(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド、及び、対向し外径と内径によって規定されるサイドウオールを包含するタイヤ外面の輪郭を獲得するための装置であって、
外面を有するタイヤのタイヤ回転軸線まわりの回転方向位置を決定する手段、
タイヤの外面に並べて置かれた一の非接触式プローブを移動させる手段であって、
ここで前記移動させる手段は、自動的に前記非接触式プローブをタイヤのそれぞれの
サイドウオールの外径と内径の間でサイドウオールに対して予め定められた範囲内にあ
るサイドウオールに近い点に位置させ、前期タイヤが妨害されることなく回転するにつ
れて前記非接触式プローブを前記予め定められた範囲内で実質的に線状のＵ字型パター
ンで、一方のサイドウオールに沿って、次いでトレッドに沿って、そして他方のサイド
ウオールに沿って動かし、その間前記非接触式プローブがタイヤ外面の寸法データを収
集する、
及び
前記非接触式プローブと前記決定手段とによって検索されたデータを処理するための処理手段であって、外面の輪郭を作成するためにタイヤの回転位置と非接触式プローブの位置とを相関させる処理手段
を備える装置。
【請求項２】
それぞれがトレッド及び隣接するサイドウオールを有する種々のサイズのタイヤの輪郭の獲得方法であって、
トレッド及び外径と内径で規定される対向するサイドウオールを有するタイヤを車軸に取り付ける段階、
非接触式プローブを少なくとも隣接するサイドウオールに並べて位置決めする段階、
少なくとも隣接するサイドウオールの測定を最適にするように、自動的に前記非接触式プローブの照準を合わせる段階、
ここで、前記照準を合わせる段階は、サイドウオールの長さに沿った種々のサイズの
断面の幅を持つ種々のサイズのタイヤの測定に適応可能であって、前記非接触式プロー
ブが始めに一方のサイドウオールの外径と内径の間でサイドウオールから予め定められ
た範囲内にあるサイドウオールに近い点に位置させられて前記非接触式プローブが前記
範囲内でそれぞれの対向する前記サイドウオールを測定できるようにさせられる、
及び
タイヤが回転するにつれて前記非接触式プローブがタイヤの回りを実質的に線状のＵ字型のパターンで動くときに前期非接触式プローブの位置が前記範囲内に保持され、前記非接触式プローブがトレッド及び対向するサイドウオールを包含する外面の輪郭と相関した複数のデータ点を作るように、前記非接触式プローブによりタイヤの外面を測定する段階
を含む方法。
【請求項３】
第１の方向で動き得る第１のリニヤテーブル、
前記第１の方向と直交する第２の方向で、前記第１のリニヤテーブルに関して動き得る第２のリニヤテーブル、
前記第２の方向の平面において回転し得る第３の方向で前記第２のリニヤテーブルに関して動き得る回転テーブル、
前記第１のリニヤテーブルを支持するベースから伸びている支持柱であって、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有するタイヤが取り付けられる車軸を回転可能に支持している支持柱、
前記回転テーブルにより担持された非接触式プローブ、
前記車軸に連結されこれの回転を監視するエンコーダー、及び
前記エンコーダー及び前記非接触式プローブに接続され、前記非接触式プローブの位置決めを制御するプロセッサーを備え、
ここで、前記非接触式プローブは自動的にタイヤのそれぞれのサイドウオールの外径
と内径の間でサイドウオールに対して予め定められた範囲内にあるサイドウオールに近
い点に動かされ、
前期タイヤは妨害されることなく回転し、前記非接触式プローブは実質的に線状のＵ
字型パターンで前記範囲内を、前記第１のリニヤテーブルにより前記第１の方向に第１
のサイドウオールに沿って動かされ、次いで、前記非接触式プローブは前記回転テーブ
ルによって前記第１の方向から前記第２の方向に移りそして前記第２のリニヤテーブル
によりトレッドに沿って前記第２の方向に動かされ、次いで、前記非接触式プローブは
前記回転テーブルによって前記第２の方向から前記第１の方向に移りそして前記第１の
リニヤテーブルによって第１の方向に他方のサイドウオールに沿って動かされ、そして
前記プロセッサーは前記エンコーダーにより監視されるタイヤの回転方向位置に関す
る前記非接触式プローブのタイヤ輪郭作成用の測定値を集めるように形成されている、
トレッド及び外径と内径で規定される対向するサイドウオールを有するタイヤの輪郭の作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空気入りタイヤの種々の性能の測定及び解析用の装置及び手法の技術に関する。より特別には、本発明は、測定すべき各面に対してプローブを合わせ直すことなしに非接触式プローブを位置決めできるようにリニア−リニア−回転テーブルを使用することによりタイヤの内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを測定できる非接触式プローブを使用する装置及び技術に関する。特に、本発明は、測定データの収集以前に、自動照準機能が非接触式プローブを位置決めすような装置及び技術に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
今日では、対象物の寸法測定に非接触式プローブを使用することが知られている、空気入りタイヤの場合は、トレッドの深さ、タイヤ周囲及びタイヤ横振れを測定するために非接触式プローブを使用することがよく知られている。上述の測定値を得るために種々の技術が使われてきた。
【０００３】
特に、米国特許５２４５８６７号「タイヤパラメーターの測定方法及び装置」は、タイヤに生じたトレッド摩耗の測定を明らかにする。特に、種々の点におけるトレッド深さに関するデータを得るためにレーザープローブがタイヤのリブの各を順次に走査する。手動でレーザープローブを再配置することにより、タイヤのサイドウールに関する同様なデータを得ることができる。このデータが、トレッドの不規則摩耗の判定、及び摩耗程度を表す総合摩耗指数の決定に使用される。
【０００４】
米国特許５２４９４６０号「トレッドの不規則摩耗の測定方法及び装置」もまた空気入りタイヤのトレッド摩耗の測定及び解析の技術を明らかにする。タイヤはその軸線まわりに割り付けされ、レーザースキャナーがトレッド面からのデータを取る。このデータは、取捨選択され正規化され、タイヤデータの真円からのいかなるずれもなくす。次いで、このデータがタイヤの与えられた点における不規則摩耗度を確定するために使用される。
【０００５】
前述の特許により明らかにされた方法及び装置はその説明された目的には効果的であるが、データの獲得方法及びその精度は効率悪くかつ不完全と考えられる。特に、データの収集を最適にするために、非接触式プローブ又はレーザーを、タイヤ外面に関して手動で位置決めしなければならないことが認められるであろう。換言すれば、測定手順の開始以前に、非接触式プローブを、これがタイヤを測定するときのタイヤの回転と干渉しないように手動で位置決めしなければならない。逆に言えば、非接触式プローブが役立たなくなるほどこれをタイヤ表面から遠くに置かねばならない。更に、タイヤ表面の異なった部分を測定するたびに非接触式プローブを手動で再配置しなければならないことが認められるであろう。そこで、プローブの再配置ごとに、プローブを再配列するための手動の処置を行わねばならない。更に、タイヤ測定用の公知の方法及び装置は平均断面輪郭を与えないだけでなく、輪郭の高度の明確さも与えない。
【０００６】
以上に基づき、本技術においては、プロセッサーによりその運動を制御でき、従ってタイヤの外面全部を測定できる非接触式プローブに対する要求がある。更に、測定方法を最適化するように自動的に自ら位置決めする非接触式プローブについての技術における要求がある。加えて、回転タイヤの平均断面輪郭及び静止タイヤの高度に明確化された断面輪郭を作成できる測定装置に対する技術の要求がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、タイヤの輪郭を作る方法及び装置を提供することである。
【０００８】
本発明の別な態様は、タイヤに関する非接触式プローブの位置を順応させるプロセッサー制御システムを提供することである。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、上述のように、測定方法を最適にするために非接触式プローブの位置を調整するプロセッサーを提供することである。
【００１０】
本発明のなお別の態様は、上述のように、非接触式プローブを支持し、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを含んだタイヤの外面を測定するためにプローブの位置を調整するリニヤ−リニヤ−回転テーブルを提供することである。
【００１１】
本発明の更に別の態様は、上述のように、非接触式プローブにより測定し、得られた寸法データを記憶し、このデータを、タイヤ回転中の空気入りタイヤの全円周方向の平均断面輪郭を作成するために使用することである。
【００１２】
本発明の別な態様は、上述のように、データを測定し記憶し、このデータをタイヤが静止しているときの空気入りタイヤの高度に明確化された２次元断面輪郭を作成するために使用することである。
【００１３】
本発明の別の態様は、上述のように、非接触式プローブにより収集されたデータを後で解析及び比較するためにプロセッサーに記憶させることである。
【００１４】
本発明の更に別の態様は、上述のように、外面を有するタイヤの平均断面輪郭を測定するための装置であって、タイヤ回転軸線まわりのタイヤの円周方向位置を決定する手段、タイヤの外面と並べて置かれ回転中のタイヤの外面の寸法データを収集する非接触式プローブを移動させる手段、及び非接触式プローブと決定手段とによって検索されたデータを処理するための手段であって、与えられた子午線位置におけるタイヤの平均円周方向測定値を作成するためにタイヤの子午線方向位置と非接触式プローブの位置とを相関させ、非接触式プローブをタイヤの子午線に沿って予定の刻みで動かしかつ測定過程を繰り返し、そして各子午線位置において決定した平均円周方向測定値を使って平均断面輪郭を作成する前記処理手段を備えた装置により達成される。
【００１５】
本発明の更に別の態様は、上述のように、外面を有するタイヤの高度に明確化された断面輪郭を測定するための装置であって、タイヤ回転軸線まわりのタイヤの円周方向位置を決定する手段、タイヤの外面に並べて置かれ静止状態に保持されたタイヤの外面の寸法データを収集する非接触式プローブを移動させる手段、及び非接触式プローブと決定手段とによって検索されたデータを処理するための手段であって、与えられた子午線位置におけるタイヤの１個の測定値を作成するためにタイヤの子午線方向位置と非接触式プローブの位置とを相関させ、非接触式プローブをタイヤの子午線に沿って予定の刻みで動かしかつ測定過程を繰り返し、そして各子午線及び円周方向位置において決定した個々の測定値を組み合わせて高度に明確化された断面輪郭を作成する前記処理手段を備えた装置により達成される。
【００１６】
詳細な説明の進行とともに明らかになるであろう本発明の以上の態様及びその他の態様は、外面を有するタイヤの回転軸まわりの回転方向位置を決定する手段、タイヤの外面と並べて置かれタイヤの外面の寸法データを収集する非接触式プローブを移動させる手段、及び非接触式プローブと決定機構とによって検索されたデータを処理するための手段であって、外面の輪郭を作成するためにタイヤの回転方向位置と非接触式プローブの位置とを相関させる前記処理機構を備え、タイヤ外面の輪郭を獲得する装置により達成される。
【００１７】
本発明のその他の態様は、外面を有するタイヤを車軸に取り付け、非接触式プローブを外面と並べるように位置決めし、外面の測定を最適にするために非接触式プローブの照準を合わせ、そして外面の輪郭に関連した複数のデータ点を作成するために非接触式プローブによりタイヤの外面を測定する諸段階を含んだタイヤ輪郭の獲得方法により達成される。
【００１８】
本発明の更なる態様は、第１の方向で動き得る第１のリニヤテーブル、第１の方向と直交する第２の方向で、第１のリニヤテーブルに関して動き得る第２のリニヤテーブル、第１及び第２のテーブルにより決められる第１及び第２の方向とにより定められる平面において回転し得る第３のテーブル、第１のリニヤテーブルから伸びている支持柱であって、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有するタイヤが取り付けられた車軸を回転可能に支持している前記支持柱、回転テーブルにより担持され、かつ内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを測定する非接触式プローブ、車軸に連結されこれの回転を監視するエンコーダー、及び前記非接触式プローブに接続され、非接触式プローブの位置決めを制御しかつエンコーダーにより監視されるタイヤの回転方向位置に関する非接触式プローブのタイヤ輪郭作成用の測定値を集めるためのプロセッサーを備えるタイヤ輪郭の作成装置により達成される。
【００１９】
【実施例】
本発明の目的、技術及び構成を完全に理解するために、以下の詳細な説明及び付属図面を参照すべきである。
【００２０】
図面、特に図１を参照すれば、本発明によるタイヤ輪郭獲得装置が一般に番号１０で示されていることが見られる。図示のように、内側サイドウオール１４、トレッド１６及び外側サイドウオール１８を含んだ外面１３を有する空気入りタイヤ１２が、水平軸２０に取り付けられ、ハブ２２によりこれに固定される。軸２０はタイヤ１２の回転軸と同軸であり、従って外側トレッド面１６は一般に、面上の点が軸２０の軸線から等距離にある円筒形を形成し、またサイドウオールはトレッドの各側に沿った環状の面を形成し、従ってトレッド面とサイドウオール面とは円環体を形成する。
【００２１】
支持柱２４がモーター２６を支持し、このモーターは、軸受２７により支持される車軸２０に連結されてこの車軸を回転させ、タイヤ１２をその回転軸まわりに回転させる。モーター２６によりエンコーダー２８が支持され、このエンコーダーは、典型的には、タイヤ１２上の選定された点の回転と位置とを監視するために、モーターと向かい合った軸受２７上のある位置でモーター軸２９に接続される。モーター軸２９は車軸２０と連結され、モーター２６により軸方向で走行する。
【００２２】
レーザープローブのような非接触式プローブ３０がトレッド１６のそばに置かれる。以下詳細に説明されるように、非接触式プローブ３０は、内側サイドウオール１４及び外側サイドウオール１８と並んだ位置にも置くことができる。よく知られるように、レーザープローブ３０は、レーザー光源を作り、かつこの光が当たったときの面からの反射を受けるためのセンサーを備える。レーザープローブ３０は、反射光からプローブと反射面との間の距離を決定する。本発明により、プローブ３０のセンサーは外面１３から、特にプローブ３０が併置された面からの反射された光を受ける。音響プローブのようなその他の非接触式センサーも使うことができる。
【００２３】
プロセッサー３２又はその他の適切な制御ユニットが、本発明の作動に必要な手順の実行及びデータの記憶のためのハードウエア、ソフトウエア及びメモリーを提供する。特に、プロセッサー３２は、測定データの検索の目的で非接触式プローブ３０に接続され、また車軸２０の位置データを得るためにエンコーダー２８に接続される。プロセッサー３２は、更に、モーター２６の作動を制御しかつタイヤ１２の正確な位置を常に知るために、エンコーダー２８から適切な信号を受け取る。プロセッサー３２は、非接触式プローブ３０の位置に関するタイヤ１２の位置を関連させてタイヤの２次元輪郭を作る。表示スクリーン３４がプロセッサー３２に接続され、装置１０の状態に関する視覚情報を提供する。装置１０の操作者による情報の入力ができるように、キーボード３６もプロセッサー３２に接続される。表示スクリーン３４は、プロセッサー３２に情報を直接入力できるタッチスクリーンも含み得ることが認められるであろう。以下更に詳細に説明されるように、提供される入力情報には、タイヤの概略直径、公称リム幅、実際のリム幅、リム直径、及びタイヤの公称最大断面のようなものを含むことができる。
【００２４】
リニヤ−リニヤ−回転テーブル４０は、支持柱２４のモーター２６とは反対側の端部に連結されたベース４１を備える。テーブル４０は、ベース４１に支持されかつサーボモーター４４により運動制御されるリニヤテーブル４２を持つ。プロセッサー３２に接続されたモーター４４により、リニヤテーブル４２は車軸２０の方向に直角な方向において動くことができる。リニヤテーブル４６がリニヤテーブル４２に取り付けられ、これと共に動くことができる。リニヤテーブル４６は、プロセッサー３２に接続されたサーボモーター４８により駆動される。リニヤテーブル４６の運動方向はリニヤテーブル４２の運動方向と直角でありかつ車軸２０と平行であることが認められるであろう。回転テーブル５０がリニヤテーブル４６上に取り付けられ、これはリニヤテーブル４２及び４６の運動方向により定められる平面と平行な平面に直交する回転軸線まわりに円方向に回転運動できる。そこで、リニヤテーブル４２の運動方向をＸ方向とし、リニヤテーブル４６の運動方向をＸ方向に直角なＹ方向と定義すると、回転テーブル５０の回転軸は、Ｘ方向とＹ方向とで形成される平面に直交するＺ方向にあり、そして軸線まわりの非接触式プローブの回転はＸ方向とＹ方向とで形成される平面と平行な平面内にある。回転テーブル５０は、プロセッサー３２に接続されたサーボモーター５２により駆動される。回転テーブル５０は、非接触式プローブ３０を外面１３に並べて支持する。そこで、プロセッサー３２は、タイヤ１２から寸法データを収集するために、リニヤテーブル４２、リニヤテーブル４６及び回転テーブル５０を選択的に位置決めすることができる。最も正確な読取りの可能性を得るために、プロセッサー３２は、データの収集以前に、非接触式プローブ３０をタイヤ１２に関して位置決めするために最適な距離を決定できることが認められるであろう。
【００２５】
一般に、タイヤ１２の希望の寸法データを得るために、タイヤ輪郭装置１０を種々の方法で形成することができる。データを獲得するために、操作者は、タイヤ１２を車軸２０上に物理的に取り付け、これにハブ２２を固定する。情報はプロセッサー３２に入力され、プロセッサーは所要の運転及び制御のパラメーターを決定する。運転のために、装置１０は入力として以下の情報を必要とする。即ち、タイヤ直径の概略値、最大断面幅の概略値及びリム直径である。次いで、この情報が、非接触式プローブ３０の位置決めのためにプロセッサー３２により使われる。この情報に基づき、プロセッサー３２は、リニヤ−リニヤ−回転テーブル４０の操作のための運動パラメーターを決定できる。タイヤサイズ情報が入力されると、次いで、操作者は希望の出力情報を要求することができる。
【００２６】
さて、図２を参照すれば、非接触式プローブ３０を自動的に位置合わせするための方法が一般に番号７０で示される。熟練技術者に明らかであろうように、プロセッサー３２は、外面１３の３成分の各について、タイヤ１２に関するレーザープローブ３０の最適な設置を決めるためにあるアルゴリズムを使用する。ステップ７２において、操作者は、キーボード３６又は表示スクリーン３４により、タイヤに関する必要な入力情報の総てと希望の出力フォーマットとを入力する。ステップ７３において、プロセッサー３２がトレッド１６に関するプローブ３０の配置を計算する。プロセッサー３２は、タイヤ１２の近似直径とプローブ３０の一定の隔離距離とに基づいてその推定出発位置を計算する。タイヤは標準設計のものでない車輪組立体に取り付けられるので、サイドウオール１４及び１８についてのプローブの設置の決定はより困難である。車輪オフセット（車輪の中心線からタイヤのビードが車輪に取り付けられるフランジ取付け面までの軸方向距離）は、車輪設計ごとに変動する非標準的な寸法である。従って、車輪取付け板又は取付け面からサイドウオールの最大断面幅までの距離は変動し、かつ特定の試験については最初は未知であろう。プロセッサー３２は、非接触式プローブの測定範囲外であろうこの可変距離を決定することができる。次に、この可変距離がプローブの測定範囲内にくるようにプロセッサー３２がプローブ位置を調整する。これは大きな改良である。即ち、大部分の測定が非接触式プローブの測定範囲内で行われると同時に、この配列が、トレッドの測定だけでなくサイドウオールの測定に対しても、非接触式プローブの位置をタイヤ／車輪組立体のデータ取得に最適になるように調整するためである。これは大きな労力の低減を生じ、またサイドウオール測定とトレッド測定との相関をより正確にする。
【００２７】
サイドウオール１４及び１８に関するプローブ３０の最適位置を決定するために、プロセッサー３２は、ステップ７４において、プローブ３０を、予定の半径方向位置におけるその軸方向移動の一方の端部に予め位置決めする。特に、プローブ３２はタイヤ外径とリム直径との中間で車軸２０に関して半径方向位置に位置決めされる。この推定出発位置は、通常、大部分のタイヤの最大断面位置である。そこで、この位置がプローブ３０の測定範囲の上方限界を決めるために使用される。ステップ７６において、レーザープローブ３０はタイヤ１２の方に動かされ、同時にプロセッサー３２はプローブの出力電圧を監視する。出力電圧が予定値に達すると、ステップ７８において、プローブ３０は自動的に停止されそして正確なレーザー測定が行われる。この測定値は値Ａとして記憶される。ステップ８０において、プローブ３０は、確認位置に小距離、典型的には約０.１５２４mm（約０.０６インチ）内向きに動かされ、そして別の測定が行われ値Ｂが記憶される。
【００２８】
ステップ８４に置いて、プロセッサー３２は値Ａと値Ｂとを比較し、値Ｂが値Ａより大きいか否かを決定する。値Ｂが値Ａより大きくない場合は、レーザープローブ３０による得られた電圧の読みは、妥当なレーザー測定範囲外である。そこで、プロセッサー３２はステップ７８に戻り、ステップ７８−８４を繰り返す。プロセッサーが、ステップ８４において、値Ｂが値Ａより大きい（期待された結果）と判断すると、プロセッサー３２は、ステップ８６において、プローブ３０が予定された特定の値を読むためには、これをどのくらい離すかを計算する。最適プローブ位置の指標でありかつプローブ測定範囲の下方限界であるこの特定値は、電圧出力範囲の約９０％である。そこで、タイヤの最大断面位置よりもプローブ３０に近いであろうサイドウオールの適宜の位置に対して小さい測定範囲が与えられる。熟練技術者に認められるであろうように、この最適プローブ位置は、タイヤを最初に予測したものよりプローブに近づけるタイヤ最大断面の振れがある場合に計算される。タイヤの最大断面幅の位置は近似値でしかないので、実際のタイヤ最大断面が仮定した位置から半径方向で少し遠くに置かれ、これによりタイヤの最大断面幅が最初の計算されたよりプローブ３０に接近することがあり得る。
【００２９】
内側サイドウオールのプローブ位置が決められると、ステップ８８において、プロセッサー３２は、タイヤ最大断面幅の近似値、レーザー隔離値、及び計算されたサイドウオールプローブ位置に基づいて外側サイドウオールプローブ位置のための最初の出発点を計算する。この推定出発位置の計算により、プローブ３０は、レーザーの自動照準ルーチンの継続より前に、外側サイドウオールについてほぼ正しい位置に位置決めされる。このルーチンがプローブ３０を適正に照準するために必要な時間を減らすことは言うまでもない。従って、プロセッサー３２は、ステップ９０において、リニヤ−リニヤ−回転テーブル４０に対して、プローブ３０をその計算された位置に動かすように指示する。ステップ９２において、プローブ３０が値Ａ’を測定する。ステップ９４において、プロセッサー３２は、プローブ３０に確認位置へ内向きに動くように指示し、ステップ９６においてプローブが値Ｂ’を測定する。ステップ９８において、プロセッサー３０が値Ｂ’と値Ａ’とを比較する。ステップ９８において、値Ｂ’が値Ａ’より大きくないことが決定された場合は、アルゴリズム７０は、プロセッサーをステップ９２に戻し、ステップ９２−９８を繰り返す。しかし、値Ｂ’側Ａ’より大きいことが決定された場合は、プロセッサー３２は、外側サイドウオール１８の測定のためのプローブ３０の適切な出発位置を計算する。
【００３０】
内側サイドウオール１４、トレッド１６及び外側サイドウオール１８に関するプローブ３０の算出された出発位置を使って、プロセッサー３２は、ステップ１００においてプローブを外側サイドウオールのリム位置に動かす。ステップ１０２において、プロセッサー３２は、以下説明される経過で適切なデータを集めるために、テーブル４０を逐次移動させかつエンコーダー２８を監視する。最後に、ステップ１０４において、所要のデータの収集後、装置１０の作動が停止される。
【００３１】
データ収集の際、タイヤ１２の回転とプローブ３０の運動を整合させるために、プロセッサー３２はモーター２６、４４、４８及び５２の作動を制御する。特に、プロセッサー３２は、車軸２０をタイヤ回転軸線まわりで一定速度で回転させる。プローブ３０は、プローブ３０からのレーザービームがリム位置において外側サイドウオール１８上にくるようにテーブル４０により位置決めされる。従って、プロセッサー３２は、外側サイドウオール１８、トレッド１６及び内側サイドウオール１４に沿ってデータを集めるようにプローブ３０の位置を漸進させる。タイヤ１２を既知の速度で回転させかつレーザープローブ３０を設定周波数で作動させることにより、外面１３から予定数のデータ点が得られる。従って、かかるデータ点の各は、効果的には、タイヤ１２の中心軸線からデータ点の距離に相当する。そこで、データ点は、外面１３の寸法の変動の指標となる。エンコーダー２８はタイヤの回転軸まわりの回転速度を監視するように作動する。タイヤ１２の各回転ごとに得られたデータ点の各がタイヤの回転速度及びレーザープローブ３０の作動周波数の関数であることは勿論である。このデータが得られると、プロセッサー３２は円周方向走査位置の各に対してデータの選別／平均化アルゴリズムを使用し、これを１個の「平均値」に凝縮する。これにより、トレッドの横断スロット、通気ピン及びサイドウオールの文字が選別除外されたタイヤの平均断面輪郭の作成ができる。
【００３２】
各円周方向走査位置について、特定された数、通常は１０００から４０９６の間の点からのデータが集められ、これらのデータ点は特定数のサブセットに区分けされる。例えば、１０００個のデータ点が取られた場合は、第１の４０個のデータ点が第１のサブセットを形成し、４１番から８０番までのデータ点が第２のサブセットを作る。以下同様である。次いで、各サブセットが最低値から最高値に配列される。次いで、再配列された各サブセットは、特定パーセントの最高値及び最低値のデータ点が除去される。特定パーセントの最高値のデータ点の除去は、タイヤ輪郭の再現ではない通気ピン及び望んでいないデブリのような局部的に測定された何らかの現象に沿ったデータ内のノイズの多くを無くす。特定パーセントの最低値のデータ点の除去は、３次元輪郭測定値に通常は含まれない望ましくない横断スロットのデータを無くす。この選別排除が完了すると、残りのデータと総てのサブセットが平均され、１個の値に凝縮される。熟練技術者の認めるであろうように、各円周方向データのセットの区分けは、データの選別排除において大きいタイヤ横振れの影響を取り去る。換言すれば、測定値に大きな横振れを多分含んでいるデータセットの総てが選別排除され平均化された場合は、この横振れが測定値のノイズより大きいかもしれない。この場合、選別排除された最高値及び最低値のデータ点は実際には良好なデータ点であるかも知れないし、、一方、除去されなかったデータ点のあるものは大きいノイズを含むかもしれない。そこで、装置１０により使用される選別排除／平均化の手法は３次元寸法輪郭の平均値の品質を確保する。装置１０が適正なタイヤ輪郭を得るためにその他のデータ選別排除／平均化の手法を使うことができる。
【００３３】
さて、図３を参照すれば、内側サイドウオール１４、トレッド１６及び外側サイドウオール１８の測定値からタイヤの平均断面輪郭を作成する方法が一般に番号１１０で示される。この方法１１０は、先に説明されかつ図３にステップ７０として示された自動照準の方法を備える。自動照準段階が完了すると、操作者は、プロセッサー３２により、ステップ１２０においてタイヤ１２の回転を開始させる。エンコーダー２８により監視されたタイヤが一定速度に達すると、プロセッサー３２が、プローブ３０をタイヤのリムの付近でサイドウオールと並べて置き、ステップ１２２におけるデータの取得を開始する。
【００３４】
好ましい実施例においては、プロセッサー３２のデータ獲得システムが、タイヤの円周方向のまわりの約１０００個のデータ点からデータを収集する。プロセッサー３２は、与えられた子午線方向の位置におけるタイヤの円周方向平均測定値を作るためにタイヤの子午線方向位置と非接触式プローブ３０の位置とを関連させる。次いで、データが「良好」であることを確保するように、輪郭が測定されたときに視覚的フィードバックを操作者に与えるために、このデータ点が表示モニター３４上に描かれる。データのこの部分が完成すると、プローブ３０は次の子午線位置に動かされ、次のデータ点からのデータが集められる。典型的に、プローブ３０はタイヤの子午線まわりに約２.５４mm（０.１００インチ）刻みに動かされる。熟練技術者は、希望数のデータ点を得るために標準の試験モードで作動していない場合は、操作者がプローブの動きの刻み又は走査の間隔を変更し得ることを認めるであろう。前述のように、これらのデータ点は、タイヤ直径、最大断面幅、最大断面幅の標準偏差、及びタイヤ直径の標準偏差に値を誘導するために使用される。その他のパラメーターヲ計算できることは勿論である。
【００３５】
ステップ１２２において、一方のサイドウオールの測定が完了すると、収集されたデータはステップ１２３において選別され記憶される。次に、トレッド１６を測定するために、ステップ１２４において、プローブ３０がプロセッサー３２により再配置される。ステップ１２２において行われた測定とほぼ同じ方法で、プロセッサー３２はトレッド１６の面に沿ったデータ測定値を集める。ステップ１２４が完了すると、集められたデータは、ステップ１２５により選別され記憶される。次に、ステップ１２６において、プローブ３０が反対側のサイドウオールに再配置され測定し、集められたデータは、ステップ１２７において選別され記憶される。ステップ１２８において、プロセッサー３２は、プローブ３０のサイドウオールとトレッドとの間の移動中に生じた重複データを総て取り除く。ステップ１３０において、プロセッサー３２は、各子午線位置において決定された円周方向の平均測定値を使用して、タイヤの平均断面輪郭を与えるために収集データをプロットする。データの収集が完了すると、プロセッサー３２は、ステップ１３２において、プローブ３０をその出発位置に戻し、タイヤを外すことができ、装置１０は別の試験のために準備される。
【００３６】
上述の構成及び方法から分かるように、装置１０により作成されたタイヤの平均断面輪郭は、これまで知られた測定システムには見られなかった多くの利点がある。第１に、装置１０は、最適の測定位置を得るために、測定装置の一定の手動操作なしでタイヤの外面全部の効果的な測定ができる。更に、装置１０は、タイヤの外面全部の完全な平均輪郭を提供する。過去においては、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールの測定には分離した測定サイクルが必要であり、従って追加の試験時間が必要であり、更に外面の３個の部分間の一貫しない測定の可能性があった。
【００３７】
さて、図４を参照すれば、タイヤ１２の外面の高度に明確化された２次元の断面輪郭の作成方法が、一般に番号１４０で示される。方法１４０は、以上説明されたように番号７０で示された自動照準アルゴニズムを使用する。一般に、方法１４０により与えられる高度に明確化された測定値は、平均のタイヤ輪郭の走査とは次の３点で異なる。第１に、平均輪郭の収集の際はタイヤの回転中にデータが集められ、一方、高度に明確化された断面輪郭に対してはデータ取得中、タイヤは静止している。第２に、平均輪郭についての子午線方向の走査の刻みは、高度に明確化された断面輪郭に対する０.１２７mm（０.００５インチ）と比較して約２.５４mm（０.１インチ）である。最後に、平均輪郭のためのデータを集めるとき、子午線方向の各刻みごとに１００００個までのデータ点が集められ平均されるが、他方、高度に明確化された断面輪郭の子午線方向の各刻みについてただ１個のデータ点しか集められない。
【００３８】
自動照準ステップ７０の後、プローブ３０はトレッド１６の中心線に位置決めされる。トレッド中心線にくると、レーザープローブ３０は点灯されレーザーロケーションスポットを提供する。ステップ１５２において、操作者は、タイヤを走査したい希望位置に位置決めし、又は方向を合わせる。高度に明確化された輪郭を得るには１回の走査で十分であるが、１個のタイヤに対して適宜回数の走査をなし得ることが認められるであろう。その後、ステップ１５４において、装置１０がレーザーを消灯し、プローブ３０を一方のタイヤサイドウオールに再配置する。ステップ１５６において、プローブ３０は、リムから出発しサイドウオールに沿って動かされタイヤ外径の少し手前で停止し、これに沿った測定値を取る。プロセッサー３２は、与えれらた子午線方向と円周方向との位置におけるタイヤの１個の測定を行うためにタイヤ１２の子午線方向位置と非接触式プロセッサーの位置との相互関係を合わせることにより測定値を獲得する。ステップ１５８において、プロセッサー３２はプローブ３０を再配置し、トレッド１６に沿った測定を行う。ステップ１６０において、プロセッサー３２は反対側のサイドウオールを測定するようにプローブ３０を再配置し、これに沿ってデータを集める。ステップ１６２において、プロセッサー３２は、サイドウオールとトレッドとの間の遷移域におけるデータの重なりを除去する。プロセッサー３２は子午線方向と円周方向との各位置において決定された個々の測定値を組み合わせて高度に明確化された断面輪郭を作成する。ステップ１６４において、データ収集が完了すると、データが選別され記憶される。次いで、組み立てられた輪郭をスクリーン３４に表示し、あるいは別の実体的な媒体に、例えばプロットすることにより再現することができる。最後に、ステップ１６６において、レーザーが消灯され最初の出発位置に戻され、そして別の試験手順を開始するようにシステムを準備する。
【００３９】
装置１０により作られた高度に明確化された２次元断面輪郭は、現在知られている測定システムに見いだせない多くの利点を与える。前述のように、装置１０はプローブ３０を手動操作することなく自動的に位置決めする方法を提供する。更に、タイヤの子午線方向で位置を０.１２７mm（０.００５インチ）刻みに取ることにより、これまで得られなかったタイヤの極めて詳細を示す高度に明確化された再現が作られた。
【００４０】
本発明の目的は上述の構造と方法とにより満たされることが分かった。装置１０は、タイヤの円周に沿った適宜の希望位置におけるタイヤの平均断面輪郭又は高度に明確化された断面輪郭を作るために使用できる。プローブ３０を担持しているリニヤ−リニヤ−回転テーブル４０により、静止したタイヤ又は希望速度で回転しているタイヤのいずれも、タイヤに沿った適宜の位置で測定し得ることが認められるであろう。更に、この装置は、タイヤの特定部位を走査するために使用することができる。また収集されたデータを記憶し、そして品質管理の解析のために、他のタイヤと比較できることも認められるであろう。
【００４１】
本発明の最良のモードと好ましい実施例のみが与えられ詳細に説明されたが、本発明はこれに限定されないことを理解すべきである。従って、本発明の真の範囲及び外延の請求は特許請求の範囲による。
【００４２】
本発明の実施態様は以下の通りである。
【００４３】
１．外面を有するタイヤのタイヤ回転軸線まわりの回転方向位置を決定する手段、
タイヤの外面に並べて置かれたタイヤ外面の寸法データを収集する非接触式プローブを移動させる手段、及び
前記非接触式プローブと前記決定手段とによって検索されたデータを処理するための手段であって、外面の輪郭を作成するためにタイヤの回転方向位置と非接触式プローブの位置とを相関させる前記処理手段
を備え、タイヤ外面の輪郭を獲得するための装置。
【００４４】
２．前記非接触式プローブにより収集されたデータを最適にするために、寸法データの収集より前に、前記処理手段が前記移動手段を選択的に位置決めする実施態様１による装置。
【００４５】
３．前記移動手段が
第１の方向で動き得る第１のリニヤテーブル、
前記第１の方向と直交する第２の方向で、前記第１のリニヤテーブルに関して動き得る第２のリニヤテーブル、及び
前記第１の方向と前記第２の方向とにより形成される平面に垂直な軸線まわりで回転方向で、前記第２のリニヤテーブルに関して動き得る回転テーブルであって、前記非接触式プローブを担持している前記回転テーブル
を備える実施態様２による装置。
【００４６】
４．前記第１のリニヤテーブルから伸びている支持柱、及び
前記支持柱により担持される車軸であって、タイヤを担持している前記車軸を更に備え、前記決定手段が前記車軸の回転方向位置を監視する実施態様３による装置。
【００４７】
５．タイヤの平均断面輪郭を作成するために、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有するタイヤの外面を前記非接触式プローブが測定する間、前記車軸が前記処理手段により監視された速度で回転される実施態様４による装置。
【００４８】
６．タイヤの高度に明確化された平均断面輪郭を作成するために、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有するタイヤの外面を前記非接触式プローブが測定する間、前記車軸が一定位置に維持される実施態様４による装置。
【００４９】
７．外面を有するタイヤを車軸に取り付け、
非接触式プローブを外面に並べて位置決めし、
外面の測定を最適にするように前記非接触式プローブの照準を合わせ、そして外面の輪郭と相関した複数のデータ点を作るために前記非接触式プローブによりタイヤの外面を測定する
諸段階を含んだタイヤの輪郭の獲得方法。
【００５０】
８．位置決め段階が
第１のリニヤテーブルを第１の方向で動かし、
第２のリニヤテーブルを前記第１の方向と直角な第２の方向で動かし、
前記非接触式プローブを担持する回転テーブルを、前記第１の方向と前記第２の方向とにより定められる平面に垂直な軸線まわりで回転方向に動かす諸段階を含み、
前記回転テーブルが前記非接触式プローブを担持する実施態様７による方法。
【００５１】
９．照準合わせ段階が
ａ）タイヤの寸法データを入力し、
ｂ）前記非接触式プローブを推定出発位置に動かし、
ｃ）第１の寸法値を測定し、
ｄ）前記非接触式プローブを確認位置に動かし、
ｅ）第２の寸法値を測定し、
ｆ）期待された結果を確認するために前記第１の寸法値を前記第２の寸法値と比較し、前記期待結果が得られるまで段階ｂ）からｅ）を繰り返し、そして
ｇ）タイヤの外面を測定するための最適の位置と相関した前記期待値に基づき予定された特定値を読み取るように前記非接触式プローブを動かす
諸段階を含む実施態様８による方法。
【００５２】
１０．タイヤが内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有し、そして照準合わせの段階が
ａ）寸法データを入力し、
ｂ）前記非接触式プローブを、内側サイドウオールと並んだ位置の出発位置に動かし、
ｃ）内側サイドウオールに関する前記非接触式プローブの最適位置を決定し、
ｄ）前記内側サイドウオールについての前記非接触式プローブの最適位置に基づき外側サイドウオールと並んだ非接触式プローブの出発位置を計算し、
ｅ）外側サイドウオールに関する前記非接触式プローブの最適位置を決定することを含む実施態様８による方法。
【００５３】
１１．最適位置決定の段階が
ａ）前記非接触式プローブを推定出発位置に動かし、
ｂ）第１の寸法値を測定し、
ｃ）前記非接触式プローブを確認位置に動かし、
ｄ）第２の寸法値を測定し、
ｅ）期待された結果を確認するために前記第１の寸法値を前記第２の寸法値と比較し、前記期待結果が得られるまで段階ａ）からｄ）を繰り返し、そして
ｆ）タイヤの外面を測定するために最適の位置と相関した前記期待値に基づいた特定値を読み取るために前記非接触式プローブを動かす
諸段階を含む請求項１０による方法。
【００５４】
１２．タイヤが内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有し、そして外面測定の段階が
タイヤをその回転軸線まわりに回転させ、
外側サイドウオールを測定するために前記非接触式プローブの位置を段階的に動かし、
トレッドを測定するために前記非接触式プローブの位置を段階的に動かし、
内側サイドウオールを測定するために前記非接触式プローブの位置を段階的に動かし、そして
内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールの測定値からタイヤの平均断面輪郭を作成する
諸段階を更に含んだ実施態様８による方法。
【００５５】
１３．タイヤが内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有し、そして測定の段階が
タイヤをその回転軸線まわりに保持し、
外側サイドウオールを測定するために前記非接触式プローブの位置を段階的に動かし、
トレッドを測定するために前記非接触式プローブの位置を段階的に動かし、
内側サイドウオールを測定するために前記非接触式プローブの位置を段階的に動かし、そして
内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールの測定値からタイヤの高度に明確化された断面輪郭を作成する
諸段階を更に含んだ実施態様８による方法。
【００５６】
１４．第１の方向で動き得る第１のリニヤテーブル、
前記第１の方向と直交する第２の方向で、前記第１のリニヤテーブルに関して動き得る第２のリニヤテーブル、
前記第２の方向の平面において回転し得る第３の方向で前記第２のリニヤテーブルに関して動き得る回転テーブル、
前記第１のリニヤテーブルから伸びている支持柱であって、内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを有するタイヤが取り付けられた車軸を回転可能に支持している前記支持柱、
前記回転テーブルにより担持され、かつ内側サイドウオール、トレッド及び外側サイドウオールを測定する非接触式プローブ、
前記車軸に連結されこれの回転を監視するエンコーダー、及び
前記エンコーダー及び前記非接触式プローブに接続され、前記非接触式プローブの位置決めを制御しかつ前記エンコーダーにより監視されるタイヤの回転方向位置に関する前記非接触式プローブのタイヤ輪郭作成用の測定値を集めるためのプロセッサー
を備えるタイヤ輪郭の作成装置。
【００５７】
１５．前記非接触式プローブがレーザープローブであり、測定過程を最適にするために測定値の収集より前に前記第１のリニヤテーブル、前記第２のリニヤテーブル及び回転テーブルの移動を制御することにより前記プロセッサーが前記レーザープローブの位置決めをする実施態様１４による装置。
【００５８】
１６．前記レーザープローブは、タイヤの平均断面輪郭を作成するために、タイヤがその軸線まわりに回されている間に測定データを収集する実施態様１５による装置。
【００５９】
１７．前記レーザープローブは、タイヤの高度に明確化された断面輪郭を作成するために、タイヤがその軸線まわりで固定されている間に測定データを収集する実施態様１５による装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタイヤ輪郭の図式的な線図である。
【図２】図１の装置に使用されかつ測定値取得のための位置に自動的に非接触式プローブの照準を合わせる方法を包含した流れ図である。
【図３】図１の装置に使用されかつタイヤの平均断面輪郭を作成する方法を含んだ流れ図である。
【図４】図１の装置に使用されかつタイヤの高度に明確化された断面輪郭を作成する方法を含んだ流れ図である。
【符号の説明】
１０  タイヤ輪郭獲得装置
１４  内側サイドウオール
１６  外側トレッド面
１８  外側サイドウオール
２０  車軸
２２  ハブ
２７  軸受
２６  モーター
３０  非接触プローブ
３２  プロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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