JP6896596B2 - タイヤ溝残量管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤ溝残量管理システムに関する。
航空機は空港に到着した後、航空機用タイヤを含む機体の点検が行われる。この点検の際、一般的には、航空機用タイヤの一部に車止めが設置され、点検が行われる。点検の項目には、全ての航空機用タイヤの溝の残量（溝残量）を目視で確認する項目があり、整備士が溝残量は少ないと判断した場合、整備士が定規などで溝残量を測定することが規定されている。このような測定にかかる手間を改善するため、航空機用タイヤの摩耗量を予測する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に係る方法は、使用条件に応じて区分けされた複数の走行状態（例えば、タッチダウン走行状態、タッチダウン後減速走行状態、タキシー走行状態など）に対応する複数の摩耗エネルギーを取得し、取得した摩耗エネルギーに基づいて航空機用タイヤの摩耗量を予測するものである。
特開２０１３−１１３７２４号公報
しかしながら、特許文献１に係る方法は、所定の測定装置の測定データを用いて航空機用タイヤの摩耗量を予測するものであり、航空機用タイヤが実際に使用される場面を想定していない。航空機用タイヤが実際に使用される場面において、各空港の路面状態、タキシー走行に係る距離、旋回の頻度、機体の総重量、乗客の着座位置や貨物による機体の重心位置の変化などにより、航空機用タイヤの摩耗量は、大きく変動する。このため、特許文献１に係る方法は、航空機用タイヤが実際に使用される場面における航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することは難しい。航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができれば、一例として、航空機用タイヤの残りのフライト可能回数をリアルタイムで航空会社へ通知することが可能となる。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、航空機に装着された全ての航空機用タイヤの溝残量を精度よく予測でき、溝残量と航空機用タイヤの残りのフライト可能回数を所定の通知先に通知できるタイヤ溝残量管理システムの提供を目的とする。
本発明に係るタイヤ溝残量管理システムは、航空機に装着された少なくとも１つの第１航空機用タイヤの溝残量を測定するタイヤ溝残量測定装置と、第１航空機用タイヤを含む航空機に装着された全ての航空機用タイヤの摩耗量を予測するタイヤ摩耗量予測装置と、タイヤ溝残量測定装置から出力された測定データと、タイヤ摩耗量予測装置から出力された予測データとに基づいて、全ての航空機用タイヤの溝残量を予測するタイヤ管理サーバとを含む。タイヤ管理サーバは、タイヤ溝残量測定装置によって測定された第１航空機用タイヤの溝残量と、タイヤ摩耗量予測装置によって予測された第１航空機用タイヤの摩耗量とを取得する取得部と、取得部によって取得された第１航空機用タイヤの溝残量と、第１航空機用タイヤの摩耗量とに基づいて、第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を算出する誤差算出部と、誤差算出部によって算出された第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を補正する第１誤差補正部と、第１誤差補正部によって補正された誤差に係る補正係数に基づいて、第１航空機用タイヤ以外の航空機用タイヤの摩耗量を補正する第２誤差補正部と、第１誤差補正部及び第２誤差補正部によって補正された全ての航空機用タイヤの摩耗量に基づいて、全ての航空機用タイヤの溝残量を予測する溝残量予測部と、第１誤差補正部及び第２誤差補正部によって補正された全ての航空機用タイヤの摩耗量と、フライトスケジュールとに基づいて、全ての航空機用タイヤのフライト可能回数を予測する回数予測部と、
溝残量予測部によって予測された溝残量と回数予測部によって予測されたフライト可能回数を所定の通知先に通知する通知部とを備える。
本発明によれば、航空機に装着された全ての航空機用タイヤの溝残量を精度よく予測でき、溝残量と航空機用タイヤの残りのフライト可能回数を所定の通知先に通知できる。
図１は、本発明の本実施形態に係るタイヤ溝残量管理システムの全体概略図である。 図２は、本発明の本実施形態に係るタイヤ溝残量測定装置の全体概略斜視図である。 図３は、図２のＦ３−Ｆ３線に沿ったタイヤ溝残量測定装置の断面図である。 図４は、本発明の本実施形態に係るタイヤ溝残量測定装置のハードウェア構成図である。 図５は、本発明の本実施形態に係るタイヤ溝残量測定装置の機能ブロック構成図である。 図６は、本発明の本実施形態に係るタイヤ溝残量測定装置の一動作例を説明するフローチャートである。 図７は、航空機用タイヤが車止めの機能を有するタイヤ溝残量測定装置によって係止されている状態を模式的に示す図である。 図８は、本発明の本実施形態に係るタイヤ摩耗量予測装置の機能ブロック構成図である。 図９は、本発明の本実施形態に係るタイヤ摩耗量予測装置の一動作例を説明するフローチャートである。 図１０は、制動Ｇとブレーキ圧との関係を示すグラフである。 図１１は、航空機用タイヤの内圧と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図１２は、航空機用タイヤにかかる荷重と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図１３は、航空機の速度と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図１４は、航空機用タイヤに発生するスリップ角と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図１５は、航空機の制動力と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図１６は、航空機用タイヤに形成される周方向溝とリブについて説明する背面図である。 図１７は、本発明の本実施形態に係るタイヤ摩耗量予測装置の一動作例を説明するフローチャートである。 図１８は、航空機の静荷重を説明する側面図である。 図１９は、航空機の動荷重を説明する側面図である。 図２０は、航空機の動荷重を説明する背面図である。 図２１は、本発明の本実施形態に係るタイヤ管理サーバの機能ブロック構成図である。 図２２は、本発明の本実施形態に係るタイヤ管理サーバの一動作例を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（１）タイヤ溝残量管理システムの構成例
図１を参照して、タイヤ溝残量管理システム１０の構成の一例について説明する。図１に示すように、タイヤ溝残量管理システム１０は、タイヤ溝残量測定装置１００と、タイヤ摩耗量予測装置３０と、タイヤ管理サーバ２００と、タイヤメーカ３１と、航空会社３２とを含む。
タイヤ溝残量測定装置１００は、航空機の点検が行われる場所に設置される。タイヤ溝残量測定装置１００は、航空機用タイヤ７０の車止めの機能を兼ねる。図１に示すように、タイヤ溝残量測定装置１００は、航空機に装着される全ての航空機用タイヤのうち、一部の航空機用タイヤ７０の車止めに用いられる。図１に示すタイヤ溝残量測定装置１００の設置位置は、一例である。
タイヤ溝残量測定装置１００は、車止めの機能を兼ねるため、航空機用タイヤ７０は、タイヤ溝残量測定装置１００によって係止される。なお、タイヤ溝残量測定装置１００は、少なくとも１つ設置されればよく、その他の航空機用タイヤには、通常の車止めを用いればよい。
タイヤ溝残量測定装置１００は、航空機用タイヤ７０のトレッド７１（図１において不図示、図７参照）に形成された溝７２（図７参照）の残量（溝残量）を測定する。なお、後述するように、溝７２は、タイヤ周方向に延びる周方向溝である。
タイヤ溝残量測定装置１００は、無線通信機能を有し、通信ネットワーク２０を介してタイヤ管理サーバ２００と通信を実行することができる。タイヤ溝残量測定装置１００は、測定した航空機用タイヤ７０の溝残量をタイヤ管理サーバ２００に出力する。
タイヤ摩耗量予測装置３０は、例えば、汎用のコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むメモリを含むプロセッサを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムを、ＲＡＭに読み出して実行する。なお、タイヤ摩耗量予測装置３０は、設置型の端末装置でもよく、持ち運びが容易な携帯型の端末装置（例えば、スマートフォン）でもよい。
タイヤ摩耗量予測装置３０は、通信ネットワーク２０を介して航空会社３２と双方向通信を行う。タイヤ摩耗量予測装置３０は、通信ネットワーク２０を介して、航空会社３２から情報を取得し、航空機に装着される全ての航空機用タイヤの摩耗量を予測する。タイヤ摩耗量予測装置３０が航空会社３２から取得する情報については、後述する。なお、以下では、航空機を単に機体とよぶ場合がある。
また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、予測した全ての航空機用タイヤの摩耗量をタイヤ管理サーバ２００に出力する。
タイヤ管理サーバ２００は、タイヤ溝残量測定装置１００から出力された測定データと、タイヤ摩耗量予測装置３０から出力された予測データとに基づいて、全ての航空機用タイヤの溝残量を予測する。
また、タイヤ管理サーバ２００は、予測した全ての航空機用タイヤの溝残量を所定の通知先に通知する。具体的には、タイヤ管理サーバ２００は、予測した全ての航空機用タイヤの溝残量をタイヤメーカ３１及びユーザ３３が携帯する携帯端末３４に通知することができる。なお、ユーザ３３は、例えば、航空機の点検を行う整備士である。携帯端末３４としては、アプリケーションプログラムを自由にインストールすることができるスマートフォン及びタブレット端末を用い得る。
通信ネットワーク２０は、無線または有線の何れかの方式、或いは両方の方式によって構成されてもよく、通信ネットワーク２０には、インターネットが含まれてもよい。本実施形態では、タイヤ摩耗量予測装置３０、タイヤメーカ３１、航空会社３２、及び携帯端末３４は、無線通信方式によって通信ネットワーク２０と接続する。
（２）タイヤ溝残量測定装置の構成例
次に、図２及び図３を参照してタイヤ溝残量測定装置１００の構成の一例について説明する。
図２及び図３に示すように、タイヤ溝残量測定装置１００は、収容部１１０、レーザー変位センサー１２０及び電動スライダー１３０を備える。
収容部１１０は、一般的な車止めと同様の形状を有する。収容部１１０は、レーザー変位センサー１２０及び電動スライダー１３０を収容する。
収容部１１０は、箱状であり、傾斜面１１１、上面１１２、背面１１３、側面１１４、垂直面１１５及び底面１１６を有する。収容部１１０は、合成樹脂（例えば、ＭＣナイロン（登録商標））またはアルミニウム軽合金によって構成できる。
傾斜面１１１は、垂直方向（鉛直方向）に対して傾斜する平面である。傾斜面１１１は、航空機用に装着された航空機用タイヤ７０のトレッド７１と対向する。なお、傾斜面１１１は、トレッド７１と接触してもよいが、基本的には、傾斜面１１１の部分で航空機用タイヤ７０を係止し、航空機用タイヤ７０が上面１１２を乗り越えようとすることを防止する。
上面１１２は、水平方向に延び、傾斜面１１１の上端及び背面１１３の上端と連なる。
背面１１３は、傾斜面１１１及び垂直面１１５と対向する平面である。背面１１３は、トレッド７１と対向する傾斜面１１１の背後に設けられる平面である。
一対の側面１１４は、傾斜面１１１、上面１１２、背面１１３及び垂直面１１５に直交する方向に設けられる。傾斜面１１１をトレッド７１と対向するように配置するため、傾斜面１１１、上面１１２、背面１１３及び垂直面１１５は、タイヤ幅方向Ｔｗ（トレッド幅方向）に沿って配置される。一方、側面１１４は、タイヤ幅方向Ｔｗに直交する方向に沿って配置される。
垂直面１１５は、垂直方向に延び、傾斜面１１１の下端に連なる。垂直面１１５は、収容部１１０の強度、及び航空機用タイヤ７０が上面１１２を乗り越えることを防止する観点から一定の高さ（例えば、４０ｍｍ以上）を有することが好ましい。但し、垂直面１１５は、必ずしも必須ではない。
底面１１６は、上面１１２と対向するとともに、地面と接する。なお、底面１１６も必ずしも必須ではない。つまり、底面１１６の部分は、開口部として形成されてもよい。
タイヤ幅方向Ｔｗ（所定方向）に沿った収容部１１０のサイズは、タイヤ幅方向Ｔｗに直交する方向に沿った収容部１１０のサイズよりも大きい。つまり、傾斜面１１１、上面１１２、背面１１３及び垂直面１１５のタイヤ幅方向Ｔｗに沿った長さは、一対の側面１１４の延在方向に沿った長さよりも長い。
このように、傾斜面１１１は、タイヤ幅方向Ｔｗ（所定方向）に沿って延び、傾斜面１１１には、測定窓１１１ａが形成される。測定窓１１１ａもタイヤ幅方向Ｔｗに沿って延びる。
測定窓１１１ａは、傾斜面１１１に形成された開口部である。本実施形態では、測定窓１１１ａには、透明ガラスが嵌め込まれている。測定窓１１１ａの内側には、レーザー変位センサー１２０の測定部１２１が配置される。
レーザー変位センサー１２０は、航空機用タイヤ７０のトレッド７１に形成された溝７２（図７参照）の深さを測定する。
具体的には、レーザー変位センサー１２０は、溝７２の深さ、つまり、残溝量をトレッド７１に接触することなく測定する測定部１２１を含む。本実施形態において、レーザー変位センサー１２０は、測定機構を構成する。
電動スライダー１３０は、レーザー変位センサー１２０をタイヤ幅方向Ｔｗ（所定方向）にスライドさせる。
具体的には、電動スライダー１３０は、モータを含む駆動部、及び所定方向に沿って配置されたガイドレールなどによって構成される。レーザー変位センサー１２０は、電動スライダー１３０に駆動されることによって、ガイドレール上を移動する。本実施形態において、電動スライダー１３０は、スライド機構を構成する。
（３）タイヤ溝残量測定装置のハードウェア構成例
次に、図４を参照してタイヤ溝残量測定装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図４に示すように、収容部１１０は、レーザー変位センサー１２０、電動スライダー１３０、制御基板１４０、ドライバ１５０、無線モジュール１６０及びバッテリ１７０を収容する。
レーザー変位センサー１２０は、制御基板１４０と接続される。レーザー変位センサー１２０は、レーザー光１２２（図４において不図示、図７参照）を出力する測定部１２１を含む。測定部１２１は、制御基板１４０による制御に基づいてレーザー光１２２を出力し、トレッド７１で反射したレーザー光１２２を受光し、トレッド７１の表面までの距離を測定する。
なお、測定部１２１としては、例えば、赤色半導体レーザー（クラス２）を用いることができる。
電動スライダー１３０は、ドライバ１５０を介して制御基板１４０と接続される。ドライバ１５０は、制御基板１４０による制御に基づいて電動スライダー１３０を駆動する。
無線モジュール１６０は、通信ネットワーク２０がサポートする無線通信規格に準拠した無線通信を実行する。無線モジュール１６０が準拠する無線通信規格は特に限定されないが、無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などが一般的である。
バッテリ１７０は、制御基板１４０、及び制御基板１４０を介してレーザー変位センサー１２０、電動スライダー１３０、ドライバ１５０及び無線モジュール１６０の作動に必要な電力を供給する。バッテリ１７０の種類も特に限定されないが、リチウムイオン電池（例えば、ＤＣ２４Ｖ）が一般的である。
（４）タイヤ溝残量測定装置の機能ブロック構成例
次に、図５を参照してタイヤ溝残量測定装置１００の機能ブロック構成の一例について説明する。図５に示すように、タイヤ溝残量測定装置１００は、溝残量測定部１０１、移動部１０３、識別情報取得部１０５及び出力部１０７を備える。
溝残量測定部１０１は、トレッド７１に形成されているタイヤプロファイル、具体的には、溝７２の残量（溝残量）を測定する。具体的には、溝残量測定部１０１は、レーザー光１２２を出力する測定部１２１（図４参照）を用いて、溝７２の深さを測定する。溝残量測定部１０１の測定精度は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
溝残量測定部１０１は、測定部１２１及び制御基板１４０（図４参照）によって実現される。
溝残量測定部１０１は、タイヤ管理サーバ２００からの測定指示に基づいて溝残量を測定することができる。或いは、溝残量測定部１０１は、定期的にレーザー光１２２を出力することによって、航空機が所定位置に停止したことを検出し、溝残量を測定してもよい。
移動部１０３は、溝残量測定部１０１、具体的には、測定部１２１をタイヤ幅方向Ｔｗに沿って移動させる。移動部１０３は、電動スライダー１３０、制御基板１４０及びドライバ１５０（図４参照）によって実現される。
移動部１０３は、識別情報取得部１０５によって取得した識別情報に基づいて、測定対象の航空機用タイヤ７０の種別（銘柄、サイズ（特に、トレッド幅））を認識している場合、当該種別に基づいて、測定部１２１の移動距離、移動速度、移動パターンなどを変化させてもよい。
識別情報取得部１０５は、航空機用タイヤ７０を識別する識別情報を取得する。識別情報取得部１０５は、制御基板１４０及び無線モジュール１６０によって実現される。
具体的には、識別情報取得部１０５は、航空機用タイヤ７０の識別情報を取得する。識別情報とは、航空機用タイヤ７０を識別するための情報であり、航空機用タイヤ７０に設けられる。識別情報は、例えば、航空機用タイヤ７０に刻印されたセリアル番号であるが、これに限定されない。識別情報は、航空機用タイヤ７０に凹凸パターンでモールディングされた二次元模様でもよく、航空機用タイヤ７０に貼り付けられたバーコードでもよく、航空機用タイヤ７０の銘柄及びサイズを示す情報でもよい。
また、識別情報取得部１０５は、タイヤ管理サーバ２００にアクセスして、取得したセリアル番号、または航空機用タイヤ７０の銘柄及びサイズと対応付けられるトレッド幅或いはトレッドパターンの情報を取得してもよい。
出力部１０７は、溝残量測定部１０１、具体的には、レーザー変位センサー１２０によって測定された溝７２の深さを示す測定データを出力する。出力部１０７は、制御基板１４０及び無線モジュール１６０によって実現される。
出力部１０７は、識別情報取得部１０５によって航空機用タイヤ７０の識別情報が取得された場合、当該識別情報と対応付けられた測定データを出力することもできる。
また、出力部１０７は、測定データによって示される溝７２の深さが、所定値以下の場合、警報を出力するようにしてもよい。例えば、出力部１０７は、発光ダイオードなどを点灯または点滅させてもよいし、小型のディスプレイに警告文（「溝残量低下。点検して下さい」など）を表示してもよい。
（５）タイヤ溝残量測定装置の動作例
次に、図６を参照してタイヤ溝残量測定装置１００の一動作例について説明する。
ステップＳ１０１において、タイヤ溝残量測定装置１００は、タイヤ管理サーバ２００からの測定指示を受信する。なお、タイヤ溝残量測定装置１００は、上述したように、航空機が所定位置に停止したことを検出し、溝残量を測定してもよい。
処理はステップＳ１０２に進み、タイヤ溝残量測定装置１００は、レーザー変位センサー１２０の電源をオンにし、レーザー光１２２を出力する。
処理はステップＳ１０３に進み、タイヤ溝残量測定装置１００は、レーザー光１２２が出力された状態において、電動スライダー１３０を駆動する。なお、図７に示すように、航空機用タイヤ７０のトレッド７１の表面は、タイヤ溝残量測定装置１００の傾斜面１１１と接触する。なお、トレッド７１の表面は、必ずしも傾斜面１１１と接触していなくても構わない。
レーザー変位センサー１２０から出力されたレーザー光１２２は、測定窓１１１ａを介してトレッド７１の表面に到達し、トレッド７１の表面で反射する。
このような状態において、電動スライダー１３０が駆動し、レーザー変位センサー１２０をタイヤ幅方向Ｔｗ（図２参照）に移動させる。これにより、タイヤ溝残量測定装置１００は、トレッド７１の表面の凹凸形状（タイヤプロファイル）、及び溝７２の深さ（溝残量）を測定する（ステップＳ１０４）。
処理は、ステップＳ１０５に進み、タイヤ溝残量測定装置１００は、測定した溝７２の深さを含むタイヤプロファイルを測定データとしてタイヤ管理サーバ２００に送信する。
（６）タイヤ摩耗量予測装置の機能ブロック構成例
次に、図８を参照してタイヤ摩耗量予測装置３０の機能ブロック構成の一例について説明する。図８に示すように、タイヤ摩耗量予測装置３０は、通信部３０１と、算出部３０３と、予測部３０５と、を備える。通信部３０１は、通信ネットワーク２０に接続して航空会社３２やタイヤ管理サーバ２００との間でデータを送受信するインターフェースである。算出部３０３は、摩耗エネルギーを算出する。予測部３０５は、航空機用タイヤの摩耗量を予測する。通信部３０１、算出部３０３、及び予測部３０５は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や回路部品等の装置を含む。
（７）タイヤ摩耗量予測装置の動作例
次に、図９を参照して、タイヤ摩耗量予測装置３０の一動作例について説明する。
ステップＳ２０１において、タイヤ摩耗量予測装置３０は、タキシー走行時における航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥＦＲを取得する。
タキシー走行とは、航空機が、航空機の動力を用いて地上（主に滑走路）を走行することをいう。タキシー走行状態には、フリーローリング走行状態と、減速走行状態と、旋回走行状態とが含まれる。フリーローリング走行状態は、航空機用タイヤに制動力が働かずに転動することによって、航空機が直進に走行する走行状態である。減速走行状態は、航空機用タイヤに制動力が付与されて走行する走行状態である。旋回走行状態は、航空機用タイヤにスリップ角が付与されて走行する走行状態である。
摩耗エネルギーＥＦＲは、航空機用タイヤの表面上の任意の点において、踏面を一度通過する際に発生する単位面積当たりのエネルギーであり、単位はＪ／ｍ２である。摩耗エネルギーＥＦＲは、より詳しくは、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーである。タイヤ摩耗量予測装置３０は、室内試験を行って摩耗エネルギーＥＦＲを取得してもよく、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて摩耗エネルギーＥＦＲを取得してもよい。
処理は、ステップＳ２０２に進み、タイヤ摩耗量予測装置３０は、機体に作用する制動Ｇに関する情報を取得する。具体的には、タイヤ摩耗量予測装置３０は、機体に作用する制動Ｇとブレーキ信号とに関する情報を取得する。ブレーキ信号は、例えば、油圧ブレーキに係るブレーキ圧である。一般的な乗用車と異なり、機体の制動力は、航空機用タイヤだけで発揮されない。よって、機体の制動Ｇは、航空機用タイヤによる制動Ｇと一致しない。そこで、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤの摩耗量を予測するために、航空機用タイヤに作用する制動Ｇを求める。図１０に示すように、所定値Ａは、ブレーキ制動力とエンジン推進力が釣り合う値があり、所定値Ａ以下のブレーキ圧では、制動Ｇは、負数にならない。また、所定値Ｂ以上のブレーキ圧を加えても、制動Ｇは、変わらない。このようなブレーキ制動力は、式Ａ１に示す関数として表される。
Figure 0006896596
 ここで、ＢＰは、ブレーキ圧であり、
ＧＭＡＸ ＢＲは、ブレーキの最大制動Ｇである。なお、ＧＭＡＸ ＢＲは、通常は負数である。
また、図１０に示すように、ブレーキ制動力を線形で近似する場合、式Ａ２で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ａ、ｂは、定数であり、機体毎に定められる。
上記の式Ａ２により、タイヤ摩耗量予測装置３０は、任意のタイミングで航空機用タイヤに作用する制動Ｇを算出することができる。なお、上記の説明では、油圧ブレーキについて説明したが、航空機に搭載されるブレーキは、油圧ブレーキに限定されない。航空機には電動ブレーキが搭載される場合もある。電動ブレーキが航空機に搭載される場合も、上記と同様に、タイヤ摩耗量予測装置３０は、制動Ｇを算出できる。
本実施形態では、タイヤ摩耗量予測装置３０は、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥＦＲを基準として、航空機用タイヤの内圧を変更し、この内圧に依存する摩耗エネルギーＥＰを取得する。図１１に示すように、摩耗エネルギーＥＰは、二次関数として表現される。ここで、図１６を参照して、航空機用タイヤに形成されるリブと、摩耗エネルギーＦＲとの関係について説明する。なお、図１６では、メインギア用の航空機用タイヤを取り上げて説明するが、ノーズギア用の航空機用タイヤにおいても同様である。
図１６に示すように、航空機用タイヤ４０〜４３のそれぞれには、トレッド踏面において、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝６０（図１６では、３つ）が形成され、周方向溝６０によって区画される複数のリブ５０〜５３（図１６では、４つ）が形成される。リブ５０〜５３は、リブ５０，５１，５２，５３の順番で、機体の中心側から外側に向かって形成される。摩耗エネルギーＦＲは、リブの位置に応じて異なる。そこで、タイヤ摩耗量予測装置３０は、一つの航空機用タイヤにおいて、リブ５０〜５３のそれぞれの摩耗エネルギーＦＲを取得する。なお、タイヤ摩耗量予測装置３０は、もっとも中心側に形成されるリブ５０に係る摩耗エネルギーＦＲと、もっとも外側に形成されるリブ５３に係る摩耗エネルギーＦＲとの平均値を、摩耗エネルギーＦＲとして採用してもよい。
航空機用タイヤの内圧に依存する摩耗エネルギーＥＰも、図１６に示すリブの位置によって、異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥＰは、式Ａ３で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｐは、航空機用タイヤの内圧であり、
ａｐ、ｂｐ、ｃｐは、定数である。
また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥＦＲを基準として、航空機用タイヤにかかる荷重を変更し、この荷重に依存する摩耗エネルギーＥＬを取得する。図１２に示すように、摩耗エネルギーＥＬは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥＬも、摩耗エネルギーＥＰと同様に、図１６に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥＬは、式Ａ４で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｌは、航空機用タイヤの荷重であり、
ａＬ、ｂＬ、ｃＬは、定数である。
また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥＦＲを基準として、航空機の速度を変更し、この速度に依存する摩耗エネルギーＥＶを取得する。図１３に示すように、摩耗エネルギーＥＶは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥＶも、摩耗エネルギーＥＰと同様に、図１６に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥＬは、式Ａ５で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｖは、航空機の速度であり、
ａＶ、ｂＶ、ｃＶは、定数である。
また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤのＳＡ（スリップ角）を変更し、このＳＡに依存する摩耗エネルギーＥＳを、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥＦＲからの差分として取得する。図１４に示すように、摩耗エネルギーＥＳは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥＳも、摩耗エネルギーＥＰと同様に、図１６に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥＳは、式Ａ６で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
ＳＡは、スリップ角であり、
ａＳ、ｂＳ、ｃＳは、定数である。
また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機の制動力を変更し、この制動力に依存する摩耗エネルギーＥＢを、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥＦＲからの差分として取得する。図１５に示すように、摩耗エネルギーＥＢは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥＢも、摩耗エネルギーＥＰと同様に、図１６に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥＢは、式Ａ７で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
ＧＸ ＢＲは、航空機の制動力であり、
ａＢ、ｂＢ、ｃＢは、定数である。
次に、図１７を参照して、タイヤ摩耗量予測装置３０の予測手順の一動作例について説明する。タイヤ摩耗量予測装置３０の予測手順は、６つのステップ（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６）で構成される。
ステップＳ３０１において、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空会社３２から、航空機に関する情報を取得する。具体的には、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機の速度、航空機の加速度、航空機の現在の位置、航空機の機首の方向、航空機の総重量、航空機に装着される各航空機用タイヤの内圧及びリブの位置、航空機のブレーキ圧、機体の旋回角度、機体の旋回半径、操舵輪の舵角などを取得する。また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、これらの情報を取得した際の時刻も取得する。
処理は、ステップＳ３０２に進み、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤの輪重（荷重）を算出する。航空機用タイヤの輪重は、静荷重と動荷重から求める。
タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤの輪重を算出する際に、まず機体の重心位置を算出する。機体の重心位置は、乗客の着座位置や貨物によって変化する。航空機の場合、法律（航空法）の定めにより、重量や重心位置を確認する方法が知られている。フライト時の重心位置は、平均空力翼弦(以下、ＭＡＣという。ＭＡＣ：ＭＥＡＮ ＡＥＲＯＤＹＮＡＭＩＣ ＣＨＯＲＤという)のどの位置にあるかが知れており、このＭＡＣの位置情報と合わせて重心位置を算出することが可能である。例えばノーズギアを原点とした座標系で重心位置を算出する場合、ノーズギアからＭＡＣ位置の前端までの距離をＬ１とし、機体のＭＡＣ長をＬ２とした場合、機体の重心位置は、Ｌ１＋Ｌ２×％ＭＡＣの計算式で算出することができる。一般的に、Ｌ１とＬ２は、機体スペックから取得することができる。また、％ＭＡＣは、航空法に定められた情報として入手可能である。
次に、図１８を参照して、航空機用タイヤの静荷重について説明する。タキシー走行などのように、航空機の速度の影響が小さい場合、換言すれば、揚力の影響を無視できる場合、静荷重は、機体に作用する重心回りのモーメントの釣り合いに基づいて算出される。図１８に示すように、ノーズギアの総重量ＷＮは、式Ａ８で表される。
Figure 0006896596
 ここで、Ｗは、機体の総重量であり、
Ｄ３は、重心位置からメインギアまでの距離であり、
Ｄ４は、ノーズギアからメインギアまでの距離である。
同様に、図１８に示すように、メインギアの総重量ＷＭは、式Ａ９で表される。
Figure 0006896596
 ここで、Ｄ２は、ノーズギアから重心位置までの距離である。
航空機用タイヤにかかる荷重が均一に分配されていると仮定すると、総重量ＷＮをノーズギアに装着されているタイヤ数で除算すれば、ノーズギアに装着されている各航空機用タイヤの輪重が求まる。また、総重量ＷＭをメインギアに装着されているタイヤ数で除算すれば、メインギアに装着されている各航空機用タイヤの輪重が求まる。また、輪重に関する計測データなどがあれば、このデータに応じた分配を行うことが好ましい。
航空機が離陸する際、速度に応じて揚力Ｇｌｉｆｔが発生し、この揚力Ｇｌｉｆｔは、式Ａ１０で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｃは、定数であり、
ｖは、航空機の速度である。
航空機が離陸する際、機体で計測している上下方向の加速度は、加速に応じて徐々に低下する。図９に示すステップＳ３０２で説明した制動Ｇと同様に、機体の上下方向の加速度と、速度の二乗との関係をあらかじめ求めておくことで、離陸中の航空機用タイヤが負担する総重量Ｗを算出することができる。離陸中の航空機用タイヤが負担する総重量Ｗは、式Ａ１１で表される。
Figure 0006896596
 ここで、Ｍは、機体の総重量であり、ｋｇ及びｋｇｆの単位系では、Ｗと同じ値である。
次に、図１９及び図２０を参照して、航空機用タイヤの動荷重について説明する。始めに、図１９を参照して、機体の重心に作用する前後方向の加速度による荷重移動について説明する。
図１９に示すように、各航空機用タイヤにおける荷重変化をΔＦＺ ｊ（ｊ：航空機用タイヤが装着される位置）とした場合、機体の前後方向の加速度によるモーメントとの釣り合い、及び機体の総重量が一定であることを考慮すると、式Ａ１２、及び式Ａ１３を満たす必要がある。
Figure 0006896596
Figure 0006896596
 ここで、ｊは、航空機用タイヤが装着される位置であり
Ｎは、メインギアに装着される航空機用タイヤの総数であり、
Ｚｇは、地上から重心位置までの距離であり、
Ｆｘは、機体の前後方向の加速度によるモーメントである。
荷重移動が前後の位置に比例すると仮定した場合、荷重変化ΔＦＺ ｊは、式Ａ１４で表される。
Figure 0006896596
航空機の総重量は、一定であるため、式Ａ１５、式Ａ１６が成り立つ。
Figure 0006896596
Figure 0006896596
モーメントの釣り合いより、式Ａ１７、式Ａ１８が成り立つ。
Figure 0006896596
Figure 0006896596
以上説明したように、タイヤ摩耗量予測装置３０は、機体の前後方向の加速度によって生じる任意の航空機用タイヤの位置の荷重変動を算出できる。
次に、図２０を参照して、機体の重心に作用する左右方向（横方向）の加速度による荷重移動について説明する。
図２０に示すように、各航空機用タイヤにおける荷重変化をΔＦＺ ｊ（ｊ：航空機用タイヤが装着される位置）とした場合、機体の左右方向の加速度によるモーメントとの釣り合い、及び機体の総重量が一定であることを考慮すると、式Ａ１９、及び式２０を満たす必要がある。
Figure 0006896596
Figure 0006896596
 ここで、ｊは、航空機用タイヤが装着される位置であり
Ｎは、メインギアに装着される航空機用タイヤの総数であり、
Ｚｇは、地上から重心位置までの距離であり、
Ｆｙは、機体の左右方向の加速度によるモーメントである。
荷重移動が左右の位置に比例すると仮定した場合、航空機用タイヤが左右対称に配置される限り、機体の総重量が一定であることは満たされるため、式Ａ２１が成り立つ。
Figure 0006896596
モーメントの釣り合いより、式Ａ２２が成り立つ。
Figure 0006896596
以上説明したように、タイヤ摩耗量予測装置３０は、機体の左右方向の加速度によって生じる任意の航空機用タイヤの位置の荷重変動を算出できる。
図１９及び図２０で説明した荷重移動を用いると、機体の加速度によって生じる動荷重（変化分）は、式Ａ２３で表される。
Figure 0006896596
例えば、メインギアの各航空機用タイヤに作用する輪重は、式Ａ２４で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ＷＭ Ｓは、前後方向の加速度または左右方向の加速度が作用しない状態での輪重である。
ＷＭ Ｓは、式Ａ２５で表される。
Figure 0006896596
 ここで、Ｎは、メインギアに装着される航空機用タイヤの総数である。上述したように、タキシー走行時と離陸時とでは輪重が異なる。
処理は、図１７に示すステップＳ３０３に進み、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機のブレーキ圧を取得して制動力を算出する。制動力の算出方法は、図９のステップＳ２０２で説明した方法を用いればよい。
処理は、ステップＳ３０４に進み、タイヤ摩耗量予測装置３０は、機体の旋回角度や旋回半径、操舵輪の舵角などを取得して、航空機用タイヤのＳＡを算出する。航空機用タイヤのＳＡの算出方法については、乗用車用タイヤのＳＡと同様の方法で算出することができるため、詳細な説明は省略する。
処理は、ステップＳ３０５に進み、タイヤ摩耗量予測装置３０は、瞬間摩耗エネルギーｄＥｗを算出する。瞬間摩耗エネルギーｄＥｗとは、微小時間ｄｔで発生する摩耗エネルギーであり、上述した式Ａ３〜Ａ７を用いて、式Ａ２６で表される。
Figure 0006896596
 ここで、ｒは、機体の旋回半径である。
タキシー走行で発生した摩耗エネルギーＥｗは、航空機がタキシー走行した時間Ｔ（所定時間）で、式Ａ２６を積分することにより、式Ａ２７で表される。
Figure 0006896596
サンプリング周期をΔＴとした場合、式Ａ２７は、式Ａ２８で近似できる。
Figure 0006896596
処理は、ステップＳ３０６に進み、タイヤ摩耗量予測装置３０は、算出した瞬間摩耗エネルギーｄＥｗに基づいて、航空機用タイヤの瞬間摩耗量ｄｗｅａｒｉを算出する。例えば、タイヤ摩耗量予測装置３０は、瞬間摩耗エネルギーｄＥｗと、摩耗抵抗Ｒとを用いて、航空機用タイヤの瞬間摩耗量を算出することができる。摩耗抵抗Ｒは、例えば、平均的なフライト（空港〜空港間）の機体の挙動から算出される１フライトあたりの摩耗エネルギーＥ’と、１フライトあたり摩耗量ｗ’とを用いて、式Ａ２９で表される。つまり、摩耗抵抗Ｒは、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示すものである。
Figure 0006896596
航空機用タイヤの瞬間摩耗量ｄｗｅａｒｉは、式Ａ３０で表される。
Figure 0006896596
タイヤ摩耗量予測装置３０は、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０６の処理を、微小時間ｄｔ毎に繰り返し実施することにより、航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒｉを算出する。航空機がタキシー走行した時間Ｔにおける航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒｉは、式Ａ３１で表される。
Figure 0006896596
（８）タイヤ管理サーバの機能ブロック構成例
上述したように、タイヤ摩耗量予測装置３０は、実際に使用されている航空機用タイヤの内圧、航空機用タイヤにかかる荷重、航空機の速度、航空機用タイヤに発生するスリップ角、及び航空機の制動力に基づいて航空機用タイヤの摩耗量を予測する。これにより、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる。
一方、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された摩耗量には、誤差が含まれる可能性がある。そこで、タイヤ管理サーバ２００は、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された摩耗量の誤差を算出し、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された摩耗量を補正する。
このような機能を有するタイヤ管理サーバ２００の機能ブロック構成の一例について、図２１を参照して説明する。
図２１に示すように、タイヤ管理サーバ２００は、通信部２０１と、データ取得部２０２と、誤差算出部２０３と、誤差補正部２０４と、溝残量予測部２０５と、回数予測部２０６と、通知部２０７とを備える。タイヤ管理サーバ２００は、プロセッサ及びメモリなどを備える汎用のサーバコンピュータによって実現できる。
通信部２０１は、通信ネットワーク２０（図１参照）を介した通信の実行に必要なインターフェースを提供する。本実施形態では、通信部２０１は、無線通信方式によって通信ネットワーク２０と接続するためのインターフェース（無線ＬＡＮなど）を提供する。
データ取得部２０２は、タイヤ溝残量測定装置１００によって測定された少なくとも１つの航空機用タイヤの溝残量をタイヤ溝残量測定装置１００から取得する。また、データ取得部２０２は、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された全ての航空機用タイヤの摩耗量をタイヤ摩耗量予測装置３０から取得する。データ取得部２０２は、取得したこれらのデータを保存する。以下では、説明の都合上、タイヤ溝残量測定装置１００の測定対象である航空機用タイヤを、第１航空機用タイヤという場合がある。
誤差算出部２０３は、データ取得部２０２によって取得された第１航空機用タイヤの溝残量（測定データ）と、第１航空機用タイヤの摩耗量（予測データ）に基づいて、第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を算出する。誤差算出部２０３は、第１航空機用タイヤの溝残量と、第１航空機用タイヤの新品時における溝残量とを比較し、第１航空機用タイヤの新品時に対する溝残量のパーセンテージを演算する。誤差算出部２０３は、このように演算した溝残量のパーセンテージと、摩耗量とに基づいて第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を算出する。溝残量のパーセンテージと摩耗量との関係は一般に知られているため、詳細は省略する。
誤差補正部２０４（第１誤差補正部、第２誤差補正部）は、誤差算出部２０３によって算出された誤差を補正する。誤差補正部２０４は、例えば、測定データに対する予測データの補正係数を求めて、この補正係数に基づいて誤差を補正する。これにより、誤差補正部２０４は、第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を補正することができる。ここで、航空機に装着される航空機用タイヤは、第１航空機用タイヤ以外にも存在するが、タイヤ溝残量測定装置１００によって溝残量が測定されるのは一部の航空機用タイヤだけである。タイヤ溝残量測定装置１００によって溝残量が測定される一部の航空機用タイヤの摩耗量について、この摩耗量を補正する場合は、上述の方法を適用できるが、その他の航空機用タイヤの摩耗量を補正する場合は、溝残量の測定データがないため、上述の方法は適用できない。なお、その他の航空機用タイヤとは、タイヤ溝残量測定装置１００の測定対象ではない航空機用タイヤをいう。一部の航空機用タイヤとは、タイヤ溝残量測定装置１００の測定対象である航空機用タイヤ７０である。
そこで、誤差補正部２０４は、一部の航空機用タイヤの摩耗量を補正する際に用いた補正係数を用いて、その他の航空機用タイヤの摩耗量を補正する。これにより、誤差補正部２０４は、溝残量の測定データがない航空機用タイヤの摩耗量も補正することができる。すなわち、誤差補正部２０４は、全ての航空機用タイヤの摩耗量を補正することができる。上述したようにタイヤ摩耗量予測装置３０によって予測される航空機用タイヤの摩耗量は、精度が高いため、誤差補正部２０４による補正により、その精度をさらに高めることができる。
溝残量予測部２０５は、誤差補正部２０４によって補正された摩耗量に基づいて、航空機に装着された全ての航空機用タイヤの溝残量を予測する。
回数予測部２０６は、誤差補正部２０４によって補正された摩耗量とフライトスケジュールとに基づいて、航空機に装着された全ての航空機用タイヤのフライト可能回数を予測する。回数予測部２０６は、フライトスケジュールから、次のフライト時に利用する空港及びこの空港のタキシー走行に係る距離などを取得できる。これらの情報を用いることにより、タイヤ摩耗量予測装置３０は、次のフライト時の摩耗量を予測できる。そして、誤差補正部２０４は、次のフライト時の摩耗量の誤差を補正する。これにより、次のフライト時の摩耗量を精度よく予測できる。このような摩耗量を用いることにより、回数予測部２０６は、航空機に装着された全ての航空機用タイヤのフライト可能回数を予測することができる。なお、回数予測部２０６は、フライトスケジュールを航空会社３２から取得することができる。
通知部２０７は、溝残量予測部２０５によって予測された溝残量と、回数予測部２０６によって予測されたフライト可能回数を所定の通知先に通知する。具体的には、通知部２０７は、予測された溝残量と予測されたフライト可能回数を航空会社３２や携帯端末３４に通知する。これにより、航空会社３２や携帯端末３４を操作するユーザ３３（整備士）は、全ての航空機用タイヤの溝残量及びフライト可能回数を把握することができる。これにより、効率的な航空機用タイヤのサプライチェーンが実現しうる。また、ユーザ３３が航空機用タイヤを点検する際に要する時間は、短縮しうる。なお、通知部２０７は、溝残量及びフライト可能回数をリアルタイムで通知してもよい。また、通知部２０７は、予測された溝残量をタイヤメーカ３１に通知してもよい。また、通知部２０７は、予測された溝残量が所定値以下である場合にタイヤメーカ３１やユーザ３３に通知してもよい。所定値は、例えば、交換の目安となる値である。これにより、タイヤメーカ３１やユーザ３３は、航空機用タイヤの交換時期を正確に知ることができ、交換の準備などに備えることができる。
（９）タイヤ管理サーバの動作例
次に、図２２を参照してタイヤ管理サーバ２００の一動作例について説明する。
ステップＳ４０１において、データ取得部２０２は、タイヤ溝残量測定装置１００によって測定された少なくとも１つの航空機用タイヤの溝残量をタイヤ溝残量測定装置１００から取得する。処理は、ステップＳ４０２に進み、データ取得部２０２は、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された全ての航空機用タイヤの摩耗量をタイヤ摩耗量予測装置３０から取得する。
処理は、ステップＳ４０３に進み、誤差算出部２０３は、データ取得部２０２によって取得された第１航空機用タイヤの溝残量（測定データ）と、第１航空機用タイヤの摩耗量（予測データ）に基づいて、第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を算出する。処理は、ステップＳ４０４に進み、誤差補正部２０４は、誤差算出部２０３によって算出された誤差を補正する。処理は、ステップＳ４０５に進み、溝残量予測部２０５は、誤差補正部２０４によって補正された摩耗量に基づいて、航空機に装着された全ての航空機用タイヤの溝残量を予測する。処理は、ステップＳ４０６に進み、回数予測部２０６は、誤差補正部２０４によって補正された摩耗量とフライトスケジュールとに基づいて、航空機に装着された全ての航空機用タイヤのフライト可能回数を予測する。処理は、ステップＳ４０７に進み、通知部２０７は、溝残量予測部２０５によって予測された溝残量及び回数予測部２０６によって予測されたフライト可能回数を所定の通知先に通知する。
（１０）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、タイヤ溝残量測定装置１００の収容部１１０は、航空機用タイヤ７０のトレッド７１と対向する傾斜面１１１を有する。傾斜面１１１に形成された測定窓１１１ａの内側には、レーザー変位センサー１２０の測定部１２１が配置される。また、レーザー変位センサー１２０及び電動スライダー１３０は、収容部１１０に収容される。
傾斜面１１１を有する収容部１１０は、車止めの機能を兼ねるため、航空機に装着された航空機用タイヤ７０を係止することができる。
さらに、車止めの機能を兼ねる収容部１１０の内側にレーザー変位センサー１２０及び電動スライダー１３０が配置されるため、ユーザ３３が航空機用タイヤ７０を点検する都度、溝７２の深さ（残溝量）を測定できる。
すなわち、タイヤ溝残量測定装置１００によれば、短時間で正確に航空機用タイヤ７０の溝残量を定期的に測定し得る。
収容部１１０は、一般的な車止めの形状と同様に、傾斜面１１１及び背面１１３は、一対の側面１１４よりも長く、傾斜面１１１に形成されている測定窓１１１ａは、タイヤ幅方向Ｔｗ（所定方向）に沿って延びる。このため、レーザー変位センサー１２０をタイヤ幅方向Ｔｗに沿って十分に移動させることができる。これにより、航空機の幅方向における停止位置が多少ずれても、トレッド７１の全幅に亘って溝残量を確実に測定し得る。
タイヤ摩耗量予測装置３０は、実際に使用されている航空機用タイヤの内圧、航空機用タイヤにかかる荷重、航空機の速度、航空機用タイヤに発生するスリップ角、及び航空機の制動力に基づいて、航空機に装着される全ての航空機用タイヤの摩耗量を予測する。これにより、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる。また、航空会社３２から取得する情報は、航空機用タイヤにＲＦタグなどを取り付けることなく、取得できる情報である。すなわち、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤにＲＦタグなどを取り付けることなく、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる。
また、タイヤ摩耗量予測装置３０は、航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態における航空機用タイヤのリブの位置に基づいて、摩耗エネルギーＥｐ、摩耗エネルギーＥＬ、摩耗エネルギーＥＶ、摩耗エネルギーΔＥＳ、及び摩耗エネルギーΔＥＢを算出する。リブの位置に応じて、これらの摩耗エネルギーは異なる。本実施形態によれば、タイヤ摩耗量予測装置３０は、リブの位置に応じてこれらの摩耗エネルギーを算出するため、航空機用タイヤの摩耗量を、リブの位置毎に精度よく予測することができる。
一方、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された摩耗量には、誤差が含まれる可能性がある。そこで、タイヤ管理サーバ２００は、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された摩耗量の誤差を算出し、タイヤ摩耗量予測装置３０によって予測された摩耗量を補正する。タイヤ管理サーバ２００は、測定データに対する予測データの補正係数を求めて、この補正係数に基づいて誤差を補正する。さらに、タイヤ管理サーバ２００は、一部の航空機用タイヤの摩耗量を補正する際に用いた補正係数を用いて、その他の航空機用タイヤの摩耗量を補正する。これにより、タイヤ管理サーバ２００は、全ての航空機用タイヤの摩耗量を補正することができる。上述したようにタイヤ摩耗量予測装置３０によって予測される航空機用タイヤの摩耗量は、精度が高いため、タイヤ管理サーバ２００による補正により、その精度をさらに高めることができる。さらに、タイヤ管理サーバ２００は、このように精度が高い摩耗量を用いることにより、航空機に装着された全ての航空機用タイヤの溝残量を精度よく予測することができる。また、タイヤ管理サーバ２００は、このように精度が高い摩耗量と、フライトスケジュールとを用いることにより、航空機に装着された全ての航空機用タイヤのフライト可能回数を予測することができる。
タイヤ管理サーバ２００は、予測した溝残量と予測したフライト可能回数を所定の通知先に通知する。例えば、タイヤ管理サーバ２００は、航空会社３２や携帯端末３４に通知する。これにより、航空会社３２や携帯端末３４を操作するユーザ３３（整備士）は、全ての航空機用タイヤの溝残量及びフライト可能回数を把握することができる。これにより、効率的な航空機用タイヤのサプライチェーンが実現しうる。また、ユーザ３３が航空機用タイヤを点検する際に要する時間は、短縮しうる。なお、タイヤ管理サーバ２００は、溝残量及びフライト可能回数をリアルタイムで通知してもよい。
また、タイヤ管理サーバ２００は、予測した溝残量が所定値以下である場合にタイヤメーカ３１やユーザ３３に溝残量を通知してもよい。これにより、タイヤメーカ３１やユーザ３３は、航空機用タイヤの交換時期を正確に知ることができ、交換の準備などに備えることができる。
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
１０ タイヤ溝残量管理システム
２０ 通信ネットワーク
３０ タイヤ摩耗量予測装置
３１ タイヤメーカ
３２ 航空会社
３３ ユーザ
３４ 携帯端末
４０〜４３、７０ 航空機用タイヤ
５０〜５３ リブ
６０ 周方向溝
７１ トレッド
７２ 溝
１００ タイヤ溝残量測定装置
１０１ 溝残量測定部
１０３ 移動部
１０５ 識別情報取得部
１０７ 出力部
１１０ 収容部
１１１ 傾斜面
１１１ａ 測定窓
１１２ 上面
１１３ 背面
１１４ 側面
１１５ 垂直面
１１６ 底面
１２０ レーザー変位センサー
１２１ 測定部
１２２ レーザー光
１３０ 電動スライダー
１４０ 制御基板
１５０ ドライバ
１６０ 無線モジュール
１７０ バッテリ
２００ タイヤ管理サーバ
２０１ 通信部
２０２ データ取得部
２０３ 誤差算出部
２０４ 誤差補正部
２０５ 溝残量予測部
２０６ 回数予測部
２０７ 通知部
３０１ 通信部
３０３ 算出部
３０５ 予測部

Claims (10)

  1. 航空機に装着された少なくとも１つの第１航空機用タイヤの溝残量を測定するタイヤ溝残量測定装置と、
    前記第１航空機用タイヤを含む前記航空機に装着された全ての航空機用タイヤの摩耗量を予測するタイヤ摩耗量予測装置と、
    前記タイヤ溝残量測定装置から出力された測定データと、前記タイヤ摩耗量予測装置から出力された予測データとに基づいて、前記全ての航空機用タイヤの溝残量を予測するタイヤ管理サーバと、
    を含むタイヤ溝残量管理システムであって、
    前記タイヤ管理サーバは、
    前記タイヤ溝残量測定装置によって測定された前記第１航空機用タイヤの溝残量と、前記タイヤ摩耗量予測装置によって予測された前記第１航空機用タイヤの摩耗量とを取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記第１航空機用タイヤの溝残量と、前記第１航空機用タイヤの摩耗量とに基づいて、前記第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を算出する誤差算出部と、
    前記誤差算出部によって算出された前記第１航空機用タイヤの摩耗量の誤差を補正する第１誤差補正部と、
    前記第１誤差補正部によって補正された誤差に係る補正係数に基づいて、前記第１航空機用タイヤ以外の航空機用タイヤの摩耗量を補正する第２誤差補正部と、
    前記第１誤差補正部及び前記第２誤差補正部によって補正された前記全ての航空機用タイヤの摩耗量に基づいて、前記全ての航空機用タイヤの溝残量を予測する溝残量予測部と、
    前記第１誤差補正部及び前記第２誤差補正部によって補正された前記全ての航空機用タイヤの摩耗量と、フライトスケジュールとに基づいて、前記全ての航空機用タイヤのフライト可能回数を予測する回数予測部と、
    前記溝残量予測部によって予測された溝残量と、前記回数予測部によって予測されたフライト可能回数を所定の通知先に通知する通知部と
    を備えることを特徴とするタイヤ溝残量管理システム。
  2. 前記タイヤ摩耗量予測装置は、
    前記航空機用タイヤの内圧に基づいて、前記内圧に依存する摩耗エネルギーＥｐを算出する算出部と、
    前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測する予測部と、を備え、
    前記算出部は、
    前記航空機用タイヤにかかる荷重に基づいて、前記荷重に依存する摩耗エネルギーＥＬを算出し、
    前記航空機の速度に基づいて、前記速度に依存する摩耗エネルギーＥＶを算出し、
    前記航空機用タイヤに発生するスリップ角と前記航空機用タイヤに制動力が働かずに転動することによって、前記航空機が直進に走行する走行状態を示すフリーローリング走行状態における前記航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥＦＲとに基づいて、前記スリップ角に依存する摩耗エネルギーΔＥＳを算出し、
    前記航空機の制動力と前記摩耗エネルギーＥＦＲとに基づいて、前記制動力に依存する摩耗エネルギーΔＥＢを算出し、
    前記予測部は、前記摩耗エネルギーＥｐと、前記摩耗エネルギーＥＬと、前記摩耗エネルギーＥＶと、前記摩耗エネルギーΔＥＳと、前記摩耗エネルギーΔＥＢと、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示す摩耗抵抗Ｒとに基づいて、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測し、
    前記フリーローリング走行状態は、前記航空機が前記航空機の動力を用いて地上を走行する状態を示すタキシー走行状態に含まれることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  3. 前記摩耗エネルギーＥｐと、前記摩耗エネルギーＥＬと、前記摩耗エネルギーＥＶと、前記摩耗エネルギーΔＥＳと、前記摩耗エネルギーΔＥＢとに基づいて、所定時間に発生する前記航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥＷを算出し、
    前記摩耗エネルギーＥＷを前記摩耗抵抗Ｒで除算して、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  4. 前記航空機用タイヤが前記航空機に取り付けられた状態における前記航空機用タイヤのリブの位置に基づいて、前記摩耗エネルギーＥｐ、前記摩耗エネルギーＥＬ、前記摩耗エネルギーＥＶ、前記摩耗エネルギーΔＥＳ、及び前記摩耗エネルギーΔＥＢを算出することを特徴とする請求項２または３に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  5. 変数ｉを用いて前記リブの位置を表現した場合、
    前記摩耗エネルギーＥｐは、以下の式１を用いて算出され、
    Figure 0006896596
     ここで、
    Ｐは、前記内圧であり、
    ａｐ、ｂｐ、ｃｐは、定数であり、
    前記摩耗エネルギーＥＬは、以下の式２を用いて算出され、
    Figure 0006896596
     ここで、
    Ｌは、前記荷重であり、
    ａＬ、ｂＬ、ｃＬは、定数であり、
    前記摩耗エネルギーＥＶは、以下の式３を用いて算出され、
    Figure 0006896596
     ここで、
    Ｖは、前記速度であり、
    ａＶ、ｂＶ、ｃＶは、定数であり、
    前記摩耗エネルギーΔＥＳは、以下の式４を用いて算出され、
    Figure 0006896596
     ここで、
    ＳＡは、前記スリップ角であり、
    ａＳ、ｂＳ、ｃＳは、定数であり、
    前記摩耗エネルギーΔＥＢは、以下の式５を用いて算出され、
    Figure 0006896596
     ここで、
    ＧＸ ＢＲは、前記制動力であり、
    ａＢ、ｂＢ、ｃＢは、定数であり、
    前記摩耗エネルギーＥＷは、以下の式６を用いて算出され、
    Figure 0006896596
     ここで、
    Δｔは、所定時間であり、
    ｒは、前記航空機の旋回半径であり、
    以下の式（７）を用いて、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒｉを予測し、
    Figure 0006896596
     ここで、
    Ｒは、前記摩耗抵抗である
    ことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  6. 前記内圧及び前記速度を航空会社から取得することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  7. 前記タイヤ溝残量測定装置は、
    前記航空機用タイヤのトレッドに形成された溝の深さを前記トレッドに接触することなく測定する測定部を含む測定機構と、
    前記測定機構を所定方向にスライドさせるスライド機構と、
    前記測定機構によって測定された前記深さを示す前記測定データを出力する出力部と、
    前記測定機構及び前記スライド機構を収容する収容部と
    を備え、
    前記収容部は、前記トレッドと対向する傾斜面を有し、
    前記傾斜面には、測定窓が形成され、
    前記測定窓の内側には、前記測定部が配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  8. 前記収容部は、少なくとも前記傾斜面、一対の側面、及び前記傾斜面と対向する背面を有する箱状であり、
    前記傾斜面及び前記背面の前記所定方向に沿った長さは、前記一対の側面の延在方向に沿った長さよりも長く、
    前記測定窓は、前記所定方向に沿って延びることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  9. 前記収容部は、
    垂直方向に延び、前記傾斜面の下端に連なる垂直面と、
    水平方向に延び、前記傾斜面の上端及び前記背面の上端と連なる上面と
    を有することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ溝残量管理システム。
  10. 前記タイヤ溝残量測定装置は、
    前記航空機用タイヤを識別する識別情報を取得する識別情報取得部を備え、
    前記出力部は、前記識別情報と対応付けられた前記測定データを出力することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のタイヤ溝残量管理システム。
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