JP5771056B2

JP5771056B2 - ビードスティフナーの検査方法及び検査装置

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Publication number: JP5771056B2
Application number: JP2011095393A
Authority: JP
Inventors: 秀明柳井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: JP2012225847A

Description

本発明は、タイヤを構成する構成部材の検査方法及び検査装置に関し、特にビードコアとスティフナーとを一体にしたビードスティフナーの形状を検査する検査方法及び検査装置に関する。

タイヤのビード部には、ビード部を補強するビードスティフナーと呼ばれる部材が埋め込まれている。ビード部は、金属製のコードを所定回数巻き回して環状に形成されたビードコアの外周に、硬質のゴム部材からなる断面略三角形状のスティフナーが巻き付けられて、環状に形成される。スティフナーとビードコアとが一体にされたビードスティフナーは、検査工程によりビードコアとスティフナーとの接合部分の検査がなされている。従来の接合部分の検査では、センサからビードスティフナーの半径方向に光を複数箇所照射し、光の照射部位の断面形状を取得し、検査装置に予め記憶されている基準形状と比較することにより接合の良否を判定している。
しかしながら、予め記憶されている基準形状は、既に製造された良品の形状データの平均により作成されているため、正確な良否判定を実施することが困難となる。具体的には、図面上におけるビードスティフナーの形状に対して、基準形状が良否判定の閾値のいずれかに偏っている場合、この偏った基準形状と取得された形状とを比較して不良と判定されてしまった場合でも、図面上におけるビードスティフナーの形状と比較すると良品として許容範囲内である場合が生じ得る。そのため、良否判定において否と判定されたものであっても、検査員により目視の検査を行い、否とされたビードスティフナーの接合の確認を行う必要が生じていた。

特開２０１０−１４５３７４号公報

そこで本発明では、ビードスティフナーの接合部分の検査において、基準形状と比較することなくビードスティフナーの形状を正確に取得して良否判定の精度を向上させるビードスティフナーの検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様として、ビードコードを巻き回して環状に形成されたビードコアと、帯状に成形され、延長方向の端部と端部とを互いに接合させてビードコアの外周に巻きつけられたスティフナーとを有するビードスティフナーの良否を判定する検査方法であって、前記ビードスティフナーにおける断面形状の形状データを取得する工程と、前記形状データからビードコアの頂点を検出する工程と、前記頂点からスティフナー側に所定距離の範囲を検査領域に設定する工程と、前記検査領域内における前記形状データに基づいて、前記検査領域内にビードコードの有無を検出する工程とを含み、前記ビードコードの有無を検出する工程においてスティフナー側にビードコードが検出されたとき、前記検査領域内における前記検出されたビードコードからスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、前記検出されたビードコードの位置をスティフナーのエッジとして検出し、前記ビードコードの有無を検出する工程においてスティフナー側にビードコードが検出されないとき、前記検査領域内における前記頂点からスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、スティフナーのエッジなしとして検出し、スティフナーのエッジが検出された場合にビードコアとスティフナーとの接合を良、スティフナーのエッジが検出されない場合にビードコアとスティフナーとの接合を不良として判定する態様とした。
本態様によれば、被検査対象のビードスティフナーから断面形状を形状データとして取得し、当該形状データからビードコアの頂点を検出し、ビードコアの頂点に対して接合するスティフナーの端部を検出することにより、スティフナーがビードコアに対してどの位置に接合しているかが詳細に分かるので、ビードコアとスティフナーとの接合が正確になされているか精度良く判定することができる。
また、本発明の他の態様として、スティフナーの端部と端部とが互いに接合する接合部を含む領域の形状データを連続的に取得する工程と、形状データから接合部の半径方向の位置ずれを検出する工程と、形状データから接合部の厚さを検出する工程とを含み、スティフナーの接合部における接合の良否をさらに判定する態様とした。
本態様によれば、スティフナーの接合部の接合異常を精度良く検出することができる。即ち、接合部を含む領域の断面形状の形状データから接合部の半径方向の位置ずれを検出することにより、接合部における半径方向に位置ずれした接合を検出することができ、形状データから接合部の厚さを検出することにより、接合部の重なりの良否を検出することができるので、精度の良い接合部の検査を行うことができる。
また、本発明の他の態様として、ビードコードを巻き回して環状に形成されたビードコアと、帯状に成形され、延長方向の端部と端部とを互いに接合させてビードコアの外周に巻きつけられたスティフナーとを有するビードスティフナーの良否を判定する検査装置であって、ビードスティフナーの半径方向に線状の光を照射し、当該光の光照射部からの反射光を受光してビードスティフナーにおける断面形状の形状データを取得する形状取得手段と、前記形状データに基づいてビードコアとスティフナーとの接合部を検出する乗り位置検出手段とを備え、前記乗り位置検出手段は、前記形状データからビードコアの頂点を設定するビードコア頂点設定部と、前記頂点からスティフナー側に所定距離の範囲を検査領域に設定する検査領域設定部と、前記検査領域内における前記形状データに基づいて、前記検査領域内にビードコードの有無を検出するビードコード検出部と、前記ビードコード検出部においてスティフナー側にビードコードが検出されたとき、前記検査領域内における前記検出されたビードコードからスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、前記検出されたビードコードの位置をスティフナーのエッジとして検出し、前記ビードコード検出部においてスティフナー側にビードコードが検出されないとき、前記検査領域内における前記頂点からスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、スティフナーのエッジなしとして検出し、スティフナーのエッジが検出された場合にビードコアとスティフナーとの接合を良、スティフナーのエッジが検出されない場合にビードコアとスティフナーとの接合を不良として判定するスティフナー端部検出手段とを有する態様とした。
本態様によれば、ビードコアとスティフナーとの接合を乗り位置検出手段により検出し、解析判定手段による接合の良否判定を行うので、ビードコアとスティフナーとの接合を精度良く判定することができる。また、本態様によれば、形状データからビードコアの頂点を設定するビードコア頂点設定手段と、頂点から指定された領域内にスティフナーの端部の有無を検出することにより、ビードコアに対してスティフナーが正確に接合しているか検出することができる。
また、本発明の他の態様によれば、前記形状データから前記接合部の半径方向の位置ずれを検出する段ずれ検出手段と、前記形状データから前記接合部の厚さを検出する厚さ検出手段とを有し、前記形状データに基づいて前記スティフナーの端部と端部との接合部を検出する合わせ位置検出手段を備える態様とした。
本態様によれば、合わせ位置検出手段が形状データから接合部の半径方向の位置ずれを検出する段ずれ検出手段と、形状データから接合部の厚さを検出する厚さ検出手段とを有することにより、上記態様に加え、スティフナーの接合部の状態を正確に検出することができるので、より精度の良いビードスティフナーの検査を行うことができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴のすべてを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

ビードスティフナーを有するタイヤの断面図。ビードスティフナーの成形工程を示す図。ビードスティフナー検査装置の概略構成図。スティフナーの断面形状を形状取得手段により取得するときの概念図。乗り位置検査手段のブロック図。形状データの処理に係る概念図。検査領域からスティフナーのエッジを検出するときのパターンを示す図。ビードスティフナーのエッジの有無によりビードコアとスティフナーとの接合の良否の判定を示す表。合わせ位置検査手段により検査を行う接合領域を示す図。合わせ位置検査手段による検査工程の概念図。乗り位置検査手段による検査のフローチャート。合わせ位置検査手段による検査のフローチャート。

図１は、ビードスティフナー１０を有するタイヤ断面図の一例を示す。図２（ａ）乃至（ｃ）は、ビードコア１１とスティフナー１２とが接合されるビードスティフナー１０の成形工程を示す図である。
図１に示すように、ビードスティフナー１０は、タイヤのビード部内に埋設される構成部材の１つで、詳細にはビードコア１１と、スティフナー１２とにより構成される。ビードコア１１はタイヤの骨格を形成するカーカス１３の両端を固定するとともにタイヤをリムに固定する役割を担い、スティフナー１２はビードコア１１によって固定されたカーカス１３の折返し部に充填されてビード部を補強する役割を担う部材である。

図２（ａ）に示すように、ビードコア１１は、単一のスチールからなるビードコード１４を所定回数巻き回して環状に成形される。ビードコア１１の断面形状は、例えば六角形状となるように成形され、平面上にビードコア１１を載置したときに、頂点の１つが水平面と接し、当該頂点の対角に位置する頂点が水平面からの最高位である頂上部となるように成形される。ビードコア１１には、ビードコア１１の半径方向外側である外周に沿って、ゴム素材からなるスティフナー１２が巻きつけられる。
スティフナー１２は、断面形状が略三角形状となるように未加硫ゴムをビードコア１１の外周長さよりも長尺の帯状に成形したものであって、断面形状において最も短手となる面にビードコア１１と接合する接合面１６が形成される。接合面１６は、断面台形凹状に成形され、ビードコア１１の断面形状における外側の外周面１５の３辺１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応して互いに当接する辺１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成される。詳細には、辺１６ａと辺１１ａとが当接し、辺１６ｂと辺１１ｂとが当接し、辺１６ｃと辺１１ｃとが当接して接合する。なお、辺１６ａは、辺１１ａよりも短い長さ、辺１６ｃは辺１１ｃよりも短い長さに設定される。また、辺１６ｂは、辺１１ｂと同一の長さに設定される。
図２（ｂ）に示すように、接合に際しては、ビードコア１１の外周面１５にスティフナー１２の接合面１６を対向させた状態で、スティフナー１２をビードコア１１に徐々に巻きつけ、スティフナー１２をビードコア１１の１周分接合する。図２（ｃ）に示すように、ビードコア１１一周分のスティフナー１２の巻付けが終了すると、巻き開始端側の切断面である端部と巻き終了端側の切断面である端部とを重ねて接合し、ビードスティフナー１０が成形される。つまり、ビードスティフナー１０は、例えば、断面六角形状の環状に成形されたビードコア１１の外周面１５に、断面略三角形状の帯状に成形されたスティフナー１２を巻き回し、端部と端部とを重ねて環状にして接合したものである。

図３は、ビードスティフナー１０の検査を行う検査装置１の一実施形態の概略構成図である。以下、検査装置１について説明する。
検査装置１は、前述のビードスティフナー１０を構成するビードコア１１とスティフナー１２との接合部分である乗り位置３５における乗り位置検査と、スティフナー１２の巻き開始端側の切断面と巻き終了端側の切断面との接合部である合わせ位置３６における合わせ位置検査とを行う。
検査装置１は、被検査対象たるビードスティフナー１０を載置する検査台２と、検査台２に載置されたビードスティフナー１０の断面形状を画像データとして取得する形状取得手段４及びビードスティフナー１０の良否を判定する解析判定手段５を有するセンサ３と、センサ３の動作を制御するＰＬＣコントローラ８と、検査結果が出力されるコンピュータ９とにより構成される。

検査台２は、一方の面にビードスティフナー１０を載置する載置面２ａを有する円板であって、載置面２ａが水平となるように図示しない回転軸により支持される。回転軸は、図外の伝達機構と接続され、モータ２１の駆動力が伝達機構を介して伝達されて回転する。モータ２１は、後述のＰＬＣコントローラ８と接続され、ＰＬＣコントローラ８から出力される信号に基づいて回転する。また、回転軸には、エンコーダ２２が取り付けられ検査台２の回転角度を検出する。エンコーダ２２は、ＰＬＣコントローラ８と接続され、検出した検査台２の回転角度をＰＬＣコントローラ８に出力する。載置面２ａは、ビードスティフナー１０を載置したときにビードスティフナー１０の中心と検査台２の回転中心とを一致させる図外の位置決め機構を備え、検査台２を回転させたときにビードスティフナー１０が偏心して回転することを防止する。また、載置面２ａには、ビードスティフナー１０を載置するときにスティフナー１２の接合する部位を所定の位置に位置決めする図示しない配置基準が設けられる。

センサ３は、検査台２の上方に設けられ、ビードスティフナー１０の表面に上側からレーザ光を照射してビードスティフナー１０の断面形状を形状データＳとして取得する形状取得手段４と、形状取得手段４により取得された形状データＳを解析してビードコア１１とスティフナー１２との接合、スティフナー１２の巻き開始端部と巻き終了端部との接合の良否を判定する解析判定手段５とを有する。つまり、センサ３は、形状取得機能と解析判定機能とを備えている。
形状取得手段４は、ビードスティフナー１０にレーザ光を照射する光照射部と、照射されたレーザ光の反射光を受光する受光部とにより構成される。光照射部は、ライン状のレーザ光をビードスティフナー１０の表面に照射し、レーザ光の照射部位において反射した反射光を受光部で受光することにより、照射部位の断面形状に相当する形状データＳを取得する。形状取得手段４には、例えば、照射距離により照射幅が規定されるライン状の赤色レーザ光を照射する２次元のレーザ変位計が適用される。

図４は、形状取得手段４によりビードスティフナー１０の断面形状を取得するときの概念図である。
本例では、センサ３は光照射部から照射するレーザ光の延長方向とビードスティフナー１０の半径方向とが一致するように検査台２の上方に設けられる。詳細には、図４に示すように、形状取得手段４の光照射部からビードスティフナー１０の半径方向に沿って照射されるライン状のレーザ光が、ビードスティフナー１０の半径方向の内周側及び外周側において載置面２ａにはみ出すように照射される。つまり、形状取得手段４は、載置面２ａを含むようにビードスティフナー１０に照射したレーザ光の照射部位の反射光を受光部により受光することによりビードスティフナー１０の上面側の断面形状を取得する。取得された断面形状は、半径方向の各位置が画素位置として設定され、画素位置と各画素位置における高さとに基づく形状データＳが生成される。
なお、ビードスティフナー１０に対してレーザ光が照射される角度は、形状取得手段４の受光部で反射光を受光できれば、いずれの角度であってもよい。
ビードスティフナー１０の検査において、形状取得手段４は、ビードスティフナー１０の円周方向に複数箇所の断面形状を取得するとともに、スティフナー１２の合わせ位置３６（図２（ｃ）等参照）を含む所定の前後領域において、ビードコア１１の円周方向に沿って断面形状を連続的に取得して３次元形状データを取得する。

断面形状の取得には、予め検査台２の載置面２ａにレーザ光を照射して、形状取得手段４の位置から載置面２ａまでの高さ方向０レベルの基準位置を設定する。また、赤色のレーザ光を用いたことにより反射率の低いゴム部材に対しても良好な反射光が得られるので、精度の良い検査を行うことができる。
上記構成によれば、ライン状のレーザ光の延長方向がビードスティフナー１０の半径方向に沿って照射されるので、特定の位置における断面形状を一度に取得することができる。
なお、本実施形態では、被検査対象であるビードスティフナー１０は黒色であるから、赤色のレーザ光を照射するように形状取得手段４を構成したが、検査する被検査対象の色、素材により異なる色のレーザ光を照射するようにしてもよい。上記、形状取得手段４により取得された形状データＳは、解析判定手段５に出力される。

解析判定手段５は、形状取得手段４により取得された形状データＳ及び３次元形状データに基づき、ビードスティフナー１０におけるビードコア１１とスティフナー１２との接合状態及びスティフナー１２の端部同士の接合状態を解析し、その良否を判定する。
解析判定手段５は、概略、ビードコア１１及びスティフナー１２の情報や判定結果を記憶する記憶手段５１と、検査に係る動作を制御する動作制御手段５２と、ビードコア１１とスティフナー１２との接合部分である乗り位置３５を検査する乗り位置検査手段５３と、ビードコア１１に巻きつけられたスティフナー１２の合わせ位置３６を検査する合わせ位置検査手段５４とを有する（図２（ｃ）参照）。即ち、解析判定手段５では、ビードコア１１の外周に対するスティフナー１２の乗り位置３５の良否判定と、ビードコア１１に巻きつけられたスティフナー１２の端部と端部とが重ねて接合された合わせ位置３６の重なり厚さの良否判定とを行う。

記憶手段５１は、センサ３と接続される後述のコンピュータ９から入力されるビードコア１１及びスティフナー１２の情報を記憶する。ビードコア１１の情報とは、例えば、ビードコア１１の寸法及び形状、当該形状を形成する各辺のビードコード１４の本数等である。また、スティフナー１２の情報とは、スティフナー１２の各部の寸法等である。
また、記憶手段５１は、センサ３と接続される後述のＰＬＣコントローラ８から入力される検査に係る動作を記憶し、動作制御手段５２に出力する。具体的には、乗り位置３５を検査するときの乗り位置検査動作指令、合わせ位置３６を検査するときの合わせ位置検査動作指令を記憶する。乗り位置検査動作指令は、ビードコア１１とスティフナー１２との接合部分の検査において、周方向の異なる部位の断面形状を取得するように形状取得手段４を動作させる指令である。合わせ位置検査動作指令は、スティフナー１２の巻き開始端と巻き終了端とが接合する円周方向前後領域を連続的に取得するように形状取得手段４を動作させる指令である。
動作制御手段５２は、モータ２１の回転の信号や、乗り位置検査動作指令、合わせ位置検査動作指令等のＰＬＣコントローラ８から出力される信号に基づいて、形状取得手段４を制御する。

図５は、乗り位置検査手段５３のブロック図を示す。図６は、形状データＳの処理に係る概念図を示す。
以下、図５，図６、後述する乗り位置検査手段５３による検査フロー（図１１参照）とともに乗り位置検査手段５３の詳細について説明する。
乗り位置検査手段５３は、ビードスティフナー１０におけるビードコア１１とスティフナー１２との接合状態を検査する。乗り位置検査手段５３は、ビード領域設定部６１と、ビードエッジ検出部６２と、コード計数部６３と、コア頂点設定部６４と、検査領域設定部６５と、ビードコード検出部６６と、スティフナーエッジ検出部６７とを有する。

ビード領域設定部６１は、形状データＳにおける位置に関する閾値αを用いて、取得された形状データＳの内径側の端部からスティフナー１０側に距離閾値α分離間した位置までを領域Ａとして形状データＳに設定する。なお、閾値αは、領域Ａにビードコア１１が含まれるように設定される。具体的には、閾値αは、ビードスティフナー１０に対するセンサ３の位置と、記憶手段５１に記憶されるビードコア１１の寸法に関する情報とに基づいて、形状データＳにおける領域Ａにビードコア１１が含まれるように設定される。
ビードエッジ検出部６２は、ビード領域設定部６１により設定された領域Ａから形状データＳにおける高さに関する閾値βを用いてビードコア１１の内径側のエッジ３１を検出する。

コード計数部６３は、ビードエッジ検出部６２により検出されたエッジ３１からビードコード１４の本数をカウントし、ビードコア１１の頂点となるビードコード１４の一つ前のビードコード１４の位置３４を検出する。詳細には、形状データＳの領域Ａにおける形状データＳを微分して得られた勾配の向きが変わる位置の回数をカウントすることによりビードコード１４の本数を計数して、当該ビードコード１４の勾配の向きが変わるときの位置を検出する。ビードコア１１の構造に関する情報は、記憶手段５１から読み出され、当該情報に基づいてビードコード１４の本数がカウントされる。
コア頂点設定部６４は、コード計数部６３により検出されたビードコア１１の頂点となるビードコード１４の一つ前のビードコード１４の位置３４に、スティフナー側に所定距離Ｌ１加えた位置をビードコア１１のビード頂点３２として設定する。なお、ビードコア１１の頂点とは、検査台２の載置面２ａから最も離間した位置に位置する頂点を示し、形状データＳにおける頂上部を示す。また、ビードコア１１の頂点となるビードコード１４とは、形状データＳの頂上部に位置するビードコードである。

検査領域設定部６５は、コア頂点設定部６４により設定されたビード頂点３２からスティフナー１２側に所定距離Ｌ２までの範囲を検査領域Ｂとして設定する。検査領域Ｂは、ビード頂点３２から所定距離Ｌ２離間した範囲を指定することにより、後段のスティフナーエッジ検出部６７によってスティフナー１２の端部であるエッジ３３を検出するための領域である。なお、所定距離Ｌ２は、検査領域Ｂ内にスティフナー１２の一部が含まれるように適宜設定すればよい。
ビードコード検出部６６は、検査領域Ｂ内のビードコード１４の有無を検出する。具体的には、検査領域Ｂ内の形状データＳを微分して形状データＳの高さの変化を求める。そして、高さの変化が右上がりに傾斜する部分と右下がりに傾斜する部分とが連続する場合には、当該部分をビードコード１４として検出し、ビードコード１４有りとして判定する。また、右下がりに傾斜する部分のみの場合は、当該部分にビードコード１４無しとして検出し、スティフナー１２として判定する。なお、ビードスティフナー１０において、上記における左右は、右を半径方向外側とし、左を半径方向内側としている。

図７（ａ）乃至（ｄ）は、スティフナーエッジ検出部６７が検査領域Ｂからスティフナー１２のエッジ３３を検出するときのパターンを示す。図８は、図７（ａ）乃至（ｄ）のパターンに基づき、ビードスティフナー１０の良否をスティフナー１２のエッジ３３の有無により判定するときの結果をまとめた表である。
スティフナーエッジ検出部６７は、検査領域Ｂからスティフナー１２のエッジ３３を検出する。エッジ３３は、ビードコア１１の辺１１ａとスティフナー１２の辺１６ａとが接合する部位におけるスティフナー１２の端部である。当該部位において、スティフナー１２は、ビードコア１１に対して図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すパターンで接合される。
１つのパターンとして、図７（ａ）に示すように、ビードコード検出部６６によりビード頂点３２からスティフナー１２側にビードコード１４が検出された場合、即ち、検査領域Ｂ内のビード頂点３２のビードコード１４を除くビードコード１４からスティフナー１２側を走査して、右上がりの傾斜が検出された場合には、当該位置をスティフナー１２のビードコア１１側のエッジ３３として検出する。
また、他のパターンとして、図７（ｂ）に示すように、上記検出において右上がりの傾斜が検出されない場合には、ビードコード１４の位置をスティフナー１２のビードコア１１側のエッジ３３として検出する。
また、他のパターンとして、図７（ｃ）に示すように、ビードコード検出部６６による検出においてビード頂点３２からスティフナー１２側にビードコード１４が検出されない場合、即ち、検査領域Ｂ内をビード頂点３２からスティフナー１２側に走査して、右上がりの傾斜が検出された場合には、当該傾斜開始位置をスティフナー１２のビードコア１１側のエッジ３３として検出する。
また、他のパターンとして、図７（ｄ）に示すように、ビードコード１４が検出されず、右上がりの傾斜が検出されない場合には、スティフナー１２無しとして不良品として判定する。
即ち、ビードコア１１に対して乗り上げるように接合するスティフナー１２のエッジ３３をスティフナーエッジ検出部６７により検出することで、ビードコア１１に対してスティフナー１２が正しい位置に接合しているかどうかを判定することができる。スティフナーエッジ検出部６７は、図８に示すような判定を行い、スティフナー１２のエッジ３３の有無によりビードコア１１に対するスティフナー１２の接合部分の良否が判定される。

合わせ位置検査手段５４は、ビードスティフナー１０の円周方向に沿って断面形状を連続的に取得した３次元形状データに基づいてスティフナー１２の端部同士の接合の良否検査を行う。当該３次元形状データの領域は、接合領域Ｈとして設定される。

図９は、合わせ位置検査手段５４によりスティフナー１２の合わせ位置３６を検査するための接合領域Ｈを示す図である。図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）は、合わせ位置検査手段５４による検査工程の概念図を示す。
合わせ位置検査手段５４は、接合領域Ｈにおけるスティフナー１２の合わせ位置３６の段ずれ検査を行う段ずれ検査部７１と、合わせ位置３６の厚さを検査する厚さ検査部７２と、合わせ位置３６における重なりの開きを検査する開き検査部７３とを有する（図３参照）。
段ずれ検査部７１は、スティフナー１２の合わせ位置３６において、スティフナー１２の巻き開始端の半径方向外縁と巻き終了端の半径方向外縁とが半径方向に位置ずれして接合し、スティフナー１２の外縁において段差が生じたような段ずれが生じていないかどうかの検査を行う。具体的には、図１０（ａ）に示すように、接合領域Ｈのうち半径方向外縁を含む領域Ｃを設定して、断面形状におけるスティフナー１２の仮想中心からスティフナー１２の半径方向外縁までの距離Ｌ５を算出し、当該距離Ｌ５の最小値と最大値とを求める。次に、最大値から最小値を減じて差を算出し、当該差が予め設定された閾値γよりも小さいのときには段ずれ異常無しとして判定し、閾値γ以上のときには段ずれ異常有りとして判定する。なお、上記判定において、予め設定された閾値γよりも小さいときには段ずれ異常無しとして判定し、閾値γ以上のときには段ずれ異常有りとして判定するとしたが、予め設定された閾値γ以下のときには段ずれ異常無しとして判定し、閾値γよりも大きいときには段ずれ異常有りとして判定するようにしてもよい。また、距離Ｌ５の算出方法は上記に限るものではなく、接合領域Ｈのビード側端部からスティフナー１２の半径方向外縁までの距離を算出するようにしてもよい。

厚さ検査部７２は、接合領域Ｈにおいて、図１０（ｂ）に示すように、円周方向に延長する所定幅の領域を半径方向に複数の領域Ｄ，Ｅ，Ｆに設定する。各領域Ｄ，Ｅ，Ｆは、同一の大きさとなるように半径方向及び円周方向に所定の画素数で設定される。そして、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆにおける円周方向の高さの変化から、スティフナー１２の巻き開始端と巻き終了端との合わせ位置３６において両端の重なり厚さの異常を検出し、判定を行う。具体的には、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの平均高さを算出し、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆをそれぞれ設定する。基準高さは、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆにおいて、最も低い側の高さ、換言すれば各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの半径方向外側の高さをそれぞれ設定する。そして、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの平均高さと各基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆの高さとの差を算出して、高さの差が閾値ε以上のときは厚さに異常有りとして判定し、閾値εよりも小さいときには厚さに異常無しとして判定する。なお、高さの差が閾値ε以上のときは厚さに異常有りとして判定し、閾値εよりも小さいときには厚さに異常無しとして判定するとしたが、高さの差が閾値εよりも大きいときは厚さに異常有りとして判定し、閾値ε以下のときには厚さに異常無しとして判定するようにしてもよい。また、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの平均高さと各基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆの高さとの差を算出して比較する閾値εは、同一の閾値が設定される。

開き検査部７３は、図１０（ｃ）に示すように、上記各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの画素毎に円周方向に沿って走査し、各画素位置における高さと基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆとの高さの差を算出して、基準高さよりも１ｍｍ以上低い領域をカウントする。そして、カウントした数が閾値δ以上のときには、合わせ位置３６に異常があるとして検出し、閾値δよりも小さいときには、異常無しとして判定する。なお、カウントした数が閾値δ以上のときには合わせ位置３６に異常があるとして検出し、閾値δよりも小さいときには異常無しとして判定したが、カウントした数が閾値δよりも大きいときには合わせ位置３６に異常があるとして検出し、閾値δ以下のときには異常無しとして判定するようにしてもよい。
即ち、開き検査部７３によって、基準高さよりも１ｍｍ以上低い領域の差をカウントして、閾値δと比較することにより、許容範囲内で部分的に厚さが薄くなってしまった場合や、スティフナー１２のデザインとして凹部が円周方向に形成されている場合でも、不良として検出してしまうことを防止することができる。

ＰＬＣコントローラ８は、センサ３と接続され、センサ３の動作を制御する。具体的には、検査を開始する信号や検査を終了させる信号及び形状取得手段４の断面形状取得動作を制御する。断面形状取得動作の制御は、乗り位置検査を行うときには、回転するビードスティフナー１０に対して異なる位置の形状データＳを取得するように断続的に複数回の断面形状取得信号を出力し、合わせ位置検査を行うときには、回転するビードスティフナー１０に対して接合位置を含む前後領域を連続的に取得する合わせ位置領域取得信号を出力する。
コンピュータ９は、センサ３とＬＡＮ等の通信線により接続され、センサ３から検査結果が出力される。本発明におけるコンピュータ９は、検査結果が出力されるものであり、コンピュータ９と接続されるモニター等の表示装置に検査結果を表示して検査結果を確認することができればよい。つまり、コンピュータ９は、センサ３を含む検査装置１に近接する位置、又は、離れた位置等、いずれかに設けられたものを用いればよい。

以下、検査装置１によるビードスティフナー１０の検査方法について説明する。
まず、作業者が被検査対象となるビードスティフナー１０を検査台２の所定の位置に載置した後に、ＰＬＣコントローラ８を操作することにより検査を開始する。
ＰＬＣコントローラ８は、センサ３に検査を開始する信号を出力するとともに検査台２を回転させるモータ２１に回転信号を出力して検査台２を例えば２回転するように制御する。検査台２が回転を開始するとエンコーダ２２から検査台２の回転角度がＰＬＣコントローラ８に出力される。ＰＬＣコントローラ８は、検査台２が１回転する間に、異なる位置の断面形状の形状データＳを取得するように複数回の信号をセンサ３に断続的に出力する。
次に、検査台２が２回転目を開始すると、ＰＬＣコントローラ８は、エンコーダ２２から出力された回転角度に基づいて、スティフナー１２の合わせ位置３６を含む前後領域の断面形状を連続的に取得するようにセンサ３に信号を出力してスティフナー１２の接合部分の３次元形状データを取得する。そして、ＰＬＣコントローラ８は、検査台２が２回転したときに検査台２の回転を停止させる。
センサ３の形状取得手段４により撮像された複数の形状データＳ及び３次元形状データは、センサ３の解析判定手段５に出力される。

図１１は、乗り位置検査手段５３による検査のフローチャートである。解析判定手段５では、まず、図１１に示すフローチャートに従って、取得された複数の形状データＳに対して乗り位置検査手段５３によって個別に検査することで、ビードコア１１とスティフナー１２との接合の検査を行う。
まず、複数の形状データＳのすべてに対して検査を行うために、検査を行う形状データＳの数をカウントする。次に、形状データＳからビードコア１１側の領域Ａを設定する。例えば、形状データＳにおいてビードスティフナー１０の内径側の端部を基準としてビードスティフナー１０側に閾値αを用いて領域Ａを設定する。次に、形状データＳの領域Ａから閾値βを用いてビードコア１１の内径側のエッジ３１を検出する。

次に、上記エッジ３１からビードコード１４の本数をカウントし、ビードコア１１の頂点となるビードコード１４の１つ前のビードコード１４を検出する。ビードコア１１の頂点となる１つ前のビードコード１４として検出されたときの、形状データＳの勾配の向きが変わる位置３４から半径方向に所定距離Ｌ１を加えた位置をビードコア１１のビード頂点３２として設定する。

次に、ビード頂点３２からスティフナー１２側に所定長さＬ２までの範囲を検査領域Ｂとして設定する。
次に、上記検査領域Ｂ内に含まれるビードコード１４の有無を検出する。
次に、スティフナー１２のビードコード１４側のエッジ３３を検出する。具体的には、先の工程で、ビード頂点３２からスティフナー１２側にビードコード１４が検出された場合、即ち、検査領域Ｂ内をスティフナー１２側に走査して、右上がりの傾斜が検出された場合には、当該位置をスティフナー１２のビードコア１１側のエッジ３３として検出する（図７（ａ）参照）。また、右上がりの傾斜が検出されない場合には、ビードコード１４の位置をスティフナー１２のビードコア１１側のエッジ３３として検出する（図７（ｂ）参照）。
また、先の工程で、ビード頂点３２からスティフナー１２側にビードコード１４が検出されない場合、即ち、検査領域Ｂ内をスティフナー１２側に走査して、右上がりの傾斜が検出された場合には、当該傾斜開始位置をスティフナー１２のビードコア１１側のエッジ３３として検出する（図７（ｃ）参照）。
また、右上がりの傾斜が検出されない場合には、スティフナー１２無しとして判定する（図７（ｄ）参照）。この場合不良品として判定され、後段の検査は行われない。

図１２は、合わせ位置検査手段５４による検査のフローチャートである。
図１２のフローチャートに従って、合わせ位置検査手段５４により、３次元形状データとして取得されたスティフナー１２同士が互いに接合する合わせ位置３６の検査を行う。
まず、スティフナー１２の合わせ位置３６において、スティフナー１２の巻き開始端と巻き終了端とが半径方向に位置ずれして接合していないかどうかの検査を行う。具体的には、図１０（ａ）に示すように、接合領域Ｈのうち半径方向外縁側の領域Ｃを設定し、断面形状におけるスティフナー１２の仮想中心からスティフナー１２の半径方向外縁までの距離Ｌ５を算出し、仮想中心から外縁までの距離Ｌ５の最小値と最大値とを求める。次に、最大値から最小値を減じて差を算出し、当該差が予め設定された閾値γよりも小さいときには段ずれ異常無しとして判定し、閾値γ以上のときには段ずれ異常有りとして判定する。

次に、接合領域Ｈにおいて、図１０（ｂ）に示すように、円周方向に沿って均等に複数の領域Ｄ，Ｅ，Ｆを設定する。各領域Ｄ，Ｅ，Ｆは、半径方向及び円周方向に所定の画素数で同一の大きさで設定される。そして、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆにおける円周方向の高さの変化から、スティフナー１２の巻き開始端と巻き終了端とが接合する合わせ位置３６において両端の重なり厚さの異常を検出し、判定を行う。具体的には、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの平均高さを算出し、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆをそれぞれ設定する。基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆは、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆにおいて、最も低い側の高さ、換言すれば各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの半径方向外側の高さをそれぞれ適用する。そして、領域Ｄ，Ｅ，Ｆ毎に各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの平均高さと各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆの高さとの差を算出して、高さの差が閾値ε以上のときは、厚さに異常有りとして判定し、閾値εよりも小さいときには、厚さに異常無しとして判定する。なお、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの平均高さと各基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆの高さとの差を算出して比較する閾値εは、各領域Ｄ，Ｅ，Ｆで同一の値が設定される。

次に、上記各領域Ｄ，Ｅ，Ｆの画素毎に円周方向に沿って走査し、各画素位置における高さと基準高さＨｄ，Ｈｅ，Ｈｆとの高さの差を算出して、基準高さよりも所定値以上低い領域をカウントする。カウント数が閾値δ以上のときには異常有りとして検出し、カウント数が閾値δよりも小さいときは異常無しとして判定する。
以上の検査及び判定によりビードスティフナー１０の良否が判定される。

以上説明したように、被検査対象のビードスティフナーから断面形状を形状データとして取得し、当該形状データからビードコアの頂点を検出し、ビードコアの頂点に対して接合するスティフナーの端部を検出することにより、スティフナーがビードコアに対してどの位置に接合しているかが詳細に分かるので、ビードコアとスティフナーとの接合が正確になされているか精度の高い検査を行うことが可能となる。また、形状データから接合部の半径方向の位置ずれを検出することにより、接合部における半径方向に位置ずれした接合を検出することができ、形状データから接合部の厚さを検出することにより、接合部の重なりの良否を検出することができるので、精度の良い接合部分の検査を行うことができる。よって、上記検査方法及び検査装置によりビードスティフナーの検査を行うことにより、良否の判定を精度良く実施することができる。

また、上記のように検査装置１を構成することにより、被検査対象であるビードスティフナー１０の品質チェックを精度良く、かつ、自動的に良否判定することが可能となり、ビードスティフナー１０の全数検査を自動化することが可能となる。また、上記検査装置１をビードコア１１とスティフナー１２とを一体に成形するビードスティフナー成形装置に組み込むことにより、製造から検査までを円滑に行うことができるので、信頼性のあるビードスティフナー１０の生産性を向上させることができる。

以上、本発明を実施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形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１検査装置、３センサ、４形状取得手段、５解析判定手段、
８ＰＬＣコントローラ、１０ビードスティフナー、１１ビードコア、
１２スティフナー、１４ビードコード、
３１エッジ、３２ビード頂点、３３エッジ、３４位置、
３５乗り位置、３６合わせ位置、
５１記憶手段、５２動作制御手段、５３乗り位置検査手段、
５４合わせ位置検査手段、６１ビード領域設定部、６２ビードエッジ検出部、
６３コード計数部、６４コア頂点設定部、６５検査領域設定部、
６６ビードコード検出部、６７スティフナーエッジ検出部、７１段ずれ検査部、
７２厚さ検査部、７３開き検査部。

Claims

ビードコードを巻き回して環状に形成されたビードコアと、帯状に成形され、延長方向の端部と端部とを互いに接合させてビードコアの外周に巻きつけられたスティフナーとを有するビードスティフナーの良否を判定する検査方法であって、
前記ビードスティフナーにおける断面形状の形状データを取得する工程と、
前記形状データからビードコアの頂点を検出する工程と、
前記頂点からスティフナー側に所定距離の範囲を検査領域に設定する工程と、
前記検査領域内における前記形状データに基づいて、前記検査領域内にビードコードの有無を検出する工程と、
を含み、
前記ビードコードの有無を検出する工程においてスティフナー側にビードコードが検出されたとき、
前記検査領域内における前記検出されたビードコードからスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、
半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、前記検出されたビードコードの位置をスティフナーのエッジとして検出し、
前記ビードコードの有無を検出する工程においてスティフナー側にビードコードが検出されないとき、
前記検査領域内における前記頂点からスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、
半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、スティフナーのエッジなしとして検出し、
スティフナーのエッジが検出された場合にビードコアとスティフナーとの接合を良、スティフナーのエッジが検出されない場合にビードコアとスティフナーとの接合を不良として判定することを特徴とするビードスティフナーの検査方法。
前記スティフナーの端部と端部とが互いに接合する接合部を含む領域の形状データを連続的に取得する工程と、
前記形状データから前記接合部の半径方向の位置ずれを検出する工程と、
前記形状データから前記接合部の厚さを検出する工程とを含み、
前記スティフナーの接合部における接合の良否をさらに判定する請求項１に記載のビードスティフナーの検査方法。
ビードコードを巻き回して環状に形成されたビードコアと、帯状に成形され、延長方向の端部と端部とを互いに接合させてビードコアの外周に巻きつけられたスティフナーとを有するビードスティフナーの良否を判定する検査装置であって、
ビードスティフナーの半径方向に線状の光を照射し、当該光の光照射部からの反射光を受光してビードスティフナーにおける断面形状の形状データを取得する形状取得手段と、
前記形状データに基づいてビードコアとスティフナーとの接合部を検出する乗り位置検出手段とを備え、
前記乗り位置検出手段は、
前記形状データからビードコアの頂点を設定するビードコア頂点設定部と、
前記頂点からスティフナー側に所定距離の範囲を検査領域に設定する検査領域設定部と、
前記検査領域内における前記形状データに基づいて、前記検査領域内にビードコードの有無を検出するビードコード検出部と、
前記ビードコード検出部においてスティフナー側にビードコードが検出されたとき、
前記検査領域内における前記検出されたビードコードからスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、
半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、前記検出されたビードコードの位置をスティフナーのエッジとして検出し、
前記ビードコード検出部においてスティフナー側にビードコードが検出されないとき、
前記検査領域内における前記頂点からスティフナー側に半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出された場合には、当該検出された位置をスティフナーのエッジとして検出し、
半径方向外側に向けて上向きの傾斜が検出されない場合には、スティフナーのエッジなしとして検出し、
スティフナーのエッジが検出された場合にビードコアとスティフナーとの接合を良、スティフナーのエッジが検出されない場合にビードコアとスティフナーとの接合を不良として判定するスティフナー端部検出手段と、
を有することを特徴とするビードスティフナーの検査装置。
前記形状データから前記接合部の半径方向の位置ずれを検出する段ずれ検出手段と、
前記形状データから前記接合部の厚さを検出する厚さ検出手段とを有し、
前記形状データに基づいて前記スティフナーの端部と端部との接合部を検出する合わせ位置検出手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のビードスティフナーの検査装置。