JP3406643B2 - タイヤ踏面の接地部測定装置及びタイヤ踏面の接地部測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ踏面の接地部測
定装置に係り、特にタイヤの転動中におけるタイヤ踏面
の滑りを測定するに好適なタイヤ踏面の接地部測定装置
及びタイヤ踏面の接地部測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トレッドの摩耗分布は、その摩耗仕事量
の分布とほぼ対応しており、摩耗仕事量はトレッドの接
地面内での滑り量と応力との積によって求めるられる。

【０００３】従来、トレッドの滑り量は、図８のような
触針を用いた装置により測定されてきた。この方法で
は、路面１００に設けた穴１０２からわずかに突出した
触針１０４がトレッド１０６に刺さり、すべりに伴って
変位する。この変位をひずみゲージ等で検出してトレッ
ド１０６のすべり量としている。しかしながら、この方
法では路面１００に穴１０２があることや、触針１０４
の突出量がデータに大きな影響を与えるので、正確な測
定が困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】トレッドの滑り量をよ
り正確に測定するため光センサーを利用した装置が提案
されている（自動車研究、第１０巻、第７号（昭和６３
年７月））。図９に示すように、この方法では、トレッ
ド１１０に埋め込まれた光ファイバ１１２によって光源
から光を導き、トレッド１１０の表面に光の点を作り、
接地面内でのトレッド１１０の滑り量を光の点の位置と
して路面１１４に埋め込まれたイメージファイバ１１６
を通して光センサ１１８で検出するようになっている。

【０００５】また、透明な路面に対して一方にタイヤを
配し、他方にカメラを配して、タイヤ移動に同期させて
カメラを平行移動させて接地面の滑り量を測定する装置
も提案されている（特開平４−１０４０３４号公報）。

【０００６】しかしながら、光センサーを利用してトレ
ッドの滑り量を測定する方法では、光ファイバ１１２を
埋め込むためにタイヤのトレッド１１０を加工する必要
があり、トレッド１１０上の種々の場所を測定するため
には、そのたびにタイヤを加工する必要があり、準備に
多くの手間がかかる。

【０００７】一方、タイヤ移動に同期させてカメラを平
行移動させ、接地面の滑り量を測定する装置では、トレ
ッドの所定個所、例えば、一つのブロックをテレビカメ
ラで追おうとしても、ブロックが画面内を一方向に連続
して移動してしまうという不具合がある。即ち、ブロッ
クが路面に接地すると、タイヤは路面に対して転動して
いるにも関わらず、ブロックは接触してから離間するま
での間は、路面の所定個所に接触して路面の所定位置に
対して静止した状態となる。ところが、テレビカメラは
タイヤに同期して移動するので接地面は画面内で静止す
るもののテレビカメラで撮影されたブロックは画面内を
一方向に連続して移動して行くこととなる。

【０００８】このため、例えば１フレーム目の画像と２
フレーム目の画像とでは、画面の中の測定すべきブロッ
クの位置が異なる。したがって、ブロックの滑り量を計
測するためには、ブロックの移動速度を計算に入れて、
１フレーム目の画像と２フレーム目の画像とを比較しな
ければブロックの滑り量は測定できず、また、タイヤ接
地面の全てを画面内に入れておかないと接地面内におけ
るブロックの滑り量、即ち、接地してから離間するまで
の間にどの方向にどの位ブロックが滑っているかを計測
することが出来ない。

【０００９】このため、接地面内のブロックの滑り量を
計測するには、ブロックの移動速度を計算に入れながら
画像を比較しなければならず、測定が煩雑であり誤差を
生じ易い。

【００１０】また、画像処理の精度は、一般に取り込む
画面の大きさで決定される。即ち、カメラ及び記録装置
の解像度には限界があるため、撮影面積を大きくすると
微小部分の変化がわかり難くなり滑り量の計測精度が低
下する。一方、撮影面積を小さくすると微小部分の変化
はわかり易くなり、測定精度は向上する。

【００１１】特開平４−１０４０３４号公報に示す装置
では、ブロックが画面内を移動してしまうためタイヤ接
地面の全てを画面内に入れておく必要がある。そのた
め、それ以上撮影面積を小さくすることが出来ず、それ
以上の精度向上は不可能である。

【００１２】また、タイヤ接地面の大きさによって精度
が左右され、大タイヤと小タイヤとでは測定精度に差が
生じる。

【００１３】本発明は上記事実を考慮し、タイヤ踏面部
の滑り量を高精度で計測することのできるタイヤ踏面の
接地部測定装置及びタイヤ踏面の接地部測定方法を提供
することが目的である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のタイヤ
踏面の接地部測定装置は、少なくとも一部が透明である
板状の路面と、前記路面の一方の面側から供試タイヤを
押し付けるタイヤ支持手段と、前記路面を前記供試タイ
ヤの外周接線方向に沿って移動させる移動手段と、前記
路面の他方の面側に前記路面とは相対移動不能に設けら
れ、前記路面の透明部分を介して前記供試タイヤの特定
の接地部位を撮影するカメラと、を有することを特徴と
している。

【００１５】請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定
装置によれば、路面とカメラとが相対移動不能とされて
いるため、路面の透明部分に接地したタイヤ踏面部分
は、接地開始〜離間までの間は撮影画像の所定位置に静
止した状態となる。したがって、滑り量を測定すべき踏
面部分、即ち特定の接地部位に予めマーキングを施して
おけば、接地したタイヤ踏面部分が透明板に対して滑り
をおこした場合に、特定の接地部位の滑り量及び滑り方
向を経時的に正確に計測することができる。また、撮影
画面内でのマーキングは、滑り量だけしか画面内を移動
しない。このため、従来よりも小面積の部位をカメラの
画角一杯に入れて撮影することができ、高精度で滑り量
を測定することができる。

【００１６】なお、格子状のマーキングを施せば、接地
面内における変形状態を経時的に観察することもでき
る。

【００１７】請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定
方法は、少なくとも一部が透明である板状の路面を供試
タイヤに押し付けながら前記路面を前記供試タイヤの外
周接線方向に沿って移動させ、前記路面の供試タイヤ側
とは反対側から前記路面の透明部分を介して前記路面に
相対移動不能に設けられたカメラで前記供試タイヤの特
定の接地部位を撮影することを特徴としている。

【００１８】請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定
方法によれば、少なくとも一部が透明である板状の路面
を供試タイヤに押し付けながら路面を供試タイヤの外周
接線方向に沿って移動させ、路面の供試タイヤ側とは反
対側から路面の透明部分を介して路面に相対移動不能に
設けられたカメラで供試タイヤの特定の接地部位を撮影
するため、接地したタイヤ踏面部分が透明板に対して滑
りをおこした場合に、特定の接地部位の滑りを経時的に
計測することができる。

【００１９】また、撮影画面内でのタイヤ踏面部分は、
滑り量だけしか画面内を移動しない。このため、従来よ
りも小面積の部位をカメラの画角一杯に入れて撮影する
ことができ、高精度で滑り量を測定することができる。

【００２０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のタイヤ踏面の接地部測定方法において、供試タイヤの
踏面部分にマーキングを施したことを特徴としている。

【００２１】請求項３に記載のタイヤ踏面の接地部測定
方法よれば、接地したタイヤ踏面部分が透明板に対して
滑りをおこした場合に、接地面内における滑り量及び滑
り方向を経時的に正確に計測することができる。

【００２２】

【実施例】本発明のタイヤ踏面の接地部測定装置の一実
施例を図１乃至図３にしたがって説明する。

【００２３】図１及び図２に示すように、接地部測定装
置１０は、長尺状のベースフレーム１２を備え、ベース
フレーム１２は床面１４に固定されている。ベースフレ
ーム１２には、所定間隔で複数本の支柱１６が立設して
おり、支柱１６の上部には、床面１４と平行とされた水
平フレーム１８が固定されている。

【００２４】水平フレーム１８には、複数本のローラ２
０が水平フレーム１８の長手方向に沿って等間隔で配設
されている。これらのローラ２０は、軸方向が水平フレ
ーム１８の長手方向と直交方向とされ、水平フレーム１
８に回転自在に支持されている。

【００２５】これらのローラ２０の上には、路面２２が
載置されている。路面２２は矩形の板状とされ、水平フ
レーム１８の長手方向に沿って長尺状とされている。こ
の路面２２は金属で形成されており、長手方向中央部分
には透明板２４が嵌め込まれている。なお、本実施例で
は、透明板２４にアクリル板が用いられているが、透明
であればその他の材質であってもよい。ここで、路面２
２の下面の摩擦係数を全体的に一定にするために、金属
部分の表面には透明板２４と同材質の薄板（図示せず）
を貼り付けることが好ましい。なお、路面２２の下面の
摩擦係数を全体的に一定にするためには、上記の方法以
外に金属部分又は透明板２４の一方の表面粗さを変える
こともできる。

【００２６】水平フレーム１８には、移動用モータ２６
が取り付けられており、所定のローラ２０Ａが、図示し
ない減速機を介して移動用モータ２６に連結されてお
り、所定のローラ２０Ａを回転させることによって載置
された路面２２を水平フレーム１８の長手方向に沿って
移動させることができる。

【００２７】また、路面２２の下面には、透明板２４と
は異なる部位に供試タイヤ３０の踏面から受ける力を計
測する３成分力変換器３２が埋め込まれている。

【００２８】なお、水平フレーム１８、ローラ２０、ロ
ーラ２０Ａ、移動用モータ２６等によって移動手段が構
成されている。

【００２９】一方、中央側の支柱１６Ａと支柱１６Ｂと
の間には、矩形板状のサブフレーム３６が配設されてい
る。サブフレーム３６には、各角部に図示しない直線運
動用ベアリングが設けられており、ベースフレーム１２
に立設されたスライドシャフト３８に沿って上下移動可
能とされている。

【００３０】また、サブフレーム３６の長手方向両端部
には、それぞれ図示しない雌ねじナットが固定されてお
り、雌ねじナットにはベースフレーム１２に設けられた
ギヤボックス４０から立設する雄ねじ４２がそれぞれ螺
合している。ギヤボックス４０は、軸４４、減速機４６
を介してベースフレーム１２の中央に配設された昇降用
モータ４８に連結されている。このため、雄ねじ４２を
回転させることにより、サブフレーム３６を上下に移動
させることができる。

【００３１】サブフレーム３６の上面には、レール取付
台５０が固定されており、レール取付台５０の上面に
は、水平フレーム１８の長手方とは直交する方向に延び
る一対のレール５２が設けられている。

【００３２】レール５２の上には、タイヤ支持台５４が
設けられており、タイヤ支持台５４の車輪５６がレール
に載っている。タイヤ支持台５４には、車輪５６を回転
させるためのモータ５８が設けられており、車輪を回転
させることによりタイヤ支持台５４をレール５２の長手
方向に沿って移動させることができる。

【００３３】このタイヤ支持台５４の上部には、供試タ
イヤ３０が回転自在に支持されている。

【００３４】なお、サブフレーム３６、ギヤボックス４
０、雄ねじ４２、ギヤボックス４０、軸４４、減速機４
６、昇降用モータ４８、レール取付台５０、タイヤ支持
台５４等によってタイヤ支持手段が構成されている。

【００３５】路面２２の透明板２４の上方には、テレビ
カメラ６０が真下に向けられて配設されている。このテ
レビカメラ６０は、路面２２の上面に固定されたスタン
ド６２に固定されており、透明板２４を通してタイヤ支
持台５４の供試タイヤ３０のトレッド部分を撮影するこ
とができる。また、テレビカメラ６０には、ビデオテー
プレコーダー、テレビモニター及び画像解析コンピュー
ター（図示せず）等が接続されている。

【００３６】次に、本実施例のタイヤ踏面の接地部測定
装置１０を用いた、タイヤ踏面の接地部の滑り量の測定
方法を説明する。

【００３７】接地部の任意の位置（例えば、ブロック）
の滑り量を測定する場合、トレッドの任意の位置にマー
キングを施す。供試タイヤ３０を回転させてマーキング
の施されたブロックを真上に位置させ、マーキングがテ
レビカメラ６０の真下に位置するようにタイヤ支持台５
４の位置を調整する。次に、透明板２４の中央部分がマ
ーキングの施されたブロックの真上に位置するように路
面２２を移動させる。次に、サブフレーム３６を上昇さ
せて、供試タイヤのトレッドを路面２２の透明板２４に
押圧させる。ここで、供試タイヤ３０の押圧力を決める
には、路面２２を移動させて、供試タイヤ３０を３成分
力変換器３２に接触させて計測、調整を行う。

【００３８】次に、路面２２を水平フレーム１８の長手
方向一方側に移動させ、他方側へ向かって路面２２を所
定の速度、例えばタイヤ周速度に合わせて移動させる。

【００３９】これによって、トレッドのマーキングを施
した任意の位置が透明板２４に接地してから離間するま
でを経時的にテレビカメラ６０は撮影領域の中央で捕ら
えることができる。

【００４０】本実施例では、テレビカメラ６０を路面２
２に固定したので、路面２２の透明板２４に接地した任
意の位置が滑りを起こしていない場合には、テレビモニ
ターの画面中央にマーキングが静止した状態で写し出さ
れる（図３参照）。

【００４１】一方、透明板２４に接地した任意の位置が
滑りを起こした場合には、透明板２４と任意の位置との
相対的な位置がずれたことになるため、テレビモニター
に写し出されたマーキングが画面中央から移動する。

【００４２】したがって、本実施例のタイヤ踏面の接地
部測定装置１０では、トレッドの任意の位置が路面２２
の透明板２４に接触し初めてから離間するまでの状態を
容易に追跡することができる。

【００４３】また、本実施例では、従来の撮影方法とは
異なって画面内でマーキングが一方向に移動して行かな
いため、接地面全体を撮影する必要が無く、測定すべき
微小領域（例えば、１つのブロック）をほぼテレビカメ
ラ６０の画角いっぱいに入れて滑り量を高精度で計測す
ることができる。

【００４４】なお、画像処理装置によりマーキングを識
別してその挙動を踏面部の動きとして測定することがで
きる。この際、マーキングは一方向に移動して行かない
ため、画像処理が容易になる。

【００４５】ここで、計測された滑り量Ｓと、接地面に
働く剪断力τ（３成分力変換器３２で測定する）によ
り、タイヤ踏面の摩耗仕事量を以下の式（１）によって
得ることができる。

【００４６】Ｅ＝∫τｄｓ・・・・・・（１） なお、トレッドの測定個所に所定ピッチの格子をマーキ
ングしておけば、所定個所の変形形態を測定することも
できる。

【００４７】また、本実施例では、路面に穴をあけた
り、トレッドに加工をする必要がないため、測定値の誤
差が少なく、また、試験準備に手間もかからない。

【００４８】〔試験例〕 本発明のタイヤ踏面の接地部測定装置１０を用い、微速
回転時に於けるタイヤの滑り量を測定した。なお、測定
個所は、図４に示すようにタイヤ赤道面ＣＬ上のブロッ
クとした。

【００４９】図５には、本実施例のタイヤ踏面の接地部
測定装置１０を用いて測定を行った結果がグラフにて示
されている。

【００５０】また、図６には、図８に示す方法で測定を
行った結果がグラフにて示されており、図７には、図９
で示す方法で測定を行った結果がグラフにて示されてい
る。

【００５１】試験条件 供試タイヤ：ラジアルタイヤ（格子パターン、図４参
照） 寸法 ：１８５／７０Ｒ１４ リム ：５−Ｊ×１４ 内圧 ：０．１９ＭＰａ 荷重 ：３．５ｋＮ 速度 ：５０ｍｍ／ｓ キャンバ角：０ｄｅｇ トーイン ：１．４ｍｍ スリップ角：右前輪の直進に相当 図５〜図７に示すように、本実施例のタイヤ踏面の接地
部測定装置１０では、微速回転時のタイヤの滑り量が少
ないことが分かる。即ち、本実施例のタイヤ踏面の接地
部測定装置１０では、実走行状態と同様のタイヤ踏面部
の滑りを測定するにあたっての測定誤差が極めて少ない
ことを示している。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のタイヤ踏
面の接地部測定装置及びタイヤ踏面の接地部測定方法で
は、タイヤ踏面部の滑り量を高精度で計測できるという
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るタイヤ踏面の接地部測
定装置の側面図である。

【図２】図１に示す接地部測定装置の１−１線断面図で
ある。

【図３】撮影画面とマーキングとの関係を示す図であ
る。

【図４】測定個所を示す供試タイヤの平面図である。

【図５】本実施例のタイヤ踏面の接地部測定装置によっ
て測定された微速回転時に於けるタイヤの図４のブロッ
クIII における滑り量を示すグラフである。

【図６】図８に示す方法によって測定されたタイヤの図
４のブロックIII における滑り量を示すグラフである。

【図７】図９に示す方法によって測定されたタイヤの図
４のブロックIII における滑り量を示すグラフである。

【図８】従来の針式による踏面の滑り量測定方法を示す
説明図である。

【図９】従来の光ファイバと光センサとによる踏面の滑
り量測定方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ タイヤ踏面の接地部測定装置 １８ 水平フレーム（移動手段） ２０ ローラ（移動手段） ２２ 路面 ２４ 透明板 ２６ 移動用モータ ３０ 供試タイヤ ４８ 昇降用モータ（タイヤ支持手段） ５４ タイヤ支持台（タイヤ支持手段） ６０ テレビカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 17/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部が透明である板状の路面
   と、 前記路面の一方の面側から供試タイヤを押し付けるタイ
   ヤ支持手段と、 前記路面を前記供試タイヤの外周接線方向に沿って移動
   させる移動手段と、 前記路面の他方の面側に前記路面とは相対移動不能に設
   けられ、前記路面の透明部分を介して前記供試タイヤの
   特定の接地部位を撮影するカメラと、 を有することを特徴とするタイヤ踏面の接地部測定装
   置。
2. 【請求項２】 少なくとも一部が透明である板状の路面
   を供試タイヤに押し付けながら前記路面を前記供試タイ
   ヤの外周接線方向に沿って移動させ、 前記路面の供試タイヤ側とは反対側から前記路面の透明
   部分を介して前記路面に相対移動不能に設けられたカメ
   ラで前記供試タイヤの特定の接地部位を撮影することを
   特徴とするタイヤ踏面の接地部測定方法。
3. 【請求項３】 供試タイヤの踏面部分にマーキングを施
   したことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ踏面の接
   地部測定方法。