(57)【要約】    【課題】  中子タイプのタイヤ組立体において、パンクの発生を即座に運転者に警報しうるとともに、走行可能な残り距離を正確に表示できる。    【解決手段】  サポートリング２を有するタイヤ組立体３、常時は電波信号を発信しかつ内圧低下時にはトレッド部１２とサポートリング２とに挟まれて破損し発信を停止する発信手段４、前記発信手段４からの電波信号を受信し、受信が停止したとき内圧低下状態として警報信号を発信する受信・警報手段６、前記警報信号に基づき、内圧低下状態での走行可能な残り距離Ｌ２を計算するコントローラ７、及び前記残り距離Ｌ２を表示する距離表示計８を具える。前記発信手段４は、送電手段９からの電磁波を電源エネルギーする。【選択図】  図１
2005119543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤと、該タイヤをリム組みするホイールリムと、前記タイヤとホイールリムとが囲むタイヤ内腔内で前記ホイールリムに装着されかつタイヤの内圧低下時にトレッド部の内面と当接して荷重を支承する支持面を有する弾性体からなる環状のサポートリングとを含むタイヤ組立体、
前記トレッド部の内面又はサポートリングの支持面のうちの一方に取り付き、常時は電波信号を発信しうるとともに、タイヤの内圧低下時には他方の前記支持面又は内面と当接して破損し発信を停止しうる発信手段、
車両に取付き、前記発信手段からの電波信号を受信するとともに、受信が停止したとき、タイヤの内圧低下状態と判断して警報信号を発信する受信・警報手段、
前記受信・警報手段からの警報信号に基づき、内圧低下状態での走行可能な残り距離を計算するコントローラ、
及び前記車両に設けられかつ前記残り距離を表示する距離表示計を具えるとともに、
前記発信手段は、車両に取り付く送電手段から送信される電磁波を電源エネルギーすることを特徴とするタイヤの内圧警報装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記警報信号の発生からの走行距離を計算するとともに、予め定められた走行可能距離から前記走行距離を減算することにより前記走行可能な残り距離を求めることを特徴とする請求項１記載のタイヤの内圧警報装置。
【請求項３】
前記タイヤ組立体は、サポートリングに、サポートリングの温度を検出してその温度データを送信する温度検出手段を具えるとともに、前記コントローラは、予め定められた走行距離とサポートリングの温度との距離・温度曲線と、送信された前記温度データとを比較することにより、前記走行可能な残り距離を求めることを特徴とする請求項１記載のタイヤの内圧警報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランフラット性能を有するタイヤにパンク等が発生した際、該タイヤの走行可能な残り距離を表示するタイヤの内圧警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンク等により内圧低下が生じた場合にも、例えば８０ｋｍ／ｈ程度の速度で数百キロメートルの距離を安全に走行しうるタイヤ組立体として、タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔内に、内圧低下時にトレッド内面と当接して荷重を支承する環状のサポートリングを装着した中子タイプのものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この中子タイプのタイヤ組立体においても、ランフラット走行時には、走行速度及び走行距離に制限がある。従って、タイヤ修理工場等に到達するまでの間を安全かつ安心してランフラット走行しうるように、内圧低下を検出しそれを運転者に知らせるとともに、走行可能な残り距離を表示することが強く望まれている。
【０００４】
なおタイヤの内圧低下を検出し警報する内圧警報装置として、近年、種々のものが提案されており、その内圧低下検出手段としては、例えばタイヤの回転速度等から演算する間接式（特許文献２）、及びタイヤ内圧を圧力センサを用いて直接に測定する直接式のものが知られている。
【０００５】
しかし前記中子タイプのタイヤ組立体の場合、非パンク時とパンク時とでタイヤの動荷重半径の変化が小さいため、間接式の検出手段では内圧低下を正確に検出することが難しくその採用を困難としている。
【０００６】
他方、直接式では、圧力センサが内圧を測定しその測定データを送信するための電源が必要であるが、この電気の使用量を抑えるために、一定時間（例えば５分程度）の間隔で内圧監視（内圧の測定及び送信）が行われる。従って、パンクなど急激に内圧低下する場合には即座に検出できず、そのタイムラグの間、運転者はパンクを認識せずに運転してしまうという問題がある。又従来の内圧警報装置では、パンクの発生を警報しうるとはいえ、走行可能な残り距離が分からないため、どの程度の距離をこのまま走行できるか判断できず、運転者が安心してランフラット走行を続けることができないという問題もある。なお、例え走行可能な残り距離を表示しようとした場合にも、パンク発生時期自体が不正確であるため、残り距離を正確に得ることはできない。
【特許文献１】特開平１０−６７２１号公報
【特許文献２】特開平８−１４５６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、中子タイプのタイヤ組立体において、パンクの発生を即座に運転者に警報しうるとともに、走行可能な残り距離を正確に表示でき、タイヤ修理工場等に到達するまでの間、ランフラット走行をより安全かつ安心して続行しうるタイヤの内圧警報装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤと、該タイヤをリム組みするホイールリムと、前記タイヤとホイールリムとが囲むタイヤ内腔内で前記ホイールリムに装着されかつタイヤの内圧低下時にトレッド部の内面と当接して荷重を支承する支持面を有する弾性体からなる環状のサポートリングとを含むタイヤ組立体、
前記トレッド部の内面又はサポートリングの支持面のうちの一方に取り付き、常時は電波信号を発信しうるとともに、タイヤの内圧低下時には他方の前記支持面又は内面と当接して破損し発信を停止しうる発信手段、
車両に取付き、前記発信手段からの電波信号を受信するとともに、受信が停止したとき、タイヤの内圧低下状態と判断して警報信号を発信する受信・警報手段、
前記受信・警報手段からの警報信号に基づき、内圧低下状態での走行可能な残り距離を計算するコントローラ、
及び前記車両の運転席に設けられかつ前記残り距離を表示する距離表示計を具えるとともに、
前記発信手段は、車両に取り付く送電手段から送信される電磁波を電源エネルギーすることを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記コントローラは、前記警報信号の発生からの走行距離を計算するとともに、予め定められた走行可能距離から前記走行距離を減算することにより前記走行可能な残り距離を求めることを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記タイヤ組立体は、サポートリングに、サポートリングの温度を検出してその温度データを送信する温度検出手段を具えるとともに、前記コントローラは、予め定められた走行距離とサポートリングの温度との距離・温度曲線と、送信された前記温度データとを比較することにより、前記走行可能な残り距離を求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は叙上の如く構成しているため、中子タイプのタイヤ組立体において、パンクの発生を即座に運転者に警報しうるとともに、走行可能な残り距離を正確に表示でき、タイヤ修理工場等に到達するまでの間、ランフラット走行をより安全かつ安心して行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のタイヤの内圧警報装置１を概念的に示す線図、図２，３はそのタイヤ組立体を示す断面図、図４はそれに用いるサポートリングの一部を示す部分斜視図である。
図１において、タイヤの内圧警報装置１は、
（１）サポートリング２を装着したランフラット性能を有するタイヤ組立体３と、
（２）前記タイヤ組立体３に取付き、常時は電波信号を発信するとともにパンクによる内圧低下時に破損して発信を停止する発信手段４と、
（３）車両５に取付き前記発信手段４からの電波信号を受信するとともに、受信が停止したとき、タイヤの内圧低下状態と判断して警報信号を発信する受信・警報手段６と、
（４）前記受信・警報手段からの警報信号に基づき、内圧低下状態での走行可能な残り距離を計算するコントローラ７と、
（５）前記車両５に設けられかつ前記残り距離を表示する距離表示計８とを少なくとも具備して構成される。
【００１３】
又前記タイヤ組立体３は、図２，３に示すように、タイヤ１０と、該タイヤ１０をリム組みするホイールリム１１と、タイヤ内腔内に配され内圧低下時にトレッド部１２の内面１２Ｓと当接して荷重を支承することによりランフラット性能を付与する前記サポートリング２とを具える。
【００１４】
ここで、前記タイヤ１０は、タイヤ内腔面を低空気透過性のインナーライナーゴム層で形成した所謂チューブレスタイヤであって、路面と接地するトレッド部１２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１３と、各サイドウォール部１３の半径方向の内方端に形成されるビード部１４とを有するトロイド状に形成される。又タイヤ１０は、トレッド部１２からサイドウォール部１３を経てビード部１４のビードコア１５に係止されるカーカス１６、及びこのカーカス１６の半径方向外側かつトレッド部１２の内方に配されるベルト層１７を含む周知のコード層によって補強され、必要なタイヤ剛性及び強度が確保される。
【００１５】
なお前記カーカス１６として、本例では、前記ビードコア１５、１５間を跨る本体部１６ａの両側に、ビードコア１５のタイヤ半径方向の内方を通ってタイヤ半径方向外側に巻き上げられた後にループ状に折返されて再びビードコア１５の内方を通って本体部１６ａに沿って終端する折返し部１６ｂを設けたものを例示している。係る折返し構造では、前記本体部１６ａに張力が作用すると、折返し部１６ｂのループ状部分で包囲されたゴムがビードコア１５とホイールリム１１のリムシート１１ａ又は１１ｂとの間に引き込まれて楔の如く作用し、ビード部１４をリムにロックする。その結果、ビード部１４のリム外れを効果的に防止しうる。かかる構成についての詳細は、例えば特表平９−５０９１２２号公報に記載される。
【００１６】
又前記ホイールリム１１は、タイヤ１０の各ビード部１４が着座する第１、第２のリムシート１１ａ、１１ｂを有し、それらの間にはサポートリング２を装着するためのサポートリング取付面１１ｓと、リム組時に一方のビード部１４を落とし込む周溝状のウエル部１１ｃとが形成される。
【００１７】
前記第１、第２のリムシート１１ａ、１１ｂは、タイヤ軸を含む子午線断面において、従来のリムシートの方向とは反対方向に傾斜したものが示される。即ち、タイヤ軸方向外側に向かって外径が漸減している。また第１のリムシート１１ａの最小外径は、第２のリムシート１１ｂの最小外径よりも小で形成される。なおタイヤ１０の各ビード部１４、１４も、この第１、第２のリムシート１１ａ、１１ｂに合致するようにビード内径を違えて設計される。
【００１８】
又前記サポートリング取付面１１ｓの最大外径Ｄｓは、第１のリムシート１１ａ側のフランジ外端径Ｄａより大で形成される。これにより、サポートリング２は、第１のリムシート１１ａの側から容易にリム組できる。またサポートリング取付面１１ｓの一端部には、該サポートリング２のタイヤ軸方向の移動を阻止するための円周方向にのびる突起物１１ｆ、他端部には凹溝１１ｈが夫々設けられている。
【００１９】
又前記サポートリング２は、前記サポートリング取付面１１ｓに装着される内のリング体２０と、内圧低下時に前記トレッド部１２の内面１２Ｓと当接する支持面２Ｓを有する外のリング体２１と、この内外のリング体２０、２１間を半径方向に継ぐ荷重支持部２２とを一体に具え、本例では、タイヤ赤道Ｃを中心としたタイヤ中央に取り付けられる。このサポートリング２は、例えばゴム、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、その他各種の弾性材で形成することができ、耐久性を確保するため、ＪＩＳＤ硬度３０〜７０度、１０％モジュラスが３０〜１５０ＭＰａ、損失正接tan δが０．０１〜０．１０のものが特に好ましい。なお、ＪＩＳＤ硬度及び１０％モジュラスは２３℃での値であり、損失正接は、粘弾性スペクトロメータを用い、温度１００℃、初期ひずみ１０％、変位振幅±０．２５％、周波数１０Hzで測定した値である。
【００２０】
前記内外のリング体２０、２１は、互いに同心な円筒状をなし、必要な剛性、強度を確保しランフラット時の操縦安定性を良好に保つために、好ましくは２〜１０mm、さらには４〜６mmの厚さで形成するのが望ましい。
【００２１】
又前記内のリング体２０は、その内径が前記サポートリング取付面１１ｓの外径Ｄｓよりも僅かに小に設定され、これにより、サポートリング２は、サポートリング取付面１１ｓに締まりばめされる。なお前記内のリング体２０には、例えば芳香族ポリアミド、グラスファイバー、スチールなどの補強コードを配列したコードプライ（図示省略）を埋設し、これによって周方向剛性を高め、サポートリング取付面１１ｓからの容易な外れ落ちを防止することが好ましい。又内のリング体２０の内周面には、本例では、前記凹溝１１ｈに嵌入してタイヤ軸方向の位置ズレを防ぐ環状の突条２０ｃを形成したものを例示している。
【００２２】
又前記荷重支持部２２は、図４に示す如く、内外のリング体２０，２１間を継ぎかつ周方向に略ジグザグ状に連続してのびる。詳しくは、内外のリング体２０，２１の一側縁に沿って周方向にのびる第１の側片部２２ａと、他側縁に沿って周方向にのびる第２の側片部２２ｂと、周方向に対して傾斜し前記第１、第２の側片部２２ａ、２２ｂの間を交互に継ぐ斜辺部２２ｃとからなるジグザグ状に形成される。これにより、重量増加を最低限に抑えつつ必要な荷重支持能力を、サポートリング２に付与できる。又放熱効果を高め、サポートリング２の耐久性をも向上できる。そのために、荷重支持部２２の厚さを、例えば５〜１５mm程度とし、かつその周方向の繰り返しピッチを１５〜５５mmとするのが好ましい。      
【００２３】
次に、前記発信手段４は、トレッド部１２の前記内面１２Ｓ又はサポートリング２の前記支持面２Ｓのうちの一方、本例では支持面２Ｓに取り付けられる。この発信手段４は、図５に概念的に示すように、車両５に取り付く送電手段９から送信される電磁波を電源エネルギーとして作動し、常時は電波信号を発信しうるとともに、内圧低下時には他方（本例では内面１２Ｓ）と当接して破損し、電波信号の発信を停止する。
【００２４】
ここで、前記発信手段４は、本例では、タイヤの内圧データを含まない無変調の連続波又は断続波からなる電波信号をそのアンテナ部２４ａから発信する発信器２４と、この発信器２４に直流電力を供給する例えば蓄電池等の充電部２５と、前記送電手段９からの電磁波を直流電力に変換して前記充電部２５に充電させる受電器２６とを含んで形成される。なお前記受電器２６は、前記送電手段９からの電磁波を受けて高周波電力Ｐ１として送出する受電アンテナ部２６ａと、この高周波電力Ｐ１を直流電力に変換して前記充電部２５に供給する検波部２６ｂと、受電制御部２６ｃとを具える。
【００２５】
又前記送電手段９は、高周波電力Ｐ２を電磁波に変換し前記受電アンテナ部２６ａに送信する送電アンテナ部２７ａと、車両５の直流電源２８から前記高周波電力Ｐ２を生成する高周波電力生成部２７ｂと、送電制御部２７ｃとを具える送電器２７から形成される。
【００２６】
従って、車両側の直流電源２８から高周波電力生成部２７ｂにより生成された高周波電力Ｐ２は、送電アンテナ部２７ａから電磁波として受電アンテナ部２６ａに送信される。そしてこの電磁波は、受電アンテナ部２６ａ及び検波部２６ｂを経て高周波電力Ｐ１及びに直流電力に順次変換されて、充電部２５に充電される。又発信手段４は、この充電部２５からの直流電流を無変調の電波信号に変換し、アンテナ部２４ａから発信する。なお受電制御部２６ｃ及び送電制御部２７ｃは、前記充電部２５の充電状態を制御し、例えば充電不足となったとき、前記送電手段９を作動して電源エネルギーを供給する。
【００２７】
このように前記発信手段４は、電磁波により電源エネルギーが順次供給されるため、非内圧低下状態である常時は、電波信号を発信し続けることができる。又内圧低下時（パンク時）には前記発信手段４は、トレッド部１２とサポートリング２とに挟まれて破損し、前記電波信号の発信を停止することとなる。そのためには、前記発信手段４は、パンク時にトレッド部１２とサポートリング２とに挟まれ、少なくとも発信を停止する程度に破損しうることが必要であり、特に、タイヤの１回転又は２回転で破損しうるような強度で形成するのが好ましい。なお、タイヤ組立体３は、非パンク状態において縁石などを乗り上げる際、トレッド部１２とサポートリング２とが接触或いは近接する場合があり、これによって偶発的に発信手段４が損傷する恐れがある。これに具え、発信手段４は各タイヤ組立体３に少なくとも１個、好ましくは例えば２個等の複数個配設するのが好ましい。
【００２８】
なお前記発信手段４は、サポートリング２に取付ける場合、該サポートリング２の製造時に、その支持面２Ｓに貼付けるのが好ましい。又タイヤ１０に取付ける場合には、タイヤの加硫成形前、もしくは加硫成形後にトレッド部１２の内面１２Ｓに貼付けうるが、好ましくは加硫成形前に貼付けタイヤ１０と一緒に加硫するのが接着強度の観点から望ましい。
【００２９】
次に、前記受信・警報手段６は、図６に概念的に示すように、前記発信手段４からの電波信号を受信するアンテナ部２９ａを有する受信器２９と、前記受信が停止したとき、タイヤの内圧低下状態と判断して警報信号を発信する発信部３０とを具える。なお前記発信部３０には、例えば運転席に配される各種の表示器（ランプ等を含む）及び／又はスピーカ（ブザー等を含む）などからなり、前記警報信号によって作動し運転者に内圧低下の発生を視覚的、聴覚的に知らせる警報器３１が接続される。
【００３０】
このように、発信手段４と受信・警報手段６とを構成することにより、内圧低下の発生を正確にかつ即座に検出して警報することができる。又高価な圧力センサを不要とし、かつ発信器２４も無変調波用の安価なものが採用しうるため、内圧警報装置１を低コストで提供することが可能となる。
【００３１】
次に、前記コントローラ７は、記憶部７ａと演算部７ｂとを含み、前記受信・警報手段６からの警報信号に基づき、本例では、内圧低下状態での走行距離Ｌ１と、予め定められた走行可能距離Ｌ０から前記走行距離Ｌ１を減算して走行可能な残り距離Ｌ２とを計算する。
【００３２】
なお前記走行距離Ｌ１は、例えば、車両５に既存のタイヤ回転センサから得られるタイヤの回転数と、タイヤの一周長との積に基づいて計算することができる。しかし、内圧低下状態ではタイヤの動荷重半径が通常内圧状態の場合に比して小さく、ひいてはタイヤの一周長も小となる。このため、本例のコントローラ７では、通常内圧状態時の走行距離Ｌ１ａの計算結果に、１より小の補正係数αを乗じ、警報信号発生時からの内圧低下状態での走行距離Ｌ１をより正確に補正して計算する。
【００３３】
又前記走行可能な残り距離Ｌ２は、本例では、予め設定されたタイヤ１０の走行可能距離Ｌ０から前記走行距離Ｌ１を減算することにより得られる。そしてこの走行可能な残り距離Ｌ２は、逐次、前記運転席に配される距離表示計８にリアルタイムで表示される。これにより、走行可能距離Ｌ０を超えた過剰走行を確実に防止でき、安全を確保しうるとともに、運転者は、修理工場等へ到着するまでの間、安心して走行を続けることができ、又残り距離Ｌ２によっては、走行ルート等の変更を促すこともできる。
【００３４】
なお前記補正係数α、及び走行可能距離Ｌ０は、種々の走行実験に基づき、タイヤの種類毎に定めることができ、又この補正係数α、及び走行可能距離Ｌ０は、予めコントローラ７の前記記憶部７ａに記憶されている。
【００３５】
次に、前記内圧警報装置１の他の実施形態を例示する。この実施形態では、図７に示す如く、サポートリング２には、該サポートリング２の温度Ｔを検出してその温度データを送信する温度検出手段１９が配されるとともに、前記コントローラ７は、予め設定された距離・温度曲線Ｙと、前記温度検出手段１９からの温度データとを比較することにより、走行可能な残り距離Ｌ２を計算している。
【００３６】
前記温度検出手段１９は、例えばサーミスタ等の温度センサと、この温度センサからの温度データを電波信号として送信する発信器とを具える。この温度検出手段１９は、本例では、専用の電源を別個に有し、内圧低下の発生によって作動し、サポートリング２の温度データを送信する。
【００３７】
又前記距離・温度曲線Ｙは、図８に例示する如く、内圧低下状態での走行距離Ｌと、サポートリング２の温度Ｔとの関係を示す曲線であって、種々の走行実験に基づく測定結果から、タイヤの種類毎に設定することができる。なおこの距離・温度曲線Ｙデータは、コントローラ７の前記記憶部７ａに、予め記憶されている。又コントローラ７の前記演算部７ｂでは、この距離・温度曲線Ｙと、送信された前記温度データとを比較して、走行可能な残り距離Ｌ２を計算する。即ち、本実施形態では、前記距離・温度曲線Ｙに基づき、走行可能距離Ｌ０、走行距離Ｌ１を、温度Ｔ０、Ｔ１でとらえ、その差である温度Ｔ２（＝Ｔ０−Ｔ１）を、距離に換算して、前記走行可能な残り距離Ｌ２として表示している。
【００３８】
係る場合には、得られる走行可能な残り距離Ｌ２の精度をより高めることができる。
【００３９】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００４０】
表１の仕様に基づき、圧力センサを用いた直接式内圧警報装置（比較例１、２）及び無変調波の発信手段を用いた本発明に係わる内圧警報装置（実施例１〜４）を試作して実車走行を行い、０内圧（パンク）が発生してから検出されるまでの検出時間、その誤検出の可能性、及び走行可能な残り距離Ｌ２の表示精度を評価した。
【００４１】
（１）検出時間：
０内圧状態となってから、それが検出されるまでの検出時間を測定した。、
（２）０内圧の誤検出可能性：
△＝誤検出の可能性高い、○＝誤検出の可能性低い、◎＝誤検出の可能性非常に低い。
（３）走行可能な残り距離Ｌ２の表示精度：
△＝検出時期が不正確なため表示精度が低い、○＝表示精度が高い、◎＝表示制度が非常に高い。
【００４２】
【表１】
2005119543.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のタイヤの内圧警報装置を概念的に示す線図である。
【図２】タイヤ組立体を示す断面図である。
【図３】タイヤ組立体の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】サポートリングの一部を示す斜視図である。
【図５】発信手段及び送電手段９を概念的に示す線図である。
【図６】受信・警報手段及びコントローラを概念的に示す線図である。
【図７】本発明の他の実施形態を例示するタイヤ組立体の断面図である。
【図８】距離・温度曲線を例示する線図である。
【符号の説明】
【００４４】
２      サポートリング
２Ｓ    支持面
３      タイヤ組立体
４      発信手段
５      車両
６      受信・警報手段
７      コントローラ
８      距離表示計
９      送電手段
１０    タイヤ
１１    ホイールリム
１２    トレッド部
１２Ｓ  内面
１９    温度検出手段
Ｙ      距離・温度曲線
【図１】
2005119543.tif 000004
【図２】
2005119543.tif 000005
【図３】
2005119543.tif 000006
【図４】
2005119543.tif 000007
【図５】
2005119543.tif 000008
【図６】
2005119543.tif 000009
【図７】
2005119543.tif 000010
【図８】
2005119543.tif 000011