JPH03146809A

JPH03146809A - タイヤ接地面観測装置及び観測方法

Info

Publication number: JPH03146809A
Application number: JP1286098A
Authority: JP
Inventors: Akira Yajigawa; 家治川　彰; Kenji Saito; 斎藤　賢二
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 1991-06-21
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: DE69004783T2; EP0426457A2; EP0426457A3; JPH0749938B2; DE69004783D1; US5088321A; EP0426457B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、タイヤ接地面観測装置および観測方法に関す
る。

（従来の技術〉タイヤの「操縦安全性」、「燃費性」、「摩耗性」等の
性能を追求する上で、走行中のタイヤ接地面の状態を解
析することは極めて重要である。

しかし、今日までの技術では、走行中のタイヤ接地面の
状況を、詳細に直接目視観測することが困難であった。

従って、従来は、タイヤ表面に黒ペンキ等を塗って、該
タイヤを画板に押し付けて、接地形状を転写し、間接的
にタイヤ接地面を観測していた。

（発明が解決しようとする課題）前記従来の転写によるタイヤ接地面の観測では、転勤中
、スリップ角のついた状態での接地形状を取ることは不
可能であり、またサイピングの挙動等も観測することが
できなかった。

そこで、本発明は、動的なタイヤ接地面の挙動を直接目
視観測できるようにしたタイヤ接地面観測装置および観
測方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）前記目的を遠戚するために、本発明は次の手段を講じた
。

即ち、本発明のタイヤ接地面観測装置の特徴とする処は
、所定厚みの透明体からなる移動路面と、前記透明体内
に光をとじ込めるべく配置された光源と、前記移動路面にタイヤの外周面を押圧するためのタイヤ
押圧装置と、前記透明体移動路面のタイヤ接触面とは反対側面から、
該タイヤ接触面を見るように配置された撮像装置とから
成る点にある。また前記移動路面の長さは、タイヤ１回
転以上にわたって連続観測できる長さとされている。

更に、本発明のタイヤ接地面観測方法の特徴とする処は
、タイヤ接地面を光が反射する色に着色すると共に、透
明板の側端面より、該透明板の厚み内に光をとじ込める
ように光を照射し、かつ、前記タイヤ接地面を透明板に
押圧して、該透明板のタイヤ接地側とは反対側から、前
記タイヤ接地面を見る点にある。また前記タイヤ接地面
の観測は、タイヤ１回転以上にわたって連続的に観測さ
れる。

（作　　用）本発明のタイヤ接地面観測装置によるタイヤ接地面の観
測は、次の手順により行われる。

まず、タイヤ押圧装置にタイヤを装着し、該タイヤの外
周面を移動路面に押し付ける。そして、移動路面を移動
させることにより、前記タイヤが移動路面上を転動する
。

このとき、移動路面のタイヤ接地面とは反対側に配置さ
れた撮像装置により、前記タイヤ接地面を見ると、移動
路面は透明体からなるため、タイヤ接地面の状態を観測
することができる。

しかしながら、タイヤ外周面を透明体の移動路面に押し
付けただけの観測では、接地部分と非接地部分のコント
ラストが明確でなぐ、接地部分と非接地部分の識別が困
難である。

そこで、本発明では、光源から照射された光を透明体内
部にとじ込めるようにして、接地部分の識別を明確なら
しめている。

即ち、光源からの光は、透明体の内部に入り、透明体の
表面から外部に漏洩しないようにして透明体内を進む。

ところが、この光が、タイヤ接地部分に達すると、タイ
ヤ表面に反射して乱反射となり、撮像装置側へ出て行く
。

即ち、透明体表面が空気と接しているところと、タイヤ
と接しているところでは、その臨界面の屈折率が異なり
、空気接触部の表面で全反射して透明体内部にとし込め
られていた光が、タイヤ接触部では乱反射して撮像装置
側へ飛び出すことになる。

そのため、タイヤ接地部と非接地部とが明瞭に区別され
、転勤中のタイヤトレンドのパターンブロックの接地面
による変形状態、トレッドザイビング（細い切込み）の
接地による変形状態等、タイヤ接地面の動的挙動を撮像
装置によって観測することができる。

前記タイヤ表面を明色に着色することにより、接地面の
反射がより明瞭になる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図及び第２図に示すものは、本発明のタイヤ接地面
観測装置の一実施例を示す全体構成図である。タイヤ接
地面観測装置は、移動路面装置１と、該移動路面装置１
にタイヤ２を押し当てるタイヤ押圧装置３と、これら各
装置１．３を駆動制御する制御装置４と、タイヤ接地面
の画像を処理する画像処理装置５等を有する。

前記移動路面詰Ｗ１は、フロア−に固定された架台６と
、該架台６に水平方向往復動自在に設けられた移動路面
７と、該移動路面７を移動させる駆動装置８とを有する
。移動路面７は所定厚みの透明ガラスから威り、ガラス
の上下面は円滑な平面で、互いに平行とされている。本
実施例では、２枚の板ガラスを接着剤で接合して、所定
厚みの移動路面７が形成されている。この透明体からな
る移動路面７はその周縁下面がフレーム９に支持され、
該フレーム９が前記架台６に設けられたガイドレール１
０に水平方向摺動自在に設けられている。尚、前記移動
路面７の長さは、測定タイヤの１回転分の長さ以上とさ
れており、本実施例では３ｍ（乗用車、軽トラツクタイ
ヤの場合）とした。

前記駆動装置８は、架台６に可回動に支持されたフィー
ドスクリュー１１と、該フィードスクリュー１１に螺合
し、かつ、フレーム９に固定されたナツト１２と、前記
フィードスクリュー１１を回動させる油圧モータ（図示
省略）等から構成されている。

前記移動路面７の左右両端面側に光源１３が配置されて
いる。この光源１３は、該光源１３からの光が、移動路
面７の厚み内にとじ込められて、上下面から外部に漏洩
しないように前記フレーム９に取付けられている。

前記光源１３の周囲にカバー１４が設けられ、このカバ
ー１４は、第３図に示すように、光源１３からの光のす
べてが移動路面７内にとし込められるよう所定長さＬだ
け、移動路面７側に入り込むよう設けられている。また
、カバー１４の端部には、カバー１４と移動路面７の間
隙から光が漏れ出ないように遮光部材１５が設けられて
いる。

前記タイヤ押圧装置３は、フロア−に固定された固定フ
レーム１６と、該固定フレーム１６に上下方向移動自在
に設けられたスライド１７と、該スライド１７に設けら
れると共に、リム組み及び所定内圧にインフレートした
タイヤ２を着脱自在に且っ回動自在に取付け、該タイヤ
２のキャンバ−角θとスリップ角αとを調整自在とする
揺動アーム装置１８とを有する。

そして、該タイヤ押圧装Ｎ３と前記移動路面装置１との
配置関係は、移動路面７の上面にタイヤ２が接触し、か
つ、タイヤ２の回転軸心が移動路面７の移動方向に直交
する関係にある。

前記固定フレーム１６とスライド１７間に、上下動アク
チュエータ１９と変位検出器（図示省略）が設けられ、
スライド１７の上下位置を調整自在としている。前記ス
ライド１７と揺動アーム装置１８間に、キャンバ−角用
アクチュエータ２０とキャンバ−角検出器（図示省略）
、及び、スリップ角用アクチュエータ２１とスリップ角
検出器（図示省略）が設けられている。また、前記揺動
アーム装置１８の荷重支持部に、三分力荷重検出器２２
が設けられている。前記各アクチュエータ１９．２０．
２１は、本実施例の場合、油圧シリンダから構成されて
いる。

前記制御装Ｗ４は、コンピュータ２３と、入・出力装置
２４と、コンピュータ２３によって制御されるサーボコ
ントローラ２５と、該サーボコントローラ２５に油圧を
供給する油圧駆動源２６等から構成されている。前記サ
ーボコントローラ２５を介して前記油圧モータや各種の
アクチュエータ１９．２０．２１に油圧が供給される。

そして、該制御装Ｗ４は、コンピュータ２３によって移
動路面装置１やタイヤ押圧装置３を所定のプログラムに
従って自動運転するよう構成されている。

前記画像処理装置５は、前記タイヤ押圧装置３に装着さ
れたタイヤ２の直下で、かつ、移動路面７よりも下方に
配置された撮像装置２７と、該撮像装置２７で撮像した
映像を表示するモニター２８と、該映像を記録するビデ
オテープレコーダ２９と、ビデオプリンター３０等から
構成されている。

前記撮像装置２７は、工業用テレビカメラ３１と、該カ
メラ３１を上下、左右位置調整する取付台装置３２とか
らなる。取付台装置３２の移動は、前記油圧駆動源２６
から供給される作動油で作動する油圧シリンダにより行
われる。

次に、前記タイヤ接地面観測装置を用いたタイヤ接地面
の観測方法につき説明する。

まず、タイヤ２のトレッド表面を明色、望ましくは白色
で着色する。着色料は、望ましくはトレッド表面への接
着性を良くする為に、ゴム系着色材がよい。

次にこのタイヤ２をタイヤ押圧装置３に取付ける。

制御装置４にはテストすべき手１頓がプログラムされて
おり、タイヤ２に付与すべき垂直荷重、キャンバ−角、
スリップ角、移動路面７の移動速度等が自動設定される
。例えば、タイヤ２の回転角とスリップ角は、第４図に
示す如く設定される。

即ち、移動路面７の移動中に、タイヤの垂直荷重、キャ
ンバ−角、スリップ角を任意に変化させるようプログラ
ムされている。

次に、スタートスイッチを押すと、タイヤ押圧装置２及
び移動路面装置１は、制御装置４に従って自動運転され
る。即ち、上下動アクチュエータ１９によってスライド
１７が下方に移動し、タイヤ２が移動路面７に接地し、
タイヤ２に所定の垂直荷重が付与される。これらの荷重
は三分力荷重検出器２２により検出されてフィードバッ
ク制御される。

そして、キャンバ−角用アクチュエータ２０やスリップ
角用アクチュエータ２１が作動して、タイヤ２に所定の
キャンバ−角θとスリップ角αが与えられると共に、移
動路面７が所定の速度で移動を開始する。

一方、撮像装置２７では、工業用テレビカメラ３１がタ
イヤ２の接地面を捕えるべく取付台装置３２の位置調整
及び焦点調整が行われる。

第３図に示すように、光源１３からの光は、移動路面７
内にとし込められて進むが、タイヤ接地部では光が乱反
射して外部乙に飛び出し、テレビカメラ３１に捕えられ
る。

しかして、第５図に示す如く、タイヤ接地面のみが明確
に撮影される。特にタイヤ表面に明色を着色することに
より、画像は鮮明になる。この画像はモニター２８によ
り観測され、またビデオレコーダ２９やプリンタ３０に
より記録される。

前記実施例によれば、タイヤ接地部の動的な変化を直接
観測することができる。

またタイヤ押圧装置３を移動させるのではなく、移動路
面装置１の移動路面７を移動させて、タイヤ２に回転を
与えるように構成しているので、夕１イヤ押圧装置３を移動させる場合に比べて、装置をコン
パクト化でき、また振動の発生が少なくなり、かつ、カ
メラ３１も固定できるので振動が少なく、画像が安定す
ると共に、荷重制御やキャンバ−角、スリップ角等の制
御が容易になる。

テレビカメラ３１を上下、前後左右の各方向に移動自在
に設けているので、ズーム、位置移動により、タイヤ接
地面の観測が容易になる。

移動路面７はタイヤ１回転分以上の長さを持っているの
で、接地形状の緩和長さ（例えば、スリップ角を切った
とき、発生した横力が飽和状態になりタイヤ接地面形状
が安定するまでの移動距離）を十分長くとることができ
る。

画像処理装置５により得られた情報は、定性的、定量的
に解析出来るので、操縦安定性能や摩耗性能等のタイヤ
性能改善のためのタイヤ設計に有益となる。

尚、前記三分力荷重検出器２２は、タイヤ負荷転勤時に
タイヤにかかる上下刃、左右力、前後力を検出するので
、これらの力とタイヤ接地面の形状２とを合わせて解析することができる。

また、ブレーキ装置を設けて、タイヤに制動力をかけて
、谷のとタイヤ接地面の変形状態とを解析することもで
きる。

第６図に示すものは、本発明装置の他の実施例であり、
移動路面７をドラム式としたものであり、この様な回転
式移動路面装置１にすることにより、高速回転でのタイ
ヤ接地面の観測が可能になる。

尚、移動路面７をドラムとした場合、透明な部分をドラ
ムの一部分に設けたものであってもよい。

尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
例えば透明体は完全透明体である必要はなく、着色され
たものであってもよい。

尚、トレッド表面を着色するかわりに、前記透明体移動
路面全長にわたって明色水溶液（例えば、ポスターカラ
ー）の水膜（０，５ｍｍ〜３０ｎ＋ｎ＋）を作り、透明
体移動路面のタイヤ接触面とは反対側面からこれを観測
する方法もある。この場合は、移動路面に接地している
部分のみ黒く光ることになる。

この方法の場合、前記の実施例と異なり、ウェット状態
のタイヤ接地面の状態を観測することができる。

また、タイヤ接地面の着色が不要となる。

（発明の効果）本発明によれば、タイヤ接地面の状態を動的にかつ直接
的に詳細に目視観測することができるものであり、即ち
、転勤中のタイヤトレッドのパターンブロックの接地状
態、タイヤトレッドのサイピング状態等をタイヤ１回転
以上にわたってビデオカメラ等で観測でき、又、得られ
た情報は画像処理技術により、定性的、定量的に処理し
、タイヤ性能改善のためのタイヤ設計に役立てることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す構成図、第２図は正
面図、第３図は要部拡大図、第４図はタイヤ回転角に対
するスリップ角の制御を示すグラフ、第５図はタイヤ接
地面の画像を示す図面、第６図は本発明装置の他の実施
例を示す一部断面図である。２・・・タイヤ、３・・・タイヤ押圧装置、７・・・移動路面、１３・・・光源、２７・・・撮像装置。第６図手続補正書　、的、平成２年１０月３０日２゜３゜１′成　１年Ｉ］、１　　許　願箪２１１　Ｇ　［１９
Ｅ１号発明の名称タイヤ接地面観測装置及び観測方法補ｄ二をする者事件との関係　　特　許　出　願　人名称　什友ゴム「粟株式会代　　理　　人大阪府東大阪市御厨１０１３番地電話　０６（７８２）　６９１７・６９１８番社平成　　年　　月　　日（自発）に、補ｆ「の対象・明細潜の発明の詳細な説明の欄７、補正の内容次　　　　　　葉７、補正の内容（１）明細書の第８頁第３行の「れている。」の次に、
以下の文章を追加する。「前記光源１３は、安定した光をガラス面内に供給でき
るものであって、例えば、長さ３００ｎ以上の有効発光
源を持つ蛍光燈、等光量を持つ発光源を等間隔に並べた
もの等が例示される。また、接地面が反射して観測でき
るだけの光量を、ガラス面内に入れられる光源で有るこ
とが必要である。」（２）同、第９頁第１２行の「前記各アクチュエータ」
の前に、以下の文章を追加する。「この制御機構により、キャンバ−角及びスリップ角が
正確にコントロールされる。」（３）　　同、第１４頁
ＩＯ行の「ドラムの一部分」を、「ドラムの全部又は−
・部分」と補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定厚みの透明体からなる移動路面と、前記透明
体内に光をとじ込めるべく配置された光源と、前記移動路面にタイヤの外周面を押圧するためのタイヤ
押圧装置と、前記透明体移動路面のタイヤ接触面とは反対側面から、
該タイヤ接触面を見るように配置された撮像装置とから
成ることを特徴とするタイヤ接地面観測装置。
（２）タイヤ接地面を光が反射する色に着色すると共に
、透明板の側端面より、該透明板の厚み内に光をとじ込
めるように光を照射し、かつ、前記タイヤ接地面を透明
板に押圧して、該透明板のタイヤ接地側とは反対側から
、前記タイヤ接地面を見ることを特徴とするタイヤ接地
面の観測方法。
（３）前記移動路面の長さが、タイヤ１回転以上にわた
って、連続的に観測出来る長さであることを特徴とする
請求項（１）記載のタイヤ接地面観測装置。
（４）タイヤ接地面を少なくともタイヤ１回転以上にわ
たって連続的に観測することを特徴とする請求項（２）
記載のタイヤ接地面の観測方法。