JP4840261B2 - リムずれ測定装置およびリムずれ測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、リムずれ測定装置およびリムずれ測定方法に関し、特に、リム組みされた測定対象タイヤのリムに対するリムずれを測定するリムずれ測定装置およびリムずれ測定方法に関するものである。

従来からリム組みされた測定対象タイヤのリムに対する変化、すなわちリムずれが測定されていた。従来のリムずれの測定は、測定対象タイヤおよびリムにマーキングをして、マーキングのずれをスケールなどで目視することで測定が行われていた。しかしながら、従来のリムずれの測定では、測定対象タイヤに衝撃力、例えば大きな制動力を繰り返し与えた際などに測定対象タイヤがリムに対して１周以上ずれた場合、正確にリムずれを測定することが困難であるという問題があった。また、従来のリムずれの測定では、測定者の読取誤差が大きくなり、測定結果にばらつきが生じ、測定精度が低いという問題があった。

そこで、リムずれ測定装置によるリムずれの測定が提案されている。例えば、特許文献１に示すように、リムずれ測定装置をリム（ディスク）に設け、測定対象タイヤ（タイヤ）を牽引することで、測定対象タイヤに接触させたリムずれ量測定装置のローラの回転角度に基づいて測定対象タイヤのリムに対するリムずれを測定するものである。また、特許文献２に示すように、ビードに貼り付けられた導通体を構成する複数の導線の導通状態に基づいて測定対象タイヤのリムに対するリムずれを測定するものである。

特開２００２−７１５２９号公報 特開２００５−１９３７１１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すリムずれ測定装置では、測定対象タイヤの回転時に発生するリムずれを測定することができないという問題があった。また、１回の測定で複数回リムずれが発生しても、発生したリムずれを連続的に測定することができないという問題があった。また、特許文献２に示すリムずれ測定装置では、リムずれを測定する測定対象タイヤに導通体を設ける必要があり、実施の市場に用いられる測定対象タイヤに、リムずれを測定するための専用構成要素を付加しなければならず、汎用性が低いという問題があった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、汎用性が高く、測定対象タイヤの回転時におけるリムずれを連続的に測定することができるリムずれ測定装置およびリムずれ測定方法を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、タイヤ周方向において不規則に連続して形成される凹凸配列がタイヤ表面に形成された測定対象タイヤの当該測定対象タイヤがリム組みされるリムに対するリムずれを測定するリムずれ測定装置において、前記測定対象タイヤの回転時に前記凹凸配列に対向して配置され、当該凹凸配列における凹凸を検出する凹凸検出手段と、前記リムの基準リム回転位置を検出するリム回転位置検出手段と、前記検出された基準リム回転位置から前記測定対象タイヤ１回転分で検出された凹凸に基づいて凹凸配列波形を生成する凹凸配列波形生成手段と、前記リムずれ測定前において前記測定対象タイヤの回転時に生成された基準凹凸配列波形および当該リムずれ測定中において前記測定対象タイヤの回転時に繰り返し生成される回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを判定するリムずれ判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明では、上記リムずれ測定装置において、前記凹凸配列は、前記測定対象タイヤのトレッド表面においてタイヤ周方向に形成された陸部と溝部とからなる陸溝配列であることを特徴とする。

また、本発明では、タイヤ周方向において不規則に連続して形成される凹凸配列がタイヤ表面に形成された測定対象タイヤの当該測定対象タイヤがリム組みされるリムに対するリムずれを測定するリムずれ測定方法において、前記リムずれ測定前に、前記リムの基準リム回転位置から前記測定対象タイヤ１回転分の前記凹凸配列における凹凸に基づいて基準凹凸配列波形を生成する手順と、前記リムずれ測定中に、前記リムの基準リム回転位置から前記測定対象タイヤ１回転分の前記凹凸配列における凹凸に基づいて回転凹凸配列波形を繰り返し生成する手順と、前記基準凹凸配列波形および前記回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを判定する手順と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ表面に形成された凹凸配列は不規則であるので、リムずれが発生すると、リムずれ発生後に生成された回転凹凸配列波形と基準凹凸配列波形とが一致しなくなるので、測定対象タイヤのリムずれを判定することができる。ここで、回転凹凸配列波形は、測定対象タイヤの回転時に繰り返し生成される。従って、測定対象タイヤの回転時におけるリムずれを連続的に測定することができる。また、リムずれ測定装置は、測定対象タイヤのタイヤ表面に、タイヤ周方向において不規則に連続して形成される凹凸配列、例えば陸溝配列が形成されていれば測定対象タイヤのリムずれを測定することができるので、測定対象タイヤに専用構成要素を付加せずに、リムずれを測定することができる。従って、凹凸配列を形成された測定対象タイヤであれば、いずれの測定対象タイヤであってもリムずれを測定することができるので、汎用性を高くすることができる。

また、本発明では、上記リムずれ測定装置において、前記生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形を二値化処理する二値化処理手段をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明では、上記リムずれ測定装置において、前記リムずれ判定手段は、前記二値化処理された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形の論理演算を行い、演算された値の積算値あるいは相関関数に基づいてリムずれを判定することを特徴とする。

本発明によれば、リムずれ判定手段は、二値化処理された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形に基づいて、例えば論理演算により演算された値の積算値あるいは相関関数に基づいてリムずれを測定することができる。従って、ノイズなどが含まれている基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを測定する場合と比較して、リムずれの測定を精度良く行うことができる。

また、本発明では、上記リムずれ測定装置において、前記リムずれ判定手段は、前記リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形および前記二値化基準凹凸配列波形にリムずれ量を加えたリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形の論理演算を行い、前記リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形と一致する前記リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形におけるリムずれ量に決定することを特徴とする。

本発明によれば、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形およびリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形に基づいて、リムずれが発生した際のリムずれ量を測定することができる。従って、リムずれ測定時におけるリムずれ量の変化を正確に測定することができる。

本発明にかかるリムずれ測定装置およびリムずれ測定方法は、汎用性が高く、測定対象タイヤの回転時におけるリムずれを連続的に測定することができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明を実施するための最良の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施の形態では、リムずれ測定装置は、車両に装着されたリム組みされた測定対象タイヤのリムに対するリムずれを測定するが本発明はこれに限定されるものではなく、タイヤ試験機に装着されたリム組みされた測定対象タイヤのリムに対するリムずれを測定しても良い。
［実施の形態］

図１は、実施の形態にかかるリムずれ測定装置の構成例を示す図である。リムずれ測定装置１は、車両１００に装着されたリム組みされた測定対象タイヤＴのリムＲに対するリムずれを測定するものであり、凹凸検出センサ２と、回転位置センサ３と、制御装置４と、入出力装置５とにより構成されている。

ここで、一般に、タイヤの陸部と溝部とにより構成されるトレッドパターンは、騒音対策のために、タイヤ周方向に大きさが異なる複数のパターンを組み合わせたパターン配列となる。つまり、タイヤには、タイヤ周方向において不規則に連続して形成される陸部と溝部とからなる陸溝配列が形成されている。実施の形態では、測定対象タイヤＴには、タイヤ周方向において不規則に連続して形成される陸部ＴＬと溝部ＴＧとからなる３つの陸溝配列ＴＤ１，ＴＤ２，ＴＤ３が形成されている。従って、測定対象タイヤＴには、タイヤ周方向において不規則に連続して形成される陸溝配列、すなわち凹凸配列が形成されている。なお、実施の形態では、３つの陸溝配列ＴＤ１，ＴＤ２，ＴＤ３のうち、陸溝配列ＴＤ３に基づいてリムずれを測定する。

車両１００は、測定対象タイヤＴを実際の路面２００に対して接触させて回転させるものである。車両１００は、車軸１０１と、エンジン１０２と、ブレーキ装置１０３とにより構成されている。

車軸１０１は、リム組みされた測定対象タイヤＴを回転自在に支持するものである。車軸１０１は、軸方向における一方の端部（同図左側端部）がリムＲと固定可能であり、他方の端部（同図右側端部）がエンジン１０２に連結されている。ここで、測定対象タイヤＴを車軸１０１に固定する際には、測定対象タイヤＴをリムＲにリム組みし、測定対象タイヤＴがリム組みされたリムＲを車軸１０１に固定することで行われる。なお、車両１００には、測定対象タイヤＴを車軸１０１に固定された測定対象タイヤＴを上下方向、すなわち荷重方向（同図矢印Ａ方向）および上下方向周りであるヨー方向、すなわちタイヤスリップ方向（同図矢印Ｂ方向）に移動自在に支持する支持機構が備えられている。また、車両１００には、測定対象タイヤＴをタイヤスリップ方向（同図矢印Ｂ方向）に移動させるステアリング機構が備えられている。

エンジン１０２は、測定対象タイヤＴに車軸１０１周り、すなわちタイヤ回転方向（同図矢印Ｃ方向）のタイヤ回転力を付与するものである。これにより、車両１００は、加速する。エンジン１０２は、車両１００の運転制御装置と接続されており、運転制御装置が運転者の操作によるアクセルペダルの踏み込み量に基づいて出力する運転制御信号により、測定対象タイヤＴに付与するタイヤ回転力を調整するものである。

ブレーキ装置１０３は、測定対象タイヤＴに車軸１０１周り、すなわちタイヤ回転方向（同図矢印Ｃ方向）のタイヤ制動力を付与するものである。これにより、車両１００は、減速する。ブレーキ装置１０３は、ブレーキ経路を介して運転者が操作するブレーキペダルと接続されており、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて測定対象タイヤＴに付与するタイヤ制動力を調整するものである。

ここで、測定対象タイヤＴのリムずれは、測定対象タイヤＴにエンジン１０２によるタイヤ回転力、あるいは、ブレーキ装置１０３によるタイヤ制動力が付与された場合に、測定対象タイヤＴのリムずれが発生することとなる。なお、測定対象タイヤのリムずれが発生する大きさのタイヤ回転力、あるいはタイヤ制動力をタイヤ衝撃力とする。

凹凸検出センサ２は、凹凸検出手段である。凹凸検出センサ２は、測定対象タイヤＴに形成された凹凸配列における凹凸を検出するものである。凹凸検出センサ２は、実施の形態では、例えば、レーザ変位センサであり、測定対象タイヤＴの回転時に凹凸配列である陸溝配列ＴＤ３に対向して配置される。つまり、凹凸検出センサ２は、測定対象タイヤＴの回転時に凹凸配列である陸溝配列ＴＤ３における凹凸を凹凸検出センサ２からトレッド表面、すなわち陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位として検出するものである。凹凸検出センサ２は、制御装置４と接続されており、陸溝配列ＴＤ３における凹凸に対応した変位を制御装置４に出力信号として出力するものである。

回転位置センサ３は、リム回転位置検出手段である。回転位置センサ３は、リムＲの基準リム回転位置を検出するものである。回転位置センサ３は、実施の形態では、車軸１０１に対して設けられ、車軸１０１の回転位置を検出することで、検出された車軸１０１のリム回転位置に基づいてリムＲの基準リム回転位置を検出するものである。回転位置センサ３は、制御装置４と接続されており、検出された基準リム回転位置を制御装置４に基準信号として出力するものである。従って、制御装置４は、回転位置センサ３が基準リム回転位置を検出する間隔に基づいて、リムＲの基準リム回転位置から測定対象タイヤＴが１回転するまでを検出することができる。

制御装置４は、実施の形態にかかるリムずれ測定装置１を制御するものである。制御装置４は、少なくとも入出力部（Ｉ／Ｏ）４１と、処理部４２と、記憶部４３とにより構成されている。入出力部（Ｉ／Ｏ）４１、処理部４２、記憶部４３は、例えば相互に接続されており、相互にデータのやりとりを行うことができる。なお、制御装置４には、入出力装置５が接続されている。リムずれ測定装置１の制御装置４は、処理部４２がリムずれ測定プログラムを処理部４２の図示しないメモリに読み込んで演算を行うことで、検出された凹凸から基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形を生成し、二値化処理した二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを測定するものである。

処理部４２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリとＣＰＵ（Central Processing Unit）とにより構成されている。処理部４２は、少なくとも凹凸取得部４４と、リム回転位置取得部４５と、凹凸配列波形生成部４６と、二値化処理部４７と、リムずれ判定部４８とにより構成されている。凹凸取得部４４は、凹凸検出センサ２により検出された凹凸、実施の形態では、凹凸検出センサ２から陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位を取得するものである。リム回転位置取得部４５は、リム回転位置検出手段である回転位置センサ３により基準リム回転位置を検出したタイミングを取得するものである。凹凸配列波形生成部４６は、検出された基準リム回転位置から測定対象タイヤＴの１回転分で検出された凹凸に基づいて凹凸配列波形を生成するものである。凹凸配列波形生成部４６は、リムずれ測定前において測定対象タイヤＴの回転時に基準凹凸配列波形を生成し、リムずれ測定中において測定対象タイヤＴの回転時に繰り返し回転凹凸配列波形を生成するものである。二値化処理部４７は、凹凸配列波形生成部４６により生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形を二値化処理するものである。二値化処理部４７は、基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形を二値化処理して、二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形を生成するものである。リムずれ判定部４８は、凹凸配列波形生成部４６により生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを判定するものである。リムずれ判定部４８は、実施の形態では、二値化処理部４７により生成された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを判定するものである。なお、処理部４２は、適宜演算途中の数値を記憶部４３に記憶し、記憶した数値を適宜記憶部４３から取り出して演算を行う。また、処理部４２は、上記リムずれ測定プログラムの替わりに専用のハードウェアにより実現されるものであっても良い。

記憶部４３には、実施の形態にかかるリムずれ測定方法を実現するリムずれ測定方法が組み込まれたリムずれ測定プログラムが記憶されている。ここで、記憶部４３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ等のストレージ手段により構成することができる。また、記憶部４３は、処理部４２内に設けられていても良い。記憶部４３には、例えば上記生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形や、生成された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形や、測定されたリムずれ量などが適宜記憶される。

また、上記リムずれ測定プログラムは、必ずしも単一的に構成されるものに限られず、コンピュータシステムにすでに記憶されているプログラム、例えばＯＳ（Operating System）に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものであっても良い。また、処理部４２の凹凸配列波形生成部４６、二値化処理部４７およびリムずれ判定部４８の機能を実現するためのリムずれ測定プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶して、記録媒体に記録されたリムずれ測定プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明にかかるリムずれ測定方法を実行しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。

入出力装置５は、入力装置５１と出力装置５２とを備えている。入力装置５１は、例えばリムずれ測定装置１による測定対象タイヤＴのリムずれの測定条件（車両１００の走行条件も含む）に基づくデータやその他のデータを制御装置４に入力するものである。なお、入力装置５１としては、キーボード、マウス、マイク等の入力デバイスが使用することができる。

また、出力装置５２は、リムずれ測定装置１の動作状態や、生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形、二値化処理部４７により生成された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形、測定されたリムずれ量などデータを表示するものである。出力装置５２には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等を使用することができる。また、これらのデータは、図示しないプリンタに出力することができても良い。ここで、入出力装置５は、図示しない端末装置に備えられ、携帯端末を介して制御装置４に有線、無線のいずれかの方法でアクセスすることができる構成であっても良い。また、凹凸検出センサ２および回転位置センサ３により検出された検出データを一旦記憶装置に記憶しておき、車両１００外に設けられた少なくとも制御装置４および入出力装置５からなるコンピュータシステムにより、記憶装置に記憶された検出データに基づいて制御装置４がリムずれを測定するようにしても良い。

次に、実施の形態にかかるリムずれ測定装置１のリムずれ測定方法について説明する。図２は、実施の形態にかかるリムずれ測定装置の動作フロー図である。図３は、生成された基準陸溝配列波形を示す図である。図４は、二値化された二値化基準陸溝配列波形を示す図である。図５は、生成された回転陸溝配列波形（リムずれ発生後）を示す図である。図６は、二値化された二値化回転陸溝配列波形（リムずれ発生後）を示す図である。図７は、演算された排他的論理和とリム回転位置との関係（リムずれ発生前）を示す図である。図８は、演算された排他的論理和とリム回転位置との関係（リムずれ発生後）を示す図である。図９は、生成されたリムずれ量加算二値化基準陸溝配列波形を示す図である。図１０は、排他的論理和積算値とリムずれ量との関係を示す図である。

まず、図２に示すように、車両１００を走行させる（ステップＳＴ１）。ここでは、車両１００の運転者は、図示しないアクセルペダルを操作することで、エンジン１０２により測定対象タイヤＴにタイヤ回転力を付与し、車両１００を例えば所定の走行速度Ｖで走行させる。

次に、処理部４２の凹凸配列波形生成部４６は、基準凹凸配列波形を生成する（ステップＳＴ２）。ここでは、凹凸配列波形生成部４６は、凹凸取得部４４により取得された凹凸検出センサ２から陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位と、リム回転位置取得部４５により取得された回転位置センサ３により車軸１０１の基準リム回転位置を検出したタイミング、すなわちリムＲの基準リム回転位置を基準に１回転するタイミングとに基づいて、リムずれ測定を開始する前における凹凸配列波形である基準凹凸配列波形を生成する。これにより、凹凸配列波形生成部４６は、リムＲの基準リム回転位置から測定対象タイヤＴの１回転分で検出された凹凸に基づいて、基準凹凸配列波形を生成する。

ここで、生成された基準凹凸配列波形は、縦軸を凹凸検出センサ出力値、すなわち凹凸検出センサ２から陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位とし、横軸をリムＲの基準リム回転位置からのリム回転位置、すなわち回転角度とすると、図３に示すような波形となる。生成された基準凹凸配列波形では、第１ピーク（凹凸検出センサ２が陸部ＴＬと対向した際に検出された陸部凹凸検出センサ出力値）と、第２ピーク（凹凸検出センサ２が溝部ＴＧと対向した際に検出された溝部凹凸検出センサ出力値）との繰り返しの波形となる。生成された基準凹凸配列波形では、測定対象タイヤＴのタイヤ周方向において不規則に連続して形成される陸溝配列ＴＤ３に基づいた波形であるので、第１ピークごとのリム回転位置の幅および第２ピークごとのリム回転位置の幅が規則的でなく不規則となる。なお、基準凹凸配列波形を生成するための凹凸検出センサ２から陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位は、測定対象タイヤＴの回転が安定した後の変位であることが好ましい。また、凹凸配列波形生成部４６は、基準凹凸配列波形を複数回生成し、複数の基準凹凸配列波形を平均化することで、基準凹凸配列波形を生成しても良い。また、生成された基準凹凸配列波形は、適宜記憶部４３に記憶される。

次に、処理部４２の二値化処理部４７は、図２に示すように、生成された基準凹凸配列波形を二値化処理する（ステップＳＴ３）。ここでは、二値化処理部４７は、凹凸配列波形生成部４６により生成された基準凹凸配列波形を二値化処理して二値化基準凹凸配列波形を生成する。二値化処理部４７による二値化処理は、凹凸検出センサ出力値を基準値により二値化し、０と１のデータに変換する。ここで、基準値は、溝部凹凸検出センサ出力値を０％、陸部凹凸検出センサ出力値を１００％とした際に、１０％〜９０％の範囲とする。なお、測定対象タイヤＴの摩耗を考慮して、１０％〜２０％の範囲が好ましい。

生成された二値化基準凹凸配列波形は、縦軸を二値化された凹凸検出センサ出力値（０と１）とし、横軸をリムＲの基準リム回転位置からのリム回転位置、すなわち回転角度とすると、図４に示すような波形となる。生成された二値化基準凹凸配列波形では、トップピーク（１）と、ボトムピーク（０）との繰り返しの波形となる。生成された二値化基準凹凸配列波形では、生成された基準凹凸配列波形が第１ピークごとのリム回転位置の幅および第２ピークごとのリム回転位置の幅が規則的でなく不規則であるので、トップピークごとのリム回転位置の幅およびボトムピークごとのリム回転位置の幅が規則的でなく不規則となる。なお、生成された二値化基準凹凸配列波形は、適宜記憶部４３に記憶される。

次に、図２に示すように、リムずれ測定装置１によるリムずれ測定を開始する（ステップＳＴ４）。ここでは、車両１００をリムずれ測定装置１による測定対象タイヤＴのリムずれの測定条件に基づいた走行条件で走行させる。車両１００は、走行条件に基づいて測定対象タイヤＴにタイヤ回転力やタイヤ制動力を付与する。これにおり、測定対象タイヤＴにリムずれが発生する場合がある。

次に、処理部４２の凹凸配列波形生成部４６は、回転凹凸配列波形を生成する（ステップＳＴ５）。ここでは、凹凸配列波形生成部４６は、凹凸取得部４４により取得された凹凸検出センサ２から陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位と、リム回転位置取得部４５により取得された回転位置センサ３により車軸１０１の基準リム回転位置を検出したタイミング、すなわちリムＲの基準リム回転位置を基準に１回転するタイミングとに基づいて、リムずれ測定中における凹凸配列波形である回転凹凸配列波形を生成する。これにより、凹凸配列波形生成部４６は、リムＲの基準リム回転位置から測定対象タイヤＴの１回転分で検出された凹凸に基づいて、回転凹凸配列波形を生成する。

ここで、生成された回転凹凸配列波形は、リムずれが発生していない場合、図３に示す基準凹凸配列波形と同一となる。一方、リムずれが発生した場合、縦軸を凹凸検出センサ出力値、すなわち凹凸検出センサ２から陸溝配列ＴＤ３までの距離の変位とし、横軸をリムＲの基準リム回転位置からのリム回転位置、すなわち回転角度とすると、図５に示すような波形となる。リムずれが発生した後に生成された回転凹凸配列波形は、基準凹凸配列波形のリム回転位置がずれたものとなる。また、生成された回転凹凸配列波形は、適宜記憶部４３に記憶される。

次に、処理部４２の二値化処理部４７は、図２に示すように、生成された回転凹凸配列波形を二値化処理する（ステップＳＴ６）。ここでは、二値化処理部４７は、凹凸配列波形生成部４６により生成された回転凹凸配列波形を二値化処理して二値化回転凹凸配列波形を生成する。二値化処理部４７による二値化処理は、凹凸検出センサ出力値を基準値により二値化し、０と１のデータに変換する。ここで、基準値は、上記ステップＳＴ３における基準値と同様である。

ここで、生成された二値化回転凹凸配列波形は、リムずれが発生していない場合、図４に示す二値化基準凹凸配列波形と同一となる。一方、リムずれが発生した場合、縦軸を二値化された凹凸検出センサ出力値（０と１）とし、横軸をリムＲの基準リム回転位置からのリム回転位置、すなわち回転角度とすると、図６に示すような波形となる。リムずれが発生した後に生成された二値化回転凹凸配列波形は、二値化基準凹凸配列波形のリム回転位置がずれたものとなる。具体的には、例えば図６に示す二値化回転凹凸配列波形では、図４に示す二値化基準凹凸配列波形の基準リム回転位置０に対応する凹凸検出センサ出力値Ｓがリム回転位置３３０に対応する凹凸検出センサ出力値Ｓ´となる。つまり、リムずれが発生した後に生成された二値化回転凹凸配列波形は、二値化基準凹凸配列波形のリム回転位置が３０度ずれたものとなる。

次に、リムずれ判定部４８は、測定対象タイヤＴのリムＲに対するリムずれがあったか否かを判定する（ステップＳＴ７）。ここでは、まず、リムずれ判定部４８は、二値化処理部４７により二値化処理された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形に基づいてリムずれがあったか否かを判定する。具体的には、リムずれ判定部４８は、二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形の論理演算、実施の形態では、リム回転位置ごとに排他的論理和を行い、演算された値の積算値が０であるか否かを判定する。

ここで、リムずれが発生していない場合、上述のように、生成された二値化回転凹凸配列波形が二値化基準凹凸配列波形と同一となる。従って、各リム回転位置における排他的論理和は、図７に示すように、０と演算されるので積算値が０となる。これにより、リムずれ測定装置１は、リムずれ判定部４８が測定対象タイヤＴのリムＲに対するリムずれがなかったと判定する（ステップＳＴ７否定）こととなる。一方、リムずれが発生した場合、上述のように、生成された二値化回転凹凸配列波形が二値化基準凹凸配列波形のリム回転位置がずれたものとなる。従って、各リム回転位置における排他的論理和は、図８に示すように、０、１のいずれかと演算されるので積算値が０を超える。これにより、リムずれ測定装置１は、リムずれ判定部４８が測定対象タイヤＴのリムＲに対するリムずれがあったと判定する（ステップＳＴ７肯定）こととなり、測定対象タイヤＴのリムずれを測定することができる。以上のように、リムずれ判定部４８は、二値化処理された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形に基づいて、実施の形態では排他的論理和により演算された値の積算値に基づいてリムずれを測定することができる。従って、ノイズなどが含まれている基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを測定する場合と比較して、リムずれの測定を精度良く行うことができる。

次に、リムずれ判定部４８は、図２に示すように、測定対象タイヤＴのリムＲに対するリムずれがあったと判定する（ステップＳＴ７肯定）と、リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成する（ステップＳＴ８）。ここでは、リムずれ判定部４８は、二値化処理部４７により生成された二値化基準凹凸配列波形にリムずれ量θを加えたリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成する。つまり、リムずれ判定部４８により生成されるリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形は、二値化基準凹凸配列波形をリムずれ量θ分リム回転位置がずれたものとなる。

次に、リムずれ判定部４８は、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形とリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形とが一致するか否かを判定する（ステップＳＴ９）。ここでは、リムずれ判定部４８は、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形およびリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形の論理演算、実施の形態では、リム回転位置ごとに排他的論理和を行い、演算された値の積算値が少なくとも５０以下、好ましく０であるか否かを判定する。

ここで、リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成する際に、二値化基準凹凸配列波形に加えたリムずれ量θが測定対象タイヤＴの実施のリムずれ量と同じである場合、図９に示すように、生成されたリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形が図６に示す二値化回転凹凸配列波形と同一となる。従って、各リム回転位置における排他的論理和は、０と演算されるので積算値が図１０のＴに示すように０となる。これにより、リムずれ判定部４８は、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形とリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形とが一致すると判定することとなる（ステップＳＴ９肯定）。一方、リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成する際に、二値化基準凹凸配列波形に加えたリムずれ量θが測定対象タイヤＴの実施のリムずれ量と異なる場合、生成されたリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形が図６に示す二値化回転凹凸配列波形と同一とならない。従って、各リム回転位置における排他的論理和は、０、１のいずれかと演算されるので積算値が０を超える（図１０のＴを除く部分）。これにより、リムずれ判定部４８は、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形とリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形とが一致しないと判定することとなる（ステップＳＴ９否定）。

次に、リムずれ判定部４８は、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形とリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形とが一致すると判定する（ステップＳＴ９肯定）と、リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成する際に、二値化基準凹凸配列波形に加えたリムずれ量θをリムずれ量として決定する（ステップＳＴ１０）。これにより、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形およびリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形に基づいて、リムずれが発生した際のリムずれ量を測定することができる。従って、リムずれ測定時におけるリムずれ量の変化を正確に測定することができる。

また、リムずれ判定部４８は、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形とリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形とが一致しないと判定する（ステップＳＴ９否定）と、再度リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成し（ステップＳＴ８）、リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形と再度生成されたリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形とが一致するか否かを判定する（ステップＳＴ９）。ここで、再度リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成する場合は、加えるリムずれ量θを増加する。例えば、リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成するごとに、リムずれ量θを０度から１度ずつ増加する。

次に、リムずれ測定装置１によるリムずれ測定が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。リムずれ測定装置１によるリムずれ測定中であると判定された（ステップＳＴ１１否定）場合は、再度凹凸配列波形生成部４６により回転凹凸配列波形を生成し（ステップＳＴ５）、二値化処理部４７により二値化回転凹凸配列波形を生成し（ステップＳＴ６）、再度生成された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形に基づいてリムずれがあったか否かを判定する（ステップＳＴ７）。つまり、リムずれ測定装置１では、リムずれ測定中であれば回転凹凸配列波形が繰り返し生成され、リムずれの測定、リムずれ量の決定が行われる。なお、リムずれ判定部４８が測定対象タイヤＴのリムＲに対するリムずれがなかったと判定された（ステップＳＴ７否定）場合においても、リムずれ測定装置１によるリムずれ測定が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。

次に、リムずれ測定装置１によるリムずれ測定が終了したと判定する（ステップＳＴ１１肯定）と、実施の形態にかかるリムずれ測定装置１のリムずれ測定方法を終了する。

以上のように、凹凸配列である陸溝配列ＴＤ３は不規則であるので、リムずれが発生すると、リムずれ発生後に生成された回転凹凸配列波形と基準凹凸配列波形とが一致しなくなるので、リムずれ判定部４８が測定対象タイヤＴのリムずれを判定することができる。ここで、回転凹凸配列波形は、測定対象タイヤの回転時に繰り返し生成される。従って、測定対象タイヤＴの回転時におけるリムずれを連続的に測定することができる。また、リムずれ測定装置１は、測定対象タイヤＴのタイヤ表面に凹凸配列が形成されていれば測定対象タイヤＴのリムずれを測定することができるので、測定対象タイヤＴに専用構成要素を付加せずに、リムずれを測定することができる。従って、凹凸配列を形成された測定対象タイヤＴであれば、いずれの測定対象タイヤＴであってもリムずれを測定することができるので、汎用性を高くすることができる。また、リムずれ測定装置１は、測定対象タイヤＴに非接触で、リムずれを測定することができる。また、リムずれ測定装置１によりリムずれを測定することができる測定対象タイヤＴに、実際の市場に用いられる測定対象タイヤを用いることができるので、測定されたリムずれの信頼性が高い。

なお、上記実施の形態では、凹凸検出手段である凹凸検出センサ２として、レーザ変位センサを用いたが本発明はこれに限定されるものはない。凹凸検出手段は、凹凸配列である陸溝配列ＴＤ３の凹凸を検出することができるものであれば良く、例えば凹凸検出センサ２としてカメラを用い、カメラが撮像した画像に基づいて、凹凸を検出しても良い。

また、上記実施の形態では、凹凸配列としてトレッド表面の陸溝配列ＴＤ３を用いたが本発明はこれに限定されるものはない。凹凸配列は、測定対象タイヤＴのタイヤ表面に、タイヤ周方向において不規則に連続して形成されていれば良く、例えば図示しないサイドウォール部に形成されていても良い。

また、上記実施の形態では、排他的論理和の積算値を用いてリムずれの判定、リムずれ量の決定を行ったが本発明はこれに限定されるものはなく、相関関数を用いても良い。また、上記実施の形態では、論理演算として排他的論理和を用いたが本発明はこれに限定されるものはなく、論理和あるいは論理積でも良い。

また、上記実施の形態では、凹凸配列として陸溝配列ＴＤ３のみに基づいて生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを測定するが本発明はこれに限定されるものはない。例えば、複数の凹凸配列ごと、例えば陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとに、凹凸配列波形生成部４６により基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形を生成しても良い。この場合は、二値化処理部４７により生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形に基づいた二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形を生成し、リムずれ判定部４８により二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形の論理演算を陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとに行い、演算された陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとの値、あるいは陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとの値の平均値に基づいて、リムずれの測定を行っても良い。これにより、車両１００の走行時における車両振動などのノイズの影響があっても、リムずれの測定の精度を向上することができる。また、陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとにリムずれ判定部４８によりリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形を生成し、リムずれ判定部４８によりリムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形およびリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形の論理演算を陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとに行い、演算された陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとの値に基づいて決定された陸溝配列ＴＤ１〜ＴＤ３ごとリムずれ量の平均値をリムずれ量としても良い。

以上のように、本発明にかかるリムずれ測定装置およびリムずれ測定方法は、車両に装着されたリム組みされた測定対象タイヤのリムずれを測定するリムずれ測定装置およびリムずれ測定方法に有用であり、特に、汎用性が高く、測定対象タイヤの回転時におけるリムずれを連続的に測定するのに適している。

実施の形態にかかるリムずれ測定装置の構成例を示す図である。 実施の形態にかかるリムずれ測定装置の動作フロー図である。 生成された基準陸溝配列波形を示す図である。 二値化された二値化基準陸溝配列波形を示す図である。 生成された回転陸溝配列波形（リムずれ発生後）を示す図である。 二値化された二値化回転陸溝配列波形（リムずれ発生後）を示す図である。 演算された排他的論理和とリム回転位置との関係（リムずれ発生前）を示す図である。 演算された排他的論理和とリム回転位置との関係（リムずれ発生後）を示す図である。 生成されたリムずれ量加算二値化基準陸溝配列波形を示す図である。 排他的論理和積算値とリムずれ量との関係を示す図である。

符号の説明

１ リムずれ測定装置
２ 凹凸検出センサ（凹凸検出手段）
３ 回転位置センサ（リム回転位置検出手段）
４ 制御装置
４１ 入出力部
４２ 処理部
４３ 記憶部
４４ 凹凸取得部
４５ リム回転位置取得部
４６ 凹凸配列波形生成部（凹凸配列波形生成手段）
４７ 二値化処理部（二値化処理手段）
４８ リムずれ判定部（リムずれ判定手段）
５ 入出力装置
５１ 入力装置
５２ 出力装置
１００ 車両
１０１ 車軸
１０２ エンジン
１０３ ブレーキ装置
Ｔ 測定対象タイヤ
Ｒ リム
ＴＤ１〜ＴＤ３ 陸溝配列（凹凸配列）
ＴＧ 溝部
ＴＬ 陸部

Claims (6)

1. タイヤ周方向において不規則に連続して形成される凹凸配列がタイヤ表面に形成された測定対象タイヤの当該測定対象タイヤがリム組みされるリムに対するリムずれを測定するリムずれ測定装置において、
   前記測定対象タイヤの回転時に前記凹凸配列に対向して配置され、当該凹凸配列における凹凸を検出する凹凸検出手段と、
   前記リムの基準リム回転位置を検出するリム回転位置検出手段と、
   前記検出された基準リム回転位置から前記測定対象タイヤ１回転分で検出された凹凸に基づいて凹凸配列波形を生成する凹凸配列波形生成手段と、
   前記リムずれ測定前において前記測定対象タイヤの回転時に生成された基準凹凸配列波形および当該リムずれ測定中において前記測定対象タイヤの回転時に繰り返し生成される回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを判定するリムずれ判定手段と、
   を備えることを特徴とするリムずれ測定装置。
2. 前記凹凸配列は、前記測定対象タイヤのトレッド表面においてタイヤ周方向に形成された陸部と溝部とからなる陸溝配列であることを特徴とする請求項１に記載のリムずれ測定装置。
3. 前記生成された基準凹凸配列波形および回転凹凸配列波形を二値化処理する二値化処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のリムずれ測定装置。
4. 前記リムずれ判定手段は、前記二値化処理された二値化基準凹凸配列波形および二値化回転凹凸配列波形の論理演算を行い、演算された値の積算値あるいは相関関数に基づいてリムずれを判定することを特徴とする請求項３に記載のリムずれ測定装置。
5. 前記リムずれ判定手段は、前記リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形および前記二値化基準凹凸配列波形にリムずれ量を加えたリムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形の論理演算を行い、前記リムずれと判定された二値化回転凹凸配列波形と一致する前記リムずれ量加算二値化基準凹凸配列波形におけるリムずれ量に決定することを特徴とする請求項４に記載のリムずれ測定装置。
6. タイヤ周方向において不規則に連続して形成される凹凸配列がタイヤ表面に形成された測定対象タイヤの当該測定対象タイヤがリム組みされるリムに対するリムずれを測定するリムずれ測定方法において、
   前記リムずれ測定前に、前記リムの基準リム回転位置から前記測定対象タイヤ１回転分の前記凹凸配列における凹凸に基づいて基準凹凸配列波形を生成する手順と、
   前記リムずれ測定中に、前記リムの基準リム回転位置から前記測定対象タイヤ１回転分の前記凹凸配列における凹凸に基づいて回転凹凸配列波形を繰り返し生成する手順と、
   前記基準凹凸配列波形および前記回転凹凸配列波形に基づいてリムずれを判定する手順と、
   を含むことを特徴とするリムずれ測定方法。

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