(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌の左右一対のタイヤの後方に配設した第１のカメラユニットと、
前記左右一対のタイヤの前方に配設した第２のカメラユニットと、
前記第１のカメラユニットで前記左右一対のタイヤを後方から撮影した画像に基づいて求めた左右一対のタイヤの後方間隔と、前記第２のカメラユニットで前記左右一対のタイヤを前方から撮影した画像に基づいて求めた左右一対のタイヤの前方間隔とから前記左右一対のタイヤのトー値を求める演算処理手段とを備えていることを特徴とするタイヤのトー値測定システム。
【請求項２】
前記自動車の左右一対のタイヤを回転させる回転駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のタイヤのトー値測定システム。
【請求項３】
前記第１のカメラユニットが、前記検査ステージに乗り入れた自動車の左側のタイヤのトレッド面を後方から撮影し得るように配設した第１のカメラと、前記自動車の右側のタイヤのトレッド面を後方から撮影し得るように配設した第２のカメラとを備え、
前記第２のカメラユニットが、前記検査ステージに乗り入れた自動車の左側のタイヤのトレッド面を前方から撮影し得るように配設した第３のカメラと、前記自動車の右側のタイヤのトレッド面を前方から撮影し得るように配設した第４のカメラとを備えていることを特徴とする請求項１記載のタイヤのトー値測定システム。
【請求項４】
前記第１のカメラと第２のカメラのレンズをそれぞれ自動車の進行方向前向きに向けて配設し、かつ、前記第３のカメラと第４のカメラのレンズをそれぞれ自動車の進行方向後向きに向けて配設したことを特徴とする請求項３記載のタイヤのトー値測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車輪のトー値を測定するタイヤのトー値測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のホイールアライメントの一つであるトー値ｔｏは、図７に示すように、自動車が直進状態にあるときの左右一対のタイヤ７１，７２の前方間隔ｔｆと後方間隔ｔｒの差で定義され、前方間隔ｔｆが後方間隔ｔｒよりも小さい場合がトーイン、その逆がトーアウトと呼ばれている。
【０００３】
トー値ｔｏは、車種によって所定値に設定されるが、完成車のトー値ｔｏが適正であるか否かは、例えば図８に示すように特別の測定ゲージ７３を用いて測定することができる。この測定ゲージ７３は、両側の当接部材７６，７７を自動車のタイヤの前方と後方からタイヤ７１，７２のトレッド面７４，７５の真ん中に当接させて、当接部材７６，７７の間の距離を測定してタイヤ７１，７２の前方間隔ｔｆと後方間隔ｔｒを測定して算出するものである。
【０００４】
実際のホイールアライメントの検査ラインでは、作業効率との関係で、例えば図９に示すような測定ユニット８２を使用した検査が行われている。この測定ユニット８２は、検査ステージに乗り入れた自動車のタイヤ８１の側面に測定板８３を押し当て、その測定板８３の傾きからタイヤ８１のトー角とキャンバ角を測定してトー値ｔｏを算出するもので、この場合、測定板８３をタイヤの側面に押し当てるだけで測定が可能なので測定に掛かる時間が短く作業効率が良い。
【０００５】
しかし、測定板８３による検査はタイヤ８１を停止させた状態で行わなければならないから、タイヤ８１の左右方向の振れの影響を加味した測定をするためには、タイヤ８１を回転させてトー角とキャンバ角を複数回測定する必要がある。また、自動車の進入姿勢によって測定値にばらつきが出るという問題もある。
【０００６】
他の測定方法として、図１０に示すように、測定ユニット９１に設けた複数の測距センサ９２を用いてタイヤの側面形状を測定し、タイヤ９３の側面のトー角及びキャンバー角を算出してトー値を算出する方法もある。この場合、非接触状態でタイヤ９３を測定できるので、タイヤ９３を回転させて連続して測定することができ、タイヤ９３の回転による左右方向の振れの影響を加味した測定が容易にできる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように実際の検査に用いられているトー値の測定方法は、いずれもタイヤの側面のトー角及びキャンバ角を測定してトー値を算出するものであるから、タイヤに起因する誤差の影響を受けるため、トー値の測定方法として精密な測定とは言えない。
【０００８】
本発明は、トー値の測定において、タイヤのトレッド面における精密な測定を短時間で行えるタイヤのトー値測定システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るタイヤのトー値測定システムは、車輌の左右一対のタイヤの後方に配設した第１のカメラユニットと、前記左右一対のタイヤの前方に配設した第２のカメラユニットと、前記第１のカメラユニットで前記左右一対のタイヤを後方から撮影した画像に基づいて求めた左右一対のタイヤの後方間隔と、前記第２のカメラユニットで前記左右一対のタイヤを前方から撮影した画像に基づいて求めた左右一対のタイヤの前方間隔とから前記左右一対のタイヤのトー値を求める演算処理手段とを備えていることを特徴とする。このトー値測定システムは、タイヤの後方及び前方の画像からトー値を測定するものであるから、タイヤに起因する誤差の影響を受け難い。
【００１０】
また、タイヤの左右方向の振れの影響を加味して測定できるように、前記自動車の左右一対のタイヤを回転させる回転駆動手段を備えていることが望ましい。
【００１１】
また、第１のカメラユニットが、前記検査ステージに乗り入れた自動車の左側のタイヤを後方から撮影し得るように配設した第１のカメラと、前記自動車の右側のタイヤを後方から撮影し得るように配設した第２のカメラとを備え、前記第２のカメラユニットが、前記検査ステージに乗り入れた自動車の左側のタイヤを前方から撮影し得るように配設した第３のカメラと、前記自動車の右側のタイヤを前方から撮影し得るように配設した第４のカメラとを備えていることを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記第１のカメラと第２のカメラのレンズをそれぞれ自動車の進行方向前向きに向けて配設し、かつ、前記第３のカメラと第４のカメラのレンズをそれぞれ自動車の進行方向後向きに向けて配設して、第１のカメラと第２のカメラの設置間距離と、第３のカメラと第４のカメラの設置間距離を利用してタイヤの後方間隔と前方間隔を求めても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るタイヤのトー値測定システムについて説明する。
【００１４】
このトー値測定システムＡは、図１に示すように、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の左右一対のタイヤ３，４を回転させる回転駆動機構５と、該タイヤの後方に配設した第１カメラユニット６と、該タイヤ３，４の前方に配設した第２カメラユニット７と、前記第１カメラユニット６と第２カメラユニット７で撮影した画像に基づいてトー値ｔｏを求める演算処理を行う演算処理手段８とを備えている。
【００１５】
回転駆動機構５は、例えば、タイヤ３，４を回転自在に支持するローラ９であって、サーボモータ（図示省略）によって所定の角度回転するようになっており、タイヤ３，４の外径とローラ９の外径との比により、タイヤ３，４を所定角回転させることができる。
【００１６】
第１カメラユニット６は、図２に示すように、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の左側のタイヤ３を後方から撮影し得るように配設した第１のカメラ１１と、右側のタイヤ４を後方から撮影し得るように配設した第２のカメラ１２を備えている。第２カメラユニット７は、左側のタイヤ３を前方から撮影し得るように配設した第３のカメラ１３と、右側のタイヤ３を前方から撮影し得るように配設した第４のカメラ１４とを備えている。
【００１７】
第１のカメラ１１は、図１に示すように、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の左側のタイヤ３を後方下側から自動車２の進行方向前向きにレンズ１１ａを向けて、タイヤ３の後方から回転軸１５の高さのトレッド面３ａを撮影し得るように設置してある。
【００１８】
第３のカメラ１３は、図１に示すように、検査ステージ１に乗り入れた自動車の左側のタイヤ３を前方下側から自動車２の進行方向後向きにレンズ１３ａを向けて、タイヤ３の前方から回転軸１５の高さのトレッド面３ｂを撮影し得るように設置してある。
【００１９】
図１は検査ステージ１に乗り入れた自動車２の左側面図であるが、自動車２の右側面も同様であり、即ち、第２のカメラ１２は、第１のカメラ１１と同様、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の右側のタイヤ４を後方下側から自動車２の進行方向前向きにレンズ１２ａを向けて、タイヤ４の後方から回転軸１６の高さのトレッド面４ａを撮影し得るように設置してある。また第４のカメラ１４は、第３のカメラ１３と同様、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の右側のタイヤ４を前方下側から自動車２の進行方向後向きにレンズ１４ａを向けて、タイヤ４の前方から回転軸１６の高さのトレッド面４ｂを撮影し得るように設置してある。
【００２０】
第１カメラユニット６は、タイヤ３，４の後方に設置した第１のカメラ１１と第２のカメラ１２との設置間距離Ｃｒが、各カメラ１１，１２を設置した状態で分るようになっている。また第２カメラユニット７は、タイヤ３，４の前方に設置した第３のカメラ１３と第４のカメラ１４との設置間距離Ｃｆが、各カメラ１３，１４を設置した状態で分るようになっている。
【００２１】
演算処理手段８は、演算処理部１７と記憶部１８を備えており、図３に示すように、第１カメラユニット６で撮影した画像からタイヤ３，４の後方間隔ｔｒを演算する第１の演算処理（Ｉ）と、第２カメラユニット７で撮影した画像からタイヤ３，４の前方間隔ｔｆを演算する第２の演算処理（ＩＩＩ）と、前記第１の演算処理で得たタイヤ３，４の後方間隔ｔｒと前記第２の演算処理で得たタイヤ３，４の前方間隔ｔｆからトー値ｔｏを演算する第３の演算処理（ＩＶ）を行う。
【００２２】
以下、このトー値測定システムにおけるトー値ｔｏの測定方法について説明する。
【００２３】
このトー値ｔｏの測定方法は、まず、図３（Ｉ）に示すように、第１カメラユニット６のカメラ１１と１２で、左側のタイヤ３の後側のトレッド面３ａと右側のタイヤ４の後側のトレッド面４ａを撮影した画像に基づいてタイヤ３，４の後方間隔ｔｒを求める。
【００２４】
詳しくは、第１カメラユニット６のカメラ１１のレンズ１１ａとカメラ１２のレンズ１２ａを自動車２の進行方向前向きに向けているので、図４（ａ）（ｂ）に示すように、撮影した各画像の中心Ｏは各カメラ１１，１２の視線の中心と一致し、画像の中心Ｏを原点として画像中のトレッド面３ａ，４ａの各座標を取ることにより、カメラ１１，１２に対する各トレッド面３ａ，４ａの相対的な座標を得ることができる。
【００２５】
このことから、図４（ａ）に示すように、第１のカメラ１１で撮影した画像の中からタイヤ３の回転軸線ｋ上で、トー値ｔｏの測定に適したトレッド面３ａの真ん中にある特定のトレッドパターン２１の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求めると共に、図４（ｂ）に示すように、第２のカメラ１２で撮影した画像の中からタイヤ４の回転軸線ｋ上で、トー値ｔｏの測定に適したトレッド面４ａの真ん中にある特定のトレッドパターン２２の座標（Ｘ２，Ｙ２）を求める（Ｙ１＝Ｙ２）。
【００２６】
そして、このトレッドパターン２１の座標（Ｘ１，Ｙ１）と、トレッドパターン２２の座標（Ｘ２，Ｙ２）と、第１のカメラ１１と第２のカメラ１２の設置間距離Ｃｒとから、ｔｒ＝Ｃｒ−Ｘ１＋Ｘ２によりタイヤ３，４の後方間隔ｔｒを算出する（図４で画像の中心原点Ｏから右方Ｘ座標を＋、左方Ｘ座標を−とする）。
【００２７】
また、第１のカメラ１１で撮影した前記トレッドパターン２１の画像パターンと、第２のカメラ１２で撮影したトレッドパターン２２の画像パターンを演算処理手段８の記憶部１８に記憶する。
【００２８】
次に、図３（ＩＩ）に示すように、回転駆動機構５のローラ９を所定角回転させて左右のタイヤ３，４をそれぞれ１８０度回転させる。
【００２９】
次に、図３（ＩＩＩ）に示すように、第３のカメラ１３と第４のカメラ１４で、左側のタイヤ３の前側のトレッド面３ｂと右側のタイヤの前側のトレッド面４ｂを撮影した画像に基づいてタイヤ３，４の前方間隔ｔｆを求める。
【００３０】
詳しくは、第２カメラユニット７のカメラ１３のレンズ１３ａとカメラ１４のレンズ１４ａを自動車２の進行方向後向きに向けているので、図５（ａ）（ｂ）に示すように、撮影した各画像の中心Ｏは各カメラ１３，１４の視線の中心と一致し、画像の中心Ｏを原点として画像中のトレッド面（３ｂ，４ｂ）の各座標を取ることにより、カメラ１３，１４に対する各トレッド面（３ｂ，４ｂ）の相対的な座標を得ることができる。
【００３１】
このことから、図５（ａ）に示すように、第３のカメラ１３で撮影した画像の中から、例えば、画像を上下反転させた後パターンマッチング処理を行うことにより、第１のカメラ１１で撮影した画像の中で、先に演算処理手段８の記憶部１８に記憶したトレッドパターン２１を割り出し、その座標（Ｘ３，Ｙ３）を求める。また、図５（ｂ）に示すように、第４のカメラ１４で撮影した画像の中で、先に演算処理手段８の記憶部１８に記憶したトレッドパターン２２を割り出して、その座標（Ｘ４，Ｙ４）を求める。
【００３２】
そして、このトレッドパターン２１の座標（Ｘ３，Ｙ３）と、トレッドパターン２２の座標（Ｘ４，Ｙ４）と、第３のカメラ１３と第４のカメラ１４の設置間距離Ｃｆとから、ｔｆ＝Ｃｆ−Ｘ３＋Ｘ４によりタイヤ３，４の前方間隔ｔｆを算出する（図５で画像の中心原点Ｏから右方Ｘ座標を＋、左方Ｘ座標を−とする）。
【００３３】
図３（ＩＶ）に示すように、トー値ｔｏは、上記図３（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で求めたタイヤ３，４の後方間隔ｔｒとタイヤ３，４の前方間隔ｔｆから、ｔｏ＝ｔｒ−ｔｆによりトー値ｔｏを求める。
【００３４】
このトー値測定システムによれば、タイヤ３，４のトレッド面（３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）からトー値ｔｏを算出しているので、トー値ｔｏを精密に測定できると共に、タイヤ３，４を回転させて測定するので、測定値にタイヤ３，４の横振れを加味することができ、より精密な測定が可能となる。
【００３５】
以上、本発明の一実施形態に係るトー値測定システムについて説明したが、本発明は上記システムに限定されるものではない。
【００３６】
例えば、左右のタイヤのトレッド面の所定の一点にマーキングをし、前記の第１カメラユニットと第２カメラユニットでタイヤを撮影し、その画像から演算処理手段でマーキングを検出して左右のタイヤのマーキング間隔からタイヤの前方間隔と後方間隔を算出しても良い。この場合タイヤのトレッド面の画像でマーキングの検出を容易にするため白色塗料を用いるとよい。
【００３７】
また、図６に示すように、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の前輪３１と後輪３２にそれぞれ上記のトー値測定システムＡを設けて、自動車２の前輪３１と後輪３２のトー値ｔｏを同時に測定するようにしてもよい。
【００３８】
またカメラで撮影するトレッド面のパターンは、タイヤの中央部の特定パターンに限定されず、例えばタイヤの円周方向に連続した任意の溝であってもよく、このような円周方向溝を利用したトー値測定においてはパターンマッチング工程を不要ないしは簡略化することができる。
【００３９】
また、このトー値測定システムは、各タイヤの後方の画像と前方の画像からタイヤのトー角を算出することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係るトー値測定システムは、車輌の左右一対のタイヤの後方に配設した第１のカメラユニットと、前記左右一対のタイヤの前方に配設した第２のカメラユニットと、前記第１のカメラユニットで前記左右一対のタイヤを後方から撮影した画像に基づいて求めた左右一対のタイヤの後方間隔と、前記第２のカメラユニットで前記左右一対のタイヤを前方から撮影した画像に基づいて求めた左右一対のタイヤの前方間隔とから前記左右一対のタイヤのトー値を求める演算処理手段とを備えているので、従来のようにタイヤの側面からトー値を測定する方法に比べてタイヤ自体の形状の歪に起因するトー値測定誤差をなくすことができる。
【００４１】
また、自動車の左右一対のタイヤを回転駆動手段で回転させることにより、タイヤの横振れの影響を加味した測定が可能となる。
【００４２】
また、第１のカメラユニットが、前記検査ステージに乗り入れた自動車の左側のタイヤのトレッド面を後方から撮影し得るように配設した第１のカメラと、前記自動車の右側のタイヤのトレッド面を後方から撮影し得るように配設した第２のカメラとを備え、前記第２のカメラユニットが、前記検査ステージに乗り入れた自動車の左側のタイヤのトレッド面を前方から撮影し得るように配設した第３のカメラと、前記自動車の右側のタイヤのトレッド面を前方から撮影し得るように配設した第４のカメラとを備えているものは、左右のタイヤのより正確な画像を得ることができるので、より精密なトー値の測定を行うことができる。
【００４３】
また、前記第１のカメラと第２のカメラのレンズをそれぞれ自動車の進行方向前向きに向けて配設し、かつ、前記第３のカメラと第４のカメラのレンズをそれぞれ自動車の進行方向後向きに向けて配設したものは、第１のカメラと第２のカメラの設置間距離と、第３のカメラと第４のカメラの設置間距離を利用してタイヤの後方間隔と前方間隔を求めることができ、より精密なトー値の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤのトー値測定システムの左側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るトー値測定システムの概略を示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態に係るトー値測定システムの流れ図。
【図４】本発明の一実施形態に係るトー値測定システムの第１カメラユニットの画像を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係るトー値測定システムの第２カメラユニットの画像を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るトー値測定システムの側面図。
【図７】トー値の概念図。
【図８】トー値の測定ゲージの斜視図。
【図９】従来のトー値測定ユニットの概略斜視図。
【図１０】従来のトー値測定ユニットの概略斜視図。
【符号の説明】
１  検査ステージ
２  自動車
３  左側のタイヤ
３ａ，３ｂ  トレッド面
４  右側のタイヤ
４ａ，４ｂ  トレッド面
５  回転駆動機構
６  第１カメラユニット
７  第２カメラユニット
８  演算処理手段
１１〜１４  カメラ
１５  タイヤの回転軸
１７  演算処理部
１８  記憶部
Ａ  トー値測定システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003565497.tif 000009
【図９】
0003565497.tif 000010
【図１０】
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