タイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法及び交換時期判定装置
【課題】タイヤの成型不良を引き起こすブラダの状態を適切に把握してブラダの交換時期を確実に判定し、ブラダ交換後に行われる成型不良の有無の検査工程及び生産資源の無駄を生じさせることのないタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法及び交換時期判定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】タイヤ内周面の撮像画像から、タイヤの成型時に加硫用ブラダによってタイヤ内周面に型付けされた凸部を除く領域の凹凸状態の散布度を算出し、散布度と予め規定した閾値とを比較し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するようにした。
【解決手段】タイヤ内周面の撮像画像から、タイヤの成型時に加硫用ブラダによってタイヤ内周面に型付けされた凸部を除く領域の凹凸状態の散布度を算出し、散布度と予め規定した閾値とを比較し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを加硫するブラダの良否判定に関し、特に、ブラダの交換時期を判定するためのタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法及び交換時期判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤは、タイヤ外周面を金型により包囲し、タイヤ内周面にブラダを配置し、ブラダを膨出させることでタイヤを金型に対して押圧して加硫される。
この加硫用のブラダは、可撓性を有する素材からなり、ブラダが膨出したときにタイヤ内周面に沿ってトーラス状となるように形成される。また、ブラダ表面にはタイヤ内周面とブラダとの間に介在する空気を排出するための複数の排気溝が形成されている。そして、タイヤ内周面に配置されたブラダ内部に所定の温度に加熱された流体を供給してブラダを膨出させることで、タイヤ内周面とブラダ表面との間の空気を排気溝から排出しつつタイヤ内周面とブラダ表面とを密着させ、さらにブラダを膨出させることでタイヤが金型に対して押圧された状態で加硫される。タイヤの加硫が完了すると、ブラダに供給された流体を排出してタイヤ内周面からブラダが取り除かれる。
上記のようにブラダは、膨出、収縮を繰り返すことでタイヤを加硫しているため、膨出・収縮による繰り返し疲労が蓄積し、徐々に劣化する。そして、ブラダの劣化が進行し、タイヤ成型時にブラダを膨出させる流体が漏洩したり、パンクしたりした場合に、ブラダの使用限界であることが初めて認識され、新たなブラダと交換される。
特許文献に示すように、ブラダの使用限界（寿命）を知る方法としては、ブラダを膨出させる媒体の漏洩を検出する検出手段をタイヤの加硫成型装置に設け、ブラダに発生したピンホール等を検出する方法が知られている。しかし、ピンホール等の発生により使用限界（寿命）を迎えたブラダは、ピンホール等の発生以前に相当程度の劣化が進行していることが予想され、ある一定の時期からピンホールの発生直前までに成型されたタイヤは、相当程度の劣化が進行したブラダによって加硫されたこととなるため、生産現場においてはピンホール等の発生が生じた場合には、ある一定の時期からブラダの交換直前までに加硫されたタイヤを遡って検査し、成型不良の有無を検査する必要があった。
また、過去に遡る検査の結果、タイヤが不良と判定された場合には、一定期間の間に生産されたタイヤを無駄に加硫したこととなり、タイヤの生産資源に無駄を生じさせることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５５２２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１０７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記課題を解決するため、タイヤの成型不良を引き起こすブラダの状態を適切に把握することにより、ブラダの交換時期を確実に判定し、ブラダ交換後に行われる成型不良の有無の検査工程及び生産資源の無駄を生じさせることのないタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法及び交換時期判定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】
【０００５】
前記課題を解決するための方法として、タイヤ内周面の撮像画像から、タイヤの成型時に加硫用ブラダによってタイヤ内周面に型付けされた凸部を除く領域の凹凸状態の散布度を算出し、散布度と予め規定した閾値とを比較し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するようにした。
本方法によれば、加硫用ブラダの表面の凹凸状態が成型するタイヤの内周面に転写されるため、タイヤ内周面の撮像画像からタイヤ内周面の凸部を除く表面の凹凸状態の散布度を算出し、当該散布度と閾値とを比較して加硫用ブラダの表面の凹凸状態を判定し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するので、タイヤを加硫するブラダの交換を促し、加硫不良のタイヤの発生を防止できる。
また、他の方法として、散布度は、撮像画像を円周方向に沿って帯状に切り出した円周方向領域から算出するようにした。
本方法によれば、撮像画像を円周方向に沿って切り出した領域から散布度を算出するので、タイヤ内周面を成型する加硫用ブラダの特定の部位の劣化を判定することができる。
また、他の方法として、円周方向領域は、タイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を含むようにした。
本方法によれば、ビード裏面側、すなわちタイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を加硫するブラダは、加硫用ブラダで最も屈曲が激しい位置であるため、加硫用ブラダの劣化が最初に現れるので、ビード裏面側の領域を含む領域の散布度を算出し、当該領域に基づいて加硫用ブラダの交換時期を判定することにより、タイヤの加硫時に成型不良を生じさせることを早期に抑制することができる。
また、他の方法として、円周方向領域を円周方向に均等に分割して各領域の散布度を算出し、各領域の散布度と円周方向領域の散布度との差分を算出し、差分と予め規定した閾値とを比較するようにした。
本方法によれば、切り出した領域を均等に分割して分割後の各領域の散布度を算出することにより、切り出した領域の中での円周方向の散布度の分布が分かるので、各領域の散布度と切り出した領域の散布度との差分を算出することで、加硫用ブラダの交換時期の判定精度を向上させることができる。
前記課題を解決するための構成として、タイヤ内周面の状態を測定することによりタイヤ加硫用ブラダの状態を判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定装置であって、タイヤ内周面の撮像画像から、加硫用ブラダによって型付けされたリッジを検出する検出手段と、撮像画像からリッジを除去したのちに当該撮像画像の凹凸状態を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づき加硫用ブラダの交換時期を判定する判定手段とを備え、判定手段は、リッジが除去された撮像画像の凹凸状態の散布度と予め規定された閾値とを比較して加硫用ブラダの交換時期を判定する構成とした。
本構成によれば、加硫用ブラダが劣化すると、加硫用ブラダの表面が剥離したり、表面粗さが粗くなる。この加硫用ブラダの表面状態は、成型するタイヤの内周面に転写されるため、タイヤ内周面の撮像画像からタイヤ内周面の凸部を除く表面の凹凸状態の散布度を算出し、当該散布度と閾値とを比較することによって加硫用ブラダの表面状態、つまり、加硫用ブラダの交換時期を判定することができるので、タイヤを加硫するブラダの交換を促し、加硫不良のタイヤの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】タイヤの加硫装置及びブラダの外観図，ブラダの形状状態変化を示す図。
【図２】タイヤの内面検査装置の概略構成図。
【図３】タイヤ内周面の撮像画像及び合成画像を示す図。
【図４】交換判定画像から凸部を除去するときの概念図。
【図５】ブラダの交換サイクルと標準偏差σとの関係を調べたグラフ。
【図６】本発明に係る交換時期判定装置の画像処理のフローチャート。
【図７】他の形態に係る交換時期判定装置のブロック図。
【図８】他の形態に係る交換時期判定装置の画像処理のフローチャート。
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１（ａ）は、タイヤＴを加硫するときの加硫装置２の概略構成図、図１（ｂ）は、タイヤＴを金型に押圧するブラダ７の断面図及び表面の拡大図、図１（ｃ）は、タイヤＴの成型におけるブラダ７の形状状態の変化を示す図である。
図１（ａ）に示すように、タイヤＴは、タイヤサイド部を成型する金型６１，６２とタイヤクラウン部を成型する金型６３とにより包囲され、タイヤ内周面Ｔｓ側に配置されるブラダ７を膨出させることにより金型６１〜６３に対して押圧された状態で加硫される。
図１（ｂ）に示すように、ブラダ７は、例えば、柔軟性に優れたブチルゴム等のゴム素材や、ゴム素材が繊維素材によって補強された可撓性を有する素材により構成され、膨出したときにタイヤ内周面Ｔｓに沿ってトーラス状となるように形成される。また、ブラダ表面７ａにはタイヤ内周面Ｔｓとブラダ表面７ａとの間に介在する空気を排気するための複数の排気溝８が周期的に形成される。
そして、図１（ｃ）の（イ），（ロ）に示すように、タイヤ内周面Ｔｓに配置されたブラダ７に所定の温度に加熱された流体を供給することでブラダ７を膨出させ、タイヤ内周面Ｔｓとブラダ表面７ａとの間の空気を排気溝８から排出しつつタイヤ内周面Ｔｓとブラダ表面７ａとを密着させてタイヤＴを金型６１〜６３に押圧することでタイヤＴが加硫される。タイヤＴの加硫が完了すると、図１（ｃ）の（ハ）に示すように、ブラダ７は、内部に供給された流体を排出することによりタイヤ内周面Ｔｓから取り除かれる。なお、ブラダ７の形状及び構成は、上記に限らず他の形態であっても良い。
そして、加硫装置２により加硫成型されたタイヤＴは、後段の外観検査に送られる。
【０００９】
図２は、タイヤ内周面Ｔｓの加硫成型不良を検査するタイヤ内面検査装置１の一例を示す全体概略図である。以下、タイヤ内面検査装置１の詳細について説明する。
同図に示すようにタイヤ内面検査装置１は、概略、タイヤ内周面Ｔｓを撮像する撮像装置１０と、交換時期判定装置３３を含む制御処理装置３０とを備える。制御処理装置３０は、演算手段としてのＣＰＵ，記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ及び通信手段としてのインターフェイス等を含むいわゆるコンピュータであって、ＲＯＭ内に格納されたプログラムに基づいて動作する。
撮像装置１０は、被検体であるタイヤＴを載置するための回転テーブル５と、光切断法に基づきタイヤ内周面Ｔｓを部位毎に撮像するカメラセット１１〜１３とにより構成される。
【００１０】
回転テーブル５は、図外の回転台の台座部に内蔵されるモータ４の駆動により回転し、横向きに載置されるタイヤＴを円周方向に回転させる。モータ４は、後述の制御処理装置３０と接続され、制御処理装置３０の撮像制御手段３１の出力する信号に基づき回転する。
【００１１】
カメラセット１１〜１３は、投光器１１Ａとカメラ１１Ｂと、投光器１２Ａとカメラ１２Ｂと、投光器１３Ａとカメラ１３Ｂとにより構成され、タイヤ内径部に配置される。カメラセット１１〜１３は、互いにタイヤ円周方向に所定の角度位置ずれして配置される。投光器１１Ａ〜１３Ａは、例えば、赤色レーザー光からなる帯状のスリット光を照射し、スリット光の延長方向がタイヤ幅方向Ｗとなるように配置される。
【００１２】
具体的には、カメラセット１１の投光器１１Ａは、タイヤサイドＴ１からタイヤクラウンＴ２の一部を含む範囲までタイヤ径方向Ｒ及びタイヤ幅方向Ｗにスリット光を照射し、カメラセット１２の投光器１２ＡはタイヤクラウンＴ２の幅方向にスリット光を照射し、カメラセット１３の投光器１３Ａは、タイヤサイドＴ３からタイヤクラウンＴ２の一部を含む範囲までタイヤ径方向Ｒ及びタイヤ幅方向Ｗにスリット光を照射する。つまり、カメラセット１１がタイヤ内周面Ｔｓのうち回転テーブル５側の一方のタイヤサイドＴ１を撮像し、カメラセット１２がタイヤクラウンＴ２を撮像し、カメラセット１３が他方のタイヤサイドＴ３を撮像する（図２参照）。
なお、カメラセット１１〜１３の位置ずれ角度は、適宜設定すれば良く、タイヤＴの内径部に位置してタイヤ内周面Ｔｓを撮像可能に配置すれば良い。
また、カメラセット１１〜１３は、制御処理装置３０と接続され、投光器１１Ａ〜１３Ａによるスリット光の照射、カメラ１１Ｂ〜１３Ｂによる撮像は、撮像制御手段３１によって制御される。
【００１３】
カメラ１１Ｂ〜１３Ｂによりタイヤ円周方向に沿って撮像されるタイヤ内周面Ｔｓの断面画像は、制御処理装置３０に逐次出力され、例えば、タイヤ内周面Ｔｓの１周分を１００００分割して出力する。
カメラ１１Ｂ〜１３Ｂの撮像する各断面画像には、各撮像位置における高さ情報と輝度情報とが含まれる。
【００１４】
制御処理装置３０は、撮像制御手段３１と、撮像画像前処理手段３２と、交換時期判定装置３３と、外観検査手段３４とを備える。
撮像制御手段３１は、カメラセット１１〜１３及びモータ４に対して撮像開始信号及び撮像終了信号を出力してタイヤ内周面Ｔｓの撮像を制御する。
【００１５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれカメラセット１１〜１３によって撮像された撮像画像Ｐ１〜Ｐ３と、撮像画像Ｐ１〜Ｐ３を合成した合成画像Ｐを示す。
撮像画像前処理手段３２は、カメラセット１１〜１３によって撮像されるタイヤ内周面Ｔｓのそれぞれの部位をそれぞれ同じ長さの帯状の画像となるように前処理を行う。
具体的には、タイヤ内周面Ｔｓは、各カメラ１１Ｂ〜１３Ｂの位置を基準としたカメラ座標によって撮像されるため、カメラ１１Ｂ〜１３Ｂによって撮像された画像を共通の１つの座標上で表されるように座標変換される。そして、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような、帯状の撮像画像Ｐ１〜Ｐ３に変換される。撮像画像Ｐ１〜Ｐ３には、各撮像画像Ｐ１〜Ｐ３を構成する画素毎にタイヤ内周面Ｔｓの凹凸の高さ情報と色調（輝度）情報とが含まれる。
なお、撮像画像Ｐ１は、タイヤ内周面Ｔｓのうち載置面側のタイヤ内側面（タイヤサイドＴ１）を撮像したものであり、撮像画像Ｐ２は、タイヤ内周面Ｔｓのうちタイヤクラウン部（タイヤクラウンＴ２）を撮像したものであり、撮像画像Ｐ３は、タイヤ内周面Ｔｓのうち載置面とは逆側のタイヤ内側面（タイヤサイドＴ３）を撮像したものである。
図３（ｄ）に示すように、撮像画像Ｐ１〜Ｐ３は、１つの合成画像Ｐに合成される。図３（ａ）〜（ｄ）における９は、タイヤ成型時にブラダ表面７ａの排気溝８によってタイヤ内周面Ｔｓに凸状に転写されたリッジと呼ばれる凸部である。凸部９は、タイヤ内周面Ｔｓにおいてブラダ表面７ａと同様に周期的に型付けされる。
【００１６】
交換時期判定装置３３は、リッジ検出手段５１と、画像切り出し手段５２と、散布度算出手段５３と、交換判定手段５４と、交換通知手段５５とを備える（図２参照）。
リッジ検出手段５１は、合成画像Ｐからブラダ７によって周期的に型付けされたリッジと呼ばれる凸部９を検出し、合成画像Ｐにおける凸部９の位置を記憶する。具体的には、合成画像Ｐの高さ情報に基づき所定の閾値β以上の領域を凸部９として検出し、合成画像Ｐにおける画素位置を記憶する（図４（ｂ）参照）。
画像切り出し手段５２は、合成画像Ｐの円周方向に沿って所定幅で、画像を帯状の円周方向領域に切り出す処理手段であって、例えば、図１（ａ）の切り出し領域Ｃに対応する位置を図３（ｄ）に示すような合成画像Ｐから切り出す。
具体的には、図１（ａ）に示すように、ビード部に配設されるビードコアＴＢ及びビードフィラーＴＦのタイヤクラウンＴ２側の範囲を含む領域を合成画像Ｐから円周方向に沿って交換判定画像Ｑとして切り出す。つまり、交換判定画像Ｑは、ビード部の裏面側に相当するタイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を含むように合成画像Ｐから切り出される。
交換判定画像Ｑは、１対のビード部の裏面側それぞれから切り出すこともできるが、交換判定画像Ｑは対称と考えることができるので、撮像画像Ｐ１から切り出される交換判定画像Ｑを用いる。
【００１７】
図４（ａ）は、画像切り出し手段５２によって切り出された交換判定画像Ｑを示し、（ｂ）は、交換判定画像Ｑの高さ情報に基づき凸部９を除外する方法を示す図である。
散布度算出手段５３は、交換判定画像Ｑに含まれる凸部９を除外し、タイヤ内周面Ｔｓの凹凸の散布度を算出する。具体的には、散布度は、図４（ａ），（ｂ）に示すように交換判定画像Ｑの有する高さ情報に基づき算出される。散布度とは、凹凸の散らばりの度合いであり、具体的な指標値の例としては、分散σ２や標準偏差σが挙げられる。本例では、散布度は、標準偏差σとして説明する。標準偏差σの算出は、リッジ検出手段５１により検出された凸部９を除外して算出される。
【００１８】
交換判定手段５４は、散布度算出手段５３によって算出された標準偏差σと予め設定された閾値αとを比較し、標準偏差σが閾値αよりも大きいときにはブラダ７は交換時期（成型不良を引き起こす状態）であるとして判定し、標準偏差σが閾値αよりも小さいときにはブラダ７は交換時期ではないとして判定する。交換時期の判定基準となる閾値αは、経験的に設定すれば良い。
【００１９】
図５は、ブラダの交換サイクルと標準偏差σとの関係を示したグラフで、横軸に稼働日、縦軸にタイヤ内周面Ｔｓから切り出した領域の凹凸の標準偏差σを示す。同図において菱形は、各稼働日における切り出した領域の標準偏差σをプロットしたものである。切り出した領域の凹凸の標準偏差σは、日時が経過する毎に次第に大きくなり、交換から５日後に新しいブラダに交換されている。このときの標準偏差σは、いずれの交換時でも標準偏差σが０．０１５を超えた日にブラダが交換されていることから、ブラダの交換時期を判定するときの閾値に０．０１５を設定する。なお、標準偏差σに対する閾値αは、ブラダの耐久性、使用環境等によって適宜設定されるものである。
交換通知手段５５は、交換判定手段５４で、ブラダ７が交換時期であると判定されたタイヤＴのシリアルナンバーを記憶するバーコードの情報を加硫装置２に併設されたモニタ等に出力し、ブラダ７の交換を促す。
【００２０】
外観検査手段３４は、例えば、合成画像Ｐを構成する画素の輝度の変化又はその大きさに基づき汚れを検出する汚れ検出手段や、光切断法に基づいて取得された合成画像Ｐの有する高さ情報に基づいてキズを検査するキズ検出手段等によりタイヤ内周面Ｔｓの汚れやキズの有無を検査する。
【００２１】
以下、タイヤ内面検査装置１によるタイヤ内周面Ｔｓの検査方法について説明する。
まず、検査員により被検体であるタイヤＴが、回転テーブル５に横向きに載置される。このとき、タイヤＴは、中心が回転テーブル５の回転中心と一致するように載置される。
次に、検査員は、タイヤＴの内径部にカメラセット１１〜１３を配置し、図外の入力手段から制御処理装置３０に検査開始の信号を入力する。
制御処理装置３０の撮像制御手段３１は、カメラセット１１〜１３に撮像開始信号を出力し、モータ４に回転テーブル５の回転開始信号を出力する。カメラセット１１〜１３によるタイヤ内周面Ｔｓの撮像は、１００００回の撮像によってタイヤ１周分となるようにモータ４の回転速度とカメラセット１１〜１３の撮像回数とが同期するように制御される。カメラセット１１〜１３により出力されるタイヤ内周面Ｔｓの画像は、逐次、制御処理装置３０に出力される。
タイヤ１周分の撮像が終了すると、撮像画像前処理手段３２では、カメラセット１１〜１３により撮像されるタイヤ内周面Ｔｓの部位毎の画像を帯状の撮像画像Ｐ１〜Ｐ３に変換したのちに合成して１つの合成画像Ｐとなるように前処理を行い、合成画像Ｐを交換時期判定装置３３に出力する。
【００２２】
図６は、交換時期判定装置３３による画像処理のフローチャートを示す。
まず、合成画像Ｐに含まれる高さ情報に基づき、合成画像Ｐから凸部９を検出する（Ｓ１０１）。
次に、合成画像Ｐからブラダ７の交換時期の判定を行う交換判定画像Ｑをビード部のタイヤ内周面Ｔｓ側から所定の範囲で切り出す（Ｓ１０２）。
ビード部のタイヤ内周面Ｔｓ側に対応するブラダ７は、ブラダ７の膨張・収縮において最も曲げ伸ばしの変化が大きい部分であるため、ブラダ７のうちで劣化の進行が最も早く現れる領域である。よって、ビード部のタイヤ内周面Ｔｓ側の表面の状態を調べることにより、早期にブラダ７の交換時期を検出することができるので、ブラダ７によるタイヤ成型時の成型不良の発生を防ぐことができる。
【００２３】
次に、切り出した領域の凹凸の標準偏差σを求める（Ｓ１０３）。凹凸とは、光切断法に基づいて取得されたタイヤ内周面Ｔｓの例えば、表面粗さである。例えば、ブラダ７が劣化すると、ブラダ表面７ａにザラツキが発生し、さらに劣化が進むとブラダ表面７ａにひび割れが生じ、ひび割れた部分が剥離したりする。よって、切り出した領域の凸部９を除くタイヤ内周面Ｔｓの表面粗さの標準偏差σを算出することで、ブラダ７の劣化度合いを知ることができる。
【００２４】
次に、算出された標準偏差σが閾値αよりも小さいときには、ブラダ７は交換時期ではないとして判定し、標準偏差σが閾値αよりも大きいときには、ブラダ７は交換時期であるとして判定する（Ｓ１０４）。
そして、切り出した領域の標準偏差σが、閾値よりも大きいときには、検査工程よりも上流の工程の加硫工程に閾値αを過ぎたタイヤＴのバーコードを通知し、ブラダ７の交換を促す（Ｓ１０５）。
よって、加硫工程に通知された時点よりも前、かつ、標準偏差σを超えるタイヤＴが加硫されたときよりも後に成型されたタイヤＴに成型不良が生じることがないので、タイヤＴの加硫成型効率が向上するとともに、成型不良のタイヤＴの発生を抑制することができ、無駄な加硫成型を行わなくなるため生産資源にかかる費用を少なくすることができる。
また、ブラダ７が交換時期ではないと判定されたときには、合成画像Ｐを外観検査手段３４に出力して、タイヤ内周面Ｔｓの汚れやキズの有無が検査される。
【００２５】
以下、他の実施形態について説明する。
本実施形態においては、タイヤ内周面の凹凸の標準偏差σを求めるために、ビード部裏近傍のタイヤ内周面Ｔｓを円周方向に帯状の交換判定画像Ｑとして切り出し、交換判定画像Ｑをさらに周方向に複数の分割画像Ｒ１〜Ｒ６に分割し、各分割画像Ｒ１〜Ｒ６における標準偏差σと交換判定画像Ｑの標準偏差σとを比較することによりブラダ７の劣化度合いをより正確に検出することを可能にする。
【００２６】
図７は、本実施形態に係る交換時期判定装置３３のブロック図を示す。
図７に示すように、交換時期判定装置３３は、上述の実施形態の構成に加えて、交換判定画像Ｑを円周方向に複数に分割する画像分割手段５６と、分割画像Ｒ１〜Ｒ６の凸部９を除く凹凸の標準偏差σと、交換判定画像Ｑの標準偏差σとの差分を算出する標準偏差差分算出手段５７とを備える構成である。
【００２７】
以下、本実施形態に係る交換時期判定装置３３について説明するが上述の実施形態と同一の構成部分については説明を省略する。
分割画像Ｒ１〜Ｒ６は、交換判定画像Ｑを円周方向に均等に分割して取得される。画像分割手段５６による分割数は、適宜設定すれば良く、例えば、６等分に分割する。なお、分割数は、多い程、凹凸の標準偏差σを算出したときの精度が良くなるが検査に要する時間が長くなるので、適宜調整する必要がある。
上述の実施形態では、散布度算出手段５３は、交換判定画像Ｑに含まれる凸部９を除去して交換判定画像Ｑの有する高さ情報に基づきタイヤ内周面Ｔｓの凹凸の標準偏差σのみを算出したが、本実施形態では、画像分割手段５６により複数に分割された各分割画像Ｒ１〜Ｒ６それぞれの凹凸の標準偏差σも算出する。即ち、分割画像Ｒ１〜Ｒ６の凹凸の標準偏差σを算出することにより、交換判定画像Ｑにおける円周方向の標準偏差σの違いを検出することができるので、交換判定画像Ｑのような大きな領域によって凹凸の標準偏差σが平均化されることなく、ブラダ７の劣化を精度良く検出できる。
標準偏差差分算出手段５７では、交換判定画像Ｑの標準偏差σと各分割画像Ｒ１〜Ｒ６の標準偏差σとの差分を算出し、交換判定画像Ｑの標準偏差σに対する各分割画像Ｒ１〜Ｒ６の標準偏差σとの差分のうち、差分の大きい分割画像をブラダ７の交換時期を示す最も近い領域として記憶する。
【００２８】
図８は、本実施形態に係る交換時期判定装置３３のフローチャートを示す。まず、合成画像Ｐに含まれる高さ情報に基づき合成画像Ｐから凸部９を検出する（Ｓ１０１）。次に、検査画像Ｐからブラダ７の交換時期の判定を行う交換判定画像Ｑを切り出す（Ｓ１０２）。次に、凸部９を除く交換判定画像Ｑの凹凸の標準偏差σを求める（Ｓ１０３）。次に、交換判定画像Ｑの標準偏差σが閾値αよりも小さいときには、ブラダ７は交換時期ではないとして仮に判定し、標準偏差σが閾値αよりも大きいときには、ブラダ７は交換時期であるとして判定する（Ｓ１０４）。次に、ブラダ７は、交換時期ではないとして仮判定されると、交換判定画像Ｑを図３（ｅ）に示すように、円周方向に複数の分割画像Ｒ１〜Ｒ６に均等に分割する（Ｓ１０５）。次に、各分割画像Ｒ１〜Ｒ６の凹凸の標準偏差σを算出する（Ｓ１０６）。次に、交換判定画像Ｑの標準偏差σと分割画像Ｒ１〜Ｒ６の標準偏差σとの差分を算出し、差分が閾値αよりも大きいときには、ブラダ７は、交換時期であると判定し、閾値αよりも小さいときには、交換時期ではないとして判定する（Ｓ１０７）。
次に、ブラダ７が交換時期であると判定されたときには、検査工程よりも上流の工程の加硫装置２に併設されたモニタ等に検査対象となったタイヤＴのバーコードを通知し、ブラダ７の交換を促す（Ｓ１０８）。よって、加硫装置２に通知された時点よりも前で、凹凸の標準偏差σを超えるタイヤＴが加硫されたときよりも後に加硫されたタイヤＴに加硫不良が生じることがないので、タイヤＴの加硫効率が向上するとともに、加硫不良の発生を抑制することができ、生産資源にかかる費用を少なくすることができる。
【００２９】
本実施形態に示すようにタイヤ内周面Ｔｓから交換判定画像Ｑを切り出し、さらに交換判定画像Ｑを分割画像Ｒ１〜Ｒ６に分割して分割画像Ｒ１〜Ｒ６毎の標準偏差σを算出して交換判定画像Ｑと比較することにより、交換判定画像Ｑのみで標準偏差σを算出したときに、交換判定画像Ｑのうち標準偏差σが部分的に閾値を超えた部分までもが平均化され、不良が検出されなくなることを防ぐことができる。
【００３０】
以上、複数の実施形態で説明したように、タイヤＴの内面検査装置１にブラダ７の交換時期判定装置３３を組み込むことにより、タイヤ内周面Ｔｓの検査と同時にブラダ７の交換時期を検出することができる。また、タイヤ内周面Ｔｓを検査する前に、ブラダ７の交換時期を判定することにより検査するタイヤＴの成型の良否を判定することもできる。
よって、ブラダ７の交換時期が近づいたこと（寿命）に起因するタイヤＴの加硫不良を抑制できるので、加硫後のタイヤＴの検査に要する手間を省くことができるとともに、タイヤＴの加硫効率を向上させることができる。
【００３１】
なお、タイヤ内周面Ｔｓの凹凸の標準偏差σを求めるために、ビード部裏近傍のタイヤ内周面Ｔｓを円周方向に帯状の交換判定画像Ｑとして切り出したが、ビード部裏近傍に限らず、タイヤ内周面Ｔｓの他の領域を円周方向に帯状に切り出して交換判定画像に用いても良い。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１ タイヤ内面検査装置、２ 加硫装置、４ モータ、５ 回転テーブル、
７ ブラダ、７ａ ブラダ表面、８ 排気溝、９ 凸部、１０ 撮像装置、
１１〜１３ カメラセット、１１Ａ〜１３Ａ 投光器、１１Ｂ〜１３Ｂ カメラ、
３０ 制御処理装置、３１ 撮像制御手段、３２ 撮像画像前処理手段、
３３ 交換時期判定装置、３４ 外観検査手段、５１ リッジ検出手段、
５２ 画像切り出し手段、５３ 散布度算出手段、５４ 交換判定手段、
５５ 交換通知手段、５６ 画像分割手段、５７ 標準偏差差分算出手段、
６１〜６３ 金型、Ｐ１〜Ｐ３ 撮像画像、Ｐ 合成画像、Ｑ 交換判定画像、
Ｒ１〜Ｒ６ 分割画像、Ｔ タイヤ、Ｔｓ タイヤ内周面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを加硫するブラダの良否判定に関し、特に、ブラダの交換時期を判定するためのタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法及び交換時期判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤは、タイヤ外周面を金型により包囲し、タイヤ内周面にブラダを配置し、ブラダを膨出させることでタイヤを金型に対して押圧して加硫される。
この加硫用のブラダは、可撓性を有する素材からなり、ブラダが膨出したときにタイヤ内周面に沿ってトーラス状となるように形成される。また、ブラダ表面にはタイヤ内周面とブラダとの間に介在する空気を排出するための複数の排気溝が形成されている。そして、タイヤ内周面に配置されたブラダ内部に所定の温度に加熱された流体を供給してブラダを膨出させることで、タイヤ内周面とブラダ表面との間の空気を排気溝から排出しつつタイヤ内周面とブラダ表面とを密着させ、さらにブラダを膨出させることでタイヤが金型に対して押圧された状態で加硫される。タイヤの加硫が完了すると、ブラダに供給された流体を排出してタイヤ内周面からブラダが取り除かれる。
上記のようにブラダは、膨出、収縮を繰り返すことでタイヤを加硫しているため、膨出・収縮による繰り返し疲労が蓄積し、徐々に劣化する。そして、ブラダの劣化が進行し、タイヤ成型時にブラダを膨出させる流体が漏洩したり、パンクしたりした場合に、ブラダの使用限界であることが初めて認識され、新たなブラダと交換される。
特許文献に示すように、ブラダの使用限界（寿命）を知る方法としては、ブラダを膨出させる媒体の漏洩を検出する検出手段をタイヤの加硫成型装置に設け、ブラダに発生したピンホール等を検出する方法が知られている。しかし、ピンホール等の発生により使用限界（寿命）を迎えたブラダは、ピンホール等の発生以前に相当程度の劣化が進行していることが予想され、ある一定の時期からピンホールの発生直前までに成型されたタイヤは、相当程度の劣化が進行したブラダによって加硫されたこととなるため、生産現場においてはピンホール等の発生が生じた場合には、ある一定の時期からブラダの交換直前までに加硫されたタイヤを遡って検査し、成型不良の有無を検査する必要があった。
また、過去に遡る検査の結果、タイヤが不良と判定された場合には、一定期間の間に生産されたタイヤを無駄に加硫したこととなり、タイヤの生産資源に無駄を生じさせることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５５２２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１０７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記課題を解決するため、タイヤの成型不良を引き起こすブラダの状態を適切に把握することにより、ブラダの交換時期を確実に判定し、ブラダ交換後に行われる成型不良の有無の検査工程及び生産資源の無駄を生じさせることのないタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法及び交換時期判定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】
【０００５】
前記課題を解決するための方法として、タイヤ内周面の撮像画像から、タイヤの成型時に加硫用ブラダによってタイヤ内周面に型付けされた凸部を除く領域の凹凸状態の散布度を算出し、散布度と予め規定した閾値とを比較し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するようにした。
本方法によれば、加硫用ブラダの表面の凹凸状態が成型するタイヤの内周面に転写されるため、タイヤ内周面の撮像画像からタイヤ内周面の凸部を除く表面の凹凸状態の散布度を算出し、当該散布度と閾値とを比較して加硫用ブラダの表面の凹凸状態を判定し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するので、タイヤを加硫するブラダの交換を促し、加硫不良のタイヤの発生を防止できる。
また、他の方法として、散布度は、撮像画像を円周方向に沿って帯状に切り出した円周方向領域から算出するようにした。
本方法によれば、撮像画像を円周方向に沿って切り出した領域から散布度を算出するので、タイヤ内周面を成型する加硫用ブラダの特定の部位の劣化を判定することができる。
また、他の方法として、円周方向領域は、タイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を含むようにした。
本方法によれば、ビード裏面側、すなわちタイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を加硫するブラダは、加硫用ブラダで最も屈曲が激しい位置であるため、加硫用ブラダの劣化が最初に現れるので、ビード裏面側の領域を含む領域の散布度を算出し、当該領域に基づいて加硫用ブラダの交換時期を判定することにより、タイヤの加硫時に成型不良を生じさせることを早期に抑制することができる。
また、他の方法として、円周方向領域を円周方向に均等に分割して各領域の散布度を算出し、各領域の散布度と円周方向領域の散布度との差分を算出し、差分と予め規定した閾値とを比較するようにした。
本方法によれば、切り出した領域を均等に分割して分割後の各領域の散布度を算出することにより、切り出した領域の中での円周方向の散布度の分布が分かるので、各領域の散布度と切り出した領域の散布度との差分を算出することで、加硫用ブラダの交換時期の判定精度を向上させることができる。
前記課題を解決するための構成として、タイヤ内周面の状態を測定することによりタイヤ加硫用ブラダの状態を判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定装置であって、タイヤ内周面の撮像画像から、加硫用ブラダによって型付けされたリッジを検出する検出手段と、撮像画像からリッジを除去したのちに当該撮像画像の凹凸状態を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づき加硫用ブラダの交換時期を判定する判定手段とを備え、判定手段は、リッジが除去された撮像画像の凹凸状態の散布度と予め規定された閾値とを比較して加硫用ブラダの交換時期を判定する構成とした。
本構成によれば、加硫用ブラダが劣化すると、加硫用ブラダの表面が剥離したり、表面粗さが粗くなる。この加硫用ブラダの表面状態は、成型するタイヤの内周面に転写されるため、タイヤ内周面の撮像画像からタイヤ内周面の凸部を除く表面の凹凸状態の散布度を算出し、当該散布度と閾値とを比較することによって加硫用ブラダの表面状態、つまり、加硫用ブラダの交換時期を判定することができるので、タイヤを加硫するブラダの交換を促し、加硫不良のタイヤの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】タイヤの加硫装置及びブラダの外観図，ブラダの形状状態変化を示す図。
【図２】タイヤの内面検査装置の概略構成図。
【図３】タイヤ内周面の撮像画像及び合成画像を示す図。
【図４】交換判定画像から凸部を除去するときの概念図。
【図５】ブラダの交換サイクルと標準偏差σとの関係を調べたグラフ。
【図６】本発明に係る交換時期判定装置の画像処理のフローチャート。
【図７】他の形態に係る交換時期判定装置のブロック図。
【図８】他の形態に係る交換時期判定装置の画像処理のフローチャート。
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１（ａ）は、タイヤＴを加硫するときの加硫装置２の概略構成図、図１（ｂ）は、タイヤＴを金型に押圧するブラダ７の断面図及び表面の拡大図、図１（ｃ）は、タイヤＴの成型におけるブラダ７の形状状態の変化を示す図である。
図１（ａ）に示すように、タイヤＴは、タイヤサイド部を成型する金型６１，６２とタイヤクラウン部を成型する金型６３とにより包囲され、タイヤ内周面Ｔｓ側に配置されるブラダ７を膨出させることにより金型６１〜６３に対して押圧された状態で加硫される。
図１（ｂ）に示すように、ブラダ７は、例えば、柔軟性に優れたブチルゴム等のゴム素材や、ゴム素材が繊維素材によって補強された可撓性を有する素材により構成され、膨出したときにタイヤ内周面Ｔｓに沿ってトーラス状となるように形成される。また、ブラダ表面７ａにはタイヤ内周面Ｔｓとブラダ表面７ａとの間に介在する空気を排気するための複数の排気溝８が周期的に形成される。
そして、図１（ｃ）の（イ），（ロ）に示すように、タイヤ内周面Ｔｓに配置されたブラダ７に所定の温度に加熱された流体を供給することでブラダ７を膨出させ、タイヤ内周面Ｔｓとブラダ表面７ａとの間の空気を排気溝８から排出しつつタイヤ内周面Ｔｓとブラダ表面７ａとを密着させてタイヤＴを金型６１〜６３に押圧することでタイヤＴが加硫される。タイヤＴの加硫が完了すると、図１（ｃ）の（ハ）に示すように、ブラダ７は、内部に供給された流体を排出することによりタイヤ内周面Ｔｓから取り除かれる。なお、ブラダ７の形状及び構成は、上記に限らず他の形態であっても良い。
そして、加硫装置２により加硫成型されたタイヤＴは、後段の外観検査に送られる。
【０００９】
図２は、タイヤ内周面Ｔｓの加硫成型不良を検査するタイヤ内面検査装置１の一例を示す全体概略図である。以下、タイヤ内面検査装置１の詳細について説明する。
同図に示すようにタイヤ内面検査装置１は、概略、タイヤ内周面Ｔｓを撮像する撮像装置１０と、交換時期判定装置３３を含む制御処理装置３０とを備える。制御処理装置３０は、演算手段としてのＣＰＵ，記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ及び通信手段としてのインターフェイス等を含むいわゆるコンピュータであって、ＲＯＭ内に格納されたプログラムに基づいて動作する。
撮像装置１０は、被検体であるタイヤＴを載置するための回転テーブル５と、光切断法に基づきタイヤ内周面Ｔｓを部位毎に撮像するカメラセット１１〜１３とにより構成される。
【００１０】
回転テーブル５は、図外の回転台の台座部に内蔵されるモータ４の駆動により回転し、横向きに載置されるタイヤＴを円周方向に回転させる。モータ４は、後述の制御処理装置３０と接続され、制御処理装置３０の撮像制御手段３１の出力する信号に基づき回転する。
【００１１】
カメラセット１１〜１３は、投光器１１Ａとカメラ１１Ｂと、投光器１２Ａとカメラ１２Ｂと、投光器１３Ａとカメラ１３Ｂとにより構成され、タイヤ内径部に配置される。カメラセット１１〜１３は、互いにタイヤ円周方向に所定の角度位置ずれして配置される。投光器１１Ａ〜１３Ａは、例えば、赤色レーザー光からなる帯状のスリット光を照射し、スリット光の延長方向がタイヤ幅方向Ｗとなるように配置される。
【００１２】
具体的には、カメラセット１１の投光器１１Ａは、タイヤサイドＴ１からタイヤクラウンＴ２の一部を含む範囲までタイヤ径方向Ｒ及びタイヤ幅方向Ｗにスリット光を照射し、カメラセット１２の投光器１２ＡはタイヤクラウンＴ２の幅方向にスリット光を照射し、カメラセット１３の投光器１３Ａは、タイヤサイドＴ３からタイヤクラウンＴ２の一部を含む範囲までタイヤ径方向Ｒ及びタイヤ幅方向Ｗにスリット光を照射する。つまり、カメラセット１１がタイヤ内周面Ｔｓのうち回転テーブル５側の一方のタイヤサイドＴ１を撮像し、カメラセット１２がタイヤクラウンＴ２を撮像し、カメラセット１３が他方のタイヤサイドＴ３を撮像する（図２参照）。
なお、カメラセット１１〜１３の位置ずれ角度は、適宜設定すれば良く、タイヤＴの内径部に位置してタイヤ内周面Ｔｓを撮像可能に配置すれば良い。
また、カメラセット１１〜１３は、制御処理装置３０と接続され、投光器１１Ａ〜１３Ａによるスリット光の照射、カメラ１１Ｂ〜１３Ｂによる撮像は、撮像制御手段３１によって制御される。
【００１３】
カメラ１１Ｂ〜１３Ｂによりタイヤ円周方向に沿って撮像されるタイヤ内周面Ｔｓの断面画像は、制御処理装置３０に逐次出力され、例えば、タイヤ内周面Ｔｓの１周分を１００００分割して出力する。
カメラ１１Ｂ〜１３Ｂの撮像する各断面画像には、各撮像位置における高さ情報と輝度情報とが含まれる。
【００１４】
制御処理装置３０は、撮像制御手段３１と、撮像画像前処理手段３２と、交換時期判定装置３３と、外観検査手段３４とを備える。
撮像制御手段３１は、カメラセット１１〜１３及びモータ４に対して撮像開始信号及び撮像終了信号を出力してタイヤ内周面Ｔｓの撮像を制御する。
【００１５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれカメラセット１１〜１３によって撮像された撮像画像Ｐ１〜Ｐ３と、撮像画像Ｐ１〜Ｐ３を合成した合成画像Ｐを示す。
撮像画像前処理手段３２は、カメラセット１１〜１３によって撮像されるタイヤ内周面Ｔｓのそれぞれの部位をそれぞれ同じ長さの帯状の画像となるように前処理を行う。
具体的には、タイヤ内周面Ｔｓは、各カメラ１１Ｂ〜１３Ｂの位置を基準としたカメラ座標によって撮像されるため、カメラ１１Ｂ〜１３Ｂによって撮像された画像を共通の１つの座標上で表されるように座標変換される。そして、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような、帯状の撮像画像Ｐ１〜Ｐ３に変換される。撮像画像Ｐ１〜Ｐ３には、各撮像画像Ｐ１〜Ｐ３を構成する画素毎にタイヤ内周面Ｔｓの凹凸の高さ情報と色調（輝度）情報とが含まれる。
なお、撮像画像Ｐ１は、タイヤ内周面Ｔｓのうち載置面側のタイヤ内側面（タイヤサイドＴ１）を撮像したものであり、撮像画像Ｐ２は、タイヤ内周面Ｔｓのうちタイヤクラウン部（タイヤクラウンＴ２）を撮像したものであり、撮像画像Ｐ３は、タイヤ内周面Ｔｓのうち載置面とは逆側のタイヤ内側面（タイヤサイドＴ３）を撮像したものである。
図３（ｄ）に示すように、撮像画像Ｐ１〜Ｐ３は、１つの合成画像Ｐに合成される。図３（ａ）〜（ｄ）における９は、タイヤ成型時にブラダ表面７ａの排気溝８によってタイヤ内周面Ｔｓに凸状に転写されたリッジと呼ばれる凸部である。凸部９は、タイヤ内周面Ｔｓにおいてブラダ表面７ａと同様に周期的に型付けされる。
【００１６】
交換時期判定装置３３は、リッジ検出手段５１と、画像切り出し手段５２と、散布度算出手段５３と、交換判定手段５４と、交換通知手段５５とを備える（図２参照）。
リッジ検出手段５１は、合成画像Ｐからブラダ７によって周期的に型付けされたリッジと呼ばれる凸部９を検出し、合成画像Ｐにおける凸部９の位置を記憶する。具体的には、合成画像Ｐの高さ情報に基づき所定の閾値β以上の領域を凸部９として検出し、合成画像Ｐにおける画素位置を記憶する（図４（ｂ）参照）。
画像切り出し手段５２は、合成画像Ｐの円周方向に沿って所定幅で、画像を帯状の円周方向領域に切り出す処理手段であって、例えば、図１（ａ）の切り出し領域Ｃに対応する位置を図３（ｄ）に示すような合成画像Ｐから切り出す。
具体的には、図１（ａ）に示すように、ビード部に配設されるビードコアＴＢ及びビードフィラーＴＦのタイヤクラウンＴ２側の範囲を含む領域を合成画像Ｐから円周方向に沿って交換判定画像Ｑとして切り出す。つまり、交換判定画像Ｑは、ビード部の裏面側に相当するタイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を含むように合成画像Ｐから切り出される。
交換判定画像Ｑは、１対のビード部の裏面側それぞれから切り出すこともできるが、交換判定画像Ｑは対称と考えることができるので、撮像画像Ｐ１から切り出される交換判定画像Ｑを用いる。
【００１７】
図４（ａ）は、画像切り出し手段５２によって切り出された交換判定画像Ｑを示し、（ｂ）は、交換判定画像Ｑの高さ情報に基づき凸部９を除外する方法を示す図である。
散布度算出手段５３は、交換判定画像Ｑに含まれる凸部９を除外し、タイヤ内周面Ｔｓの凹凸の散布度を算出する。具体的には、散布度は、図４（ａ），（ｂ）に示すように交換判定画像Ｑの有する高さ情報に基づき算出される。散布度とは、凹凸の散らばりの度合いであり、具体的な指標値の例としては、分散σ２や標準偏差σが挙げられる。本例では、散布度は、標準偏差σとして説明する。標準偏差σの算出は、リッジ検出手段５１により検出された凸部９を除外して算出される。
【００１８】
交換判定手段５４は、散布度算出手段５３によって算出された標準偏差σと予め設定された閾値αとを比較し、標準偏差σが閾値αよりも大きいときにはブラダ７は交換時期（成型不良を引き起こす状態）であるとして判定し、標準偏差σが閾値αよりも小さいときにはブラダ７は交換時期ではないとして判定する。交換時期の判定基準となる閾値αは、経験的に設定すれば良い。
【００１９】
図５は、ブラダの交換サイクルと標準偏差σとの関係を示したグラフで、横軸に稼働日、縦軸にタイヤ内周面Ｔｓから切り出した領域の凹凸の標準偏差σを示す。同図において菱形は、各稼働日における切り出した領域の標準偏差σをプロットしたものである。切り出した領域の凹凸の標準偏差σは、日時が経過する毎に次第に大きくなり、交換から５日後に新しいブラダに交換されている。このときの標準偏差σは、いずれの交換時でも標準偏差σが０．０１５を超えた日にブラダが交換されていることから、ブラダの交換時期を判定するときの閾値に０．０１５を設定する。なお、標準偏差σに対する閾値αは、ブラダの耐久性、使用環境等によって適宜設定されるものである。
交換通知手段５５は、交換判定手段５４で、ブラダ７が交換時期であると判定されたタイヤＴのシリアルナンバーを記憶するバーコードの情報を加硫装置２に併設されたモニタ等に出力し、ブラダ７の交換を促す。
【００２０】
外観検査手段３４は、例えば、合成画像Ｐを構成する画素の輝度の変化又はその大きさに基づき汚れを検出する汚れ検出手段や、光切断法に基づいて取得された合成画像Ｐの有する高さ情報に基づいてキズを検査するキズ検出手段等によりタイヤ内周面Ｔｓの汚れやキズの有無を検査する。
【００２１】
以下、タイヤ内面検査装置１によるタイヤ内周面Ｔｓの検査方法について説明する。
まず、検査員により被検体であるタイヤＴが、回転テーブル５に横向きに載置される。このとき、タイヤＴは、中心が回転テーブル５の回転中心と一致するように載置される。
次に、検査員は、タイヤＴの内径部にカメラセット１１〜１３を配置し、図外の入力手段から制御処理装置３０に検査開始の信号を入力する。
制御処理装置３０の撮像制御手段３１は、カメラセット１１〜１３に撮像開始信号を出力し、モータ４に回転テーブル５の回転開始信号を出力する。カメラセット１１〜１３によるタイヤ内周面Ｔｓの撮像は、１００００回の撮像によってタイヤ１周分となるようにモータ４の回転速度とカメラセット１１〜１３の撮像回数とが同期するように制御される。カメラセット１１〜１３により出力されるタイヤ内周面Ｔｓの画像は、逐次、制御処理装置３０に出力される。
タイヤ１周分の撮像が終了すると、撮像画像前処理手段３２では、カメラセット１１〜１３により撮像されるタイヤ内周面Ｔｓの部位毎の画像を帯状の撮像画像Ｐ１〜Ｐ３に変換したのちに合成して１つの合成画像Ｐとなるように前処理を行い、合成画像Ｐを交換時期判定装置３３に出力する。
【００２２】
図６は、交換時期判定装置３３による画像処理のフローチャートを示す。
まず、合成画像Ｐに含まれる高さ情報に基づき、合成画像Ｐから凸部９を検出する（Ｓ１０１）。
次に、合成画像Ｐからブラダ７の交換時期の判定を行う交換判定画像Ｑをビード部のタイヤ内周面Ｔｓ側から所定の範囲で切り出す（Ｓ１０２）。
ビード部のタイヤ内周面Ｔｓ側に対応するブラダ７は、ブラダ７の膨張・収縮において最も曲げ伸ばしの変化が大きい部分であるため、ブラダ７のうちで劣化の進行が最も早く現れる領域である。よって、ビード部のタイヤ内周面Ｔｓ側の表面の状態を調べることにより、早期にブラダ７の交換時期を検出することができるので、ブラダ７によるタイヤ成型時の成型不良の発生を防ぐことができる。
【００２３】
次に、切り出した領域の凹凸の標準偏差σを求める（Ｓ１０３）。凹凸とは、光切断法に基づいて取得されたタイヤ内周面Ｔｓの例えば、表面粗さである。例えば、ブラダ７が劣化すると、ブラダ表面７ａにザラツキが発生し、さらに劣化が進むとブラダ表面７ａにひび割れが生じ、ひび割れた部分が剥離したりする。よって、切り出した領域の凸部９を除くタイヤ内周面Ｔｓの表面粗さの標準偏差σを算出することで、ブラダ７の劣化度合いを知ることができる。
【００２４】
次に、算出された標準偏差σが閾値αよりも小さいときには、ブラダ７は交換時期ではないとして判定し、標準偏差σが閾値αよりも大きいときには、ブラダ７は交換時期であるとして判定する（Ｓ１０４）。
そして、切り出した領域の標準偏差σが、閾値よりも大きいときには、検査工程よりも上流の工程の加硫工程に閾値αを過ぎたタイヤＴのバーコードを通知し、ブラダ７の交換を促す（Ｓ１０５）。
よって、加硫工程に通知された時点よりも前、かつ、標準偏差σを超えるタイヤＴが加硫されたときよりも後に成型されたタイヤＴに成型不良が生じることがないので、タイヤＴの加硫成型効率が向上するとともに、成型不良のタイヤＴの発生を抑制することができ、無駄な加硫成型を行わなくなるため生産資源にかかる費用を少なくすることができる。
また、ブラダ７が交換時期ではないと判定されたときには、合成画像Ｐを外観検査手段３４に出力して、タイヤ内周面Ｔｓの汚れやキズの有無が検査される。
【００２５】
以下、他の実施形態について説明する。
本実施形態においては、タイヤ内周面の凹凸の標準偏差σを求めるために、ビード部裏近傍のタイヤ内周面Ｔｓを円周方向に帯状の交換判定画像Ｑとして切り出し、交換判定画像Ｑをさらに周方向に複数の分割画像Ｒ１〜Ｒ６に分割し、各分割画像Ｒ１〜Ｒ６における標準偏差σと交換判定画像Ｑの標準偏差σとを比較することによりブラダ７の劣化度合いをより正確に検出することを可能にする。
【００２６】
図７は、本実施形態に係る交換時期判定装置３３のブロック図を示す。
図７に示すように、交換時期判定装置３３は、上述の実施形態の構成に加えて、交換判定画像Ｑを円周方向に複数に分割する画像分割手段５６と、分割画像Ｒ１〜Ｒ６の凸部９を除く凹凸の標準偏差σと、交換判定画像Ｑの標準偏差σとの差分を算出する標準偏差差分算出手段５７とを備える構成である。
【００２７】
以下、本実施形態に係る交換時期判定装置３３について説明するが上述の実施形態と同一の構成部分については説明を省略する。
分割画像Ｒ１〜Ｒ６は、交換判定画像Ｑを円周方向に均等に分割して取得される。画像分割手段５６による分割数は、適宜設定すれば良く、例えば、６等分に分割する。なお、分割数は、多い程、凹凸の標準偏差σを算出したときの精度が良くなるが検査に要する時間が長くなるので、適宜調整する必要がある。
上述の実施形態では、散布度算出手段５３は、交換判定画像Ｑに含まれる凸部９を除去して交換判定画像Ｑの有する高さ情報に基づきタイヤ内周面Ｔｓの凹凸の標準偏差σのみを算出したが、本実施形態では、画像分割手段５６により複数に分割された各分割画像Ｒ１〜Ｒ６それぞれの凹凸の標準偏差σも算出する。即ち、分割画像Ｒ１〜Ｒ６の凹凸の標準偏差σを算出することにより、交換判定画像Ｑにおける円周方向の標準偏差σの違いを検出することができるので、交換判定画像Ｑのような大きな領域によって凹凸の標準偏差σが平均化されることなく、ブラダ７の劣化を精度良く検出できる。
標準偏差差分算出手段５７では、交換判定画像Ｑの標準偏差σと各分割画像Ｒ１〜Ｒ６の標準偏差σとの差分を算出し、交換判定画像Ｑの標準偏差σに対する各分割画像Ｒ１〜Ｒ６の標準偏差σとの差分のうち、差分の大きい分割画像をブラダ７の交換時期を示す最も近い領域として記憶する。
【００２８】
図８は、本実施形態に係る交換時期判定装置３３のフローチャートを示す。まず、合成画像Ｐに含まれる高さ情報に基づき合成画像Ｐから凸部９を検出する（Ｓ１０１）。次に、検査画像Ｐからブラダ７の交換時期の判定を行う交換判定画像Ｑを切り出す（Ｓ１０２）。次に、凸部９を除く交換判定画像Ｑの凹凸の標準偏差σを求める（Ｓ１０３）。次に、交換判定画像Ｑの標準偏差σが閾値αよりも小さいときには、ブラダ７は交換時期ではないとして仮に判定し、標準偏差σが閾値αよりも大きいときには、ブラダ７は交換時期であるとして判定する（Ｓ１０４）。次に、ブラダ７は、交換時期ではないとして仮判定されると、交換判定画像Ｑを図３（ｅ）に示すように、円周方向に複数の分割画像Ｒ１〜Ｒ６に均等に分割する（Ｓ１０５）。次に、各分割画像Ｒ１〜Ｒ６の凹凸の標準偏差σを算出する（Ｓ１０６）。次に、交換判定画像Ｑの標準偏差σと分割画像Ｒ１〜Ｒ６の標準偏差σとの差分を算出し、差分が閾値αよりも大きいときには、ブラダ７は、交換時期であると判定し、閾値αよりも小さいときには、交換時期ではないとして判定する（Ｓ１０７）。
次に、ブラダ７が交換時期であると判定されたときには、検査工程よりも上流の工程の加硫装置２に併設されたモニタ等に検査対象となったタイヤＴのバーコードを通知し、ブラダ７の交換を促す（Ｓ１０８）。よって、加硫装置２に通知された時点よりも前で、凹凸の標準偏差σを超えるタイヤＴが加硫されたときよりも後に加硫されたタイヤＴに加硫不良が生じることがないので、タイヤＴの加硫効率が向上するとともに、加硫不良の発生を抑制することができ、生産資源にかかる費用を少なくすることができる。
【００２９】
本実施形態に示すようにタイヤ内周面Ｔｓから交換判定画像Ｑを切り出し、さらに交換判定画像Ｑを分割画像Ｒ１〜Ｒ６に分割して分割画像Ｒ１〜Ｒ６毎の標準偏差σを算出して交換判定画像Ｑと比較することにより、交換判定画像Ｑのみで標準偏差σを算出したときに、交換判定画像Ｑのうち標準偏差σが部分的に閾値を超えた部分までもが平均化され、不良が検出されなくなることを防ぐことができる。
【００３０】
以上、複数の実施形態で説明したように、タイヤＴの内面検査装置１にブラダ７の交換時期判定装置３３を組み込むことにより、タイヤ内周面Ｔｓの検査と同時にブラダ７の交換時期を検出することができる。また、タイヤ内周面Ｔｓを検査する前に、ブラダ７の交換時期を判定することにより検査するタイヤＴの成型の良否を判定することもできる。
よって、ブラダ７の交換時期が近づいたこと（寿命）に起因するタイヤＴの加硫不良を抑制できるので、加硫後のタイヤＴの検査に要する手間を省くことができるとともに、タイヤＴの加硫効率を向上させることができる。
【００３１】
なお、タイヤ内周面Ｔｓの凹凸の標準偏差σを求めるために、ビード部裏近傍のタイヤ内周面Ｔｓを円周方向に帯状の交換判定画像Ｑとして切り出したが、ビード部裏近傍に限らず、タイヤ内周面Ｔｓの他の領域を円周方向に帯状に切り出して交換判定画像に用いても良い。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１ タイヤ内面検査装置、２ 加硫装置、４ モータ、５ 回転テーブル、
７ ブラダ、７ａ ブラダ表面、８ 排気溝、９ 凸部、１０ 撮像装置、
１１〜１３ カメラセット、１１Ａ〜１３Ａ 投光器、１１Ｂ〜１３Ｂ カメラ、
３０ 制御処理装置、３１ 撮像制御手段、３２ 撮像画像前処理手段、
３３ 交換時期判定装置、３４ 外観検査手段、５１ リッジ検出手段、
５２ 画像切り出し手段、５３ 散布度算出手段、５４ 交換判定手段、
５５ 交換通知手段、５６ 画像分割手段、５７ 標準偏差差分算出手段、
６１〜６３ 金型、Ｐ１〜Ｐ３ 撮像画像、Ｐ 合成画像、Ｑ 交換判定画像、
Ｒ１〜Ｒ６ 分割画像、Ｔ タイヤ、Ｔｓ タイヤ内周面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内周面の撮像画像から、タイヤの成型時に加硫用ブラダによってタイヤ内周面に型付けされた凸部を除く領域の凹凸状態の散布度を算出し、
前記散布度と予め規定した閾値とを比較し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項２】
前記散布度は、撮像画像を円周方向に沿って帯状に切り出した円周方向領域から算出する請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項３】
前記円周方向領域は、前記タイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を含む請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項４】
前記円周方向領域を円周方向に均等に分割して各領域の散布度を算出し、各領域の散布度と円周方向領域の散布度との差分を算出し、前記差分と予め規定した閾値とを比較する請求項２又は請求項３に記載のタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項５】
タイヤ内周面の状態を測定することによりタイヤの加硫用ブラダの状態を判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定装置であって、
前記タイヤ内周面の撮像画像から、加硫用ブラダによって型付けされたリッジを検出する検出手段と、
前記撮像画像から前記リッジを除去したのちに当該撮像画像の凹凸状態を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づき加硫用ブラダの交換時期を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記リッジが除去された前記撮像画像の凹凸状態の散布度と予め規定された閾値とを比較して加硫用ブラダの交換時期を判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定装置。
【請求項１】
タイヤ内周面の撮像画像から、タイヤの成型時に加硫用ブラダによってタイヤ内周面に型付けされた凸部を除く領域の凹凸状態の散布度を算出し、
前記散布度と予め規定した閾値とを比較し、散布度が閾値よりも大きいときに加硫用ブラダの交換時期であると判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項２】
前記散布度は、撮像画像を円周方向に沿って帯状に切り出した円周方向領域から算出する請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項３】
前記円周方向領域は、前記タイヤ内周面側のビード部に対応する範囲を含む請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項４】
前記円周方向領域を円周方向に均等に分割して各領域の散布度を算出し、各領域の散布度と円周方向領域の散布度との差分を算出し、前記差分と予め規定した閾値とを比較する請求項２又は請求項３に記載のタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定方法。
【請求項５】
タイヤ内周面の状態を測定することによりタイヤの加硫用ブラダの状態を判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定装置であって、
前記タイヤ内周面の撮像画像から、加硫用ブラダによって型付けされたリッジを検出する検出手段と、
前記撮像画像から前記リッジを除去したのちに当該撮像画像の凹凸状態を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づき加硫用ブラダの交換時期を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記リッジが除去された前記撮像画像の凹凸状態の散布度と予め規定された閾値とを比較して加硫用ブラダの交換時期を判定するタイヤ加硫用ブラダの交換時期判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−５１２９７（Ｐ２０１２−５１２９７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７０８８（Ｐ２０１０−１９７０８８）
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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