JPH0713564B2

JPH0713564B2 - タイヤのサイドウォールの検査装置

Info

Publication number: JPH0713564B2
Application number: JP1026515A
Authority: JP
Inventors: 隆司寺口; 敦彦田中
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH0242306A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はタイヤの良、不良の判別要素としてサイドウォ
ール表面の凹凸を検査する装置に関するものである。

（従来技術および発明が解決しようとする問題点）タイヤのサイドウォール表面には、プライコード間隔の
乱れ、あるいはプライジョイント量の過不足等によっ
て、空気を充填したときに凹凸が生じる場合がある。こ
の凹凸は、タイヤのユニフォーミティに悪影響を与え、
また外観を損ねて商品価値を下落させる等の理由から、
検査段階で検出する必要がある。

この場合、サイドウォールには、検出対象である凹凸の
ほかに、文字、記号等のレタリング、あるいはスピュ
ー、各種のマーク、およびサイドウォール表面の汚れと
いった対象外要素が凹凸状を呈しているため、この対象
外要素による不要信号を本来の凹凸信号から除外する必
要がある。

従来、このサイドウォール表面の凹凸の検査方式とし
て、特公昭62−30361号公報に示されるものが公知であ
る。しかし、この公知方式によると、静電容量センサを
用いているため、この静電容量センサの特性から、得ら
れるデータが、たとえば周方向1mmをはるかに超える広
いゾーンの平均値となり、検出そのものが不正確とな
る。また、上記不要信号を除去する手段として、静電容
量センサの測定範囲がサイドウォールの径方向に広く、
周方向に狭くなるように選ぶことによって検出信号に対
する文字やスピュー等の影響を弱くする、としている
が、実際には上記静電容量センサの特性からこのような
区別は困難であった。

このため、検出不要であるスピューやレタリング、タイ
ヤの汚れ等の信号を検出対象の信号であると誤認する可
能性が高く、検出精度が悪くなることは明らかである。

また、上記従来技術ではフィルタ等を用いることから波
形が変形し、それによって他の検出すべき凹凸にも影響
するため、検出精度が低下する。

そこで本発明は、上記タイヤのレタリングや汚れ等の影
響を波形を変形させることなく排除して、検査対象であ
る異常凹凸の検出を正確に行なうことができ、検査精度
を向上させることができるタイヤのサイドウォールの検
査装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の要旨は、回転するタイヤのサイドウォール表面
に臨んで設けられ、サイドウォール表面に対する距離の
変化を同表面の凹凸信号として読取る光学変位センサ
と、この光学変位センサで読取られた信号を記憶する記
憶手段と、この記憶手段から読出されるデータが凹凸検
出データとして適正であるか否かを判別する適正データ
判別手段と、この適正データ判別手段によって適正と判
別されたデータのうち、凹凸の幅と、凹凸の中央部が平
坦か否かを基準として検出対象外の凹凸を除去する補正
手段と、この補正手段による補正後のデータにおける凹
凸のうちから一定の条件を満足する凹凸を識別しその高
さを算出する凹凸高さ算出手段と、この凹凸高さ算出手
段によって算出された凹凸高さに基づいて異常凹凸の有
無を判定する判定手段とを具備してなるものである。

また、上記光学変位センサをサイドウォール表面に対し
て可動的に設け、同センサを、タイヤ群毎に予め特定さ
れる、もしくはタイヤのサイズを入力することにより特
定されるサイドウォールの適正検査位置に位置決めする
ようにしてもよい。

さらに、より正確な検出を期すために、光学変位センサ
のスポット径を1.0mmφ以下に設定し、かつ、同センサ
によって読取られる信号を一定の計測タイミングでサン
プリングする信号サンプリング手段を設けて、その計測
タイミングを、センサの計測ゾーンがタイヤ周方向に独
立して互いにオーバーラップしないように設定するのが
望ましい。

また、センサをタイヤ径方向に間隔を置いて複数個設
け、サイドウォール表面の凹凸検出を各センサで分担し
て行なうのが望ましい。

（作用）このように、本発明によれば、光学変位センサにより、
タイヤサイドウォール表面のすべての凹凸を読取って記
憶し、このデータに補正を加えて非検出対象のデータの
みを除去し、残るデータから凹凸の高さを算出し、この
算出結果に基づいて異常凹凸の有無を最終判定するか
ら、レタリング等の影響を確実に排除して凹凸検出を正
確に行なうことができ、検査精度が格段に向上すること
となる。

また、サイドウォールの最適検査位置にセンサが位置決
めされるので、検査精度が更に向上する。

さらに、請求項３の構成により、光学変位センサで読取
られる信号相互の重複がなくなり、正確な信号が取込ま
れることとなる。

加えて、同センサをタイヤ径方向に間隔を置いて複数個
設けることにより、サイドウォール表面の凹凸検出を各
センサで分担しておこなうため、凹凸部と他の部分とが
明確に区別され、検出精度がさらに良いものとなる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図によって説明する。

第４図および第５図に空気を充填したタイヤ１の両サイ
ドウォール1a,1aの検査状況を示している。タイヤ１
は、同図に示すように水平状態で支持胴２に保持され、
図示しない回転駆動機構により支持胴２とともにタイヤ
中心まわりに回転駆動されながらサイドウォール表面の
凹凸検査を受ける。

サイドウォール表面に対する距離の変化を測定して凹凸
を検出する光学変位センサ（以下、単にセンサという）
３は、両サイドウォール1a,1aに対しタイヤ径方向に間
隔を置いて複数個（たとえば二個）ずつ、上下独立して
サイドウォール表面に垂直方向に臨み、タイヤ径方向に
間隔を置いて設置される。4,4はこの両側センサ３…が
取付けられたアームで、このアーム4,4はフレーム５に
上下独立して移動自在に支持され、このアーム4,4の移
動により、サイドウォール表面に対するセンサ３…の高
さ位置、すなわち両者間の距離が調節される。また、フ
レーム５は、架台６にタイヤ径方向に移動自在に支持さ
れ、このフレーム５の移動により、センサ３…のタイヤ
径方向位置が調節される。図中、31,32はネジ軸で、図
示しないモータにより回転駆動される。

このセンサ３…のタイヤ径方向停止位置の調節機能につ
いてさらに詳述する。

アーム4,4の基端部に、投、受光素子7a,7bからなる位置
検出器７が設けられ、センサ３…をサイドウォール1a,1
aの最適検査位置に位置決めするとき、フレーム５がタ
イヤ側に水平に移動して投、受光素子7a,7b間の光の授
受がタイヤ１で妨げられることにより、複数個のセンサ
３…が基準位置に達したことが検出される。

ところで、タイヤはサイズ毎にサイドウォールの高さが
異なり、したがってタイヤサイズ毎に、検出対象であ
る、プライコード間隔の乱れあるいはプライジョイント
量の過不足等による凹凸の発生位置、すなわち最適検査
位置が異なり、またアーム４上の投、受光素子7a,7b
と、センサ群のうち位置決定の基準となる所定のセンサ
３との距離χ（第５図に示す）は固定的に決まっている
から、投、受光素子7a,7b間の光の授受が妨げられてか
ら上記所定のセンサ３が最適検査位置Ｐまで移動するた
めに必要な停止遅延時間をタイヤサイズ毎に予め決めて
おく。

位置検出器７の基準位置検出信号は、フレーム駆動機構
８を制御する制御部９に送られ、この信号とセンサ停止
遅延時間とに基づいて、タイヤサイズ（タイヤ径）に応
じたフレーム５の移動制御が行なわれる。すなわち、あ
るサイズのタイヤの場合は、上記位置検出器７によって
基準位置が検出された時点で直ちにフレーム５の移動が
停止され、また別のサイズのタイヤの場合は、基準位置
検出時点から、タイマ手段（図示せず）により予め設定
された遅延時間経過後にフレーム５の移動が停止する。
次いで、アーム４はサイドウォール表面に向かって同表
面との距離を計りながら移動接近し、設定された一定変
位になったとき停止する。

こうして、センサ３…がタイヤサイズに応じて予め設定
された最適検査位置に自動的にセットされる。この予め
設定される最適検査位置は、各サイズのタイヤのサイド
ウォールにおいてタイヤ構造上、径方向で凹凸が発生し
やすい位置として経験的、統計的に判明している位置に
決定され、これによりセンサ３…が凹凸検出の適正位置
にセットされる。

各センサ３…は、サイドウォールの片側で２個以上、タ
イヤ径方向に位置づけて、タイヤ径方向に連なって発生
する凹凸とそれ以外の非検出対象物との区別をつけやす
くする。また、センサ３は、スポット径（同時間内で測
定する範囲）の小さいもの、すなわちスポット径が1.0m
mφ以下のものが用いられる。このスポット径は、最も
狭い幅をもつレタリング構成要素の幅よりも小さいもの
である。また、スポット径が1.0mmφを超えると、計測
ゾーンの平均値の形で検出してしまうため、第6,7図に
示すようにレタリング等と検出対象との差が不明瞭な波
形となり、誤判定が生じやすい。

このように、サイドウォール表面の凹凸検出を、スポッ
ト径の小さい複数のセンサ３…で分担して行なうことに
より、スポット径の大きい一つのセンサでタイヤ径方向
の広い範囲に亘る凹凸検出を行なう場合と比較して、凹
凸部と他の部分とが明確に区別されるため、検出精度が
高いものとなる。

これら各センサ３…の出力信号は、第１図に示すように
入力部10経由でマイクロコンピュータによるデータ処理
部11に所定の測定ピッチで取込まれる。

入力部10は、各センサ出力信号を増幅するアンプ12と、
複数個のセンサ３…のデータをサンプリング時間よりも
十分短い時間で切替える切替器13と、この切替器13と同
様の短時間でアナログ信号であるセンサ出力信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換器14と、エンコーダ、パル
ス・ジェネレータ等の信号サンプリング手段15とから成
っている。

信号サンプリング手段15は、タイヤ周方向のセンサ計測
ゾーンが相互に重複しないように、センサ３…による連
続信号をタイヤ周方向に所定の計測タイミングでサンプ
リングする。このようにセンサ信号を互いに重複しない
ようにサンプリングすることと、前記したセンサ３…の
スポット径を1.0mmφ以下とすることとにより、センサ
３…の計測ゾーンがタイヤ周方向に独立して互いにオー
バーラップしないことになるため、より一層正確な凹凸
検出を行なうことができる。

データ処理部11は、上記サンプリングされた信号を読込
んで記憶するRAM等の記憶手段16と、この記憶手段16か
ら読み出されるデータがサイドウォール表面の凹凸に係
るものであるか否かを判別する適正データ判別手段17
と、この適正データ判別手段17で適正と判別されたデー
タから検出対象外の凹凸を除去する第１および第２両補
正手段18,19と、この補正後のデータにおける凹凸のう
ちから一定条件を満足する凹凸を識別しその高さを算出
する表側、裏側両凹凸高さ算出手段20,21と、この算出
結果に基づいて最終的に異常凹凸の有無を判定する最終
判定手段22とを具備している。以下、各手段について詳
述する。

（Ｉ）適正データ判別手段17 センサ３のレンズまたはサイドウォール表面の汚れが著
しい場合、あるいはセンサ３…が適正位置にセットされ
ていない場合等、適正な計測が果せない場合には、セン
サ出力が測定レンジを超えるハイバリューとなる。適正
データ判別手段17は、記憶手段16から読出されたデータ
が、このような異常データを一定量以上含むものである
場合にデータ不適正と判別し、以後の処理を実行しな
い。

一方、この適正データ判別手段17により適正と判別され
たデータは、第１および第２両補正手段18,19による補
正を受ける。

（II）第１補正手段18 適正データ判別手段17から取込まれる生データは、第２
図（イ）に示すように多数の微小な凹凸を含む波形とな
る。このままでは、これら微小な凹凸によって以後の処
理の能率が悪くなる。そこで、第１補正手段18におい
て、一定幅以下の微小な凹凸が連続して一定個数以上出
現する個所をタイヤ一周分について検索し、微小な凹凸
を平滑化し、固定することにより、第２図（ロ）に示す
基礎波形を得る。

この第２図（ロ）に示す基礎波形は、サイドウォール表
面のスピュー、ピークマーク、小文字、袋文字、または
適正データ判別手段17を通過した汚れ等による小さな凹
凸Ｘ…を含んでいる。そこで、第１補正手段18におい
て、このような所謂スモールレタリングをカットする。
具体的には、凹凸の起点と終点との水平距離（凹凸の
幅）がある一定値未満のものを見つけ、これを不要凹凸
としてカットする。この処理により、第２図（ハ）の波
形が得られる。

（III）第２補正手段19 第２図（ハ）のデータには、なお、除去すべき凹凸とし
て、ベタ文字等による幅の大きな凹凸Ｙ…が残存してい
る。第２補正手段19においては、このような所謂ラージ
レタリングを除去するために、凹凸のうち、幅が一定値
以上で、かつラージレタリングの特徴である中央部が平
坦なものを識別し、これをカットする。なお、中央部が
平坦とは、中央部全体が直線状の純粋平坦のみならず、
直線状部分が全幅の一定割合以上を占めるような場合を
も含む。

こうして、不要な凹凸X,Yが除去された第２図（ニ）に
示すようなデータが得られる。

（IV）表側および裏側凹凸高さ算出手段20,21 この凹凸高さ算出手段20,21においては、ある条件の凹
凸を検出してその高さを算出する。

すなわち、第２図（ニ）示すデータのうちには、検出す
べき凹凸でないものとして、サイドウォール全体のなだ
らかな起伏である所謂タイヤのふれによるものが含まれ
ている。また、第１補正手段18で処理しきれなかった微
小な凹凸も検出対象である凹凸中に含まれている。そこ
で、まず、上記タイヤのふれによる極端に大きな幅をも
つ凹凸を無視し、他の凹凸のみを対象と定める。また、
微小な凹凸群をもった大きな凹凸をひとつの凹凸と認識
するとともに、微小な不連続および傾斜の逆行はある範
囲内では同じ一つの凹凸と認識する（形状認識）。

そして、このような条件を満足するデータについて、そ
の高さを算出する。

この算出にあたっては、同一凹凸であっても各センサ３
…の位置によって評価が異なること、およびセンサによ
るデータと実際に人間が感覚でとらえるデータとにはギ
ャップがあること（一般に凸は低く凹は深く見える）、
またこのギャップは凹凸の周囲にローレット加工が施さ
れている等の周囲条件によっても異なることから、これ
ら諸条件を加味した総合値として計算する。

具体的にいうと、タイヤの周方向のある位置でのタイヤ
径方向の総合的評価（総合値）は次の式によって求め
る。

総合値＝最大高さ＋ｎ×ａ＋ｂここで、最大高さとは、前記径方向において複数のセン
サによって得られた高さのうち最大のものを意味する。
なお、一定以上の高さの凸を異常凸と評価する。また、
ｎは前記径方向において異常と評価したセンサの数、ａ
は異常を正常と評価しないための係数、ｂはローレット
加工等が施されている場合の補正値である。

同様の計算をデータ中の各凸について行ない、得られた
各総合値のうちの最大のものを全体総合値として割出
し、これを表側および裏側別々に最終判定手段22に送り
込む。

（Ｖ）最終判定手段22 ここでは、上記送り込まれた表裏それぞれの全体総合値
を比較し、大きい方をとる。

そして、この最終データをその値に応じてたとえばＡ〜
Ｄの四段階にランク付けし、Ｄランクの凹凸を含むもの
はアウト（不良タイヤ）と判定する。

この判定結果は、出力部23に送られ、この出力部23から
の信号により警報器等による不良表示がなされる。

この一連のデータ処理を含めた装置全体の動作の流れ
を、第３図のフローチャートによってさらに説明する。

動作開始により、まずステップS₁でフレーム５のタイヤ
側への前進移動が開始され、ステップS₂で同フレーム５
が前記した基準位置に到達したが否かが位置検出器７か
らの信号によって判断され、たとえばＡサイズのタイヤ
の場合はその時点から一定遅延時間ｔ経過後に、Ｂサイ
ズのタイヤの場合はその時点（ｔ＝０）で、フレーム５
が停止する（ステップS₃）。ついで、アーム4,4のサイ
ドウォール側への前進移動が開始され（ステップS₄）、
センサ３…がサイドウォール1a,1aに対して所定の距離
をもった適正位置にセットされたか否かがセンサ出力電
圧によって判断される（ステップS₅）。さらに、アーム
停止（ステップS₆）後、各センサ３…からの信号取り込
み、サンプリングが開始され（ステップS₇）、タイヤ一
周分の信号取り込み、サンプリングが終了したときにア
ーム4,4およびフレーム５が原位置に戻される（ステッ
プ_８）。

一方、サンプリングされたデータがデータ処理部11の記
憶手段16に記憶され（ステップS₉）、この記憶手段16か
ら読出されるデータが、適正データ判別手段17において
適正であるか否かが判別され（ステップS₁₀）、適正デ
ータであることが判断されたときには、ステップS₁₁に
移り、第１、第２両補正手段18,19による補正が行なわ
れる。そして、ステップS₁₂で凹凸高さ算出手段20,21に
よる一定条件の凹凸の抽出および凹凸高さの算出、さら
にステップS₁₃で最終判定手段22による最終判定が行な
われた後、出力部23から警報器等に対する出力信号が出
される（ステップS₁₄）。なお、ステップS₁₀において、
データがサイドウォール表面の汚れ等を検出した不適正
なものであると判別された場合には、直接ステップS₁₄
に移り、出力部23からデータ不適正を表す信号が出力さ
れる。また、第３図に示す一連の動作を一台のコンピュ
ータで制御するようにしてもよいし、センサの適正位置
停止および原位置復帰の制御とデータ処理とを別々のコ
ンピュータで制御するようにしてもよい。後者の方式に
よると、第３図のフローチャートにおけるステップS₈と
ステップS₉以降を同時に行なうことができる（ステップ
S₈に要する時間を削除することができる）ため、検査全
体に要する時間の短縮を図ることができる。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるときは、タイヤのサイドウォ
ール表面のすべての凹凸（生データ）を光学変位センサ
によって読取り、この変位データが、タイヤの汚れやセ
ンサ位置不適正等による不適正なものでないか否かをチ
ェックした後、補正手段により、検出対象外である大小
のレタリング等による不要データを除去し、残るデータ
から一定条件の凹凸を抽出するとともに凹凸の高さを算
出し、この算出結果に基づいて異常凹凸の有無を判定す
るから、レタリング等の影響を確実に排除して凹凸検出
を正確に行なうことができ、検査精度を格段に向上させ
ることができるものである。特に、補正手段において、
凹凸の幅に加え、凹凸の中央部が平坦であるか否かを基
準とすることによりデータ補正を行うので、レタリング
の排除をより精度良く行うことができる。

また、光学変位センサが最適検査位置に自動的に位置決
めされる請求項２の構成によると、センサの位置設定が
簡単で、しかも正確となり、検査精度がさらに向上する
こととなる。

さらに、請求項３の構成によると、センサの計測ゾーン
がタイヤ周方向に独立して互いにオーバーラップしない
ことにより、凹凸検出がより一層正確なものとなる。

また、請求項４のように、センサをサイドウォール表面
に対しタイヤ径方向に間隔を置いて複数個設けることに
より、サイドウォール表面の凹凸検出を、各センサで分
担して行なうことができるため、ひとつのセンサでタイ
ヤ径方向の広い範囲に亘る凹凸検出を行なう場合と比較
して、凹凸部と他の部分とが明確に区別され、検出精度
がさらにまた向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック構成図、第２図
（イ）は補正手段による補正前のデータ波形図、同
（ロ）（ハ）（ニ）はそれぞれ補正手段により段階的に
処理されたデータの波形図、第３図は全体の作用を説明
するためのフローチャート、第４図は実施例装置におけ
るセンサ配置およびセンサ支持構成を示す図、第５図は
同一部断面図、第６図（イ）（ロ）（ハ）は大小スポッ
ト径のセンサによる凸検出の比較説明図、第７図（イ）
（ロ）（ハ）は大小スポット径のセンサによるレタリン
グ検出の比較説明図である。１……タイヤ、1a,1aサイドウォール、３……センサ、
4,4……センサが取付けられたアーム、５……アームが
取付けられたフレーム、６……フレームが取付けられた
架台、10……入力部、15……信号サンプリング手段、11
……データ処理部、16……同処理部の記憶手段、17……
同適正データ判別手段、18……第１補正手段、19……同
第２補正手段、20,21……同凹凸高さ算出手段、22……
最終判定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転するタイヤのサイドウォール表面に臨
んで設けられ、サイドウォール表面に対する距離の変化
を同表面の凹凸信号として読取る光学変位センサと、こ
の光学変位センサで読取られた信号を記憶する記憶手段
と、この記憶手段から読出されるデータが凹凸検出デー
タとして適正であるか否かを判別する適正データ判別手
段と、この適正データ判別手段によって適正と判別され
たデータのうち、凹凸の幅と、凹凸の中央部が平坦であ
るか否かを基準として検査対象外の凹凸を除去する補正
手段と、この補正手段による補正後のデータにおける凹
凸のうちから一定の条件を満足する凹凸を識別しその高
さを算出する凹凸高さ算出手段と、この凹凸高さ算出手
段によって算出された凹凸高さに基づいて異常凹凸の有
無を判定する判定手段とを具備してなることを特徴とす
るタイヤのサイドウォールの検査装置。
【請求項２】光学変位センサがサイドウォール表面に対
して接近、離間する方向に移動可能に設けられ、同セン
サが、タイヤ群毎に予め特定される、もしくはタイヤの
サイズを入力することにより特定されるサイドウォール
の最適検査位置に位置決めされるように構成されたこと
を特徴とする請求項１のタイヤのサイドウォールの検査
装置。
【請求項３】光学変位センサのスポット径が1.0mmφ以
下に設定され、かつ、同センサによって読取られる信号
を一定計測タイミングでサンプリングする信号サンプリ
ング手段が設けられて、その計測タイミングが、センサ
の計測ゾーンがタイヤ周方向に独立して互いにオーバー
ラップしないように設定されたことを特徴とする請求項
１または２のタイヤのサイドウォールの検査装置。
【請求項４】光学変位センサが、サイドウォール表面に
対しタイヤ径方向に間隔を置いて複数個設けられたこと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１のタイヤのサ
イドウォールの検査装置。