CN115003526A - 磨耗状态感测装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能正确地感测充气轮胎的胎面部中的磨耗的发展状态的磨耗状态感测装置。磨耗状态感测装置(10)具备：元件(11)，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电压；电压检测部(12)，检测由元件(11)产生的电压；存储区域(13)，存储通过电压检测部(12)检测出的电压的随时间的波形数据；运算部(14)，根据存储于存储区域(13)的波形数据运算电压变化的指标值；和判定部(15)，将通过运算部(14)运算出的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部的磨耗的发展状态。

Description

磨耗状态感测装置

技术领域

本发明涉及磨耗状态感测装置，更详细而言，涉及一种能正确地感测充气轮胎的胎面部中的磨耗的发展状态的磨耗状态感测装置。

背景技术

正在进行对充气轮胎设置加速度传感器来测量加速度，基于该测量结果评价轮胎的磨耗状态(例如参照专利文献1)。然而，在这样的基于加速度传感器的测量结果中含有较多噪声(电气信号的紊乱等)，因此，存在当正确地评价轮胎的磨耗状态时测量数据的校正、脱敏等附加作业增多、评价方法变得复杂的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-18667号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能正确地感测充气轮胎的胎面部中的磨耗的发展状态的磨耗状态感测装置。

解决问题的技术手段

用于达成上述目的的本发明的磨耗状态感测装置的特征在于，具备：元件，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电压；电压检测部，检测由该元件产生的电压；存储区域，存储通过该电压检测部检测出的电压的随时间的波形数据；运算部，根据存储于该存储区域的所述波形数据来运算电压变化的指标值；和判定部，将通过该运算部运算出的指标值与参照信息比较来判定所述胎面部的磨耗的。

发明效果

本发明人认识到基于轮胎旋转中的胎面部的变形使元件产生的电压噪声少，能进行计测和解析，并且这样的电压会成为用于判断胎面部中的磨耗状态的有效的指标，完成了本发明。

即在本发明中，具备：元件，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电压；电压检测部，检测由该元件产生的电压；存储区域，存储通过电压检测部检测到的电压的随时间的波形数据；运算部，根据存储于存储区域的波形数据运算电压变化的指标值；和判定部，将通过运算部运算出的指标值与参照信息比较来判定胎面部的磨耗的发展状态，因此能正确地感测胎面部中的磨耗的发展状态。

优选的是，在本发明的磨耗状态感测装置中，具有检测车辆速度或轮胎旋转速度的速度检测部，存储区域将通过电压检测部检测出的电压的随时间的波形数据与通过速度检测部检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储，运算部根据存储于存储区域的规定的速度范围中的波形数据来运算电压变化的指标值，判定部将通过运算部运算出的指标值与对应于规定的速度范围的参照信息比较来判定胎面部的磨耗的发展状态。由此，能提高胎面部中的磨耗的发展状态的判定精度。

优选的是，具有检测轮胎内部的气压的气压检测部，运算部基于通过气压检测部检测出的气压校正波形数据或根据波形数据得到的指标值。由此，提高胎面部中的磨耗的发展状态的判定精度。

优选的是，运算部计算波形数据中的最大值与最小值之间的振幅峰值作为电压变化的指标值。由此，能提高胎面部中的磨耗的发展状态的判定精度。

优选的是，判定部执行至少两次判定作业，基于这些判定作业的结果最终判定胎面部的磨耗的发展状态。由此，能抑制最终的判定结果中的突发性的错误的产生，能提高胎面部中的磨耗的发展状态的判定精度。

至少包括元件和电压检测部的传感器模块通过供传感器模块插入的容纳体固定于轮胎内表面为好。

优选的是，容纳体与轮胎内表面通过粘接层而被接合，作为轮胎内表面的粗糙度，算术平均高度Sa为0.3μm～15.0μm的范围，并且最大高度Sz为2.5μm～60.0μm的范围。由此，能增大轮胎内表面与粘接层的粘接面积，能有效地改善轮胎内表面与容纳体的粘接性。轮胎内表面的粗糙度依据ISO25178测量。算术平均高度Sa为表面的各点相对于平均表面的高度的差的绝对值的平均，最大高度Sz为从表面的最高点至最低点的高度方向的距离。

优选的是，容纳体的开口部的宽度Lc1与容纳体的底面的内部宽度Lc2之间满足Lc1<Lc2的关系。由此，开口部的宽度Lc1相对较小，因此能防止容纳于容纳体的传感器模块的脱落，从而能兼顾插入传感器模块时的作业性和容纳体的保持性。

优选的是，容纳体的开口部的宽度Lc1与传感器模块的最大宽度Lsm之间满足0.10≤Lc1/Lsm≤0.95的关系。通过适当设定开口部的宽度Lc1与传感器模块的最大宽度Lsm之比，能有效地防止传感器模块的脱落，能改善插入传感器模块时的作业性和容纳体的保持性。

优选的是，容纳体的开口部的宽度Lc1、容纳体的底面的内部宽度Lc2、传感器模块的上表面的宽度Ls1以及传感器模块的下表面的宽度Ls2之间满足Lc1<Ls1≤Ls2≤Lc2的关系。通过适当设定容纳体和传感器模块的各宽度，能有效地防止传感器模块的脱落。

优选的是，容纳体的平均厚度为0.5mm～5.0mm。由此，能平衡性良好地改善插入传感器模块时的作业性、容纳体的保持性以及容纳体的耐断裂性。

优选的是，插入有传感器模块的状态下的容纳体的高度Hc与传感器模块的高度Hs之比为0.5～1.5的范围。由此，能有效地防止传感器模块的脱落。

优选的是，构成容纳体的橡胶的断裂伸长率EB为50％～900％，构成容纳体的橡胶在300％伸长率时的模量为2MPa～15MPa。由此，能平衡性良好地改善插入传感器模块时的作业性、容纳体的保持性以及容纳体的耐断裂性。需要说明的是，依据JIS-K6251测量构成容纳体的橡胶的断裂伸长率和300％伸长率时的模量。

优选的是，容纳体配置于比接地端靠轮胎宽度方向内侧。由此，插入容纳体的传感器模块能正确地获取轮胎信息。

优选的是，上述元件为压电元件。压电元件是基于轮胎旋转中的胎面部的变形而产生电压的构造，因此与加速度传感器等相比，噪声变得不易进入，能进行精密的感测。

在本发明中，接地端是指，将轮胎轮辋组装在正规轮辋上并在填充正规内压的状态下，垂直放置在平面上，并施加正规负载时的轮胎轴向上的端部。“正规轮辋”是指，在包括轮胎参照规格的规格体系中该规格为每个轮胎规定的轮辋，例如，若为JATMA，则设为标准轮辋，若为TRA，则设为“设计轮辋(Design Rim)”，或者若为ETRTO，则设为“测量轮辋(Measuring Rim)”。“正规内压”是指，在包括轮胎参照的规格体系中各规格按每个轮胎规定的气压，若为JATMA，则为最高气压，若为TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中所记载的最大值，若为ETRTO，则为“充气压力(INFLATION PRESSURE)”，但在轮胎为轿车用的情况下，设为250kPa。“正规负载”是指，在包括轮胎参照的规格体系中各规格按每个轮胎规定的负载，若为JATMA，则为最大负载能力，若为TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”所记载的最大值，若为ETRTO，则为“负荷能力(LOAD CAPACITY)”，但在轮胎为轿车用的情况下，设为相当于所述负载的80％的负载。

附图说明

图1是表示由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的一个例子的说明图。

图2是表示存储于由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的存储区域的波形数据的一个例子的曲线图。

图3是表示使用了由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的感测方法的顺序的一个例子的流程图。

图4的(a)、图4的(b)分别是图2的波形数据的说明图。

图5是表示使用了由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的感测方法的顺序的变形例的流程图。

图6是表示通过由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置判定磨耗状态的充气轮胎的子午线剖视图。

图7是表示装配于图6的充气轮胎的容纳体的俯视图。

图8是表示传感器模块插入到图6的容纳体的状态的立体剖视图。

图9是表示传感器模块插入到图6的容纳体的状态的剖视图。

图10是表示实施例1的充气轮胎中的多个时点中的波形数据的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的构成进行详细地说明。图1是表示由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的图。

当磨耗状态感测装置10感测轮胎T(例如参照图6)的胎面部1中的磨耗的发展状态时，该磨耗状态感测装置10基于轮胎旋转中的胎面部1的变形检测电压，根据检测出的电压的随时间的波形数据来运算电压变化的指标值。然后，磨耗状态感测装置10对运算出的指标值与参照信息进行比较，判定轮胎T的胎面部1中的磨耗的发展状态。由此，能感测成为感测对象的轮胎T的胎面部1中的磨耗的发展状态。

如图1所示，磨耗状态感测装置10具备：元件11，基于轮胎旋转中的胎面部1的变形产生电压；电压检测部12，检测由该元件11产生的电压；存储区域13，存储通过电压检测部12检测出的电压的随时间的波形数据；运算部14，根据存储于存储区域13的波形数据运算电压变化的指标值；和判定部15，将通过运算部14运算出的指标值与参照信息比较来判定胎面部1的磨耗的发展状态。

磨耗状态感测装置10除了电压检测部12之外，也可以具有检测车辆速度或轮胎旋转速度的速度检测部16、检测轮胎内部的气压的气压检测部17或检测轮胎内部的温度的温度检测部18。此外，在磨耗状态感测装置10中，除此以外还可以适当附加输入装置或输出装置、显示器等装置。

在磨耗状态感测装置10中，存储区域13、运算部14和判定部15作为数据处理装置19发挥功能。该数据处理装置19处理从以电压检测部12为代表的检测部被输入的数据。向数据处理装置19的数据输入无论由有线或无线中哪一种实现均可。

此外，在磨耗状态感测装置10中，可以使用作为至少包括元件11和电压检测部12的模块而用于获取轮胎信息的传感器模块20。传感器模块20还可以以与元件11和电压检测部12一并适当包括气压检测部17和温度检测部18的方式搭载传感器类。

元件11为电压检测部12的构成零件，被包括于电压检测部12。元件11只要能与轮胎旋转中的胎面部1的变形量(变形能量)成比例产生电压，则没有特别限定。例如可以使用压电元件作为这样的元件11。该压电元件配置为元件直接地或间接地抵接于轮胎内表面，构成为通过该元件能感测胎面部1的变形。元件间接地抵接于轮胎内表面的意思是，例如在元件经由传感器模块20的壳体抵接于轮胎内表面或者元件被由橡胶等构成的保护层覆盖而使该元件经由保护层抵接于轮胎内表面等、元件与轮胎内表面之间隔着其他构件的情况下，也能感测胎面部1的变形。像这样，压电元件是基于轮胎旋转中的胎面部1的变形而产生电压的构造，因此噪声不易进入，能进行精密的感测。

电压检测部12为检测带电的元件11中的电位差的电位传感器。电压检测部12包括基于轮胎旋转中的胎面部1的变形而产生电压的元件11，因此与感测应变的应变传感器不同。此外，速度检测部16可以检测车辆侧的速度计的测量数据(车辆速度)，或可以使用能检测轮胎旋转速度的传感器来检测轮胎旋转速度。而且，可以使用压力传感器作为气压检测部17，使用温度传感器作为温度检测部18。

存储区域13中存储有通过电压检测部12检测出的电压的随时间的波形数据。在此，存储区域13可以由硬盘等外部存储装置、RAM(Random Access Memory：随机存储器)等内部存储装置，或它们的组合构成。图2是表示存储于存储区域13的波形数据的图。在图2中，纵轴为电压[V]，横轴为经过时间[μs]，示出了轮胎T旋转一圈的量的波形数据。在轮胎T旋转一圈期间，在轮胎T的周上的点位于接地前端时和位于接地后端时波形(电压)迎来峰值(最大值或最小值)。此外，波形数据d1是轮胎T的新品时的数据，波形数据d2是轮胎T的胎面部1的磨耗发展后的状态(磨耗后期)的数据。即当轮胎T的胎面部1的磨耗发展时，位于接地前端时和位于接地后端时的电压的峰值存在变大的倾向。需要说明的是，在图2所示的波形数据表示代表性的例子，但不限定于此。

此外，在磨耗状态感测装置10具有速度检测部16的情况下，存储区域13将通过电压检测部12检测出的电压的波形数据与通过速度检测部16检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储。即车辆速度或轮胎旋转速度与电压的波形数据建立关联并一体地被存储于存储区域13。并且，在磨耗状态感测装置10具有气压检测部17和温度检测部18的情况下，存储区域13将通过电压检测部12检测出的电压的波形数据与通过气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度一并进行存储。即气压和温度与电压的波形数据建立关联并一体地被存储于存储区域13。

运算部14根据存储于存储区域13的波形数据运算电压变化的指标值。此时，运算部14能在存储区域13中储存运算后的指标值或读取储存的指标值并执行运算。在此，可以使用波形数据中的最大值与最小值之间的振幅峰值、波形数据的面积作为电压变化的指标值。此外，运算部14能从存储区域13读取两个电压变化的指标值，计算一方的电压变化的指标值相对于另一方的电压变化的指标值的变化率。运算部14例如可以由存储器或CPU(central processing unit：中央处理器)构成。

此外，在磨耗状态感测装置10具有速度检测部16的情况下，运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围的波形数据运算电压变化的指标值。在此，规定的速度范围是指以从任意的速度[km/h]-5km/h为下限，从任意的速度+5km/h为上限的速度范围。作为任意的速度，例如可以在30km/h～60km/h的范围内设定。

并且，在磨耗状态感测装置10具有气压检测部17和温度检测部18的情况下，运算部14能基于通过气压检测部17检测出的气压和通过温度检测部18检测出的温度，校正波形数据或根据波形数据得到的指标值。此时，运算部14读取存储于存储区域13的波形数据或指标值并执行校正，将校正后的波形数据或指标值储存于存储区域13。

判定部15对通过运算部14运算出的电压变化的指标值与参照信息进行比较，判定胎面部1的磨耗的发展状态。此时，判定部15从存储区域13读取电压变化的指标值并执行判定。与电压变化的指标值比较的参照信息是用于判断为胎面部1正在磨耗的基准。作为参照信息，可以使用相对于新品时的电压变化的指标值的比率，或者可以使用预先设定的阈值。在具体例子中，设定相对于新品时的电压变化的指标值的任意的变化率[％]，或者针对特定的电压变化的指标值设定事先检证的阈值。需要说明的是，由判定部15得到的判定结果例如可以显示于设于车辆的显示器。

此外，在磨耗状态感测装置10具有速度检测部16的情况下，判定部15将通过运算部14运算出的指标值与对应于规定的速度范围的参照信息进行比较，判定胎面部1的磨耗的发展状态。

图3是表示使用了由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的感测方法的顺序的图。当感测轮胎T的胎面部1中的磨耗的发展状态时，在步骤S1中，磨耗状态感测装置10的电压检测部12检测基于轮胎T的旋转中的胎面部1的变形产生的电压。此时，存储区域13存储通过电压检测部12检测出的电压的随时间的波形数据。

并且，在步骤S1中，速度检测部16检测车辆速度或轮胎旋转速度，存储区域13将通过电压检测部12检测出的电压的波形数据与通过速度检测部16检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储。此外，气压检测部17和温度检测部18分别检测气压和温度，存储区域13将通过电压检测部12检测出的电压的波形数据与通过气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度一并进行存储。

接着，前进至步骤S2，磨耗状态感测装置10的运算部14基于通过气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度，校正电压的波形数据。此时，作为运算部14的校正作业，例如在通过气压检测部17检测出的气压比较低的情况下，轮胎整体的变化量存在增加的倾向，因此其结果是波形数据也存在整体变大的倾向。因此，运算部14以使电压的波形数据以规定的比率减少的方式进行校正。通过像这样校正运算部14，能提高胎面部1中的磨耗的发展状态的判定精度。然后，运算部14将校正后的波形数据储存于存储区域13。需要说明的是，轮胎内部的气压与轮胎内部的温度相应地变动，因此通过温度检测部18检测出的温度能用于对气压的校正。

接着，前进至步骤S3，磨耗状态感测装置10的运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围中的波形数据运算电压变化的指标值。此时，运算部14可以计算波形数据中的最大值与最小值之间的振幅峰值作为电压变化的指标值(参照图4的(a))，也可以计算波形数据的面积作为电压变化的指标值(参照图4的(b))。更具体而言，运算部14如图4的(a)所示计算波形数据d1的振幅峰值P1[V]，或者如图4的(b)所示计算波形数据d1的面积(图示的斜线部的面积)。然后，运算部14将运算后的指标值储存于存储区域13。需要说明的是，通过运算部14计算出的振幅峰值P1表示轮胎T的新品时的值。

接着，前进至步骤S4，磨耗状态感测装置10的判定部15将通过运算部14运算出的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部1的磨耗的发展状态。例如将电压变化的指标值设为振幅峰值，将比较的参照信息设为相对于新品时的振幅峰值的变化率，在将该变化率设定为150％的情况下，判定部15对基于通过运算部14运算出的振幅峰值的变化率与上述预先设定的变化率(150％)进行比较并判定大小关系，在超过上述预先设定的变化率时导出满足判定基准这样的结论。在像这样做并满足判定基准的情况下结束判定作业。另一方面，在不满足判定基准的情况下返回步骤S1。

需要说明的是，在图3的实施方式中，表示了在步骤S2中进行由运算部14实现的校正，在步骤S3中进行了由运算部14实现的运算的例子，但没有特别限定，可以替换校正与运算的顺序。即也可以在步骤S2中进行由运算部14实现的运算，在步骤S3中进行由运算部14实现的校正。在该情况下，运算部14在步骤2中根据存储于存储区域13的波形数据运算电压变化的指标值，在步骤3中校正根据波形数据得到的指标值(运算后的指标值)。

在上述的磨耗状态感测装置10中，具备：元件11，基于轮胎旋转中的胎面部1的变形产生电压；电压检测部12，检测通过元件11产生的电压；存储区域13，存储通过电压检测部12检测出的电压的随时间的波形数据；运算部14，根据存储于存储区域13的波形数据运算电压变化的指标值；和判定部15，将通过运算部14运算出的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部1的磨耗的发展状态，因此能正确地感测胎面部1中的磨耗的发展状态。

图5是表示使用了由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置的感测方法的顺序的变形例的图。在图5中，磨耗状态感测装置10的判定部15执行至少两次判定作业，基于这些判定作业的结果最终判定胎面部1的磨耗的发展状态。图5所示的顺序与图3所示的顺序至步骤S4为止相同。在步骤S4之后前进至步骤S5，电压检测部12检测由元件11产生的电压。接着，前进至步骤S6，运算部14基于通过气压检测部17和温度检测部18检测出的气压和温度校正波形数据。然后，运算部14将校正后的波形数据储存于存储区域13。接着，前进至步骤S7，运算部14根据存储于存储区域13的规定的速度范围中的波形数据运算电压变化的指标值。然后，运算部14将运算后的指标值储存于存储区域13。接着，前进至步骤S8，判定部15执行第二次判定作业。此时，在满足任意判定基准的情况下结束判定作业。另一方面，在不满足判定基准的情况下返回步骤S5。在此，判定部15当执行第二次判定作业时，可以在同一日执行第一次判定作业(步骤S1～S4)和第二次判定作业(步骤S5～S8)，或者可以在不同日执行第一次判定作业和第二次判定作业。

通过像上述这样，判定部15执行至少两次判定作业，能抑制最终的判定结果中的突发性的错误的产生，能提高胎面部1中的磨耗的发展状态的判定精度。

需要说明的是，在图5的实施方式中，表示了将由判定部15实现的判定次数设为两次的例子，但没有特别限定，只要是多次，则可以设定为任意次数。此外，在图5的实施方式中，表示了在步骤S8中不满足判定基准的情况下返回步骤S5的例子，但也可以构成为在步骤S8中不满足判定基准的情况下返回步骤S1。

图6是表示通过由本发明的实施方式构成的磨耗状态感测装置10判定的充气轮胎(轮胎T)的图。图7～图9是表示装配于轮胎T的传感器模块20或容纳体30的图。需要说明的是，在图7和图9中，箭头Tc示出了轮胎周向，箭头Tw示出了轮胎宽度方向。

如图6所示，轮胎T具备：胎面部1，沿轮胎周向延伸并形成环状；一对侧壁部2、2，配置于该胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3、3，配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧。

在一对胎圈部3、3间装架有胎体层4。该胎体层4包括沿轮胎径向延伸的多根增强帘线，绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有剖面为三角形的由橡胶组合物构成的胎边芯6。而且，在轮胎内表面Ts中的一对胎圈部3、3之间的区域中配置有内衬层9。该内衬层9形成轮胎内表面Ts。

另一方面，在胎面部1中的胎体层4的外周侧埋设有多层带束层7。这些带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多根增强帘线，且增强帘线在层间配置为相互交叉。在带束层7中，增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定在10°～40°的范围内。作为带束层7的增强帘线，优选使用钢帘线。在带束层7的外周侧，以提高高速耐久性为目的，配置有至少一层带罩层8，该带罩层8由加强帘线相对于轮胎周向以例如5°以下的角度排列而成。作为带束覆盖层8的增强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。

需要说明的是，上述的轮胎内部构造是表示充气轮胎中的代表性例子的构造，但不限定于此。

在对应于轮胎T的轮胎内表面Ts的胎面部1的区域中，至少固定有一个橡胶制的容纳体30。在容纳体30中插入有传感器模块20。容纳体30具有供传感器模块20插入的开口部31，并通过粘接层32与轮胎内表面Ts接合。传感器模块20构成为自由地容纳于容纳体30，因此能在传感器模块20更换时、故障时等适当更换。此外，容纳体30为橡胶制，由此在使传感器模块20从开口部31进出时该容纳体30能伸缩，因此为优选。

作为容纳体30的材料的示例，可以例举出氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、天然橡胶(NR)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等，可以单独使用或使用混合两种以上的混合物。这些材料对构成轮胎内表面Ts的丁基橡胶具有优异的粘合性，因此在容纳体30由上述材料构成的情况下，能确保容纳体30与轮胎内表面Ts之间的充足的粘合性。

如图9所示，传感器模块20包括壳体21和电子部件22。壳体21具有中空结构，在其内部容纳电子部件22。电子零件22可以构成为适当包括用于获取轮胎T中的上述的电压或速度、气压以及温度等轮胎信息的传感器23，并且适当包括发送器、接收器、控制电路以及电池等。作为传感器23，例如可以使用压电传感器(元件11和电压检测部12)，并且可以使用速度传感器(速度检测部16)、压力传感器(气压检测部17)或温度传感器(温度检测部18)。特别是，压电传感器中包括基于轮胎旋转中的胎面部1的变形产生电压的元件11。该压电传感器与压电型的加速度传感器不同。除了上述的各种传感器之外，也可以使用加速度传感器、磁传感器。此外，传感器模块20构成为能将通过传感器23获取到的轮胎信息发送至存储区域13。并且，为了容易把持传感器模块20，可以设置从壳体21突出的提纽部24，可以在该提纽部24承载天线的功能。需要说明的是，图9所示的传感器模块20的内部构造表示传感器模块的一个例子，但不限定于此。

容纳体30通过粘接层32结合于轮胎内表面Ts。容纳体30具有接合于轮胎内表面Ts的板状的基部33、从基部33突出的圆筒状的筒部34以及形成于筒部34内的容纳部35。该容纳部35与圆形的开口部31连通。像这样，容纳部35具有以基部33为底面且以开口部31为上表面的大致四边形的截面形状。容纳部35中容纳有上表面形成为锥形的圆柱状的传感器模块20。需要说明的是，基部33、筒部34以及容纳部35的形状没有特别限定，可以根据插入容纳体30的传感器模块20的形状适当改变。

粘接层32没有特别限定，只要能粘接橡胶组成物即可。例如可以举例示出粘接剂或胶带、自然硫化的(在常温下可硫化的)硫化粘接剂以及用于充气轮胎刺穿的情况的应急处置的刺穿修理剂。特别的是，优选使用硫化粘接剂作为粘接层32，无需进行使用胶带等固定容纳体的情况下所需的底漆处理，能提高生产性。需要说明的是，底漆处理(底涂处理)是为了提高对轮胎内表面的粘接性而预先实施的。

在上述的充气轮胎中，在轮胎内表面Ts具备用于插入传感器模块20的至少一个橡胶制的容纳体30，容纳体30具有通过粘接层32与轮胎内表面Ts接合的板状的基部33、从基部33突出的筒部34、形成于筒部34内的容纳部35以及连通于容纳部35的开口部31，因此将传感器模块20插入容纳体30时的作业容易，并且能通过容纳体30的紧固来可靠地保持传感器模块20，防止传感器模块20的脱落。

优选的是，在上述充气轮胎中，容纳体30通过粘接层32与轮胎内表面Ts结合，作为轮胎内表面Ts的粗糙度，算术平均高度Sa为0.3μm～15.0μm的范围，并且最大高度Sz为2.5μm～60.0μm的范围。像这样，通过适当设定算术平均高度Sa和最大高度Sz作为轮胎内表面Ts的粗糙度，能增大轮胎内表面Ts与粘接层32的粘接面积，能有效地改善轮胎内表面Ts与容纳体30之间的粘接性。若算术平均高度Sa超过15.0μm，并且最大高度Sz超过60.0μm，则粘接层32无法追随轮胎内表面Ts的凹凸，粘接性存在降低的倾向。需要说明的是，算术平均高度Sa和最大高度Sz为依据ISO25178测量的值，可使用市售的表面性状测量仪(例如形状分析激光显微镜、3D形状测量仪)测量。测量方法可以是接触式和非接触式中任意一种。

在图6和图8中，容纳体30配置于比接地端靠轮胎宽度方向内侧。插入容纳体30中的传感器模块20内的传感器23能正确地获取轮胎信息。

在上述充气轮胎中，容纳体30设定为以下这样的尺寸为好。优选的是，容纳体30的开口部31的宽度Lc1与容纳体30的底面的内部宽度Lc2之间满足Lc1<Lc2的关系。像这样，通过使容纳体30的开口部31的宽度Lc1比容器30的底面的内部宽度Lc2窄，能增强容纳体30的上表面侧的约束力，能有效地防止插入容纳体30的传感器模块20的脱落。由此，能兼顾插入传感器模块20时的作业性和容纳体30的保持性。需要说明的是，容纳体30中的开口部31的宽度Lc1和底面的内部宽度Lc2均为传感器模块20未插入容纳体30中的状态下测量的宽度。

此外，优选的是，容纳体30的平均厚度为0.5mm～5.0mm。像这样，通过适当设定容纳体30的平均厚度，能平衡性良好地改善插入传感器模块20时的作业性、容纳体30的保持性以及容纳体30的耐断裂性。在此，若容纳体30的平均厚度变得比0.5mm薄，则插入传感器模块20时容纳体30变得容易断裂，若容纳体30的平均厚度变得比5.0mm厚，则容纳体30的刚性变得过大，无法容易地插入传感器模块20。需要说明的是，容纳体30的平均厚度是测量了构成容纳体30的橡胶的厚度。

特别理想的是，容纳体30与传感器模块20之间满足以下的尺寸关系。优选的是，容纳体30的开口部31的宽度Lc1与插入容纳体30的传感器模块20的最大宽度Lsm之间满足0.10≤Lc1/Lsm≤0.95的关系，更优选的是，满足0.15≤Lc1/Lsm≤0.80的关系，最优选的是，满足0.15≤Lc1/Lsm≤0.65的关系。像这样，通过适当设定容纳体30的开口部31的宽度Lc1与传感器模块20的最大宽度Lsm之比，能有效地防止传感器模块20的脱落，能改善插入传感器模块20时的作业性和容纳体30的保持性。需要说明的是，在图9的传感器模块20中，最大宽度Lsm相当于下表面的宽度Ls2。

此外，优选的是，容纳体30的开口部31的宽度Lc1、容纳体30的底面的内部宽度Lc2、传感器模块20的上表面的宽度Ls1以及传感器模块20的下表面的宽度Ls2之间满足Lc1<Ls1≤Ls2≤Lc2的关系。并且，更优选的是，传感器模块20的上表面形成为锥形，满足Ls1<Ls2的关系。像这样，通过适当设定容纳体30和传感器模块20的各宽度，能有效地防止传感器模块20的脱落。此外，在传感器模块20中，可以采用从其上表面朝向下表面直径逐渐变小的形态。在该情况下，优选的是，满足Ls2<Ls1且Ls2≤Lc2且Lc1<Ls1的关系。

并且，优选的是，插入有传感器模块20的状态下的容纳体30的高度Hc与传感器模块20的高度(最大高度)Hs之比为0.5～1.5的范围，更优选的是，为0.6～1.3的范围，最优选的是，为0.7～1.0的范围。像这样，通过适当设定容纳体30的高度Hc与传感器模块20的高度Hs之比，能有效地防止传感器模块20的脱落。需要说明的是，传感器模块20的高度Hs在传感器模块20设有提纽部24的情况下，是包含提纽部24的高度(参照图9)。此外，容纳体30的高度Hc不包含基部33的高度，而是筒部34的高度(参照图9)。

在上述充气轮胎中，构成容纳体30的橡胶具有以下的物理性质为好。优选的是，断裂伸长率EB为50％～900％，300％伸长率时的模量(M300)为2MPa～15MPa。像这样，通过适当设定断裂伸长率EB和模量(M300)，能平衡性良好地改善插入传感器模块20时的作业性、容纳体30的保持性、容纳体30的耐断裂性。

实施例

制作了如下的实施例1～6的轮胎：轮胎尺寸275/40R21，具备：元件，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电压；电压检测部，检测由该元件产生的电压；存储区域，存储通过电压检测部检测到的电压的随时间的波形数据；运算部，根据存储于存储区域的波形数据运算电压变化的指标值；和判定部，将通过运算部运算出的指标值与参照信息进行比较来判定胎面部的磨耗的发展状态，包括元件和电压检测部的传感器模块通过容纳传感器模块的容纳体固定于轮胎内表面，容纳体具有供传感器模块插入的开口部，开口部的宽度Lc1与传感器模块的最大宽度Lsm之比(Lc1/Lsm)像表1那样设定。

对于这些试验轮胎，通过以下试验方法来评价磨耗感测性能、插入传感器模块时的作业性以及耐久性，其结果合并示于表1中。

磨耗感测性能：

对于各试验轮胎，通过磨耗状态感测装置判定了胎面部的磨耗的发展状态。例如在实施例1的轮胎中，得到了如图10所示的波形数据。如图所示，从新品时A至磨耗后期D，随着胎面部的磨耗发展(各时点中的槽深度相对于新品时的槽深度的比率变低)，能确认到各时点的波形数据的振幅峰值逐渐增加。即波形数据的振幅峰值作为电压变化的指标值是有用的，在电压与槽深度之间确认到相关性。针对实施例2～6，在电压与槽深度之间存在相关性的情况下，在表1中以“良好”来表示。

插入传感器模块时的作业性：

针对各试验轮胎，测量了将传感器模块插入设于轮胎内表面的容纳体的作业的所需时间。评价结果使用测量值的倒数，以将实施例1设为100的指数来表示。该指数值越大意味着传感器模块的插入作业越容易。

耐久性：

将各试验轮胎分别组装到轮辋尺寸为21×9.5J的车轮上，并在120kPa的气压、最大负载负载的102％、81km的行驶速度、10000km的行驶距离的条件下使用鼓式测试仪进行行驶试验之后，目视确认了容纳体的破损或传感器模块的脱落。评价结果表示了是否存在容纳体的破损和传感器模块是否脱落。

[表1]

像根据该表1判断的那样，实施例1～6的磨耗状态感测装置的磨耗感测性能均为良好。实施例2～6的充气轮胎与实施例1相比，改善了插入传感器模块时的作业性。实施例3～5的充气轮胎不存在容纳体的破损和传感器模块的脱落。

符号说明

1胎面部

2侧壁部

3胎圈部

10磨耗状态感测装置

11元件

12电压检测部

13存储区域

14运算部

15判定部

16速度检测部

17气压检测部

18温度检测部

20传感器模块

30容纳体

Ts轮胎内表面

CL轮胎中心线

Claims (15)

1.一种磨耗状态感测装置，其特征在于，所述磨耗状态感测装置具备：元件，基于轮胎旋转中的胎面部的变形产生电压；电压检测部，检测由该元件产生的电压；存储区域，存储通过该电压检测部检测出的电压的随时间的波形数据；运算部，根据存储于该存储区域的所述波形数据来运算电压变化的指标值；和判定部，将通过该运算部运算出的指标值与参照信息进行比较来判定所述胎面部的磨耗的发展状态。

2.根据权利要求1所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述磨耗状态感测装置具有检测车辆速度或轮胎旋转速度的速度检测部，所述存储区域将通过所述电压检测部检测出的电压的随时间的波形数据与通过该速度检测部检测出的车辆速度或轮胎旋转速度一并进行存储，所述运算部根据存储于所述存储区域的规定的速度范围中的所述波形数据运算电压变化的指标值，所述判定部将通过所述运算部运算出的指标值与对应于所述规定的速度范围的参照信息进行比较来判定所述胎面部的磨耗的发展状态。

3.根据权利要求1或2所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述磨耗状态感测装置具有检测轮胎内部的气压的气压检测部，所述运算部基于通过该气压检测部检测出的气压校正所述波形数据或根据所述波形数据得到的指标值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述运算部计算所述波形数据中的最大值与最小值之间的振幅峰值作为所述电压变化的指标值。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述判定部至少执行两次判定作业，基于这些判定作业的结果最终判定所述胎面部的磨耗的发展状态。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述磨耗状态感测装置至少包括所述元件和所述电压检测部的传感器模块通过供该传感器模块插入的容纳体固定于轮胎内表面。

7.根据权利要求6所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述容纳体与所述轮胎内表面通过粘接层而被接合，作为所述轮胎内表面的粗糙度，算术平均高度Sa为0.3μm～15.0μm的范围，并且最大高度Sz为2.5μm～60.0μm的范围。

8.根据权利要求6或7所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述容纳体的开口部的宽度Lc1与所述容纳体的底面的内部宽度Lc2之间满足Lc1<Lc2的关系。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述容纳体的开口部的宽度Lc1与所述传感器模块的最大宽度Lsm的关系满足0.10≤Lc1/Lsm≤0.95。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述容纳体的开口部的宽度Lc1、所述容纳体的底面的内部宽度Lc2、所述传感器模块的上表面的宽度Ls1以及所述传感器模块的下表面的宽度Ls2之间满足Lc1<Ls1≤Ls2≤Lc2的关系。

11.根据权利要求6～10中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述容纳体的平均厚度为0.5mm～5.0mm。

12.根据权利要求6～11中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述磨耗状态感测装置插入有所述传感器模块的状态下的所述容纳体的高度Hc与该传感器模块的高度Hs之比为0.5～1.5的范围。

13.根据权利要求6～12中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述磨耗状态感测装置构成所述容纳体的橡胶的断裂伸长率EB为50％～900％，构成所述容纳体的橡胶的300％伸长率时的模量为2MPa～15MPa。

14.根据权利要求6～13中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述容纳体配置于比接地端靠轮胎宽度方向内侧。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的磨耗状态感测装置，其特征在于，所述元件为压电元件。

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