JP4223439B2

JP4223439B2 - タイヤ状態監視装置及びタイヤ破損の通告方法

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Publication number: JP4223439B2
Application number: JP2004158255A
Authority: JP
Inventors: 裕二竹田; 秀史柳; 裕之寺谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005335589A

Description

本発明は、タイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る中空粒子が多数配置された構成のタイヤの損傷状態を監視して警報を発する装置と、上記構成のタイヤの破損を運転者に通告する方法に関するものである。

空気入りタイヤでは、タイヤが外傷を受けると、タイヤ内の空気が上記外傷を介して外部に漏れ出し、タイヤ内圧が大気圧まで減少する、いわゆるパンク状態に至り、タイヤ内圧によって保持されてきた荷重支持機能や制駆動性、更には、旋回性といったタイヤの諸性能も失われ、その結果、車輌は走行不能となる。
そこで、パンク状態においても車輌の走行を可能にするため、タイヤサイド部を補強したランフラットタイヤや、リムに中子などによる内部支持体を固定した中子付きタイヤなどの安全タイヤ（例えば、特許文献１，２参照）や、図４に示すような、タイヤ本体２１とリム２２とで区画されたタイヤ気室２３に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子２３Ｐが多数を配置された内圧復帰型タイヤ２０が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
この内圧復帰型タイヤ２０では、タイヤ本体２１が受傷すると、タイヤ本体２１とリム２２とで区画されたタイヤ気室２３内に配置されている粒子２３Ｐ，２３Ｐ間の空隙２３Ｓに存在していた気体がタイヤ２０の外側に漏れ出し、タイヤ内圧は一旦低下するが、上記粒子２３Ｐ内の独立気泡中の気泡内圧はタイヤ２０の受傷後も上記圧力を保っているので、タイヤ内圧がゼロ（大気圧）になっても荷重を支え、内圧１００ｋＰａ程度のタイヤ高さを保つことができる。そして、パンク後の走行では、上記粒子２３Ｐが摩擦を引き起こして自己発熱して上記粒子２３Ｐの温度が上昇し、この温度が粒子２３Ｐの連続相を形成する樹脂の膨張開始温度を超えると、上記粒子２３Ｐが一気に膨張するので、タイヤ内圧を２００ｋＰａ程度まで回復させることができ、タイヤ高さを通常走行レベルまで復元することができる。
特開２００４−０９０６９６号公報特開２００４−０９０６９９号公報ＷＯ０２／０７４５８Ａ１

ところで、一般に、タイヤには、タイヤ内の気体の圧力を検出する圧力センサを備えた内圧警報装置が取付けられており、タイヤが受傷してタイヤ内圧が低下すると、上記警報装置が作動して運転者にタイヤパンクしたこと通告する構成となっている。しかしながら、上記内圧復帰型タイヤ２０は、粒子２３Ｐの発泡によりタイヤ内圧が回復するので、上記警報装置が作動しても、タイヤ内圧が回復すると警報は停止するため、運転者が上記警報を誤警報と判断してしまい、走行を継続したり、タイヤを修理しない恐れがあった。
また、このような受傷したタイヤで長時間ランフラット走行を続けるとタイヤ破壊にもつながるので、タイヤはパンクしており、タイヤ内圧の回復は粒子２３Ｐの発泡によるものであることを運転者に警告する必要がある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、粒子の発泡によりタイヤ内圧が回復する内圧復帰型タイヤにおいて、タイヤの状態を監視して、運転者にタイヤのパンクを確実に警告することのできるタイヤ状態監視装置とタイヤ破損の通告方法とを提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数を配置されたタイヤの状態を監視する装置であって、上記タイヤ気室内の圧力を検出するタイヤ内圧検出手段と、上記検出されたタイヤ内圧が所定の値よりも低くなった場合に警報を発する第１の警報手段と、上記タイヤ内圧が再び増加したことを検知して警報を発する第２の警報手段とを備えたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ状態監視装置において、車速検出手段を備え、タイヤ内圧の変化と車速とに基づいて、上記第２の警報手段を作動させるようにしたものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ状態監視装置において、車速検出手段と、タイヤ内の温度を検出する手段とを備え、タイヤ内温度の変化と車速とに基づいて、上記第２の警報手段を作動させるようにしたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタイヤ状態監視装置において、タイヤ内圧検出手段と、タイヤ内の温度を検出する手段と、上記検出されたタイヤ内圧とタイヤ内温度とを車体側に送信する送信手段とを備えたモニタリング装置を、タイヤのリム部、もしくは、リム内面、もしくは、バルブに装着したものである。

また、請求項５に記載の発明は、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数配置されたタイヤのタイヤ破損を運転者に通告する方法であって、上記タイヤの内圧が所定の値よりも低くなった場合には第１の警報を発し、上記タイヤ内圧が再び増加し、かつ、車輌が所定の速度以上で走行している場合には第２の警報を発して、運転者にタイヤの破損を通告するようにしたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数配置されたタイヤのタイヤ破損を運転者に通告する方法であって、上記タイヤの内圧が所定の値よりも低くなった場合には第１の警報を発し、車輌が所定の速度以上で走行している状態で、かつ、上記タイヤ内温度の上昇率が予め設定された温度上昇率よりも大きくなった場合には第２の警報を発して、運転者にタイヤの破損を通告するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ気室内の圧力を検出するタイヤ内圧検出手段を備え、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数を配置されたタイヤの状態を監視するタイヤ状態監視装置において、上記検出されたタイヤ内圧が所定の値よりも低くなった場合に警報を発する第１の警報手段と、上記タイヤ内圧が再び増加したことを検知して警報を発する第２の警報手段とを備え、タイヤが受傷してタイヤ内圧が下がった場合に警報を発するとともに、パンク後の走行において上記粒子が自己発熱して発泡し、タイヤ内圧が回復したときにも警報を発するようにしたので、運転者に上記粒子の発泡があったこと通告することができる。これにより、運転者が上記タイヤの修理をしない可能性を大幅に低減でき、車輌の走行安全性を向上させることができる。
なお、停車時における外部空気源からの供給でもタイヤ内圧は回復するが、タイヤ内圧の変化と車速とに基づいて、上記第２の警報手段を作動させるようにすれば、上記粒子の発泡が起こっているかどうかを判定することができるので、運転者にタイヤの損傷を確実に通告することができる。
また、このとき、タイヤ内温度の変化も参照すれば、上記粒子の発泡を確実に検出することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るタイヤ状態監視装置１０の構成を示すブロック図で、このタイヤ状態監視装置１０は、上記図４に示した、タイヤ本体２１とリム２２とで区画されたタイヤ気室２３内に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子２３Ｐが多数配置された内圧復帰型タイヤ２０の状態を監視するものである。
同図において、１１は図示しないタイヤのリム部に装着された、タイヤ気室内の圧力を検出するタイヤ内圧検出手段１１ａとタイヤ内の温度を検出するタイヤ内温度検出手段１１ｂとを備えたモニタリング装置、１２は上記モニタリング装置１１から送られるタイヤ内圧のデータを、予め設定された、パンク状態と判定するタイヤ圧（以下、パンク圧という）と比較し、タイヤの内圧状態を判定する内圧判定手段、１３は上記内圧判定手段１２がパンク判定した時に出力される第１の警報制御信号を入力して、運転者にタイヤ２０がパンクしていることを通告する第１の警報手段、１４は上記タイヤ内圧のデータからタイヤ内圧の上昇率を検出するタイヤ内圧増加検出手段、１５は上記検出されたタイヤ内圧の上昇率と、上記タイヤ内温度検出手段１１ｂから出力されるタイヤ内温度と、ハブ部に取付けられ、走行中の車輪の速度を検出する車輪速センサなどの車速検出手段１６から送られる車速とから、上記タイヤ２０のタイヤ気室２３内の粒子２３Ｐが発泡したかどうかを判定するタイヤ気室内粒子発泡判定手段（以下、粒子発泡判定手段という）、１７は粒子発泡判定手段１５が粒子の発泡を判定した時に出力される第２の警報制御信号を入力して、運転者にタイヤが損傷していることを通告する第２の警報手段である。

ここで、粒子の発泡とタイヤ内圧及びタイヤ内温度との関係について説明する。
タイヤ気室２３内に配置された樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子２３Ｐは、パンク後の走行時において、粒子２３Ｐ同士が摩擦を引き起こして自己発熱して膨張するので、上記粒子２３Ｐに走行時の繰返し応力のような力が作用しないと発泡しない。すなわち、タイヤ２０がパンクしてタイヤ内圧が減少していても、上記粒子２３Ｐ内の独立気泡中の気泡内圧が圧力を保っているとき、すなわち、上記粒子２３Ｐに力が作用するまで発泡せず、車輌がある程度の速度以上で走行した場合に発泡する。したがって、図２（ａ）に示すように、タイヤ内圧の上昇率が負の場合には上記粒子２３Ｐは発泡せず、車輌が所定の速度以上で走行した時に発泡する。なお、上記発泡開始の車速は、荷重等により異なるが、ほぼ１５ｋｍ／ｈｒ程度である。
また、図２（ｂ）に示すように、上記粒子２３Ｐの発泡はタイヤ内温度でも判定することができる。すなわち、タイヤ温度の上昇率が負の場合には発泡せず、車輌が所定の速度以上で走行した時に発泡して温度が上昇する。なお、上記発泡後の温度上昇は急激なので、発泡を判定するためのタイヤ内温度の上昇率を、例えば、１０℃／ｍｉｎに設定しておけば、発泡による温度上昇と環境温度による温度上昇とを区別することができる。

次に、本発明によるタイヤ状態の監視方法につて説明する。
まず、走行中にタイヤ２０が受傷しタイヤ内圧が低下すると、内圧判定手段１２は、タイヤ内圧検出手段１１ａから送られてくるタイヤ内圧のデータと予め設定されたパンク圧と比較し、上記タイヤ内圧が上記パンク圧以下になった場合には、パンクが起きたと判定し、第１の警報手段１３に第１の警報制御信号を出力する。これにより、上記第１の警報手段１３は運転者にタイヤ２０がパンクしていることを通告する警報を発する。
運転者がそのまま走行を続けると、タイヤ２０内の粒子２３Ｐが発泡し、タイヤ内圧が徐々に回復するので、上記第１の警報手段１３からの警報は停止する。なお、運転者が上記第１の警報手段１３からの警報を停止させる場合もある。
一方、タイヤ内圧増加検出手段１４はタイヤ内圧に関わらず、上記タイヤ内圧のデータからタイヤ内圧の上昇率を算出して粒子発泡判定手段１５に送り続ける。粒子発泡判定手段１５では、上記タイヤ内圧増加検出手段１４からのタイヤ内圧の上昇率のデータと、タイヤ内温度検出手段１１ｂからのタイヤ内温度と、車速検出手段１６からの車速とから、タイヤ気室２３内の粒子２３Ｐが発泡したかどうかを判定する。すなわち、図３に示すように、タイヤ内圧の上昇率が正で、タイヤ内温度の上昇率が１０℃／ｍｉｎ以上であり、かつ、車速が所定速度（例えば、１５ｋｍ／ｈｒ）以上の場合には、粒子が発泡したと判断し、トリガーを作動させ、第２の警報手段１７に第２の警報制御信号を出力する。上記第２の警報手段１７は運転者にタイヤ２０が損傷していることを通告する警報（上記パンクを通告する警報とは異なる警報）を発する。
このように、運転者がそのまま走行し、第１の警報手段１３からの警報が停止した場合でも、運転者に上記タイヤ２０が損傷していることを通告することができるので、運転者にランフラット走行を停止させることができ、車輌の安全性を確保することができる。

ところで、運転者が上記第１の警報はパンクではなく、単なる空気漏れであると勝手に判断し、低速にて車輌を移動させた後停止させて、外部空気源から上記タイヤ２０に空気を充填した場合には、粒子発泡が起こっていなくてもタイヤ内圧は回復する。しかしながら、車輌を走行させ、その走行速度が所定値を超えると粒子の発泡が起こり、タイヤ内圧の上昇率が正で、タイヤ内温度の上昇率が１０℃／ｍｉｎ以上であり、かつ、車速が所定速度状の状態が実現するので、駐車中にもデータを蓄積しておけば、上記第２の警報手段１７は第２の警報を発するので、これにより、運転者にタイヤ２０が損傷していることを警告することができ、車輌の安全性を確保することができる。

このように、本最良の形態によれば、タイヤ本体２１とリム２２とで区画されたタイヤ気室２３内に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子２３Ｐが多数配置された内圧復帰型タイヤ２０のリム２２にタイヤ内圧検出手段１１ａ、タイヤ内の温度を検出するタイヤ内温度検出手段１１ｂとを備えたモニタリング装置１１を取付け、タイヤの内圧状態が所定の内圧以下の場合には、第１の警報手段１３により、運転者にタイヤがパンクしていることを通告するとともに、上記粒子２３Ｐの発泡によりタイヤ内圧が増加した場合には、タイヤ内圧増加検出手段１４で検出されたタイヤ内圧の上昇率と、上記タイヤ内温度検出手段１１ｂから出力されるタイヤ内温度と、車速検出手段１６から送られる車速とから、タイヤ気室２３内の粒子２３Ｐが発泡したかどうかを判定し、上記粒子２３Ｐが発泡したと判定された場合には、第２の警報手段１７により、運転者にタイヤ２０が損走していることを通告することができるようにしたので、車輌の安全性を確保することができる。

なお、上記最良の形態では、タイヤ内圧の上昇率とタイヤ内温度と車速とから、タイヤ気室２３内の粒子２３Ｐが発泡したかどうかを判定したが、タイヤ内圧の上昇率に閾値を設けるようにすれば、タイヤ内圧の上昇率と車速とからのみでも、十分に上記粒子２３Ｐの発泡を判定することができる。
また、上記図２(ｂ)に示したように、タイヤ内温度だけでも十分に上記粒子２３Ｐの発泡を判定することができるので、タイヤ内温度と車速とから上記粒子２３Ｐの発泡を判定するようにしてもよい。
なお、タイヤ内圧はタイヤ内温度に依存するので、タイヤ内温度に基づいて上記タイヤ内圧を補正するようにすれば、発泡を更に確実に判定することができる。
また、上記例では、モニタリング装置１１をタイヤのリム部に装着したが、リム内面、もしくはバルブに装着してもよい。また、タイヤ内圧検出手段１１ａとタイヤ内温度検出手段１１ｂとを備えたモニタリング装置１１に送信手段を付加して、上記検出されたタイヤ内圧やタイヤ内温度のデータを無線にて車体側に送るようすれば、ケーブルが不要となり、装置を小型化することができる。

このように、本発明によれば、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数を配置された内圧回復型のタイヤにおいても、運転者にタイヤが損走していることを通告することができるので、運転者にタイヤの修理を確実に促すことができ、車輌の走行安全性を向上させることができる。

本発明の最良の形態に係るタイヤ状態監視装置の構成を示すブロック図である。粒子の発泡とタイヤ内圧上昇率、タイヤ内温度上昇率との関係を示す図である。内圧復帰型タイヤのパンク時におけるタイヤ内圧の復帰状態とタイヤ内温度上昇の時間的経過を示す図である。内圧復帰型タイヤの構成を示す模式図である。

符号の説明

１タイヤ状態監視装置、１１モニタリング装置、１１ａタイヤ内圧検出手段、
１１ｂタイヤ内温度検出手段、１２内圧判定手段、１３第１の警報手段、
１４タイヤ内圧増加検出手段、１５タイヤ気室内粒子発泡判定手段、
１６車速検出手段、１７第２の警報手段、２０内圧復帰型タイヤ、
２１タイヤ本体、２２リム、２３タイヤ気室、
２３Ｐ樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子。

Claims

タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数配置されたタイヤの状態を監視する装置であって、上記タイヤ気室内の圧力を検出するタイヤ内圧検出手段と、上記検出されたタイヤ内圧が所定の値よりも低くなった場合に警報を発する第１の警報手段と、上記タイヤ内圧が再び増加したことを検知して警報を発する第２の警報手段とを備えたことを特徴とするタイヤ状態監視装置。
車速検出手段を備え、タイヤ内圧の変化と車速とに基づいて、上記第２の警報手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
車速検出手段と、タイヤ内の温度を検出する手段とを備え、タイヤ内温度の変化と車速とに基づいて、上記第２の警報手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
タイヤ内圧検出手段と、タイヤ内の温度を検出する手段と、上記検出されたタイヤ内圧とタイヤ内温度とを車体側に送信する送信手段とを備えたモニタリング装置を、タイヤのリム部、もしくは、リム内面、もしくは、バルブに装着したことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ状態監視装置。
タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数配置されたタイヤにおいて、上記タイヤの内圧が所定の値よりも低くなった場合には第１の警報を発し、上記タイヤ内圧が再び増加し、かつ、車輌が所定の速度以上で走行している場合には第２の警報を発して、運転者にタイヤの破損を通告するようにしたことを特徴とするタイヤ破損の通告方法。
タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とから成る略球形状の粒子が多数配置されたタイヤにおいて、上記タイヤの内圧が所定の値よりも低くなった場合には第１の警報を発し、車輌が所定の速度以上で走行している状態で、かつ、上記タイヤ内温度の上昇率が予め設定された温度上昇率よりも大きくなった場合には第２の警報を発して、運転者にタイヤの破損を通告するようにしたことを特徴とするタイヤ破損の通告方法。