特許 5714310 照明装置及びタイヤの検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5714310

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】照明装置及びタイヤの検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/954 20060101AFI20150416BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/954 Z

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2010-262749(P2010-262749)

(22)【出願日】2010年11月25日

(65)【公開番号】特開2012-112836(P2012-112836A)

(43)【公開日】2012年6月14日

【審査請求日】2013年10月31日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用 第１６回画像センシングシンポジウム 画像センシング技術研究会主催 平成２２年６月９日〜６月１１日開催 日経ＢＰ社 日経ものづくり ２０１０年７月号 平成２２年７月１日発行

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507023016

【氏名又は名称】日本機材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100059225

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 璋子

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(72)【発明者】

【氏名】水草 裕勝

(72)【発明者】

【氏名】中元 均

(72)【発明者】

【氏名】大谷 和

【審査官】 森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２４９０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８６６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１３１６９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源ユニットから照射された光によってタイヤの内周面を照明する照明装置であって、
タイヤの内周面に沿わせて近接して配置した前記光源ユニットからタイヤの周方向に向けて光を照射した状態で、タイヤと前記光源ユニットとがタイヤの軸回りに相対的に回転することを特徴とする照明装置。

【請求項2】

前記発光ユニットが、タイヤ周方向に対して垂直な平面を有する基部と、前記基部の前記平面に設けられた光源とを備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

前記光源ユニットが青色に発光することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記光源ユニットは、タイヤの内周面を照明するための光を発光する発光部と、前記発光部が設けられたリング状の基部とを備え、
前記発光部が、前記基部における前記光源ユニットの回転方向に垂直な平面に設けられ、タイヤの内周面に向けて膨らむ円弧状をなしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項5】

光源ユニットから照射された光によってタイヤの内周面を照明する照明部と、タイヤの内周面を撮影する撮影部とを有する検査部と、タイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させる駆動部とを備え、
タイヤの内周面に沿わせて近接して配置した前記光源ユニットからタイヤの周方向に向けて光を照射した状態で、前記駆動部がタイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させながら、前記撮影部がタイヤの内周面を撮影することを特徴とするタイヤの検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤの内周面を照明する照明装置、及び、その照明装置を用いたタイヤの検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

製造されたタイヤには製造中の部材のばらつき等に起因してタイヤの内周面にタイヤ幅方向に延びる線状の凹凸が生じることがある。

【0003】

この線状の凹凸は、スチールコード又は高強度有機繊維コードをタイヤ幅方向に配列したカーカスプライの両端部が重なり合わず間隔が空いた状態となると線状の凹となり、カーカスプライのジョイント部分の重ね合わせ代が所定量より大きいと線状の凸となる。また、カーカスプライのスチールコードがインナーライナを貫通してタイヤの内面側へ突出することでも線状の凸が生じる。

【0004】

このような内周面に線状の凹凸が存在するタイヤは、タイヤ安定性が悪いおそれ高いことから、タイヤを出荷するに先立ち所定の基準値を超えるような凹凸の有無を検査することが行われている（例えば、下記特許文献１参照）。

【0005】

特許文献１には、タイヤの内周面を検査する際に用いる照明装置として、光源ユニットに設けられた発光部の点灯で照明されたタイヤの内周面の検査領域をＣＣＤによって撮像し、この撮像した結果に基づいて検査領域の光の濃度分布を作成し、この濃度分布における各光源ユニットが受け持つ画角毎に目標とする光量との差分を演算して発光部の発光量を制御するものが開示されている。

【0006】

しかしながら、特許文献１のような照明装置では、タイヤの内周面の検査領域から反射してくる光量を一定とするため、タイヤの内周面に線状の凹凸が有っても影ができず、凹凸の有無を検出することが極めて困難であるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−２８６６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記問題を考慮してなされたものであり、タイヤの内周面に生じた線状の凹凸を容易に検出することができる照明装置及びタイヤの検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る照明装置は、光源ユニットから照射された光によってタイヤの内周面を照明する照明装置であって、タイヤの内周面に沿わせて近接して配置した前記光源ユニットからタイヤの周方向に向けて光を照射した状態で、タイヤと前記光源ユニットとをタイヤの軸回りに相対的に回転させることを特徴とする。

【0010】

本発明の照明装置では、タイヤの内周面に沿わせて配置した光源ユニットからタイヤの周方向に向けて光を照射するため、タイヤの内周面に線状の凹凸が有ると該凹凸に対して横方向から光が照射されることとなり、凹凸より光の進行方向前方に凹凸の起伏量に応じた線状の影が生じる。そのため、所定の基準値を超えるような凹凸の有無を容易に検出することができる。

【0011】

また、本発明に係るタイヤの検査装置は、照明部に上記の照明装置を用いた検査装置であり、光源ユニットから照射された光によってタイヤの内周面を照明する照明部とタイヤの内周面を撮影する撮影部とを有する検査部と、タイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させる駆動部とを備え、タイヤの内周面に沿わせて近接して配置した前記光源ユニットからタイヤの周方向に向けて光を照射した状態で、前記駆動部がタイヤと前記検査部とをタイヤの軸回りに相対的に回転させながら、前記撮影部がタイヤの内周面を撮影することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明では、タイヤの内周面に生じた線状の凹凸を容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置において検査するタイヤの断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置の概念図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るタイヤの検査装置の平面図である。

【図4】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図5】検査部を待避位置に移動させた状態を示すタイヤの検査装置の平面図である。

【図6】本発明の変更例に係るタイヤの検査装置の要部拡大断図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0015】

本実施形態において検査対象となるタイヤＴは、トレッド部１と、左右一対のビード部２と、トレッド部１とビード部２との間に介在する左右一対のショルダー部３及びサイドウォール部４とよりなる。トレッド部１の径方向内側には、スチールコードや高強度有機繊維コードをタイヤ径方向に配列した１層又は複数層からなるカーカスプライ５が配されている。カーカスプライ５は、トレッド部１から両側のサイドウォール部４を経てビード部２でビードコア６の内側から外側に巻き上げられることにより係止されている。また、トレッド部１におけるカーカスプライ５の径方向外側にはスチールコードよりなる複数枚のベルト７が配されている。

【0016】

上記構成のタイヤＴは、製造行程の最終段階において図２に示すようなタイヤの検査装置（以下、検査装置という）１０によりタイヤＴの内周面８に所定の基準値を超えるような線状の凹凸の有無を検査する。

【0017】

この検査装置１０は、一方のサイドウォール部４を下にしてタイヤＴが載置される回転テーブル１２と、回転テーブル１２を回転させるテーブル駆動部１４と、照明装置１６と撮影部１８、１９とを備える検査部２０と、検査部２０を水平方向へ移動させる検査駆動部２２と、テーブル駆動部１４や照明装置１６や撮影部１８、１９や検査駆動部２２を駆動制御する制御部２４とを備える。

【0018】

回転テーブル１２は、図２〜図４に示すように、空洞部２６を有しており、その空洞部２６に検査部２０及び検査駆動部２２が配設されている。

【0019】

回転テーブル１２の上には、回転テーブル１２の回転軸Ｌ１とタイヤＴの回転軸Ｌ２とが一致するようにタイヤＴが載置される。このようにタイヤＴが回転テーブル１２に載置された状態で、タイヤＴのビード部２の内方に形成された中空部９と回転テーブル１２の空洞部２６とが上下に繋がる。

【0020】

回転テーブル１２は、テーブル駆動部１４からの動力が伝達されることで、これに載置されたタイヤＴを回転軸Ｌ２の回りに回転させる。

【0021】

検査部２０は、図４に示すように、回転テーブル１２の空洞部２６から上方に突出する支柱２７に支持フレーム２８を介して照明装置１６と第１撮影部１８と第２撮影部１９とが取り付けられて構成されている。検査部２０は、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの中空部９に下方より挿通されることで、照明装置１６と第１撮影部１８と第２撮影部１９とがタイヤＴの中空部９に配置される。

【0022】

検査部２０は、検査駆動部２２からの動力を受けてレール３０上を水平方向（図２〜図４における左右方向）に移動可能に設けられたスライダー３２に支柱２７の下端部が連結されている。また、支柱２７の上部は枢支軸２９を介して支持フレーム２８が連結されている。

【0023】

照明装置１６は、支持フレーム２８から水平方向に延びる支軸３４と、支軸３４の先端部に取り付けられた光源ユニット３６とを備え、トレッド部１の下端部近傍の内面に沿わせて配置された光源ユニット３６から光を照射して回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの内周面８を照明する。

【0024】

光源ユニット３６は、図２及び図４に示すように、平板状かつリング状に設けられた基部３８と、タイヤＴの内周面８を照明するための光を発光する発光部４０とを備える。

【0025】

基部３８は、その一方の板面３９がタイヤＴの径方向Ｒ及びタイヤＴの幅方向Ｗに沿うように、つまり、板面３９がタイヤＴの周方向Ｃに対してほぼ垂直な平面をなすように支軸３４の先端部に取り付けられている。発光部４０は、発光波長が４００〜５００ｎｍの青色のＬＥＤ４１を複数個備え、基部３８のリング形状に合わせてタイヤＴの内周面８に向けて膨らむ半円弧状に複数個のＬＥＤ４１が配列され基部３８の板面３９に設けられている。

【0026】

上記構成の光源ユニット３６は、タイヤＴの内周面８に近接して配置された発光部４０からの光をタイヤＴの周方向Ｃに向けて照射する。

【0027】

第１撮影部１８及び第２撮影部１９は、例えば、ＣＣＤカメラからなり、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの内周面８を撮影する。

【0028】

詳細には、第１撮影部１８及び第２撮影部１９は、光源ユニット３６の発光部４０から出射された光の進行方向前方に位置するタイヤＴの内周面８を、平面視においてほぼ垂直な方向から、つまり、タイヤＴの径方向Ｒ内方から外方に向けて撮影する。

【0029】

そして、第１撮影部１８は、下方に位置するショルダー部３、サイドウォール部４及びビード部２の内面を撮影し、第２撮影部１９は、下側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を撮影する。つまり、本実施形態において、第１撮影部１８及び第２撮影部１９によって、下方に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を撮影することができる。

【0030】

検査駆動部２２は、支柱２７の下端部が連結されたスライダー３０をレール３０に沿って水平方向に摺動させる。これにより、検査駆動部２２は、支持フレーム２８を介して支柱２７に連結された検査部２０を水平方向に移動させ、具体的には、照明装置１６に設けられた光源ユニット３６が回転テーブル１２に載置されるタイヤＴの中空部９の径方向内方に位置する待避位置（図５参照）と、光源ユニット３６がタイヤＴの内周面８に近接した検査位置（図３参照）との間で検査部２０を移動させる。

【0031】

制御部２４は、メモリに記憶させたプログラムに基づいてテーブル駆動部１４や照明装置１６や撮影部１８、１９や検査駆動部２２を制御して、回転テーブル１２に載置されたタイヤＴの検査を行う。

【0032】

具体的には、まず、図５に示すように、光源ユニット３６がタイヤＴと干渉しないように検査部２０を待避位置に配置した状態で回転テーブル１２にタイヤＴを載置する。回転テーブル１２に載置されたタイヤＴは、不図示の位置調整機構により、回転テーブル１２の回転軸Ｌ１とタイヤＴの回転軸Ｌ２とが一致するように位置を調整する。

【0033】

次いで、図２〜図４に示すように、検査駆動部２２が検査部２０を待避位置から検査位置へ移動させて、照明装置１６の光源ユニット３６をタイヤＴの内周面８に近接させるとともに、第１撮影部１８及び第２撮影部１９をタイヤＴに近づける。

【0034】

検査部２０を検査位置に移動させた後、制御部２４が、発光部４０のＬＥＤ４１を発光させてタイヤＴの内周面８に沿わせて配置した光源ユニット３６からタイヤＴの周方向Ｃに向けて光を照射した状態で、第１撮影部１８及び第２撮影部１９によってタイヤＴの内周面８を撮影する。

【0035】

そして、照明装置１６によるタイヤＴの内周面８の照明と、第１撮影部１８及び第２撮影部１９によるタイヤＴの内周面８の撮影とを行った状態を維持しつつ、テーブル駆動部１４が回転テーブル１２を回転させ、その上に載置されたタイヤＴと検査部２０とをタイヤＴの回転軸Ｌ２の回りに相対的に回転させる。

【0036】

これにより、タイヤＴの内周面８に沿わせて配置した光源ユニット３６からタイヤＴの周方向Ｃに向けて光を照射した状態で、第１撮影部１８及び第２撮影部１９がタイヤＴの内周面８全周を連続的に撮影することができる。

【0037】

第１撮影部１８及び第２撮影部１９より撮影して入手したデータは、制御部２４へ入力され、制御部２４が予めメモリに記憶されている所定のデータと照合して所定の基準値を超えるような線状の凹凸があるか否か判断する。

【0038】

タイヤＴの周方向Ｃ全周にわたって撮影が完了すると、タイヤＴの幅方向Ｗの下側半分（つまり、下方に位置するビード部２からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部まで）の検査が終了し、検査駆動部２２が検査部２０を検査位置から待避位置へ移動させる。

【0039】

そして、タイヤＴの上下を反転させて先ほど検査を行っていないタイヤＴの幅方向Ｗの上側半分を下方に向けて回転テーブル１２に載置して、再び、タイヤＴの位置を調整し、検査部２０を待避位置から検査位置へ移動させ、光源ユニット３６から光を照射した状態で、タイヤＴを回転軸Ｌ２周りに相対的に回転させながら、第１撮影部１８及び第２撮影部１９でタイヤＴの内周面８を撮影する。

【0040】

以上のように本実施形態の検査装置１０では、照明装置１６が、タイヤＴの内周面８に沿わせて配置した光源ユニット３６からタイヤＴの周方向Ｃに向けて光を照射するため、タイヤＴの内周面８に存在する線状の凹凸に対して横方向から光が照射することができ、凹凸の起伏量に応じた線状の影を生じさせることができる。そのため、成型切手といわれるタイヤＴの識別シールや、タイヤ製造途中に付着した離型剤や油などによる汚れ等がタイヤＴの内周面８にあっても、容易に所定の基準値を超えるような凹凸の有無を検出することができる。

【0041】

特に、照明装置１６の発光部４０から放出される光を青色にすることで、黒色のタイヤＴの内周面８であってもハレーションを起こすことなく、コントラストを高めることができ、より一層、線状の凹凸により生じる線状の影を検出しやすくなり、検査精度を向上させることができる。

【0042】

また、本実施形態の検査装置１０では、光源ユニット３６が、発光部４０が基部３８のリング形状に合わせてタイヤＴの内周面８に向けて膨らむ半円弧状に設けられている。そのため、トレッド部１とショルダー部３との境界部近傍の内面に沿わせて光源ユニット３６を配置することで、トレッド部１やショルダー部３だけでなくサイドウォール部４にも発光部４０を近接させた位置からタイヤＴの周方向Ｃに沿わせて光を照射することができ、タイヤＴの内周面８の広範囲にわたって線状の凹凸により生じる線状の影を検出しやすくなる。

【0043】

なお、上記した本実施形態では、検査部２０に対してタイヤＴを回転させることで、タイヤＴと検査部２０とを相対的に回転させたが、検査部２０を回転させるように構成してもよい。

【0044】

また、上記した本実施形態では、タイヤＴの幅方向Ｗの半分を検査した後、タイヤＴの上下を反転させて残り半分を検査するが、タイヤＴの周方向Ｃ全周にわたる撮影が完了した後に、検査部２０を検査位置から待避位置へ移動させることなく、図６に示すように、検査部２０を下側検査位置から上側検査位置へ移動させた後、再び、タイヤＴを回転軸Ｌ２周りに相対的に回転させながら、第１撮影部１８及び第２撮影部１９でタイヤＴの内周面８を撮影してもよい。

【0045】

すなわち、タイヤＴの幅方向Ｗの半分を検査した後、図６において破線で示すような下側検査位置から、検査駆動部２２が、照明装置１６を上方へ、例えば、トレッド部１の上端部近傍へ移動させるとともに、枢支軸２９の周りに支持フレーム２８を所定角度回動させて、第２撮影部１９によって上方に位置するショルダー部３、サイドウォール部４及びビード部２の内面を撮影し、第１撮影部１８によって上側に位置するショルダー部３からトレッド部１のタイヤ幅方向Ｗの中央部までの内面を撮影する上側検査位置へ検査部２０を移動させる。

【0046】

このような場合、上下を反転させることなくタイヤＴの内周面８の下側及び上側を検査することができ、検査時間を短縮することができる。

【0047】

また、上記した本実施形態では、検査部２０に２つの撮影部１８、１９を設けたが、本発明はこれに限定されず、１あるいは複数台の撮影部を設けてもよい。特に、多数（例えば、４つ）の撮影部を検査部２０に設けることで、一度のタイヤＴの回転動作でタイヤＴの内周面８全域を精度良く撮影することができ、検査時間を大幅に短縮することができる。

【符号の説明】

【0048】

１…トレッド部
２…ビード部
３…ショルダー部
４…サイドウォール部
５…カーカスプライ
６…ビードコア
７…ベルト
８…内周面
９…中空部
１０…検査装置
１２…回転テーブル
１４…テーブル駆動部
１６…照明装置
１８…撮影部
１８…第１撮影部
１９…第２撮影部
２０…検査部
２２…検査駆動部
２４…制御部
２６…空洞部
２７…支柱
２８…支持フレーム
２９…枢支軸
３０…レール
３２…スライダー
３４…支軸
３６…光源ユニット
３８…基部
３９…板面
４０…発光部
４１…ＬＥＤ
Ｃ…周方向
Ｌ１…回転軸
Ｌ２…回転軸
Ｔ…タイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】