(57)【要約】【課題】タイヤの実際の内圧および荷重でのタイヤの３次元的な変形量を正確に測定できるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法を提供する。【解決手段】タイヤ試験装置１は、撮影した画像データを記憶する記憶メモリ５１を有し、タイヤ本体１１０の内面に設定された撮像領域が重複するようにリム１２０に取り付けられた２つのカメラ５０と、タイヤ周方向において２つのカメラ５０の間に配置され、重複した撮像領域ＩＡを照らす照明装置５２と、タイヤ本体１１０が載置される路面台１０と、路面台１０上の試験タイヤ１００をタイヤ軸まわりに回転させる回転装置２０と、路面台１０に向かって所定の荷重を試験タイヤ１００に付加する荷重装置３０と、記憶メモリ５１に記憶された画像データからＤＩＣ法を用いてタイヤ本体１１０の内面の３次元的な変形量を算出する演算部４３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ本体をリムに装着することにより、前記タイヤ本体と前記リムとの間に空気層を形成したタイヤ組立体について、前記タイヤ本体の内面の変形状態を把握するタイヤ試験装置であって、
撮影した画像データを記憶する記憶部を有し、前記タイヤ本体の内面に設定された撮像領域が重複するように前記リムに取り付けられた少なくとも２つの撮像部と、
タイヤ周方向において前記少なくとも２つの撮像部の間に配置され、重複した前記撮像領域を照らす照明装置と、
前記タイヤ本体が載置される路面台と、
前記路面台上の前記タイヤ組立体をタイヤ軸まわりに回転させる回転装置と、
前記路面台に向かって所定の荷重を前記タイヤ組立体に付加する荷重装置と、
前記記憶部に記憶された前記画像データからデジタル画像相関法を用いて前記タイヤ本体の内面の３次元的な変形量を算出する演算部と
を備える、タイヤ試験装置。
【請求項２】
前記撮像領域がタイヤ軸の真下および真上に位置したときに前記タイヤ組立体の回転を停止するように前記回転装置を制御する回転制御部をさらに備える、請求項１に記載のタイヤ試験装置。
【請求項３】
前記タイヤ組立体を連続的に回転させるように前記回転装置を制御する回転制御部をさらに備える、請求項１に記載のタイヤ試験装置。
【請求項４】
前記照明装置は、外部信号により点灯／消灯を切り替え可能である、請求項３に記載のタイヤ試験装置。
【請求項５】
前記リムは、タイヤ径方向に前記撮像部の高さよりも深い凹部を有し、
前記撮像部は前記凹部内に配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項６】
前記撮像領域は、前記タイヤ本体の接地領域よりも広い領域である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項７】
前記荷重装置は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚと、各軸まわりのモーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚとを前記タイヤ組立体に付加できる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ試験装置。
【請求項８】
タイヤ本体をリムに装着することにより、前記タイヤ本体と前記リムとの間に空気層を形成したタイヤ組立体を準備し、
前記タイヤ本体の内面に設定された撮像領域が重複するようにタイヤ周方向に所定の間隔を空けて２つの撮像部を前記リムに取り付け、
前記タイヤ周方向において前記２つの撮像部の間に、重複した前記撮像領域を照らす照明装置を配置し、
前記タイヤ組立体に荷重を付加して前記タイヤ本体を変形させ、
前記照明装置によって前記撮像領域を照らした状態で前記２つの撮像部によって前記撮像領域をそれぞれ撮影する際、前記タイヤ本体の変形前後の２つの状態を撮影し、
前記２つの状態を撮影した各画像データからデジタル画像相関法を用いて前記タイヤ本体の内面の３次元的な変形量を算出する
ことを含む、タイヤ試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ試験装置およびタイヤ試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに使用される空気入りタイヤでは、制動性能およびトラクション性能などについての試験の際、タイヤの変形状態を確認することがある。試験は実際の内圧および荷重などの実使用に近い条件下で行われることが好ましく、試験装置によってこれらの条件を再現して変形状態を確認することが好ましい。しかし、この変形状態をタイヤの外側から把握することは困難である。具体的には、タイヤの踏面部は接地領域となっているため変形状態を可視化し難く、さらにタイヤの踏面部と路面との境界線が曖昧であるため、精度良く踏面部の変形を測定できない。これに代えて、歪ゲージまたはレーザ変位計などの計測機器を使用してこの変形状態を把握する方法も考えられるが、これらの機器は大変形に対応していないことが多く、大変形を伴うゴム材質のタイヤに対してこれらの機器を使用しても正確に変形状態を把握できないおそれがある。
【０００３】
非特許文献１には、レーザ変位計を用いたタイヤの変形量の計測方法と、デジタル画像相関法（Digital Image Correlation Method：ＤＩＣ法）を用いたタイヤの変形量の計測方法とが開示されている。ＤＩＣ法は、２つのデジタル画像データの差異に基づいて変形量を算出する方法であり、タイヤに荷重を与える前後でのデジタル画像データの差異に基づいて変形量を算出する。特に、ＤＩＣ法を用いた計測方法では、ＣＣＤカメラによってタイヤの内面を撮影し、撮影したタイヤの内面のデジタル画像データから変形量を算出している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】平岡直樹他著、「デジタル画像相関法を用いたタイヤの面内ひずみ・面外変位同時計測」、日本機械学会論文集(A編)74巻746号(2008-10)、論文No.08-0182
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に開示されているレーザ変位計を用いた計測方法では、タイヤの変形量が大きくなると正確な変形量を計測できず、測定精度が不足するおそれがある。また、ＤＩＣ法を用いた計測方法では、正確な変形量を計測し得るが、タイヤの実使用の条件を再現することが困難である。非特許文献１では、タイヤの実使用の条件を再現した試験方法については検討されておらず、より詳細には、タイヤの実際の内圧と荷重の条件下でのタイヤの変形状態を把握する方法について検討されていない。さらに言えば、タイヤの試験では、タイヤの実使用の条件下で３次元の変形状態を把握できることが好ましいが、３次元の変形状態を把握するためには、複数の撮像機器が必要となることが多い。タイヤの内部空間の大きさは限定されていることから、タイヤの内部への複数の撮像機器の設置は容易ではない。
【０００６】
本発明は、タイヤの実際の内圧および荷重でのタイヤの３次元的な変形量を正確に測定できるタイヤ試験装置およびタイヤ試験方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、タイヤ本体をリムに装着することにより、前記タイヤ本体と前記リムとの間に空気層を形成したタイヤ組立体について、前記タイヤ本体の内面の変形状態を把握するタイヤ試験装置であって、撮影した画像データを記憶する記憶部を有し、前記タイヤ本体の内面に設定された撮像領域が重複するように前記リムに取り付けられた少なくとも２つの撮像部と、タイヤ周方向において前記少なくとも２つの撮像部の間に配置され、重複した前記撮像領域を照らす照明装置と、前記タイヤ本体が載置される路面台と、前記路面台上の前記タイヤ組立体をタイヤ軸まわりに回転させる回転装置と、前記路面台に向かって所定の荷重を前記タイヤ組立体に付加する荷重装置と、前記記憶部に記憶された前記画像データからデジタル画像相関法を用いて前記タイヤ本体の内面の３次元的な変形量を算出する演算部とを備える、タイヤ試験装置を提供する。
【０００８】
この構成によれば、タイヤ本体とリムが組み合わされた実際のタイヤ組立体を使用しているため、空気入りタイヤとしての実際の内圧を再現でき、路面台と回転装置と荷重装置とを使用しているため、自動車に取り付けられた際に実際にかかる所定の荷重を再現できる。そのため、実使用状態に近いタイヤの変形状態を把握できる。また、少なくとも２つの撮像部は、リムに取り付けられており、タイヤ本体の内面を少なくとも２つの撮像部によって撮影できる。特に、少なくとも２つの撮像部は、撮像領域が重複するように配置されている。重複した撮像領域で撮影された２つの画像データを確認することで、タイヤ本体の内面の３次元的な変形状態を確認できる。このとき撮影された画像データは、記憶部に記憶される。記憶部に記憶された画像データから、演算部によってＤＩＣ法を用いた変形量の算出が実行される。従って、タイヤの実際の内圧および荷重でのタイヤの３次元的な変形量を正確に測定できる。
【０００９】
前記タイヤ試験装置は、前記撮像領域がタイヤ軸の真下および真上に位置したときに前記タイヤ組立体の回転を停止するように前記回転装置を制御する回転制御部をさらに備えてもよい。
【００１０】
この構成によれば、接地状態と非接地状態のタイヤ本体の内面形状の変化を対比して把握できる。具体的には、撮像領域がタイヤ軸の真下に位置したときが接地状態となり、撮像領域がタイヤ軸の真上に位置したときが非接地状態となる。そのため、回転制御部によって回転装置を制御し、撮像領域がタイヤ軸の真下および真上に位置したときにタイヤ組立体の回転を停止して撮影することで、接地状態と非接地状態のタイヤ本体の内面形状の変化を対比して把握できる。従って、この構成では、静止状態での荷重に対するタイヤの変形状態を確認できるため、例えば自動車の停止時のタイヤの変形量を測定できる。
【００１１】
前記タイヤ試験装置は、前記タイヤ組立体を連続的に回転させるように前記回転装置を制御する回転制御部をさらに備えてもよい。
【００１２】
この構成によれば、回転制御部によって回転装置を制御し、タイヤ組立体を連続的に回転させて撮影できるため、連続的な変形状態を把握できる。従って、例えば自動車の走行中のタイヤの変形量を測定できる。
【００１３】
前記照明装置は、外部信号により点灯／消灯を切り替え可能であってもよい。
【００１４】
この構成によれば、試験開始とともに照明装置を点灯し、試験終了とともに照明装置を消灯することによって、２つの撮像部を同期させることができる。従って、正確なデータ処理が可能となり、３次元的な変形量の測定の精度が向上する。
【００１５】
前記リムは、タイヤ径方向に前記撮像部の高さよりも深い凹部を有し、前記撮像部は前記凹部内に配置されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、リムの凹部内に撮像部を配置しているため、タイヤ組立体を組み上げる際にも撮像部がリム組みの邪魔にならず、タイヤ本体を容易にリムに装着できる。
【００１７】
前記撮像領域は、前記タイヤ本体の接地領域よりも広い領域であってもよい。
【００１８】
この構成によれば、タイヤ本体の接地領域の外側の変形過渡領域の変形状態を撮影できる。タイヤ本体の接地領域は、地面と接触している部分であるため平坦な形状となっている。そのため、接地領域自体を撮影しても平坦面の画像データが得られるのみである。換言すれば、接地領域のわずかに外側の領域が、湾曲面から平坦面へと変形する過渡領域である。測定結果として欲しい情報は、この過渡領域の変形状態であることが多い。上記構成では、接地領域より小さい領域または接地領域と同じ領域を撮像領域としておらず、少なくとも過渡領域の一部を含むように接地領域よりも広い領域に撮像領域を設定している。そのため、接地領域だけでなく過渡領域の変形状態をも確認できる。
【００１９】
前記荷重装置は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚと、各軸まわりのモーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚとを前記タイヤ組立体に付加可能であってもよい。
【００２０】
この構成によれば、荷重装置が６軸方向に荷重を付加できるため、旋回時の状態や傾斜路面走行時の状態などのような様々な状態を再現できる。
【００２１】
本発明の第２の態様は、タイヤ本体をリムに装着することにより、前記タイヤ本体と前記リムとの間に空気層を形成したタイヤ組立体を準備し、前記タイヤ本体の内面に設定された撮像領域が重複するようにタイヤ周方向に所定の間隔を空けて２つの撮像部を前記リムに取り付け、前記タイヤ周方向において前記２つの撮像部の間に、重複した前記撮像領域を照らす照明装置を配置し、前記タイヤ組立体に荷重を付加して前記タイヤ本体を変形させ、前記照明装置によって前記撮像領域を照らした状態で前記２つの撮像部によって前記撮像領域をそれぞれ撮影する際、前記タイヤ本体の変形前後の２つの状態を撮影し、前記２つの状態を撮影した各画像データからデジタル画像相関法を用いて前記タイヤ本体の内面の３次元的な変形量を算出することを含む、タイヤ試験方法を提供する。
【００２２】
この方法によれば、前述のようにしてタイヤの実際の内圧および荷重でのタイヤの３次元的な変形量を正確に測定できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、タイヤ試験装置およびタイヤ試験方法において、路面走行時の条件を模してタイヤ内面の変形状態を２つの撮像部によって撮影し、得られた画像データからＤＩＣ法を用いて変形量を算出するため、正確な変形量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタイヤ試験装置の側面図
【図２】タイヤ試験装置の正面図
【図３】タイヤ試験装置に取り付けられたタイヤ組立体の模式的な横断面図
【図４】タイヤ試験装置に取り付けられたタイヤ組立体の模式的な縦断面図
【図５】撮像領域と接地領域との関係を示す模式的なタイヤ本体の展開図
【図６】２つの撮像部の同期方法を示す模式図
【図７】第２実施形態に係るタイヤ試験装置に取り付けられたタイヤ組立体の模式的な縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
（タイヤ試験装置の構成）
図１は本発明の第１実施形態に係るタイヤ試験装置１の側面図であり、図２はタイヤ試験装置１の正面図である。タイヤ試験装置１は、試験タイヤ１００の変形状態をタイヤ内部から把握する装置である。試験タイヤ１００は、タイヤ本体１１０をリム１２０に装着することによりタイヤ本体１１０とリム１２０との間に空気層を形成した空気入りタイヤである。以下では、試験タイヤ１００を載置する路面台１０が延びる方向（図１および図２では試験タイヤ１００の転動方向）をＸ方向とし、路面台１０の上面の路面内にてＸ方向と直交する方向をＹ方向とし、路面台１０の路面に垂直な方向をＺ方向とする。
【００２７】
図１および図２に示されるように、タイヤ試験装置１は、試験タイヤ１００を載置する路面台１０と、路面台１０上の試験タイヤ１００をタイヤ軸Ｌまわりに回転させる回転装置２０と、路面台１０に向かって所定の荷重を試験タイヤ１００に付加する荷重装置３０と、制御装置４０とを備える。
【００２８】
路面台１０は、試験タイヤ１００を載置して転動させる台である。路面台１０の上面は、Ｘ−Ｙ方向に広がる平坦面となっており、試験タイヤ１００が転動する路面となっている。路面台１０は、後述するように路面駆動装置３５によってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸まわりに回転駆動可能である。
【００２９】
回転装置２０は、試験タイヤ１００を、タイヤ軸Ｌまわりに回転させ、路面台１０の路面上で転動させる装置である。回転装置２０は、動力源となるモータ２１と、モータ２１からタイヤ軸Ｌ方向に延びるタイヤ支持軸２２とを備える。タイヤ支持軸２２は、一端部に試験タイヤ１００を取り付けるタイヤ取付部２３を備える。試験タイヤ１００は、タイヤ取付部２３を介してタイヤ支持軸２２に取り付けられている。つまり、タイヤ支持軸２２は、モータ２１と試験タイヤ１００とを機械的に接続する軸部材である。
【００３０】
荷重装置３０は、試験タイヤ１００に路面台１０に向かって所定の荷重を付加する装置である。ここで、所定の荷重とは、試験タイヤ１００を図示しない自動車等に取り付けた状態で受けうる荷重である。荷重装置３０は、タイヤ支持軸２２の一端部に取り付けられたＬ字金具２４によってタイヤ支持軸２２と機械的に連結されている。荷重装置３０は、骨格となるフレーム３１と、フレーム３１上に配置されたモータ３２と、フレーム３１内をＺ方向に摺動する摺動部材３３とを備える。摺動部材３３は、下端においてＬ字金具２４と接続されている。摺動部材３３は、上端において図示しないギアを介してモータ３２と接続されており、モータ３２によってＺ方向に移動される。摺動部材３３がＺ方向（下向き）に移動されることによって、荷重装置３０からＬ字金具２４およびタイヤ支持軸２２を介して試験タイヤ１００に荷重が付加される。
【００３１】
また、荷重装置３０は、図１および図２に概念的に示された並進移動装置３４を有している。並進移動装置３４は、フレーム３１とモータ３２と摺動部材３３とを合わせてＸ，Ｙ方向に並進移動させることができる。従って、試験タイヤ１００には、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを付加できる。例えば、並進移動装置３４は、ロボットアームであってもよい。さらに、荷重装置３０は、図１および図２に概念的に示された路面駆動装置３５を有している。路面駆動装置３５は、路面台１０をＸ，Ｙ，Ｚ軸まわりにそれぞれ回転させることができる。従って、試験タイヤ１００には、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸まわりの曲げモーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚをそれぞれ付加できる。よって、本実施形態のタイヤ試験装置１は、試験タイヤ１００に対し、６軸方向に荷重を付加できる。
【００３２】
制御装置４０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、および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構成されている。制御装置４０は、タイヤ試験装置１の動作を統括的に制御するものである。
【００３３】
図１および図２に概念的に示されているように、制御装置４０は、回転制御部４１と、荷重制御部４２と、演算部４３とを備える。
【００３４】
回転制御部４１は、回転装置２０による試験タイヤ１００の回転を制御する部分である。具体的には、回転制御部４１は、回転装置２０を制御して、試験タイヤ１００の回転速度を調整する。
【００３５】
荷重制御部４２は、荷重装置３０、並進移動装置３４、および路面駆動装置３５による試験タイヤ１００への付加荷重を制御する部分である。具体的には、荷重制御部４２は、荷重装置３０を制御して荷重の大きさを調整し、並進移動装置３４および路面駆動装置３５を制御して荷重の付加の向きを調整する。
【００３６】
演算部４３は、後述するように、記憶メモリ（記憶部）５１に記憶されたデジタル画像データからデジタル画像相関法（Digital Image Correlation Method：ＤＩＣ法）を用いてタイヤ本体１１０の変形量を算出する部分である。
【００３７】
図３は、タイヤ試験装置１に取り付けられた試験タイヤ１００の模式的な横断面図である。なお、図３は断面図であるが、図示が煩雑となるため、断面を示すハッチングを省略している。試験タイヤ１００は、タイヤ本体１１０と、リム１２０と、空気を注入するリムバルブ１２１とを備える。
【００３８】
タイヤ本体１１０は、一対のビードコア１１１間にカーカス１１２を掛け渡し、カーカス１１２の中間部の外周側に巻き付けたベルト１１３によって補強し、そのタイヤ外径方向にトレッド部１１４を有する構成となっている。トレッド部１１４に使用されるゴム材料については任意の材料であり得る。タイヤ本体１１０は、タイヤ径方向内側（図中Ａ方向）にビード部１１５を有し、ビード部１１５においてリム１２０と接続される。
【００３９】
リム１２０は、図３に示す断面（タイヤ子午線断面）において、タイヤ本体１１０の２つのビード部１１５をそれぞれ配置する２つのフランジ部１２２と、タイヤ幅方向（図中Ｂ方向）において２つのフランジ部１２２の間でタイヤ径方向内側に向かって凹形状を有する凹部１２３を有している。リム１２０は、アルミ合金製、マグネシウム合金製、または鋼鉄製などの金属製であり得る。
【００４０】
タイヤ試験装置１は、リム１２０の凹部１２３内に配置されたカメラ（撮像部）５０を備える。カメラ５０の高さ（タイヤ径方向の大きさ）は、凹部１２３の深さよりも小さい。従って、カメラ５０を凹部１２３内に配置すると、カメラ５０が凹部１２３内に収容される。カメラ５０は、リム１２０に固定された状態で図３の破線で示すようにタイヤ本体１１０の内面を撮影する。カメラ５０は、記憶メモリ（記憶部）５１を内蔵しており、撮影したデジタル画像データを記憶メモリ５１に記憶する。
【００４１】
図４は、タイヤ試験装置１に取り付けられた試験タイヤ１００の模式的な縦断面図である。本実施形態では、２つのカメラ５０が、本実施形態では同じものであり、タイヤ周方向に間隔を空けてリム１２０に取り付けられている。２つのカメラ５０は、図４に破線で示すように重複した撮像領域ＩＡを有するように配置されている。
【００４２】
タイヤ周方向において、２つのカメラ５０の間では、照明装置５２がリム１２０に取り付けられている。照明装置５２は、上記重複した撮像領域ＩＡを照らすように配置されており、リモコン（図示せず）などからの外部信号によって点灯／消灯を切り替え可能である。
【００４３】
本実施形態では、タイヤ周方向において、間隔を空けて２つのカメラ５０を配置し、その間に照明装置５２を配置したが、配置態様はこれに限らない。例えば、タイヤ幅方向において、間隔を空けて２つのカメラ５０を配置し、その間に照明装置５２を配置してもよい。その場合でも、２つのカメラ５０は重複した撮像領域を有し、照明装置５２は重複した撮像領域を照らすように配置される。
【００４４】
図５は、上記の撮像領域ＩＡと接地領域ＧＡとの関係を示す模式的なタイヤ本体１１０の展開図である。接地領域ＧＡは、タイヤ本体１１０の内面のうち路面台１０に接地することによって平坦となっている領域を示している。接地領域ＧＡの外側の領域は、試験タイヤ１００の元の湾曲形状から平坦形状へと変化する過渡領域ＴＡとなっている。本実施形態では、上記の重複した撮像領域ＩＡは、過渡領域ＴＡを含むように、この接地領域ＧＡよりも大きく設定されている。特に、図５では、過渡領域ＴＡの外形と、撮像領域ＩＡの外形とは、一致している。なお、接地領域ＧＡおよび過渡領域ＴＡは、図５ではタイヤ幅方向（図においてＢ方向）に長半径を有しタイヤ周方向（図においてＣ方向）に短半径を有する楕円形状となっているが、これらの形状や大きさは例示であり、荷重の付加方向や大きさなどに応じて変化し得る。
【００４５】
（タイヤ試験装置の作用）
次に、タイヤ試験装置１を使用してタイヤ本体１１０の内面の変形状態を把握する方法、つまりタイヤ試験方法を説明する。
【００４６】
図４に示すように、まず、タイヤ本体１１０の内面に設定された撮像領域が重複するようにタイヤ周方向に所定の間隔を空けて２つのカメラ５０をリム１２０に取り付け、タイヤ周方向において２つのカメラ５０の間に、重複した撮像領域ＩＡを照らす照明装置５２を配置する。そして、図１および図２に示すように、試験タイヤ１００をタイヤ試験装置１のタイヤ取付部２３に取り付け、その後に路面台１０に載置する。本実施形態では、回転制御部４１によって回転装置２０を制御し、試験タイヤ１００を連続的に回転させ路面台１０上で転動させる。転動している試験タイヤ１００の内部では、２つのカメラ５０によって一定時間ごとに撮像領域ＩＡのタイヤ本体１１０の内面が撮影される。撮影のタイミングを決定するこの一定時間は、試験タイヤ１００の回転速度に応じて調整されてもよく、例えば撮像領域ＩＡがタイヤ軸Ｌの真下および真上に位置するときに撮影するように設定されてもよい。即ち、この一定時間は、試験タイヤ１００の回転周期の半分の時間に設定されてもよい。これにより、タイヤ軸Ｌの真下の変形の大きな状態（接地状態）と、タイヤ軸Ｌの真上の変形の小さな状態ないし無変形状態（非接地状態）とを比較できる。照明装置５２は、試験開始時に点灯され、試験終了時に消灯される。これにより試験中の撮影は明るい状態で行われ、後述するように２つのカメラ５０を同期させることができる。撮影された画像データは、時系列データとして各カメラ５０内の各記憶メモリ５１（図３参照）に記憶される。このようにして記憶メモリ５１に記憶された画像データは、制御装置４０の演算部４３に送られる。
【００４７】
図６は、２つのカメラ５０の同期方法を示す模式図である。上段に示すのは一方のカメラ５０で撮影した記憶メモリ５１内の画像データであり、これらの画像データが時系列に沿って並んでいる。下段に示すのは、他方のカメラ５０で撮影した記憶メモリ５１内の画像データであり、これらの画像データが時系列に沿って並んでいる。図６に示すように、２つのカメラ５０の撮影開始のタイミングが異なると、２つのカメラ５０で撮影した各画像データのうち、どの画像データが同じときに撮影されたものかがわからない可能性がある。３次元的な形状データを得るためには、図４に示すように撮影角度の異なる撮影によって実質的に同時に撮影された１組の画像データが必要である。そのため、図６に示すこれらの画像データから実質的に同時に撮影された１組の画像データをそれぞれ抽出する必要がある。即ち、２つのカメラ５０で実質的に同時に撮影した画像データ同士を対応させる必要がある。ここでは、２つのカメラ５０で実質的に同時に撮影した画像データ同士を対応させることを、画像データ間で同期をとるともいう。以下では、照明装置５２を利用した同期をとる方法を説明する。
【００４８】
本実施形態では、照明装置５２の点灯と消灯の際に２つのカメラ５０で撮影した画像データ間で同期をとっている。具体的には、２つのカメラ５０で撮影した画像データのうち、点灯時の画像データを対応させ、消灯時の画像データを対応させている。これにより、点灯から消灯までの間に２つのカメラ５０によって撮影された画像データ間で同期をとることができる。本実施形態では、より正確な同期をとるために点灯と消灯の両方で同期をとっているが、単に同期をとるだけであれば点灯と消灯のいずれか一方でのみ同期をとってもよい。いずれの場合であっても、このように同期をとった２つの画像データを使用することで３次元的な形状データを得ることができる。
【００４９】
次に、演算部４３において、タイヤ本体１１０の変形状態の画像データと、当該画像データとは異なる時間に撮影された非変形状態の他の画像データとを比較して、ＤＩＣ法によってタイヤ本体１１０の内面の変形量を算出する。ＤＩＣ法は２つのデジタル画像データの差異に基づいて変形量を算出する方法であるが、ＤＩＣ法自体は公知の方法であるため、ここでの詳細な説明は省略する。特に、本実施形態では、一つのカメラ５０で撮影した時系列的に異なる２つの画像データにＤＩＣ法を適用するだけでなく、これらと同期をとったもう一つのカメラ５０で撮影した時系列的に異なる２つの画像データにもＤＩＣ法を適用する。従って、３次元的な変形量を算出できる。
【００５０】
（タイヤ試験装置の効果）
本実施形態によれば、図１および図２に示すように、タイヤ本体１１０とリム１２０が組み合わされた試験タイヤ１００を使用しているため、空気入りタイヤとしての実際の内圧を再現でき、路面台１０と回転装置２０と荷重装置３０とを使用しているため、自動車に取り付けられた際に実際にかかる所定の荷重を再現できる。そのため、実使用状態に近いタイヤ本体１１０の変形状態を把握できる。また、２つのカメラ５０は、リム１２０に取り付けられており、タイヤ本体１１０の内面を２つのカメラ５０によって撮影できる。特に、２つのカメラ５０は、撮像領域が重複するように配置されている（図４の撮像領域ＩＡ参照）。重複した撮像領域ＩＡで撮像された２つの画像データを確認することで、タイヤ本体１１０の内面の３次元的な変形状態を確認できる。このとき撮像された画像データは、記憶メモリ５１に記憶される。記憶メモリ５１に記憶された画像データから、演算部４３によってＤＩＣ法を用いた変形量の算出が実行される。従って、タイヤの実際の内圧および荷重での試験タイヤ１００の３次元的な変形量を正確に測定できる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、回転制御部４１によって回転装置２０を制御し、試験タイヤ１００を連続的に回転させて撮影できるため、連続的な変形状態を把握できる。従って、例えば自動車の走行中のタイヤの変形量を測定できる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、試験開始とともに照明装置５２を点灯し、試験終了とともに照明装置５２を消灯することによって、２つのカメラ５０を同期させることができる。従って、正確なデータ処理が可能となり、３次元的な変形量の測定の精度が向上する。
【００５３】
また、本実施形態によれば、図３に示すように、リム１２０の凹部１２３内にカメラ５０を配置しているため、試験タイヤ１００を組み上げる際にもカメラ５０がリム組みの邪魔にならず、タイヤ本体１１０を容易にリム１２０に装着できる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、図５に示すように、タイヤ本体１１０の接地領域ＧＡの外側の過渡領域ＴＡの変形状態を撮影できる。タイヤ本体１１０の接地領域ＧＡは、地面と接触している部分であるため平坦な形状となっている。そのため、接地領域ＧＡ自体を撮影しても平坦面の画像データが得られるのみである。換言すれば、接地領域ＧＡの外側の領域が、湾曲面から平坦面へと変形する過渡領域ＴＡである。測定結果として欲しい情報は、この過渡領域ＴＡの変形状態であることが多い。上記構成では、接地領域ＧＡより小さい領域または接地領域ＧＡと同じ領域を撮像領域としておらず、過渡領域ＴＡを含むように接地領域ＧＡよりも広い領域に撮像領域ＩＡを設定している。そのため、接地領域ＧＡだけでなく過渡領域ＴＡの変形状態をも確認できる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、荷重装置３０が、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、および、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸まわりの曲げモーメントＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚのように６軸方向に荷重を付加できるため、旋回時の状態や傾斜路面走行時の状態などのような様々な状態を再現できる。
【００５６】
（変形例）
回転制御部４１は、上記のように試験タイヤ１００を連続的に回転させることに代えて、撮像領域がタイヤ軸Ｌの真下および真上に位置したときに試験タイヤ１００の回転を停止するように回転装置２０を制御してもよい。この場合、試験タイヤ１００の内部では、試験タイヤ１００の回転が停止したタイミングでカメラ５０によってタイヤ本体１１０の内面が撮影される。すなわち、撮像領域がタイヤ軸Ｌの真下および真上に位置したときの合計２回、タイヤ本体１１０の内面が撮影される。このようにして得られる画像は、時系列に沿った連続データではないため、同期をとる必要はない。よって、照明装置５２は点灯状態のままであってもよい。
【００５７】
撮像領域がタイヤ軸Ｌの真下に位置したときの１組の画像データ（変形状態のデータ）と、撮像領域がタイヤ軸Ｌの真上に位置したときの別の１組の画像データ（非変形状態のデータ）とから、演算部４３によってＤＩＣ法を用いて３次元的な変形量が算出される。
【００５８】
本変形例によれば、接地状態と非接地状態のタイヤ本体１１０の内面形状の変化を対比して把握できる。具体的には、撮像領域ＩＡがタイヤ軸Ｌの真下に位置したときが接地状態となり、撮像領域ＩＡがタイヤ軸Ｌの真上に位置したときが非接地状態となる。そのため、回転制御部４１によって回転装置２０を制御し、撮像領域ＩＡがタイヤ軸Ｌの真下および真上に位置したときに試験タイヤ１００の回転を停止して撮影することで、接地状態と非接地状態のタイヤ本体１１０の内面形状の変化を対比して把握できる。この構成では、静止状態での荷重に対するタイヤ本体１１０の変形状態を確認できるため、例えば自動車の停止時に対応したタイヤの変形量を測定できる。
【００５９】
（第２実施形態）
図７に示すように、本実施形態のタイヤ試験装置１は、４つのカメラ５０と、２つの照明装置５２とを備える。これらに関する構成以外は、第１実施形態のタイヤ試験装置１の構成と同様である。従って、第１実施形態の構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
前述の第１実施形態では、２つのカメラ５０がリム１２０に取り付けられていたが（図４参照）、以下の第２実施形態では、４つのカメラ５０，５３がリム１２０に取り付けられている。詳細には、２つのカメラ５０が一組にされ、重複した撮像領域ＩＡ１を形成し、別の２つのカメラ５３が一組にされ、重複した撮像領域ＩＡ２を形成している。一組のカメラ５０の重複した撮像領域ＩＡ１は、別の一組のカメラ５３の重複した撮像領域ＩＡ２とタイヤ軸Ｌまわりに位相が実質的に１８０°ずれている。即ち、一組のカメラ５０の重複した撮像領域ＩＡ１がタイヤ軸Ｌの真下に位置するとき、別の一組のカメラ５３の重複した撮像領域ＩＡ２はタイヤ軸Ｌの真上に位置する。
【００６１】
タイヤ周方向において、一組のカメラ５０の間には照明装置５２が設けられ、別の一組のカメラ５３の間には別の照明装置５４が設けられている。照明装置５２は撮像領域ＩＡ１を照らし、別の照明装置５４は撮像領域ＩＡ２を照らす。
【００６２】
本実施形態によれば、接地状態の変形部位と、非接地状態の非変形部位とを同時に撮影することができる。このように、タイヤ試験装置１に使用されるカメラの数は特に限定されず、撮像領域を重複させた２つのカメラを一組として任意の組数設けることができる。また、カメラ５０，５３の相対的な配置も特に限定されず、タイヤ軸Ｌまわりに位相が実質的に１８０°ずれた配置以外に、例えばタイヤ軸Ｌまわりに位相が実質的に１２０°や２４０°ずれた配置等を採用してもよい。
【００６３】
以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  タイヤ試験装置
１０  路面台
２０  回転装置
２１  モータ
２２  タイヤ支持軸
２３  タイヤ取付部
２４  Ｌ字金具
３０  荷重装置
３１  フレーム
３２  モータ
３３  摺動部材
３４  並進移動装置
３５  路面駆動装置
４０  制御装置
４１  回転制御部
４２  荷重制御部
４３  演算部
５０，５３  カメラ
５１  記憶メモリ（記憶部）
５２，５４  照明装置
１００  試験タイヤ（タイヤ組立体）
１１０  タイヤ本体
１１１  ビードコア
１１２  カーカス
１１３  ベルト
１１４  トレッド部
１１５  ビード部
１２０  リム
１２１  リムバルブ
１２２  フランジ部
１２３  凹部
【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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