JP2002116012A - タイヤ動的プロファイル測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの動的プロファイルを広範囲に亘って
容易に測定しうるとともに、高速回転においてもその測
定精度を高いレベルで確保しうる。 【解決手段】 回転するタイヤの外周面を、タイヤ赤道
面に中心点を有する円周線上を移動するレーザー変位計
により、前記円周線の小円周ピッチ毎に、タイヤ周方向
にスキャンする。前記小円周ピッチ毎に得られたタイヤ
の外周面との間の距離データを最大値から並べ、最小値
から５〜３０％の範囲内の距離データを回帰分析して、
外周面予想位置を各小円周ピッチ毎に求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転するタイヤの
略全体のプロファイルを精度良く測定しうるタイヤ動的
プロファイル測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転状態のタイヤのプロファイル（以下
動的プロファイルという）を測定することは、タイヤを
開発する上で非常に重要である。

【０００３】従来、動的プロファイルを測定する手段と
して、例えば図７（Ａ）に示すように、レーザー変位計
ａをタイヤ軸と平行な直線ｂ上で小間隔ピッチｐで間欠
移動せしめ、各小間隔ピッチｐ毎に、レーザー変位計ａ
とタイヤ外周面との間の距離ｃを測定している。なお前
記距離ｃの測定では、図７（Ｂ）に示すように、レーザ
ー変位計ａをタイヤ周方向にスキャンし、タイヤ外周面
上の複数位置ｑで、レーザー変位計ａとタイヤ外周面と
の間の距離ｃ１を計り、その平均値をもって前記距離ｃ
としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手段では、レーザー変位計ａがタイヤ軸と平行な直
線ｂ上を移動するため、例えばショルダー部ｓｈなどプ
ロファイルが大きく湾曲変化する部位では、レーザー変
位計ａの反射光が変位計に戻らなくなる。従って、従来
では、前記直線ｂに対して略平行な部位、即ちトレッド
面しか測定することはできず、またトレッド面自体大き
く湾曲する自動二輪車用タイヤ等においては、このトレ
ッド面さえも測定することができないという問題があっ
た。

【０００５】又新品タイヤの外周面には、トレッド溝が
種々のパターンで凹設されるとともに、金型のベントホ
ールによって生じるスピューの刈り残しが突出してい
る。従って、高速度でタイヤを回転した場合には、測定
データ中に、トレッド溝やスピュー刈り残し部での距離
ｃ１が混在してしまうため、距離ｃの値が不正確とな
り、プロファイルの測定精度を著しく低下させるという
結果を招く。従って、回転速度にも大きな制約を受ける
こととなる。

【０００６】そこで本発明は、タイヤの動的プロファイ
ルを、一方のビード部から他方のビード部に至る広範囲
に亘って容易に測定しうるとともに、高速回転において
も、その測定精度を極めて高いレベルで確保しうるタイ
ヤ動的プロファイル測定方法の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明は、回転するタイヤのタイヤプ
ロファイルを測定するタイヤ動的プロファイル測定方法
であって、リム組みされタイヤ軸廻りで回転するタイヤ
の外周面を、タイヤ赤道面に中心点を有する円周線上を
一方のビード部から他方のビード部まで移動するレーザ
ー変位計により、前記円周線の小円周ピッチ毎に、タイ
ヤ周方向に多数点でスキャンし、該外周面の位置を測定
するとともに、前記小円周ピッチ毎に得られた該レーザ
ー変位計とタイヤの外周面との間の距離データを最小値
から最大値まで順に並べるとともに、最小値から５〜３
０％の範囲内の距離データを回帰分析して、外周面予想
位置を各小円周ピッチ毎に求めるとともに、各小円周ピ
ッチの外周面予想位置を連ねることにより、回転するタ
イヤのタイヤプロファイルを求めることを特徴としてい
る。

【０００８】また請求項２の発明では、前記タイヤ周方
向にスキャンする点は、タイヤを周方向に等ピッチで区
分する２００〜４００個の多数の点であることを特徴と
している。

【０００９】また請求項３の発明では、前記小円周ピッ
チは、前記中心点廻りの中心角度αが１．０〜３．０度
であることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図示例とともに説明する。図１は本発明のタイヤ動的プ
ロファイル測定方法（以下、プロファイル測定方法とい
う）を実施する測定装置を概念的に示す斜視図、図２は
その正面図、図３はレーザー変位計の移動状態を説明す
る線図である。

【００１１】図１において、前記測定装置１は、内圧を
充填したタイヤＴをタイヤ軸廻りで回転可能に支持する
枢支手段２と、レーザー変位計３を有するとともにこの
レーザー変位計３をタイヤ赤道面ＣＯに中心点Ｚを有す
る円周線Ｅ上で移動可能に支持する測定手段５と、前記
レーザー変位計３によって計測した距離データＸを演算
処理してタイヤＴの動的プロファイルＲを求める演算手
段６とを具えている。

【００１２】なお本願の測定装置１は、例えば乗用車
用、自動二輪車用、重荷重用、航空機用など、種々のカ
テゴリーのタイヤの測定に好適に適用できる。

【００１３】前記枢支手段２は、タイヤＴをリム７、７
間でチャッキングして垂直に支持する架台９を具えると
ともに、この架台９には、タイヤＴをタイヤ軸廻りで所
定の速度で回転させる駆動手段１０が付設される。該駆
動手段１０としては、例示の如くトレッド部に圧接して
タイヤＴを直接駆動するロードホイール１０Ａであって
も良く、又タイヤ軸Ｊに連係しこのタイヤ軸Ｊを駆動す
るモータであっても良い。

【００１４】次に、前記測定手段５は、レーザー変位計
３と、このレーザー変位計３を前記円周線Ｅ上で移動可
能に支持する支持具１１とを具えており、この支持具１
１は、本例では前記架台９に取付けられる。

【００１５】前記支持具１１は、前記架台９に取付く架
台１２から立上がる回転軸部１３Ａに、この回転軸部１
３Ａから側方に張出しつつ上方にのびるアーム部１３Ｂ
を一体に設けた支持アーム１３を具える。前記回転軸部
１３Ａの軸心１３ｊは、タイヤ赤道面ＣＯ上を通り、又
前記アーム部１３Ｂ上端には、本例では、前記タイヤ軸
Ｊと同高さ位置に、レーザー変位計３をタイヤＴの中心
ＪＣに向けて取り付けている。

【００１６】従って、タイヤ赤道面ＣＯと直角なタイヤ
軸Ｊを通る子午断面（図３に示す）において、レーザー
変位計３は、前記軸心１３ｊを中心点Ｚとした円周線Ｅ
上を、一方のビード部Ｔｂから他方のビード部Ｔｂまで
移動しうる。なおタイヤ軸Ｊを駆動させる場合には、前
記支持具１１は、床面等に固定しても良い。

【００１７】ここで、レーザー変位計３は、周知の如
く、被測定物との距離を、被測定物表面で反射される半
導体レーザーからの反射光を用いて計測する測定器であ
り、該レーザー変位計３は、そのセンサー部３Ａを前記
円周線Ｅ上に位置せしめかつ中心点Ｚに向けてセットし
ている。

【００１８】前記中心点Ｚの位置は、測定領域（例え
ば、トレッド部だけか或いはタイヤ全体かなど）及びタ
イヤ輪郭形状に応じて適宜設定することが好ましいが、
タイヤ全体を測定する場合、本例の如く、ビードベース
ライン近傍に中心点Ｚを位置させるのが好ましい。又前
記センサー部３Ａとタイヤ外周面との距離Ｌは、特に規
制されないが、測定精度を高める観点から、本例では、
タイヤ赤道面ＣＯ上での前記距離Ｌを１００±４０ｍｍ
の範囲に設定した場合を例示している。

【００１９】又前記支持アーム１３には、角度制御可能
な所謂ステッピングモータ（図示しない）が連結し、レ
ーザー変位計３を前記円周線Ｅの小円周ピッチＥ１で間
欠移動させる。この小円周ピッチＥ１は、大き過ぎると
プロファイルＲが粗くなって精度が低下し、小さすぎる
と測定時間が不必要に長くなる。従って、小円周ピッチ
Ｅ１は、前記中心点Ｚ廻りの中心角度αで１．０〜３．
０度（本例では２．０度）の範囲で設定するのが好まし
い。

【００２０】又前記レーザー変位計３は、前記タイヤＴ
が回転することにより、図２に示すように、各小円周ピ
ッチＥ１において、タイヤ外周面Ｔｓをタイヤ周方向に
スキャンでき、このタイヤ外周面Ｔｓ上の多数点Ｐにお
いて、夫々レーザー変位計３とタイヤ外周面Ｔｓとの間
の距離ＸＡを計測する。

【００２１】このスキャンする点Ｐは、タイヤ周方向に
できる限り均一に分散していることが好ましく、本例で
は、タイヤを周方向に等ピッチで区分した２００〜４０
０個の範囲のｎ個（本例では３００個）の点で形成して
いる。これは、例えばタイヤサイズが１２０／６５Ｒ１
７のタイヤを、時速２００ｋｍ／ｈの高速度で回転させ
た場合、タイヤは１秒間に約２７回転するからであり、
もしタイヤが一周する間に、全ての点Ｐ（例えば３００
個）で距離ＸＡを計測するためには、約１／８１００秒
毎の計測が必要となるなど、実質的に計測が困難とな
る。そこで、図４に示すように、例えば中心角度βが１
２０．４度の等ピッチで計測し、一週目と二週目との間
に生じる１．２度のズレ角度θを積み重ねることによっ
て、１２０周の回転によって均一に分散された３００個
の点Ｐでの計測が行える。

【００２２】言い換えると、一週目と二週目との間でズ
レ角度θが生じるようなピッチを設定し、ｎ個の点Ｐを
周方向に分散させるのであって、必ずしも前記点Ｐがタ
イヤの等分点とならなくても良い。なおこの点Ｐの設定
は、具体的には、タイマーによるレーザー変位計３の計
測時間間隔と、タイヤの回転速度との制御によって行
う。

【００２３】次に、前記レーザー変位計３によって計測
した距離データＸは、演算手段６によって演算処理さ
れ、タイヤＴの動的プロファイルＲが求められる。

【００２４】前記演算手段６は、 前記小円周ピッチＥ１毎に得られたｎ個の距離デー
タＸを最小値Ｘ１から最大値Ｘｎまで順に並べるととも
に、最小値Ｘ１から５〜３０％の範囲内の距離データＸ
ｙを回帰分析し、その代表値となる外周面予想位置Ｘ０
を各小円周ピッチＥ１毎に求める工程Ｓ１と、 各小円周ピッチＥ１毎に求まる外周面予想位置Ｘ０
を、互いに連ねることにより、回転するタイヤのタイヤ
プロファイルＲを求める工程Ｓ２とを含んでいる。

【００２５】詳しくは、前記工程Ｓ１では、各小円周ピ
ッチＥ１毎に、図５（Ａ）に示すように、ｎ個の距離デ
ータＸを、最小値Ｘ１から順に整列させる。これは、新
品タイヤでは、その外周面に、トレッド溝やスピューの
刈り残しなどからなるプロファイルとは無関係な凹凸部
１５ａ、１５ｂが形成されているため、前記距離データ
中に、この凹凸部１５ａ、１５ｂでの不良な距離データ
Ｘａ、Ｘｂが混在することにより測定精度を著しく低下
させてしまうからである。

【００２６】従って、前記整列を行うことによって、前
記凸部１５ａの距離データＸａを最小値側に、又前記凹
部１５ｂの距離データＸｂを最大値側に夫々集めること
ができる。そして、これら不良な距離データＸａ、Ｘｂ
を少なくとも排除した、特に前記最小値Ｘ１から５〜３
０％の範囲、好ましくは１０〜２０％の範囲の良好な距
離データＸｙを用いて、代表値となる前記外周面予想位
置Ｘ０を求めるのである。

【００２７】なお、該外周面予想位置Ｘ０の求め方は、
図５（Ｂ）に示すように、前記距離データＸｙを回帰分
析し、本例では、回帰線Ｍから推定される０％の値、即
ち最小値に略相当する値をもって外周面予想位置Ｘ０と
している。なおタイヤＴが凹凸部のない真円状のプレー
ンタイヤであるならば、前記外周面予想位置Ｘ０と最小
値Ｘ１とは実質的に一致している。なお同図には、１０
〜２０％の範囲の距離データＸｙを用いて回帰分析した
好ましい場合を例示している。

【００２８】このようにして、各小円周ピッチＥ１毎
に、外周面予想位置Ｘ０を求めるとともに、前記工程Ｓ
２では、図６に示すように、各小円周ピッチＥ１毎に求
めた外周面予想位置Ｘ０を、互いに滑らかに連ねること
により、タイヤプロファイルＲを求める。同図には、走
行速度が２７０ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈの場合が示され
ている。なお、測定可能な速度範囲は、０〜４５０km／
ｈ程度である。

【００２９】このように、本願のプロファイル測定方法
は、まず、レーザー変位計３を前記円周線Ｅに沿って間
欠移動し、その小円周ピッチＥ１毎にタイヤ外周面Ｔｓ
をタイヤ周方向にスキャンしている。従って、一方のビ
ード部Ｔｂから他方のビード部Ｔｂに至る広範囲に亘
り、レーザー照射光をタイヤ外周面Ｔｓに対して直角に
近い深い角度で照射することができ、タイヤの略全体の
距離データＸを取得することができる。

【００３０】又前記演算手段６においては、取得した距
離データＸを最小値Ｘ１から順に整列し、最小値Ｘ１か
ら５〜３０％の範囲内の距離データＸｙを回帰分析する
ことにより外周面予想位置Ｘ０を求めている。従って、
トレッド溝やスピューの刈り残しなどからなるプロファ
イルとは無関係な凹凸部１５ａ、１５ｂでの距離データ
Ｘａ、Ｘｂを排除でき、高速回転においても、その測定
精度を極めて高いレベルで確保し、動的プロファイルＲ
を正確に得ることができる。

【００３１】以上、本発明の特に好ましい実施形態につ
いて詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定される
ことなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【００３２】

【実施例】タイヤサイズ１２０／６５ＺＲ１７の自動二
輪車用タイヤの動的プロファイルを、本発明の測定方法
に従い、以下の条件で測定した。

【００３３】測定装置１を用い、装着リム（ＭＴ３．５
０×１７）、内圧（２５０ｋＰａ）荷重（１０〜３０ｋ
ｇｆ）、走行速度（１０ｋｍ／ｈ、及び２７０ｋｍ／
ｈ）の条件でタイヤＴを回転させた。１〜２分間走行
後、レーザー変位計３を円周線Ｅに沿って一方のビード
部Ｔｂから他方のビード部Ｔｂまで間欠移動し、中心角
度α（２．０度）の小円周ピッチＥ１毎に、タイヤ外周
面Ｔｓをタイヤ周方向にスキャンした。スキャンする点
Ｐは、周方向に均一に分散した、即ち等ピッチの３００
個の点である。

【００３４】又これら小円周ピッチＥ１毎の３００個の
距離データＸを演算処理し、その結果得られたプロファ
イルＲを図６に示している。図のように、高速回転によ
って、トレッド部が大きく外径成長しているのが確認で
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は叙上の如く構成しているため、
タイヤの動的プロファイルを、一方のビード部から他方
のビード部に至る広範囲に亘って容易に測定しうるとと
もに、高速回転においても、その測定精度を極めて高い
レベルで確保しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定方法を実施するための測定装置を
例示する斜視図である。

【図２】その正面図である。

【図３】レーザー変位計の移動状態を示す線図である。

【図４】周方向にスキャンする点を説明する線図であ
る。

【図５】距離データを最小値から順位配列した配列図で
ある。

【図６】実施例で測定したタイヤの動的プロファイルの
測定結果である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、従来技術を説明する線図で
ある。

【符号の説明】

３ レーザー変位計 ＣＯ タイヤ赤道面 Ｅ 円周線 Ｅ１ 小円周ピッチ Ｊ タイヤ軸 Ｐ 多数点 Ｒ タイヤプロファイル Ｔ タイヤ Ｔｂ ビード部 Ｔｓ タイヤ外周面 Ｘ 距離データ Ｘｎ 最大値 Ｘ１ 最小値 Ｘ０ 外周面予想位置 Ｚ 中心点

フロントページの続き (72)発明者 川村 隆司 兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号 住友ゴム工業株式会社内 (72)発明者 鈴村 清貴 兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号 住友ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA52 BB16 CC13 FF09 FF11 GG12 HH04 JJ16 MM04 MM09 PP05 PP22 QQ17 QQ28 QQ41 UU06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転するタイヤのタイヤプロファイルを測
   定するタイヤ動的プロファイル測定方法であって、 リム組みされタイヤ軸廻りで回転するタイヤの外周面
   を、タイヤ赤道面に中心点を有する円周線上を一方のビ
   ード部から他方のビード部まで移動するレーザー変位計
   により、前記円周線の小円周ピッチ毎に、タイヤ周方向
   に多数点でスキャンし、該外周面の位置を測定するとと
   もに、 前記小円周ピッチ毎に得られた該レーザー変位計とタイ
   ヤの外周面との間の距離データを最小値から最大値まで
   順に並べるとともに、最小値から５〜３０％の範囲内の
   距離データを回帰分析して、外周面予想位置を各小円周
   ピッチ毎に求めるとともに、 各小円周ピッチの外周面予想位置を連ねることにより、
   回転するタイヤのタイヤプロファイルを求めることを特
   徴とするタイヤ動的プロファイル測定方法。
2. 【請求項２】前記タイヤ周方向にスキャンする点は、タ
   イヤを周方向に等ピッチで区分する２００〜４００個の
   多数の点であることを特徴とする請求項１記載のタイヤ
   動的プロファイル測定方法。
3. 【請求項３】前記小円周ピッチは、前記中心点廻りの中
   心角度αが１．０〜３．０度であることを特徴とする請
   求項１又は２記載のタイヤ動的プロファイル測定方法。