JP2007040705A - 車両用タイヤ、タイヤ摩耗検出システム及びタイヤ摩耗検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トレッド部の摩耗状況の高精度な検出を可能にする車両用タイヤ、タイヤ摩耗検出システム及びタイヤ摩耗検出方法を提供する。
【解決手段】 車両用タイヤ１は、路面と接触するトレッド部２を有し、このトレッド部２の外周表面２ａに形成された各トレッド溝３の底面には、トレッド部２の摩耗を検出するための無線機５が貼り付けられている。タイヤ摩耗検出システム１０は、上述した無線機５の他にデータ読取機６を備えている。各無線機５は、予め決められた摩耗検出用データが記憶されているメモリ部と、電力が供給されると、摩耗検出用データを読み出して送出するデータ処理部と、摩耗検出用データを送信するアンテナ部とを有している。データ読取機６は、無線機５から送信された摩耗検出用データが受信されるか否かによってトレッド部２の摩耗状況を判断する機能を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、路面と接触するトレッド部を有する車両用タイヤと、その車両用タイヤの摩耗を検出するタイヤ摩耗検出システム及び方法とに関するものである。

従来のタイヤ摩耗検出方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、タイヤのトレッド部の内部に永久磁石を埋設させると共に、車両のフェンダに磁気センサを取り付け、永久磁石から生じる磁場の強さの変化を計測することにより、タイヤのトレッド部の摩耗度合を検出するようにしたものが知られている。
特開２００３−２１４８０８号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、車両の走行中には、フェンダとトレッド部の表面との距離は一定の範囲で絶えず変化するため、永久磁石から生じる磁場の強さは必ずしも一定とはならない。このため、トレッド部の摩耗度合の特定にばらつきが生じ、トレッド部の摩耗度合を精度良く検出することは困難であった。

本発明の目的は、トレッド部の摩耗状況の高精度な検出を可能にする車両用タイヤ、タイヤ摩耗検出システム及びタイヤ摩耗検出方法を提供することである。

本発明は、路面と接触するトレッド部を有する車両用タイヤであって、トレッド部の表面近傍には、トレッド部の摩耗を検出するための無線機が設けられており、無線機は、予め決められた摩耗検出用データを記憶しておくメモリ手段と、メモリ手段に記憶された摩耗検出用データを送信する送信手段とを有することを特徴とするものである。

このような本発明の車両用タイヤにおいて、トレッド部の摩耗を検出するときは、トレッド部の表面近傍に設けられた無線機より送信されるデータを読み取るためのデータ読取機を用意する。このデータ読取機は、無線機より送信された摩耗検出用データが受信されたかどうかを判断する機能を有しており、例えば車両のフェンダに車両用タイヤと対向するように取り付けられる。ここで、車両用タイヤのトレッド部があまり摩耗していない状態では、トレッド部の表面近傍には無線機が存在したままとなっている。このため、無線機の送信手段により摩耗検出用データが送信されている状態が維持されることとなり、摩耗検出用データがデータ読取機で受信されるので、トレッド部の摩耗量が少ないと判断される。一方、車両用タイヤのトレッド部の摩耗が激しくなると、トレッド部の表面近傍に設けられた無線機が車両の走行により破壊されてしまう。このため、データ読取機では摩耗検出用データが受信されず、トレッド部の摩耗量が多いと判断される。このようにしてトレッド部の摩耗状況を検出するので、例えば車両の走行中に、フェンダとトレッド部の表面との距離が変化しても、トレッド部の摩耗検出に対しては全く支障が無い。これにより、トレッド部の摩耗状況を高精度に検出することができる。

好ましくは、無線機は、トレッド部の表面に形成されたトレッド溝またはトレッド部の内部に設けられている。無線機をトレッド溝に設ける場合には、トレッド部の表面近傍への無線機の取り付けが容易に行える。無線機をトレッド部の内部に設ける場合には、無線機を確実に保護することができる。

また、好ましくは、無線機は、トレッド部の表面から内部に向けて複数配置されている。この場合には、トレッド部が摩耗するにつれて、トレッド部の表面に近い無線機から順に破壊されていくようになる。従って、どの無線機の摩耗検出用データがデータ読取機で受信されないかを判別することで、トレッド部の摩耗量が段階的に判断可能となるので、トレッド部の摩耗状況をより高精度に検出することができる。

さらに、好ましくは、無線機は、トレッド部の一端から他端に向けて複数配置されている。この場合には、どの無線機の摩耗検出用データがデータ読取機で受信されないかを判別することで、トレッド部が均等に摩耗しているか、或いはトレッド部の一部分が特に摩耗している、いわゆる偏摩耗が生じていることが分かるようになる。これにより、トレッド部の摩耗状況をより高精度に検出することができる。

また、本発明のタイヤ摩耗検出システムは、車両用タイヤにおけるトレッド部の表面近傍に設けられ、トレッド部の摩耗を検出するための無線機と、無線機から送信されるデータを読み取るデータ読取機とを備え、無線機は、予め決められた摩耗検出用データを記憶しておくメモリ手段と、メモリ手段に記憶された摩耗検出用データを送信する送信手段とを有し、データ読取機は、送信手段により送信された摩耗検出用データを受信する受信手段と、受信手段で摩耗検出用データが受信されるか否かによってトレッド部の摩耗状況を判断する摩耗判断手段とを有することを特徴とするものである。

このような本発明において、車両用タイヤのトレッド部があまり摩耗していない状態では、トレッド部の表面近傍には無線機が存在したままとなっている。このため、無線機の送信手段により摩耗検出用データが送信されている状態が維持されることとなり、摩耗検出用データがデータ読取機の受信手段により受信されるので、摩耗判断手段においてトレッド部の摩耗量が少ないと判断される。一方、車両用タイヤのトレッド部の摩耗が激しくなると、トレッド部の表面近傍に設けられた無線機が車両の走行により破壊されてしまう。このため、データ読取機の受信手段により摩耗検出用データが受信されず、摩耗判断手段においてトレッド部の摩耗量が多いと判断される。このようにしてトレッド部の摩耗状況を検出するので、例えば車両の走行中に、フェンダとトレッド部の表面との距離が変化しても、トレッド部の摩耗検出に対しては全く支障が無い。これにより、トレッド部の摩耗状況を高精度に検出することができる。

好ましくは、摩耗判断手段により判断されたトレッド部の摩耗状況を報知する手段を更に備える。トレッド部の摩耗状況を運転者に報知するような構成とした場合には、運転者は、運転中にもトレッド部の摩耗状況を知ることができる。

さらに、本発明のタイヤ摩耗検出方法は、車両用タイヤにおけるトレッド部の表面近傍に、トレッド部の摩耗を検出するための無線機を設けると共に、無線機から送信されるデータを読み取るデータ読取機を用意し、予め決められた摩耗検出用データを無線機より送信し、その時にデータ読取機で摩耗検出用データが受信されるか否かによってトレッド部の摩耗状況を判断することを特徴とするものである。

このようにして車両用タイヤのトレッド部の摩耗状況を検出することにより、上述したように例えば車両の走行中においても、トレッド部の摩耗状況を高精度に検出することができる。

本発明によれば、車両用タイヤにおけるトレッド部の摩耗状況の高精度な検出が可能となる。これにより、例えば運転者等が頻繁に車両用タイヤの摩耗点検を行う必要が無くなる。

以下、本発明に係わる車両用タイヤ、タイヤ摩耗検出システム及びタイヤ摩耗検出方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる車両用タイヤの一実施形態の一部断面構造とタイヤ摩耗検出システムの概略構成とを含む図である。同図において、本実施形態の車両用タイヤ１は、路面と接触するトレッド部２を有し、このトレッド部２の外周表面２ａには、複数本（ここでは５本）のトレッド溝３が形成されている。トレッド部２の両側には、ショルダー部４がそれぞれ設けられている。

各トレッド溝３の底面には、車両用タイヤ１のトレッド部２の摩耗を検出するための無線機５が貼り付けられている。この無線機５の貼り付けは、接着剤等を用いて容易に行うことができる。トレッド部２の外周表面（タイヤ表面）２ａから各無線機５までの距離は、車両用タイヤ１が新品である状態において一定となっている。無線機５としては、超小型（数ｍｍ程度）のＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）が用いられる。この無線機５は、例えば電池が内蔵されていない受動型のＲＦ−ＩＤであり、データ読取機６から供給される電力によって動作する。なお、無線機５は、各トレッド溝３に対して一つずつ設けても良いし、所定の間隔をもって複数ずつ設けても良い。

データ読取機６は、ＲＦ−ＩＤに対してリーダと称されるものであり、無線機５から送信されるデータを読み取る機器である。データ読取機６は、無線機５に電力を供給する機能と、無線機５から送信されるデータに基づいて車両用タイヤ１のトレッド部２の摩耗状況を検知する機能とを有している。データ読取機６は、車両のフェンダにおける車両用タイヤ１と対向する部位に取り付けられる。これにより、無線機５とデータ読取機６との最小距離（両者が最も近づいた時の距離）は数十ｃｍ程度となるため、無線機５として超小型のＲＦ−ＩＤを使用しても、無線機５から送信される信号を受信することが可能となる。

データ読取機６には、車速センサ７と表示器８とが接続されている。車速センサ７は、車両の走行速度を検出するセンサである。表示器８は、車両用タイヤ１の摩耗状況を表示して運転者に報知するためのものであり、例えば車両のインスツルメントパネルに設けられている。

図２は、本発明に係わるタイヤ摩耗検出システムの一実施形態を示すブロック図である。同図において、タイヤ摩耗検出システム１０は、上述した複数の無線機５、データ読取機６、車速センサ７及び表示器８を備えている。

各無線機５は、アンテナ部１１と、メモリ部１２と、データ処理部１３とを有している。アンテナ部１１は、例えば電磁誘導作用によりデータ読取機６から電力を受けて、所定の電圧を誘起させると共に、データ読取機６にデータ信号を送信する。なお、データ読取機６は、例えば運転者等が車両のイグニッションキーシリンダにイグニッションキーを差し込んで回した時に作動する。そして、これに伴ってデータ読取機６から各無線機５に電力が供給される。

メモリ部１２には、車両用タイヤ１のトレッド部２の摩耗を検出するために予め決められた摩耗検出用データが記憶されている。この摩耗検出用データは、各無線機５に対して全て同じデータでも良いし、各無線機５に応じて異なるデータであっても良い。各無線機５に対して同じデータを使用する場合には、無線機５毎に固有の識別データを摩耗検出用データに含ませる必要がある。

データ処理部１３は、図３に示すように、アンテナ部１１で発生した所定の電圧が供給されると（手順５１）、メモリ部１２から摩耗検出用データを読み出し（手順５２）、その摩耗検出用データをアンテナ部１１に送出する（手順５３）。すると、摩耗検出用データがアンテナ部１１からデータ読取機６に向けて送信される。

データ読取機６は、アンテナ部１４と、タイヤ摩耗判断部１５とを有している。アンテナ部１４は、各無線機５のアンテナ部１１から送信された摩耗検出用データを受信する。タイヤ摩耗判断部１５は、アンテナ部１１からの出力信号と車速センサ７の検出信号とに基づいて、車両用タイヤ１のトレッド部２の摩耗状況を判断する。このタイヤ摩耗判断部１５の処理手順の詳細を図４に示す。

図４において、まず車速センサ７の検出信号から車両の走行状態（例えば走行または停止）を判断し（手順６１）、車両が走行中であると判断されると、所定の周期内に、アンテナ部１４で摩耗検出用データを受信したかどうかを判定する（手順６２）。

このとき、所定の周期内に摩耗検出用データを受信したときには、トレッド部２において当該摩耗検出用データに対応する無線機５が位置している部分は、摩耗限界までは摩耗していないと判断する（手順６３）。つまり、トレッド部２の摩耗が殆ど無い状態では、トレッド溝３には無線機５が存在しているため、無線機５からは摩耗検出用データが送信される。このため、車両用タイヤ１が回転すると、摩耗検出用データが周期的にアンテナ部１４で受信されることになる。これにより、トレッド部２において無線機５が破壊されていない部分は、上記のように摩耗限界までは摩耗していないと判断することができる。

一方、所定の周期内に摩耗検出用データを受信してないときは、トレッド部２において当該摩耗検出用データに対応する無線機５が位置している部分は、摩耗限界を越えて摩耗していると判断する（手順６４）。つまり、トレッド部２の摩耗が激しくなると、トレッド溝３に設けられた無線機５が車両用タイヤ１の回転により破壊されるため、無線機５からは摩耗検出用データが送信されなくなる。このため、車両用タイヤ１が回転しても、摩耗検出用データがアンテナ部１４で受信されることは無い。これにより、トレッド部２において無線機５が破壊された部分は、上記のように摩耗限界を越えて摩耗していると判断することができる。

そして、トレッド部２の摩耗状況を表示器８に表示させる（手順６５）。これにより、車両の走行中であっても、運転者は、表示器８を見て、現在使用している車両用タイヤ１の摩耗状況を知ることができる。

このように車速センサ７の検出信号から車両の走行状態を判断し、その車両の走行状態に応じて摩耗検出用データを受信したかどうかを判断するので、無線機５から摩耗検出用データから送信されているにも拘わらず、車両が停止状態にあるために摩耗検出用データが受信されないといった不具合を避けることができる。なお、車速センサ７の代わりに、車両用タイヤ１の回転速度を検出する回転計等を用いても良い。

また、無線機５は全てのトレッド溝３に設けられているので、トレッド部２のどの部分で特に摩耗が激しいかを判断することができる。例えば、各無線機５から送信された摩耗検出用データの受信状態が全て同じときは、トレッド部２が全体的に同じように摩耗していると判断される。また、一部の無線機５から送信された摩耗検出用データは受信されるが、その他の無線機５から送信された摩耗検出用データは受信されないときは、トレッド部２の一部分だけが激しく摩耗している、いわゆる偏摩耗であると判断される。

以上のように本実施形態によれば、無線機５から送信された摩耗検出用データがデータ読取機６で受信されるか否かによって、トレッド部２の摩耗度合を判断するので、車両の走行時にフェンダとトレッド部２の表面との距離が一定範囲で絶えず変化しても、磁性体が形成する磁場の強さを検出する場合と異なり、トレッド部２の摩耗度合の検出にばらつきが生じることは無い。また、トレッド部２が均等に摩耗しているか或いは偏摩耗であるか等、トレッド部２の摩耗状態を具体的に判別することができる。従って、トレッド部２の摩耗状況を精度良く検出することができる。

図５は、本発明に係わる車両用タイヤの他の実施形態の一部断面構造とタイヤ摩耗検出システムの概略構成とを含む図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の車両用タイヤ２０は、上述した実施形態と同様に複数の無線機５を有している。これらの無線機５は、トレッド部２の内部におけるトレッド部２の外周表面２ａの近傍に埋設されている。具体的には、無線機５は、トレッド溝３の配列方向つまりトレッド部２の一端から他端に向けて複数組（ここでは４組）配置されている。また、各組の無線機５は、トレッド溝３の深さ方向つまりトレッド部２の外周表面２ａから内部に向けて複数（ここでは３つ）ずつ所定間隔をもって積層状態に配置されている。無線機５の高さ位置は、各組共に全て同じである。最も内側（トレッド部２の外周表面２ａの反対側）に位置する無線機５は、トレッド溝３の底面に対応する位置に設けられている。

このように無線機５をトレッド部２の内部に埋め込むことにより、無線機５が車両用タイヤ２０に付いていることは、外からは容易に分からない。これにより、無線機５は十分保護されることになるため、無線機５が外部の人間によって壊されたり盗まれることを回避できる。

その他の構成は、上述した実施形態と同様である。つまり、各無線機５から摩耗検出用データが送信され、その時に摩耗検出用データがデータ読取機６で受信されるか否かによって、車両用タイヤ２０のトレッド部２の摩耗状況が検出される。

このとき、トレッド部２の一端から他端までの複数領域に無線機５が設けられているので、上述した実施形態と同様に、トレッド部２の摩耗が均等な摩耗か偏摩耗かどうかが分かる。

また、無線機５はトレッド部２の外周表面２ａから内部に向かって複数設けられているので、トレッド部２の摩耗度合を段階的に判別することができる。つまり、最もトレッド部２の外周表面２ａ側に位置する無線機５から送信された摩耗検出用データがデータ読取機６で受信されなくても、それよりもトレッド部２の内側に位置する無線機５から送信された摩耗検出用データがデータ読取機６で受信されるのであれば、トレッド部２は多少摩耗しているが、未だ摩耗限界には達していないと判断される。また、全ての層の無線機５から送信された摩耗検出用データがデータ読取機６で受信されなくなったときは、トレッド部２の摩耗が摩耗限界に達したものと判断される。

このように本実施形態においては、トレッド部２の摩耗度合がより具体的に分かるので、トレッド部２の摩耗状況を更に高精度に検出することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、無線機５を１本の車両用タイヤに複数設けたが、１本の車両用タイヤに無線機５を１つだけ設けても良いことは言うまでも無い。

また、上記実施形態では、イグニッションキーを回したときに、データ読取機６から無線機５に電力が供給され、無線機５より摩耗検出用データが送信されるようにしたが、特にこの方式に限られず、例えば摩耗検出用データの送信開始を指示するための操作スイッチを設け、運転者等が車両用タイヤの摩耗検出のタイミングを決めることを可能にしても良い。

さらに、上記実施形態では、車両にデータ読取機６を搭載するようにしたが、携帯用のデータ読取機を使用しても良い。この場合には、例えばガソリンスタンド等において、携帯用のデータ読取機を車両用タイヤに接近させることで、車両用タイヤの摩耗状態の点検を容易に行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、例えば電磁誘導方式等を用いてデータ読取機６から無線機５に電力を供給するようにしたが、特にこの方式には限られず、例えば外部電源から無線機５に電力を供給する手段（ロータリーソレノイド及び給電線等）を設けることも可能である。このとき、無線機５を例えばタイヤホイールに取り付けると共に、トレッド部２の外周表面２ａの近傍（トレッド溝３またはトレッド部２の内部）に給電線を引き回すようにしても良い。この場合、トレッド部２の摩耗が激しくなると、給電線が切断され、無線機５に電力が供給されなくなるため、無線機５から摩耗検出用データが送信されなくなる。これにより、上記実施形態と同様に、トレッド部２の摩耗状況を検出することが可能となる。

本発明に係わる車両用タイヤの一実施形態の一部断面構造とタイヤ摩耗検出システムの概略構成とを含む図である。 図１に示すタイヤ摩耗検出システムの機能ブロック図である。 図２に示すデータ処理部の処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図２に示すタイヤ摩耗判断部の処理手順の詳細を示すフローチャートである。 本発明に係わる車両用タイヤの他の実施形態の一部断面構造とタイヤ摩耗検出システムの概略構成とを含む図である。

符号の説明

１…車両用タイヤ、２…トレッド部、２ａ…外周表面、３…トレッド溝、５…無線機、６…データ読取機、７…車速センサ（摩耗判断手段）、８…表示器、１０…タイヤ摩耗検出システム、１１…アンテナ部（送信手段）、１２…メモリ部（メモリ手段）、１３…データ処理部（送信手段）、１４…アンテナ部（受信手段）、１５…タイヤ摩耗判断部（摩耗判断手段）、２０…車両用タイヤ。

Claims (7)

1. 路面と接触するトレッド部を有する車両用タイヤであって、
   前記トレッド部の表面近傍には、前記トレッド部の摩耗を検出するための無線機が設けられており、
   前記無線機は、予め決められた摩耗検出用データを記憶しておくメモリ手段と、前記メモリ手段に記憶された摩耗検出用データを送信する送信手段とを有することを特徴とする車両用タイヤ。
2. 前記無線機は、前記トレッド部の表面に形成されたトレッド溝または前記トレッド部の内部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
3. 前記無線機は、前記トレッド部の表面から内部に向けて複数配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用タイヤ。
4. 前記無線機は、前記トレッド部の一端から他端に向けて複数配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の車両用タイヤ。
5. 車両用タイヤにおけるトレッド部の表面近傍に設けられ、前記トレッド部の摩耗を検出するための無線機と、
   前記無線機から送信されるデータを読み取るデータ読取機とを備え、
   前記無線機は、予め決められた摩耗検出用データを記憶しておくメモリ手段と、前記メモリ手段に記憶された摩耗検出用データを送信する送信手段とを有し、
   前記データ読取機は、前記送信手段により送信された前記摩耗検出用データを受信する受信手段と、前記受信手段で前記摩耗検出用データが受信されるか否かによって前記トレッド部の摩耗状況を判断する摩耗判断手段とを有することを特徴とするタイヤ摩耗検出システム。
6. 前記摩耗判断手段により判断された前記トレッド部の摩耗状況を報知する手段を更に備えることを特徴とする請求項５記載のタイヤ摩耗検出システム。
7. 車両用タイヤにおけるトレッド部の表面近傍に、前記トレッド部の摩耗を検出するための無線機を設けると共に、前記無線機から送信されるデータを読み取るデータ読取機を用意し、
   予め決められた摩耗検出用データを前記無線機より送信し、その時に前記データ読取機で前記摩耗検出用データが受信されるか否かによって前記トレッド部の摩耗状況を判断することを特徴とするタイヤ摩耗検出方法。
   

Images