JPH10170238A - 被検査物の外形状異常判別方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査物の外形状の異常を判別する場合に、
予め正常な外形状のデータを登録することなく、少なく
とも異常外形を持つ被検査物を簡単かつ確実に選別する
ことができ、データの登録、更新等のメンテナス作業性
を向上する。 【解決手段】 タイヤ１０２上の同じ形状を有する異な
る２位置で同一の異常が発生することの確率が極めて低
いことに着目し、同一タイヤ１０２の異なる２位置の形
状を取り込み、比較することによって、タイヤ１０２の
外形状の異常を確実かつ迅速に判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ等の被検査
物の外形状の状態を判定するための被検査物の外形状異
常判別方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ等の被検出体に関する表面の凹凸
波形の周波数解析を利用した欠陥検知方法には、高速フ
ーリエ変換による方法が提案されている（例えば、特開
平７−１１１３３３号公報、特開平３−５４４０７号公
報参照）。また、参考として、テストデータとのマッチ
ングによる方法（特開平３−５４４０７号公報参照）
や、原波形（測定波形）と遅延した波形の差による検知
方法（特開平１−５１１２２号公報参照）等が提案され
ている。

【０００３】前記高速フーリエ変換による方法では、計
測データに含まれる雑音（ノイズ）の除去、又は欠陥部
の抽出（欠陥位置の特定）が可能である。

【０００４】また、タイヤ側面の凹凸を測定し、外形異
常を検出する装置としては、ＬＲＰ（Lateral Run-out
Peak-to-peak）測定装置がある。

【０００５】この装置においても、基本的なロジック
は、上記と同様、正常なものをマスターとして登録して
おき、それと測定したものとを比較することによって被
検査物の状態を判別する構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスタ
ーとして正常な形状を登録するには、まず正常であると
いうことを、オペレータの実測等で判断する必要があ
り、煩雑な作業である。また、タイヤの型式等によりマ
スターデータが異なるため、その新規登録、更新、削除
等、データメンテナンスが煩雑となる。

【０００７】本発明は上記事実を考慮し、被検査物の外
形状の異常を判別する場合に、予め正常な外形状のデー
タを登録することなく、少なくとも異常外形を持つ被検
査物を簡単かつ確実に選別することができ、データの登
録、更新等のメンテナス作業性を向上することができる
被検査物の外形状異常判別方法及び装置を得ることが目
的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（請求項１）請求項１に記載の発明は、少なくとも同一
の成形手段によって形成された同じ形状を有する２位置
を選択し、この２位置の形状を計測して比較し、比較の
結果、形状が同一とされる被検査物と、形状が異なる被
検査物とを分別することを特徴としている。

【０００９】請求項１に記載の発明によれば、２位置を
選択してその形状を比較した場合、正常であれば同一形
状となるが、いずれか一方が異常の場合、比較の結果、
異なる形状と判断される。これは、異常の形状が任意の
２位置で同一となる確率は極めて少ないという考え方に
基づく。

【００１０】従って、比較の結果異なる形状と判別され
たものを、同一と判別されたものとを分別する。その
後、必要であれば、異なる形状と判別されたものをオペ
レータが精密に検査する。

【００１１】このように、まず疑わしいものをラフに分
別し、その後必要に応じて再検査を行うことにより、人
手による精密な検査数を軽減することができる。 （請求項２）請求項２に記載の発明は、前記被検査物が
タイヤであり、選択される２位置が単一のタイヤの異な
る２位置であることを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、タイヤ
は、接地面の溝形状を除けば、全周に亘り同一形状が連
続しており、タイヤ幅中心を通る面に対して対照であ
り、また、タイヤ回転中心より放射状に対照であるた
め、正常であれば同一形状である２位置を容易に選択で
きる。また、単一のタイヤの２位置で異なる形状と判別
された場合は、このタイヤ自体が即異常であると判断す
ることができる。 （請求項３）請求項３に記載の発明は、被検査物として
のタイヤのビード部における、互いに直径方向に位置す
る２位置を選択し、選択された２位置にそれぞれ線状の
光ビームを照射し、この光ビームの照射方向に対して所
定角度とされた方向で前記光ビームにおけるビード部か
らの反射光を含む領域を受光し、受光された画像データ
に基づいて、２位置の形状を比較し、この比較の結果、
２位置の形状が異なる場合に、いずれか一方の位置に少
なくともピンチ、ベア、スモール、タイヤ入りを含む異
常があると判断し、比較の結果、２位置の形状が同一と
判断されたタイヤと分別する、ことを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、タイヤの
ビード部には、ピンチ（はみ出し）、ベア（ゴム充填不
足）、スモール（ビードが短い）、エア入り（空気封
入）といった不良が起き易い。そこで、被検査物をタイ
ヤのビード部とし、互いに対向する２位置、すなわち直
径方向の両端を２位置として選択する。

【００１４】この選択された２位置に線状の光ビームを
照射する。この光ビームはビード部の形状に沿って照射
されるため、この２位置を含む領域を受光することによ
って、２位置の形状を画像として得ることができる。

【００１５】この２位置に対応する２画像を比較し、２
位置の形状が異なると判断された場合は、少なくとも２
位置の内の一方にピンチ、ベア、スモール、エア入りを
含む異常があると判断できる。このように異常と判断さ
れた場合は、２位置が同一と判断されたタイヤとは分別
する。 （請求項４）請求項４に記載の発明は、被検査物を固定
する固定手段と、前記被検査物における同一の成形手段
で形成された２位置にそれぞれ線状の光ビームを照射す
る光ビーム照射手段と、前記光ビームから照射される光
ビームの照射方向に対して所定角度位置にそれぞれ配置
され、前記被検査物の２位置を含む領域からの反射光を
受光する受光手段と、前記受光手段での前記２位置を含
む領域の一致性を判別する判別手段と、判別手段による
判別の結果、不一致と判別された２位置に該当する被検
査物を、一致と判別された２位置に該当する被検査物に
対して分別する分別手段と、を有している。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、まず固定
手段によって被検査物を固定する。光ビーム照射手段で
は、選択された２位置（同一成形手段で形成された２位
置）に線状の光ビームを照射する。この照射された光ビ
ームは、選択された２位置の外形状に沿って屈曲するこ
とになる。この２位置を含む領域を受光手段で受光する
ことにより、屈曲した光ビームの形状から２位置の外形
状を画像として得ることができる。

【００１７】判別手段では、２位置の画像を一致性を判
別し、分別手段では、判別手段による判別の結果、不一
致と判別された２位置に該当する被検査物を、一致と判
別された２位置に該当する被検査物に対して分別する。
不一致と判別された２位置に該当する被検査物のみを必
要に応じて人手等による再検査を行うことにより、全数
を人手によって検査するよりも、その作業が軽減され、
かつ正確な選別作業を行うことができる。 （請求項５）請求項５に記載の発明は、前記請求項４に
記載の発明において、前記被検査物がタイヤであり、選
択される２位置が単一のタイヤの異なる２位置であるこ
とを特徴としている。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、被検査物
がタイヤであり、選択される２位置が単一のタイヤの異
なる２位置であるため、前記不一致と判別された時点で
異常であると決定することができる。 （請求項６）請求項６に記載の発明は、前記請求項５に
記載の発明において、前記固定手段に固定されたタイヤ
を回転させ、複数の異なる２位置での形状を判別するこ
とを特徴としている。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、固定手段
で固定されたタイヤの２位置の形状を画像として得る工
程を、タイヤを軸回転させた状態で複数の２位置で行う
ことにより、タイヤの全周に亘り、異常を判別すること
ができる。 （請求項７）請求項７に記載の発明は、前記請求項５又
は請求項６記載の発明において、前記２位置が、タイヤ
のビード部であり、該２位置が互いに直径方向に位置す
ることを特徴としている。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、タイヤの
ビード部には、ピンチ、ベア、スモール、エア入り等の
異常が発生し易く、検査の重要箇所である。このビード
部において２位置を選択する場合に、互いに直径方向に
位置する２位置を選択することにより、この２位置で同
一形状の異常が発生している確率は極めて小さく、適正
な検査を行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１には、第１の実施の形態に係
るタイヤ形状検査装置１００（以下、単に検査装置１０
０という）が示されている。

【００２２】検査装置１００は、タイヤ１０２を保持す
る固定手段としてホルダ部１０４を備えている。

【００２３】図２及び図３に示される如く、このホルダ
部１０４は、タイヤ１０２の外周の３点を保持する３個
の保持アーム１０６を備えており、この保持アーム１０
６の延長方向は、それぞれタイヤ中心に向けられてい
る。ここで、保持アーム１０６は、シリンダ１０８のロ
ッド１１０に取り付けられており、伸縮自在とされてい
る。ここで、保持アーム１０６を引き込み状態としてお
き（図２参照）、所定位置にタイヤ１０２を位置決めし
た後、保持アーム１０６を徐々に伸長させることによ
り、タイヤ１０２の外周を保持アーム１０６によって保
持することができる構成となっている（図３参照）。

【００２４】図１及び図４に示される如く、タイヤ側面
の一方側には、光ビーム照射手段としての一対の光源部
１１２が配設されている。この光源部１１２は、半導体
レーザ及び複数の光学系によって構成されており、線状
の光ビームを出力することができるようになっている。

【００２５】この線状の光ビームは、タイヤ１０２のビ
ード部１０２Ｂに照射される。ここで、一対の光ビーム
は、互いに前記タイヤ１０２の直径方向とされている。
すなわち、タイヤ１０２の所定位置（第１の位置）に一
方の光ビームが照射され、この位置から１８０°離れた
位置（第２の位置）に他方の光ビームが照射されること
になる。

【００２６】また、光源部１１２に対応して、それぞれ
受光センサ１１４が配設されており、この受光センサ１
１４の受光方向は、前記光源部１１２からの線状の光ビ
ームが照射されたビード部の第１の位置及び第２の位置
とされている。

【００２７】ここで、光源部１１２からの光ビームの照
射方向と、受光センサ１１４による第１の位置及び第２
の位置からの受光方向とは、約９０°の位置関係となっ
ている。

【００２８】一対の光源部１１２は、それぞれコントロ
ーラ１１６の駆動制御部１１８からの信号により動作す
るドライバ１２０を介して給電され、線状の光ビームを
照射する。

【００２９】一方、一対の受光センサ１１４は、その受
光量に応じた電気信号をそれぞれコントローラ１１６の
データ処理制御部１２２の画像生成部１２４に送出する
ようになっている。なお、ここで、一方の受光センサ１
１４と画像生成部１２４との間には、画像反転部１２６
が介在されており、ミーラ反転の如く画像が反転された
状態で画像生成部１２４へ送出されるようになってい
る。

【００３０】これにより、第１の位置及び第２の位置共
に、同一位置で受光した画像として画像生成部１２４へ
送られることになる。

【００３１】画像生成部１２４では、前記入力される受
光センサ１１４からのデータに基づいて画像が生成され
る。生成された画像は、この画像生成部１２４に接続さ
れたモニタ１２８に表示されるようになっている。

【００３２】また、画像生成部１２４は、それぞれ比較
部１３０の入力端に接続されている。この比較部１３０
では、両方の画像生成部１２４から送出される画像デー
タを比較し、一致していればハイレベル（Ｈ）、不一致
ならばローレベル（Ｌ）の信号を出力するようになって
いる。

【００３３】比較部１３０の出力端は、判定結果判別部
１３２に接続されており、前記判定信号は、判定結果判
別部１３２に送出され、前記モニタ１２８上に『ＯＫ』
又は『ＮＧ』の表示を行うと共に外部出力端子１３４に
前記判定信号を出力するようになっている。

【００３４】以下に本実施の形態の作用を説明する。ま
ず、保持アーム１０６を引き込み状態としておき（図２
の状態）、所定位置にタイヤ１０２を配置する。この状
態で、保持アーム１０６を伸長させることにより、タイ
ヤ１２０を３点支持し、所定位置に保持することができ
る（図３参照）。これにより、被検査物であるタイヤ１
０２の装填が完了する。

【００３５】保持アーム１０６に保持されたタイヤ１０
２のビード部１０２Ｂにおける第１の位置及び第２の位
置に向けて、それぞれ光源部１１２から線状の光ビーム
を照射する。この照射によって、線状の光ビームは、ビ
ード部１０２Ｂの形状に応じて屈曲することになる。

【００３６】第１の位置と第２の位置とは、互いにタイ
ヤ１０２の直径方向に位置しており、仮に第１の位置と
第２の位置のビード部１０２Ｂに異常な形状が存在して
いる場合でも、この異なる２位置間で同一の異常形状が
存在することは、確率的に極めて低い。このため、第１
の位置と第２の位置の形状が不一致の場合には、このタ
イヤ１０２のビード部１０２Ｂには、異常形状が存在す
ると言うことができる。

【００３７】この形状検査のため、受光センサ１１４で
は、前記第１の位置及び第２の位置を含む領域の反射光
を受光する。このとき、線状の光ビームは、ビード部１
０２Ｂの形状に応じて屈曲しているため、受光センサ１
１４で受光される受光量、受光位置によって第１の位置
及び第２の位置の形状を得ることができる。

【００３８】一方の受光センサ１１４で受光され、電気
信号に変換されたデータは、画像反転部１２６によって
ミラー反転される。これは、第１の位置及び第２の位置
の受光センサ１１４による受光時に左右対照の状態で受
光されるため、これらの左右を一致させるために行われ
る処理である。

【００３９】データ処理制御部１２２の画像生成部１２
４では、一対の受光センサ１１４からの電気信号（一方
は、画像反転部１２６を通過）に基づいて画像が生成さ
れる。生成された２つの画像は、モニタ１２８に表示さ
れると共にその画像データは比較部１３０に入力され、
その画像データ間の位置等の変位状態を比較し、一致か
不一致からをレベル信号で出力する。

【００４０】ここで、両者の画像データが一致している
場合には、ハイレベル（Ｈ）の信号が判定結果判別部１
３２に出力され、不一致の場合には、ローレベル（Ｌ）
の信号が判定結果判別１３２に出力される。

【００４１】判定結果判別部１３２では、この入力レベ
ル信号に応じてモニタ１２８上に『ＯＫ』又は『ＮＧ』
の表示を行うと共に、外部出力端子に出力する。

【００４２】ここで、タイヤ１０２のビード部１０２Ｂ
の第１の位置に図４に示されるようなはみ出し１０２Ａ
が生じている場合、一対の受光センサ１１４からの信号
に応じて生成した画像が異なることになり、『ＮＧ』と
なる。

【００４３】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、実際に生成した
画像のモニタ表示内容を表しており、図５（Ａ）は上記
第１の位置での形状ではみ出し部分（図５（Ａ）の丸印
参照）が存在することが判る。一方、図５（Ｂ）は第２
の位置の同一部分にこのはみ出し部分が存在していない
ことが判る。

【００４４】なお、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、ベア（ゴ
ム充填不足）不良を起こしている場合（図６（Ａ）の丸
印参照）と正常な場合（図６（Ｂ）参照）をモニタ１２
８上の表示内容であり、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、スモ
ール（ビード部が短い）不良を起こしている場合（図７
（Ａ）の丸印参照）と正常な場合（図７（Ｂ）参照）を
モニタ１２８上の表示内容である。

【００４５】本第１の実施の形態によれば、タイヤ１０
２ビード部１０２Ｂの異なる２位置で同一形状の異常が
発生することの確率が極めて低いことに着目し、同一タ
イヤ１０２の異なる２位置の形状を生成し、比較するこ
とによって、タイヤ１０２の外形状の異常を確実かつ迅
速に判別することができる。 （第２の実施の形態）以下に本発明の第２の実施の形態
について説明する。なお、第１の実施の形態と同一構成
部分については、同一の符号を付してその構成の説明を
省略する。

【００４６】第２の実施の形態では、第１の位置と第２
の位置の設定の仕方に特徴がある。図８に示される如
く、光源部１１２は、タイヤ１０２の両サイドのビード
部１０２Ｂのそれぞれの所定の位置に対応している。ま
た、受光センサ１１４もこの光源部１１１から照射され
る線状の光ビームを約９０°の角度で受光するように配
置されている。

【００４７】タイヤ１０２は、両側面が全く同一の成形
手段で生成されるため、両側面のビード部１０２Ｂも同
一形状で生成されるのが普通である。そこで、第１の位
置及び第２の位置を設定する場合に、図８に示される如
く、各側面から各１ヵ所設定することにより、同一形状
の異常が異なる２位置で発生する確率をさらに軽減する
ことができる。

【００４８】上記第１の実施の形態及び第２の実施の形
態のいずれであっても、検査結果に基づいて、異常と判
断されたタイヤ１０２は、一旦通常のラインから外して
おき、一連を作業が終了した後、人手によって再度検査
することが好ましい。『ＮＧ』と判定されたタイヤ１０
２を通常のラインから外しておき、後に、一括して検査
することにより、作業効率の向上を図ることができる。
また、全てを人手によって検査するよりも、比較的精度
よくふるいにかけた後、人手により検査した方が作業の
煩雑さも軽減することができる。

【００４９】なお、第１の実施の形態及び第２の実施の
形態共に、タイヤ１０２を固定して異なる２位置のみを
検査したが、タイヤ１０２を等速度回転させながら、複
数の異なる２位置で検査することにより、より精度よく
異常の判別を行うことが可能となる。この検査数（検査
位置）は、１本のタイヤ１０２毎に１０００程度が好ま
しい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る被検査物
の外形状異常判別方法及び装置は、被検査物の外形状の
異常を判別する場合に、予め正常な外形状のデータを登
録することなく、少なくとも異常外形を持つ被検査物を
簡単かつ確実に選別することができ、データの登録、更
新等のメンテナス作業性を向上することができるという
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ形状検
査装置の概略構成図である。

【図２】タイヤ保持部の保持アームの引き込み状態を示
す正面図である。

【図３】タイヤ保持部の保持アームの伸長状態（タイヤ
保持）を示す正面図である。

【図４】タイヤと光源部及び受光センサとの相対位置関
係を示す斜視図である。

【図５】ビード部の受光センサに基づく画像であり、
（Ａ）は異常（はみ出し）、（Ｂ）は正常を示す図であ
る（なお、実際の画像は白黒反転画像である。）

【図６】ビード部の受光センサに基づく画像であり、
（Ａ）は異常（ベア）、（Ｂ）は正常を示す図である
（なお、実際の画像は白黒反転画像である。）

【図７】ビード部の受光センサに基づく画像であり、
（Ａ）は異常（スモール）、（Ｂ）は正常を示す図であ
る（なお、実際の画像は白黒反転画像である。）

【図８】本発明の第２の実施の形態に係るタイヤと光源
部及び受光センサとの相対位置関係を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１００ タイヤ形状検査装置 １０２ タイヤ（被検査物） １０４ 保持アーム（固定手段） １１２ 光源部（光ビーム照射手段） １１４ 受光センサ（受光手段） １１６ コントローラ １２４ 画像生成部 １３０ 比較部（判別手段） １３２ 判定結果判別部（分別手段）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも同一の成形手段によって形成
   された同じ形状を有する２位置を選択し、 この２位置の形状を計測して比較し、 比較の結果、形状が同一とされる被検査物と、形状が異
   なる被検査物とを分別することを特徴とする被検査物の
   外形状異常判別方法。
2. 【請求項２】 前記被検査物がタイヤであり、選択され
   る２位置が単一のタイヤの異なる２位置であることを特
   徴とする請求項１記載の被検査物の外形状異常判別方
   法。
3. 【請求項３】 被検査物としてのタイヤのビード部にお
   ける、互いに直径方向に位置する２位置を選択し、 選択された２位置にそれぞれ線状の光ビームを照射し、
   この光ビームの照射方向に対して所定角度とされた方向
   で前記光ビームにおけるビード部からの反射光を含む領
   域を受光し、 受光された画像データに基づいて、２位置の形状を比較
   し、 この比較の結果、２位置の形状が異なる場合に、いずれ
   か一方の位置に少なくともピンチ、ベア、スモール、エ
   ア入りを含む異常があると判断し、 比較の結果、２位置の形状が同一と判断されたタイヤと
   分別する、ことを特徴とする被検査物の外形状異常判別
   方法。
4. 【請求項４】 被検査物を固定する固定手段と、 前記被検査物における同一の成形手段で形成された２位
   置にそれぞれ線状の光ビームを照射する光ビーム照射手
   段と、 前記光ビームから照射される光ビームの照射方向に対し
   て所定角度位置にそれぞれ配置され、前記被検査物の２
   位置を含む領域からの反射光を受光する受光手段と、 前記受光手段での前記２位置を含む領域の一致性を判別
   する判別手段と、 判別手段による判別の結果、不一致と判別された２位置
   に該当する被検査物を、一致と判別された２位置に該当
   する被検査物に対して分別する分別手段と、を有する被
   検査物の外形状異常判別装置。
5. 【請求項５】 前記被検査物がタイヤであり、選択され
   る２位置が単一のタイヤの異なる２位置であることを特
   徴とする請求項４記載の被検査物の外形状異常判別装
   置。
6. 【請求項６】 前記固定手段に固定されたタイヤを回転
   させ、複数の異なる２位置での形状を判別することを特
   徴とする請求項５記載の被検査物の外形状異常判別装
   置。
7. 【請求項７】 前記２位置が、タイヤのビード部であ
   り、該２位置が互いに直径方向に位置することを特徴と
   する請求項５又は請求項６記載の被検査物の外形状異常
   判別装置。