CN112351897A - 充气轮胎、充气轮胎组装体及供电系统 - Google Patents
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Abstract
充气轮胎具备设置于空腔区域内并接受透过了胎体帘布层的交流磁场而生成交流信号的面状的接收线圈、和接受从所述交流信号变换来的电力的供给的元件。所述接收线圈的接收区域的面被设置成,在轮胎径向的、胎圈芯的位于轮胎径向的最外侧处的部分与带束层的位于轮胎径向的最内侧处的部分之间的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向。而且,在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯和所述带束各自的距该接收区域最近的部分的距离设为距离L1、L2时,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式配置所述接收线圈。
Description
技术领域
本发明涉及充气轮胎、充气轮胎组装体及用于向设置于充气轮胎的元件供给电力的供电系统。
背景技术
提出了在充气轮胎组装传感器等元件来监视充气轮胎的状态的技术。例如,举出为了监视充气轮胎的气压而在轮胎空腔区域内设置内压传感器和发送装置并从发送装置向车辆侧的接收装置无线发送基于内压传感器的内压的监视结果的内压警报系统、或者在轮胎空腔区域内的胎面部的内周面侧设置加速度传感器并从设置于轮胎空腔区域内的发送装置向车辆侧的接收装置无线发送基于加速度传感器的轮胎滚动时的胎面部的变形举动的监视结果的轮胎变形举动计测系统等。
为了驱动这样的传感器和发送装置需要电力,而该电力例如从内置于发送装置内的电池供给。但是,该电池所供给的电力有限制,所以无法半永久性地驱动传感器和发送装置,需要进行将组装了车轮的充气轮胎与车轮拆开,更换轮胎空腔区域内的已消耗完的电池的繁杂的处理。
对此,已知有提供内置电路且能够向该电路稳定地供给电力的轮胎及向该轮胎的供电构造的技术(专利文献1)。
在上述技术中,在汽车的轮胎设置有接受电力而被驱动的电路、和与所述电路相连的次级线圈,在汽车的车辆主体设置有与车辆的电源装置相连的变换器、和配置于车辆主体中的与轮胎相对的部分并且由变换器励磁的初级线圈。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-255229号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述技术中,设置于轮胎空腔区域的多个次级线圈遍及轮胎的侧壁的内周面整周地以互相相邻的方式埋设(专利文献1的图5)。
但是,可知在这样的次级线圈的配置中,传输效率低,无法向发送装置和传感器供给足够的电力。
为了提高传输效率,在利用磁场来无线供给电力的情况下,优选的是,考虑充气轮胎所使用的钢材的配置来配置次级线圈(接收线圈)。
本发明的目的在于,提供具备在向设置于充气轮胎内的元件供给电力时与以往相比能够进行传输效率高的电力的供给的接收线圈的充气轮胎、充气轮胎组装体、及应用于该充气轮胎的供电系统。
用于解决课题的技术方案
本发明的一技术方案涉及具备接受来自轮胎外部的交流磁场而生成电力的接收线圈的充气轮胎。该充气轮胎具备:
一对环状的胎圈芯,由钢制的胎圈帘线构成;
胎体帘布层,通过绕各所述胎圈芯卷绕并折回而形成为环形形状,由有机纤维帘线构成;
带束层,设置于所述胎体帘布层的轮胎径向外侧,由钢制的带束帘线构成;及
面状的接收线圈,设置于所述充气轮胎的轮胎空腔区域内,具有接受透过了所述胎体帘布层的交流磁场的面状的接收区域,通过接受所述交流磁场而生成交流信号。
在从轮胎宽度方向的一方侧观察所述接收线圈时,所述接收线圈的所述接收区域的面被设置成,在夹在所述胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分与所述带束层的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分之间的轮胎径向的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向,
在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述带束层的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,所述接收线圈被配置成,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式离开所述胎圈芯和所述带束层。
优选的是,在将所述第1部分与所述第2部分之间的沿轮胎径向的距离设为L3时,所述长度D1为所述距离L3的30%以上。
优选的是,在将所述接收线圈的沿轮胎周向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D2时,所述长度D2比所述长度D1长。
优选的是,在将从轮胎径向观察所述充气轮胎时的轮胎区域在轮胎宽度方向上分割成4份时,所述接收线圈的配置位置位于轮胎宽度方向的一方的最外侧的分割区域。
优选的是,所述接收线圈以在轮胎周向上互相分离且在轮胎周向上环绕一周的方式分别配置于轮胎周向的多个部位,在所述轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离比所述长度D1短。
优选的是,所述接收线圈是在柔性基板的面呈螺旋形状地形成有信号线路的元件,所述柔性基板设置于所述充气轮胎的轮胎内周面或轮胎空腔区域内。
优选的是,设置于所述轮胎内周面之前的所述柔性基板是以沿着所述轮胎内周面的形状的方式形成的弯曲基板,在所述弯曲基板形成有所述信号线路。
优选的是,所述接收线圈设置于所述充气轮胎的轮胎内周面上,
所述接收线圈的固定于所述轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域偏离所述胎体帘布层的绕所述胎圈芯折回了的部分的折回端的轮胎径向的位置。
优选的是,所述接收线圈被设置成与所述充气轮胎的轮胎内周面隔着固定于所述充气轮胎的轮胎内周面的基材,
所述基材的固定于所述轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域离开所述接收线圈的所述接收区域,而且,偏离所述胎体帘布层的绕所述胎圈芯折回了的部分的折回端的轮胎径向的位置。
优选的是,所述接收线圈设置于织物(日文:織布),
所述织物的一部分的经纱和纬纱由导电性纱构成,
所述接收线圈的信号线路由所述导电性纱形成。
优选的是,在所述充气轮胎的轮胎空腔区域设置有吸音件,
所述接收线圈设置于所述吸音件的侧面或内部。
优选的是,所述长度D1为所述充气轮胎的轮胎截面高度SH的10~50%。
本发明的另一技术方案涉及将具备接受来自轮胎外部的交流磁场而接受供电的元件的充气轮胎组装于车轮而得到的充气轮胎组装体。
所述充气轮胎具备:
一对环状的胎圈芯,由钢制的胎圈帘线构成;
胎体帘布层,通过绕各所述胎圈芯卷绕并折回而形成为环形形状,由有机纤维帘线构成;及
带束层,设置于所述胎体帘布层的轮胎径向外侧,由钢制的带束帘线构成,
所述车轮具备平面状的接收线圈,所述接收线圈固定地设置于面向所述充气轮胎的轮胎空腔区域的车轮表面且具有接受透过了所述胎体帘布层的交流磁场的平面状接收区域并生成交流信号。
所述充气轮胎或所述车轮具备固定于面向所述轮胎空腔区域的所述车轮表面或所述充气轮胎的内周面的、接受从所述交流信号变换来的电力的供给而驱动的元件。
在从轮胎宽度方向的一方侧观察所述接收线圈时,所述接收线圈的所述接收区域的面被设置成,在夹在所述胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分与所述带束层的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分之间的轮胎径向的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向,
在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述带束层的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,所述接收线圈被配置成,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式离开所述胎圈芯和所述带束层。
本发明的又一技术方案涉及从发送单元向设置于充气轮胎的接收单元无线传输电力并向设置于所述接收单元的元件供电的供电系统。
所述发送单元具备发送线圈,所述发送线圈设置于相对于所述充气轮胎不旋转的基部并且具有生成并发送交流磁场的发送区域,
所述充气轮胎具备:
一对环状的胎圈芯,由钢胎圈帘线构成;
胎体帘布层,通过绕各所述胎圈芯卷绕并折回而形成为环形形状,由有机纤维帘线构成;及
带束层,设置于所述胎体帘布层的轮胎径向外侧,由所述钢带束帘线构成。
所述接收单元设置于所述充气轮胎,
所述接收单元具备:
平面状的接收线圈,设置于所述充气轮胎的轮胎空腔区域内,具有接受所述发送线圈发送并透过了所述胎体帘布层的所述交流磁场的平面状的接收区域,通过接受所述交流磁场而生成交流信号;和
元件,接受从所述交流信号变换来的电力的供给而驱动。
在从轮胎宽度方向的一方侧观察所述接收线圈时,所述接收线圈的所述接收区域的面被设置成,在夹在所述胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分与所述带束层的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分之间的轮胎径向的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向,
在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述带束层的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,所述接收线圈被配置成,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式离开所述胎圈芯和所述带束层。
优选的是,在将所述发送线圈的所述发送区域的沿轮胎径向的尺寸的长度设为长度D3时,所述长度D3比所述长度D1长。
优选的是,在将所述发送线圈的所述发送区域的沿轮胎周向的尺寸的长度设为长度D4,将所述接收线圈的沿轮胎周向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D2时,所述长度D4比所述长度D2短。
优选的是,所述接收线圈以在轮胎周向上互相分离且在轮胎周向上环绕一周的方式分别配置于轮胎周向的多个部位,在所述轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离比所述发送线圈的所述发送区域的沿轮胎周向的尺寸的长度D4短。
优选的是,所述发送线圈的发送区域与所述充气轮胎的分隔距离d相对于所述充气轮胎的轮胎截面高度SH的比d/SH为0.05以上且0.6以下。
优选的是,在将所述发送线圈的位置距所述充气轮胎接地的地面的高度设为高度H,将所述充气轮胎的最大外径设为最大外径Dmax时,所述高度H相对于所述最大外径Dmax的比(H/Dmax)与所述充气轮胎的扁平率α[%]满足下述式(1)。
式(1):
·在α为30以上且小于75时,
-7.707·(α/100)3+12.17·(α/100)2-4.875·(α/100)+0.642<H/Dmax<1
·在α小于30时,
0.067<H/Dmax<1
·在α为75以上时,
0.580<H/Dmax<1
优选的是,所述发送单元的电路中的共振频率与所述接收单元的电路中的共振频率一致。
优选的是,从所述发送单元向所述接收单元的电力的无线传输以磁场共振方式进行。
优选的是,所述发送线圈设置于安装所述充气轮胎的车辆的悬架的簧下区域(日文:バネ下領域)的与所述充气轮胎的侧部相对的位置。
另外,优选的是,对1个所述充气轮胎设置1个所述发送线圈。
发明的效果
根据上述的充气轮胎、充气轮胎组装体及供电系统,在向设置于充气轮胎内的元件供给电力时,与以往相比能够提高电力的供给的传输效率。
附图说明
图1是示出一实施方式的充气轮胎组装体的截面的一例的图。
图2(a)、(b)是示出与图1所示的接收线圈的配置不同的配置的例子的图。
图3(a)、(b)是俯视设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈而得到的图。
图4是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的轮胎宽度方向的配置区域进行说明的图。
图5(a)~(c)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的轮胎周向上的配置的形态进行说明的图。
图6(a)~(c)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的例子进行说明的图。
图7(a)、(b)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的沿轮胎周向的配置的形态的另一例进行说明的图。
图8(a)、(b)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收天线的固定的例子进行说明的图。
图9(a)、(b)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的向轮胎内周面的固定进行说明的图。
图10是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的例子进行说明的图。
图11(a)~(c)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的例子进行说明的图。
图12是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈的固定进行说明的图。
图13是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈和发送线圈的配置进行说明的图。
具体实施方式
以下,参照附图对一实施方式的充气轮胎、充气轮胎组装体、及用于向设置于充气轮胎的元件供给电力的供电系统进行说明。
图1是示出充气轮胎和充气轮胎组装体的截面的一例的图。图1所示的充气轮胎10具备一对胎圈芯12、胎体帘布层14、带束层16作为骨架部分。充气轮胎10组装于车轮11而成为充气轮胎组装体。在图1中,示出车轮11的一部分(轮辋底面、轮辋凸缘)。
胎圈芯12是将钢制的胎圈帘线沿轮胎周向多层卷绕而构成的环状构件。
胎体帘布层14是通过绕各胎圈芯12卷绕并折回而形成为环形形状的、由有机纤维帘线构成的构件。在胎体帘布层14中,有机纤维帘线被设置成沿轮胎径向或轮胎宽度方向延伸。图1所示的充气轮胎10由一个胎体帘布层14构成,但也可以是多个胎体帘布层形成为环形形状。
带束层16设置于胎体帘布层14的轮胎径向外侧,由钢制的带束帘线构成。带束层16由2个层叠带束构成,钢帘线相对于轮胎周向的倾斜的方向互相不同而形成交错层。
在这些骨架部分的周围设置有胎面橡胶40、胎侧橡胶42、胎圈填胶44、轮辋缓冲橡胶46、及内衬层橡胶48。在胎圈芯12的轮胎径向外侧,胎侧橡胶42、胎圈填胶44、及轮辋缓冲橡胶46向轮胎宽度方向外侧呈凸状地弯曲而形成侧部S。
充气轮胎10还具备接收线圈18、传感器20、及通信装置22。接收线圈18、传感器20、及通信装置22是通过无线传输而从轮胎外部接受电力的供给的接收单元30。
接收线圈18设置于充气轮胎10的空腔区域C内,具有接受透过了侧部S的胎侧橡胶42和胎体帘布层14的交流磁场的面状的接收区域,在通过接受交流磁场而生成与交流磁场相应的交流信号的部分形成为面状。轮胎空腔区域C是由轮胎内周面和轮辋组装了的车轮11的轮辋底面包围的、供空气填充成预定的内压的区域。在图1所示的例子中,接收线圈18沿面向轮胎空腔区域C的轮胎内周面设置。接收线圈18至少设置1个以上。
传感器20是接受从接收线圈18生成的交流信号变换来的电力的供给而驱动的元件。传感器20没有特别限制,例如是计测滚动中的充气轮胎10的胎面部的变形举动的加速度传感器。
通信装置22也是由将由传感器20计测到的监视结果的信息用无线向轮胎外部的未图示的通信装置发送的部分接受从生成的交流信号变换来的电力的供给而驱动的元件。
从接收线圈18延伸的未图示的电力线与设置于通信装置22的处理电路连接。由接收线圈18生成的交流信号通过电力线而被向处理电路引导、整流而变换为DC电力。该DC电力用于传感器20的驱动电力和通信装置22的驱动电力(信号处理、发送等的电力)。
接收线圈18接受的交流磁场例如由图1所示的具备电力发送装置102和发送线圈100的发送单元104生成。发送单元100设置于相对于充气轮胎10的旋转不旋转的基部、例如悬架的不旋转部分(例如,转向节)。发送单元104由设置于发送单元104的变换器生成交流信号,在发送线圈100的发送区域生成交流磁场。
根据一实施方式,以磁场共振方式进行从发送单元104向接收单元30的电力的传输。在磁场共振方式中,通过使接收单元30的电路中的共振频率与发送单元104的电路中的共振频率一致,从而由发送线圈100生成的交流磁场使接收线圈18共振。即,通过共振而在接收线圈18流交流电流,通过对该交流电流进行整流而能够获得直流电力。
在磁场共振方式中,电力的传输效率比磁感应方式高,传输距离也相对于磁感应方式中的几cm长达几十cm。从这一点出发,优选的是,使发送单元104与接收单元30的共振频率一致。共振频率的调整例如通过发送单元104和接收单元30的共振电路内的电容或电感的调整来进行。
此外,在使用磁感应方式和磁场共振方式的情况下,从传输效率这一点出发,在交流磁场的传输路径的附近存在导电性材料导致交流磁场紊乱是不理想的。从这一点出发,接收线圈18的配置位置如以下所说明的那样进行限制。尤其是,在磁场共振方式中,使发送单元104与接收单元30的电路中的共振频率一致,所以,与以往相比,因存在导电性材料导致交流磁场紊乱是不理想的。
接收线圈18设置于轮胎空腔区域C内。具体而言,在从轮胎宽度方向的一方侧、例如、从图1的纸面左侧观察接收线圈18时,如图1所示,在轮胎径向的区域W内,接收区域的面被设置成朝向轮胎宽度方向。区域W是夹在胎圈芯12的胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分X1(参照图1)与带束层16的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分X2(参照图1)之间的区域。由此,能够由接收线圈18的接收区域高效地接受通过并透过胎侧橡胶42和胎体帘布层14的交流磁场。
此时,在将接收线圈18的沿轮胎径向的接收区域的最大尺寸设为长度D1(参照图1),将从接收线圈18的接收区域到胎圈芯12的距该接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从接收线圈18的接收区域到带束层16的距该接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,接收线圈18被配置成,以使得距离L1和距离L2比长度D1/4大的方式离开第1部分X1和第2部分X2。在图1所示的例子中,胎圈芯12的距接收线圈18的接收区域最近的部分是第1部分X1,带束层16的距接收线圈18的接收区域最近的部分是第2部分X2。
通过像这样使接收线圈18配置成以上述的距离离开胎圈芯12和带束层16,能够进行传输效率高的电力的供给。从传输效率这一点出发,接收线圈18在交流磁场因带束层16和胎圈芯12的钢帘线而紊乱的状态下接受交流磁场是不理想的。尤其是,在传输为磁场共振方式的情况下,为了高效地引起共振,从确保所期望的传输效率和所期望的传输距离这一点出发,交流磁场因带束层16和胎圈芯12的钢帘线而紊乱是不理想的。
图2(a)、(b)是示出与图1所示的接收线圈18的配置不同的配置的例子的图。充气轮胎10或车轮11具备固定于面向轮胎空腔区域C的车轮表面或充气轮胎10的轮胎内周面的、接受从交流信号变换来的电力的供给而驱动的传感器20和通信装置22(元件)。
图2(a)所示的例子是将接收线圈18设置成隔着固定于车轮11的轮辋底面(车轮表面)的基台19立起设置于轮胎空腔区域C内的例子。传感器20和通信装置22(元件)设置于轮胎内周面。除此以外的部分与图1所示的例子相同,所以省略说明。在图2(a)中,省略了发送单元104的图示。传感器20和通信装置22也可以固定于车轮表面。
接收线圈18例如是呈平面状形成于硬的基板上的构件,沿轮胎周向延伸(相对于图2(a)的纸面垂直的方向)。在该例子中也是,在从轮胎宽度方向观察接收线圈18时,接收线圈18的接收区域的面被设置成,在夹在胎圈芯12的胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分X1(参照图2(a))与带束层16的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分X2(参照图2(a))之间的轮胎径向的区域W(参照图2(a))内,接收区域的面朝向轮胎宽度方向。由此,能够由接收区域高效地接受通过并透过胎侧橡胶42和胎体帘布层14的交流磁场。
此时,在将接收线圈18的沿轮胎径向的接收区域的最大尺寸设为长度D1(参照图2(a)),将从接收线圈18的接收区域到胎圈芯12的距该接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从接收线圈18到带束层16的距该接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,接收线圈18被配置成,以使得距离L1和距离L2比长度D1/4大的方式,以上述的距离离开胎圈芯12和带束层16。在该情况下,也能够进行传输效率高的电力的供给。
此外,图2(a)所示的基台19能够通过粘接剂等固定于轮辋底面。
图2(b)所示的例子是将接收线圈18设置成隔着固定于轮胎空腔区域C的轮胎内周面的基台19立起设置于轮胎空腔区域C内的例子。传感器20和通信装置22(元件)设置于轮胎内周面。除此以外的部分与图1所示的例子相同,所以省略说明。在图2(b)中,省略了发送单元104的图示。传感器20和通信装置22也可以固定于车轮表面。
接收线圈18与图2(a)所示的形态相同。在该例子中也是,在从轮胎宽度方向的一方侧、例如、从图2(b)的纸面左侧观察接收线圈18时,接收线圈18的接收区域的面被设置成,在夹在胎圈芯12的胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分X1(参照图2(b))与带束层16的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分X2(参照图2(b))之间的轮胎径向的区域W(参照图2(b))内,接收区域的面朝向轮胎宽度方向。由此,能够由接收区域高效地接受通过并透过胎侧橡胶42和胎体帘布层14的交流磁场。
此时,配置成,以使得距离L1和距离L2比长度D1/4大的方式,以上述的距离离开胎圈芯12和带束16。在该情况下,也能够进行传输效率高的电力的供给。
此外,图2(b)所示的基台19例如能够通过使在硫化前设置于胎面部的轮胎内周面侧并进行硫化而与充气轮胎10一体化了的面接合件(日文:面ファスナ)与设置于基台19的面接合件接合从而固定于轮胎内周面。另外,基台19的固定方法不限于使用面接合件的方法,也可以是公知的固定方法。
在图1或图2(a)、(b)所示的将充气轮胎10和车轮11组装而得到的充气轮胎组装体中,形成有从发送单元104向设置于充气轮胎10的接收单元30无线传输电力并向传感器20和通信装置22(元件)供电的供电系统。
发送单元104具备发送线圈100,所述发送线圈100设置于相对于充气轮胎10不旋转的部分并且具有生成并发送交流磁场的发送区域。
接收单元30设置于充气轮胎10。
具体而言,接收单元30具备接收线圈18、和传感器20及通信装置22(元件)。接收线圈18设置于充气轮胎10的轮胎空腔区域C内,具有接受发送线圈100发送并透过了胎体帘布层14的交流磁场的平面状的接收区域,接收线圈18生成交流信号。
在该供电系统中,接收线圈18被设置成,在轮胎径向的区域W内,接收区域的面朝向轮胎宽度方向,接收线圈18被配置成,以使得距离L1和距离L2比长度D1/4大的方式离开胎圈芯12和带束层16。因此,接收线圈18接受的交流磁场不会因胎圈芯12和带束层16的钢制的胎圈帘线和带束帘线的影响而紊乱,所以能够高效地生成交流信号,其结果,与以往相比,能够提高电力的供给的传输效率。
在将图1和图2(a)、(b)所示的区域W的沿轮胎径向的距离(第1部分X1与第2部分X2之间的沿轮胎径向的距离)设为L3(参照图2(a)、(b))时,长度D1(参照图1、图2(a)、(b))优选为距离L3的30%以上。从延长能够进行传输的距离这一点出发,优选在交流磁场不受钢帘线的影响的范围内尽可能地增大长度D1。
图3(a)、(b)是俯视接收线圈18而得到的图。接收线圈18是在非磁性基板18a上将信号线路18b呈螺旋形状状(涡旋形状)配线而得到的构件。信号线路18b的输入端和输出端可以如图3(a)所示那样设置于非磁性基板18a的同一侧(图3(a)的左右两侧中的一方侧),也可以如图3(b)所示那样设置于非磁性基板18a的互相不同侧。信号线路18b也可以通过利用预定的掩模(英文:mask)进行金属蒸镀或CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)、或者通过进行丝网印刷而在非磁性基板18a上将导体材料呈线状形成。
在图1所示的例子的情况下,由于接收线圈18设置于侧部S的轮胎内周面的弯曲的部分,所以非磁性基板18a优选使用树脂制的柔性基板。
即,根据一实施方式,优选的是,接收线圈18是在柔性基板的面呈螺旋形状形成有信号线路18b的元件,该柔性基板设置于充气轮胎10的轮胎内周面或轮胎空腔区域C内。由此,即使接收线圈18在轮胎空腔区域C内发生变形,也能够防止从轮胎内周面的剥离或接收线圈18的受损。
另外,根据一实施方式,也优选的是,设置于轮胎内周面之前的柔性基板是以沿着轮胎内周面的形状的方式形成的弯曲基板,在该弯曲基板形成有信号线路18b。柔性基板预先与轮胎内周面的形状相匹配地形成为弯曲形状,所以不需要使平面状的柔性基板与轮胎内周面相匹配地变形为弯曲形状。因此,在将接收线圈18设置于轮胎内周面时不对接收线圈18施加变形,能够抑制接收线圈18的耐久性和基于接收线圈18的供电效率的降低。
在这样的接收线圈18中,在将接收线圈18的沿轮胎周向的接收区域的最大尺寸设为长度D2(参照图3(a))时,长度D2优选比长度D1长。长度D1由区域W限制,但长度D2在轮胎周向上不受限制。通过增长长度D2,能够增大接收区域,能够由接收区域尽可能地接受由发送线圈100生成的交流磁场而供给大的电力。
根据一实施方式,如图4所示,在将从轮胎径向观察充气轮胎10时的轮胎区域(轮胎宽度方向两侧的轮胎最大宽度位置之间的区域)在轮胎宽度方向上分割成4份时,接收线圈18的配置位置优选位于轮胎宽度方向的一方的最外侧的分割区域R。图4是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈18的轮胎宽度方向的配置区域进行说明的图。通过在分割区域R设置接收线圈18,能够缩短与发送线圈100的距离,能够提高传输效率。因此,优选的是,接收线圈18设置于分割区域R且区域W(参照图1、图2(a)、(b))的范围内。在是被指示为以使得充气轮胎10的一方侧朝向车辆内侧的方式安装的轮胎情况下,分割区域R的位置是被指定为车辆内侧的侧部S侧。
图5(a)~(c)是对接收线圈18的轮胎周向上的配置的形态进行说明的图。在图5(a)~(c)中,为了以易于理解的方式说明接收线圈18的沿轮胎周向的配置,示出接收线圈18的信号线路18b的最外部分的轮廓。
如图5(a)~(c)所示,接收线圈18设置于在轮胎周向上被分割成多个的区域中的各区域。
即,多个接收线圈18被配置成,在轮胎周向上互相分离且在轮胎周向上环绕一周。在图5(a)所示的例子中,在轮胎周向上被分割成2份而得的部位分别设置有接收线圈18。在图5(b)所示的例子中,在轮胎周向上被分割成3份而得的部位分别设置有接收线圈18。
之所以像这样将轮胎一周分割成多个区域并在分割而得的各部位配置接收线圈18是基于以下的理由。在接收线圈18设置于轮胎内周面的情况下,设置有接收线圈18的轮胎内周面是与在充气轮胎10滚动中反复进行纵向挠曲变形和纵向挠曲变形的释放的侧部S对应的部分,在该侧部S存在在轮胎周向上受到纵向挠曲变形的部分和未受到纵向挠曲变形的部分。在将1个接收线圈18设置于轮胎整周的情况下,在该接收线圈18存在受到纵向挠曲变形而变形的部分和未受到纵向挠曲变形的部分。因此,接收线圈18变得容易从轮胎内周面剥离。因此,通过将轮胎一周分割成多个区域并在分割而得的各区域配置接收线圈18,能够防止接收线圈18从轮胎内周面剥离。根据这一点,轮胎周向的分割优选分割成2~8份。
在该情况下,在轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离优选比长度D1短。优选的是,以使得在充气轮胎10停止了滚动时,发送线圈100生成的交流磁场通过相邻的接收线圈之间的区域的情况变少的方式,缩窄相邻的接收线圈之间的分隔距离。根据这一点,在轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离优选比由区域W限制的长度D1更短。即,优选的是,多个接收线圈18被配置成,在轮胎周向上互相分离且在轮胎周向上环绕一周,在轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离比长度D1短。但是,在分隔距离过近的情况下,容易使磁场发生干涉而使传输效率降低。根据这一点,分隔距离优选比长度D1的十分之一长。
根据一实施方式,如图5(c)所示,优选的是,在轮胎周向上相邻的接收线圈18之间的分隔距离比发送线圈100的发送区域的沿轮胎周向的尺寸的长度D4短。即使在充气轮胎10停止、并且如图5(c)所示那样处于相邻的接收线圈18之间的间隙与发送线圈100的发送区域相对的状态的情况下,由于相邻的接收线圈18之间的分隔距离比长度D4短,所以交流磁场也能够由相邻的2个接收线圈18接收。因此,即使在充气轮胎10以图5(c)所示那样的状态停止了的情况下,也能够维持电力的供电。
另外,根据一实施方式,在将发送线圈100的发送区域的沿轮胎径向的尺寸的长度设为长度D3时,长度D3优选比长度D1长。在接收线圈18如图1所示那样设置于轮胎内周面的情况下,由于充气轮胎10高速旋转了时的离心力,而侧部S的弯曲的程度变小,接收线圈18的位置向轮胎径向外侧移动。即使在该情况下,由于发送线圈100的发送区域的长度D3比长度D1长,所以也能够防止交流磁场的一部分偏离接收线圈18的接收区域。
根据一实施方式,在将发送线圈100的发送区域的沿轮胎周向的尺寸的长度设为长度D4,将接收线圈18的沿轮胎周向的接收区域的最大尺寸设为长度D2(参照图3(a))时,长度D4优选比长度D2短。由此,能够将发送天线100生成的交流磁场以在轮胎周向上不泄漏的方式由1个接收线圈18接受,所以能够增大向元件供给的电力量。
根据一实施方式,考虑上述的相邻的接收线圈18之间的分隔距离过短而容易使磁场发生干涉而使传输效率降低的情况,也优选的是,在轮胎周向上相邻的接收线圈18设置于轮胎宽度方向的不同位置。在该情况下,相邻的接收线圈18被配置成,在轮胎宽度方向上分隔距离不过度变小。进一步而言,设置于轮胎宽度方向的不同位置的在轮胎周向上相邻的接收线圈18的接收区域的一部分也可以在轮胎周向上互相重叠。由于在轮胎宽度方向上确保了预定的分隔距离,所以即使在轮胎周向上相邻的接收线圈18的接收区域的一部分在轮胎周向上互相重叠,也不会出现磁场发生干涉而使传输效率降低的情况。
图6(a)~(c)是对设置于一实施方式的充气轮胎10的接收线圈18的例子进行说明的图。
如图6(a)所示,接收线圈18配置于发泡氨基甲酸酯泡沫等能够容易变形的构件52中。该构件52固定于充气轮胎10的内表面。
图6(b)、(c)是对构件52中的接收线圈18的配置例进行说明的图。接收线圈18设置于非磁性基板18a并且配置固定于构件52。
在图6(b)所示的例子中,接收线圈18相对于充气轮胎10的轮胎周向朝向轮胎宽度方向内侧倾斜。在图6(c)所示的例子中,接收线圈18沿充气轮胎10的轮胎周向平行地设置,但在轮胎周向上相邻的接收线圈18是指在轮胎宽度方向的不同位置互相不同地配置。
图7(a)、(b)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈18的沿轮胎周向的配置的形态的另一例进行说明的图。图7(a)、(b)与图5(a)~(c)同样,为了以易于理解的方式对接收线圈18的沿轮胎周向的配置进行说明,示出接收线圈18的信号线路18b的最外部分的轮廓。
在图7(a)所示的例子中,接收线圈18彼此相邻的轮廓的边互相平行且相对于轮胎周向倾斜。通过像这样使接收线圈18彼此相邻的轮廓的边相对于轮胎周向倾斜,从而在充气轮胎10的旋转中,接收天线18由接收区域接受的交流磁场的量平稳地减少,相邻的接收线圈18由接收区域接受的交流磁场的量平稳地上升,所以可抑制由接收线圈18获得的交流信号、进而传输的电力的变动。
在图7(b)所示的例子中,在轮胎径向上将接收线圈18分成2列,以使得在该2列接收线圈18之间,在轮胎周向上相邻的接收线圈18之间的间隙在轮胎周向上互相错开的方式配置2列接收线圈18。因此,即使在1列、例如上段的列中接受交流磁场的接收线圈18在轮胎周向上进行切换的情况下,例如在下段的列中,接受交流磁场的接收线圈18也不切换,所以可抑制电力的变动。尤其是,在高扁平的轮胎的情况下,优选使用图7(b)所示的形态。
图8(a)、(b)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收天线18的固定的例子进行说明的图。在接收线圈18设置于轮胎内周面上的情况下,优选的是,接收线圈18的固定于轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域如图8(a)所示那样偏离胎体帘布层14的绕胎圈芯12折回了的部分的折回端14a的轮胎径向的位置。在图8(a)所示的例子中,折回端14a的位置位于带束层16的轮胎宽度方向的配置区域,但也可以位于侧部S的区域。尤其是,在折回端14a的位置位于侧部S的情况下,在胎体帘布层14的折回端14a周边的区域中,刚性急剧地变化,所以在该周边处纵向挠曲变形产生大的差异,其结果,容易发生大的变形。因此,通过使接收线圈18的固定于轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域偏离胎体帘布层14的绕胎圈芯12折回了的部分的折回端的轮胎径向的位置,能够阻止对接收线圈18施加不必要的纵向挠曲、变形,能够防止接收线圈18从轮胎内周面剥离。
例如,接收线圈18隔着基材18c设置于轮胎内周面。基材18c固定于轮胎内周面。在该情况下,优选的是,如图8(b)所示,基材18c的固定于轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域离开接收线圈18的接收区域,而且,偏离胎体帘布层14的绕胎圈芯12折回了的部分的折回端14a的轮胎径向的位置。能够防止接收线圈18的接收区域隔着基材18c受到由充气轮胎10的胎圈部(具有胎圈填胶44的部分)~侧部S的纵向挠曲变形带来的影响而发生变形。基材18c与图2(a)、(b)所示的基台19同样,例如,能够通过使在硫化前设置于胎圈部的轮胎内周面侧并进行硫化而与充气轮胎10一体化了的面接合件与设置于基材18c的面接合件接合,从而将基材18c固定于轮胎内周面。也可以使用粘接剂来代替面接合件。在接收线圈18是如图3(a)、(b)所示那样的在非磁性基板18a配线有信号线路18b的构件的情况下,非磁性基板18a可以经由粘接剂等固定于基材18c,另外,也可以在基材18c上直接设置信号线路18b。
图9(a)、(b)是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈18的向轮胎内周面的固定进行说明的图。如图9(b)所示,基材18c是与轮胎内周面的形状相匹配的环状的构件。基材18c例如构成为,通过使在硫化前设置于与胎圈部对应的轮胎内周面的部分并进行硫化而与胎圈部一体化了的面接合件与设置于基材18c的面接合件接合从而固定于轮胎内周面。基材18c例如由橡胶或树脂构成。在图9(a)、(b)所示的情况下,也优选的是,基材18c的固定于轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域离开接收线圈18的接收区域,而且,偏离胎体帘布层14层14的绕胎圈芯12折回了的部分的折回端14a的轮胎径向的位置。基材18c具有与轮胎内周面的形状对应的形状,接收线圈18设置于基材18c,所以接收线圈18沿着轮胎内周面形状设置。因此,能够在区域W内,将接收线圈18可靠地配置于从带束16和胎圈芯12离开预定的距离以上的位置。另外,在将充气轮胎10组装于车轮11时,能够容易地将具备接收线圈18的基材18c放入轮胎空腔区域C内并固定于轮胎内周面。在接收线圈18是如图3(a)、(b)所示那样的在非磁性基板18a配线有信号线路18b的构件的情况下,非磁性基板18a可以经由粘接剂等固定于基材18c,另外,也可以在基材18c上直接设置信号线路18b。
图10是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈18的例子进行说明的图。在图10所示的例子中,接收线圈18设置于环形形状的基材18c或非磁性基板18a。通过这样的构成,在将接收线圈18设置于另外的基材18c或非磁性基板18a的情况下,由于轮胎旋转时的离心力,接收线圈18在轮胎径向上移动、或者受力而发生变形,但如图10所示,通过将多个接收线圈18呈圆环状一体地设置于基材18c或非磁性基板18a,可抑制接收线圈18的移动、变形。
图11是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈18的例子进行说明的图。发泡氨基甲酸酯泡沫等柔软的构件52固定于充气轮胎10的内表面,在该构件52的轮胎宽度方向内侧的表面粘接固定有接收线圈18。构件52的朝向轮胎宽度方向内侧的面是曲率比侧部S的内表面的曲率小的面,优选为平面。因此,设置于该面的接收线圈18的非磁性基板18a的曲率比侧部的内表面的曲率小,优选呈平面设置。
为了不妨碍侧部S的变形,构件52优选具有以下的物性。
·密度:5~40[kg/m3](依据JIS K 7222:2005)
·硬度:45~160[N](JIS K6400-2:2012 6.7的“D法”)
·伸长率:120%以上(依据JIS K 6400-5:2004)
·撕裂强度:2~12[N/cm](依据JIS K 6400-5:2004)
通过使构件52的物性在上述的范围内,从而能够抑制构件52无法吸收侧部S的变形而断裂的情况,不会使其与接收线圈18的粘接劣化,另外,能够将充气轮胎10的质量增加抑制为最小限度,同时长期间地固定接收线圈18。
图12是对设置于一实施方式的充气轮胎的接收线圈18的固定进行说明的图。在充气轮胎10的轮胎空腔区域C内,在与设置有胎面橡胶40的胎面部对应的轮胎内周面的区域设置有吸音件50的情况下,如图12所示,优选的是,接收线圈18设置于吸音件50的侧面或内部。吸音件50是通过抑制由轮胎空腔区域C内的压力的疏密引起的振动来抑制以轮胎空腔区域C内的空气的振动为起因的噪声的构件,尤其是,从有效地抑制振动这一点出发,吸音件50在与胎面部对应的轮胎内周面的部分以沿轮胎周向环绕一周的方式设置。作为吸音件50的材料,例如,可以使用发泡氨基甲酸酯、发泡橡胶等发泡材料或无纺布等。吸音件50的向轮胎内周面的固定方法没有特别限制,例如,通过粘接剂而固定,或者,通过使在硫化前设置于轮胎内周面侧并进行硫化而与胎面部一体化了的面接合件与设置于吸音件50的面接合件接合从而固定于轮胎内周面。
通过利用粘接剂等将接收线圈18固定于吸音件50,能够将接收线圈18设置于轮胎空腔区域C内的区域W的、从胎圈芯12和带束层16离开了上述的预定的距离的部位。
根据一实施方式,接收线圈18设置于织物。在该情况下,织物的一部分的经纱和纬纱由导电性纱构成。此时,优选的是,接收线圈18的信号线路18b由导电性纱形成。由于织物是柔性的,所以即使将接收线圈18设置于与侧部S对应的轮胎内周面的区域,也能够与侧部S的纵向挠曲变形相应地变形,能够防止从轮胎内周面剥离。织物在被设置于轮胎内周面的情况下,例如经由粘接剂或面接合件而固定。
根据一实施方式,优选的是,图1所示的发送线圈100设置于安装充气轮胎10的车辆的悬架的簧下区域的与充气轮胎10的侧部S相对的位置。通过像这样配置发送线圈100,能够将接收线圈18与发送线圈100设置成大致相对,所以接收线圈18能够高效地接受交流磁场。
优选的是,关于发送线圈100,例如,若是滑柱悬架(英文:strut suspension),则设置于减振器壳体,若是多连杆悬架,则设置于转向节。
图13是对设置于一实施方式的充气轮胎10的接收线圈18和发送线圈100的配置进行说明的图。
根据一实施方式,优选的是,接收线圈18的沿轮胎径向的长度D1为充气轮胎10的轮胎截面高度SH(充气轮胎10的从胎圈底面12a的轮胎径向的最内侧的端到轮胎最大外径位置的沿轮胎径向的长度)的10~50%。通过像这样设定长度D1,能够在区域W内容易地进行配置。
另外,根据一实施方式,优选的是,对1个充气轮胎10设置1个发送线圈100。在使发送线圈100相邻地设置多个的情况下,容易发生相邻的发送线圈100之间的交叉耦合而供电效率降低。
另外,根据一实施方式,优选的是,发送线圈100的发送区域与充气轮胎10的分隔距离d相对于充气轮胎10的轮胎截面高度SH的比d/SH为0.05以上且0.6以下。轮胎截面高度SH越小,则轮胎转弯中的侧部S的横向变形越小,所以即使使发送线圈100接近侧部S,因侧部S的横向变形导致与侧部S接触的可能性也变小。因此,通过将比d/SH设为0.05以上且0.6以下,能够使发送线圈100以即使发生横向变形而发送线圈100也不与侧部S接触的程度接近侧部S,而且,能够高效地进行由接收线圈18进行的接收。比d/SH更优选为0.08~0.5。
根据一实施方式,优选的是,发送单元104的电路的共振频率与接收单元30的电路中的共振频率一致。在该情况下,发送线圈100生成的交流磁场的频率也是发送单元104的电路的共振频率。由此,电力的传输效率比电磁感应方式高,传输距离也比电磁感应方式中的传输距离长。因此,能够将比d/SH设定为上述范围。
根据一实施方式,优选的是,在将发送线圈100的位置距充气轮胎10接地的地面的高度设为高度H(发送线圈100离地面110最远的位置的高度),将充气轮胎10的最大外径设为最大外径Dmax时,高度H相对于最大外径Dmax的比(H/Dmax)和充气轮胎10的扁平率α[%]满足下述式(1)。即,在相对于充气轮胎10的旋转中心轴的方位角度(将从旋转中心轴与地面100正交的方向的角度设为0度的方位角度)中,发送天线100的配置位置并不限定于方位角度180度的位置(与地面100相反侧的位置),能够将发送天线100的配置位置在满足以下的条件的范围内进行各种设定。
式(1):
·-7.707·(α/100)3+12.17·(α/100)2-4.875·(α/100)+0.642<H/Dmax<1(α为30以上且小于75)
·0.067<H/Dmax<1(α小于30)
·0.580<H/Dmax<1(α为75以上)
扁平率α越小,则轮胎转弯中的侧部S的横向变形越小,所以即使使发送线圈100接近侧部S,因侧部S的横向变形导致与侧部S接触的可能性也变小。而且,侧部S的横向变形在地面110附近局部发生,随着离开地面110,侧部S的横向变形变小。因此,即使将比d/SH设为上述数值范围的最小值0.05,在侧部S的横向变形小且扁平率α小的充气轮胎10中,即使降低发送线圈100距地面110的高度H(即使将发送线圈100配置于使上述方位角度小的位置),发送线圈100也不可能与侧部S接触。即,扁平率α越小,则能够使比(H/Dmax)的下限值越小。因此,扁平率α越小,则发送线圈100的配置位置的自由度越大。
根据这一点,优选的是,以使得在扁平率α与比(H/Dmax)之间满足式(1)的方式设置发送线圈100。在扁平率α和比(H/Dmax)不满足式(1)的情况下,发送线圈100与侧部S接触的可能性变高,所以不优选。
以上,对本发明的充气轮胎、充气轮胎组装体及供电系统详细地进行了说明,但本发明的充气轮胎并不限定于上述实施方式或实施例,当然也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良、变更。
附图标记说明
10 充气轮胎
11 车轮
12 胎圈芯
12a 胎圈底面
14 胎体帘布层
14a 折回端
16 带束层
18 接收线圈
18a 非磁性基板
18b 信号线路
18c 基材
19 基台
20 传感器
22 通信装置
30 接收单元
40 胎面橡胶
42 胎侧橡胶
44 胎圈填胶
46 轮辋缓冲橡胶
48 内衬层橡胶
50 吸音件
52 构件
100 发送线圈
102 电力发送装置
104 发送单元
Claims (23)
1.一种充气轮胎,具备接受来自轮胎外部的交流磁场而生成电力的接收线圈,其特征在于,具备:
一对环状的胎圈芯,由钢制的胎圈帘线构成;
胎体帘布层,通过绕各所述胎圈芯卷绕并折回而形成为环形形状,由有机纤维帘线构成;
带束层,设置于所述胎体帘布层的轮胎径向外侧,由钢制的带束帘线构成;及
面状的接收线圈,设置于所述充气轮胎的轮胎空腔区域内,具有接受透过了所述胎体帘布层的交流磁场的面状的接收区域,通过接受所述交流磁场而生成交流信号,
在从轮胎宽度方向的一方侧观察所述接收线圈时,所述接收线圈的所述接收区域的面被设置成,在夹在所述胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分与所述带束层的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分之间的轮胎径向的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向,
在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述带束层的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,所述接收线圈被配置成,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式离开所述胎圈芯和所述带束层。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,
在将所述第1部分与所述第2部分之间的沿轮胎径向的距离设为L3时,所述长度D1为所述距离L3的30%以上。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,
在将所述接收线圈的沿轮胎周向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D2时,所述长度D2比所述长度D1长。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
在将从轮胎径向观察所述充气轮胎时的轮胎区域在轮胎宽度方向上分割成4份时,所述接收线圈的配置位置位于轮胎宽度方向的一方的最外侧的分割区域。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述接收线圈以在轮胎周向上互相分离且在轮胎周向上环绕一周的方式分别配置于轮胎周向的多个部位,在所述轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离比所述长度D1短。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述接收线圈是在柔性基板的面呈螺旋形状地形成有信号线路的元件,所述柔性基板设置于所述充气轮胎的轮胎内周面或轮胎空腔区域内。
7.根据权利要求6所述的充气轮胎,其特征在于,
设置于所述轮胎内周面之前的所述柔性基板是以沿着所述轮胎内周面的形状的方式形成的弯曲基板,在所述弯曲基板形成有所述信号线路。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述接收线圈设置于所述充气轮胎的轮胎内周面上,
所述接收线圈的固定于所述轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域偏离所述胎体帘布层的绕所述胎圈芯折回了的部分的折回端的轮胎径向的位置。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述接收线圈被设置成与所述充气轮胎的轮胎内周面隔着固定于所述充气轮胎的轮胎内周面的基材,
所述基材的固定于所述轮胎内周面的部分的轮胎径向的区域离开所述接收线圈的所述接收区域,而且,偏离所述胎体帘布层的绕所述胎圈芯折回了的部分的折回端的轮胎径向的位置。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述接收线圈设置于织物,
所述织物的一部分的经纱和纬纱由导电性纱构成,
所述接收线圈的信号线路由所述导电性纱形成。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
在所述充气轮胎的轮胎空腔区域设置有吸音件,
所述接收线圈设置于所述吸音件的侧面或内部。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述长度D1为所述充气轮胎的轮胎截面高度SH的10~50%。
13.一种充气轮胎组装体,将具备接受来自轮胎外部的交流磁场而接受供电的元件的充气轮胎组装于车轮而得到,其特征在于,
所述充气轮胎具备:
一对环状的胎圈芯,由钢制的胎圈帘线构成;
胎体帘布层,通过绕各所述胎圈芯卷绕并折回而形成为环形形状,由有机纤维帘线构成;及
带束层,设置于所述胎体帘布层的轮胎径向外侧,由钢制的带束帘线构成,
所述车轮具备平面状的接收线圈,所述接收线圈固定地设置于面向所述充气轮胎的轮胎空腔区域的车轮表面且具有接受透过了所述胎体帘布层的交流磁场的平面状接收区域并生成交流信号,
所述充气轮胎或所述车轮具备固定于面向所述轮胎空腔区域的所述车轮表面或所述充气轮胎的内周面的、接受从所述交流信号变换来的电力的供给而驱动的元件,
在从轮胎宽度方向的一方侧观察所述接收线圈时,所述接收线圈的所述接收区域的面被设置成,在夹在所述胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分与所述带束层的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分之间的轮胎径向的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向,
在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述带束层的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,所述接收线圈被配置成,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式离开所述胎圈芯和所述带束层。
14.一种供电系统,从发送单元向设置于充气轮胎的接收单元无线传输电力并向设置于所述接收单元的元件供电,其特征在于,
所述发送单元具备发送线圈,所述发送线圈设置于相对于所述充气轮胎不旋转的基部并且具有生成并发送交流磁场的发送区域,
所述充气轮胎具备:
一对环状的胎圈芯,由钢胎圈帘线构成;
胎体帘布层,通过绕各所述胎圈芯卷绕并折回而形成为环形形状,由有机纤维帘线构成;及
带束层,设置于所述胎体帘布层的轮胎径向外侧,由所述钢带束帘线构成,
所述接收单元设置于所述充气轮胎,
所述接收单元具备:
平面状的接收线圈,设置于所述充气轮胎的轮胎空腔区域内,具有接受所述发送线圈发送并透过了所述胎体帘布层的所述交流磁场的平面状的接收区域,通过接受所述交流磁场而生成交流信号;和
元件,接受从所述交流信号变换来的电力的供给而驱动,
在从轮胎宽度方向的一方侧观察所述接收线圈时,所述接收线圈的所述接收区域的面被设置成,在夹在所述胎圈帘线的位于最靠轮胎径向外侧处的第1部分与所述带束层的位于轮胎径向的最内侧处的第2部分之间的轮胎径向的区域内,所述接收区域的面朝向所述轮胎宽度方向,
在将所述接收线圈的沿轮胎径向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述胎圈芯的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L1,将从所述接收线圈的所述接收区域到所述带束层的距所述接收区域最近的部分的距离设为距离L2时,所述接收线圈被配置成,以使得所述距离L1和所述距离L2比所述长度D1/4大的方式离开所述胎圈芯和所述带束层。
15.根据权利要求14所述的供电系统,其特征在于,
在将所述发送线圈的所述发送区域的沿轮胎径向的尺寸的长度设为长度D3时,所述长度D3比所述长度D1长。
16.根据权利要求14或15所述的供电系统,其特征在于,
在将所述发送线圈的所述发送区域的沿轮胎周向的尺寸的长度设为长度D4,将所述接收线圈的沿轮胎周向的所述接收区域的最大尺寸设为长度D2时,所述长度D4比所述长度D2短。
17.根据权利要求14~16中任一项所述的供电系统,其特征在于,
所述接收线圈以在轮胎周向上互相分离且在轮胎周向上环绕一周的方式分别配置于轮胎周向的多个部位,在所述轮胎周向上相邻的接收线圈之间的分隔距离比所述发送线圈的所述发送区域的沿轮胎周向的尺寸的长度D4短。
18.根据权利要求14~17中任一项所述的供电系统,其特征在于,
所述发送线圈的发送区域与所述充气轮胎的分隔距离d相对于所述充气轮胎的轮胎截面高度SH的比d/SH为0.05以上且0.6以下。
19.根据权利要求14~18中任一项所述的供电系统,其特征在于,
在将所述发送线圈的位置距所述充气轮胎接地的地面的高度设为高度H,将所述充气轮胎的最大外径设为最大外径Dmax时,所述高度H相对于所述最大外径Dmax的比H/Dmax与所述充气轮胎的扁平率α%满足下述式(1),
式(1):
在α为30以上且小于75时,
-7.707·(α/100)3+12.17·(α/100)2-4.875·(α/100)+0.642<H/Dmax<1
在α小于30时,
0.067<H/Dmax<1
在α为75以上时,
0.580<H/Dmax<1。
20.根据权利要求14~19中任一项所述的供电系统,其特征在于,
所述发送单元的电路中的共振频率与所述接收单元的电路中的共振频率一致。
21.根据权利要求14~20中任一项所述的供电系统,其特征在于,
从所述发送单元向所述接收单元的电力的无线传输以磁场共振方式进行。
22.根据权利要求14~21中任一项所述的供电系统,其特征在于,
所述发送线圈设置于安装所述充气轮胎的车辆的悬架的簧下区域的与所述充气轮胎的侧部相对的位置。
23.根据权利要求14~22中任一项所述的供电系统,其特征在于,
对1个所述充气轮胎设置1个所述发送线圈。
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022052205A (ja) * | 2020-09-23 | 2022-04-04 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤおよび摩耗度検出システム |
WO2024010019A1 (ja) * | 2022-07-07 | 2024-01-11 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ及び給電システム |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201026788Y (zh) * | 2007-01-26 | 2008-02-27 | 上海飞恩微电子有限公司 | 磁传感器的无源无线轮胎压力实时监测装置 |
JP2008105544A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | タイヤ及びこれを用いた電磁波給電システム |
JP2009018716A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Bridgestone Corp | タイヤ電力供給システム |
CN101420134A (zh) * | 2008-12-10 | 2009-04-29 | 张健 | 利用电磁共振给胎压传感器电池充电的装置 |
JP2010012837A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Toyota Industries Corp | タイヤ電源供給システム |
CN105337334A (zh) * | 2014-08-08 | 2016-02-17 | 刘跃进 | 新型导磁橡胶及供电动汽车行运中充电的导磁轮胎充电系统 |
CN106240251A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 安徽中科自动化股份有限公司 | 一种采用磁耦合共振无线原理供电的汽车胎压监测系统 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69022518D1 (de) | 1989-03-31 | 1995-10-26 | Hughes Aircraft Co | Nachweissystem für fahrzeugreifen. |
JP2000255229A (ja) | 1999-03-02 | 2000-09-19 | Harness Syst Tech Res Ltd | タイヤ及びタイヤへの給電構造 |
JP4152595B2 (ja) | 2001-01-11 | 2008-09-17 | 横浜ゴム株式会社 | トランスポンダ及びそのシステム |
DE10360780A1 (de) * | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung und Übertragung von den Zustand eines Luftreifens charakterisierenden Messsignalen |
US8157172B2 (en) | 2008-10-30 | 2012-04-17 | The Goodyear Tire & Rubber Company | RFID tag package and tire assembly |
CN102427960B (zh) | 2009-05-11 | 2015-05-06 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于轮胎内无线传感器系统的感应功率传输的系统和方法 |
JP5776968B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2015-09-09 | 大日本印刷株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2015180126A (ja) | 2014-03-18 | 2015-10-08 | 株式会社ブリヂストン | 発電装置、及び、タイヤ |
DE102014005071A1 (de) * | 2014-04-07 | 2015-10-08 | Aissa Zouhri | Vorrichtung zur Reifendruckmessung |
KR102145287B1 (ko) * | 2015-05-04 | 2020-08-18 | 한국전자통신연구원 | 무선 전력 전송 장치 및 방법 |
EP3334008B1 (en) | 2015-08-03 | 2022-02-16 | Mitsubishi Electric Engineering Company, Limited | Power transmission device and antenna |
WO2017149600A1 (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 無線電力伝送装置 |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008105544A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | タイヤ及びこれを用いた電磁波給電システム |
CN201026788Y (zh) * | 2007-01-26 | 2008-02-27 | 上海飞恩微电子有限公司 | 磁传感器的无源无线轮胎压力实时监测装置 |
JP2009018716A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Bridgestone Corp | タイヤ電力供給システム |
JP2010012837A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Toyota Industries Corp | タイヤ電源供給システム |
CN101420134A (zh) * | 2008-12-10 | 2009-04-29 | 张健 | 利用电磁共振给胎压传感器电池充电的装置 |
CN105337334A (zh) * | 2014-08-08 | 2016-02-17 | 刘跃进 | 新型导磁橡胶及供电动汽车行运中充电的导磁轮胎充电系统 |
CN106240251A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 安徽中科自动化股份有限公司 | 一种采用磁耦合共振无线原理供电的汽车胎压监测系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020029235A (ja) | 2020-02-27 |
US11890899B2 (en) | 2024-02-06 |
WO2020040030A1 (ja) | 2020-02-27 |
CN112351897B (zh) | 2022-05-24 |
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US20210245555A1 (en) | 2021-08-12 |
DE112019004239T5 (de) | 2021-05-06 |
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