(57)【要約】【課題】タイヤの内部故障を従来より高い精度で検知することが可能なタイヤ故障検知方法及び装置を提供する。【解決手段】回転する空気入りタイヤ２に内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法と装置であり、非接触式温度センサ３により回転する空気入りタイヤ２の表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行う。所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、該温度変化量が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法であって、前記空気入りタイヤに対面して非接触式温度センサを設置し、該温度センサにより前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定するタイヤ故障検知方法。
【請求項２】
回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法であって、前記空気入りタイヤに対面して非接触式温度センサを設置し、該温度センサにより前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量の差が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定するタイヤ故障検知方法。
【請求項３】
前記タイヤの表面温度を測定する工程を前記所定の時間的間隔をおいて繰り返し行う請求項１または２に記載のタイヤ故障検知方法。
【請求項４】
前記非接触式温度センサが赤外線を検出する赤外線画像読取温度計である請求項１，２または３に記載のタイヤ故障検知方法。
【請求項５】
回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知装置であって、前記空気入りタイヤに対面して設置した非接触式温度センサと、該温度センサからの検出信号を処理する処理手段とを有し、前記温度センサが前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、前記処理手段が所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定するタイヤ故障検知装置。
【請求項６】
回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法であって、前記空気入りタイヤに対面して設置した非接触式温度センサと、該温度センサからの検出信号を処理する処理手段とを有し、前記温度センサが前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、前記処理手段が所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量の差が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定するタイヤ故障検知装置。
【請求項７】
前記温度センサが前記タイヤの表面温度を測定する工程を前記所定の時間的間隔をおいて繰り返し行う請求項５または６に記載のタイヤ故障検知装置。
【請求項８】
前記非接触式温度センサが赤外線を検出する赤外線画像読取温度計である請求項５，６または７に記載のタイヤ故障検知装置。
【請求項９】
前記処理手段に内部故障が発生した際に警報を発生する警報発生手段を接続した請求項５，６，７または８に記載のタイヤ故障検知装置。
【請求項１０】
回転する空気入りタイヤの表面温度を測定するタイヤ表面温度測定方法であって、前記空気入りタイヤに対面して赤外線を検出する赤外線画像読取温度計からなる非接触式温度センサを設置し、該温度センサにより複数枚の画像を連続的に読み取ることで前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定し、所定の時間的間隔をおいて前記タイヤの表面温度を測定する工程を繰り返し行うタイヤ表面温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ故障検知方法及び装置に関し、更に詳しくは、タイヤの内部故障を高い精度で検知できるようにしたタイヤ故障検知方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、タイヤ耐久試験では、タイヤの内部故障を検知するため、接触式の故障検知装置を使用し、その検知部を試験ドラム上を回転する空気入りタイヤの表面近傍に配置し、内部故障により膨出したタイヤ表面が検知部に接触することで、タイヤ故障の検知を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５７−９３２３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した接触式の故障検知装置で検知する方法では、試験ドラム上で空気入りタイヤを長時間連続回転させると、タイヤの温度上昇によりタイヤ内圧が上昇し、空気入りタイヤが径方向外側に膨径するため、また回転速度を上げると、遠心力により空気入りタイヤが径方向外側に膨径するため、更にラジアルタイヤにあっては負荷荷重が増加すると、試験ドラムに接する空気入りタイヤの部分と反対側の部分が膨出するため、その影響を排除するには検知部をある程度タイヤから離間させる必要があり、その結果、膨出量が小さい内は検知できず、あまり精度良く測定することができない。
【０００５】
そのため、内部故障により膨出したタイヤ表面が局部的で膨出量が少ない微小な変位である場合には、その膨出したタイヤ表面が検知部に接触する前にタイヤ破壊を招くことがある。このように内部故障を検知する前にタイヤが破壊すると、故障発生箇所の特定並びに故障の成長過程の解析ができず、タイヤの改良を進める上での妨げになっていた。
【０００６】
本発明の目的は、タイヤの内部故障を従来より高い精度で検知することが可能なタイヤ故障検知方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ故障検知方法は、回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法であって、前記空気入りタイヤに対面して非接触式温度センサを設置し、該温度センサにより前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明の他のタイヤ故障検知方法は、回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法であって、前記空気入りタイヤに対面して非接触式温度センサを設置し、該温度センサにより前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量の差が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のタイヤ故障検知装置は、回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知装置であって、前記空気入りタイヤに対面して設置した非接触式温度センサと、該温度センサからの検出信号を処理する処理手段とを有し、前記温度センサが前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、前記処理手段が所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他のタイヤ故障検知装置は、回転する空気入りタイヤに内部故障が発生したのを検知するタイヤ故障検知方法であって、前記空気入りタイヤに対面して設置した非接触式温度センサと、該温度センサからの検出信号を処理する処理手段とを有し、前記温度センサが前記回転する空気入りタイヤの表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定する工程を繰り返し行い、前記処理手段が所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で比較してその温度変化量を算出し、いずれかの位置における該温度変化量の差が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定することを特徴とする。
【００１１】
上述した本発明によれば、非接触式温度センサを使用し、間隔をおいて測定された前後のタイヤ表面温度データの時間的変位を用いて内部故障の発生を判定するため、タイヤ表面の膨出に左右されずに内部故障を検知することができる。そのため、従来より高い精度でのタイヤ故障の検知が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、タイヤ耐久試験において本発明のタイヤ故障検知方法を実施する一例を示し、１は試験ドラム、２は空気入りタイヤ、３は回転する試験ドラム１により試験ドラム１上で回転する空気入りタイヤ３の表面温度を測定する非接触式温度センサ、４は非接触式温度センサ３からの検出信号を処理する処理手段であり、タイヤ故障検知装置は、非接触式温度センサ３及び処理手段４を備えている。
【００１４】
試験ドラム１は回転可能に設置され、回転速度を任意の速度に変更できるようになっている。
【００１５】
ホイール５に組み付けられ、所定の空気圧を充填した空気入りタイヤ２は、タイヤ支持軸６に回転自在に支持され、回転する試験ドラム１の外周面に当接することで、試験ドラム１上を回転走行する。空気入りタイヤ２には、タイヤ支持軸６を介して所定の負荷荷重を加えることができるようになっている。
【００１６】
非接触式温度センサ３は好ましくは赤外線を検出して表面温度を測定する赤外線画像読取温度計（例えば、日本アビオニクス（株）製の赤外線画像装置ＴＶＳ−８１００ＭＫｌｌ  ）から構成され、複数枚の画像を連続的に読み取ることで回転する空気入りタイヤ２の表面温度をタイヤ周方向に沿って１周にわたって測定し、その工程を所定の時間的間隔をおいて繰り返し行うようになっている。
【００１７】
この時間的間隔は、タイヤ耐久試験の条件が次第に厳しくなるにつれて、あるいは表面温度のレベルが高くなるにつれて次第に短く設定するのがよい。例えば、試験の開始直後においては１時間程度の間隔で、故障発生間近では１０秒位の間隔にすることができる。タイヤ耐久試験では、この非接触式温度センサ３は、空気入りタイヤ２の両ショルダー部斜め方向に対面して設置するのがよい。
【００１８】
処理手段４は、温度センサ３からタイヤ全周にわたって取り込まれた赤外線画像データから表面温度データを算出する。また、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で１周にわたって比較してその温度変化量をそれぞれ算出し、その値が１つでも所定の閾値以上になった場合には内部故障が発生したと判定して、不図示の制御手段を介して試験ドラム１の回転を停止させ、タイヤ耐久試験を終了するようになっている。
【００１９】
なお、タイヤ周上の各対応する位置を同定する手段には、タイヤ支持軸６に取り付けた周知のロータリーエンコーダー（不図示）が使用されるが、回転するタイヤのサイドウォール部や、リム部に取り付けた反射シートに光を照射し、その反射光を検知した位置を基準位置にしてタイヤ周上の各対応する位置を得るようにしてもよい。
【００２０】
以下、図２のフローを参照しながらタイヤ耐久試験における本発明のタイヤ故障検知方法を説明する。
【００２１】
先ず、試験ドラム１を回転させ、空気入りタイヤ２を試験ドラム１上で回転走行させる。所定の耐久試験開始速度に達すると、温度センサ３により空気入りタイヤ２の表面の赤外線画像をタイヤ１周にわたって連続的に複数枚取り込み、空気入りタイヤ２の表面温度をタイヤ周方向に沿って全周にわたって測定する。この工程を所定の時間的間隔をおいて繰り返し行う（ステップａ）。
【００２２】
処理手段４では、温度センサ３からタイヤ１周分の入力がある毎に、その入力された赤外線画像に基づいてタイヤ１周にわたる表面温度を算出する。そして、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データをタイヤ周上の各対応する位置で１周にわたって比較し、各対応する位置での温度変化量をそれぞれ算出する（ステップｂ）。
【００２３】
続いて、得られた各温度変化量を予め設定した所定の閾値と比較し、各温度変化量のいずれか１つでも所定の閾値以上であると（ステップｃ）、内部故障が発生したと判定して、不図示の制御手段を介して試験ドラム１の回転を停止させ（ステップｄ）、タイヤ耐久試験を終了する。ステップｃにおいて、各温度変化量がいずれも所定の閾値より小さいと、空気入りタイヤ２の表面温度測定を続行するため、ステップａに戻り、それ以降の工程を繰り返す。
【００２４】
本発明者は、タイヤの内部故障について鋭意検討した結果、タイヤ表面の温度変化に着目した。回転ドラム１上を回転する空気入りタイヤ２は、時間の経過と共にタイヤが発熱して温度が次第に上昇する。タイヤ表面温度分布を測定した時、一般的に、比較的温度が高いのは、例えばトレッド表面で言えば溝底の部分であり、温度の高いタイヤ内部と表面との距離がより近い部分程、高い表面温度となる。つまり、単に表面温度が高い程、その部分の内部温度が高い訳ではないが、故障箇所では他の箇所より温度上昇が大きく、その故障箇所に対応したタイヤ表面の温度が他の箇所より温度変化が大きくなることがわかった。
【００２５】
そこで、上記のように非接触式温度センサ３を使用し、間隔をおいて測定したタイヤ表面の温度の時間的変位を利用して内部故障の発生を判定するようにしたのである。これによりタイヤ表面の膨出状態に関わらず内部故障を検知することができるため、従来より高い精度でタイヤ内部故障の検知が可能になる。
【００２６】
また、内部故障が発生した初期段階での検知が可能になり、しかも測定する部位に対面して温度センサ３を設置することで、タイヤ表面に設けられた溝やカーフなどの影響を受けることなく、タイヤ表面のあらゆる部位での故障を検知することができる。
【００２７】
図３は、本発明のタイヤ故障検知方法の他の例を示し、上記処理手段４を、更に算出した各温度変化量を比較し、その変化量の差（最大変化量と最小変化量の差、あるいは隣り合う変化量の差）が１つでも予め設定した所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定するように構成したものであり、上述した図２のステップｂとステップｃとの間に温度変化量の差を算出するステップｂ’を加えたものである。好ましくは、算出した各温度変化の量が所定量（例えば、５℃）を超えた際に変化量の差を算出するようにするのがよい。
【００２８】
このように温度変化量の差が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定することによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
本発明において、上記実施形態では、空気入りタイヤ２のトレッド部２Ａからサイドウォール部２Ｂにわたってタイヤ故障を測定する例を示したが、サイドウォール部２Ｂからビード部２Ｃ、あるいはビード部２Ｃにおけるタイヤ故障を測定する場合には、上記のように連続して複数枚の赤外線画像を取り込まずに、非接触式温度センサ３によりタイヤ軸方向から全体を撮影した１枚の赤外線画像を取り込み、それを用いて処理手段４で処理するようにしてもよい。
【００３０】
赤外線画像を取り込むようにした非接触式温度センサ３は、処理手段４での画像処理に膨大なメモリ等を要するため、上述したように空気入りタイヤの表面温度を測定する工程を所定の時間的間隔をおいて繰り返し行うようにするのが、市販の機器を用いて低コストにできるので好ましいが、それに限定されず、高性能な処理手段を使用して、温度センサ３により回転する空気入りタイヤ２の表面温度を連続して常時測定し、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データを用いてタイヤ周上の各対応する位置での温度変化量を求めるようにしてもよい。
【００３１】
非接触式温度センサ３は、上述した赤外線を検出する赤外線画像読取温度計を好ましく用いることができるが、当然のことながらこれに限定されず、タイヤ表面温度が測定できる非接触式のものであれば他の態様であってもよい。
【００３２】
上述した本発明のタイヤ故障検知方法及び装置は、タイヤ耐久試験において好ましく用いることができるが、例えば、車両に装着してタイヤ故障を検知する装置などにも適用することができる。その場合には、処理手段４に警報を発生する警報発生手段を接続し、処理手段４でタイヤの内部故障が発生したと判定した際に警報発生手段により運転手にそれを知らせるようにするのがよい。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明は、非接触式温度センサを使用し、所定の時間的間隔をおいて測定された前後の表面温度データの周上のいずれかの位置の温度変化量、あるいは周上の温度変化量の差が所定の閾値以上になった場合に内部故障が発生したと判定するようにしたので、タイヤ表面の膨出量に関係なく内部故障を検知でき、従って、従来より高い精度でタイヤ故障の検知が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤ耐久試験において、本発明のタイヤ故障検知方法を実施する一例を示す説明図である。
【図２】本発明のタイヤ故障検知方法を示すフローチャート図である。
【図３】本発明のタイヤ故障検知方法の他の例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】１  試験ドラム                    ２  空気入りタイヤ
３  非接触式温度センサ            ４  処理手段
５  ホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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