(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤ(１０)のトレッド部の溝部に配設されたスリップサイン(４０)にかかる加速度を検知する検知手段(７０)と、
前記検知手段(７０)によって検知された加速度に基づいて、タイヤが摩耗したと判断する摩耗判断手段(８２)とを備えることを特徴とするタイヤ摩耗検知システム。
【請求項２】
前記空気入りタイヤ(１０)において基準となる基準加速度を記憶する記憶手段(８３)を更に備え、
前記摩耗判断手段(８２)は、前記基準加速度と前記検知手段(７０)によって検知された加速度との差が一定値以上である場合に、タイヤが摩耗したと判断することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項３】
前記基準加速度は、タイヤ新品時における加速度であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項４】
前記基準加速度は、前記検知手段(７０)によって所定時間内に検知された加速度の平均であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項５】
タイヤ新品時において前記スリップサイン(４０)近傍のタイヤ踏面が接地している時の加速度をＧ１とし、タイヤ新品時において前記スリップサイン(４０)近傍のタイヤ踏面が接地していない時の加速度をＧ２とし、前記スリップサイン(４０)近傍のタイヤ踏面が接地している時の加速度をＧ１´とし、前記スリップサイン(４０)近傍のタイヤ踏面が接地していない時の加速度をＧ２´とし、Ｋを１より大きい所定値とする場合において、
前記摩耗判断手段(８２)は、前記検知手段(７０)によって検知された加速度が、下記式(Ｉ)
Ｇ１´／Ｇ２´≧ｋＧ１／Ｇ２・・・式(Ｉ)
を満たす場合に、タイヤが摩耗したと判断することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項６】
前記加速度は、鉛直方向の加速度であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項７】
前記検知手段(７０)は、前記スリップサイン(４０)のタイヤ径方向内側に配設されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項８】
前記検知手段(７０)は、前記空気入りタイヤ(１０)のインナーライナー(６０)表面に配設されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ摩耗検知システム。
【請求項９】
空気入りタイヤ(１０)のトレッド部の溝部に配設されたスリップサイン(４０)にかかる加速度を検知する検知手段(７０)を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、タイヤの摩耗状態を検知するタイヤ摩耗検知システム及び空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、タイヤ表面の溝の残りが減り過ぎると、法律的な問題が発生するのも当然だが、走行の安全性に大きな影響を与えていた。このようなタイヤの摩耗を管理するに際して、運転者又は車両の運行管理者は、トレッドパターンの溝の深さ、あるいは、タイヤに設けたスリップサインの出現を目視でチェックしてタイヤの摩耗状態を点検し、トレッドが摩耗状態に達したときには、新品のタイヤに交換するようにしている。【０００３】  このスリップサインを目立たせるため、スリップサインに着色を施したり、びょうを埋め込み、異音を発生させたりする技術が開示されている（例えば、実開昭５６−１２０９０１号公報参照）。【０００４】  又、タイヤの摩耗状態を目視でチェックする場合、運転者等が点検を怠ったり、チェック方法を誤ったりした場合には、タイヤが摩耗限度に達しても放置することになり、好ましいものではない。このため、光反射面を備えた光反射部材をトレッド内部に埋め込み、タイヤが摩耗したとき、外部からの照射光が光反射面により反射され、その光を受光することにより、タイヤの摩耗を検知する技術が開示されている（例えば、特開平１１−１７０８１９号公報参照。）
しかしながら、特許文献１に示す従来技術では、タイヤの外観を損ねる上、びょうを埋め込むためにタイヤ摩耗時に路面を傷めたり、タイヤの破損を早めたりするなど、かえって危険な場合もある。【０００５】  又、特許文献２に示す従来技術では、反射光を検出して摩耗度合いをチェックするので、反射面が汚れたり、受光面が汚れたりした場合、反射面が露出しても反射光を検知することがないので、タイヤが摩耗限度を超えてもこれを認識できない場合がある。【０００６】  そこで、上記の問題に鑑み、本発明は、タイヤや路面を傷つけることがなく、タイヤの摩耗検知に対する信頼性が高いタイヤ摩耗検知システム及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００７】  本発明の第１の特徴は、空気入りタイヤのトレッド部の溝部に配設されたスリップサインにかかる加速度を検知する検知手段と、検知手段によって検知された加速度に基づいて、タイヤが摩耗したと判断する摩耗判断手段とを備えるタイヤ摩耗検知システムであることを要旨とする。
【０００８】  第１の特徴に係るタイヤ摩耗検知システムによると、スリップサインにかかる加速度を検知するため、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。又、タイヤ表面には、加工を行わないので、タイヤや路面を傷つけることがない。更に、通常、タイヤに配設されているスリップサインを利用するため、トレッド部に新たな加工を施す必要がない。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、空気入りタイヤのトレッド部の溝部に配設されたスリップサインにかかる加速度を検知する検知手段を備える空気入りタイヤであることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る加速度センサの検出信号の一例である。
【図４】図４は、本実施形態に係るタイヤ摩耗検知システムを説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  次に、本発明を詳細に説明する。【００１４】  （空気入りタイヤ）
まず、本発明の空気入りタイヤの一実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。【００１５】  空気入りタイヤ１０のトレッド部表面には、図１に示すように、凸部２０と溝部３０からなるトレッドパターンが形成される。この溝部３０には、一定の間隔でスリップサイン４０が配設される。【００１６】  スリップサイン４０は、溝部の底部から１．６ｍｍの高さを有し、法令で定められた、摩耗した残り溝の最低ラインを示す。又、タイヤのサイド部には、スリップサイン４０の位置を示す矢印（図１の三角印）が表示され、この矢印及びスリップサイン４０は、通常タイヤ周上６箇所に配設される。【００１７】  本実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、図２（ａ）に示すように、凸部表面２１が路面１００と接地し、転動する。溝部表面３１にはスリップサイン４０が配設され、トレッド部のタイヤ径方向内側には、タイヤ内に充填した空気の圧力を保持するための強度部材として機能するカーカス５０、タイヤ内側のゴム層であるインナーライナー６０などが構成される。尚、その他の構造は、従来より公知の構造であり、特に限定はない。【００１８】  スリップサイン４０のタイヤ径方向内側（同図において、インナーライナー６０の表面）には、空気入りタイヤ１０のトレッド部の溝部に配設されたスリップサイン４０にかかる加速度を検知する加速度センサ７０（検知手段）が配設されている。【００１９】  加速度センサ７０は、スリップサイン４０の振動や変位を検知し、スリップサイン４０にかかる加速度を検知する。加速度センサ７０は、例えば、圧電セラミックを利用した圧電式加速度センサや抵抗式（ｐｉｅｚｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）加速度センサなどが用いられる。圧電式加速度センサは、定常加速度を保持せず、加速度の変化分のみを検出するが、抵抗式加速度センサは、定常加速度も保持するため、回転速度を推測でき、速度が変化しても定常加速度と加速度のピーク値とを検出することができる。【００２０】  タイヤが摩耗した場合、図２（ｂ）に示すように、スリップサイン４０が路面１００と接地する。このとき、加速度センサ７０は、図２（ａ）の状態と比較すると、大きい重力（加速度）を検知する。【００２１】  なお、この加速度は、鉛直方向の加速度である。【００２２】  図３に、加速度センサ７０が検知する重力（加速度）を示す。図３（ａ）は、新品の状態、図３（ｂ）は摩耗が進んだ状態である。【００２３】  図３（ａ）におけるＧ１は、タイヤ新品時においてスリップサイン４０近傍のタイヤ踏面が接地している時の加速度であり、Ｇ２は、タイヤ新品時においてスリップサイン４０近傍のタイヤ踏面が接地していない時の加速度である。又、図３（ｂ）におけるＧ１´は、スリップサイン４０近傍のタイヤ踏面が接地している時の加速度であり、Ｇ２´は、スリップサイン４０近傍のタイヤ踏面が接地していない時の加速度をＧ２´である。【００２４】  タイヤが１回転をする間に、加速度センサ４０は、上記Ｇ１及びＧ２、又はＧ１´及びＧ２´を検出する。このＧ１とＧ２との差は、タイヤ新品時においては小さいが、摩耗が進むと、接地時により大きな加速度がかかり、大きくなる。【００２５】  なお、Ｇ２及びＧ２´は、同図において、接地時��外における加速度の平均値であるが、これに限定されるものではなく、接地時以外における一点の加速度であってもよい。【００２６】  タイヤが摩耗したことを判断する手法については、後に詳述する。【００２７】  また、検知手段は、スリップサイン４０にかかる加速度を検知する加速度センサ７０であるとして説明しているが、これに限定されるものではなく、検知手段は、スリップサイン４０が路面１００に接触したことに相当する物理量を検知する種々のセンサであってもよい。【００２８】  （タイヤ摩耗検知システム）
本実施形態に係るタイヤ摩耗検知システムは、図４に示すように、一台の自動車に搭載され、加速度センサ（検知手段）７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄと、ＥＣＵ８０と、メータ表示部９０とを備える。【００２９】  加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄは、空気入りタイヤ１０のトレッド部の溝部に配設されたスリップサイン４０にかかる加速度を検知するものであり、自動車の各タイヤに配設される。図４では、一つのタイヤあたり一つの加速度センサが配設されているが、一つのタイヤに複数の加速度センサが配設されてもよいことは勿論である。又、加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄは、ＥＣＵ８０へ検知した値を含む信号を出力する。【００３０】  ＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット又はエンジン・コントロール・ユニット）８０は、制御部８１と、摩耗判断部８２（摩耗判断手段）と、記憶部８３（記憶手段）とから構成されている。【００３１】  摩耗判断部８２は、物理量を検出する手段としての加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄによって検知された加速度の大きさに基づいて、タイヤが摩耗したと判断する。【００３２】  具体的には、摩耗判断部８２は、加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄが出力した信号を受信する。そして、摩耗判断部８２は、加速度センサ７０によって所定の加速度が検知された場合にタイヤが摩耗したと判断する。【００３３】  なお、この際、車輪速を車輪速センサ（図示せず）等により検出すれば、タイヤ１回転あたりの時間を判定でき、加速度センサ出力値を判定しやすい。具体的には、以下で示すＧ２、Ｇ２´の値を検出しやすくなる。【００３４】  又、後述する記憶部８３に、基準となる基準加速度が記憶され、この基準加速度と加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄによって検知された加速度との差が一定値以上である場合に、摩耗判断部８２が、タイヤが摩耗したと判断してもよい。【００３５】  ここで、基準加速度とは、タイヤ新品時における加速度でもよく、又、加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄによって所定時間内に検知された加速度の平均であってもよい。【００３６】  更には、Ｋが１より大きい所定値である場合において、加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄによって検知された加速度が、下記式（Ｉ）
Ｇ１´／Ｇ２´≧ｋＧ１／Ｇ２・・・式（Ｉ）
を満たす場合に、摩耗判断部８２は、タイヤが摩耗したと判断してもよい。【００３７】  記憶部８３は、摩耗判断部８２を実行させるためのプログラムや基準加速度、式（Ｉ）、上記Ｋなどの予め選択されている数値等を記憶する記憶媒体である。記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ等が挙げられる。このような記録媒体によれば、プログラム等の保存、運搬、販売等を容易に行うことができる。【００３８】  制御部８１は、各センサ（計器類）からの情報を元に、エンジンの燃料噴射量や噴射時間を決定するなど、自動車の各部を制御する。【００３９】  又、車体ＥＣＵ８０は、車速センサにより速度情報を利用することが可能である。【００４０】  加速度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄからＥＣＵ９０への出力信号は、有線によって送信されてもよく、無線ＬＡＮなどを用いて無線によって送信されてもよい。【００４１】  メータ表示部９０は、ＥＣＵ８０による解析結果を視認可能に表示することにより、報知する。このメータ表示部９０への表示により、タイヤの摩耗が進んでいることを報知することができる。このため、運転者などにタイヤの摩耗が生じたことを容易に、瞬時に認識させることができる。【００４２】  メータ表示部９０には、速度計やガソリン残量などが表示されているが、それと共に、ＥＣＵ８０によって摩耗が検知されたことを表示する。図４では、摩耗が検知されたタイヤの位置を点灯させるようにしている。【００４３】  尚、摩耗が検知されたことを表示する箇所は、メータ表示部９０に限らず別途異なる表示装置を備えてもよい。又、表示ではなく、摩耗が検知された場合に警報を鳴らすなど、音によって摩耗が検出されたことを報知してもよい。【００４４】  （作用及び効果）
本実施形態に係る空気入りタイヤ１０及びタイヤ摩耗検知システムによると、タイヤ摩耗検知システムが、空気入りタイヤ１０のトレッド部の溝部に配設されたスリップサイン４０にかかる加速度を検知する加速度センサ７０と、加速度センサ７０によって検知された加速度に基づいて、タイヤが摩耗したと判断する摩耗判断部８２とを備えるため、スリップサイン４０にかかる加速度を検知することにより、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。又、タイヤ表面には加工を行わないので、タイヤや路面を傷つけることがなく、外観は従来のタイヤと何ら変わることがない。【００４５】  更に、通常、タイヤに配設されているスリップサイン４０を利用するため、トレッド部に新たな加工を施す必要がない。【００４６】  なお、加速度を検知する加速度センサ７０の代わりに、物理量を検知するセンサを用いてもよい。この場合においても、センサがスリップサイン４０にかかる物理量を検知することにより、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。又、タイヤ表面には加工を行わないので、タイヤや路面を傷つけることがなく、外観は従来のタイヤと何ら変わることがない。【００４７】  又、空気入りタイヤ１０において基準となる基準加速度を記憶する記憶部８３が更に備えられ、摩耗判断部８２が、基準加速度と加速度センサ７０によって検知された加速度との差が一定値以上である場合に、タイヤが摩耗したと判断するため、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。【００４８】  又、基準加速度が、タイヤ新品時における加速度であるため、容易に計測することができる。【００４９】  又、基準加速度が、加速度センサ７０によって所定時間内に検知された加速度の平均であるため、更に信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。【００５０】  又、摩耗判断部８２が、加速度センサ７０によって検知された加速度が、下記式（Ｉ）
Ｇ１´／Ｇ２´≧ｋＧ１／Ｇ２・・・式（Ｉ）
を満たす場合に、タイヤが摩耗したと判断するため、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。【００５１】  又、加速度が、鉛直方向の加速度であるため、容易に計測することができる。【００５２】  又、加速度センサ７０が、スリップサイン４０のタイヤ径方向内側に配設されるため、従来より配置されているスリップサイン４０にかかる加速度を検知することができる。【００５３】  又、加速度センサ７０が、空気入りタイヤ１０のインナーライナー６０表面に配設されるため、従来の製造工程を経た後に加速度センサ７０を装着することが可能となるため、製造工程が複雑化することを避けることができる。【００５４】  又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０及びタイヤ摩耗検知システムによると、空気入りタイヤ１０が、空気入りタイヤ１０のトレッド部の溝部に配設されたスリップサイン４０にかかる加速度を検知する加速度センサ７０を備えるため、スリップサイン４０にかかる加速度を検知することにより、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。【００５５】  なお、空気入りタイヤ１０が、加速度を検知する加速度センサ７０の代わりに、物理量を検知するセンサを用いてもよい。この場合においても、このセンサが、スリップサイン４０にかかる物理量を検知することにより、信頼性の高い摩耗検知を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】  以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤや路面を傷つけることがなく、タイヤの摩耗を検知することができるため、車両用タイヤとして好適に使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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