JP4492384B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの内側にランフラット走行時に車両荷重を支持する中子を配置した中子式のランフラットタイヤに関する。

タイヤの空気圧が低下した場合でも、その状態のままである程度の距離を安全に走行できるようにしたランフラットタイヤが知られている。このランフラットタイヤの一種としてタイヤ内部に支持体を取り付けた、いわゆる中子式のランフラットタイヤが知られている（特許文献１）。
特開２００４−１７５２７１号公報

ところで、従来の中子式のランフラットタイヤにおいては、タイヤがパンクして空気圧ゼロの状態まで達したときに、中子とタイヤとの摩擦によりタイヤの温度が上昇する場合がある。このようにタイヤの温度が上昇すると、例えば中子の脚部が発生した熱によって変形するので、中子はタイヤを支持できなくなりランフラット走行が不可能になってしまう。この解決策として、上記の特許文献１では、中子の剛性を高くすることにより中子の脚部の変形を防止した。しかし、タイヤの温度は上昇したままであり、根本的な解決にはなっていない。

また、摩擦によりタイヤの温度が上昇すると、中子と摩擦するタイヤの内面が劣化することになる。このため、タイヤがパンクした場合に安全に走行できる走行距離の低下やランフラットタイヤ本体の寿命の短縮、及び、本来確保すべきランフラットタイヤの性能が満たせない恐れがある。

そこで、本発明は、ランフラット走行時のタイヤ温度の上昇を防止することが可能な中子式のランフラットタイヤを提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係るランフラットタイヤは、空気入りタイヤの内側に、ランフラット走行時に車両荷重を支持する中子を配置した中子式のランフラットタイヤにおいて、中子に取り付けられ、ランフラット走行時に空気入りタイヤを冷却する温度調整手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、温度調整手段を中子に取り付け、パンク時にその温度調整手段がタイヤを冷却する。パンク時には、空気入りタイヤの空気圧がゼロとなり、タイヤの内面と中子の表面が接触し、タイヤと中子の摩擦によりタイヤが発熱する。このとき、温度調整手段はタイヤの内面を直接に冷却する。このようにタイヤ温度の上昇を抑えることによって、パンク時に安全に走行できる走行距離の確保や本来すべきランフラットタイヤの性能を維持することができる。また、温度上昇によるタイヤ本体の劣化を抑えることで、本来のタイヤの寿命を保つことができる。

また、本発明に係るランフラットタイヤにおいては、温度調整手段を覆うように中子に設けられ、ランフラット走行時に空気入りタイヤの内面が温度調整手段に直接衝突することを防止する衝突防止手段をさらに備えるようにしてもよい。または、温度調整手段は、中子に形成される凹部の内部に収容されるようにしてもよい。

これらの発明によれば、ランフラット走行時に、タイヤの内面と温度調整手段が直接に衝突することを防止できる。このため、衝突により温度調整手段に与えられる衝撃が緩和され、温度調整手段が破損されることを防止できる。

また、本発明に係るランフラットタイヤにおいては、温度調整手段は冷却機能及び加熱機能を有しており、空気入りタイヤの温度を検出する温度検出手段と、空気入りタイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段とをさらに備え、温度調整手段は温度検出手段が検出した温度が温度しきい値以上であり、かつ、空気圧検出手段が検出した空気圧が空気圧しきい値以上である場合に空気入りタイヤ内部の空気を冷却して空気入りタイヤの空気圧を適正に調整すると共に、温度検出手段が検出した温度が温度しきい値以上でなく、かつ、空気圧検出手段が検出した空気圧が空気圧しきい値以上でない場合に空気入りタイヤ内部の空気を加熱して空気入りタイヤの空気圧を適正に調整するものであることが好ましい。

この発明によれば、温度検出手段が検出した温度が温度しきい値以上であり、かつ、空気圧検出手段が検出した空気圧が空気圧しきい値以上である場合には、空気入りタイヤ内部の空気を冷却して空気入りタイヤの空気圧を適正に調整し、温度検出手段が検出した温度が温度しきい値以上でなく、かつ、空気圧検出手段が検出した空気圧が空気圧しきい値以上でない場合には空気入りタイヤ内部の空気を加熱して空気入りタイヤの空気圧を適正に調整する。このように、温度調整手段の冷却機能および加熱機能を用いて、タイヤの空気圧の調整を行うことができる。

本発明によれば、ランフラット走行時のタイヤ温度の上昇を防止することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１は、本発明にかかるランフラットタイヤの第１実施形態の断面構造を示す概略図である。本実施形態に係るランフラットタイヤには、リムホイール１に空気入りタイヤ２が取り付けられている。空気入りタイヤ２としては、ゴム製のものが用いられる。また、空気入りタイヤ２の内部には空気室３が形成されており、空気入りタイヤ２の外側表面２１には所定の溝状のトレッドパターン２２が形成されている。このような空気入りタイヤ２自体の構造は、基本的に通常の車両用タイヤと同様である。

空気室３内には中子４が配置されている。この中子４はリムホイール１に取り付けられ、トレッド側に向けて突出した状態で設けられている。また、中子４の外周面４１は通常空気圧時の空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３と平行に形成されている。このように空気室３内に中子４が配置されることで、空気室３は、中子４の内周面４２とリムホイール１との間の中子内側空気室３１と、中子４の外周面４１と空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３との間の中子外側空気室３２と、に分けられる。

本実施形態にかかるランフラットタイヤは、中子内側温度センサ（温度検出手段）５、中子外側温度センサ（温度検出手段）６、空気圧センサ（空気圧検出手段）７、制御部８、温度調整部（温度調整手段）９及びプロテクタ（衝突防止手段）１０を備えている。

中子内側温度センサ５は中子内側空気室３１の温度を検出するものであり、中子４の内周面４２に配置されている。また、中子外側温度センサ６は、中子外側空気室３２の温度を検出するものであり、中子４の外周面４１に配置されている。中子内側温度センサ５及び中子外側温度センサ６として、例えば白金センサが用いられる。このような中子内側温度センサ５及び中子外側温度センサ６は、制御部８と電気的に接続されており、検出した温度に関する情報を制御部８に出力する。

空気圧センサ７は、空気室３内の空気圧を検出するものであり、例えばリムホイール１に取り付けられている。空気圧センサ７は、制御部８と電気的に接続されており、検出した空気室３の空気圧に関する情報を制御部８に出力する。

中子内側温度センサ５、中子外側温度センサ６及び空気圧センサ７と制御部８を電気的に接続させる際には、タイヤの回転に配線が絡まないように、例えばスリップリング１１を介して接続させるのが好ましい。または、スリップリング１１と同様な機能を奏するものとして、例えば接点などを設けるようにしてもよい。

制御部８は、中子内側温度センサ５、中子外側温度センサ６及び空気圧センサ７から入力された温度及び空気圧に関する情報に基づいて温度調整部９を制御することで、空気入りタイヤ２及び空気室３の温度、かつ、空気圧を調節するものである。また、温度調整部９は、制御部８の制御に従い、空気入りタイヤ２を冷却、または、加熱するものである。温度調整部９は、例えば空気入りタイヤ２がパンクした場合には、トレッド部内面２３を直接に冷却し、そうでない場合には空気室３の温度及び空気圧を調整する。温度調整部９としては、例えばペルチェ効果を奏する半導体素子（ペルチェ素子）が用いられる。また、温度調整部９に流れる電流の向きを変えることで、温度調整部９は冷却機能及び加熱機能を奏する。

より具体的には、例えば空気入りタイヤ２がパンクした場合は、空気室３の空気圧が低くなる。これにより、中子４の外周面４１は空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３と接触することになり、この摩擦により空気入りタイヤ２が発熱する。このような場合に、制御部８は、温度調整部９が冷却機能を奏するように作動させる。温度調整部９は、空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３を直接に冷やすことで、空気入りタイヤ２を冷却する。

空気入りタイヤ２の外側表面２１は、例えば走行風により温度の上昇が抑えられる。しかしながら、ゴムなどで形成されている空気入りタイヤ２は熱伝導率が低いので、実際に熱が発生しているトレッド部内面２３における摩擦熱を走行風で放熱することは困難である。このため、空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３を直接に冷やすことで、効果的な冷却が行われる。

プロテクタ１０は、ランフラット走行時に、空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３が温度調整部９に直接衝突することを防止するためのものである。プロテクタ１０は、温度調整部９を覆うような形状で中子４の外周面４１に設けられている。このプロテクタ１０は熱伝導率がよく、かつ、衝撃に耐え得る部材により構成され、例えば金属製のものが用いられる。

次に、本実施形態のランフラットタイヤの通常走行時及びランフラット走行時における動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２のフローチャートの各制御処理は制御部８により実行される。

空気室３の空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０以上の値であるか否かが判断される。空気圧Ｐは空気圧センサ７の検出信号を読み込んだものが用いられ、Ｐ_０は制御部８に予め設定されている空気圧しきい値である。（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１にて、空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０以上の場合には、空気入りタイヤ２がパンクしている可能性はないと判断され、中子外側空気室３２の温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上の温度であるか否かが判断される。温度Ｔ_２は中子外側温度センサ６の検出信号を読み込んだものが用いられる。しきい値Ｔ_０は制御部８に予め設定されている温度しきい値である。（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２にて、温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上の場合には、例えば空気入りタイヤ２及び空気室３内の温度上昇により空気室３内部の空気が膨張していると判断される。このとき、温度調整部９には冷却機能を奏するように電流が流され、空気室３は冷却される。（ステップＳ１０３）。空気室３は、空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０と同様になるまで冷却され、処理の流れはステップＳ１０１に戻る。

一方、ステップＳ１０２にて、温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上でない場合には、例えば空気の入れすぎなどにより空気室３の空気圧Ｐが上昇していると判断され、空気の入れすぎに対する警報処理を行う。この警報処理には、例えば文字表示、ランプ、または、ブザーなどが用いられる（ステップＳ１０４）。そして、処理の流れはステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０１に戻り、空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０以上でない場合には、中子外側空気室３２の温度Ｔ_２と中子内側空気室３１の温度Ｔ_１との差（Ｔ_２−Ｔ_１）を求め、それが温度差しきい値Ｘ以上の値であるか否かが判断される。（ステップＳ１０５）。ここで、温度Ｔ_２は中子外側温度センサ６の検出信号を読み込んだものが用いられ、温度Ｔ_１は中子内側温度センサ５の検出信号を読み込んだものが用いられる。また、Ｘは制御部８に予め設定されている温度差しきい値である。

ステップＳ１０５にて、温度Ｔ_２と温度Ｔ_１との差（Ｔ_２−Ｔ_１）が温度差しきい値Ｘ以上の場合には、空気入りタイヤ２はパンク状態であると判断される。なぜなら、空気入りタイヤ２がパンクすると、中子４の外周面４１と空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３との接触により、中子外側空気室３２の内部温度Ｔ_２が上昇し、中子内側空気室３１の温度Ｔ_１との差が大きくなるからである。このとき、温度調整部９には冷却機能を奏するように電流が流され、温度調整部９は空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３を直接に冷却する。（ステップＳ１０６）。空気入りタイヤ２は、温度差（Ｔ_２−Ｔ_１）が温度差しきい値Ｘと同様になるまで冷却され、処理の流れはステップＳ１０１に戻る。

一方、ステップＳ１０５にて、温度Ｔ_２と温度Ｔ_１との差（Ｔ_２−Ｔ_１）が温度差しきい値Ｘ以上でない場合には、中子外側空気室３２の温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上の温度であるか否かが判断される。（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７にて、温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上ということは、温度は正常もしくはやや高めで、空気圧が低いことである。すなわち、例えば空気入りタイヤ２はすでにパンクしているが、空気室３内の空気が徐々に抜けていく途中であるため、まだ中子４の外周面４１は空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３と接触していないと判断される。このとき、空気入りタイヤ２がパンクし、空気圧が低下していることに対する警報処理を行う。この警報処理には、ステップＳ１０４と同様に、例えば文字表示、ランプ、または、ブザーなどが用いられる（ステップＳ１０８）。そして、処理の流れはステップＳ１０１に戻る。

一方、ステップＳ１０７にて、温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上でない場合には、例えば空気入りタイヤ２及び空気室３内の温度下降により空気室３内部の空気が縮小していると判断される。このとき、温度調整部９には、ステップＳ１０３及びステップＳ１０６とは逆方向の電流が流され、空気室３は加熱される。（ステップＳ１０９）。空気室３は、空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０と同様になるまで加熱され、処理の流れはステップＳ１０１に戻る。

以上のように、本実施形態に係るランフラットタイヤによれば、温度調整部９を中子４に取り付け、パンク時に、その温度調整部９が空気入りタイヤ２を冷却する。パンク時には、空気入りタイヤ２の空気圧がゼロとなり、空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３と中子４の外周面４１が接触し、その摩擦により空気入りタイヤ２が発熱する。このとき、温度調整部９は空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３を直接に冷却する。このように空気入りタイヤ２の温度上昇を抑えることによって、パンク時に安全に走行できる走行距離の確保や本来すべきランフラットタイヤの性能を維持することができる。また、温度上昇による空気入りタイヤ２本体の劣化を抑えることで、空気入りタイヤ２の本来の寿命を保つことができる。

また、本実施形態によれば、温度調整部９を覆うような形状でプロテクタ１０を中子４に設けることで、ランフラット走行時に、空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３と温度調整部９が直接に衝突することを防止できる。このため、衝突により温度調整部９に与えられる衝撃が緩和され、温度調整部９が破損することを防止できる。

また、本実施形態によれば、内部温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上であり、かつ、空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０以上である場合には、空気入りタイヤ内部の空気を冷却して空気入りタイヤの空気圧を適正に調整し、内部温度Ｔ_２が温度しきい値Ｔ_０以上でなく、かつ、空気圧Ｐが空気圧しきい値Ｐ_０以上でない場合には空気入りタイヤ内部の空気を加熱して空気入りタイヤの空気圧を適正に調整する。このように、温度調整部９の冷却機能および加熱機能を用いて、タイヤの空気圧の調整を行うことができる。

尚、本実施形態では、図２の制御処理において、温度しきい値Ｔ_０、空気圧しきい値Ｐ_０及び温度差しきい値Ｘを一定の値にしていたが、これらのしきい値として、幅を有する範囲を採用してもよい。すなわち、しきい値以上であるか否かが判断されるときには、範囲の上限値以上であるか否かが判断され、しきい値以下であるか否かが判断されるときには、範囲の下限値以下であるか否かが判断されるようにしてもよい。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係るランフラットタイヤについて図３を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態のランフラットタイヤの断面構造を示す概略図である。このランフラットタイヤは、図１に示される第１実施形態のランフラットタイヤとほぼ同様な構成を有するものであり、中子４の形状及び温度調整部９が配置されている位置において相違する。すなわち、中子４の外周面４１に凹部４３が形成されており、その凹部４３の内側に温度調整部９が収容されている。その際、温度調整部９が中子４の外周面４１より突き出さないように設けることが好ましい。

このような構成により、パンク時に、空気入りタイヤ２のトレッド部内面２３と温度調整部９が直接に衝突することを防止する。このため、衝突により温度調整部９に与えられる衝撃が緩和され、温度調整部９が破損されることを防止できる。

本発明に係るランフラットタイヤの第１実施形態の断面構造を示す概略図である。 本発明に係るランフラットタイヤの第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明に係るランフラットタイヤの第２実施形態の断面構造を示す概略図である。

符号の説明

１…リムホイール、２…空気入りタイヤ、２３…トレッド部内面、３…空気室、３１…中子内側空気室、３２…中子外側空気室、４…中子、４１…外周面、４２…内周面、４３…凹部、５…中子内側温度センサ、６…中子外側温度センサ、７…空気圧センサ、８…制御部、９…温度調整部、１０…プロテクタ。

Claims (4)

1. 空気入りタイヤの内側にランフラット走行時に車両荷重を支持する中子を配置した中子式のランフラットタイヤにおいて、
   前記中子に取り付けられ、前記ランフラット走行時に前記空気入りタイヤを冷却する温度調整手段を備えること、
   を特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記温度調整手段を覆うように前記中子に設けられ、前記ランフラット走行時に前記空気入りタイヤの内面が前記温度調整手段に直接衝突することを防止する衝突防止手段を備えたこと、
   を特徴とする請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記温度調整手段は、前記中子に形成される凹部の内部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記温度調整手段は冷却機能及び加熱機能を有しており、
   前記空気入りタイヤの温度を検出する温度検出手段と、
   前記空気入りタイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
   をさらに備え、
   前記温度調整手段は、前記温度検出手段が検出した前記温度が温度しきい値以上であり、かつ、前記空気圧検出手段が検出した前記空気圧が空気圧しきい値以上である場合に前記空気入りタイヤ内部の空気を冷却して前記空気入りタイヤの空気圧を適正に調整すると共に、前記温度検出手段が検出した前記温度が前記温度しきい値以上でなく、かつ、前記空気圧検出手段が検出した前記空気圧が前記空気圧しきい値以上でない場合に前記空気入りタイヤ内部の空気を加熱して前記空気入りタイヤの空気圧を適正に調整すること、
   を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のランフラットタイヤ。
   
   

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