JP6600549B2 - 電気抵抗測定装置及び電気抵抗測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの外周部と内周部との間の電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置及び電気抵抗測定方法に関する。

従来、タイヤの電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置として、タイヤの外周部に電気的に接続される外周測定子と、タイヤの内周部に電気的に接続される内周測定子とを備える電気抵抗測定装置が、知られている（例えば、特許文献１及び２）。そして、電気抵抗測定装置は、外周測定子及び内周測定子間のタイヤの電気抵抗を測定する。

ところで、特許文献１及び２に係る電気抵抗測定装置は、タイヤの外周部のうち、外周測定子と接触している部分と、タイヤの内周部のうち、内周測定子と接触している部分との間のタイヤの電気抵抗を測定する。したがって、タイヤの外周部の異なる部分と内周部との間の電気抵抗を測定するためには、タイヤの外周部に対する外周測定子の位置を変える必要がある。

特開２０１４−８９１６１号公報 特開２００８−２４７０６８号公報

そこで、課題は、タイヤの外周部に対する外周測定子の位置を変えることなく、タイヤの外周部の複数の部分と内周部との間の電気抵抗をそれぞれ測定することができる電気抵抗測定装置及び電気抵抗測定方法を提供することである。

電気抵抗測定装置は、タイヤの内周部に電気的に接続される内周測定子と、前記タイヤの外周部に電気的に接続される外周測定子と、前記内周測定子及び前記外周測定子と電気的に接続され、前記内周測定子及び前記外周測定子間の前記タイヤの電気抵抗を測定する測定部と、を備え、前記外周測定子は、前記タイヤの外周部に接触する複数の導電部を備え、前記複数の導電部は、互いに電気的に絶縁され、前記測定部は、前記タイヤの電気抵抗を測定する測定本体部と、前記複数の導電部のうち、前記測定本体部と電気的に接続する導電部を切り替え可能な外周接続部と、を備える。

また、電気抵抗測定装置においては、前記複数の導電部は、タイヤ周方向に沿って長尺に形成され、且つ、タイヤ幅方向に並列される、という構成でもよい。

また、電気抵抗測定装置においては、前記複数の導電部は、タイヤ周方向に並列され、且つ、タイヤ幅方向に並列される、という構成でもよい。

また、電気抵抗測定装置においては、前記導電部のタイヤ幅方向の寸法は、タイヤ幅方向で隣接される前記導電部間の隙間の寸法よりも、大きい、という構成でもよい。

また、電気抵抗測定方法は、タイヤの外周部に、互いに電気的に絶縁されている複数の導電部を接触させることと、前記タイヤの内周部に、内周測定子を電気的に接続させることと、前記複数の導電部の各々と前記内周測定子との間の前記タイヤの電気抵抗をそれぞれ個別に測定することと、を含む。

以上の如く、電気抵抗測定装置及び電気抵抗測定方法は、タイヤの外周部に対する外周測定子の位置を変えることなく、タイヤの外周部の複数の部分と内周部との間の電気抵抗をそれぞれ測定することができる、という優れた効果を奏する。

図１は、空気入りタイヤの全体斜視図である。 図２は、空気入りタイヤのタイヤ子午面における要部断面図である。 図３は、一実施形態に係る電気抵抗測定装置の全体模式図である。 図４は、同実施形態に係る外周測定子の全体斜視図である。 図５は、他の実施形態に係る外周測定子の全体斜視図である。 図６は、さらに他の実施形態に係る外周測定子の全体斜視図である。 図７は、同実施形態に係る外周測定子の全体図であって、外周測定子がタイヤの外周部に接触している状態を示す図である。 図８は、さらに他の実施形態に係る電気抵抗測定装置の全体模式図である。 図９は、さらに他の実施形態に係る電気抵抗測定装置の全体模式図である。

以下、電気抵抗測定装置における一実施形態について、図１〜図４を参酌して説明する。なお、各図（図５〜図９も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

まず、電気抵抗測定装置の各構成を説明するのに先立って、電気抵抗測定装置で測定される空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ともいう）について説明する。図１及び図２に示すように、タイヤ１０は、ビードを有する一対のビード部１１と、各ビード部１１からタイヤ径方向Ｄ２の外側に延びるサイドウォール部１２と、一対のサイドウォール部１２のタイヤ径方向Ｄ２の外端部に連接され、トレッド面１３ａを構成するトレッド部１３とを備えている。

図１及び図２において、第１の方向Ｄ１は、タイヤ幅方向Ｄ１であり、第２の方向Ｄ２は、タイヤ１０の直径方向であるタイヤ径方向Ｄ２であり、第３の方向Ｄ３は、タイヤ回転軸周りの方向であるタイヤ周方向Ｄ３である。また、タイヤ赤道面Ｓ１は、タイヤ回転軸に直交する面で且つタイヤ幅方向Ｄ１の中心に位置する面であり、タイヤ子午面は、タイヤ回転軸を含む面で且つタイヤ赤道面Ｓ１と直交する面である。

図２に示すように、タイヤ１０は、導電性を有する導電ゴム部１４〜１７と、導電性を有しない（電気絶縁性を有する）非導電ゴム部１８とを備えている。そして、タイヤ１０がリム１００に装着された際に、導電ゴム部１４〜１７は、トレッド面１３ａからリム１００にまで延びる導電経路を構成することになる。なお、導電経路の構成は、図２に示すような導電経路の構成に限られない。

なお、導電ゴム部１４〜１７は、導電性ゴムで形成されており、該導電性ゴムは、例えば、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ未満を示すゴムをいう。また、非導電ゴム部１８は、非導電ゴムで形成されており、該非導電ゴムは、例えば、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ以上を示すゴムをいう。

ところで、タイヤ１０は、一般的に、タイヤ周方向Ｄ３に沿って、同じゴム材を配置している。即ち、図２に示すようなタイヤ子午面におけるタイヤ１０の断面において、何れのタイヤ子午面に関わらず、導電ゴム部１４〜１７及び非導電ゴム部１８の配置は、略同じである。

図３に示すように、本実施形態に係る電気抵抗測定装置１は、タイヤ１０の内周部に電気的に接続される内周測定子２と、タイヤ１０の外周部に電気的に接続される外周測定子３とを備えている。そして、電気抵抗測定装置１は、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０の電気抵抗を測定する測定部４を備えている。

なお、タイヤ１０の内周部は、タイヤ１０のタイヤ径方向Ｄ２の内側の部分をいい、タイヤ１０の外周部は、タイヤ１０のタイヤ径方向Ｄ２の外側の部分をいう。本実施形態においては、タイヤ１０の内周部は、リム１００に接触しているビード部１１をいい、タイヤ１０の外周部は、サイドウォール部１２及びトレッド部１３をいう。

内周測定子２は、タイヤ１０の内周部に間接的に接触する導電性の接部２１と、測定者が把持するための把持部２２とを備えている。本実施形態においては、接部２１は、導電性を有するリム１００に接触することで、タイヤ１０のビード部１１と電気的に接続されている。

図４に示すように、外周測定子３は、電気絶縁性を有する板状のベース部３１と、ベース部３１の表面に配置され、タイヤ１０の外周部（例えば、トレッド面１３ａ）に接触する複数の導電部３２とを備えている。本実施形態においては、ベース部３１は、樹脂で形成されており、導電部３２は、金属で形成されている。そして、外周測定子３は、剛性を有している。

図４（図５も同様）において、トレッド面１３ａが、破線及び２点鎖線で示されている。図４においては、タイヤ１０は、外周測定子３に加圧接触している状態であって、弾性変形している状態である。そして、トレッド面１３ａのうち、外周測定子３と接触している部分は、破線で示されている。

導電部３２は、長尺に形成されている。そして、導電部３２は、長さ方向がタイヤ周方向Ｄ３に沿うように、配置されている。また、複数の導電部３２は、タイヤ幅方向Ｄ１に並列されている。具体的には、複数の導電部３２は、互いに電気的に絶縁するように、互いに離間して配置されている。そして、複数の導電部３２は、互いに平行となるように、配置されている。また、複数の導電部３２は、タイヤ幅方向Ｄ１において、等間隔となるように配置されている。

導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも、大きくなっている。そして、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、１ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法は、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法以下であることが好ましい。本実施形態においては、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、５ｍｍであり、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法は、３ｍｍである。

図３に戻り、測定部４は、電気抵抗を測定する測定本体部４１と、内周測定子２と測定本体部４１とを電気的に接続する内周接続部４２と、外周測定子３と測定本体部４１とを電気的に接続する外周接続部４３とを備えている。そして、内周接続部４２は、内周測定子２の接部２１と測定本体部４１とを電気的に接続する電線４２ａを備えている。

外周接続部４３は、外周測定子３の導電部３２に接触する導電性の導電接部４３ａと、測定者が把持するための把持部４３ｂと、導電接部４３ａと測定本体部４１とを電気的に接続する電線４３ｃとを備えている。そして、外周接続部４３は、測定者が導電接部４３ａと接触する導電部３２を変更することで、複数の導電部３２のうち、測定本体部４１と電気的に接続する導電部３２を切り替えられる。

測定本体部４１は、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）に電気を供給する給電部４１ａと、内周測定子２及び外周測定子３間の所定の電気要素を検出する検出部４１ｂとを備えている。そして、測定本体部４１は、内周測定子２及び外周測定子３間の電気抵抗値を演算する演算部４１ｃと、演算部４１ｃが演算した電気抵抗値を出力する出力部４１ｄとを備えている。

本実施形態においては、給電部４１ａは、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）に所定の電圧を印加し、検出部４１ｂは、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）に流れる電流を検出する。そして、演算部４１ｃは、給電部４１ａが印加した電圧値と検出部４１ｂが検出した電流値とに基づいて、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）の電気抵抗値を演算し、出力部４１ｄは、演算部４１ｃが演算した電気抵抗値を表示する。

なお、給電部４１ａは、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）に所定の電流を流し、検出部４１ｂは、内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）に発生した電圧を検出してもよい。要するに、測定本体部４１が内周測定子２及び外周測定子３間のタイヤ１０（及びリム１００）の電気抵抗を測定する構成は、限定されない。

本実施形態に係る電気抵抗測定装置１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る電気抵抗測定方法について、図３及び図４を参酌して、説明する。

まず、タイヤ１０のトレッド部１３を、外周測定子３に加圧接触させる。そして、内周測定子２を、タイヤ１０が装着されているリム１００に接触させ、また、外周接続部４３の導電接部４３ａを、複数の導電部３２のうち、所定の導電部３２に接触させる。なお、外周測定子３とタイヤ１０との接触、内周測定子２とリム１００との接触、外周接続部４３と１つ目の導電部３２との接触の順番は、特に限定されない。

その後、測定部４は、導電接部４３ａに接触されている導電部３２と内周測定子２との間のタイヤ１０（及びリム１００）に電気を供給することで、当該導電部３２及び内周測定子２間の電気抵抗を測定する。そして、外周測定子３とタイヤ１０の外周部との接触状態を維持しつつ、導電接部４３ａを、別の導電部３２に接触させることで、測定部４は、当該別の導電部３２及び内周測定子２間のタイヤ１０（及びリム１００）の電気抵抗を測定する。

これにより、トレッド部１３の複数の部分とリム１００が接触しているビード部１１との間のタイヤ１０（及びリム１００）の電気抵抗をそれぞれ測定することができる。したがって、例えば、ゴム部材（導電ゴム部１４〜１７、非導電ゴム部１８）の位置が、適切な位置（設計上、配置されるべき位置）であるか確認することができる。

以上より、本実施形態に係る電気抵抗測定装置１は、タイヤ１０の内周部に電気的に接続される内周測定子２と、前記タイヤ１０の外周部に電気的に接続される外周測定子３と、前記内周測定子２及び前記外周測定子３と電気的に接続され、前記内周測定子２及び前記外周測定子３間の前記タイヤ１０の電気抵抗を測定する測定部４と、を備え、前記外周測定子３は、前記タイヤ１０の外周部に接触する複数の導電部３２を備え、前記複数の導電部３２は、互いに電気的に絶縁され、前記測定部４は、前記タイヤの電気抵抗を測定する測定本体部４１と、前記複数の導電部３２のうち、前記測定本体部４１と電気的に接続する導電部３２を切り替え可能な外周接続部４３と、を備える。

斯かる構成によれば、外周測定子３は、タイヤ１０の外周部に電気的に接続される複数の導電部３２を備えており、複数の導電部３２は、互いに電気的に絶縁されている。そして、外周接続部４３は、複数の導電部３２のうち、測定本体部４１と電気的に接続する導電部３２を切り替える。

これにより、測定本体部４１は、タイヤ１０の外周部の複数の部分と内周部との間の電気抵抗をそれぞれ測定できる。したがって、タイヤ１０の外周部に対する外周測定子３の位置を変えることなく、タイヤ１０の外周部の複数の部分と内周部との間の電気抵抗をそれぞれ測定することができる。

また、本実施形態に係る電気抵抗測定方法は、タイヤ１０の外周部に、互いに電気的に絶縁されている複数の導電部３２を接触させることと、前記タイヤ１０の内周部に、内周測定子２を接触させることと、前記複数の導電部３２の各々と前記内周測定子２との間の前記タイヤ１０の電気抵抗をそれぞれ個別に測定することと、を含む。

斯かる方法によれば、互いに電気的に絶縁されている複数の導電部３２が、タイヤ１０の外周部に接触し、内周測定子２が、タイヤ１０の内周部に接触する。そして、複数の導電部３２の各々と内周測定子２との間のタイヤ１０の電気抵抗が、それぞれ個別に測定される。これにより、タイヤ１０の外周部に対する複数の導電部３２の位置を変えることなく、タイヤ１０の外周部の複数の部分と内周部との間の電気抵抗をそれぞれ測定することができる。

ところで、タイヤ１０は、一般的に、タイヤ周方向Ｄ３に沿って、同じゴム材を配置している。それに対して、本実施形態に係る電気抵抗測定装置１及び電気抵抗測定方法においては、前記複数の導電部３２は、タイヤ周方向Ｄ３に沿って長尺に形成され、且つ、タイヤ幅方向Ｄ１に並列される、という構成である。

斯かる構成によれば、複数の導電部３２が、タイヤ周方向Ｄ３に沿って長尺に形成され、且つ、タイヤ幅方向Ｄ１に並列されているため、各導電部３２は、タイヤ１０の外周部に、タイヤ周方向Ｄ３に沿って接触する。これにより、タイヤ１０の外周部及び内周部間の電気抵抗を安定して測定することができる。

また、本実施形態に係る電気抵抗測定装置１においては、前記導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される前記導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも、大きい、という構成である。

斯かる構成によれば、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法が、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される前記導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも大きいため、導電部３２の領域を大きく確保することができる。これにより、例えば、タイヤ１０の局所的な導電ゴム部１４〜１７や非導電ゴム部１８を確実に検出することができる。

なお、電気抵抗測定装置及び電気抵抗測定方法は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、電気抵抗測定装置及び電気抵抗測定方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記実施形態に係る電気抵抗測定装置１及び電気抵抗測定方法においては、複数の導電部３２は、タイヤ周方向Ｄ３に沿って長尺に形成され、且つ、タイヤ幅方向Ｄ１に並列される、という構成である。しかしながら、電気抵抗測定装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、複数の導電部は、タイヤ幅方向Ｄ１に沿って長尺に形成され、且つ、タイヤ周方向Ｄ３に並列される、という構成でもよい。

また、例えば、複数の導電部３２は、図５に示すように、タイヤ周方向Ｄ３に並列され、且つ、タイヤ幅方向Ｄ１に並列される、という構成でもよい。斯かる構成によれば、導電部３２が、タイヤ幅方向Ｄ１だけでなく、タイヤ周方向Ｄ３においても、並列されているため、例えば、タイヤ周方向Ｄ３において、導電部１４が途切れている場合や、部材の電気抵抗が変化している場合を検出することができる。

また、図５に係る外周測定子３においては、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも、大きい、という構成である。さらに、導電部３２のタイヤ周方向Ｄ３の寸法は、タイヤ周方向Ｄ３で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも、大きい、という構成である。

また、上記実施形態に係る電気抵抗測定装置１及び電気抵抗測定方法においては、外周測定子３は、剛性を有する、という構成である。しかしながら、電気抵抗測定装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、図６及び図７に示すように、外周測定子３は、タイヤ１０の外周部に沿って変形するように、弾性又は可撓性を有する、という構成でもよい。

図６及び図７に係る外周測定子３は、ベース部３１は、長尺な板状に形成されており、導電部３２は、ベース部３１の長手方向に並列されている。そして、外周測定子３の長手方向の寸法は、タイヤ１０のトレッド部１３のタイヤ幅方向Ｄ１の全体とサイドウォール部１２のタイヤ径方向Ｄ２の一部とに接触できるように、設定されている。

また、上記実施形態に係る電気抵抗測定装置１及び電気抵抗測定方法においては、外周接続部４３は、複数の導電部３２のうち、測定本体部４１と電気的に接続する導電部３２を切り替可能なように、測定者によって、導電部３２に接触させられる導電接部４３ａを備える、という構成である。しかしながら、電気抵抗測定装置及び方法は、斯かる構成に限られない。

例えば、図８に示すように、外周接続部４３は、複数の導電部３２のうち、測定本体部４１と電気的に接続する導電部３２を切り替可能な切替部４３ｄを備える、という構成でもよい。そして、切替部４３ｄは、複数の導電部３２のうち、測定本体部４１と電気的に接続する導電部３２を、測定者によって、手動で切り替えられる（例えば、切替スイッチ）、という構成でもよく、制御することによって、自動的に切り替える（例えば、自動切り替え制御）、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る電気抵抗測定装置１及び電気抵抗測定方法においては、内周測定子２は、タイヤ１０の内周部に間接的に接触する、という構成である。しかしながら、電気抵抗測定装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、図９に示すように、内周測定子２は、タイヤ１０の内周部に直接的に接触する、という構成でもよい。

図９に係る内周測定子２は、タイヤ１０の内周部に接触する導電性の接部２１と、測定者が把持するための把持部２２とを備えている。そして、接部２１は、接触するタイヤ１０の内周部の形状に対応して形成されている。具体的には、接部２１は、接触するビード部１１と嵌合するように、形成されている。

また、上記実施形態に係る電気抵抗測定装置１及び電気抵抗測定方法においては、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも、大きい、という構成である。しかしながら、電気抵抗測定装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、導電部３２のタイヤ幅方向Ｄ１の寸法は、タイヤ幅方向Ｄ１で隣接される導電部３２，３２間の隙間の寸法よりも、小さい、という構成でもよい。

１…電気抵抗測定装置、２…内周測定子、３…外周測定子、４…測定部、１０…空気入りタイヤ、１１…ビード部、１２…サイドウォール部、１３…トレッド部、１３ａ…トレッド面、１４…導電ゴム部、１５…導電ゴム部、１６…導電ゴム部、１７…導電ゴム部、１８…非導電ゴム部、２１…接部、２２…把持部、３１…ベース部、３２…導電部、４１…測定本体部、４１ａ…給電部、４１ｂ…検出部、４１ｃ…演算部、４１ｄ…出力部、４２…内周接続部、４２ａ…電線、４３…外周接続部、４３ａ…導電接部、４３ｂ…把持部、４３ｃ…電線、４３ｄ…切替部、Ｄ１…タイヤ幅方向、Ｄ２…タイヤ径方向、Ｄ３…タイヤ周方向、Ｓ１…タイヤ赤道面

Claims (5)

1. タイヤの内周部に電気的に接続される内周測定子と、
   前記タイヤの外周部に電気的に接続される外周測定子と、
   前記内周測定子及び前記外周測定子と電気的に接続され、前記内周測定子及び前記外周測定子間の前記タイヤの電気抵抗を測定する測定部と、を備え、
   前記外周測定子は、前記タイヤの外周部に接触する複数の導電部を備え、
   前記複数の導電部は、互いに電気的に絶縁され、
   前記測定部は、前記タイヤの電気抵抗を測定する測定本体部と、前記複数の導電部のうち、前記測定本体部と電気的に接続する導電部を切り替え可能な外周接続部と、を備える、電気抵抗測定装置。
2. 前記複数の導電部は、タイヤ周方向に沿って長尺に形成され、且つ、タイヤ幅方向に並列される、請求項１に記載の電気抵抗測定装置。
3. 前記複数の導電部は、タイヤ周方向に並列され、且つ、タイヤ幅方向に並列される、請求項１に記載の電気抵抗測定装置。
4. 前記導電部のタイヤ幅方向の寸法は、タイヤ幅方向で隣接される前記導電部間の隙間の寸法よりも、大きい、請求項２又は３に記載の電気抵抗測定装置。
5. タイヤの外周部に、互いに電気的に絶縁されている複数の導電部を接触させることと、
   前記タイヤの内周部に、内周測定子を電気的に接続させることと、
   前記複数の導電部の各々と前記内周測定子との間の前記タイヤの電気抵抗をそれぞれ個別に測定することと、を含む電気抵抗測定方法。

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