(57)【要約】【課題】タイヤ回転量の誤差に起因するトー値の測定誤差を解消もしくは縮小す。【解決手段】トー値測定システムＡは、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３１を回転させる駆動機構５と、タイヤ３１の後方に配設したカメラユニット６と、タイヤ３１の前方に配設したカメラユニット７とを備える。予備撮影にてコントローラ８によって算出されるタイヤ回転量の誤差Ｔｅをもとにローラ５１の回転量の補正量Ｒｅを求め、本撮影でのローラ５１の回転量Ｒｉを補正し、本撮影においてカメラユニット６，７で撮影した画像からコントローラ８によってトー値を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右一対のタイヤの前方および後方に配設された２組のカメラユニットと、上記一対のタイヤを回転させるための駆動手段と、上記一対のタイヤの回転の前後において上記２組のカメラユニットによって撮影された上記一対のタイヤの同一トレッド面の撮影画像に基づいて上記一対のタイヤのトー値を求めるための処理を行なうコントローラと、を備えている、トー値測定システムであって、
上記コントローラは、上記２組のカメラユニットによる上記トー値測定を目的とした本撮影を行う前に、上記駆動手段を駆動させて上記一対のタイヤの少なくとも一方を回転させるとともに、その回転前後において上記２組のカメラユニットによって上記タイヤのトレッド面を予備撮影し、この予備撮影によって得られた上記タイヤの同一トレッド面の撮影画像に基づいて上記タイヤの目標回転量に対する実際の回転量の誤差を算出し、上記本撮影を行うときには、上記誤差に基づいて上記駆動手段の駆動量の補正を行うように構成されていることを特徴とする、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】
本願発明は、自動車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は、図６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８１，８２の車軸中心の高さで測定した前方間隔ｔｆと後方間隔ｔｒの差によって定義される。一般的に、自動車の検査ラインでは、車種によって所定値に設定されたトー値に対し、完成車のトー値が適正であるかを確認するための測定がなされている。
【０００３】
従来より、車両のトー値の測定方法として、図７に示すように専用の測定ゲージ９３を用いる方法がある。この方法では、測定ゲージ９３の両側の当接部材９６，９７を、自動車のタイヤの前方と後方からタイヤ９１，９２のトレッド面９４，９５の車軸中心の高さの中央部に当接させることにより、タイヤ９１，９２の前方間隔ｔｆと後方間隔ｔｒを測定している。本測定方法では、上記トー値の定義に基づいた測定が可能であるが、当接部材９６，９７のタイヤへの当接に手作業が介入するなど、計測時間の短縮に不利である。
【０００４】
一方、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、たとえば、特許文献１に開示された構成のシステムを使用した検査が提案されている。本システムは、図８に示すように、まず、左右一対のタイヤ１０１の後方に配設されたカメラユニット１０３により車軸中心１０２の高さに位置するタイヤ１０１のトレッドパターンを撮影し、その画像上の位置からタイヤ１０１の後方間隔ｔｒを求め、次に、上記トー値の定義に基づいた測定のため、ローラ１０５によりタイヤ１０１を１８０度を目標として回転させ、そして、タイヤ１０１の前方に配設されたカメラユニット１０４により、車軸中心１０２の高さに位置するタイヤ１０１のトレッドパターンを撮影し、その画像上の位置からタイヤ１０１の前方間隔ｔｆを求め、トー値を測定するものである。本システムは、タイヤへの測定機具の当接が不要な非接触の測定方法であり、手作業が介入しないため、トー値の測定時間の短縮が可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−５６３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された測定システムでは、車軸中心の高さに位置するタイヤの同一トレッドパターンを、２台のカメラにより撮影することが前提であるため、駆動機構であるローラを必要なだけ回転させることにより、タイヤを目標とする１８０度だけ正しく回転させる必要がある。一方、このローラ回転量が同一であってもタイヤの回転量はその外径により異なるため、タイヤ外径毎にローラ回転量を設定し、対処する必要がある。
【０００７】
しかしながら、タイヤ外径を定める製品規格が同じであっても、タイヤメーカーや銘柄の違いによって規格の許容公差内で実際のタイヤ外径に差異が生じる場合や、また、タイヤの空気圧や車輌の重量によりタイヤ外径に誤差が出る場合がある。このような場合には、目標とするタイヤ回転量である１８０度に対する実際のタイヤ回転量の誤差により、上記トー値の定義に基づいた測定条件を維持できず、トー値に測定誤差が生じる。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、タイヤ回転量の誤差に起因するトー値の測定誤差を解消もしくは縮小することを、その課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明によって提供されるトー値測定システムは、車両の左右一対のタイヤの前方および後方に配設された２組のカメラユニットと、上記一対のタイヤを回転させるための駆動手段と、上記一対のタイヤの回転の前後において上記２組のカメラユニットによって撮影された上記一対のタイヤの同一トレッド面の撮影画像に基づいて上記一対のタイヤのトー値を求めるコントローラと、を備えている、トー値測定システムであって、上記コントローラは、上記２組のカメラユニットによる上記トー値測定を目的とした本撮影を行う前に、上記駆動手段を駆動させて上記一対のタイヤの少なくとも一方を回転させるとともに、その回転前後において上記２組のカメラユニットによって上記タイヤのトレッド面を予備撮影し、この予備撮影によって得られた上記タイヤの同一トレッド面の撮影画像に基づいて上記タイヤの目標回転量に対する実際の回転量の誤差を算出し、上記本撮影を行うときには、上記誤差に基づいて上記駆動手段の駆動量の補正を行うように構成されていること、を特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、タイヤメーカーや銘柄の違いによって実際のタイヤ外径に差異が生じる場合や、また、タイヤの空気圧や車輌の重量によりタイヤ外径に誤差が出る場合においても、本撮影前に実施する予備撮影により求めたタイヤ回転量の誤差に基づいて駆動手段の回転量を補正することで、本撮影では目標とするタイヤ回転量に対する実際のタイヤ回転量の誤差を解消もしくは縮小し、上記トー値の定義に基づいた、精密な測定をすることができる。
【００１２】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図１〜図５を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図１および図２は、本願発明に係るトー値測定システムの一例を示している。本トー値測定システムは、駆動機構５と、２組のカメラユニット６，７と、コントローラ８とを備えて構成されている。
【００１５】
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のタイヤ３１，３２を後方から撮影し得るように配設したカメラ６１，６２を備えている。また、カメラユニット７は、タイヤ３１，３２を前方から撮影し得るように配設したカメラ７１，７２を備えている。
【００１６】
カメラ６１，６２は、図１および図２に示すように、タイヤ３１，３２を後方下側から自動車２の進行方向前向きにレンズ６１ａ，６２ａを向けて、タイヤ３１，３２の後方から車軸中心１５の高さのトレッド面３１ａ，３２ａを撮影し得るように設置してある。同様に、カメラ７１，７２は、タイヤ３１，３２の前方下側からトレッド面３１ｂ，３２ｂを撮影し得るように設置してある。
【００１７】
駆動機構５は、たとえば、タイヤ３１，３２を回転自在に支持するローラ５１と、このローラ５１を駆動回転させるサーボモータ５２とを備えている。
【００１８】
コントローラ８は、本測定システムの各部の動作制御を実行するものであり、たとえばＣＰＵやこれに付属するメモリを備えて構成されている。このコントローラは８は、後述するように、ローラ回転量を補正するための予備撮影や、トー値を求めるための本撮影を実行するための制御を行なう。
【００１９】
以下、本トー値測定システムにおけるトー値の測定方法について、説明する。
【００２０】
最初に、以下の手順により、予備撮影を実施する。まず、図３（ａ）に示すように、カメラ６１により、タイヤ３１の後側のトレッド面３１ａを撮影する。次に、サーボモータ５２によってローラ５１を所定の回転量Ｒｉだけ駆動し、タイヤ３１，３２を１８０度を目標として回転させる。そして、カメラ７１により、タイヤ３１の前側のトレッド面３１ｂを撮影する。ここで、ローラ５１の回転量Ｒｉは、上記トー値の定義に基づくタイヤの回転量である１８０度に基づいて、製品規格によって定められるタイヤ外径とローラ５１の外径とから決定される。
【００２１】
次に、ローラ５１の回転量の補正のために、コントローラ８によって、予備撮影の画像に基づき、以下の画像処理と演算処理とを行なう。
【００２２】
まず、図３（ｂ）に示すように、カメラ６１により撮影した画像Ｆ６１の中からタイヤ３１の車軸中心線ｋ上で、トー値の測定に適したトレッド面３１ａの真ん中にある特定のトレッドパターン４０を抽出する。そして画像Ｆ６１の中心Ｏを原点としてトレッドパターン４０の中心点の座標（  Ｘ１，Ｙ１）を求める。
【００２３】
次に、カメラ７１によって撮影した画像Ｆ７１と、トレッドパターン４０を上下反転させたものとについて、パターンマッチング処理を行う。この処理によりカメラ７１によって撮影した画像Ｆ７１上でトレッドパターン４０の位置を特定し、中心Ｏを原点としてトレッドパターン４０の中心点の座標（Ｘ３，Ｙ３）を求める。このとき、タイヤ３１の実際の回転量が１８０度であれば、トレッドパターン４０のカメラ６１，７１の画像Ｆ６１，Ｆ７１での上下方向の座標Ｙ１，Ｙ３は一致する。
【００２４】
しかしながら、タイヤ外径を定める製品規格が同じであってもタイヤメーカーや銘柄の違いによって規格の許容公差内で実際のタイヤ外径に差異が生じる場合や、また、タイヤの空気圧や車輌の重量によりタイヤ外径に誤差が出る場合には、タイヤ３１の実際の回転量が１８０度ではなくなる。これにより、カメラ６１の画像Ｆ６１でのトレッドパターン４０の位置に対してカメラ７１の画像Ｆ７１でのトレッドパターン４０の位置に上下方向（Ｙ座標方向）のずれが生じる。
【００２５】
そこで、トレッドパターン４０の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ３，Ｙ３）から、タイヤ３１の回転量の誤差ＴｅをＴｅ＝Ｙ１−Ｙ３により算出する。そして、タイヤ３１の回転量の誤差Ｔｅをもとに、製品規格によって定められたタイヤ３１の外径とローラ５１の外径とからローラ５１の回転量の補正量Ｒｅを算出する。これにより回転量Ｒｉに対しＲｉ’＝Ｒｉ−Ｒｅの補正を行うことにより、補正後のローラ５１の回転量Ｒｉ’を求める。
【００２６】
次に、以下の手順により、トー値測定のための本撮影を実施する。まず、図４に示すように、カメラユニット６のカメラ６１，６２により、タイヤ３１，３２の後側のトレッド面３１ａ，３２ａを撮影する。次に、ローラ５１を予備撮影によって補正した回転量Ｒｉ’だけ回転させて、タイヤ３１，３２を回転させる。そして、図５に示すように、カメラ７１，７２により、タイヤ３１，３２の前側のトレッド面３１ｂ，３２ｂを撮影する。ここで、回転量Ｒｉ’は、予備撮影によって、実際のタイヤ３１の回転量と目標回転量である１８０度とを基に補正されているので、タイヤ外径に誤差が生じる場合などでも、タイヤ３１，３２を正確に１８０度回転させることができる。よって、本撮影での測定条件は、上記トー値の定義に基づいた測定条件を満たすことができる。
【００２７】
次に、トー値を求めるため、コントローラ８によって、本撮影の画像に基づき、以下の画像処理と演算処理とを行なう。
【００２８】
まず、カメラ６１，６２により撮影した画像Ｆ６１，Ｆ６２の中からタイヤ３１，３２の車軸中心線ｋ上で、トー値の測定に適したトレッド面３１ａ，３２ａの真ん中にある特定のトレッドパターン４１，４２の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）を求める。ここで、Ｙ１＝Ｙ２である。そして、このトレッドパターン４１，４２の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）と、カメラ６１，６２の設置間距離Ｃｒとから、ｔｒ＝Ｃｒ−Ｘ１＋Ｘ２によりタイヤ３１，３２の後方間隔ｔｒを算出する。
【００２９】
次に、図５に示すように、カメラ７１，７２により撮影した画像Ｆ７１，Ｆ７２の中から、たとえば、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、トレッドパターン４１，４２を割り出し、その座標（Ｘ３，Ｙ３），（Ｘ４，Ｙ４）を求める。その後、これらの座標（Ｘ３，Ｙ３），（Ｘ４，Ｙ４）と、カメラ７１，７２の設置間距離Ｃｆとから、ｔｆ＝Ｃｆ−Ｘ３＋Ｘ４によりタイヤ３１，３２の前方間隔ｔｆを算出する。トー値ｔｏは、上記処理により求めたタイヤ３１，３２の後方間隔ｔｒと前方間隔ｔｆとから、ｔｏ＝ｔｒ−ｔｆにより求められる。
【００３０】
このように、本実施形態においては、予備撮影の画像から求められるタイヤ３１の回転量の誤差Ｔｅから、ローラ５１の回転量の補正量Ｒｅが算出され、本撮影では補正された回転量Ｒｉ’だけローラ５１を回転させることにより、タイヤ３１，３２を正確に１８０度回転させることが可能となる。よって、タイヤ３１，３２の回転量の誤差に起因するトー値の測定誤差の発生を防ぐことができ、上記トー値の定義に基づいた、精密な測定が実現される。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、予備撮影においてカメラ６１，７１により撮影した左側タイヤ３１のトレッドパターン４０から、タイヤ３１の回転量の誤差Ｔｅを算出し、ローラ５１の回転量の補正量Ｒｅを求めることでローラ５１の回転量Ｒｉの補正を行ったが、代わりに、カメラ６２，７２により撮影した右側タイヤ３２のトレッドパターンから同様の補正を行ってもよい。また両側のタイヤ３１，３２のそれぞれの回転量の誤差Ｔｅを算出し、その平均値を利用してローラ５１の回転量Ｒｉの補正を行う場合においても、同様の効果を有する。
【００３２】
また、上述した実施の形態では、タイヤ３１，３２の後方に配設したカメラユニット６により撮影した後、タイヤ３１，３２を回転させ、その後にタイヤ３１，３２の前方に配設したカメラユニット７により撮影しているが、前方に配設されたカメラユニット７により撮影した後に、タイヤ３１，３２を回転させ、後方に配設したカメラユニット６により撮影するという手順で行ってもよい。
【００３３】
また、上述した実施の形態では、トー値の定義に基づき、目標とするタイヤ回転量を１８０度とする場合を一例として説明したが、本願発明はこれに限定されない。上記回転量と異なる角度をタイヤ回転量の目標値とし、撮影から得られた結果に対し、定義に基づいたトー値が得られるよう幾何的な換算処理を行うことによりトー値を測定する場合にも、本願発明を適用してよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るタイヤのトー値測定システムの一例を示す概略側面図である。
【図２】本願発明に係るトー値測定システムの一例を示す概略平面図である。
【図３】（ａ）は本願発明に係るトー値測定システムの予備撮影のときの概略側面図であり、（ｂ）はその予備撮影による画像を示す図である。
【図４】本願発明に係るトー値測定システムの本撮影でのカメラユニット６の画像を示す図である。
【図５】本願発明に係るトー値測定システムの本撮影でのカメラユニット７の画像を示す図である。
【図６】トー値の説明図である。
【図７】従来のトー値測定ゲージを示す概略斜視図である。
【図８】従来のトー値測定システムを示す概略側面図である。
【符号の説明】
１    検査ステージ
２    自動車
５    駆動機構
６，７    カメラユニット
８    コントローラ
３１    左側のタイヤ
３２    右側のタイヤ
６１，６２，７１，７２  カメラ
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】
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