JP5416713B2

JP5416713B2 - 空気入りタイヤを具えた車両及び車両におけるタイヤの冷却方法

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Publication number: JP5416713B2
Application number: JP2010537758A
Authority: JP
Inventors: 秀彦日野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2014-02-12
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Description

本発明は、空気入りタイヤを具えた車両及び車両におけるタイヤの冷却方法に関し、詳しくは空気入りタイヤの空気圧が低下した低空気圧走行時の耐久性を向上させることが可能な技術に関する。

タイヤは、走行によりゴム部に周期的な歪が生じ、そのエネルギーの一部が熱に変換されて発熱する。特に、空気圧が低下した状態で走行を続けると、各部の歪が大きくなり発熱も大きくなる。タイヤのゴム温度がある値を超えると、ゴムの破壊が始まる。従って、タイヤの耐久性を高めるために、走行中のタイヤの温度を低く抑えることは有効である。

また、近年では、利便性、安全性及び車室スペースの拡大等を目的として、ランフラットタイヤが普及している。ランフラットタイヤは、各サイドウォール部の内側に断面略三日月状のサイド補強ゴム層を具えたサイド補強型のものが良く知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このようなランフラットタイヤは、例えばパンク時でも、サイド補強ゴム層が空気圧に代わってタイヤ荷重を支え、ひいてはサイドウォール部のたわみが制限される。従って、ランフラットタイヤは、パンク状態でも例えば６０〜８０km／ｈの速度で５０〜１００km程度を継続して走行できる（以下、このような走行を「ランフラット走行」と呼ぶことがある。）。

しかしながら、ランフラットタイヤといえども、空気圧が低下したランフラット走行時には、サイド補強ゴム層が走行距離に比例して発熱し、限界走行距離を超えると該サイド補強ゴム層が熱劣化により破壊する。

特開２００６−１８２３１８号公報

ランフラット走行を含め、低空気圧走行時のタイヤ破壊を遅らせるには、タイヤ各部の剛性を高め、ひずみを小さくすれば良い。しかしながら、このような方法で強化されたタイヤは、縦バネが過度に上昇し、乗り心地の悪化やタイヤ重量の増大を招く欠点があった。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、空気圧低下走行時のタイヤの発熱を抑制して耐久性を向上させうる空気入りタイヤを具えた車両及び車両におけるタイヤの冷却方法を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち第１の発明は、少なくとも空気入りタイヤを装着した車両であって、前記空気入りタイヤの空気圧が低下したときに該空気入りタイヤを外側から冷却する流体を吹き出す冷却装置を具えたことを特徴とする。

また、本発明の第２の発明は、走行中の空気入りタイヤの空気圧を監視するステップと、前記空気圧が予め定めた値以下になったときに該空気入りタイヤに、該空気入りタイヤを外側から冷却する流体を吹き出す工程とを含む空気入りタイヤを装着した車両におけるタイヤの冷却方法である。

第１及び第２の発明では、空気圧が低下した状態で走行するタイヤを、流体を用いて冷却することができる。従って、タイヤの縦バネ定数などを過度に上昇させることなく、低空気圧走行時のタイヤの発熱を遅らせることができ、ひいては耐久性を向上させることができる。特に空気入りタイヤがランフラットタイヤである場合、ランフラット継続走行距離及び／又はランフラット走行速度を顕著に増大させる。

本発明の実施形態を示す車両の平面模式図である。その前右車輪付近の要部拡大図である。図２のＡ−Ａ断面図である。本実施形態の空気入りタイヤの断面図である。本発明の他の実施形態を示す車両の平面模式図である。その前右車輪付近の要部拡大図である。本発明のさらに他の実施形態を示す車両の平面模式図である。その左前車輪の部分側面図である。図８のＡ−Ａ断面図である。制御装置の作用を説明する空気圧、切替弁の操作信号及びポンプ駆動信号のタイムチャートである実施例１の走行距離指数とタイヤ内部温度との関係を示すグラフである。実施例１の走行距離指数とタイヤ表面温度との関係を示すグラフである。実施例２の走行距離指数とセンサーにより検知温度との関係を示すグラフである。実施例２の走行距離指数とサイドウォール部の温度との関係を示すグラフである。

１車両
１ａ車体
２、２ＦＲ、２ＦＬ、２ＲＲ、２ＲＬ車輪
３空気入りタイヤ
７空気圧監視装置
８冷却装置
９ダクト
９ｉ空気導入口
９ｏ吹出口
１０切換具
１１アクチュエータ
１４制御装置
１５切替弁
２３流路
２４吐出口
Ｔタンク
Ｐポンプ
Ｇ気体
Ｌ液体

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
［タイヤを冷却する流体が気体である場合の実施形態］
図１には、本実施形態に係る車両１の平面模式図が示される。該車両１は、例えば四輪の自動車（乗用車）であって、車体１ａには四つの車輪２、即ち、前右車輪２ＦＲ、前左車輪２ＦＬ、後右車輪２ＲＲ及び後左車輪２ＲＬが装着される。また、図２には前右車輪２ＦＲの側面図を、図３にはその上面図をそれぞれ代表して示す。各車輪２は、空気入りタイヤ３と、該空気入りタイヤ３が組み付けられるホイールリム４とを含んで構成される。

前記空気入りタイヤ３は、図４に拡大して示されるように、路面と接地するトレッド部３ａと、その両端部からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３ｂと、各サイドウォール部３ｂに連なりかつホイールリム４に載置されるビード部３ｃと、各ビード部３ｃに埋設された非伸張性のビードコア３ｄで両端が折り返された有機繊維コードからなるカーカスプライからなるカーカス３ｅと、該カーカス３ｅの外側かつトレッド部３ａの内方に配された金属コードからなるベルト層３ｆとが設けられる。

本実施形態の空気入りタイヤ３は、前記カーカス３ｅの内側かつ各サイドウォール部３ｂに断面略三日月状のサイド補強ゴム層３ｇが配されたランフラットタイヤである。前記サイド補強ゴム層３ｇには、通常走行時の乗り心地の著しい悪化を防止しつつ、サイドウォール部３ｂの曲げ剛性を高めてランフラット走行時のタイヤの縦撓みを抑制するために、例えばＪＩＳデュロメータＡ硬さが、好ましくは６０゜以上、より好ましくは６５゜以上、かつ、好ましくは９５゜以下、より好ましくは９０゜以下の比較的硬質のゴム組成物が好適に用いられる。

以上のようなランフラットタイヤは、パンク時でも直ちに走行不能に陥ることなく、例えば８０km／ｈの高速度で最寄りのガソリンスタンド等の安全な駐停車場所までの距離（例えば５０〜１００ｋｍ程度）を走行することができる。ただし、本発明の車両１は、ランフラットタイヤを必須の構成要件とするものではない。

前記ホイールリム４は、略円筒状をなし前記空気入りタイヤが装着されるリム部４ａと、該リム部４ａに一体に固着又は成形されたディスク部４ｂとを有する。ディスク部４ｂは、ブレーキロータ５ａとブレーキパッドを有するキャリパ５ｂとを含むブレーキ装置５を介してハブ（図示せず）に固着される（なお、他の実施形態ではあるが、図９に示されるように、ディスク部４ｂは、ハブ１３にハブボルトで固着される。）。また、ハブは、軸受等を介してナックル６に取り付けられる。また、ナックル６は、サスペンション装置Ｓを介して車体１ａに上下動かつ旋回可能に設けられている。

また、図１に示されるように、車両１には、各車輪２の空気圧を監視する空気圧監視装置７が設けられる。空気圧監視装置７としては、例えば直接式又は間接式が知られている。

直接式の空気圧監視装置７には、各車輪２にタイヤの空気圧を検出する圧力センサーが組み入れられる。該圧力センサーは、例えば空気バルブと一体に構成される場合がある。圧力センサーによって検出された空気圧に対応する電気信号は、無線又はスリップリングなどを介した信号線にて車体側の制御装置１４（後述）へと送られる。

また、間接式の空気圧監視装置７には、各車輪２の回転速度を検出するセンサーが用いられる。該センサーの出力信号は、マイクロコンピュータ等の制御装置１４に入力される。そして、この信号を用いて所定の演算を行うことにより、空気圧が低下した車輪２が特定される。即ち、間接式の空気圧監視装置７では、空気入りタイヤ３の空気圧が低下すると、その動的回転半径が小さくなる（つまり、正常な空気圧を有する他の車輪に比して回転速度が増加する）ことを利用し、４輪の回転速度比等から空気圧が減少した車輪２を特定するものである（例えば特許第４０２８８４８号公報などを参照）。

なお、間接式の空気圧監視装置は、構造が簡単である反面、検出精度の問題や四輪全ての空気圧が低下したときには検知できない等の問題がある。他方、直接式の空気圧監視装置では、間接式のようなデメリットがない反面、装置コストが増加するおそれがあるので、使用する車両に応じ、これらを適宜使い分けるのが望ましい。

また、車両１には、空気入りタイヤ３の空気圧が低下したときに該空気入りタイヤ３を外側から冷却する気体Ｇを吹き出す冷却装置８が設けられる。従って、本実施形態の車両１では、空気圧が低下した状態で走行するタイヤ３に、外部から気体Ｇを吹き付けてその熱を奪い冷却できる。従って、タイヤ３の縦バネ定数などを過度に上昇させることなく（つまり、乗り心地の著しい悪化を招くことなく）、低空気圧走行する空気入りタイヤ３の発熱を抑えることができる。よって、空気入りタイヤ３の低空気圧走行時の耐久性が向上する。また、本実施形態のように、空気入りタイヤ３がランフラットタイヤである場合、そのランフラット継続走行距離及び／又はランフラット走行速度を顕著に増大させることができる。

より具体的に述べると、本実施形態の冷却装置８は、図１に示されるように、一端側に空気を取り込む空気導入口９ｉを有し、かつ、他端側に前記空気を吹き出す吹出口９ｏを有するダクト９と、空気入りタイヤ３の空気圧が低下したときにダクト９を流れる空気の少なくも一部を前記空気入りタイヤ３に向けて吹き出させる切換具１０と、この切換具１０等を制御する制御装置１４とを含んで構成される。

図１に示されるように、ダクト９の空気導入口９ｉは、例えば車両１のフロントグリル部やボンネットバルジ（ともに図示せず）等において、前方で開口するように設けられる。これにより、ファン等を駆動させることなく、車両の走行によって自然に空気導入口９ｉに空気を取り込むことができる。但し、ファンなどを付加することは差し支えない。また、ダクト９への異物の進入を防止するために、空気導入口９ｉには、エアフィルタｆ等が装着されるのが望ましい。

本実施形態のダクト９は、例えば空気導入口９ｉの下流側で４本に分岐し、かつ、それぞれの分岐管９ａないし９ｄは４つの各車輪２の近傍までのびている。また、各分岐管９ａないし９ｄの最下流側には、ダクト９で導いた空気を吹き出す吹出口９ｏが設けられる。この実施形態においては、図３に示されるように、各分岐管９ａないし９ｄの吹出口近傍部分は、屈曲変形自在な可撓部２２として構成されている。

本実施形態の切換具１０は、図２ないし３に示されるように、直線移動式のアクチュエータ１１からなる。アクチュエータ１１は、流体圧を利用するもの又は電動機の回転運動を直線運動に変換して利用するもの等、種々のタイプのものが採用できる。

アクチュエータ１１は、ホイールハウスカバー１９及びサスペンション装置Ｓに干渉しないよう、例えば前記車体１ａのシャシー等に固着された筒状の本体１１ａと、該本体１１ａから出没自在なロッド部１１ｂとを含む。この実施形態において、アクチュエータ１１は、ロッド部１１ｂが車体１ａの長さ方向に移動するよう取り付けられる。ただし、具体的な取り付け態様は、種々変形することができるのは言うまでもない。また、ロッド部１１ｂの先端は、ダクト９の吹出口９ｏ近傍に連結具１２を介して固着される。

また、アクチュエータ１１は、初期状態として、そのロッド部１１ｂを縮めた位置にある。このとき、ダクト９の吹出口９ｏは、ブレーキ装置に向けられた位置Ａに配置される。より具体的には、吹出口９ｏの中心軸線ＣＬがブレーキ装置５のディスクロータ５ａのロータ面と交差（本実施形態ではほぼ直交）するように配置される。

他方、図３に仮想線で示されるように、アクチュエータ１１は、ロッド部１１ｂを伸ばすことにより、ダクト９の吹出口９ｏを移動させ、空気入りタイヤ３に向けられた位置Ｂに配置することができる。より具体的には、吹出口９ｏの中心軸線ＣＬが空気入りタイヤ３の内側のサイドウォール部３ｂと交差するように配置される。

低空気圧走行時やランフラット走行時には、タイヤ３のタイヤ赤道Ｃよりも車両内側部分の発熱が特に大きくなる傾向がある。従って、吹出口９ｏは、本実施形態のように、空気入りタイヤ３のタイヤ赤道Ｃよりも車両内側部分に空気を吹きつけしうるように配置されるのが望ましい。

ただし、吹出口９ｏを空気入りタイヤ３の上部に設け、トレッド部３ａに空気を吹き付けることもできる。また、各空気入りタイヤ３に複数個の吹出口９ｏを設け、例えばトレッド部３ａとサイドウォール部３ｂとに同時に空気を吹き付けるようにして空気入りタイヤ３をより効率的に冷却しても良い。

前記制御装置１４には、図１に示されるように、各車輪２に設けられた空気圧監視装置７の検知信号が入力される。そして、制御装置１４は、入力された検知信号に基づいて、空気圧が予め定めた値以下になった空気入りタイヤ３を、低空気圧又はパンクしたタイヤとして判断しかつ特定するとともに、前記切換具１０を制御し、ダクト９の空気の少なくとも一部を当該空気入りタイヤ３に向けて吹き出させることができる。

以上のように構成された本実施形態の冷却装置８の作用について述べる。
先ず、車両１の各車輪２が適正な空気圧Ｐ２で通常走行している場合、タイヤ３の発熱は耐久性に影響を与えない程度と考えられる。従って、この状態では、制御装置１４は、切換具１０を特に切り換えない。従って、ダクト９の空気導入口９ｉから取り込まれた空気は、各分岐管９ａないし９ｄを経てそれぞれの車輪２のブレーキ装置５に吹き付けられる。これにより、ブレーキ装置５が冷却され、その制動効果を高めることができる。

次に、走行中の釘踏み等により、例えば前右車輪２ＦＲの空気入りタイヤ３の空気圧がＰ１まで低下した場合、制御装置１４は、空気圧監視装置７からの検知信号に基づいて、前右車輪２ＦＲの空気入りタイヤ３の空気圧が、予め定められた空気圧以下になったと判断し、切換具１０に駆動信号を出力し、そのロッド部１１ｂを伸張させる。これにより、図３に仮想線で示されるように、分岐管９ａの吹出口９ｏが空気入りタイヤ３のサイドウォール部３ｂに向けられた位置Ｂへ切り換えられる。従って、車両１の走行中には、分岐管９ａを流れる全ての空気を低空気圧の空気入りタイヤ３のサイドウォール部３ｂに吹き付けてこれを冷却することができる。

従って、本実施形態の冷却装置８は、空気入りタイヤ３の空気圧が低下していない車両の通常走行時には、ダクト９を流れる空気を各車輪２に装備されたブレーキ装置５に向けて吹き付けることにより、その制動効果を高めることができる。一方、空気入りタイヤ３の空気圧が低下した場合には、ダクト９を流れる空気を当該空気入りタイヤ３に向けて吹き出して冷却し、その温度上昇を遅らせることができる。なお、正常な空気圧が満たされている空気入りタイヤ３を有する車輪については、これまで通り、ブレーキ装置５に空気が吹き付けられるので、ブレーキ装置５の過熱を継続して防止することができる。

冷却装置８が作動する前記空気圧Ｐ１は、タイヤがランフラットタイヤである場合、その発熱が最も深刻であるパンク状態に設定されることが望ましい。他方、タイヤが非ランフラットタイヤである場合、前記空気圧Ｐ１は、規格等で設定された正規内圧（例えば、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" 等）よりも低い空気圧（例えば正規内圧の５０％程度）に設定することができる。

前記気体Ｇは、本実施形態では空気が用いられているが、空気入りタイヤ３を冷却しうるものであれば空気以外でも種々の気体を採用できる。例えば、車両１に、空気以外の気体を収容したボンベ等を搭載し、この気体Ｇを低空気圧の空気入りタイヤ３に吹き付けることもできる。

また、気体Ｇは、走行中の空気入りタイヤ３を冷却するために、タイヤの温度、特にトレッド部３ａやサイドウォール部３ｂの温度よりも低温であることが必要である。このような実情に鑑み、気体Ｇは、好ましくは６０℃以下、より好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは４０℃以下の温度で空気入りタイヤ３に向けて吹き出されることが望ましい。なお、図１に示されるように、空気温度を低下させるために、ダクト９の途中に熱交換器２０などを含ませることができる。

なお、上記実施形態では、空気入りタイヤ３の空気圧がＰ１に低下したときに直ちに切換具１０を切り換えて空気入りタイヤ３に空気を吹き付けているが、このような実施形態に限定されるものではない。例えば、空気入りタイヤ３の空気圧がＰ１に低下したときから所定の時間が経過した後に切換具１０の駆動信号を出力することもできる。このような態様では、タイヤが十分に発熱した後に空気を空気入りタイヤ３に吐出するよう切り換えることで、ぎりぎりまでブレーキ装置５を冷却することができる。

図５及び図６には、本発明の他の実施形態が示される。
この実施形態では、ダクト９の各分岐管９ａないし９ｄの下流側に、切換具１０としての切替弁１５が接続されている。また、切替弁１５には、吹出口９ｂがブレーキ装置に向けられた位置Ａにある第１の分岐管１６と、吹出口９ｂが空気入りタイヤ３のサイドウォール部３ｂに向けられた位置Ｂにある第２の分岐管１７とが接続される。前記切替弁１５は、例えば電磁弁であって、制御装置１４によってダクト９を流れる空気を、第１の分岐管１６又は第２の分岐間１７に切り換えて吐出させることができる。

この実施形態の冷却装置８は、空気入りタイヤ３の空気圧が低下していない通常走行時には、制御装置１４は、ダクト９の空気が第１の分岐管１６に流れるように切替弁１５を切り換える。これにより、ダクト９を流れる空気を各車輪２に装備されたブレーキ装置に向けて吹き付けることができ、制動効果を高め得る。

一方、一つの空気入りタイヤ３の空気圧が低下した場合、制御装置１４は、空気圧が低下した車輪２の切替弁１５に弁切換信号を出力、ダクト９の空気が、その第２の分岐管１７に流れるように切り換える。これにより、ダクト９を流れる空気は、当該空気入りタイヤ３に向けて吹き出され、ひいては低空気走行時の空気入りタイヤ３を冷却することができる。

なお、切替弁１５には、第１の分岐管１６及び第２の分岐管１７の双方に空気を送給しうるとともにそれらの吐出比率を変えることができる弁が採用されても良い。このような実施形態では、例えば、低空気走行時には、ダクト９の空気を、例えば空気入りタイヤ３に８０％、ブレーキ装置に２０％といった割合で吹き付け、状況に応じて空気入りタイヤ３及びブレーキ装置５の双方の発熱を防止することもできる。

また、流体に気体を用いる実施形態においても、さらに他の形態で実施できる。例えば、この実施形態において、次のような態様が少なくとも含まれる。

（変形例１）
上記実施形態では、冷却装置８がブレーキ装置をも冷却するものを示した。しかしながら、冷却装置８は、ブレーキ装置に代えて、過給器のタービンやラジエータなどの車両搭載発熱機器に向けて空気の一部を吹き出すこともできる。

（変形例２）
上記実施形態では、全ての車輪２に、気体Ｇを吐出しうる吹出口９ｂを設けたが、例えばＦＦ車の場合、駆動輪でかつ軸重が大きくしかも配管が容易な前輪にのみ冷却装置８を設けることもできる。

（変形例３）
上記実施形態では、制御装置１４によって空気入りタイヤ３への空気の吹出を自動的にコントロールする態様を示した。しかしながら、運転席に、冷却装置駆動用の操作スイッチ（図示省略）を設け、この信号を制御装置１４に入力させても良い。このような実施形態では、運転席からの遠隔操作により、空気を低空気圧のタイヤに強制的にかつ手動で吹き付けることができる。

（変形例４）
冷却装置８は、空気入りタイヤ３の空気圧が低下する前であっても、空気入りタイヤ３を外側から冷却する気体を吹き出すことができる。この場合でも、タイヤの発熱が抑えられるので、エネルギーロスが減り、転がり抵抗が小さくなる。よって、車両１の燃費を向上させることができる。

［タイヤを冷却する流体が液体である場合の実施形態］
次に、本発明の他の実施形態として、タイヤを冷却する流体が液体である場合の実施形態が図７以降を参照しながら説明される。

図７には、この実施形態に係る車両１の平面模式図が示される。また、図８には前左車輪２ＦＬの側面図が、図９にはそのＡ−Ａ断面図がそれぞれ示される。この実施形態においては、車両１には、空気入りタイヤ３の空気圧が低下したときに該空気入りタイヤ３を外側から冷却する液体Ｌを吐出する冷却装置８が設けられる。なお、冷却装置８及び制御装置１４を除いて、上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。

冷却装置８は、空気圧が低下した状態で走行するタイヤ３に外部から液体Ｌをかけ、その熱を奪うことで冷却できる。従って、この実施形態の車両１においても、タイヤ３の縦バネ定数などを過度に上昇させることなく（つまり、乗り心地の著しい悪化を招くことなく）、低空気圧走行する空気入りタイヤ３の発熱を抑えることができる。よって、空気入りタイヤ３の低内圧走行時の耐久性が向上する。また、空気入りタイヤ３がランフラットタイヤである場合、そのランフラット継続走行距離及び／又はランフラット走行速度を増大させるなど、先の実施形態と同様の効果が期待できる。

本実施形態の冷却装置８は、上記液体Ｌを蓄えるタンクＴと、該タンクＴから液体を送給するポンプＰと、一端が前記ポンプＰに接続されかつ他端が前記空気入りタイヤ３に向けられた吐出口２４に通じる流路２３と、前記ポンプＰ等を駆動制御する制御装置１４とを含んで構成される。

前記液体Ｌは、空気入りタイヤ３に付着しかつそこから熱を奪うものであれば種々の液体を採用でき、本実施形態では気化潜熱の大きい水が用いられる。また、水に各種の材料が添加されても良い。また、液体Ｌは、走行中の空気入りタイヤ３を冷却するために、吐出されるときに想定されるタイヤの温度、特にトレッド部３ａやサイドウォール部３ｂの温度よりも低温に保たれていることが必要である。このような実情に鑑み、液体Ｌは、好ましくは６０℃以下、より好ましくは５０℃以下の温度で空気入りタイヤ３に吐出されることが望ましい。

前記タンクＴ及びポンプＰは、例えば車体１ａのボンネット内の収納空間に納められる。従って、車両１のボンネット（図示せず）を開くことにより、タンクＴへの液体Ｌの補水作業及びメンテナンス等を容易に行うことができる。

本実施形態において、液体Ｌを吐出する吐出口２４は、図１に示されるように、各車輪２全てにそれぞれ設けられる。また、個々の吐出口２４は、図２及び図３に示されるように、車両１のホイールハウスカバー１９に設けられた開口部１９ａから下に向けて設けられる。これにより、冷却装置８は、空気入りタイヤ３の上部から、その下方のトレッド部３ａに向けて液体Ｌを噴射できる。吐出口２４は、普通の開口であっても良いし、また液体を霧状に噴霧しうるノズル口であっても良い。なお、タイヤ３への液体Ｌの付着性などを考慮すると、液体Ｌは、霧化させずにタイヤに向けて液状のまま高圧噴射（自由落下よりも大きな加速度で落下）させるのが良い。

また、低内圧走行時やランフラット走行時には、タイヤ３の幅方向内側（タイヤ赤道Ｃよりも車両内側）の発熱が大きくなる傾向があるのは先に述べたとおりである。従って、吐出口２４は、空気入りタイヤ３のタイヤ赤道Ｃよりも車両内側部分に液体Ｌを吹き付けるよう配置されるのが望ましい。このような観点より、吐出口２４は、空気入りタイヤ３の車両内側を向くサイドウォール部３ｂに向けて液体Ｌを吐出するように配置されても良い。

また、各空気入りタイヤ３に複数個の吐出口２４を設け、例えばトレッド部３ａとサイドウォール部３ｂとにそれぞれ液体を吹き付けるようにして空気入りタイヤ３をより効率的に冷却させることができる。

前記流路２３は、例えば電磁操作型の切替弁２５と、該切替弁２５とポンプＰとの間を継ぐ１本の主流路２３ｍと、一端が前記切替弁２５の出力ポートａ、ｂ、ｃ及びｄにそれぞれ接続されかつ他端が各車輪２ＦＲ、２ＦＬ、２ＲＲ、２ＲＬの空気入りタイヤ３に向けられた吐出口２４に接続される複数本の分岐流路２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄとを含んで構成される。

さらに、本実施形態の流路２３は、一端が切替弁２５の出力ポートｅに接続されるとともに、他端がウインドウウォッシャー装置２５の洗浄液吹出ノズル（図示省略）に接続された補助分岐流路２３ｅを含む。従って、制御装置１４は、運転席からのウインドウウォッシャー装置２３の操作指令に基づき、切替弁２５の出力のポートを”ｅ”に切り替えかつポンプＰを駆動することにより、前記タンクＴの液体Ｌを洗浄液吹出ノズルから車両の窓ガラス（図示省略）に向けて噴射することができる。このように、本実施形態の冷却装置８は、乗用車に標準装備されているウインドウウォッシャー装置２５と、タンクＴ及びポンプＰを共用することができる。従って、本実施形態の車両１は、少ない追加部品で簡単かつ低コストで冷却装置８を実現できる点で望ましい。

前記制御装置１４には、各車輪２に設けられた空気圧監視装置７の検知信号が入力される。そして、制御装置１４は、入力された検知信号に基づいて、空気圧が予め定めた値以下になった空気入りタイヤ３を、低内圧又はパンクしたタイヤとして判断するとともに、前記ポンプＰ及び切替弁２５を駆動制御し、当該空気入りタイヤ３に液体Ｌを吹きかけて冷却させることができる。

図１０は、このような制御装置１４の処理手順の一例を示すタイムチャートである。図１０において、最上段には、空気圧が低下した空気入りタイヤ（この例では前左車輪２ＦＬの空気入りタイヤ３とする）の空気圧の時間変化を示す。また、中段には、上記前左車輪２ＦＬの空気入りタイヤ３に液体Ｌを送給するために、切替弁２５の出力ポートを”ｂ”に切り替えるための操作信号の電圧レベルの時間変化を示す。さらに、最下段には、ポンプＰを駆動する駆動信号の電圧レベルの時間変化を示す。これらは、いずれも時間軸を揃えて描かれている。

先ず、車両１の各車輪２が適正な空気圧Ｐ２で通常走行している場合、タイヤ３の発熱は耐久性に影響を与えない程度と考えられる。従って、この状態では、制御装置１４は、切替弁２５を特に切り替えず、かつ、ポンプＰを駆動しない（区間Ａ）。従って、空気入りタイヤ３に液体Ｌが吐出されることはない。

次に、例えば、走行中の釘踏み等により、前左車輪２ＦＬの空気入りタイヤ３の空気圧がＰ１まで低下した場合、制御装置１４は、空気圧監視装置７からの検知信号に基づいて、前左車輪２ＦＬの空気入りタイヤ３の空気圧が、予め定められた空気圧Ｐ１以下になったと判断し、切替弁２５へハイレベルの操作信号を出力し、その出力ポートを”ｂ”に切り替えるとともに、ポンプＰにハイレベルの駆動信号を出力する。これにより、液体Ｌは、タンクＴ、ポンプＰ、主流路２３ｍ、切替弁２５の出力ポートｂ、分岐流路２３ａ及び吐出口２４を経て、図８、図９に示されるように、走行中の空気入りタイヤ３のトレッド部３ａに高い圧力で吹き付けられる。

空気入りタイヤ３に付着した液体Ｌは、重力又は走行時の遠心力によりタイヤの各部へと広く流れわたり、広範囲のタイヤ外表面から熱を吸収することができる。特に、トレッド部３ａに吹き付けられた液体Ｌは、サイドウォール部３ｂへも流れ出すことにより、トレッド部３ａ及びサイドウォール部３ｂの双方から熱を奪うことができる。従って、本実施形態の冷却装置８は、低内圧走行時の空気入りタイヤ３を冷却し、その温度上昇を遅らせることができる。なお、このような動作は、車両１の走行中又は停止中のいずれに拘わらず行うことができる。

前記液体Ｌは、制御装置１４により、切替弁２５及びポンプ駆動信号が出力されている時間ｔ１で、かつ、空気圧が低下した空気入りタイヤ３にのみ吹き付けられる。これにより、限られた量の液体Ｌを効率的に用いて空気入りタイヤ３を冷やすことができる。

また、本実施形態の冷却装置８は、間欠的に液体Ｌを吐出することができる。この実施形態では、切替弁２５の操作信号及びポンプ駆動信号は、空気圧がＰ１以下になった後、一定の時間間隔ｔ２で出力される。これにより、限られた量の液体でタイヤ３を継続的にかつ効率良く冷却することができる。このような冷却方法は、ランフラット走行距離及び／又はランフラット走行速度を効果的に増大させることができる。

上記１回当たりの液体を吐出する時間ｔ１は、特に限定されるものではない、この時間ｔ１は、ポンプＰの吐出能力等に鑑み、空気入りタイヤ３を冷却するのに必要な液量が吐出されるのに十分な時間として適宜定められることが望ましい。

また、タイヤを冷却させるのに必要な１回当たりの吐出液量としては、タイヤサイズ等に応じて定められるが、好ましくは３０cm³ 以上、より好ましくは５０cm³ 以上、さらに好ましくは１００cm³以上が望ましい。他方、タンクＴに蓄える液量には限りがあるので、１回の吐出液量が多くなると、吐出回数が低下するおそれがある。このような観点より、１回当たりの吐出液量は、好ましくは３００cm³以下、より好ましくは２５０cm³ 以下、さらに好ましくは２００cm³以下が望ましい。

また、図１０に示したように、間欠的に液体Ｌを吐出する際の時間間隔ｔ２は、気温、天候、路面温度、走行速度及び／又は積載荷重等を考慮して定める必要があるため、特に限定されるものではない。しかしながら、上記時間間隔ｔ２が短すぎると、直ぐにタンクＴ内の液体を消費してしまい、冷却効果を効率的に持続させるのが困難な傾向がある。逆に上記時間間隔ｔ２が大きくなると、高速走行時にはタイヤの発熱を十分に抑制できないおそれがある。高速道路でのランフラット走行（走行速度約８０km／ｈ）を想定した場合、上記時間間隔ｔ２は、好ましくは５〜１５分程度で設定されるのが良い。

また、上記実施形態では、空気入りタイヤ３の空気圧がＰ１に低下したときに直ちに液体Ｌが空気入りタイヤ３に吐出されているが、このような実施形態に限定されるものではない。例えば、空気入りタイヤ３の空気圧がＰ１に低下したときから所定の時間が経過した後に切替弁１５の操作信号及びポンプ駆動信号を出力することもできる。このような態様では、タイヤを十分に発熱させた後に液体Ｌを空気入りタイヤ３に吐出して冷却させることができるので、効率的に用いてタイヤの昇温を抑制できる。

また、上記実施形態では、予め定めた一定の時間間隔ｔ２で液体Ｌを吐出する態様を示した。しかしながら、冷却装置８は、予め定めた走行距離間隔で液体Ｌを吐出するように構成されても良い。例えば、空気圧が低下した段階で先ず１回目の冷却工程として、液体Ｌが空気圧の低下した空気入りタイヤ３に吐出される。次に、制御装置１４は、走行距離計等から走行距離データを読み込み、１回目の冷却工程から所定の距離を走行する毎に、液体Ｌを間欠的に吐出させることもできる。

種々の実験によれば、ランフラット走行時の平均走行速度を７０〜９０km／ｈと想定した場合、１０〜２０km走行毎に１００〜３００cm³の液体Ｌを空気入りタイヤ３に吐出することで良好な結果が得られている。

この実施形態においても、さらに他の態様に変形して実施できる。変形例としては、次のような態様が少なくとも含まれる。

（変形例１）
上記実施形態では、冷却装置８のタンクＴは、ウインドウウォッシャー装置１７と兼用されるが、該ウインドウウォッシャー装置２５に代えて、又はこれとともにラジエータのクーラントを蓄えるリザーブタンク（図示せず）をも兼用することができる。この場合において、例えば、タンクＴが空になった場合にのみリザーブタンクから給水させることが望ましい。

（変形例２）
上記実施形態では、全ての車輪２に、液体Ｌを吐出しうる吐出口２４を設けたが、例えばＦＦ車の場合、駆動輪でかつ軸重が大きくしかも配管が容易な前輪にのみ吐出口２４を設けることもできる。

（変形例３）
上記実施形態では、制御装置１４によって液体Ｌの吐出を自動的にコントロールする態様を示した。しかしながら、運転席に、冷却装置駆動用の操作スイッチを設け、この信号を制御装置１４に入力させても良い。このような実施形態では、運転席からの遠隔操作により、液体Ｌを低内圧のタイヤに強制的に吐出させることができる。

（変形例４）
車両１に、空気入りタイヤ３の温度を検知する温度センサ（図示せず）を設けることができる。この温度センサーは、例えば空気圧監視装置７と一体化させることが望ましい。そして、制御装置１４は、空気圧が低下した段階で先ず１回目の冷却工程として、液体Ｌを空気圧の低下した空気入りタイヤ３に吐出するとともに、その後、温度センサーの検知信号が例えば予め定めた温度以上になったときに、液体Ｌを吐出させることもできる。

以上、本発明の最良な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施できるのは言うまでもない。

（実施例１：流体が気体の実施例）
本発明の効果を確認するために、下記の車両を使用してランフラット走行テストが行われた。車両のスペックは、次の通りである。
排気量：４３００ccの国産後輪駆動車両
タイヤ（全輪）：サイズ２４５／４０Ｒ１８のランフラット型の空気入りタイヤ
前輪荷重：５．２９ｋＮ
後輪荷重：５．３９ｋＮ
前輪キャンバー角：１度（ネガティブ）
冷却装置具備

また、ランフラット走行テストでは、前右車輪を空気圧ゼロのパンク状態（他の３輪は２３０ｋＰａ）として、平均走行速度８０km／ｈで乾燥アスファルト路面の高速走行テストコース（天候：晴れ、気温２４℃）を連続走行させ、タイヤが破壊するまでのランフラット走行距離が調べられた。

実施例１の車両では、テスト走行中、冷却装置を常時作動させ、平均風速約５０．４km／で空気をパンクさせたタイヤの車両内側のサイドウォール部に吹き付けた。

他方、従来例では、テスト走行中、冷却装置を一切作動させなかった。

テストの結果を図１１及び図１２に示す。図１１には、温度センサーによってタイヤの空気バルブ近傍で測定されたタイヤ内部の雰囲気温度と、従来例のランフラット走行距離を１００とするランフラット走行距離指数との関係を示す。また、図１２には、空気入りタイヤの表面（非接触型赤外線センサーにて測定されたサイドウォール部の表面温度）と、ランフラット走行距離指数との関係を示す。

テストの結果、実施例１の車両では、ランフラット走行中の温度上昇が抑えられていることがはっきりと確認できた。また、実施例１の車両では、従来例のランフラット走行距離の１．７３倍を走行することができ、顕著に走行距離を増大していることが確認できた。

（実施例２：流体が液体の実施例）
次に、図７〜９の実施形態として、下記の車両を使用してランフラット走行テストが行われた。車両のスペックは、上記と同様である。

また、ランフラット走行テストでは、上記と同様、前右車輪を内圧ゼロのパンク状態（他の３輪は２３０ｋＰａ）として、平均走行速度８０km／ｈで乾燥アスファルト路面の高速走行テストコース（天候：晴れ、気温２４℃）を連続走行させ、タイヤが破壊するまでのランフラット走行距離が調べられた。

実施例２の車両では、テスト走行中、１０km走行毎に、温度約２５℃の水を約３秒間（１回の吐出量：２００cm³）、タイヤのトレッド部に高圧で吹き付けられるように冷却装置を作動させた。

テストの結果を図１３及び図１４に示す。図１３には、空気バルブ近傍に設けた温度センサーによって設定されたタイヤ内腔の雰囲気温度と、従来例のランフラット走行距離を１００とする走行距離指数との関係を示す。また、図１４には、空気入りタイヤの車両内側のサイドウォール部の表面温度（非接触型赤外線温度センサーにて測定）と、走行距離指数との関係を示す。

テストの結果、実施例２の車両では、ランフラット走行中の温度上昇が抑えられていることがはっきりと確認できた。従来例の車両では、前右車輪の空気入りタイヤがある走行距離で破壊した。しかしながら、実施例２の車両では、従来例のランフラット走行距離の３倍を走行したにも拘わらず、一切の破壊が生じていなかった。

Claims

空気入りタイヤを装着した車両であって、少なくとも前記空気入りタイヤの空気圧が低下したときに該空気入りタイヤを外側から冷却する流体を吹き出す冷却装置を具え、
前記流体が空気であり、
前記冷却装置は、一端側に空気を取り込む空気導入口を有し、かつ、他端側に前記空気をブレーキ装置に向けて吹き出す吹出口を有するダクトと、
空気入りタイヤの空気圧が低下したときに前記ダクトを流れる空気の少なくも一部を前記空気入りタイヤに向けて吹き出させる切換具とを含み、前記空気導入口は、車両の前方で開口することにより、ファンを駆動することなく車両の走行で自然に空気を取り込むものであることを特徴とする車両。
前記空気入りタイヤは、各サイドウォール部に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層が設けられたランフラット型である請求項１記載の車両。
前記空気は、前記空気入りタイヤのトレッド部及び／又はサイドウォール部に向けて吹き付けられる請求項１又は２記載の車両。
前記空気は、タイヤ赤道よりも車両内側に位置するトレッド部及び／又はサイドウォール部に向けて吹き付けられる請求項１乃至３のいずれかに記載の車両。
空気入りタイヤを装着した車両であって、少なくとも前記空気入りタイヤの空気圧が低下したときに該空気入りタイヤを外側から冷却する流体を吹き出す冷却装置を具え、
前記流体が液体であり、
前記冷却装置は、前記液体を蓄えるタンクと、該タンクから液体を送給するポンプと、一端が前記ポンプに接続されかつ他端が前記空気入りタイヤに向けられた吐出口に通じる流路と、前記ポンプを駆動制御する制御装置とを含み、
ウインドウウォッシャー装置をさらに具え、
該ウインドウウォッシャー装置は、前記冷却装置のタンク及びポンプを利用して前記液体を窓ガラスに吐出することを特徴とする車両。
前記空気入りタイヤは、各サイドウォール部に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層が設けられたランフラット型である請求項５記載の車両。
前記液体は、前記空気入りタイヤのトレッド部及び／又はサイドウォール部に向けて吐出される請求項５又は６記載の車両。
前記液体は、タイヤ赤道よりも車両内側に位置するトレッド部及び／又はサイドウォール部に向けて吐出される請求項５乃至７のいずれかに記載の車両。
前記冷却装置は、間欠的に前記液体を吐出する請求項５乃至８のいずれかに記載の車両。
前記冷却装置は、予め定めた時間間隔で前記液体を吐出する請求項５乃至９のいずれかに記載の車両。
前記冷却装置は、予め定めた走行距離間隔で前記液体を吐出する請求項５乃至９のいずれかに記載の車両。
前記冷却装置は、空気入りタイヤの温度が予め定めた温度以上になったときに前記液体を吐出する請求項５乃至１１のいずれかに記載の車両。
走行中の空気入りタイヤの空気圧を監視するステップと、
前記空気圧が予め定めた値以下になったときに該空気入りタイヤに、該空気入りタイヤを外側から冷却する流体を吹き出す工程とを含み、
前記流体が液体であり、
前記液体は、ウインドウウォッシャー装置用のタンク又はクーラントのリザーブタンクから取り出されることを特徴とする空気入りタイヤを装着した車両におけるタイヤの冷却方法。