JP2003054228A - トレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方法 - Google Patents
トレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方法Info
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- JP2003054228A JP2003054228A JP2001242770A JP2001242770A JP2003054228A JP 2003054228 A JP2003054228 A JP 2003054228A JP 2001242770 A JP2001242770 A JP 2001242770A JP 2001242770 A JP2001242770 A JP 2001242770A JP 2003054228 A JP2003054228 A JP 2003054228A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車体の挙動異常時のタイヤトレッドの変形を
検出して、車体の制御システムへ早期に異常信号を伝達
する。 【解決手段】 タイヤ１１は、タイヤトレッド１１ａの
内部に陽極電極１５及び負極電極１５をトレッド幅方向
に間隔を開けて埋設する。陽極電極１５及び負極電極１
５は、車体に搭載される電圧負荷ユニット１２及び電気
抵抗測定ユニット１３に無線で接続され、電圧負荷ユニ
ット１２による電圧負荷に伴う電極間のタイヤトレッド
ゴムの電気抵抗を電気抵抗測定ユニット１３で測定す
る。電気抵抗測定ユニット１３は所要間隔で測定を行い
現在の測定値と過去の測定値の差が一定以上になると車
体の制御システムへ異常信号を伝達する。
検出して、車体の制御システムへ早期に異常信号を伝達
する。 【解決手段】 タイヤ１１は、タイヤトレッド１１ａの
内部に陽極電極１５及び負極電極１５をトレッド幅方向
に間隔を開けて埋設する。陽極電極１５及び負極電極１
５は、車体に搭載される電圧負荷ユニット１２及び電気
抵抗測定ユニット１３に無線で接続され、電圧負荷ユニ
ット１２による電圧負荷に伴う電極間のタイヤトレッド
ゴムの電気抵抗を電気抵抗測定ユニット１３で測定す
る。電気抵抗測定ユニット１３は所要間隔で測定を行い
現在の測定値と過去の測定値の差が一定以上になると車
体の制御システムへ異常信号を伝達する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トレッド変形測定
手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方
法に関し、詳しくは、タイヤトレッドに埋設した電極に
電圧を負荷して得られる電気抵抗値の変化からタイヤト
レッドの変形量の検出を図り、車体の各種制御システム
への異常信号の伝達を早期に行うものである。
手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方
法に関し、詳しくは、タイヤトレッドに埋設した電極に
電圧を負荷して得られる電気抵抗値の変化からタイヤト
レッドの変形量の検出を図り、車体の各種制御システム
への異常信号の伝達を早期に行うものである。
【０００２】
【従来の技術】昨今、自動車の安全性向上等の観点か
ら、ＡＢＳ（アンチ・ロックブレーキシステム）は標準
装備されることが多く、また、トラクション・コントロ
ールシステム等の各種の制御システムも適用される車種
が増加している。これらの制御システムは、基本的に車
体に設けたセンサー等で車体の挙動を検出し、検出され
た結果に基づき各種制御を行っている。
ら、ＡＢＳ（アンチ・ロックブレーキシステム）は標準
装備されることが多く、また、トラクション・コントロ
ールシステム等の各種の制御システムも適用される車種
が増加している。これらの制御システムは、基本的に車
体に設けたセンサー等で車体の挙動を検出し、検出され
た結果に基づき各種制御を行っている。
【０００３】例えば、ＡＢＳの場合では、車軸等にセン
サーを設け、検出された車輪回転速度と推定の車体速度
から間接的にスリップ率等を算出し、予め設定された範
囲内でシステムを作動させて所要の制御を行っている。
サーを設け、検出された車輪回転速度と推定の車体速度
から間接的にスリップ率等を算出し、予め設定された範
囲内でシステムを作動させて所要の制御を行っている。
【０００４】また、挙動検出用のセンサーを車軸等に設
ける以外には、特開平７−８１３３７号、特開平１１−
２４８７２５号、特願平９−１１７９２号においてタイ
ヤのトレッド部にセンサーを取り付けることが開示され
ている。
ける以外には、特開平７−８１３３７号、特開平１１−
２４８７２５号、特願平９−１１７９２号においてタイ
ヤのトレッド部にセンサーを取り付けることが開示され
ている。
【０００５】図７は、特開平７−８１３３７号で開示さ
れているタイヤ歪み警報装置１であり、タイヤＴのトレ
ッド部Ｔａに電極２を、リムＲに電極３を取り付け、こ
れら電極２、３に検出手段４Ａ、比較手段４Ｂ、警報手
段４Ｃ等を接続している。空気量不足等によりタイヤＴ
が歪むと、電極２、３間の距離も短くなるので、電極
２、３間の静電容量を随時測定して測定値が一定レベル
を越えると警告するものである。
れているタイヤ歪み警報装置１であり、タイヤＴのトレ
ッド部Ｔａに電極２を、リムＲに電極３を取り付け、こ
れら電極２、３に検出手段４Ａ、比較手段４Ｂ、警報手
段４Ｃ等を接続している。空気量不足等によりタイヤＴ
が歪むと、電極２、３間の距離も短くなるので、電極
２、３間の静電容量を随時測定して測定値が一定レベル
を越えると警告するものである。
【０００６】また、図８は、特開平１１−２４８７２５
号に開示されているタイヤ回転センサ５であり、タイヤ
Ｔのトレッド部Ｔａの内面に間隔をあけて二個取り付け
られて、タイヤ回転センサ５が取り付けられた箇所のト
レッド部Ｔａが接地すると、信号を発生してタイヤの回
転を検知している。
号に開示されているタイヤ回転センサ５であり、タイヤ
Ｔのトレッド部Ｔａの内面に間隔をあけて二個取り付け
られて、タイヤ回転センサ５が取り付けられた箇所のト
レッド部Ｔａが接地すると、信号を発生してタイヤの回
転を検知している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＡＢＳ等の各種制御シ
ステムは、システムの応答速度等を考慮すると、センサ
ー等からの検出が早ければ、それに対応したより迅速な
応答が可能となり、自動車の挙動を安全確実に制御する
ことが可能となる。よって、車体の挙動を最も早く検出
できる箇所は、路面と接しているタイヤであるので、タ
イヤの状況、特に、路面との接触により変化している状
況を検知できれば、一段と迅速かつ安全な制御が可能と
なる。
ステムは、システムの応答速度等を考慮すると、センサ
ー等からの検出が早ければ、それに対応したより迅速な
応答が可能となり、自動車の挙動を安全確実に制御する
ことが可能となる。よって、車体の挙動を最も早く検出
できる箇所は、路面と接しているタイヤであるので、タ
イヤの状況、特に、路面との接触により変化している状
況を検知できれば、一段と迅速かつ安全な制御が可能と
なる。
【０００８】よって、現在のＡＢＳ等では、車体挙動の
検知を行うセンサーは、車軸等に設けられているため、
間接的な検知となり、どうしても誤差等が大きくなり精
度が高く且つ迅速な検知が行えず、制御の内容も実際の
状況とは乖離したり、応答も素早く行えない問題があ
る。
検知を行うセンサーは、車軸等に設けられているため、
間接的な検知となり、どうしても誤差等が大きくなり精
度が高く且つ迅速な検知が行えず、制御の内容も実際の
状況とは乖離したり、応答も素早く行えない問題があ
る。
【０００９】また、図７のタイヤ歪み警報装置１や図８
のタイヤ回転センサ５では、タイヤのトレッド部に直
接、電極あるいはセンサを取り付けているため、より直
接的な検出が可能であるが、図７のタイヤ歪み警報装置
１は、結局、タイヤのサイドウォール部の歪みを測定し
ていることになり、タイヤの接地しているトレッド部の
状況は検出できない問題がある。また、タイヤ歪み警報
装置１では、タイヤのトレッド部とリム部にそれぞれ電
極を取り付ける必要があるため、取り付けに手間がかか
り、リム部も専用品となりコストも非常に上昇する問題
がある。
のタイヤ回転センサ５では、タイヤのトレッド部に直
接、電極あるいはセンサを取り付けているため、より直
接的な検出が可能であるが、図７のタイヤ歪み警報装置
１は、結局、タイヤのサイドウォール部の歪みを測定し
ていることになり、タイヤの接地しているトレッド部の
状況は検出できない問題がある。また、タイヤ歪み警報
装置１では、タイヤのトレッド部とリム部にそれぞれ電
極を取り付ける必要があるため、取り付けに手間がかか
り、リム部も専用品となりコストも非常に上昇する問題
がある。
【００１０】また、タイヤ回転センサ５は、車軸で検知
するより高精度で車輪の回転状況を検知できるが、検知
できるのは回転状況のみなので、トレッド部が実際にど
のような過重がかかって変化しているまで検出できず、
きめ細かい制御を行うには、検出データが不足する問題
がある。
するより高精度で車輪の回転状況を検知できるが、検知
できるのは回転状況のみなので、トレッド部が実際にど
のような過重がかかって変化しているまで検出できず、
きめ細かい制御を行うには、検出データが不足する問題
がある。
【００１１】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
ものであり、トレッド部に付加される応力によるトレッ
ド部の変化から、タイヤのトレッド部が路面と接触して
いる状況を検出して、きめの細かい各種制御に貢献する
ことを課題としている。
ものであり、トレッド部に付加される応力によるトレッ
ド部の変化から、タイヤのトレッド部が路面と接触して
いる状況を検出して、きめの細かい各種制御に貢献する
ことを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、タイヤトレッド内部にトレッド幅方向に
間隔をあけて少なくとも一組の陽極電極と負極電極とを
埋設し、該陽極電極と負極電極との間でタイヤトレッド
ゴムに負荷される電圧による電気抵抗を測定して、該測
定された電気抵抗からタイヤトレッドの変形量を判断す
る構成としているトレッド変形測定手段を備えたタイヤ
を提供している。
め、本発明は、タイヤトレッド内部にトレッド幅方向に
間隔をあけて少なくとも一組の陽極電極と負極電極とを
埋設し、該陽極電極と負極電極との間でタイヤトレッド
ゴムに負荷される電圧による電気抵抗を測定して、該測
定された電気抵抗からタイヤトレッドの変形量を判断す
る構成としているトレッド変形測定手段を備えたタイヤ
を提供している。
【００１３】上記タイヤに埋設する陽極電極と負極電極
は、車体に搭載する電圧負荷手段および抵抗測定手段と
無線で接続している。このようにタイヤトレッド部に陽
極電極及び負極電極を埋設すると、タイヤトレッドゴム
のゴム組成物は導電性を有するカーボンブラックを含有
しているため、タイヤトレッドゴム自体の電気抵抗を測
定することができる。トレッドゴムに圧縮や剪断等の各
種応力が付加された場合、電気抵抗値も急激に変化する
ことを本出願人は知見しており、また、タイヤのトレッ
ドゴムは、一定走行時では周期的に変形しているが、ス
リップ等の異常時にはトレッドゴムが急激に変化してい
ることが知られている。
は、車体に搭載する電圧負荷手段および抵抗測定手段と
無線で接続している。このようにタイヤトレッド部に陽
極電極及び負極電極を埋設すると、タイヤトレッドゴム
のゴム組成物は導電性を有するカーボンブラックを含有
しているため、タイヤトレッドゴム自体の電気抵抗を測
定することができる。トレッドゴムに圧縮や剪断等の各
種応力が付加された場合、電気抵抗値も急激に変化する
ことを本出願人は知見しており、また、タイヤのトレッ
ドゴムは、一定走行時では周期的に変形しているが、ス
リップ等の異常時にはトレッドゴムが急激に変化してい
ることが知られている。
【００１４】よって、タイヤトレッド部に埋設された陽
極電極及び負極電極に電圧を負荷して電気抵抗値を測定
して監察しておれば、急激な変化が生じた時は、トレッ
ド部の接地状況が異常であると判断できる。この判断を
ＡＢＳ等の制御システムへフィードバックすることで、
従来より早い検知に基づく迅速な制御が可能となり、車
体挙動の安定をより高レベルで行うことができる。な
お、電気抵抗値を考える際は、測定された電気抵抗値が
体積固有抵抗か表面抵抗であるかを明確にすることが必
要であるが、本発明においては、路面と接するタイヤト
レッドという性格上、所要の間隔をあけて電極を埋設
し、電圧負荷状態の電気抵抗値を測定することと規定す
る。
極電極及び負極電極に電圧を負荷して電気抵抗値を測定
して監察しておれば、急激な変化が生じた時は、トレッ
ド部の接地状況が異常であると判断できる。この判断を
ＡＢＳ等の制御システムへフィードバックすることで、
従来より早い検知に基づく迅速な制御が可能となり、車
体挙動の安定をより高レベルで行うことができる。な
お、電気抵抗値を考える際は、測定された電気抵抗値が
体積固有抵抗か表面抵抗であるかを明確にすることが必
要であるが、本発明においては、路面と接するタイヤト
レッドという性格上、所要の間隔をあけて電極を埋設
し、電圧負荷状態の電気抵抗値を測定することと規定す
る。
【００１５】上記少なくとも一組の陽極側電極及び負極
側電極をトレッド周方向に間隔をあけて複数埋設してい
ることが好ましい。このように周方向にもペアとなる電
極を設けると、タイヤが一回転する間に、複数回の測定
が可能となり一段ときめの細かい制御が可能となる。例
えば、周方向に二組電極を埋設すれば、一回転に二回測
定が可能となり、埋設数を増加させるほど測定回数も増
加できる。なお、各組の間隔が狭い場合等は、異なる組
間で通電してしまうおそれもあるので、組間に絶縁板等
を埋設して異なる組間の電気抵抗は測定しないようにす
るのが好ましい。
側電極をトレッド周方向に間隔をあけて複数埋設してい
ることが好ましい。このように周方向にもペアとなる電
極を設けると、タイヤが一回転する間に、複数回の測定
が可能となり一段ときめの細かい制御が可能となる。例
えば、周方向に二組電極を埋設すれば、一回転に二回測
定が可能となり、埋設数を増加させるほど測定回数も増
加できる。なお、各組の間隔が狭い場合等は、異なる組
間で通電してしまうおそれもあるので、組間に絶縁板等
を埋設して異なる組間の電気抵抗は測定しないようにす
るのが好ましい。
【００１６】上記タイヤトレッドゴムのカーボンブラッ
クの配合量は、５ｐｈｒ以上５０ｐｈｒ以下としてい
る。上記数値範囲にすると、種々の電圧でも一定の精度
で電気抵抗を測定できる。なお、電圧が１００ボルト以
上１０００ボルト未満であれば、カーボンブラックは３
０ｐｈｒより小さくすることが好適であり、電圧が、１
０ボルト以上１００ボルト未満であれば、カーボンブラ
ックは３０ｐｈｒより大きくすることが好適である。
クの配合量は、５ｐｈｒ以上５０ｐｈｒ以下としてい
る。上記数値範囲にすると、種々の電圧でも一定の精度
で電気抵抗を測定できる。なお、電圧が１００ボルト以
上１０００ボルト未満であれば、カーボンブラックは３
０ｐｈｒより小さくすることが好適であり、電圧が、１
０ボルト以上１００ボルト未満であれば、カーボンブラ
ックは３０ｐｈｒより大きくすることが好適である。
【００１７】また、本発明は、上記電極埋設タイヤの陽
極電極と負極電極に電圧負荷手段および抵抗測定手段を
接続し、上記電圧負荷手段で上記陽極電極と負極電極間
に電圧を負荷して、これら電極間のタイヤトレッドの電
気抵抗値を測定し、上記電気抵抗値の変化からタイヤト
レッドの変形量を判断しているタイヤトレッドの変形検
出方法も提供している。
極電極と負極電極に電圧負荷手段および抵抗測定手段を
接続し、上記電圧負荷手段で上記陽極電極と負極電極間
に電圧を負荷して、これら電極間のタイヤトレッドの電
気抵抗値を測定し、上記電気抵抗値の変化からタイヤト
レッドの変形量を判断しているタイヤトレッドの変形検
出方法も提供している。
【００１８】このように、電圧負荷手段と抵抗測定手段
を車体に設け、電極埋設タイヤの各電極に接続すると、
確実に電気抵抗を測定でき、それに伴いタイヤトレッド
の変形量、即ち、タイヤの接地状況を詳細に検出でき
る。即ち、タイヤの接地状況が異常である状態を検出す
ることを主眼としているため、通常走行時の電気抵抗値
と異常時の電気抵抗値の比較を行うだけで目的は達成で
き、本発明では、一組の電極間のトータルの電気抵抗値
を比較している。なお、タイヤは回転するため、各電極
への電気抵抗値の送受は無線で行うようにすることが好
ましく、Ａ／Ｄ変換データ無線送信等が適用できる。こ
のように無線送信を用いることにより、電圧負荷手段や
抵抗測定手段は車体側に搭載している。
を車体に設け、電極埋設タイヤの各電極に接続すると、
確実に電気抵抗を測定でき、それに伴いタイヤトレッド
の変形量、即ち、タイヤの接地状況を詳細に検出でき
る。即ち、タイヤの接地状況が異常である状態を検出す
ることを主眼としているため、通常走行時の電気抵抗値
と異常時の電気抵抗値の比較を行うだけで目的は達成で
き、本発明では、一組の電極間のトータルの電気抵抗値
を比較している。なお、タイヤは回転するため、各電極
への電気抵抗値の送受は無線で行うようにすることが好
ましく、Ａ／Ｄ変換データ無線送信等が適用できる。こ
のように無線送信を用いることにより、電圧負荷手段や
抵抗測定手段は車体側に搭載している。
【００１９】上記電圧負荷手段により負荷される電圧
は、１ボルト以上１０００ボルト以下であり、上記抵抗
測定手段は一定間隔毎に電気抵抗値を測定している。負
荷電圧を上記のように規定しているのは、１ボルト未満
であれば、電気抵抗値が安定しないからであり、１００
０ボルトを越える場合は、電気抵抗値が低くなりすぎ
て、常時導電状態となり、タイヤトレッドの変形に対す
る電気抵抗値の変化の応答性が悪化するためである。ま
た、電気抵抗値の測定は一定間隔にすることで、周期的
な変化か、異常な変化であるかを確実に判別することが
できる。
は、１ボルト以上１０００ボルト以下であり、上記抵抗
測定手段は一定間隔毎に電気抵抗値を測定している。負
荷電圧を上記のように規定しているのは、１ボルト未満
であれば、電気抵抗値が安定しないからであり、１００
０ボルトを越える場合は、電気抵抗値が低くなりすぎ
て、常時導電状態となり、タイヤトレッドの変形に対す
る電気抵抗値の変化の応答性が悪化するためである。ま
た、電気抵抗値の測定は一定間隔にすることで、周期的
な変化か、異常な変化であるかを確実に判別することが
できる。
【００２０】上記抵抗測定手段の測定間隔は、０．００
０２秒以上０．０５秒以下であることが好ましい。異常
状態が発生するレベルでのタイヤは、０．０６秒から
０．１１秒で一回転しており、一回転以内で少なくとも
一回測定するために、上限を０．０５秒に設定する。ま
た、間隔が余りにも短すぎると、データ処理が追従でき
なくなるため、下限を０．０００２秒に設定する。な
お、現時点の抵抗測定値は、およそ過去０．０５秒間等
の抵抗測定平均値と比較して、直前平均値よりも約１０
％よりも大きな抵抗値になるときを異常と診断して、制
御システムにフィードバックすることが好ましく、この
ような比較判断機能を抵抗測定手段に備えさせるか、あ
るいは、別体で比較判断手段を設ける必要がある。
０２秒以上０．０５秒以下であることが好ましい。異常
状態が発生するレベルでのタイヤは、０．０６秒から
０．１１秒で一回転しており、一回転以内で少なくとも
一回測定するために、上限を０．０５秒に設定する。ま
た、間隔が余りにも短すぎると、データ処理が追従でき
なくなるため、下限を０．０００２秒に設定する。な
お、現時点の抵抗測定値は、およそ過去０．０５秒間等
の抵抗測定平均値と比較して、直前平均値よりも約１０
％よりも大きな抵抗値になるときを異常と診断して、制
御システムにフィードバックすることが好ましく、この
ような比較判断機能を抵抗測定手段に備えさせるか、あ
るいは、別体で比較判断手段を設ける必要がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる
電極ｄを埋設したタイヤ１１を装着した車体１０を示し
ており、タイヤ１１の電極ｄと、車体に搭載した電圧負
荷手段である電圧負荷ユニット１２および抵抗測定手段
である抵抗測定ユニット１３を、送信手段であるＡ／Ｄ
変換データ無線送受機能を有する送信部１４を介して非
接触的に導通接続させている。
参照して説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる
電極ｄを埋設したタイヤ１１を装着した車体１０を示し
ており、タイヤ１１の電極ｄと、車体に搭載した電圧負
荷手段である電圧負荷ユニット１２および抵抗測定手段
である抵抗測定ユニット１３を、送信手段であるＡ／Ｄ
変換データ無線送受機能を有する送信部１４を介して非
接触的に導通接続させている。
【００２２】図２（Ａ）（Ｂ）は、電極ｄを埋設したタ
イヤ１１であり、タイヤトレッド１１ａの一箇所１１ｂ
にトレッド幅方向へ間隔をあけて一組の陽極電極１５、
負極電極１６を埋設している。本実施形態では、陽極電
極１５、負極電極１６は銅箔製のものを使用し、タイヤ
トレッド１１ａの溝部１１ｃに挟まれた凸部１１ｄに５
ｃｍの間隔をあけて埋設している。これら各陽極電極１
５、負極電極１６は、車体１０の電圧負荷ユニット１２
により各電極間に所要電圧がかけられ、抵抗測定ユニッ
ト１３により各電極間の電気抵抗、即ちトレッドゴムの
電気抵抗を測定するようにしている。
イヤ１１であり、タイヤトレッド１１ａの一箇所１１ｂ
にトレッド幅方向へ間隔をあけて一組の陽極電極１５、
負極電極１６を埋設している。本実施形態では、陽極電
極１５、負極電極１６は銅箔製のものを使用し、タイヤ
トレッド１１ａの溝部１１ｃに挟まれた凸部１１ｄに５
ｃｍの間隔をあけて埋設している。これら各陽極電極１
５、負極電極１６は、車体１０の電圧負荷ユニット１２
により各電極間に所要電圧がかけられ、抵抗測定ユニッ
ト１３により各電極間の電気抵抗、即ちトレッドゴムの
電気抵抗を測定するようにしている。
【００２３】また、タイヤ１１のトレッドゴムに配合さ
れるカーボンブラックの配合量は、本実施形態では２５
ｐｈｒとして、タイヤトレッド１１ａに所要の導通性を
確保している。
れるカーボンブラックの配合量は、本実施形態では２５
ｐｈｒとして、タイヤトレッド１１ａに所要の導通性を
確保している。
【００２４】一方、車体に搭載される電圧負荷ユニット
１２は、５００ボルトの電圧を出力して、タイヤ１１の
陽極電極１５、負極電極１６に上記電圧をかけるように
している。また、抵抗測定ユニット１３は、０．００５
秒間隔で陽極電極１５と負極電極１６間の電気抵抗を測
定するようにしている。また、抵抗測定ユニット１３
は、測定値を記録しておくメモリ部、現在の測定値と直
近の測定値或いは直近の平均値とを比較して現在の測定
値が記録された測定値よりも１０％以上大きくなると、
車体１０に搭載されているＡＢＳ等の制御システムへ異
常信号を出力する比較判断部を内蔵している。
１２は、５００ボルトの電圧を出力して、タイヤ１１の
陽極電極１５、負極電極１６に上記電圧をかけるように
している。また、抵抗測定ユニット１３は、０．００５
秒間隔で陽極電極１５と負極電極１６間の電気抵抗を測
定するようにしている。また、抵抗測定ユニット１３
は、測定値を記録しておくメモリ部、現在の測定値と直
近の測定値或いは直近の平均値とを比較して現在の測定
値が記録された測定値よりも１０％以上大きくなると、
車体１０に搭載されているＡＢＳ等の制御システムへ異
常信号を出力する比較判断部を内蔵している。
【００２５】上記電極埋設タイヤ１１を装着した車体１
０におけるタイヤトレッドの変形検出は、以下のような
内容になる。車体１０の走行中、タイヤ１１の陽極電極
１５、負極電極１６間には常時、電圧負荷ユニット１２
により５００ボルトの電圧がかけられており、これら電
極間の電気抵抗を０．００５秒間隔で抵抗測定ユニット
１３により測定している。
０におけるタイヤトレッドの変形検出は、以下のような
内容になる。車体１０の走行中、タイヤ１１の陽極電極
１５、負極電極１６間には常時、電圧負荷ユニット１２
により５００ボルトの電圧がかけられており、これら電
極間の電気抵抗を０．００５秒間隔で抵抗測定ユニット
１３により測定している。
【００２６】車体１０の走行が一定走行であれば、図３
（Ａ）に示すように、タイヤトレッド１１ａの変形も周
期的な緩やかな変形となり、それに伴い抵抗測定ユニッ
ト１３で測定される現在の抵抗値と過去の抵抗値の差も
１０％の範囲内に収まっているので、抵抗測定ユニット
１３は比較判断部より異常信号を出力していない。
（Ａ）に示すように、タイヤトレッド１１ａの変形も周
期的な緩やかな変形となり、それに伴い抵抗測定ユニッ
ト１３で測定される現在の抵抗値と過去の抵抗値の差も
１０％の範囲内に収まっているので、抵抗測定ユニット
１３は比較判断部より異常信号を出力していない。
【００２７】一方、車体１０が走行中にスリップする
と、タイヤ１１には、通常の走行ではかからない大きさ
の圧縮あるいは剪断等の各種応力が種々の方向から付加
され、図３（Ｂ）に示すように、タイヤトレッド１１ａ
が大きく変形する。このように変形すると、陽極電極１
５、負極電極１６間に存在するトレッドゴムの電気抵抗
は急激に増大し、抵抗測定ユニット１３での現在の抵抗
値と過去の抵抗値の差が１０％以上となり、抵抗測定ユ
ニット１３は比較判断部より異常信号を車体１０の制御
システムへ出力している。
と、タイヤ１１には、通常の走行ではかからない大きさ
の圧縮あるいは剪断等の各種応力が種々の方向から付加
され、図３（Ｂ）に示すように、タイヤトレッド１１ａ
が大きく変形する。このように変形すると、陽極電極１
５、負極電極１６間に存在するトレッドゴムの電気抵抗
は急激に増大し、抵抗測定ユニット１３での現在の抵抗
値と過去の抵抗値の差が１０％以上となり、抵抗測定ユ
ニット１３は比較判断部より異常信号を車体１０の制御
システムへ出力している。
【００２８】異常信号を受けた制御システムは、即座に
ＡＢＳ等を適宜作動させて車体の挙動を安定する方向に
制御している。このように本発明では、車体に挙動変化
が生じる場合、車体の中で最も早く変化が生じる箇所で
ある路面との接触箇所のタイヤトレッドの変化状況を始
終を検出しているので、従来に比べて車体の挙動変化を
早い時期に検出でき、それに伴い、検出を受けて応答す
る各種制御ユニットも従来より早い時期に作動制御で
き、その結果、車体の挙動をより早く、より安全に制御
している。
ＡＢＳ等を適宜作動させて車体の挙動を安定する方向に
制御している。このように本発明では、車体に挙動変化
が生じる場合、車体の中で最も早く変化が生じる箇所で
ある路面との接触箇所のタイヤトレッドの変化状況を始
終を検出しているので、従来に比べて車体の挙動変化を
早い時期に検出でき、それに伴い、検出を受けて応答す
る各種制御ユニットも従来より早い時期に作動制御で
き、その結果、車体の挙動をより早く、より安全に制御
している。
【００２９】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、トレッドゴムの配合量は負荷される電圧に応
じて５ｐｈｒ以上１００ｐｈｒ以下の範囲で適宜設定し
てもよい。また、電圧負荷ユニット１２が電極にかける
電圧も１ボルト以上１０００ボルト以下であれば適宜設
定可能であり、抵抗測定ユニット１３の測定間隔も、車
体の走行速度レンジを考慮して、０．０００２秒以上
０．０５秒以下の範囲で適宜設定してもよい。
ではなく、トレッドゴムの配合量は負荷される電圧に応
じて５ｐｈｒ以上１００ｐｈｒ以下の範囲で適宜設定し
てもよい。また、電圧負荷ユニット１２が電極にかける
電圧も１ボルト以上１０００ボルト以下であれば適宜設
定可能であり、抵抗測定ユニット１３の測定間隔も、車
体の走行速度レンジを考慮して、０．０００２秒以上
０．０５秒以下の範囲で適宜設定してもよい。
【００３０】更に精度よくタイヤトレッドの変化を測定
する場合は、タイヤに埋設する一組の陽極電極と負極電
極の組数を増加してもよく、例えば、タイヤの対向箇所
に二組の電極を埋設したり、或いは、タイヤを周方向に
３等分した箇所に三組の電極を埋設するようにしてもよ
い。このように複数組の電極を埋設した場合は、抵抗測
定ユニットの測定間隔を短縮して、各組毎を連続して測
定して、現在と過去の測定値を比較してもよく、また、
抵抗測定ユニットを各組毎分用意して、各組毎に独立し
て、上述した測定を行うようにしてもよい。
する場合は、タイヤに埋設する一組の陽極電極と負極電
極の組数を増加してもよく、例えば、タイヤの対向箇所
に二組の電極を埋設したり、或いは、タイヤを周方向に
３等分した箇所に三組の電極を埋設するようにしてもよ
い。このように複数組の電極を埋設した場合は、抵抗測
定ユニットの測定間隔を短縮して、各組毎を連続して測
定して、現在と過去の測定値を比較してもよく、また、
抵抗測定ユニットを各組毎分用意して、各組毎に独立し
て、上述した測定を行うようにしてもよい。
【００３１】次に、本出願人が電気抵抗を確実に測定で
きるようにタイヤのカーボンブラック配合量と負荷電圧
の関係を調べるために行った実験内容を以下に説明す
る。上記実験は、図４に示すように、タイヤのトレッド
部分２０のみを形成し、形成したトレッド部分２０の一
部２０ａを切り取り、銅箔製の陽極電極２１および負極
電極２２を５ｃｍの間隔をあけて埋設し、その上から切
り取った箇所を埋める大きさのトレッドブロック２５を
接着剤で貼り付けた。このようにして、陽極電極２１お
よび負極電極２２に接着剤が付着しないようにし、正確
な電気抵抗が測定できるようにした。
きるようにタイヤのカーボンブラック配合量と負荷電圧
の関係を調べるために行った実験内容を以下に説明す
る。上記実験は、図４に示すように、タイヤのトレッド
部分２０のみを形成し、形成したトレッド部分２０の一
部２０ａを切り取り、銅箔製の陽極電極２１および負極
電極２２を５ｃｍの間隔をあけて埋設し、その上から切
り取った箇所を埋める大きさのトレッドブロック２５を
接着剤で貼り付けた。このようにして、陽極電極２１お
よび負極電極２２に接着剤が付着しないようにし、正確
な電気抵抗が測定できるようにした。
【００３２】陽極電極２１および負極電極２２には、負
荷電圧を調整できる電気抵抗測定器２３（アドバンテス
ト社製）を接続し、図中の黒矢印方向に１ｋｇｆ／ｃｍ
2の応力を重錘により付加して、電気抵抗の変化状況、
即ち、明確なピークが生じて、確実に電気抵抗値を特定
できるかを判断した。上記ピーク時間は、応力を付加し
てから、電気抵抗値がピークに達するまでの時間を電気
抵抗測定器２３に接続したデジタルオシロスコープ２４
により測定した。なお、デジタルオシロスコープ２４の
測定間隔（周波数）は、０．００５秒間隔（２００Ｈ
ｚ）に設定した。
荷電圧を調整できる電気抵抗測定器２３（アドバンテス
ト社製）を接続し、図中の黒矢印方向に１ｋｇｆ／ｃｍ
2の応力を重錘により付加して、電気抵抗の変化状況、
即ち、明確なピークが生じて、確実に電気抵抗値を特定
できるかを判断した。上記ピーク時間は、応力を付加し
てから、電気抵抗値がピークに達するまでの時間を電気
抵抗測定器２３に接続したデジタルオシロスコープ２４
により測定した。なお、デジタルオシロスコープ２４の
測定間隔（周波数）は、０．００５秒間隔（２００Ｈ
ｚ）に設定した。
【００３３】実験用のトレッド部分２０は、カーボンブ
ラックが５０重量部と２５重量部のものを二種類製作し
た。具体的なゴム成分は、ＳＢＲ（スチレンブタジエン
ゴム）１５０２を１００重量部、カーボンブラックのＮ
２２０を５０重量部あるいは２５重量部、老防を１．５
重量部、ステアリン酸を２．０重量部、酸化亜鉛を２．
５重量部をニーダー６０％充填で混合し、その後、硫黄
を１．３重量部、促進剤ＣＺを１．８重量部を加えてオ
ープンロールで混合して得た材料をトレッド形状に形成
して、１５分間、１７０℃で加硫し、カーボンブラック
が５０重量部のトレッド部分２０Ａと、カーボンブラッ
クが２５重量部のトレッド部分２０Ｂを完成させた。
ラックが５０重量部と２５重量部のものを二種類製作し
た。具体的なゴム成分は、ＳＢＲ（スチレンブタジエン
ゴム）１５０２を１００重量部、カーボンブラックのＮ
２２０を５０重量部あるいは２５重量部、老防を１．５
重量部、ステアリン酸を２．０重量部、酸化亜鉛を２．
５重量部をニーダー６０％充填で混合し、その後、硫黄
を１．３重量部、促進剤ＣＺを１．８重量部を加えてオ
ープンロールで混合して得た材料をトレッド形状に形成
して、１５分間、１７０℃で加硫し、カーボンブラック
が５０重量部のトレッド部分２０Ａと、カーボンブラッ
クが２５重量部のトレッド部分２０Ｂを完成させた。
【００３４】トレッド部分２０Ａを用いて、陽極電極２
１および負極電極２２に負荷電圧を０．５ボルトにした
場合を比較例１、以下、１ボルトにした場合を実施例
１、１０ボルトにした場合を実施例２として、これらの
実験結果を表１に示す。
１および負極電極２２に負荷電圧を０．５ボルトにした
場合を比較例１、以下、１ボルトにした場合を実施例
１、１０ボルトにした場合を実施例２として、これらの
実験結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】実施例１では、電気抵抗がピークに至る時
間は０．０１秒であり、また、実施例２では、電気抵抗
がピークに至る時間も０．０１秒であり、図５にも示す
ように、実施例２では、明確にピークを特定することが
できた。一方、比較例１では、ベースが乱れピークを特
定して検出することができなかった。
間は０．０１秒であり、また、実施例２では、電気抵抗
がピークに至る時間も０．０１秒であり、図５にも示す
ように、実施例２では、明確にピークを特定することが
できた。一方、比較例１では、ベースが乱れピークを特
定して検出することができなかった。
【００３７】上記実験結果より、カーボンブラックが５
０重量部を越えれば、電圧は少なくとも１ボルト以上負
荷しなければ、明確にピークを特定できず、それに伴い
電気抵抗値も測定できないことが判明した。上記実験よ
り本出願人は鋭意各種実験を続け、カーボンブラックが
３０重量部を越えると負荷する電圧を１０ボルト以上１
００ボルト未満の範囲に設定することが好適であるが、
他の配合剤の影響により上記数値および電圧範囲が変動
することが確認出来た。
０重量部を越えれば、電圧は少なくとも１ボルト以上負
荷しなければ、明確にピークを特定できず、それに伴い
電気抵抗値も測定できないことが判明した。上記実験よ
り本出願人は鋭意各種実験を続け、カーボンブラックが
３０重量部を越えると負荷する電圧を１０ボルト以上１
００ボルト未満の範囲に設定することが好適であるが、
他の配合剤の影響により上記数値および電圧範囲が変動
することが確認出来た。
【００３８】また、トレッド部２０Ｂを用いて、陽極電
極２１および負極電極２２に負荷電圧を１５００ボルト
にした場合を比較例２、以下、５００ボルトにした場合
を実施例３、１０００ボルトにした場合を実施例４とし
て、これらの実験結果を表２に示す。
極２１および負極電極２２に負荷電圧を１５００ボルト
にした場合を比較例２、以下、５００ボルトにした場合
を実施例３、１０００ボルトにした場合を実施例４とし
て、これらの実験結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】実施例３では、電気抵抗がピークに至る時
間は０．００５秒と非常に短く、図６に示すようにピー
クを明確に特定して検出できた。また、実施例４では、
電気抵抗がピークに至る時間は０．０１秒であった。一
方、比較例２では、ピークがベースの１０％以下となり
明確なピークを特定して検出することができなかった。
間は０．００５秒と非常に短く、図６に示すようにピー
クを明確に特定して検出できた。また、実施例４では、
電気抵抗がピークに至る時間は０．０１秒であった。一
方、比較例２では、ピークがベースの１０％以下となり
明確なピークを特定して検出することができなかった。
【００４１】上記実験結果より、カーボンブラックが２
５重量部を越えれば、電圧は少なくとも５００ボルト以
上負荷すれば好適であるが、１５００ボルトを越える
と、明確にピークを特定できず、それに伴い電気抵抗値
も測定できないことが判明した。 上記実験より本出願
人は鋭意各種実験を続け、カーボンブラックが３０重量
部未満であると、負荷する電圧を１００ボルト以上１０
００ボルト未満にすることが好適であるが、他の配合剤
の影響により上記数値および電圧範囲が変動することを
確認した。
５重量部を越えれば、電圧は少なくとも５００ボルト以
上負荷すれば好適であるが、１５００ボルトを越える
と、明確にピークを特定できず、それに伴い電気抵抗値
も測定できないことが判明した。 上記実験より本出願
人は鋭意各種実験を続け、カーボンブラックが３０重量
部未満であると、負荷する電圧を１００ボルト以上１０
００ボルト未満にすることが好適であるが、他の配合剤
の影響により上記数値および電圧範囲が変動することを
確認した。
【００４２】
【発明の効果】上記した説明より明らかなように、本発
明のトレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤ
トレッドの変形検出方法を用いると、異常時に車体にお
いて最も速く挙動の変化が生じるタイヤトレッドの変化
を検出できるため、車体に搭載される各種制御システム
へ早い時期に異常信号を送ることができ、それに伴い、
制御システムも早い時期に応答して、車体の挙動を制御
でき、より安全な車体の走行を確保することができる。
明のトレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤ
トレッドの変形検出方法を用いると、異常時に車体にお
いて最も速く挙動の変化が生じるタイヤトレッドの変化
を検出できるため、車体に搭載される各種制御システム
へ早い時期に異常信号を送ることができ、それに伴い、
制御システムも早い時期に応答して、車体の挙動を制御
でき、より安全な車体の走行を確保することができる。
【００４３】また、上記電極を埋設したタイヤのカーボ
ンブラックの配合量、電極にかける電圧、電気抵抗の測
定時間は、一定の範囲で適宜設定可能であるため、電極
埋設タイヤを装着する自動車の種類等に応じて適切なも
のを選択でき、その結果、車体の挙動を確実に早期に制
御できる。
ンブラックの配合量、電極にかける電圧、電気抵抗の測
定時間は、一定の範囲で適宜設定可能であるため、電極
埋設タイヤを装着する自動車の種類等に応じて適切なも
のを選択でき、その結果、車体の挙動を確実に早期に制
御できる。
【図１】 本発明の実施形態に係る電極埋設タイヤを装
着した車体の概略図である。
着した車体の概略図である。
【図２】 実施形態に係る電極埋設タイヤの要部であ
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】 （Ａ）は一定走行状態の電極埋設タイヤの要
部断面図、（Ｂ）は異常時の電極埋設タイヤの要部断面
図である。
部断面図、（Ｂ）は異常時の電極埋設タイヤの要部断面
図である。
【図４】 カーボンブラックと負荷電圧の実験に係る全
体概略図である。
体概略図である。
【図５】 実施例２の電気抵抗の状況を示すグラフであ
る。
る。
【図６】 実施例３の電気抵抗の状況を示すグラフであ
る。
る。
【図７】 従来のタイヤトレッドにセンサーを付けた警
報装置の概略図である。
報装置の概略図である。
【図８】 従来のタイヤトレッドに取り付けたタイヤ回
転センサーの概略図である。
転センサーの概略図である。
１０ 車体
１１ タイヤ
１１ａ タイヤトレッド
１２ 電圧負荷ユニット
１３ 抵抗測定ユニット
１５ 陽極電極
１６ 負極電極
Claims (6)
- 【請求項１】 タイヤトレッド内部にトレッド幅方向に
間隔をあけて少なくとも一組の陽極電極と負極電極とを
埋設し、該陽極電極と負極電極との間でタイヤトレッド
ゴムに負荷される電圧による電気抵抗を測定して、該測
定された電気抵抗からタイヤトレッドの変形量を判断す
る構成としているトレッド変形測定手段を備えたタイ
ヤ。 - 【請求項２】 上記少なくとも一組の陽極側電極及び負
極側電極をトレッド周方向に間隔をあけて複数埋設して
いる請求項１に記載のトレッド変形測定手段を備えたタ
イヤ。 - 【請求項３】 上記タイヤトレッドゴムのカーボンブラ
ックの配合量は、５ｐｈｒ以上１００ｐｈｒ以下にして
いる請求項１又は請求項２に記載のトレッド変形測定手
段を備えたタイヤ。 - 【請求項４】 上記請求項１乃至請求項３のいずれか１
項のタイヤに埋設する陽極電極と負極電極に電圧負荷手
段および抵抗測定手段を接続し、 上記電圧負荷手段で上記陽極電極と負極電極間に電圧を
負荷して、これら電極間のタイヤトレッドの電気抵抗値
を測定し、 上記電気抵抗値の変化から走行時におけるタイヤトレッ
ドの変形量を判断しているタイヤトレッドの変形検出方
法。 - 【請求項５】 上記電圧負荷手段により負荷される電圧
は、１ボルト以上１０００ボルト以下であり、上記抵抗
測定手段は一定間隔毎に電気抵抗値を測定している請求
項４に記載のタイヤトレッドの変形検出方法。 - 【請求項６】 上記抵抗測定手段の測定間隔は、０．０
００２秒以上０．０５秒以下である請求項５に記載のタ
イヤトレッドの変形検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242770A JP4612247B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | トレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242770A JP4612247B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | トレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003054228A true JP2003054228A (ja) | 2003-02-26 |
| JP4612247B2 JP4612247B2 (ja) | 2011-01-12 |
Family
ID=19072992
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001242770A Expired - Fee Related JP4612247B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | トレッド変形測定手段を備えたタイヤおよびタイヤトレッドの変形検出方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4612247B2 (ja) |
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| JPS55132607U (ja) * | 1979-03-14 | 1980-09-19 | ||
| JPH0781337A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-28 | Calsonic Corp | タイヤ歪み警報装置 |
| JPH10141910A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-05-29 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 歪測定装置 |
| JPH11172043A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-06-29 | Bridgestone Corp | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
-
2001
- 2001-08-09 JP JP2001242770A patent/JP4612247B2/ja not_active Expired - Fee Related
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