タイヤ形状の測定方法
【課題】回転するタイヤのトレッド部の形状を測定する上で有利なタイヤ形状の測定方法を提供する。
【解決手段】可撓性を有する薄板状のシート体５４の表面に格子パターン５２が形成されることでパターンシート５６が設けられる。格子パターン５２の形成は、パターンシート５６の表面に塗料を印刷することでなされる。パターンシート５６の表面と反対側に位置する裏面をタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に接着剤により接着して貼り付けることによって、トレッド部２Ａの外周面２０２に格子パターン５２（特定パターン５０）が形成される。パターンシート５６の表面の全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層５８によって覆われている。
【解決手段】可撓性を有する薄板状のシート体５４の表面に格子パターン５２が形成されることでパターンシート５６が設けられる。格子パターン５２の形成は、パターンシート５６の表面に塗料を印刷することでなされる。パターンシート５６の表面と反対側に位置する裏面をタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に接着剤により接着して貼り付けることによって、トレッド部２Ａの外周面２０２に格子パターン５２（特定パターン５０）が形成される。パターンシート５６の表面の全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層５８によって覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ形状の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動的なタイヤ変形を測定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
この方法は、レーザー変位計から照射されるレーザー光を回転するタイヤの幅方向にスキャンさせることでタイヤのトレッド部の幅方向の形状をタイヤの周方向にわたって平均化して測定するものである。
【特許文献１】特開２００２−１１６０１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、回転中のタイヤ、特に高速で回転しているタイヤでは幅方向にも径方向にもタイヤは振動しているため、この方法では精度の高い測定を行うことは難しい。
特に、形状変化の激しいタイヤショルダー部付近では高い精度での測定を行うことはほぼ不可能である。
さらに、タイヤ変形は周方向において均一ではないため、平均化処理を行ったとしても測定位置の影響を受けてしまう。
そこで、スプレーにより塗料をタイヤ表面に吹き付けることでランダムパターンをタイヤ表面に形成しておき、２台の撮像装置によって前記ランダムパターンを撮像して得た画像をパターンマッチングすることによりタイヤ周方向の位置を特定すると共に、２台の撮像装置によって得た画像を校正画像と対比することでタイヤの変形や表面歪を計算により求める技術が提供されている。
ところで、タイヤの動的な形状を測定するためには、タイヤを回転させることが必要であり、そのため、タイヤのトレッド部に回転するドラムの外周を押し付けてタイヤを回転させている。
したがって、ランダムパターンをトレッド部の外周面に形成すると、トレッド部に形成されたランダムパターンの塗料がドラムの外周面に接触することで容易に剥離、脱落してしまうことから、ランダムパターンの形成箇所はタイヤのサイド部に限定されてしまう。
そのため、従来、回転するタイヤのトレッド部の形状を正確に測定することは困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転するタイヤのトレッド部の形状を測定する上で有利なタイヤ形状の測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、予めタイヤのトレッド部が接地する外周面に、該外周面に沿って特定パターンを形成しておき、前記タイヤを回転させた状態で前記特定パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記特定パターンの３次元形状を求めるタイヤ形状の測定方法であって、前記特定パターンは、該特定パターンの全域がほぼ均一な厚さで弾性を有する透明な材料で構成された保護層によって覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、タイヤのトレッド部の外周面に形成された特定パターンの全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層によって覆われているので、タイヤの回転に伴って特定パターンが脱落、剥離しないため、従来測定が困難であったタイヤの回転中におけるトレッド部の形状の測定を簡単かつ高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態によるタイヤ形状の測定方法について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態のタイヤ形状の測定方法を行うための測定システムの構成図である。
測定システム１０は、回転ドラム１２、モータ１４、モータ制御部１６、ライト１８、第１の撮像装置２０Ａ、第２の撮像装置２０Ｂ、トリガーセンサ２２、パーソナルコンピュータ２４などを含んで構成されている。
【０００７】
回転ドラム１２は測定対象となるタイヤ２を回転させるためのものである。
回転ドラム１２は、円筒状の外周面１２Ａを有する筒状を呈し、その中心軸を中心に不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、モータ１４の駆動力によって前記中心軸を中心にして回転される。
測定対象となるタイヤ２は、その中心軸を回転ドラム１２の中心軸と平行させた状態で不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、タイヤ２のトレッド部２Ａが接地する外周面２０２が回転ドラム１２の外周面１２Ａに当接された状態で回転ドラム１２が回転されることにより、タイヤ２が回転ドラム１２の回転に追従して回転されるように構成されている。
モータ制御部１６は、モータ１４の回転速度を調整するものである。
【０００８】
ライト１８は、タイヤ２のトレッド部２Ａに対して撮影用の光を照射するものである。
ライト１８としては、ハロゲンランプなど従来公知のさまざまなランプが採用可能である。
第１の撮像装置２０Ａ、第２の撮像装置２０Ｂは、パーソナルコンピュータ２４の制御により、後述するタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた特定パターン５０を撮影すると共に、撮影した画像データをパーソナルコンピュータ２４に供給するものである。
第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂは互いに異なる位置に設けられている。
これら第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂとしては、ＣＣＤカメラなど従来公知のさまざまな撮像装置が採用可能である。
トリガーセンサ２２は、特定パターン５０の回転位置が第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影可能な箇所に到達したことをパーソナルコンピュータ２４に知らせるためのものである。
トリガーセンサ２２は、予めタイヤ２のリム部２Ｂに形成されたマーク４を検出することで生成したトリガー信号を第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂに供給することでトレッド部２Ａの回転位置を第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂを介してパーソナルコンピュータ２４に知らせる。
トリガーセンサ２２としては反射型光電センサなどの従来公知のさまざまな位置検出用センサが採用可能である。
【０００９】
図２はパーソナルコンピュータ２４の構成を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ２４は、ＣＰＵ２６と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ２８、ＲＡＭ３０、ハードディスク装置３２、ディスク装置３４、キーボード３６、マウス３８、ディスプレイ４０、プリンタ４２、入出力インターフェース４４などを有している。
ＲＯＭ２８は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３０はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置３２は本発明方法を実現するためのプログラムを格納している。
ディスク装置３４はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード３６およびマウス３８は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ４０はデータを表示出力するものであり、プリンタ４２はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ４０およびプリンタ４２によってデータを出力する。
入出力インターフェース４４は、外部機器である第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂとの間でデータの授受を行うものであり、具体的には、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂからの画像データの受付などを行う。
【００１０】
図３はパーソナルコンピュータ２４の機能ブロック図である。
パーソナルコンピュータ２４は、機能的には、入力手段２４Ａ、処理手段２４Ｂ、出力手段２４Ｃを含んで構成されている。
入力手段２４Ａは、タイヤ２の形状を測定するために必要なデータを入力するものであり、それらデータについては後述する。
処理手段２４Ｂは、入力手段２４Ａによって入力されたデータに基づいてタイヤ２の形状を示す３次元座標データ（３次元空間座標データ）を生成するものであり、ハードディスク装置３２に格納されているプログラムがＲＡＭ３０にロードされ、ＣＰＵ２６が前記プログラムに基づいて動作することで実現される。
出力手段２４Ｃは、処理手段２４Ｂによる処理結果から構成されるタイヤ２の形状を示す測定データを出力するものである。
本実施の形態では、ＣＰＵ２６、キーボード３６、マウス３８、ディスク装置３４、入出力インターフェース４４によって入力手段２４Ａが構成され、ＣＰＵ２６によって処理手段２４Ｂが構成され、ＣＰＵ２６、ディスプレイ４０、プリンタ４２、ディスク装置３４、入出力インターフェース４４などによって出力手段２４Ｃが構成されている。
【００１１】
次に、タイヤ２のトレッド部２Ａに設けた特定パターン５０を用いたタイヤ形状の測定原理について説明する。
図４はタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた特定パターン５０の説明図である。
特定パターン５０は、図４に示すように、予めタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に形成されるものである。
本実施の形態では、特定パターン５０は、互いに平行する複数の直線からなる縦線５２Ａと、互いに平行する複数の直線からなる横線５２Ｂとが直交することで規則的な形状を呈する格子パターン５２で構成されている。
隣り合う縦線５２Ａ同士の間隔Ｌ１と、隣り合う横線５２Ｂ同士の間隔Ｌ２とは同一（Ｌ１＝Ｌ２）であり、したがって、格子パターン５２は正方格子を呈している。
特定パターン５０は、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂが特定パターン５０を撮像して得た画像データを演算処理することにより特定パターン５０の３次元形状を求め、これによりタイヤ２のトレッド部２Ａの形状を測定するために用いられる。
なお、互いに異なる位置に配置された２台の撮像装置で撮影した画像データに基づいて測定対象物の３次元座標を得る手法は種々提案されており、それらの手法を適宜採用すればよい。
例えば、格子パターン５２の画像データから３次元座標データを生成する演算処理（デジタル画像解析法）の手法としては、次に挙げる手法が採用可能である。
１）位相シフトモアレ法
文献（第４回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集p.102-105(1999)）に記載されている手法である。
位相シフトモアレ法は、２台のＣＣＤカメラで得られた測定物体の位相分布と、実校正用格子の位相分布とを位相シフトモアレ法によって求め、それらを組み合わせることで測定物体の空間座標（３次元座標）を求めるものである。
２）フーリエ変換格子法
文献（「フーリエ変換を用いた応力・歪み分布測定」：非破壊検査第４４巻第７号（１９９５年）」に記載されている手法である。
測定対象物の格子パターンを２台の撮像装置によって撮影して画像をそれぞれ求める。そして、３次元空間内のある点Ｓ（格子パターン上の点Ｓ）に対応する各撮像装置で撮影した画像内の座標値と各撮像装置の空間座標から直線ＬＬ、ＬＲを求める。２つの直線ＬＬ、ＬＲの交点を計算することで点Ｓの空間座標を得るものである。
【００１２】
図６は撮像装置の校正データを得る方法の説明図、図７（Ａ）、（Ｂ）は各撮像装置で撮影された画像データの説明図、図８は校正を行うための構成を示す説明図である。
図６に示すように、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影可能な箇所に、その表示面が位置するように校正板を配置する。
図８に示すように、校正板１００の表示面には、規則性をもって繰り返される形状で構成された校正用規則性パターン５２´が形成されている。
校正板１００は、その表示面が第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂと離間接近する方向（Ｚ方向）に沿って移動するように、リニアステージ６２を介してベース６４上に設けられている。
図６、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって校正用規則性パターン５２´を撮影すると、校正用規則性パターン５２´上に位置する３次元座標の点Ｓは、第１の撮像装置２０Ａによって撮影された画像上の２次元座標の点ＳＬ（ｉＬ、ｊＬ）に対応し、また、第２の撮像装置２０Ｂによって撮影された画像上の２次元座標の点ＳＲ（ｉＲ、ｊＲ）に対応することになる。
言い換えると、２次元座標の点ＳＬ（ｉＬ、ｊＬ）、点ＳＲ（ｉＲ、ｊＲ）は、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂの撮像素子（ＣＣＤ）の画素位置に相当する。
ここで、図８に示すように、校正板１００をＺ方向における距離を変えつつ、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂにおける画素位置を得る。言い換えると、校正板１００（校正用規則性パターン５２´）のＺ方向における位置ＲをＲ０、Ｒ１と異ならせると共に、各位置Ｒ０、Ｒ１において校正用規則性パターン５２´上の点Ｓをそれぞれ撮影して２次元座標の点ＳＬ＝Ｍ０、Ｍ１、点ＳＲ＝Ｎ０、Ｎ１を得る。
このようにＺ方向の位置をＺ０、Ｚ１に変えて、校正用規則性パターン５２´上の全ての点Ｓの撮影を行い、それら点Ｓに対応する２次元座標の点ＳＬ、点ＳＲを得ることにより、２次元座標の点ＳＬ、点ＳＲと３次元座標の点Ｓとの関連付けを行うことができる。
このような校正用規則性パターン５２´上の点Ｓと第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂで撮影された画像における２次元座標の点ＳＬ、点ＳＲとを関連付けたデータを本明細書では校正データという。
フーリエ変換格子法、位相シフトモアレ法は、共に校正データと測定物体画像の解析結果とを対比することで３次元座標を求める。
【００１３】
次に格子パターン５２について説明する。
図５は図４のＡＡ線断面図である。
図５に示すように、本実施の形態では、可撓性を有する薄板状のシート体５４の表面に格子パターン５２（図４）が形成されることでパターンシート５６が構成されている。
シート体５４を構成する材料としては、可撓性と弾性に優れた材料であればよく、ゴムなどの弾性材料が採用可能であり、シート体５４の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
格子パターン５２の形成は、パターンシート５６の表面に塗料を印刷することでなされる。
具体的には、図４に示す縦線５２Ａおよび横線５２Ｂの部分と、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂを除く矩形状の部分との双方を、塗料を印刷することで形成し、その際、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂの部分を構成する塗料の厚さと、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂを除く矩形状の部分を構成する塗料の厚さとがほぼ同一となるようにする。
このように、格子パターン５２の全域をほぼ均一の厚さで構成すると、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂで格子パターン５２を撮影した際に、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂの部分と、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂを除く矩形状の部分との厚さの違いによって生じる格子パターン５２の厚さ方向における位置の違いをなくし、撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮像された画像上における位置の誤差を抑制する上で有利となる。
なお、校正板１００に設ける校正用格子パターン５０´も上記格子パターン５０と同様に校正用格子パターン５０´の全域をほぼ均一の厚さで構成することが撮像装置１８Ａ、１８Ｂによって撮像された画像上における位置の誤差を抑制する上で有利となる。
【００１４】
そして、パターンシート５６の表面と反対側に位置する裏面をタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に接着剤により接着して貼り付けることによって、トレッド部２Ａの外周面２０２に格子パターン５２（特定パターン５０）が形成される。
さらに、パターンシート５６の表面の全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層５８によって覆われている。
保護層５８を構成する材料としては、弾性と透明性に優れた材料であればよく、例えば、市販の透明な接着剤をパターンシート５６の表面全域に塗布したのち乾燥、硬化することで保護層５８を形成することができる。
このような接着剤としては、市販の弾性接着剤が採用可能であり、例えば、セメダイン株式会社の商品名スーパーＸが採用可能である。
また、保護層５８は、タイヤ２の回転時にトレッド部２Ａを構成するトレッドゴムが変形する際、トレッドゴムの変形に影響を与えないことがタイヤ２の形状を正確に測定する上で好ましい。
そのため、保護層５８の弾性率は、トレッドゴムの弾性率になるべく近いことが好ましいが、保護層５８の弾性率は、トレッドゴムの弾性率の1/10倍以上10倍以下であればよい。
保護層５８の弾性率がトレッド部２Ａを構成するトレッドゴムの弾性率の1/10倍より小さい場合、接地回転による変形に追従することが難しくなり耐久性が低下する不利がある。
また、保護層５８の弾性率がトレッド部２Ａを構成するトレッドゴムの弾性率の10倍より大きい場合、トレッド部２Ａの変形を抑制して測定結果の精度を低下させる不利がある。
また、保護層５８の厚さは少なくとも１ｍｍ以下であることが好ましい。
保護層５８の厚さが1.0mmより大きい場合には、測定結果の精度を低下させる可能性がある。
なお、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって透明な保護層５８を介して格子パターン５２を撮影するが、この際、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影される格子パターン５２は、保護層５８の屈折率などの光学的な影響を受けることになる。
したがって、前述した校正板１００の表面に形成した校正用規則性パターン５２´の全域にも格子パターン５２を覆う保護層５８と同一の材料で同一の厚さの保護層を校正用パターンの保護層として形成することが、校正データに及ぼす保護層５８の屈折率などの光学的な影響を取り除く上で好ましい。
この際、校正用パターンの保護層の厚さは、格子パターン５２を覆う保護層５８の少なくとも0．5倍以上1.5倍以下であることが校正データに及ぼす保護層５８の屈折率などの光学的な影響を効果的に取り除く上で好ましい。
【００１５】
次に、図１、図３、および図９に示す本実施の形態のタイヤ形状の測定方法の手順を示すフローチャートを参照して測定動作について説明する。
まず、測定対象となるタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２にパターンシート５６を接着することで格子パターン５２を形成する（ステップＳ１０）。
次に、格子パターン５２の全域を覆うように保護層５８を形成する（ステップＳ１２）。
【００１６】
次にコンピュータ２４を用いて校正データＤ０を生成する。
すなわち、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂにより校正用規則性パターン５２´を撮影することにより入力手段２４Ａを介して第１、第２の画像データＤ１、Ｄ２が処理手段２４Ｂに供給されると、処理手段２４Ｂは、それら第１、第２の画像データＤ１、Ｄ２に基づいて校正データＤ０を生成する（ステップＳ１４）。
校正データＤ０は、ハードディスク装置３２などの記憶手段にいったん格納される。
【００１７】
次に、タイヤ２を前記軸受け部にセットし、タイヤ２のトレッド部２Ａが回転ドラム１２の外周面１２Ａに追従してタイヤ２が回転できる状態とする（ステップＳ１６）。
そして、モータ制御部１６を介してモータ１４を起動させ、タイヤ２が所望の回転速度で回転するように制御する。
トリガーセンサ２２のトリガー信号により第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂが撮影動作を実行して格子パターン５２を撮影することで、処理手段２４Ｂは第１の画像データＤ１、第２の画像データＤ２を入力手段２４Ａを介して取得する（ステップＳ１８）。
【００１８】
次いで、処理手段２４Ｂは、第１の画像データＤ１、第２の画像データＤ２、校正データＤ０に基づいて演算処理を行い（ステップＳ２０）、格子パターン５２の３次元座標データＤ１０を生成し、３次元座標データＤ１０を出力手段２４Ｃを介して出力する（ステップＳ２２）。
なお、タイヤ２のトレッド部２Ａの形状の検証に際しては、いったん、ステップＳ１６の後で、すなわち、タイヤ２を回転させる前に３次元座標データＤ１０を取得しておく。そして、タイヤ２の回転前の３次元座標データＤ１０と、ステップＳ２２で得られたタイヤ２の回転時の３次元座標データＤ１０とを比較することにより、タイヤ２のトレッド部２Ａの形状変化、表面歪などを検証する。
【００１９】
本実施の形態によれば、タイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に形成された格子パターン５２の全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層５８によって覆われているので、格子パターン５２が回転ドラム１２の外周面１２Ａに当接しても脱落、剥離しないため、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによる格子パターン５２の撮影を正確かつ安定して行えるため、従来測定が困難であったタイヤ２の回転中におけるトレッド部２Ａの形状の測定を簡単かつ高精度に行うことができ有利となる。
【００２０】
特に、従来のレーザー光をタイヤの幅方向にスキャンして測定する技術では、タイヤの振動の影響を受けやすかったのに対し、本実施の形態では、高速回転時（走行速度に換算して６０ｋｍ／Ｈ以上）のタイヤの振動の影響を受けることがなく、したがって、タイヤショルダー部付近での高い精度での測定を行うことが可能である。
また、従来のレーザー光をタイヤの幅方向にスキャンして測定する技術では、タイヤ形状を周方向にわたって平均化して測定するに留まるものであったのに対して、本実施の形態では、トレッド部２Ａのうち、格子パターン５２を形成した箇所の形状を特定して測定することができる。すなわち、トレッド部２Ａのうちタイヤ２の周方向および幅方向の箇所を特定して形状の測定を行うことができ、言い換えると、回転中のタイヤ２のトレッド部２Ａの変形を特定の位置で測定することが可能となる。
したがって、タイヤ２を構成する各部材のスプライス部分（タイヤ２の径方向において部材が重なり合う部分）における形状を特定して高精度に測定することができるため、高速回転時における各部材のスプライス部分がタイヤ２のトレッド部２Ａの変形にどのような影響を与えているかを検証する上で有利となる。
また、騒音対策として一般的に採用されているトレッド部２Ａのピッチバリエーションが、高速回転時のタイヤ変形にどのような影響を与えるのかを検証する上で有利となる。
したがって、ピッチバリエーションやタイヤ各部材のスプライス部分が、トレッド部２Ａの磨耗や高速回転時（高速走行時）のタイヤ２のＵＦ（ユニフォーミティ）に及ぼす影響を正確に検証する上で有利となる。
すなわち、タイヤ開発においてはパターンノイズ対策としてパターンの大きさを周上で変化させるピッチバリエーションが通常行われている。さらにタイヤのほとんどの部材はタイヤ製造上の理由からスプライス部が存在する。
これらのピッチバリエーションやスプライス部の影響により、高速走行時のタイヤ変形は不均一となりタイヤ周上の偏磨耗を生ずる原因となる場合がある。これらの解析を行うためにはタイヤ周上での平均の変形ではなく、タイヤ周上での特定位置でのタイヤトレッド部の変形を測定する必要がある。
本実施の形態によれば、このようなタイヤ周上での特定位置でのタイヤトレッド部の変形を測定することができることから、タイヤ開発の効率化を図る上で有利となるものである。
【００２１】
なお、本実施の形態では、格子パターン５２をシート体５４の表面に形成することによってパターンシート５６を設け、このパターンシート５６をトレッド部２Ａの外周面２０２に貼り付けることで格子パターン５２を形成し、格子パターン５２を保護層５８で覆う場合について説明したが、格子パターン５２をトレッド部２Ａの外周面２０２に直接形成し、格子パターン５２を保護層５８で覆うようにしても本実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。
しかしながら、本実施の形態のようにパターンシート５６を用いた場合には、パターンシート５６をトレッド部２Ａに貼り付けるという極めて簡単な作業で格子パターン５２を形成することができ、タイヤ形状の測定時の作業性の向上を図る上で有利である。
【００２２】
また、本実施の形態では、特定パターン５０として格子パターン５２を用いた場合について説明したが、特定パターン５０は不規則な形状からなるランダムパターンであってもかまわない。
ランダムパターンは、塗料をスプレーなどによってトレッド部２Ａの外周面２０２に吹き付けることで形成し、ランダムパターンを保護層５８で覆うようにしてもよい。
あるいは、塗料をスプレーなどによってシート体５４の表面に吹きつけることでランダムパターンを形成することでパターンシート５６を構成し、このパターンシート５６をトレッド部２Ａの外周面２０２に貼り付けることでランダムパターンを形成し、ランダムパターンを保護層５８で覆うようにしてもよい。
また、特定パターン５０としてランダムパターンを用いた場合には、撮影したランダムパターンの画像をパターンマッチングすることによりタイヤ２の周方向での位置の特定を行うと共に、第１、第２の撮像装置で撮影した画像と校正画像を対比することで物体の変形や表面歪を計算する手法が採用可能である。
このようなランダムパターンの画像データから３次元座標データを生成する手法は公知であり、例えば、丸紅情報システムズ株式会社の商品名ＡＲＡＭＩＳ（非接触３次元解析システム）によって採用されているものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態のタイヤ形状の測定方法を行うための測定システムの構成図である。
【図２】パーソナルコンピュータ２４の構成を示すブロック図である。
【図３】パーソナルコンピュータ２４の機能ブロック図である。
【図４】タイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた特定パターン５０の説明図である。
【図５】図４のＡＡ線断面図である。
【図６】撮像装置の校正データを得る方法の説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は各撮像装置で撮影された画像データの説明図である。
【図８】校正を行うための構成を示す説明図である。
【図９】本実施の形態のタイヤ形状の測定方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
２……タイヤ、２Ａ……トレッド部、２０Ａ……第１の撮像装置、２０Ｂ……第２の撮像装置、５０……特定パターン、５２……格子パターン、５８……保護層、Ｄ１……第１の画像データ、Ｄ２……第２の画像データ、Ｄ１０……３次元座標データ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ形状の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動的なタイヤ変形を測定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
この方法は、レーザー変位計から照射されるレーザー光を回転するタイヤの幅方向にスキャンさせることでタイヤのトレッド部の幅方向の形状をタイヤの周方向にわたって平均化して測定するものである。
【特許文献１】特開２００２−１１６０１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、回転中のタイヤ、特に高速で回転しているタイヤでは幅方向にも径方向にもタイヤは振動しているため、この方法では精度の高い測定を行うことは難しい。
特に、形状変化の激しいタイヤショルダー部付近では高い精度での測定を行うことはほぼ不可能である。
さらに、タイヤ変形は周方向において均一ではないため、平均化処理を行ったとしても測定位置の影響を受けてしまう。
そこで、スプレーにより塗料をタイヤ表面に吹き付けることでランダムパターンをタイヤ表面に形成しておき、２台の撮像装置によって前記ランダムパターンを撮像して得た画像をパターンマッチングすることによりタイヤ周方向の位置を特定すると共に、２台の撮像装置によって得た画像を校正画像と対比することでタイヤの変形や表面歪を計算により求める技術が提供されている。
ところで、タイヤの動的な形状を測定するためには、タイヤを回転させることが必要であり、そのため、タイヤのトレッド部に回転するドラムの外周を押し付けてタイヤを回転させている。
したがって、ランダムパターンをトレッド部の外周面に形成すると、トレッド部に形成されたランダムパターンの塗料がドラムの外周面に接触することで容易に剥離、脱落してしまうことから、ランダムパターンの形成箇所はタイヤのサイド部に限定されてしまう。
そのため、従来、回転するタイヤのトレッド部の形状を正確に測定することは困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転するタイヤのトレッド部の形状を測定する上で有利なタイヤ形状の測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、予めタイヤのトレッド部が接地する外周面に、該外周面に沿って特定パターンを形成しておき、前記タイヤを回転させた状態で前記特定パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記特定パターンの３次元形状を求めるタイヤ形状の測定方法であって、前記特定パターンは、該特定パターンの全域がほぼ均一な厚さで弾性を有する透明な材料で構成された保護層によって覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、タイヤのトレッド部の外周面に形成された特定パターンの全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層によって覆われているので、タイヤの回転に伴って特定パターンが脱落、剥離しないため、従来測定が困難であったタイヤの回転中におけるトレッド部の形状の測定を簡単かつ高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態によるタイヤ形状の測定方法について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態のタイヤ形状の測定方法を行うための測定システムの構成図である。
測定システム１０は、回転ドラム１２、モータ１４、モータ制御部１６、ライト１８、第１の撮像装置２０Ａ、第２の撮像装置２０Ｂ、トリガーセンサ２２、パーソナルコンピュータ２４などを含んで構成されている。
【０００７】
回転ドラム１２は測定対象となるタイヤ２を回転させるためのものである。
回転ドラム１２は、円筒状の外周面１２Ａを有する筒状を呈し、その中心軸を中心に不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、モータ１４の駆動力によって前記中心軸を中心にして回転される。
測定対象となるタイヤ２は、その中心軸を回転ドラム１２の中心軸と平行させた状態で不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、タイヤ２のトレッド部２Ａが接地する外周面２０２が回転ドラム１２の外周面１２Ａに当接された状態で回転ドラム１２が回転されることにより、タイヤ２が回転ドラム１２の回転に追従して回転されるように構成されている。
モータ制御部１６は、モータ１４の回転速度を調整するものである。
【０００８】
ライト１８は、タイヤ２のトレッド部２Ａに対して撮影用の光を照射するものである。
ライト１８としては、ハロゲンランプなど従来公知のさまざまなランプが採用可能である。
第１の撮像装置２０Ａ、第２の撮像装置２０Ｂは、パーソナルコンピュータ２４の制御により、後述するタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた特定パターン５０を撮影すると共に、撮影した画像データをパーソナルコンピュータ２４に供給するものである。
第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂは互いに異なる位置に設けられている。
これら第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂとしては、ＣＣＤカメラなど従来公知のさまざまな撮像装置が採用可能である。
トリガーセンサ２２は、特定パターン５０の回転位置が第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影可能な箇所に到達したことをパーソナルコンピュータ２４に知らせるためのものである。
トリガーセンサ２２は、予めタイヤ２のリム部２Ｂに形成されたマーク４を検出することで生成したトリガー信号を第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂに供給することでトレッド部２Ａの回転位置を第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂを介してパーソナルコンピュータ２４に知らせる。
トリガーセンサ２２としては反射型光電センサなどの従来公知のさまざまな位置検出用センサが採用可能である。
【０００９】
図２はパーソナルコンピュータ２４の構成を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ２４は、ＣＰＵ２６と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ２８、ＲＡＭ３０、ハードディスク装置３２、ディスク装置３４、キーボード３６、マウス３８、ディスプレイ４０、プリンタ４２、入出力インターフェース４４などを有している。
ＲＯＭ２８は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３０はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置３２は本発明方法を実現するためのプログラムを格納している。
ディスク装置３４はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード３６およびマウス３８は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ４０はデータを表示出力するものであり、プリンタ４２はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ４０およびプリンタ４２によってデータを出力する。
入出力インターフェース４４は、外部機器である第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂとの間でデータの授受を行うものであり、具体的には、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂからの画像データの受付などを行う。
【００１０】
図３はパーソナルコンピュータ２４の機能ブロック図である。
パーソナルコンピュータ２４は、機能的には、入力手段２４Ａ、処理手段２４Ｂ、出力手段２４Ｃを含んで構成されている。
入力手段２４Ａは、タイヤ２の形状を測定するために必要なデータを入力するものであり、それらデータについては後述する。
処理手段２４Ｂは、入力手段２４Ａによって入力されたデータに基づいてタイヤ２の形状を示す３次元座標データ（３次元空間座標データ）を生成するものであり、ハードディスク装置３２に格納されているプログラムがＲＡＭ３０にロードされ、ＣＰＵ２６が前記プログラムに基づいて動作することで実現される。
出力手段２４Ｃは、処理手段２４Ｂによる処理結果から構成されるタイヤ２の形状を示す測定データを出力するものである。
本実施の形態では、ＣＰＵ２６、キーボード３６、マウス３８、ディスク装置３４、入出力インターフェース４４によって入力手段２４Ａが構成され、ＣＰＵ２６によって処理手段２４Ｂが構成され、ＣＰＵ２６、ディスプレイ４０、プリンタ４２、ディスク装置３４、入出力インターフェース４４などによって出力手段２４Ｃが構成されている。
【００１１】
次に、タイヤ２のトレッド部２Ａに設けた特定パターン５０を用いたタイヤ形状の測定原理について説明する。
図４はタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた特定パターン５０の説明図である。
特定パターン５０は、図４に示すように、予めタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に形成されるものである。
本実施の形態では、特定パターン５０は、互いに平行する複数の直線からなる縦線５２Ａと、互いに平行する複数の直線からなる横線５２Ｂとが直交することで規則的な形状を呈する格子パターン５２で構成されている。
隣り合う縦線５２Ａ同士の間隔Ｌ１と、隣り合う横線５２Ｂ同士の間隔Ｌ２とは同一（Ｌ１＝Ｌ２）であり、したがって、格子パターン５２は正方格子を呈している。
特定パターン５０は、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂが特定パターン５０を撮像して得た画像データを演算処理することにより特定パターン５０の３次元形状を求め、これによりタイヤ２のトレッド部２Ａの形状を測定するために用いられる。
なお、互いに異なる位置に配置された２台の撮像装置で撮影した画像データに基づいて測定対象物の３次元座標を得る手法は種々提案されており、それらの手法を適宜採用すればよい。
例えば、格子パターン５２の画像データから３次元座標データを生成する演算処理（デジタル画像解析法）の手法としては、次に挙げる手法が採用可能である。
１）位相シフトモアレ法
文献（第４回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集p.102-105(1999)）に記載されている手法である。
位相シフトモアレ法は、２台のＣＣＤカメラで得られた測定物体の位相分布と、実校正用格子の位相分布とを位相シフトモアレ法によって求め、それらを組み合わせることで測定物体の空間座標（３次元座標）を求めるものである。
２）フーリエ変換格子法
文献（「フーリエ変換を用いた応力・歪み分布測定」：非破壊検査第４４巻第７号（１９９５年）」に記載されている手法である。
測定対象物の格子パターンを２台の撮像装置によって撮影して画像をそれぞれ求める。そして、３次元空間内のある点Ｓ（格子パターン上の点Ｓ）に対応する各撮像装置で撮影した画像内の座標値と各撮像装置の空間座標から直線ＬＬ、ＬＲを求める。２つの直線ＬＬ、ＬＲの交点を計算することで点Ｓの空間座標を得るものである。
【００１２】
図６は撮像装置の校正データを得る方法の説明図、図７（Ａ）、（Ｂ）は各撮像装置で撮影された画像データの説明図、図８は校正を行うための構成を示す説明図である。
図６に示すように、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影可能な箇所に、その表示面が位置するように校正板を配置する。
図８に示すように、校正板１００の表示面には、規則性をもって繰り返される形状で構成された校正用規則性パターン５２´が形成されている。
校正板１００は、その表示面が第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂと離間接近する方向（Ｚ方向）に沿って移動するように、リニアステージ６２を介してベース６４上に設けられている。
図６、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって校正用規則性パターン５２´を撮影すると、校正用規則性パターン５２´上に位置する３次元座標の点Ｓは、第１の撮像装置２０Ａによって撮影された画像上の２次元座標の点ＳＬ（ｉＬ、ｊＬ）に対応し、また、第２の撮像装置２０Ｂによって撮影された画像上の２次元座標の点ＳＲ（ｉＲ、ｊＲ）に対応することになる。
言い換えると、２次元座標の点ＳＬ（ｉＬ、ｊＬ）、点ＳＲ（ｉＲ、ｊＲ）は、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂの撮像素子（ＣＣＤ）の画素位置に相当する。
ここで、図８に示すように、校正板１００をＺ方向における距離を変えつつ、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂにおける画素位置を得る。言い換えると、校正板１００（校正用規則性パターン５２´）のＺ方向における位置ＲをＲ０、Ｒ１と異ならせると共に、各位置Ｒ０、Ｒ１において校正用規則性パターン５２´上の点Ｓをそれぞれ撮影して２次元座標の点ＳＬ＝Ｍ０、Ｍ１、点ＳＲ＝Ｎ０、Ｎ１を得る。
このようにＺ方向の位置をＺ０、Ｚ１に変えて、校正用規則性パターン５２´上の全ての点Ｓの撮影を行い、それら点Ｓに対応する２次元座標の点ＳＬ、点ＳＲを得ることにより、２次元座標の点ＳＬ、点ＳＲと３次元座標の点Ｓとの関連付けを行うことができる。
このような校正用規則性パターン５２´上の点Ｓと第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂで撮影された画像における２次元座標の点ＳＬ、点ＳＲとを関連付けたデータを本明細書では校正データという。
フーリエ変換格子法、位相シフトモアレ法は、共に校正データと測定物体画像の解析結果とを対比することで３次元座標を求める。
【００１３】
次に格子パターン５２について説明する。
図５は図４のＡＡ線断面図である。
図５に示すように、本実施の形態では、可撓性を有する薄板状のシート体５４の表面に格子パターン５２（図４）が形成されることでパターンシート５６が構成されている。
シート体５４を構成する材料としては、可撓性と弾性に優れた材料であればよく、ゴムなどの弾性材料が採用可能であり、シート体５４の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
格子パターン５２の形成は、パターンシート５６の表面に塗料を印刷することでなされる。
具体的には、図４に示す縦線５２Ａおよび横線５２Ｂの部分と、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂを除く矩形状の部分との双方を、塗料を印刷することで形成し、その際、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂの部分を構成する塗料の厚さと、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂを除く矩形状の部分を構成する塗料の厚さとがほぼ同一となるようにする。
このように、格子パターン５２の全域をほぼ均一の厚さで構成すると、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂで格子パターン５２を撮影した際に、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂの部分と、縦線５２Ａおよび横線５２Ｂを除く矩形状の部分との厚さの違いによって生じる格子パターン５２の厚さ方向における位置の違いをなくし、撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮像された画像上における位置の誤差を抑制する上で有利となる。
なお、校正板１００に設ける校正用格子パターン５０´も上記格子パターン５０と同様に校正用格子パターン５０´の全域をほぼ均一の厚さで構成することが撮像装置１８Ａ、１８Ｂによって撮像された画像上における位置の誤差を抑制する上で有利となる。
【００１４】
そして、パターンシート５６の表面と反対側に位置する裏面をタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に接着剤により接着して貼り付けることによって、トレッド部２Ａの外周面２０２に格子パターン５２（特定パターン５０）が形成される。
さらに、パターンシート５６の表面の全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層５８によって覆われている。
保護層５８を構成する材料としては、弾性と透明性に優れた材料であればよく、例えば、市販の透明な接着剤をパターンシート５６の表面全域に塗布したのち乾燥、硬化することで保護層５８を形成することができる。
このような接着剤としては、市販の弾性接着剤が採用可能であり、例えば、セメダイン株式会社の商品名スーパーＸが採用可能である。
また、保護層５８は、タイヤ２の回転時にトレッド部２Ａを構成するトレッドゴムが変形する際、トレッドゴムの変形に影響を与えないことがタイヤ２の形状を正確に測定する上で好ましい。
そのため、保護層５８の弾性率は、トレッドゴムの弾性率になるべく近いことが好ましいが、保護層５８の弾性率は、トレッドゴムの弾性率の1/10倍以上10倍以下であればよい。
保護層５８の弾性率がトレッド部２Ａを構成するトレッドゴムの弾性率の1/10倍より小さい場合、接地回転による変形に追従することが難しくなり耐久性が低下する不利がある。
また、保護層５８の弾性率がトレッド部２Ａを構成するトレッドゴムの弾性率の10倍より大きい場合、トレッド部２Ａの変形を抑制して測定結果の精度を低下させる不利がある。
また、保護層５８の厚さは少なくとも１ｍｍ以下であることが好ましい。
保護層５８の厚さが1.0mmより大きい場合には、測定結果の精度を低下させる可能性がある。
なお、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって透明な保護層５８を介して格子パターン５２を撮影するが、この際、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影される格子パターン５２は、保護層５８の屈折率などの光学的な影響を受けることになる。
したがって、前述した校正板１００の表面に形成した校正用規則性パターン５２´の全域にも格子パターン５２を覆う保護層５８と同一の材料で同一の厚さの保護層を校正用パターンの保護層として形成することが、校正データに及ぼす保護層５８の屈折率などの光学的な影響を取り除く上で好ましい。
この際、校正用パターンの保護層の厚さは、格子パターン５２を覆う保護層５８の少なくとも0．5倍以上1.5倍以下であることが校正データに及ぼす保護層５８の屈折率などの光学的な影響を効果的に取り除く上で好ましい。
【００１５】
次に、図１、図３、および図９に示す本実施の形態のタイヤ形状の測定方法の手順を示すフローチャートを参照して測定動作について説明する。
まず、測定対象となるタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２にパターンシート５６を接着することで格子パターン５２を形成する（ステップＳ１０）。
次に、格子パターン５２の全域を覆うように保護層５８を形成する（ステップＳ１２）。
【００１６】
次にコンピュータ２４を用いて校正データＤ０を生成する。
すなわち、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂにより校正用規則性パターン５２´を撮影することにより入力手段２４Ａを介して第１、第２の画像データＤ１、Ｄ２が処理手段２４Ｂに供給されると、処理手段２４Ｂは、それら第１、第２の画像データＤ１、Ｄ２に基づいて校正データＤ０を生成する（ステップＳ１４）。
校正データＤ０は、ハードディスク装置３２などの記憶手段にいったん格納される。
【００１７】
次に、タイヤ２を前記軸受け部にセットし、タイヤ２のトレッド部２Ａが回転ドラム１２の外周面１２Ａに追従してタイヤ２が回転できる状態とする（ステップＳ１６）。
そして、モータ制御部１６を介してモータ１４を起動させ、タイヤ２が所望の回転速度で回転するように制御する。
トリガーセンサ２２のトリガー信号により第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂが撮影動作を実行して格子パターン５２を撮影することで、処理手段２４Ｂは第１の画像データＤ１、第２の画像データＤ２を入力手段２４Ａを介して取得する（ステップＳ１８）。
【００１８】
次いで、処理手段２４Ｂは、第１の画像データＤ１、第２の画像データＤ２、校正データＤ０に基づいて演算処理を行い（ステップＳ２０）、格子パターン５２の３次元座標データＤ１０を生成し、３次元座標データＤ１０を出力手段２４Ｃを介して出力する（ステップＳ２２）。
なお、タイヤ２のトレッド部２Ａの形状の検証に際しては、いったん、ステップＳ１６の後で、すなわち、タイヤ２を回転させる前に３次元座標データＤ１０を取得しておく。そして、タイヤ２の回転前の３次元座標データＤ１０と、ステップＳ２２で得られたタイヤ２の回転時の３次元座標データＤ１０とを比較することにより、タイヤ２のトレッド部２Ａの形状変化、表面歪などを検証する。
【００１９】
本実施の形態によれば、タイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に形成された格子パターン５２の全域がほぼ均一な厚さを有する弾性を有する透明な材料で構成された保護層５８によって覆われているので、格子パターン５２が回転ドラム１２の外周面１２Ａに当接しても脱落、剥離しないため、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによる格子パターン５２の撮影を正確かつ安定して行えるため、従来測定が困難であったタイヤ２の回転中におけるトレッド部２Ａの形状の測定を簡単かつ高精度に行うことができ有利となる。
【００２０】
特に、従来のレーザー光をタイヤの幅方向にスキャンして測定する技術では、タイヤの振動の影響を受けやすかったのに対し、本実施の形態では、高速回転時（走行速度に換算して６０ｋｍ／Ｈ以上）のタイヤの振動の影響を受けることがなく、したがって、タイヤショルダー部付近での高い精度での測定を行うことが可能である。
また、従来のレーザー光をタイヤの幅方向にスキャンして測定する技術では、タイヤ形状を周方向にわたって平均化して測定するに留まるものであったのに対して、本実施の形態では、トレッド部２Ａのうち、格子パターン５２を形成した箇所の形状を特定して測定することができる。すなわち、トレッド部２Ａのうちタイヤ２の周方向および幅方向の箇所を特定して形状の測定を行うことができ、言い換えると、回転中のタイヤ２のトレッド部２Ａの変形を特定の位置で測定することが可能となる。
したがって、タイヤ２を構成する各部材のスプライス部分（タイヤ２の径方向において部材が重なり合う部分）における形状を特定して高精度に測定することができるため、高速回転時における各部材のスプライス部分がタイヤ２のトレッド部２Ａの変形にどのような影響を与えているかを検証する上で有利となる。
また、騒音対策として一般的に採用されているトレッド部２Ａのピッチバリエーションが、高速回転時のタイヤ変形にどのような影響を与えるのかを検証する上で有利となる。
したがって、ピッチバリエーションやタイヤ各部材のスプライス部分が、トレッド部２Ａの磨耗や高速回転時（高速走行時）のタイヤ２のＵＦ（ユニフォーミティ）に及ぼす影響を正確に検証する上で有利となる。
すなわち、タイヤ開発においてはパターンノイズ対策としてパターンの大きさを周上で変化させるピッチバリエーションが通常行われている。さらにタイヤのほとんどの部材はタイヤ製造上の理由からスプライス部が存在する。
これらのピッチバリエーションやスプライス部の影響により、高速走行時のタイヤ変形は不均一となりタイヤ周上の偏磨耗を生ずる原因となる場合がある。これらの解析を行うためにはタイヤ周上での平均の変形ではなく、タイヤ周上での特定位置でのタイヤトレッド部の変形を測定する必要がある。
本実施の形態によれば、このようなタイヤ周上での特定位置でのタイヤトレッド部の変形を測定することができることから、タイヤ開発の効率化を図る上で有利となるものである。
【００２１】
なお、本実施の形態では、格子パターン５２をシート体５４の表面に形成することによってパターンシート５６を設け、このパターンシート５６をトレッド部２Ａの外周面２０２に貼り付けることで格子パターン５２を形成し、格子パターン５２を保護層５８で覆う場合について説明したが、格子パターン５２をトレッド部２Ａの外周面２０２に直接形成し、格子パターン５２を保護層５８で覆うようにしても本実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。
しかしながら、本実施の形態のようにパターンシート５６を用いた場合には、パターンシート５６をトレッド部２Ａに貼り付けるという極めて簡単な作業で格子パターン５２を形成することができ、タイヤ形状の測定時の作業性の向上を図る上で有利である。
【００２２】
また、本実施の形態では、特定パターン５０として格子パターン５２を用いた場合について説明したが、特定パターン５０は不規則な形状からなるランダムパターンであってもかまわない。
ランダムパターンは、塗料をスプレーなどによってトレッド部２Ａの外周面２０２に吹き付けることで形成し、ランダムパターンを保護層５８で覆うようにしてもよい。
あるいは、塗料をスプレーなどによってシート体５４の表面に吹きつけることでランダムパターンを形成することでパターンシート５６を構成し、このパターンシート５６をトレッド部２Ａの外周面２０２に貼り付けることでランダムパターンを形成し、ランダムパターンを保護層５８で覆うようにしてもよい。
また、特定パターン５０としてランダムパターンを用いた場合には、撮影したランダムパターンの画像をパターンマッチングすることによりタイヤ２の周方向での位置の特定を行うと共に、第１、第２の撮像装置で撮影した画像と校正画像を対比することで物体の変形や表面歪を計算する手法が採用可能である。
このようなランダムパターンの画像データから３次元座標データを生成する手法は公知であり、例えば、丸紅情報システムズ株式会社の商品名ＡＲＡＭＩＳ（非接触３次元解析システム）によって採用されているものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態のタイヤ形状の測定方法を行うための測定システムの構成図である。
【図２】パーソナルコンピュータ２４の構成を示すブロック図である。
【図３】パーソナルコンピュータ２４の機能ブロック図である。
【図４】タイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた特定パターン５０の説明図である。
【図５】図４のＡＡ線断面図である。
【図６】撮像装置の校正データを得る方法の説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は各撮像装置で撮影された画像データの説明図である。
【図８】校正を行うための構成を示す説明図である。
【図９】本実施の形態のタイヤ形状の測定方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
２……タイヤ、２Ａ……トレッド部、２０Ａ……第１の撮像装置、２０Ｂ……第２の撮像装置、５０……特定パターン、５２……格子パターン、５８……保護層、Ｄ１……第１の画像データ、Ｄ２……第２の画像データ、Ｄ１０……３次元座標データ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めタイヤのトレッド部が接地する外周面に、該外周面に沿って特定パターンを形成しておき、前記タイヤを回転させた状態で前記特定パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記特定パターンの３次元形状を求めるタイヤ形状の測定方法であって、
前記特定パターンは、該特定パターンの全域がほぼ均一な厚さで弾性を有する透明な材料で構成された保護層によって覆われている、
ことを特徴とするタイヤ形状の測定方法。
【請求項２】
可撓性を有する薄板状のシート体の表面に前記特定パターンが形成されたパターンシートを設け、
前記トレッド部の外周面への前記特定パターンの形成は、前記パターンシートの表面と反対側に位置する裏面を前記トレッド部の外周面に貼り付けることでなされ、
前記保護層は前記パターンシートの表面全域を覆うように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状の測定方法。
【請求項３】
前記特定パターンはほぼ均一の厚さで形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状の測定方法。
【請求項４】
前記トレッド部の外周面への前記特定パターンの形成は、前記トレッド部の外周面に塗料を付着させることでなされ、
前記保護層は前記トレッド部の外周面に付着された塗料の全域を覆うように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状の測定方法。
【請求項１】
予めタイヤのトレッド部が接地する外周面に、該外周面に沿って特定パターンを形成しておき、前記タイヤを回転させた状態で前記特定パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記特定パターンの３次元形状を求めるタイヤ形状の測定方法であって、
前記特定パターンは、該特定パターンの全域がほぼ均一な厚さで弾性を有する透明な材料で構成された保護層によって覆われている、
ことを特徴とするタイヤ形状の測定方法。
【請求項２】
可撓性を有する薄板状のシート体の表面に前記特定パターンが形成されたパターンシートを設け、
前記トレッド部の外周面への前記特定パターンの形成は、前記パターンシートの表面と反対側に位置する裏面を前記トレッド部の外周面に貼り付けることでなされ、
前記保護層は前記パターンシートの表面全域を覆うように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状の測定方法。
【請求項３】
前記特定パターンはほぼ均一の厚さで形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状の測定方法。
【請求項４】
前記トレッド部の外周面への前記特定パターンの形成は、前記トレッド部の外周面に塗料を付着させることでなされ、
前記保護層は前記トレッド部の外周面に付着された塗料の全域を覆うように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ形状の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１７４９３３（Ｐ２００９−１７４９３３Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２２１８（Ｐ２００８−１２２１８）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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