JPH073333B2 - 弾性体シートのジョイント部の不良検出方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、タイヤチューブ等の弾性体シートのジョイン
ト部の不良を光学的に自動検出する方法および装置に関
する。

＜従来の技術＞ 従来、例えばタイヤチューブのジョイント部の接合不良
は、第５図に示すような方法で検査されている。即ち、
第５図（ａ）のタイヤチューブ31のジョイント部33にタ
ルク噛みや接合ずれ加硫等により発生した接合不良箇所
32は引張状態にするとへこみとなって現れるので、この
接合不良箇所32の両側を図示しないシート伸張機で挾ん
で、第５図（ｂ）の矢印Ａの如く略1.2〜３倍の長さに
なるまで引張って接合不良箇所をへこませ、そのへこみ
の大きさを作業者がジョイント部表面33aを直接、ジョ
イント部裏面33bを鏡を介して間接夫々目視観察して、
経験的判断に基づいて良，不良を判断している。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、上記従来の不良検査方法は、ジョイント部の
良，不良を単に作業者の目視観察による経験で判断する
ものであるため、判断基準が何ら定量的でないうえ、個
人の主観に左右されて非常に曖昧となり、普遍妥当な検
査ができないという欠点がある。また、人間の目視検査
に依るため、検査に長時間を要して能率が悪く、さらに
錯誤等による不良箇所の見落しが避けられないという欠
点がある。

そこで、本発明の目的は、人間の目視によらずジョイン
ト部の接合不良による変位の量を自動計測させ、計測結
果を自動的に判断させることによって、弾性体シートの
ジョイント部の接合不良を普遍的基準により確実かつ能
率良く検出することができる弾性体シートのジョイント
部の不良検出方法および装置を提供することである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、本発明の弾性体シートのジョ
イント部の不良検出方法は、ジョイント部を有する弾性
体シートを挾んでこれを所定パーセント伸張させるとと
もに、伸張させた弾性体シートのジョイント部の少なく
とも片面を光学的手段による計測装置で検出し、計測装
置からの検出信号を演算処理装置に入力し、この演算処
理装置で上記検出信号が表わすジョイント部のシート厚
さ方向へのへこみ量あるいはへこみ量に対応してジョイ
ント部の画像に現われる影の面積を予め与えられた基準
と比較，照合して、ジョイント部の不良を自動的に判断
することを特徴とし、また本発明の弾性体シートの不良
検出装置は、ジョイント部を有する弾性体シートを挾ん
でこれを所定パーセント伸張させるシート伸張機構と、
発光部と受光部を備え、伸長したシートのジョイント部
の少なくとも片面に配置され、ジョイント部およびその
近傍の変位量を検出する計測装置と、この計測装置から
入力される検出信号が表わすジョイント部およびその近
傍のシート厚さ方向へのへこみ量あるいはこのへこみ量
に対応してジョイント部およびその近傍の画像に現われ
る影の面積を予め与えられた基準値と比較，照合して、
ジョイント部の不良を判断するとともに、処理された検
出信号や判断結果を表わす信号を出力する演算処理装置
を備えたことを特徴とする。

＜作用＞ 上記不良検出装置において、検査すべき弾性体シートの
ジョイント部の両側をシート伸張機構で挾んで、この弾
性体シートを所定パーセントまで伸張させる。次いで、
上記ジョイント部の少なくとも片面に配置された計測装
置でジョイント部およびその近傍を計測すると、発光部
から発せられ，ジョイント部およびその近傍で反射さ
れ，受光部で受光される光によって、ジョイント部およ
びその近傍のへこみ量あるいこれに対応して画像に現わ
れる影の面積が、検出信号として捕えられ、演算処理装
置に入力される。演算処理装置は、入力された検出信号
を予め与えられた基準値と比較，照合し、例えば基準値
以上の凹部があると判断したとき、ジョイント部にタル
ク噛み等に起因する接合不良があると判定する。そし
て、演算処理装置で画像処理された上記検出信号が例え
ば表示装置にシート厚さ方向へのへこみ量を表わす画像
として出力されるとともに、判定結果たる接合不良を表
わす信号が、例えば警報装置にブザー音として出力され
る。

＜実施例＞ 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の弾性体シートのジョイント部の不良検
出方法の実施に使用する装置の第１実施例を示す概略図
であり、１はジョイント部を有する弾性体シートとして
のタイヤチューブ、２はこのタイヤチューブ１のジョイ
ント部1aに光を投射する発光部としてのランプ、３はジ
ョイント部1aおよびその近傍からの反射光を捕えて画像
信号に変換するカメラ、４は上記ランプ２とカメラ３を
搭載し、カメラ３から入力される画像信号を公知の手法
で２値化処理し、所定の大きさに拡大，縮小処理した
後、その影６の面積を全画面の面積と比較し、その割合
が基準値を超えたときそのジョイント部1aを不良と判断
する演算処理装置を兼ねるコントローラ、５はこのコン
トローラ４の演算処理装置から出力される２値化処理さ
れた画像信号を画面に表示するCRTである。

第２図は、上記コントローラ４の機能ブロック図であ
る。即ち、コントローラ４は、カメラ３から画像信号を
取り込み、これを２値化した後、メモリに記憶し、次い
で２値化したデータを後述の縮小，拡大処理し、処理後
のデータを補正データ用メモリに格納するとともに演算
し、演算結果をCRT5に表示出力する。

上記タイヤチューブ１のジョイント部1aの両側には、後
述するシート伸張機構（第６図参照）が設けられてお
り、このシート伸張機構でタイヤチューブ１の両側縁を
挾み、タイヤチューブを略120〜300％の長さになるまで
伸張した状態で、上記不良検出装置を作動させてジョイ
ント部の不良を検出するようにしている。なお、上記伸
張率は、ジョイント部の変位量（へこみ量等）が最大に
なる範囲である。ハロゲンランプ等からなる上記ランプ
２とCCD（チャージカップルドデバイス）等からなるカ
メラ３は計測装置を構成し、光源とカメラの角度は伸張
してへこんだジョイント部1aに最も大きな影６ができる
角度に配置され、またこの計測装置とコントローラ４と
表示装置５は、図示のタイヤチューブ１の表面側33aの
みならず、裏面側33bにも配置すれば、ジョイント部の
不良を表裏両側から一度に能率的に検出することができ
る。上記コントローラ４の演算処理装置は、ジョイント
部1aが不良と判断したとき、判断結果を表わす信号を図
示しない警報装置に出力して、ブザー音を発生させる。

上記構成の第１実施例の動作を、本発明のジョイント部
不良検出方法の一実施例を含めて、第３図のフローチャ
ートを参照しつつ次に述べる。

まず、ステップS1で、検査すべきタイヤチューブ１のジ
ョイント部1aの両側をシート伸張機構（第６図参照）で
挾んで、このタイヤチューブ１を略120〜300％に伸長さ
せる。次いで、ステップ２でスタートボタンが押された
と判断すると、ステップS3でジョイント部1aの表，裏面
に夫々配置した検出装置のランプ２を点灯する。そうす
ると、カメラ３はジョイント部1aおよびその近傍の変位
量を明暗の画像信号に変換し、コントローラ４の演算処
理装置は、ステップS4で上記画像信号を取り込む。演算
処理装置は、入力された画像信号をステップS5で所定の
基準により２値化処理し、２値化されたデータをステッ
プS6でメモリに格納するとともに、ステップS7,S8で所
定の大きさに拡大，縮小処理した後、ステップS9で処理
後のデータを補正データ用メモリに格納するとともに、
ステップS10でその影の面積の全画面の面積との割合を
求める。そして、ステップS11で、影の面積割合が基準
値より大きいと判断すれば、ジョイント部1aにタルク噛
みやずれ加硫（第５図参照）等の接合不良があると判定
して、表示装置５に２値化処理された画像信号を出力し
て図示の如く表示させるとともに、警報装置（図示せ
ず）をしてブザー音を発生せしめる。一方、影の面積割
合が基準値より小さいと判断すれば、接合不良なしと判
定して、表示装置５に２値化処理された画像信号を同様
に出力するが、ブザー音は発生させない。

第４図は、第３図のステップS7,S8の縮小処理，拡大処
理の手法を示す図である。いま、第３図のステップS5で
２値化された画像が第４図（ｂ）に示すものである場
合、この画像に第４図（ａ）に示すような３×３のフィ
ルタをかけ、このフィルタの中央の丸印の画素に注目し
て、縮小処理のときは、まわりの画素全てが黒（“1"）
のとき中央の画素を黒（“1"）とするアンド演算を行な
って第４図（ｃ）の如き画像を得る一方、拡大処理のと
きは、まわりの画素に１つでも黒があれば中央の画素を
黒とするオア演算を行なって第４図（ｄ）の如き画像を
得るものである。

上記第１実施例では、検出装置をタイヤチューブ１の表
裏両面に設けて伸張したジョイント部1aの凹凸を検査す
るようにしているので、表裏一度に能率的に接合不良箇
所を発見することができ生産性がよい。また、コントロ
ーラ４の演算処理装置がジョイント部に接合不良がある
と判断したとき、警報装置にブザー音を鳴らさせるよう
にしているので、操作者が不良箇所を見落とすことがな
いうえ、判断結果の良，不良に拘らずジョイント部およ
びその近傍の変位量を２値化処理された画像で表示装置
５に表示させるので、操作者が画像を見て随時良否の判
定を行なえるという利点がある。また、ランプ２とカメ
ラ３からなる計測装置およびコントローラ４の駆動装置
と演算処理装置により、全自動でジョイント部の不良を
検出するようにしているので、普遍的良否基準により従
来の目視検査より格段に確実かつ能率的な検査ができる
ことはいうまでもない。

なお、上記第１実施例の計測装置2,3をコントローラ４
の自動駆動によらず手動とすることもでき、不良箇所検
出時の警報はブザー音に限らず警報ランプなどでもよ
い。

第６図（ａ），（ｂ）は、検査すべきタイヤチューブを
伸張するチューブ伸張機（シート伸張機構）の実施例の
夫々正面図，側面図である。このチューブ伸張機は、前
面と上面が開いた箱状の架台11の下部中央に２本のアー
ム12,12′の下端を枢着して回動自在に取り付け、この
アーム12,12′に、上端に前方へ突出するチューブ把持
部14a,14′ａをもつロッド14,14′を摺動自在に挿通し
たガイド部材13,13′を固定し、各ガイド部材に下方に
向けて固定したシリンダ15,15′のピストンロッド15a,1
5′ａの先端を夫々ロッド14,14′の下端に連結してこれ
を矢印Ｘの如く上下動させる一方、上記アーム12,12′
間にブラケット16,16′とピンを介してシリンダ17の基
端およびピストンロッド先端を連結して、アームを矢印
Ｙの如く揺動させるとともに、架台11の上部左右に上記
アーム12,12′に当接してこれを規制するストッパ18,1
8′を固定してなる。そして、シリンダ15,15′のピスト
ンロッド15a,15′ａを突出させて、ロッド14,14′のチ
ューブ把持部14a,14′ａを矢印Ｘ方向に第６図（ａ）の
破線で示す位置まで下降させ、この位置でタイヤチュー
ブ１のジョイント部1aの両側を上記把持部14a,14′ａで
挾み付けて把持した後、シリンダ17のピストンロッドを
突出させて、アーム12,12′を矢印Ｙ方向に左右に両側
のストッパ18,18′に当接するまで回動させる。上記ス
トッパ18,18′は、先端の突出度をP,Qの如く２段に調節
できるようになっており、Ｐ点で150％の伸びを、Ｑ点
で200％の伸びを夫々タイヤチューブ１に付与するよう
にしている。

第７図は、本発明の不良検出装置の第２実施例を示す概
略図である。第２実施例は、計測装置として発光部22a
と受光部22bを備えた光学式変位計22を用い、発光部22a
から投射され、ジョイント部1aおよびその近傍で反射さ
れた光を受光部22bで捕え、これを光触針法によってジ
ョイント部のへこみ量を表わす検出信号に変換し、検出
信号をアンプ23を介してコントローラ24に入力するよう
になっている。

第８図は、上記コントローラ24の機能ブロック図であ
る。即ち、コントローラ24は、アンプ23からの変位デー
タを取り込み、これをメモリに記憶するとともに、演算
処理部で上記変位データに基づいてチューブジョイント
近傍の平坦部と凹部のへこみ量（深さと幅）を比較し、
へこみ量が予め与えられた許容値以上と判断したとき、
接合不良箇所ありと判定して図示しない警報装置にブザ
ー音を発生せしめる。また、ジョイント部の良，不良に
拘らず、上記検出信号を表示装置25に常時出力して、図
示のようなジョイント部断面形状に対応した曲線を表示
させる。このような不良検出装置は、前述の第１実施例
と同様タイヤチューブ１の表裏両面に配置され、タイヤ
チューブ１を略120〜300％伸長させた状態で検出が行な
われる。

上記第２実施例は、第９図のフローチャートに示すよう
に動作する。即ち、まずステップS1で検査すべきタイヤ
チューブを前述の伸張機（第６図参照）にセットし、ス
テップS2でスタートボタンが押されたと判断すると、ス
テップS3で光学式変位計22が後述する駆動装置（第10図
参照）によって、矢印Ｖで示すジョイント部1aに直交す
る方向および矢印Ｚ方向にジョイント部1aに沿う方向に
駆動され、スキャンが開始する。そして、ステップS4
で、コントローラ24のメモリに変位データが取り込ま
れ、ステップS5でスキャンが終了したと判断すると、ス
テップS6で変位データの適否即ち接合不良の有無が判定
される。

第10図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、第７図の光
学式変位計22を駆動する駆動装置の夫々平面図，側面
図，正面図および伸張されたタイヤチューブの平面図で
ある。この駆動装置は、架台31の上面に設けたリニアガ
イド32に摺動自在に移動台33を載置し、この移動台の下
部に固定したボールナット34に螺合したボールネジ35を
モータ36で回転して、上記移動台33を矢印Ｚ方向に往復
動させる一方、移動台33の上面にユ字状の支持枠37をそ
の垂直軸37aの下端で枢支し、支持枠37の先端に対向さ
せて光学式変位計22,22′を固定するとともに、支持枠3
7の後端に設けた長穴37bに、モータ38で駆動される回転
ディスク39に突設した偏心ピン40を嵌め込んで、支持枠
37の先端を矢印Ｖの方向に20〜30mmの幅で揺動させるも
のである。そして、対向する光学式変位計22,22′の間
に、第10図（ｂ），（ｃ）に示すように、チューブ伸張
機（第６図参照）のチューブ把持部14a,14′ａで伸張し
て把持されたチューブ１のジョイント部1aを配置し、上
記支持枠37の左右への揺動と移動台33の前後動により、
第10図（ｄ）に示すようにジョイント部1aをこれに沿っ
てジグザグにスキャンするようになっている。

第11図〜第14図は、上記第２実施例によるチューブ厚の
測定結果の一例を示す図である。第11図，第12図は、ト
ラック・バス用チューブを夫々150％,200％に伸張した
場合、第13図，第14図は、自動二輪用チューブを夫々15
0％,200％に伸張した場合の測定結果である。測定は、
第７図に示すジョイント部1aを中心に光学変位計22を両
側に約5mmずつ矢印Ｂ方向に移動させて、0.2mmピッチで
行なっている。図から明らかなように、ジョイント部に
おけるくぼみは、トラック・バス用チューブでは伸張率
150％の方が大きく、自動二輪用チューブでは逆に伸張
率200％の方が大きい。従って、タイヤの種類に応じて
ジョイント部におけるくぼみが顕著に現われる固有の伸
長率があるから、第２実施例の不良検出装置による検査
は、このようなへこみ量が大きいほうの伸長率の下で行
なうのが好ましいことが判る。

上記第２実施例は、計測原理および構成において前述の
第１実施例と基本的には何ら異ならない。従って、第１
実施例と同様の効果を奏し、第１実施例に比べて検査領
域が狭いという欠点はあるものの、発光部と受光部がコ
ンパクトに一体化できるという利点がある。

第15図は、本発明の不良検出装置の第３実施例を示す概
略図である。第３実施例は、計測装置として移動台（第
18図参照）に表示装置に現れるへこみ量が最大になるよ
うな最適の入射角で発光部としてのレーザプロジェクタ
42と受光部としてのCCD等からなるエリアセンサ43を夫
々取り付け、上記移動台をコントローラ44でジョイント
部1aに沿う方向に駆動しつつ、エリアセンサ43で捕えた
反射光を光切断法によってジョイント部の凹凸に応じた
縞模様を表わす検出信号に変換して、コントローラ44に
入力するものである。

第16図は、上記コントローラ44の機能ブロック図であ
る。即ち、コントローラ44は、エリアセンサ43からの検
出信号（画像信号）をデジタルデータとして取り込み、
これをメモリに記憶するとともに、演算処理部で上記デ
ジタルデータに基づいてチューブジョイントのへこみ量
を平坦部と比較し、へこみ量が予め与えられた許容値以
上と判断したとき、接合不良箇所ありと判定して図示し
ない警報装置にブザー音を発生せしめるとともに、ジョ
イント部の良，不良に拘らず上記検出信号を表示装置45
に常時出力して、図示の如き曲線を表示させる。第３実
施例の不良検出装置も、第1,第２実施例と同様タイヤチ
ューブ１の表裏両面に配置され、タイヤチューブ１を略
120〜300％伸長させた状態で検出が行なわれる。

上記第３実施例は、第17図のフローチャートに示すよう
に動作する。即ち、まずステップS1で検査すべきタイヤ
チューブを前述の伸張機（第６図参照）にセットし、ス
テップS2でスタートボタンが押されたと判断すると、ス
テップS3でレーザプロジェクタ42とエリアセンサ43が後
述する駆動装置（第18図参照）によって、ジョイント部
1aに沿って駆動され、スキャンが開始する。そして、ス
テップS4で、コントローラ44のメモリジョイント部1aを
含む所定幅の画像データが取り込まれ、ステップS5でス
キャンが終了したと判断すると、ステップS6で画像デー
タの適否即ち接合不良の有無が判定される。

第18図は、第15図のレーザプロジェクタ42とエリアセン
サ43を駆動する駆動装置の側面図である。この駆動装置
は、架台51の上面に設けたリニアガイド52に摺動自在に
移動台53を載置し、この移動台の下部に固定したボール
ナット54に螺合したボールネジ55をモータ56で回転し
て、上記移動台53を矢印Ｘ方向に往復動させる一方、移
動台53の上面にコ字状の支持枠57を垂設し、支持枠57の
上，下辺に夫々レーザプロジェクタ42,42′およびエリ
アセンサ43,43′を固定してなる。そして、上記上下辺
の間にチューブ伸張機（第６図参照）に把持されたチュ
ーブ１のジョイント部1aを配置し、上記移動台53の前後
動によりジョイント部1aをスキャンするようになってい
る。

上記第３実施例も、計測原理および構成において前述の
第１実施例と基本的には同じである。従って、第１実施
例と同様の効果を奏するうえ、第１実施例のように２値
化処理して影の面積を比較する方法よりも、より定量的
で正確な良否判断ができるという利点がある。なお、弾
性体シートの片面のみから検出するときは、チューブ等
断面形状が環体の場合はチューブを反転させ、裏面につ
いても検出する手間が必要となる。

なお、本発明が上記各実施例のものに限られず、弾性体
シートがタイヤチューブに限られないのはいうまでもな
い。

＜発明の効果＞ 以上の説明で明らかなように、本発明の弾性体シートの
ジョイント部の不良検出方法は、ジョイント部を有する
弾性体シートを挾んで所定のパーセント伸張させた状態
で、ジョイント部の少なくとも片面を光学的手段による
計測装置で検出し、この計測装置の検出信号を受ける演
算処理装置によって、上記検出信号が表わすジョイント
部の厚さ方向のへこみ量を予め与えられた基準値と比
較，照合して、ジョイント部の不良を自動的に判断する
ものであり、また本発明の弾性体シートのジョイント部
の不良検出装置は、上記方法の実施に必要なシート伸長
機構と計測装置と演算処理装置とを備えるものであるの
で、従来のように人間の目視判断によらず、ジョイント
部の凹凸を自動計測し、計測結果の適否を自動的に判断
して、ジョイント部の接合不良を普遍的基準により確実
かつ能率的に検出することができ、弾性体シートのジョ
イント部検査に顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は弾性体シートのジョイント部の不良検出装置の
第１実施例を示す概略図、第２図は第１図のコントロー
ラの機能ブロック図、第３図は上記第１実施例の動作を
示すフローチャート、第４図は第３図の縮小，拡大処理
の手法を示す説明図、第５図は伸張前後のタイヤチュー
ブの断面を示す図、第６図（ａ），（ｂ）はチューブ伸
張機の正面図，側面図，第７図は本発明の第２実施例を
示す概略図、第８図は第７図のコントローラの機能ブロ
ック図、第９図は上記第２実施例の動作を示すフローチ
ャート、第10図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は第７
図の変位計の駆動装置の平面図，側面図，正面図および
チューブの平面図、第11図〜第14図は上記第２実施例に
よるチューブ厚の測定結果の一例を示す図、第15図は本
発明の第３実施例を示す概略図、第16図は第15図のコン
トローラの機能ブロック図、第17図は上記第３実施例の
動作を示すフローチャート、第18図は上記第３実施例で
ある。 １…タイヤチューブ、1a…ジョイント部、２…ランプ、
３…カメラ、４…コントローラ、５…表示装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジョイント部を有する弾性体シートを挾ん
   でこれを所定パーセント伸張させるとともに、伸張させ
   た弾性体シートのジョイント部の少なくとも片面を光学
   的手段による計測装置で検出し、計測装置からの検出信
   号を演算処理装置に入力し、この演算処理装置で上記検
   出信号が表わすジョイント部のシート厚さ方向へのへこ
   み量に対応してジョイント部の画像に現われる影の面積
   を予め与えられた基準値と比較，照合して、ジョイント
   部の不良を自動的に判断することを特徴とする弾性体シ
   ートのジョイント部の不良検出方法。
2. 【請求項２】ジョイント部を有する弾性体シートを挾ん
   でこれを所定パーセント伸張させるとともに、伸張させ
   た弾性体シートのジョイント部の少なくとも片面を光学
   的手段による計測装置で検出し、計測装置からの検出信
   号を演算処理装置に入力し、この演算処理装置で上記検
   出信号が表わすジョイント部のシート厚さ方向へのへこ
   み量を予め与えられた基準値と比較，照合して、ジョイ
   ント部の不良を自動的に判断することを特徴とする弾性
   体シートのジョイント部の不良検出方法。
3. 【請求項３】ジョイント部を有する弾性体シートを挾ん
   でこれを所定パーセント伸張させるシート伸張機構と、
   発光部と受光部を備え、伸長したシートのジョイント部
   の少なくとも片面に配置され、ジョイント部およびその
   近傍の変位量を検出する計測装置と、この計測装置から
   入力される検出信号が表わすジョイント部およびその近
   傍のシート厚さ方向へのへこみ量に対応してジョイント
   部およびその近傍の画像に現われる影の面積を予め与え
   られた基準値と比較，照合して、ジョイント部の不良を
   判断するとともに、処理された検出信号や判断結果を表
   わす信号を出力する演算処理装置を備えたことを特徴と
   する弾性体シートのジョイント部の不良検出装置。
4. 【請求項４】ジョイント部を有する弾性体シートを挾ん
   でこれを所定パーセント伸張させるシート伸張機構と、
   発光部と受光部を備え、伸長したシートのジョイント部
   の少なくとも片面に配置され、ジョイント部およびその
   近傍の変位量を検出する計測装置と、この計測装置から
   入力される検出信号が表わすジョイント部およびその近
   傍のシート厚さ方向へのへこみ量を予め与えられた基準
   値と比較，照合して、ジョイント部の不良を判断すると
   ともに、処理された検出信号や判断結果を表わす信号を
   出力する演算処理装置を備えたことを特徴とする弾性体
   シートのジョイント部の不良検出装置。