説明

リム組付けタイヤの組付状態測定方法

【課題】 リムとタイヤの組付け状態を、タイヤの一周に渡り短時間で連続的に測定できる、リム組付けタイヤの組付け状態測定方法を提供する。
【解決手段】 タイヤ内部構造測定装置10に、リム30にタイヤ56を組み付けたリム組付けタイヤ12を回転可能に支持し、リム組付けタイヤ12を、押圧負荷のない無負荷状態で回転させ、X線照射装置20からX線をリム30の接線方向に照射し、X線検知装置22により、リム30とタイヤ56との組付部のX線透過情報を所定のタイミングで取り込み、取り込んだX線透過情報に基づいて、画像形成処理部28で接線方向透過画像を形成し、得られた接線方向透過画像を用いて、リム30とタイヤ56の特定部位の位置情報を得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、X線照射手段を用いたタイヤ内部の測定方法にかかり、特に、リムにタイヤを組付けた状態で、リムとタイヤの組付部の測定が可能な、リム組付けタイヤの組付状態測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤは、車体を支え、駆動力を伝達し、内部にためた空気で乗り心地を良くし、前輪は操舵も行う重要な部品である。このため、車の安全はタイヤが負っているともいえる。 ここに、リムとタイヤの組付部はタイヤをホイールにしっかりと固定する重要な部分である。
【0003】
このため、リムとタイヤの組付状態を把握することは重要である。しかし、リムとタイヤの組付部は、リム組付けタイヤの内部に位置しているため、外から直接に目視で観察ができないという問題がある。
このような状況を背景に、リム組付けタイヤの内部を可視化する技術として、CTスキャンを使用する方法が提案されている(特許文献1)。
【0004】
しかし、提案されたCTスキャンによる方法は、回転させたリム組付けタイヤの外側に配置した放射線源から放射線をリム組付けタイヤの径方向に照射し、リム組付けタイヤの回転中心部に配置した放射線検出器で放射された放射線の減衰量を検出し、検出された透過率データに基づいて、画像形成処理部でリムとタイヤの組付状態の断面図を形成するというものである。このため、撮影を開始してから被撮影部分の断面画像ができるまでに長時間を要する欠点があり、リム組付けタイヤの組付状態を、タイヤの一周に渡り、短時間で連続的に測定するには適さない。
【特許文献1】特公平8―1377号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、リムとタイヤの組付状態を、タイヤの一周に渡り短時間で連続的に測定できる、リム組付けタイヤの組付状態測定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の発明は、リムにタイヤを組み付けたリム組付けタイヤにX線照射手段から出射されたX線を照射し、前記リム組付けタイヤを透過したX線をX線検知手段で検知し、検知されたX線透過情報に基づき画像処理手段でX線透過画像を形成し、前記リムと前記タイヤとの組み付け状態を測定するリム組付けタイヤの組付状態測定方法であって、前記リム組付けタイヤを、押圧負荷のない無負荷状態で回転させ、前記X線を前記リムの接線方向に照射し、前記X線検知手段により、前記リムと前記タイヤとの組付部のX線透過情報を所定のタイミングで取り込み、前記X線透過情報に基づいて、前記画像処理手段で接線方向透過画像を形成し、前記接線方向透過画像を用いて、前記リムと前記タイヤの特定部位の位置情報を得ることを特徴としている。
【0007】
請求項1に記載の発明では、X線照射手段からX線がリム組付けタイヤのリムの接線方向に照射され、リムの接線方向を透過したX線をX線検知手段で検知し、検知されたX線透過情報に基づいて、画像処理手段で、1枚の接線方向透過画像を得ることができる。
【0008】
これにより、得られた接線方向透過画像を解析することで、リム組付けタイヤの無荷重状態における、リムとタイヤの特定部位の位置情報を得ることができる。また、接線方向透過画像を得るだけなので、CTスキャンのように複雑な画像処理は必要でない。従って、タイヤの一周分に渡り、短時間で連続的にリムとタイヤの特定部位を測定できる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のリム組付けタイヤの組付状態測定方法において、前記リムの特定部位を、前記リムのリムフランジの外側面に設けた第1測定点とし、前記タイヤの特定部位を、前記タイヤのビードコアの内側面に設けた第2測定点とし、前記リム組付けタイヤの回転軸と平行な面上における、前記第1測定点と前記第2測定点との距離を測定することを特徴としている。
【0010】
請求項2に記載の発明では、リムのリムフランジの外側面に設けた第1測定点と、タイヤのビードコアの内側面に設けた第2測定点との間の距離情報を、接線方向透過画像を用いて、所定のタイミングで得る。
これにより、リム組付けタイヤにおける、特定部位である第1測定点と第2測定点との間の距離をタイヤの一周分に渡り連続的に測定して、リムとタイヤの組付状態を評価できる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のリム組付けタイヤの組付状態測定方法において、前記リムと前記タイヤの特定部位は、前記リムと前記タイヤの間に生じた隙間であり、前記隙間の面積を測定することを特徴としている。
請求項3に記載の発明では、リムとタイヤの間に生じた隙間の面積情報を、接線方向透過画像を用いて、所定のタイミングで得る。
これにより、リム組付けタイヤにおける、特定部位であるリムとタイヤの間に生じた隙間の面積をタイヤの一周分に渡り連続的に測定して、リムとタイヤの組付状態を評価できる。
【発明の効果】
【0012】
以上説明したように本発明によれば、リムとタイヤの組付状態を、タイヤの一周に渡り短時間で連続的に測定できるリム組付けタイヤの組付状態測定方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、図1を用いて本発明のリム組付けタイヤの組付状態測定方法を説明する。
【0014】
リム組付けタイヤの組付状態測定方法で使用するタイヤ内部構造測定装置10は、X線透視部にエクスロン・インターナショナル株式会社製のX線透視装置「ホイル付タイヤ検査システムMU2000」を利用した装置である。
【0015】
タイヤ内部構造測定装置10は、被試験体であるリム組付けタイヤ12を回転可能に支持した状態で、リム組付けタイヤ12を回転させるタイヤ走行回転機構16と、床面に垂直に設けられた支柱21と、支柱21に取り付けられたX線照射装置支持具25と、X線照射装置支持具25で支持され点状の焦点から錐状にX線を出射するX線管等を含むX線照射装置20と、リム組付けタイヤ12を挟んでX線照射装置20と対向配置され、図示しない支持体で支持され、X線照射装置20から照射されたX線を検知するX線検知装置22と、支柱21に取り付けられリム組付けタイヤ12を回転可能に支持するタイヤ支持具27と、支柱21に取り付けられ負荷荷重機構14を支持する負荷荷重機構支持具29と、負荷荷重機構支持具29で支持されリム組付けタイヤ12に負荷としての荷重を加える負荷荷重機構14とを有している。
【0016】
更に、タイヤ内部構造測定装置10は、リム組付けタイヤ12内の空気の圧力を可変させるタイヤ内圧可変機構18と、リム組付けタイヤの回転速度を検出するタイヤ回転速度検出器24と、負荷荷重機構14、タイヤ走行回転機構16、タイヤ内圧可変機構18及びX線照射装置支持具25の駆動制御、X線照射装置20からのX線の出力制御を行う駆動制御部26と、X線検知装置22で検知されたX線透過情報に基づいてX線透過画像を形成する画像形成処理部28と、を備えている。
【0017】
タイヤ支持具27から水平方向に延ばしたアーム23の先端には、リム30にタイヤ56を組付けたリム組付けタイヤ12が回転可能に支持されている。
タイヤ走行回転機構16は、リム組付けタイヤ12を回転させるための機構で、リム組付けタイヤ12におけるタイヤ56の接地面と接触する位置にベルト機構34を配置している。ベルト機構34は、2つのプーリ36、38と、プーリ36、38との間に設けられリム組付けタイヤ12の接地面に接触し、接触した状態で捲回され、リム組付けタイヤ12を回転させるベルト部材40を有している。ベルト部材40は、モータ44により、ベルト42を介してプーリ38が駆動されることによって駆動される。
【0018】
リム組付けタイヤ12には、タイヤ回転速度検出器24が設けられ、タイヤ回転速度検出器24で検出されたタイヤ回転速度情報で、タイヤ走行回転機構16の走行速度が制御されている。
【0019】
X線照射装置20は、リム組付けタイヤ12のリム30の接線方向に向けてX線を照射する。X線の照射出力、X線の照射タイミング、X線検知装置22で検知されたX線透過情報の出力タイミング等は駆動制御部26で制御されている。
X線検知装置22は、X線検出面が平面状とされており、リム組付けタイヤ12を透過したX線の透過量を検出する。このようなX線検知装置22としては、例えば、イメージインテンシファイアー、フラットパネルディテクター等がある。また、X線検知装置22に代えてX線フィルムを用いても良い。
本実施形態では、X線透過画像の歪みを小さくするために、X線照射装置20から照射されるX線の中心軸を、X線検知装置22のX線検知面に対して直角に設定している。
【0020】
リム組付けタイヤ12に押圧負荷をかける負荷荷重機構14は、本発明の測定方法では使用しないので、詳細な説明は省略する。
タイヤ内圧可変機構18は、リム組付けタイヤ12の回転停止時に、リム組付けタイヤ12にエアノズル74からエアを供給するための機構で、エアポンプ76を有している。
駆動制御部26は、ベルト機構34のモータ44、負荷荷重機構14のモータ72、タイヤ12にエアを注入するエアポンプ76の駆動制御を行なう駆動コントローラ78と、X線照射装置20からのX線照射出力制御を行う制御部80とを有している。
【0021】
画像形成処理部28は、X線検知装置22で検知されたX線透過情報に基づいて接線方向透過画像を生成するものであり、マイクロコンピュータ等で構成される計算機82と、X線透過情報を収集するデータ収集部84、X線透過情報を前処理する前処理部86、前処理されたX線透過情報を再構成する再構成部88、画像メモリ部90、接線方向透過画像を表示するCRT表示装置92、生成された画像を記憶する補助記憶装置94で構成されている。
【0022】
ここに、データ収集部84は、制御部80から計算機82を介して供給されたデータ収集信号に従ってX線検知装置22で検知されたX線透過情報を収集する。
【0023】
前処理部86は、計算機82の制御のもとに、データ収集部84から計算機82に供給されたX線透過情報に対して補正などの前処理を行う。前処理部86で前処理されたX線透過情報は、画像メモリ部90に一時的に記憶される。
【0024】
再構成部88は、前処理されたX線透過情報に基づき接線方向透過画像を再構成する。この再構成された画像データは計算機82を介して補助記憶装置94に記憶されるとともに、CRT表示装置92に供給され、CRT表示装置92に接線方向透過画像として表示される。
【0025】
次に、タイヤ内部構造測定装置10を用いた、リム組付けタイヤ12の組付け状態の測定手順を説明する。
先ず、リム組付けタイヤ12をタイヤ支持具27のアーム23に回転可能に装着する。装着後、エアポンプ76を作動させ、リム組付けタイヤ12内にエアノズル74からエアを供給し、所望の内圧に調整する。
【0026】
次に、X線照射装置20とX線検知装置22とをリム組付けタイヤ12を挟んで対向配置する。X線照射装置20とX線検知装置22はリム組付けタイヤ12におけるリム30の接線方向の透過画像が得られる位置に調節し、それぞれを固定する。
【0027】
モータ44を運転し、ベルト42を介してベルト部材40を駆動させ、ベルト部材40の駆動によってリム組付けタイヤ12を無負荷状態で、所定の回転数で回転させる。
なお、リム組付けタイヤ12の回転数は、タイヤ回転数検出器24により検知され、その検知結果は回転速度に対応するパルス信号として駆動コントローラ78を介して制御部80へ出力される。これにより、リム組付けタイヤ12の回転速度が検出でき、回転速度が所定の速度となるように制御される。
【0028】
次に、X線照射装置20から、リム30の接線方向に向けて所定のタイミングでX線を照射する。同時にリム組込みタイヤ12を透過したX線は、X線検知装置22で検知され、X線透過情報は画像形成処理部28に出力される。
画像形成処理部28に取り込まれたX線透過情報は、前述の処理手段に従って所定のタイミングで連続して処理され、処理結果はリムとタイヤの組付け状態の接線方向透過画像として順次補助記憶装置94に記憶されると共に、CRT表示装置92に表示される。
【0029】
以上の手順により得られた接線方向透過画像は、図2に示すように、X線を照射されたリム30の接線方向におけるリム30、リムフランジ52、ビード54、タイヤ56の組付け状態を示すものとなり、これらの位置情報を得ることができる。
これにより、リムとタイヤの組付け状態を、リム組込みタイヤ12の一周分について、接線方向透過画像として、短時間に記録していく。
【0030】
なお、X線検知装置22から画像形成処理部28へのX線透過情報の取り込みタイミングは、リム組込みタイヤ12の回転速度が早過ぎても、X線透過情報の取り込み周波数が小さ過ぎても、データが鈍り、好ましくない。一方、リム組込みタイヤ12の回転速度が遅過ぎても測定に長時間を要し好ましくない。
【0031】
このため、リム組込みタイヤ12の回転速度は、一周が12秒、X線透過情報の取り込み周波数は30枚/秒での撮影が適当である。この結果、リム組込みタイヤ12が1度回転する毎に1枚、一周で360枚の接線方向透過画像を作成する。
【0032】
次に、作成された接線方向透過画像を用いて、ビードコア54の組付け状態を測定し、評価する方法について説明する。
ビードコア54は、タイヤ56をリム30に固定する部材であり、所定の位置に、所定の状態で取り付けられている必要がある。ビードコア54の取り付け状態を、ビードコア54とリムフランジ52との間の相対位置を測定することで評価する。
【0033】
図3に示すように、先ず、リムフランジ52の外側(矢印Bの方向)の面に第1の特定部位L1を設け、ビードコア54の内側(矢印Aの方向)の面に第2の特定部位L2を設ける。
次に、画面上に表示したリム組込みタイヤ12の回転軸に平行な面(P1若しくはP2)上における第1の特定部位L1と、第2の特定部位L2との間の距離Lを座標から求める。
【0034】
最後に、寸法の知られている基準試料を同一条件で測定し、予め求めておいた接線方向透過画像の基準データを用いて、実際に測定して得られた接線方向透過画像上の距離Lの値を、実寸法の値に換算する。この換算作業により、画像上の距離ではなく、リム組込みタイヤ12の実際の第1の特定部位L1と第2の特定部位L2との間の距離Lを得ることができる。
【0035】
ここで、タイヤ一周分に渡り得られた360枚の接線方向透過画像上で、第1の特定部位L1と第2の特定部位L2の位置を自動的に抽出する方法には、接線方向透過画像における画面上の濃淡(輝度差)を利用したパターン認識を用いている。
【0036】
即ち、リムフランジ52はアルミ合金で製造され、X線を透過させにくいので接線方向透過画像上では黒く表現される。一方、リムフランジ52の外側は空間となっておりX線をよく透過させるため、接線方向透過画像上では白く表現される。この濃淡の差を利用して、画像上にリム組込みタイヤ12の回転軸に平行に形成した面P1と、左側が黒く、右側が白い境界との交差点を第1の特定部位L1としている。
【0037】
同様に、ビードコア54は鋼線で製造されX線を透過しにくいので接線方向透過画像上では黒く撮影され、周囲のタイヤ56はX線を透過させるので薄黒く撮影される。この画面上の濃淡を利用して、ビードコア54が存在するリム組込みタイヤ12の回転軸に平行に面P2を形成し、左側が薄黒く、右側が黒い境界との交差点を第2の特定部位L2としている。
同様の処理をタイヤ一周分に渡り、連続して行うことで、リムとタイヤの組付部の特定部位間の画像を、タイヤの一周分に渡り取得できる。
【0038】
図4は、前述した寸法の知られている基準試料を取り付けた状態でX線を照射し、接線方向透過画像を求め、得られた接線方向透過画像を用いてビードコア54の変位量を測定した測定例を示している。
【0039】
図4の横軸は、タイヤ一周分の位置を起点位置からの角度(deg)で示しており、縦軸は、リムフランジ52の特定位置とビードコア54の特定位置との間の距離の変位量(mm)を示している。縦軸において、プラス側は、ビードコア54がタイヤの内側(矢印Aの方向)へ変位した状態を示し、マイナス側は、ビードコア54がタイヤの外側(矢印Bの方向)へ変位した状態を示す。
【0040】
図4に示す測定結果は、ビードコア54の内側の一部に、基準試料(金属板、厚さ2mm、3mm)を挿入し、上記の手順でビードコア54の変位量をタイヤ一周分に渡り測定した条件での結果である。実線96は3mmの金属板の特性を、破線98は2mmの金属板の特性である。
【0041】
図4に示すように、金属板を挿入した位置(横軸の225(deg)の位置)で実線96、破線98のいずれも、ビードコア54の内側への変位量が最大値を示している。また、横軸の180〜270(deg)の範囲は金属板を挿入した影響が現れているが、この範囲を除く範囲では、ビードコア54の変位量はゼロ付近で推移しており、大きな変位は見られない。このことから、ビードコア54にズレが生じている場合には、そのズレ位置で変位が生じ、この変位が生じている位置を正確に測定できるといえる。
【0042】
またこのときの接線方向透過画像から求めたビードコア54の変位量は、挿入した金属板が厚さ3mmのときは、実線96において約1.9mmを示し、挿入した金属板が厚さ2mmのときは破線98において、約1.2mmを示している。
【0043】
この測定結果を基準試料の実寸法と対比すると、図5に示すように、基準試料の実寸法と、測定結果で得られたビードコア54の変位量との間には強い相関(寄与率95.8%)が見られる。このことから、接線方向透過画像から求めた測定値を適正に補正することで、ビードコア変位量を正確に測定できるといえる。
【0044】
次に、接線方向透過画像を用いて、リムとタイヤの間に生じる隙間の面積を測定する方法について説明する。
図6に示すように、リム30とリムフランジ52の立ち上り部でできる角部とタイヤ56の角部との間には、タイヤ56が空気圧を加えられることにより生じる変形に伴う隙間Sが生じる。この隙間Sは小さい方が望ましく、その面積を測定し、評価する必要がある。
【0045】
なお、接線方向透過画像上で隙間SはX線を透過させるため白く撮影され、隙間Sの周囲のリムフランジ52、タイヤ56はX線を透過させにくいため黒く撮影される。この接線方向透過画像上の濃淡(輝度差)を利用して、隙間Sと周囲とは容易に区別ができる。
【0046】
先ず、接線方向透過画像上に測定範囲を定める。具体的には図6に示すように、リム30からリムフランジ52が立ち上がる角部を中心とした領域60を定める。これは、図7(A)に示すように、接線方向透過画像上では、破線60の領域以外にも、同じように高い輝度の領域(網かけ部分)が生じるので、そのような領域を解析の対象から除外するためである。
【0047】
次に、図7(B)に示すように、隙間Sは接線方向透過画像では画像が白く抜けることを利用して、撮影した破線60内の輝度情報から適当な閾値を用いて、ターゲットとする隙間Sとその他の部分とを2値化処理をして区分けする。
次に、図7(C)に示すように、区分けされた隙間Sを構成する白い部分にあるドット数を求める。実際の測定結果で得られた隙間Sのドット数と、予め求めておいた基準面積を構成するドット数とを対比して、測定結果を校正することで実際の隙間Sの面積を算出できる。
同様の処理をタイヤ一周分に渡り連続して行う。このことにより、リムとタイヤの組付部の隙間Sをタイヤ一周分に渡り連続して測定し、評価できる。
【0048】
尚、本実施形態では、リム組付けタイヤ12におけるビードコア54の位置の変位量と、リムフランジ52の立ち上り部とタイヤ56の間に生じる隙間Sの面積を測定し、評価した。しかし、本発明はこれらに限定されることはなく、X線の透過率の違いがあれば、これら以外の部分を測定し、評価することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の一実施形態に係るタイヤ内部構造測定装置の構成図である。
【図2】リム組付けタイヤの接線方向透過画像を示す図である。
【図3】接線方向透過画像から、ビードコア位置とリムフランジの距離を測定する方法を示す図である。
【図4】接線方向透過画像から、ビードコア位置とリムフランジの間の距離の測定例を示す図である。
【図5】金属板厚さとビードコア変位量の関係を示す図である。
【図6】接線方向透過画像から、リムフランジの立ち上がり角部とタイヤとでできる隙間を測定する方法を示す図である。
【図7】リムフランジの立ち上がり角部とタイヤとでできる隙間の面積を求める方法を示す図である。
【符号の説明】
【0050】
10 タイヤ内部構造測定装置
12 リム組付けタイヤ
20 X線照射手段(X線照射装置)
22 X線検知手段(X線検知装置)
28 画像処理手段(画像形成処理部)
30 リム
52 リムフランジ
54 ビードコア
56 タイヤ
L1 第1測定点
L2 第2測定点
S リムフランジの立ち上り部とタイヤとの間に生じた隙間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
リムにタイヤを組み付けたリム組付けタイヤにX線照射手段からX線を照射し、前記リム組付けタイヤを透過したX線をX線検知手段で検知し、検知されたX線透過情報に基づき画像処理手段でX線透過画像を形成し、前記リムと前記タイヤとの組み付け状態を測定するリム組付けタイヤの組付状態測定方法であって、
前記リム組付けタイヤを、押圧負荷のない無負荷状態で回転させ、
前記X線を前記リムの接線方向に照射し、
前記X線検知手段により、前記リムと前記タイヤとの組付部のX線透過情報を所定のタイミングで取り込み、
前記X線透過情報に基づいて、前記画像処理手段で接線方向透過画像を形成し、
前記接線方向透過画像を用いて、前記リムと前記タイヤの特定部位の位置情報を得ることを特徴とするリム組付けタイヤの組付状態測定方法。
【請求項2】
前記リムの特定部位を、前記リムのリムフランジの外側面に設けた第1測定点とし、
前記タイヤの特定部位を、前記タイヤのビードコアの内側面に設けた第2測定点とし、
前記リム組付けタイヤの回転軸と平行な面上における、前記第1測定点と前記第2測定点との距離を測定することを特徴とする請求項1に記載のリム組付けタイヤの組付状態測定方法。
【請求項3】
前記リムと前記タイヤの特定部位は、前記リムと前記タイヤの間に生じた隙間であり、
前記隙間の面積を測定することを特徴とする請求項1に記載のリム組付けタイヤの組付状態測定方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2008−185476(P2008−185476A)
【公開日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−19824(P2007−19824)
【出願日】平成19年1月30日(2007.1.30)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】