JP2011203124A - Tire shape measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ形状計測装置に関し、特に、タイヤ転動時におけるタイヤトレッド部のブロックの変形状態を測定するタイヤ形状計測装置に関する。 The present invention relates to a tire shape measuring device, and more particularly, to a tire shape measuring device that measures a deformation state of a block of a tire tread portion during tire rolling.
タイヤの転動時におけるタイヤトレッド部の形状を測定してタイヤの歪分布、歪速度、滑り速度等を知ることは、タイヤの開発において極めて重要である。従来、タイヤ転動時のタイヤ接地面の状態を再現してトレッドの接地面を撮像し、その撮像結果からトレッドの接地時の挙動等を解析してタイヤの性能を評価する「タイヤ踏面測定装置」が知られている(特許文献1参照)。
「タイヤ踏面測定装置」は、タイヤが接地する透明性を有する接地用板材と、接地用板材を挟んでタイヤと反対側に設けられ、接地用板材を介して、タイヤ踏面にレーザ光を照射するとともに、タイヤ踏面の画像を撮影し、これによって、接地変形状態にあるタイヤ踏面のトレッド部およびトレッド溝の変形形状を表す3次元データを取得している。
It is extremely important in the development of tires to know the strain distribution, strain speed, slip speed, etc. of the tire by measuring the shape of the tire tread portion during rolling of the tire. Conventionally, a tire tread measuring device that reproduces the state of the tire contact surface during rolling of the tire and images the contact surface of the tread and analyzes the behavior of the tread upon contact from the imaged result to evaluate the performance of the tire. Is known (see Patent Document 1).
"Tire tread measuring device" is provided on the opposite side of the tire with the grounding plate having transparency and the grounding plate sandwiched by the tire, and irradiates the tire tread with the laser beam through the grounding plate. At the same time, an image of the tire tread is taken, and thereby three-dimensional data representing the deformed shape of the tread portion and tread groove of the tire tread in the ground deformation state is acquired.
しかしながら、従来の「タイヤ踏面測定装置」においては、測定装置を備えた実験室等でタイヤが路面を転動する状態を擬似的に作り出すことにより測定が行われているため、測定結果から、実際に路面上で転動状態にあるタイヤに生じている現象を正確に把握することは困難であり、タイヤが転動状態にあるときのタイヤトレッド部のブロックの変形形状を正確に測定することができなかった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、実際に路面上でタイヤが転動状態にあるときのタイヤのブロックの変形状態を正確に測定することができるタイヤ形状計測装置を提供することである。
However, in the conventional “treading surface measuring device”, the measurement is performed by creating a state in which the tire rolls on the road surface in a laboratory equipped with the measuring device. It is difficult to accurately grasp the phenomenon that occurs in tires that are rolling on the road surface, and it is possible to accurately measure the deformation shape of the block in the tire tread when the tire is in a rolling state. could not.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to accurately measure the deformation state of a tire block when the tire is actually in a rolling state on the road surface. It is providing the tire shape measuring device which can do.
上記目的を達成するため、第1の発明は、タイヤのブロックの形状を計測するタイヤ形状計測装置において、車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する撮像手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a tire shape measuring apparatus for measuring a shape of a tire block, wherein the wheel is configured to be rollable and attached to an axle of the wheel, and the tire block portion constituting the wheel. An image pickup means for picking up images is provided.
また、第2の発明は、タイヤのブロックの形状を計測するタイヤ形状計測装置において、車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する撮像手段と、路面との距離を測定する路面距離測定手段と、前記路面距離測定手段の結果を用いて、前記撮像手段と路面との距離を一定に保つ位置変更手段とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a tire shape measuring apparatus for measuring a shape of a tire block, wherein the wheel is rollable and attached to an axle of the wheel, and an imaging means for imaging a tire block portion constituting the wheel. And a road surface distance measuring means for measuring a distance from the road surface, and a position changing means for keeping the distance between the imaging means and the road surface constant by using a result of the road surface distance measuring means.
また、第3の発明は、タイヤのブロックの形状を計測するタイヤ形状計測装置において、車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する第1の撮像手段と、車体に取り付けられ、前記タイヤのブロック部を撮像する第2の撮像手段と、路面との距離を測定する路面距離測定手段と、前記路面距離測定手段の結果を用いて、前記第2の撮像手段と路面との距離を一定に保つ位置変更手段とを備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a tire shape measuring apparatus for measuring a shape of a tire block, wherein the wheel is made rollable and attached to an axle of the wheel, and the tire block portion constituting the wheel is imaged first. Using the results of the imaging means, the second imaging means attached to the vehicle body and imaging the block portion of the tire, the road surface distance measuring means for measuring the distance to the road surface, and the road surface distance measuring means, Position changing means for keeping the distance between the second imaging means and the road surface constant is provided.
また、第4の発明は、タイヤのブロックの形状を計測するタイヤ形状計測装置において、車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する第1の撮像手段と、路面との距離を測定する第1の路面距離測定手段と、前記第1の路面距離測定手段の結果を用いて、前記第1の撮像手段と路面との距離を一定に保つ第1の位置変更手段と、車体に取り付けられ、前記タイヤのブロック部を撮像する第2の撮像手段と、路面との距離を測定する第2の路面距離測定手段と、前記第2の路面距離測定手段の結果を用いて、前記第2の撮像手段と路面との距離を一定に保つ第2の位置変更手段とを備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tire shape measuring apparatus for measuring a shape of a tire block, wherein the wheel is made rollable and attached to an axle of the wheel, and the tire block portion constituting the wheel is imaged first. The distance between the first imaging means and the road surface is kept constant by using the results of the first imaging means, the first road surface distance measuring means for measuring the distance from the road surface, and the first road surface distance measuring means. A first position changing means; a second imaging means attached to the vehicle body for imaging the block portion of the tire; a second road surface distance measuring means for measuring a distance from the road surface; and the second road surface distance. And a second position changing means for keeping the distance between the second imaging means and the road surface constant, using the result of the measuring means.
第1の発明によれば、撮像手段を車軸に取り付けるので、実際に路面上でタイヤが転動状態にあるときのタイヤのブロックの変形状態を正確に測定することができる。
第2の発明によれば、撮像手段に路面距離測定手段と位置変更手段を取り付け、路面距離測定手段で地上高を計測し、計測した地上高を位置変更手段に入力して、撮像手段を常に一定の位置になるように制御するので、タイヤに変形があっても、撮像手段が常にタイヤの同じ箇所を撮影することができ、従って、タイヤのブロックの変形状態を正確に測定することができる。
第3および第4の発明によれば、撮像手段を位置変更手段を介して車体に取り付け、2つ撮像手段でタイヤのブロック部を撮影することにより、さらに正確にタイヤのブロックの変形状態を測定することができる。
According to the first invention, since the imaging means is attached to the axle, it is possible to accurately measure the deformation state of the tire block when the tire is actually in a rolling state on the road surface.
According to the second invention, the road surface distance measuring means and the position changing means are attached to the imaging means, the ground height is measured by the road surface distance measuring means, the measured ground height is input to the position changing means, and the imaging means is always used. Since it is controlled so as to be in a fixed position, even if there is deformation in the tire, the imaging means can always shoot the same part of the tire, and therefore the deformation state of the tire block can be accurately measured. .
According to the third and fourth inventions, the imaging means is attached to the vehicle body via the position changing means, and the tire block portion is photographed with two imaging means, thereby measuring the deformation state of the tire block more accurately. can do.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係るタイヤ形状計測装置の構成を模式的に示す説明図である。図2は、第1の実施例に係るタイヤ形状計測装置の構成を拡大して示す説明図である。図3はタイヤを撮影するカメラユニットの説明図であり、図4はタイヤ転動状態の説明図であり、図5は撮影画像の説明図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a tire shape measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged configuration of the tire shape measuring apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of a camera unit that photographs a tire, FIG. 4 is an explanatory diagram of a tire rolling state, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a captured image.
図1および図2に示すように、タイヤ形状計測装置は、路面Rを車輪Wが転動することにより走行する車両Cにおいて車輪Wを構成するタイヤ11のブロックを撮影するものであり、タイヤ11の側面のブロックと共に路面Rを撮影するカメラユニット13(撮像手段)と、カメラユニット13をタイヤ11の側方に位置させる保持部材14と、カメラユニット13に接続され、カメラユニット13から入力した撮影画像の画像データに基づき、タイヤ11が路面R上を転動する際のタイヤの歪み分布、歪み速度、滑り速度等を測定する測定装置15を有している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the tire shape measuring device photographs a block of the
カメラユニット13は、図3に示すように、2台の高速度カメラ18と、2台の照明機材19を有しており、車両Cの走行時である車輪Wの路面R転動時に、タイヤ11が路面Rに接触するタイヤ踏面(トレッド)を形成する、タイヤショルダー部、即ち、トレッド最外周に位置する少なくとも1つのブロック16の外側面16aを、路面Rと共に同一画面として撮影することができるように、車輪Wの外表面側方に離間し、かつ、路面Rに接近して配置され、カメラレンズを外側面16aおよび路面Rに向けている。
As shown in FIG. 3, the
高速度カメラ18は、例えば、1秒間に数百枚〜数万枚の高速撮影ができるカメラであり、カメラ配置条件の下、測定装置15に出力する画像データを得るために必要な撮影条件を確保するため、必要とする被写界深度を計算して使用するレンズを選定する。照明機材19は、カメラレンズが向けられたブロック16の外側面16aおよび路面Rを照明して撮影に必要な明るさを確保するためのものである。
なお、高速度カメラ18が2台の場合、パノラマ撮影し、パノラマ合成することにより2倍の解像度が得られる高解像度撮影を行うことができるが、必要な撮影条件を確保することができれば、1台の高速度カメラで撮影を行っても良い。また、照明機材19は、必要な明るさが確保できれば、無くても良く、または1台でも良い。
The high-
When two high-
保持部材14は、車輪Wの車軸に取り付けられており、カメラユニット13を連結する第1保持部14aと、第1保持部14aと車輪WのホイールWwを連結する第2保持部14bと、車輪Wの車軸と第1保持部14aを連結する第3保持部14cを有している。
第3保持部14cは、一端を車輪Wの車軸に固定して、カメラユニット13自体の回転を防止しており、また、第3保持部14cの他端にリニアブッシュ20を備えている。第1保持部14aは、リニアブッシュ20を介して第3保持部14cに連結され、上下位置を調整できるようになっている。第2保持部14bは、一端が、第1保持部14aに取り付けられ、他端が、クロスローラリング(ベアリング)を備えた連結手段17に取り付けられており、連結手段17は、車輪Wを転動可能にしてホイールナットで車輪WのホイールWw、即ち車軸に取り付けられている。
The
The
このように、保持部材14は、車軸に取り付けられているため、カメラユニット13を、車輪W操舵時の車輪Wの旋回変位に対応して最適な向きに位置させることができる。そのため、車輪Wの車軸に取り付けられた保持部材14を介して、撮影方向をブロック16の外側面16aに向けて車輪Wの側方に配置・保持された高速度カメラ18により、車両C走行中の車輪W転動時、図4に示すように、路面Rと接触するタイヤ11のブロック16の路面接触状態を常時撮影することにより、例えば、図5に示すように、タイヤ11が変形してもピンボケすること無く画像解析が可能である高精度な測定画像で、実際のタイヤ転動状態を定点観測することができる。
Thus, since the
高速度カメラを車体に取り付けた場合、操舵や制動時においては、高速度カメラが常にタイヤの同じ箇所を撮影することはできない。第1の実施例では、高速度カメラを車軸にベアリングを介して取り付けているので、操舵や制動時おいても、高速度カメラはタイヤの同じ箇所を撮影することができる。また、第1の実施例では、高速度カメラを車軸に取り付けるので、サスペンションの変位を考慮する必要がなくなる。 When the high-speed camera is attached to the vehicle body, the high-speed camera cannot always photograph the same part of the tire during steering or braking. In the first embodiment, since the high-speed camera is attached to the axle via a bearing, the high-speed camera can photograph the same part of the tire even during steering or braking. In the first embodiment, since the high-speed camera is attached to the axle, it is not necessary to consider the displacement of the suspension.
図6は、第2の実施例に係るタイヤ形状計測装置の構成を示す説明図であり、図7は、第2の実施例に係るタイヤ形状計測装置を車両前方から見たときの説明図である。第2の実施例では、第1保持部14aと車輪WのホイールWwを連結する第2保持部14b’に、カメラユニット13(撮像手段)と、路面Rとの距離を測定するレーザ変位計21(路面距離測定手段)と、レーザ変位計21により得られたカメラ−路面間距離の測定データに基づき、車両C走行時、カメラユニット13を路面Rから一定距離を有して最適な高さに保持するリニアアクチュエータ22(位置変更手段)を備えている。第1保持部14aに一端が取り付けられた第2保持部14b’は、他端が、リニアアクチュエータ22を介してクロスローラリング(ベアリング)を備えた連結手段17に取り付けられており、連結手段17は、車輪Wを転動可能にしてホイールナット23で車輪WのホイールWw、即ち車輪Wの車軸に取り付けられている。また、レーザ変位計21とリニアアクチュエータ22は、接続線(図示せず)によって測定装置15に接続されており、測定装置15にはレーザ変位計21からの信号に基づいてリニアアクチュエータ22を制御するためのシーケンサ(ソフトウェア)が格納されている。その他の構成は、第1の実施例と同様であるため、他の構成の説明は省略する。
FIG. 6 is an explanatory view showing the configuration of the tire shape measuring apparatus according to the second embodiment, and FIG. 7 is an explanatory view when the tire shape measuring apparatus according to the second embodiment is viewed from the front of the vehicle. is there. In the second embodiment, the
図8は、カメラユニットが路面から一定距離を有して最適な高さになるようにリニアアクチュエータを制御するときの動作を説明するフローチャートである。まず、高速度カメラ18が、トレッド最外周に位置する1つのブロック16の外側面16aを、路面Rと共に同一画面として撮影することができるようにカメラユニット13の高さを調整し(ステップS11)、この時にレーザ変位計21で高さを計測して、レーザ変位計21に0点を設定する(ステップS12)。次に、転動時にリニアアクチュエータ22が、路面の小さな凹凸に追随して稼働しないように、シーケンサにフィルタ設定を行う(ステップS13)。レーザ変位計21が路面からの高さを計測すると(ステップS14)、シーケンサは、高さの変化量(差分)を計算し(ステップS15)、変化が、路面の小さな凹凸による小さな高さ変化ではなく、制動時等の大きな高さ変化のときは、リニアアクチュエータ22に位置変化量の指令を送り(ステップS16)、リニアアクチュエータ22は、位置変化量に基づいて稼働して、カメラユニット13を最適な高さに調整する(ステップS17)。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation when the linear actuator is controlled so that the camera unit has a certain distance from the road surface and has an optimum height. First, the height of the
第1の実施例では、タイヤに変形があり、撮影位置が変化するときは、高速度カメラは常にタイヤの同じ箇所を撮影することはできない。第2の実施例では、カメラユニットにレーザ変位計とアクチュエータを取り付け、アクチュエータを車軸にベアリングを介して取り付けると共に、レーザ変位計で地上高を計測し、計測した地上高をアクチュエータに入力して、高速度カメラを常に一定の位置になるように制御するので、タイヤに変形があっても、高速度カメラは常にタイヤの同じ箇所を撮影することができる。 In the first embodiment, when the tire is deformed and the photographing position changes, the high-speed camera cannot always photograph the same part of the tire. In the second embodiment, a laser displacement meter and an actuator are attached to the camera unit, the actuator is attached to the axle via a bearing, the ground height is measured with the laser displacement meter, and the measured ground height is input to the actuator. Since the high-speed camera is controlled so as to be always at a fixed position, the high-speed camera can always photograph the same portion of the tire even if the tire is deformed.
なお、第2の実施例では、カメラユニットをアクチュエータを介して車輪の車軸に取り付けたが、カメラユニットをアクチュエータを介して車体に取り付けるようにしてもよい。すなわち、レーザ変位計を備えたリニアアクチュエータの一端にカメラユニットを取り付け、リニアアクチュエータの他端を車体に固定すると共に、レーザ変位計で地上高を計測し、計測した地上高をリニアアクチュエータに入力して、カメラユニットを常に一定の位置になるように制御するようにしても良い。さらに、このようなカメラユニットをアクチュエータを介して車体に取り付ける態様と、上述した第1の実施例または第2の実施例の態様とを組み合わせて、2つカメラユニットでタイヤのブロック部を撮影するようにしても良い。2つカメラユニットでタイヤのブロック部を撮影することにより、さらに正確にタイヤのブロックの変形状態を測定することができる。 In the second embodiment, the camera unit is attached to the wheel axle via the actuator, but the camera unit may be attached to the vehicle body via the actuator. In other words, a camera unit is attached to one end of a linear actuator equipped with a laser displacement meter, the other end of the linear actuator is fixed to the vehicle body, the ground height is measured with a laser displacement meter, and the measured ground height is input to the linear actuator. Thus, the camera unit may be controlled so as to be always at a fixed position. Further, a mode in which such a camera unit is attached to the vehicle body via an actuator and a mode of the first embodiment or the second embodiment described above are combined to photograph the block portion of the tire with two camera units. You may do it. By photographing the tire block with two camera units, the deformation state of the tire block can be measured more accurately.
11 タイヤ
13 カメラユニット
14 保持部材
14a 第1保持部
14b 第2保持部
14c 第3保持部
15 測定装置
16 ブロック
16a 外側面
17 連結手段
18 高速度カメラ
19 照明機材
20 リニアブッシュ
21 レーザ変位計
22 リニアアクチュエータ
23 ホイールナット
C 車両
R 路面
W 車輪
Ww ホイール
DESCRIPTION OF
Claims (4)
車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する撮像手段を備えることを特徴とするタイヤ形状計測装置。 In a tire shape measuring device that measures the shape of a tire block,
A tire shape measuring apparatus comprising: an imaging unit configured to image a block portion of a tire constituting the wheel, the wheel being configured to be rollable and attached to an axle of the wheel.
車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する撮像手段と、
路面との距離を測定する路面距離測定手段と、
前記路面距離測定手段の結果を用いて、前記撮像手段と路面との距離を一定に保つ位置変更手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ形状計測装置。 In a tire shape measuring device that measures the shape of a tire block,
An imaging means for imaging a block portion of a tire that is mounted on a wheel axle so that the wheel can roll, and that constitutes the wheel;
Road surface distance measuring means for measuring the distance to the road surface;
Using the result of the road surface distance measuring means, a position changing means for keeping the distance between the imaging means and the road surface constant,
A tire shape measuring device comprising:
車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する第1の撮像手段と、
車体に取り付けられ、前記タイヤのブロック部を撮像する第2の撮像手段と、
路面との距離を測定する路面距離測定手段と、
前記路面距離測定手段の結果を用いて、前記第2の撮像手段と路面との距離を一定に保つ位置変更手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ形状計測装置。 In a tire shape measuring device that measures the shape of a tire block,
A first imaging means for allowing the wheel to roll and attached to an axle of the wheel, and imaging a block portion of a tire constituting the wheel;
A second imaging means attached to the vehicle body for imaging the block of the tire;
Road surface distance measuring means for measuring the distance to the road surface;
Using the result of the road surface distance measuring means, a position changing means for keeping the distance between the second imaging means and the road surface constant;
A tire shape measuring device comprising:
車輪を転動可能にして車輪の車軸に取り付けられ、前記車輪を構成するタイヤのブロック部を撮像する第1の撮像手段と、
路面との距離を測定する第1の路面距離測定手段と、
前記第1の路面距離測定手段の結果を用いて、前記第1の撮像手段と路面との距離を一定に保つ第1の位置変更手段と、
車体に取り付けられ、前記タイヤのブロック部を撮像する第2の撮像手段と、
路面との距離を測定する第2の路面距離測定手段と、
前記第2の路面距離測定手段の結果を用いて、前記第2の撮像手段と路面との距離を一定に保つ第2の位置変更手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ形状計測装置。 In a tire shape measuring device that measures the shape of a tire block,
A first imaging means for allowing the wheel to roll and attached to an axle of the wheel, and imaging a block portion of a tire constituting the wheel;
First road surface distance measuring means for measuring a distance from the road surface;
Using the result of the first road surface distance measuring means, a first position changing means for keeping the distance between the first imaging means and the road surface constant;
A second imaging means attached to the vehicle body for imaging the block of the tire;
Second road surface distance measuring means for measuring the distance to the road surface;
Using the result of the second road surface distance measuring means, a second position changing means for keeping the distance between the second imaging means and the road surface constant;
A tire shape measuring device comprising:
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JP2018080942A (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 住友ゴム工業株式会社 | Method of evaluating tire performance |
CN108413902A (en) * | 2018-01-31 | 2018-08-17 | 河北科技大学 | A kind of device for detecting automotive hub installation pore size and position |
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2010
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