JP3954394B2

JP3954394B2 - タイヤの温度測定方法

Info

Publication number: JP3954394B2
Application number: JP2002011378A
Authority: JP
Inventors: 広志島; 隆横井; 誠中尾; 正美菊池
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: JP2003211926A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの所要の部分の温度を監視して、異常を運転者に通知するための、タイヤの温度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来知られている、タイヤの温度を検出して、温度の異常を運転者に通知するための装置としては、リムに取り付けられるタイヤ内圧警報装置に、温度センサを内蔵させ、この温度センサで検出した温度データを車体側に設けた受信機に送信し、送信された温度データが受信機側で設定した温度設定値を超えると異常と判断し、運転者に通知するようになったものが知られている。
【０００３】
しかしながら、このタイヤ内圧警報装置に内蔵された温度センサは、タイヤの内空部の温度を測定しているに過ぎない。例えば、タイヤのある部分が異常に発熱して、セパレーションを起こしたり、バーストしたりする可能性を予知するためには、発熱した部分の温度を直接測定する必要があり、従来のタイヤ内圧警報装置に内蔵された温度センサを、この用途に用いようとしても、実用上、有効なものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、タイヤの所要の部分の温度を直接測定して、タイヤの温度を求める方法を提供し、タイヤの故障に繋がる可能性のある異常を早期に発見し、車両の安全な走行に資することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【０００６】
本発明は、タイヤの少なくとも一部分に配設され、温度によって物性もしくは状態の変化する物質の物性もしくは状態を測定して、タイヤのこの部分の温度もしくは温度範囲を求めるタイヤの温度測定装置において、
タイヤのトレッド部内面に埋設されたアモルファス金属と、前記アモルファス金属に電磁波を照射するための発振装置と、前記アモルファス金属から二次放射されるバルクハウゼンノイズを検知するノイズ検知装置とを具えることを特徴とするタイヤの温度測定装置である。
ここでは、前記アモルファス金属をワイヤ状のものとなし、このワイヤ状アモルファス金属を、タイヤのトレッド部内面に、所定間隔で複数本、相互に隣接しあうように埋設するのが好ましい。
また、本発明は、前記タイヤ温度計測装置を用いてタイヤの温度を計測する方法において、前記発振装置から前記アモルファス金属に照射される正弦波よりなる電磁波が正負逆転する際に発生するバルクハウゼンノイズの、前記正負逆転時に対する遅れ時間、もしくは、ピーク値を測定することにより、タイヤの温度を測定するタイヤの温度測定方法である。
これらの発明によれば、アモルファス金属の温度、すなわち、これが埋設されているタイヤの温度が変化したとき、アモルファス金属から二次放射されるバルクハウゼンノイズの、発振装置から照射される電磁波の正負逆転時に対する遅れ時間、もしくは、ピーク値が変化することを利用して、タイヤ温度を測定することができ、しかも、この方法によれば、磁性体を用いて温度変化を検出するので、温度変化以外の環境、例えば、汚れや電気ノイズに影響されにくく、確実に、タイヤ温度に関する情報を運転者に知らせることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のタイヤの温度測定方法の第一の実施形態について、図1〜図３に基づいて説明する。図１は、この方法に用いるタイヤ１とリム６との組立体を示す断面図であり、図２はこのタイヤ１を内面からみた展開図である。タイヤ１のインナーライナ部２に、その幅方向両端部Ｂ−Ｂの間をほぼ全幅にわたって、導電性材料よりなる感温導線３をジグザグ状に埋設する。埋設した感温導線３の始点Ｓと終点Ｅにおいて、この導線３はインナーライナ部２の表面から突出し、接続線７を介して、リム６に取り付けられた制御ボックス４に設けた端子に接続する。
【００１６】
図３は制御ボックス４の内部構造を示すブロック線図である。制御ボックス４は、感温導線３の電気抵抗を測定する抵抗計測部１１、抵抗値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１５、測定した抵抗データを所定のタイミングでＡ／Ｄコンバータから取りこみ、これを処理して温度に換算するＣＰＵ１６、温度に関する情報を車体側に設けた受信機に送信するアンテナ１７、および、ＣＰＵ１６からの温度に関する情報の信号を入力しこれをアンテナに出力するトランスミッタ１８を備えている。
【００１７】
抵抗測定部１１には、感温導線３にかかる電圧を測定する電圧計１３と、この導線３に流れる電流を測定する電流計１２とを設け、測定した電圧、電流の値から感温導線３の抵抗を求めることができる。感温導線３の抵抗は、その温度に大きく変化し、抵抗を測定することによりそのときの温度を特定することができるので、測定した抵抗は、Ａ／Ｄコンバータ１５、ＣＰＵを介して温度に変換された後、アンテナから車体側の受信機に送信され、この温度が予め定めた異常下限値を越えた場合には、その旨の警報が運転者に発せられる。
【００１８】
制御ボックス４は、タイヤに空気を注入するバルブステム５と一体となってリムに取り付けることができ、さらに、これを、タイヤ内圧警報装置と一体に設けてもよい。また、感温導線３を構成する感温導電材料の例としては、導電性カーボンをポリマーの混合分散させてできるポリマーＰＣＴなどを用いることができる。
【００１９】
図４は、本発明に係る第二の実施形態のタイヤの温度測定方法に用いるタイヤ２１とリム２２との組立体を示す断面図である。タイヤ２１のインナーライナ部２３の内面に、タイヤのこの部分の異常温度下限値付近で揮発する揮発性物質を塗布して揮発性物質塗布膜２４を形成する。そして、リム２２に取り付けたセンサボックス２５に配設され、この揮発性ガスに反応してこの有無を検知するガスセンサ２６を取り付ける。
【００２０】
タイヤ２１のこの部分の温度が揮発性物質の揮発点に達すると、この物質は揮発し始め、タイヤ内空部に充満する。そして、この濃度が所定の値を越えると、ガスセンサ２６がガスの有無を検知し、検知されたデータは、センサボックス２５内に設けた制御装置およびアンテナによって車体側の受信機に送信され、運転者に温度が異常である旨を知らせることができる。
【００２１】
この第二の実施形態のタイヤの温度測定方法においては、揮発性ガスの有無を検知するのに、ガスが所定の濃度に達すると反応するガスセンサ２６を用いたが、この代わりに、タイヤの内圧警報装置に具えられている圧力センサを用いて、圧力の異常な上昇を検知してガスの有無を判定してもよい。
【００２２】
また、揮発性物質をインナーライナ部２３に配設するにあたって、上述の例では、これをインナーライナ部２３の内面に塗布したが、この代わりに、インナーライナ部２３を形成するインナーライナゴムを準備する際に、この揮発性部物質を配合してもよい。
【００２３】
図５は、本発明に係る第三の実施形態のタイヤの温度測定方法に用いるタイヤ３１とリム３２との組立体を示す断面図である。タイヤ３１のトレッド部３６の内面付近に、全周に亘って、タイヤのこの部分の異常温度下限値付近で磁性が変化する薄いゴムマグネット３４を帯状に形成し、この帯に対向するトレッド部３６の外表面の外側に、この帯状のゴムマグネット３４の磁気を検出することのできるＭＩセンサやホール素子等の磁気センサ３５を車体側に固定して設ける。
【００２４】
タイヤのトレッド部３６が、この磁性材料の磁性が変化する温度に上昇すると、磁気センサ３５がその変化を検知して、検知されたデータは、図示しない制御装置により処理されて、運転者に温度が異常である旨を知らせることができる。
【００２５】
一般的に、金属系、フェライト系などの磁性材料は、温度上昇に伴い磁化が減少するので、この実施形態に用いることができる。そのなかでも、異常温度下限値付近で大きく磁力が変化するものがこのましい。また、Ｓｍ_{（１−ｘ）}Ｅｒ_ｘＦｅＯ_３といった所定温度でスピン再配列現象を示す材料も用いることができる。
【００２６】
図６は、本発明に係る第四の実施形態のタイヤの温度測定方法に用いるタイヤ４１とリム４２との組立体を示す断面図である。タイヤ４１のトレッド部４６の内面付近に、周方向に所定間隔で隣接し合う複数のワイヤ状アモルファス金属５５を埋設する。アモルファス金属５５は、トレッド部４６の異常温度下限値付近に温度を上昇すると残留磁化を次第に弱め、下限値付近で残留磁化を消失するものを用いる。これに適合するアモルファス金属としては、ＦｅＳｉＢ系のもの、ＣｏＳｉＢ系のもの、ＦｅＣｏＳｉＢ系のものから選んで用いることができる。
【００２７】
タイヤ１の近くに、温度測定装置５０を構成する、電磁波を放射するための発振装置５１と、アモルファス金属５５から二次放射されるバルクハウゼンノイズを検知するノイズ検知装置５２とを設ける。発振装置５１には電磁波を放射する放射アンテナ５３を設け、また、ノイズ検知装置５２には、バルクハウゼンノイズを検知する検知アンテナ５４を設ける。
【００２８】
図７（ａ）は、発振装置１１より放射する電磁波の波形を示すチャートであり、図７（ｂ）は、電磁波の照射を受けたアモルファス金属５５から二次放射されるバルクハウゼンノイズの波形を示すチャートである。これらのチャートにおいて、横軸は時間、縦軸は電磁波の強さをそれぞれ示している。正弦波よりなる電磁波は、正負逆転するとき、アモルファス金属５５の磁壁を移動させて、アモルファス金属５５の磁化を逆転させようとするが、磁壁には摩擦抵抗があるため、磁壁は時間ｔだけ遅れて移動し始める。そして、移動し始めると一気に貯めていたエネルギーを放出し、これが、ピーク値Ｐをもつバルクハウゼンノイズとなって二次放射されので、このノイズの遅れ時間ｔやピーク値Ｐを測定することができる。そして、このノイズは、アモルファス金属５５に照射する正弦波が正負逆転するとき、これに伴って現れる。
【００２９】
バルクハウゼンノイズの遅れ時間ｔもしくはピーク値Ｐは、アモルファス金属５５の磁気特性に依存し、アモルファス金属５５の残留磁化が高いほど、遅れ時間ｔとピーク値Ｐとは大きくなるので、磁力特性が前述のように温度に依存するアモルファス金属５５は、トレッド部４６の温度が上昇して異常温度範囲の下限値に近づいてゆくと、バルクハウゼンノイズの遅れ時間ｔもしくはピーク値Ｐは徐徐に小さくなり、やがてゼロになる。このことから、遅れ時間ｔもしくはピーク値Ｐを測定することによりワイヤ状のアモルファス金属５５の温度を推定することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、タイヤの所要の部分に配設した感温部材の物性もしくは状態を測定して、このタイヤの部分の温度もしくは温度範囲を求めるので、タイヤのその部分の温度を直接測定でき、タイヤの故障に繋がる可能性のある異常を早期に発見し、車両の安全な走行に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタイヤの温度測定方法の第一の実施形態を示す略線部分断面図である。
【図２】タイヤの内面を示す展開図である。
【図３】制御ボックスの内部を示すブロック線図である。
【図４】本発明に係るタイヤの温度測定方法の第二の実施形態を示す略線部分断面図である。
【図５】本発明に係るタイヤの温度測定方法の第三の実施形態を示す略線部分断面図である。
【図６】本発明に係るタイヤの温度測定方法の第四の実施形態を示す略線部分断面図である。
【図７】磁性体に放射する電磁波とバルクハウゼンノイズとの波形を示すチャートである。
【符号の説明】
１、２１、３１、４１タイヤ
２、２３インナーライナ部
３感温導線
４制御ボックス
５バルブステム
６、２２、３２、４２リム
７接続線
１１抵抗計測部
１２電流計
１３電圧計
１５Ａ／Ｄコンバータ
１６ＣＰＵ
１７アンテナ
１８トランスミッタ
２５センサボックス
２６ガスセンサ
３１タイヤ
３２リム
３４ゴムマグネット
３５磁気センサ
３６、４６トレッド部
５０温度測定装置
５１発振装置
５２ノイズ検知装置
５３放射アンテナ
５４検知アンテナ
５５アモルファス金属
Ｂ幅方向両端部
Ｓ感温導線の始点
Ｅ感温導線の終点

Claims

タイヤの少なくとも一部分に配設され、温度によって物性もしくは状態の変化する物質の物性もしくは状態を測定して、タイヤのこの部分の温度もしくは温度範囲を求めるタイヤの温度測定装置において、
タイヤのトレッド部内面に埋設されたアモルファス金属と、前記アモルファス金属に電磁波を照射するための発振装置と、前記アモルファス金属から二次放射されるバルクハウゼンノイズを検知するノイズ検知装置とを具えることを特徴とするタイヤの温度測定装置。
前記アモルファス金属をワイヤ状のものとなし、このワイヤ状アモルファス金属を、タイヤのトレッド部内面に所定間隔で複数本、相互に隣接しあうように埋設してなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの温度測定装置。
請求項１もしくは２に記載のタイヤの温度計測装置を用いてタイヤの温度を計測する方法において、前記発振装置から前記アモルファス金属に照射される正弦波よりなる電磁波が正負逆転する際に発生するバルクハウゼンノイズの、前記正負逆転時に対する遅れ時間、もしくは、ピーク値を測定することにより、タイヤの温度を測定するタイヤの温度測定方法。