DE112019004239B4

DE112019004239B4 - Luftreifen, Luftreifenanordnung und Stromversorgungssystem

Info

Publication number: DE112019004239B4
Application number: DE112019004239.4T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tanno
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2039-08-16
Also published as: JP2020029235A; CN112351897A; CN112351897B; DE112019004239T5; US11890899B2; JP6769462B2; WO2020040030A1; US20210245555A1

Abstract

Luftreifen (10), umfassend eine Empfangsspule (18), die konfiguriert ist, um durch Empfangen eines Wechselstrommagnetfelds von einer Außenseite des Luftreifens (10) Strom zu erzeugen,wobei der Luftreifen (10) umfasst:ein Paar Wulstkerne (12), die jeweils in einer Ringform eines aus Stahl hergestellten Wulstcordfadens ausgebildet sind;eine Karkassenlagenschicht (14), die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht (14) um jeden der Wulstkerne (12) gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen;eine Gürtelschicht (16), die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht (14) in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Gürtelkordfaden aus Stahl ausgebildet ist; undwobei die Empfangsspule (18) in einer planaren Form ausgebildet und in einem Reifenhohlraumbereich (C) des Luftreifens (10) bereitgestellt ist,wobei die Empfangsspule (18) einen Empfangsbereich umfasst, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um einWechselstrommagnetfeld zu empfangen, das durch dieKarkassenlagenschicht (14) übertragen wird, wobei die Empfangsspule (18) konfiguriert ist, um durch Empfangen des Wechselstrommagnetfelds ein Wechselstromsignal zu erzeugen,wobei, wenn die Empfangsspule (18) von einer Seite inReifenbreitenrichtung betrachtet wird, eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule (18) in einem Bereich entlang der Reifenradialrichtung bereitgestellt ist, der zwischen einem ersten Abschnitt (X1), der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt (X2), der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht (16) in Reifenradialrichtung befindet, angeordnet ist, und die Oberfläche des Empfangsbereichs der Reifenbreitenrichtung zugewandt ist, undwenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule (18) eine Länge D1 ist, ist ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt eines der Wulstkerne zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ein Abstand L1, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht (16) zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ist ein Abstand L2, wobei die Empfangsspule (18) entfernt von dem Wulstkern (12) und der Gürtelschicht (16) angeordnet ist, und der Abstand L1 und der Abstand L2 größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1 sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, eine Luftreifenanordnung und ein Stromversorgungssystem, das ein in einem Luftreifen bereitgestelltes Element mit Strom versorgt.
Stand der Technik
Es wurde eine Technologie zum Integrieren eines Elements, wie eines Sensors, in einen Luftreifen und zum Überwachen eines Zustands des Luftreifens vorgeschlagen. Zum Beispiel gibt es zum Überwachen des Luftdrucks eines Luftreifens ein Innendruckwarnsystem, bei dem ein Innendrucksensor und eine Übertragungsvorrichtung in einem Reifenhohlraumbereich bereitgestellt sind und Überwachungsergebnisse des Innendrucks durch den Innendrucksensor drahtlos von der Übertragungsvorrichtung zu einer Empfangsvorrichtung in einer Fahrzeugseite übertragen werden, oder ein Reifenverformungsverhalten-Messsystem, bei dem ein Beschleunigungssensor in einer Innenumfangsoberflächenseite eines Laufflächenabschnitts in einem Reifenhohlraumbereich bereitgestellt ist, und Überwachungsergebnisse des Verformungsverhaltens des Laufflächenabschnitts während des Rollens eines Reifens durch den Beschleunigungssensor drahtlos von einer im Reifenhohlraumbereich bereitgestellten Übertragungsvorrichtung zu einer Empfangsvorrichtung in einer Fahrzeugseite oder dergleichen übertragen werden.
Zum Antreiben eines solchen Sensors und einer Übertragungsvorrichtung wird Strom benötigt, die beispielsweise aus einer in der Übertragungsvorrichtung eingebauten Batterie zugeführt wird. Da jedoch der von der Batterie zugeführte Strom begrenzt ist, können der Sensor und die Übertragungsvorrichtung nicht halbpermanent angetrieben werden, und eine komplizierte Abwicklung des Demontierens eines an einem Rad montierten Luftreifens von dem Rad und des Ersetzens einer verbrauchten Batterie in einem Reifenhohlraumbereich wird erforderlich.
Im Gegensatz dazu ist aus JP 2000-255229 A eine Technologie zum Bereitstellen eines Reifens bekannt, die eine eingebaute elektrische Schaltung einschließt und die eine stabile Stromversorgung für die elektrische Schaltung und eine Stromversorgungsstruktur für den Reifen bereitstellen kann. In der vorstehend beschriebenen Technologie sind die elektrische Schaltung, die Strom empfängt um angetrieben zu werden, und eine Sekundärspule, die mit der elektrischen Schaltung verbunden ist, in dem Reifen für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, und ein Wechselrichter, der mit einer Stromversorgung eines Fahrzeugs verbunden ist, und eine Primärspule, die in einem Abschnitt gegenüber dem Reifen eines Fahrzeughauptkörpers angeordnet ist und die durch den Wechselrichter mit Strom versorgt wird, in dem Fahrzeughauptkörper des Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
US 2002/0088517 A1 offenbart einen Reifen mit einem Transponder und einem Sensor zum Erfassen des Reifeninnendrucks. Beide sind Bestandteile einer Datenübertragungs-Empfangseinheit, die mit Hilfe der Energie einer empfangenen elektromagnetischen Welle arbeitet.
US 2010/0108211 A1 offenbart eine Baugruppe aufweisend einen Reifen und eine RFID-Tag Packung. Die RFID-Tag Packung umfasst ein Trägerstubstrat, welches eine Aufnahmefläche für einen Die hat, und eine oder mehrere Verbindungslaschen, die an der Die-Aufnahmefläche montiert sind. Die RFID-Tag Packung enthält außerdem eine Dipolantenne oder eine andere Antennenkonfiguration, die aus ersten und zweiten Antennenelementen besteht, deren nach innen gerichtete Enden mit jeweiligen ersten und zweiten Verbindungslaschen auf der Die-Aufnahmefläche und äußeren Antennensegmenten verbunden sind, die sich vom Trägersubstrat nach außen erstrecken.
JP 2015-180 126 A offenbart einen Luftreifen mit einem Stromgenerator, welcher an einer Innenwand des Luftreifens angeordnet ist. Der Stromgenerator ist konfiguriert, um aus Vibrationen des Reifens einen elektrischen Strom für einen Drucksensor zu generieren, der im Inneren des Luftreifens angeordnet ist.
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
In der vorstehend beschriebenen Technologie ist eine Mehrzahl der Sekundärspulen, die im Reifenhohlraumbereich bereitgestellt sind, aneinander angrenzend in einem gesamten Umfang einer Innenumfangsoberfläche einer Seitenwand des Reifens eingebettet (5 von JP 2000-255229 A ).
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei einer solchen Platzierung der Sekundärspulen die Übertragungseffizienz gering ist und die Übertragungsvorrichtung und der Sensor nicht ausreichend mit Strom versorgt werden können.
Um die Übertragungseffizienz zu erhöhen, wird in einem Fall, in dem Strom drahtlos unter Verwendung eines Magnetfelds zugeführt wird, eine Sekundärspule (Empfangsspule) vorzugsweise unter Berücksichtigung der Platzierung eines Stahlmaterials, das in einem Luftreifen verwendet wird, angeordnet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Luftreifens, einer Luftreifenanordnung und eines Stromversorgungssystems, das auf den Luftreifen angewendet wird, einschließlich einer Empfangsspule, die eine Stromversorgung mit höherer Übertragungseffizienz als im Stand der Technik, beim Zuführen von Strom an ein im Luftreifen bereitgestelltes Element, bereitstellen kann.
Lösung des Problems
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Luftreifen, der eine Empfangsspule einschließt, die konfiguriert ist, um durch Empfangen eines Wechselstrommagnetfelds von einer Außenseite des Luftreifens Strom zu erzeugen. Der Luftreifen schließt ein Paar Wulstkerne, die jeweils in einer Ringform eines aus Stahl hergestellten Wulstcordfadens ausgebildet sind, eine Karkassenlagenschicht, die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht um jeden der Wulstkerne gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen, eine Gürtelschicht, die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Gürtelkordfaden aus Stahl ausgebildet ist, und eine Empfangsspule ein, die in einer planaren Form ausgebildet und in einem Reifenhohlraumbereich des Luftreifens bereitgestellt ist, wobei die Empfangsspule einen Empfangsbereich einschließt, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um ein Wechselstrommagnetfeld zu empfangen, das durch die Karkassenlagenschicht übertragen wird, wobei die Empfangsspule konfiguriert ist, durch Empfangen des Wechselstrommagnetfelds ein Wechselstromsignal zu erzeugen. Wird die Empfangsspule von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet, ist eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule in einem Bereich enlang der Reifenradialrichtung bereitgestellt, der sich zwischen einem ersten Abschnitt, der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt befindet, der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht in Reifenradialrichtung befindet, und die Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule eine Länge D1 ist, ist ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule zu einem nächsten Abschnitt eines der Wulstkerne zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule ein Abstand L1, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule ist ein Abstand L2, wobei die Empfangsspule von dem Wulstkern und der Gürtelschicht entfernt angeordnet ist, und wobei der Abstand L1 und der Abstand L2 größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1 sind.
Wenn vorzugsweise ein Abstand entlang der Reifenradialrichtung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Abstand L3 ist, beträgt die Länge D1 30 % oder mehr des Abstands L3.
Wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs der Empfangsspule entlang einer Reifenumfangsrichtung eine Länge D2 ist, ist die Länge D2 vorzugsweise größer als die Länge D1.
Wenn ein Reifenbereich, bei Betrachtung des Luftreifens aus der Reifenradialrichtung, in vier Bereiche in Reifenbreitenrichtung unterteilt ist, befindet sich vorzugsweise eine Platzierungsposition der Empfangsspule in einem äußersten unterteilten Bereich auf einer Seite in Reifenbreitenrichtung.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl der Empfangsspulen jeweils an einer Mehrzahl von Stellen in Reifenumfangsrichtung angeordnet und in Reifenumfangsrichtung voneinander getrennt und in einem gesamten Umfang in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet, und ein Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen ist kleiner als die Länge D1.
Vorzugsweise ist die Empfangsspule ein Element, bei dem eine Signalleitung in einer Spiralform in einer Oberfläche eines flexiblen Substrats ausgebildet ist, und das flexible Substrat ist in einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens oder im Reifenhohlraumbereich bereitgestellt.
Vorzugsweise ist das flexible Substrat, das in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt werden soll, ein gekrümmtes Substrat, das entsprechend einer Form der Reifeninnenumfangsoberfläche ausgebildet ist, und die Signalleitung ist in dem gekrümmten Substrat ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Empfangsspule in einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens bereitgestellt, und ein Bereich entlang der Reifenradialrichtung eines Abschnitts der Empfangsspule, der an der Reifeninnenumfangsoberfläche der Empfangsspule befestigt ist, überlappt sich nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung eines zurückgefalteten Endes eines Abschnitts der Karkassenlagenschicht, in dem die Karkassenlagenschicht um den Wulstkern zurückgefaltet ist.
Vorzugsweise wird die Empfangsspule über ein Grundmaterial bereitgestellt, das an einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens befestigt ist, und ein Bereich entlang der Reifenradialrichtung eines Abschnitts des Grundmaterials, der an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt ist, ist von dem Empfangsbereich der Empfangsspule getrennt, und ist nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung eines zurückgefalteten Endes eines Abschnitts, in dem die Karkassenlagenschicht um den Wulstkern zurückgefaltet ist, überlappt.
Vorzugsweise ist die Empfangsspule in Gewebe bereitgestellt. Kettfaden und Schussfaden eines Abschnitts des Gewebes sind aus leitfähigem Faden ausgebildet und die Signalleitung der Empfangsspule ist mit dem leitfähigen Faden ausgebildet.
Vorzugsweise ist ein schallabsorbierendes Glied im Reifenhohlraumbereich des Luftreifens bereitgestellt, und die Empfangsspule ist in einer Seitenfläche oder innerhalb des schallabsorbierenden Glieds bereitgestellt.
Vorzugsweise beträgt die Länge D1 10 bis 50 % einer Reifenquerschnittshöhe SH des Luftreifens.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Luftreifenanordnung eines Luftreifens, der an einem Rad montiert ist, wobei die Luftreifenanordnung ein Element einschließt, das konfiguriert ist, um durch Empfangen eines Wechselstrommagnetfelds von einer Außenseite des Luftreifens Strom zu empfangen.
Der Luftreifen schließt ein Paar Wulstkerne, die jeweils in einer Ringform eines aus Stahl hergestellten Wulstcordfadens ausgebildet sind, eine Karkassenlagenschicht, die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht um jeden der Wulstkerne gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen, und eine Gürtelschicht ein, die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Gürtelcordfaden aus Stahl ausgebildet ist. Das Rad schließt eine Empfangsspule ein, die in einer planaren Form ausgebildet und bereitgestellt ist, um an einer Radoberfläche befestigt zu werden, die einem Reifenhohlraumbereich des Luftreifens zugewandt ist, wobei die Empfangsspule einen Empfangsbereich einschließt, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um ein Wechselstrommagnetfeld zu empfangen, das durch die Karkassenlagenschicht übertragen wird, wobei die Empfangsspule konfiguriert ist, um ein Wechselstromsignal zu erzeugen.
Der Luftreifen oder das Rad schließt ein Element ein, das an der dem Reifenhohlraumbereich zugewandten Radoberfläche oder an einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens befestigt ist, wobei das Element konfiguriert ist, um aus dem Wechselstromsignal umgewandelten Strom zu empfangen und durch den Strom angetrieben zu werden.
Wird die Empfangsspule von einer Seite in einer Reifenbreitenrichtung betrachtet, ist eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule in einem Bereich entlang der Reifenradialrichtung bereitgestellt, der sich zwischen einem ersten Abschnitt, der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt befindet, der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht in Reifenradialrichtung befindet, und die Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule eine Länge D1 ist, ist ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule zu einem nächsten Abschnitt jedes der Wulstkerne zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule ein Abstand L1, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule ist ein Abstand L2, wobei die Empfangsspule entfernt von dem Wulstkern und der Gürtelschicht angeordnet ist, und wobei der Abstand L1 und der Abstand L2 sind größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1.
Noch ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Stromversorgungssystem, das konfiguriert ist, um drahtlos Strom von einer Übertragungseinheit zu einer Empfangseinheit, die in einem Luftreifen bereitgestellt ist, zu übertragen und Strom zu einem Element, das in der Empfangseinheit bereitgestellt ist, zuzuführen.
Die Übertragungseinheit schließt eine Übertragungsspule ein, die in einem Basisabschnitt bereitgestellt ist, der in Bezug auf den Luftreifen nicht drehbar ist, wobei die Übertragungsspule einen Übertragungsbereich einschließt, der konfiguriert ist, um ein Wechselstrommagnetfeld zu erzeugen und zu übertragen. Der Luftreifen schließt ein Paar Wulstkerne, die jeweils in einer Ringform aus einem Stahlwulstcordfaden ausgebildet sind,
eine Karkassenlagenschicht, die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht um jeden der Wulstkerne gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen, und eine Gürtelschicht ein, die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Stahlgürtelcordfaden ausgebildet ist.
Die Empfangseinheit ist in dem Luftreifen bereitgestellt. Die Empfangseinheit schließt eine Empfangsspule, die in einer planaren Form ausgebildet und in einem Reifenhohlraumbereich des Luftreifens bereitgestellt ist, wobei die Empfangsspule einen Empfangsbereich einschließt, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um das durch die Karkassenlagenschicht übertragene Wechselstrommagnetfeld zu empfangen, wobei die Empfangsspule konfiguriert ist, um ein Wechselstromsignal durch Empfangen des Wechselstrommagnetfelds zu erzeugen, und ein Element ein, das konfiguriert ist, um aus dem Wechselstromsignal umgewandelten Strom zu empfangen und durch den Strom angetrieben zu werden.
Wird die Empfangsspule von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet, ist eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule in einem Bereich in Reifenradialrichtung bereitgestellt, der sich zwischen einem ersten Abschnitt, der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt befindet, der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht in Reifenradialrichtung befindet, und die Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule eine Länge D1 ist, ist ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule zu einem nächsten Abschnitt eines der Wulstkerne zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule ein Abstand L1, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule ist ein Abstand L2, wobei die Empfangsspule entfernt von dem Wulstkern und der Gürtelschicht angeordnet ist, und wobei der Abstand L1 und der Abstand L2 größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1 sind.
Wenn vorzugsweise eine Länge einer Abmessung entlang der Reifenradialrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule eine Länge D3 ist, ist die Länge D3 größer als die Länge D1.
Wenn vorzugsweise eine Länge einer Abmessung entlang der Reifenumfangsrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule eine Länge D4 ist und eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenumfangsrichtung der Empfangsspule eine Länge D2 ist, ist die Länge D4 kleiner als die Länge D2.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl der Empfangsspulen jeweils an einer Mehrzahl von Stellen in Reifenumfangsrichtung so angeordnet, dass sie in Reifenumfangsrichtung voneinander getrennt und in einem gesamten Umfang in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, und ein Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen ist kleiner als die Länge D4 der Abmessung entlang der Reifenumfangsrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule.
Vorzugsweise beträgt ein Verhältnis d/SH eines Trennabstands d zwischen dem Übertragungsbereich der Übertragungsspule und dem Luftreifen zu einer Reifenquerschnittshöhe SH des Luftreifens 0,05 oder mehr und 0,6 oder weniger.
Wenn vorzugsweise eine Höhe einer Position der Übertragungsspule von einem Boden, mit dem der Luftreifen in Kontakt kommt, eine Höhe H ist und ein maximaler Außendurchmesser des Luftreifens ein maximaler Außendurchmesser Dmax ist, erfüllen ein Verhältnis (H/Dmax) der Höhe H zum maximalen Außendurchmesser Dmax und ein Querschnittsverhältnis α [%] des Luftreifens die folgende Formel (1), $\begin{array}{l} - 7, 707 \cdot {(α / 100)}^{3} + 12, 17 \cdot {(α / 100)}^{2} - 4, 875 \cdot (α / 100) + 0, 642 < H / Dmax \\ <1, wobei α 30 oder gr \ddot{o} ßer und weniger als 75 ist, \end{array}$
$0, 067 < H / Dmax < 1, wobei α kleiner als 30 ist, und$
$0, 580 < H / Dmax < 1, wobei α 75 oder gr \ddot{o} ßer ist .$
Vorzugsweise stimmt eine Resonanzfrequenz an einer Schaltung der Übertragungseinheit mit einer Resonanzfrequenz an einer Schaltung der Empfangseinheit überein.
Vorzugsweise erfolgt die drahtlose Stromübertragung von der Übertragungseinheit zur Empfangseinheit durch ein
Magnetfeldresonanzverfahren .
Vorzugsweise ist die Übertragungsspule an einer Position gegenüber einem Seitenabschnitt des Luftreifens in einem ungefederten Bereich einer Aufhängung eines Fahrzeugs, an dem der Luftreifen montierbar ist, bereitgestellt.
Außerdem ist die einzelne Übertragungsspule vorzugsweise pro Luftreifen bereitgestellt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem vorstehend beschriebenem Luftreifen, der vorstehend beschriebenen Luftreifenanordnung und dem vorstehend beschriebenem Stromversorgungssystem kann bei der Stromversorgung eines im Luftreifen bereitgestellten Elements die Übertragungseffizienz der Stromversorgung höher sein als im Stand der Technik.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Querschnitts einer Luftreifenanordnung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
Die 2(a) und 2(b) sind Diagramme, die Beispiele einer Platzierung veranschaulichen, die sich von der Platzierung einer in 1 veranschaulichten Empfangsspule unterscheiden.
Die 3(a) und 3(b) sind Diagramme, die in einer Draufsicht eine Empfangsspule veranschaulichen, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist.
4 ist ein Diagramm, das einen Platzierungsbereich in Reifenbreitenrichtung einer Empfangsspule erläutert, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist.
Die 5(a) bis 5(c) sind Diagramme, die eine Ausführungsform einer Platzierung einer in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellten Empfangsspule in Reifenumfangsrichtung erläutern.
Die 6(a) bis 6(c) sind Diagramme, die ein Beispiel einer Empfangsspule erläutern, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist.
Die 7(a) und 7(b) sind Diagramme, die ein weiteres Beispiel einer Ausführungsform der Platzierung einer Empfangsspule, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, entlang der Reifenumfangsrichtung erläutern.
Die 8(a) und 8(b) sind Diagramme, die ein Beispiel für die Befestigung einer Empfangsantenne, die in einem Luftreifen bereitgestellt ist, gemäß einer Ausführungsform erläutern.
Die 9(a) und 9(b) sind Diagramme, die die Befestigung einer Empfangsspule, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, an einer Reifeninnenumfangsoberfläche erläutern.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Empfangsspule, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, erläutert.
Die 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Empfangsspule 18 veranschaulicht, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist.
12 ist ein Diagramm, das die Befestigung einer Empfangsspule erläutert, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist.
13 ist ein Diagramm, das eine Platzierung einer Empfangsspule, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, und einer Übertragungsspule erläutert.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein Luftreifen, eine Luftreifenanordnung und ein Stromversorgungssystem, das ein in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestelltes Element mit Strom versorgt, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Querschnitts eines Luftreifens und einer Luftreifenanordnung veranschaulicht. Ein Luftreifen 10, der in 1 veranschaulicht ist, schließt als ein Rückgratabschnitt ein Paar Wulstkerne 12, eine Karkassenlagenschicht 14 und eine Gürtelschicht 16 ein. Der Luftreifen 10 wird an einem Rad 11 montiert, um eine Luftreifenanordnung zu bilden. In 1 ist ein Abschnitt (eine Felgenbodenoberfläche, ein Felgenhorn) des Rads 11 veranschaulicht.
Jeder der Wulstkerne 12 ist ein ringförmiges Glied, das aus einem Wulstcordfaden ausgebildet ist, der aus Stahl hergestellt und in mehreren Stufen in Reifenumfangsrichtung gewickelt ist.
Die Karkassenlagenschicht 14 ist ein Glied, das aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist und um jeden der Wulstkerne 12 gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen. In der Karkassenlagenschicht 14 ist der organische Fasercordfaden in Reifenradialrichtung oder Reifenbreitenrichtung verlaufend bereitgestellt. Der in 1 veranschaulichte Luftreifen 10 ist aus der einzelnen Karkassenlagenschicht 14 gebildet. Jedoch kann eine Mehrzahl der Karkassenlagenschichten eine Torusform aufweisen.
Die Gürtelschicht 16 ist in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht 14 in Reifenradialrichtung bereitgestellt und ist aus einem Gürtelcordfaden aus Stahl ausgebildet. Die Gürtelschicht 16 ist aus zwei mehrlagigen Gürteln gebildet, und die Stahlcordfäden sind in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung in voneinander verschiedenen Richtungen geneigt, um eine Kreuzungsschicht zu bilden.
Laufflächengummi 40, Seitengummi 42, Wulstfüllergummi 44, Radkranzpolstergummi 46 und Innenseelengummi 48 sind um den Rückgratabschnitt bereitgestellt. Der Seitengummi 42, der Wulstfüllergummi 44 und der Radkranzpolstergummi 46 sind in der Außenseite des Wulstkerns 12 in Reifenradialrichtung in einer Form gekrümmt, die in einer Außenseite in Reifenbreitenrichtung hervorsteht, um einen Seitenabschnitt S zu bilden.
Der Luftreifen 10 schließt ferner eine Empfangsspule 18, einen Sensor 20 und eine Kommunikationsvorrichtung 22 ein. Die Empfangsspule 18, der Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 dienen als Empfangseinheit 30, die Strom von außerhalb des Reifens durch drahtlose Übertragung empfängt.
Die Empfangsspule 18 ist in einem Hohlraumbereich C des Luftreifens 10 bereitgestellt. Die Empfangsspule 18 schließt einen Empfangsbereich ein, der in einer planaren Form ausgebildet ist und der ein Wechselstrommagnetfeld empfängt, das durch den Seitengummi 42 des Seitenabschnitts S und die Karkassenlagenschicht 14 übertragen wird. Die Empfangsspule 18 empfängt das Wechselstrommagnetfeld, um ein Wechselstromsignal gemäß dem Wechselstrommagnetfeld zu erzeugen. Der Reifenhohlraumbereich C ist ein Bereich, der von einer Reifeninnenumfangsoberfläche und der Felgenbodenoberfläche des Rads 11, auf dem der Reifen montiert ist, umgeben ist und der mit Luft auf einen vorher festgelegten Innendruck befüllt ist. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 entlang der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt, die dem Reifenhohlraumbereich C zugewandt ist. Es sind mindestens eine oder mehrere Empfangsspulen 18 bereitgestellt.
Der Sensor 20 ist ein Element, das mit Strom versorgt wird, der aus dem von der Empfangsspule 18 erzeugten Wechselstromsignal umgewandelt wird, und das durch den Strom angetrieben wird. Der Sensor 20 unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, ist jedoch zum Beispiel ein Beschleunigungssensor, der das Verformungsverhalten eines Laufflächenabschnitts des Luftreifens 10 während des Rollens misst.
Die Kommunikationsvorrichtung 22 ist ein Abschnitt, der Informationen über Überwachungsergebnisse, die durch den Sensor 20 gemessen werden, drahtlos an eine Kommunikationsvorrichtung (nicht veranschaulicht) außerhalb des Reifens überträgt, und ist auch ein Element, das Strom empfängt, der aus dem erzeugten Wechselstromsignal umgewandelt wird, um durch den Strom angetrieben zu werden.
Eine von der Empfangsspule 18 ausgehende, nicht veranschaulichte elektrische Stromleitung ist mit einer in der Kommunikationsvorrichtung 22 bereitgestellten Verarbeitungsschaltung verbunden. Das von der Empfangsspule 18 erzeugte Wechselstromsignal wird durch die elektrische Stromleitung zur Verarbeitungsschaltung geleitet und gleichgerichtet, um in Gleichstrom umgewandelt zu werden. Der Gleichstrom wird zur Antriebsleistung des Sensors 20 und Antriebsleistung der Kommunikationsvorrichtung 22 (Strom zur Signalverarbeitung, Übertragung oder dergleichen) verwendet.
Das von der Empfangsspule 18 empfangene Wechselstrommagnetfeld wird von einer Übertragungseinheit 104 erzeugt, die beispielsweise eine Stromübertragungsvorrichtung 102 und eine Übertragungsspule 100 einschließt, die in 1 veranschaulicht sind. Die Übertragungseinheit 100 ist in einer Basis, die in Bezug auf die Drehung des Luftreifens 10 nicht drehbar ist, beispielsweise einem drehfesten Abschnitt (beispielsweise Achsschenkel) einer Aufhängung, bereitgestellt. Die Übertragungseinheit 104 erzeugt durch einen in der Übertragungseinheit 104 bereitgestellten Wechselrichter ein Wechselstromsignal und erzeugt in einem Übertragungsbereich der Übertragungsspule 100 ein Wechselstrommagnetfeld. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Übertragung von Strom von der Übertragungseinheit 104 an die Empfangseinheit 30 durch ein Magnetfeldresonanzverfahren. Bei dem Magnetfeldresonanzverfahren wird bewirkt, dass eine Resonanzfrequenz an einem Schaltkreis der Übertragungseinheit 104 mit einer Resonanzfrequenz an einem Schaltkreis der Empfangseinheit 30 übereinstimmt, und somit schwingt ein an der Übertragungsspule 100 erzeugtes Wechselstrommagnetfeld mit der Empfangsspule 18. Mit anderen Worten fließt ein Wechselstrom aufgrund von Resonanz durch die Empfangsspule 18 und der Wechselstrom wird gleichgerichtet und somit kann Gleichstrom erhalten werden.
Bei dem Magnetfeldresonanzverfahren ist die Übertragungseffizienz von Strom höher als bei einem Magnetinduktionsverfahren, und eine Übertragungsstrecke von Dutzenden Zentimetern ist auch größer als eine Übertragungsstrecke von einigen Zentimetern in dem Magnetinduktionsverfahren. Ab diesem Punkt stimmen vorzugsweise die Resonanzfrequenz der Übertragungseinheit 104 und die Resonanzfrequenz der Empfangseinheit 30 überein. Die Einstellung der Resonanzfrequenz erfolgt beispielsweise durch Verstellung der Kapazität oder Induktivität in Resonanzschaltungen der Übertragungseinheit 104 und der Empfangseinheit 30.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem das
Magnetinduktionsverfahren und das Magnetfeldresonanzverfahren verwendet werden, eine Störung eines Wechselstrommagnetfelds aufgrund des Vorhandenseins eines leitfähigen Materials an oder nahe einem Übertragungsweg des Wechselstrommagnetfelds von einem Punkt der Übertragungseffizienz nicht bevorzugt wird. Ab diesem Punkt ist eine Platzierungsposition der Empfangsspule 18 wie nachstehend beschrieben begrenzt. Da insbesondere die Resonanzfrequenz an der Schaltung der Übertragungseinheit 104 und die Resonanzfrequenz an der Schaltung der Empfangseinheit 30 bei dem Magnetfeldresonanzverfahren übereinstimmen, ist eine Störung eines Wechselstrommagnetfelds aufgrund des Vorhandenseins des leitfähigen Materials im Vergleich zum Stand der Technik nicht bevorzugt.
Die Empfangsspule 18 ist in dem Reifenhohlraumbereich C bereitgestellt. Insbesondere, wenn die Empfangsspule 18 von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet wird, zum Beispiel von der linken Seite auf dem Flächengebilde von 1, ist die Empfangsspule 18 in einem Bereich W in Reifenradialrichtung bereitgestellt, und eine Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Der Bereich W ist ein Bereich, der zwischen einem ersten Abschnitt X1 (siehe 1), der sich in Reifenradialrichtung auf einer äußersten Seite des Wulstcordfadens des Wulstkerns 12 befindet, und einem zweiten Abschnitt X2 (siehe 1), der sich in Reifenradialrichtung auf einer innersten Seite der Gürtelschicht 16 befindet, angeordnet ist. Dementsprechend kann ein Wechselstrommagnetfeld, das durch den Seitengummi 42 und die Karkassenlagenschicht 14 verläuft, effizient im Empfangsbereich der Empfangsspule 18 empfangen werden.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule 18 eine Länge D1 (siehe 1) ist und der Abstand vom Empfangsbereich der Empfangsspule 18 zu einem nächsten Abschnitt des Wulstkerns 12 zum Empfangsbereich der Empfangsspule 18 ein Abstand L1 ist, und der Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule 18 zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht 16 zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule 18 ein Abstand L2 ist, ist die Empfangsspule 18 von dem ersten Abschnitt X1 und dem zweiten Abschnitt X2 entfernt angeordnet, und der Abstand L1 und der Abstand L2 sind größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist der nächste Abschnitt des Wulstkerns 12 zum Empfangsbereich der Empfangsspule 18 der erste Abschnitt X1, und der nächste Abschnitt der Gürtelschicht 16 zum Empfangsbereich der Empfangsspule 18 ist der zweite Abschnitt X2.
Auf diese Weise ist die Empfangsspule 18 so angeordnet, dass sie durch den oben beschriebenen Abstand von dem Wulstkern 12 und der Gürtelschicht 16 getrennt ist, und somit kann Strom mit hoher Übertragungseffizienz zugeführt werden. Der Empfang eines Wechselstrommagnetfelds von der Empfangsspule 18, der durch die Stahlcordfäden der Gürtelschicht 16 und des Wulstkerns 12 gestört wird, wird ab einem Punkt der Übertragungseffizienz nicht bevorzugt. Insbesondere in dem Fall, in dem die Übertragung durch das Magnetfeldresonanzverfahren hergestellt wird, um effizient Resonanz zu verursachen, wird eine Störung eines Wechselstrommagnetfelds durch die Stahlcordfäden der Gürtelschicht 16 und des Wulstkerns 12 ab einem Punkt des Sicherstellens einer gewünschten Übertragungseffizienz und eines gewünschten Übertragungsabstands nicht bevorzugt.
2(a) und (b) sind Diagramme, die Beispiele einer Platzierung veranschaulichen, die sich von der Platzierung der in 1 veranschaulichten Empfangsspule 18 unterscheiden. Der Luftreifen 10 oder das Rad 11 schließt den Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 (Elemente) ein, die an einer dem Reifenhohlraumbereich C zugewandten Radoberfläche oder an der Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens 10 befestigt sind und die mit Strom versorgt werden, der aus einem Wechselstromsignal umgewandelt wird, um durch den Strom angetrieben zu werden.
Das in 2(a) veranschaulichte Beispiel ist ein Beispiel, bei dem die Empfangsspule 18 über eine Basis 19, die an der Felgenbodenoberfläche (Radoberfläche) des Rads 11 befestigt ist, im Reifenhohlraumbereich C stehend bereitgestellt wird. Der Sensor 20 und die
Kommunikationsvorrichtung 22 (Elemente) sind in der
Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt. Andere Abschnitte sind mit denen in dem in 1 veranschaulichten Beispiel identisch und daher werden Beschreibungen dieser Abschnitte weggelassen. Die Übertragungseinheit 104 ist in 2(a) nicht veranschaulicht. Der Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 können an der Radoberfläche befestigt sein.
Die Empfangsspule 18 ist zum Beispiel in einer planaren Form auf einem harten Substrat ausgebildet und erstreckt sich in Reifenumfangsrichtung (in einer Richtung senkrecht zum Flächengebilde von 2(a)). In ähnlicher Weise ist in diesem Beispiel, wenn die Empfangsspule 18 aus Reifenbreitenrichtung betrachtet wird, eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule 18 in dem Bereich W (siehe 2(a)) in Reifenradialrichtung bereitgestellt, der zwischen dem ersten Abschnitt X1 (siehe 2(a)), der sich in Reifenradialrichtung auf der äußersten Seite des Wulstcordfadens des Wulstkerns 12 befindet, und dem zweiten Abschnitt X2 (siehe 2(a)), der sich in Reifenradialrichtung auf der innersten Seite der Gürtelschicht 16 befindet, angeordnet und die Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Dementsprechend kann ein Wechselstrommagnetfeld, das durch den Seitengummi 42 und die Karkassenlagenschicht 14 verläuft, effizient in dem Empfangsbereich empfangen werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt die maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule 18 die Länge D1 (siehe
2(a)) ist und der Abstand vom Empfangsbereich der Empfangsspule 18 zum nächsten Abschnitt des Wulstkerns 12 zum Empfangsbereich der Empfangsspule 18 der Abstand L1 ist, und der Abstand vom Empfangsbereich der Empfangsspule 18 zum nächsten Abschnitt der Gürtelschicht 16 zum Empfangsbereich der Empfangsspule 18 der Abstand L2 ist, ist die Empfangsspule 18 so angeordnet, dass sie durch den oben beschriebenen Abstand von dem Wulstkern 12 und der Gürtelschicht 16 getrennt ist, und der Abstand L1 und der Abstand L2 sind größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1. Ebenso kann in diesem Fall Strom mit hoher Übertragungseffizienz zugeführt werden.
Es ist zu beachten, dass die in 2(a) veranschaulichte Basis 19 mit einem Haftmittel oder dergleichen an der Felgenbodenoberfläche befestigt werden kann.
Das in 2(b) veranschaulichte Beispiel ist ein Beispiel, bei dem die Empfangsspule 18 über die Basis 19, die an der Reifeninnenumfangsoberfläche des Reifenhohlraumbereichs C befestigt ist, im Reifenhohlraumbereich C stehend bereitgestellt ist. Der Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 (Elemente) sind in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt. Andere Abschnitte sind mit denen in dem in 1 veranschaulichten Beispiel identisch und daher werden Beschreibungen dieser Abschnitte weggelassen. Die Übertragungseinheit 104 ist in 2(b) nicht veranschaulicht. Der Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 können an der Radoberfläche befestigt sein.
Die Empfangsspule 18 schließt eine Konfiguration ein, die mit der in 2(a) veranschaulichten Konfiguration identisch ist. In ähnlicher Weise ist in diesem Beispiel, wenn die Empfangsspule 18 von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet wird, zum Beispiel von der linken Seite auf dem Flächengebilde von 2(b), eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule 18 in dem Bereich W (siehe 2(b)) in Reifenradialrichtung bereitgestellt, der zwischen dem ersten Abschnitt X1 (siehe 2(b)), der sich in Reifenradialrichtung auf der äußersten Seite des Wulstcordfadens des Wulstkerns 12 befindet, und dem zweiten Abschnitt X2 (siehe 2(b)), der sich in Reifenradialrichtung auf der innersten Seite der Gürtelschicht 16 befindet, angeordnet und die Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Dementsprechend kann ein Wechselstrommagnetfeld, das durch den Seitengummi 42 und die Karkassenlagenschicht 14 verläuft, effizient in dem Empfangsbereich empfangen werden.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Empfangsspule um den oben beschriebenen Abstand von dem Wulstkern 12 und dem Gürtel 16 getrennt angeordnet und der Abstand L1 und der Abstand L2 sind größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1. Ebenso kann in diesem Fall Strom mit hoher Übertragungseffizienz zugeführt werden.
Es ist zu beachten, dass zum Beispiel eine Oberflächenbefestigung, die vor der Vulkanisierung in einer Seite der Reifeninnenumfangsoberfläche des Laufflächenabschnitts bereitgestellt ist und vulkanisiert ist, um mit dem Luftreifen 10 integriert zu werden, mit einer Oberflächenbefestigung verbunden ist, die in der Basis 19 bereitgestellt ist, und somit kann die in 2(b) veranschaulichte Basis 19 an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt werden. Außerdem ist das Verfahren zum Befestigen der Basis 19 nicht auf das Verfahren unter Verwendung der Oberflächenbefestigungen beschränkt und kann ein bekanntes Befestigungsverfahren sein.
In der Luftreifenanordnung, in welcher der Luftreifen 10 auf dem Rad 11 montiert ist, wie in 1 oder 2(a) und 2(b) veranschaulicht, ist ein Stromversorgungssystem ausgebildet, das drahtlos Strom von der Übertragungseinheit 104 zu der im Luftreifen 10 bereitgestellten Empfangseinheit 30 überträgt und den Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 (Elemente) mit Strom versorgt.

Die Übertragungseinheit 104 schließt die Übertragungsspule 100 ein, die in einem Abschnitt bereitgestellt ist, der in Bezug auf den Luftreifen 10 nicht drehbar ist, und schließt den Übertragungsbereich ein, der ein Wechselstrommagnetfeld erzeugt und überträgt.
Die Empfangseinheit 30 ist im Luftreifen 10 bereitgestellt. Konkret schließt die Empfangseinheit 30 die Empfangsspule 18, den Sensor 20 und die Kommunikationsvorrichtung 22 (Elemente) ein. Die Empfangsspule 18 ist im Reifenhohlraumbereich C des Luftreifens 10 bereitgestellt. Die Empfangsspule 18 schließt einen Empfangsbereich ein, der in einer planaren Form ausgebildet ist und ein Wechselstrommagnetfeld empfängt, das von der Übertragungsspule 100 übertragen wird und durch die Karkassenlagenschicht 14 übertragen wird, und wobei die Empfangsspule 18 ein Wechselstromsignal erzeugt.
Im Stromversorgungssystem ist die Empfangsspule 18 im Bereich W in Reifenradialrichtung bereitgestellt und die Oberfläche des Empfangsbereichs ist der Reifenbreitenrichtung zugewandt. Die Empfangsspule 18 ist entfernt von dem Wulstkern 12 und der Gürtelschicht 16 angeordnet, und der Abstand L1 und der Abstand L2 sind größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1. Somit wird ein Wechselstrommagnetfeld, das von der Empfangsspule 18 empfangen wird, nicht durch den Einfluss des Wulstcordfadens und des Gürtelcordfadens aus Stahl des Wulstkerns 12 und der Gürtelschicht 16 gestört, und somit kann ein Wechselstromsignal effizient erzeugt werden. Dadurch kann die Übertragungseffizienz der Stromzufuhr gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden.
Wenn der Abstand entlang der Reifenradialrichtung des Bereichs W, der in 1 und 2(a) und 2(b) veranschaulicht ist (Abstand entlang der Reifenradialrichtung zwischen dem ersten Abschnitt X1 und dem zweiten Abschnitt X2), L3 ist (siehe 2(a) und 2(b)), beträgt die Länge D1 (siehe 1, 2(a) und 2(b)) vorzugsweise 30 % oder mehr des Abstands L3. Ab einem Punkt des Vergrößerns eines Übertragungsabstands wird die Länge D1 vorzugsweise so groß wie möglich in dem Bereich gemacht, in dem ein Wechselstrommagnetfeld durch die Stahlcordfäden nicht beeinflusst wird.
3(a) und 3(b) sind Zeichnungen, die in einer Draufsicht die Empfangsspule 18 veranschaulichen. Die Empfangsspule 18 ist eine Spule, die durch Bilden einer Signalleitung 18b in einer Spiralform (Helixform) in einem nichtmagnetischen Substrat 18a erhalten wird. Wie in 3(a) veranschaulicht, können ein Eingangsende und ein Ausgangsende der Signalleitung 18b in einer identischen Seite des nichtmagnetischen Substrats 18a (eine Seite der linken und rechten Seiten von 3(a)) bereitgestellt werden, oder können, wie in 3(b) veranschaulicht, in verschiedenen Seiten des nichtmagnetischen Substrats 18a bereitgestellt werden. Metalldampfabscheidung oder chemische Dampfabscheidung (CVD) wird unter Verwendung einer vorher festgelegten Maske durchgeführt, oder Siebdruck wird durchgeführt, und somit kann ein Leitermaterial in einer linearen Form auf dem nichtmagnetischen Substrat 18a ausgebildet werden, um die Signalleitung 18b zu erhalten.
In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 in einem gekrümmten Abschnitt der Reifeninnenumfangsoberfläche des Seitenabschnitts S bereitgestellt, und somit wird ein flexibles Substrat, das aus einem Harz hergestellt ist, vorzugsweise als das nichtmagnetische Substrat 18a verwendet.
Mit anderen Worten ist gemäß einer Ausführungsform die Empfangsspule 18 ein Element, bei dem die Signalleitung 18b in einer Spiralform in einer Oberfläche eines flexiblen Substrats ausgebildet ist und das flexible Substrat vorzugsweise in der Reifeninnenumfangsoberfläche oder im Reifenhohlraumbereich C des Luftreifens 10 bereitgestellt ist. Dementsprechend kann selbst dann, wenn die Empfangsspule 18 im Reifenhohlraumbereich C verformt wird, verhindert werden, dass sich die Empfangsspule 18 von der Reifeninnenumfangsoberfläche trennt oder es kann verhindert werden, dass sie beschädigt wird.
Außerdem ist gemäß einer Ausführungsform das flexible Substrat, das in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt werden soll, vorzugsweise ein gekrümmtes Substrat, das entsprechend der Form der Reifeninnenumfangsoberfläche ausgebildet ist, und die Signalleitung 18b wird in dem gekrümmten Substrat ausgebildet. Da das flexible Substrat vorab in einer gekrümmten Form ausgebildet wird, um sich an die Form der Reifeninnenumfangsoberfläche anzupassen, muss kein ebenes flexibles Substrat in eine gekrümmte Form verformt werden, um sich an die Reifeninnenumfangsoberfläche anzupassen. Somit wird zum Zeitpunkt des Bereitstellens der Empfangsspule 18 in der Reifeninnenumfangsoberfläche keine Beanspruchung auf die Empfangsspule 18 ausgeübt und eine Verringerung der Beständigkeit der Empfangsspule 18 und eine Verringerung der Stromversorgungseffizienz aufgrund der Empfangsspule 18 können unterdrückt werden.
In einer solchen Empfangsspule 18 ist, wenn die maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenumfangsrichtung der Empfangsspule 18 eine Länge D2 ist (siehe 3(a)), die Länge D2 vorzugsweise größer als die Länge D1. Die Länge D1 ist durch den Bereich W begrenzt, während die Länge D2 in Reifenumfangsrichtung nicht begrenzt ist. Die Länge D2 wird lang eingestellt und damit der Empfangsbereich vergrößert. Somit kann ein an der Übertragungsspule 100 erzeugtes Wechselstrommagnetfeld so viel wie möglich im Empfangsbereich empfangen werden, und es kann eine große Menge an Strom zugeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, wenn ein Reifenbereich, wie der Luftreifen 10 aus Reifenradialrichtung betrachtet, (Bereich zwischen Reifenmaximalbreitenpositionen auf beiden Seiten in Reifenbreitenrichtung) in vier Abschnitte in Reifenbreitenrichtung unterteilt wird, befindet sich eine Platzierungsposition der Empfangsspule 18 vorzugsweise in einem unterteilten Bereich R, der auf einer Seite in Reifenbreitenrichtung am weitesten außen liegt. 4 ist ein Diagramm, das einen Platzierungsbereich in Reifenbreitenrichtung der Empfangsspule 18, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, erläutert. Die Empfangsspule 18 ist im unterteilten Bereich R bereitgestellt, so dass der Abstand zur Übertragungsspule 100 klein gemacht werden kann und die Übertragungseffizienz verbessert werden kann. Dementsprechend ist die Empfangsspule 18 vorzugsweise im unterteilten Bereich R und im Gebiet des Bereichs W bereitgestellt (siehe 1, 2(a) und 2(b)). Wenn der Luftreifen 10 ein Reifen ist, der so ausgerichtet ist, dass er montierbar ist, wobei eine Seite des Reifens einer Fahrzeuginnenseite zugewandt ist, ist der unterteilte Bereich R in der Seite des Seitenabschnitts S angeordnet, die so vorgesehen ist, dass sie sich in der Fahrzeuginnenseite befindet.
5(a) bis 5(c) sind Diagramme, die eine Ausführungsform einer Platzierung der Empfangsspule 18 in Reifenumfangsrichtung veranschaulichen. 5(a) bis 5(c) veranschaulichen jeweils eine Kontur eines äußersten Abschnitts der Signalleitung 18b der Empfangsspule 18, um die Platzierung der Empfangsspule 18 entlang der Reifenumfangsrichtung deutlich zu erläutern.
Wie in 5(a) bis 5(c) veranschaulicht, ist die Empfangsspule 18 in jedem der Mehrzahl von Bereichen bereitgestellt, die in Reifenumfangsrichtung unterteilt sind.
Mit anderen Worten ist eine Mehrzahl der Empfangsspulen 18 entfernt voneinander in Reifenumfangsrichtung angeordnet und in einem gesamten Umfang in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet. In dem in 5(a) veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 an jeder von zwei Stellen bereitgestellt, die in Reifenumfangsrichtung unterteilt sind. In dem in 5(b) veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 an jeder von drei Stellen bereitgestellt, die in Reifenumfangsrichtung unterteilt sind. Auf diese Weise ist der gesamte Umfang des Reifens in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt und die Empfangsspule 18 ist an jeder der unterteilten Stellen angeordnet. Eine solche Platzierung erfolgt aus folgendem Grund. In einem Fall, in dem die Empfangsspule 18 in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt ist, ist die Reifeninnenumfangsoberfläche, in der die Empfangsspule 18 bereitgestellt ist, ein Abschnitt, der dem Seitenabschnitt S entspricht, in dem während des Rollens des Luftreifens 10 wiederholt vertikale Durchbiegungsverformung und Lösen der vertikalen Durchbiegungsverformung auftreten. Ein Abschnitt, welcher der vertikalen Durchbiegungsverformung ausgesetzt ist, und ein Abschnitt, der nicht der vertikalen Durchbiegungsverformung ausgesetzt ist, sind in dem Seitenabschnitt S in Reifenumfangsrichtung vorhanden. In einem Fall, in dem die einzelne Empfangsspule 18 im gesamten Umfang des Reifens bereitgestellt ist, sind ein Abschnitt, der aufgrund der vertikalen Durchbiegungsverformung verformt wird, und ein Abschnitt, der nicht der vertikalen Durchbiegungsverformung ausgesetzt ist, in der Empfangsspule 18 vorhanden. Somit kann sich die Empfangsspule 18 wahrscheinlich von der Reifeninnenumfangsoberfläche trennen. Dementsprechend ist der gesamte Umfang des Reifens in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt, und die Empfangsspule 18 ist in jedem der unterteilten Bereiche angeordnet, und somit kann verhindert werden, dass sich die Empfangsspule 18 von der Reifeninnenumfangsoberfläche trennt. Ab diesem Punkt ist der gesamte Umfang des Reifens vorzugsweise in Reifenumfangsrichtung in zwei bis acht Abschnitte unterteilt.
In diesem Fall ist der Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen vorzugsweise kleiner als die Länge D1. Wenn der Luftreifen 10 aufhört zu rollen, wird der Trennabstand zwischen den angrenzenden Empfangsspulen vorzugsweise reduziert, um ein Wechselstrommagnetfeld, das von der Übertragungsspule 100 erzeugt wird, weniger häufig durch einen Bereich zwischen den angrenzenden Empfangsspulen verlaufen zu lassen. Ab diesem Punkt ist der Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen vorzugsweise viel kleiner als die Länge D1, die durch den Bereich W begrenzt ist. Mit anderen Worten, ist die Mehrzahl von Empfangsspulen 18 vorzugsweise so angeordnet, dass sie in Reifenumfangsrichtung voneinander getrennt und im gesamten Umfang in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, und der Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen ist vorzugsweise kleiner als die Länge D1. Wenn jedoch der Trennabstand übermäßig klein wird, tritt Interferenz eines Magnetfelds auf, und somit nimmt wahrscheinlich die Übertragungseffizienz ab. Ab diesem Punkt wird der Abstand vorzugsweise größer als ein Abstand von einem Zehntel der Länge D1.
Gemäß einer Ausführungsform, wie in 5(c) veranschaulicht, ist der Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen 18 vorzugsweise kleiner als eine Länge D4 der Abmessung entlang der Reifenumfangsrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule 100. Selbst in einem Fall, in dem der Luftreifen 10 stoppt und wie in 5(c) veranschaulicht, ein Spalt zwischen den angrenzenden Empfangsspulen 18 dem Sendebereich der Übertragungsspule 100 gegenübersteht, wird der Trennabstand zwischen den angrenzenden Empfangsspulen 18 kleiner als die Länge D4. Somit kann von den beiden angrenzenden Empfangsspulen 18 ein Wechselstrommagnetfeld empfangen werden. Somit kann selbst in einem Fall, in dem der Luftreifen 10 in dem in 5(c) veranschaulichten Zustand stoppt, die Stromversorgung aufrechterhalten werden.
Außerdem ist gemäß einer Ausführungsform, wenn die Länge der Abmessung entlang der Reifenradialrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule 100 eine Länge D3 ist, die Länge D3 vorzugsweise größer als die Länge D1. In einem Fall, in dem die Empfangsspule 18 in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt ist, wie in 1 veranschaulicht, nimmt der Krümmungsgrad des Seitenabschnitts S aufgrund der Fliehkraft ab, wenn sich der Luftreifen 10 mit hoher Geschwindigkeit dreht, und eine Position der Empfangsspule 18 verschiebt sich in einer Außenseite in Reifenradialrichtung. Ebenso kann in diesem Fall, da die Länge D3 des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule 100 größer als die Länge D1 ist, verhindert werden, dass ein Teil eines Wechselstrommagnetfelds den Empfangsbereich der Empfangsspule 18 verlässt.
Wenn gemäß einer Ausführungsform die Länge der Abmessung entlang der Reifenumfangsrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule 100 eine Länge D4 ist und die maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenumfangsrichtung der Empfangsspule 18 die Länge D2 ist (siehe 3(a)), ist die Länge D4 vorzugsweise kleiner als die Länge D2. Dementsprechend kann ein von der Übertragungsantenne 100 erzeugtes Wechselstrommagnetfeld von der einzelnen Empfangsspule 18 ohne Leckage in Reifenumfangsrichtung empfangen werden und somit kann eine dem Element zugeführte Menge an Strom erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform, unter Berücksichtigung, dass der Trennabstand zwischen den vorstehend beschriebenen angrenzenden Empfangsspulen 18 zu klein wird, um eine Interferenz eines Magnetfelds zu verursachen, und somit wahrscheinlich die Übertragungseffizienz reduziert wird, werden die in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen 18 vorzugsweise an verschiedenen Positionen in Reifenbreitenrichtung bereitgestellt. In diesem Fall sind die angrenzenden Empfangsspulen 18 um den Trennabstand angeordnet, der in Reifenbreitenrichtung nicht zu klein ist. Des Weiteren können die Empfangsbereiche der Empfangsspulen 18, die an verschiedenen Positionen in Reifenbreitenrichtung und in Reifenumfangsrichtung angrenzend bereitgestellt sind, einander in Reifenumfangsrichtung teilweise überlappen. Ein vorher festgelegter Trennabstand wird in Reifenbreitenrichtung sichergestellt. Selbst wenn die Empfangsbereiche der in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen 18 einander in Reifenumfangsrichtung teilweise überlappen, tritt somit keine Abnahme der Übertragungseffizienz aufgrund von Interferenz eines Magnetfelds auf.
6(a) bis 6(c) sind Diagramme, die ein Beispiel der Empfangsspule 18 erläutern, die in dem Luftreifen 10 gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist.
Wie in 6(a) veranschaulicht, ist die Empfangsspule 18 in einem Glied 52 angeordnet, wie beispielsweise geschäumtem Urethanschaum, der sich leicht verformen kann. Das Glied 52 ist an einer Innenoberfläche des Luftreifens 10 befestigt.
Die 6(b) und 6(c) sind Diagramme, die ein Beispiel für die Platzierung der Empfangsspule 18 in dem Glied 52 erläutern. Die Empfangsspule 18 ist in dem nichtmagnetischen Substrat 18a bereitgestellt und so angeordnet, dass sie an dem Glied 52 befestigt ist.
In dem in 6(b) veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 zu einer Innenseite in Reifenbreitenrichtung in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung des Luftreifens 10 geneigt. In dem in 6(c) veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 parallel entlang der Reifenumfangsrichtung des Luftreifens 10 bereitgestellt, jedoch sind die in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen 18 abwechselnd an verschiedenen Positionen in Reifenbreitenrichtung angeordnet.
Die 7(a) und 7(b) sind Diagramme, die ein weiteres Beispiel einer Ausführungsform der Platzierung der Empfangsspule 18, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, entlang der Reifenumfangsrichtung erläutern. Wie bei den 5(a) bis 5(c), veranschaulichen die 7(a) und 7(b) eine Kontur eines äußersten Abschnitts der Signalleitung 18b der Empfangsspule 18, um die Platzierung der Empfangsspule 18 entlang der Reifenumfangsrichtung deutlich zu erläutern.
In dem in 7(a) veranschaulichten Beispiel sind Seiten der Konturen der angrenzenden Empfangsspulen 18 parallel zueinander und sind in Reifenumfangsrichtung geneigt. Auf diese Weise sind die Seiten der Konturen der angrenzenden Empfangsspulen 18 in Reifenumfangsrichtung geneigt. Dementsprechend nimmt ein Betrag eines von der Empfangsantenne 18 im Empfangsbereich empfangenen Wechselstrommagnetfelds während der Drehung des Luftreifens 10 mäßig ab, und Beträge eines von den in den Empfangsbereichen angrenzenden Empfangsspulen 18 empfangenen Wechselstrommagnetfelds nehmen mäßig zu. Somit werden Schwankungen des Wechselstromsignals, das an der Empfangsspule 18 erhalten wird, und dann Schwankungen des übertragenen Stroms unterdrückt.
In dem in 7(b) veranschaulichten Beispiel sind zwei Reihen der Empfangsspulen 18 in Reifenradialrichtung ausgebildet und die zwei Reihen der Empfangsspulen 18 sind mit Spalten zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen 18 angeordnet, die einander in Reifenumfangsrichtung zwischen den zwei Reihen der Empfangsspulen 18 nicht überlappen. Selbst in einem Fall, in dem zum Beispiel eine obere Reihe der Reihen der Empfangsspulen 18, die ein Wechselstrommagnetfeld empfangen, in Reifenumfangsrichtung von einer zur anderen wechselt, wechselt somit eine untere Reihe der Empfangsspulen 18, die ein Wechselstrommagnetfeld empfangen, nicht von einer zur anderen, und somit wird Stromschwankung unterdrückt. Insbesondere wird im Fall eines Reifens mit einem hohen Pannenverhältnis die in 7(b) veranschaulichte Ausführungsform vorzugsweise verwendet.
Die 8(a) und 8(b) sind Diagramme, die ein Beispiel für die Befestigung der Empfangsantenne 18 veranschaulichen, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist. Wie in 8(a) veranschaulicht, ist in einem Fall, in dem die Empfangsspule 18 in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt ist, ein Bereich in Reifenradialrichtung eines Abschnitts, der an der Reifeninnenumfangsoberfläche der Empfangsspule 18 befestigt ist, vorzugsweise nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung eines zurückgefalteten Endes 14a eines Abschnitts, der um den Wulstkern 12 der Karkassenlagenschicht 14 zurückgefaltet ist, überlappt. In dem in 8(a) veranschaulichten Beispiel liegt die Position des zurückgefalteten Endes 14a im Platzierungsbereich in Reifenbreitenrichtung der Gürtelschicht 16, kann jedoch in einem Bereich des Seitenabschnitts S liegen. Insbesondere in einem Fall, in dem die Position des zurückgefalteten Endes 14a im Seitenabschnitt S liegt, ändert sich die Steifigkeit in einem Bereich um das zurückgefaltete Ende 14a der Karkassenlagenschicht 14 schnell. Somit kann ein großer Unterschied in der vertikalen Durchbiegungsverformung in dem Bereich um das zurückgefaltete Ende 14a auftreten. Infolgedessen ist es wahrscheinlich, dass eine große Beanspruchung erzeugt wird. Somit überlappt sich der Bereich in Reifenradialrichtung des Abschnitts, der an der Reifeninnenumfangsoberfläche der Empfangsspule 18 befestigt ist, nicht mit der Position in Reifenradialrichtung des zurückgefalteten Endes des Abschnitts, der um den Wulstkern 12 der Karkassenlagenschicht 14 zurückgefaltet ist. Dementsprechend kann die Anwendung einer unnötigen vertikalen Durchbiegung oder Beanspruchung auf die Empfangsspule 18 gehemmt werden, und eine Trennung der Empfangsspule 18 von der Reifeninnenumfangsoberfläche kann verhindert werden.
Zum Beispiel ist die Empfangsspule 18 über ein Grundmaterial 18c in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt. Das Grundmaterial 18c ist an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt. In diesem Fall ist, wie in 8(b) veranschaulicht, ein Bereich in Reifenradialrichtung eines Abschnitts, der an der Reifeninnenumfangsoberfläche des Grundmaterials 18c befestigt ist, von dem Empfangsbereich der Empfangsspule 18 getrennt, und ferner vorzugsweise nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung des zurückgefalteten Endes 14a eines Abschnitts, der um den Wulstkern 12 der Karkassenlagenschicht 14 zurückgefaltet ist, überlappt. Der Empfangsbereich der Empfangsspule 18 kann aufgrund des Einflusses einer vertikalen Durchbiegungsverformung vom Wulstabschnitt (einem Abschnitt, der den Wulstfüllergummi 44 einschließt) zum Seitenabschnitt S des Luftreifens 10 daran gehindert werden, über das Grundmaterial 18c verformt zu werden. Wie bei der Basis 19, die in den 2(a) und 2(b) veranschaulicht ist, ist eine Oberflächenbefestigung, die vor der Vulkanisierung in einer Seite der Reifeninnenumfangsoberfläche des Wulstabschnitts bereitgestellt ist und vulkanisiert ist, um mit dem Luftreifen 10 integriert zu werden, mit einer Oberflächenbefestigung verbunden, die in dem Grundmaterial 18c bereitgestellt ist, und somit kann das Grundmaterial 18c an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt werden. Anstelle der Oberflächenbefestigung kann auch ein Haftmittel verwendet werden. In einem Fall, in dem die Empfangsspule 18 durch Bilden der Signalleitung 18b in dem nichtmagnetischen Substrat 18a erhalten wird, wie in den 3(a) und 3(b) veranschaulicht, kann das nichtmagnetische Substrat 18a über ein Haftmittel oder dergleichen an dem Grundmaterial 18c befestigt sein. Außerdem kann die Signalleitung 18b direkt auf dem Grundmaterial 18c bereitgestellt sein.
Die 9(a) und 9(b) sind Diagramme, welche die Befestigung der Empfangsspule 18, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, an der Reifeninnenumfangsoberfläche erläutern. Wie in 9(b) veranschaulicht, ist das Grundmaterial 18c ein ringförmiges Glied, das einer Form der Reifeninnenumfangsoberfläche entspricht. Zum Beispiel wird eine Oberflächenbefestigung, die vor der Vulkanisierung in einem Abschnitt der Reifeninnenumfangsoberfläche, der dem Wulstabschnitt entspricht, bereitgestellt ist und vulkanisiert ist, um mit dem Wulstabschnitt integriert zu werden, mit einer Oberflächenbefestigung verbunden, das in dem Grundmaterial 18c bereitgestellt ist, und somit wird das Grundmaterial 18c an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt. Das Grundmaterial 18c ist beispielsweise aus Gummi oder einem Harz gebildet. In ähnlicher Weise ist in dem in den 9(a) und 9(b) veranschaulichten Fall ein Bereich in Reifenradialrichtung eines Abschnitts, der an der Reifeninnenumfangsoberfläche des Grundmaterials 18c befestigt ist, von dem Empfangsbereich der Empfangsspule 18 getrennt und ferner vorzugsweise nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung des zurückgefalteten Endes 14a des Abschnitts, der um den Wulstkern 12 der Karkassenlagenschicht 14 zurückgefaltet ist, überlappt. Das Grundmaterial 18c weist eine Form auf, die einer Form der Reifeninnenumfangsoberfläche entspricht, und die Empfangsspule 18 ist in dem Grundmaterial 18c bereitgestellt. Somit ist die Empfangsspule 18 entlang der Form der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt. Somit kann die Empfangsspule 18 zuverlässig an einer Position angeordnet werden, die durch einen vorher festgelegten Abstand oder mehr von dem Gürtel 16 und dem Wulstkern 12 in dem Bereich W getrennt ist. Außerdem kann, zum Zeitpunkt der Montage des Luftreifens 10 auf das Rad 11, das Grundmaterial 18c einschließlich der Empfangsspule 18 leicht in den Reifenhohlraumbereich C platziert und an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt werden. In einem Fall, in dem die Empfangsspule 18 durch Bilden der Signalleitung 18b in dem nichtmagnetischen Substrat 18a erhalten wird, wie in den 3(a) und 3(b) veranschaulicht, kann das nichtmagnetische Substrat 18a über ein Haftmittel oder dergleichen an dem Grundmaterial 18c befestigt sein. Außerdem kann die Signalleitung 18b direkt auf dem Grundmaterial 18c bereitgestellt sein.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Empfangsspule 18 erläutert, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist. In dem in 10 veranschaulichten Beispiel ist die Empfangsspule 18 in dem ringförmig ausgebildeten Grundmaterial 18c oder in dem nichtmagnetischen Substrat 18a bereitgestellt. Gemäß einer solchen Konfiguration bewegt sich, wenn die Empfangsspule 18 in dem einzelnen Grundmaterial 18c oder dem einzelnen nichtmagnetischen Substrat 18a bereitgestellt ist, die Empfangsspule 18 durch Fliehkraft in Reifenradialrichtung, wenn sich der Reifen dreht oder sich unter Kraft verformt. Wie in 10 veranschaulicht, ist jedoch eine Mehrzahl der Empfangsspulen 18 einstückig in einer Ringform in dem Grundmaterial 18c oder dem nichtmagnetischen Substrat 18a bereitgestellt, und somit wird eine Bewegung oder Verformung der Empfangsspule 18 unterdrückt.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Empfangsspule 18 veranschaulicht, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist. Ein flexibles Glied 52, wie beispielsweise geschäumter Urethanschaum, ist an einer Innenoberfläche des Luftreifens 10 befestigt, und die Empfangsspule 18 ist an eine Oberfläche in einer Innenseite des Glieds 52 in Reifenbreitenrichtung gebunden und befestigt. Die Oberfläche, die der Innenseite des Glieds 52 in Reifenbreitenrichtung zugewandt ist, weist eine Krümmung auf, die kleiner als die Krümmung einer Innenoberfläche des Seitenabschnitts S ist, und ist vorzugsweise eine flache Oberfläche. Dementsprechend weist das nichtmagnetische Substrat 18a der Empfangsspule 18, das in dieser Oberfläche bereitgestellt ist, eine Krümmung auf, die kleiner als die Krümmung der Innenoberfläche des Seitenabschnitts ist, und ist vorzugsweise bereitgestellt, um eine flache Oberfläche zu bilden.
Das Glied 52 weist vorzugsweise die folgenden physikalischen Eigenschaften auf, um eine Verformung des Seitenabschnitts S nicht zu hemmen.
Dichte: von 5 bis 40 [kg/m³] (gemäß JIS K 7222:2005) Härte: von 45 bis 160 [N] („D-Methode“ in JIS K6400-2: 2012 6.7) Verlängerung: 120 % oder mehr (gemäß JIS K 6400-5:2004) Reißfestigkeit: von 2 bis 12 [N/cm] (gemäß JIS K 6400-5:2004) Die physikalischen Eigenschaften des Glieds 52 liegen innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs, und somit kann ein Reißen des Glieds 52 unterdrückt werden, ohne in der Lage zu sein, eine Verformung des Seitenabschnitts S zu absorbieren, und die Haftung an der Empfangsspule 18 verschlechtert sich nicht. Außerdem kann die Empfangsspule 18 für einen längeren Zeitraum befestigt werden, während eine Zunahme der Masse des Luftreifens 10 minimiert wird.
12 ist ein Diagramm, das die Befestigung der Empfangsspule 18 erläutert, die in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist. Wie in 12 veranschaulicht, ist, wenn ein schallabsorbierendes Glied 50 in einem Bereich der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt ist, der dem Laufflächenabschnitt entspricht, der mit dem Laufflächengummi 40 im Reifenhohlraumbereich C des Luftreifens 10 bereitgestellt ist, die Empfangsspule 18 vorzugsweise in einer Seitenoberfläche oder innerhalb des schallabsorbierenden Glieds 50 bereitgestellt. Das schallabsorbierende Glied 50 ist ein Glied, das Vibrationen unterdrückt, die durch geringen oder dichten Druck im Reifenhohlraumbereich C verursacht werden, und somit Geräusche aufgrund von Vibration der Luft im Reifenhohlraumbereich C unterdrückt. Insbesondere ist das schallabsorbierende Glied 50 ab einem Punkt des wirksamen Unterdrückens von Vibration vollständig in Reifenumfangsrichtung in einem Abschnitt der Reifeninnenumfangsoberfläche, der dem Laufflächenabschnitt entspricht, bereitgestellt. Zum Beispiel kann ein geschäumtes Material wie geschäumtes Urethan und geschäumter Kautschuk oder Vliesstoff als ein Material des schallabsorbierenden Glieds 50 verwendet werden. Ein Verfahren zum Befestigen des schallabsorbierenden Glieds 50 an der Reifeninnenumfangsoberfläche unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Jedoch ist das schallabsorbierende Glied mit einem Haftmittel befestigt. Alternativ ist eine Oberflächenbefestigung, die vor der Vulkanisierung in einer Seite der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt ist und vulkanisiert ist, um mit dem Laufflächenabschnitt integriert zu werden, mit einer Oberflächenbefestigung verbunden, die in dem schallabsorbierenden Glied 50 bereitgestellt ist, und somit ist das schallabsorbierende Glied 50 an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt.
Die Empfangsspule 18 ist an dem schallabsorbierenden Glied 50 mit einem Haftmittel oder dergleichen befestigt und kann somit an einer Stelle bereitgestellt werden, die durch den vorstehend beschriebenen vorher festgelegten Abstand von dem Wulstkern 12 und der Gürtelschicht 16 in dem Bereich W in dem Reifenhohlraumbereich C getrennt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Empfangsspule 18 in Gewebe bereitgestellt. In diesem Fall sind ein Abschnitt von Kettfaden und ein Abschnitt von Schussfaden des Gewebes aus leitfähigem Faden gebildet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Signalleitung 18b der Empfangsspule 18 vorzugsweise mit dem leitfähigen Faden ausgebildet. Das Gewebe ist flexibel. Selbst wenn die Empfangsspule 18 in einem Bereich der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt ist, der dem Seitenabschnitt S entspricht, kann sich die Empfangsspule 18 somit gemäß einer vertikalen Durchbiegungsverformung des Seitenabschnitts S verformen, und eine Trennung von der Reifeninnenumfangsoberfläche kann verhindert werden. Wenn das Gewebe in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt wird, wird das Gewebe zum Beispiel über ein Haftmittel oder einer Oberflächenbefestigung befestigt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die in 1 veranschaulichte Übertragungsspule 100 vorzugsweise an einer Position gegenüber dem Seitenabschnitt S des Luftreifens 10 in einem ungefederten Bereich einer Aufhängung eines Fahrzeugs, an dem der Luftreifen 10 montierbar ist, bereitgestellt. Auf diese Weise ist die Übertragungsspule 100 angeordnet, so dass die Empfangsspule 18 und die Übertragungsspule 100 im Wesentlichen einander gegenüberliegend bereitgestellt sein können. Somit kann die Empfangsspule 18 effizient ein Wechselstrommagnetfeld empfangen.
Beispielsweise ist im Falle einer Federbeinaufhängung die Übertragungsspule 100 vorzugsweise in einem Dämpfergehäuse bereitgestellt und im Falle einer Mehrlenkeraufhängung ist die Übertragungsspule 100 vorzugsweise in einem Achsschenkel bereitgestellt.
13 ist ein Diagramm, das eine Platzierung der Empfangsspule 18, die in dem Luftreifen 10 gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt ist, und die Übertragungsspule 100 erläutert.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Länge D1 entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule 18 vorzugsweise 10 bis 50 % einer Reifenquerschnittshöhe SH des Luftreifens 10 (eine Länge entlang der Reifenradialrichtung von einem innersten Ende in Reifenradialrichtung einer Wulstbodenfläche 12a des Luftreifens 10 zu einer Position des maximalen Reifenaußendurchmessers). Auf diese Weise wird die Länge D1 eingestellt, so dass die Empfangsspule leicht innerhalb des Bereichs W angeordnet werden kann.
Außerdem ist gemäß einer Ausführungsform die einzelne Übertragungsspule 100 vorzugsweise in Bezug auf den einzelnen Luftreifen 10 bereitgestellt. Wenn eine Mehrzahl der Übertragungsspulen 100 zueinander angrenzend bereitgestellt wird, tritt eine Kreuzkopplung zwischen den Übertragungsspulen 100, die zueinander angrenzend sind, auf, und somit nimmt die Stromversorgungseffizienz wahrscheinlich ab.
Außerdem beträgt gemäß einer Ausführungsform ein Verhältnis d/SH eines Trennungsabstands d zwischen dem Übertragungsbereich der Übertragungsspule 100 und dem Luftreifen 10 zur Reifenquerschnittshöhe SH des Luftreifens 10 vorzugsweise 0,05 oder mehr und 0,6 oder weniger. Da die Reifenquerschnittshöhe SH kleiner ist, ist die seitliche Verformung des Seitenabschnitts S während einer Kurvenfahrt des Reifens kleiner. Selbst wenn die Übertragungsspule 100 in die Nähe des Seitenabschnitts S gebracht wird, ist es somit weniger wahrscheinlich, dass die Übertragungsspule 100 aufgrund der seitlichen Verformung des Seitenabschnitts S mit dem Seitenabschnitt S in Kontakt kommt. Somit wird das Verhältnis d/SH auf 0,05 oder mehr und 0,6 oder weniger eingestellt. Dementsprechend kann die Übertragungsspule 100 in einem Ausmaß in die Nähe des Seitenabschnitts S gebracht werden, dass die Übertragungsspule 100 auch dann nicht mit dem Seitenabschnitt S in Kontakt kommt, wenn sich der Seitenabschnitt S seitlich verformt. Ferner kann der Empfang durch die Empfangsspule 18 effizient durchgeführt werden. Das Verhältnis d/SH beträgt mehr bevorzugt von 0,08 bis 0,5.
Gemäß einer Ausführungsform stimmt eine Resonanzfrequenz an einem Schaltkreis der Übertragungseinheit 104 vorzugsweise mit einer Resonanzfrequenz an einem Schaltkreis der Empfangseinheit 30 überein. In diesem Fall ist eine Frequenz eines von der Übertragungsspule 100 erzeugten Wechselstrommagnetfeld auch die Resonanzfrequenz am Schaltkreis der Übertragungseinheit 104. Auf diese Weise ist die Übertragungseffizienz des Stroms höher als bei dem Magnetinduktionsverfahren und die Übertragungsstrecke ist auch größer als die Übertragungsstrecke bei dem Magnetinduktionsverfahren. Dementsprechend kann das Verhältnis d/SH innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs eingestellt werden.
Wenn gemäß einer Ausführungsform die Höhe einer Position der Übertragungsspule 100 vom Boden, mit dem der Luftreifen 10 in Kontakt kommt, eine Höhe H ist (die Höhe der Position, die am weitesten von einem Boden 110 der Übertragungsspule 100 entfernt ist), und der maximale Außendurchmesser des Luftreifens 10 ein maximaler Außendurchmesser Dmax ist, erfüllt ein Verhältnis (H/Dmax) der Höhe H zum maximalen Außendurchmesser Dmax und ein Querschnittsverhältnis α [%] des Luftreifens 10 vorzugsweise die folgende Formel (1). Mit anderen Worten ist die Platzierungsposition der Übertragungsantenne 100 in einem Azimutwinkel in Bezug auf eine Rotationsmittelachse des Luftreifens 10 (ein Azimutwinkel, der ein Winkel von 0 Grad in einer Richtung senkrecht zum Boden 100 von der Rotationsmittelachse ist) nicht auf die Position in einem Azimutwinkel von 180 Grad (Position gegenüber dem Boden 100) beschränkt, und die Platzierungsposition der Übertragungsantenne 100 kann innerhalb des Bereichs, der die folgenden Bedingungen erfüllt, unterschiedlich eingestellt werden. $\begin{array}{l} - 7, 707 \cdot {(α / 100)}^{3} + 12, 17 \cdot {(α / 100)}^{2} - 4, 875 \cdot (α / 100) + 0, 642 < H / Dmax \\ <1 (wobei α 30 oder gr \ddot{o} ßer und weniger als 75 ist), \end{array}$
$0, 067 < H / Dmax < 1 (wobei α kleiner als 30 ist), und$
$0, 580 < H / Dmax < 1 (wobei α 75 oder gr \ddot{o} ßer ist) .$
Da das Querschnittsverhältnis α kleiner ist, ist die seitliche Verformung des Seitenabschnitts S während einer Kurvenfahrt des Reifens kleiner. Selbst wenn die Übertragungsspule 100 in die Nähe des Seitenabschnitts S gebracht wird, ist es somit weniger wahrscheinlich, dass die Übertragungsspule 100 aufgrund der seitlichen Verformung des Seitenabschnitts S mit dem Seitenabschnitt S in Kontakt kommt. Ferner wird die seitliche Verformung des Seitenabschnitts S lokal am oder nahe am Boden 110 erzeugt, und die seitliche Verformung des Seitenabschnitts S nimmt ab, wenn sich der Seitenabschnitt S vom Boden 110 trennt. Selbst wenn das Verhältnis d/SH der kleinste Wert von 0,05 in dem vorstehend beschriebenen Wertebereich ist, kommt somit bei dem Luftreifen 10 mit einem kleinen Querschnittsverhältnis α, bei dem die seitliche Verformung des Seitenabschnitts S klein ist, selbst wenn die Höhe H der Übertragungsspule 100 vom Boden 110 klein ist (selbst wenn die Übertragungsspule 100 an einer Position angeordnet ist, bei der der Azimutwinkel klein ist), die Übertragungsspule 100 wahrscheinlich nicht mit dem Seitenabschnitt S in Kontakt. Mit anderen Worten, da das Querschnittsverhältnis α kleiner ist, kann ein unterer Grenzwert des Verhältnisses (H/Dmax) kleiner gemacht werden. Dementsprechend ist, da das Querschnittsverhältnis α kleiner ist, die Flexibilität der Platzierungsposition der Übertragungsspule 100 größer.
Ab diesem Punkt wird die Übertragungsspule 100 vorzugsweise so bereitgestellt, dass sie die Formel (1) zwischen dem Querschnittsverhältnis o und dem Verhältnis (H/Dmax) erfüllt. Wenn das Querschnittsverhältnis α und das Verhältnis (H/Dmax) die Formel (1) nicht erfüllen, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Übertragungsspule 100 mit dem Seitenabschnitt S in Kontakt kommt, und daher ist dies nicht bevorzugt.
Der Luftreifen, die Luftreifenanordnung und das Stromversorgungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind vorstehend ausführlich beschrieben. Der Luftreifen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen oder Beispiele beschränkt und kann sicherlich auf verschiedene Weisen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, verbessert oder modifiziert werden.
Bezugszeichenliste

10: Luftreifen
11: Rad
12: Wulstkern
12a: Wulstbodenfläche
14: Karkassenlagenschicht
14a: Zurückgefaltetes Ende
16: Gürtelschicht
18: Empfangsspule
18a: Nichtmagnetisches Substrat
18b: Signalleitung
18c: Grundmaterial
19: Basis
20: Sensor
22: Kommunikationsvorrichtung
30: Empfangseinheit
40: Laufflächengummi
42: Seitengummi
44: Wulstfüllergummi
46: Radkranzpolstergummi
48: Innenseelengummi
50: Schallabsorbierendes Glied
52: Glied
100: Übertragungsspule
102: Stromübertragungsvorrichtung
104: Übertragungseinheit

Claims

Luftreifen (10), umfassend eine Empfangsspule (18), die konfiguriert ist, um durch Empfangen eines Wechselstrommagnetfelds von einer Außenseite des Luftreifens (10) Strom zu erzeugen, wobei der Luftreifen (10) umfasst: ein Paar Wulstkerne (12), die jeweils in einer Ringform eines aus Stahl hergestellten Wulstcordfadens ausgebildet sind; eine Karkassenlagenschicht (14), die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht (14) um jeden der Wulstkerne (12) gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen; eine Gürtelschicht (16), die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht (14) in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Gürtelkordfaden aus Stahl ausgebildet ist; und wobei die Empfangsspule (18) in einer planaren Form ausgebildet und in einem Reifenhohlraumbereich (C) des Luftreifens (10) bereitgestellt ist, wobei die Empfangsspule (18) einen Empfangsbereich umfasst, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um ein Wechselstrommagnetfeld zu empfangen, das durch die Karkassenlagenschicht (14) übertragen wird, wobei die Empfangsspule (18) konfiguriert ist, um durch Empfangen des Wechselstrommagnetfelds ein Wechselstromsignal zu erzeugen, wobei, wenn die Empfangsspule (18) von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet wird, eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule (18) in einem Bereich entlang der Reifenradialrichtung bereitgestellt ist, der zwischen einem ersten Abschnitt (X1), der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt (X2), der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht (16) in Reifenradialrichtung befindet, angeordnet ist, und die Oberfläche des Empfangsbereichs der Reifenbreitenrichtung zugewandt ist, und wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule (18) eine Länge D1 ist, ist ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt eines der Wulstkerne zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ein Abstand L1, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht (16) zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ist ein Abstand L2, wobei die Empfangsspule (18) entfernt von dem Wulstkern (12) und der Gürtelschicht (16) angeordnet ist, und der Abstand L1 und der Abstand L2 größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1 sind.
Luftreifen (10) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn ein Abstand entlang der Reifenradialrichtung zwischen dem ersten Abschnitt (X1) und dem zweiten Abschnitt (X2) ein Abstand L3 ist, beträgt die Länge D1 30 % oder mehr des Abstands L3.
Luftreifen (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs der Empfangsspule (18) entlang einer Reifenumfangsrichtung eine Länge D2 ist, ist die Länge D2 größer als die Länge D1.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn ein Reifenbereich bei Betrachtung des Luftreifens (10) von Reifenradialrichtung in vier Abschnitte in Reifenbreitenrichtung unterteilt ist, ist eine Platzierungsposition der Empfangsspule (18) in einem äußersten unterteilten Bereich (R) auf einer Seite in Reifenbreitenrichtung angeordnet.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Mehrzahl von Empfangsspulen (18), die jeweils der Empfangsspule (18) entsprechen, jeweils an einer Mehrzahl von Stellen in Reifenumfangsrichtung angeordnet und in Reifenumfangsrichtung voneinander getrennt und in einem gesamten Umfang in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet ist, und ein Trennabstand zwischen in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen (18) von der Mehrzahl von Empfangsspulen (18) kleiner als die Länge D1 ist.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Empfangsspule (18) ein Element ist, bei dem eine Signalleitung (18b) in einer Spiralform in einer Oberfläche eines flexiblen Substrats ausgebildet ist, und das flexible Substrat in einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens (10) oder im Reifenhohlraumbereich (C) bereitgestellt ist.
Luftreifen (10) gemäß Anspruch 6, wobei das flexible Substrat, das in der Reifeninnenumfangsoberfläche bereitgestellt werden soll, ein gekrümmtes Substrat ist, das entsprechend einer Form der Reifeninnenumfangsoberfläche ausgebildet ist, und die Signalleitung (18b) in dem gekrümmten Substrat ausgebildet ist.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Empfangsspule (18) in einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens (10) bereitgestellt ist, und ein Bereich entlang der Reifenradialrichtung eines Abschnitts der Empfangsspule (18), der an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt ist, sich nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung eines zurückgefalteten Endes eines Abschnitts der Karkassenlagenschicht (14), in dem die Karkassenlagenschicht (14) um den Wulstkern (12) zurückgefaltet ist, überlappt.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Empfangsspule (18) über ein Grundmaterial (18c) bereitgestellt wird, das an einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens (10) befestigt ist, und ein Bereich entlang der Reifenradialrichtung eines Abschnitts des Grundmaterials (18c), der an der Reifeninnenumfangsoberfläche befestigt ist, von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) getrennt ist und nicht mit einer Position in Reifenradialrichtung eines zurückgefalteten Endes eines Abschnitts, in dem die Karkassenlagenschicht (14) um den Wulstkern (12) zurückgefaltet ist, überlappt ist.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Empfangsspule (18) in Gewebe bereitgestellt ist, ein Abschnitt von Kettfaden und ein Abschnitt von Schussfaden des Gewebes aus leitfähigem Faden gebildet sind, und eine Signalleitung (18b) der Empfangsspule (18) mit dem leitfähigen Faden ausgebildet ist.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein schallabsorbierendes Glied (50) im Reifenhohlraumbereich (C) des Luftreifens (10) bereitgestellt ist, und die Empfangsspule (18) in einer Seitenfläche oder innerhalb des schallabsorbierenden Glieds (50) bereitgestellt ist.
Luftreifen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Länge D1 10 bis 50 % einer Reifenquerschnittshöhe SH des Luftreifens (10) beträgt.
Luftreifenanordnung eines Luftreifens (10), der an einem Rad montiert ist, wobei die Luftreifenanordnung ein Element umfasst, das konfiguriert ist, um durch Empfangen eines Wechselstrommagnetfelds von einer Außenseite des Luftreifens (10) Strom zu empfangen, wobei der Luftreifen (10) umfasst: ein Paar Wulstkerne (12), die jeweils in einer Ringform eines aus Stahl hergestellten Wulstcordfadens ausgebildet sind; eine Karkassenlagenschicht (14), die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht (14) um jeden der Wulstkerne (12) gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen; und eine Gürtelschicht (16), die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht (14) in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Gürtelkordfaden aus Stahl ausgebildet ist, wobei das Rad eine Empfangsspule (18) umfasst, die in einer planaren Form ausgebildet und bereitgestellt ist, um an einer Radoberfläche befestigt zu werden, die einem Reifenhohlraumbereich (C) des Luftreifens (10) zugewandt ist, wobei die Empfangsspule (18) einen Empfangsbereich umfasst, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um ein Wechselstrommagnetfeld zu empfangen, das durch die Karkassenlagenschicht (14) übertragen wird, wobei die Empfangsspule (18) konfiguriert ist, um ein Wechselstromsignal zu erzeugen, wobei der Luftreifen (10) oder das Rad ein Element umfasst, das an der dem Reifenhohlraumbereich (C) zugewandten Radoberfläche oder an einer Reifeninnenumfangsoberfläche des Luftreifens (10) befestigt ist, wobei das Element konfiguriert ist, um aus dem Wechselstromsignal umgewandelten Strom zu empfangen und durch den Strom angetrieben zu werden, wobei, wenn die Empfangsspule (18) von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet wird, eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule (18) in einem Bereich entlang der Reifenradialrichtung bereitgestellt ist, der zwischen einem ersten Abschnitt (X1), der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt (X2), der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht (16) in Reifenradialrichtung befindet, angeordnet ist, und wobei die Oberfläche des Empfangsbereichs der Reifenbreitenrichtung zugewandt ist, und wobei, wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule (18) eine Länge D1 ist, ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt jedes der Wulstkerne zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ein Abstand L1 ist, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht (16) zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ein Abstand L2 ist, wobei die Empfangsspule (18) entfernt von dem Wulstkern (12) und der Gürtelschicht (16) angeordnet ist, und wobei der Abstand L1 und der Abstand L2 größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1 sind.
Stromversorgungssystem, das konfiguriert ist, um drahtlos Strom von einer Übertragungseinheit (104) zu einer Empfangseinheit (30), die in einem Luftreifen (10) bereitgestellt ist, zu übertragen und Strom zu einem Element, das in der Empfangseinheit (30) bereitgestellt ist, zuzuführen, wobei die Übertragungseinheit (104) eine Übertragungsspule (100) umfasst, die in einem Basisabschnitt bereitgestellt ist, der in Bezug auf den Luftreifen (10) nicht drehbar ist, wobei die Übertragungsspule (100) einen Übertragungsbereich umfasst, der konfiguriert ist, um ein Wechselstrommagnetfeld zu erzeugen und zu übertragen, wobei der Luftreifen (10) umfasst: ein Paar Wulstkerne (12), die jeweils in einer Ringform aus einem Stahlwulstcordfaden ausgebildet sind; eine Karkassenlagenschicht (14), die aus einem organischen Fasercordfaden ausgebildet ist, wobei die Karkassenlagenschicht (14) um jeden der Wulstkerne (12) gewickelt und zurückgefaltet ist, um eine Torusform aufzuweisen; und eine Gürtelschicht (16), die in einer Außenseite der Karkassenlagenschicht (14) in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist und aus einem Stahlgürtelcordfaden ausgebildet ist, die Empfangseinheit (30) ist in dem Luftreifen (10) bereitgestellt, wobei die Empfangseinheit (30) umfasst: eine Empfangsspule (18), die in einer planaren Form ausgebildet und in einem Reifenhohlraumbereich (C) des Luftreifens (10) bereitgestellt ist, wobei die Empfangsspule (18) einen Empfangsbereich umfasst, der in einer planaren Form ausgebildet und konfiguriert ist, um das durch die Karkassenlagenschicht (14) übertragene Wechselstrommagnetfeld zu empfangen, wobei die Empfangsspule (18) konfiguriert ist, um durch Empfangen des Wechselstrommagnetfelds ein Wechselstromsignal zu erzeugen; und ein Element, das konfiguriert ist, um aus dem Wechselstromsignal umgewandelten Strom zu empfangen und durch den Strom angetrieben zu werden, wobei, wenn die Empfangsspule (18) von einer Seite in Reifenbreitenrichtung betrachtet wird, eine Oberfläche des Empfangsbereichs der Empfangsspule (18) in einem Bereich in Reifenradialrichtung bereitgestellt ist, der zwischen einem ersten Abschnitt (X1), der sich in einer äußersten Seite des Wulstcordfadens in Reifenradialrichtung befindet, und einem zweiten Abschnitt (X2), der sich in einer innersten Seite der Gürtelschicht (16) in Reifenradialrichtung befindet, angeordnet ist, und wobei die Oberfläche des Empfangsbereichs der Reifenbreitenrichtung zugewandt ist, und wobei, wenn eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenradialrichtung der Empfangsspule eine Länge D1 ist, ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt eines der Wulstkerne (12) zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ein Abstand L1 ist, und ein Abstand von dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) zu einem nächsten Abschnitt der Gürtelschicht (16) zu dem Empfangsbereich der Empfangsspule (18) ein Abstand L2 ist, wobei die Empfangsspule (18) entfernt von dem Wulstkern (12) und der Gürtelschicht (16) angeordnet ist, und wobei der Abstand L1 und der Abstand L2 größer als ein Abstand von einem Viertel der Länge D1 sind.
Stromversorgungssystem gemäß Anspruch 14, wobei, wenn eine Länge einer Abmessung entlang der Reifenradialrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule (18) eine Länge D3 ist, ist die Länge D3 größer als die Länge D1.
Stromversorgungssystem gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei, wenn eine Länge einer Abmessung entlang einer Reifenumfangsrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule (18) eine Länge D4 ist und eine maximale Abmessung des Empfangsbereichs entlang der Reifenumfangsrichtung der Empfangsspule (18) eine Länge D2 ist, ist die Länge D4 kleiner als die Länge D2.
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei eine Mehrzahl von Empfangsspulen (18), die jeweils der Empfangsspule (18) entsprechen, jeweils an einer Mehrzahl von Stellen in Reifenumfangsrichtung so angeordnet ist, dass sie in Reifenumfangsrichtung voneinander getrennt und in einem gesamten Umfang in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, und ein Trennabstand zwischen den in Reifenumfangsrichtung angrenzenden Empfangsspulen (18) von der Mehrzahl von Empfangsspulen (18) kleiner als die Länge D4 der Abmessung entlang der Reifenumfangsrichtung des Übertragungsbereichs der Übertragungsspule (18) ist.
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei ein Verhältnis d/SH eines Trennungsabstands d zwischen dem Übertragungsbereich der Übertragungsspule (18) und dem Luftreifen (10) zu einer Reifenquerschnittshöhe SH des Luftreifens 0,05 oder mehr und 0,6 oder weniger beträgt.
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei, wenn eine Höhe einer Position der Übertragungsspule (18) von einem Boden, mit dem der Luftreifen (10) in Kontakt kommt, eine Höhe H ist, und ein maximaler Außendurchmesser des Luftreifens (10) ein maximaler Außendurchmesser Dmax ist, erfüllen ein Verhältnis (H/Dmax) der Höhe H zum maximalen Außendurchmesser Dmax und ein Querschnittsverhältnis α [%] des Luftreifens (10) die Formel (1), $- 7, 707 \cdot {(α / 100)}^{3} + 12, 17 \cdot {(α / 100)}^{2} - 4, 875 \cdot (α / 100) + 0, 642 < H / Dmax$
$<1, wobei α 30 oder gr \ddot{o} ßer und weniger als 75 ist,$
$0, 067 < H / Dmax < 1, wobei α kleiner als 30 ist, und$
$0, 580 < H / Dmax < 1, wobei α 75 oder gr \ddot{o} ßer ist .$
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei eine Resonanzfrequenz an einem Schaltkreis der Übertragungseinheit (104) mit einer Resonanzfrequenz an einem Schaltkreis der Empfangseinheit (30) übereinstimmt.
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei eine drahtlose Übertragung von Strom von der Übertragungseinheit (104) zu der Empfangseinheit (30) durch ein Magnetfeldresonanzverfahren durchgeführt wird.
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Übertragungsspule (100) an einer Position gegenüber einem Seitenabschnitt des Luftreifens (10) in einem ungefederten Bereich einer Aufhängung eines Fahrzeugs, an dem der Luftreifen (10) montierbar ist, bereitgestellt ist.
Stromversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei die einzelne Übertragungsspule (100) pro Luftreifen (10) bereitgestellt ist.