轮胎面形状测定方法和轮胎面形状测定装置与流程

本发明涉及使用非接触式的位移计来测定轮胎的轮胎表面形状的轮胎面形状测定方法和轮胎面形状测定装置。

背景技术：

以往，提出各种使用非接触式的位移计来高效地计测轮胎的轮胎面部的表面形状的装置。关于轮胎面部的轮胎轴向的长度大的轮胎，在形状的测定中使用多个位移计。例如，在下述专利文献1中，公开如下技术：使通过多个摄影单元摄影得到的图像以与预先制作的合格轮胎的图像相符合的方式进行旋转/合并而制作轮胎面部整体的图像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5116537号公报

上述轮胎面形状测定装置例如为了能够测定刚硫化后的轮胎的轮胎面部的形状，设置在对生胎进行硫化成形的轮胎硫化装置的附近。生胎的硫化所需的温度通常设为150℃左右。因此，轮胎面形状测定装置期望构成为高精度地测定刚硫化后的高温的轮胎的轮胎面部的形状。

但是，上述非接触式的位移计一般具有容易受到环境温度的影响的倾向。这样一来，当在硫化装置的附近使用具有多个位移计的轮胎面形状测定装置的情况下，在各个位移计的设置位置处环境温度多有不同。在这种情况下，在各个位移计处，环境温度的影响程度不同，难以高精度地测定轮胎面部的形状。

关于上述非接触式的位移计，为了抑制环境温度的影响，通常使用距离位移计按已知的距离数据配置了的平板状的校正工具等，校正各个位移计的测定值。然而，例如，当在开闭硫化模具的前后等，与硫化装置的动作相应地环境温度局部地变动的环境中，需要随时校正位移计，难以高效地测定刚硫化后的轮胎的轮胎面部的形状。

另一方面，在上述专利文献1所公开的技术中，需要预先准备合格轮胎的图像，这需要进一步改进。

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

本发明是鉴于如上所述的实际情况而研究出来的，其主要目的在于，提供一种即使在容易受到环境温度的影响的环境下也能够迅速地校正多个位移计的测定值并且提高测定精度的轮胎面形状测定方法。

解决技术问题的技术手段

本发明的第1发明涉及一种轮胎面形状测定方法，使用多个非接触式的位移计来测定被测定轮胎的轮胎面部的表面形状，所述轮胎面形状测定方法包括：配置工序，在轮胎轴向上隔出间隔地配置各位移计，并且配置成作为各个测定区域的一部分的校正用测定区域相互重复；测定工序，通过所述各位移计测定从所述各位移计到被测定轮胎的轮胎面部的表面的距离数据；以及校正工序，以在所述校正用测定区域通过各位移计测定出的距离数据为基准，校正在至少一个位移计的整个测定区域测定出的距离数据。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，在所述校正工序中，期望以使得在所述校正用测定区域通过一个位移计测定出的距离数据与通过另一个位移计测定出的距离数据一致的方式，校正通过一个位移计在整个测定区域测定出的距离数据。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，所述配置工序期望包括在包含轮胎轴的任意的平面上设置所述各位移计的所述测定区域的工序。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，所述校正用测定区域的轮胎轴向的长度期望是3～20mm。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，期望所述测定工序包括使所述被测定轮胎绕轮胎轴以恒定速度进行旋转的旋转工序。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，在所述测定工序中，期望以所述被测定轮胎每旋转一周测定100～10000次的方式测定直至所述轮胎面部的表面的距离数据。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，期望包括计算工序，计算在所述测定工序中测定出的直至所述表面的距离数据的在轮胎周长方向上的移动平均。

在本发明的上述轮胎面形状测定方法中，在所述计算工序中，期望按照所述被测定轮胎每旋转一周的测定次数的0.15％～5.00％的样本数，计算移动平均。

本发明的第2发明涉及一种轮胎面形状测定装置，其使用多个非接触式的位移计来测定被测定轮胎的轮胎面部的表面形状，所述轮胎面形状测定装置在轮胎轴向上隔出间隔地配置各位移计，并且配置成作为各个测定区域的一部分的校正用测定区域相互重复，所述轮胎面形状测定装置包括校正单元，该校正单元以在所述校正用测定区域通过各位移计测定出的距离数据为基准，校正在至少一个位移计的整个测定区域测定出的距离数据。

在本发明的上述轮胎面形状测定装置中，所述校正单元期望以使得在所述校正用测定区域通过一个位移计测定出的距离数据与通过另一个位移计测定出的距离数据一致的方式，校正通过一个位移计在整个测定区域测定出的距离数据。

在本发明的上述轮胎面形状测定装置中，所述位移计期望包括激光位移计。

发明效果

本发明的第1发明是使用多个非接触式的位移计来测定被测定轮胎的轮胎面部的表面形状的轮胎面形状测定方法，包括配置工序、测定工序和校正工序。在配置工序中，各位移计在轮胎轴向上隔出间隔地配置，并且配置成作为各个测定区域的一部分的校正用测定区域相互重复。在测定工序中，通过各位移计测定从各位移计到被测定轮胎的轮胎表面的距离数据。然后在校正工序中，以在校正用测定区域通过各位移计测定出的距离数据为基准，校正在至少一个位移计的整个测定区域测定出的距离数据。

在本第1发明中，在作为各位移计的测定区域的一部分的校正用测定区域测定出的距离数据被用作校正工序中的校正基准。即，轮胎面部的一部分的表面形状的测定值自身被用于各位移计的测定值的校正。由此，无需准备上述平板状的校正工具、合格轮胎的图像，能够迅速地校正多个位移计的测定值并且提高测定精度。

本发明的第2发明是使用多个非接触式的位移计来测定被测定轮胎的轮胎面部的表面形状的轮胎面形状测定装置，各位移计在轮胎轴向上隔出间隔地配置，并且配置成作为各个测定区域的一部分的校正用测定区域相互重复，并且包括校正单元。校正单元以在校正用测定区域通过各位移计测定出的距离数据为基准，校正在至少一个位移计的整个测定区域测定出的距离数据。

在本第2发明中，在作为各位移计的测定区域的一部分的校正用测定区域测定出的距离数据被用作校正单元的校正基准。即，轮胎面部的一部分的表面形状的测定值自身被用于各位移计的测定值的校正。由此，无需准备上述平板状的校正工具、合格轮胎的图像，能够迅速地校正多个位移计的测定值并且提高测定精度。

附图说明

图1是示出在本发明的轮胎面形状测定方法中使用的轮胎面形状测定装置的一个实施例的立体图。

图2是示出上述轮胎面形状测定方法的处理步骤的流程图。

图3是示出上述轮胎面形状测定装置的形状测定部的侧视图。

图4是按时间序列示出以校正用测定区域的距离数据为基准来校正所测定出的距离数据的要领的图。

图5是按时间序列示出以校正用测定区域的距离数据为基准来校正所测定出的距离数据的其他要领的图。

图6是示出上述轮胎面形状测定方法的其他处理步骤的流程图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。

图1示出在作为本发明的第1发明的轮胎面形状测定方法中使用的轮胎面形状测定装置1。

作为本发明的第2发明的轮胎面形状测定装置1具有支撑被测定轮胎100的轮胎支撑部2、用于测定被测定轮胎100的轮胎面部101的表面形状的形状测定部3以及对从形状测定部3输出了的数据进行处理的数据处理部4。

轮胎支撑部2以被测定轮胎100能够绕轮胎轴旋转的方式对其进行支撑。轮胎支撑部2具有装配于被测定轮胎100的测定用轮圈21、以测定用轮圈21能够绕轮胎轴旋转的方式对其进行支撑的支撑轴22、以及对支撑轴22进行旋转驱动的驱动单元(未图示)等。在装配于测定用轮圈21的被测定轮胎100的内腔空间中适当填充内压。

形状测定部3包括多个非接触式的位移计31、32。在本实施方式中，应用一对位移计31、32。位移计31、32的位置期望构成为能够根据被测定轮胎100的尺寸，在被测定轮胎100的轮胎半径方向和轮胎轴向上进行调整。

根据被测定轮胎100的尺寸和位移计的测定区域，也可以应用3个以上的位移计。以下，说明应用一对位移计31、32的情况，但对于应用3个以上的位移计的情况也一样。

在本实施方式中，作为各位移计31、32，应用激光位移计33。激光位移计33通过对测定对象物照射激光L并将其反射光转换成电信号，测定从激光位移计33到测定对象物的距离数据。本实施方式的激光位移计33使例如通过柱面透镜而带状地扩散了的激光L从射出部33a射出，使通过测定对象物而被扩散反射了的激光L从入射部33b入射，通过受光元件进行光电转换。与通过各位移计31、32测定出的距离相当的电信号(距离数据)被转送到数据处理部4。

数据处理部4具有存储例如从各位移计31、32转送的距离数据等的存储器和执行各种运算处理、信息处理等的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等。数据处理部4根据从各位移计31、32转送的距离数据来计算测定对象物的形状数据。各位移计31、32配置成与被测定轮胎100的轮胎面部101正对，所以通过数据处理部4而计算出的形状数据相当于被测定轮胎100的轮胎面部101的形状。通过计算而得到的形状数据存储在例如存储器、硬盘等存储单元中。

数据处理部4包括校正通过位移计31、32测定出的距离数据的校正单元41。校正单元41例如由上述存储器和CPU等而构成。在本实施方式的数据处理部4中，设置有用于作业者操作轮胎面形状测定装置1的操作部42。进而，对数据处理部4连接例如显示部5。显示部5显示例如轮胎面形状测定装置1的运行状态、被测定轮胎100的轮胎面部101的形状等。

图2是示出本发明的第1发明的轮胎面形状测定方法的步骤的流程图。轮胎面形状测定方法包括配置工序S1、测定工序S2和校正工序S4。

在配置工序S1中，各位移计31、32配置成与被测定轮胎100的轮胎面部101正对。更具体来说，如图1所示，在轮胎轴向上隔出间隔地配置各位移计31、32。

图3是示出各位移计31、32相对于被测定轮胎100的配置的侧视图。在本实施方式中应用的激光位移计33射出扇状的激光L。因此，各位移计31、32根据到测定对象物的距离，分别在轮胎轴向上具有测定区域R31、R32。位移计31在测定区域R31以预先确定的间隔测定从位移计31到轮胎面部101的距离。同样地，位移计32在测定区域R32以预先确定的间隔测定从位移计32到轮胎面部101的距离。

在本发明中，各个测定区域R31、R32在一部分重复。测定区域R31与测定区域R32重复的区域被用作用于校正各位移计31、32的校正用测定区域R34。即，在配置工序S1中，各位移计31、32配置成作为各个测定区域R31、R32的一部分的校正用测定区域R34相互重复。

在测定工序S2中，通过各位移计31、32测定从各位移计31、32到被测定轮胎100的轮胎面部101的表面的距离，作为距离数据而被转送到数据处理部4。如上所述，在各位移计31、32的周边的环境温度不同的环境下，需要校正通过各位移计31、32测定出的距离数据。

在校正工序S4中，校正通过各位移计31、32测定出的距离数据。在校正工序S4中，校正单元41校正通过各位移计31、32测定出的距离数据。

校正单元41在校正用测定区域R34以通过各位移计31、32测定出的距离数据为基准，校正在测定区域R31、R32测定出的距离数据。此时，校正单元41既可以校正在位移计31的整个测定区域R31测定出的距离数据，也可以校正在位移计32的整个测定区域R32测定出的距离数据。

图4、5按时间序列示出以在校正用测定区域R34通过各位移计31、32测定出的距离数据为基准，校正单元41校正通过各位移计31、32测定出的距离数据的要领。在图4、5中，用单点划线表示通过位移计31测定出的校正前的距离数据D1的集合，用虚线表示通过位移计32测定出的校正前的距离数据D2的集合，用实线表示通过校正单元41校正后的距离数据D4的集合。

图4的(a)示出在位移计31的整个测定区域R31测定出的距离数据D1和在位移计32的整个测定区域R32测定出的距离数据D2。在通过位移计31在整个测定区域R31测定出的距离数据D1中，包括在校正用测定区域R34测定出的距离数据D14。同样地，在通过位移计32在整个测定区域R32测定出的距离数据D2中，包括在校正用测定区域R34测定出的距离数据D24。此处，在图4、5中，夸大地记载了通过位移计31测定出的距离数据D1与通过位移计32测定出的距离数据D2之差。

在图4所示的方法中，在校正用测定区域R34，以使得通过一个位移计32测定出的距离数据D24与通过另一个位移计31测定出的距离数据D14一致的方式，校正通过一个位移计32在整个测定区域R32测定出的距离数据D2。如图4的(b)所示，例如，在校正用测定区域R34，如果将距离数据D24与距离数据D14之差设为Δd，则对通过位移计32在整个测定区域R32测定出的各距离数据D2分别加上Δd。由此，如图4的(c)所示，校正距离数据D2，得到经校正的距离数据D4。也可以对距离数据D24或者距离数据D14乘以系数，使距离数据D24与距离数据D14一致，从而校正距离数据D2。

图5的(a)示出在位移计31的整个测定区域R31测定出的距离数据D1和在位移计32的整个测定区域R32测定出的距离数据D2。在图5所示的方法中，在校正用测定区域R34，以使得通过一个位移计32测定出的距离数据D24与通过另一个位移计31测定出的距离数据D14一致的方式，校正在整个测定区域R31测定出的距离数据D1和在整个测定区域R32测定出的距离数据D2。例如，校正单元41如图5的(b)所示，计算通过一个位移计32测定出的距离数据D24与通过另一个位移计31测定出的距离数据D14的平均值DA。然后，校正单元41以使得距离数据D24以及距离数据D14与上述平均值DA一致的方式，校正在整个测定区域R32测定出的距离数据D2和在整个测定区域R31测定出的距离数据D1。由此，如图5的(c)所示，校正距离数据D1和D2，得到经校正的距离数据D4。

如上所述，在本发明中，在作为各位移计31、32的测定区域R31、R32的一部分的校正用测定区域R34测定出的距离数据D14、D24被用作校正单元41的校正基准。即，被测定轮胎100的轮胎面部101的一部分的表面形状的测定值自身被用于各位移计31、32的测定值的校正。由此，无需准备上述平板状的校正工具、合格轮胎的图像，能够迅速地校正多个位移计31、32的测定值，提高测定精度。

图2所示的配置工序S1包括在包含被测定轮胎100的轮胎轴102的任意的平面上设置各位移计31、32的测定区域R31、R32的工序。由此，在被测定轮胎100的轮胎轴向上配置测定区域R31、R32，能够增大测定区域R31与R32重复的校正用测定区域R34的轮胎轴向的长度。因此，能够增加被用作校正基准的距离数据D14、D24的数量，提高距离数据的校正精度。

图4或者5所示的经校正的距离数据D4的集合是对距离数据D1与距离数据D2相对地进行校正而得到的集合，所以距轮胎轴102的距离不一定是准确的。然而，通过以使测定区域R31、R32位于包括被测定轮胎100的轮胎轴102的任意的平面上的方式，配置各位移计31、32，从而根据距离数据D4得到任意的经线剖面上的轮胎面部101的表面形状。因此，能够测定任意的经线剖面上的轮胎面半径。

校正用测定区域R34的轮胎轴向的长度例如期望是3～20mm。在上述长度低于3mm的情况下，被用作校正基准的距离数据D14、D24的数量不足，有可能无法充分地提高距离数据的校正精度。另一方面，在上述长度超过20mm的情况下，校正所需的时间增大，有可能难以高效地进行轮胎面形状测定。

图2所示的测定工序S2期望包括如图1所示地使被测定轮胎100绕轮胎轴102以恒定速度进行旋转的旋转工序。然后，各位移计31、32与被测定轮胎100的旋转同步地，测定距离数据D1、D2。根据这样的测定工序S2，能够得到轮胎面形状的周长方向的分布、即与RRO(Radial Run Out，径向跳动)有关的数据，能够测定被测定轮胎100的均匀性能。另外，在轮胎轴向上配置测定区域R31、R32，所以能够得到从轮胎赤道离开了任意距离的位置处的与RRO有关的数据，能够详细测定被测定轮胎100的均匀性能。

在包括上述旋转工序的测定工序中，期望以被测定轮胎100每旋转一周测定例如100～10000次的方式测定直至轮胎面部101的表面的距离数据D1和D2。在上述距离数据D1和D2的测定次数低于100的情况下，有可能距离数据D1和D2的样本数不足，无法测定轮胎面部101的详细的形状。另一方面，在上述距离数据D1和D2的测定次数超过10000次的情况下，距离数据D1和D2的测定和校正所需的时间增大，有可能难以高效地测定轮胎面部101的形状。

图6示出图2所示的轮胎面形状测定方法的变形例。在该轮胎面形状测定方法中，在测定工序S2与校正工序S4之间包括计算工序S3这一点与图2所示的轮胎面形状测定方法不同。

在计算工序S3中，计算在测定工序S2中测定出的从各位移计31和32到轮胎面部101表面的距离数据D1和D2的轮胎周长方向上的移动平均。上述移动平均例如通过数据处理部4的CPU等来计算。

根据被测定轮胎100的轮胎花纹，在轮胎面部101形成有被称为轮胎纹沟(sipe)的细槽。另外，在轮胎面部101的表面，有时形成有通过设置于硫化模具的排气孔而成形了的胶边(Spew Gum)。这样的细槽、胶边被作为轮胎面部101的表面形状的一部分而测定。然后，被测定出的细槽、胶边的形状作为噪声而混合存在于距离数据D1和D2中，有可能对被测定轮胎100的RRO的评价造成影响。根据本实施方式，通过在上述计算工序S3中计算距离数据D1和D2的轮胎周长方向上的移动平均，能够抑制细槽、胶边对被测定轮胎100的RRO的评价造成的影响。

在计算工序S3中，期望按照被测定轮胎100每旋转一周的测定次数的0.15％～5.00％的样本数，计算移动平均。在样本数低于被测定轮胎100每旋转一周的测定次数的0.15％的情况下，有可能无法充分地抑制细槽、胶边对被测定轮胎100的RRO的评价造成的影响。另一方面，在样本数超过被测定轮胎100每旋转一周的测定次数的5.00％的情况下，有可能无法准确地反映轮胎面部101的表面的凹凸的信息。

以上，详细叙述了本发明的特别优选的实施方式，但本发明不限定于图示的实施方式，能够变形为各种方式来实施。

【实施例】

使用图1所示的轮胎面形状测定装置，通过一个位移计，按表1的规格测定被测定轮胎的轮胎面部的表面形状，计算出轮胎赤道处的距离Da的标准偏差σa。进而，通过另一个位移计，按表1的规格测定被测定轮胎的轮胎面部的表面形状，计算出从轮胎赤道在轮胎轴向上离开了100mm的位置处的距离Db的标准偏差σb。被测定轮胎是尺寸为11R22.5的5根凸条图案的充气轮胎。作为一个和另一个位移计，使用Keyence公司生产的激光位移计：LJ-V7300。

【表1】

根据表1可以确认，本发明的轮胎面形状测定方法与比较例相比，能够更高精度地测定轮胎面部的表面形状。

符号说明

1轮胎面形状测定装置；31位移计；32位移计；33激光位移计；41校正单元；100被测定轮胎；101轮胎面部；R31测定区域；R32测定区域；R34校正用测定区域；S1配置工序；S2测定工序；S3计算工序；S4校正工序。