JP2009250963A - 内面形状測定システム及び内面形状測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に装着することができるとともに、空気入りタイヤの内面形状を容易に測定することができる内面形状測定システム及び内面形状測定方法を提供する。
【解決手段】本発明は、空気入りタイヤの内側面の形状である内面形状を測定する内面形状測定システムであって、内側面の少なくとも一部に形成されたマーカー２０と、マーカー２０を撮影し、撮影したマーカー２０の画像データを出力する複数のカメラ３０と、複数のカメラ３０からそれぞれ出力された画像データを用いて、内側面の変形量を計算する変形量計算部７０とを備え、マーカー２０が、所定の間隔を有して複数形成され、複数のカメラ３０が、空気入りタイヤ１０が組み付けられるリムホイール１２に取り付けられるとともに、カメラ３０のそれぞれが、異なる位置に配設されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤの内側面の形状である内面形状を測定する内面形状測定システム及び内面形状測定方法に関する。

従来、路面と接地することや空気入りタイヤに付加される荷重などによって変形した空気入りタイヤの内側面の形状、具体的には、トレッド部やサイドウォール部の内側面の形状（以下、内面形状）を測定する装置が実現されている。

例えば、レーザー変位計を用いた内面形状測定システムが知られている（特許文献１参照）。内面形状測定システムは、空気入りタイヤのビード部と係合するリム部を備える。レーザー変位計は、リム部に係合された空気入りタイヤの内側面（例えば、トレッド部の内側面）から一定の距離を隔てて配置されるとともに、空気入りタイヤの内側面との距離、つまり、内面形状の変位量を測定する。
特開平１１−２３２３７号公報（第３図）

しかしながら、上述した従来の内面形状測定システムには、次のような問題があった。すなわち、レーザー変位計を用いた従来の内面形状測定システムは、サイズが大きく構造が複雑なため、車両に装着することができない問題があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、車両に装着することができるとともに、空気入りタイヤの内面形状を容易に測定することができる内面形状測定システム及び内面形状測定方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、第１の特徴に係る発明は、空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１０）の内側面（内側面１１Ａ又は内側面１６Ａ）の形状である内面形状を測定する内面形状測定システム（内面形状測定システム１）であって、内側面の少なくとも一部に形成されたマーカー（マーカー２０）と、マーカーを撮影し、撮影したマーカーの画像データ（通常時２次元データ又は変形時２次元データ）を出力する複数のカメラ（カメラ３０（第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂ））と、複数のカメラからそれぞれ出力された画像データを用いて、内側面の変形量を計算する変形量計算部（変形量計算部７０）とを備え、マーカーが、所定の間隔を有して複数形成され、複数のカメラが、空気入りタイヤが組み付けられるリムホイール（リムホイール１２）に取り付けられるとともに、カメラのそれぞれが、異なる位置に配設されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、マーカーが内側面に形成され、かつ複数のカメラがリムホイールに取り付けられていることによって、従来のレーザー変位計を用いた内面形状測定システムに比べて、サイズが大幅に小さくなり、かつ、構造が単純となるため、車両に装着することができる。

また、変形量計算部が複数のカメラで撮影した画像データを用いて、内側面の変形量を計算することによって、従来のレーザー変位計を用いた内面形状測定システムに比べて、空気入りタイヤの内面形状を容易に、かつ正確に測定することができる。

その他の特徴に係る発明は、マーカーが形成された内側面を照らす照明部（照明部４０）をさらに備えることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、マーカーが、トレッド幅方向及びタイヤ周方向に沿った複数のドット（円形状）であることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、複数のカメラが、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ異なる位置に配設されることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、隣り合う複数のカメラが、空気入りタイヤの側面視において、空気入りタイヤの中心を頂点とした角度が１２０度以内の領域に配設されることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、画像データを無線信号として送信する無線送信部（無線送信部５０）と、無線送信部から送信された無線信号を受信し、画像データを変形量計算部に出力する無線受信部（無線受信部６０）とをさらに備えることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、空気入りタイヤの内側面の形状である内面形状を測定する内面形状測定方法であって、空気入りタイヤが組み付けられたリムホイールに取り付けられる複数のカメラを用いて、内側面の少なくとも一部に形成されたマーカーを撮影するステップと、複数のカメラが撮影したマーカーの画像データを用いて、内側面の変形量を計算するステップとを備え、マーカーが、所定の間隔を有して複数形成され、カメラのそれぞれが、異なる位置に配設されることを要旨とする。

本発明によれば、車両に装着することができるとともに、空気入りタイヤの内面形状を容易に測定することができる内面形状測定システム及び内面形状測定方法を提供することができる。

次に、本発明に係る内面形状測定システム及び内面形状測定方法の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（内面形状測定システムの構成）
まず、本発明に係る内面形状測定システムの構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る内面形状測定システムが装着された空気入りタイヤ及びリムホイールを示す一部断面斜視図であり、図２は、本実施の形態に係る内面形状測定システムが装着された空気入りタイヤ及びリムホイールを示す分解斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る内面形状測定システムが装着された空気入りタイヤ及びリムホイールを示す側面断面図であり、図４は、本実施の形態に係る内面形状測定システムを示すブロック図である。

なお、本実施の形態に係る空気入りタイヤ及びリムホイールは、建設車両等の重荷重車両に装着される重荷重用タイヤ及び重荷重用リムホイールであるものとする。

図１〜図４に示すように、内面形状測定システム１は、空気入りタイヤ１０の内側面、具体的には、空気入りタイヤ１０における路面に接地するトレッド部１１の内側面１１Ａの形状である内面形状を測定するものである。

この内面形状測定システム１は、マーカー２０と、複数のカメラ３０と、照明部４０と、無線送信部５０と、無線受信部６０と、変形量計算部７０とを備えている（図４参照）。

マーカー２０は、空気入りタイヤ１０におけるトレッド部１１の内側面１１Ａの少なくとも一部に形成されている。なお、マーカー２０は、トレッド部１１の変形に影響を与えるものではない。

具体的には、マーカー２０は、所定の間隔を有し、円形状からなる複数のドット２１で複数形成されている。この複数のドット２１は、トレッド幅方向及びタイヤ周方向に沿って配置されている。つまり、隣り合うドット２１は、タイヤ周方向への間隔Ｇ１及びトレッド幅方向への間隔Ｇ２を有しいる。

なお、複数のドット２１は、必ずしも円形状からなる必要はなく、例えば、三角状や矩形状、線が交差したクロス状などであってもよく、マーカー２０は、格子状に形成されていても勿論よい。また、複数のドット２１は、全て同一であってもく、大きさや色度、彩度、明度など異なるものであってもよい。

複数のカメラ３０は、第１のカメラ３０Ａと、第２のカメラ３０Ｂとによって構成されている。この複数のカメラ３０は、マーカー２０を撮影し、撮影したマーカー２０の画像データ（ステレオ画像）を出力する。複数のカメラ３０は、空気入りタイヤ１０に組み付けられるリムホイール１２に取り付けられる。なお、リムホイール１２は、本体リム１２Ａと、該本体リム１２Ａに装着されるリムシート１２Ｂとを有している（いわゆる、２つ割リムである）。

第１のカメラ３０Ａと第２のカメラ３０Ｂとのそれぞれは、異なる位置に配設されている。具体的には、第１のカメラ３０Ａと第２のカメラ３０Ｂとは、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ異なる位置に配設される。また、隣り合う第１のカメラ３０Ａと第２のカメラ３０Ｂとは、空気入りタイヤ１０の側面視において、空気入りタイヤ１０の中心Ｃを頂点とした角度（α）が１２０度以内の領域に配設されることが好ましい（図３参照）。なお、この角度（α）が１２０度よりも大きいと、第１のカメラ３０Ａと第２のカメラ３０Ｂとがトレッド部１１が路面と接する接地面を撮影できないことがある。

このように、第１のカメラ３０Ａで撮影したマーカー２０の画像データと、第２のカメラ３０Ｂで撮影したマーカー２０の画像データとは、それぞれ異なる角度から撮影される。そして、第１のカメラ３０Ａは、車両走行中にトレッド部１１が変形しない通常状態のマーカー２０の画像データである通常時２次元データ（図６（ａ）参照）、及びトレッド部１１が変形した変形状態のマーカー２０の画像データである変形時２次元データ（図６（ｂ）参照）を撮影する。第２のカメラ３０Ｂは、通常状態のマーカー２０の画像データである通常時２次元データ（図７（ａ）参照）、及び変形状態のマーカー２０の画像データである変形時２次元データ（図７（ｂ）参照）を撮影する。

照明部４０は、複数のカメラ３０がマーカー２０を撮影しやすいように、マーカー２０が形成された内側面１１Ａを照らす。この照明部４０は、内側面１１Ａに形成されるマーカー２０に対向したタイヤ径方向内側に位置するリムホイール１２に取り付けられている。

無線送信部５０は、空気入りタイヤ１０とリムホイール１２との内部空間１３に設けられている。この無線送信部５０は、複数のカメラ３０で撮影した画像データを無線信号として送信する。なお、無線送信部５０は、内部空間に設けられていればよく、例えば、複数のカメラ３０と一体に設けられていてもよい。

無線受信部６０は、空気入りタイヤ１０の外部（例えば、変形測定装置１００）に設けられている。この無線受信部６０は、無線送信部５０から送信された無線信号を受信し、画像データを変形量計算部７０に出力する。

変形量計算部７０は、空気入りタイヤ１０の外部（例えば、変形測定装置１００）に設けられている。この変形量計算部７０は、複数のカメラ３０からそれぞれ出力された画像データを用いて、トレッド部１１の内側面１１Ａの変形量を計算する。

具体的には、変形量計算部７０は、第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂのそれぞれで撮影された通常時２次元データ（図６（ａ）及び図７（ａ）参照）を、３次元画像である通常時３次元画像（図８（ａ）参照）に変換する。また、変形量計算部７０は、第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂのそれぞれで撮影された変形時２次元データ（図６（ｂ）及び図７（ｂ）参照）を、３次元画像である変形時３次元画像（図８（ｂ）参照）に変換する。

そして、変形量計算部７０は、通常時３次元画像や変形時３次元画像、空気入りタイヤ１０の外部から測定できる該空気入りタイヤ１０の変形量などを用いて、トレッド部１１の内側面１１Ａの変形量を計算する。

なお、内面形状測定システム１は、通常時２次元データや変形時２次元データ、通常時３次元画像、変形時３次元画像などを表示する表示部や、該各データや画像等を記憶する記憶部を備えていてもよいことは勿論である。

（内面形状測定方法）
次に、空気入りタイヤの内面形状を測定する内面形状測定方法について、図５〜図８を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態に係る内面形状測定方法を示すフロー図であり、図６は、本実施の形態に係る第１のカメラで撮影した２次元データ（通常・変形時）を示す図であり、図７は、本実施の形態に係る本実施の形態に係る第２のカメラで撮影した２次元データ（通常・変形時）を示す図であり、図８は、本実施の形態に係る変形量計算部で２次元データが変換された３次元画像を示す図である。

図５に示すように、ステップ１０において、内面形状測定システム１は、リムホイール１２に取り付けられる複数のカメラ３０（第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂ）を用いて、トレッド部１１の内側面１１Ａの少なくとも一部に形成されたマーカー２０を撮影するマーカー撮影工程を行う。

具体的には、第１のカメラ３０Ａは、図６（ａ）に示す通常時２次元データ、及び、図６（ｂ）に示す変形時２次元データを撮影する。第２のカメラ３０Ｂは、図７（ａ）に示す通常時２次元データ、及び、図７（ｂ）に示す変形時２次元データを撮影する。

次に、ステップ２０において、内面形状測定システム１は、マーカー撮影工程（ステップ１０）で撮影されたマーカー２０の画像データ（すなわち、通常時２次元データ及び変形時２次元データ）を無線信号として、無線送信部５０を介して内部空間１３から空気入りタイヤ１０の外部（例えば、変形測定装置１００）へ送信する画像データ送信工程を行う。

次に、ステップ３０において、内面形状測定システム１は、画像データ送信工程で送信された無線信号を無線受信部６０を介して受信する画像データ受信工程を行う。

次に、ステップ４０において、内面形状測定システム１は、画像データ受信工程で受信した画像データ、つまり、複数のカメラ３０が撮影したマーカー２０の画像データを用いて、トレッド部１１の内側面１１Ａの変形量を計算する変形量計算工程を行う。

具体的には、変形量計算部７０は、第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂのそれぞれで撮影された通常時２次元データ（図６（ａ）及び図７（ａ）参照）を、図８（ａ）に示す通常時３次元画像に変換する。また、変形量計算部７０は、第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂのそれぞれで撮影された変形時２次元データ（図６（ｂ）及び図７（ｂ）参照）を、図８（ｂ）に示す変形時３次元画像に変換する。

そして、変形量計算部７０は、通常時３次元画像や変形時３次元画像、空気入りタイヤの外部から測定できる該空気入りタイヤ１０の変形量などを用いて、トレッド部１１の内側面１１Ａの変形量を計算する。

最後に、ステップ５０において、内面形状測定システム１は、変形量計算工程（ステップ４０）で計算したトレッド部１１の内側面１１Ａの変形量を表示する測定結果表示工程を行う。なお、測定結果表示工程では、トレッド部１１の内側面１１Ａの変形量を表示するのみならず、通常時２次元データや変形時２次元データ、通常時３次元画像、変形時３次元画像などを表示することもできる。

ここで、本実施の形態に係る内面形状測定方法は、マーカー撮影工程（ステップ１０）、画像データ送信工程（ステップ２０）、画像データ受信工程（ステップ３０）、変形量計算工程（ステップ４０）、測定結果表示工程（ステップ５０）を行うものとして説明したが、少なくてもマーカー撮影工程（ステップ１０）及び変形量計算工程（ステップ４０）を行えばよい。つまり、無線送信部５０や無線受信部６０の代わりに、有線を用いてもよい。

（作用・効果）
以上説明した本実施の形態に係る内面形状測定システム１（内面形状測定方法）によれば、マーカー２０が内側面１１Ａに形成され、かつ複数のカメラ３０がリムホイール１２に取り付けられていることによって、従来のレーザー変位計を用いた内面形状測定システムに比べて、サイズが大幅に小さくなり、かつ、構造が単純となるため、車両に装着することができる。つまり、内面形状測定システム１を車両に装着することができることに伴い、実際に車両が走行している最中の空気入りタイヤ１０の内面形状を測定することが可能となる。

また、変形量計算部７０が複数のカメラ３０で撮影した画像データを用いて、内側面１１Ａの変形量を計算することによって、従来のレーザー変位計を用いた内面形状測定システムに比べて、空気入りタイヤの内面形状を容易に、かつ正確に測定することができる。

また、マーカー２０が形成された内側面１１Ａを照らす照明部４０をさらに備えることによって、、変形量計算部７０が鮮明な画像データを用いて、内側面１１Ａの変形量を計算することができるため、空気入りタイヤ１０の内面形状を測定する精度を高めることができる。

また、マーカー２０がトレッド幅方向及びタイヤ周方向に沿った複数の円形状からなるドットであることによって、他の形状（例えば、三角状、矩形状、クロス状などのドットや格子状）よりも内側面１１Ａにマーカー２０を形成しやすくなる。

また、複数のカメラ３０（第１のカメラ３０Ａ及び第２のカメラ３０Ｂ）がタイヤ周方向に沿ってそれぞれ異なる位置に配設されることによって、それぞれ異なる角度から撮影することができ、空気入りタイヤ１０の内面形状の変形を確実に測定することができる。

さらに、無線送信部５０と、無線受信部６０とをさらに備えることによって、有線と比べて配線が不要となり、走行中の車両にも装着することができるため、実際に車両が走行している最中の空気入りタイヤ１０の内面形状を測定することが可能となる。

［その他の実施の形態］
上述したように、本発明の実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、内面形状測定システム１及び内面形状測定方法では、空気入りタイヤ１０におけるトレッド部１１の内側面１１Ａの形状を測定するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、空気入りタイヤ１０の内側面であればよく、例えば、リムホイール１２と接するビード部１５からトレッド部１１にかけて配置されるサイドウォール部１６の内側面１６Ａの形状を測定しても勿論よい。この場合、マーカー２０は、空気入りタイヤ１０におけるサイドウォール部１６の内側面１６Ａの少なくとも一部に形成されることとなる。

複数のカメラ３０は、第１のカメラ３０Ａと第２のカメラ３０Ｂとによって構成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、３台以上のカメラから構成されていても勿論よい。

また、照明部４０は、マーカー２０が形成されたトレッド部１１の内側面１１Ａを照らすものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、マーカー２０が蓄光（自発光）してもよく、複数のカメラ３０がマーカー２０を撮影できればよいことは勿論である。

さらに、空気入りタイヤ１０及びリムホイール１２は、重荷重用タイヤ及び重荷重用リムホイールに装着されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、乗用車用タイヤ及び乗用車用リムホイールであっても勿論よい。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本実施の形態に係る内面形状測定システムが装着された空気入りタイヤ及びリムホイールを示す一部断面斜視図である。 本実施の形態に係る内面形状測定システムが装着された空気入りタイヤ及びリムホイールを示す分解斜視図である。 本実施の形態に係る内面形状測定システムが装着された空気入りタイヤ及びリムホイールを示す側面断面図である。 本実施の形態に係る内面形状測定システムを示すブロック図である。 本実施の形態に係る内面形状測定方法を示すフロー図である。 、本実施の形態に係る第１のカメラで撮影した２次元データ（通常・変形時）を示す図である。 本実施の形態に係る本実施の形態に係る第２のカメラで撮影した２次元データ（通常・変形時）を示す図である。 本実施の形態に係る変形量計算部で２次元データが変換された３次元画像を示す図である。

符号の説明

１…内面形状測定システム、１０…空気入りタイヤ、１１…トレッド部、１１Ａ…内側面、１２…リムホイール、１２Ａ…本体リム、１２Ｂ…リムシート、１３…内部空間、１５…ビード部、１６…サイドウォール部、１６Ａ…内側面、２０…マーカー、２１…ドット、３０…カメラ、３０Ａ…第１のカメラ、３０Ｂ…第２のカメラ、４０…照明部、５０…無線送信部、６０…無線受信部、７０…変形量計算部、１００…変形測定装置

Claims (8)

1. 空気入りタイヤの内側面の形状である内面形状を測定する内面形状測定システムであって、
   前記内側面の少なくとも一部に形成されたマーカーと、
   前記マーカーを撮影し、撮影した前記マーカーの画像データを出力する複数のカメラと、
   前記複数のカメラからそれぞれ出力された前記画像データを用いて、前記内側面の変形量を計算する変形量計算部と
   を備え、
   前記マーカーは、所定の間隔を有して複数形成され、
   前記複数のカメラは、前記空気入りタイヤが組み付けられるリムホイールに取り付けられるとともに、前記カメラのそれぞれは、異なる位置に配設される内面形状測定システム。
2. 前記マーカーが形成された前記内側面を照らす照明部をさらに備える請求項１に記載の内面形状測定システム。
3. 前記マーカーは、トレッド幅方向及びタイヤ周方向に沿った複数のドットである請求項１又は請求項２に記載の内面形状測定システム。
4. 前記ドットは、円形状である請求項３に記載の内面形状測定システム。
5. 前記複数のカメラは、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ異なる位置に配設される請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の内面形状測定システム。
6. 隣り合う前記複数のカメラは、前記空気入りタイヤの側面視において、前記空気入りタイヤの中心を頂点とした角度が１２０度以内の領域に配設される請求項５に記載の内面形状測定システム。
7. 前記画像データを無線信号として送信する無線送信部と、
   前記無線送信部から送信された前記無線信号を受信し、前記画像データを前記変形量計算部に出力する無線受信部と
   をさらに備える請求項１乃至６の何れか一項に記載の内面形状測定システム。
8. 空気入りタイヤの内側面の形状である内面形状を測定する内面形状測定方法であって、
   前記空気入りタイヤが組み付けられたリムホイールに取り付けられる複数のカメラを用いて、前記内側面の少なくとも一部に形成されたマーカーを撮影するステップと、
   前記複数のカメラが撮影した前記マーカーの画像データを用いて、前記内側面の変形量を計算するステップと
   を備え、
   前記マーカーは、所定の間隔を有して複数形成され、
   前記カメラのそれぞれは、異なる位置に配設される内面形状測定方法。

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