胎面厚度測量方法

胎面厚度測量方法
【專利摘要】為了提供一種不管帶束的材料如何都能夠通過超聲波測量精確地測量從位于輪胎的最外側的帶束表面到胎面表面的胎面厚度的胎面厚度測量方法，胎面厚度測量方法設置有：在作為被檢體的輪胎的胎面表面浸入在水槽內存儲的液體中之前，對該胎面表面噴霧與該液體相同的液體的步驟；以及通過向浸入水槽內的液體中的胎面表面發射超聲波并且接收反射波來測量位于輪胎的最外側位置處的帶束的深度的步驟。
【專利說明】胎面厚度測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種胎面厚度測量方法，特別是涉及一種測量從位于輪胎內徑向外側位置的帶束表面到胎面表面的胎面厚度的方法。
【背景技術】
[0002]在翻新舊輪胎的傳統方法中，通過拋光將輪胎的已磨損胎面打磨成預定形狀，因而形成接合新的胎面的接合面。接著，通過特定步驟，將新的胎面接合至接合面。為了形成接合面，必須首先確定待去除的胎面的厚度。所以對從胎面表面到位于帶束層的徑向最外側位置的最外側帶束的胎面厚度進行測量，其中帶束層是輪胎的結構性構件之一。例如，利用非接觸式渦電流傳感器對胎面厚度進行測量。渦電流傳感器的內部具有檢測線圈。當利用通過檢測線圈的高頻電流感應磁通量時，由于感應的磁通量在帶束層中產生渦電流。這將引起檢測線圈內的磁通量的變化。并且通過檢測檢測線圈內出現的阻抗的變化，測量從胎面表面到最外側帶束表面的厚度。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2002-86586號公報
【發明內容】

[0006]發明要解決的問題
[0007]然而，為了測量胎面厚度，渦電流傳感器需要在帶束中產生渦電流。就本身而論，如果輪胎中使用的帶束不是鋼簾線制成的鋼帶束，那么渦電流傳感器將在測量胎面厚度時不起作用。也就是，如果帶束是有機纖維或其它非金屬材料的纖維簾線制成的纖維帶束，那么，在帶束中沒有磁通量的感應，則不可能測量出從胎面表面到最外側帶束的距離。因而，當輪胎中使用的帶束是纖維帶束時，工人需要從胎面表面開始在輪胎的多個周向和軸向位置處鉆小孔，直到最外側帶束的表面露出為止。然后工人通過應用深度計測量從胎面表面到最外側帶束表面的深度并且確定用于拋光動作的深度。這將增加用于拋光的工時并降低輪胎翻新的工作效率。
[0008]還有，存在著僅對帶束層的最外側帶束采用纖維帶束的輪胎的情況。翻新這種輪胎是通過首先利用渦電流傳感器測量到由鋼簾線制成的帶束的表面的深度來完成的。接著，通過拋光對纖維帶束與胎面一起進行打磨，并且將取代通過拋光而被去除的纖維帶束的新的纖維帶束合并到待重新應用的胎面內。然而，在準備新被接合至接合面的胎面的制造中，合并了纖維帶束的胎面導致制造成本增加，甚至增加了整個翻新成本。
[0009]例如，在檢測由纖維簾線制成的纖維帶束時，可以使用通過已知為非破壞性檢查技術的超聲波測量來檢測胎面厚度的方法。為了通過利用超聲波檢測帶束，必須精確地對帶束發射超聲波并接收來自帶束的反射波。要做到這一點，可以使被設計用于超聲波測量的超聲波探頭必須在輪胎的寬度方向和周向上以與胎面表面接觸的方式移動。但是，諸如輪胎槽等的胎面表面的凹凸不允許超聲波探頭沿著表面凹凸追蹤。作為可想到的解決該問題的方式，可以經由能夠傳播超聲波的介質從超聲波探頭向胎面表面發射超聲波。存在可以作為能夠傳播超聲波的介質的各種可利用的材料。然而，由于測量胎面厚度是翻新的步驟中的一個步驟，因此可以選擇對輪胎沒有不利影響的水作為待使用的介質。
[0010]然而，如果將輪胎浸入水中，則由于輪胎材料的特性和水的特性之間的關系導致無數的氣泡可能附著到輪胎的表面。當氣泡附著到輪胎表面的特別是胎面表面的情況下，即使發射超聲波，超聲波也可能不能經由氣泡部分傳播。而這無助于帶束位置的精確測量。
[0011]作為前述問題的解決方案，本發明的目的在于提供一種不管帶束材料的類型如何都能夠高精確度地以超聲波測量從輪胎內最外側位置的帶束表面到胎面表面的胎面厚度的胎面厚度測量方法。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]在解決上述問題時，本發明的一方面的胎面厚度測量方法包括:在作為被檢體的輪胎的胎面表面浸入水槽內貯存的液體之前，對該胎面表面噴霧與該液體相同的液體的步驟；以及通過向浸入水槽的液體的胎面表面發射超聲波并且接收反射波來測量位于輪胎的最外側位置處的帶束的深度的步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是輪胎的截面圖。
[0015]圖2是根據本發明的胎面厚度測量裝置的結構圖。
[0016]圖3是輪胎升降單元的結構圖。
[0017]圖4是水槽升降單元的結構圖。
[0018]圖5是水槽的示意性結構圖。
[0019]圖6是水槽的側視圖。
[0020]圖7是輪胎保持單元的背面圖。
[0021]圖8是胎面厚度的測量概念圖及示出測量概念的局部放大圖。
[0022]圖9是示出胎面厚度測量裝置的動作的圖。
[0023]圖10是示出由測量控制單元進行的控制的框圖。
[0024]圖11是胎面厚度的測量用的測量過程圖。
[0025]圖12是胎面厚度的測量用的測量過程圖。
[0026]圖13是胎面厚度的測量用的測量過程圖。
[0027]圖14是胎面厚度的測量用的測量過程圖。
[0028]現在將基于優選的實施方式詳細地說明本發明，這些優選的實施方式不意于限制本發明的權利要求的范圍，而是用于舉例說明本發明。在實施方式中說明的所有特征及其組合不一定是本發明所必要的，并且在本發明中包括待選擇性地采用的構造和配置。
【具體實施方式】
[0029]圖1是作為被檢體的輪胎T的截面圖。圖2是胎面厚度測量裝置I的結構圖。
[0030]首先給出用根據本發明的胎面厚度測量裝置I測量其胎面厚度D的輪胎T的結構的說明。例如，作為被檢體的輪胎T是舊輪胎。并且，如圖1所示，輪胎T在胎面區域中具有由多個帶束91至94組成的帶束層90。帶束層90由位于輪胎的徑向內側位置的帶束91至93和位于輪胎的徑向最外側位置的帶束94構成。帶束91至93是鋼簾線制成的鋼帶束，而帶束94是非金屬纖維簾線制成的纖維帶束。根據本實施方式的胎面厚度D是從胎面表面Ts到位于帶束層90的最外側位置的帶束94的帶束表面94a的距離。
[0031]以下，將參照圖2給出胎面厚度測量裝置I的說明。
[0032]胎面厚度測量裝置I由輪胎升降單元2、水槽升降單元3和輪胎保持單元4構成，輪胎升降單元2使胎面厚度測量用輪胎T升降，水槽升降單元3使輪胎T的胎面厚度D的測量中使用的水槽31升降，輪胎保持單元4對胎面厚度測量用輪胎T進行保持。
[0033]輪胎升降單元2和水槽升降單元3被安置在以彼此隔開預定距離的方式鋪設在地板上的一對軌道8、8上。各軌道8設置有沿著軌道的延伸方向移動的滑動件9，并且軌道8與滑動件9 一起構成直線引導件。軌道8、8均包含未示出的滾珠絲杠機構，其具有沿著軌道8的延伸方向的滾珠絲杠和以螺紋的方式安裝在滾珠絲杠上的滾珠螺母。被固定至滑動件9的滾珠螺母隨著滾珠絲杠轉動而沿著軌道8移動滑動件9。安裝至各滾珠絲杠一端的是作為用于滑動件9的驅動部件的伺服馬達11。均連接至后面討論的測量控制單元100的伺服馬達11、11根據來自測量控制單元100的信號同步地進行驅動。
[0034]在滑動件9、9上安裝有平坦方形的基板12，并且輪胎升降單元2和水槽升降單元3被安裝在基板12上。更具體地，輪胎升降單元2位于運入輪胎T所在側，并且水槽升降單元3在輪胎進入的下游側。
[0035]圖3是輪胎升降單元2的結構圖。
[0036]輪胎升降單元2包括用于安裝胎面厚度測量用輪胎T的輪胎安裝單元15和用于使安裝在輪胎安裝單元15上的輪胎升降的輪胎升降機構16。
[0037]輪胎升降機構16包括一對X狀連桿17和控制X狀連桿17的交叉角度的液壓缸
18。X狀連桿17均由引導連桿動作的下引導構件19和上引導構件20以及一對連桿構件21和22構成。下引導構件19和上引導構件20均由具有“I”狀截面的構件構成。下引導構件19和上引導構件20在其一端側上分別具有圓孔19A和20A，并且分別具有從另一端側朝向其一端側延伸的長孔19B和20B。均為長板構件的連桿構件21和22分別具有位于其長度方向中央的中央孔21C、分別在其一端側上的軸2IA和22A以及分別在其另一端側上的輪2IB和22B，輪21B和22B具有能夠沿著長孔19B和20B轉動的尺寸。利用面向相同方向的輪21B和22B以及貫通彼此對準的中央孔21C的諸如螺栓等的軸構件而以能夠彼此轉動的方式保持一對連桿構件21和22。
[0038]并且，在一對連桿構件21和22之中，通過將一個連桿構件21的軸21A裝配到下引導構件19的圓孔19A內而將一個連桿構件21以能夠轉動的方式固定至下引導構件19，并且通過將另一連桿構件22的輪22B安置到下引導構件19的長孔19B內而以能夠沿著長孔19B移動的方式保持另一連桿構件22。
[0039]還有，通過將另一連桿構件22的軸22A裝配到上引導構件20的圓孔20A內而將另一連桿構件22以能夠轉動的方式固定至上引導構件20，并且通過將一個連桿構件21的輪21B安置到上引導構件20的長孔20B內而以能夠沿著長孔20B移動的方式保持一個連桿構件21。
[0040]如上所述結構的X狀連桿17被以沿輪胎進入方向看時左右彼此隔開預定距離的方式安置在基板12上。下引導構件19通過諸如螺栓等的未示出的固定部件被錨固至基板
12。還有，左右X狀連桿17、17是如下設計:連桿構件21和22的下端部通過未示出的聯接桿彼此聯接，并且連桿構件21和22通過聯接桿的動作彼此同步地移動。固定至聯接桿的是作為升降機構的驅動源的液壓缸18的一端。液壓缸18位于基板上表面12a的左右的X狀連桿17、17之間，并且液壓缸18的另一端被固定至基板12。
[0041]在左右的X狀連桿17、17的上引導構件20、20上安置有用于安裝輪胎T的安裝板25。
[0042]安裝板25是用于支撐作為被檢體的輪胎T的重量的強度足夠的平板，并且輪胎安裝單元15被安裝在安裝板25的上表面上。在安裝板25的上表面上，以在沿輪胎進入方向看時在左右彼此具有預定距離的方式安置用于支撐輪胎安裝單元15的支撐部29、29。
[0043]輪胎安裝單元15由一對支撐板27、27和被該對支撐板27、27支撐的一對輥28、28構成。
[0044]作為形成為V狀的平板的支撐板27以其延伸方向沿著輪胎進入方向的狀態被安裝。支撐板27在使得V狀的頂部朝向安裝板25的狀態下在其長度的中央處以能夠轉動的方式被安裝至安裝板25的支撐部29、29。輥28被夾在一對支撐板27、27之間，并且通過在支撐板的各端處貫通支撐板27、27的軸以能夠轉動的方式支撐輥28。
[0045]布置在一側的支撐板27的下側的是能夠通過未示出的移動機構的動作而沿著支撐板27的長度方向移動的滑動件30。與支撐板27的下表面接觸的滑動件30控制輪胎安裝單元15的傾斜。
[0046]更具體地，當待將輪胎T安裝在輪胎安裝單元15上時，滑動件30朝向輪胎進入方向的上游側移動，使得輪胎安裝單元15在上游側的輥28向下移動且下游側的輥28向上移動的狀態下傾斜。接著，在輪胎T被安置在輪胎安裝單元15上的狀態下，滑動件30朝向輪胎進入方向的下游側移動以將輪胎安裝單元15保持為水平。還有，當待將輪胎T運出時，滑動件30朝向輪胎進入方向的上游側移動，使得輪胎安裝單元15朝向輪胎進入方向的上游側傾斜。
[0047]在輪胎安裝單元15以該方式傾斜的狀態下，能夠容易地將非常重的輪胎T運到輪胎安裝單元15上或從輪胎安裝單元15上運出。還有，在輪胎T被安裝在由輪胎升降單元2升降的輪胎安裝單元15上時，能夠在沒有工人的幫助下將可能輕或重的輪胎T升降至后面討論的輪胎保持單元4的輪胎保持位置或從該位置開始升降。
[0048]圖4是水槽升降單元3的結構圖。
[0049]水槽升降單元3包括用于使水槽31升降的水槽升降機構32。注意，水槽升降機構32的結構與輪胎升降機構16的結構相同，并且將省略對其的說明。水槽31被固定到水槽升降機構32的安裝板33上。
[0050]圖5是水槽31的示意性結構圖。圖6是水槽31的側視圖。
[0051]水槽31具有:用于貯存液體34的空間；氣泡去除單元35，其用于去除附著到浸入液體34中的胎面表面Ts的氣泡；以及氣泡抑制部件39，其用于抑制由于貯存的液體34的液面的波動導致氣泡的產生。
[0052]水槽31為在上側開口的箱子，其在內部貯存液體34，并且具有足夠大以允許胎面厚度測量用輪胎T的胎面表面Ts被浸入到液體34內的開口 31a(參見圖4)。貯存在水槽31內的液體34例如是水。注意，液體34不限于水，并且可以使用任意液體介質，只要能夠傳播超聲波即可。還有，要注意的是，除此以外水槽31可以是具有三角形或圓弧形狀的底部31B的形狀。也就是，可以通過將水槽31的形狀形成為沿著輪胎的曲面而可以減小貯存在水槽31內的液體34的量。
[0053]氣泡去除單元35包括:泵36，其用于將貯存在水槽31內的液體34汲取上來；噴霧噴嘴37，其作為用于將由泵36汲取上來的液體34以霧狀向胎面表面Ts噴霧的噴霧部件；以及噴射噴嘴38，其作為用于將液體34的水流向被浸入液體34中的胎面表面Ts噴出的液體噴出部件。
[0054]例如作為待在被沒入水槽31中貯存的液體34中的沒入狀態下使用的可沒入液體中的泵的泵36通過未示出的固定部件被固定到水槽31的底部31B的底面。由泵36汲取上來的液體34被送出到噴霧噴嘴37和噴射噴嘴38。
[0055]固定到水槽31的噴霧噴嘴37設置在沿一方向轉動的輪胎T進入液體34處的上游側。在本實施方式中，由輪胎保持單元4保持的輪胎T沿由圖5中的箭頭表示的方向轉動。噴霧噴嘴37安裝在位于水槽31的輪胎進入方向下游側的壁部31A。更具體地，沿著輪胎T進入液體34處的上游側的壁部31A的緣部以使得噴霧噴嘴37的排出口面向在壁部31A的相對側的壁部31C的方式配置多個噴霧噴嘴37。要注意的是，可以適當地選擇和配置多個噴霧噴嘴37以滿足待噴霧的液體34的噴霧范圍。并且這些噴霧噴嘴37應該被設置成使得噴嘴能夠至少覆蓋胎面表面Ts的整個寬度范圍。從泵36引出的管道連接到噴霧噴嘴37，并且在由泵36的動作產生的壓力條件下從各噴霧噴嘴37中形成的多個噴霧孔噴霧霧狀的液體34。盡管從噴霧噴嘴37噴霧的液體34的狀態不限于霧狀的狀態，但是優選的以霧狀狀態進行噴霧，使得液體34在其自身附著到胎面表面Ts時不容易在胎面表面Ts上流動。一旦霧狀的液體34本身附著到胎面表面Ts，則霧狀的液體34結合在一起以在胎面表面Ts上形成液體34的薄膜。結果，當胎面表面Ts浸入被貯存在水槽31中的液體34時，在胎面表面Ts上以膜狀形成的液體34容易與在水槽31中貯存的液體34結合。這將顯著地降低氣泡對胎面表面Ts的附著率。
[0056]通過未示出的固定部件將噴射噴嘴38固定到水槽31的中心C的壁部3IA側的底部31B，因此噴射噴嘴38完全沒入在水槽31中貯存的液體34中。以如下方式將噴射噴嘴38固定到水槽31的底部31B:排出口朝向液體34的液面方向。從泵36引出的管道連接到噴射噴嘴38，并且在由泵36的動作產生的壓力條件下從噴射噴嘴38的排出口噴射加壓的液體流。
[0057]也就是，在胎面表面Ts浸入液體時已經附著到胎面表面Ts的氣泡被從噴射噴嘴38朝向浸入水槽31中的胎面表面Ts排出的液體的噴射所洗掉。這能夠確保待在隨后的步驟中實施的超聲波測量的精確性。
[0058]連接到測量控制單元100的泵36基于從測量控制單元100輸出的信號動作。這里要注意的是，已經說明來自噴霧噴嘴37的液體34的噴霧和來自噴射噴嘴38的液體的水流是由泵36的動作而產生的。然而，可以是如下的配置:使得通過它們各自的閥以及泵36的動作使噴霧噴嘴37和噴射噴嘴38分別動作。
[0059]氣泡抑制部件39是可浮在液體34的液面上的片材構件。與水槽31的開口具有大致相同的形狀和尺寸的氣泡抑制部件39在其中央附近具有足夠大尺寸的開口 39a以允許輪胎T的胎面表面Ts浸入液體34。在氣泡抑制部件39浮在液體34的液面上的狀態下，抑制了液面的波動，因而抑制了由于胎面表面Ts附近的波動導致的氣泡的產生。注意，氣泡抑制部件39還可以是可浮在液體34的液面上的類似橡膠球的物體。
[0060]還有，應該注意，必須以如下尺寸形成在氣泡抑制部件39中的開口 39a:允許厚度測量單元45的安裝超聲波探頭59的探頭支撐臂62的貫通以及沿輪胎寬度方向的測量動作。
[0061]圖7是輪胎保持單元4的背面圖。
[0062]輪胎保持單元4位于輪胎升降單元2升降輪胎T所在的位置處。更具體地，輪胎保持單元4跨越軌道8、8設置，其中輪胎升降單元2和水槽升降單元3沿著該軌道8、8移動。
[0063]輪胎保持單元4包括:左、右主體40和70，其被定位成軌道8、8在左、右主體40和70的中間；一對左、右輪輞體42和72，其分別設置在左、右主體40和70上，用以保持輪胎T ;內壓填充部件44，其用于將內壓填充到由左、右輪輞體42和72保持的輪胎T ;形狀測量部件46，其用于測量填充有內壓的輪胎T的胎面表面Ts的外形形狀；厚度測量單元45，其用于測量輪胎T的從胎面表面Ts到帶束94的胎面厚度D ；以及輪胎干燥部件77。
[0064]以下，將參見左主體40和右主體70依次給出輪胎保持單元4的說明。
[0065]左主體40包括:在與軌道8、8的延伸方向正交的方向上延伸的左主軸41 ;用于支撐輪胎T的被安裝至左主軸41的一端的左輪輞體42 ;用于使輪胎T轉動的輪胎轉動部件43 ;以及用于將內壓填充到由輪輞體42和72保持的輪胎T的內壓填充部件44。
[0066]形狀為中空圓筒狀的左主軸41在輪胎升降單元2的上方沿著與軌道8的延伸方向正交的方向延伸。由左主體40內的軸承等以能轉動的方式支撐左主軸41的一端，并且左主軸41的另一端從左主體40的一側朝向右主體70突出。左主軸41的一端被連接至內壓填充部件44。
[0067]內壓填充部件44包括:壓縮機47 ;安裝至壓縮機47的排出口的壓力控制閥48 ；將壓力控制閥48連接至左主軸41的一端的管道49 ;以及設置在管道49的途中以使輪胎T內填充的氣壓釋放的排氣閥50。壓縮機47總在蓄積比待供給至輪胎T內的內壓高的壓力。安裝至壓縮機47的排出口的壓力控制閥48將壓縮機47內蓄積的空氣控制在預定的壓力水平。更具體地，連接至測量控制單元100的壓力控制閥48響應于從測量控制單元100輸出的信號對排放的氣壓進行控制，并且當輪胎內的氣壓等于排放的氣壓時停止空氣的排放。將控制閥48連接至左主軸41的一端的管道49借助于控制閥48將從壓縮機47排放的空氣供給至左主軸41的通孔41a。設置有排氣口 50a的排氣閥50響應于從測量控制單元100輸出的信號將閥打開，并且經由排氣口 50a將輪胎T內的空氣釋放。排氣口 50a與連通排氣閥50和后面討論的輪胎干燥部件77之間的管道的一端連接。要注意的是，排氣閥50的排氣口 50a在沒有信號輸入時保持關閉。
[0068]左輪輞體42形成為截頭圓錐狀，截頭圓錐狀具有包括多個臺階的臺階狀外周51。臺階狀外周51形成有與輪胎的不同內徑對應的直徑的臺階。執行車輪上的胎圈底座功能的臺階狀外周51在左輪輞體42上形成有同心的臺階。還有，左輪輞體42在中間具有中空部52。中空部52被形成為從左輪輞體42的小直徑面朝向大直徑面凹陷的筒狀并且與左主軸41的通孔41a連通。因此，從壓縮機47排出的空氣經由控制閥48、管道49和左主軸41的通孔41a被排放到左輪輞體42的中空部52內。
[0069]輪胎轉動部件43包括被固定至左主體40的馬達53、被安裝到馬達53的驅動皮帶輪54、被固定至左主軸41的軸側皮帶輪55和設定在軸側皮帶輪55和驅動皮帶輪54上的皮帶56。
[0070]以使得馬達53的轉軸從左主體40的一側突出的方式在左主體40內固定馬達53。直徑小于軸側皮帶輪55的直徑的驅動皮帶輪54被安裝至馬達53的從左主體40突出的轉軸。軸側皮帶輪55設置在左主體40和安裝至左主軸41的左輪輞體42之間。設定在驅動皮帶輪54和軸側皮帶輪55上的皮帶56通過將馬達53的轉動力經由驅動皮帶輪54輸送至軸側皮帶輪55而使左主軸41轉動。連接至測量控制單元100的馬達53根據從測量控制單元100輸出的信號進行驅動。
[0071]以軌道8、8在中間的狀態而被定位在左主體40的相反側上的右主體70包括:與左主軸41對應的右主軸71 ;與左輪輞體42對應的右輪輞體72 ;以及用于使右輪輞體72靠近或遠離左輪輞體42的輪輞體移動部件73。
[0072]通過右主體70內的軸承等以能夠轉動的方式支撐與左主軸41同軸地設置在右主體70內的右主軸71的一端，并且右主軸71的另一端從右主體70的一側朝向左主體40突出。
[0073]采用與左輪輞體42相同的方式以截頭圓錐形狀形成的右輪輞體72被同軸地安裝至右主軸71。右輪輞體72具有與左輪輞體42的具有多個臺階的臺階狀外周51對應的具有多個臺階的臺階狀外周81。臺階狀外周81形成有與左輪輞體42的臺階狀外周51相同的尺寸和形狀。與左輪輞體42不一樣，右輪輞體72沒有形成中空部。現在使左輪輞體42和右輪輞體72彼此靠近，以便通過輪胎T的胎圈部與左輪輞體42和右輪輞體72的臺階狀外周51和81的臺階中的一個緊密地接觸來保持輪胎T。并且，隨著供給至左輪輞體42的中空部52的空氣被填充在由左輪輞體42的外周面、輪胎的內周面以及右輪輞體72的外周面和小直徑面72a閉合的空間內，對輪胎T填充內壓。
[0074]輪輞體移動部件73包括:橋構件75，其在靠近左主體40與右主體70的上端的位置處被安置在左主體40與右主體70之間；以及移動構件76，其能夠沿著橋構件75移動。可以是圓筒狀軸的橋構件75在靠近左主體40與右主體70的上端的位置處橋接在左主體40與右主體70之間。橋構件75具有能夠使移動構件76沿著橋構件75的軸線移動的內置驅動機構。驅動機構例如可以由滾珠絲杠機構和伺服馬達74構成。因而隨著伺服馬達74驅動滾珠絲杠機構的滾珠絲杠而可以移動滾珠螺母。被連接至測量控制單元100的伺服馬達74響應于從測量控制單元100輸出的信號而動作。移動構件76由小環部76A、被固定至右輪輞體72的大直徑面72b并沿著右主軸71的軸線移動的大環部76B和連接小環部76A與大環部76B的連接構件76C構成。小環部76A被固定至作為驅動機構的滾珠絲杠機構的滾珠螺母，而大環部76B被固定至右輪輞體72的大直徑面72b。因而，隨著通過使移動構件76沿著橋構件75的軸線移動的伺服馬達74的驅動使右輪輞體72和左輪輞體42彼此靠近或彼此遠離，能夠保持或釋放輪胎T。
[0075]厚度測量單元45大致包括:用于使測量位置移位的位移部件57、超聲波振蕩器58和超聲波探頭59。
[0076]位移部件57包括豎直方向位移機構60和安裝至豎直方向位移機構60的寬度方向位移機構61。豎直方向位移機構60例如由一對直線引導件構成,并且直線引導件被分別安置在左主體40和右主體70上。更具體地，一個直線引導件和另一直線引導件被以分別在左主體40和右主體70的彼此面對的壁面40a和70a上彼此面對的方式安裝。引導件均設置有軌道60A、沿著軌道60A移動的滑動件60B和用作滑動件60B的驅動源的伺服馬達60C。直線引導件被以使得軌道60A、60A的延伸方向是豎直方向的方式固定至相應的壁面40a和70a，并且被以使得滑動件60B、60B在連接滑動件60B、60B的直線被保持水平的狀態下彼此面對的方式安置在軌道60A、60A上。伺服馬達60C響應于由后面討論的測量控制單元100輸出的信號被同步地驅動，由此使滑動件60B沿著軌道60A豎直地上下移動。
[0077]寬度方向位移機構61被以橋接在豎直方向位移機構60的滑動件60B、60B之間的方式固定。寬度方向位移機構61米用與豎直方向位移機構60相同的直線引導件,并且構成直線引導件的軌道61A被固定至滑動件60B、60B。直線引導件設置有伺服馬達61C，該伺服馬達61C用作用于使滑動件61B在軌道61A上滑動的驅動源。響應于從后面討論的測量控制單元100輸出的信號而驅動伺服馬達61C，由此使滑動件61B在輪胎寬度方向上沿著軌道61A移動。
[0078]被固定至寬度方向位移機構61的滑動件6IB的有:探頭支撐臂62，超聲波探頭59安裝至該探頭支撐臂62 ;以及作為形狀測量部件46的激光傳感器63 (參見圖8)。
[0079]圖8的(a)是使用安裝到滑動件6IB的超聲波探頭59和激光傳感器63進行胎面厚度的測量的概念圖。圖8的(b)是示出通過安裝到探頭支撐部62C的超聲波探頭59的測量的局部放大圖。
[0080]探頭支撐臂62由以下部件構成:從滑動件61B水平延伸的水平延伸部62A ;斜向下延伸以避免與輪胎T和水槽31干涉的回避部62B ；以及再次水平延伸的探頭支撐部62C。并且探頭支撐部62C的端部延伸靠近連接左主軸41和右主軸71的軸線的豎直下方的位置。安裝至探頭支撐部62C的端部的是超聲波探頭59。
[0081]超聲波探頭59例如是非接觸式探頭。超聲波探頭59被以如下方式固定至探頭支撐部62C:使得在測量表面59a面向胎面表面Ts的狀態下，測量位置位于連接左主軸41與右主軸71的軸線的豎直下方。在同一平面具有發射器59A和接收器59B的超聲波探頭59從發射器59A朝向胎面表面Ts發射超聲波，并且由接收器59B接收從胎面表面Ts以及諸如帶束94等的輪胎T的其它組成構件反射的反射波。
[0082]因而，從超聲波探頭59的發射器59A發射的超聲波能夠經由液體34被沿著胎面表面Ts的大致法線方向傳播。因此，能夠以更高的精度將超聲波導向帶束表面94a，并且由接收器59B接收從帶束表面94a反射的超聲波。也就是，豎直發射至胎面表面Ts的超聲波被傳播通過液體34。并且從胎面表面Ts反射的超聲波首先由接收器59B接收，然后被傳播到胎面內的超聲波從位于帶束層的徑向最外側位置的帶束表面94a反射，并由接收器59B接收。因而，能夠測量從胎面表面Ts到位于帶束層的徑向最外側位置的最外側帶束表面94a的厚度。通過超聲波振蕩器58產生由發射器59A發射的超聲波。
[0083]參照回圖7，通過對超聲波探頭59配線來連接例如設置在左主體40的內部的超聲波振蕩器58。連接到測量控制單元100的超聲波振蕩器58基于從測量控制單元100輸出的信號動作。更具體地，超聲波振蕩器58通過基于從測量控制單元100輸出的信號產生超聲波使得超聲波探頭59的發射器59A發射超聲波并且將由接收器59B接收的超聲波的反射波輸出到測量控制單元100。例如在總計3000個點、即寬度方向上40個點和周向上75個點處進行胎面厚度D的測量。
[0084]形狀測量部件46在與探頭支撐臂62相同的位置被固定至滑動件61B。例如為激光傳感器的形狀測量部件46的測量方向在探頭支撐臂62延伸所在側，并且大致沿水平方向發出激光束。由于激光傳感器63在與探頭支撐臂62相同的位置被固定至滑動件61B，能夠在輪胎寬度方向的相同位置處設定用于由激光傳感器63進行的形狀測量的位置和用于由超聲波探頭59進行的超聲波測量的位置。還有，能夠在來自激光傳感器63的激光束被施加在由左、右輪輞體42和72保持的輪胎T的胎面表面Ts上的狀態下，通過使激光傳感器63與滑動件61B —起在輪胎寬度方向上移動來測量胎面表面Ts的截面形狀。要注意的是，能夠在激光束被施加在胎面表面Ts上的狀態下，利用在一個輪胎側面與另一輪胎側面之間移動的激光傳感器63來測量包括了胎面表面Ts的截面形狀在內的輪胎截面形狀。因此，能夠對輪胎T的寬度中心以及待在超聲波測量中測量的胎面表面Ts的寬度范圍進行設定。
[0085]圖9的(a)、圖9的(b)和圖9的(C)是示出厚度測量單元45的動作的圖。
[0086]如圖9的(a)所示，與通過左、右輪輞體42和72保持和釋放輪胎T時一樣，當未進行測量時，厚度測量單元45向作為待命位置的右主體70側移動。接著，如圖9的(b)所示，在輪胎T被左、右輪輞體42和72保持的狀態下，將超聲波探頭59移動至超聲波探頭59面向胎面表面Ts的一端側所在的測量預備位置處。接著，如圖9的(c)所示，隨著水槽31被提升，使得胎面表面Ts和超聲波探頭59兩者被浸入液體34中。
[0087]應該注意的是，當胎面厚度D的測量用的輪胎T的尺寸存在變化時，能夠通過驅動豎直位移機構60進行調節，以創建對于超聲波探頭59與胎面表面Ts之間的距離的相同條件。
[0088]設置在輪胎進入方向的上端側的輪胎干燥部件77被安裝到在左主體40和右主體70之間的上端橋接的支撐構件78。輪胎干燥部件77例如是設置有能夠提升供給到空氣噴嘴的空氣的流速的排出口的空氣噴嘴。以如下的方式將空氣噴嘴安裝到支撐構件:使得排出口面向由輪胎保持單元4保持的輪胎的胎面表面Ts。從排氣閥50引出的管道連接到空氣噴嘴，并且從排氣閥50排出的空氣朝向胎面表面Ts噴出。
[0089]測量控制單元100是用于控制胎面厚度測量裝置I的動作的計算機。包括作為算術處理部件的CPU、作為存儲部件的ROM、RAM和HDD和作為通訊部件的接口的測量控制單元100根據存儲部件內存儲的程序來控制胎面厚度D的測量的動作。還有，測量控制單元100配備有諸如監視器等的顯示部件和諸如鍵盤和鼠標等的輸入部件。
[0090]圖10是測量控制單元100的控制框圖。以下，將給出通過測量控制單元100進行的用于胎面厚度測量裝置I的控制動作的說明。
[0091]測量控制單元100包括控制單元110、計算單元120和存儲單元130。
[0092]控制單元110通過控制輪胎升降單元2的輪胎升降機構16的液壓缸18的伸縮來控制輪胎T的到輪胎保持位置和從輪胎保持位置的升降，并且還對控制輪胎安裝單元15的傾斜的滑動件30的移動進行控制。
[0093]還有，控制單元110通過控制水槽升降單元3的水槽升降機構32的液壓缸18來控制水槽31的升降。[0094]還有，控制單元110控制用于安裝在水槽31中的氣泡去除單元35的泵36的驅動來控制從噴霧噴嘴37噴霧霧狀液體34和從噴射噴嘴38噴射液體34的流。
[0095]還有，控制單元110通過控制作為輪胎升降單元2和水槽升降單元3的移動用的滑動件9的驅動源的伺服馬達11的轉動來控制輪胎升降單元2和水槽升降單元3的位置。
[0096]還有，控制單元110:通過控制使輪輞體移動部件73的移動構件76移動用的伺服馬達74的驅動使右輪輞體72靠近或遠離左輪輞體42來控制對輪胎T的保持和釋放；通過控制內壓填充部件44的壓力控制閥48的動作來控制對由左、右輪輞體42和72保持的輪胎T內的內壓的填充；通過控制排氣閥50的動作來控制被填充在輪胎T內的內壓的釋放；并且通過控制輪胎轉動部件43的馬達53的動作來控制輪胎T的轉動。
[0097]還有，控制單元110:通過控制厚度測量單元45的位移部件57的豎直方向位移機構60的伺服馬達60C和寬度方向位移機構61的伺服馬達61C，來控制超聲波探頭59沿靠近胎面表面Ts的方向的移動和相對于胎面表面Ts沿輪胎寬度方向的移動、以及通過控制使得能夠從超聲波探頭59發射超聲波的超聲波振蕩器58的發射動作來控制對胎面厚度D的測量。還有，控制單元110將從超聲波探頭59發射的且由胎面表面Ts反射的所接收的反射波的波形輸出到存儲單元130。
[0098]還有，控制單元110通過控制厚度測量單元45的位移部件57的豎直方向位移機構60的伺服馬達60C和寬度方向位移機構61的伺服馬達61C來控制用于由形狀測量部件46的激光傳感器63進行的形狀測量的動作并且將所測量的形狀輸出到存儲單元130。
[0099]計算單元120接收從超聲波探頭59發射的超聲波中的分別來自胎面表面Ts和帶束表面94a的反射波、基于各反射波計算胎面厚度D、并且計算胎面厚度D最厚的位置和胎面厚度D最薄的位置。然后，計算單元120將所計算的結果輸出到存儲單元且輸出到用于顯示的監視器。
[0100]存儲單元130存儲在各超聲波測量位置處的反射波的波形和所計算的胎面厚度D0
[0101]以下，參照圖11至圖14給出由胎面厚度測量裝置I進行的輪胎T的胎面厚度D的測量步驟的說明。
[0102]測量步驟開始于通過胎面厚度測量裝置I的輪胎保持單元保持胎面厚度測量用的輪胎T。首先，如圖11的(a)所示，在由工人進行的用于輪胎T的運入的準備中，通過使輪胎升降單元2的滑動件30移動使輪胎安裝單元15朝向輪胎進入側傾斜。接著，工人使輪胎T沿著進入路徑的斜坡滾動，并將輪胎T安置在輪胎安裝單元15上。接下來，如圖11的(b)所示，使滑動件30移動，直到使輪胎安裝單元15變成水平而使得輪胎T自己站立為止。接著，如圖11的(c)所示，通過使輪胎升降機構16的液壓缸18縮回，由此使連桿構件21和22的輪2IA和22A沿著長孔19B和20B移動，來將輪胎安裝單元15抬高。詳細地說，輪胎T被提升至輪胎T的中心與左、右輪輞體42和72的軸線對齊的高度。
[0103]接下來，使得移動構件76朝向左主體40移動并因而右輪輞體72變得靠近左輪輞體42，由此使得輪胎T的胎圈部與左、右輪輞體42和72的臺階狀外周51和81的臺階中的一個緊密接觸。接著通過內壓填充部件44的動作將空氣供給到輪胎T內，直到內壓達到用于輪胎的指定使用壓力為止。結果，輪胎T被以使用的狀態由左、右輪輞體42和72保持。
[0104]接下來，如圖12的(a)所示，通過使輪胎升降機構16的液壓缸18伸出將輪胎安裝單元15降低至最低位置。接著通過驅動厚度測量單元45的豎直方向位移機構60和寬度方向位移機構61將超聲波探頭59移動至測量開始位置(參見圖9的(b))。在該位置時，即使在輪胎寬度方向移動，超聲波探頭59也不與輪胎T碰撞。接下來，通過僅驅動寬度方向位移機構61，使形狀測量部件46的激光傳感器63在輪胎寬度方向上移動并且測量胎面表面Ts的形狀。此后，使寬度方向位移機構61的滑動件61C返回至超聲波探頭59的待命位置。將由激光傳感器63測得的外形形狀輸出至測量控制單元100，其中在測量控制單元100中設定了用于通過超聲波測量進行的胎面厚度D的測量的測量范圍。更具體地，基于外形形狀檢測輪胎T的寬度中心，并且該寬度中心被設定為超聲波測量的測量原點。
[0105]接下來，在使斜坡7降低之后，如圖12的(b)所示，跟隨被輸出至用于使輪胎升降單元2和水槽升降單元3移動的伺服馬達11的信號，使滑動件9向輪胎進入側移動。基于此，將水槽升降單元3移動至與輪胎T被輪胎保持單元4保持時輪胎升降單元2的升/降位置相同的位置。也就是，滑動件9被移動成使得用水槽升降單元3取代輪胎升降單元2。接著，如圖12的(c)所示，通過驅動水槽升降單元3的水槽升降機構32的液壓缸18提升水槽31。作為該提升動作的結果，胎面表面Ts和超聲波探頭59被浸入液體34內。
[0106]接下來，通過驅動氣泡去除單元35的泵36，使得貯存在水槽31中的液體34被壓送到噴霧噴嘴37和噴射噴嘴38，使得在胎面表面Ts進入液體34之前將霧狀液體34噴霧在胎面表面Ts上，同時將液體34的水流噴射到已經浸入水槽31的液體34的胎面表面Ts (參見圖6)。作為在胎面表面Ts進入液體34之前將霧狀液體34噴射在胎面表面Ts上并且將液體34的水流噴射到已經浸入水槽31中的液體34的胎面表面Ts的結果，抑制了氣泡對胎面表面Ts的附著并且高精度的超聲波測量變得可能。
[0107]接下來，通過驅動寬度方向位移機構61使超聲波探頭59沿輪胎寬度方向從測量開始位置移動至測量終止位置，期間測量胎面厚度D。換言之，基于通過形狀測量部件46測得的外形形狀設定超聲波測量的測量范圍，并且基于該測量范圍設定在寬度方向上的用于超聲波測量的測量位置。然后，隨著超聲波探頭59從測量開始位置移動至測量終止位置，在測量位置處發射超聲波并接收反射波。各測量位置處的反射波經由超聲波測量單元58被輸出至測量控制單元100。此時，測量控制單元100存儲所輸入的與它們的測量位置相關的反射波。
[0108]接下來，一旦完成了在輪胎的一個周向位置處的在寬度方向上的胎面厚度D的測量，就使輪胎T轉動預定角度，并且通過再次使超聲波探頭59沿輪胎寬度方向從測量開始位置移動至測量終止位置之后，測量在輪胎的以預定角度移位的另一周向位置處的在輪胎寬度方向上的胎面厚度D。對于圍繞輪胎的整個圓周重復進行上述過程，并且完成輪胎的胎面厚度D的測量。
[0109]接下來，一旦完成了對圍繞輪胎T的整個圓周的胎面厚度D的測量，就通過停止泵36的驅動來停止來自噴霧噴嘴37的液體34的噴霧和來自噴射噴嘴37的液體34的水流。接下來，如圖13的(a)所示，通過驅動水槽升降單元3的水槽升降機構32將水槽31降低至最低位置，并接著將超聲波探頭59移動至待命位置。接著在使輪胎轉動部件43的馬達53以預定速度轉動的狀態下，通過打開排氣閥50經由輪胎干燥部件77的空氣噴嘴釋放輪胎T內的空氣。并且將經由空氣噴嘴釋放的空氣引導到胎面表面Ts以通過將附著到胎面表面Ts的液體34吹掉來使得胎面表面Ts干燥。接下來，一旦完成了輪胎表面Ts的干燥，如圖13的(b)所示，就通過驅動伺服馬達11將水槽升降單元3與滑動件9 一起移動向輪胎進入方向上的下游側，由此用輪胎升降單元2代替水槽升降單元3。也就是，輪胎升降單元2被移動至水槽升降單元3在胎面厚度D的測量中所在的位置。接下來，如圖13的(c)所示，通過驅動輪胎升降單元2的輪胎升降機構16抬高輪胎安裝單元15，并且在其到達輪胎的下表面之后，將空氣從輪胎內釋放并且使右輪輞體72移動離開輪胎T。
[0110]接下來，如圖14的(a)所示，通過驅動輪胎升降機構16將由輪胎安裝單元15支撐的輪胎T降低至最低位置。接著，如圖14的(b)所示，在運出輪胎T之前，使滑動件30向輪胎進入側移位，以使輪胎安裝單元15朝向輪胎進入側傾斜。
[0111]因而，如上所述，利用根據本發明的胎面厚度測量裝置1，通過驅動在水槽31內設置的泵36，在胎面表面Ts浸入貯存的液體34中之前，將由泵36汲取上來的液體34從噴霧噴嘴37以霧狀噴霧到胎面表面Ts上，并且將液體34的水流從噴射噴嘴38噴射到已經浸入貯存的液體34中的胎面表面Ts。結果，能夠在不會使得氣泡附著到胎面表面Ts的情況下執行超聲波測量。因此能夠精確地測量從胎面表面Ts到位于徑向最外側位置的帶束94的胎面厚度D。還有，利用超聲波測量從胎面表面Ts到位于徑向最外側位置的帶束94的胎面厚度D。因此，不管位于徑向最外側位置的帶束94所使用的材料的類型如何，都能夠精確地測量從胎面表面Ts到最外側帶束表面94a的胎面厚度D。
[0112]于是，能夠在翻新輪胎T時用根據本發明的胎面厚度測量裝置I來測量胎面厚度D。這樣，不管最外側帶束94使用的材料的類型如何，都可以在不損壞輪胎T的情況下正確地設定拋光量。注意，拋光量在這里意味著為了留下與最外側帶束94相距的必要厚度而打磨胎面的厚度。
[0113]雖然借助于優選實施方式的示例說明了發明，但是本發明的技術范圍不應該視為受到限制。而是應該理解為，可以在發明的精神范圍內進行各種變型或改進。
[0114]附圖標記說明
[0115]2 輪胎升降單元
[0116]3 水槽升降單元
[0117]4 輪胎保持單元
[0118]8 軌道
[0119]9 滑動件
[0120]15 輪胎安裝單元
[0121]16 輪胎升降機構
[0122]31 水槽
[0123]32 水槽升降機構
[0124]35 氣泡去除單元
[0125]36 泵
[0126]37 噴霧噴嘴
[0127]38 噴射噴嘴
[0128]42、72 輪輞體
[0129]43 輪胎轉動部件
[0130]44 內壓填充部件[0131]45厚度測量單元
[0132]46形狀測量部件
[0133]58超聲波振蕩器
[0134]59超聲波探頭
[0135]94帶束
[0136]94a帶束表面
[0137]100測量控制單元
[0138]T輪胎
[0139]Ts 胎面表面
【權利要求】
1.一種胎面厚度測量方法，所述方法包括: 在作為被檢體的輪胎的胎面表面浸入水槽內貯存的液體之前，對該胎面表面噴霧與所述液體相同的液體的步驟；以及 通過向浸入所述水槽的液體的胎面表面發射超聲波并且接收反射波來測量位于輪胎的最外側位置處的帶束的深度的步驟。
2.根據權利要求1所述的胎面厚度測量方法，其特征在于，所述方法進一步包括在測量所述帶束的深度之前對所浸入的胎面表面噴射水槽內貯存的液體的水流的步驟。
【文檔編號】B60C19/00GK104011501SQ201280064050
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月15日
【發明者】藤島隆行, 繩田龍志 申請人:株式會社普利司通