CN114126894A - 轮胎-轮组件、轮胎以及无线受电系统 - Google Patents

轮胎-轮组件、轮胎以及无线受电系统 Download PDF

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Abstract

该轮胎/轮组件(3)包括：轮(20)，其具有轮辋部(21)，轮辋部(21)的至少一部分由非磁性材料形成；和轮胎(10)，其安装在轮辋部(21)上，其中胎面部(13)包括由非磁性材料形成的带束(15)。轮(20)在轮辋部(21)的轮胎径向内侧包括收容受电装置(30)的收容部，受电装置(30)用于接收从轮胎(10)的轮胎径向外侧无线供应的电力。轮胎(10)包括胎圈填料(11B)。当BFH代表胎圈填料(11B)的径向高度并且SH代表轮胎截面高度时，0.1≤BFH/SH≤0.5成立。

Description

轮胎-轮组件、轮胎以及无线受电系统
技术领域
本公开涉及轮胎-轮组件、轮胎以及无线受电系统。
背景技术
设置于道路或停车位等的输电装置向安装在车辆上的受电装置无线地供应电力的无线供电技术已为人所知。例如，专利文献1公开了在车辆下侧配备有受电装置的车辆，使得所述车辆能够通过设置在路面上的输电装置充电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-068077号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，当安装在上述传统车辆下侧的受电装置从设置在道路等上的输电装置接收无线供应的电力时，诸如金属片或小动物等的障碍物可能进入受电装置和输电装置之间的空间，导致在障碍物周围产生涡流。因此，可能降低受电效率。
本公开的目的是提供改善无线供电中的受电效率的轮胎-轮组件、轮胎以及无线受电系统。
用于解决问题的方案
根据本公开的轮胎-轮组件包括：轮，其具有轮辋部，所述轮辋部的至少一部分由非磁性材料形成；和轮胎，其安装在所述轮辋部上，所述轮胎具有由非磁性材料形成的胎面部。所述轮在所述轮辋部的轮胎径向内侧包括收容部，所述收容部被构造成收容受电装置，所述受电装置被构造成接收从所述轮胎的轮胎径向外侧无线供应的电力。所述轮胎包括胎圈填料。当BFH代表所述胎圈填料的径向高度且SH代表轮胎截面高度时，0.1≤BFH/SH≤0.5成立。
根据本公开的轮胎是用在上述轮胎-轮组件中的轮胎，其中胎面部由非磁性材料形成。
根据本公开的无线受电系统包括：受电装置，其被构造为接收无线供应的电力；轮，其具有轮辋部，所述轮辋部的至少一部分由非磁性材料形成；和轮胎，其安装在所述轮辋部上，所述轮胎具有由非磁性材料形成的胎面部。所述轮在所述轮辋部的轮胎径向内侧包括收容部，所述收容部被构造为收容所述受电装置。所述受电装置在被收容在所述收容部中的状态下接收从所述轮胎的轮胎径向外侧无线供应的电力。
发明的效果
根据本公开，可以提供改善无线供电中的受电效率的轮胎-轮组件、轮胎以及无线受电系统。
附图说明
在附图中：
图1是根据本公开的实施方式的无线受电系统的示意图，其以轮胎宽度方向的截面示意性地示出；
图2是根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件中的轮胎的示例的轮胎宽度方向截面图；
图3是根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件中的轮的示例的轮宽度方向截面图；和
图4是根据本公开的实施方式的无线受电系统的变形例的示意图，其以轮胎宽度方向的截面示意性地示出。
具体实施方式
下面将参考附图说明根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件、轮胎和无线受电系统。在每个图中，将相同的附图标记赋予共同的部分和部件。
图1示出了根据本公开的实施方式的无线受电系统1的示意图，其以轮胎宽度方向上的截面示意性地示出。无线受电系统1包括轮胎10安装在轮20的轮辋部21上的轮胎-轮组件3以及设置在诸如汽车等车辆2(其整体未示出)中的受电装置30。受电装置30例如设置在车辆2的轮毂2A处。在被安装在车辆2的轮毂2A上的状态下，在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧，轮20可以收容设置在车辆2中的受电装置30。受电装置30接收从轮胎10的轮胎径向外侧无线供应的电力。在本实施方式中，输电装置40通过产生磁场向受电装置30无线地供电。更具体地，由于受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧，所以通过驱动车辆2使得轮胎10的接地面经过设置在道路等上的输电装置40或者通过停止车辆2使得轮胎10的接地面位于输电装置40上，受电装置30可以从输电装置40产生的大致竖直向上的磁场接收电力。此时，由于轮胎的胎面部13与路面接触，所以可以降低障碍物进入受电装置30和输电装置40之间的风险，由此改善受电装置30在无线供电中的受电效率。
此外，在轮胎10中，胎面部13由非磁性材料形成。另外，轮20的轮辋部21的至少一部分由非磁性材料形成。这防止了由于受电装置30和输电装置40之间的诸如钢等金属的存在而导致的输电装置40产生的磁场在所述磁场到达受电装置30之前衰减，同时维持了轮胎10和轮20的强度。因此，可以在无线供电中改善受电装置30的受电效率。
非磁性材料包括具有低磁导率的顺磁性材料和反磁性材料。作为非磁性材料，可以使用树脂材料，所述树脂材料例如包括诸如聚酯和尼龙等的塑料树脂、诸如乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂等的热固性树脂以及其它合成树脂。此外，所述树脂材料可以包含诸如玻璃、碳、石墨、芳族聚酰胺、聚乙烯和陶瓷等的纤维作为增强纤维。作为非磁性材料，可以使用不仅包括树脂，还包括橡胶、玻璃、碳、石墨、芳纶、聚乙烯和陶瓷的非金属材料。此外，作为非磁性材料，可以使用包括顺磁性材料(诸如铝)或反磁性材料(诸如铜)的金属材料。
输电装置40设置有输电线圈(初级线圈)41。输电装置40设置在道路等的路面上，或者被埋设为位于路面附近。输电线圈41基于从电源供应的交流电产生交流磁场。输电线圈41整体上被构造为环状并且被布置成使得环的轴线方向大致垂直于路面，以便朝向路面上部产生交流磁场。然而，在附图中，输电线圈41被示意化。设置于输电装置40的输电线圈41例如卷绕在诸如铁氧体芯等的芯上并且整体上被构造为环，但不限于此，输电线圈41可以是能够产生交流磁场的任何线圈，诸如线圈弹簧或空心线圈。
在本实施方式中，受电装置30设置有受电线圈(次级线圈)31。受电装置30例如附接到车辆2的轮毂2A，但不限于此。受电装置30可以附接到任何位置，使得在轮20安装在诸如车辆2的驱动轴2B的轮毂2A的状态下，受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧。受电线圈31整体构造为环状，并且被布置成使得在轮胎-轮组件3位于输电装置40上方的状态下，环的轴线方向大致垂直于路面。因此，当轮胎10位于输电线圈41上方的路面上时，基于由输电线圈41产生的交流磁场，通过电磁感应在受电线圈31中产生电动势，并且电流流过受电线圈31。设置在受电装置30中的受电线圈31例如卷绕在诸如铁氧体芯等的芯上并且整体上构造为环状，但不限于此，并且可以是能够基于交流磁场产生电动势的任何线圈，诸如线圈弹簧、空心线圈等。
受电装置30还可以设置有电力转换电路32、蓄电单元33和控制单元34。电力转换电路32将受电线圈31中产生的电力转换成直流电力，并且经由导线等将所述直流电力供应到蓄电单元33或设置在车辆2中的其它车载装置。蓄电单元33存储受电线圈31中产生的电力。蓄电单元33例如是电容器，但不限于此，并且可以是诸如蓄电池等的任何蓄电装置。在蓄电单元33为电容器的情况下，与蓄电池相比，能够在更短的时间内进行充放电。因此，在需要高响应性的情形下(诸如在车辆2被驱动驶过设置于道路上的输电装置40的状态下存储受电线圈31中产生的电力)，作为电容器的蓄电单元33是有利的。控制单元34可以包括一个或多个处理器，所述处理器提供用于控制受电装置30的每个功能的处理。控制单元34可以是通用处理器，诸如执行指定控制过程的程序的中央处理单元(CPU)，或专门处理每个功能的专用处理器。控制单元34可以包括用于控制受电装置30的任何装置，诸如用于存储程序等的存储装置以及用于与外部电子装置建立有线或无线通信的通信装置。
在图1中，无线受电系统1包括一个受电装置30，但是可以包括任意数量的受电装置。在受电装置30附接到例如轮毂2A的盖等的不随着轮胎10和轮20的旋转而旋转的位置的情况下，可以仅在面对路面的位置处设置一个受电装置30。在受电装置30附接到诸如驱动轴2B等的随着轮胎10和轮20的旋转而同时旋转的位置的情况下，可以沿轮周向连续地或间歇地设置多个受电装置30。
下面是轮胎和轮的示例，所述轮胎和轮可以构成根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件。然而，对轮胎和轮没有特别限制，只要构成如下的主要路径(在上述实施方式中，磁场、即磁力线通过的主要路径)的轮胎10的胎面部13和轮20的轮辋部21的至少一部分由非磁性材料形成即可：电力通过该主要路径被供应到收容在轮辋部21中的受电装置30。
(轮胎的构造)
接下来，将详细说明根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件中的轮胎的示例的构造。
以下，除非另有说明，否则应当在轮胎被安装在轮的轮辋部(即适用轮辋)上、填充有规定的内压并且无负载的基准状态下测量各部件的位置关系。在轮胎被安装在轮的轮辋部(即适用轮辋)上、填充有规定的内压并且无负载的状态下，与路面接触的接地面的轮胎宽度方向的宽度被称为轮胎的接地宽度，并且接地面的轮胎宽度方向的边缘被称为接地边缘。
在本说明书中，“适用轮辋”是指对于生产和使用充气轮胎的地区有效的工业标准(诸如日本的JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)的JATMA年鉴、欧洲的ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)的标准手册、美国的TRA(轮胎和轮辋协会)的年鉴等)中记载或要记载的适用尺寸的标准轮辋(ETRTO的标准手册中的测量轮辋和TRA的年鉴中的设计轮辋)，但在这些工业标准中未列出的尺寸的情况下，“适用轮辋”是指宽度与充气轮胎的胎圈宽度相对应的轮辋。术语“适用轮辋”包括当前尺寸以及未来可能包含在上述工业标准中的尺寸。“未来列出的尺寸”的示例可以是在2013版ETRTO中列为“未来发展”的尺寸。
在本说明书中，“规定内压”是指与上述JATMA年鉴或其它产业标准中记载的适用尺寸和帘布层等级的单个车轮的最大负载能力对应的气压(最大气压)。在上述产业标准中未列出的尺寸的情况下，“规定内压”是指与为安装轮胎的各车辆规定的最大负载能力相对应的气压(最大气压)。此外，在本说明书中，“最大负载”是指与上述产业标准中记载的适用尺寸轮胎的最大负载能力相对应的负载，或者，在上述产业标准中未列出的尺寸的情况下，负载对应于为安装轮胎的各车辆规定的最大负载能力。
图2是轮胎10的轮胎宽度方向截面图，其中沿着轮胎宽度方向剖切本实施方式的轮胎10。在本说明书中，轮胎宽度方向是指平行于轮胎10的旋转轴线的方向。在图2中，轮胎宽度方向由箭头W表示。轮胎径向是指垂直于轮胎10的旋转轴线的方向。在图2中，轮胎径向由箭头R表示。在本实施方式中，轮胎10被说明为相对于轮胎的赤道面CL具有对称构造，但不限于此，并且可以相对于轮胎的赤道面CL具有非对称构造。
在本说明书中，沿着轮胎径向靠近轮胎10的旋转轴线的一侧被称为“轮胎径向内侧”，沿着轮胎径向远离轮胎10的旋转轴线的一侧被称为“轮胎径向外侧”。另一方面，沿着轮胎宽度方向靠近轮胎的赤道面CL的一侧被称为“轮胎宽度方向内侧”，沿着轮胎宽度方向远离轮胎的赤道面CL的一侧被称为“轮胎宽度方向外侧”。
如图2所示，轮胎10具有胎面部13、一对胎圈部11和一对胎侧部12。胎侧部12在胎面部13与各胎圈部11之间延伸。胎侧部12位于胎圈部11的轮胎径向外侧。在本说明书中，胎面部13可以是上述接地边缘之间的部分。
该对胎圈部11均具有胎圈芯11A和胎圈填料11B。如在图2中局部放大所示，胎圈芯11A由多根胎圈丝11c构成，胎圈丝11c的外周涂覆有橡胶。胎圈丝11c由钢帘线形成。胎圈填料11B由橡胶等制成，并且位于胎圈芯11A的轮胎径向外侧。在本实施方式中，胎圈填料11B的厚度朝向轮胎径向外侧减小。然而，轮胎10可以构造为没有胎圈填料11B。当轮胎10安装在轮辋上时，胎圈部11被构造为在轮胎径向内侧和轮胎宽度方向外侧与轮辋接触。
形成胎圈丝11c的钢帘线可以由例如钢单丝或绞合线形成。通过形成钢帘线的胎圈丝11c，在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧的情况下，从位于轮胎10的轮胎径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场不太可能由于存在于胎圈芯11A的轮胎宽度方向外侧的金属和其它磁场的影响而衰减。
然而，胎圈丝11c也可以由树脂帘线形成。通过形成由树脂材料制成的树脂帘线的胎圈丝11c，在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧的情况下，从位于轮胎10的轮胎径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场不太可能被胎圈芯11A衰减。
轮胎10具有胎体14。胎体14在一对胎圈芯11A之间以环形形状延伸以形成轮胎的骨架。胎体14的端部被固定至胎圈芯11A。具体地，胎体14具有布置在胎圈芯11A之间的胎体本体部14A和围绕胎圈芯11A从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返的胎体折返部14B。胎体折返部14B的长度可以是任意的。胎体14可以具有没有胎体折返部14B的结构，或者胎体折返部14B卷绕胎圈芯11A的结构。
胎体14可由一层或多层(图2中为一层)胎体层构成。例如，胎体14可以由在轮胎的赤道面CL处沿轮胎径向堆叠和配置的两层胎体层构成。如图2中局部放大所示，每层胎体层均包括一根或多根胎体帘线14c和覆盖胎体帘线14c的覆层橡胶14r。构成胎体14的胎体层的胎体帘线14c由非磁性材料形成。胎体帘线14c例如由聚酯制成，但不限于此，并且可以由例如尼龙、人造丝或芳纶等的任何树脂材料以及任何其它非磁性材料制成。通过由非磁性材料形成构成胎体14的胎体帘线14c，在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧的情况下，可以防止从位于轮胎10的轮胎径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场由于通过胎体14而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。在本实施方式中，胎体14具有子午线结构，但不限于此，并且可以具有斜交结构。胎体14和构成胎体14的胎体层可以整体由上述树脂材料等一体形成，而不使用上述胎体帘线14c。
胎面橡胶和加强胎面部13的带束15设置在胎面部13中，位于胎体14的轮胎径向外侧。带束15可以由例如沿轮胎径向层叠的一层或多层(图2中为两层)带束层15a和15b构成。如图2中局部放大所示，带束层15a和15b均包括一根或多根带束帘线15c和覆盖带束帘线15c的覆层橡胶15r。构成带束15的带束层15a和15b的带束帘线15c由非磁性材料形成。带束帘线15c例如由聚酯制成，但不限于此，并且可以由例如尼龙、人造丝和芳纶等的任何树脂材料以及任何其它非磁性材料制成。通过由非磁性材料形成构成带束15的带束帘线15c，在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧的情况下，可以防止从位于轮胎10的轮胎径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场由于通过胎面部13中的带束15而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。带束15和构成带束15的带束层15a和15b可以整体上由上述树脂材料等一体形成，而不使用上述带束帘线15c。
轮胎10具有内衬16。内衬16被配置成覆盖轮胎10的内壁面。内衬16可以由在轮胎的赤道面CL处沿轮胎径向堆叠的多层内衬层构成。内衬16例如由具有低透气性的丁基系橡胶制成。丁基系橡胶包括例如丁基橡胶和作为丁基橡胶的衍生物的卤化丁基橡胶。不限于丁基系橡胶，内衬16可以由其它橡胶组合物、树脂或弹性体制成。
构成胎侧部12的诸如橡胶和增强橡胶等的材料可以包括例如铁磁性材料的具有大磁导率的诸如铁氧体的磁性材料。在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧的情况下，这防止从位于轮胎10的轮胎径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场由于存在于胎侧部12的轮胎宽度方向外侧的金属或其它磁场的影响而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。
(轮的构造)
接下来，将详细说明根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件中的轮的示例的构造。
图3是轮20的轮宽度方向截面图，其中沿着轮宽度方向剖切本实施方式的轮20。在本说明书中，轮宽度方向是指平行于轮20的旋转轴线的方向。在图3中，轮宽度方向由箭头W表示。轮径向是指垂直于轮20的旋转轴线的方向。在图3中，轮径向由箭头R表示。在轮胎10安装在轮20上的状态下，轮宽度方向平行于上述轮胎宽度方向，并且轮径向平行于上述轮胎径向。
在本说明书中，沿着轮径向靠近轮20的旋转轴线的一侧被称为“轮径向内侧”，沿着轮径向远离轮20的旋转轴线的一侧被称为“轮径向外侧”。另一方面，沿着轮宽度方向靠近轮的赤道面CL的一侧被称为“轮宽度方向内侧”，沿着轮宽度方向远离轮的赤道面CL的一侧被称为“轮宽度方向外侧”。
如图3所示，轮20具有圆筒状轮辋部21和轮辐部22，轮辐部22设置在轮辋部21的轮径向内侧并被支撑和固定到车辆2的轮毂2A。
从轮宽度方向外侧起，轮辋部21包括一对凸缘23(内凸缘23A和外凸缘23B)、一对胎圈座24(内胎圈座24A和外胎圈座24B)以及凹槽25。轮胎10的胎圈部11安装在胎圈座24上。凸缘23从胎圈座24沿轮径向向外延伸并沿轮宽度方向向外延伸以从侧面支撑轮胎10的胎圈部11。凹槽25在一对胎圈座24之间沿着轮径向向内凹入，以便于轮胎的装卸。凹槽25具有倾斜面，从与胎圈座24的边界到凹槽25的底面，所述倾斜面沿轮宽度方向向内地朝向轮径向内侧下降。此外，胎圈座24设置有位于轮宽度方向内侧的一对隆起26(内隆起26A和外隆起26B)。隆起26沿轮径向向外突出以防止轮胎的胎圈落入凹槽25中。
轮辋部21的至少一部分由例如上述树脂材料形成，但不限于此，并且可以由任何非磁性材料形成。在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮径向内侧、即轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧的情况下，这防止从位于轮辋部21的轮径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场由于通过轮辋部21而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。
轮20的轮辋部21还设置有阀27，阀27用于在安装了轮胎10时利用空气或其它气体填充轮胎10的空腔。阀27可以由例如上述非磁性材料制成。通过由非磁性材料制成阀27，在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮径向内侧的情况下，防止从位于轮辋部21的轮径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场由于阀27而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。
然而，不是必须整个轮辋部21都由非磁性材料形成。例如，在安装了轮胎10的状态下，在轮胎宽度方向上面对轮胎10的胎面部13的部分内侧的部分可以由非磁性材料形成，而在轮胎宽度方向上面对轮胎10的胎面部13的部分外侧的部分可以由诸如金属等铁磁性材料形成。这允许收容在轮20中的受电装置30提高轮20的强度或降低轮20的制造成本，而不会降低轮胎10的接地面处的无线供电的受电效率。
轮辐部22具有构成径向内端部的环状安装部22A和从安装部22A沿轮径向向外延伸的多个辐条22B。安装部22A是联接并固定到车辆2的轮毂2A的部分，并且具有沿轮宽度方向贯通的安装孔，用于插入螺栓等以固定轮毂2A和安装部22A。辐条22B的轮径向的外端部一体地联接到轮辋部21的轮径向的内表面的端部。
轮辐部22可以包括例如铁磁性材料的具有大磁导率的诸如金属或铁氧体的磁性材料。在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮径向内侧的情况下，轮辐部22中包括磁性材料防止从位于轮辋部21的轮径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场由于存在于轮辐部22的轮宽度方向外侧的金属和其它磁场的影响而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。另一方面，轮辐部22可以由上述树脂材料制成。这使得可以减轻轮20的重量。
轮20的轮辐部22设置有轮盖28，轮盖28覆盖辐条22B的轮宽度方向外侧。轮盖28可以包含例如铁磁性材料的具有大磁导率的诸如金属或铁氧体的磁性材料。通过包含磁性材料的轮盖28，在受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮径向内侧的情况下，从位于轮辋部21的轮径向外侧的输电装置40到达受电装置30的磁场不会由于存在于轮盖28的轮宽度方向外侧的金属和其它磁场的影响而衰减，由此改善了受电装置30的受电效率。
轮20可以在轮辋部21的轮胎径向内侧、即在由轮辋部21和轮辐部22围成的空间中收容受电装置30，受电装置30接收从轮胎10的轮胎径向外侧无线供应的电力。在本说明书中，由轮辋部21和轮辐部22围成的空间也被称为收容部。例如，在受电装置30附接到车辆2的轮毂2A的情况下，通过将轮20安装在车辆2的轮毂2A上，受电装置30被收容在轮20的收容部中。
例如，如图1所示，受电装置30可以以使得受电线圈31面对轮20的轮辋部21、特别是面对轮辋部21的凹槽25的方式被收容在轮20的收容部中。当在车辆2被驱动的状态下轮胎10的接地面位于设置在道路等上的输电装置40上方时，这允许受电线圈31和输电装置40的输电线圈41之间的对向面积增大。
下面将说明根据本公开的实施方式的无线受电系统1的变形例。图4是示意图，其中以轮胎宽度方向的截面示意性地图示了根据本公开的实施方式的无线受电系统1的变形例。无线受电系统1的该变形例与图1所示的无线受电系统1的不同之处在于轮毂电机4被收容在轮20中。在无线受电系统1的该变形例中，与图1所示的无线受电系统1共同的构件和部件由相同的附图标记表示，并省略对它们的说明。无线受电系统1包括轮胎-轮组件3以及设置在轮毂电机4中的受电装置30，其中轮胎-轮组件3具有安装在轮20的轮辋部21上的轮胎10。
轮毂电机4与轮毂一体化并且安装在轮20的收容部中以驱动轮胎10和轮20。如图4所示，在轮毂电机4被附接到轮20的状态下，轮毂电机4的一部分可以位于轮20的收容部的轮胎宽度方向外侧。
受电装置30还可以设置有电力转换电路32、蓄电单元33和控制单元34。电力转换电路32将受电线圈31中产生的电力转换成直流电力，并且经由导线等将所述直流电力供应到蓄电单元33或轮毂电机4。蓄电单元33存储受电线圈31产生的电力。蓄电单元33例如是电容器，但不限于此，并且可以是诸如蓄电池等任意蓄电装置。在蓄电单元33为电容器的情况下，与蓄电池相比，能够在更短的时间内进行充放电。因此，作为电容器的蓄电单元33在需要高响应性时是有利的，诸如在车辆2被驱动驶过设置在道路上的输电装置40上方的状态下存储受电线圈31中产生的电力时。控制单元34可以包括一个或多个处理器，所述处理器提供用于控制受电装置30的每个功能的处理。控制单元34可以是通用处理器，诸如执行指定控制过程的程序的中央处理单元(CPU)，或专门处理每个功能的专用处理器。控制单元34可以包括用于控制受电装置30的任何装置，诸如用于存储程序等的存储装置以及用于与外部电子装置建立有线或无线通信的通信装置。
在该变形例中，在轮20被安装在轮毂电机4的轮毂上的状态下，轮20可以在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧收容设置在轮毂电机4中的受电装置30。轮毂电机4被附接到诸如汽车等的车辆2(其整体未图示)的驱动轴2B。受电装置30接收从轮胎10的轮胎径向外侧无线供应的电力。在本实施方式中，输电装置40通过产生磁场对受电装置30无线供电。更具体地，由于受电装置30被收容在轮20的轮辋部21的轮胎径向内侧，所以通过驱动车辆2使得轮胎10的接地面经过设置在道路等上的输电装置40或者通过停止车辆2使得轮胎10的接地面位于输电装置40的上方，受电装置30可以从输电装置40产生的磁场接收电力。受电装置30将通过无线供电接收的电力供应到轮毂电机4。此时，由于轮胎的胎面部13与路面接触，所以可以减小障碍物进入受电装置30与输电装置40之间的风险，由此改善受电装置30在无线供电中的受电效率。
在图4中，无线受电系统1包括一个受电装置30，所述受电装置30在与路面相对的位置处设置于轮毂电机4，但不限于此。例如，在轮毂电机4中，在受电装置30被附接到不随着轮胎10和轮20的旋转而旋转的位置的情况下，可以仅在面对路面的位置处设置一个受电装置30。在轮毂电机4中，在受电装置30被附接到随着轮胎10和轮20的旋转而同时旋转的位置的情况下，可以沿轮周向连续地或间歇地设置多个受电装置30。
在本公开中，在轮胎10的截面宽度SW小于165(mm)的情况下，轮胎10的截面宽度SW与外径OD的比率SW/OD优选地为0.26以下。另外，在本公开中，在轮胎10的截面宽度SW为165(mm)以上的情况下，轮胎10的截面宽度SW(mm)与外径OD(mm)优选地满足关系式(1)：OD(mm)≥2.135×SW(mm)+282.3(mm)。
通过满足上述比率SW/OD或关系式(1)，轮胎10的截面宽度SW相对于轮胎10的外径OD变得相对较小，因此减小了空气阻力。较窄的截面宽度确保了车辆空间，并且特别地，确保了安装在车辆的车辆内侧的轮胎10近旁的驱动部件的设置空间。
此外，通过满足上述比率SW/OD或关系式(1)，轮胎10的外径相对于轮胎10的截面宽度SW变得相对较大，因此减小了滚动阻力。由于轮胎10的直径较大，轮轴变得较高，因此扩大了地板下的空间。由此，可以确保用于车辆2的行李箱等的空间和用于设置驱动部件的空间。
如上所述，通过满足上述比率SW/OD或关系式(1)，可以实现被供应的电能的低燃料消耗，并且还可以确保大的车辆空间。
在本公开中，优选地的是轮胎10的截面宽度SW(mm)和轮胎10的外径OD(mm)满足关系式(2)：OD(mm)≥-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)–380(mm)。
通过满足上述关系式(2)，轮胎10的截面宽度SW相对于轮胎10的外径OD变得相对较小，因此减小了空气阻力。较窄的截面宽度确保了车辆空间，并且特别地，确保了安装在车辆的车辆内侧的轮胎10近旁的驱动部件的设置空间。
此外，通过满足上述关系式(2)，轮胎10的外径相对于轮胎10的截面宽度SW变得相对大，因此减小了滚动阻力。由于轮胎10的较大直径，轮轴变得较高，因此扩大了地板下的空间。因此，可以确保用于车辆2的行李箱等的空间和用于设置驱动部件的空间。
如上所述，通过满足上述关系式(2)，能够实现所供应的电能的低燃料消耗，并且还能够确保大的车辆空间。
在本公开中，优选的是轮胎10满足上述比率SW/OD和/或关系式(2)，或满足上述关系式(1)和/或关系式(2)。
在上述各示例中，优选的是，当内压为250kPa以上时，轮胎10满足上述比率SW/OD和/或关系式(2)，或满足上述关系式(1)和/或关系式(2)。
在上述各示例中，轮胎10优选地以250kPa以上的内压使用。在这种情况下，特别适合的是，当内压为250kPa以上时，轮胎10满足上述比率SW/OD和/或关系式(2)，或满足上述关系式(1)和/或关系式(2)。结果，可以减小轮胎滚动阻力和轮胎重量两者。因此，可以适当地实现高供电效率和低燃料消耗。
在上述各示例中，轮胎10适合于胎圈填料11B在轮胎宽度方向上的截面积(胎圈填料11B在图2所示的截面中的截面积)是胎圈芯11A在轮胎宽度方向上的截面积(胎圈芯11A在图2所示的截面中的截面积)的一倍以上且八倍以下。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
在从轮胎宽度方向的内侧和外侧保持胎体的夹持胎圈芯(sandwiched beadcore)结构的情况下，胎体的宽度方向的内侧和外侧的胎圈芯的总面积被称为胎圈芯在轮胎宽度方向上的截面积。
通过将胎圈填料11B在轮胎宽度方向上的截面积设定到上述范围，能够减小作为高刚性构件的胎圈填料11B的体积，以降低轮胎的纵向弹簧系数并且改善乘坐舒适性。此外，可以将胎圈填料11B制得更轻以减轻轮胎10的重量，因此可以进一步减小轮胎10的滚动阻力。
特别地，在满足上述关系式(1)或关系式(2)的窄宽度大直径轮胎中，带束的拉伸刚性高，并且与带束相比，胎侧部的拉伸刚性低，使得通过将胎圈填料11B在轮胎宽度方向上的截面积设定在如上所述的预定范围内，降低纵向弹簧系数的效果非常高。
如果胎圈填料在轮胎宽度方向上的截面积大于胎圈芯在轮胎宽度方向上的截面积的8倍，则作为高刚性构件的胎圈填料的体积变大，并且没有充分地降低轮胎的纵向弹簧系数，这可能导致乘坐舒适性的下降。
另一方面，如果胎圈填料在轮胎宽度方向上的截面积小于胎圈芯在轮胎宽度方向上的截面积的一倍，则胎圈部的刚性可能会显著降低，并且横向弹簧系数可能过小以致无法确保操纵稳定性。
在上述各示例中，当“BFW”(见图2)代表胎圈填料11B的在轮胎径向中央位置处的轮胎宽度方向上的宽度，并且“BDW”(见图2)代表胎圈芯11A在轮胎宽度方向上的最大宽度时，轮胎10满足：
0.1≤BFW/BDW≤0.6
这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将比率BFW/BDW设定为0.6以下，则在维持胎圈填料的高度的同时减小了胎圈填料11B的体积，从而确保了轮胎旋转方向上的刚性，同时降低了纵向弹簧系数。因此可以改善乘坐舒适性并减轻轮胎10的重量。
另一方面，通过将比率BFW/BDW设定到0.1以上，能够确保胎圈部11的刚性，能够维持横向弹簧系数，并且能够进一步确保操纵稳定性。
在上述各示例中，当“BFH”(参见图2)代表胎圈填料11B的轮胎径向高度，并且“SH”(参见图2)代表轮胎10的轮胎截面高度(截面高度)时，轮胎10满足：
0.1≤BFH/SH≤0.5
这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将上述比率BFH/SH设定为0.5以下，能够降低作为高刚性构件的胎圈填料11B的径向高度，从而有效地降低轮胎10的纵向弹簧系数并改善乘坐舒适性。
另一方面，通过将上述比率BFH/SH设定为0.1以上，可以确保胎圈部11的刚性，可以维持横向弹簧系数，并且可以进一步确保操纵稳定性。
在此，轮胎截面高度SH是指轮胎10安装于轮辋、填充有为安装了轮胎的各车辆规定的内压并且无负载的状态下的轮胎10的外径与轮辋直径之差的1/2。
胎圈填料11B在轮胎径向上的高度BFH(参见图2)优选为45mm以下。
这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
在上述各示例中，轮胎10适合于胎侧部12在轮胎最大宽度部处的厚度Ts(参见图2)与胎圈芯11A在轮胎径向中央位置处的胎圈宽度Tb(胎圈部11在轮胎宽度方向上的宽度，参见图2)的比率Ts/Tb为15％以上且60％以下。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
“轮胎最大宽度部”是指当轮胎10被安装在轮辋上并且无负载时轮胎宽度方向截面中的最大宽度位置。
厚度Ts(参见图2)是所有部件的厚度之和，所述部件包括橡胶、加强构件、内衬等。
通过将比率Ts/Tb设定在上述范围内，可以适度地降低在轮胎负载下弯曲变形大的轮胎最大宽度部处的刚性，以降低纵向弹簧系数并且改善乘坐舒适性。
即，如果上述比率Ts/Tb大于60％，则胎侧部12在轮胎最大宽度部处的厚度Ts(参见图2)变得较大，并且胎侧部12的刚性变得较高，这可能导致较高的纵向弹簧系数。另一方面，如果上述比率Ts/Tb小于15％，则横向弹簧系数可能过低，并且可能无法确保操纵稳定性。
在上述各示例中，轮胎10的胎侧部12在轮胎最大宽度部处的厚度Ts(参见图2)优选地为1.5mm以上。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将厚度Ts设定为1.5mm以上，能够适当地维持轮胎最大宽度部处的刚性，以抑制横向弹簧系数的降低并且进一步确保操纵稳定性。
在上述各示例中，轮胎10的胎圈芯11A的直径Tbc(该示例中的胎圈芯在轮胎宽度方向上的最大宽度，参见图2)优选地为3mm以上且16mm以下。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将直径Tbc设定为3mm以上，能够确保轮辋的凸缘23(参见图3)的弯曲刚性和扭转刚性，同时能够实现轻量化。另一方面，通过将直径Tbc设定为16mm以下，能够确保操纵稳定性，同时能够抑制重量增加。
在胎圈芯11A被胎体14分成多个小胎圈芯的结构的情况下，Tbc应该是所有小胎圈芯的宽度方向的最内端和最外端之间的距离。
在上述各示例中，当轮胎10加载有为安装了轮胎的各车辆规定的最大负载时，轮胎10的接地面积优选地为8000mm2以上。这能够降低轮胎10的滚动阻力和减轻轮胎10的重量，由此实现高供电效率和低燃料消耗两者。此外，可以确保轮胎轴向力以改善车辆的稳定性和安全性。
在上述各示例中，轮胎10的带束帘线15c的杨氏模量优选地为40000Mpa以上。这允许胎体结构和带束刚性适当，以确保即使在高内压下也可以使用的轮胎10的强度。此外，可以适当地实现高供电效率和低燃料消耗两者。
在上述各示例中，轮胎10的内衬16的厚度优选地为0.6mm以上。这可以抑制在高内压状态下的空气泄漏。此外，可以适当地实现高供电效率和低燃料消耗两者。
在上述各示例中，轮胎10适合于胎侧部12在轮胎最大宽度部处的厚度Ts(参见图2)与胎体帘线14c的直径Tc(参见图2)之间的比率Ts/Tc为4以上且12以下。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将比率Ts/Tc设定在上述范围内，可以适度降低轮胎负载下弯曲变形大的轮胎最大宽度部处的刚性，以降低纵向弹簧系数并改善乘坐舒适性。
换言之，如果上述比率Ts/Tc大于12，则胎侧部12在轮胎最大宽度部处的厚度Ts(参见图2)变大并且该部分的刚性变高，这可能导致高纵向弹簧系数。另一方面，如果上述比率Ts/Tc小于4，则横向弹簧系数可能太低，可能无法确保操纵稳定性。
在上述各示例中，当Ta(参见图2)代表在轮胎10的轮胎最大宽度部处在轮胎宽度方向上从胎体帘线14c的表面到轮胎的外表面的距离时，优选的是距离Ta与胎体帘线14c的直径Tc(参见图2)之间的比率Ta/Tc为2以上且8以下。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将上述比率Ta/Tc设定为8以下，可以将胎侧部12在轮胎最大宽度部处的厚度Ts(参见图2)制得小，以降低胎侧部12的刚性，从而降低纵向弹簧系数并进一步改善乘坐舒适性。另一方面，通过将上述比率Ta/Tc设定为2以上，可以确保横向弹簧系数并且可以更加确保操纵稳定性。
注意，“Ta”(参见图2)是指轮胎最大宽度部处的在轮胎宽度方向上的从最外胎体帘线14c的表面到轮胎的外表面的距离。
即，在胎体折返部14B延伸至轮胎最大宽度部的径向外侧的情况下，Ta代表在轮胎宽度方向上从形成胎体折返部14B的部分处的胎体帘线14c的表面到轮胎的外表面的距离。
在上述各示例中，轮胎10的胎体帘线14c的直径Tc(参见图2)优选为0.2mm以上且1.2mm以下。这适当地实现了高供电效率和低燃料消耗两者。
通过将上述直径Tc设定为1.2mm以下，胎侧部12的厚度Ts相对于胎体帘线14c的直径Tc可以减小，以降低纵向弹簧系数。另一方面，通过将上述直径Tc设定为0.2mm以下，胎侧部12的厚度Ts相对于胎体帘线14c的直径Tc可以增加，以确保操纵稳定性。
如上所述，根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件3包括：轮20，其具有轮辋部21，轮辋部21的至少一部分由非磁性材料形成；轮胎10，其安装在轮辋部21上，轮胎10的胎面部13由非磁性材料形成。轮20在轮辋部21的轮胎径向内侧具有收容部，收容部收容受电装置30，受电装置30接收从轮胎10的轮胎径向外侧无线供应的电力。根据这样的构造，在受电装置30被收容在轮20的收容部的状态下，受电装置30可以有效地接收从设置在道路等上的输电装置40无线供应的电力。此外，由于受电装置30被收容在与路面接触的轮胎-轮组件3中，所以可以减小障碍物进入受电装置30和输电装置40之间的风险。因此，在收容在轮胎-轮组件3中的受电装置30中，提高了通过电磁感应方法等的无线供电中的受电效率。
在本公开的实施方式的轮胎-轮组件3中，优选的是轮20的轮辋部21的至少一部分由非磁性材料形成，并且轮胎10的胎面部13设置有树脂材料形成的胎体14和树脂材料形成的带束15。根据这样的构造，可以降低由存在于轮胎10的轮胎径向外侧的输电装置40产生的磁场在到达收容于轮胎-轮组件3中的受电装置30之前，由于所述磁场经过胎体14而产生的衰减，并且还减轻了轮胎-轮组件3的重量。
在根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件3中，轮胎10优选地设置有一对胎圈部11以及在胎面部13和各胎圈部11之间延伸的一对胎侧部12。胎侧部12优选地包括磁性材料。根据这样的构造，在输电装置40是产生磁场的装置的情况下，可以防止由输电装置40产生的磁场在从轮胎10的轮胎径向外侧到达收容在轮胎-轮组件3中的受电装置30之前，由于存在于胎侧部12的轮胎宽度方向外侧的金属和其它磁场的影响而衰减。
在根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件3中，轮20设置有轮辐部22，并且轮辐部22优选地包含磁性材料。根据这样的构造，在输电装置40是产生磁场的装置的情况下，可以防止由输电装置40产生的磁场在从轮20的轮胎径向外侧到达收容在轮胎-轮组件3中的受电装置30之前，由于存在于轮辐部22的轮胎宽度方向外侧的金属和其它磁场的影响而衰减。
在根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件3中，受电装置30优选地接收通过电磁感应方法供应的电力。由于受电装置30被收容在轮胎-轮组件3中，所以使受电装置30和设置在道路等上的输电装置40之间的距离落在通过电磁感应方法无线供电的距离范围内是可实现的。根据这样的构造，与电场耦合方法相比，传输距离较短但是传输效率较高的电磁感应方法可以适用于无线供电。这使得可以以高传输效率进行无线供电。
在根据本公开的实施方式的轮胎-轮组件3中，受电装置30优选地将接收的电力供应到轮毂电机4。根据这样的构造，可以缩短从受电装置30到电机的输电路径，并且可以减少输电路径中的电力损失。
根据本公开的实施方式的轮胎10是用在上述轮胎-轮组件3中的轮胎。胎面部13由非磁性材料形成。通过使用根据上述构造的轮胎10，在受电装置30被收容在轮胎-轮组件3中的状态下，受电装置30可以有效地接收从设置在道路等上的输电装置40无线供应的电力。因此，在收容于轮胎-轮组件3的受电装置30中，改善了通过电磁感应方法等的无线供电的受电效率。
根据本公开的实施方式的无线受电系统1包括：受电装置30，其接收无线供应的电力；轮20，其具有轮辋部21，轮辋部21的至少一部分由非磁性材料形成；安装在轮辋部21上的轮胎10，轮胎10的胎面部13由非磁性材料形成。轮20在轮辋部21的轮胎径向内侧设置有收容受电装置30的收容部。在被收容在收容部中的状态下，受电装置30接收从轮胎10的轮胎径向外侧无线供应的电力。根据这样的构造，在受电装置30被收容在轮20的收容部中的状态下，受电装置30可以有效地接收从设置在道路等上的输电装置40无线供应的电力。此外，由于受电装置30被收容在与路面接触的轮胎-轮组件3中，所以可以降低障碍物进入受电装置30和输电装置40之间的风险。因此，在收容于轮胎-轮组件3的受电装置30中，改善了通过电磁感应方法等的无线供电的受电效率。
虽然已经基于附图和实施方式说明了本公开，但是应注意，本领域技术人员可以基于本公开做出各种变化和修改。因此，应注意，这些变化和修改包括在本公开的范围内。例如，包括在各实施方式或各示例中的构造、功能等可以以不会在逻辑上不一致的方式重新配置。此外，包括在各实施方式中的构造、功能等可以与另一实施方式或另一示例组合，并且多个构造、功能等可以组合为一个，可以被分割或者可以部分省略。
例如，在本公开中，受电装置30通过电磁感应方法从输电装置40被无线供电，但不限于此。例如，受电装置30可以通过诸如电场耦合方法等的任何方法从输电装置40被无线供电。
例如，在本公开中，车辆2被说明为汽车，但不限于此。除了诸如乘用车、卡车、公共汽车、摩托车等汽车外，车辆2可以是任何可以通过轮和轮胎移动的交通工具，包括农用车辆如拖拉机、建筑车辆如自卸卡车、自行车和轮椅等。
例如，在本公开中，轮胎10被说明为填充有空气，但不限于此。例如，轮胎10可以填充有诸如氮气等的气体。另外，例如，不限于气体，轮胎10可以填充有任何流体，所述流体包括液体、凝胶状物质或粉末或颗粒状物质。
例如，在本公开中，轮胎10被说明为配备有内衬16的无内胎轮胎，但不限于此。例如，轮胎10可以是设置有内胎的内胎型轮胎。另外，例如，轮胎10可以是全部或部分由上述树脂材料形成并且在不填充气体的情况下使用的实心轮胎。
附图标记列表
1 无线受电系统
2 车辆
2A 轮毂
2B 驱动轴
3 轮胎-轮组件
4 轮毂电机
10 轮胎
11 胎圈部
11A 胎圈芯
11B 胎圈填料
11c 胎圈丝
12 胎侧部
13 胎面部
14 胎体
14A 胎体本体部
14B 胎体折返部
14c 胎体帘线
14r 覆层橡胶
15 带束
15a、15b 带束层
15c 带束帘线
15r 覆层橡胶
16 内衬
20 轮
21 轮辋部
22 轮辐部
22A 安装部
22B 辐条
23 凸缘
24 胎圈座
25 凹槽
26 隆起
27 阀
28 轮盖
30 受电装置
31 受电线圈
32 电力转换电路
33 蓄电单元
34 控制单元
40 输电装置
41 输电线圈。

Claims (8)

1.一种轮胎-轮组件，包括：
轮，其具有轮辋部，所述轮辋部的至少一部分由非磁性材料形成；和
轮胎，其安装在所述轮辋部上，所述轮胎具有由非磁性材料形成的胎面部，其中，
所述轮在所述轮辋部的轮胎径向内侧包括收容部，所述收容部被构造成收容受电装置，所述受电装置被构造成接收从所述轮胎的轮胎径向外侧无线供应的电力，
所述轮胎包括胎圈填料，并且
当BFH代表所述胎圈填料的径向高度且SH代表轮胎截面高度时，0.1≤BFH/SH≤0.5成立。
2.根据权利要求1所述的轮胎-轮组件，其特征在于，所述轮的轮辋部的至少一部分由非磁性材料形成，并且所述轮胎的胎面部包括树脂材料形成的胎体和树脂材料形成的带束。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎-轮组件，其特征在于，
所述轮胎包括一对胎圈部以及在所述胎面部和各所述胎圈部之间延伸的一对胎侧部，并且
所述胎侧部包含磁性材料。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮胎-轮组件，其特征在于，
所述轮包括轮辐部，并且
所述轮辐部包含磁性材料。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的轮胎-轮组件，其特征在于，所述受电装置接收通过电磁感应方法供应的电力。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的轮胎-轮组件，其特征在于，所述受电装置将接收到的电力供应到轮毂电机。
7.一种轮胎，其用在根据权利要求1至6中的任一项所述的轮胎-轮组件中，其中，胎面部由非磁性材料形成。
8.一种无线受电系统，包括：
受电装置，其被构造为接收无线供应的电力；
轮，其具有轮辋部，所述轮辋部的至少一部分由非磁性材料形成；和
轮胎，其安装在所述轮辋部上，所述轮胎具有由非磁性材料形成的胎面部，其中
所述轮在所述轮辋部的轮胎径向内侧包括收容部，所述收容部被构造为收容所述受电装置，并且
所述受电装置在被收容在所述收容部中的状态下接收从所述轮胎的轮胎径向外侧无线供应的电力。
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