JP2005345322A - 摩耗品の摩耗状態検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 気候条件や検出条件の変化による影響を受けることなく、被摩耗体の摩耗状態を精度良く検出する。
【解決手段】 被摩耗体としてのタイヤ２０の溝２１を形成するトレッド部２２に、深さが異なるように発信手段としての無線型のタグ３１〜３３を埋め込み、質問機４１から各タグ３１〜３３に対して電波が送信され、その電波を受信したいずれかのタグ３１〜３３からのいずれかのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すデータが質問機４１により受信される際、たとえばＩＤコード（ＩＤ３）のみが受信されると、処理ユニット４２によりデータ処理されることで、タイヤ２０の溝２１の摩耗が大きく、限界にきていると判定され、処理ユニット４２からタイヤ溝警告信号が出力されることで、タイヤ溝警告表示部４３により、タイヤ溝警告が報知されるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、摩耗品の摩耗状態検出システムに係り、たとえば車両用タイヤの溝残存量を自動的に検知してドライバに警報する摩耗品の摩耗状態検出システムに関するものである。

従来より、タイヤ溝の摩耗状態の検査は、たとえば予めタイヤに形成されたスリップサイン（タイヤ溝中に形成され、タイヤ溝の摩耗状態を知る指標となるもの）に基づき、タイヤ溝が限度を越えて摩耗していないかどうかの視認により行われている。また、タイヤ溝を測定する専用のゲージを使用し、タイヤ溝の深さを測定することによりタイヤ溝の摩耗状態を確認することも行われている。なお、これらの作業は、いずれも人手を介して行われている。

ところで、このようなタイヤ溝の検査では、必ず自動車を停止させてから行う必要があるため、タイヤ溝の検査に時間がかかってしまうという問題がある。また、タイヤ溝の検査は、人手を介して行う必要があることからタイヤ溝の摩耗状態の判断にばらつきがある。

そこで、特許文献１では、タイヤ溝検出部を、ガソリンスタンド、高速道路の入口、車検場等における所定の路面に埋設しておき、自動車がタイヤ溝検出部上を通過する際にタイヤの接地面に形成されたタイヤ溝の摩耗状態が検出されるようにしたタイヤ溝検出装置を提案している。

すなわち、図６に示すように、タイヤ溝検出部１は、発光素子２及び検出素子３をＶ字状の溝４に配設したタイヤＴのタイヤ溝検出モジュール５がコネクタ６を介して相互に複数個接続されて構成されている。このようなタイヤ溝検出部１は、図７に示すように、ガソリンスタンド、高速道路の入口、車検場等における所定の路面Ｒに埋設され、自動車Ｃがタイヤ溝検出部１上を通過すると、タイヤＴがタイヤ溝検出部１に乗り上げるようになっている。

このとき、図６に示すように、発光素子２からの光がタイヤ溝により反射されて検出素子３に取り込まれる際、タイヤ溝の深浅に応じた検出素子３による受光量がアナログ検出信号として出力される。そして、そのアナログ検出信号がセンサ入力部７にてデジタル化され、そのデジタル信号が２値データ変換部８にてしきい値に基づき２値データに変換されると、判定部９にてタイヤＴのタイヤ溝の摩耗状態が検出判断されて表示部１０に表示される。
特開平０７−９２０５８号公報

ところが、上述した特許文献１に示されたものでは、タイヤ溝の深浅の検出をタイヤ溝により反射される受光量に応じて行うようにしているため、曇りや雨等のように気候条件が変化したり、タイヤ溝検出部１の発光素子２及び検出素子３の発光面及び受光面に泥や埃等が付着すると、タイヤ溝により反射される受光量がタイヤ溝の深浅に関わらず変化してしまうため、タイヤＴのタイヤ溝の摩耗状態を精度良く検出することが困難である。

解決しようとする問題点は、タイヤ溝の深浅の検出をタイヤ溝により反射される受光量に応じて行うようにすると、気候条件やタイヤ溝検出部側の検出条件の変化により、タイヤ溝により反射される受光量がタイヤ溝の深浅に関わらず変化してしまうため、タイヤ溝の摩耗状態を精度良く検出することが困難となるという点である。

本発明の摩耗品の摩耗状態検出システムは、被摩耗体の摩耗進行方向における摩耗限界位置に設けられ、任意の情報を発信する発信手段と、前記発信手段からの情報を受信して前記被摩耗体の摩耗状態を判定する摩耗状態判定手段と、前記摩耗状態判定手段による摩耗状態の判定結果を報知する報知手段とを備え、前記摩耗状態判定手段は、前記被摩耗体の摩耗に伴い、前記発信手段からの情報を受信できないとき、前記被摩耗体が摩耗限界であると判定し、前記報知手段に対し前記被摩耗体が摩耗限界であることを報知させることを特徴とする。
また、前記発信手段は、前記被摩耗体の摩耗進行方向に沿って複数設けられ、前記摩耗状態判定手段は、前記被摩耗体の摩耗に伴い、発信可能ないずれかの発信手段からの情報に基づいて、前記被摩耗体の摩耗状態を判定し、前記報知手段に対し前記被摩耗体の摩耗状態を報知させるようにすることができる。
また、前記発信手段は、前記被摩耗体の摩耗対象面の複数の箇所に設けられるとともに、前記被摩耗体の摩耗進行方向に沿って複数設けられ、前記摩耗状態判定手段は、前記被摩耗体の摩耗に伴い、発信可能ないずれかの発信手段からの情報に基づいて、前記被摩耗体の摩耗状態を判定し、前記報知手段に対し前記被摩耗体の片減りを報知させるようにすることができる。
本発明の被摩耗体は、摩耗進行方向に沿って一又は複数設けられ、任意の情報を発信する発信手段を有することを特徴とする。
本発明に係る摩耗品の摩耗状態検出システムでは、被摩耗体の摩耗進行方向における摩耗限界位置に設けられた発信手段からの任意の情報を受信できるとき、摩耗状態判定手段により、被摩耗体の摩耗が限界ではないと判定することができ、被摩耗体の摩耗に伴い、発信手段が破壊あるいは被摩耗体から排除されることで、その発信手段からの情報を受信できないとき、被摩耗体が摩耗限界であると判定し、報知手段に対し被摩耗体が摩耗限界であることを報知させることができる。

本発明の摩耗品の摩耗状態検出システムによれば、発信手段からの情報を受信できないとき、被摩耗体が摩耗限界であると判定し、報知手段に対し被摩耗体が摩耗限界であることを報知させるようにしたので、気候条件や検出条件の変化による影響を受けることなく、摩耗品の摩耗状態を精度良く検出することができる。

本発明の摩耗品の摩耗状態検出システムは、被摩耗体の摩耗進行方向における摩耗限界位置に設けられた発信手段からの任意の情報を受信できるとき、摩耗状態判定手段により、被摩耗体の摩耗が限界ではないと判定し、被摩耗体の摩耗に伴い、発信手段が破壊あるいは被摩耗体から排除されることで、その発信手段からの情報を受信できないとき、被摩耗体が摩耗限界であると判定し、報知手段に対し被摩耗体が摩耗限界であることを報知させることで、気候条件や検出条件の変化による影響を受けることなく、摩耗品の摩耗状態を精度良く検出するようにした。

図１は、本発明の摩耗品の摩耗状態検出システムを車両用タイヤの溝残存量を検出するタイヤ摩耗状態検出システムに適用した場合の一実施形態を示す図、図２及び図３は、図１のタイヤ摩耗状態検出システムによるタイヤ摩耗状態検出方法を説明するための図、図４は、図１のタグの構成を変えた場合の他の実施形態を示す図、図５は、図４の車両用タイヤにおけるタイヤ摩耗状態検出方法を説明するための図である。

図１に示すように、タイヤ摩耗状態検出システムは、被摩耗体としての車両用タイヤ（以下、単にタイヤという）２０の溝２１を形成するトレッド部２２に、摩耗進行方向において深さが異なるように発信手段としての無線型のタグ３１〜３３が埋め込まれている。ここで、これらのタグ３１〜３３は、全てのトレッド部２２に埋め込まれていてもよいし、任意のトレッド部２２に埋め込まれているようにしてもよい。

また、これらのタグ３１〜３３は、それぞれ異なる情報としてのＩＤコードを有しており、たとえばタグ３１はＩＤコード（ＩＤ１）を有し、タグ３２はＩＤコード（ＩＤ２）を有し、タグ３３はＩＤコード（ＩＤ３）を有している。

ここで、タグ３１はトレッド部２２の摩耗対象面である接地面に近い位置に配置され、タグ３２はトレッド部２２の中程に配置され、タグ３３はトレッド部２２の基部に配置されている。言い換えれば、タグ３１はタイヤ２０の溝２１の摩耗が小さいことを示す位置にあり、タグ３２はタイヤ２０の溝２１の摩耗が中程度であることを示す位置にあり、タグ３３はタイヤ２０の溝２１の摩耗が限界にきていることを示す位置にあるといえる。

そして、これらのタグ３１〜３３は、タイヤ２０の摩耗に応じて、接地面との接触により、破壊あるいはトレッド部２２から排除される。よって、これらのタグ３１〜３３からのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すデータの有無により、タイヤ２０の摩耗状態を検出することが可能となる。

なお、ここでは、タグ３１〜３３を３個とした場合を図示しているが、３個に限らず、たとえば１個のタグ３３のみとし、そのタグ３３からのＩＤコード（ＩＤ３）を示すデータが無ければ、タイヤ２０の溝２１の摩耗が限界にきていることを検出するようにしてもよい。さらには、タグ３１〜３３を３個に限らず、４個以上としてもよく、この場合には、タイヤ２０の溝２１の摩耗状態をきめ細かく検出することが可能となる。

また、タイヤ摩耗状態検出システムは、質問機４１、処理ユニット４２、タイヤ溝警告表示部４３を備えている。ここで、質問機４１及び処理ユニット４２は、摩耗状態判定手段である。また、タイヤ溝警告表示部４３は、報知手段である。質問機４１は、たとえばタイヤハウス４０内に設けることができる。この質問機４１は、タグ３１〜３３に対して電波を送信し、タグ３１〜３３から送信されるＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を得る。ここで、タグ３１〜３３に対する電波は、任意のタイミングで間欠的に送信されてもよいし、連続して送信されるようにしてもよい。

処理ユニット４２は、車両内の任意の場所に設置されるものであり、質問機４１からのデータを処理し、たとえばＩＤコード（ＩＤ３）のみが質問機４１から得られたとき、タイヤ溝警告信号を出力する。なお、処理ユニット４２は、全てのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）が質問機４１から得られたとき、摩耗が小さいことを示す信号を出力してもよく、またＩＤコード（ＩＤ２），（ＩＤ３）が質問機４１から得られたとき、摩耗が中程度であることを示す信号を出力するようにしてもよい。さらには、全てのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）又はＩＤコード（ＩＤ２），（ＩＤ３）が質問機４１から得られたとき、タイヤ溝残量が良好であることを示す信号を出力するようにしてもよい。

タイヤ溝警告表示部４３は、たとえばメータパネル４４内の任意の位置に配置されるものであり、処理ユニット４２からのタイヤ溝警告信号を受けてタイヤ溝警告を報知する。タイヤ溝警告の報知は、ランプの点灯や点滅であってもよいし、警告を示すマークの表示であってもよいし、文字の表示であってもよい。

このように、タイヤ溝警告表示部４３により、タイヤ溝警告を報知することで、ドライバに対しタイヤ２０の摩耗が限界にきていることを確実に警告することが可能となる。なお、タイヤ溝警告の報知は、タイヤ２０の溝２１の摩耗が限界にきていることを警告することに限らず、タイヤ２０の溝２１の摩耗が小さいことや、中程度であることを表示してもよく、さらにはタイヤ溝残量が良好であることを表示してもよい。このように、タイヤ２０の溝２１の摩耗が小さいことや、中程度であること、さらにはタイヤ溝残量が良好であることを表示することで、ドライバに対して安心感を与えることができる。

次に、タイヤ摩耗状態検出方法について説明する。
まず、図２に示すように、質問機４１から各タグ３１〜３３に対して電波が送信され、その電波を受信したタグ３１〜３３から自己のＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すデータが発信されると、これらのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すデータが質問機４１により受信される（ステップＳ１）。

質問機４１によって得られたＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すデータは、処理ユニット４２に送られてデータ処理される。ここで、各タグ３１〜３３がタイヤ２０の摩耗に応じて破壊、あるいはトレッド部２２から排除されていなければ、質問機４１により受信されるデータが全てのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すものとなる（ステップＳ２）。よって、これらのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）が処理ユニット４２によりデータ処理されることで、タイヤ２０の溝２１の摩耗が小さいと判定される（ステップＳ３）。

これに対し、たとえばタグ３１がタイヤ２０の摩耗に応じて破壊、あるいはトレッド部２２から排除されてしまうと、タグ３１からのＩＤコード（ＩＤ１）を示すデータの発信が無くなり、質問機４１により受信されるデータがＩＤコード（ＩＤ２），（ＩＤ３）を示すものとなる（ステップＳ４）。よって、これらのＩＤコード（ＩＤ２），（ＩＤ３）が処理ユニット４２によりデータ処理されることで、タイヤ２０の溝２１の摩耗が中程度であると判定される（ステップＳ５）。

これに対し、図３に示すように、たとえばタグ３１，３２がタイヤ２０の摩耗に応じて破壊、あるいはトレッド部２２から排除されてしまうと、タグ３１，３２からのＩＤコード（ＩＤ１），（ＩＤ２）を示すデータの発信が無くなり、質問機４１により受信されるデータがＩＤコード（ＩＤ３）を示すもののみとなる（ステップＳ６）。よって、そのＩＤコード（ＩＤ３）が処理ユニット４２によりデータ処理されることで、タイヤ２０の溝２１の摩耗が大きく、限界にきていると判定される（ステップＳ７）。

この場合、処理ユニット４２からタイヤ溝警告信号が出力され、タイヤ溝警告表示部４３により、タイヤ溝警告が報知される。これにより、ドライバに対しタイヤ２０の摩耗が限界にきていることを確実に警告することが可能となる。

なお、（ステップＳ３）、（ステップＳ５）において、タイヤ２０の溝２１の摩耗が小さいか、あるいは中程度と判定された場合、上述したように、タイヤ溝警告表示部４３により、タイヤ２０の溝２１の摩耗が小さいことや、中程度であること、さらにはタイヤ溝残量が良好であることを表示してもよい。

このように、本実施形態では、被摩耗体としてのタイヤ２０の溝２１を形成するトレッド部２２に、深さが異なるように発信手段としての無線型のタグ３１〜３３を埋め込み、質問機４１から各タグ３１〜３３に対して電波が送信され、その電波を受信したいずれかのタグ３１〜３３からのいずれかのＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を示すデータが質問機４１により受信される際、たとえばＩＤコード（ＩＤ３）のみが受信されると、処理ユニット４２によりデータ処理されることで、タイヤ２０の溝２１の摩耗が大きく、限界にきていると判定され、処理ユニット４２からタイヤ溝警告信号が出力されることにより、タイヤ溝警告表示部４３により、タイヤ溝警告が報知されるようにしたので、気候条件や検出条件の変化による影響を受けることなく、タイヤ２０の摩耗状態を精度良く検出することができる。

なお、本実施形態では、各トレッド部２２に、ＩＤコード（ＩＤ１）〜（ＩＤ３）を有するタグ３１〜３３を深さが異なるように配置した場合について説明したが、この例に限らず、たとえば図４に示すように、各トレッド部２２にそれぞれ異なるＩＤコードを有するタグ３１ａ〜３３ａ，３１ｂ〜３３ｂ，３１ｃ〜３３ｃを深さが異なるように配置してもよい。

すなわち、図中左側のトレッド部２２には、ＩＤコード（ＩＤ１−ａ）〜（ＩＤ３−ａ）を有するタグ３１ａ〜３３ａを深さが異なるように配置する。図中中程のトレッド部２２には、ＩＤコード（ＩＤ１−ｂ）〜（ＩＤ３−ｂ）を有するタグ３１ｂ〜３３ｂを深さが異なるように配置する。図中右側のトレッド部２２には、ＩＤコード（ＩＤ１−ｃ）〜（ＩＤ３−ｃ）を有するタグ３１ｃ〜３３ｃを深さが異なるように配置する。

このように、それぞれ異なるＩＤコードを有するタグ３１ａ〜３３ａ，３１ｂ〜３３ｂ，３１ｃ〜３３ｃを、それぞれのトレッド部２２に配置することで、上記同様に、質問機４１から各タグ３１ａ〜３３ａ，３１ｂ〜３３ｂ，３１ｃ〜３３ｃに対して電波が送信されると、タイヤ２０の摩耗が小さい場合には、その電波を受信したタグ３１ａ〜３３ａ，３１ｂ〜３３ｂ，３１ｃ〜３３ｃから発信されるＩＤコード（ＩＤ１−ａ）〜（ＩＤ３−ａ），（ＩＤ１−ｂ）〜（ＩＤ３−ｂ），（ＩＤ１−ｃ）〜（ＩＤ３−ｃ）が質問機４１により受信される。

これに対し、図５に示すように、たとえば図中右側のトレッド部２２の摩耗が一番大きく、図中中程のトレッド部２２の摩耗が次に大きい場合には、図中右側のトレッド部２２のタグ３１ｃ，３２ｃ及び図中中程のトレッド部２２のタグ３１ｂがタイヤ２０の摩耗に応じて破壊、あるいはトレッド部２２から排除されてしまうことになり、タグ３１ｂ，３１ｃ，３２ｃからのＩＤコード（ＩＤ１−ｂ），（ＩＤ１−ｃ），（ＩＤ２−ｃ）を示すデータの発信が無くなる。

これにより、質問機４１によって受信されるＩＤコードは、（ＩＤ１−ａ）〜（ＩＤ３−ａ），（ＩＤ２−ｂ），（ＩＤ３−ｂ），（ＩＤ３−ｃ）となるため、これらのＩＤコードが処理ユニット４２によりデータ処理されることで、タイヤ２０の片減りの判定を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、タイヤ２０のトレッド部２２に無線型のタグ３１〜３３を埋め込んだ場合について説明したが、質問機４１との通信が可能であるものであれば、このような無線型のタグ３１〜３３に限定されるものではない。

また、本実施形態では、被摩耗体としてのタイヤ２０の溝２１を形成するトレッド部２２に、深さが異なるように発信手段としての無線型のタグ３１〜３３を埋め込む場合について説明したが、この例に限らず、被摩耗体にタグ３１〜３３を一体成形によって組み込むようにしてもよい。この場合の被摩耗体としては、たとえば樹脂等によって形成される様々な成形品とすることができる。この場合、タグ３１〜３３は、小型、軽量、安価であるため、様々な成形品を製造する際、その製造に関わる手順、コスト、品質等への影響を及ぼすことがない。

車両用タイヤの摩耗検出に限らず、使用頻度に応じて消耗されるものの検出に適用可能である。具体的には、道路（アスファルト）の摩耗検出、靴底の摩耗検出、ブレーキパットの摩耗検出、オーディオヘッドの摩耗検出、レールの摩耗検出、摺動部の摩耗検出等にも適用することができる。

本発明の摩耗品の摩耗状態検出システムを車両用タイヤの溝残存量を検出するタイヤ摩耗状態検出システムに適用した場合の一実施形態を示す図である。 図１のタイヤ摩耗状態検出システムによるタイヤ摩耗状態検出方法を説明するためのフローチャートである。 図１のタイヤ摩耗状態検出システムによるタイヤ摩耗状態検出方法を説明するための図である。 図１のタグの構成を変えた場合の他の実施形態を示す図である。 図４の車両用タイヤにおけるタイヤ摩耗状態検出方法を説明するための図である。 従来のタイヤ溝検出装置を説明するための図である。 図６のタイヤ溝検出装置によるタイヤ溝検出を説明するための図である。

符号の説明

２０ 車両用タイヤ
２１ 溝
２２ トレッド部
３１〜３３ タグ
３１ａ〜３３ａ タグ
３１ｂ〜３３ｂ タグ
３１ｃ〜３３ｃ タグ
４１ 質問機
４２ 処理ユニット
４３ タイヤ溝警告表示部
４４ メータパネル
（ＩＤ１）〜（ＩＤ３） ＩＤコード
（ＩＤ１−ａ）〜（ＩＤ３−ａ） ＩＤコード
（ＩＤ１−ｂ）〜（ＩＤ３−ｂ） ＩＤコード
（ＩＤ１−ｃ）〜（ＩＤ３−ｃ） ＩＤコード

Claims (4)

1. 被摩耗体の摩耗進行方向における摩耗限界位置に設けられ、任意の情報を発信する発信手段と、
   前記発信手段からの情報を受信して前記被摩耗体の摩耗状態を判定する摩耗状態判定手段と、
   前記摩耗状態判定手段による摩耗状態の判定結果を報知する報知手段とを備え、
   前記摩耗状態判定手段は、前記被摩耗体の摩耗に伴い、前記発信手段からの情報を受信できないとき、前記被摩耗体が摩耗限界であると判定し、前記報知手段に対し前記被摩耗体が摩耗限界であることを報知させる
   ことを特徴とする摩耗品の摩耗状態検出システム。
2. 前記発信手段は、前記被摩耗体の摩耗進行方向に沿って複数設けられ、
   前記摩耗状態判定手段は、前記被摩耗体の摩耗に伴い、発信可能ないずれかの発信手段からの情報に基づいて、前記被摩耗体の摩耗状態を判定し、前記報知手段に対し前記被摩耗体の摩耗状態を報知させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の摩耗品の摩耗状態検出システム。
3. 前記発信手段は、前記被摩耗体の摩耗対象面の複数の箇所に設けられるとともに、前記被摩耗体の摩耗進行方向に沿って複数設けられ、
   前記摩耗状態判定手段は、前記被摩耗体の摩耗に伴い、発信可能ないずれかの発信手段からの情報に基づいて、前記被摩耗体の摩耗状態を判定し、前記報知手段に対し前記被摩耗体の片減りを報知させる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の摩耗品の摩耗状態検出システム。
4. 摩耗進行方向に沿って一又は複数設けられ、任意の情報を発信する発信手段を有することを特徴とする被摩耗体。

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