胎面厚度测量方法
阅读：903发布：2023-03-04
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1.一种胎面厚度测量方法，所述胎面厚度是从胎面表面到位于轮胎内径向最外侧位置的带束表面的厚度，所述方法通过将超声波发射至被浸在液体内的所述胎面表面并接收反射波来进行，所述方法包括以下步骤：
测量所述胎面表面的外形形状的形状测量步骤；
基于在所述形状测量步骤中获得的所述外形形状识别沿轮胎圆周方向延伸的槽的槽底的槽底位置识别步骤；
从在所述槽底位置识别步骤中识别的所述槽底和预创建的轮胎设计数据推定从所述槽底到所述带束表面的深度的深度推定步骤；
基于从所述槽底位置识别步骤中识别的所述槽底到所述外形形状中的所述胎面表面的厚度与在所述深度推定步骤中推定的从所述槽底到所述带束表面的深度之间的关系，计算从所述胎面表面到所述带束表面的预测厚度的厚度预测步骤；以及
根据预先设定的放大率-厚度数据图表，设定与所述预测厚度对应的用于接收的反射波的放大率的放大率设定步骤。
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如下的超声波测量步骤：在将发射超声波的距离相对于所述胎面表面保持恒定的状态下，测量所述胎面厚度。
胎面厚度测量方法
技术领域
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以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完成胎面厚度的测量。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，能够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
[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，涡电流传感器通过在带束中产生涡电流来进行胎面厚度的测量。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；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。在这种情况下的翻新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] 还有，可能有一种为了测量胎面厚度而通过已知为非破坏性检查技术的超声波测量来检测上述由纤维帘线制成的纤维带束的方法。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诸如水等的介质从超声波探头对胎面表面发射超声波。在超声波由于撞击胎面表面和位于带束层的最外侧位置的带束而反射之前，从超声波探头发射的超声波在通过介质之后传播到胎面表面并接着传播至胎面的内部。并且，这些反射波被超声波探头接收。被超声波探头接收的反射波由于胎面橡胶的物理特性而被衰减。因此，反射波被放大以使得能够检测从胎面表面和带束表面两者反射的波形。因而，从放大的反射波检测反射离开胎面表面的波形和反射离开带束表面的波形，使得能够从这些波形的检测之间的时间差来测量胎面厚度。
[0010] 然而，由胎面橡胶的特性引起的衰减与胎面橡胶的厚度成比例地增加。因此，以单一均匀的方式放大接收到的反射波可能取决于胎面的厚度而导致过度放大或放大不足。结果，由于难以将反射波的放大的波形区分成从胎面表面反射的波形和从带束表面反射的波形，所以不可能精确地测量胎面厚度。尤其是对于旧轮胎而言，胎面厚度具有较薄的中间部分和较厚的侧部分而在轮胎的宽度方向上不均匀。在这种情况下，由固定的放大率产生的反射波的放大可能导致具有较薄厚度的胎面的中间部分的过度放大和具有较厚厚度的侧部分的放大不足。对应地，工人可以基于经验通过从放大的反射波的波形识别反射离开胎面表面和带束表面的位置来确定胎面厚度。现在，如果根据该胎面厚度设定随后步骤中的抛光量，则可能出现诸如在轮胎的两侧由于抛光对带束表面造成损伤或者留下了超出必要厚度的橡胶等的问题。
[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精确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，在本发明的第一方面中，通过将超声波发射至被浸在液体内的胎面表面并接收反射波来测量从胎面表面到位于轮胎内径向最外侧位置的带束表面的胎面厚度。该方法包括以下步骤：测量所述胎面表面的外形形状的形状测量步骤；基于在所述形状测量步骤中获得的所述外形形状识别沿轮胎圆周方向延伸的槽的槽底的槽底位置识别步骤；从在所述槽底位置识别步骤中识别的所述槽底和预创建的轮胎设计数据推定从所述槽底到所述带束表面的深度的深度推定步骤；基于从所述槽底位置识别步骤中识别的所述槽底到所述外形形状中的所述胎面表面的厚度与在所述深度推定步骤中推定的从所述槽底到所述带束表面的深度之间的关系，计算从所述胎面表面到所述带束表面的预测厚度的厚度预测步骤；以及根据预先设定的放大率-厚度数据图表，设定与所述预测厚度对应的用于接收的反射波的放大率的放大率设定步骤。
[0014] 根据该方面，从形状测量步骤中测得的胎面表面的外形形状识别轮胎的周向延伸槽的槽底位置。从识别的槽底和预创建的轮胎设计数据推定从槽底到带束表面的深度。基于从识别的槽底到外形形状中的胎面表面的厚度与从推定的槽底到带束表面的深度计算从胎面表面到带束表面的预测厚度。并且根据预先制备的放大率-厚度数据图表，为超声波测量中接收的反射波设定与预测厚度对应的放大率。该配置使得能够避免过度放大或放大不足。例如，如果反射波被过度地放大，那么噪声也将被超出必要地放大。这将引起从带束表面反射的超声波的波形不清楚。还有，如果反射波的放大不足，那么可能有从带束表面反射的超声波的波形未显现出来的情况，因而导致不能检测到反射波。为解决该问题，预测胎面厚度以便获得根据胎面厚度放大反射波的一定水平，并且根据放大率-厚度数据图表设定与预测胎面厚度相应的放大率。因而能够实现反射波的放大的恰当水平。并且这将确保来自胎面表面和带束表面两者的反射波都在被放大的反射波的波形中显现出来。结果，能够容易且精确地检测来自胎面表面的反射波和来自带束表面的反射波，并且能够精确地测量胎面厚度。
[0015] 还有，在用于解决上述问题的本发明的第二方面中，进一步添加了在将发射超声波的距离相对于胎面表面保持恒定的状态下进行用于测量胎面厚度的超声波测量的步骤。
[0017] 图1是轮胎的截面图。
[0018] 图2是根据本发明的胎面厚度测量装置的结构图。
[0019] 图3是轮胎升降单元的结构图。
[0020] 图4是水槽升降单元的结构图。
[0021] 图5是轮胎保持单元的平面图。
[0022] 图6是示出超声波测量单元的构造的框图。
[0023] 图7是示出胎面表面Ts的外形形状F的图。
[0024] 图8是示出放大率-厚度数据图表的示例的图。
[0025] 图9是示出在反射波的放大率变化的状态下的波形的图。
[0026] 图10是示出在反射波的放大率变化的状态下的波形的图。
[0027] 图11是示出通过设定放大率在反射波的放大之后的波形的图。
[0028] 图12是胎面厚度的测量概念图和测量部分的局部放大图。
[0029] 图13是示出超声波探头的测量动作的图。
[0030] 图14是示出由测量控制单元进行的控制的框图。
[0031] 图15是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0032] 图16是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0033] 图17是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0034] 图18是胎面厚度的测量用的测量过程图。
[0035] 图19是示出厚度测量单元的另一实施方式的示意性结构图。
[0036] 图20是示出水槽的另一实施方式的示意图。
[0037] 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
[0038] 图1是经受胎面厚度测量的轮胎T的截面图。图2是胎面厚度测量装置1的结构图。
[0039] 首先给出用根据本发明的胎面厚度测量装置1测量其胎面厚度D的轮胎T的结构的说明。例如，待经受胎面厚度测量的轮胎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。
[0040] 以下，将参照图2给出胎面厚度测量装置1的说明。
[0041] 胎面厚度测量装置1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。
[0042] 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设置有沿着其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。需要注意的是，驱动滑动件9的驱动部件不限于滚珠丝杠机构和伺服马达11，而是可以通过如气缸这样的驱动部件提供驱动。也就是，气缸沿着轨道8、8的延伸方向安装，并且气缸的一端被固定至滑动件9且另一端被固定至轨道8、8。那么，利用气缸的伸缩，滑动件9、9能够沿着轨道8、8移动。
[0043] 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。
[0044] 图3是轮胎升降单元2的结构图。
[0045] 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。
[0046] 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21A和22A以及分别在其另一端侧上的轮21B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。
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21A和22A以及分别在其另一端侧上的轮21B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。
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 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。被连接至后面讨论的测量控制单元100的液压缸18由于根据来自测量控制单元100的信号动作的未示出的液压泵或液压控制阀来伸缩。这里要注意的是，轮胎升降机构16不限于如上所述的结构，而可以是能够使轮胎安装单元15升降至预定高度或者从预定高度开始升降的任何机构。还有，用于驱动轮胎升降机构16的驱动源不限于液压缸18，而可以是借助于诸如滚珠丝杠机构、齿轮机构或皮带机构等的动力传输机构通过电动马达等驱动轮胎升降机构16这样的配置。
[0050] 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。
[0051] 安装板25是具有用于支撑胎面厚度测量用轮胎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。
[0052] 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。
[0053] 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。
[0054] 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。
[0055] 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。
[0056] 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。
[0057] 图4是水槽升降单元3的结构图。
[0058] 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。
[0059] 水槽31为在上侧开口的矩形箱子，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33。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。
[0060] 因此，水槽31的形状不限于如上所述的形状，而水槽31的底部31b可以如图20的(a)和图20的(b)中所示以朝向水槽升降单元3凹陷的倒置梯形或三角形形状形成。因而，通过采用倒置梯形或三角形，底部31b能够大致沿着轮胎T的圆周形成，这不仅能够减少待贮存在水槽31内的液体34的量，而且不论轮胎是大直径或是小直径都能接受。还有，在通过待在后面讨论的厚度测量装置45测量胎面厚度D时，底部31b的凹陷区域为超声波探头59的移动提供了间隙，因而防止了超声波探头59撞击轮胎T的胎面表面Ts或水槽31的底部31b。
[0061] 图5是轮胎保持单元4的平面图。
[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；以及厚度测量单元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。注意，以下说明中的术语“左”和“右”应该被理解为表示图2中示出的方向。
[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左、右轮辋体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未示出的排气阀。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。设置有排气口的未示出的排气阀响应于从测量控制单元100输出的信号将阀打开，并且经由排气口将轮胎T内的空气释放。要注意的是，排气阀的排气口在没有信号输入时保持关闭。
47排放的空气供给至左主轴41的通孔41a。设置有排气口的未示出的排气阀响应于从测量控制单元100输出的信号将阀打开，并且经由排气口将轮胎T内的空气释放。要注意的是，排气阀的排气口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的任意台阶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。
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包括：设置有超声波探头59的超声波测量单元58；以及用于使超声波探头59的测量位置移位的位移部件57。也就是，超声波测量单元58和超声波探头59构成了经由超声波用于胎面厚度D的测量的超声波测量部件。
[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。
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采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61B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。
[0079] 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，该超声波探头59被连接至超声波测量单元58(参见图12)。
[0080] 图6是示出超声波测量单元58的构造的框图。
[0081] 超声波测量单元58是用于控制超声波测量的动作的计算机。包括作为算术处理部件的CPU、作为存储部件的ROM、RAM和HDD以及作为通讯部件的接口的超声波测量单元58根据在存储部件中存储的程序控制超声波测量的动作。还有，超声波测量单元58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。
[0082] 例如位于左主体40内的超声波测量单元58包括算术处理单元200、存储单元207和超声波发生单元208，并且超声波测量单元58具有连接至其上的超声波探头59。
[0083] 算术处理单元200包括槽底位置识别部件201、深度推定部件202、厚度预测部件203、放大率设定部件204、反射波放大部件205和厚度计算部件206。
[0084] 图7是示出由形状测量部件46获得的胎面表面Ts的外形形状F的图。
[0085] 槽底位置识别部件201从由后面讨论的形状测量部件46获得的胎面表面Ts的外形形状F识别出沿周向围绕轮胎延伸的槽M1至M6的槽底N1至N6的位置。更具体地，通过沿宽度方向对图7中实线示出的胎面表面Ts的外形形状F进行微分来获得外形形状F的高度的变化，并且将高度变化为零所在的点识别为槽M1至M6的槽底N1至N6。为外形形状F设定测量中心C。
[0086] 深度推定部件202基于后面讨论的存储单元207中存储的轮胎设计数据和通过槽底位置识别部件201识别到的槽底N1至N6的位置推定假想的带束深度。
[0087] 更具体地，基于轮胎设计数据检测与通过槽底位置识别部件201从外形形状F识别出的槽底N1至N6对应的槽底。接着，分别计算出从基于轮胎设计数据检测的槽底到从槽底开始沿径向延伸的直线与径向最外侧带束表面交叉所在的点的深度。现在将这些深度设定为实际轮胎T中的从槽底N1至N6到带束表面94a的d1至d6。接着将这些设定深度d1至d6的位置设定为外形形状F中的点X1至X6。接下来，从基于轮胎设计数据检测的槽底到带束表面的深度与轮胎设计数据中径向最外侧带束的位置之间的关系来检测带束的两端部的位置，并且将两端部的被检测出的位置设定为外形形状F中的点X7和X8。接着，通过用直线将点X1至X8连接来设定与带束94对应的假想带束，并且将假想带束的位置推定为带束94的距槽底N1至N6的深度。注意，将在后面对存储单元207的说明中详细地说明轮胎设计数据。
[0088] 厚度预测部件203基于从通过形状测量部件46测量的胎面表面Ts的外形形状F与通过深度推定部件202推定的从槽底N1至N6到带束表面94a的深度d1至d6之间的关系推定的距带束表面94a的深度来计算预测厚度Dp。更具体地，利用槽M1至M6形成前后胎面表面Ts的值通过插值法设定与槽底N1至N6对应的假想胎面表面。这么做是因为在通过形状测量部件46测量的外形形状F中没有与槽底N1至N6对应的胎面表面Ts。现在从假想胎面表面的相对于槽底N1至N6的位置的径向位置和通过深度推定部件202推定的带束表面94a的径向位置设定从胎面表面Ts到带束表面94a的预测厚度Dp。
[0089] 放大率设定部件204对实际用超声波探头59完成超声波测量时接收到的反射波的放大所用的放大率进行设定。更具体地，放大率设定部件204基于由厚度预测部件203预测的预测厚度Dp来个别地设定与轮胎宽度方向上设定的测量位置对应的预测厚度Y，并且基于后面讨论的放大率-厚度数据图表来个别地设定与预测厚度Y对应的放大率。注意，将在后面对存储单元207的说明中详细地说明放大率-厚度数据图表。
[0090] 反射波放大部件205以通过放大率设定部件204设定的放大率将由超声波探头59接收的反射波放大，并且将被放大的反射波输出至厚度计算部件206。
[0091] 厚度计算部件206基于被放大的反射波计算出胎面厚度D。更具体地，厚度计算部件206：从由反射波放大部件205放大的反射波的波形检测从胎面表面Ts反射的反射波的第一峰值P和从带束表面94a反射的反射波的第二峰值Q；计算第一峰值P与第二峰值Q之间的时间差；并且通过用时间差乘以胎面橡胶内的超声波的传播速度计算胎面厚度D。接着，厚度计算部件206将计算结果输出至存储单元207的厚度数据文件，同时在测量控制单元100的监视器上产生显示。
[0092] 存储单元207在厚度数据文件中存储：轮胎设计数据；预创建的放大率-厚度数据图表；通过放大率设定部件204设定的在各测量位置的放大率；在超声波测量中在各测量位置处反射的反射波的初始波形；和通过厚度计算部件206计算的胎面厚度D。
[0093] 轮胎设计数据是用于利用胎面厚度测量装置1测量胎面厚度D的轮胎T的设计的绘制数据。待预先存储在存储单元207内的数据是根据尺寸和类型的胎面厚度测量用轮胎T的数据。
[0094] 待存储在存储单元207内的轮胎设计数据被构造成使得至少包括从槽底到最外侧带束表面的深度、最外侧带束的宽度尺寸以及从最外侧带束到胎面表面Ts的径向厚度。
[0095] 图8是示出放大率-厚度数据图表的示例的图。
[0096] 待存储的放大率-厚度数据图表是如图8所示的图。放大率-厚度数据图表表示通过在胎面厚度测量用轮胎T的任意位置实际发射超声波并接收反射波并且通过改变用于接收反射波的放大率而预先已经确定的在不同测量位置处的用于胎面厚度D的最佳放大率。
[0097] 在制备放大率-厚度数据图表时，选择预测厚度变化所在的在轮胎宽度方向上点，像图1中的点A1至A5，并且在点A1至A5处发出超声波并接收反射波。图9示出了利用以10dB逐渐增加的放大率在点A1处接收到的反射波的波形。还有，图10示出了利用以相同方式变化的放大率在点A3处接收到的反射波的波形。还有，图11示出了为获得预定检测强度通过用不同放大率放大反射波而分别在点A2、点A4和点A5处接收的反射波的波形。
[0098] 如图9的(a)所示，在点A1处，在接收到被以10dB的放大率放大的反射波的情况下，除了从胎面表面Ts反射的反射波中的第一峰值P以外，还显现了第二峰值Q。此外，如图9的(b)至图9的(e)所示，在以10dB逐渐增加放大率的情况下，使得除了第一峰值P和第二峰值Q以外的波形被显现出来。然而，可以将除第一峰值P和第二峰值Q以外的被放大波形认为是厚度测量中的噪声。于是，在本实施方式中，如图9的(c)所示，采用30dB的放大率，作为放大率逐渐增加的结果，在该30dB的放大率处被放大的反射波的第二峰值Q的反射强度超过40。因此，在点A1处，如图9的(c)所示，当胎面厚度D为5.3mm时，放大率被设定为30dB。
[0099] 还有，在点A3处，如图10的(a)所示，在接收到被以10dB的放大率放大的反射波的情况下，除了从胎面表面Ts反射的反射波的第一峰值P以外，还显现了第二峰值Q。此外，如图10的(b)至图10的(e)所示，在以10dB逐渐增加放大率的情况下，，使得除了第二峰值P和第二峰值Q以外的波形被显现出来。然而，像点A一样，可以认为除了第一峰值P和第二峰值Q以外的被放大波形为厚度测量中的噪声。于是，如图10的(b)所示，采用20dB的放大率，作为放大率逐渐增加的结果，在20dB的放大率处被放大的反射波的第二峰值Q的反射强度超过40。因此，在点A3处，如图10的(b)所示，当胎面厚度D为2.8mm时，放大率被设定为20dB。
[0100] 同样，在点A2、A4和点A5处，用相同方式通过改变用于反射波的放大率来探索当第二峰值Q的反射强度超过40时的放大率。因而，在点A2处，如图11的(a)所示，当胎面厚度D为4.1mm时，放大率被设定为24dB。在点A4处，如图11的(b)所示，当胎面厚度D为2.5mm时，放大率被设定为14dB。并且在点A5处，如图11的(e)所示，当胎面厚度D为2.8mm时，放大率被设定为18dB。
[0101] 如上所述，通过搜索相对于不同的胎面厚度D的用于反射波的最佳放大率的超声波测量来预先创建放大率-厚度数据图表。
[0102] 图12的(a)是用超声波探头59和安装至滑动件61B的激光传感器63进行的测量的概念图。图12的(b)是用安装至探头支撑部62C的超声波探头59进行的测量的局部放大图。
[0103] 被连接至测量控制单元100的超声波测量单元58响应于从测量控制单元100输出的信号而动作。换言之，超声波测量单元58响应于由测量控制单元100输出的信号而引起超声波发生单元208产生超声波。更具体地，超声波测量单元58引起超声波探头59的发射器59A发射超声波，并且将由接收器59B接收的反射波输出至反射波放大部件205。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。
[0104] 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。在超声波测量中，通过驱动位移部件57以测量表面59a与胎面表面Ts之间具有预定距离的方式设定超声波探头59。也就是，超声波探头59通过在维持与胎面表面Ts相距预定距离的状态下沿轮胎宽度方向移动来进行超声波测量，其中与胎面表面Ts相距预定距离是通过后面讨论的形状测量部件46的激光传感器63而测得的。
[0105] 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。竖直发射至胎面表面Ts的超声波被传播通过液体34并从胎面表面Ts反射，并且反射的超声波由接收器59B接收。接着，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。接下来，在测量位置接收的反射波被超声波测量单元58的反射波放大部件205以预设放大率放大，并且通过厚度计算部件206计算从胎面表面Ts到最外侧带束表面94a的厚度。于是，能够精确地实现胎面厚度D的测量。
[0106] 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63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一起在轮胎宽度方向上移动来测量胎面表面Ts的外形形状。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的外形形状在内的轮胎外形形状。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。由形状测量部件46测得的外形形状被输出至测量控制单元100的存储单元130和超声波测量单元58的算术处理单元200。
[0107] 图13的(a)、图13的(b)和图13的(c)是示出利用超声波探头59进行胎面厚度D的测量的动作的图。
[0108] 如图13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，通过位移部件57的动作将超声波探头59安置在左主体40一侧上的待命位置处。接着，如图13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移动至测量表面59a被保持在胎面表面Ts的一端侧与胎面表面Ts相距预定距离所在的测量预备位置处。接着，如图13的(c)所示，在用于超声波测量的准备中提升水槽31，并且当胎面表面Ts和超声波探头59被浸入液体34内时开始超声波测量。在超声波测量中，在通过控制位移部件57而保持到胎面表面Ts的预定距离的状态下，利用在宽度方向上移位的超声波探头59执行在一个周向位置处的在轮胎宽度方向上的胎面厚度D的测量。
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，能够通过驱动位移部件
57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。
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，能够通过驱动位移部件
57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。
[0109] 测量控制单元100是用于控制胎面厚度测量装置1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。
[0110] 图14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1的控制动作的说明。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。
[0111] 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。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。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。
[0112] 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。
[0113] 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到待命位置的移动、到与胎面表面Ts相距预定距离处的测量预备位置的移动、以及在保持与胎面表面Ts的恒定距离的状态下的用于超声波测量在轮胎宽度方向上的移动；并且将超声波测量单元58的动作控制成使得能够从超声波探头59发射超声波。
[0114] 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。
[0115] 计算单元120计算由厚度测量单元45的位移部件57产生的超声波探头59的沿着存储单元130中存储的胎面表面Ts的外形形状F的运动值。
[0116] 存储单元130存储通过形状测量部件46测得的外形形状F。
[0117] 以下，参照图15至图18给出由胎面厚度测量装置1进行的轮胎T的胎面厚度D的测量步骤的说明。
[0118] 测量步骤开始于通过胎面厚度测量装置1的轮胎保持单元4保持胎面厚度测量用的轮胎T。首先，如图15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15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15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21A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。
[0119] 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。
[0120] 接下来，如图16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移动至测量预备位置(参见图13的(a))。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F输出至测量控制单元100的计算单元120和超声波测量单元58的算术处理单元200，其中在该算术处理单元200中设定了用于通过超声波测量进行的胎面厚度D的测量的测量范围和用于超声波测量中接收的反射波的放大率。在超声波测量单元58的算术处理单元200中，通过槽底位置识别部件201从外形形状F识别出围绕轮胎周向延伸的槽M1至M6的槽底N1至N6的位置。接下来，基于存储在存储单元207内的轮胎设计数据和通过槽底位置识别部件201识别的槽底N1至N6，通过深度推定部件202推定从槽底N1至N6到带束表面94a的深度。接着，基于由形状测量部件46测得的胎面表面Ts的外形形状F和通过深度推定部件202推定的从槽底N1至N6开始的带束表面94a的深度，通过厚度预测部件203计算从胎面表面Ts到带束表面94a的预测厚度Dp。接着，在放大率设定部件204处，基于由厚度预测部件203预测的预测厚度Dp个别地设定与轮胎宽度方向上设定的测量位置对应的预测厚度Dp，并且基于放大率-厚度数据图表个别地设定与这些预定厚度Dp对应的放大率。并且将如此设定的放大率输出至反射波放大部件205。
[0121] 接下来，在使斜坡降低之后，如图16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，使得将水槽升降单元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16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。
[0122] 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预备位置移动至测量终止位置，期间测量胎面厚度D。换言之，从基于通过形状测量部件46测得的外形形状F设定的用于超声波测量的测量范围设定宽度方向上的用于超声波测量的测量位置。随着超声波探头59从测量预备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。接收到的反射波被反射波放大部件205以为各测量位置设定的放大率而放大，并且被放大的反射波被输出至厚度计算部件206。在厚度计算部件206处，从被放大的反射波检测作为从胎面表面Ts反射的反射波的峰值的第一峰值P和作为从带束表面94a反射的反射波的峰值的第二峰值Q。并且计算出第一峰值P与第二峰值Q之间的时间差，并接着通过用时间差乘以超声波通过胎面橡胶的传播速度计算胎面厚度D。计算的胎面厚度D被输出至存储单元207，并且将胎面厚度D与测量位置相关联地存储在存储单元207内。
[0123] 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预备位置移动至测量终止位置，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。
[0124] 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，如图17的(a)所示，就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以预定回转转动的状态下，通过打开排气阀50释放轮胎T内的空气。接着，一旦完成了轮胎表面Ts的干燥，如图17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17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。
[0125] 接下来，如图18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18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。
[0126] 因而，如上所述，在通过超声波探头59进行胎面厚度D的测量之前，根据留在旧轮胎的胎面中的橡胶厚度设定用于接收到的反射波的放大率。这使得能够在没有由橡胶的厚度引起的衰减的情况下以可靠的方式获得反射波。也就是，通过根据留在胎面中的橡胶厚度的差异改变用于反射波的放大率，能够精确地检测从胎面表面Ts反射的反射波和从带束表面94a反射的反射波。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。
[0127] 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1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。
[0128] 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。
[0129] 例如，胎面厚度测量装置1的厚度测量单元45可以如图19的(a)和图19的(b)所示地配置。图19的(a)是胎面厚度测量装置1的厚度测量单元45的另一实施方式的侧视图，图19的(b)是其平面图。在下面的说明中，为与前述实施方式中的结构相同的结构将使用相同的附图标记。
[0130] 如图19的(a)和图19的(b)所示，根据本实施方式的厚度测量单元45被安装至支撑构件64，支撑构件桥接在轮胎保持单元4的左主体40和右主体70的相互面对的壁面40a和70a之间。为直线延伸的杆构件的支撑构件64水平地布置在不与水槽冲突的高度。
[0131] 厚度测量单元45主要由如下部件构成：用于测量胎面厚度D的超声波探头59、用于使超声波探头59在轮胎宽度方向上移动的宽度方向位移机构60、用于使超声波探头59在接近轮胎的方向上移动的竖直方向位移机构61和用于测量轮胎T的外形形状的形状测量部件46。
[0132] 例如用作宽度方向位移机构60的是设置有导轨60A、滑动件60B和伺服马达60C的直线引导件。导轨60A以具有大致达到左主体40的壁面40a和右主体70的壁面70a的长度沿着支撑构件64的延伸方向布置，并且在内部设置有未示出的滚珠丝杠机构。被固定至滚珠丝杠机构的滚珠螺母的滑动件60B随着滚珠螺母沿着滚珠丝杆移动而沿着导轨60A移动。伺服马达60C被连接至滚珠丝杠机构的滚珠丝杆的一端，并且伺服马达60C的转动力被传递至滚珠丝杆。还有，被连接至测量控制单元100的伺服马达60C响应于从测量控制单元100输出的信号而转动。
[0133] 于是，伺服马达60C通过响应于从测量控制单元100输出的信号运转而使滚珠丝杆转动，由此引起滑动件60B沿着导轨60A的延伸方向移动。
[0134] 例如用作竖直方向位移机构61的是设置有导轨61A、滑动件61B和伺服马达61C的直线引导件。导轨61A与导轨60A的延伸方向垂直地安装至滑动件60B。导轨61A相对于导轨60A竖直地突出。也就是，导轨61A以其延伸方向沿着竖直方向定向的状态安装至滑动件60B。还有，导轨61A在内部设置有未示出的滚珠丝杠机构。被固定至滚珠丝杠机构的滚珠螺母的滑动件61B随着滚珠螺母沿滚珠丝杆移动而沿着导轨61A在竖直方向上移动。伺服马达被连接至滚珠丝杠机构的滚珠丝杆的一端，并且伺服马达61C的转动力被传递至滚珠丝杆。还有，被连接至测量控制单元100的伺服马达61C响应于从测量控制单元100输出的信号而转动。
[0135] 于是，伺服马达61C通过响应于从测量控制单元100输出的信号运转而使滚珠丝杆转动，由此引起滑动件61B沿着导轨61A的延伸方向移动。
[0136] 被固定至滑动件61B的是安装有超声波探头59的探头支撑臂62。探头支撑臂62由从滑动件61B开始水平地延伸的水平延伸部62A、跨过水槽31的边框31A的回避部62B和再次水平地延伸的探头支撑部62C构成。并且探头支撑部62C的端部延伸至连接左主轴41和右主轴71的轴线C的竖直下方附近。然而，应该注意的是，探头支撑臂62不限于如上所述的形状，而是可以是任何形状，只要在胎面厚度D的超声波测量期间不引起与水槽31的冲突即可。被安装至探头支撑部62C的端部的是超声波探头59。
[0137] 超声波探头59被以如下方式安装至探头支撑部62C：使得具有发射器59A和接收器59B的测量表面在上方，并且发射器59A和接收器59B的测量位置被大致安置在通过左、右主轴41和71的轴线C的竖直线上。
[0138] 以与前述实施方式中相同的方式，将激光传感器63用作形状测量部件46。激光传感器63被以如下方式安装至导轨61A的上端：使得在与轮胎进入方向平行且与左、右主轴41和71的轴线C交叉的方向上发射激光束。因而激光在与轮胎保持单元4所保持的轮胎T的径向一致的方向上被发射至胎面表面Ts。
[0139] 于是，厚度测量单元45能够通过在激光被从作为形状测量部件46的激光传感器63发射至胎面表面Ts的状态下宽度方向位移机构60的动作来测量胎面表面Ts的外形形状。还有，激光被从激光传感器63发射出时的角度可以设定为以已知角度θ与竖直线交叉。这样，由激光传感器63测得的外形形状能够容易与用超声波探头59测量胎面厚度D所在的位置相关联。也就是，用激光传感器63测量外形形状所在的胎面表面Ts上的周向位置相对于用超声波探头59测量胎面厚度D所在的轮胎T的位置保持不变。因此，通过以确定的方式设定超声波探头59的测量位置和激光传感器63的测量位置，能够精确地确定由激光传感器63测得的外形形状的数据与由超声波探头59测得的胎面厚度D之间的对应关系。
[0140] 以下，给出在本实施方式中用于测量胎面厚度D的步骤的说明。注意，由于轮胎升降单元2和水槽升降单元3的动作与前述实施方式中的相同，因此将仅说明与测量相关的动作。
[0141] 在本实施方式中，在水槽升降单元3的抬高之前使由轮胎保持单元4保持的轮胎T转动，并且通过在沿胎面表面Ts的周向设定的胎面厚度D的各测量位置处使形状测量部件46沿轮胎宽度方向移动来测量胎面表面Ts的外形形状。此时，超声波探头59处于不与胎面表面Ts接触的待命位置。
[0142] 接下来，将水槽升降单元3抬高使得胎面表面Ts浸入液体34内，并且使超声波探头59位于与胎面表面Ts相距预定距离处。接着通过在胎面表面Ts的周向上设定的测量位置处沿宽度方向移动的超声波探头59测量从胎面表面Ts到带束表面94a的厚度。
[0143] 接下来，一旦完成了在一个周向位置处的沿宽度方向的胎面厚度D的测量，就使轮胎T以预定角度转动，并且再次沿轮胎宽度方向通过从测量开始位置移动到测量终止位置的超声波探头59来测量在以预定角度移位后的周向位置处的沿轮胎宽度方向的胎面厚度D。对轮胎的整个圆周反复执行这些步骤，以完成对单个轮胎的胎面厚度D的测量。
[0144] 在本实施方式中，配置是使得超声波探头59能够在轮胎宽度方向和接近轮胎的方向两个方向上移动。结果，不仅能够测量轮胎T的在宽度方向上的胎面厚度D，而且即使轮胎T的外径有变化也能够使超声波探头59与胎面表面Ts之间的距离保持恒定。还有，能够沿着由形状测量部件46测得的胎面表面Ts的轮胎宽度方向上的外形形状，在使超声波探头59与胎面表面Ts之间的距离保持恒定的状态下执行测量。因此，能够以更高的精度进行测量。
[0145] 还有，在本实施方式中，说明了在通过形状测量部件46对胎面厚度D的周向测量位置处的胎面表面Ts的外形形状进行测量之后测量胎面厚度D。然而，可以是如下配置：使得在通过形状测量部件46测量了外形形状之后，通过以超声波探头59的测量位置相对于外形形状的测量位置的移位角度为“360°-θ”使轮胎沿着轮胎转动方向转动来测量胎面厚度D。
[0146] 如前述实施方式中所述的轮胎T的结构仅是一个示例。可以是使得所有带束层由非磁性带束帘线形成的结构。还有，所有带束层可以由诸如钢帘线等的磁性带束帘线形成。换言之，根据本发明的胎面厚度测量方法使得不论构成轮胎T的带束层的带束材料是什么都能够测量从胎面表面Ts到最外侧带束94a的胎面厚度D。
[0147] 还有，在前述实施方式中，说明了轮胎T为子午线结构。然而，轮胎不限于子午线结构，并且即使轮胎是斜交结构也能够测量胎面厚度。也就是，当用于胎面厚度测量的轮胎是斜交结构时，也可以用胎体帘布层取代前述实施方式的说明中的带束。因而能够测量从胎面表面到位于径向最外侧位置的胎体帘布层表面的胎面厚度。
[0148] 附图标记说明
[0149] 2 轮胎升降单元
[0150] 3 水槽升降单元
[0151] 4 轮胎保持单元
[0152] 8 轨道
[0153] 9 滑动件
[0154] 15 轮胎安装单元
[0155] 16 轮胎升降机构
[0156] 31 水槽
[0157] 32 水槽升降机构
[0158] 42、72 轮辋体
[0159] 43 轮胎转动部件
[0160] 44 内压填充部件
[0161] 45 厚度测量单元
[0162] 46 形状测量部件
[0163] 58 超声波测量单元
[0164] 59 超声波探头
[0165] 94 带束
[0166] 94a 带束表面
[0167] 100 测量控制单元
[0168] 200 算术处理单元
[0169] 201 槽底位置识别部件
[0170] 202 深度推定部件
[0171] 203 厚度预测部件
[0172] 204 放大率设定部件
[0173] 205 反射波放大部件
[0174] 206 厚度计算部件
[0175] 207 存储单元
[0176] 208 超声波发生单元
[0177] T 轮胎
[0178] Ts 胎面表面
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