JP3464678B2 - タイヤ状態の評価装置および評価方法 - Google Patents

タイヤ状態の評価装置および評価方法

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JP3464678B2 JP50499698A JP50499698A JP3464678B2 JP 3464678 B2 JP3464678 B2 JP 3464678B2 JP 50499698 A JP50499698 A JP 50499698A JP 50499698 A JP50499698 A JP 50499698A JP 3464678 B2 JP3464678 B2 JP 3464678B2
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    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、特にしかして非限定的に自動車に適用され
る、タイヤ状態の評価装置および評価方法に関する。例
えば、本発明は、自動車ホイールバランス（即ち、車輪
平衡装置）およびブレーキテスト機器に設けることがで
き、また一車両について別のホイールテスト（即ち、車
輪テスト）が行なわれている場合には、タイヤのトレッ
ドとサイドウオール並びに別のタイヤの状態因子を同時
評価可能となる方法と装置を提供することも本発明の一
部である。本発明は、例えば、タイヤを取り外すことな
く、車両タイヤそれ自体の道路サイドの試験に適用可能
な車両乗り込みランプを含む形式のテスト機器に適用可
能である。本発明の適用は、施行法および規則を履行す
る官庁およびその車両関係者に適したものとなる。さら
に本発明は、商業上の必要なテスト機器にも関し、迅速
テスト機関に限定される機器にも関する。
先行の技術の記載 タイヤのトレッドの評価に関する既知のシステムは、
トレッドに挿入される深度ゲージの使用およびトレッド
のペイント処理後の像解析によるトレッド摩損の評価を
含む通常の手動測定技術を含んでいる。
このような先行技術のシステムは、比較的に精度が悪
く、車両機器の評価および作動特性が瞬時的に得られる
ことを要求する自動車工業界で用いるには、不便なもの
である。
国際公報No.WO96/10727（Russel）には、タイヤのト
レッド深度（即ち、トレッド深さ）に関する情報を与え
る出力を提供し得るタイヤ走査装置並びに同方法が開示
されている。一実施例において、タイヤに対してレーザ
ーセンサーが用いられ、タイヤが回転する間にレーザー
センサーがタイヤトレッドの側方幅を横切って機械的に
走査する。このためタイヤセンサーが、スライドロッド
上でタイヤの幅を横切って往復可能のキャリッジに装架
されている。キャリッジの側方運動により、単一のレー
ザスポットがタイヤを横切って機械的に走査する。
このような構成は、道路のサイド試験に可能な短期間
内で所定のホイールにおけるトレッドの判定を許容範囲
とする装置の能力の問題で重要な欠陥がある。このシス
テムは、レーザスポット源の走査機構の制限が不可避で
ある。これにより、単一ホイールのための完全な走査動
作の時間的含意が受け入れがたいものとなり、装置の現
実的かつ実際的形式を提供するためにトレッド評価のか
なり大きな割合を得るに必用な何らかの手段が必要とな
る。
DE4316984 A1（Mercedes）には、タイヤの輪郭を自
動的に測定するシステムが開示されている。この装置で
は、非接触光学三角法を用いる縦断測定ヘッドによりタ
イヤの回転方向を横切る線に沿って輪郭の測定が行なわ
れる。このシステムには、同様に上述の文献の機能上の
欠陥がある。
GB2241061A（FMC）には、自動車整備機器に使用され
る構造化光走査システムが開示されている。このシステ
ムでは、レーザ源が、既知の形状のビームをホイールの
リム／タイヤ組立体上に指向させ、光の筋をそこに形成
するようになっている。第９頁および第10頁に詳述して
いるように、光の筋22は、タイヤ／リム組立体21/19に
照射され、感知セルのアレイが励起される。ピクセル52
bが隣接のものより上昇し、これはリムのバルブステム2
7に対応している。感知セル上のピクセル53bは、光の筋
22の衝突個所に対応し、ここで光の筋は、ホイールリム
19の周縁を交差する。このシステムは、タイヤ／リム組
立体のバランス、ランアウト、アライメント、ブレーキ
表面の面皮および平滑度等の判定に特に利用可能であ
る。
このGB2241061Aに記載のシステムは、タイヤトレッド
の判定、特にホイールの幅を横切るトレッド輪郭および
レッド深度に関するトレッドの判定を与えるものではな
い。
発明の要約 本発明の目的は、上述した先行技術の欠点に関する改
良及び／又は一般的な改良を提供するタイヤトレッド評
価方法及び装置を提供することである。
本発明は又、何れかの重要なハードウエアをさらに設
けることなく、装置から導かれ得るデータの使用によっ
て、光度計的又は他のタイヤ評価装置に関するホイール
の正しい位置アライメントを決定する便利で経済的な手
段も提供する。
本発明は又、装置の窓に関して、テストの元にタイヤ
又は他の製品の適切な近接性を画定する簡単な当接シス
テムであって、それを介して分析のための放射が進行す
るシステムも提供する。
本発明の重要な点は、乗り物タイヤのトレッド及び／
又は他の決定目的（即ちホイールの正しい位置アライメ
ントの決定や分析のための放射進行システムの提供等）
のためのタイヤトレッド評価装置を装架するシステムに
関している。本発明のこの点は、テスト目的のために乗
り物ホイールを回転させるローラーシステムが元の装備
費用及び設置に関して比較的コストが高いにもかかわら
ず、選択された路傍位置においての迅速で容易に成され
るベースで、路傍で乗り物ホイールテストを遂行する能
力に対する必要性があるという事実に関している。その
ような能力を提供することが出来る方法及び装置はかな
り有用であろう。
以下に記載された本発明の実施例においては、放射源
及び放射検出器及び関連した信号処理装置の使用によっ
て、トレッド深さ及びトレッドパターンの両方の直接測
定及び潜在的にあるホイールアライメントの問題につい
て得られた対応測定を提供する読み取りが得られ、それ
によりタイヤの履歴に関するオーバー／アンダー空気注
入実践に関する決定が成され得る方法及び装置が記載さ
れている。実施例は、半径方向の代わりに、タイヤのほ
ぼ軸線方向に及びタイヤのサイドウオールに指向される
ように放射源の適切な再設置によって、タイヤサイドウ
オール状態評価に容易に適応される。
記載された実施例においては、放射源はテスト中のタ
イヤの全幅に衝突する広バンド光線（即ち、広帯域光
線）を放射する。タイヤ照度足跡は、一様な輝度の、一
定の輪郭のはっきりした領域、例えば、直線又は他の形
又はパターンである。典型的な実施例の物理的寸法は図
４に示されている。
もう一つの実施例においては、レーザーエネルギー源
が利用されており、トレッド深さはトレッド面の像とト
レッド底の像の間としてレーザー像の変位に基づき分析
される。同じ分析アプローチが、サイドウオールのプロ
ファイル（即ち、輪郭）を決定すること及びその中の不
規則性を識別すること、あるいは、実際に標準のサイド
ウオールプロファイルと比較することによって、タイヤ
サイドウオール状態及び他のタイヤ状態の評価に適用さ
れる。
本発明のさらに別の実施例においては、放射源は、タ
イヤに関して半径方向から実質的に僅かにずれている方
向に、そして、与えられた周位置において少なくともタ
イヤの横幅の一部を横切ったストライプ又はバンド又は
線の形で放射をタイヤに当てるように配置されている。
該方法においては、放射検出器は、像変位又はずれのお
かげで前記周位置で前記横幅を横切ったトレッドの特徴
の測定を提供するように、少なくともその横幅の前記一
部を横切ってから放射をタイヤから受け取る。同様なア
プローチが、像変位技術をタイヤサイドウオール及びタ
イヤの他の構造的不連続性の識別に採用することによっ
て、タイヤサイドウオール及び他のタイヤ構造又は特徴
の評価に採用される。
放射源を適所に設けること及び放射源が放射をタイヤ
の全幅又はサイドウオールの主要部を横切った非半径方
向入射線又はストライプ又はバンドとしてタイヤに当て
ることが出来るように配置されることによって、該装置
及び方法は、タイヤトレッド及びサイドウオールの決定
を、上に見直した従来技術のスキャニングタイプのシス
テムで出来るよりも、実質的に非常に高速度で行うこと
が出来る。放射線は、タイヤの横幅又はサイドウオール
を横切るトレッド底及びトレッド上面またはサイドウオ
ール突起の相対変位を示す、タイヤトレッド又はサイド
ウオールの像を比較的すばやく提供することが出来る。
この方法において、与えられた周位置におけるタイヤト
レッド又はサイドウオールプロファイルを得る事が出
来、一連の測定によって、タイヤトレッド全体又はサイ
ドウオール全体のプロファイル決定を得る事が出来、そ
れにより、タイヤ状態の平均測定が利用可能となる。そ
のような比較的広い決定は、ホイール／タイヤ組立体が
回転するときに数秒のうちに成され得る。それにより
（実験室でない）日々の実際条件の元での使用されるシ
ステムに妥当な速度でデータを提供する能力を備えた実
際的な路傍テスト設備が提供される。
実施例においても、照射源はレーザー源であり、そし
て本方法は、タイヤの横幅の少なくとも一部にわたるト
レッド深さの標準として、トレッドの基部と頂部との間
などでレーザービームにより生じた像変位を、照射検出
器に検出させる段階を含む。レーザー源の使用は、タイ
ヤ上の特定の周方向位置における側方へ延びるトレッド
プロフィルのより効果的な測定を可能にし、かくして像
はトレッド深さとトレッドプロフィルの標準を提供す
る。このレーザーエネルギーを使用する実施例における
のと同様に、タイヤの周面のまわりの２つ以上の位置に
おいてタイヤトレッドの像とタイヤトレッドプロフィル
の測定を行うことによって、摩耗状態を全体にわたって
評価可能にするタイヤプロフィルが開発される。これら
の測定は、タイヤのまわりの一連の位置において、およ
び（または）タイヤの回転中になされる。この手法は、
側壁および他のタイヤの構造の測定について同じであ
る。
タイヤ側壁および他のタイヤの構造状態の評価に適用
可能な本発明の実施例において、本方法および装置は、
タイヤトレッドの評価について上記したものから非常に
少ない変更しか必要としない。全く、本装置は、全体的
に軸線方向に面するタイヤ側壁面のプロフィルが得ら
れ、かくして側壁のプロフィルにおける不連続個所の存
在または不存在が検証できるように、タイヤ側壁面に対
して再配置することのみ必要とする。
本実施例において、レーザーまたは他の照射源および
対応する照射センサを含む装置すなわちモジュールは、
タイヤの前方または後方に、あるいはタイヤの直下では
なく、実際にはタイヤの片側に配置されるので、汚れや
ほこりや水、あるいはこれらのうちのいずれかが検査中
に装置上に落下したり、または落下以外の仕方で該装置
に届く傾向は全くない。レーザー光線がタイヤトレッド
に接触する位置がタイヤのトレッドと正確に半径方向に
整合していないが、検査はタイヤの前方または背後の
「清浄」な位置で非接触で行なわれる。
本実施例の重要な局面は、ローラー手段を設ける必要
なく車輪／タイヤ組立体の回転を必要とする検査を行う
設備に関する。かくして、本実施例において、車輪／タ
イヤ組立体の回転は、タイヤトレッドおよび側壁または
他のタイヤ状態の検査を行いながら、例えば路傍の位置
において簡単な仕方で成し遂げられる。
本発明のこの局面によると、タイヤトレッドの測定装
置は、タイヤデータの必要な決定を行う段階が車両の移
動中または移動後のいずれかで可能なように、問題のタ
イヤを取り付けた車両の構造体から支持されている。
予想される一実施例において、タイヤ状態評価ユニッ
トを支持するのに採用された装置は、着脱可能な取付け
手段によって車両に取り付けられ、かくして該ユニット
は検査の前後に容易に取り付け取り外しができる。かか
る着脱可能な取付け手段の一例は、例えば塗装車体の任
意の都合のよい部分のような車両表面の滑らかな部分に
吸引により保持されるように、例えばレバーによって手
動操作可能な吸引ユニットである。吸引ユニットが車体
の都合のよい部分に一旦当てられると、タイヤトレッド
ユニットが適当な位置でタイヤに沿って容易に配置でき
るように、調整可能な支持フレームまたは該フレームか
ら吊り下げられたアームと一緒に２つ以上のかかる吸引
ユニットが提供されるのが通常である。それで、問題の
車輪を取り除く必要なく、車両が前方または後方に動か
されるにつれて、トレッド測定を引き続いて行うことが
できる。短い長さの適当な道路または軌道が該目的のた
め利用可能なら、路傍検査は極めて容易に行うことがで
きる。
本発明のこの局面によると、車輪および（または）タ
イヤの組立体の特性について行う２つ以上の検査を必要
とする任意のユニットすなわち装置は、このように車両
の車輪に関連して取り付けることができ、かくして本発
明のこの局面は、タイヤや状態の評価に関連した用途に
限定されない。
上記の原理に従って取り付け可能な、車輪／タイヤの
特性に関する他のシステムの例は、超音波を用いる非接
触または接触方法によるタイヤ圧測定に関する、1996年
７月25日出願の本出願人の米国特許出願第686,964号に
記載されているものである。このシステムは、タイヤの
過不足膨張についての情報を提供できるものである。
ところで、本発明の実施例では、トレッドの深さおよ
び模様を含むタイヤ状態および特性、そして側壁状態を
測定する非接触方法であって、タイヤ圧を測定する装置
（本出願人の上記ヨーロッパ特許に開示された技術内容
に従った）を容易に組み込むことができかつレーザビー
ムまたはストリップおよび関連した像形成光学構成部分
をそれ自身が使用する方法を提供していることは理解さ
れうる。認識された合成の実施例では、タイヤの全回転
中に、タイヤトレッドの幾つかの区分を査定し、記録し
かつ処理して、タイヤ圧を含むタイヤ状態の測定を提供
することができるように、ユニットが取り付けられてい
る。合成システムは、タイヤトレッド深さだけでなく車
輪整合の性状を含む広範囲の診断情報を提供することを
可能にし、これらの事項は本出願人の1996年９月24日出
願の米国特許出願第718,784号に開示された事項にした
がい利用できることである。このように、この方法で
は、車輪トー（wheel toe）の調節および懸架不整合測
定が提供されることができ、そしてその施設は、このよ
うに路側の状態、販売代理店、タイヤ店、個々のガレー
ジおよび量販車の作業場を含む多数の環境において使用
され得るシステムを提供するのに利用できるものであ
る。
本発明のさらなる見地は、試験されるタイヤとタイヤ
査定装置との間の固有の位置決め関係を決定する手段の
提供に関する。本発明のこの見地によれば、測光または
他の入射エネルギ分析による測光または他の査定方法が
提供される。
本発明の実施例においては、タイヤの内部テストと装
置との位置決め関係を、装置に対するタイヤの位置分析
のための基準ベースとして、タイヤそれ自身の分析のた
めに使用された入射エネルギの反射された部分を使用す
ることにより決定する方法およびそれに相当する装置が
提供される。そのエネルギの反射された部分は、その装
置におけるエネルギ伝達面、いわゆるその外部窓によっ
て生じられる内部反射エネルギの分析によって得られ
る。
したがって、タイヤ分析ビームが通って進むその装置
の外部窓から内部に反射されたエネルギを参照すること
により、タイヤがその装置に対して固有の90度の関係に
あるかどうかを容易に決定することができる参照データ
が得られる。
この実施例においては、使用されたエネルギは、タイ
ヤに適用されるように、バンド、ストリップまたは線の
形態をしていて、したがってこのエネルギ形態は、その
装置に対して知られた態勢においての装置の窓の内部表
面からの内部反射として、相当する基準のバンドまたは
線またはストリップを生じる。換言すれば、内部反射さ
れた放射線は、この例では、タイヤの想像的な垂直縁面
がその装置に対してその操向軸線回りにおいて正確に整
合されているかどうかを決定するために、タイヤの想像
的な垂直縁面とその姿勢において比較され得るレベル基
準ベースを生じる。もし修正が必要とされるならば、こ
れは、その装置またはタイヤを物理的に移動することに
より、あるいはその装置のソフトウエアによって提供さ
れる相当するコンピュータの調節によってのいずれかに
より達成され得る。
この態様において、正確なタイヤの評価のために装置
の固有の装備を達成するための便利で、簡単でかつ費用
のかからない手段が最小の特別価格で提供される。
この装置がガレージあるいはサービスステーションの
器具として組み込まれる場合には、テスト中に車両タイ
ヤの回転のためのローラシステムを提供することが非常
に好都合であることが認識され、そして、このように、
車両は、タイヤの精密検査装置との関係で適当に位置決
めされた簡単なローラシステム上に駆動されよう。車両
の両前輪または両後輪との同時の係合のために対のロー
ラシステムの提供が変更として認識され、それによりタ
イヤテスト装置と車両の基本整合を達成する。この方法
では、この装置に対する車輪の固有の位置整合をチェッ
クする構成要件は、位置決め関係を微調整する改良点と
なる。
図面の簡単な説明 ここに、添付図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
図１は、単なる例として車輪平衡装置に組み込まれた
本発明の第１実施例の、部分的にブロックダイアグラム
で示した、正面図を示し、 図２は、図１における方向矢印IIで示される図１の装
置の対応する図を示し、 図３は、本発明の第２および第１実施例の、図１に類
似した図を示し、ここに評価装置はローラを備えた装置
に組み込まれている、 図４は、図３の実施例に関する寸法的な情報を示す拡
大された線図であり、 図５は、典型的なタイヤのトレッドパターンを示し、
入射する放射光の位置が示されており、 図６は、前述の図面の装置に対する出力軌跡を示し、 図７は、トレッドの深さを評価するためにレーザー画
像の変位を使用する実施例の検出器配列の理想的な出力
を示し、 図８は、以下の図９の本発明の特徴を示すタイヤのト
レッドの部分拡大図を示し、 図９は、検出ヘッドを車両上に且つそのタイヤに関し
て装架する装置を示し、 図10は、図１および図３のそれに類似した幾分線図的
な態様で、タイヤがトレッド評価装置に関して位置して
おり、その適正な位置関係が内部で反射されたエネルギ
ーによって決定される実施例を示し、 図11および図12は、図10の位置チェック装置を採用し
且つ正確なタイヤの近似性を保証するために設けられた
装置の実施例の、それぞれ側面図および正面図を示す。
好適実施例の説明 図１および図２に示すように、タイヤのトレッド評価
装置10は試験されるべきタイヤ14のための回転装着装置
12を有する。本実施例における装着装置12は、単なる例
として、車輪平衡装置の形式をしている。この平衡装置
は従来形式のものであり且つ駆動軸18を備えている。該
駆動軸18にはタイヤ14が、本発明におけるタイヤのトレ
ッドパターンを評価する目的のために、該駆動軸18に組
み合わされた回転盤20を介して装架されている。
図１および図２にまた示すように、本発明によれば、
放射源22、放射検出器24、並びに放射源22および放射検
出器24と協働して、以下に詳細に述べるような反射され
た放射光28の解析を可能にする強度解析機能を提供する
ようにされた関連する信号処理装置26が設けられる。
使用に当たって、放射源22は、均一強度を有する規則
的な輪郭がはっきりとした線状光を放射する。図４の実
施例に対して物理的寸法が付与されており、本発明の実
施例の対応するレイアウトに適用し得る。
信号プロセッサ（即ち、信号処理装置）26は、図６に
示すような出力軌跡を出力する視覚表示装置30に連結さ
れている。この軌跡は、放射光28がタイヤ14に入射す
る、図５の位置34におけるトレッドパターンを表わす。
信号処理装置26は放射検出器24と協働する強度解析機能
を提供し、これにより軌跡32は、トレッドパターン36、
38および40を表わす深さと位置を提供する。
放射源22は、均一な光強度を有する上述定義した線状
放射を生成する光案内に連結されたクオーツ（水晶式）
ハロゲンランプを有する。レーザー光源は好ましくは特
定のものに適用し得る。そのような実施態様を以下に図
７を参照して説明する。
タイヤのトレッドの溝幅は最小でも2mmであること、
および各溝当たり最小でも３ピクセルが割り当てられな
ければならないことを顧慮して、放射検出器24は最小で
も375の検出器要素を含む検出器要素のアレイを含む。
タイヤ上の入射放射のビームの線幅は2mmより小さくな
ければならない。検出器24の（０〜５ボルトの範囲の）
アナログ出力は信号処理装置26で処理されて可視表示ユ
ニット30に表示される。
タイヤ回転当たり15〜25ライン、好適には20ライン読
み取りの走査率は、解析の目的には十分である。図３と
図４のローラブレーキ系統では、最大半径0.3mのタイヤ
に対して働く、時間当たり5kmの最大ローラ速度につい
て、検出器要素アレイ用の最小走査率は、検出器のライ
ン毎に15ヘルツである。
図３と図４の実施形態では、ホイールバランス（即
ち、車両平衡装置）16に代えて、ローラブレーキ系統42
が設けられており、この系統においてはローラ44,46が
タイヤ14に係合し、発光源（即ち、放射源）22と発光検
出器（即ち、放射検出器）24が従前のように配置され、
同様に信号処理装置26と可視表示ユニット（即ち、視覚
表示装置）30に関連している。この実施形態は図１およ
び図２の実施形態とほぼ同様に作用して、上述したもの
と類似の検出器出力結果を生ずる。
図４はこの実施形態に関連した寸法データを示し、こ
れら寸法は発光源および検出器が装着されている基板48
に関して定義されている。
この実施形態に用いるローラの寸法は、タイヤ寸法と
車両重量によって定まる。
上述の系統はタイヤ輪郭高さとトレッド深さを６ビッ
ト（すなわち1/26＝1.6％）に分解できるものでなけれ
ばならず、そのような分解能は、大抵のタイヤ摩耗度を
示し且つトレッド深さに関する一層明確な情報を与える
のに適当であると思われる。
図４には、タイヤ14、ローラ44,46および基板48に加
えて、アイドラローラ50、そして静止支持棒材52が示さ
れている。ホイール14がローラ44と46に接する位置にな
い場合、アイドラローラ50と棒材52がスプリング（図示
なし）により持ち上げられ、規定レベルを越えたこれら
部品の上昇が安全切断スイッチを作動させてローラ44,4
6用のモータへの電力供給を断つ構成である。
図示していない、図４に関連して上述したものとは異
なる態様に構成された別の実施形態にあっては、光強度
の検出機能を与える発光検出器24が、二次元作像カメラ
に置き換えられている。
同様に、図４の実施形態における発光源22（図４に示
していないが、図１と図３に関して上述した）は、均一
に照らされた一区間をタイヤ14に与える対応の光源に代
えられている。
作像カメラは、列を成す感光素子のアレイに焦点を結
んだ入射光によってカメラ内に形成される２次像に基づ
いて、電気信号出力を生ずる。これら素子の出力は列を
成して解析され、図６に示したものに相当するタイヤト
レッド深さ表示を生じてもよい。
二次元作像カメラの出力は従前の実施態様のように信
号処理装置26へ接続され、そのため、この実施態様はそ
れら実施態様とは、ほぼ発光源および発光検出器の構造
と配置のみが異なっている。
この実施態様では、二次元作像カメラはそれ自体では
像解析機能を果たさない。カメラからの像データは、例
えば感光素子の列からのデータの解析により、26にて信
号処理され、例えば図６に示すように、タイヤトレッド
深さを表示する。
この実施形態でも、ホイール駆動と感光素子ないしピ
クセルの走査との同期系統が設けられ、これにより、調
和のとれた走査と管状の動きとが、他では得ることので
きない向上した結果をもたらす、これら機能間の作用関
係を可能とする。
赤外線発光の可能性を含めて、代替発光源および発光
回数を採ることが出来よう。そのような改変は、発光検
出器系統および強度解析装置における対応の相補変更を
伴う。光案内装置や、レンズおよび対応の発光制御系統
の使用など、発光源投射系統における改変もまた予想さ
れる。他の理由によって利用可能な位置や系統の要求に
よっては、ハードウエア実施に相当な変更が予想され
る。例えば、テストするタイヤを回転可能に装着するた
めの手段が相当に変わることが予想される。通常、タイ
ヤを、車両上の本来の場所で、車両のホイールに保つこ
とが好まれるであろう。従って、最小限、図４を参照し
て上述したローラ系統のような、タイヤとホイールを回
転できる何らかの手段を必要とする。そのような装置
は、発光源と発光検出器に対して適当な近接配置を成す
単純な可動ランプ・ローラ組立体に過ぎないものとなろ
う。固定設置の場合、ローラ用の駆動装置や、全ての車
両ホイールのテストを迅速にする施設などに、相当多く
の改変を施してもよい。
上記した実施例と同様に構成された、図７の実施例に
おいて、レーザ光源は、上記した実施例と同様の被試験
タイヤトレッドとの関係に配置された検出器列と関連し
て用いられる。本実施例において、トレッドの評価は、
強度評価に対向するレーザ画像変位によって行なわれ
る。従って、検出器列の検出要素に関する適切な走査技
術によって、例えば機械的な走査技術によって、図７に
示す鋸刃状（castellated form）の出力が得られる。該
鋸刃形状は、トレッド表面及びトレッド底部それぞれか
らのレーザエネルギの反射による画像変位の結果であ
る。鋸刃形状62と64の深さ60は、タイヤのトレッド深さ
の測定を提供する。
図８及び９の実施例について述べると、本実施例は、
図７の実施例に重要な変更を加えた実施例に相当する。
すなわち、図８及び９において、レーザ光源及びレーザ
検出器は、自動車106の車輪108に関連して設けられた上
部構造物104上のアーム102によって取り付けられた感知
ヘッド100に設けられている。着脱可能な取付手段110
が、レバーアーム112の制御によってアーム102を着脱可
能に固定するように作用している。取付手段は、例え
ば、吸着装置、磁気装置あるいは機械的クランプ装置か
らなる。あまり便利ではないが、感知ヘッド100は、単
に図９に示すようにほぼ地面114に支持されるような位
置に支持されるようにされてもよい。
図９に示されるように、感知ヘッド100は、車輪108上
のタイヤ118のトレッド116に半径方向で内方に位置して
いる。
概して、感知ヘッド100とタイヤ118の特別な関係は、
図１乃至７の実施例に採用されたものと類似している
が、以下の点で異なっている。図９では、感知ヘッド10
0は、（自動車の前進の通常方向Ｆに関して）前方又は
後方に配置されて、概してタイヤ118のトレッド116の内
方にあるが、車輪108は地面114に支持されている。従っ
て、自動車の車輪（及び事実上自動車）が地面に通常の
方法で支持されて、地面との通常の揺動関係を行なうこ
とができるが感知ヘッドをタイヤ118に対して適切に位
置決めするような配置を採用することによって、車輪の
ローラ支持装置、すなわち、図２に示す種類の車輪取付
配置の断続的あるいは連続トレッド決定装置を、高価に
なることなく、簡単に提供することできるのである。
使用する際には、感知ヘッド100は最初に、タイヤ118
と定められた関係に配置される、例えば、アーム102に
関して調節されて正確な水平姿勢を持つことができる。
このことは、簡単な水準器（図示せず）によって達成さ
れ得る。
感知ヘッド100のレーザ光源は、少なくともタイヤ118
の左右の幅120の大部分を横断して延びるライン、バン
ドあるいはストライプ状のレーザエネルギを生み出すの
に採用されている（図８参照）。これは、レーザ光源の
技術領域において公知のレーザ光源及び／又は光学手段
の適切な選択によって達成され得る。
図８については、本図は、通常のタイヤ材料としての
ゴムあるいは他のポリマ材料に提供されるトレッド溝12
6のタイヤ壁部分122及びパターン124を含むタイヤ118の
トレッド部分を、拡大して示している。
感知ヘッド100及びそのレーザ光源のタイヤ118に関す
る配置は、レーザライン128がタイヤ118の構造上で非純
粋半径方向に出射するようになっている。言いかえれ
ば、レーザラインは、レーザラインがタイヤを遮る位置
においてタイヤの周辺を通る半径に関して傾斜してい
る。結果として、レーザライン128は、３つの部分134,1
36,138（図８）を有するライン132に沿ってトレッドの
頂部表面130を遮る。レーザライン128は、レーザライン
の更なる２つの部分142,144を提供する２つのオフセッ
ト又は変位位置においてトレッドパターン124の底部表
面140を遮る。
図８から明瞭に判るように、部分134,136,138の部分1
42,144に対するオフセット量は、寸法146であり、この
オフセット寸法146は、レーザビームのタイヤに対する
出射角度に基づくトレッド深さの計算を簡単にする。す
なわち、レーザビームの出射角度は、感知ヘッド100に
おけるレーザエミッタの姿勢及びタイヤ118に対する感
知ヘッドの全体姿勢によって定義される。これらの量
は、（感知ヘッドの水平姿勢にとって）所定の装置にと
って容易に決定され得る公知パラメータである。
従って、146で示されるオフセットの程度でライン部
分134、136、138及びオフセットライン部分142及び144
により設けられるレーザライン像は、トレッド深さの測
定を提供するのが判明する。
更に、レーザライン128のプロファイルは、その特定
の位置での全体のトレッド／タイヤ・プロファイルの表
示を提供する。
タイヤ幅の部分を横切って横方向に延在する放射ライ
ンを提供するレーザアあるいは他の放射源を設けること
は、上記のライン−オフセット技術により、レーザある
いは他の入射エネルギーの非放射状の入射に関連した角
度データを基礎にした、トレッド深さおよびトレッドプ
ロファイルの決定を可能にする。放射エネルギーセンサ
ーおよび源を、車に装着されながら、関連する車の車輪
を地面に支持する事のできる位置で装着することによ
り、ローラ等に頼ることなく間隔を置いて或いは連続的
にトレッドの決定をすることができる機会が与えられ
る。
図10（寸法どおりには描かれてはいない）の実施例で
は、車の車輪200は、上記したように構成され且つ外部
窓208を備えたトレッド評価装置206の位置決めロッド20
2,204と当接する関係にあるように示され、エネルギー
ビーム210はトレッド評価のために源212から該外部窓を
通り検出器214に反射され、これらは上記したとおりで
ある。
216に示されているように、反射は窓208の内部表面21
8から検出器214に向かって生じており、これにより上記
装置206に関するタイヤ200の位置関係の解析を可能にす
る参照あるいはデータラインが得られる。データライン
は基準として役立ち、装置206に関するタイヤの適当な
姿勢が、このシステムのソフトウェアによって容易に達
成できあるいは調整される。
図11と12は、図10に関連して上記されている構造の実
際的な実施例を示し、対応する部分は同じ番号で示され
ている。位置決めバーあるいはロッド202,204は装着カ
ップ220に装着され、タイヤに正確に近接するためにタ
イヤ200は該バーと当接係合するように移動される。装
着バーあるいはロッドは軸受に支持することができ、こ
れにより、タイヤが引き続く解析処理の間で回転される
とき或いは全体のタイヤ評価を行っているときに自由に
回転できるようにする。しかしながら、通常は該装置
は、ひとたび規定の近接が達成されたならば或いは同じ
ように該装置の正確な調整が達成されたならば、後者は
タイヤに関したこの定められた位置に固定されるように
構成され、且つ次に該バー或いはロッドは、タイヤが自
由に回転できるように除去される。この配置は、装置と
直接に接触することを避ける点から及び振動を装置に伝
わらないようにする点から有利である。
例示していないが、他の実施例では、方法及び装置は
実質的に前の実施例でのものであり、但し装置はタイヤ
の半径方向に面する代わりにタイヤの軸線方向に面する
ように位置を変えられ、タイヤのトレッドに関して位置
される代わりにタイヤのサイドウオール（側壁）に関し
て適切に位置される。この処理及び解析段階は上記した
のと実質的に同じであり、この方法で得られたデータ
は、タイヤサイドウオールのプロファイルを得ることを
可能にし、これにより不連続性部分とりわけ隆起部は、
矯正処理のために或いは取り替えるために直ちに見極め
られる。
本発明の特別の実施例が示され且つ記載されている
が、本発明の広い観点から逸脱することなく変更および
修正が可能である。よって、添付されている特許請求の
範囲は、この発明の精神および範囲内にあるような全て
の変化と修正をカバーしている。前記の記載および図面
に示されている事項は、単に例示のためであり、限定で
はない。この発明の実際の範囲は、先行技術にもとづく
状態から見たとき、以下の特許請求の範囲に定められて
いる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９６１８３９７．５ (32)優先日 平成８年９月４日(1996．9．4) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９６２４３０９．２ (32)優先日 平成８年11月22日(1996．11．22) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９７０８７７９．５ (32)優先日 平成９年５月１日(1997．5．1) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９７０９８４１．２ (32)優先日 平成９年５月16日(1997．5．16) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (72)発明者 デービス，スチーブン，ジェイ. イギリス国 ピーイー30 ４ユージェイ ノーフォーク，キングズ リン，チャ ーチ ヒル パーク，バーチ クロース 19 (72)発明者 ホーキンス，マーカス，ジェイ. イギリス国 ピーイー31 ７エルユー ノーフォーク，キングズ リン，スネッ ティシャム，ホール ロード 11 (72)発明者 ストッラリイ，デビッド イギリス国 ピーイー30 ３エルワイ ノーフォーク，キングズ リン，サウス ウットン，ラッシュミード クロース 25 (56)参考文献 特表 平９−508977（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 17/02 G01B 11/24

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）タイヤの近くに単一放射源（22）と
    放射検出器（24）を装架する段階と、 （ｂ）タイヤの横幅の少なくとも一部を横切る帯または
    縞または線（128）として指向させることによって、前
    記入射放射を前記タイヤ上の２つ以上の周方向に隔置さ
    れた位置で入射放射（28）を入射方向に指向させる段階
    と、 （ｃ）タイヤの横幅の少なくとも前記一部からの放射を
    前記検出器で受けることによって、タイヤ上の前記各位
    置から反射された放射を検出する段階と、 （ｄ）タイヤの外形に関する情報を含む放射解析機能を
    提供するために検出された放射を処理する段階と、 （ｅ）トレッド深さによる画像変位またはオフセットに
    基づいてタイヤ上の周方向に隔置された前記各位置でト
    レッド深さの寸法を得ることを含むタイヤの外形を参照
    することによってタイヤの状態の少なくとも１つの特性
    を決定する段階とを備え、車両（106）から車両タイヤ
    （118）を取除かないでタイヤの状態を評価する方法に
    おいて、 （ｆ）タイヤ（106）が装架されている車両で前記放射
    源と前記放射検出器を支える段階と、 （ｇ）タイヤ上の周方向に隔置された前記各位置を照ら
    すために単一放射源と試験すべきタイヤとを位置決めし
    てタイヤ上の各位置で入射方向が実質的に同一傾斜また
    は非零角度（図１）でタイヤ半径に対して傾斜される段
    階と、 （ｈ）前記処理する段階および前記決定する段階を車両
    の移動中または移動後に実行する段階と、 （ｉ）タイヤ状態の評価中にタイヤの位置解析のための
    参照基礎として使用のために前記放射源と前記放射検出
    器に対する所定の姿勢の、そしてタイヤから離れた平面
    にある平らな反射面から前記入射放射の反射された部分
    を反射する段階とを備えることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】反射された前記放射に関する像解析機能を
    実行する段階をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】反射された前記放射に関する強度解析機能
    を作用させる段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記放射がレーザ放射であり、および前記
    放射解析機能が反射された前記放射に関する像変位解析
    機能を作用させる段階を含む、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】（ａ）試験すべきタイヤ上の２つ以上の周
    方向に隔置された場所にタイヤの少なくとも横幅の一部
    を横切る帯または縞または線（128）として入射放射を
    向ける単一の放射源（22）と、 （ｂ）タイヤ上の前記各位置から反射された放射を検出
    するように設置されると共にタイヤの横幅の少なくとも
    前記一部からの放射を受ける手段を含む放射検出器（2
    4）と、 （ｃ）前記放射検出器に連結され、該放射検出器によっ
    て検出された反射放射に関連するタイヤの外形について
    の情報を含む放射解析機能を提供するようになっている
    信号処理装置（24）と、 （ｄ）前記信号処理装置が、トレッド深さの像変位に基
    づいて前記各周方向位置における該トレッド深さ寸法を
    含むタイヤの外形を参照することにより該タイヤの状態
    の少なくとも１つの特性を決定するようにされた手段と
    を含む車両（106）から車両タイヤ（118）を取除かない
    でタイヤの状態を評価するするための装置において、 （ｅ）タイヤを装架する車両（106）の構造体で前記放
    射源および前記放射検出器を支持するための支持手段
    （110）と、 （ｆ）該支持手段が放射源および放射検出器を支持して
    タイヤの前記各位置において前記入射放射を実質的に同
    一傾斜または非零角度（図１）でタイヤの半径に対して
    傾斜させ、 （ｇ）タイヤ状態の評価中に位置解析のための参照基礎
    として使用のために前記入射放射の反射された部分を反
    射する装置に対する所定の姿勢の、そしてタイヤから離
    れた平面にある平らな反射面を与える反射手段（218）
    とを備えることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】前記信号処理装置が、反射された前記放射
    に関する画像解析機能を行う手段を含む、請求項５に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】前記信号処理装置が、反射された前記放射
    に関する強度解析機能を行う手段を含む、請求項５に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】前記放射源がレーザー源を含み、前記信号
    処理装置が反射された前記放射に関する像変位解析機能
    を行う手段を含む、請求項５に記載の装置。
  9. 【請求項９】前記信号処理装置は、複数の位置でのトレ
    ッドの決定から前記タイヤの外形を創出する手段を含
    む、請求項５に記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記所定姿勢の反射面は窓を含み、前記
    放射の反射された部分はその内側で反射された部分であ
    る、請求項５に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記装置と前記タイヤの間に設定される
    べき規定の近接を可能にするよう、前記タイヤと係合可
    能な当接手段をさらに有する請求項５に記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記窓と前記タイヤの間で使用される前
    記当接手段を支持する手段をさらに有する請求項５に記
    載の装置。
  13. 【請求項１３】使用される前記タイヤとの同時当接係合
    のために前記窓を覆って配置される一対の整合棒を前記
    当接手段が含む、請求項５に記載の装置。
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