JP2020106308A - タイヤ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既設のタイヤ検査装置へタイヤ内部の欠陥を非破壊で検出する検査装置を容易に追加することができる。タイヤ検査装置を提供する。【解決手段】加硫済みのタイヤＴを搬送するコンベア５と、コンベア５が搬送するタイヤＴを所定の位置へ位置決めするセンタリング装置５２と、コンベア５の側方に設けられタイヤＴの内部欠陥を検査する検査部５４と、センタリング装置５２が位置決めしたタイヤＴを保持して検査部５４へ搬送する移送装置５６とを備え、移送装置５６は、タイヤＴを保持した状態でタイヤ軸回りに回転させるチャック駆動手段６５を備え、検査部５４は、移送装置５６が保持するタイヤＴの内部欠陥を検査する。【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ検査装置に関する。

加硫済みのタイヤに対して、ユニフォミティやダイナミックバランス（動的釣合）などの複数の製品検査が検査装置を用いて行われている。

タイヤは、複数の部材を積層して製造されるため、各層間に空気や異物が残留することがあり、このような空気や異物が残留するタイヤは不良品として除去する必要がある。そこで、近年、非破壊検査装置を用いてタイヤ内部の欠陥を非破壊で検出することがある（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１８−７７１９２

しかしながら、上記したタイヤ内部の欠陥を非破壊で検出する検査装置を、ユニフォミティやダイナミックバランスを検査する既設の検査装置に追加するには、大掛かりな改造が必要である。

そこで、タイヤ内部の欠陥を非破壊で検出するタイヤ検査装置において、既設のタイヤ検査装置への導入が容易な検査装置を提供することを目的とする。

本発明のタイヤ検査装置は、加硫済みのタイヤを搬送するコンベアと、前記コンベアが搬送する前記タイヤを所定の位置へ位置決めするセンタリング装置と、前記コンベアの側方に設けられ前記タイヤの内部欠陥を検査する検査部と、前記センタリング装置が位置決めした前記タイヤを保持して前記検査部へ搬送する移送装置とを備え、前記移送装置は、前記タイヤを保持した状態でタイヤ軸回りに回転させる回転手段を備え、前記検査部は、前記移送装置が保持する前記タイヤの内部欠陥を検査するものである。

本発明によれば、既設のタイヤ検査装置へタイヤ内部の欠陥を非破壊で検出する検査装置を容易に追加することができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤ検査装置の概略平面図 本発明の一実施形態に係るタイヤ検査装置の側面図 図２の要部を拡大して示す図 タイヤ検査装置の制御構成を示すブロック図

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態のタイヤ検査装置５０は、第１検査部２と第２検査部３とを備える既設の検査装置１に追加され、加硫済みのタイヤ（以下、単にタイヤということもある）Ｔの内部欠陥を検査する。

既設の検査装置１は、コンベア４とコンベア５の間に第１検査部２が設けられ、コンベア５とコンベア６の間に第２検査部３が設けられている。

第１検査部２は、スピンドル軸７と、回転ドラム機構８と、第１荷重測定部１０とを備え、コンベア４に載置されたタイヤＴが不図示の搬送手段によって搬送される。第１検査部２は、コンベア４から搬送されたタイヤＴを、スピンドル軸７に設けられたリムで保持し、回転ドラム機構８のドラム部９の外周面に接触させつつ所定速度で回転させて、ドラム部９の軸部に伝わる力成分を第１荷重測定部１０によって測定することで、スピンドル軸７に取り付けられたタイヤＴのユニフォミティを測定する。そして、第１検査部２においてユニフォミティの測定が終了すると、スピンドル軸７に保持されたタイヤＴは、不図示の搬送手段によってコンベア５に移載される。

第２検査部３は、スピンドル軸１６と、第２荷重測定部１７とを備え、コンベア５に載置されたタイヤＴが不図示の搬送手段によって搬送される。第２検査部３は、コンベア５から搬送されたタイヤＴを、ドラム部などが接触していない状態でスピンドル軸１６がユニフォミティ測定時より高速で回転させる。その際にスピンドル軸１６に生じるタイヤ径方向の力成分を第２荷重測定部１７によって測定することで、タイヤＴのダイナミックバランスを測定する。そして、第２検査部３においてダイナミックバランスの測定が終了すると、スピンドル軸１６に保持されたタイヤＴは、不図示の搬送手段によってコンベア６に移載される。

タイヤ検査装置５０は、第１検査部２と第２検査部３とを繋ぐコンベア５が搬送するタイヤＴを所定の位置へ位置決めするセンタリング装置５２と、コンベア５の側方（コンベア５のタイヤＴの搬送方向に垂直な方向）にコンベア５と並んで設けられ検査部５４及び排出コンベア５５と、センタリング装置５２が位置決めしたタイヤＴを保持して検査部５４及び排出コンベア５５へ搬送する移送装置５６と、検査部５４とコンベア５とを繋ぐ返還コンベア１１と、これらを制御する制御部１２とを備える。

センタリング装置５２は、コンベア５を構成する複数のローラの間に設けられた昇降台５８と、タイヤＴの外表面（いわゆるトレッド面）を互いに対向する位置から押圧する一対の押圧片６０とを備える。昇降台５８の上面には、水平面内の任意の方向へタイヤＴが移動するのを補助する多方向ローラ５８ａが設けられている。昇降台５８は不図示の駆動手段によって上下動することで、多方向ローラ５８ａがコンベア５のローラより下方の位置と上方の位置との間を移動する。

センタリング装置５２では、多方向ローラ５８ａがコンベア５のローラより下方に配置されている状態で、コンベア５に載置されたタイヤＴが昇降台５８の上方へ搬送されると、多方向ローラ５８ａがコンベア５のローラの上面より上方に位置するように昇降台５８が上方へ移動する。これにより、コンベア５に支持されていたタイヤＴが昇降台５８の多方向ローラ５８ａに支持される。そして、センタリング装置５２は、一対の押圧片６０が、多方向ローラ５８ａに支持されたタイヤＴの外表面を挟み込むように押圧することで、昇降台５８の上面においてタイヤＴを所定位置に位置決めする。

移送装置５６は、図１〜図３に示すように、タイヤＴを保持するチャック部６４と、チャック部６４をタイヤＴの回転軸周りに回転させるとともに上下動させるチャック駆動手段６５と、チャック部６４及びチャック駆動手段６５をコンベア５の側方へ移動させるリニアガイド６６とを備える。

チャック部６４は、タイヤの内周部（ビード部）に当接してタイヤＴを保持する複数（この例では３つ）の把持部６７と、複数の把持部６７をタイヤ径方向に移動するエアアクチュエータ６８と、複数の把持部６７の位置を検出する非接触変位計６９とを備える。

チャック部６４は、センタリング装置５２の昇降台５８において一対の押圧片６０によってタイヤＴが位置決めされると、複数の把持部６７を上方からタイヤＴの中空部へ挿入する。そして、チャック部６４は、複数の把持部６７を同期させてタイヤの内周部に当接する位置までタイヤ径方向外側へ移動させることで、タイヤＴを保持する。

その際、チャック部６４が複数の把持部６７によってタイヤＴを保持するまで、一対の押圧片６０はタイヤＴの外表面を互いに径方向内側へ押圧しタイヤＴを保持固定することが好ましい。

このようにチャック部６４がタイヤＴの内周部を保持するまで、一対の押圧片６０によってタイヤＴを挟み込み保持することで、一対の押圧片６０によって位置決めしたタイヤＴが、ズレることなくチャック部６４へ受け渡される。

また、複数の把持部６７をタイヤＴの中空部に挿入後、把持部６７をタイヤ径方向外側へ移動させる際にエアアクチュエータ６８へ導入するエア圧力を、非接触変位計６９で検出される把持部６７の位置に応じて変化させてもよい。つまり、把持部６７の移動開始時から把持部６７とタイヤＴの内周部との間隔が所定長さに近づくまで、第１圧力Ｐ１のエアをエアアクチュエータ６８に導入して把持部６７を移動させ、把持部６７とタイヤＴの内周部との間隔が所定長さ以下になると、第１圧力Ｐ１より小さい第２圧力Ｐ２のエアをアクチュエータ６８に導入して、把持部６７をタイヤＴの内周部に当接させることが好ましい。

このようにアクチュエータ６８に導入するエアの圧力を制御することで、把持部６７がタイヤＴの内周部に当たる際の衝撃を和らげることができ、タイヤＴの損傷や変形を抑えることができる。

移送装置５６は、チャック部６４がタイヤＴを保持すると、チャック駆動手段６５によってチャック部６４を上昇させ、リニアガイド６６によって検査部５４の上方へチャック部６４を移動させ、その後、チャック部６４を下降させてタイヤＴを検査部５４に配置する。また、移送装置５６は、必要に応じて、チャック部６４が保持するタイヤＴを排出コンベア５５へ移載してタイヤＴをタイヤ検査装置５０から排出する。

検査部５４は、送受信アンテナ部７２と、アンテナ移動手段７６とを含んで構成され、移送装置５６と協働して、チャック部６４が保持するタイヤＴの内部欠陥を非破壊で検査する。

送受信アンテナ部７２は、タイヤＴに照射されるマイクロ波を出力する送信アンテナ７３と、該送信アンテナ７３と空間的に分離されてタイヤＴからのマイクロ波の反射波を受信する受信アンテナ７４とを備える（図１、図３参照）。

送信アンテナ７３から被測定物へ照射されるマイクロ波は、被測定物の表面と欠陥間の多重反射による干渉を生ずる周波数を含み、その周波数における反射波の強度を受信アンテナ７４で測定することにより被測定物の内部の欠陥を検出することができる。なお、マイクロ波の周波数は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの帯域内で選択可能である。また、送信アンテナ７３によるマイクロ波の照射範囲は特に限定されず、この例では約３０ｍｍ角の範囲で欠陥を検出できるように構成されている。

送信アンテナ７３と受信アンテナ７４は、タイヤ検査装置１の全体を制御する制御部１２に接続され、制御部１２において送信アンテナ７３から出力されるマイクロ波の波源の生成、及び受信アンテナ７４で受信された反射波から検出信号の生成を行う。

なお、マイクロ波の波源の生成及び検出信号の生成を実行するための具体的な構成は特に限定されない。例えば、制御部１２は、固定発振器と、掃引発振器（局部発振器）と、ミキサと、周波数フィルタと、ＩＱミキサなどを含み、固定周波数のマイクロ波を発信する固定発振器により生成された信号に、掃引発振器により生成された掃引周波数の信号を合波して送信波を生成し、この送信波を送信アンテナ７３から出力する。受信回路はヘテロダイン方式により構成されており、掃引発振器を局部発振器として、送信アンテナ７３から出力されるマイクロ波の周波数と異なる周波数のマイクロ波である局部波を発信し、該局部波と受信アンテナ７４で受信した受信信号とをミキサで合波して、両者の周波数の差の周波数を有する差周波数信号を生成し、周波数フィルタを通過させて差周波数信号のみを得る。この信号を計測信号としてＩＱミキサに入力し、ＩＱミキサ内で固定発振器の周波数の参照波信号と合波され、検出信号が得られる。

アンテナ移動手段７６は、送受信アンテナ部７２をタイヤ幅方向（上下方向）に移動させて、検査部５４においてチャック部６４が保持するタイヤＴの全幅にわたってマイクロ波を照射するようになっている。

検査部５４は、チャック駆動手段６５によりチャック部６４が保持するタイヤＴを回転させながら送信アンテナ７３によるマイクロ波の出力と受信アンテナ７４による反射波の受信を行う。このようなマイクロ波の出力と反射波の受信は、タイヤＴが１回転するごとに、アンテナ移動手段７６を用いて送受信アンテナ部７２をタイヤ幅方向に所定間隔ずつ移動させ、タイヤＴのトレッド部の全幅で測定が完了するまで行う。

なお、本実施形態では、１個の送受信アンテナ部７２でタイヤＴを検査する場合について説明するが、２個の送受信アンテナ部７２をタイヤＴの幅方向に間隔を開けて設けてもよく、その場合、アンテナ移動手段７６が、少なくともトレッド部の全幅の半分の長さだけ送受信アンテナ部７２をタイヤＴの幅方向へ移動させることで、タイヤＴを検査することができる。

制御部１２は、演算処理部、メモリ、及びディスプレイを備えたコンピューターから構成されている。この制御部１２は、図４に示すように、スピンドル軸７、１６、第１荷重測定部１０、第２荷重測定部１７、移送装置５６、送受信アンテナ部７２、及びアンテナ移動手段７６に接続され、これらの動作を制御する。また、制御部１２は、第１荷重測定部１０から入力された測定結果からユニフォミティを算出し、第２荷重測定部１７から入力された測定結果からダイナミックバランスを算出し、受信アンテナ７４から入力された測定結果からタイヤＴの内部結果の有無を検出する。

次に、タイヤ検査装置５０の動作について説明する。

第１検査部２においてユニフォミティを測定したタイヤＴが、不図示の搬送手段によってコンベア５に移載されると、センタリング装置５２が昇降台５８の上面においてタイヤＴを所定位置に位置決めする。

位置決めされたタイヤＴは、移送装置５６のチャック部６４によって保持され検査部５４へ搬送される。

検査部５４では、チャック部６４が保持するタイヤＴを回転させながら送信アンテナ７３によるマイクロ波の出力と受信アンテナ７４による反射波の受信を行い、タイヤＴが１回転するごとに、送受信アンテナ部７２をタイヤ幅方向に所定間隔ずつ移動させて、タイヤＴの内部結果の有無を検出する。

そして、検査部５４によりタイヤＴの内部欠陥が検出されると、移送装置５６は、チャック部６４が保持するタイヤＴを排出コンベア５５へ移載して、タイヤＴをタイヤ検査装置５０及び検査装置１の外部へ排出する。

一方、検査部５４によりタイヤＴの内部欠陥が検出されない場合、移送装置５６は、チャック部６４が保持するタイヤＴを、不図示の移載装置を介して返還コンベア１１へ移載する。返還コンベア１１へ移載されたタイヤＴは、コンベア５へ戻された後、不図示の搬送手段によって第２検査部３へ搬送され、ダイナミックバランスが測定される。

そして、ダイナミックバランスの測定が終了すると、スピンドル軸１６に保持されたタイヤＴは、不図示の搬送手段によってコンベア６に移載され、検査装置１からタイヤＴを取り出して、全ての検査を終了する。

以上のような本実施形態のタイヤ検査装置５０では、タイヤＴを搬送するコンベア５の側方に検査部５４を設け、移送装置５６によってタイヤＴをコンベア５から検査部５４へ搬送して、タイヤの内部欠陥を検査する。そのため、既設の検査装置１の途中に割り込むようにタイヤ検査装置５０を設けることがなく容易に既設の検査装置１に追加することができる。

また、本実施形態では、チャック部６４が、コンベア５のタイヤＴを保持してコンベア５から検査部５４へ搬送した後、タイヤＴを保持したまま回転させてタイヤＴの内部欠陥を検査するため、検査部５４においてタイヤＴを受け渡しする必要がなく、検査時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、移送装置５６でタイヤＴをコンベア５から検査部５４へ搬送する前に、センタリング装置５２によってコンベア５のタイヤＴを位置決めしてから移送装置５６のチャック部６４がタイヤＴを保持するため、チャック部６４によるタイヤＴを保持する位置が一定となる。そのため、検査時にタイヤＴを所定位置に配置して送受信アンテナ部７２からタイヤ表面までの距離を一定とすることができ、精度良く欠陥を検出することができる。特に、本実施形態のようにチャック部６４がタイヤＴを保持するまで、一対の押圧片６０はタイヤＴの外表面を互いに径方向内側へ押圧しタイヤＴを保持固定することで、チャック部６４がタイヤＴを保持するまでの間にタイヤＴが昇降台５８の上で移動することがない。

また、本実施形態では、検査部５４において内部欠陥が検出されなかったタイヤＴを既設の検査装置１へ戻して続きの検査（ダイナミックバランスの測定）を再開することができる。検査部５４において内部欠陥が検出された場合は、タイヤＴをコンベア５に戻すことなく、排出コンベア５５へ移載して検査装置の外部へ排出するため、修正することができず廃棄することになる内部欠陥が検出されたタイヤＴについて更なる検査が行われることがなく、検査装置１における検査効率が向上する。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１…既設の検査装置、２…第１検査部、３…第２検査部、４…コンベア、５…コンベア、６…コンベア、７…スピンドル軸、８…回転ドラム機構、９…ドラム部、１０…第１荷重測定部、１１…返還コンベア、１６…スピンドル軸、１７…第２荷重測定部、５０…タイヤ検査装置、５２…センタリング装置、５４…検査部、５５…排出コンベア、５６…移送装置、５８…昇降台、５８ａ…多方向ローラ、６０…押圧片、６４…チャック部、６５…チャック駆動手段、６６…リニアガイド、６７…把持部、６８…エアアクチュエータ、６９…非接触変位計、７２…送受信アンテナ部、７３…送信アンテナ、７４…受信アンテナ、７６…アンテナ移動手段

Claims (5)

1. 加硫済みのタイヤを搬送するコンベアと、
   前記コンベアが搬送する前記タイヤを所定の位置へ位置決めするセンタリング装置と、
   前記コンベアの側方に設けられ前記タイヤの内部欠陥を検査する検査部と、
   前記センタリング装置が位置決めした前記タイヤを保持して前記検査部へ搬送する移送装置とを備え、
   前記移送装置は、前記タイヤを保持した状態でタイヤ軸回りに回転させる回転手段を備え、
   前記検査部は、前記移送装置が保持する前記タイヤの内部欠陥を検査するタイヤ検査装置。
2. 前記センタリング装置は、前記タイヤの外表面を押圧する押圧片を備え、
   前記移送装置は、前記タイヤの内周部を保持するチャック部を備え、
   前記押圧片が前記タイヤの外表面を押圧した状態で、前記チャック部が前記タイヤの内周部を保持した後、前記押圧片が前記タイヤの押圧を解除する請求項１に記載のタイヤ検査装置。
3. 前記チャック部は、前記タイヤの内周部に当接する複数の把持部と、複数の前記把持部をタイヤ径方向に移動するエアアクチュエータと、前記把持部の位置を検出する非接触変位計とを備え、
   前記把持部と前記タイヤの内周部との間隔が所定長さ以下になると前記エアアクチュエータに導入するエアの圧力を低下させる請求項２に記載のタイヤ検査装置。
4. 前記移送装置は、前記検査部において内部欠陥が検出されなかった前記タイヤを前記コンベアへ戻す請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ検査装置。
5. 前記移送装置は、前記検査部において内部欠陥が検出された前記タイヤを前記検査部及び前記コンベア以外へ搬出する請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ検査装置。

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