JP6076620B2

JP6076620B2 - タイヤ踏面の接地部測定方法

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Publication number: JP6076620B2
Application number: JP2012119000A
Authority: JP
Inventors: 崇之藏田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: JP2013246008A

Description

本発明は、タイヤ踏面の路面に対する滑り、及びタイヤ踏面に作用する接地圧を測定可能なタイヤ踏面の接地部測定方法に関する。

タイヤ接地面の摩耗量となる摩擦エネルギーは摩擦力×滑りで求められるため、従来からタイヤ転動時にタイヤ接地面に作用する圧力（接地圧）と、タイヤ接地面の路面に対する滑りを測定する測定装置が種々開発されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、試験タイヤを、圧力センサ及びビデオカメラが内蔵された計測器内臓路面上を走行させて、タイヤ踏面の路面に対する滑り（以下、単に「踏面の滑り」と記載する。）及び、タイヤ踏面に作用する接地圧を測定する測定装置が開示されている。ここで用いられる圧力センサは、リング状とされ、路面と頂面が面一とされた円錐台状の接触部を介してタイヤ踏面に作用する接地圧を計測するようになっている。一方、ビデオカメラは、接触部及び圧力センサの中心を通り、頂面が路面と面一とされた透明な丸棒を介してタイヤ踏面を連続して撮影するようになっている。

特許第４１９８６１０号公報

ところで、特許文献１では、タイヤ踏面の滑りを測定するために、ビデオカメラの撮影領域をある程度広くとる必要がある。このため、丸棒の径は大きくなる傾向にあり、この丸棒を囲う接触部頂面の径も大きくなる傾向にある。
一方で、接触部頂面の径が大きいと、タイヤ踏面に形成されたブロック状陸部の大きさによっては、接触部が隣り合うブロック状陸部に跨って接触してしまい、一つのブロック状陸部に作用する圧力（接地圧）を正確に測定することが難しくなる。

本発明は、タイヤ踏面の滑り及びタイヤ踏面に作用する接地圧を正確に測定することを課題とする。

本発明の請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法は、試験タイヤを転動させる試験路面を構成し、少なくとも一部が透明の路面構成部材と、前記路面構成部材の透明部分または該透明部分に隣接して配置され前記試験タイヤと接触する受圧部と、前記受圧部が前記試験タイヤから受けた圧力を検出する検出部と、を含む複数の圧力検出器と、前記路面構成部材の下側に配置され、少なくとも前記受圧部に前記試験タイヤが接触してから離れるまで前記透明部分を透して前記試験タイヤの接地面を連続して撮影すると共に撮影範囲に前記受圧部の周辺を含む撮影手段と、を有し、各々の前記受圧部が前記試験タイヤの転動方向に直線状に並べられている、タイヤ踏面の接地部測定装置を用いたタイヤ踏面の接地部測定方法であって、前記試験タイヤを前記試験路面の前記受圧部上を通過するように転動させて、前記圧力検出器を用いて前記受圧部が前記試験タイヤから受けた圧力を検出すると共に、前記撮影手段を用いて少なくとも前記受圧部に前記試験タイヤが接触してから離れるまでの間、前記透明部分を透して前記試験タイヤの接地面を連続して撮影し、前記撮影範囲に含まれる前記試験路面の中で、前記受圧部の前記転動方向と直交する方向に隣接する領域を、パターンマッチング用のモデル化領域として、前記モデル化領域を前記転動方向に直線状に並べて複数指定し、各々の前記モデル化領域において、最初に接地した際の前記接地面の画像を初期モデルとし、該画像とは別の時間に撮影された前記接地面の画像を前記初期モデルと比較するパターンマッチングを行い、前記初期モデルに対する前記タイヤ踏面の変位を複数箇所において求める。

タイヤ踏面の接地部測定装置では、試験タイヤが受圧部に接触することで、受圧部が試験タイヤから受けた圧力が検出部で検出されて、試験タイヤの踏面に作用する接地圧が求められる。また、少なくとも受圧部に試験タイヤが接触してから離れるまでの間、透明部分を透して試験タイヤの接地面が受圧部の周辺を含む撮影範囲で連続して撮影される。
ここで、上記接地部測定装置では、透明部分または透明部分に隣接して受圧部を配置している、すなわち、受圧部の周辺が透明部分とされていることから、例えば、受圧部の中央付近を透明部分としたものと比べて、受圧部を小さくしても撮影手段の撮影範囲が狭くなるなどの影響を受けない。
従って、受圧部を小さくして、試験タイヤの踏面に作用する接地圧を正確に測定することが可能になる。
また、受圧部を小さくしても撮影手段の撮影範囲の広さが確保されるため、試験タイヤの踏面の滑りを正確に測定することができる。
なお、試験タイヤの踏面の滑りは、撮影手段で撮影した複数の画像から、パターンマッチングなどを用いて試験タイヤの踏面の変位を求めることで得られる。
また、ここでいう「透明」とは、透明部分を透して試験タイヤの踏面を撮影できる程度の透明度のものを指している。
また、試験タイヤの踏面に作用する接地圧を、転動方向の複数箇所でほぼ同時に測定できるため、接地圧を正確に測定することができ、且つ測定効率も向上する。
本発明の請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法では、このタイヤ踏面の接地部測定装置を用いるため、試験タイヤの踏面の滑り及び、踏面に作用する接地圧を正確に測定することができる。

本発明の請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法は、請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法において、前記試験タイヤの踏面には、複数のブロック状陸部が形成され、一つの前記ブロック状陸部の前記試験路面と接触する接地面内に複数の前記受圧部が配置されるように、前記受圧部の大きさ及び配置位置が決定されている。

本発明の請求項２に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法では、一つのブロック状陸部の接地面に作用する接触圧を、該接地面の複数個所で求めることができる。これにより、試験タイヤのブロック状陸部に作用する接地圧をさらに正確に測定することができる。

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によれば、タイヤ踏面の滑り及びタイヤ踏面に作用する接地圧を正確に測定することができる。

第１実施形態の接地部測定装置を上方から見た平面図である。第１実施形態の接地部測定装置を側方から側面図である。第１実施形態の接地部測定装置の正面図である。第１実施形態の受圧部周辺を上方から見た平面図である。図４の５Ｘ−５Ｘ線断面図である。図４の６Ｘ−６Ｘ線断面図である。制御系の構成を示すブロック図である。制御のフローチャートである。モデル化すべき領域を示した説明図である。テクスチャの動きを説明する説明図である。座標の差分の累積方法を説明する説明図である。第１実施形態の試験路面上を試験タイヤが転動する状態を示す、路面構成部材の側断面図（図４の５Ｘ−５Ｘ線断面図に対応）である。図１２の試験タイヤの接地面を下方から見た平面図である。第２実施形態の接地部測定装置の受圧部周辺を上方から見た平面図である。図１４の１５Ｘ−１５Ｘ線断面図である。図１４の１６Ｘ−１６Ｘ線断面図である。第２実施形態の試験路面上を試験タイヤが転動する状態を示す、路面構成部材の側断面図（図１４の１５Ｘ−１５Ｘ線断面図に対応）である。第３実施形態の接地部測定装置の受圧部周辺を上方から見た平面図である。転動時の試験タイヤのブロック状陸部の各測定部位における接地圧の変動を示すグラフである。試験タイヤのブロック状陸部の各測定部位における摩耗エネルギーの大小関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係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について説明する。

図１、図２に示すように、第１実施形態の接地部測定装置１０は、長尺状のベースフレーム１２を備えている。図１、図２では、ベースフレーム１２の幅方向（以下、適宜「装置幅方向」と記載する。）を矢印Ｆ方向及び矢印Ｂ方向で示し、ベースフレーム１２の長手方向（以下、適宜「装置長手方向」と記載する。）を矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向で示し、ベースフレーム１２の上下方向（以下、適宜「装置上下方向」と記載する。）を矢印Ｕ方向（上方向）及び矢印Ｄ方向（下方向）で示している。なお、ここで言う装置上下方向と装置鉛直方向は同義である。

図１〜図３に示すように、ベースフレーム１２の幅方向両側には、ベースフレーム１２の長手方向に沿って延びるスライドレール１４が取り付けられており、幅方向略中間部分には同じく長手方向に沿って延びる路面１６が設けられている。

スライドレール１４には、リニアモーションガイド１８を介してタイヤ走行装置２０がスライド自在に搭載されている。

ベースフレーム１２の側面には、サーボモータ２２で回転されるボールネジ２４が軸受２６で支持されている。

また、タイヤ走行装置２０の枠状フレーム２８には、ボールネジ２４と螺合するナット３０が固定されており、ボールネジ２４を回転させることでタイヤ走行装置２０をスライドレール１４に沿って移動させることができる。

なお、枠状フレーム２８には、タイヤ走行装置２０の位置を検出するエンコーダ２１（図７参照）が設けられている。なお、図７に示すように、サーボモータ２２及びエンコーダ２１は、コンピュータ、記憶装置等を含む制御装置２３に接続されている。

なお、コンピュータには、少なくともパターンマッチングを行なわせるための画像処理ソフトが記憶されている。

枠状フレーム２８の上部には、ベースフレーム１２の長手方向に対して直交する方向に沿って延びるスライドレール３２が取り付けられており、スライドレール３２には、リニアモーションガイド３４を介して移動ベース３６がスライド自在に搭載されている。

また、枠状フレーム２８の上部には、サーボモータ３８で回転されるボールネジ４０が軸受４２で支持されている。移動ベース３６にはボールネジ４０の螺合するナット（図示せず）が固定されており、ボールネジ４０を回転させることで移動ベース３６をスライドレール３２に沿って移動させることができる。

枠状フレーム２８には、移動ベース３６の位置を検出するエンコーダ４３（図７参照）が設けられており、サーボモータ３８及びエンコーダ４３は制御装置２３に接続されている。

移動ベース３６の中央上部には、スラストベアリング４４を介して枠状のフレーム４６が回転可能に設けられている。フレーム４６の中央には、軸受４８が取り付けられている。この軸受４８には、シャフト５０が鉛直方向にスライド自在に支持されている。

移動ベース３６の上部には、サーボモータ４９を動力とするスリップ角変更用のスクリュージャッキ５１が取り付けられており、スクリュージャッキ５１のスクリュー５２の先端の軸受５４に設けたピン５６が、軸受４２の外側に突出したレバー６０の先端部分の孔（図示せず）に挿入されている。このため、スクリュー５２を軸方向に移動させることで、軸受４８に支持されたシャフト５０が移動ベース３６に対してある範囲内で回転する。

フレーム４６の上部には、サーボモータ６２を動力とする荷重負荷用のスクリュージャッキ６４が取り付けられており、スクリュージャッキ６４のスクリュー６６が、シャフト５０に接続されている。このため、スクリュー６６を軸方向に移動させることで軸受４８に支持されたシャフト５０が上下動する。

移動ベース３６には、軸受４８（シャフト５０）の角度（スリップアングル）を検出するロータリーエンコーダ６１（図７参照）、シャフト５０の上下位置を検出するエンコーダ６３が設けられており、サーボモータ４９、ロータリーエンコーダ６１、サーボモータ６２及びエンコーダ６３は制御装置２３に接続されている。

シャフト５０の下端には、Ｔ字状の水平回転フレーム６８が吊り下げられる格好で取り付けられている。

水平回転フレーム６８は、水平方向に延びる水平部６８Ａと、水平部６８Ａの中央から下方に延びる鉛直部６８Ｂとを備え、水平部６８Ａの一端にシャフト５０が固定されている。

水平回転フレーム６８の鉛直部６８Ｂの下端には、シャフト７０が水平に取り付けられている。このシャフト７０には、タイヤ支持フレーム７２が揺動自在に支持されている。

水平回転フレーム６８の水平部６８Ａには、サーボモータ７３を動力とするキャンバー角変更用のスクリュージャッキ７４が取り付けられており、スクリュージャッキ７４のスクリュー７６の先端の軸受７８に設けたピン８０が、タイヤ支持フレーム７２の孔（図示せず）に挿入されている。このため、スクリュー７６を軸方向に移動させることで、タイヤ支持フレーム７２がシャフト７０を中心に揺動する。

水平回転フレーム６８には、タイヤ支持フレーム７２の角度（キャンバー角）を検出するロータリーエンコーダ８１（図７参照）が設けられている。このロータリーエンコーダ８１、及びサーボモータ７３は制御装置２３に接続されている。

タイヤ支持フレーム７２には、試験タイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載する。）８２を装着するハブ軸８４と、ハブ軸８４を回転させる制駆動サーボモータ８６、ハブ軸８４の回転位置を検出するロータリーエンコーダ８７が設けられている。また、ハブ軸８４には、タイヤ８２に作用する力（負荷荷重等）を検出するロードセル８９（図７参照）が設けられている。
これら制駆動サーボモータ８６、ロータリーエンコーダ８７、及びロードセル８９は、制御装置２３に接続されている。

路面１６の一部には、一段下がった凹部８８が設けられている。凹部８８の底面には、路面１６の長手方向に対して直交する方向に沿って延びるスライドレール９０が取り付けられている。このスライドレール９０には、リニアモーションガイド９１を介して計測器搭載路面９２がスライド自在に搭載されている。

凹部８８の底面には、サーボモータ９５で回転されるボールネジ９７が軸受９９で支持されている。

計測器搭載路面９２には、ボールネジ９７の螺合するナット（図示せず）が固定されており、ボールネジ９７を回転させることで計測器搭載路面９２を路面１６の長手方向に対して直交する方向に移動させることができる。

路面１６には、計測器搭載路面９２の位置を検出するエンコーダ９３（図７参照）が設けられており、エンコーダ９３は制御装置２３に接続されている。

図５に示すように、計測器搭載路面９２は、タイヤ８２が転動する試験路面９８Ａを構成する路面構成部材９８と、タイヤ８２の接地圧を測定可能な圧力検出器１００と、試験路面９８Ａ上の物体（ここではタイヤ８２）を撮影可能なビデオカメラ１１０と、を備えている。なお、ビデオカメラ１１０は、本発明の撮影手段の一例である。

図５、図６に示すように、路面構成部材９８は、板状とされ、少なくとも一部が透明とされている。この路面構成部材９８の透明部分は、アクリルやガラス等の透明な材料で形成される。
なお、本実施形態では、路面構成部材９８のすべての部分（つまり全部）が透明とされている。すなわち、本実施形態の路面構成部材９８は、透明な板部材である。

また、試験路面９８Ａは、装置上下方向の位置が路面１６と実質的に面一とされている。

図５に示すように、圧力検出器１００は、すべての部分が透明の路面構成部材９８に配置され、タイヤ８２（図５では二点鎖線）の踏面８２Ａと接触する受圧部１０２Ａと、この受圧部１０２Ａよりも下方に配置され、受圧部１０２Ａがタイヤ８２の踏面８２Ａから受けた圧力を検出する検出部１０４と、を備えている。

具体的に説明すると、検出部１０４は、路面構成部材９８の下部に取り付けられた取付金具１０６に搭載され、この取付金具１０６を介して路面構成部材９８の下側に配設されている。この検出部１０４の上部には、円錐台状の力伝達部材１０２が接続されている。力伝達部材１０２の上部は、路面構成部材９８に形成された上下に貫通する貫通孔９６内を通り抜けており、平坦な頂面である受圧部１０２Ａが試験路面９８Ａと面一とされている。なお、本実施形態では、貫通孔９６は、路面構成部材９８の中央付近に配設されている。

なお、本実施形態の圧力検出器１００の検出部１０４は、タイヤ８２の踏面８２Ａから受ける３方向（装置長手方向、装置幅方向、装置上下方向）それぞれの力の大きさを測定可能な、所謂３分力センサである。

また、本実施形態では、圧力検出器１００を、検出部１０４と、当該検出部１０４と異なる部材（すなわち別部材）で構成された受圧部１０２Ａ（力伝達部材１０２）とで構成しているが、本発明はこの構成に限定されず、圧力検出器１００としては、受圧部１０２Ａで受けた圧力を検出部１０４で検出することができれば、どのような構成のものでもよい。例えば、圧力検出器１００を、検出部１０４の一部（頂部）を受圧部１０２Ａとしたものとする、言い換えると、受圧部１０２Ａと検出部１０４とを一体としたものとしてもよい。なお、後述する圧力検出器１７０においても、上記構成を適用することができることは言うまでもない。

図４に示すように、本実施形態では、複数（本実施形態では３つ）の圧力検出器１００を計測器搭載路面９２に搭載している。具体的には、複数の圧力検出器１００の各々の受圧部１０２Ａが路面構成部材９８のタイヤ８２の転動方向、すなわち、装置長手方向に沿って並べられている。なお、本実施形態では、一つの各貫通孔９６の中に３つの力伝達部材１０２の上部をすべて配置している。この構成により、各力伝達部材１０２毎に路面構成部材９８に貫通孔を形成するものよりも、路面構成部材９８の加工が簡単になる。

また、図４に示すように、本実施形態では、受圧部１０２Ａのタイヤ８２の転動方向に沿った長さＬ１、及びこの転動方向と直交する方向（すなわち、装置幅方向）の幅Ｗ１が３ｍｍ以下とされている。

なお、本実施形態では、試験タイヤ８２の踏面８２Ａに複数のブロック状陸部８３が形成されており、一つのブロック状陸部８３の試験路面９８Ａと接触する接地面内に複数（３つ）の受圧部１０２Ａが配置されるように、受圧部１０２Ａの大きさ及び配置位置が決定されている（図１３参照）。

図６に示すように、ビデオカメラ１１０は、検出部１０４に隣接するように取付金具１０６に搭載され、この取付金具１０６を介して路面構成部材９８の下側に配設されている。このビデオカメラ１１０は、少なくとも受圧部１０２Ａにタイヤ８２の踏面８２Ａが接触してから離れるまでの間、路面構成部材９８を透してタイヤ８２の接地面を連続して撮影することが可能とされている。また、ビデオカメラ１１０の撮影範囲Ｐには、少なくとも受圧部１０２Ａの周辺が含まれている。なお、撮影範囲Ｐに受圧部１０２Ａが含まれてもよい。
なお、ビデオカメラ１１０としては、例えば、ＣＣＤカメラなどが用いられる。

また、本実施形態では、計測器搭載路面９２にビデオカメラ１１０を一つのみ設けており、このビデオカメラ１１０の撮影範囲Ｐ（図６及び図１３）には、３つの受圧部１０２Ａを含んでそれぞれの周辺がすべて含まれている。

また、圧力検出器１００及びビデオカメラ１１０は、制御装置２３に接続されており、図７に示すように、制御装置２３には、テレビモニター１２０、各種の設定を行うためのキーボード１２２、マウス１１８及び、記憶装置１２４等が接続されている。

次に、本実施形態の接地部測定装置１０の動作を図８のフローチャート、及び図９に基づき説明する。

先ず、タイヤ８２をハブ軸８４に取り付ける。この時、タイヤ走行装置２０はタイヤ走行装置２０のスタート位置（図１に示すように、矢印Ｌ方向側の位置）に配置されており、シャフト５０は上昇位置にある。

ステップ１３０では、試験条件を設定する。試験条件としては、スリップアングル（ＳＡ）、キャンバー角（ＣＡ）、荷重、制動力、駆動力等があり、各々設定できる。これらの値は、キーボード１２２より入力できる。

なお、タイヤ走行装置２０の移動速度と制駆動サーボモータ８６の回転速度とを調整することにより、路面１６を走行するタイヤ８２に対して制駆動力を付与することができる。

そして、タイヤ８２は、走行軌跡下に圧力検出器１００の受圧部１０２Ａが位置するように位置決めされ、最初の試験条件で決められたスリップアングル（ＳＡ）、キャンバー角（ＣＡ）、荷重、制駆動力等が付与されて、タイヤ８２を路面１６に接地した状態でタイヤ走行装置２０が矢印Ｒ方向に移動（転動）される。

これによりタイヤ８２は、路面１６及び試験路面９８Ａ上を転動する。そして、タイヤ８２の踏面８２Ａは受圧部１０２Ａと接触し、受圧部１０２Ａがタイヤ８２から受けた圧力が検出部１０４で検出される。なお、検出部１０４で検出される分力のうち、装置上下方向（装置鉛直方向）の成分が上記圧力であり踏面８２Ａに作用する接地圧を表し、装置長手方向及び装置幅方向の成分が踏面８２Ａに作用するそれぞれの方向のせん断力を表している。また、このとき、タイヤ８２の踏面８２Ａが少なくとも受圧部１０２Ａに接触してから離れるまでの間、ビデオカメラ１１０が路面構成部材９８を透して受圧部１０２Ａの周辺を含む撮影範囲Ｐを連続して撮影する。
そして、ビデオカメラ１１０で連続して撮影された複数の画像は、制御装置２３に一定の時間間隔で記憶される。

また、制御装置２３は、圧力検出器１００から送られてきた検出データに基づいて３方向の力（装置幅方向の力、装置長手方向の力、装置上下方向の力）の大きさを、画像に対応させて記憶する。

次のステップ１３２では、記憶されている接地している瞬間の画像のうちの一つ（例えば、最初に接地した際のタイヤ踏面の画像）を選択し、テレビモニター１２０に映し出す。

オペレータは、画面を見ながらマウス１１８（図７参照）等を用いて画像の中の計測したい計測位置、即ちパターン認識に用いるモデル化すべき領域の位置及び大きさを指定する（図９参照。図９において、符号２０４の付与されている点線の四角はモデル化領域を示している。）。なお、本実施形態では、図４、図１３に示すように、受圧部１０２Ａの転動方向と直交する方向に隣接する領域がパターンマッチングのモデル化領域２０４とされている。

なお、複数箇所の変位を見たい場合には、ここでモデル化すべき領域を複数指定する。本実施形態では、圧力検出器１００を３つ設けているため、各々の受圧部１０２Ａに隣接する領域をそれぞれモデル化すべき領域として指定している。図４では、撮影範囲Ｐに含まれる試験路面９８Ａの中でモデル化すべき領域を符号２０４として示している。なお、モデル化領域の大きさは、受圧部１０２Ａよりも小さくすることが好ましい。

次のステップ１３４では、オペレータによりコンピュータが操作されると、画像のコントラストや明るさが、認識範囲内で一定のパターンが認識できるように調整される（本実施形態では、特徴抽出が容易にできるよう多値画像から２値画像（白黒）に変換を行なう。）。なお、画像の調整は、画像処理ソフトが行う。

次のステップ１３６では、パターンマッチングに用いる初期モデルの設定を行なう。オペレータがキーボード１２２等でコンピュータに指示を出すことで、コンピュータは、最初に接地した際のタイヤ８２の踏面８２Ａの画像のモデル化すべき領域２０４（ステップ１３２で設定された。）を初期モデルとし、該初期モデルの座標（Ｘｐ０，Ｙｐ０）を演算し、これを１番目の画像に対応させて記憶する。

次のステップ１３８では、コンピュータは、先に初期モデルを設定した１番目の画像と、別の時間に撮影された画像、例えば、２番目の画像についてパターンマッチングを行い初期モデルのテクスチャと同じテクスチャを２番目の画像から抽出し、該初期モデルの２番目の画像における座標（Ｘｐｔ，Ｙｐｔ）を演算し、これを２番目の画像に対応させて記憶させる。

以後同様にして、撮影された全ての画像について、前後の画像のパターンマッチングを順に行い、初期モデルの座標を各画像について演算し、得られた座標を画像に対応させて記憶する。

次のステップ１４０では、必要画面数の処理が終了したか否かが判断され、必要画面数の処理が終了した場合には、次のステップ１４２へ進み、必要画面数の処理が終了していない場合にはステップ１３８へ戻る。

次のステップ１４２では、必要計測位置（初期モデル）の処理が終了したか否かが判断される。ステップ１４２において、初期モデルが複数設定されている場合には、複数の初期モデルにおいて、上述した座標の演算が全て処理されたかが判断される。

ここで、全ての初期モデルの処理が終了していると判断された場合には次のステップ１４４へ進み、そうでない場合にはステップ１３６へ戻る。

次のステップ１４４では、記憶した座標に基づいて、初期モデルの変位を演算する。

例えば、１番目の画像と２番目の画像とを比較した際、初期モデルが変位している場合、路面に対するタイヤ８２の踏面８２Ａの初期モデルの変位量は、１番目の画像での座標と２番目の画像での座標の差で表される。

Ｘ軸方向の変位量：Ｘｐ＝Ｘｐｔ−Ｘｐ０
Ｘ軸方向の変位量：Ｙｐ＝Ｙｐｔ−Ｙｐ０
なお、Ｘｐ、及びＹｐより、初期モデルの変位方向も演算できる。

ここでは、全ての画像について前後の画像から初期モデルの変位量を演算する。

これらを図１０、及び図１１の概念図を参照して説明すると、図１０に示すように、テクスチャ４００が１番目の画像Ｐ１から４番目の画像Ｐ４に示すように変位している場合、図１１に示すように、先ず画像Ｐ１と画像Ｐ２との座標の差分Ｓ１を取り、次に画像Ｐ２と画像Ｐ３との座標の差分Ｓ２を取り、次に画像Ｐ３と画像Ｐ４との座標の差分Ｓ３を取り、これらの差分Ｓ１、差分Ｓ２、及び差分Ｓ３を累積することで、テクスチャ４００の変位を得ることが出来る。

次に、接地部測定装置１０の作用について説明する。
接地部測定装置１０では、タイヤ８２の踏面８２Ａが受圧部１０２Ａに接触することで、受圧部１０２Ａがタイヤ８２から受けた圧力が検出部１０４で検出される。この検出された圧力は踏面８２Ａに作用する接地圧を表していることから、圧力検出器１００によって踏面８２Ａに作用する接地圧が求められる（測定される）。

そして、少なくとも受圧部１０２Ａにタイヤ８２が接触してから離れるまでの間、路面構成部材９８を透してタイヤ８２の接地面が受圧部１０２Ａの周辺を含む撮影範囲Ｐで連続して撮影される。

ここで、接地部測定装置１０では、受圧部１０２Ａの周辺を透明にしている、特に、本実施形態では、路面構成部材９８のすべての部分を透明としていることから、受圧部１０２Ａを小さくしても、ビデオカメラ１１０の撮影範囲Ｐは狭くなるなどの影響を受けない。
従って、受圧部１０２Ａを小さくして、タイヤ８２の踏面８２Ａに作用する接地圧を正確に測定することが可能になる。すなわち、受圧部１０２Ａを小さくすることで、タイヤ踏面に小さいブロック状陸部が形成されたタイヤの該ブロック状陸部単体の接地圧を正確に測定することが可能になる。

また、受圧部１０２Ａを小さくしてもビデオカメラ１１０の撮影範囲Ｐの広さが確保されるため、タイヤ８２の踏面８２Ａの滑りを正確に測定することができる。すなわち、撮影した画像のモデル化領域２０４が撮影範囲Ｐからはみ出すのを防ぐことができるため、タイヤ８２の踏面８２Ａの滑りを正確に測定することができる。

また、接地部測定装置１０では、タイヤ８２の踏面８２Ａに作用する接地圧を、転動方向の複数箇所でほぼ同時に測定できるため、接地圧を正確に測定することができ、且つ測定効率も向上する。
具体的には、図１２、図１３に示すように、本実施形態では、タイヤ８２のブロック状陸部８３の接地面内に転動方向に沿って複数（３つ）の受圧部１０２Ａ（図１３では、受圧部１０２Ａをタイヤ８２の接地面に投影した投影面を符号３０２で示している）が配置されるため、ブロック状陸部８３の転動方向に沿った３箇所の部位（測定部位Ａ〜Ｃ）の接地圧がほぼ同時に測定されるため、図１９に示すように、測定部位Ａ〜Ｃにおける接地圧の変動状況を正確に測定することができる。
なお、本実施形態では、測定部位Ａは、ブロック状陸部８３の蹴り出し側（図１２では右側）の部位であり、測定部位Ｂは、ブロック状陸部８３の中央の部位であり、測定部位Ｃは、ブロック状陸部８３の踏み込み側（図１２では左側）の部位である。
そして、測定部位Ａ〜Ｃの各々の接地圧の平均値から求めた摩擦力とタイヤ８２の踏面８２Ａの滑りから摩耗エネルギーが求められる。この摩耗エネルギーからブロック状陸部８３の摩耗量を正確に予測することができる。なお、図２０では、測定部位Ａ〜Ｃでのそれぞれの摩耗エネルギーと、測定部位Ａ〜Ｃの摩耗エネルギーの平均値を示している。

また、接地部測定装置１０では、ブロック状陸部８３の転動方向に沿った３箇所の部位の接地圧をほぼ同時に測定することができるため、同一のブロック状陸部８３の接地面内の各部位の接地圧を複数回に分けて測定するものと比べて、測定効率がよく、さらに、同一条件化（同一状況下）でブロック状陸部８３の各部位の接地圧を測定できるため、接地圧の測定精度が向上する。

受圧部１０２Ａの長さＬ１及び幅Ｗ１を３ｍｍ以下とすることで、ブロック状陸部８３の接地面内に複数の受圧部１０２Ａを配置可能となり、タイヤ８２の踏面８２Ａ（ブロック状陸部８３の接地面内）に作用する接地圧をさらに正確に測定することができる。

第１実施形態の接地部測定装置１０では、図４に示すように、タイヤ８２の転動方向に複数の受圧部１０２Ａを並べる構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、タイヤ８２の転動方向と直交する方向に複数の受圧部１０２Ａを並べる構成としてもよく、タイヤ８２の転動方向に対して傾斜する方向に複数の受圧部１０２Ａを並べる構成としてもよい。また、受圧部１０２Ａの並べ方は上記以外であってもよい。

また、第１実施形態の接地部測定装置１０では、路面構成部材９８のすべての部分を透明としているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、受圧部１０２Ａの周辺のみを透明としてもよい。受圧部１０２Ａに隣接する領域、例えば、受圧部１０２Ａのタイヤ８２の転動方向と直交する方向に隣接する領域などを透明にしてもよい。
なお、受圧部１０２Ａに隣接するように路面構成部材９８に貫通孔を設けて、この貫通孔を通してタイヤ８２の接地面を撮影してもよいが、貫通孔の部分では他の試験路面部分と比べて、踏面８２Ａの挙動が変化するため、実質的には、透明部分の上にタイヤ８２の踏面８２Ａがきたときに、該透明部分を透してタイヤ８２の接地面を撮影することで踏面８２Ａの滑りをより正確に測定することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の接地部測定装置１６０について説明する。なお、第１実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図１４〜図１６に示すように、本実施形態の接地部測定装置１６０は、圧力検出器１７０とその周辺の構成以外は、第１実施形態の接地部測定装置１０と同一の構成である。このため、以下では、圧力検出器１７０とその周辺の構成について説明する。

図１４、図１５に示すように、圧力検出器１７０は、略直方体状とされ、路面構成部材９８に形成された凹部１６２に配設されている。また、圧力検出器１７０は、図１５に示すように、試験路面９８Ａと面一で、タイヤ８２に接触する受圧部１７２Ａと、この受圧部１７２Ａよりも下側に配置され、受圧部１７２Ａがタイヤ８２の踏面８２Ａから受けた圧力を検出する検出部１０４と、を備えている。なお、検出部１７４の基本構成は、第１実施形態の検出部１０４と同様である。

検出部１７４の上部には、頂部が受圧部１７２Ａとされた板状の力伝達部材１７２が接続されている。

また、図１４に示すように、複数の圧力検出器１７０が凹部１６２内に配設されている。なお、本実施形態では、凹部１６２がタイヤ８２の転動方向に長尺とされ、この凹部１６２内に上記転動方向に沿って複数（４つ）の圧力検出器１７０が配設されている。
また、凹部１６２は、上記転動方向と直交する方向に複数（３つ）形成されており、いずれの凹部１６２にも複数（４つ）の圧力検出器１７０が配設されている。

図１４に示すように、本実施形態では、受圧部１７２Ａの転動方向と直交する方向に隣接する領域がパターンマッチングのモデル化領域２０４とされている。

また、圧力検出器１７０は、タイヤ８２の転動方向（装置長手方向）に沿った長さＬ２、及びタイヤ８２の転動方向と直交する方向（装置幅方向）に沿った幅Ｗ２が３ｍｍ以下に設定されている。

なお、本実施形態では、タイヤ８２のブロック状陸部８３の接地面内に４つの受圧部１７２Ａが配置されるように、受圧部１７２Ａの大きさ及び配置位置が決定されている。

次に、第２実施形態の接地部測定装置１６０の作用効果について説明する。
なお、本実施形態の作用効果のうち、第１実施形態と同様の作用効果については、その説明を適宜省略する。

接地部測定装置１６０では、路面構成部材９８に形成された凹部１６２内に圧力検出器１００を配設するため、圧力検出器１００の配設作業が容易になる。
また、上記のように凹部１６２に圧力検出器１７０を配設することで、力伝達部材１７２の長さが、第１実施形態の路面構成部材９８を貫通する力伝達部材１０２と比べて、短くなるため、力伝達部材１７２の水平方向の剛性が向上する。

また、圧力検出器１７０の長さＬ２及び幅Ｗ２を３ｍｍ以下としていることから、路面構成部材９８に複数の圧力検出器１７０を密に配置することができる。

第２実施形態では、凹部１６２内に複数の圧力検出器１７０をタイヤ８２の転動方行に並べて複数個配設する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、図１８に示す、第３実施形態の接地部測定装置１８０のように、一つの凹部１８２内に複数の圧力検出器１７０を配設する構成としてもよい。図１８では、複数の圧力検出器１７０をタイヤ８２の転動方向に並べた列が該転動方向と直交する方向に間隔をあけて複数（３つ）配置されている。また、図１８に示すように、本実施形態では、受圧部１７２Ａの転動方向と直交する方向に隣接する領域がパターンマッチングのモデル化領域２０４とされている。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０、１６０、１８０接地部測定装置
８２試験タイヤ
８２Ａ踏面
９８路面構成部材
９８Ａ試験路面
１００、１７０圧力センサ（圧力検出器）
１０２、１７２受圧部
１０４、１７４検出部
１１０ビデオカメラ（撮影手段）
２０４モデル化領域

Claims

試験タイヤを転動させる試験路面を構成し、少なくとも一部が透明の路面構成部材と、
前記路面構成部材の透明部分または該透明部分に隣接して配置され前記試験タイヤと接触する受圧部と、前記受圧部が前記試験タイヤから受けた圧力を検出する検出部と、を含む複数の圧力検出器と、
前記路面構成部材の下側に配置され、少なくとも前記受圧部に前記試験タイヤが接触してから離れるまで前記透明部分を透して前記試験タイヤの接地面を連続して撮影すると共に撮影範囲に前記受圧部の周辺を含む撮影手段と、を有し、
各々の前記受圧部が前記試験タイヤの転動方向に直線状に並べられている、タイヤ踏面の接地部測定装置を用いたタイヤ踏面の接地部測定方法であって、
前記試験タイヤを前記試験路面の前記受圧部上を通過するように転動させて、前記圧力検出器を用いて前記受圧部が前記試験タイヤから受けた圧力を検出すると共に、前記撮影手段を用いて少なくとも前記受圧部に前記試験タイヤが接触してから離れるまでの間、前記透明部分を透して前記試験タイヤの接地面を連続して撮影し、
前記撮影範囲に含まれる前記試験路面の中で、前記受圧部の前記転動方向と直交する方向に隣接する領域を、パターンマッチング用のモデル化領域として、前記モデル化領域を前記転動方向に直線状に並べて複数指定し、
各々の前記モデル化領域において、最初に接地した際の前記接地面の画像を初期モデルとし、該画像とは別の時間に撮影された前記接地面の画像を前記初期モデルと比較するパターンマッチングを行い、前記初期モデルに対する前記タイヤ踏面の変位を複数箇所において求めるタイヤ踏面の接地部測定方法。
前記試験タイヤの踏面には、複数のブロック状陸部が形成され、
一つの前記ブロック状陸部の前記試験路面と接触する接地面内に複数の前記受圧部が配置されるように、前記受圧部の大きさ及び配置位置が決定されている、請求項１に記載のタイヤ踏面の接地部測定方法。