(57)【要約】【課題】  トレッド部を種々の路面状態に適した形状に変更可能な空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  電解質と導電性高分子材料の皮膜とを接触させ、導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも高くしたときに前記皮膜が伸長し、導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも低くしたときに前記皮膜が収縮する環状の高分子アクチュエータ１５をタイヤＴのトレッド部１１に沿って埋め込む。路面が濡れているときには、高分子アクチュエータ１５を径方向に収縮させてトレッド部１１の幅方向中央部を縮径させ、タイヤの排水性を高めて直進時や旋回時における耐ハイドロプレーニング性能を向上させることができる。また路面の摩擦係数の増加に応じて、高分子アクチュエータ１５を径方向に伸長させてトレッド部１１の幅方向中央部を拡径させ、タイヤＴがスリップしない範囲で接地抵抗を減少させて燃料消費量の節減に寄与することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質（１８）と導電性高分子材料（１７）の皮膜とを接触させ、導電性高分子材料（１７）の電位を電解質（１８）の電位よりも高くしたときに前記皮膜が伸長し、導電性高分子材料（１７）の電位を電解質（１８）の電位よりも低くしたときに前記皮膜が収縮する環状の高分子アクチュエータ（１５）をトレッド部（１１）に沿って埋め込み、
路面状態を判定する制御手段（２１）からの指令で環状の高分子アクチュエータ（１５）を径方向に伸縮させてトレッド部（１１）の形状を変更することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記制御手段（２１）は路面の濡れ状態を検出し、路面が濡れているときに高分子アクチュエータ（１５）を径方向に収縮させてトレッド部（１１）の幅方向中央部を縮径することを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記制御手段（２１）は路面の摩擦係数を検出し、路面の摩擦係数の増加に応じて高分子アクチュエータ（１５）を径方向に伸長させてトレッド部（１１）の幅方向中央部を拡径することを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面の状態に応じてトレッド部の形状を任意に変更することが可能な空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車が濡れた路面を高速で走行すると、タイヤのトレッド部と路面との間に介在する水によってグリップ力が失われる、いわゆるハイドロプレーニング現象が発生する。このハイドロプレーニング現象の発生を防止するために、タイヤのトレッド部に特殊な形状の溝を形成して排水性の向上を図ったタイヤが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開平７−６１２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、タイヤは濡れた路面から乾いた路面までの種々の路面状態で使用されるものであり、上記特許文献１に記載されたタイヤでは、濡れた路面での性能を満たしても乾いた路面での性能を満たすことは困難であった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トレッド部を種々の路面状態に適した形状に変更可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、電解質と導電性高分子材料の皮膜とを接触させ、導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも高くしたときに前記皮膜が伸長し、導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも低くしたときに前記皮膜が収縮する環状の高分子アクチュエータをトレッド部に沿って埋め込み、路面状態を判定する制御手段からの指令で環状の高分子アクチュエータを径方向に伸縮させてトレッド部の形状を変更することを特徴とする空気入りタイヤが提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は路面の濡れ状態を検出し、路面が濡れているときに高分子アクチュエータを径方向に収縮させてトレッド部の幅方向中央部を縮径することを特徴とする空気入りタイヤが提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は路面の摩擦係数を検出し、路面の摩擦係数の増加に応じて高分子アクチュエータを径方向に伸長させてトレッド部の幅方向中央部を拡径することを特徴とする空気入りタイヤが提案される。
【０００８】
尚、実施例の固体電解質１８は本発明の電解質に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、タイヤのトレッド部に沿って環状の高分子アクチュエータを埋め込み、路面状態を判定する制御手段からの指令で環状の高分子アクチュエータを径方向に伸縮させてトレッド部の形状を変更するので、路面状態を適したトレッド部の形状を実現してタイヤの性能を高めることができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、路面が濡れているときに高分子アクチュエータを径方向に収縮させてトレッド部の幅方向中央部を縮径するので、タイヤの排水性を高めて直進時や旋回時における耐ハイドロプレーニング性能を向上させることができる。
【００１１】
請求項３の構成によれば、路面の摩擦係数の増加に応じて高分子アクチュエータを径方向に伸長させてトレッド部の幅方向中央部を拡径するので、タイヤがスリップしない範囲で接地抵抗を減少させて燃料消費量の節減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は高分子アクチュエータを内蔵した空気入りタイヤの断面図、図２は高分子アクチュエータの一部破断斜視図、図３はトレッド部の幅方向中央部を縮径した空気入りタイヤの断面図、図４はトレッド部の幅方向中央部を拡径した空気入りタイヤの断面図である。
【００１４】
図１に示すように、自動車用のチューブレスタイヤＴは、路面に接地するトレッド部１１と、トレッド部１１の幅方向両側に連なる一対のサイドウオール部１２，１２と、サイドウオール部１２，１２の径方向内側に連なるビード部１３，１３とを備えており、トレッド部１１には環状のベルト１４と、その径方向外側を取り囲む複数本の環状の高分子アクチュエータ１５…とが埋設される。
【００１５】
図２に示すように、各々の高分子アクチュエータ１５は、細い金属線をコイル状に巻いたコイル部材１６を導電性高分子材料１７の薄い皮膜で覆い、その内部に固体電解質１８を充填して構成される。導電性高分子材料１７は例えばポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体のうちの一種、あるいは複数種の混合物で構成される。また固体電解質１８は、非水電池電解質に使用されるリチウム塩と、このリチウム塩を溶解する溶媒と、溶媒を保持する高分子マトリクスとによって構成される。
【００１６】
導電性高分子材料１７および固体電解質１８にそれぞれプラス電位およびマイナス電位を与えると、導電性高分子材料１７に固体電解質１８中のマイナスイオンが吸収されて膨張し、逆に導電性高分子材料１７および固体電解質１８にそれぞれマイナス電位およびプラス電位を与えると、導電性高分子材料１７から固体電解質１８中のマイナスイオンが放出されて収縮する。このとき、僅かに１Ｖ〜３Ｖの電圧を加えるだけで導電性高分子材料３３は１５％程度の伸縮率と２２ＭＰａ程度の出力を発生することができ、かつ０．２秒程度の応答時間で伸長状態および収縮状態を切り替えることができる。
【００１７】
図１から明らかなように、高分子アクチュエータ１５…の電源となるバッテリ１９と、高分子アクチュエータ１５…の作動を制御するアクチュエータ駆動手段２０とはタイヤＴの内部に収納されており、アクチュエータ駆動手段２０は車体側に設けられた制御手段２１との間で無線通信を行う。この無線通信の技術は、タイヤの内部に設けられた空気圧センサの検出値を車体側に無線で送信する公知の技術が応用可能であるが、回転するタイヤと車体との間に配置したスリップリングを介して電気信号を伝達したり、バッテリおよびアクチュエータ駆動手段を車体側に設けて高分子アクチュエータ１５…の駆動電流をスリップリングを介して供給したりすることも可能である。
【００１８】
制御手段２１には、雨滴センサ２２、ワイパースイッチ２３、レーダー装置２４、車輪速センサ２５あるいはドライバーにより操作されるマニュアルスイッチ２６が接続されており、雨滴センサ２２やワイパースイッチ２３は降雨状態から路面の濡れ状態を検出し、レーダー装置２４は路面からの反射波の状態から路面の濡れ状態を検出し、車輪速センサ２４は車輪のスリップ状態から路面の摩擦係数を検出し、マニュアルスイッチ２６はドライバーが目視により確認した路面状態に応じて操作される。
【００１９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２０】
路面が濡れておらず、かつ路面の摩擦係数が特に大きくない通常の路面状態のとき、高分子アクチュエータ１５…は伸縮しておらず、タイヤＴのトレッド部１１の形状は図２に示す一般のタイヤのものと同じになる。
【００２１】
制御手段２１が雨滴センサ２２、ワイパースイッチ２３およびレーダー装置２４の少なくとも何れかの出力に基づいて路面が濡れていることを検出すると、制御手段２１からの指令でアクチュエータ駆動手段２０が高分子アクチュエータ１５…を収縮させることで、図３に示すようにタイヤＴのトレッド部１１の幅方向中央部が縮径して溝１１ａが形成される。これにより、濡れた路面での高速走行中に路面とタイヤＴのトレッド部１１との間に介在する水を溝１１ａにより効果的に排出し、ハイドロプレーニング現象の発生を確実に防止することができる。高分子アクチュエータ１５…の収縮量、つまりトレッド部１１の溝１１ａの深さは、路面の濡れの程度が高いときに大きく、路面の濡れの程度が低いときに小さくなるように制御される。
【００２２】
制御手段２１が路面が濡れていることを検出せず、かつ車輪速センサ２４の出力に基づいて路面の摩擦係数が所定値以上であることを検出すると、制御手段２１からの指令でアクチュエータ駆動手段２０が高分子アクチュエータ１５…を伸長させることで、図４に示すようにタイヤＴのトレッド部１１の幅方向中央部が拡径して突部１１ｂが形成される。これにより、タイヤＴのトレッド部１１の接地面積を小さくして転がり抵抗を減少させ、エンジンの燃料消費量を節減することができる。もちろん、トレッド部１１の接地面積の減少は、そのときの路面の摩擦係数に応じてタイヤＴの必要なグリップ力が確保される範囲内で行われる。
【００２３】
尚、細長い高分子アクチュエータ１５は引張方向の荷重を効果的に発生可能であるが、圧縮方向の荷重を発生しようとすると座屈してしまう問題がある。しかしながら本実施例では、高分子アクチュエータ１５がトレッド部１１に埋設されているため、座屈することなく圧縮方向の荷重を発生することができる。
【００２４】
またアクチュエータ１５…の駆動を路面状態に応じて自動的に行う代わりに、ドライバーによるマニュアルスイッチ２６の操作に基づいて行うことも可能である。
【００２５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２６】
例えば、実施例ではチューブレスタイヤを例示したが、本発明はチューブ入りタイヤに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】高分子アクチュエータを内蔵した空気入りタイヤの断面図
【図２】高分子アクチュエータの一部破断斜視図
【図３】トレッド部の幅方向中央部を縮径した空気入りタイヤの断面図
【図４】トレッド部の幅方向中央部を拡径した空気入りタイヤの断面図
【符号の説明】
【００２８】
１１        トレッド部
１５        高分子アクチュエータ
１７        導電性高分子材料
１８        固体電解質（電解質）
２１        制御手段
【図１】
2005112200.tif 000003
【図２】
2005112200.tif 000004
【図３】
2005112200.tif 000005
【図４】
2005112200.tif 000006