JPH0577243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、タイヤ側壁の凹凸検査装置に関す
るものであり、自動車用空気入りタイヤのカーカ
スを構成するタイヤコードの接合部の重なりに過
不足が生じたりすることによつてタイヤ側壁に生
じる微小な凹凸を検出し、その程度によつて合否
を判定するために利用される。

（従来の技術） タイヤ側壁の凹凸検出装置として、特開昭56−
122931号公報に、内圧のかけられたタイヤのサイ
ドウオール部の表面に静電容量型センサを非接触
的に近接して設け、上記タイヤをその回転軸の回
りに回転し静電容量型センサとサイドウオール部
表面との相対的距離の変動に応じた検出信号を発
信し、この検出信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル化
し、検出信号が所定の時間内に一定値以上の立上
り変化および一定値以上の立下り変化をした場合
にこれを異常と判断するようにしたものが開示さ
れている。

また、特開昭58−200140号公報には、上記の静
電容量型センサの代りに光学式非接触変位検出器
を設けてタイヤ側壁の凹凸に対応する電圧信号を
発信し、これをデジタル化し、上記電圧信号中の
微小凹凸に対応する範囲の波長域をあらかじめ設
定されている短時間だけ遅延させ、原信号と遅延
信号との差をあらかじめ設定されている許容値と
比較することにより、タイヤ側壁の長い周期の凹
凸の影響を消去し、短周期の凹凸のみを正確に検
出するようにしたものが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 特開昭56−122931号公報に開示された装置は、
静電容量型センサを使用するものであるから、タ
イヤ側壁配置されている文字の凸成分に欠陥の凹
成分が重なると、これらが平均化され、そのため
上記の凹成分が欠陥として検出されないという問
題があつた。また、特定の傾斜角度の立上りから
立下りまでの時間軸の長さが所定の範囲内のもの
を欠陥とするので、例えば凸部の頂部が平坦であ
るために欠陥にする必要がない場合にも、これが
欠陥として判断されたり、上記所定の範囲からは
み出る程度に大きい広がりの凸部や単なる段差が
欠陥にならなかつたりするという問題があつた。

また、特開昭58−200140号公報に開示された装
置は、欠陥部分の幅（時間軸の長さ）が必ずしも
一定でないにもかかわらず、遅延時間が設定によ
り常に一定になるので、欠陥部分とノイズとの差
が小さくなり、欠陥でないものを欠陥と誤つて判
定するという問題があつた。また、複数個の凸部
または凹部が存在する場合、個々の凸部または凹
部はそれ程大きくなくても、ある程度集中的に存
在する場合は外観が不良になるが、従来はこれを
欠陥として検出することができなかつた。

この発明は、光学式変位検出器を用いることに
より、人間の目視による判断に近い検出を可能に
し、仮りに前後の傾斜が急角度であつても頂部が
平坦な凸部や底部が平坦な凹部は、これを欠陥と
判定せず、所定の切返し幅内にある凸部の高さお
よび間隔の深さ並びにその欠陥を欠陥判断の要素
にしたものである。

（問題点を解決するための手段） 第１図において、１は所定圧力の空気が充填さ
れたタイヤであり、このタイヤ１は、タイヤ回転
装置（図示されていない）によつてタイヤ中心軸
の回りにに回転されるようになつている。このタ
イヤ１の上方および下方に、タイヤ１の側壁に光
線を投射し、反射光を受光して側壁からの距離を
連続的に検出し、電圧の強弱に変換する光学式変
位検出器２を設ける。上記の光学式変位検出器
２，２の出力側に切換手段３を介して上記光学式
変位検出器の出力信号をデジタル化するＡ／Ｄ変
換器４を比較し、このＡ／Ｄ変換器４の出力側に
その出力信号を微分し、得られた微係数が正の微
係数設定値以上の部分、負の微係数設定値以下の
部分およびこれらの中間部分に３区分するための
微分比較回路５と、上記正の微係数設定値以上の
部分と負の微係数設定値以下の部分との間に挟ま
れた中間部分の時間軸長すなわち切返し幅をあら
かじめ設定されている切返し幅設定値と比較して
上記切返し幅が切返し幅設定値以下の凸部および
凹部をそれぞれ取出すための凸部用識別回路６Ａ
および凹部用識別回路６Ｂと、上記の切返し幅が
設定値以下の凸部および凹部についてそれぞれの
ピーク部分の時間軸座標を算出し、この時間軸座
標を中心としてその前後に設けた所定の判定幅を
超えない範囲で正の微係数設定値以上の部分の開
始時から負の微係数設定値以下の部分の終了時ま
でを凸部の幅とする凸部用ゲート設定回路７Ａお
よび上記の判定幅を超えない範囲で負の微係数設
定値以下の部分の開始時から正の微係数設定値以
上の部分の終了時までを凹部の幅とする凹部用ゲ
ート設定回路７Ｂと、上記Ａ／Ｄ変換器４の出力
から上記判定幅内の変位信号を取出し、凸部およ
び凹部のそれぞれの前後両端からそのピーク部分
までの高さを平均し、この平均値が許容値を超え
る複数個の凸部または凹部の時間軸方向間隔が限
界値以内の場合にこれを欠陥と判定する凸部間隔
判定回路８Ａおよび凹部間隔判定回路８Ｂとを順
に接続する。

（作用） タイヤ１の上面または下面の凹凸が光学式変位
検出器２からの距離の相違として検出され、これ
が電圧信号（第３図参照）としてＡ／Ｄ変換器４
に送られ、所定の微小時間間隔でデジタル化さ
れ、このデジタル化された検出信号が微分比較路
５に入力され、微分され（第４図参照）、その微
係数があらかじめ設定されている正の微係数設定
値以上の部分、負の微係数設定値以下の部分およ
びこれらの中間の部分に３区分される。例えば、
正の微係数設定値以上の部分の負、微係数設定値
以下の部分、および中間部分に対応してそれぞれ
＋１、−１および０の３値が与えられ、上記の微
分出力が三値化される（第５図参照）。

上記微分比較回路５から出力される三値化信号
が＋１から０を経て−１に変る部分は、凸部を示
すと共に、その凸部の両側の斜面が微係数設定値
で定まる所定の傾斜角度以上の急角度に傾斜して
いることを示し、上記三値化信号が−１から０を
経て＋１に変る部分は、反対の凹部を示す。すな
わち、タイヤ１の側壁の多数の凸部と凹部の中で
両側の傾斜面が特に急角度の凸部と凹部が上記の
微分比較路５によつて取出される。

この微分比較回路５の出力信号中、正の微係数
設定値以上の部分から負の微係数設定値以下の部
分に変る途中の中間部分は、凸部を示す三値化信
号の０値の部分を示し、この０値の部分の時間軸
の長さt₁、t₂は、凸部の傾斜角度が所定限度を超
えた位置よりも上方部分の幅（タイヤ回転方向に
沿つて測定した長さ）、すなわち切返し幅を表わ
しており、この切返し部が凸部用識別回路６Ａに
おいて切返し幅設定値と比較され、設定値以下の
もののみが取出される。すなわち、両側の傾斜面
が急角度の凸部中、切返し幅の狭いもの、換言す
れば頂部の狭く鋭い凸部のみが取出され、両側の
傾斜面が急であつても頂部が広く平坦なものは除
かれる。同様にして、凸部用識別回路６Ｂにおい
ては、凹部の両側の傾斜面が急角度であり、しか
も切返し幅が狭く底部の鋭い凹部のみが取出され
る。

凸部用ゲート設定回路７Ａでは、凸部用識別回
路の出力信号の凸部の切返し幅と、Ａ／Ｄ変換器
４の出力信号とから凸部のピーク位置の時間軸座
標が求められ、更にピーク位置の前後に所定の設
定幅（第６図のＭ参照）が設けられ、この判定幅
を超えない範囲で三値化信号の０から１への立上
り点と−１から０への立上り点相互間の時間軸上
の間隔ｌをもつゲート信号が出力される（第７図
参照）この場合、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号中、
上記切返し幅設定値の内側に含まれる信号の個
数、すなわちサンプル数は極めて少ないので、
Ａ／Ｄ変換器４の出力信号（変位信号）の比較に
よるピーク位置の算出は極めて容易に、短時間に
行なわれる。凹部用ゲート設定回路７Ｂにおいて
も、同様にピークの存在する時間軸座標を中心と
して前後に設けた判定幅を超えない範囲で三値化
信号の０から−１への立上り点と１から０への立
上り点相互間の時間軸上の間隔ｌをもつゲート信
号が出力される。

次いで、凸部間隔判定回路８Ａでは、上記判定
幅ｌ内の凸波形が抽出され（第８図参照）、その
前端からピークまでの高さおよび後端からピーク
までの高さがそれぞれ算出され、その平均値が求
められ、この平均値が許容値と比較とれ、更に許
容値を超える凸部相互の間隔が限界値と比較され
て合否が判定される。凹部間隔判定回路８Ｂで
は、同様にして凹部の深さが前後の平均値で算出
され、この平均値が許容値と比較され、許容値を
超える凹部相互の間隔が限界値と比較されて合否
を判定される。

（実施例） 第２図において、２は前記の光学式変位検出
器、４はＡ／Ｄ変換器であり、タイヤ１周分に対
する光学式変位検出器２の出力、すなわちセンサ
出力Ｖの一例が第３図に示される。なお、第３図
において横軸にはデジタル化によるサンプル番号
をとり、「512」はタイヤの１周目を表わす。

Ａ／Ｄ変換器４の出力は、微分回路５１で微分
され、第４図のグラフで示される微係数が出力さ
れ、この微係数が比較回路５２において微係数設
定値Ｄと比較され、第５図に示すように三値化さ
れる。例えば、タイヤ１の回転方向の長さ３mmに
対して0.05mm以上の凸部および凹部があるとき、
それぞれ＋１および−１を与え、0.05mm（勾配
0.05／３）未満の凹凸に対して０を与える。な
お、微分回路５１および比較回路５２によつて第
１図の微分比較回路５が形成される。

上記三値化信号の＋１から−１に変る途中の０
信号が凸部用識別回路６Ａに送られ、０信号の横
軸上長さ、すなわち切返し幅t₁、t₂等が切返し幅
設定値Ｔと比較され、切返し幅設定値Ｔ（例えば、
長さ10mm、サンプル数３個）未満のものt₂が出力
される。同様に、三値化信号の−１から＋１に変
る途中の０信号が凹部用識別回路６Ｂに送られ、
その切返し幅が設定値未満のものが出力される。

凸部用ピーク検出回路７１Ａには、Ａ／Ｄ変換
器４の出力および凸部用識別回路６Ａの出力の双
方が入力され、切返し幅t₁内に含まれるＡ／Ｄ変
換器４の出力を比較し、最大値すなわちピーク値
を算出し、その横座標（時間軸座標）、すなわち
サンプル信号を探し出す。第６図は、第５図の一
部の拡大図であり、上記ピーク値の横座標がＰで
示される。なお、第６図において、Ｂは凸部の幅
を示す。次いで、ゲート回路７２Ａにおいて、ピ
ーク値の横座標Ｐの前後に等しい幅（例えば、10
〜25mm）の判定幅Ｍを設定し、判定幅Ｍを超える
幅に制限をかけて第７図のゲート信号０が作成さ
れる。同様にして、凸部用ピーク検出回路７１Ａ
および凹部用ゲート回路７２Ｂによつて、ゲート
信号が作成される。なお、凸部用のピーク検出回
路７１Ａおよびゲート回路７２Ａが第１図のゲー
ト設定回路７Ａを構成し、凹部用のピーク検出回
路７１Ｂおよびゲート回路７２Ｂが第１図のゲー
ト設定回路７Ｂを構成する。

凸部ピツクアツプ回路８１Ａは、Ａ／Ｄ変換器
４が出力する変位信号（第３図参照）と凸部用ゲ
ート回路７２Ａが出力するゲート信号（第７図参
照）と合成し、例えば第３図にＮで示される凸波
形を取り出す。その拡大図が第８図に示される。
次いで、高さ演算回路８２Ａにおいて、上記凸波
形Ｎの前端からの高さａおよび後端からの高さｂ
の平均値（（ａ＋ｂ））／２）が算出される。そし
て、第１凸部判定回路８３Ａにおいて第１凸部許
容値Ha（例えば0.3mm）と比較され、この第１凸
部許容値Haを超える凸部のうち隣接する２個の
時間軸方向間隔が間隔判定回路８４において間隔
限界値Ｌ（例えば90度）と順に比較され、この間
隔限界値Ｌ以下の場合に欠陥と判定される。同様
にして、凹部ピツクアツプ回路８１Ｂ、凹部用高
さ演算回路８２Ｂおよび凹部用第１凹部判定回路
８３Ｂ、第１凹部許容値Hbによつて第１凹部許
容値Hbを超える凹部が取り出され、更にその間
隔が上記の間隔判定回路８４において限界値Ｌと
比較される。

一方、高さ演算回路８２Ａによる平均値の演算
は、タイヤ１の１周分について行なわれ、その全
数の平均値が比較され、その最大値が第２凸部判
定回路８５Ａにおいて上記第１凸部許容値Haよ
りも大きい第２凸部許容値Hc（例えば0.5mm）と
比較され、上記の最大値が第２凸部許容値Hcを
超えた場合に欠陥と判定される。同様にして、凹
部ピツクアツプ回路８１Ｂ、凹部用高さ演算回路
８２Ｂおよび第２凹部判定回路８５Ｂによつて凹
部の最大値が決定され、第２凹部許容値Hdと比
較される。なお、凸部用のピツクアツプ回路８１
Ａ、演算回路８２Ａ、第１凸部判定回路８３Ａお
よび間隔判定回路８４が第１図の凸部間隔判定回
路８Ａを構成し、凹部用のピツクアツプ回路８１
Ｂ、演算回路８２Ｂ、第１凹部判定回路８３Ｂお
よび間隔判定回路８４が第１図の凹部間隔判定回
路８Ｂを構成する。

この実施例では、段差ピツクアツプ回路９１、
比較回路９２、高さ演算回路９３および段差判定
回路９４によつて段差識別回路９が構成される。
例えば、第９図に示される段差信号が、Ａ／Ｄ変
換器４から段差ピツクアツプ回路９１に入力され
る一方、第１０図に示される微分信号が微分回路
５１から比較回路９２に入力され、段差微分設定
値Ｓ（例えば、勾配が25/1000）と比較され、第１
１図に示すように段差微分設定値Ｓ以上の微係数
部分とＳ未満の部分とに二値化され、この二値化
信号が上記のピツクアツプ回路９１に入力され、
第９図の段差信号と合成され、第１２図に示すよ
うに、上記の段差微分設定値Ｓで定まる傾斜角度
以上の傾斜角度部分Ｗの範囲の波形が取り出さ
れ、その高さＨが高さ演算回路９３で算出され、
この高さＨが段差判定回路９４において段差許容
値H₀（例えば0.8mm）と比較され、これを超える
場合に第１３図の段差判定信号が出力される。

すなわち、この実施例は、第２凸部判定回路８
５Ａおよび第２凹部判定回路８５Ｂを備えている
ので、高さもしくは深さが許容値以上の凸部や凹
部が１個でも存在すると不合格として検出できる
と共に、段差識別回路９を備えているので、立上
り部または立下り部の一方のみが存在していて
も、設定値以上の勾配の部分が設定高さ以上に及
ぶ場合にこれを欠陥段差として検出することがで
きる。

（発明の効果） この発明は、光学式変位検出器を用いるので光
線を細くしスポツトを小さくすることによつて小
面積の凹凸を個別に捕え、その大きさを検出する
ことができる。また、所定長さの時間軸（切返し
幅）内に所定角度以上の立上り部と立下り部の双
方が存在する場合に、これを捕捉するので、頂部
が平坦な凸部および底部が平坦な凹部を欠陥と判
定することがなく、目視に近い判断が得られる。
また、微係数が上下の限界値以内の部分について
のみＡ／Ｄ変換器の出力信号（変位信号）の大き
さを比較してピークを探すので、サンプル数が少
なく、ピークの位置を容易に探すことができる。
そして、このピークの位置を中心としてその前後
に判定幅を設定し、この判定幅を超えない範囲で
定まる欠陥の前後両端を基準にしてピークの高さ
を算出し、その平均値をもつて凸部または凹部の
高さとするので、再現性が向上し、正確な判定が
可能になり、しかも所定の大きさの凹凸部が所定
の間隔で密集した場合にこれを欠陥と判定するの
で、比較的軽度の凹凸であつても、その集中によ
る外観の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のブロツク図、第２
図は第１図の要部の詳細ブロツク図、第３図ない
し第１３図は第２図の装置の要部における出力信
号のグラフである。 １：タイヤ、２：光学式変位検出器、４：Ａ／
Ｄ変換器、５：微分比較回路、６Ａ：凸部識別回
路、６Ｂ：凹部識別回路、７Ａ：凸部用ゲート設
定回路、７Ｂ：凹部用ゲート設定回路、８Ａ：凸
部間隔判定回路、８Ｂ：凹部間隔判定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定圧力の空気が充填されたタイヤをタイヤ
   中心軸の回りに一定の速度で回転させるタイヤ回
   転装置と、上記タイヤの側壁に光線を投射し、そ
   の反射光を受光して側壁からの距離を連続的に検
   出し、電圧の強弱に変換する光学式変位検出器
   と、この光学式変位検出器の出力信号と微小時間
   間隔のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   このＡ／Ｄ変換器の出力信号を微分し微係数が正
   の微係数設定値以上の部分、負の微係数設定値以
   下の部分およびこれらの中間部分に３区分する微
   分比較回路と、上記正の微係数設定値以上の部分
   および負の微係数設定値以下の部分の間に挟まれ
   た中間部分の時間軸長すなわち切返し幅をあらか
   じめ設定されている切返し幅設定値と比較して上
   記切返し幅が切返し幅設定値以下の凸部および凹
   部を取出す識別回路と、これらの切返し幅が設定
   値以下の凸部および凹部についてそのピーク部分
   の時間軸座標を算出し、この時間軸座標を中心と
   してその前後に設けた所定の判定幅を超えない範
   囲で正の微係数設定値以上の部分の開始時から負
   の微係数設定値以下の部分の終了時までを凸部の
   幅とする凸部用ゲート設定回路および上記の判定
   幅を超えない範囲で負の微係数設定値以下の部分
   の開始時から正の微係数設定値以上の部分の終了
   時までを凹部の幅とする凹部用ゲート設定回路
   と、上記Ａ／Ｄ変換器の出力から上記判定幅内の
   変位信号を取出し、凸部および凹部のそれぞれの
   前後両端からそのピークまでの高さを平均し、こ
   の平均値が許容値を超える複数個の凸部または凹
   部の時間軸方向間隔が限界値以内の場合にこれを
   欠陥と判定する凸部間隔判定回路および凹部間隔
   判定回路とからなるタイヤ側壁の凹凸検査装置。