特許 6386304 タイヤ踏面の接地面挙動測定装置、及びタイヤ踏面の接地面挙動測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6386304

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】タイヤ踏面の接地面挙動測定装置、及びタイヤ踏面の接地面挙動測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20180827BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   G01M17/02

   B60C19/00 H

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-176246(P2014-176246)

(22)【出願日】2014年8月29日

(65)【公開番号】特開2016-50855(P2016-50855A)

(43)【公開日】2016年4月11日

【審査請求日】2016年4月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】395023738

【氏名又は名称】株式会社昭和電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】村田 裕子

(72)【発明者】

【氏名】小栗 昭

【審査官】 素川 慎司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２１４８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３４５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７５２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３９２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８５７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１２３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０８３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３１６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４７６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７７７２１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０００７９５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００１３９１６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １７／００ − １７／１０

Ｂ６０Ｃ １／００ − １９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定孔を有し、タイヤが転動される路面プレートと、
前記測定孔内に位置しており且つ頂面が前記路面プレートのタイヤ接地面と面一状とされた受圧部を、先端に有しており、前記路面プレートに対して相対変位可能に配置された受圧体と、
前記受圧体の基端部に接続され、前記路面プレートを転動する前記タイヤのタイヤ踏面に作用する接地圧を検知する圧力検出器と、
前記路面プレートを挟んで前記タイヤの反対側に位置しており、前記測定孔に対向してこの直下近傍に配置された対物レンズと、
前記路面プレートを転動する前記タイヤの前記タイヤ踏面の接地面を、前記受圧部の内側から前記対物レンズを介して撮像する撮像手段と、
撮像された画像に基づいて、前記タイヤ踏面の接地面の、前記路面プレートに対する滑りを算出する滑り算出部と
を備え、
前記対物レンズは、上端面が、前記路面プレートの前記タイヤ接地面よりも下方に位置しており、
前記対物レンズは、前記受圧体に固定されていないことを特徴とするタイヤ踏面の接地面挙動測定装置。

【請求項2】

前記対物レンズ及び前記撮像手段は、前記路面プレートに対して相対変位不能に配置されている、
請求項１に記載のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置。

【請求項3】

前記対物レンズと前記撮像手段との間の光路に、接眼レンズが配置されている、
請求項１又は請求項２に記載のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置。

【請求項4】

前記受圧体は、内部に前記受圧部の外径より大きい前記対物レンズを収容可能な中空状の本体部と、前記本体部と前記受圧部とを接続し、前記内部が前記受圧部から前記対物レンズに向けて拡がる円錐部と、を有している、
請求項１又は請求項２に記載のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置。

【請求項5】

前記対物レンズの前記測定孔と反対側に配置され、前記対物レンズと前記撮像手段との間の光路を屈曲させる反射鏡又はプリズムが配置されている、
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置。

【請求項6】

前記撮像手段は、前記受圧体の内部に配置されている、
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置。

【請求項7】

試験タイヤを、測定孔を有する路面プレート上で転動させるタイヤ転動ステップと、
前記測定孔に位置しており且つ上端面が前記路面プレートのタイヤ接地面と面一状とされた受圧部を先端に有する受圧体を介して、前記路面プレートを転動する前記試験タイヤのタイヤ踏面に作用する接地圧を、圧力検出器により検出するタイヤ接地圧検出ステップと、
前記路面プレートを挟んで前記試験タイヤの反対側に位置しており且つ前記測定孔に対向してこの直下近傍であって、上端面が、前記路面プレートの前記タイヤ接地面よりも下方に配置されており、前記受圧体に固定されていない、対物レンズを介して、前記路面プレートを転動する前記試験タイヤの前記タイヤ踏面の接地面を、撮像手段により撮像するタイヤ接地面撮像ステップと、
撮像された画像に基づいて、前記タイヤ踏面の接地面の、前記路面プレートに対する滑りを算出する滑り算出ステップと
を備えていることを特徴とするタイヤ踏面の接地面挙動測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ踏面の接地面挙動測定装置、及びタイヤ踏面の接地面挙動測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タイヤの摩耗性能を検討するために、タイヤ摩耗エネルギを算出することが行われている。タイヤ摩耗エネルギは、路面上を転動させたタイヤの、タイヤ踏面の路面に対する滑りとタイヤ踏面に作用する接地圧とに基づいて算出される。従来から、タイヤ踏面の滑り及び接地圧を測定するための様々な測定装置が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１、２に開示の測定装置では、試験タイヤを路面プレート上に転動させて、路面プレートに設けた測定孔内に配置された円筒状の受圧部でタイヤ踏面に作用する接地圧を測定する。また、受圧部の内側に固定された透明な棒状部材を介してタイヤ踏面の接地面を撮像して、該撮像された画像に基づいてタイヤ踏面の路面に対する滑りを測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−０７５２８５号公報

【特許文献2】特開２００５−２１４８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、タイヤの摩耗性能をより効率的に検討するために、タイヤ摩耗エネルギの算出精度を向上させることが望まれている。そのためには、例えば、タイヤ踏面の路面に対する滑りの算出精度を向上させることが必要である。

【0006】

しかしながら、特許文献１、２の測定装置では、透明な棒状部材を介してタイヤ踏面の接地面を撮像しているため、少なくとも棒状部材の長さだけ離間した位置からタイヤ踏面を撮像することになる。このため、撮像されるタイヤ踏面の接地面の画像は不鮮明となりやすい。また、透明な棒状部材は、受圧部に固定されているため受圧部に作用する振動が伝達されやすく、このため、撮像された画像にぶれが生じやすい。すなわち、特許文献１、２の測定装置では、タイヤ踏面の路面に対する滑りの測定精度が十分でない。

【0007】

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、タイヤ踏面の接地挙動測定におけるタイヤ踏面の路面に対する滑りの算出精度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、タイヤ踏面の接地面挙動測定装置であって、測定孔を有し、タイヤが転動される路面プレートと、前記測定孔内に位置しており且つ頂面が前記路面プレートのタイヤ接地面と面一状とされた受圧部を、先端に有しており、前記路面プレートに対して相対変位可能に配置された受圧体と、前記受圧体の基端部に接続され、前記路面プレートを転動する前記タイヤのタイヤ踏面に作用する接地圧を検知する圧力検出器と、前記路面プレートを挟んで前記タイヤの反対側に位置しており、前記測定孔に対向してこの直下近傍に配置された対物レンズと、前記路面プレートを転動する前記タイヤの前記タイヤ踏面の接地面を、前記受圧部の内側から前記対物レンズを介して撮像する撮像手段と、撮像された画像に基づいて、前記タイヤ踏面の接地面の、前記路面プレートに対する滑りを算出する滑り算出部とを備え、前記対物レンズは、上端面が、前記路面プレートの前記タイヤ接地面よりも下方に位置しており、前記対物レンズは、前記受圧体に固定されていないことを特徴とする。

【0009】

本構成によれば、対物レンズを介することで、タイヤ踏面の接地面を拡大して撮像できる。しかも、対物レンズによってタイヤ踏面から反射される光を広範囲にわたって集光して結像できるので、より明るい画像が得られる。すなわち、対物レンズを介して撮像することで、拡大されたより明るいタイヤ踏面の接地面の画像が得られ、この画像に基づいて、滑り算出部による、滑りの算出精度を向上させることができる。

【0010】

したがって、算出精度が向上したタイヤ踏面の接地面の滑りの算出値と、タイヤ踏面に作用するタイヤ接地圧の計測値と、に基づいて、タイヤ摩耗エネルギの測定精度を向上させることができる。

【0011】

前記対物レンズ及び前記撮像手段は、前記路面プレートに対して相対変位不能に配置されている、ことが好ましい。

【0012】

本構成によれば、路面プレートと、対物レンズ及び撮像手段との位置関係が固定されるので、常に焦点のあったタイヤ接地面の画像が得られる。しかも、タイヤ踏面に当接する受圧体に生じる振動は、圧力検出器で吸収されるので、対物レンズ及び撮像手段に前記振動が伝達されることがなく、ぶれのないタイヤ接地面の画像が得られる。したがって、滑り算出部による、タイヤ踏面の接地面の滑りの算出精度をさらに向上させることができる。

【0013】

前記対物レンズと前記撮像手段との間の光路に、接眼レンズが配置されている、ことが好ましい。

【0014】

本構成によれば、対物レンズに加えて接眼レンズを配置することで、対物レンズで結像されて拡大されたタイヤ接地面の画像をさらに拡大して撮像できる。これにより、タイヤ踏面の接地面の微細な領域における挙動を計測できる。

【0015】

前記受圧体は、内部に前記受圧部の外径より大きい前記対物レンズを収容可能な中空状の本体部と、前記本体部と前記受圧部とを接続し、前記内部が前記受圧部から前記対物レンズに向けて拡がる円錐部と、を有している、ことが好ましい。

【0016】

本構成によれば、対物レンズに向けて拡がる円錐部によって、円錐部の頂部に位置する受圧部の内側を通して放射される光を、広範囲にわたって対物レンズに集光させることができ、より明るい画像が得られる。しかも、受圧部は円錐部の頂部に設けられているので、受圧部を小径に構成でき、これにより微細な領域におけるタイヤ接地圧の検知性能を維持できる。

【0017】

すなわち、タイヤ踏面のタイヤ接地面から放射される光を広範囲にわたって対物レンズへ集光させることを可能としながらも、受圧部が大型化することを防止して、微少な領域におけるタイヤ接地圧の検知性能を維持できる。また、対物レンズを、受圧体の内側にコンパクトに配置できる。

【0018】

前記対物レンズの前記測定孔と反対側に配置され、前記対物レンズと前記撮像手段との間の光路を屈曲させる反射鏡又はプリズムが配置されている、ことが好ましい。

【0019】

本構成によれば、撮像手段が測定孔の軸線を避けた位置に配置されることになるので、撮像手段と前記軸線上に位置する圧力検出器との干渉を回避できる。これにより、装置レイアウトの自由度を向上させることができる。

【0020】

前記撮像手段は、前記受圧体の内部に配置されている、ことが好ましい。

【0021】

本構成によれば、受圧体の内部に光学系を収容できるので、装置レイアウトを受圧体の軸線方向に纏めつつ径方向にコンパクトに構成できる。

【0022】

また、本発明の他の側面に係る発明は、タイヤ踏面の接地面挙動測定方法であって、試験タイヤを、測定孔を有する路面プレート上で転動させるタイヤ転動ステップと、前記測定孔に位置しており且つ上端面が前記路面プレートのタイヤ接地面と面一状とされた受圧部を先端に有する受圧体を介して、前記路面プレートを転動する前記試験タイヤのタイヤ踏面に作用する接地圧を、圧力検出器により検出するタイヤ接地圧検出ステップと、前記路面プレートを挟んで前記試験タイヤの反対側に位置しており且つ前記測定孔に対向してこの直下近傍であって、上端面が、前記路面プレートの前記タイヤ接地面よりも下方に配置されており、前記受圧体に固定されていない、対物レンズを介して、前記路面プレートを転動する前記試験タイヤの前記タイヤ踏面の接地面を、撮像手段により撮像するタイヤ接地面撮像ステップと、撮像された画像に基づいて、前記タイヤ踏面の接地面の、前記路面プレートに対する滑りを算出する滑り算出ステップとを備えている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係るタイヤ踏面の接地面挙動測定装置、及びタイヤ踏面の接地面挙動測定方法によれば、タイヤ踏面の接地挙動測定におけるタイヤ踏面の路面に対する滑りの算出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係るタイヤ踏面の接地面挙動測定装置の平面図。

【図2】図１のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置の側面図。

【図3】図１のタイヤ踏面の接地面挙動測定装置の正面図。

【図4】タイヤ踏面の接地面挙動測定部の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

【0026】

図１は本発明の一実施形態に係るタイヤ接地面挙動測定装置１の平面図であり、図２は図１のＡ方向矢視による同装置１の側面図であり制御装置４０を合わせて示しており、図３は図１のＢ方向矢視による同装置１の正面図である。なお、本実施形態において、試験タイヤＴをタイヤ接地面挙動測定装置１の長手方向に沿って転動させる方向を該装置１の前後方向とし、該装置１の短手方向を左右方向とし、路面に垂直な方向を上下方向として、以下説明する。

【0027】

図１に示されるように、タイヤ接地面挙動測定装置１は、ベースフレーム２と、ベースフレーム２上に配設された前後に延びる路面プレート３と、ベースフレーム２上を前後方向に移動可能とされた第１移動体１１とを備えている。そして、タイヤ接地面挙動測定装置１は、試験タイヤＴを路面プレート３上で転動させたときの、タイヤ踏面の接地面を撮像して路面に対する滑りを算出するとともに、タイヤ踏面に作用する接地圧を測定するものである。

【0028】

図２に示されるように、路面プレート３には、上下に貫通形成された測定孔３ａ（図４も併せて参照）が設けられており、該測定孔３ａを通して後述するタイヤ挙動検出センサ５によって、タイヤ踏面の接地面が撮像されるとともに、タイヤ踏面に作用する接地圧が測定されるようになっている。ベースフレーム２には、測定孔３ａに対向する部分に凹部２ａが設けられており、凹部２ａには、タイヤ挙動検出センサ５が配置されている。

【0029】

図３に示されるように、第１移動体１１には、左右方向に移動可能とされた第２移動体１２と、第２移動体１２に対して、水平方向Ｒ（図１参照）に回転可能とされ、且つ、上下方向に移動可能とされた第３移動体１３とが設けられている。

【0030】

第３移動体１３の下部には、左右方向に延びるタイヤ支持軸１４が、上下に揺動可能に設けられている。タイヤ支持軸１４は、一端部に試験タイヤＴが取り付けられるタイヤ取付部１４ａを備え、試験タイヤＴに駆動力又は制動力を与えられるようになっている。

【0031】

図１に示されるように、第１移動体１１は、サーボモータ２１で回転されるボールネジ３１で前後に移動可能とされている。第２移動体１２は、サーボモータ２２で回転されるボールネジ３２で左右に移動可能とされている。図３に示されるように、第３移動体１３は、サーボモータ２３で回転されるボールネジ３３で上下に移動可能とされており、且つ、サーボモータ２４で回転されるスクリュージャッキ３４で水平方向Ｒ（図１参照）に回転可能とされている。

【0032】

タイヤ支持軸１４は、サーボモータ２５（図１参照）で回転されるスクリュージャッキ３５で上下方向Ｑに揺動可能とされており、サーボモータ２６によりタイヤ取付部１４ａに駆動力又は制動力を与えられる。

【0033】

図２に示されるように、タイヤ接地面挙動測定装置１は、制御装置４０を備えている。制御装置４０は、各サーボモータ２１〜２６を制御するタイヤ転動制御部４１と、タイヤ挙動検出センサ５を制御するセンサ制御部４２と、タイヤ踏面の滑りを算出する滑り算出部４３と、記憶部４４と、備える。タイヤ転動制御部４１、センサ制御部４２、及び滑り算出部４３は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、入出力装置を備えた周知のコンピュータと、コンピュータに実装されたソフトウエアとにより実現されている。

【0034】

タイヤ転動制御部４１は、各サーボモータ２１〜２６を制御することで、様々な走行条件及び様々なアライメントにおいて、試験タイヤＴを転動させることできる。例えば、第３移動体１３を水平方向Ｒに所定角度で回転させることで、スリップ角を所望の角度に変更でき、タイヤ支持軸１４（図３参照）を上下に所定角度で揺動させることで、キャンバー角を所望の角度に変更できる。

【0035】

センサ制御部４２は、タイヤ挙動検出センサ５を制御して、測定孔３ａ上を転動される試験タイヤＴのタイヤ接地面を撮像するとともに、タイヤ接地面に作用する接地圧を測定し、タイヤ接地面の画像及びタイヤ接地圧の測定値を記憶手段に保存する。そして、滑り算出部４３は、記憶部４４に保存されたタイヤ接地面の画像に基づいて、パターンマッチングを実施してタイヤ踏面の路面に対する滑りを算出する。

【0036】

次に、図４を参照して、タイヤ挙動検出センサ５について説明する。図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示しており、タイヤ挙動検出センサ５の上下方向に沿った断面を示している。タイヤ挙動検出センサ５は、試験タイヤＴが路面プレート３の測定孔３ａを通過するときの、タイヤ踏面に作用する接地圧を計測する接地圧検出部５０と、タイヤ踏面の接地面を撮像する接地面撮像部６０とを備えている。接地圧検出部５０及び接地面撮像部６０は、凹部２ａ（図２参照）の底面２ｂに固定されたセンサベース８０に、それぞれ固定されている。

【0037】

接地圧検出部５０は、タイヤ踏面に作用する接地圧を受ける受圧体５１と、受圧体５１を介してタイヤ踏面に作用する接地圧を検出する圧力検出器５７とを有している。

【0038】

受圧体５１は、内側に対物レンズ６１が収容されるように中空状とされており、円筒状の受圧部５２と、受圧部５２の下部から下方へ拡がる円錐部５３と、円錐部５３の下部から下方へ延びる有底の円筒状の本体部５４と、を有している。受圧体５１の中心線Ｃ１、具体的には受圧部５２、円錐部５３、及び本体部５４の中心線Ｃ１は、測定孔３ａの中心線Ｃ０に一致している。受圧部５２は、頂面５１ａが路面プレート３のタイヤ接地面３ｂと面一状となるように、測定孔３ａ内に配置されている。

【0039】

なお、受圧部５２及び円錐部５３には、例えば樹脂製の透明部材は充填されておらず、上方（すなわち、タイヤ接地面側）に向けて開口している。言い換えれば、受圧部５２及び円錐部５３は、タイヤ接地面側に連通している。

【0040】

受圧部５２は、小径且つ薄肉に構成された円筒状体とされ、測定孔３ａの内側に対して隙間をもって配置されており、上端側に開口する観察部５２ａを通してタイヤ接地面を観察可能とされている。受圧部５２は、好ましくは、直径が約２〜４ｍｍであり、肉厚が０．５〜１ｍｍである。これにより、タイヤ接地面のより微細な領域のタイヤ接地圧を検知可能とするとともに、観察部５２ａを通してタイヤ接地面の挙動を観察可能とされている。

【0041】

受圧部５２の外径が２ｍｍより小さい場合、又は直径が２〜４ｍｍであっても肉厚が１ｍｍより大きい場合、受圧部５２の内側を通してタイヤ踏面の接地面の撮像することが困難となる。受圧部５２の外径が４ｍｍより大きい場合、タイヤ接地面の微細な領域の接地圧を検出できない。肉厚が０．５ｍｍより小さい場合、タイヤ接地圧を受けて受圧部５２が変形しやすく、タイヤ接地圧を正確に検知できない。

【0042】

本体部５４は、内側に対物レンズ６１を収容可能な円筒状体とされ、側部において後方に向けて開口する開口５４ａと、圧力検出器５７に接続される底部５４ｂと、を有している。受圧部５２の外径より大きな対物レンズ６１を収容するため、本体部５４の外径は受圧部５２の外径よりも大きく形成されている。円錐部５３は、受圧部５２の下端部と本体部５４の上端部とを接続するように、円錐状に構成されている。

【0043】

圧力検出器５７は、基端部５７ａがセンサベース８０に固定されており、上端部５７ｂに本体部５４の底部５４ｂが接続されている。圧力検出器５７としては、例えば周知のロードセルを使用でき、平面における直交２分力、又はこれにタイヤの法線方向分力を加えた直交３分力を測定可能な、２軸又は３軸ロードセルを使用できる。

【0044】

なお、円錐部５３及び本体部５４は、受圧部５２よりも厚肉とされて剛性が高められており、これにより受圧部５２で検知したタイヤ接地圧を変形することなく圧力検出器５７に伝達して、タイヤ接地圧が圧力検出器５７で精度良く検出される。

【0045】

また、受圧部５２と円錐部５３との内径側の接続部には、テーパー部５５が形成されており、これにより受圧部５２の内径部の下端位置５２ｂが下方に位置するのを回避して、受圧部５２の上端の観察部５２ａから放射される光を、広範囲にわたって対物レンズ６１に導入させやすい。また、テーパー部５５により受圧部５２から円錐部５３へ肉厚を徐変させたので、受圧部５２と円錐部５３との外径側の接続位置の外径が大きくなることを回避して、受圧部５２を小径且つ薄肉に構成できる。

【0046】

すなわち、受圧部５２と円錐部５３との内径側の接続部にテーパー部５５を設けることで、円錐部５３を厚肉としつつも、受圧部５２が大型化するのを回避して、微細な領域のタイヤ接地圧の検知を可能できる。しかも、タイヤ接地面から放射される光を広範囲にわたって対物レンズに導入させることができ、これにより対物レンズで明るい画像を結像させることができる。

【0047】

接地面撮像部６０は、対物レンズ６１と、ミラー６２（反射鏡）と、接眼レンズ６３と、撮像手段６４と、光源装置６５と、ミラー６６と、これらの部品６１〜６６を保持するとともに内部に光路を画定している撮像部本体７０と、を有している。

【0048】

撮像部本体７０は、筒状体とされ、上下方向に延びる第１部分７１と、第１部分７１の下端部から前後方向に延びる第２部分７２と、第２部分７２から下方に延びる第３部分７３とを備え、第２部分に設けた取付部７２ａでセンサベース８０に固定されている。

【0049】

撮像部本体７０がセンサベース８０に固定された状態で、第１部分７１は中心線Ｃ３を測定孔３ａの中心線Ｃ０に一致させて受圧体５１の内側に位置しており、第２部分７２は受圧体５１の開口５４ａを通過して受圧体５１の外側へ後方に延びており、第３部分７３は受圧体５１の外側に位置している。

【0050】

第１部分７１の上端部には、対物レンズ６１がレンズ軸Ｃ２を、測定孔３ａの中心線Ｃ０に一致させて取り付けられている。対物レンズ６１は、複数の、凸レンズ、凹レンズ、及び／又は非球面レンズを組み合わせて構成されており、収差補正がなされている。

【0051】

第１部分７１と第２部分７２との交差部には、ミラー６２が配置されている。ミラー６２は、対物レンズ６１で結像される光が、第２部分７２の中心線Ｃ４に沿った方向に反射されるように傾斜して配置されている。本実施形態では、第１部分７１は上下方向に延びており、第２部分７２は前後方向に延びているので、ミラー６２は、水平状態から後方に向けて４５°の角度で傾斜して配置されている。

【0052】

第２部分７２の後端部には、接眼レンズ６３と撮像手段６４とが前から順に配置されており、ミラー６２で反射された光が結像されてなる像を、接眼レンズ６３でさらに拡大して撮像手段６４で撮像できるようになっている。本実施形態においては、対物レンズ６１及び接眼レンズ６３とで、例えば約５倍の倍率で観察部５２ａを拡大して、タイヤ踏面のタイヤ接地面を撮像できるようになっている。

【0053】

第３部分７３の下端部には、光源装置６５が配置されている。また、第２部分７２と第３部分７３との交差部には、ミラー６６が配置されている。ミラー６６は、ハーフミラーとされ、光源装置６５が放射された光をミラー６２に向けて反射するように、水平状態から後方へ向けて４５°の角度で傾斜して配置されている。一方で、ミラー６６は、ミラー６２から後方へ反射される光を、接眼レンズ６３及び撮像手段６４へ向けて透過させる。

【0054】

撮像手段６４としては、カメラ又はビデオカメラを採用してもよく、例えば連写機能を備えたデジタルカメラを採用できる。

【0055】

以下に、タイヤ接地面挙動測定装置１の作動、及び該装置１を用いたタイヤ踏面の接地面挙動測定方法について説明する。

【0056】

まず、タイヤ支持軸１４のタイヤ取付部１４ａに取り付けられた試験タイヤＴを、タイヤ転動制御部４１により、各サーボモータ２１〜２６を制御して、所望の転動条件（上下方向の荷重、駆動状態、制動状態、スリップ角、キャンバー角等を適宜設定）の下、路面プレート３上で転動させる（タイヤ転動ステップ）。

【0057】

次に、試験タイヤＴが測定孔３ａ上を転動されるとき、センサ制御部４２は、接地圧検出部５０を作動させて、タイヤ踏面に作用するタイヤ接地圧を検出する。具体的には、タイヤ踏面に作用するタイヤ接地圧が、受圧体５１の受圧部５２で検知されて、円錐部５３及び本体部５４を介して圧力検出器５７へ伝達される。そして、圧力検出器５７によって、タイヤ踏面に作用するタイヤ接地圧が検出される（タイヤ接地圧検出ステップ）。

【0058】

このとき、受圧部５２は小径に構成されているので、タイヤ踏面のより微細な領域に作用するタイヤ接地圧を検知でき、これにより、タイヤ踏面に作用するタイヤ接地圧を高精度に検出できる。

【0059】

また、タイヤ接地圧を検出するのと同時に、センサ制御部４２は、接地面撮像部６０を作動させて、観察部５２ａを通してタイヤ接地面を撮像する。具体的には、光源装置６５から上方へ向けて放射された光が、ミラー６６で前方へ反射される。前方へ反射された光は、ミラー６２で上方へ反射されて、観察部５２ａが対物レンズ６１を通して照射されることになる。

【0060】

観察部５２ａに照射された光により、測定孔３ａを転動される試験タイヤＴのタイヤ接地面が照らされて、反射光がタイヤ接地面から下方へ放射される。タイヤ接地面から放射された反射光は、対物レンズ６１により広範囲にわたって集光されて、対物レンズ６１の下方で結像されることになる。対物レンズ６１により結像される光は、ミラー６２によって後方へ反射されて接眼レンズ６３に至る。対物レンズ６１で結ばれた像が、接眼レンズ６３を介することで拡大されて、撮像手段６４によって撮像されて、記憶部４４に記憶される（タイヤ接地面撮像ステップ）。

【0061】

すなわち、観察部５２ａを通して、測定孔３ａ上を転動される試験タイヤのタイヤ接地面を、対物レンズ６１及び接眼レンズ６３を通して撮像することで、拡大して撮像できる。さらに、観察部５２ａの直下に対物レンズを配置するとともに、受圧部５２と円錐部５３との内径側の接続部にテーパー部５５を設けたことで、タイヤ接地面から反射される光を対物レンズ６１で広範囲にわたって集光することができ、明るい画像が得られる。

【0062】

次に、滑り算出部４３は、記憶部４４に記憶されたタイヤ接地面の画像に基づいて、パターンマッチングを実施して、タイヤ踏面のタイヤ接地面の路面プレート３に対する滑りを算出する（滑り算出ステップ）。

【0063】

接地面撮像部６０によって撮像された拡大され且つ明るい画像に基づいて、タイヤ踏面の路面プレート３に対する滑りの算出精度が高められ、タイヤ踏面の微細な挙動を検出できる。

【0064】

以上説明した、タイヤ接地面挙動測定装置１、及び該装置１を用いたタイヤ踏面の挙動測定方法によれば、以下の効果を発揮できる。

【0065】

（１）受圧部５２及び円錐部５３をタイヤ接地面側に向けて開口させるように構成したので、受圧部５２及び円錐部５３の内側に透明部材がなく、対物レンズ６１を観察部５２ａの直下に配置できる。これにより、タイヤ踏面の接地面を拡大して撮像できる。しかも、観察部５２ａの直下に配置された対物レンズ６１によって、タイヤ踏面から反射される光を広範囲にわたって集光して結像できるので、より明るい画像が得られる。

【0066】

すなわち、対物レンズ６１を介して撮像することで、拡大されたより明るいタイヤ踏面の接地面の画像が得られ、この画像に基づいて、滑り算出部４３による、滑りの算出精度を向上させることができる。したがって、算出精度が高められたタイヤ踏面の接地面の滑りの算出値と、タイヤ踏面に作用するタイヤ接地圧の計測値と、に基づいて、タイヤ摩耗エネルギの測定精度を向上させることができる。

【0067】

（２）接地面撮像部６０は、センサベース８０を介して、ベースフレーム２の凹部２ａに固定されており、ベースフレームの上部には路面プレート３が固定されている。したがって、接地面撮像部６０は、路面プレート３に対して相対変位不能に位置している。このため、観察部５２ａと接地面撮像部６０の各要素との間の位置関係が固定されるので、常に焦点のあったタイヤ接地面の画像が得られる。

【0068】

また、受圧体５１は、底部５４ｂで圧力検出器５７に取り付けられており、接地面撮像部６０とは固定されていないので、タイヤ踏面に当接することで受圧体５１に生じる変位及び／又は振動が、接地面撮像部６０に伝達されることを防止されている。したがって、ぶれのないタイヤ接地面の画像が得られる。したがって、滑り算出部４３による、タイヤ踏面の接地面の、路面プレート３に対する滑りの算出精度をさらに向上させることができる。

【0069】

加えて、受圧体５１と接地面撮像部６０とは固定されていないので、圧力検出器５７に接地面撮像部６０の重量が印加されない。さらに、制御装置４０から撮像手段６４と光源装置６５に接続される電線に加わる張力も圧力検出器５７に印加されない。したがって、圧力検出器５７には受圧体５１の重量とタイヤ接地面から受圧体５１に作用する圧力のみを精度良く検知できる。

【0070】

（３）対物レンズ６１に加えて接眼レンズ６３を配置することで、対物レンズ６１で結像されたタイヤ接地面の画像をさらに拡大して撮像できる。これにより、タイヤ踏面の接地面の微細な領域における挙動を計測できる。

【0071】

（４）対物レンズ６１に向けて拡がる円錐部５３によって、観察部５２ａから放射される光を、広範囲にわたって対物レンズに集光させることができ、より明るい画像が得られる。しかも、受圧部５２は円錐部の頂部に設けられているので、受圧部５２を小径に構成でき、これにより微細な領域におけるタイヤ接地圧の検知性能を維持できる。

【0072】

すなわち、タイヤ踏面のタイヤ接地面から放射される光を広範囲にわたって対物レンズ６１へ集光させることを可能としながらも、受圧部５２が大型化することを防止して、微少な領域におけるタイヤ接地圧の検知性能を維持できる。また、対物レンズ６１を、受圧体５１の内側にコンパクトに配置できる。

【0073】

（５）撮像手段６４が測定孔３ａの中心線Ｃ０を避けた位置に配置されることになるので、撮像手段６４と中心線Ｃ０上に位置する圧力検出器５７との干渉を回避できる。これにより、装置レイアウトの自由度を向上させることができる。

【0074】

なお、上記の実施形態では、ミラー６２を用いたが、これに代えて、上方から入射された光を後方へ反射するプリズムを用いてもよい。

【0075】

また、上記の実施形態では、ミラー６２を用いて、対物レンズで結像される光を後方へ反射させたが、ミラー６２を用いずに、対物レンズの下方に接眼レンズ及び撮像手段を配置してもよい。これにより、装置レイアウトを受圧体の軸線方向に配置することができ、径方向にコンパクトに構成できる。

【0076】

本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0077】

１ タイヤ接地面挙動測定装置
３ 路面プレート
３ａ 測定孔
５ タイヤ挙動検出センサ
４０ 制御装置
４３ 滑り算出部
５０ 接地圧検出部
５１ 受圧体
５２ 受圧部
５３ 円錐部
５４ 本体部
５５ テーパー部
５７ 圧力検出器
６０ 接地面撮像部
６１ 対物レンズ
６２ ミラー
６３ 接眼レンズ
６４ 撮像手段
６５ 光源装置
６６ ミラー
７０ 撮像部本体
８０ センサベース
Ｔ 試験タイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】