JP2015169570A - タイヤのトレッドラジアス測定方法、及びそれに用いるトレッドラジアス測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転するタイヤからトレッドラジアスを精度良く測定する。
【解決手段】 測定ステップと平均化ステップと算出ステップとを含むトレッドラジアス測定工程を具える。測定ステップでは、３つのレーザー変位計から回転するタイヤのトレッド表面までの半径方向の距離を測定し、半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をタイヤ１周当たりｍ個取得する。平均化ステップでは、各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対してスムージング処理を施し、ノイズデータを除去した後の残りの半径方向距離データを平均して平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎを求める。算出ステップでは、平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎと、各レーザー変位計のタイヤ軸方向の距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とからトレッドラジアスＴＲを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ軸芯回りで回転するタイヤからトレッドラジアスを測定するトレッドラジアス測定方法、及びそれに用いるトレッドラジアス測定装置に関する。

従来からタイヤのトレッドラジアスを計測する装置はあったものの、タイヤの一部を静的に測定することに限られており、タイヤ１周に亘ってトレッドラジアスを測定することができなかった（例えば特許文献１、２参照。）。

タイヤの要求特性の１つとして、車両に装着した際の操縦安定性が挙げられ、この操縦安定性とトレッドラジアスとの相関が高いことが理解されている。しかし内圧によるタイヤの膨張により、トレッドラジアスは周方向の各位置で微妙に変化する。そのためタイヤ全体としてのトレッドラジアスを捉えることができず、トレッドラジアスを操縦安定性に十分関連づけるには到らなかった。

このような状況に鑑み本発明者が研究した結果、３つのレーザー変位計を用いてタイヤ軸芯回りで回転するタイヤのトレッド表面との半径方向の距離をタイヤ１周に亘って測定し、そのときのデータに基づいてトレッドラジアスを求めることを提案した。これによると、前記データにはタイヤのＲＲＯ（ラジアルランアウト）の要素も含まれるため、操縦安定性との相関がより高いトレッドラジアスが得られることが判明した。しかしながら、回転するタイヤからトレッドラジアスを得るためには、トレッド表面の横溝の影響等を考慮する必要があるなど、新規な測定方法や測定装置が要求される。

特開２００６−１５３５５５号公報 特開平３−２２６６１５号公報

そこで発明は、回転するタイヤからトレッドラジアスを精度良く測定しうるタイヤのトレッドラジアス測定方法、及びそれに用いるトレッドラジアス測定装置を提供することを課題としている。

本願第１の発明は、タイヤ軸方向に間隔を隔てて配される３つのレーザー変位計を用いてタイヤのトレッドラジアスを求めるトレッドラジアス測定方法であって、
前記３つのレーザー変位計から、それぞれタイヤ軸芯回りで回転するタイヤのトレッド表面までの半径方向の距離を測定し、レーザー変位計毎の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をタイヤ１周当たりｍ個取得する測定ステップと、
各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対してスムージング処理を施し、横溝に起因するノイズデータを除去した後の残りの半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をそれぞれ平均して平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎを求める平均化ステップと、
各平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎと、タイヤ軸方向の基準位置から各レーザー変位計までのタイヤ軸方向の距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とからトレッドラジアスＴＲを算出する算出ステップとを含むトレッドラジアス測定工程を具えるとともに、
前記レーザー変位計は、レーザー光の巾Ｗを５mm以上とし、
しかも前記スムージング処理は、取得した各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対し、それぞれ時系列的に得たｉ番目のデータｙ_ｉと、それよりも先行して得た直近のｋ個のデータの平均値である移動平均ｙＮとを比較し、その差｜ｙ_ｉ−ｙＮ｜が閾値よりも大きい場合、前記データｙ_ｉをノイズデータとして削除することを特徴としている。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記半径方向距離データの取得の数ｍは、５００個以上であることが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記タイヤの回転数は２０〜３０００rpmであることが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記移動平均の数ｋは、２〜１００であることが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記トレッド表面はタイヤ周方向にのびる少なくとも３本の周方向リブを具え、各レーザー変位計は前記周方向リブから選択された３本の周方向リブの表面までの半径方向の距離を測定するとともに、前記レーザー光の巾Ｗは、リブ巾の１０〜７０％の範囲であることが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記トレッド表面はタイヤ周方向にのびる５本の周方向リブを具え、
前記トレッドラジアス測定工程は、５本の周方向リブのうちの中央のセンタリブと、最外のショルダリブとの３本の周方向リブから第１のトレッドラジアスＴＲｓを算出する工程、
及び５本の周方向リブのうちの中央のセンタリブと、その両側のミドルリブとの３本の周方向リブから第２のトレッドラジアスＴＲｍを算出する工程を含むことが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記トレッドラジアス測定工程に先駆けて、レーザー変位計を校正する校正工程を具え、
前記校正工程は、タイヤの支持軸に支持される基部に、支持軸の軸芯から半径方向に距離Ｆ１を隔たる第１の反射板と、前記第１の反射板から半径方向内外に距離Ｆ２を隔たる第２、第３の反射板とを周方向に互いに間隔を有して一体に設けた校正治具を用い、
前記第１の反射板を用いて、各レーザー変位計の原点調整を行うとともに、
前記第２、３の反射板を用いて、各レーザー変位計のゲイン調整を行うことが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記第１〜３の反射板の反射面は、それぞれ前記軸芯からの距離と等しい曲率半径ｒ１、ｒ２、ｒ３を有する凸円筒面からなることが好ましい。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定方法では、前記レーザー変位計は周囲壁によって囲まれるとともに、周囲壁内が温調器によって温度管理されることにより、温度変化によるレーザー変位計の出力変動を抑制したことが好ましい。

本願第２の発明は、レーザー変位計を用いてタイヤのトレッドラジアスを求めるトレッドラジアス測定装置であって、
タイヤをその軸芯回りで回転可能に支持する支持軸を有するタイヤ保持機と、回転する前記タイヤのトレッド表面までの半径方向の距離を測定するレーザー変位計を有するレーザー測定装置とを具え、
前記レーザー測定装置は、
タイヤ軸方向に移動可能に支持される移動台と、
この移動台に一体移動可能に支持される中央のレーザー変位計と、
前記中央のレーザー変位計の両側に配され、かつ前記中央のレーザー変位計とはタイヤ軸方向に相対移動可能に支持される中間のレーザー変位計と、
前記中間のレーザー変位計の両側に配され、かつ前記中央のレーザー変位計及び中間のレーザー変位計とはタイヤ軸方向に相対移動可能に支持される外のレーザー変位計と、
前記５つのレーザー変位計のうちの３つのレーザー変位計により取得されたトレッド表面までの半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３と、タイヤ軸方向の基準位置から前記３つのレーザー変位計までのタイヤ軸方向の距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とに基づいてトレッドラジアスＴＲを算出する演算手段とを含むとともに、
各レーザー変位計はレーザー光の巾Ｗが５mm以上であり、しかも各レーザー変位計の光軸は、タイヤ軸芯からのびる１つの放射面上で並列することを特徴としている。

本発明に係る前記トレッドラジアス測定装置では、前記レーザー測定装置は、前記５つのレーザー変位計の周囲を囲む周囲壁と、この周囲壁の内部温度を管理する温調器とを具えることを特徴が好ましい。

本発明のトレッドラジアス測定方法では、測定ステップと平均化ステップと算出ステップとを含む。前記測定ステップでは、３つのレーザー変位計により、レーザー変位計毎の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３を、タイヤ１周当たりｍ個ずつ取得する。この測定ステップでは、タイヤがタイヤ軸芯回りで回転しているため、取得する半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３には、タイヤのＲＲＯの要素が含まれる。そのため、操縦安定性との相関がより高いトレッドラジアスを得ることが可能となる。

又回転するタイヤに対して半径方向距離データを取得した場合、このデータに、トレッド表面に形成されるサイプ、切欠き、横溝等が影響したノイズデータが含まれてしまい、精度の低下を招く傾向となる。

そこで本発明では、レーザー光の巾Ｗが５mm以上のレーザー変位計を使用する。そのため、レーザー光の照射部分に局部的に存在するトレッド表面の凹凸（例えばサイプや切欠き等に起因する凹凸）に対しては、レーザー変位計自体が有するフィルタリング機能によって除去され、ノイズデータの発生を抑えることができる。

これに対して、横溝などレーザー光の照射部分全体が凹凸内に入る場合には、ノイズデータとなってしまう。しかしこのノイズデータは、移動平均との差と閾値との比較によるスムージング処理によって検出でき、削除することができる。従って、レーザー変位計自体のフィルタリングと、スムージング処理によるノイズデータの除去とにより、残された半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３からトレッドラジアスを高精度で求めることが可能となる。

本発明のトレッドラジアス測定方法に使用されるトレッドラジアス測定装置の一実施例を示す斜視図である。 その主要部を上方から見た平面図である。 レーザー測定装置の内部構造を側方から見た概念図である。 レーザー測定装置の主要部を示す側面図である。 幅広のレーザー光による効果を説明する部分斜視図である。 第１のトレッドラジアスＴＲｓを算出する工程と、第２のトレッドラジアスＴＲｍとを算出する工程を示す概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、校正工程を説明する概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１，２に示すように、本発明のトレッドラジアス測定方法に使用されるトレッドラジアス測定装置１は、タイヤ保持機２と、レーザー測定装置３とを具え、前記タイヤ保持機２は、内圧を充填したタイヤＴをその軸芯ｊ回りで回転可能に支持する支持軸４を有する。又前記レーザー測定装置３は、回転するタイヤＴのトレッド表面Ｔｓまでの半径方向の距離を測定する少なくとも３つのレーザー変位計５（図４に示す）を有する。

本例のタイヤ保持機２は、リム組みされたタイヤＴを水平に支持する支持軸４と、該支持軸４を所定の回転速度で回転させるモータ等の駆動手段（図示しない）とを具える。しかし支持軸４がタイヤＴを垂直に支持する如く構成することもでき、又駆動手段として、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を用いることもできる。又本例では、タイヤＴとして、トレッド表面Ｔｓにタイヤ周方向にのびる５本の周方向リブＲ、具体的には、中央のセンタリブＲｃと、その両側のミドルリブＲｍ、Ｒｍと、その外側のショルダリブＲｓ、Ｒｓとが配されるリブパターンの乗用車用タイヤが例示されている。

前記レーザー測定装置３は、移動台６と、この移動台６に配される本例では５つのレーザー変位計５と、このレーザー変位計５によって測定された半径方向距離データｙに基づいてトレッドラジアスＴＲを算出する演算手段７（図示しない）とを含む。

具体的には、本例のレーザー測定装置３は、架台８と、この架台８にガイド手段９を介してタイヤ軸方向Ｘとは直角なＺ方向に移動可能に支持される第１の移動台１０と、この第１の移動台１０にガイド手段１１を介してタイヤ軸方向Ｘに移動可能に支持される第２の移動台１２とを具える。そして第２の移動台１２が前記移動台６を構成している。

前記ガイド手段９、１１としては、周知の種々の構造のものが使用でき、本例では、図２に示すように、直線状にのびるガイドレールと、それに案内されるガイド溝とを具えるものが示される。なおガイド手段９には、前記架台８に固定されかつＺ方向にのびるシリンダ９Ａが含まれるとともに、そのロッド端は第１の移動台１０に連結される。従って、第１の移動台１０は、シリンダ９Ａの伸縮により、待機位置Ｑ１と測定位置Ｑ２との間をＺ方向に移動しうる。又ガイド手段１１は、第１の移動台１０に枢支されてタイヤ軸方向Ｘにのびるボールネジ軸１１Ａと、移動台６（本例では第２の移動台１２）に取り付きかつ前記ボールネジ軸１１Ａに螺合するナット部１１Ｂとを含む。従って、モータＭｃによるボールネジ軸１１Ａの回転により、移動台６はタイヤ軸方向Ｘに自在に移動しうる。

図３に示すように、前記５つのレーザー変位計５は、タイヤ軸方向Ｘに互いに間隔を有して配されており、本例では、中央のレーザー変位計５ｃと、その両側に配される中間のレーザー変位計５ｍ、５ｍと、そのさらに両側に配される外のレーザー変位計５ｓ、５ｓとから構成されている。

前記中央のレーザー変位計５ｃは、移動台６に固定され、従って、移動台６とは一体にタイヤ軸方向Ｘに移動しうる。各前記中間のレーザー変位計５ｍ、５ｍは、それぞれガイド手段１３を介してタイヤ軸方向Ｘに移動可能に移動台６に支持される。即ち、中間のレーザー変位計５ｍは、中央のレーザー変位計５ｃに対してタイヤ軸方向Ｘに相対移動可能である。又各前記外のレーザー変位計５ｓ、５ｓは、それぞれガイド手段１４を介してタイヤ軸方向Ｘに移動可能に移動台６に支持される。即ち、外のレーザー変位計５ｓは、中央のレーザー変位計５ｃ及び中間のレーザー変位計５ｍに対してタイヤ軸方向Ｘに相対移動可能である。

従って、前記ガイド手段１１による移動台６自体の移動により、例えば、中央のレーザー変位計５ｃをタイヤ赤道Ｃｏ上の基準位置に位置合わせすることができる。又ガイド手段１３、１４により、タイヤサイズやトレッドパターンに応じて、各前記中間のレーザー変位計５ｍ及び外のレーザー変位計５ｓを、中央のレーザー変位計５ｃを基準とした適宜の測定位置に移動させることができる。

なお図２に示すように、前記測定位置Ｑ２においては、各レーザー変位計５は、照射側の光軸Ｌｉがタイヤ軸芯ｊからのびる１つの放射面上で並列するように配置される。

前記ガイド手段１３、１４として、周知の種々の構造のものが使用できる。本例では、図３に示すように、移動台６の側板間に架け渡されるガイド軸１５Ａとボールネジ軸１６Ａ、及びレーザー変位計取り付け板１７に取り付きかつ前記ガイド軸１５Ａに案内されるガイド孔１５Ｂとボールネジ軸１６Ａに螺合するナット部１６Ｂとを含む。従って、モータＭｍ、Ｍｓによるボールネジ軸１６Ａの回転により、中間のレーザー変位計５ｍと外のレーザー変位計５ｓとを、それぞれ独立してタイヤ軸方向Ｘに自在に移動させることができる。

各レーザー変位計５として、図５に示すように、レーザー光Ｌの巾Ｗを５mm以上としたものが採用される。このようなレーザー変位計５では、例えばレーザー光Ｌの照射部分Ｌａ内に局部的に存在するトレッド表面Ｔｓの凹凸１８（例えばサイプ１８ａや切欠き１８ｂ等に起因する凹凸）に対しては、レーザー変位計５自体が有するフィルタリング機能によって除去される。そのため、局部的な凹凸１８に起因するノイズデータの発生を抑制できるという利点がある。これに対して、横溝１９などレーザー光の照射部分Ｌａ全体が凹凸内に落ち込む場合には、ノイズデータとなってしまう。しかしこのノイズデータは、演算手段７によるスムージング処理によって検出され削除されることとなる。なお前記演算手段７は、このトレッドラジアス測定装置１を用いたトレッドラジアス測定方法において説明する。

又レーザー変位計５では、環境温度変化によって測定値が変化する傾向がある。その原因としては、センサの受光部に使用するホルダー部がプラスチックで形成されるため、それが環境温度変化によって形状変化するためと考えられる。レーザー変位計５には、一般的に０．０５％／１℃の温度依存性があり、例えば、トレッド表面Ｔｓまでの距離が５００mmの場合、温度が２℃（冬期の工場の温度）から４０℃（（夏期の工場の温度）まで変化した場合、測定値は９．５mmが変化する。

従って、測定値の変化を抑制するため、図１、４に示すように、本例のレーザー測定装置３は、前記５つのレーザー変位計５の周囲を囲む周囲壁２０と、この周囲壁２０の内部を温度管理する温調器２１とを具える。本例では周囲壁２０が前記移動台６の周囲全体を囲む場合が示される。この周囲壁２０には、各レーザー変位計５のレーザー光が通る開口部２０Ａが設けられるとともに、この開口部２０Ａは、蓋２０Ｂによって開閉可能である。従って、レーザー変位計５による照射に際しては開口部２０Ａが開放され、又照射後においては開口部２０Ａを閉じて、内部温度の安定な管理が行われる。なお温調器２１としては、例えばスポットエアコン等の周知のものが使用できる。

次に、本発明のトレッドラジアス測定方法では、測定ステップと、平均化ステップと、算出ステップとを含むトレッドラジアス測定工程ＳＡを具える。本例では、図６に示すように、トレッドラジアス測定工程ＳＡが、５本の周方向リブＲのうちのセンタリブＲｃとショルダリブＲｓ、Ｒｓとの３本から第１のトレッドラジアスＴＲｓを算出する工程ＳＡ１、及びセンタリブＲｃとミドルリブＲｍ、Ｒｍとの３本から第２のトレッドラジアスＴＲｍを算出する工程ＳＡ２を含む場合が示される。第１、第２のトレッドラジアスＴＲｓ、ＴＲｍを測定する理由は、例えばＡ国の使用条件では、第１のトレッドラジアスＴＲｓと操縦安定性との相関が強く、Ｂ国の使用条件では、第２のトレッドラジアスＴＲｍと操縦安定性との相関が強くなるなど、タイヤの使用条件等によって操縦安定性との相関性が変化するためである。従って、２つのトレッドラジアスＴＲｓ、ＴＲｍを測定することで、操縦安定性をより的確に評価することが可能になる。

以下に、第１のトレッドラジアスＴＲｓを算出する工程ＳＡ１を代表して説明する。

前記測定ステップでは、５つのレーザー変位計５のうちの３つのレーザー変位計５から、それぞれタイヤ軸芯回りで回転するタイヤＴのトレッド表面Ｔｓまでの半径方向の距離を測定し、レーザー変位計５毎の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をタイヤ１周当たりｍ個取得する。

前記工程ＳＡ１の場合には、中央のレーザー変位計５ｃによりセンタリブＲｃまでの半径方向距離データｙ１をタイヤ１周当たりｍ個取得する。即ち、ｍ個の半径方向距離データｙ１_１〜ｙ１_ｍを取得する。又外のレーザー変位計５ｓ、５ｓにより、それぞれショルダリブＲｓ、Ｒｓまでの半径方向距離データｙ２、ｙ３をタイヤ１周当たりｍ個取得する。即ち、それぞれｍ個の半径方向距離データｙ２_１〜ｙ２_ｍ、データｙ３_１〜ｙ３_ｍを取得する。

前記平均化ステップでは、各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対してスムージング処理を施し、横溝１９に起因するノイズデータを除去する。又ノイズデータを除去した後の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をそれぞれ平均して平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎを求める。

前記スムージング処理は、取得した各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対し、それぞれ時系列的に得たｉ番目のデータｙ_ｉと、それよりも先行して得た直近のｋ個のデータの平均値である移動平均ｙＮとを比較する。そして、その差｜ｙ_ｉ−ｙＮ｜が閾値より大きい場合、前記データｙ_ｉをノイズデータとして半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３から削除する。

具体的には、ｉ番目のデータｙ_ｉよりも先行して得た直近のｋ個のデータとは、ｙ_ｉ−１〜ｙ_ｉ−ｋを意味する。又前記直近のｋ個のデータの平均値である移動平均ｙＮとは、（ｙ_ｉ−１＋ｙ_ｉ−２＋・・・＋ｙ_ｉ−ｋ）／ｋを意味する。

半径方向距離データｙ１の場合、ｉ番目のデータｙ_ｉとはｙ１_ｉであり、直近のｋ個のデータｙ_ｉ−１〜ｙ_ｉ−ｋとはｙ１_ｉ−１〜ｙ１_ｉ−ｋである、又移動平均ｙＮは、（ｙ１_ｉ−１＋ｙ１_ｉ−２＋・・・＋ｙ１_ｉ−ｋ）／ｋを意味する。半径方向距離データｙ２、ｙ３についても同様である。

そしてこの移動平均ｙＮとデータｙ_ｉとの差｜ｙ_ｉ−ｙＮ｜を閾値と比較し、差｜ｙ_ｉ−ｙＮ｜が閾値より大きい場合、前記データｙ_ｉをノイズデータとして削除するのである。この操作をｉ＝１からｉ＝ｍまで順に行う。なおｋ≧ｉの場合、直近のｋ個のデータとしては、ｙ_ｉ−１、ｙ_ｉ−２、〜ｙ_１、ｙ_ｍ、ｙ_ｍ−１、〜ｙ_{ｍ−（ｋ−ｉ）}を採用する。ここで、閾値としては、想定されるＲＲ０よりも大きな値、かつ測定する周方向リブＲに配される横溝１９の溝深さよりも小な値が選択される。通常３．０mm程度に設定される。

トレッドラジアス測定工程では、各前記平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎと、タイヤ軸方向の基準位置（任意に設定できる。）Ｘから各レーザー変位計５までのタイヤ軸方向の距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とからトレッドラジアスＴＲを算出する。具体的には、次式（１）に３点Ｐ（ｘ１、ｙ１Ｎ）、Ｐ（ｘ２、ｙ２Ｎ）、Ｐ（ｘ３、ｙ３Ｎ）を代入することで、曲率半径ＴＲであるトレッドラジアスを求めることができる。
（ｘ−ａ）^２＋（ｙ−ｂ）^２＝ＴＲ^２ −−−（１）

そしてこのような半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３のスムージング処理、平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎの算出、平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎと距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とからのトレッドラジアスＴＲの算出は、前記演算手段７によって行われる。

第２のトレッドラジアスＴＲｍを算出する工程ＳＡ２も同様である。なお工程ＳＡ１と工程ＳＡ２とは同時に行うことができ、このとき中央のレーザー変位計５ｃによる取得する半径方向距離データｙ１、及びこの半径方向距離データｙ１をスムージング処理した後の平均値ｙ１Ｎ等は、共通使用できる。

なお、半径方向距離データの取得の数ｍは、５００個以上であることが好ましく、これより少ないと、トレッドラジアスと操縦安定性との相関が低下する傾向となる。なお数ｍの上限は特に規制されないが、多すぎると処理が煩雑となって時間の無駄を招く。そのため数ｍの上限は２０００個以下が好ましい。

前記移動平均の数ｋは、２〜１００であるのが好ましく、１００を越えてもスムージング処理の精度の上昇が見込まれず、又処理が煩雑となって時間の無駄を招く。又、スムージング処理の精度を高めるために、タイヤＴの回転数を２０〜３０００rpmの範囲とするのが好ましく、２０rpmを下回ると精度が低下する。又、３０００rpmを越えると、１周当たり５００個以上の半径方向距離データの取得が難しくなる。

又、レーザ変位計５によるフィルタリング精度高めるためには、図５に示すように、レーザー光Ｌの巾Ｗが、測定する周方向リブＲのリブ巾ＷＲの１０〜７０％の範囲であるのが好ましい。レーザー光Ｌの巾Ｗが５mmを下回る、或いはリブ巾ＷＲの１０％を下回る場合、照射部分Ｌａに占めるサイプ１８ａや切欠き１８ｂ等の割合が大きくなって、フィルタリング機能が十分発揮されなくなる。逆に７０％を越えると、レーザー光Ｌが周方向リブＲからはみ出す恐れを招く。

次に、本発明のトレッドラジアス測定方法では、３つのレーザー変位計５を同時に使用するため、各レーザー変位計５により高い正確さが要求される。そのためトレッドラジアス測定方法は、前記トレッドラジアス測定工程に先駆けて行うレーザー変位計の校正工程を具える。

図７に概念的に示すように、校正工程では校正治具３０が用いられる。校正治具３０は、支持軸４に支持される円筒状の基部３１と、この基部３１に一体に取り付く反射板３２とを具える。前記反射板３２は、支持軸４の軸芯４ｉ（タイヤ軸芯ｊに相当する）から半径方向に距離Ｆ１を隔たる第１の反射板３２ａと、前記第１の反射板３２ａから半径方向内外に距離Ｆ２を隔たる第２、第３の反射板３２ｂ、３２ｃとを具え、各反射板３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、周方向に互いに間隔を隔てて配される。

そして校正工程では、まず第１の反射板３２ａを用いて、各レーザー変位計５の原点調整が行われる。次に第２、３の反射板３２ｂ、３２ｃを用い、各レーザー変位計５のゲイン調整が行われる。前記第１〜３の反射板３２ａ、３２ｂ、３２ｃの反射面は、それぞれ前記軸芯４ｉからの距離と等しい曲率半径ｒ１、ｒ２、ｒ３を有する凸円筒面からなることが好ましい。即ちｒ１＝Ｆ１、ｒ２＝Ｆ１＋Ｆ２、ｒ３＝Ｆ１−Ｆ２である。これにより、各反射板３２ａ、３２ｂ、３２ｃを軸芯４ｉ廻りで位置替えする際、反射板３２ａ、３２ｂ、３２ｃの位置替えの角度が多少ずれている場合にも、レーザー光Ｌを正確に反射でき、校正工程を迅速化することができる。

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。

図１に示す測定装置を用い、本発明の測定方法に従い、空気入りタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）１０本のトレッドラジアスＴＲｓを表１の仕様にてそれぞれ測定した。トレッドパターンは５リブパターンであり、リブ巾ＷＲは２０mmである。

比較のため、ラジアスゲージをトレッド面に当て、周上１０箇所の位置にて測定した値を平均したものを比較例１としている。

１トレッドラジアス測定装置
２タイヤ保持機
３レーザー測定装置
４支持軸
５レーザー変位計
６移動台
７演算手段
２０周囲壁
２１温調器
３０校正治具
３１基部
３２ａ第１の反射板
３２ｂ第２の反射板
３２ｃ第３の反射板
ｊタイヤ軸芯
Ｌレーザー光
Ｌｉ光軸
Ｒ周方向リブ
Ｒｃセンタリブ
Ｒｓショルダリブ
Ｒｍミドルリブ
Ｔタイヤ
ＴＲトレッドラジアス
Ｔｓトレッド表面
Ｘタイヤ軸方向

Claims (11)

1. タイヤ軸方向に間隔を隔てて配される３つのレーザー変位計を用いてタイヤのトレッドラジアスを求めるトレッドラジアス測定方法であって、
   前記３つのレーザー変位計から、それぞれタイヤ軸芯回りで回転するタイヤのトレッド表面までの半径方向の距離を測定し、レーザー変位計毎の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をタイヤ１周当たりｍ個取得する測定ステップと、
   各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対してスムージング処理を施し、横溝に起因するノイズデータを除去した後の残りの半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３をそれぞれ平均して平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎを求める平均化ステップと、
   各平均値ｙ１Ｎ、ｙ２Ｎ、ｙ３Ｎと、タイヤ軸方向の基準位置から各レーザー変位計までのタイヤ軸方向の距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とからトレッドラジアスＴＲを算出する算出ステップとを含むトレッドラジアス測定工程を具えるとともに、
   前記レーザー変位計は、レーザー光の巾Ｗを５mm以上とし、
   しかも前記スムージング処理は、取得した各ｍ個の半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３に対し、それぞれ時系列的に得たｉ番目のデータｙ_ｉと、それよりも先行して得た直近のｋ個のデータの平均値である移動平均ｙＮとを比較し、その差｜ｙ_ｉ−ｙＮ｜が閾値よりも大きい場合、前記データｙ_ｉをノイズデータとして削除することを特徴とするタイヤのトレッドラジアス測定方法。
2. 前記半径方向距離データの取得の数ｍは、５００個以上であることを特徴とする請求項１記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
3. 前記タイヤの回転数は２０〜３０００rpmであることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
4. 前記移動平均の数ｋは、２〜１００であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
5. 前記トレッド表面はタイヤ周方向にのびる少なくとも３本の周方向リブを具え、各レーザー変位計は前記周方向リブから選択された３本の周方向リブの表面までの半径方向の距離を測定するとともに、前記レーザー光の巾Ｗは、リブ巾の１０〜７０％の範囲であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
6. 前記トレッド表面はタイヤ周方向にのびる５本の周方向リブを具え、
   前記トレッドラジアス測定工程は、５本の周方向リブのうちの中央のセンタリブと、最外のショルダリブとの３本の周方向リブから第１のトレッドラジアスＴＲｓを算出する工程、
   及び５本の周方向リブのうちの中央のセンタリブと、その両側のミドルリブとの３本の周方向リブから第２のトレッドラジアスＴＲｍを算出する工程を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
7. 前記トレッドラジアス測定工程に先駆けて、レーザー変位計を校正する校正工程を具え、
   前記校正工程は、タイヤの支持軸に支持される基部に、支持軸の軸芯から半径方向に距離Ｆ１を隔たる第１の反射板と、前記第１の反射板から半径方向内外に距離Ｆ２を隔たる第２、第３の反射板とを周方向に互いに間隔を有して一体に設けた校正治具を用い、
   前記第１の反射板を用いて、各レーザー変位計の原点調整を行うとともに、
   前記第２、３の反射板を用いて、各レーザー変位計のゲイン調整を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
8. 前記第１〜３の反射板の反射面は、それぞれ前記軸芯からの距離と等しい曲率半径ｒ１、ｒ２、ｒ３を有する凸円筒面からなることを特徴とする請求項７記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
9. 前記レーザー変位計は周囲壁によって囲まれるとともに、周囲壁内が温調器によって温度管理されることにより、温度変化によるレーザー変位計の出力変動を抑制したことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のタイヤのトレッドラジアス測定方法。
10. レーザー変位計を用いてタイヤのトレッドラジアスを求めるトレッドラジアス測定装置であって、
    タイヤをその軸芯回りで回転可能に支持する支持軸を有するタイヤ保持機と、回転する前記タイヤのトレッド表面までの半径方向の距離を測定するレーザー変位計を有するレーザー測定装置とを具え、
    前記レーザー測定装置は、
    タイヤ軸方向に移動可能に支持される移動台と、
    この移動台に一体移動可能に支持される中央のレーザー変位計と、
    前記中央のレーザー変位計の両側に配され、かつ前記中央のレーザー変位計とはタイヤ軸方向に相対移動可能に支持される中間のレーザー変位計と、
    前記中間のレーザー変位計の両側に配され、かつ前記中央のレーザー変位計及び中間のレーザー変位計とはタイヤ軸方向に相対移動可能に支持される外のレーザー変位計と、
    前記５つのレーザー変位計のうちの３つのレーザー変位計により取得されたトレッド表面までの半径方向距離データｙ１、ｙ２、ｙ３と、タイヤ軸方向の基準位置から前記３つのレーザー変位計までのタイヤ軸方向の距離ｘ１、ｘ２，ｘ３とに基づいてトレッドラジアスＴＲを算出する演算手段とを含むとともに、
    各レーザー変位計はレーザー光の巾Ｗが５mm以上であり、しかも各レーザー変位計の光軸は、タイヤ軸芯からのびる１つの放射面上で並列することを特徴とするタイヤのトレッドラジアス測定装置。
11. 前記レーザー測定装置は、前記５つのレーザー変位計の周囲を囲む周囲壁と、この周囲壁の内部温度を管理する温調器とを具えることを特徴とする請求項１０記載のタイヤのトレッドラジアス測定装置。
    

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