輪胎面形狀測定方法和輪胎面形狀測定裝置與流程

2023-09-11 06:02:25

本發明涉及使用非接觸式的位移計來測定輪胎的輪胎表面形狀的輪胎面形狀測定方法和輪胎面形狀測定裝置。

背景技術：

以往，提出各種使用非接觸式的位移計來高效地計測輪胎的輪胎面部的表面形狀的裝置。關於輪胎面部的輪胎軸向的長度大的輪胎，在形狀的測定中使用多個位移計。例如，在下述專利文獻1中，公開如下技術：使通過多個攝影單元攝影得到的圖像以與預先製作的合格輪胎的圖像相符合的方式進行旋轉/合併而製作輪胎面部整體的圖像。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：專利第5116537號公報

上述輪胎面形狀測定裝置例如為了能夠測定剛硫化後的輪胎的輪胎面部的形狀，設置在對生胎進行硫化成形的輪胎硫化裝置的附近。生胎的硫化所需的溫度通常設為150℃左右。因此，輪胎面形狀測定裝置期望構成為高精度地測定剛硫化後的高溫的輪胎的輪胎面部的形狀。

但是，上述非接觸式的位移計一般具有容易受到環境溫度的影響的傾向。這樣一來，當在硫化裝置的附近使用具有多個位移計的輪胎面形狀測定裝置的情況下，在各個位移計的設置位置處環境溫度多有不同。在這種情況下，在各個位移計處，環境溫度的影響程度不同，難以高精度地測定輪胎面部的形狀。

關於上述非接觸式的位移計，為了抑制環境溫度的影響，通常使用距離位移計按已知的距離數據配置了的平板狀的校正工具等，校正各個位移計的測定值。然而，例如，當在開閉硫化模具的前後等，與硫化裝置的動作相應地環境溫度局部地變動的環境中，需要隨時校正位移計，難以高效地測定剛硫化後的輪胎的輪胎面部的形狀。

另一方面，在上述專利文獻1所公開的技術中，需要預先準備合格輪胎的圖像，這需要進一步改進。

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

本發明是鑑於如上所述的實際情況而研究出來的，其主要目的在於，提供一種即使在容易受到環境溫度的影響的環境下也能夠迅速地校正多個位移計的測定值並且提高測定精度的輪胎面形狀測定方法。

解決技術問題的技術手段

本發明的第1發明涉及一種輪胎面形狀測定方法，使用多個非接觸式的位移計來測定被測定輪胎的輪胎面部的表面形狀，所述輪胎面形狀測定方法包括：配置工序，在輪胎軸向上隔出間隔地配置各位移計，並且配置成作為各個測定區域的一部分的校正用測定區域相互重複；測定工序，通過所述各位移計測定從所述各位移計到被測定輪胎的輪胎面部的表面的距離數據；以及校正工序，以在所述校正用測定區域通過各位移計測定出的距離數據為基準，校正在至少一個位移計的整個測定區域測定出的距離數據。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，在所述校正工序中，期望以使得在所述校正用測定區域通過一個位移計測定出的距離數據與通過另一個位移計測定出的距離數據一致的方式，校正通過一個位移計在整個測定區域測定出的距離數據。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，所述配置工序期望包括在包含輪胎軸的任意的平面上設置所述各位移計的所述測定區域的工序。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，所述校正用測定區域的輪胎軸向的長度期望是3～20mm。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，期望所述測定工序包括使所述被測定輪胎繞輪胎軸以恆定速度進行旋轉的旋轉工序。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，在所述測定工序中，期望以所述被測定輪胎每旋轉一周測定100～10000次的方式測定直至所述輪胎面部的表面的距離數據。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，期望包括計算工序，計算在所述測定工序中測定出的直至所述表面的距離數據的在輪胎周長方向上的移動平均。

在本發明的上述輪胎面形狀測定方法中，在所述計算工序中，期望按照所述被測定輪胎每旋轉一周的測定次數的0.15％～5.00％的樣本數，計算移動平均。

本發明的第2發明涉及一種輪胎面形狀測定裝置，其使用多個非接觸式的位移計來測定被測定輪胎的輪胎面部的表面形狀，所述輪胎面形狀測定裝置在輪胎軸向上隔出間隔地配置各位移計，並且配置成作為各個測定區域的一部分的校正用測定區域相互重複，所述輪胎面形狀測定裝置包括校正單元，該校正單元以在所述校正用測定區域通過各位移計測定出的距離數據為基準，校正在至少一個位移計的整個測定區域測定出的距離數據。

在本發明的上述輪胎面形狀測定裝置中，所述校正單元期望以使得在所述校正用測定區域通過一個位移計測定出的距離數據與通過另一個位移計測定出的距離數據一致的方式，校正通過一個位移計在整個測定區域測定出的距離數據。

在本發明的上述輪胎面形狀測定裝置中，所述位移計期望包括雷射位移計。

發明效果

本發明的第1發明是使用多個非接觸式的位移計來測定被測定輪胎的輪胎面部的表面形狀的輪胎面形狀測定方法，包括配置工序、測定工序和校正工序。在配置工序中，各位移計在輪胎軸向上隔出間隔地配置，並且配置成作為各個測定區域的一部分的校正用測定區域相互重複。在測定工序中，通過各位移計測定從各位移計到被測定輪胎的輪胎表面的距離數據。然後在校正工序中，以在校正用測定區域通過各位移計測定出的距離數據為基準，校正在至少一個位移計的整個測定區域測定出的距離數據。

在本第1發明中，在作為各位移計的測定區域的一部分的校正用測定區域測定出的距離數據被用作校正工序中的校正基準。即，輪胎面部的一部分的表面形狀的測定值自身被用於各位移計的測定值的校正。由此，無需準備上述平板狀的校正工具、合格輪胎的圖像，能夠迅速地校正多個位移計的測定值並且提高測定精度。

本發明的第2發明是使用多個非接觸式的位移計來測定被測定輪胎的輪胎面部的表面形狀的輪胎面形狀測定裝置，各位移計在輪胎軸向上隔出間隔地配置，並且配置成作為各個測定區域的一部分的校正用測定區域相互重複，並且包括校正單元。校正單元以在校正用測定區域通過各位移計測定出的距離數據為基準，校正在至少一個位移計的整個測定區域測定出的距離數據。

在本第2發明中，在作為各位移計的測定區域的一部分的校正用測定區域測定出的距離數據被用作校正單元的校正基準。即，輪胎面部的一部分的表面形狀的測定值自身被用於各位移計的測定值的校正。由此，無需準備上述平板狀的校正工具、合格輪胎的圖像，能夠迅速地校正多個位移計的測定值並且提高測定精度。

附圖說明

圖1是示出在本發明的輪胎面形狀測定方法中使用的輪胎面形狀測定裝置的一個實施例的立體圖。

圖2是示出上述輪胎面形狀測定方法的處理步驟的流程圖。

圖3是示出上述輪胎面形狀測定裝置的形狀測定部的側視圖。

圖4是按時間序列示出以校正用測定區域的距離數據為基準來校正所測定出的距離數據的要領的圖。

圖5是按時間序列示出以校正用測定區域的距離數據為基準來校正所測定出的距離數據的其他要領的圖。

圖6是示出上述輪胎面形狀測定方法的其他處理步驟的流程圖。

具體實施方式

以下，詳細說明本發明的實施方式。

圖1示出在作為本發明的第1發明的輪胎面形狀測定方法中使用的輪胎面形狀測定裝置1。

作為本發明的第2發明的輪胎面形狀測定裝置1具有支撐被測定輪胎100的輪胎支撐部2、用於測定被測定輪胎100的輪胎面部101的表面形狀的形狀測定部3以及對從形狀測定部3輸出了的數據進行處理的數據處理部4。

輪胎支撐部2以被測定輪胎100能夠繞輪胎軸旋轉的方式對其進行支撐。輪胎支撐部2具有裝配於被測定輪胎100的測定用輪圈21、以測定用輪圈21能夠繞輪胎軸旋轉的方式對其進行支撐的支撐軸22、以及對支撐軸22進行旋轉驅動的驅動單元(未圖示)等。在裝配於測定用輪圈21的被測定輪胎100的內腔空間中適當填充內壓。

形狀測定部3包括多個非接觸式的位移計31、32。在本實施方式中，應用一對位移計31、32。位移計31、32的位置期望構成為能夠根據被測定輪胎100的尺寸，在被測定輪胎100的輪胎半徑方向和輪胎軸向上進行調整。

根據被測定輪胎100的尺寸和位移計的測定區域，也可以應用3個以上的位移計。以下，說明應用一對位移計31、32的情況，但對於應用3個以上的位移計的情況也一樣。

在本實施方式中，作為各位移計31、32，應用雷射位移計33。雷射位移計33通過對測定對象物照射雷射L並將其反射光轉換成電信號，測定從雷射位移計33到測定對象物的距離數據。本實施方式的雷射位移計33使例如通過柱面透鏡而帶狀地擴散了的雷射L從射出部33a射出，使通過測定對象物而被擴散反射了的雷射L從入射部33b入射，通過受光元件進行光電轉換。與通過各位移計31、32測定出的距離相當的電信號(距離數據)被轉送到數據處理部4。

數據處理部4具有存儲例如從各位移計31、32轉送的距離數據等的存儲器和執行各種運算處理、信息處理等的CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等。數據處理部4根據從各位移計31、32轉送的距離數據來計算測定對象物的形狀數據。各位移計31、32配置成與被測定輪胎100的輪胎面部101正對，所以通過數據處理部4而計算出的形狀數據相當於被測定輪胎100的輪胎面部101的形狀。通過計算而得到的形狀數據存儲在例如存儲器、硬碟等存儲單元中。

數據處理部4包括校正通過位移計31、32測定出的距離數據的校正單元41。校正單元41例如由上述存儲器和CPU等而構成。在本實施方式的數據處理部4中，設置有用於作業者操作輪胎面形狀測定裝置1的操作部42。進而，對數據處理部4連接例如顯示部5。顯示部5顯示例如輪胎面形狀測定裝置1的運行狀態、被測定輪胎100的輪胎面部101的形狀等。

圖2是示出本發明的第1發明的輪胎面形狀測定方法的步驟的流程圖。輪胎面形狀測定方法包括配置工序S1、測定工序S2和校正工序S4。

在配置工序S1中，各位移計31、32配置成與被測定輪胎100的輪胎面部101正對。更具體來說，如圖1所示，在輪胎軸向上隔出間隔地配置各位移計31、32。

圖3是示出各位移計31、32相對於被測定輪胎100的配置的側視圖。在本實施方式中應用的雷射位移計33射出扇狀的雷射L。因此，各位移計31、32根據到測定對象物的距離，分別在輪胎軸向上具有測定區域R31、R32。位移計31在測定區域R31以預先確定的間隔測定從位移計31到輪胎面部101的距離。同樣地，位移計32在測定區域R32以預先確定的間隔測定從位移計32到輪胎面部101的距離。

在本發明中，各個測定區域R31、R32在一部分重複。測定區域R31與測定區域R32重複的區域被用作用於校正各位移計31、32的校正用測定區域R34。即，在配置工序S1中，各位移計31、32配置成作為各個測定區域R31、R32的一部分的校正用測定區域R34相互重複。

在測定工序S2中，通過各位移計31、32測定從各位移計31、32到被測定輪胎100的輪胎面部101的表面的距離，作為距離數據而被轉送到數據處理部4。如上所述，在各位移計31、32的周邊的環境溫度不同的環境下，需要校正通過各位移計31、32測定出的距離數據。

在校正工序S4中，校正通過各位移計31、32測定出的距離數據。在校正工序S4中，校正單元41校正通過各位移計31、32測定出的距離數據。

校正單元41在校正用測定區域R34以通過各位移計31、32測定出的距離數據為基準，校正在測定區域R31、R32測定出的距離數據。此時，校正單元41既可以校正在位移計31的整個測定區域R31測定出的距離數據，也可以校正在位移計32的整個測定區域R32測定出的距離數據。

圖4、5按時間序列示出以在校正用測定區域R34通過各位移計31、32測定出的距離數據為基準，校正單元41校正通過各位移計31、32測定出的距離數據的要領。在圖4、5中，用單點劃線表示通過位移計31測定出的校正前的距離數據D1的集合，用虛線表示通過位移計32測定出的校正前的距離數據D2的集合，用實線表示通過校正單元41校正後的距離數據D4的集合。

圖4的(a)示出在位移計31的整個測定區域R31測定出的距離數據D1和在位移計32的整個測定區域R32測定出的距離數據D2。在通過位移計31在整個測定區域R31測定出的距離數據D1中，包括在校正用測定區域R34測定出的距離數據D14。同樣地，在通過位移計32在整個測定區域R32測定出的距離數據D2中，包括在校正用測定區域R34測定出的距離數據D24。此處，在圖4、5中，誇大地記載了通過位移計31測定出的距離數據D1與通過位移計32測定出的距離數據D2之差。

在圖4所示的方法中，在校正用測定區域R34，以使得通過一個位移計32測定出的距離數據D24與通過另一個位移計31測定出的距離數據D14一致的方式，校正通過一個位移計32在整個測定區域R32測定出的距離數據D2。如圖4的(b)所示，例如，在校正用測定區域R34，如果將距離數據D24與距離數據D14之差設為Δd，則對通過位移計32在整個測定區域R32測定出的各距離數據D2分別加上Δd。由此，如圖4的(c)所示，校正距離數據D2，得到經校正的距離數據D4。也可以對距離數據D24或者距離數據D14乘以係數，使距離數據D24與距離數據D14一致，從而校正距離數據D2。

圖5的(a)示出在位移計31的整個測定區域R31測定出的距離數據D1和在位移計32的整個測定區域R32測定出的距離數據D2。在圖5所示的方法中，在校正用測定區域R34，以使得通過一個位移計32測定出的距離數據D24與通過另一個位移計31測定出的距離數據D14一致的方式，校正在整個測定區域R31測定出的距離數據D1和在整個測定區域R32測定出的距離數據D2。例如，校正單元41如圖5的(b)所示，計算通過一個位移計32測定出的距離數據D24與通過另一個位移計31測定出的距離數據D14的平均值DA。然後，校正單元41以使得距離數據D24以及距離數據D14與上述平均值DA一致的方式，校正在整個測定區域R32測定出的距離數據D2和在整個測定區域R31測定出的距離數據D1。由此，如圖5的(c)所示，校正距離數據D1和D2，得到經校正的距離數據D4。

如上所述，在本發明中，在作為各位移計31、32的測定區域R31、R32的一部分的校正用測定區域R34測定出的距離數據D14、D24被用作校正單元41的校正基準。即，被測定輪胎100的輪胎面部101的一部分的表面形狀的測定值自身被用於各位移計31、32的測定值的校正。由此，無需準備上述平板狀的校正工具、合格輪胎的圖像，能夠迅速地校正多個位移計31、32的測定值，提高測定精度。

圖2所示的配置工序S1包括在包含被測定輪胎100的輪胎軸102的任意的平面上設置各位移計31、32的測定區域R31、R32的工序。由此，在被測定輪胎100的輪胎軸向上配置測定區域R31、R32，能夠增大測定區域R31與R32重複的校正用測定區域R34的輪胎軸向的長度。因此，能夠增加被用作校正基準的距離數據D14、D24的數量，提高距離數據的校正精度。

圖4或者5所示的經校正的距離數據D4的集合是對距離數據D1與距離數據D2相對地進行校正而得到的集合，所以距輪胎軸102的距離不一定是準確的。然而，通過以使測定區域R31、R32位於包括被測定輪胎100的輪胎軸102的任意的平面上的方式，配置各位移計31、32，從而根據距離數據D4得到任意的經線剖面上的輪胎面部101的表面形狀。因此，能夠測定任意的經線剖面上的輪胎面半徑。

校正用測定區域R34的輪胎軸向的長度例如期望是3～20mm。在上述長度低於3mm的情況下，被用作校正基準的距離數據D14、D24的數量不足，有可能無法充分地提高距離數據的校正精度。另一方面，在上述長度超過20mm的情況下，校正所需的時間增大，有可能難以高效地進行輪胎面形狀測定。

圖2所示的測定工序S2期望包括如圖1所示地使被測定輪胎100繞輪胎軸102以恆定速度進行旋轉的旋轉工序。然後，各位移計31、32與被測定輪胎100的旋轉同步地，測定距離數據D1、D2。根據這樣的測定工序S2，能夠得到輪胎面形狀的周長方向的分布、即與RRO(Radial Run Out，徑向跳動)有關的數據，能夠測定被測定輪胎100的均勻性能。另外，在輪胎軸向上配置測定區域R31、R32，所以能夠得到從輪胎赤道離開了任意距離的位置處的與RRO有關的數據，能夠詳細測定被測定輪胎100的均勻性能。

在包括上述旋轉工序的測定工序中，期望以被測定輪胎100每旋轉一周測定例如100～10000次的方式測定直至輪胎面部101的表面的距離數據D1和D2。在上述距離數據D1和D2的測定次數低於100的情況下，有可能距離數據D1和D2的樣本數不足，無法測定輪胎面部101的詳細的形狀。另一方面，在上述距離數據D1和D2的測定次數超過10000次的情況下，距離數據D1和D2的測定和校正所需的時間增大，有可能難以高效地測定輪胎面部101的形狀。

圖6示出圖2所示的輪胎面形狀測定方法的變形例。在該輪胎面形狀測定方法中，在測定工序S2與校正工序S4之間包括計算工序S3這一點與圖2所示的輪胎面形狀測定方法不同。

在計算工序S3中，計算在測定工序S2中測定出的從各位移計31和32到輪胎面部101表面的距離數據D1和D2的輪胎周長方向上的移動平均。上述移動平均例如通過數據處理部4的CPU等來計算。

根據被測定輪胎100的輪胎花紋，在輪胎面部101形成有被稱為輪胎紋溝(sipe)的細槽。另外，在輪胎面部101的表面，有時形成有通過設置於硫化模具的排氣孔而成形了的膠邊(Spew Gum)。這樣的細槽、膠邊被作為輪胎面部101的表面形狀的一部分而測定。然後，被測定出的細槽、膠邊的形狀作為噪聲而混合存在於距離數據D1和D2中，有可能對被測定輪胎100的RRO的評價造成影響。根據本實施方式，通過在上述計算工序S3中計算距離數據D1和D2的輪胎周長方向上的移動平均，能夠抑制細槽、膠邊對被測定輪胎100的RRO的評價造成的影響。

在計算工序S3中，期望按照被測定輪胎100每旋轉一周的測定次數的0.15％～5.00％的樣本數，計算移動平均。在樣本數低於被測定輪胎100每旋轉一周的測定次數的0.15％的情況下，有可能無法充分地抑制細槽、膠邊對被測定輪胎100的RRO的評價造成的影響。另一方面，在樣本數超過被測定輪胎100每旋轉一周的測定次數的5.00％的情況下，有可能無法準確地反映輪胎面部101的表面的凹凸的信息。

以上，詳細敘述了本發明的特別優選的實施方式，但本發明不限定於圖示的實施方式，能夠變形為各種方式來實施。

【實施例】

使用圖1所示的輪胎面形狀測定裝置，通過一個位移計，按表1的規格測定被測定輪胎的輪胎面部的表面形狀，計算出輪胎赤道處的距離Da的標準偏差σa。進而，通過另一個位移計，按表1的規格測定被測定輪胎的輪胎面部的表面形狀，計算出從輪胎赤道在輪胎軸向上離開了100mm的位置處的距離Db的標準偏差σb。被測定輪胎是尺寸為11R22.5的5根凸條圖案的充氣輪胎。作為一個和另一個位移計，使用Keyence公司生產的雷射位移計：LJ-V7300。

【表1】

根據表1可以確認，本發明的輪胎面形狀測定方法與比較例相比，能夠更高精度地測定輪胎面部的表面形狀。

符號說明

1輪胎面形狀測定裝置；31位移計；32位移計；33雷射位移計；41校正單元；100被測定輪胎；101輪胎面部；R31測定區域；R32測定區域；R34校正用測定區域；S1配置工序；S2測定工序；S3計算工序；S4校正工序。