(57)【要約】【課題】タイヤのトー値測定の、測定時間の短縮、測定精度の向上、およびコストの低減を図ること。【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。コントローラ８によってカメラユニット６，７の撮影タイミングを制御することにより、タイヤ３１が回転を継続しているときに、同一トレッドパターンを順次撮影する。【選択図】  図１
2004212363.tif 000002
【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、上記一対のタイヤが回転を開始し、かつその回転が継続しているときに、上記２組のカメラユニットによって、同一トレッドパターンを順次撮影するように、上記２組のカメラユニットの撮影タイミングの制御を行なう構成と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。
【請求項２】
上記コントローラは、上記２組のカメラユニットの一方を動作させた時から、所定の時間経過後に、上記２組のカメラユニットの他方を動作させるように構成されている、請求項１に記載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、自動車のタイヤ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の差で定義される。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、測定工程の自動化に不利である。
【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。このシステムは、図８に示すように、まず、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に、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によって、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。このシステムは、タイヤへの測定器具の当接が不要な非接触の測定方法を採用しており、手作業が介入しないため、測定工程の自動化が可能である。
【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】
しかしながら、特許文献１に開示された測定システムでは、２組のカメラユニット１０３，１０４によりタイヤ１０１のトレッドパターンを撮影するときにタイヤ１０１の回転を停止させているために、次のような問題点があった。
【０００７】
第一に、測定時間の短縮が困難であった。より具体的には、まずトー値の測定に先立ち、タイヤ１０１を適当な時間だけ回転させることが望まれる。これは俗に「馴染み取り」と呼ばれ、自動車が計測システムに乗り入れるときの慣性によって、ローラ１０５、タイヤ１０１、サスペンションのゴムブッシュなどに生じるたわみなどの、トー値の測定誤差の要因を解消または縮小することを目的とする。また、トー値の測定工程では、上記トー値の誤差要因の再発生を抑制するため、タイヤ１０１を回転させるときには、その回転速度を低速にすることが望ましい。これらの結果、上記測定システムによる測定は、図９に示すように、まず、馴染み取りのため、タイヤ１０１を比較的高速で回転させた後に比較的低速に減速する工程（ｉ）、その後停止させて、カメラユニット１０３によりタイヤ１０１のトレッド面を撮影する工程（ｉｉ）、タイヤ１０１を目標とする量だけ正確に回転させる工程（ｉｉｉ）、再度タイヤ１０１を停止させてカメラユニット１０４により同一のトレッド面を撮影する工程（ｉｖ）、という手順となる。そのため、測定中にタイヤ１０１の回転および停止の繰り返しが必要であり、測定時間の短縮が困難であった。
【０００８】
第二に、図９に示すように、工程（ｉ）の馴染み取りによって測定誤差の要因を解消または縮小したにもかかわらず、その後の工程（ｉｉｉ），（ｉｖ）において、タイヤ１０１の回転および停止がなされるため、その際に上記の測定誤差の要因が再発生するおそれがある。このため、測定精度の向上が困難であった。
【０００９】
第三に、工程（ｉｉｉ）においては、タイヤ１０１を１８０度だけ正確に回転させる必要があるため、ローラ１０５の駆動手段として、たとえば、サーボモータのような高価な装置が必要であり、測定システム全体のコストも高価となっていた。
【００１０】
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、タイヤのトー値測定の測定時間の短縮、測定精度の向上、およびコストの低減を図ることを、その課題とする。
【００１１】
【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。
【００１２】
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、上記一対のタイヤが回転を開始し、かつその回転が継続しているときに、上記２組のカメラユニットによって、同一トレッドパターンを順次撮影するように、上記２組のカメラユニットの撮影タイミングの制御を行なう構成とされていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、２組のカメラユニットの撮影タイミングをコントローラによって制御することにより、タイヤの回転が継続しているときに、同一トレッドパターンを、２組のカメラユニットによって順次撮影できるので、タイヤの回転および停止の繰り返しが不要となり、測定時間の短縮が可能となる。
【００１４】
また、上記構成によれば、カメラユニットによる撮影の前のタイヤ回転を馴染み取りとして利用し、かつその後タイヤを停止させずに撮影を実施することができる。そのため、タイヤ、サスペンションのゴムブッシュなどに生じるたわみなどの、トー値の測定誤差の要因が発生していない状態でトレッド面の撮影を行なうことができ、測定精度が向上する。
【００１５】
また、上記構成によれば、回転角度の制御は不要である。よって、駆動手段としてはサーボモータに代えて、たとえば、比較的安価なインバータモータを用いることが可能であり、測定システムのコストを低減することができる。
【００１６】
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なう詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１，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。本実施形態のトー値測定システムＡ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とを具備して構成されている。
【００１９】
カメラユニット６は、図１，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。
【００２０】
カメラ６１，６２は、図１，図２に示すように、タイヤ３１，３２の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の高さの位置Ｐ１，Ｐ２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の前方下側から位置Ｐ３，Ｐ４のトレッド面３１ａ，３２ａを撮影し得るように設置してある。
【００２１】
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とローラ５１を回転させるインバータモータ５２とを備えている。
【００２２】
コントローラ８は、トー値測定システムＡ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、カメラユニット６，７の撮影タイミングの制御や、トー値を求めるための画像処理と演算処理とを行なう。
【００２３】
以下、トー値測定システムＡによるトー値の測定方法について説明する。
【００２４】
図３は、タイヤ３１，３２の回転速度と、カメラユニット６，７の撮影タイミングとの関係の一例を示している。まず、インバータモータ５２によりローラ５１を駆動し、タイヤ３１，３２を連続回転させ、馴染み取りを行ない、その後減速し、その速度を一定に保つ。
【００２５】
次に、カメラユニット６，７により、タイヤ３１，３２を順次撮影する。カメラユニット６，７の撮影においては、図３に示すように、時刻Ｔ１にカメラユニット６により撮影したときから、所定の時間ｔの経過後の、時刻Ｔ２にカメラユニット７による撮影が行なわれるように、コントローラ８によりカメラユニット６，７の撮影タイミングを制御する。
【００２６】
ここで、所定の時間ｔは、タイヤ３１，３２が、目標とする１８０度だけ回転するのに要する時間間隔に等しく、具体的には、インバータモータ５２により駆動されるローラ５１の回転速度およびその外径と、タイヤ３１，３２の外径とから求められる。上記の撮影タイミングの制御により、カメラユニット６，７によってタイヤ３１，３２の同一トレッド面が撮影される。
【００２７】
次に、トー値を求めるため、コントローラ８により、以下の画像処理と演算処理とを行なう。
【００２８】
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の後側の位置Ｐ１，Ｐ２に回転してきたトレッド面３１ａ，３２ａを撮影した画像Ｆ６１，Ｆ６２の中から、タイヤ３１，３２の車軸中心線ｋ上に位置する、特定のトレッドパターン４１，４２の中心座標（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の中心座標（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、タイヤ３１，３２の前側の位置Ｐ３，Ｐ４に回転してきたトレッド面３１ａ，３２ａを撮影した画像Ｆ７１，Ｆ７２の中から、たとえば、先にコントローラ８に記憶したトレッドパターン４１，４２を１８０度回転させた後にパターンマッチング処理を行なうことにより、トレッドパターン４１，４２を割り出し、その中心座標（Ｘ３，Ｙ３），（Ｘ４，Ｙ４）を求める。その後、これらの中心座標（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、カメラユニット６，７の撮影タイミングをコントローラ８によって制御することにより、タイヤ３１，３２の回転が継続しているときに、同一トレッドパターン４１，４２をカメラユニット６，７によって順次撮影できるので、タイヤ３１，３２の回転および停止の繰り返しが不要となり、測定時間の短縮が可能となる。
【００３１】
また、本実施形態においては、馴染み取りが適切に行なえるのに加え、タイヤ、サスペンションのゴムブッシュなどに生じるたわみなどの、トー値の測定誤差の要因が発生していない状態でトレッド面の撮影を行なうことができる。したがって、測定精度を向上することができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、タイヤ３１，３２の回転角度の制御は不要であり、比較的安価なインバータモータ５２を用いている。したがって、測定システムのコスト低減を図ることができる。
【００３３】
もちろん、本願発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【００３４】
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、前方に配設されたカメラユニット７によって撮影したが、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、後方に配設したカメラユニット６よって撮影するという手順で行ってもよい。
【００３５】
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、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な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】本願発明に係るトー値測定システムにおけるタイヤ回転速度と撮影タイミングとの関係の一例を示す図である。
【図４】本願発明に係るトー値システムの撮影でのカメラユニットの画像を示す図である。
【図５】本願発明に係るトー値システムの撮影でのカメラユニット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】従来技術の説明図である。
【図９】従来技術のタイヤ回転速度と撮影タイミングとの関係の一例を示す図である。
【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】
2004212363.tif 000003
【図２】
2004212363.tif 000004
【図３】
2004212363.tif 000005
【図４】
2004212363.tif 000006
【図５】
2004212363.tif 000007
【図６】
2004212363.tif 000008
【図７】
2004212363.tif 000009
【図８】
2004212363.tif 000010
【図９】
2004212363.tif 000011