JP2008209221A - タイヤの温度測定システム及び測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 タイヤの内部温度を人手及びコストを削減しつつ迅速かつ正確に測定する。
【解決手段】試験機10上で走行後のタイヤ12の内部温度を静止状態で測定する温度測定システムである。タイヤ12の所望箇所に設けた穴に熱電対から成る温度センサを挿入して当該タイヤ部分の温度を測定する。複数の熱電対から成る温度センサをリード線42で1台の無線子機45に接続する。複数の無線子機45から無線親機に送信された温度データは、無線親機50に接続されたコンピュータである解析機で解析して、タイヤ内部の正しい温度を測定する。
【選択図】 図1
【解決手段】試験機10上で走行後のタイヤ12の内部温度を静止状態で測定する温度測定システムである。タイヤ12の所望箇所に設けた穴に熱電対から成る温度センサを挿入して当該タイヤ部分の温度を測定する。複数の熱電対から成る温度センサをリード線42で1台の無線子機45に接続する。複数の無線子機45から無線親機に送信された温度データは、無線親機50に接続されたコンピュータである解析機で解析して、タイヤ内部の正しい温度を測定する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、試験走行後に静止させたタイヤに熱電対から成る温度センサを差し込んでタイヤの内部温度を測定する温度測定システム及び測定方法に関する。
タイヤの設計や品質保証を目的に、或いはタイヤ内部のある部分が異常に発熱してセパレーションを発生したりバーストするなどの故障の原因となる異常を検知するための基礎データを取得するために、タイヤ内部のゴム部分の温度を熱電対から成る温度センサで直接測定することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
タイヤ内部の発熱は通常剛性の異なる部材同士の境界つまり構造部で発生するが、本願発明の対象となる重荷重用タイヤ、特に建設車両用タイヤは、最大で直径が4m、幅2mに達し、構造部付近のゴムの温度を直接測定しようとすると、タイヤ表面から数cmないし十数cmの深さで温度を測定する必要がある。また、より正確な温度性能を知るためにはタイヤにより多くの測定点を設ける必要がある。
ところで、熱電対から成る温度センサ(以下単に熱電対という)は、熱電対を被覆する高温耐熱金属を含め熱容量があるため、温度測定を開始しても一定時間待たなければ温度平衡に達しない。つまり、温度推移を確認してから温度データを取得しないと正しい温度の測定ができないという問題がある。
そのため、特許文献に記載されたものではないが、例えば、表示器と熱電対とが一体になった(直示式という)温度測定装置を用いてタイヤ内部の温度を測定する場合、オペレータが表示器一つ一つを監視して熱電対が正常であることや熱平衡状態になったことを確認して温度データを読み取るか、又は温度データの記録機能を備えるものにあっては、温度測定後にその温度データを別途解析機に入力して解析して温度推移後の温度データを取得する。
このタイヤの内部温度の測定は、試験走行中のタイヤを一旦止めて行うため、測定に時間が掛かるとその間にタイヤ温度が下がってしまい正しい温度測定ができない。そのため測定は限られた時間内で迅速に行う必要があるが、例えば最大で直径が4m、幅2m程度ある建設機械用タイヤ幅、周方向のタイヤ温度を正確に測定しようとすると、一人では多くとも3測定点程度の温度データしか取れない。
測定点を増やすためには、測定者を増やすか或いは同じ試験を繰り返すかしかなく、いずれにしてもコストが掛かり低コストで測定を実施することは困難である。
測定点を増やすためには、測定者を増やすか或いは同じ試験を繰り返すかしかなく、いずれにしてもコストが掛かり低コストで測定を実施することは困難である。
また、収集した温度データを解析する場合、解析が完了するまではタイヤ試験機を待機させ、熱電対不良や、熱電対の設置深さが浅い等のデータ不良を確認しなければならない。データ不良を確認した後の対応が遅れると、その間にタイヤ温度が下がり、再試験が必要となりコストアップとなることもある。
そこで、特許文献に記載されたものではないが、複数の熱電対から成る温度センサをリード線を介して一つの記録計、或いは専用のデータロガーに接続して、監視位置を各熱電対から成る温度センサの設置位置ではなく、リード線を延ばしてある程度設置位置に自由度を持たせたリード線式温度測定システムが知られている。
図6は、この従来のタイヤ内部温度測定システムを概略的に示す図である。
このタイヤ内部温度測定システムでは、タイヤ試験機10は、試験すべきタイヤ12を回転自在に支持するタイヤ支持枠20と、試験タイヤ12に当接する回転路面となる周面を備えたドラム30とからなっている。タイヤ支持枠20は、図示のように水平な横枠22と垂直な縦枠24からなる側面視略L字状をなし、縦枠24には、支持枠20をドラム30に対して進退方向に移動させてタイヤ12のドラム30に対する接地圧を調整する、例えば油圧シリンダなどの進退機構26が取り付けられている。ドラム30は支柱32に適宜の手段で回転自在に取り付けられている。
このタイヤ内部温度測定システムでは、タイヤ試験機10は、試験すべきタイヤ12を回転自在に支持するタイヤ支持枠20と、試験タイヤ12に当接する回転路面となる周面を備えたドラム30とからなっている。タイヤ支持枠20は、図示のように水平な横枠22と垂直な縦枠24からなる側面視略L字状をなし、縦枠24には、支持枠20をドラム30に対して進退方向に移動させてタイヤ12のドラム30に対する接地圧を調整する、例えば油圧シリンダなどの進退機構26が取り付けられている。ドラム30は支柱32に適宜の手段で回転自在に取り付けられている。
縦枠24にはその上下の中間位置に、タイヤ12を図示しない駆動機構により回転自在に支持する支持枠28が水平方向に取り付けられている。タイヤ12には、その内部の温度を測定するため熱電対を差し込む図示しない穴がタイヤの周方向に間隔を隔てて数カ所においてタイヤの構造部に達するように数cm〜十数cmの深さで、それぞれタイヤ幅方向に複数個並べて設けられている。タイヤの温度測定は、その穴に熱電対を差し込んで内部の温度測定を行う。測定された温度情報は熱電対に接続されたリード線42を通して、そのリード線42の他端部に接続された記録計或いは専用のデータロガー44に伝達される。この記録計或いは専用のデータロガー44は、試験機10又はその周りの適宜の位置に取り付けられる。オペレータは、記録計又は専用のデータロガー44の表示部44aに表示された温度データを監視しながら温度の計測を行う。
ここで、上述のように最大で直径が4m、幅2m程度ある建設機械用タイヤの幅及び周方向の温度を測定する場合、上記のリード式温度測定システムでは、熱電対を低い位置でタイヤに差し込むと、その反対側は約4m上方となり、足場を確保して人が反対側に移動するか、タイヤを回転させて熱電対を差し込む作業を行うことになる。
タイヤ12の互いに反対側に足場を確保する場合は、リード線42と記録計や専用データロガー44を、4mの高さに移動しなければならないため、作業の安全性が確保できない場合が生じる。また、記録計等44を置く場所を低い場所と高い場所に分けると、その場所毎に人を配置して温度推移を監視して、熱電対から成る温度センサの差込み等に異常がないか判断することになり、多くの人員を要し試験コストがアップするという問題がある。
他方、タイヤ12を回転させて熱電対の差込みを行う場合は、足場を設ける必要はないがリード線42を4m以上にする必要がある。また、記録計や専用データロガー44の重量は大きいため、タイヤ12を回転させると、先に差し込んだ熱電対に上記重量による張力が作用して熱電対が抜けたり、或いはリード線42の長さが不足すると、リード線42が断線したり或いは記録計等44を無理にひきずり破損させる虞もある。
なお、タイヤ内部の圧力や温度を測定するセンサと送信機とを組み合わせ、センサで測定したデータをタイヤの外部へ無線送信する送信機と、送信機から送信された測定データを受信する受信機とを用いて、タイヤ内部の温度を測定する装置も知られている(特許文献2参照)。
しかしながら、この温度センサはタイヤの空気圧警報装置に設けたものであって、タイヤ内圧部の空気温度を測定するものであるため、その測定温度は必ずしもタイヤゴムの発熱部分の温度とは一致しない。また、この従来の温度測定装置は、センサと送信機を対にしてタイヤ内部に常在させるものであるため、温度センサを、例えばタイヤ試験機でタイヤを試験するときにのみタイヤに装着して使用することができず、また、各センサ毎に送信機を設けるためコストも掛かるという問題もある。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、人手及びコストを抑制して重荷重用タイヤの内部の熱を迅速かつ正確に測定できるようにすることである。
請求項1の発明は、走行後のタイヤの内部温度を静止状態で測定する温度測定システムであって、前記タイヤの内部の温度を測定する熱電対から成る温度センサと、該温度センサで検知した温度データを送信する通信手段を有する子機と、前記子機から送信された温度データを受信する通信手段を有する親機と、前記親機と接続された解析装置を有し、前記解析装置は、前記親機から入力された温度データを処理して表示することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された温度測定システムにおいて、 前記複数の熱電対から成る温度センサがリード線を介して前記子機に接続されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載された温度測定システムにおいて、前記子機はマグネット式着脱プレートを介して前記タイヤのリムに取り付けられることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載された温度測定システムにおいて、前記リード線を前記熱電対からなる温度センサと前記子機との間においてタイヤに固定する手段を備えたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし4の何れかに記載された温度測定システムにおいて、前記親機は同一又は異なるタイヤに装着された複数の子機と通信可能であることを特徴とする。
請求項6の発明は、走行した後に静止させて行うタイヤの内部温度の測定方法であって、前記タイヤの内部に熱電対から成る温度センサを差し込む工程と、前記温度センサで検知した温度データを送信する工程と、前記温度データを受信する工程と、受信した温度データを表示のために処理する工程と、処理した温度データを表示する工程とを有することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項6に記載された温度測定方法において、 温度センサで検知した温度データを送信する工程を実施する手段をマグネット式着脱プレートを介して前記タイヤのリムに取り付ける工程を有することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された温度測定システムにおいて、 前記複数の熱電対から成る温度センサがリード線を介して前記子機に接続されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載された温度測定システムにおいて、前記子機はマグネット式着脱プレートを介して前記タイヤのリムに取り付けられることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載された温度測定システムにおいて、前記リード線を前記熱電対からなる温度センサと前記子機との間においてタイヤに固定する手段を備えたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし4の何れかに記載された温度測定システムにおいて、前記親機は同一又は異なるタイヤに装着された複数の子機と通信可能であることを特徴とする。
請求項6の発明は、走行した後に静止させて行うタイヤの内部温度の測定方法であって、前記タイヤの内部に熱電対から成る温度センサを差し込む工程と、前記温度センサで検知した温度データを送信する工程と、前記温度データを受信する工程と、受信した温度データを表示のために処理する工程と、処理した温度データを表示する工程とを有することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項6に記載された温度測定方法において、 温度センサで検知した温度データを送信する工程を実施する手段をマグネット式着脱プレートを介して前記タイヤのリムに取り付ける工程を有することを特徴とする。
(作用)
本発明によれば、タイヤ内部の温度測定用の複数の温度測定手段を一台の無線子機に接続し、且つ測定温度データを無線子機を介して親機に送信することで、親機側で測定された温度データを解析して表示する。
即ち、オペレータは、試験機上でタイヤを回転させてタイヤの任意の位置に設けた熱電対の取り付け穴の位置で停止して熱電対を穴に差し込む。この作業を繰り返し行うことでタイヤの必要な全ての箇所に迅速に熱電対を装着することができる。
熱電対からの温度データは、リード線で繋がった子機から親機に送信される。親機は、受信したタイヤ内部の温度データをコンピュータからなる解析機に渡し、解析後その結果を解析機の表示部に表示する。
本発明によれば、タイヤ内部の温度測定用の複数の温度測定手段を一台の無線子機に接続し、且つ測定温度データを無線子機を介して親機に送信することで、親機側で測定された温度データを解析して表示する。
即ち、オペレータは、試験機上でタイヤを回転させてタイヤの任意の位置に設けた熱電対の取り付け穴の位置で停止して熱電対を穴に差し込む。この作業を繰り返し行うことでタイヤの必要な全ての箇所に迅速に熱電対を装着することができる。
熱電対からの温度データは、リード線で繋がった子機から親機に送信される。親機は、受信したタイヤ内部の温度データをコンピュータからなる解析機に渡し、解析後その結果を解析機の表示部に表示する。
本発明によれば、複数の子機から送信されてくる温度データを1台の親機で受信し、直ちに解析機で解析することができるため、一カ所でタイヤ内部温度の監視及びデータ管理が可能である。そのため、人手を増やすことなく測定点を増やすことができ、迅速かつ正確なタイヤ内部温度の測定ができる。そのため、とくに建設車両用タイヤなどの重荷重用大型タイヤの内部温度の測定を容易に行うことができる。
また、当該子機は軽量であるため、熱電対から成る温度センサ取り付け時のタイヤの回転に伴って、従来のように引っ張られて抜けるおそれが少ないため測定失敗の可能性を低減することができ、かつ、仮に温度データに異常が発生した場合でも、その異常の把握が迅速に行えるため、従来のようにタイヤの温度が低下して試験のやり直しを行うことがない。
更に、複数の試験タイヤの内部温度の監視を一台の表示手段で集中して行うことができ、更に人手を省くことができる。
また、当該子機は軽量であるため、熱電対から成る温度センサ取り付け時のタイヤの回転に伴って、従来のように引っ張られて抜けるおそれが少ないため測定失敗の可能性を低減することができ、かつ、仮に温度データに異常が発生した場合でも、その異常の把握が迅速に行えるため、従来のようにタイヤの温度が低下して試験のやり直しを行うことがない。
更に、複数の試験タイヤの内部温度の監視を一台の表示手段で集中して行うことができ、更に人手を省くことができる。
本発明のタイヤ内部の温度測定システムの1実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の1実施形態に係るタイヤ内部の温度測定システムを概略的に示すブロック図である。
本実施形態に係る温度測定システムにおいて、タイヤ試験機10は従来のものと同様であるため、図1において、図4に示した従来システムについて説明したと同じ部分には同じ番号を付し、説明を省略する。
図1は、本発明の1実施形態に係るタイヤ内部の温度測定システムを概略的に示すブロック図である。
本実施形態に係る温度測定システムにおいて、タイヤ試験機10は従来のものと同様であるため、図1において、図4に示した従来システムについて説明したと同じ部分には同じ番号を付し、説明を省略する。
本実施形態に係るタイヤ内部温度測定システムでは、従来の温度測定センサである熱電対に接続されたリード線42の他端部には、重量の大きな記録計等に代えて、軽量の無線子機45が取り付けられている。この無線子機45は、例えばタイヤ12のリムに、例えばマグネット式着脱プレート46を利用して鉄製のリムに磁力で吸着して取り付けられる。
熱電対40は、従来のものと同様に、例えばタイヤの外周に沿って等間隔でかつタイヤの幅に沿って複数個所(例えば、10ヶ所)で数cmから数十cmの深さに穿設された差込穴に差し込まれる。
熱電対40は、従来のものと同様に、例えばタイヤの外周に沿って等間隔でかつタイヤの幅に沿って複数個所(例えば、10ヶ所)で数cmから数十cmの深さに穿設された差込穴に差し込まれる。
熱電対から成る温度センサで検出したタイヤ内部の温度データは、リード線42を介して無線子機45に伝送され、そこから監視に便利な場所に配置された無線親機50(図2B)に送信される。
図2は、以上で説明したタイヤ内部温度測定システムを構成する各要素を分解して示す図である。
図2Aは、熱電対40と無線子機45及びその両者を接続するリード線を示す斜視図であり、複数、例えば5本の熱電対40がそれぞれリード線42を介して共通の無線子機45に接続された状態を示している。
図2Bは、無線親機50とコンピュータからなる解析機55を概略的に示す図である。無線親機50は、無線子機45から離れた任意の位置に設置され、コンピュータからなる解析装置55に接続されている。ここで、コンピュータ55は、図2Cに示すように、CPU550と、温度データの解析等の処理を行うためのプログラムを格納したROM551、温度データなど処理に必要なデータ等を一時的に格納するRAM552、温度データ等を記憶しておくための記憶装置553、各種データの入力、設定、指示操作を行うための入力装置554、LCD(液晶表示装置)等からなる表示装置555から成っている。
図2Aは、熱電対40と無線子機45及びその両者を接続するリード線を示す斜視図であり、複数、例えば5本の熱電対40がそれぞれリード線42を介して共通の無線子機45に接続された状態を示している。
図2Bは、無線親機50とコンピュータからなる解析機55を概略的に示す図である。無線親機50は、無線子機45から離れた任意の位置に設置され、コンピュータからなる解析装置55に接続されている。ここで、コンピュータ55は、図2Cに示すように、CPU550と、温度データの解析等の処理を行うためのプログラムを格納したROM551、温度データなど処理に必要なデータ等を一時的に格納するRAM552、温度データ等を記憶しておくための記憶装置553、各種データの入力、設定、指示操作を行うための入力装置554、LCD(液晶表示装置)等からなる表示装置555から成っている。
ここで、無線子機45は、特定小電力無線通信を行うものであって、例えば、ノイズに強いスペクトル拡散規格直接拡散方式を採用し、無線周波数帯域は2400〜2495MHzで、通信可能距離が屋内で60m、屋外で100m、サンプリング周期は、最大1秒に1回のものが好ましい。
無線子機45は、各熱電対から成る温度センサ40で得られた温度データをA/D変換して、それに例えば当該無線子機45の識別情報(子機識別用IDナンバー)及び各熱電対から成る温度センサ40毎の識別情報(各温度センサー40の識別用IDナンバー)を付して無線親機50に送信する。無線親機50は、受信した温度データ等を解析装置55に渡す(伝送する)。解析装置55は、温度データに付された無線子機45の子機識別用IDナンバーからどの無線子機45からの信号であるかを識別すると共に、上記温度センサー40の識別用IDナンバーに対応するナンバーを解析装置に入力しておくことで、各温度データがどの熱電対から成る温度センサ40によるものか、即ちタイヤのどの部分の温度であるかを判別し、その温度データに基づきタイヤ内部の温度を表示装置555に表示する。
無線子機45は、各熱電対から成る温度センサ40で得られた温度データをA/D変換して、それに例えば当該無線子機45の識別情報(子機識別用IDナンバー)及び各熱電対から成る温度センサ40毎の識別情報(各温度センサー40の識別用IDナンバー)を付して無線親機50に送信する。無線親機50は、受信した温度データ等を解析装置55に渡す(伝送する)。解析装置55は、温度データに付された無線子機45の子機識別用IDナンバーからどの無線子機45からの信号であるかを識別すると共に、上記温度センサー40の識別用IDナンバーに対応するナンバーを解析装置に入力しておくことで、各温度データがどの熱電対から成る温度センサ40によるものか、即ちタイヤのどの部分の温度であるかを判別し、その温度データに基づきタイヤ内部の温度を表示装置555に表示する。
オペレータは、試験機上で走行試験を行ったタイヤを停止すると直ぐ、タイヤを回してタイヤを差込孔の位置で停止し、タイヤの表面に穿設された上記複数の差込穴に熱電対から成る温度センサ40を差し込むと共にリード線の他端に接続された無線子機45を、例えばタイヤのリムに取り付け、必要に応じてリード線42を専用治具でタイヤに取り付ける。その後、次の差込穴の位置までタイヤ12を所定角度回転して、上記差込孔に熱電対から成る温度センサ40を差し込む。この作業を繰り返してタイヤ全周にわたり差込穴に熱電対40を差し込んで準備作業を完了する。
検出されたタイヤの内部温度は、例えば親機50からの指令により無線子機45から所定時間毎に無線親機50に送信される。
なお、無線親機50と無線子機45は、一般に使用されているものと同様に、それぞれ相手側を識別可能であって互いに通信可能に構成され、1台の親機で複数台の子機を制御することができる。
なお、無線親機50と無線子機45は、一般に使用されているものと同様に、それぞれ相手側を識別可能であって互いに通信可能に構成され、1台の親機で複数台の子機を制御することができる。
オペレータは表示装置555に表示される温度及び温度の推移を監視して異常があるか否かを判断する。例えば熱電対から成る温度センサの不良又は差込不足などがあれば、直ちに熱電対から成る温度センサを交換し又は差し込み直すなどの対応をとることができる。
なお、温度データの異常の有無は、例えば、類似するタイヤから推定される温度の下限・上限値を測定前にデータ入力しておき、この上限・下限値と測定された温度データを比較することで異常の有無を判断し、異常があると判断されたときに警報や警告を表示することもできる。
なお、温度データの異常の有無は、例えば、類似するタイヤから推定される温度の下限・上限値を測定前にデータ入力しておき、この上限・下限値と測定された温度データを比較することで異常の有無を判断し、異常があると判断されたときに警報や警告を表示することもできる。
以上、本実施の形態によれば、複数の熱電対から成る温度センサ40を1台の無線子機45にリード線42で接続して1セットとして、試験機10に設置したタイヤ12を所定角度回転させて各セットを取り付けることで、オペレータは常に同じ場所に居ながら、熱電対40をタイヤ12の任意の位置に取り付けることができる。
また、無線子機45は従来の記録計や専用データロガーに比して軽量であるため、熱電対40を引き抜く力が従来のリード線式のものよりも小さくなり熱電対から成る温度センサ40が抜ける危険性が下がる。また、リード線42の長さが不足する場合には、無線子機45が軽量であるため、リード線42を専用の固定治具で固定することで無線子機45を中吊り状態にして使用することもできる。
また、無線子機45は従来の記録計や専用データロガーに比して軽量であるため、熱電対40を引き抜く力が従来のリード線式のものよりも小さくなり熱電対から成る温度センサ40が抜ける危険性が下がる。また、リード線42の長さが不足する場合には、無線子機45が軽量であるため、リード線42を専用の固定治具で固定することで無線子機45を中吊り状態にして使用することもできる。
熱電対40と無線子機45とを接続するリード線42の長さは、当該無線子機45に接続される熱電対40の数と、測定範囲に応じて任意に設定可能であり、従来のリード式温度測定システムのように、リード線が4mを超えるような長さにする必要がない。更に、無線の到達範囲は屋内でも一定の距離が確保できるため、隣接する複数の試験機10で同時に試験を行う場合に、無線子機45を増設し、これを1台の無線親機50に無線接続するようにすれば一箇所で複数のタイヤ12の測定温度データを集中して監視及び管理することができる。
この場合の熱電対40の信号は、接続された無線子機45が無線親機から指示された測定時間間隔で無線子機45から無線親機50に伝達される。無線親機50は、無線子機45から各熱電対40の温度データを取得すると、その温度データを当該親機50に接続された解析機(コンピュータ)55に伝送する。
解析機(コンピュータ)55は、タイヤ温度測定用の専用のプログラムにより処理してコンピュータ画面上に温度データをグラフ化して表示する。この表示装置555は一箇所で済むから、この表示された温度を監視することで、即座に異常の判定や温度推移が確認できる。温度等のデータは記憶装置に保存されるため、上記データの転記ミスや入力ミスが無く、実験報告書等の作成など他の用途に用いるための基礎データとして利用できる。
解析機(コンピュータ)55は、タイヤ温度測定用の専用のプログラムにより処理してコンピュータ画面上に温度データをグラフ化して表示する。この表示装置555は一箇所で済むから、この表示された温度を監視することで、即座に異常の判定や温度推移が確認できる。温度等のデータは記憶装置に保存されるため、上記データの転記ミスや入力ミスが無く、実験報告書等の作成など他の用途に用いるための基礎データとして利用できる。
図3は、本実施形態によるタイヤ内部温度の測定の処理の流れを示すフロー図である。
タイヤ温度の測定を行うときは、先ず試験走行中のタイヤ12を停止し(S101)、次に、タイヤ12の表面に穿設された温度測定用の複数の差込孔に温度測定センサである熱電対40を順次差し込み装着する(S102)。無線親機50の指令により無線子機45は当該子機45に接続された熱電対から成る温度センサ40から伝送される温度データに当該無線子機45の識別情報(子機識別用IDナンバー)及び熱電対から成る温度センサ40の識別情報を付して無線親機50に送信する(S103)。無線親機50が上記温度データ等を受信すると(S104)、次に、受信した温度データ等をコンピュータである解析機55に伝送し(S105)、解析機55は得られた温度データ及び上記各識別情報に基づき、タイヤ12のどの部分の温度データであるかを判別し(S106)、所定時間毎に得られる温度データに基づき温度推移情報及び熱電対40が温度平衡に達した後の温度情報を取得してタイヤの位置情報と共に表示器に表示する(S107)。
タイヤ温度の測定を行うときは、先ず試験走行中のタイヤ12を停止し(S101)、次に、タイヤ12の表面に穿設された温度測定用の複数の差込孔に温度測定センサである熱電対40を順次差し込み装着する(S102)。無線親機50の指令により無線子機45は当該子機45に接続された熱電対から成る温度センサ40から伝送される温度データに当該無線子機45の識別情報(子機識別用IDナンバー)及び熱電対から成る温度センサ40の識別情報を付して無線親機50に送信する(S103)。無線親機50が上記温度データ等を受信すると(S104)、次に、受信した温度データ等をコンピュータである解析機55に伝送し(S105)、解析機55は得られた温度データ及び上記各識別情報に基づき、タイヤ12のどの部分の温度データであるかを判別し(S106)、所定時間毎に得られる温度データに基づき温度推移情報及び熱電対40が温度平衡に達した後の温度情報を取得してタイヤの位置情報と共に表示器に表示する(S107)。
図4は、タイヤの温度の測定点Hの分布を示す斜視図であり、図5Aは、タイヤの測定点H(例として幅方向の中心即ち1/2幅と、右から1/4幅の位置の測定点)における時間経過に伴う測定温度変化を、また、図5Bはタイヤ幅方向における最高温度分布を示す解析装置55の表示装置555における表示例である。
図5Aから、タイヤの最高温度は中心で44°C、右側1/4幅のところで42°Cであることが容易に分かり(最高温度を強調表示するため例えば図示のように枠囲いを施してもよい)、かつ、異常な温度上昇やセンサ不良で温度が上がらない場合も、同時に測定する他のデータと照合することで容易に判別できる。
また、図5Bからは、タイヤ幅方向の最高温度の温度分布が視認できる。この温度分布をタイヤ同士で比較することにより、タイヤの発熱差を検証することができ、タイヤ間の比較も容易である。
図5Aから、タイヤの最高温度は中心で44°C、右側1/4幅のところで42°Cであることが容易に分かり(最高温度を強調表示するため例えば図示のように枠囲いを施してもよい)、かつ、異常な温度上昇やセンサ不良で温度が上がらない場合も、同時に測定する他のデータと照合することで容易に判別できる。
また、図5Bからは、タイヤ幅方向の最高温度の温度分布が視認できる。この温度分布をタイヤ同士で比較することにより、タイヤの発熱差を検証することができ、タイヤ間の比較も容易である。
本発明の実施例の効果を確認するために、同一のタイヤの周上に複数の測定点を設けた場合の温度測定を、従来のリード線式、直示式と本願発明の実施例とを対比した。
(実施例1)
1本のタイヤの測定点の総数をそれぞれ30カ所とし、測定部はタイヤ一周当たり3ヶ所でタイヤの幅方向に10カ所とした。
この場合、温度測定装置は、従来のリード式(第1比較例という)では3台、直示式(第2比較例という)では測定点と同じで30台である。これに対し、実施例1では、熱電対から成る温度センサを5個束ねてリード線で接続した子機を6台を用い、これに対する親機を1台用いた。
測定のために要する人員は、第1比較例では2名、第2比較例では3名であるのに対し、本発明の実施例では1名である。
(実施例1)
1本のタイヤの測定点の総数をそれぞれ30カ所とし、測定部はタイヤ一周当たり3ヶ所でタイヤの幅方向に10カ所とした。
この場合、温度測定装置は、従来のリード式(第1比較例という)では3台、直示式(第2比較例という)では測定点と同じで30台である。これに対し、実施例1では、熱電対から成る温度センサを5個束ねてリード線で接続した子機を6台を用い、これに対する親機を1台用いた。
測定のために要する人員は、第1比較例では2名、第2比較例では3名であるのに対し、本発明の実施例では1名である。
タイヤ内部の温度測定の準備作業、つまり、タイヤの外周に設けた熱電対差込用の穴に熱電対を差し込むのに要する時間は、いずれも15分で差は認められなかった。
また、温度を測定するに要する時間は、第1及び第2比較例では15分であったのに対し、実施品では10分であり、データの解析時間は、解析装置へのデータ入力のための時間差等により第1比較例では30分、第2比較例では60分であったのに対し、本実施例ではデータの収集と解析とが同時かつ自動で行えるから15分で終了した。
したがって、タイヤ内部の温度測定に要した合計時間は、第一の比較例では90分、第二の比較例では150分であったのに対し、実施例1では40分であった。また、測定の失敗の危険率は第1比較例では10回のうちの1回(10パーセント)、第2比較例では10回のうちの3回(33パーセント)であるのに対し、本実施例では20回に1回(5パーセント)であった。
以上の結果をまとめたのが表1である。
また、温度を測定するに要する時間は、第1及び第2比較例では15分であったのに対し、実施品では10分であり、データの解析時間は、解析装置へのデータ入力のための時間差等により第1比較例では30分、第2比較例では60分であったのに対し、本実施例ではデータの収集と解析とが同時かつ自動で行えるから15分で終了した。
したがって、タイヤ内部の温度測定に要した合計時間は、第一の比較例では90分、第二の比較例では150分であったのに対し、実施例1では40分であった。また、測定の失敗の危険率は第1比較例では10回のうちの1回(10パーセント)、第2比較例では10回のうちの3回(33パーセント)であるのに対し、本実施例では20回に1回(5パーセント)であった。
以上の結果をまとめたのが表1である。
このように、測定タイヤの周上3ヶ所にそれぞれ10カ所の測定点を設定して測定した場合、従来技術(第1比較例)では作業者は2名で、測定に少なくとも60分費やすが、実施例1では、1名でしかも40分で測定を完了することができる。
したがって、小人数で測定可能であると共に、第1比較例に対し試験機の停止時間も20分短縮可能であることが分かった。
したがって、小人数で測定可能であると共に、第1比較例に対し試験機の停止時間も20分短縮可能であることが分かった。
(実施例2)
次に、複数の試験機を用いて同時にタイヤ内部の温度測定を行う場合について第1及び第2比較例と対比しながら本願発明の実施例(実施例2)について説明する。
同時に2本のタイヤの周上に測定点がある場合の温度測定を、従来のリード線式、直示式と実施例2とを対比した。
即ち、1本のタイヤの測定点の総数を20箇所とし、ここでは測定対象が2本のタイヤであるから、その測定点の総数は20×2=40箇所、測定部位はそれぞれタイヤ一周当たり2ヶ所としている。
次に、複数の試験機を用いて同時にタイヤ内部の温度測定を行う場合について第1及び第2比較例と対比しながら本願発明の実施例(実施例2)について説明する。
同時に2本のタイヤの周上に測定点がある場合の温度測定を、従来のリード線式、直示式と実施例2とを対比した。
即ち、1本のタイヤの測定点の総数を20箇所とし、ここでは測定対象が2本のタイヤであるから、その測定点の総数は20×2=40箇所、測定部位はそれぞれタイヤ一周当たり2ヶ所としている。
その場合、温度測定装置は、従来の第1比較例(リード式)では4台、第2比較例(直示式)では測定点と同じで40台である。これに対し、本発明の実施例では子機を8台を用いてこれに対応する親機1台とで構成している。
測定のために要する人員は、第1比較例では各測定箇所当たり1名で4名、第2比較例では各測定箇所に1名、従って各タイヤ毎に2名、全体で4名であるのに対し、実施例2では各タイヤ当たり1名、つまり2名である。
測定のために要する人員は、第1比較例では各測定箇所当たり1名で4名、第2比較例では各測定箇所に1名、従って各タイヤ毎に2名、全体で4名であるのに対し、実施例2では各タイヤ当たり1名、つまり2名である。
タイヤ内部の温度測定の準備作業、つまり、タイヤの外周に設けた差込用の穴に熱電対を差し込むのに要する時間はそれぞれ15分であった。
また、温度を測定するに要する時間は、第1及び第2比較例では15分であったのに対し、実施例2では10分であり、データの解析時間は、第1比較例では30分×2=60分、第2比較例では60分×2=120分であったのに対し、実施例2では10分×2=20分で終了した。
したがって、タイヤ内部の温度測定に要した全時間は、第1比較例では180分、第2比較例では240分であったのに対し、実施例2では80分であった。
以上の結果をまとめたのが表2である。
また、温度を測定するに要する時間は、第1及び第2比較例では15分であったのに対し、実施例2では10分であり、データの解析時間は、第1比較例では30分×2=60分、第2比較例では60分×2=120分であったのに対し、実施例2では10分×2=20分で終了した。
したがって、タイヤ内部の温度測定に要した全時間は、第1比較例では180分、第2比較例では240分であったのに対し、実施例2では80分であった。
以上の結果をまとめたのが表2である。
以上のように、実施例2では、測定タイヤの周上2ヶ所でそれぞれ幅方向に10ヶ所の測定点として、2台の試験機で同時に温度測定を実施した場合、従来技術1では4名で各試験機の測定に少なくとも60分を費やすが、本実施形態では2名で45分で両試験機での温度データを同時に測定して測定を完了する。解析完了まで、試験再開を待ったとしても、各試験機で15分の試験機停止時間の短縮が可能であり、時間に制約されない試験機運用ができる。
なお、従来の比較例でも、一方の試験機の試験開始時間を60分遅らせて開始すれば2名で実施できるが、試験機の停止即ち試験終了までには60分余計な時間を要する。
また、固定治具を用いてリード線を固定することで、無線子機の接続負荷が加わらず、子機の重量が軽いため、深い穴に熱電対から成る温度センサを差し込む場合には無線子機を固定せずに吊り下げることで、リード線の長さを補うこともできる。
なお、従来の比較例でも、一方の試験機の試験開始時間を60分遅らせて開始すれば2名で実施できるが、試験機の停止即ち試験終了までには60分余計な時間を要する。
また、固定治具を用いてリード線を固定することで、無線子機の接続負荷が加わらず、子機の重量が軽いため、深い穴に熱電対から成る温度センサを差し込む場合には無線子機を固定せずに吊り下げることで、リード線の長さを補うこともできる。
以上の説明では、親機及び子機はいずれも無線送受信装置を備えたものとして説明したが、本発明は、必ずしもこれに限定されず場合によっては有線による送受信機を備えたものであってもよい。
10・・・試験機、12・・・タイヤ、20・・・タイヤ支持部、22・・・横枠、24・・・縦枠、26・・・進退機構、30・・・ドラム、40・・・熱電対から成る温度センサ、42・・・リード線、44・・・記録計或いは専用のデータロガー、45・・・無線子機、46・・・マグネット式着脱プレート、50・・・無線親機、55・・・解析機(コンピュータ)。
Claims (7)
- 走行後のタイヤの内部温度を静止状態で測定する温度測定システムであって、
前記タイヤの内部の温度を測定する熱電対から成る温度センサと、該温度センサで検知した温度データを送信する通信手段を有する子機と、前記子機から送信された温度データを受信する通信手段を有する親機と、前記親機と接続された解析装置を有し、
前記解析装置は、前記親機から入力された温度データを処理して表示することを特徴とする温度測定システム。 - 請求項1に記載された温度測定システムにおいて、
前記複数の熱電対から成る温度センサがリード線を介して前記子機に接続されていることを特徴とする温度測定システム。 - 請求項1又は2に記載された温度測定システムにおいて、
前記子機はマグネット式着脱プレートを介して前記タイヤのリムに取り付けられることを特徴とする温度測定システム。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載された温度測定システムにおいて、
前記リード線を前記熱電対からなる温度センサと前記子機との間においてタイヤに固定する手段を備えたことを特徴とする温度測定システム。 - 請求項1ないし4の何れかに記載された温度測定システムにおいて、
前記親機は同一又は異なるタイヤに装着された複数の子機と通信可能であることを特徴とする温度測定システム。 - 走行した後に静止させて行うタイヤの内部温度の測定方法であって、
前記タイヤの内部に熱電対から成る温度センサを差し込む工程と、
前記温度センサで検知した温度データを送信する工程と、前記温度データを受信する工程と、受信した温度データを表示のために処理する工程と、処理した温度データを表示する工程と、を有することを特徴とする温度測定方法。 - 請求項6に記載された温度測定方法において、
温度センサで検知した温度データを送信する工程を実施する手段をマグネット式着脱プレートを介して前記タイヤのリムに取り付ける工程を有することを特徴とする温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007045767A JP2008209221A (ja) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | タイヤの温度測定システム及び測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007045767A JP2008209221A (ja) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | タイヤの温度測定システム及び測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008209221A true JP2008209221A (ja) | 2008-09-11 |
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ID=39785652
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| JP2007045767A Pending JP2008209221A (ja) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | タイヤの温度測定システム及び測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008209221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113733824A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-03 | 通力轮胎有限公司 | 一种测量轮胎tkph值的装置、系统及方法 |
-
2007
- 2007-02-26 JP JP2007045767A patent/JP2008209221A/ja active Pending
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