタイヤの自重に伴う歪みによって同一面上又は一直線上に位置されていない場合に、ブロックパターンの各ブロックの中心を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置されるように補正されることで、外観検査対象データにおける不良情報以外のデータと外観マスターデータとを一致させることができ、マッチング処理の精度を向上できる。

タイヤの外観検査方法を行う外観検査装置を示す図。タイヤの外観検査方法の実施形態１を説明する説明図。タイヤの外観検査方法の実施形態２を説明する説明図。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

実施形態１
実施形態１によるタイヤの外観検査方法を行うためのタイヤ外観検査装置１は、タイヤ１０を横置き状態で回転させる回転装置２と、タイヤ１０のトレッド部１１の外観検査対象データとしての形状データ（３次元形状データ）を取得するための外観検査対象データ取得装置としての形状データ取得装置３と、形状データ取得装置３で取得した形状データを補正する補正装置４と、補正装置４で補正された補正後のトレッド部１１の形状データとトレッド部１１の外観マスターデータとを比較するパターンマッチング処理を行うパターンマッチング処理装置５と、良否判定装置６と、を備える。

回転装置２は、タイヤ１０が横置き状態で設置される設置面としての水平設置面２１を有したテーブル２２と、水平載置面２１に横置き状態で載置されたタイヤ１０の回転中心軸１０Ｃを回転中心としてテーブル２２を回転させる図外の駆動装置とを備える。当該駆動装置は、例えば、駆動源としてのモータと、モータの回転力をテーブル２２を回転させるための回転力としてテーブル２２に伝達する回転力伝達機構とを備えた構成である。
尚、横置き状態とは、タイヤ１０の回転中心軸１０Ｃが垂直状態となるようにタイヤ１０のサイド部１２がテーブル２２の水平載置面２１に載置された状態を言う。当該横置き状態のタイヤ１０のトレッド部１１はタイヤ１０の自重により歪む。
トレッド部１１とは、タイヤ１０が装着された車が路面を走行する際に路面と接触する部分であり、サイド部１２とは、リムに装着されるビード部と呼ばれる部分とトレッド部１１との間のショルダー部及びサイドーウォール部と呼ばれる部分である。

形状データ取得装置３は、例えば光切断法に基づいてタイヤ１０のトレッド部１１の形状データ（３次元データ）を取得するための装置であって、タイヤ１０のトレッド部１１にスリット光のような薄いシート状の光３０を照射する照射装置３１と、シート状の光３０が照射されたトレッド部１１を撮像するカメラなどの画像センサ３２とを備えた構成である。
形状データ取得装置３は、横置き状態のタイヤ１０の回転中心軸１０Ｃを回転中心として当該横置き状態のタイヤ１０を所定速度で回転させながら、タイヤ１０が一周する間にシート状の光３０が照射されたトレッド部１１を複数回（例えば数千回）撮像することによって、トレッド部１１の外観検査対象データとしてのトレッド部１１の形状データを取得する。即ち、タイヤ１０のトレッド部１１とタイヤ１０の回転中心軸１０Ｃを含む平面とが交差する交差線で示されるトレッド部１１の断面形状を示す形状データを、タイヤ１０の周方向に沿って位置を変えながらタイヤ外周を一周する間に複数回（例えば数千回）取得する。

補正装置４は、形状データ取得装置３から入力したトレッド部１１の形状データの歪み（横置きされたタイヤ１０の自重に伴う歪み）を補正する。
補正装置４は、例えば、トレッド部１１にタイヤ１０の周方向に沿って一周するように設けられた主溝と呼ばれる溝１３の歪みを補正することによりタイヤ１０の自重に伴う歪みを補正する。

補正装置４は、形状データ取得装置３から入力したトレッド部１１の形状データを解析した結果、図２（ａ）に示すように溝１３の溝縁１３ａを示すデータが同一面上に位置していないと判定した場合、溝１３の溝縁１３ａを示すデータが同一面上に位置するようにトレッド部１１の形状データを補正する。
例えば、形状データ取得装置３から入力したトレッド部１１の複数の形状データに基づいてタイヤ１０の周方向に沿った所定範囲のトレッド部１１の２次元画像を作成して画面上に表示した場合において、本来、一直線であるべき溝１３の溝縁１３ａが図２（ａ）に示すように曲線になっていれば、図２（ｂ）に示すように溝１３の溝縁１３ａが一直線（水平線）になるように、形状データ取得装置３から入力した外観検査対象データとしてのトレッド部１１の形状データを補正する。
例えば、形状データ取得装置３から入力したトレッド部１１の溝縁１３ａの形状データと外観マスターデータにおける溝縁１３ａの形状データとの差分を求めて、当該差分を補正値として、形状データ取得装置３から入力したトレッド部１１の溝縁１３ａの形状データを補正する。

パターンマッチング処理装置５は、補正装置４により補正されたトレッド部１１の形状データにより作成された外観検査対象画像と外観マスターデータにより作成された外観マスター画像とをパターンマッチングしてマッチング率を算出して良否判定装置６に出力する。
尚、パターンマッチングは、例えば、検査対象画像の溝部分とマスター画像の溝部分とをマスクした後、あらかじめ決められた範囲毎に行い、範囲毎のマッチング率を算出する。

良否判定装置６は、パターンマッチング処理装置５から出力されたマッチング率を入力し、マッチング率が閾値以下の部分がある場合には、当該タイヤ１０を不良と判定する。

実施形態１によれば、横置きされた状態のタイヤ１０を検査対象とするタイヤ１０の外観検査方法において、本来、同一面上に位置されるべき溝１３の溝縁１３ａを示す形状データがタイヤ１０の自重に伴う歪みによって同一面上に位置されていない場合に、溝１３の溝縁１３ａを示す形状データが同一面上に位置されるように補正するので、形状データ取得装置３で取得した外観検査対象データとしての形状データ（３次元データ）における不良情報以外のデータと外観マスターデータとを一致させることができ、マッチング処理の精度を向上できる。

実施形態２
図３に示すように、トレッド部１１の表面に形成された溝１５で囲まれた陸部であるブロック１４ａがタイヤ１０の周方向に沿って規則的に並ぶように形成されたブロックパターン１４を備え、ブロックパターン１４の各ブロック１４ａを囲む溝１５の溝縁１５ａが同一面上に位置していないトレッド部１１を有したタイヤ１０を検査対象とする場合、補正装置４は、タイヤ１０の周方向に沿って一周するようにトレッド部１１に形成されたブロックパターン１４の歪みを補正することによりタイヤ１０の自重に伴う歪みを補正する。

補正装置４は、形状データ取得装置３で取得されたトレッド部１１の形状データを解析した結果、ブロックパターン１４の各ブロック１４ａを囲む溝１５の溝縁１５ａを示す形状データが同一面上に位置しておらず、かつ、タイヤ１０の周方向に沿って並ぶ各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データが同一面上に位置していないと判定した場合、タイヤ１０の周方向に沿って並ぶ各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データが同一面上に位置するようにトレッド部１１の形状データを補正する。
例えば、形状データ取得装置３で取得されたトレッド部１１の複数の形状データに基づいてタイヤ１０の周方向に沿った所定範囲のトレッド部１１の２次元画像を作成して画面上に表示した場合において、本来、一直線上に位置する各ブロック１４ａの中心１４Ｃを繋ぐ連繋線１６が図３（ａ）に示すように曲線になっていれば、図３（ｂ）に示すように当該連繋線１６が一直線（水平線）になるように、トレッド部１１の形状データを補正する。
実施形態２の場合も、例えば、形状データ取得装置３から入力したタイヤ１０の周方向に沿って並ぶ各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データと外観マスターデータにおける各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データととの差分を求めて、当該差分を補正値として、形状データ取得装置３から入力したタイヤ１０の周方向に沿って並ぶ各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データを補正する。

実施形態２によれば、横置きされた状態のタイヤを検査対象とするタイヤの外観検査方法において、本来、同一面上に位置されるべきブロックパターン１４の各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データがタイヤ１０の自重に伴う歪みによって同一面上に位置されていない場合に、ブロックパターン１４の各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示す形状データが同一面上に位置されるように補正するので、形状データ取得装置３で取得した形状データ（３次元形状データ）における不良情報以外のデータと外観マスターデータとを一致させることができ、マッチング処理の精度を向上できる。

各実施形態では、トレッド部１１の外観検査対象データとして形状データ（３次元データ）を補正する方法を説明したが、トレッド部１１の外観を撮像した外観検査対象データとしての画像データ（２次元データ）を実施形態１又は実施形態２で説明した方法で補正しても良い。即ち、本来、一直線であるべき溝１３の溝縁１３ａが曲線になっていれば、溝１３の溝縁１３ａが一直線（水平線）になるように、外観検査対象データとしてのトレッド部１１の画像データを補正したり、あるいは、本来、一直線上に位置する各ブロック１４ａの中心１４Ｃを繋ぐ連繋線１６が曲線になっていれば、当該連繋線１６が一直線（水平線）になるように、外観検査対象データとしてのトレッド部１１の画像データを補正する。
つまり、横置き状態のタイヤ１０から取得した３次元データ又は２次元データである外観検査対象データにおけるタイヤの自重に伴う歪みを補正する実施形態１又は実施形態２で説明した補正処理を行えばよい。

また、実施形態１では、トレッド部１１の溝１３の溝縁１３ａを示すデータを補正の基準として補正する例を、実施形態２では、トレッド部１１のブロックパターン１４の各ブロック１４ａの中心１４Ｃを示すデータを補正の基準として補正する例を示したが、その他のデータを補正の基準として用いてもよい。

また、外観マスターデータは、タイヤの設計値などに基づいて別途作成しておいても良いが、タイヤ１０のトレッド部１１の外観検査対象データの歪みを補正することによって作成するようにしてもよい。この外観マスターデータを作成する際の補正値は、タイヤの設計値などとの差分から求めればよい。このように、タイヤ１０のトレッド部１１の外観検査対象データの歪みを補正して外観マスターデータを作成すれば、外観マスターデータを最初から作成する場合に比べて、外観マスターデータを容易かつ簡単に作成できるようになる。

尚、補正装置４が補正対象とするトレッド部１１の外観検査対象データは、横置きされた状態のタイヤ１０の周方向に沿って位置を変えながらタイヤ外周を一周する間に複数回取得したタイヤ一周分のトレッド部１１の断面形状を示す３次元データ、あるいは、横置きされた状態のタイヤ１０の周方向に沿って位置を変えながらタイヤ外周を所定角度移動する間に複数回取得したタイヤ周囲の所定範囲分のトレッド部１１の断面形状を示す３次元データ、あるいは、横置きされた状態のタイヤ１０の全周分のトレッド部１１の表面を撮像した２次元データ、あるいは、横置きされた状態のタイヤ１０の周囲の所定範囲分のトレッド部１１の表面を撮像した２次元データであればよい。

また、上記では、横置きされた状態のタイヤ１０のトレッド部１１から取得した３次元データ又は２次元データである外観検査対象データを補正対象としたが、横置きされた状態のタイヤ１０のトレッド部１１以外の部分から取得した３次元データ又は２次元データである外観検査対象データを補正対象としてもよい。

１０タイヤ、１１トレッド部、１３溝、１３ａ溝縁、１４ａブロック、
１４Ｃブロックの中心。

Claims

タイヤの回転中心軸が垂直方向に延長するように設置面に横置きされた状態のタイヤの外観を検査対象とし、当該横置き状態のタイヤから取得した３次元データ又は２次元データである外観検査対象データにおけるタイヤの自重に伴う歪みを補正する補正処理を行った後に、当該補正処理後の外観検査対象データとタイヤの外観マスターデータとを比較するマッチング処理を行うことで外観検査対象データに含まれる不良情報を抽出することを特徴とするタイヤの外観検査方法。
前記補正処理は、タイヤのトレッド部にタイヤの周方向に沿って一周するように設けられた溝の溝縁を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置していない場合に、当該溝の溝縁を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置するように当該外観検査対象データを補正する処理であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの外観検査方法。
前記補正処理は、タイヤのトレッド部にタイヤの周方向に沿って並ぶ各ブロックの中心を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置していない場合に、当該各ブロックの中心を示す外観検査対象データが同一面上又は一直線上に位置するように当該外観検査対象データを補正する処理であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの外観検査方法。