胎面厚度测量方法

胎面厚度测量方法
【专利摘要】为了提供一种不管带束的材料如何都能够通过超声波测量精确地测量从位于轮胎的最外侧的带束表面到胎面表面的胎面厚度的胎面厚度测量方法，胎面厚度测量方法设置有：在作为被检体的轮胎的胎面表面浸入在水槽内存储的液体中之前，对该胎面表面喷雾与该液体相同的液体的步骤；以及通过向浸入水槽内的液体中的胎面表面发射超声波并且接收反射波来测量位于轮胎的最外侧位置处的带束的深度的步骤。
【专利说明】胎面厚度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胎面厚度测量方法，特别是涉及一种测量从位于轮胎内径向外侧位置的带束表面到胎面表面的胎面厚度的方法。
【背景技术】
[0002]在翻新旧轮胎的传统方法中，通过抛光将轮胎的已磨损胎面打磨成预定形状，因而形成接合新的胎面的接合面。接着，通过特定步骤，将新的胎面接合至接合面。为了形成接合面，必须首先确定待去除的胎面的厚度。所以对从胎面表面到位于带束层的径向最外侧位置的最外侧带束的胎面厚度进行测量，其中带束层是轮胎的结构性构件之一。例如，利用非接触式涡电流传感器对胎面厚度进行测量。涡电流传感器的内部具有检测线圈。当利用通过检测线圈的高频电流感应磁通量时，由于感应的磁通量在带束层中产生涡电流。这将引起检测线圈内的磁通量的变化。并且通过检测检测线圈内出现的阻抗的变化，测量从胎面表面到最外侧带束表面的厚度。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2002-86586号公报
【发明内容】

[0006]发明要解决的问题
[0007]然而，为了测量胎面厚度，涡电流传感器需要在带束中产生涡电流。就本身而论，如果轮胎中使用的带束不是钢帘线制成的钢带束，那么涡电流传感器将在测量胎面厚度时不起作用。也就是，如果带束是有机纤维或其它非金属材料的纤维帘线制成的纤维带束，那么，在带束中没有磁通量的感应，则不可能测量出从胎面表面到最外侧带束的距离。因而，当轮胎中使用的带束是纤维带束时，工人需要从胎面表面开始在轮胎的多个周向和轴向位置处钻小孔，直到最外侧带束的表面露出为止。然后工人通过应用深度计测量从胎面表面到最外侧带束表面的深度并且确定用于抛光动作的深度。这将增加用于抛光的工时并降低轮胎翻新的工作效率。
[0008]还有，存在着仅对带束层的最外侧带束采用纤维带束的轮胎的情况。翻新这种轮胎是通过首先利用涡电流传感器测量到由钢帘线制成的带束的表面的深度来完成的。接着，通过抛光对纤维带束与胎面一起进行打磨，并且将取代通过抛光而被去除的纤维带束的新的纤维带束合并到待重新应用的胎面内。然而，在准备新被接合至接合面的胎面的制造中，合并了纤维带束的胎面导致制造成本增加，甚至增加了整个翻新成本。
[0009]例如，在检测由纤维帘线制成的纤维带束时，可以使用通过已知为非破坏性检查技术的超声波测量来检测胎面厚度的方法。为了通过利用超声波检测带束，必须精确地对带束发射超声波并接收来自带束的反射波。要做到这一点，可以使被设计用于超声波测量的超声波探头必须在轮胎的宽度方向和周向上以与胎面表面接触的方式移动。但是，诸如轮胎槽等的胎面表面的凹凸不允许超声波探头沿着表面凹凸追踪。作为可想到的解决该问题的方式，可以经由能够传播超声波的介质从超声波探头向胎面表面发射超声波。存在可以作为能够传播超声波的介质的各种可利用的材料。然而，由于测量胎面厚度是翻新的步骤中的一个步骤，因此可以选择对轮胎没有不利影响的水作为待使用的介质。
[0010]然而，如果将轮胎浸入水中，则由于轮胎材料的特性和水的特性之间的关系导致无数的气泡可能附着到轮胎的表面。当气泡附着到轮胎表面的特别是胎面表面的情况下，即使发射超声波，超声波也可能不能经由气泡部分传播。而这无助于带束位置的精确测量。
[0011]作为前述问题的解决方案，本发明的目的在于提供一种不管带束材料的类型如何都能够高精确度地以超声波测量从轮胎内最外侧位置的带束表面到胎面表面的胎面厚度的胎面厚度测量方法。
[0012]用于解决问题的方案
[0013]在解决上述问题时，本发明的一方面的胎面厚度测量方法包括:在作为被检体的轮胎的胎面表面浸入水槽内贮存的液体之前，对该胎面表面喷雾与该液体相同的液体的步骤；以及通过向浸入水槽的液体的胎面表面发射超声波并且接收反射波来测量位于轮胎的最外侧位置处的带束的深度的步骤。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是轮胎的截面图。
[0015]图2是根据本发明的胎面厚度测量装置的结构图。
[0016]图3是轮胎升降单元的结构图。
[0017]图4是水槽升降单元的结构图。
[0018]图5是水槽的示意性结构图。
[0019]图6是水槽的侧视图。
[0020]图7是轮胎保持单元的背面图。
[0021]图8是胎面厚度的测量概念图及示出测量概念的局部放大图。
[0022]图9是示出胎面厚度测量装置的动作的图。
[0023]图10是示出由测量控制单元进行的控制的框图。
[0024]图11是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0025]图12是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0026]图13是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0027]图14是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0028]现在将基于优选的实施方式详细地说明本发明，这些优选的实施方式不意于限制本发明的权利要求的范围，而是用于举例说明本发明。在实施方式中说明的所有特征及其组合不一定是本发明所必要的，并且在本发明中包括待选择性地采用的构造和配置。
【具体实施方式】
[0029]图1是作为被检体的轮胎T的截面图。图2是胎面厚度测量装置I的结构图。
[0030]首先给出用根据本发明的胎面厚度测量装置I测量其胎面厚度D的轮胎T的结构的说明。例如，作为被检体的轮胎T是旧轮胎。并且，如图1所示，轮胎T在胎面区域中具有由多个带束91至94组成的带束层90。带束层90由位于轮胎的径向内侧位置的带束91至93和位于轮胎的径向最外侧位置的带束94构成。带束91至93是钢帘线制成的钢带束，而带束94是非金属纤维帘线制成的纤维带束。根据本实施方式的胎面厚度D是从胎面表面Ts到位于带束层90的最外侧位置的带束94的带束表面94a的距离。
[0031]以下，将参照图2给出胎面厚度测量装置I的说明。
[0032]胎面厚度测量装置I由轮胎升降单元2、水槽升降单元3和轮胎保持单元4构成，轮胎升降单元2使胎面厚度测量用轮胎T升降，水槽升降单元3使轮胎T的胎面厚度D的测量中使用的水槽31升降，轮胎保持单元4对胎面厚度测量用轮胎T进行保持。
[0033]轮胎升降单元2和水槽升降单元3被安置在以彼此隔开预定距离的方式铺设在地板上的一对轨道8、8上。各轨道8设置有沿着轨道的延伸方向移动的滑动件9，并且轨道8与滑动件9 一起构成直线引导件。轨道8、8均包含未示出的滚珠丝杠机构，其具有沿着轨道8的延伸方向的滚珠丝杠和以螺纹的方式安装在滚珠丝杠上的滚珠螺母。被固定至滑动件9的滚珠螺母随着滚珠丝杠转动而沿着轨道8移动滑动件9。安装至各滚珠丝杠一端的是作为用于滑动件9的驱动部件的伺服马达11。均连接至后面讨论的测量控制单元100的伺服马达11、11根据来自测量控制单元100的信号同步地进行驱动。
[0034]在滑动件9、9上安装有平坦方形的基板12，并且轮胎升降单元2和水槽升降单元3被安装在基板12上。更具体地，轮胎升降单元2位于运入轮胎T所在侧，并且水槽升降单元3在轮胎进入的下游侧。
[0035]图3是轮胎升降单元2的结构图。
[0036]轮胎升降单元2包括用于安装胎面厚度测量用轮胎T的轮胎安装单元15和用于使安装在轮胎安装单元15上的轮胎升降的轮胎升降机构16。
[0037]轮胎升降机构16包括一对X状连杆17和控制X状连杆17的交叉角度的液压缸
18。X状连杆17均由引导连杆动作的下引导构件19和上引导构件20以及一对连杆构件21和22构成。下引导构件19和上引导构件20均由具有“I”状截面的构件构成。下引导构件19和上引导构件20在其一端侧上分别具有圆孔19A和20A，并且分别具有从另一端侧朝向其一端侧延伸的长孔19B和20B。均为长板构件的连杆构件21和22分别具有位于其长度方向中央的中央孔21C、分别在其一端侧上的轴2IA和22A以及分别在其另一端侧上的轮2IB和22B，轮21B和22B具有能够沿着长孔19B和20B转动的尺寸。利用面向相同方向的轮21B和22B以及贯通彼此对准的中央孔21C的诸如螺栓等的轴构件而以能够彼此转动的方式保持一对连杆构件21和22。
[0038]并且，在一对连杆构件21和22之中，通过将一个连杆构件21的轴21A装配到下引导构件19的圆孔19A内而将一个连杆构件21以能够转动的方式固定至下引导构件19，并且通过将另一连杆构件22的轮22B安置到下引导构件19的长孔19B内而以能够沿着长孔19B移动的方式保持另一连杆构件22。
[0039]还有，通过将另一连杆构件22的轴22A装配到上引导构件20的圆孔20A内而将另一连杆构件22以能够转动的方式固定至上引导构件20，并且通过将一个连杆构件21的轮21B安置到上引导构件20的长孔20B内而以能够沿着长孔20B移动的方式保持一个连杆构件21。
[0040]如上所述结构的X状连杆17被以沿轮胎进入方向看时左右彼此隔开预定距离的方式安置在基板12上。下引导构件19通过诸如螺栓等的未示出的固定部件被锚固至基板
12。还有，左右X状连杆17、17是如下设计:连杆构件21和22的下端部通过未示出的联接杆彼此联接，并且连杆构件21和22通过联接杆的动作彼此同步地移动。固定至联接杆的是作为升降机构的驱动源的液压缸18的一端。液压缸18位于基板上表面12a的左右的X状连杆17、17之间，并且液压缸18的另一端被固定至基板12。
[0041]在左右的X状连杆17、17的上引导构件20、20上安置有用于安装轮胎T的安装板25。
[0042]安装板25是用于支撑作为被检体的轮胎T的重量的强度足够的平板，并且轮胎安装单元15被安装在安装板25的上表面上。在安装板25的上表面上，以在沿轮胎进入方向看时在左右彼此具有预定距离的方式安置用于支撑轮胎安装单元15的支撑部29、29。
[0043]轮胎安装单元15由一对支撑板27、27和被该对支撑板27、27支撑的一对辊28、28构成。
[0044]作为形成为V状的平板的支撑板27以其延伸方向沿着轮胎进入方向的状态被安装。支撑板27在使得V状的顶部朝向安装板25的状态下在其长度的中央处以能够转动的方式被安装至安装板25的支撑部29、29。辊28被夹在一对支撑板27、27之间，并且通过在支撑板的各端处贯通支撑板27、27的轴以能够转动的方式支撑辊28。
[0045]布置在一侧的支撑板27的下侧的是能够通过未示出的移动机构的动作而沿着支撑板27的长度方向移动的滑动件30。与支撑板27的下表面接触的滑动件30控制轮胎安装单元15的倾斜。
[0046]更具体地，当待将轮胎T安装在轮胎安装单元15上时，滑动件30朝向轮胎进入方向的上游侧移动，使得轮胎安装单元15在上游侧的辊28向下移动且下游侧的辊28向上移动的状态下倾斜。接着，在轮胎T被安置在轮胎安装单元15上的状态下，滑动件30朝向轮胎进入方向的下游侧移动以将轮胎安装单元15保持为水平。还有，当待将轮胎T运出时，滑动件30朝向轮胎进入方向的上游侧移动，使得轮胎安装单元15朝向轮胎进入方向的上游侧倾斜。
[0047]在轮胎安装单元15以该方式倾斜的状态下，能够容易地将非常重的轮胎T运到轮胎安装单元15上或从轮胎安装单元15上运出。还有，在轮胎T被安装在由轮胎升降单元2升降的轮胎安装单元15上时，能够在没有工人的帮助下将可能轻或重的轮胎T升降至后面讨论的轮胎保持单元4的轮胎保持位置或从该位置开始升降。
[0048]图4是水槽升降单元3的结构图。
[0049]水槽升降单元3包括用于使水槽31升降的水槽升降机构32。注意，水槽升降机构32的结构与轮胎升降机构16的结构相同，并且将省略对其的说明。水槽31被固定到水槽升降机构32的安装板33上。
[0050]图5是水槽31的示意性结构图。图6是水槽31的侧视图。
[0051]水槽31具有:用于贮存液体34的空间；气泡去除单元35，其用于去除附着到浸入液体34中的胎面表面Ts的气泡；以及气泡抑制部件39，其用于抑制由于贮存的液体34的液面的波动导致气泡的产生。
[0052]水槽31为在上侧开口的箱子，其在内部贮存液体34，并且具有足够大以允许胎面厚度测量用轮胎T的胎面表面Ts被浸入到液体34内的开口 31a(参见图4)。贮存在水槽31内的液体34例如是水。注意，液体34不限于水，并且可以使用任意液体介质，只要能够传播超声波即可。还有，要注意的是，除此以外水槽31可以是具有三角形或圆弧形状的底部31B的形状。也就是，可以通过将水槽31的形状形成为沿着轮胎的曲面而可以减小贮存在水槽31内的液体34的量。
[0053]气泡去除单元35包括:泵36，其用于将贮存在水槽31内的液体34汲取上来；喷雾喷嘴37，其作为用于将由泵36汲取上来的液体34以雾状向胎面表面Ts喷雾的喷雾部件；以及喷射喷嘴38，其作为用于将液体34的水流向被浸入液体34中的胎面表面Ts喷出的液体喷出部件。
[0054]例如作为待在被没入水槽31中贮存的液体34中的没入状态下使用的可没入液体中的泵的泵36通过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汲取上来的液体34被送出到喷雾喷嘴37和喷射喷嘴38。
[0055]固定到水槽31的喷雾喷嘴37设置在沿一方向转动的轮胎T进入液体34处的上游侧。在本实施方式中，由轮胎保持单元4保持的轮胎T沿由图5中的箭头表示的方向转动。喷雾喷嘴37安装在位于水槽31的轮胎进入方向下游侧的壁部31A。更具体地，沿着轮胎T进入液体34处的上游侧的壁部31A的缘部以使得喷雾喷嘴37的排出口面向在壁部31A的相对侧的壁部31C的方式配置多个喷雾喷嘴37。要注意的是，可以适当地选择和配置多个喷雾喷嘴37以满足待喷雾的液体34的喷雾范围。并且这些喷雾喷嘴37应该被设置成使得喷嘴能够至少覆盖胎面表面Ts的整个宽度范围。从泵36引出的管道连接到喷雾喷嘴37，并且在由泵36的动作产生的压力条件下从各喷雾喷嘴37中形成的多个喷雾孔喷雾雾状的液体34。尽管从喷雾喷嘴37喷雾的液体34的状态不限于雾状的状态，但是优选的以雾状状态进行喷雾，使得液体34在其自身附着到胎面表面Ts时不容易在胎面表面Ts上流动。一旦雾状的液体34本身附着到胎面表面Ts，则雾状的液体34结合在一起以在胎面表面Ts上形成液体34的薄膜。结果，当胎面表面Ts浸入被贮存在水槽31中的液体34时，在胎面表面Ts上以膜状形成的液体34容易与在水槽31中贮存的液体34结合。这将显著地降低气泡对胎面表面Ts的附着率。
[0056]通过未示出的固定部件将喷射喷嘴38固定到水槽31的中心C的壁部3IA侧的底部31B，因此喷射喷嘴38完全没入在水槽31中贮存的液体34中。以如下方式将喷射喷嘴38固定到水槽31的底部31B:排出口朝向液体34的液面方向。从泵36引出的管道连接到喷射喷嘴38，并且在由泵36的动作产生的压力条件下从喷射喷嘴38的排出口喷射加压的液体流。
[0057]也就是，在胎面表面Ts浸入液体时已经附着到胎面表面Ts的气泡被从喷射喷嘴38朝向浸入水槽31中的胎面表面Ts排出的液体的喷射所洗掉。这能够确保待在随后的步骤中实施的超声波测量的精确性。
[0058]连接到测量控制单元100的泵36基于从测量控制单元100输出的信号动作。这里要注意的是，已经说明来自喷雾喷嘴37的液体34的喷雾和来自喷射喷嘴38的液体的水流是由泵36的动作而产生的。然而，可以是如下的配置:使得通过它们各自的阀以及泵36的动作使喷雾喷嘴37和喷射喷嘴38分别动作。
[0059]气泡抑制部件39是可浮在液体34的液面上的片材构件。与水槽31的开口具有大致相同的形状和尺寸的气泡抑制部件39在其中央附近具有足够大尺寸的开口 39a以允许轮胎T的胎面表面Ts浸入液体34。在气泡抑制部件39浮在液体34的液面上的状态下，抑制了液面的波动，因而抑制了由于胎面表面Ts附近的波动导致的气泡的产生。注意，气泡抑制部件39还可以是可浮在液体34的液面上的类似橡胶球的物体。
[0060]还有，应该注意，必须以如下尺寸形成在气泡抑制部件39中的开口 39a:允许厚度测量单元45的安装超声波探头59的探头支撑臂62的贯通以及沿轮胎宽度方向的测量动作。
[0061]图7是轮胎保持单元4的背面图。
[0062]轮胎保持单元4位于轮胎升降单元2升降轮胎T所在的位置处。更具体地，轮胎保持单元4跨越轨道8、8设置，其中轮胎升降单元2和水槽升降单元3沿着该轨道8、8移动。
[0063]轮胎保持单元4包括:左、右主体40和70，其被定位成轨道8、8在左、右主体40和70的中间；一对左、右轮辋体42和72，其分别设置在左、右主体40和70上，用以保持轮胎T ;内压填充部件44，其用于将内压填充到由左、右轮辋体42和72保持的轮胎T ;形状测量部件46，其用于测量填充有内压的轮胎T的胎面表面Ts的外形形状；厚度测量单元45，其用于测量轮胎T的从胎面表面Ts到带束94的胎面厚度D ；以及轮胎干燥部件77。
[0064]以下，将参见左主体40和右主体70依次给出轮胎保持单元4的说明。
[0065]左主体40包括:在与轨道8、8的延伸方向正交的方向上延伸的左主轴41 ;用于支撑轮胎T的被安装至左主轴41的一端的左轮辋体42 ;用于使轮胎T转动的轮胎转动部件43 ;以及用于将内压填充到由轮辋体42和72保持的轮胎T的内压填充部件44。
[0066]形状为中空圆筒状的左主轴41在轮胎升降单元2的上方沿着与轨道8的延伸方向正交的方向延伸。由左主体40内的轴承等以能转动的方式支撑左主轴41的一端，并且左主轴41的另一端从左主体40的一侧朝向右主体70突出。左主轴41的一端被连接至内压填充部件44。
[0067]内压填充部件44包括:压缩机47 ;安装至压缩机47的排出口的压力控制阀48 ；将压力控制阀48连接至左主轴41的一端的管道49 ;以及设置在管道49的途中以使轮胎T内填充的气压释放的排气阀50。压缩机47总在蓄积比待供给至轮胎T内的内压高的压力。安装至压缩机47的排出口的压力控制阀48将压缩机47内蓄积的空气控制在预定的压力水平。更具体地，连接至测量控制单元100的压力控制阀48响应于从测量控制单元100输出的信号对排放的气压进行控制，并且当轮胎内的气压等于排放的气压时停止空气的排放。将控制阀48连接至左主轴41的一端的管道49借助于控制阀48将从压缩机47排放的空气供给至左主轴41的通孔41a。设置有排气口 50a的排气阀50响应于从测量控制单元100输出的信号将阀打开，并且经由排气口 50a将轮胎T内的空气释放。排气口 50a与连通排气阀50和后面讨论的轮胎干燥部件77之间的管道的一端连接。要注意的是，排气阀50的排气口 50a在没有信号输入时保持关闭。
[0068]左轮辋体42形成为截头圆锥状，截头圆锥状具有包括多个台阶的台阶状外周51。台阶状外周51形成有与轮胎的不同内径对应的直径的台阶。执行车轮上的胎圈底座功能的台阶状外周51在左轮辋体42上形成有同心的台阶。还有，左轮辋体42在中间具有中空部52。中空部52被形成为从左轮辋体42的小直径面朝向大直径面凹陷的筒状并且与左主轴41的通孔41a连通。因此，从压缩机47排出的空气经由控制阀48、管道49和左主轴41的通孔41a被排放到左轮辋体42的中空部52内。
[0069]轮胎转动部件43包括被固定至左主体40的马达53、被安装到马达53的驱动皮带轮54、被固定至左主轴41的轴侧皮带轮55和设定在轴侧皮带轮55和驱动皮带轮54上的皮带56。
[0070]以使得马达53的转轴从左主体40的一侧突出的方式在左主体40内固定马达53。直径小于轴侧皮带轮55的直径的驱动皮带轮54被安装至马达53的从左主体40突出的转轴。轴侧皮带轮55设置在左主体40和安装至左主轴41的左轮辋体42之间。设定在驱动皮带轮54和轴侧皮带轮55上的皮带56通过将马达53的转动力经由驱动皮带轮54输送至轴侧皮带轮55而使左主轴41转动。连接至测量控制单元100的马达53根据从测量控制单元100输出的信号进行驱动。
[0071]以轨道8、8在中间的状态而被定位在左主体40的相反侧上的右主体70包括:与左主轴41对应的右主轴71 ;与左轮辋体42对应的右轮辋体72 ;以及用于使右轮辋体72靠近或远离左轮辋体42的轮辋体移动部件73。
[0072]通过右主体70内的轴承等以能够转动的方式支撑与左主轴41同轴地设置在右主体70内的右主轴71的一端，并且右主轴71的另一端从右主体70的一侧朝向左主体40突出。
[0073]采用与左轮辋体42相同的方式以截头圆锥形状形成的右轮辋体72被同轴地安装至右主轴71。右轮辋体72具有与左轮辋体42的具有多个台阶的台阶状外周51对应的具有多个台阶的台阶状外周81。台阶状外周81形成有与左轮辋体42的台阶状外周51相同的尺寸和形状。与左轮辋体42不一样，右轮辋体72没有形成中空部。现在使左轮辋体42和右轮辋体72彼此靠近，以便通过轮胎T的胎圈部与左轮辋体42和右轮辋体72的台阶状外周51和81的台阶中的一个紧密地接触来保持轮胎T。并且，随着供给至左轮辋体42的中空部52的空气被填充在由左轮辋体42的外周面、轮胎的内周面以及右轮辋体72的外周面和小直径面72a闭合的空间内，对轮胎T填充内压。
[0074]轮辋体移动部件73包括:桥构件75，其在靠近左主体40与右主体70的上端的位置处被安置在左主体40与右主体70之间；以及移动构件76，其能够沿着桥构件75移动。可以是圆筒状轴的桥构件75在靠近左主体40与右主体70的上端的位置处桥接在左主体40与右主体70之间。桥构件75具有能够使移动构件76沿着桥构件75的轴线移动的内置驱动机构。驱动机构例如可以由滚珠丝杠机构和伺服马达74构成。因而随着伺服马达74驱动滚珠丝杠机构的滚珠丝杠而可以移动滚珠螺母。被连接至测量控制单元100的伺服马达74响应于从测量控制单元100输出的信号而动作。移动构件76由小环部76A、被固定至右轮辋体72的大直径面72b并沿着右主轴71的轴线移动的大环部76B和连接小环部76A与大环部76B的连接构件76C构成。小环部76A被固定至作为驱动机构的滚珠丝杠机构的滚珠螺母，而大环部76B被固定至右轮辋体72的大直径面72b。因而，随着通过使移动构件76沿着桥构件75的轴线移动的伺服马达74的驱动使右轮辋体72和左轮辋体42彼此靠近或彼此远离，能够保持或释放轮胎T。
[0075]厚度测量单元45大致包括:用于使测量位置移位的位移部件57、超声波振荡器58和超声波探头59。
[0076]位移部件57包括竖直方向位移机构60和安装至竖直方向位移机构60的宽度方向位移机构61。竖直方向位移机构60例如由一对直线引导件构成,并且直线引导件被分别安置在左主体40和右主体70上。更具体地，一个直线引导件和另一直线引导件被以分别在左主体40和右主体70的彼此面对的壁面40a和70a上彼此面对的方式安装。引导件均设置有轨道60A、沿着轨道60A移动的滑动件60B和用作滑动件60B的驱动源的伺服马达60C。直线引导件被以使得轨道60A、60A的延伸方向是竖直方向的方式固定至相应的壁面40a和70a，并且被以使得滑动件60B、60B在连接滑动件60B、60B的直线被保持水平的状态下彼此面对的方式安置在轨道60A、60A上。伺服马达60C响应于由后面讨论的测量控制单元100输出的信号被同步地驱动，由此使滑动件60B沿着轨道60A竖直地上下移动。
[0077]宽度方向位移机构61被以桥接在竖直方向位移机构60的滑动件60B、60B之间的方式固定。宽度方向位移机构61米用与竖直方向位移机构60相同的直线引导件,并且构成直线引导件的轨道61A被固定至滑动件60B、60B。直线引导件设置有伺服马达61C，该伺服马达61C用作用于使滑动件61B在轨道61A上滑动的驱动源。响应于从后面讨论的测量控制单元100输出的信号而驱动伺服马达61C，由此使滑动件61B在轮胎宽度方向上沿着轨道61A移动。
[0078]被固定至宽度方向位移机构61的滑动件6IB的有:探头支撑臂62，超声波探头59安装至该探头支撑臂62 ;以及作为形状测量部件46的激光传感器63 (参见图8)。
[0079]图8的(a)是使用安装到滑动件6IB的超声波探头59和激光传感器63进行胎面厚度的测量的概念图。图8的(b)是示出通过安装到探头支撑部62C的超声波探头59的测量的局部放大图。
[0080]探头支撑臂62由以下部件构成:从滑动件61B水平延伸的水平延伸部62A ;斜向下延伸以避免与轮胎T和水槽31干涉的回避部62B ；以及再次水平延伸的探头支撑部62C。并且探头支撑部62C的端部延伸靠近连接左主轴41和右主轴71的轴线的竖直下方的位置。安装至探头支撑部62C的端部的是超声波探头59。
[0081]超声波探头59例如是非接触式探头。超声波探头59被以如下方式固定至探头支撑部62C:使得在测量表面59a面向胎面表面Ts的状态下，测量位置位于连接左主轴41与右主轴71的轴线的竖直下方。在同一平面具有发射器59A和接收器59B的超声波探头59从发射器59A朝向胎面表面Ts发射超声波，并且由接收器59B接收从胎面表面Ts以及诸如带束94等的轮胎T的其它组成构件反射的反射波。
[0082]因而，从超声波探头59的发射器59A发射的超声波能够经由液体34被沿着胎面表面Ts的大致法线方向传播。因此，能够以更高的精度将超声波导向带束表面94a，并且由接收器59B接收从带束表面94a反射的超声波。也就是，竖直发射至胎面表面Ts的超声波被传播通过液体34。并且从胎面表面Ts反射的超声波首先由接收器59B接收，然后被传播到胎面内的超声波从位于带束层的径向最外侧位置的带束表面94a反射，并由接收器59B接收。因而，能够测量从胎面表面Ts到位于带束层的径向最外侧位置的最外侧带束表面94a的厚度。通过超声波振荡器58产生由发射器59A发射的超声波。
[0083]参照回图7，通过对超声波探头59配线来连接例如设置在左主体40的内部的超声波振荡器58。连接到测量控制单元100的超声波振荡器58基于从测量控制单元100输出的信号动作。更具体地，超声波振荡器58通过基于从测量控制单元100输出的信号产生超声波使得超声波探头59的发射器59A发射超声波并且将由接收器59B接收的超声波的反射波输出到测量控制单元100。例如在总计3000个点、即宽度方向上40个点和周向上75个点处进行胎面厚度D的测量。
[0084]形状测量部件46在与探头支撑臂62相同的位置被固定至滑动件61B。例如为激光传感器的形状测量部件46的测量方向在探头支撑臂62延伸所在侧，并且大致沿水平方向发出激光束。由于激光传感器63在与探头支撑臂62相同的位置被固定至滑动件61B，能够在轮胎宽度方向的相同位置处设定用于由激光传感器63进行的形状测量的位置和用于由超声波探头59进行的超声波测量的位置。还有，能够在来自激光传感器63的激光束被施加在由左、右轮辋体42和72保持的轮胎T的胎面表面Ts上的状态下，通过使激光传感器63与滑动件61B —起在轮胎宽度方向上移动来测量胎面表面Ts的截面形状。要注意的是，能够在激光束被施加在胎面表面Ts上的状态下，利用在一个轮胎侧面与另一轮胎侧面之间移动的激光传感器63来测量包括了胎面表面Ts的截面形状在内的轮胎截面形状。因此，能够对轮胎T的宽度中心以及待在超声波测量中测量的胎面表面Ts的宽度范围进行设定。
[0085]图9的(a)、图9的(b)和图9的(C)是示出厚度测量单元45的动作的图。
[0086]如图9的(a)所示，与通过左、右轮辋体42和72保持和释放轮胎T时一样，当未进行测量时，厚度测量单元45向作为待命位置的右主体70侧移动。接着，如图9的(b)所示，在轮胎T被左、右轮辋体42和72保持的状态下，将超声波探头59移动至超声波探头59面向胎面表面Ts的一端侧所在的测量预备位置处。接着，如图9的(c)所示，随着水槽31被提升，使得胎面表面Ts和超声波探头59两者被浸入液体34中。
[0087]应该注意的是，当胎面厚度D的测量用的轮胎T的尺寸存在变化时，能够通过驱动竖直位移机构60进行调节，以创建对于超声波探头59与胎面表面Ts之间的距离的相同条件。
[0088]设置在轮胎进入方向的上端侧的轮胎干燥部件77被安装到在左主体40和右主体70之间的上端桥接的支撑构件78。轮胎干燥部件77例如是设置有能够提升供给到空气喷嘴的空气的流速的排出口的空气喷嘴。以如下的方式将空气喷嘴安装到支撑构件:使得排出口面向由轮胎保持单元4保持的轮胎的胎面表面Ts。从排气阀50引出的管道连接到空气喷嘴，并且从排气阀50排出的空气朝向胎面表面Ts喷出。
[0089]测量控制单元100是用于控制胎面厚度测量装置I的动作的计算机。包括作为算术处理部件的CPU、作为存储部件的ROM、RAM和HDD和作为通讯部件的接口的测量控制单元100根据存储部件内存储的程序来控制胎面厚度D的测量的动作。还有，测量控制单元100配备有诸如监视器等的显示部件和诸如键盘和鼠标等的输入部件。
[0090]图10是测量控制单元100的控制框图。以下，将给出通过测量控制单元100进行的用于胎面厚度测量装置I的控制动作的说明。
[0091]测量控制单元100包括控制单元110、计算单元120和存储单元130。
[0092]控制单元110通过控制轮胎升降单元2的轮胎升降机构16的液压缸18的伸缩来控制轮胎T的到轮胎保持位置和从轮胎保持位置的升降，并且还对控制轮胎安装单元15的倾斜的滑动件30的移动进行控制。
[0093]还有，控制单元110通过控制水槽升降单元3的水槽升降机构32的液压缸18来控制水槽31的升降。[0094]还有，控制单元110控制用于安装在水槽31中的气泡去除单元35的泵36的驱动来控制从喷雾喷嘴37喷雾雾状液体34和从喷射喷嘴38喷射液体34的流。
[0095]还有，控制单元110通过控制作为轮胎升降单元2和水槽升降单元3的移动用的滑动件9的驱动源的伺服马达11的转动来控制轮胎升降单元2和水槽升降单元3的位置。
[0096]还有，控制单元110:通过控制使轮辋体移动部件73的移动构件76移动用的伺服马达74的驱动使右轮辋体72靠近或远离左轮辋体42来控制对轮胎T的保持和释放；通过控制内压填充部件44的压力控制阀48的动作来控制对由左、右轮辋体42和72保持的轮胎T内的内压的填充；通过控制排气阀50的动作来控制被填充在轮胎T内的内压的释放；并且通过控制轮胎转动部件43的马达53的动作来控制轮胎T的转动。
[0097]还有，控制单元110:通过控制厚度测量单元45的位移部件57的竖直方向位移机构60的伺服马达60C和宽度方向位移机构61的伺服马达61C，来控制超声波探头59沿靠近胎面表面Ts的方向的移动和相对于胎面表面Ts沿轮胎宽度方向的移动、以及通过控制使得能够从超声波探头59发射超声波的超声波振荡器58的发射动作来控制对胎面厚度D的测量。还有，控制单元110将从超声波探头59发射的且由胎面表面Ts反射的所接收的反射波的波形输出到存储单元130。
[0098]还有，控制单元110通过控制厚度测量单元45的位移部件57的竖直方向位移机构60的伺服马达60C和宽度方向位移机构61的伺服马达61C来控制用于由形状测量部件46的激光传感器63进行的形状测量的动作并且将所测量的形状输出到存储单元130。
[0099]计算单元120接收从超声波探头59发射的超声波中的分别来自胎面表面Ts和带束表面94a的反射波、基于各反射波计算胎面厚度D、并且计算胎面厚度D最厚的位置和胎面厚度D最薄的位置。然后，计算单元120将所计算的结果输出到存储单元且输出到用于显示的监视器。
[0100]存储单元130存储在各超声波测量位置处的反射波的波形和所计算的胎面厚度D0
[0101]以下，参照图11至图14给出由胎面厚度测量装置I进行的轮胎T的胎面厚度D的测量步骤的说明。
[0102]测量步骤开始于通过胎面厚度测量装置I的轮胎保持单元保持胎面厚度测量用的轮胎T。首先，如图11的(a)所示，在由工人进行的用于轮胎T的运入的准备中，通过使轮胎升降单元2的滑动件30移动使轮胎安装单元15朝向轮胎进入侧倾斜。接着，工人使轮胎T沿着进入路径的斜坡滚动，并将轮胎T安置在轮胎安装单元15上。接下来，如图11的(b)所示，使滑动件30移动，直到使轮胎安装单元15变成水平而使得轮胎T自己站立为止。接着，如图11的(c)所示，通过使轮胎升降机构16的液压缸18缩回，由此使连杆构件21和22的轮2IA和22A沿着长孔19B和20B移动，来将轮胎安装单元15抬高。详细地说，轮胎T被提升至轮胎T的中心与左、右轮辋体42和72的轴线对齐的高度。
[0103]接下来，使得移动构件76朝向左主体40移动并因而右轮辋体72变得靠近左轮辋体42，由此使得轮胎T的胎圈部与左、右轮辋体42和72的台阶状外周51和81的台阶中的一个紧密接触。接着通过内压填充部件44的动作将空气供给到轮胎T内，直到内压达到用于轮胎的指定使用压力为止。结果，轮胎T被以使用的状态由左、右轮辋体42和72保持。
[0104]接下来，如图12的(a)所示，通过使轮胎升降机构16的液压缸18伸出将轮胎安装单元15降低至最低位置。接着通过驱动厚度测量单元45的竖直方向位移机构60和宽度方向位移机构61将超声波探头59移动至测量开始位置(参见图9的(b))。在该位置时，即使在轮胎宽度方向移动，超声波探头59也不与轮胎T碰撞。接下来，通过仅驱动宽度方向位移机构61，使形状测量部件46的激光传感器63在轮胎宽度方向上移动并且测量胎面表面Ts的形状。此后，使宽度方向位移机构61的滑动件61C返回至超声波探头59的待命位置。将由激光传感器63测得的外形形状输出至测量控制单元100，其中在测量控制单元100中设定了用于通过超声波测量进行的胎面厚度D的测量的测量范围。更具体地，基于外形形状检测轮胎T的宽度中心，并且该宽度中心被设定为超声波测量的测量原点。
[0105]接下来，在使斜坡7降低之后，如图12的(b)所示，跟随被输出至用于使轮胎升降单元2和水槽升降单元3移动的伺服马达11的信号，使滑动件9向轮胎进入侧移动。基于此，将水槽升降单元3移动至与轮胎T被轮胎保持单元4保持时轮胎升降单元2的升/降位置相同的位置。也就是，滑动件9被移动成使得用水槽升降单元3取代轮胎升降单元2。接着，如图12的(c)所示，通过驱动水槽升降单元3的水槽升降机构32的液压缸18提升水槽31。作为该提升动作的结果，胎面表面Ts和超声波探头59被浸入液体34内。
[0106]接下来，通过驱动气泡去除单元35的泵36，使得贮存在水槽31中的液体34被压送到喷雾喷嘴37和喷射喷嘴38，使得在胎面表面Ts进入液体34之前将雾状液体34喷雾在胎面表面Ts上，同时将液体34的水流喷射到已经浸入水槽31的液体34的胎面表面Ts (参见图6)。作为在胎面表面Ts进入液体34之前将雾状液体34喷射在胎面表面Ts上并且将液体34的水流喷射到已经浸入水槽31中的液体34的胎面表面Ts的结果，抑制了气泡对胎面表面Ts的附着并且高精度的超声波测量变得可能。
[0107]接下来，通过驱动宽度方向位移机构61使超声波探头59沿轮胎宽度方向从测量开始位置移动至测量终止位置，期间测量胎面厚度D。换言之，基于通过形状测量部件46测得的外形形状设定超声波测量的测量范围，并且基于该测量范围设定在宽度方向上的用于超声波测量的测量位置。然后，随着超声波探头59从测量开始位置移动至测量终止位置，在测量位置处发射超声波并接收反射波。各测量位置处的反射波经由超声波测量单元58被输出至测量控制单元100。此时，测量控制单元100存储所输入的与它们的测量位置相关的反射波。
[0108]接下来，一旦完成了在轮胎的一个周向位置处的在宽度方向上的胎面厚度D的测量，就使轮胎T转动预定角度，并且通过再次使超声波探头59沿轮胎宽度方向从测量开始位置移动至测量终止位置之后，测量在轮胎的以预定角度移位的另一周向位置处的在轮胎宽度方向上的胎面厚度D。对于围绕轮胎的整个圆周重复进行上述过程，并且完成轮胎的胎面厚度D的测量。
[0109]接下来，一旦完成了对围绕轮胎T的整个圆周的胎面厚度D的测量，就通过停止泵36的驱动来停止来自喷雾喷嘴37的液体34的喷雾和来自喷射喷嘴37的液体34的水流。接下来，如图13的(a)所示，通过驱动水槽升降单元3的水槽升降机构32将水槽31降低至最低位置，并接着将超声波探头59移动至待命位置。接着在使轮胎转动部件43的马达53以预定速度转动的状态下，通过打开排气阀50经由轮胎干燥部件77的空气喷嘴释放轮胎T内的空气。并且将经由空气喷嘴释放的空气引导到胎面表面Ts以通过将附着到胎面表面Ts的液体34吹掉来使得胎面表面Ts干燥。接下来，一旦完成了轮胎表面Ts的干燥，如图13的(b)所示，就通过驱动伺服马达11将水槽升降单元3与滑动件9 一起移动向轮胎进入方向上的下游侧，由此用轮胎升降单元2代替水槽升降单元3。也就是，轮胎升降单元2被移动至水槽升降单元3在胎面厚度D的测量中所在的位置。接下来，如图13的(c)所示，通过驱动轮胎升降单元2的轮胎升降机构16抬高轮胎安装单元15，并且在其到达轮胎的下表面之后，将空气从轮胎内释放并且使右轮辋体72移动离开轮胎T。
[0110]接下来，如图14的(a)所示，通过驱动轮胎升降机构16将由轮胎安装单元15支撑的轮胎T降低至最低位置。接着，如图14的(b)所示，在运出轮胎T之前，使滑动件30向轮胎进入侧移位，以使轮胎安装单元15朝向轮胎进入侧倾斜。
[0111]因而，如上所述，利用根据本发明的胎面厚度测量装置1，通过驱动在水槽31内设置的泵36，在胎面表面Ts浸入贮存的液体34中之前，将由泵36汲取上来的液体34从喷雾喷嘴37以雾状喷雾到胎面表面Ts上，并且将液体34的水流从喷射喷嘴38喷射到已经浸入贮存的液体34中的胎面表面Ts。结果，能够在不会使得气泡附着到胎面表面Ts的情况下执行超声波测量。因此能够精确地测量从胎面表面Ts到位于径向最外侧位置的带束94的胎面厚度D。还有，利用超声波测量从胎面表面Ts到位于径向最外侧位置的带束94的胎面厚度D。因此，不管位于径向最外侧位置的带束94所使用的材料的类型如何，都能够精确地测量从胎面表面Ts到最外侧带束表面94a的胎面厚度D。
[0112]于是，能够在翻新轮胎T时用根据本发明的胎面厚度测量装置I来测量胎面厚度D。这样，不管最外侧带束94使用的材料的类型如何，都可以在不损坏轮胎T的情况下正确地设定抛光量。注意，抛光量在这里意味着为了留下与最外侧带束94相距的必要厚度而打磨胎面的厚度。
[0113]虽然借助于优选实施方式的示例说明了发明，但是本发明的技术范围不应该视为受到限制。而是应该理解为，可以在发明的精神范围内进行各种变型或改进。
[0114]附图标记说明
[0115]2 轮胎升降单元
[0116]3 水槽升降单元
[0117]4 轮胎保持单元
[0118]8 轨道
[0119]9 滑动件
[0120]15 轮胎安装单元
[0121]16 轮胎升降机构
[0122]31 水槽
[0123]32 水槽升降机构
[0124]35 气泡去除单元
[0125]36 泵
[0126]37 喷雾喷嘴
[0127]38 喷射喷嘴
[0128]42、72 轮辋体
[0129]43 轮胎转动部件
[0130]44 内压填充部件[0131]45厚度测量单元
[0132]46形状测量部件
[0133]58超声波振荡器
[0134]59超声波探头
[0135]94带束
[0136]94a带束表面
[0137]100测量控制单元
[0138]T轮胎
[0139]Ts 胎面表面
【权利要求】
1.一种胎面厚度测量方法，所述方法包括: 在作为被检体的轮胎的胎面表面浸入水槽内贮存的液体之前，对该胎面表面喷雾与所述液体相同的液体的步骤；以及 通过向浸入所述水槽的液体的胎面表面发射超声波并且接收反射波来测量位于轮胎的最外侧位置处的带束的深度的步骤。
2.根据权利要求1所述的胎面厚度测量方法，其特征在于，所述方法进一步包括在测量所述带束的深度之前对所浸入的胎面表面喷射水槽内贮存的液体的水流的步骤。
【文档编号】B60C19/00GK104011501SQ201280064050
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2011年12月15日
【发明者】藤岛隆行, 绳田龙志 申请人:株式会社普利司通