特許 6413609 タイヤ形状解析方法および貼付治具

(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】6413609

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】タイヤ形状解析方法および貼付治具

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/30 20060101AFI20181022BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/30 A

【請求項の数】13

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-213419(P2014-213419)

(22)【出願日】2014年10月20日

(65)【公開番号】特開2016-80562(P2016-80562A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年10月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 昌志

(72)【発明者】

【氏名】花田 亮治

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１７４９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９６１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５４８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６３６１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ表面に形成された凹部の歪みを解析するタイヤ形状解析方法であって、
前記凹部に挿入可能な凸部を有する貼付治具を用いて、所定のパターンを有するシートを前記貼付治具の前記凸部により前記凹部の内周面に押圧して貼付ける貼付ステップと、
前記凹部の内周面に貼り付けられた前記シートの前記パターンを撮影するステップと、
撮影された画像を非接触形状測定手法により解析するステップと、
解析結果に基づいて、前記凹部の表面の歪みを算出するステップと、を含むタイヤ形状解析方法。

【請求項2】

前記シートが、離型層と、前記パターンを有するパターン層と、接着層とをこの順に積層してなり、
前記貼付ステップにおいては、前記シートの前記接着層を前記凹部に向けつつ、前記貼付治具の前記凸部により、前記シートを前記凹部の内周面に押圧して貼付ける請求項１に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項3】

前記凸部の幅は前記凹部の幅より小さく、かつ、
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記凹部の底部の曲率半径以下である請求項１または２に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項4】

前記凹部の深さＨ１と前記凸部の高さＨ２とが、Ｈ２／Ｈ１≧１．０の関係である請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項5】

前記貼付治具は、前記凸部の表面に設けられた緩衝材をさらに含み、
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記緩衝材を含めた曲率半径であり、
前記凸部の高さＨ２は、前記緩衝材を含めた高さである請求項４に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項6】

前記緩衝材の引張りモジュラスは、前記貼付治具の引張りモジュラスよりも小さい請求項５に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項7】

前記貼付治具は、前記緩衝材の表面に設けられ、かつ、表面の摩擦係数が前記緩衝材の摩擦係数よりも低い保護カバーをさらに含み、
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記保護カバーを含めた曲率半径であり、
前記凸部の高さＨ２は、前記保護カバーを含めた高さである請求項５または６に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項8】

前記貼付ステップにおいては、前記凹部において、傾斜角度が緩やかな方の溝壁側から傾斜角度が急な方の溝壁側へ向う方向に向かって前記凸部を移動させつつ、前記シートを前記凹部の内周面に押圧する請求項１から７のいずれか１項に記載のタイヤ形状解析方法。

【請求項9】

タイヤ表面に形成された凹部の歪みを解析するための所定のパターンを有するシートをタイヤ表面に貼り付けるための貼付治具であって、
タイヤ表面に形成された凹部に挿入可能な凸部と、前記凸部を保持する保持部とを備え、
前記凸部の幅は前記凹部の幅より小さく、かつ、
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記凹部の底部の曲率半径以下である貼付治具。

【請求項10】

前記凹部の深さＨ１と前記凸部の高さＨ２とが、Ｈ２／Ｈ１≧１．０の関係である請求項９に記載の貼付治具。

【請求項11】

前記貼付治具は、前記凸部の表面に設けられた緩衝材をさらに含み、
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記緩衝材を含めた曲率半径であり、
前記凸部の高さＨ２は、前記緩衝材を含めた高さである請求項１０に記載の貼付治具。

【請求項12】

前記緩衝材の引張りモジュラスは、前記貼付治具の引張りモジュラスよりも小さい請求項１１に記載の貼付治具。

【請求項13】

前記貼付治具は、前記緩衝材の表面に設けられ、かつ、表面の摩擦係数が前記緩衝材の摩擦係数よりも低い保護カバーをさらに含み、
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記保護カバーを含めた曲率半径であり、
前記凸部の高さＨ２は、前記保護カバーを含めた高さである請求項１２に記載の貼付治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ形状解析方法および貼付治具に関し、特にタイヤの溝底表面の歪みを解析するタイヤ形状解析方法およびその方法に用いる貼付治具に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤの溝底表面にクラックが発生することがある。クラックの発生原因とその対策を探るため、溝底表面の歪みを測定することが必要である。

【0003】

タイヤの歪みの測定に関しては、タイヤ溝底表面に切り込みを入れ、その切り込みの開き量を測定し、それを元に歪みを測定する技術がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【0004】

また、光源とカメラとを移動させながら、タイヤを撮影した画像に基づいて、溝部の断面形状を測定する技術がある（例えば、特許文献３参照）。さらに、レーザを用いて、溝を含むタイヤ断面形状を測定する技術もある（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１７４４６７号公報

【特許文献2】特開２０１２−１３１３５２号公報

【特許文献3】特開２０１２−１５４９１０号公報

【特許文献4】特表２０００−５１４５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

タイヤの溝底表面歪みを測定する場合、特許文献１または特許文献２に記載の技術を用いると、タイヤに傷をつける必要があるので、好ましくない。また、特許文献３または特許文献４に記載の技術では、タイヤの溝底表面歪みを測定することは困難である。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの溝底表面歪みを測定することのできるタイヤ形状解析方法およびその方法に用いる貼付治具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】

【0008】

１つの態様において、タイヤ形状解析方法は、タイヤ表面に形成された凹部の歪みを解析するタイヤ形状解析方法であって、前記凹部に挿入可能な凸部を有する貼付治具を用いて、所定のパターンを有するシートを前記貼付治具の前記凸部により前記凹部の内周面に押圧して貼付ける貼付ステップと、前記凹部の内周面に貼り付けられた前記シートの前記パターンを撮影するステップと、撮影された画像を非接触形状測定手法により解析するステップと、解析結果に基づいて、前記凹部の表面の歪みを算出するステップと、を含む。この方法によれば、タイヤの溝底表面歪みを測定することができ、さらにその測定のための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0009】

前記シートが、離型層と、前記パターンを有するパターン層と、接着層とをこの順に積層してなり、前記貼付ステップにおいては、前記シートの前記接着層を前記凹部に向けつつ、前記貼付治具の前記凸部により、前記シートを前記凹部の内周面に押圧して貼付けることが好ましい。このようなシートをタイヤの溝底に貼付けることにより、タイヤの溝底表面歪みを詳細に測定することができる。

【0010】

前記凸部の幅は前記凹部の幅より小さく、かつ、前記凸部の先端部の曲率半径は、前記凹部の底部の曲率半径以下であることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0011】

前記凹部の深さＨ１と前記凸部の高さＨ２とが、Ｈ２／Ｈ１≧１．０の関係であることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0012】

前記貼付治具は、前記凸部の表面に設けられた緩衝材をさらに含み、前記凸部の先端部の曲率半径は、前記緩衝材を含めた曲率半径であり、前記凸部の高さＨ２は、前記緩衝材を含めた高さであることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0013】

前記緩衝材の引張りモジュラスは、前記貼付治具の引張りモジュラスよりも小さいことが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0014】

前記貼付治具は、前記緩衝材の表面に設けられ、かつ、表面の摩擦係数が前記緩衝材の摩擦係数よりも低い保護カバーをさらに含み、前記凸部の先端部の曲率半径は、前記保護カバーを含めた曲率半径であり、前記凸部の高さＨ２は、前記保護カバーを含めた高さであることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0015】

前記貼付ステップにおいては、前記凹部において、傾斜角度が緩やかな方の溝壁側から傾斜角度が急な方の溝壁側へ向う方向に向かって前記凸部を移動させつつ、前記シートを前記凹部の内周面に押圧することが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0016】

他の態様において、貼付治具は、タイヤ表面に形成された凹部の歪みを解析するための所定のパターンを有するシートをタイヤ表面に貼り付けるための貼付治具であって、タイヤ表面に形成された凹部に挿入可能な凸部と、前記凸部を保持する保持部とを備え、前記凸部の幅は前記凹部の幅より小さく、かつ、前記凸部の先端部の曲率半径は、前記凹部の底部の曲率半径以下である。この貼付治具を用いれば、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0017】

前記凹部の深さＨ１と前記凸部の高さＨ２とが、Ｈ２／Ｈ１≧１．０の関係であることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0018】

前記貼付治具は、前記凸部の表面に設けられた緩衝材をさらに含み、前記凸部の先端部の曲率半径は、前記緩衝材を含めた曲率半径であり、前記凸部の高さＨ２は、前記緩衝材を含めた高さであることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0019】

前記緩衝材の引張りモジュラスは、前記貼付治具の引張りモジュラスよりも小さいことが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【0020】

前記貼付治具は、前記緩衝材の表面に設けられ、かつ、表面の摩擦係数が前記緩衝材の摩擦係数よりも低い保護カバーをさらに含み、前記凸部の先端部の曲率半径は、前記保護カバーを含めた曲率半径であり、前記凸部の高さＨ２は、前記保護カバーを含めた高さであることが好ましい。これにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【発明の効果】

【0021】

タイヤ形状解析方法は、態様の１つにおいて、タイヤの溝底表面歪みを測定するためのシートを良好に貼付し、貼付したシートを撮影および解析することにより、タイヤの溝底表面歪みを精密に測定することができる。また、貼付治具を用いることにより、タイヤの溝底表面歪みを測定するためのシートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の実施形態にかかるタイヤ形状解析方法を実現するタイヤ形状解析装置を含むタイヤ形状解析システムを示す構成図である。

【図2】図２は、タイヤ形状解析方法を実現するタイヤ形状解析装置の機能を示すブロック図である。

【図3】図３は、格子シートを撮影した画像の例を示す図である。

【図4】図４は、サンプリングモアレ法によって、位相解析を行った例を示す図である。

【図5】図５は、模様シートの例を示す平面図である。

【図6】図６は、図５のＴ−Ｔ’部の断面図である。

【図7】図７は、貼付治具の一例の外観を示す斜視図である。

【図8】図８は、図７中の矢印ＹＡ方向から貼付治具を見た状態を示す図である。

【図9】図９は、貼付治具の他の例の外観を示す斜視図である。

【図10】図１０は、図９中の矢印ＹＡ方向から貼付治具を見た状態を示す図である。

【図11】図１１は、貼付治具の凸部の高さと、タイヤの溝の深さとの関係を示す図である。

【図12】図１２は、貼付治具の凸部の詳細な形状を示す図である。

【図13】図１３は、タイヤの溝の形状の例を示す図である。

【図14】図１４は、格子シートを貼付ける際の模様シートの固定位置および貼付治具の操作方向の例を説明するための図である。

【図15】図１５は、格子シートの貼付け方法のより具体的な例を示す図である。

【図16】図１６は、格子シートの格子ピッチを説明するための図である。

【図17】図１７は、タイヤの溝底表面の曲率半径を説明するための図である。

【図18】図１８は、撮影対象であるタイヤに対する、撮影部のカメラの設置位置関係を説明するための図である。

【図19】図１９は、撮影対象であるタイヤに対する、撮影部のカメラの設置位置関係を説明するための図である。

【図20】図２０は、カメラ間距離を説明するための図である。

【図21】図２１は、カメラ間距離を説明するための図である。

【図22】図２２は、溝底曲面の位置を説明するための図である。

【図23】図２３は、サンプリングモアレ法におけるモアレ縞の生成について説明するための図である。

【図24】図２４は、選択型サンプリングモアレ法を説明するためのフローチャートである。

【図25】図２５は、５画素で間引き処理を行った結果について生成したモアレ縞の例を示す図である。

【図26】図２６は、格子シートの画像の例を示す図である。

【図27】図２７は、本実施形態のタイヤ形状解析方法の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

【0024】

図１は、本発明の実施形態にかかるタイヤ形状解析方法を実現するためのタイヤ形状解析装置を含むタイヤ形状解析システムを示す構成図である。図２は、図１に示したタイヤ形状解析システムのタイヤ形状解析装置の機能を示すブロック図である。これらの図において、図１は、タイヤ形状解析システムの全体構成を模式的に示し、図２は、タイヤ形状解析装置の主たる機能を示している。

【0025】

本実施形態にかかるタイヤ形状解析システム１は、タイヤ２の溝底表面歪みを測定するシステムに適用される。タイヤ形状解析システム１は、撮影装置３と、タイヤ形状解析装置４とを備える（図１参照）。

【0026】

タイヤ２は、溝部Ｍ１〜Ｍ４を備えている。溝部Ｍ１〜Ｍ４は、タイヤ２の表面から凹んでいる部分である。本実施形態では４本の溝部Ｍ１〜Ｍ４を含む領域に、格子シートＳＳ１〜ＳＳ４が貼付されている。本実施形態では、４本の溝部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に、それぞれ、格子シートＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４が貼付されている。格子シートＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３及びＳＳ４の貼付の際、例えば、スプレーのりが接着剤として用いられる。格子シートＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３及びＳＳ４の貼付は、貼付治具を利用して行う。格子シートＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３及びＳＳ４の格子は、例えば、１ｍｍ正方格子とする。なお、以降の説明では、格子シートＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３及びＳＳ４を総称して格子シートＳＳと呼ぶことがある。

【0027】

撮影装置３は、一対のカメラ３１ａおよび３１ｂと、一対の照明用ランプ３２ａおよび３２ｂとを有する。カメラ３１ａおよび３１ｂは、タイヤ２を撮影する撮影部であり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラにより構成される。カメラ３１ａおよび３１ｂは、より厳密には、タイヤ２の表面から凹んでいる部分である、溝部に貼付された格子シートＳＳを含む領域を撮影する。

【0028】

また、撮影装置３は、カメラ固定棒３３を有している。一対のカメラ３１ａおよび３１ｂは、カメラ固定棒３３に固定される。一対のカメラ３１ａおよび３１ｂは、タイヤ２を相互に異なる方向から撮影できるように、カメラ固定棒３３の異なる位置に固定される。これらのカメラ３１ａおよび３１ｂは、タイヤ２を左右方向から同時に撮影して、タイヤ画像（タイヤ２のデジタル画像データ）を生成する。なお、以降の説明では、２つのカメラ３１ａおよび３１ｂを総称してカメラ３１と呼ぶことがある。

【0029】

照明用ランプ３２ａおよび３２ｂは、カメラ３１ａおよび３１ｂの撮影範囲を照らすランプであり、例えば、ハロゲンランプにより構成される。これらの照明用ランプ３２ａおよび３２ｂは、常時点灯タイプであっても良いし、フラッシュ点灯タイプであっても良い。

【0030】

タイヤ形状解析装置４は、例えば、所定の解析プログラムをインストールしたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、撮影装置３によって撮影されたタイヤ２の画像について画像処理を行ってタイヤ解析処理を行う。

【0031】

図２に示すように、本実施形態にかかるタイヤ形状解析装置４は、撮影装置３によって撮影されたタイヤ２の画像を、非接触形状測定手法によって解析する解析部４１と、解析部４１による解析結果に基づいて、溝部の表面の歪みを算出する歪み算出部４２とを備える。解析部４１は、画像平滑部４１１と、輝度分布取得部４１２と、間引き処理部４１３と、モアレ縞作成部４１４と、位相分布算出部４１５と、三次元形状算出部４１６とを備えている。

【0032】

画像平滑部４１１は、撮影した画像を平滑化する。輝度分布取得部４１２は、画像平滑部４１１が平滑化した画像から、輝度分布を示す画像を得る。間引き処理部４１３は、輝度分布を示す画像について間引き処理を行う。間引き処理部４１３と、モアレ縞作成部４１４は、間引き処理された画像について線形補間を行ってモアレ縞を作成する。位相分布算出部４１５は、モアレ縞に基づいて格子シートの位相分布を算出する。三次元形状算出部４１６は、算出した格子シートの位相分布に基づいて、タイヤの表面から凹んでいる部分である溝部を少なくとも含む領域における三次元形状を算出する。

【0033】

歪み算出部４２は、三次元形状算出部４１６が算出した三次元形状に基づいて、溝底表面の歪みを算出する。

【0034】

図３は、格子シートＳＳを撮影した画像の例を示す図である。撮影装置３によって撮影した画像には、タイヤ２の溝部表面に貼付された格子シートＳＳが含まれている。図３に示すように、溝底曲面部ＷＲは、撮影装置３によって撮影することができる。

【0035】

図４は、図３に示す画像について、非接触形状測定手法の一例であるサンプリングモアレ法によって、位相解析を行った例を示す図である。サンプリングモアレ法を利用することにより、他の手法に比べて高精度に溝底表面の歪みを算出できる。サンプリングモアレ法は、例えば、カメラ画素と同一方向に格子が周期的に配置されたパターンを位相解析の対象とするという制約がある。本実施形態ではタイヤ２の表面の格子シートＳＳに対して正面ではなく斜め方向から撮影することによって、上記制約を解消できる。

【0036】

なお、非接触形状測定手法として、デジタル画像相関法、フーリエ変換法、光切断法などを用いてもよく、溝底表面の歪みを算出できる手法であればどのような手法を用いてもよい。

【0037】

［格子シート］
本実施形態では、格子シートＳＳを含む模様シートＭＳを用いる。なお、格子シートＳＳ以外のシートを含む模様シートＭＳを貼付する場合においても以下と同様の貼付治具および貼付方法を利用することができる。例えば、デジタル画像相関法に用いるランダムパターンシートをタイヤの溝底に貼付する場合についても以下と同様の貼付治具および貼付方法を利用することができる。

【0038】

図５は模様シートＭＳの例を示す平面図、図６は図５のＴ−Ｔ’部の断面図である。図６に示すように、模様シートＭＳは、接着層Ｌ１と、格子パターン層Ｌ２と、離型層Ｌ３と、を有している。模様シートＭＳは、離型層Ｌ３の上に格子パターン層Ｌ２を、格子パターン層Ｌ２の上に接着層Ｌ１を、順に積層することによって得ることができる。後述するように、模様シートＭＳの接着層Ｌ１側をタイヤの溝に押付けた後、離型層Ｌ３を取り除くことにより、接着層Ｌ１および格子パターン層Ｌ２からなる格子シートＳＳが図３に示すようにタイヤの溝底に貼付いた状態になる。このようなシートを用いることにより、タイヤの溝底表面歪みを詳細に測定することができる。

【0039】

［貼付治具］
本実施形態では、貼付治具を用いて模様シートＭＳをタイヤの溝に押付けることによって、格子シートＳＳの貼付けを行う。

【0040】

図７は本実施形態において用いる貼付治具５の一例の外観を示す斜視図、図８は図７中の矢印ＹＡ方向から貼付治具５を見た状態を示す図である。図８および図７に示すように、貼付治具５は、本体ブロック部５１と、凸部５２とを有している。本体ブロック部５１は、貼付治具５を用いた貼付け作業の際、作業者などによって操作される部分である。凸部５２は、本体ブロック部５１に保持されている。

【0041】

本体ブロック部５１は、その幅Ｗが模様シートＭＳの幅とほぼ等しい。本体ブロック部５１の幅Ｗは、例えば、３０ｍｍである。

【0042】

凸部５２は、本体ブロック部５１の長さ方向の中央部分に設けられている。凸部５２は、本体ブロック部５１の表面５１１および５１２から突出した形状になっている。このような形状の貼付治具５は、例えば、合成樹脂を成型することによって得ることができる。

【0043】

本例において、凸部５２を保持する本体ブロック部５１は、凸部５２の近傍の高さよりも、表面５１１の端部の高さが高く、凸部５２の位置から表面５１１の端部へ向かう方向に緩やかな曲面を有している。また、本体ブロック部５１は、凸部５２の近傍の高さよりも、表面５１２の端部の高さが高く、凸部５２の位置から表面５１２の端部へ向かう方向に緩やかな曲面を有している。表面５１１、５１２がこのような曲面になっているのは、表面５１１および５１２とタイヤのトレッド面とを密着させつつ、凸部５２をタイヤの溝部に挿入するためである。

【0044】

また、図９は本実施形態において用いる貼付治具５の他の例の外観を示す斜視図、図１０は図９中の矢印ＹＡ方向から貼付治具５を見た状態を示す図である。これらの図に示すように、本体ブロック部５１および凸部５２は、図７および図８を参照して説明した貼付治具５と同様である。本例の貼付治具５は、緩衝材５３および保護カバー５４が、凸部５２の表面に設けられている。

【0045】

緩衝材５３は、格子シートＳＳを貼付する際に、タイヤの溝底に格子シートＳＳを密着させるために設けられている。緩衝材５３は、例えば、厚さ１ｍｍとする。緩衝材５３には、例えば、発泡ポリエチレンまたはアクリルフォームを用いる。より具体的には、３Ｍ製の人工芝用両面粘着テープＡＴ−３０またはＴＲＵＳＣＯ製のエッジクッションテープ（緩衝テープ）を、緩衝材５３として用いる。その他、スポンジや弾性を有するゴムを緩衝材５３として用いてもよい。なお、接着剤が塗布されていない緩衝材料に接着剤を塗布したものを、緩衝材５３として用いてもよい。

【0046】

保護カバー５４は、緩衝材５３の表面を保護し、かつ、格子シートＳＳを貼付する際にタイヤの溝部の表面との摩擦、および模様シートＭＳの離型層Ｌ３との摩擦を低減するために、緩衝材５３の表面に設けられている。つまり、保護カバー５４は、表面の摩擦係数が緩衝材５３の表面の摩擦係数よりも低い。保護カバー５４には、例えば、ガムテープを用いる。

【0047】

ここで、凸部５２、タイヤの溝部のトレッドゴム、緩衝材５３の各材質の引張モジュラスは、
（大） 凸部５２ ＞ トレッドゴム ＞ 緩衝材５３ （小）
であるか、または、
（大） 凸部５２ ＞ 緩衝材５３ （小）
であることが望ましい。凸部５２の材質より、緩衝材５３の材質の引張モジュラスを小さくすることにより、凸部５２をタイヤの溝部に挿入した場合に、溝の形状と凸部５２の形状とが一致しなくても緩衝材５３の柔軟性によって格子シートＳＳを溝底に密着させて良好に貼付することができる。

【0048】

図１１は、貼付治具５の凸部５２の高さと、タイヤ２の溝Ｍ０の深さとの関係を示す図である。溝Ｍ０は、タイヤ２の表面から凹んでいる部分である。

【0049】

ここで、溝Ｍ０の深さをＨ１、凸部５２の高さをＨ２とすると、
式（１）の関係になっていることが好ましい。
１．０≦Ｈ２／Ｈ１ … （１）

【0050】

式（１）において、Ｈ２／Ｈ１の値が１．０よりも小さいと、凸部５２をタイヤ２の溝Ｍ０に挿入した場合、凸部５２の先端が溝底に届かないため、格子シートＳＳを良好に貼付することが難しい。また、作業者が貼付治具で模様シートＭＳを押し付ける際の貼付治具のぐらつき（不安定性）を考慮すると、Ｈ２／Ｈ１の値は３．０以下の値であることが望ましい。

【0051】

なお、図９および図１０を参照して説明したように、凸部５２の表面に緩衝材５３が設けられている場合、式（１）では緩衝材５３を含めた凸部５２の高さをＨ２とする。また、凸部５２の表面に緩衝材５３および保護カバー５４が設けられている場合、式（１）では、緩衝材５３および保護カバー５４を含めた凸部５２の高さをＨ２とする。凸部５２の表面に緩衝材５３、保護カバー５４が設けられている場合において、Ｈ２／Ｈ１＝１．０（Ｈ１＝Ｈ２）とすることにより、本体ブロック部５１の表面５１１、５１２がタイヤ２の表面２１、２２に接した状態において、緩衝材５３による適度な押圧力が模様シートＭＳに加わるため、格子シートＳＳを特に良好な状態で貼付することができる。

【0052】

［凸部の幅とタイヤの溝幅との関係］
次に、凸部の幅とタイヤの溝幅との関係について説明する。図１２は、貼付治具の凸部５２の詳細な形状を示す図である。図１３は、タイヤの溝の形状の例を示す断面図である。

【0053】

図１２において、貼付治具の凸部５２と表面５１１との境界点ＰＡ１と、凸部５２と表面５１２との境界点ＰＢ１との距離を凸部５２の幅Ｗ１と定義する。また、凸部５２の先端部の角部に内接する円ＫＱ１、ＫＰ１を想定した場合に、それらの円ＫＱ１、ＫＰ１の半径Ｑ１、Ｐ１を、凸部５２の先端部の曲率半径と定義する。凸部５２の表面に緩衝材５３が設けられている場合、それを含めた先端部の角部に内接する円を想定した場合に、それらの半径を、凸部５２の先端部の曲率半径と定義する。また、凸部５２の表面に緩衝材５３および保護カバー５４が設けられている場合、それらを含めた先端部の角部に内接する円を想定した場合に、それらの半径を、凸部５２の先端部の曲率半径と定義する。

【0054】

図１３において、タイヤ２のトレッド部の平坦面の端点ＰＡ２と端点ＰＢ２との距離を溝幅Ｗ２と定義する。また、タイヤ２の溝底表面に内接する円ＫＱ２、ＫＰ２を想定した場合に、それらの円ＫＱ２、ＫＰ２の半径Ｑ２、Ｐ２を、タイヤ２の溝底部の角部の曲率半径と定義する。本例では、半径Ｑ２はタイヤ内側寄りの溝底部の角部の曲率半径、半径Ｐ２はタイヤ外側寄りの溝底部の角部の曲率半径、である。本例では、タイヤ２の赤道面を通るセンターラインに近い側がタイヤ内側、遠い側がタイヤ外側、である。

【0055】

上記の定義による凸部５２の幅Ｗ１、タイヤ２の溝幅Ｗ２の関係は、
凸部５２の幅Ｗ１＜タイヤ２の溝幅Ｗ２
であることが望ましい。さらに、上記の定義による曲率半径Ｑ１、Ｑ２、Ｐ１、Ｐ２の関係は、タイヤ内側寄りにおいて、
凸部５２の曲率半径Ｑ１≦タイヤ２の溝底の曲率半径Ｑ２
であり、タイヤ外側寄りにおいて、
凸部５２の曲率半径Ｐ１≦タイヤ２の溝底の曲率半径Ｐ２
であることが望ましい。このような条件であれば、凸部５２をタイヤ２の溝部Ｍ０に挿入して格子シートＳＳを良好に貼付することができる。

【0056】

［格子シートの貼付け方法］
図１４は、格子シートを貼付ける際の模様シートの固定位置および貼付治具の操作方向の例を説明するための図である。図１５は、格子シートの貼付け方法のより具体的な例を示す図である。
最初に、模様シートＭＳの接着層Ｌ１および格子パターン層Ｌ２が溝Ｍ０の上方に位置するように模様シートＭＳの端部を、例えば図１４中の位置ＭＳＰ、すなわちタイヤ２のトレッドの平坦面に固定する。次に、貼付治具５の凸部５２の先端部を模様シートＭＳに押付け、凸部５２の先端部が模様シートＭＳに接している状態を保ちつつ貼付治具５を矢印ＹＢの方向に移動させる。そして、凸部５２を溝Ｍ０に挿入することにより、模様シートＭＳの接着層Ｌ１が溝Ｍ０の内周面に接触する。このため、接着層Ｌ１によって、溝Ｍ０の表面に格子パターン層Ｌ２が貼付けられる。つまり、模様シートＭＳの接着層Ｌ１を溝Ｍ０に向けつつ、貼付治具５の凸部５２により、模様シートＭＳを溝Ｍ０の内周面に押圧して貼付ける。

【0057】

ここで、本実施形態では、タイヤ２に設けられている溝Ｍ０において、タイヤ内側の端点ＰＡ２とタイヤ外側の端点ＰＢ２とを結ぶ線分（ＰＡ２ＰＢ２）とタイヤ内側の壁面とのなす角度φinと、上記線分（ＰＡ２ＰＢ２）とタイヤ外側の壁面とのなす角度φoutのうち、小さい方の角度をなす壁面側から大きい方の角度をなす壁面側へ向う方向に貼付治具５を移動させる。
本例では、角度φin＞角度φoutであるため、矢印ＹＢの方向に貼付治具５を移動させる。つまり、傾斜角度が緩やかな方の溝壁側から傾斜角度が急な方の溝壁側へ向う方向に、貼付治具５を移動させる。

【0058】

仮に、溝Ｍ０を形成する２つの溝壁のうち、角度が急な方の溝壁側に凸部５２を押付けて貼付治具５を移動させると、その溝壁に沿ったせん断力が発生し、その影響によって格子が崩れた状態で格子シートＳＳが貼付される可能性が高い。このため、上記のように、溝Ｍ０を形成する２つの溝壁のうち、角度が緩やかな方の溝壁側に凸部５２を押付けて貼付治具５を移動させる方が好ましい。

【0059】

次に、貼付け方法のより具体的な例について説明する。図１５において、最初に、模様シートＭＳを、タイヤ２の表面に固定する（ステップＳ１）。このとき、模様シートＭＳをタイヤ２の溝Ｍ０の上に固定する。本例では、アルミテープＡＬを用いて、模様シートＭＳを、タイヤ２の溝Ｍ０の上方に固定する。

【0060】

次に、アルミテープＡＬの付近に凸部５２を押付け、矢印ＹＢの方向に貼付治具５を移動させる（ステップＳ２）。

【0061】

凸部５２の先端を溝Ｍ０の周面に接触させながら、矢印ＹＢの方向に貼付治具５を移動させる（ステップＳ３）。

【0062】

最後に、貼付治具５を溝Ｍ０から離し、アルミテープＡＬおよび模様シートＭＳの離形層Ｌ３を取除くことにより、接着層Ｌ１および格子パターン層Ｌ２からなる格子シートＳＳが溝Ｍ０に貼付けられた状態となる（ステップＳ４）。

【0063】

なお、貼付治具５の操作は、作業者の手指によって行ってもよいし、図示せぬ装置によって行ってもよい。

【0064】

［貼付け手段および所要時間］
発明者は、貼付け手段とその貼付け手段を採用した場合の貼付け成功率および作業の所要時間とを実測した。表１は、格子シートの貼付け手段とそれを採用した場合の貼付け成功率および所要時間とを示す表である。

【0065】

【表1】

【0066】

表１において、貼付け成功率は、貼付け作業の回数で、貼付け成功回数を除算することによって算出できる。格子シートＳＳの格子が崩れない状態で貼付できた場合は貼付け成功であり、格子シートＳＳの格子が崩れた状態で貼付できた場合や全く貼付できない場合は貼付け失敗である。所要時間は、貼付け作業の開始時刻から貼付け作業の完了時刻までの時間である。

【0067】

表１において、貼付け手段の「手」は作業者の手指だけで格子シートＳＳを貼付けた場合である。この場合、貼付け成功率は「８０％」であるが、所要時間は「５分」であった。

【0068】

また、表１において、貼付け手段の「ローラー」は作業者がローラーを用いた場合である。この場合、貼付け成功率は「０％」であった。すなわち、ローラーを用いて貼付けることはできなかったため、所要時間の記録はない。

【0069】

さらに、表１において、貼付け手段の「定規」は作業者が定規の厚みを利用して貼付け作業を行った場合である。この場合、貼付け成功率は「２０％」であり、所要時間は「４７秒」であった。

【0070】

ここで、表１において、先述した凸部５２を有する貼付治具５を用いて格子シートを貼付けた場合である。この場合、貼付け成功率は「４０％」であり、所要時間は「３９秒」であった。

【0071】

また、表１において、先述した凸部５２に緩衝テープおよびガムテープを設けた貼付治具５を用いて格子シートを貼付けた場合である。この場合、貼付け成功率は「８０％」であり、所要時間は「１８秒」であった。

【0072】

以上のように、貼付治具５を用いて格子シートを貼付けることにより、格子シートＳＳを良好に貼付できることがわかった。

【0073】

図１６は、格子シートＳＳの格子ピッチを説明するための図である。図１６に示すように、格子シートＳＳは、矩形の孔が多数設けられており、隣り合う孔の中心位置同士の距離ＫＰが格子シートＳＳの格子ピッチである。

【0074】

ここで、適切な格子ピッチについて、発明者が検証した結果、以下のことが判明した。溝底表面の曲率半径をＲとしたとき、格子ピッチが０．２１×Ｒより小さい場合、格子が崩れないように格子シートＳＳを貼り付けるのが困難であった。また、格子ピッチが２．４０×Ｒより大きい場合、溝底表面で生じている集中歪みの最大値を検出するのが困難であった。したがって、本実施形態において用いる格子シートの格子ピッチは、式（２）を満たすことが望ましい。

【0075】

０．２１×Ｒ ≦ 格子ピッチ ≦ ２．４０×Ｒ … （２）

【0076】

このような格子ピッチを有する格子シートを用いることにより、タイヤの溝底表面の歪みを高精度に測定することができる。なお、格子ピッチ＞２．４０×Ｒの場合、歪みの勾配が大きい箇所が増え、どれが本当の溝部表面歪みの集中部分なのかを特定するのが困難になるので、好ましくない。

【0077】

なお、格子シートＳＳは、矩形の孔が多数設けられている場合に限らず、他の形状例えば三角形の孔が多数設けられていても良い。また、孔の大きさは任意でよい（ただし、目視で格子ピッチＫＰを識別可能であることが前提である）。

【0078】

［溝底表面の曲率半径］
図１７は、タイヤの溝底表面の曲率半径を説明するための図である。図１７に示すように、タイヤ２の溝底表面に内接する円ＫＲを想定した場合に、その円ＫＲの半径ｒがタイヤ２の溝底表面の曲率半径である。

【0079】

図１８および図１９は、撮影対象であるタイヤ２に対する、撮影装置３のカメラの設置位置関係を説明するための図である。

【0080】

図１８に示すように、カメラ３１は、撮影対象であるタイヤ２を撮影可能な位置に設置されている。より厳密には、カメラ３１は、タイヤ２に設けられている溝部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を撮影可能な位置に設置されている。カメラ３１は、軸Ｊを中心として回動可能になっており、撮影方向Ｙを変更できるようになっている。本実施形態では、軸Ｊは、タイヤ２の赤道面を通るセンターラインＣＬの延長線上に設置されている。図１９に示すように、センターラインＣＬは、タイヤ２の中心点Ｏから点Ｐを通って軸Ｊへ向かっている。

【0081】

図１９に示すように、カメラ３１は、溝部Ｍ１とタイヤの平坦面との境界点ＡおよびＢと、溝部Ｍ２とタイヤの平坦面との境界点ＣおよびＤと、溝部Ｍ３とタイヤの平坦面との境界点ＥおよびＦと、溝部Ｍ４とタイヤの平坦面との境界点ＧおよびＨと、をすべて撮影できる必要がある。

【0082】

ここで、センターラインＣＬと撮影方向Ｙとのなす角度をカメラ３１の撮影角度と定義する。すると、カメラ３１の撮影角度φは、次の式（３）によって規定できる。

【0083】

−θｍａｘ ≦ 撮影角度φ（ｄｅｇ） ≦ θｍａｘ … （３）

【0084】

なお、図１９に示す例において、角度θＮ（Ｎは自然数）は、
θ１＝（→）ＡＢと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ２＝（→）ＢＡと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ３＝（→）ＣＤと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ４＝（→）ＤＣと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ５＝（→）ＥＦと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ６＝（→）ＦＥと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ７＝（→）ＧＨと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
θ８＝（→）ＨＧと（→）ＰＯとのなす角度（絶対値）、
である。つまり、角度θ１〜θ８は、タイヤに設けられている各溝部Ｍ１〜Ｍ４のタイヤの平坦部との境界点Ａ〜Ｈを結ぶ方向に向かうベクトルとセンターラインＣＬ方向のベクトルとがそれぞれなす角度であり、角度θmaxは、角度θ１〜θ８のうちの最大絶対値である。なお、（→）ＰＯは、センターラインＣＬ方向のベクトルであり、「（→）」は直後の符号がベクトルであることを示す。なお、タイヤを裏返して（すなわち図１９において、点Ａと点Ｈ、点Ｂと点Ｇ、点Ｃと点Ｆ、点Ｄと点Ｅがそれぞれ入れ替わることに相当）撮影することも考慮して、式（３）を規定した。

【0085】

［カメラ間距離およびタイヤ・カメラ間距離］
図２０および図２１は第１のカメラであるカメラ３１ａと第２のカメラであるカメラ３１ｂとの間の距離であるカメラ間距離を説明するための図である。図２２は、溝底曲面の位置を説明するための図である。

【0086】

ここで、カメラ固定棒３３の中心線３３Ｃに沿った、カメラ３１ａとカメラ３１ｂとの間の距離をカメラ間距離（カメラ間距離Ｌ３１）と定義する。また、カメラ固定棒３３の中心線３３Ｃにおいて、カメラ３１ａの固定されている位置とカメラ３１ｂの固定されている位置との中点すなわちカメラ３１ａとカメラ３１ｂとの中点３３Ｍとタイヤ２に貼付されている格子シートＳＳの表面との距離をタイヤ・カメラ間距離（タイヤ・カメラ間距離Ｌ３３）と定義する。

【0087】

カメラ間距離Ｌ３１について、発明者が検討したところ、カメラ間距離Ｌ３１＜１５０ｍｍの場合、測定精度が低下した。また、カメラ間距離Ｌ３１＞４００ｍｍの場合、タイヤ・カメラ間距離Ｌ３３次第で、撮影画像の格子シートＳＳの格子が大きく曲がり、解析が困難になることがあった。

【0088】

タイヤ・カメラ間距離Ｌ３３について、発明者が検討したところ、カメラ３１ａおよび３１ｂのレンズの焦点距離ｆ＝１６ｍｍとすると、タイヤ・カメラ間距離Ｌ３３＜１６８ｍｍの場合、格子シートＳＳ上の１ラインの輝度分布が矩形波になり、測定精度が低下した。また、タイヤ・カメラ間距離Ｌ３３＞２９５ｍｍの場合、格子１周期あたりの画素数が減少し、測定精度が低下した。なお、１６８ｍｍ／１６ｍｍ＝１０．５であり、２９５ｍｍ／１６ｍｍ＝約１８．５である。

【0089】

ここで、カメラアングルに相当する、カメラ間距離／タイヤ・カメラ間距離の値について、発明者が検討したところ、表２に示す結果が得られた。

【0090】

【表2】

【0091】

タイヤ・カメラ間距離Ｌ３３を２９５ｍｍに固定し、カメラ間距離Ｌ３１を１００、１５０、２００、３００、４００ｍｍと変化させた場合、カメラ間距離／タイヤ・カメラ間距離の値は、０．３４、０．５１、０．６８、１．０１、１．３５となった。また、図２２に示す、歪み出力範囲Ｗのうち溝底曲面部ＷＲの平均歪み（溝部の幅方向）は、−１．２、−１．４、−１．６、−１．６、−１．５となった。なお、歪みの基準はインフレート圧０ｋＰａ、歪みの対比インフレート圧２５０ｋＰａである。

【0092】

すると、カメラ間距離Ｌ３１が１００ｍｍである場合に溝底曲面部ＷＲの平均歪み（溝部の幅方向）は−１．２であり、他の値に比して大きなずれがある。このため、カメラ間距離が１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲であれば、平均歪みのずれは０．２％以内になり、測定精度はほぼ不変といえる。つまり、カメラ間距離／タイヤ・カメラ間距離の値が０．５１より小さい場合、図２１に示す、カメラ３１の視線方向（撮影方向）とカメラ固定棒３３の中心線３３Ｃとのなす角度φ３が大きすぎであり、測定精度が低下する。また、カメラ間距離／タイヤ・カメラ間距離の値が１．３５より大きい場合、撮影画像の格子シートＳＳの格子が大きく曲がり、測定精度が低下する。

【0093】

以上の検討の結果、カメラ間距離Ｌ３１およびタイヤ・カメラ間距離Ｌ３３は、式（４）、式（５）および式（６）のすべてを満たすように設定することが望ましいことがわかった。

【0094】

１５０ｍｍ ≦ カメラ間距離 ≦ ４００ｍｍ … （４）
１０．５×ｆｍｍ ≦ タイヤ・カメラ間距離 ≦ １８．５×ｆｍｍ … （５）
０．５１ ≦ カメラ間距離／タイヤ・カメラ間距離 ≦ １．３５ … （６）

【0095】

以上のようにカメラ間距離およびタイヤ・カメラ間距離を設定することにより、良好な解析結果が得られた。

【0096】

ここで、発明者は、カメラ視線（カメラの撮影方向）が変わらなければ、カメラ間距離、タイヤ・カメラ間距離によらずに測定精度は一定である、という仮説を立てた。そして、発明者は、仮説の検証のために、カメラアングル（カメラ間距離／タイヤ・カメラ間距離）を１．１９に固定して溝底表面の歪みを測定した。その結果を表３に示す。

【0097】

【表3】

【0098】

表３を参照すると、カメラ間距離が３５１ｍｍの場合を歪みの基準とすると、それ以外のカメラ間距離２５０、２４０、２３０、２２０、２１０、２００ｍｍの場合にタイヤ幅方向の歪み測定誤差は０．２４％から０．２６％までの値となり、測定精度は不変であることがわかった。そして、式（４）、式（５）および式（６）のすべてを満たす範囲であれば、カメラ間距離とタイヤ・カメラ間距離とを変更しても、良好な解析結果が得られることが分かった。

【0099】

［カメラの選定］
発明者が検討したところ、カメラ・タイヤ間距離１８７ｍｍにおいて、焦点距離ｆ＝３５ｍｍのカメラ３１を用いた場合、格子シートＳＳの両端にボケが生じて、歪みを解析することが困難であった。そこで、Ｆ値（絞り値）を上げたレンズを用いたところ、今度は光量不足となり、露光時間を長くして撮影しないといけない。このため、特にカメラ３１のキャリブレーションの時に、撮影所要時間を多く要するという問題が生じた。

【0100】

発明者は、これらの問題を解決するため、溝底および溝壁の両方にピントが合うようにするため、焦点距離ｆの小さい１６ｍｍレンズを用いたところ、良好な解析結果が得られた。

【0101】

［非接触形状手法の例］
本実施形態では、非接触形状測定手法として、例えば、サンプリングモアレ法を用いる。サンプリングモアレ法は、２次元格子を貼り付けた計測物体の撮影画像を所定画素おき（Ｘ画素おき）にサンプリングし、形状を測定する手法である。他の非接触形状測定手法として、例えば、デジタル画像相関法やフーリエ変換法などを用いてもよい。本実施形態では、サンプリングモアレ法のうち、間引き選択型サンプリングモアレ法を用いる場合について説明する。間引き選択型サンプリングモアレ法は、サンプリングモアレ法において、撮影画像の画素ごとに、解析に最適な間引き数の位相分布を参照する方法である。

【0102】

［サンプリングモアレ法によるモアレ縞の生成および位相分布の算出］
サンプリングモアレ法では、例えば、撮影した画像について、一定方向（例えば、垂直方向）に平滑化し、平滑化した画像の間引き処理および線形補間処理を行ってモアレ縞画像を得て、位相分布を利用して２つのカメラ間の画面内の対応する点を探索する。

【0103】

ここで、サンプリングモアレ法におけるモアレ縞の生成および位相分布の算出の例について、図２３を参照しながらより詳細に説明する。図２３は、サンプリングモアレ法におけるモアレ縞の生成について説明するための図である。図２３は、日本実験力学会講演論文集，Ｎｏ１０（２０１０）「サンプリングモアレ法を用いた三次元形状・ひずみ分布の動的計測手法の精度評価」より引用、改変したものである。図２３に示す例は、「４」という間引き数を用いて、間引き一律型サンプリングモアレ法によってモアレ縞を生成する例である。

【0104】

ステップＳ１１では、解析部４１が、溝底表面の撮影画像について、垂直方向（縦方向）に平滑化した画像を得る。以下は、垂直方向に平滑化した場合の処理について説明するが、水平方向（横方向）に平滑化した場合も同様の処理となる。

【0105】

ステップＳ１２では、解析部４１が、平滑化した画像から、１ラインを抽出し、輝度分布を示す画像９０を得る。

【0106】

ステップＳ１３では、解析部４１が、１枚の画像９０について、４画素ごとに間引くことにより、画像９１ａ〜９１ｄという４個の画像が生成される。画像９１ａ〜９１ｄは、それぞれ、間引きを開始する画素が異なる。画素を間引くことによって生成される画像の数は、間引き数と一致する。例えば、間引き数が「４」の場合は４個の画像が、間引き数が「５」の場合は５個の画像が、それぞれ生成される。

【0107】

ステップＳ１４では、解析部４１が、画像９１ａ〜９１ｄのそれぞれについて、間引かれた画素が設定されていない画素の輝度を、間引かれた画素が設定されている画素の輝度を用いた線形補間によって設定する処理が施される。これにより、モアレ縞９２ａ〜９２ｄが得られる。

【0108】

ステップＳ１５では、解析部４１が、モアレ縞９２ａ〜９２ｄの輝度を、以下の式（７）に当てはめることにより、間引き数に対応する位相分布における画素位置（ｋ）に対応する位置の位相σが得られる。

【0109】

【数1】

【0110】

ここで、Ｘは、間引き数であり（Ｘは自然数）、Ｉ（ｋ）はｋ枚目（ｋは自然数）のモアレ縞の輝度を示す。図２３に示す例において、モアレ縞９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄはそれぞれ１番目、２番目、３番目、４番目のモアレ縞に相当する。

【0111】

モアレ縞９２ａ〜９２ｄを参照しながら式（７）を用いてそれぞれの画素位置に対応する位相値を算出することにより、画像９０を「４」という間引き数で間引いた場合の位相分布９３を算出することができる。

【0112】

モアレ縞の位相分布９３に参照格子の位相分布９４と演算することによって、位相が−πからπまでの周期性を有する格子シートの位相分布９５を得ることができる。

【0113】

図２４は、選択型サンプリングモアレ法を説明するためのフローチャートである。

【0114】

ステップＳ２０１では、解析部４１の画像平滑部４１１が、溝底表面の撮影画像について、垂直方向（縦方向）に平滑化した画像を得る。この処理は、先述した図２３のステップＳ１１と同様である。

【0115】

ステップＳ２０２では、解析部４１の輝度分布取得部４１２が、平滑化した画像から、１ラインを抽出し、輝度分布を示す画像を得る。この処理は、先述した図２３のステップＳ１２と同様である。

【0116】

ステップＳ２０３では、解析部４１の間引き処理部４１３が、複数種類の画素数でそれぞれ間引き処理を行う。本例では、４画素間引きまたは５画素間引きを選択して行う。４画素で間引き処理を行うことによって得られる画像は、先述したステップＳ１３の処理によって得られる画像９１ａ〜９１ｄと同様になる。

【0117】

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３において４画素および５画素でそれぞれ間引き処理を行った結果について、解析部４１のモアレ縞作成部４１４が、モアレ縞をそれぞれ生成する。ステップＳ２０３において４画素で間引き処理を行った結果について生成したモアレ縞は、先述したステップＳ１４の処理によって得られたモアレ縞９２ａ〜９２ｄと同様になる。

【0118】

図２５は、５画素で間引き処理を行った結果について生成したモアレ縞の例を示す図である。図２５は、日本実験力学会講演論文集，Ｎｏ１０（２０１０）「サンプリングモアレ法を用いた三次元形状・ひずみ分布の動的計測手法の精度評価」より引用、改変したものである。図２５に示すように、間引かれた画素が設定されていない画素の輝度を、間引かれた画素が設定されている画素の輝度を用いた線形補間によって設定する処理を施すことにより、モアレ縞９２ｅ〜９２ｉが得られる。

【0119】

ステップＳ２０５では、解析部４１の位相分布算出部４１５が、４画素で間引き処理を行った結果について生成したモアレ縞９２ａ〜９２ｄの輝度、および、５画素で間引き処理を行った結果について生成したモアレ縞９２ｅ〜９２ｉの輝度を、上記の式（７）に当てはめることにより、間引き数に対応する位相分布における画素位置（ｋ）に対応する位置の位相σが得られる。

【0120】

モアレ縞９２ａ〜９２ｄ、モアレ縞９２ｅ〜９２ｉを参照しながら式（７）を用いてそれぞれの画素位置に対応する位相値を算出することにより、１ラインの画像を「４」、「５」という間引き数でそれぞれ間引いた場合の位相分布を算出することができる。つまり、モアレ縞９２ａ〜９２ｄ、モアレ縞９２ｅ〜９２ｉの位相分布に参照格子の位相分布と演算することによって、位相が−πからπまでの周期性を有する格子シートの位相分布をそれぞれ得ることができる。

【0121】

ステップＳ２０６では、解析部４１の位相分布算出部４１５が、画素ごとに、形状解析に適した格子シートの位相分布を参照する。図２６は、格子シートＳＳの画像の例を示す図である。図２６において、例えば、格子シートＳＳを撮影した画像において、格子ピッチのある１ピッチＰ４が４画素に相当する場合は、４画素間引き処理を行った結果について生成した格子シートの位相分布を参照する。また、格子シートＳＳを撮影した画像において、格子ピッチの別の１ピッチＰ５が５画素に相当する場合は、５画素間引き処理を行った結果について生成した格子シートの位相分布を参照する。

【0122】

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６において画素ごとに格子シートの位相分布を参照した結果に基づいて、解析部４１の位相分布算出部４１５が、形状算出用の格子シートの位相分布を決定する。これにより、格子シートＳＳを撮影した画像において、格子ピッチの１ピッチがどのような画素数に相当しても、精度のよい形状解析結果を得ることができる。つまり、例えば、４画素に固定した間引きを行うと、１ピッチが５画素に相当する領域について解析精度の低下が生じることがある。これに対し、間引きする画素数を固定せずに先述したように４画素または５画素の間引きを行うことにより、１ピッチが５画素または４画素に相当する領域それぞれについて、解析精度の低下を回避することができる。このように、解析部４１による解析に最適な間引き数の位相分布を選択する。

【0123】

形状算出用の位相分布は、例えば以下のように決定する。すなわち、例えば、撮影画像を平滑化した画像から１ラインを抽出した、輝度分布を示す画像９０について、最も暗い画素同士の間隔に相当する画素数を求め、その画素数を間引き画素数とする。そして、その画素数で間引き処理を行った結果に対応する位相分布を、形状算出用の位相分布とする。

【0124】

以上のように位相分布を求める処理が、位相解析処理である。位相解析処理により、タイヤの溝底表面の歪みを高精度に測定することができる。

【0125】

［タイヤ形状解析方法］
図２７は、本実施形態のタイヤ形状解析装置４によって実現されるタイヤ形状解析方法の例を示すフローチャートである。

【0126】

図２７において、ステップＳ１０１では、タイヤ２の溝底表面を含む部分に格子シートを貼付する。このとき、タイヤ２の溝に挿入可能な凸部を有する貼付治具を用いて、格子シートを溝の内周面に押圧して貼付ける。ステップＳ１０２では、撮影部である撮影装置３が、タイヤの表面から凹んでいる部分である溝部を少なくとも含む領域に設けられた格子シートを撮影する。ステップＳ１０３では、解析部４１が、撮影装置３によって撮影された画像を解析する。ステップＳ１０４では、解析部４１による解析結果に基づいて、歪み算出部４２が、溝部の表面の歪みを算出する。

【0127】

以上のタイヤ形状解析方法により、タイヤの溝底表面の歪みを高精度に測定することができ、さらにその測定のための格子シートを、タイヤ溝部に、短時間かつ正確に貼り付けることができる。

【符号の説明】

【0128】

１ タイヤ形状解析システム
２ タイヤ
３ 撮影装置
４ タイヤ形状解析装置
５ 貼付治具
３１ａ、３１ｂ カメラ
３２ａ、３２ｂ 照明用ランプ
３３ カメラ固定棒
４１ 解析部
４２ 歪み算出部
５２ 凸部
４１１ 画像平滑部
４１２ 輝度分布取得部
４１３ 間引き処理部
４１４ モアレ縞作成部
４１５ 位相分布算出部
４１６ 三次元形状算出部
ＭＳ 模様シート
ＳＳ 格子シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】