JP2008254661A - 空気入りタイヤ、及びそれに作用する力の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤに作用する前後力の検出精度を高める。
【解決手段】サイドウォール部３に、凸円弧状のサイドウォール基準曲面１１よりもタイヤ外側に突出する突出部１２を設け、これによりサイドウォール部３の外表面３Ｓに、前記サイドウォール基準曲面１１に沿う凸曲面部１３Ａと、この凸曲面部１３Ａの半径方向内端に変曲点Ｐ０を介して滑らかに連なりかつ凹円弧状をなすとともに前記突出部１２の外表面の一部をなす凹曲面部１３Ｂとからなる曲面領域１３を形成する。前記曲面領域１３内かつ変曲点近傍域Ｐｙに、歪センサ１０を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤに作用する前後力の検出精度を高めうる空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤに作用する力の検出方法に関する。

近年、走行中の自動車の安定性、安全性を確保するため、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、ＶＳＣ（ビークルスタビリティコントロール）などの種々の車両制御システムが開発されている。そして、これらシステムを制御するためには、走行中のタイヤの転動状況を正確に把握することが必要となる。

そこで本出願人は、特許文献１に記載の如く、サイドウォール部に３つ以上の歪センサを設け、前記サイドウォール部における所定の３つの測定位置の表面歪を、前記歪センサを用いて同時に測定し、その３つの歪出力によって、タイヤに作用する前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ、及び上下荷重Ｆｚの３並進方向力をそれぞれ推定する技術を提案している。

特開２００５−１２６００８号公報

この技術は、以下の如く説明されている。まず、サイドウォール部では、タイヤに３並進方向力である前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ、上下荷重Ｆｚを個別に負荷した場合、そのとき発生する表面歪εが、各方向力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚとそれぞれ略線形の相関関係を有するという特徴がある。そのため、サイドウォール部においては、前後力Ｆｘによって発生する表面歪εｘは、前後力Ｆｘの一次関数εｘ＝ｆ（Ｆｘ）で近似でき、同様に、横力Ｆｙによって発生する表面歪εｙは、横力Ｆｙの一次関数εｙ＝ｆ（Ｆｙ）で、かつ上下荷重Ｆｚによって発生する表面歪εｚは、上下荷重Ｆｚの一次関数εｚ＝ｆ（Ｆｚ）で、それぞれ近似できる。従って、３並進方向力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚの合力Ｆが作用したときに発生する表面歪εは、各表面歪εｘ、εｙ、εｚの和、即ち次式（１）で近似することが可能となる。
ε＝εｘ＋εｙ＋εｚ＝ｆ（Ｆｘ）＋ｆ（Ｆｙ）＋ｆ（Ｆｚ）−−−（１）

又歪センサにより測定可能な表面歪εから、合力Ｆをなす３並進方向力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚをそれぞれ導き出すには、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚを未知数とした前記式（１）である３元一次方程式を解くことにより達成できる。そのためには、異なる３位置で表面歪εを同時に測定して３つの連立式をたてることが必要である。

言い換えると、サイドウォール部に３つ以上の歪センサを設け、異なる３つの測定位置で表面歪εを同時に測定する。そのときの３つの測定値（歪出力）ｔ１、ｔ２、ｔ３から以下の３つの連立式をたて、それを解くことにより、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚを求めることができるのである。
ｔ１＝Ａ１・Ｆｘ＋Ｂ１・Ｆｙ＋Ｃ１・Ｆｚ
ｔ２＝Ａ２・Ｆｘ＋Ｂ２・Ｆｙ＋Ｃ２・Ｆｚ
ｔ３＝Ａ３・Ｆｘ＋Ｂ３・Ｆｙ＋Ｃ３・Ｆｚ
なお、前記Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３は、係数であり、事前の荷重付加試験においてＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚを夫々単独で変化させて実測した歪出力ｔｏ１，ｔｏ２，ｔｏ３と、そのときの前後力Ｆｏｘ、横力Ｆｏｙ、上下荷重Ｆｏｚとの複数のデータを数値解析することにより、予め求めておくことができる。

しかし、前述の検出方法では、３位置での同時の測定データが必要であるため、何れか一つの測定データにノイズが載った場合にも、誤差となってＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚの算出値（検出値）にバラツキが生じるなど、ノイズの影響が大きく、検出精度や信頼性を高く維持することが難しいという問題がある。又前記車両制御システムのうちのブレーキ制御においては、実際には、タイヤに作用する３並進方向力のうちの横力Ｆｙおよび上下荷重Ｆｚの情報は特に重要ではなく、前後力Ｆｘの情報さえあれば充分に制御可能であることが判明している。

そこで本発明は、サイドウォール部の外表面の形状を工夫して、上下荷重に起因する表面歪が殆ど発生しない部位を形成し、この部位に歪センサを配することを基本として、上下荷重による表面歪の関与を排除でき、例えば前後力を一つの測定データのみで検出することを可能とするなど、検出のための演算を容易にかつ迅速に行いうるとともに、検出精度や信頼性を向上でき、車両制御システムに大きく貢献しうる空気入りタイヤ、及びそれに作用する力の検出方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤ表面歪を検出する１つ以上の歪センサを、サイドウォール部に設けた空気入りタイヤであって、
前記サイドウォール部は、タイヤ内側に曲率中心を有する凸円弧状のサイドウォール基準曲面よりもタイヤ外側に突出しかつタイヤ周方向に延在する突出部を具え、
かつ前記サイドウォール部の外表面は、タイヤ軸を含む子午断面において、前記サイドウォール基準曲面に沿ってトレッド部側からビード部側にのびる凸曲面部と、この凸曲面部の半径方向内端の変曲点で滑らかに連なりかつタイヤ外側に曲率中心を有する凹円弧状をなすとともに前記突出部の外表面の一部をなす凹曲面部とからなる曲面領域を含むとともに、
該曲面領域内かつ前記変曲点からの半径方向距離が４mm以下の変曲点近傍域に、前記歪センサを設けたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記歪センサは、該歪センサのゲインを最大とするゲイン最大線が、タイヤ半径方向線に対して１０〜８０°以下の角度θで配されることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記突出部は、リムプロテクタであることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記歪センサは、磁石と、この磁石に向き合う磁気センサ素子とを弾性材を介して一体化したセンサ素子ユニットであることを特徴としている。

又請求項５の発明では、正規リムに装着されかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態において、前記変曲点近傍域は、半径方向のタイヤ表面歪が０．２％以下であることを特徴としている。

又請求項６の発明は、タイヤに作用する力の検出方法であって、請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤの歪センサの出力を検知し、変換手段を用いてタイヤに作用する前後力、横力のうちの少なくとも前後力Ｆｘを検出することを特徴としている。

なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

又本明細書では、サイドウォール部の外表面の輪郭形状は、前記正規リムに装着しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態で特定される形状とする。

本発明は叙上の如く、サイドウォール部に、タイヤ内側に曲率中心を有する凸円弧状のサイドウォール基準曲面よりもタイヤ外側に突出する突出部を設け、これによりサイドウォール部の外表面に、前記サイドウォール基準曲面に沿う凸曲面部と、この凸曲面部の半径方向内端に変曲点を介して滑らかに連なりかつタイヤ外側に曲率中心を有する凹円弧状をなすとともに前記突出部の外表面をなす凹曲面部とからなる曲面領域を形成している。そして、前記曲面領域内かつ変曲点近傍域に、歪センサを設けている。

ここで、タイヤに上下荷重のみが作用したとき、前記凸曲面部にはタイヤ半径方向に引張り側の表面歪が発生し、逆に凹曲面部には圧縮側の表面歪が発生する。しかし前記変曲点近傍域では、前記引張りと圧縮が均衡し、表面歪の発生が殆ど起こらなくなる。即ち、前記変曲点近傍域は、上下荷重の影響を受けないが、横力及び前後力に対しては変形して表面歪を発生させる特異な部位となり、この部位に歪センサを設けた場合には、２位置同時に表面歪を測定することにより、横力と前後力との検出が可能となる。又横力が作用しない直進走行時において、１位置にて表面歪を測定することにより、前後力の検出が可能となる。

このように、ブレーキ制御のために特に重要な前後力に対して、該前後力を検出するために必要となる歪センサのデータ数を、３つから２つに、或いは１つに減じることができる。従って、ノイズの影響の機会が減じられるとともに演算が簡易化され、検出精度や信頼性の向上、及び演算の迅速化を達成することが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの正規内圧状態を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。又前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびる断面三角形状のビード補強用のビードエーペックスゴム８を配設している。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。なお該ベルト層７の半径方向外側には、本例では、高速走行性能および高速耐久性等を高める目的で、バンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させたバンド層９を設けている。

そして本実施形態のタイヤ１では、前記サイドウォール部３には、タイヤ内側に曲率中心を有する凸円弧状のサイドウォール基準曲面１１よりもタイヤ外側に突出しかつタイヤ周方向に延在する突出部１２が形成されている。そしてこの突出部１２の形成により、前記サイドウォール部３の外表面３Ｓ（以下サイドウォール面３Ｓと呼ぶ）は、タイヤ軸を含む子午断面を示す図１の如く、前記サイドウォール基準曲面１１に沿ってトレッド部２側からビード部３側にのびる凸曲面部１３Ａと、この凸曲面部１３Ａの半径方向内端の変曲点Ｐ０で滑らかに連なりかつタイヤ外側に曲率中心を有する凹円弧状をなすとともに前記突出部１２の外表面の一部をなす凹曲面部１３Ｂとからなる曲面領域１３を含むこととなる。

ここで、前記サイドウォール基準曲面１１は、サイドウォール面３Ｓの基準となる仮想曲面であって、図２に拡大して示すように、このサイドウォール基準曲面１１に沿う前記凸曲面部１３Ａは、サイドウォール面３Ｓに占める割合が最も大な領域を構成している。本例では、前記凸曲面部１３Ａの半径方向高さＨａが、トレッド接地端Ｔｅとリムフランジ上端Ｊｅとの間の半径方向高さで定義するサイドウォール高さＨｂの４０％以上、さらには５０％以上を占める場合を例示しており、又前記凸曲面部１３Ａの半径方向内端である前記変曲点Ｐ０は、カーカス６の前記プライ本体部６ａがタイヤ軸方向外側に最も突出するカーカス最大巾点Ｐｅからの半径方向距離Ｈｃを前記サイドウォール高さＨｂの３０％以下とした、カーカス最大巾点近辺に位置させている。特に、前記変曲点Ｐ０は、前記カーカス最大巾点Ｐｅよりも半径方向内側であることが、高荷重時の変形の線形性が高く保たれるため好ましい。なお前記サイドウォール基準曲面１１は、凸円弧状をなす滑らかな凸曲線であって、単一円弧に制限されるものではない。

又前記凹曲面部１３Ｂは、凸曲面部１３Ａとは前記変曲点Ｐ０で変曲し、タイヤ軸方向外側に向かって凹円弧状に延在する。この凹曲面部１３Ｂは、前記突出部１２の外表面の一部として形成されている。本例では、前記突出部１２が、リムフランジを外傷から保護する所謂リムプロテクタ１４として形成される場合を例示しており、該突出部１２は、半径方向内外の斜辺１４ａ、１４ｂと、そのタイヤ軸方向外端を継ぐ継き辺１４ｃとで囲む断面略台形状をなし、前記内外の斜辺１４ａ、１４ｂは、それぞれ凹円弧状に湾曲している。そして、この断面略台形状の突出部１２の外表面の一部である前記外の斜辺１４ｂによって、前記凹曲面部１３Ｂを形成している。

このようなサイドウォール面３Ｓを有するタイヤでは、図３に概念的に示すように、タイヤ１に上下荷重Ｆｚを作用させたとき、前記凸曲面部１３Ａにはタイヤ半径方向に引張り側の表面歪εｚが発生し、逆に凹曲面部１３Ｂには圧縮側の表面歪εｚが発生する。しかし前記変曲点近傍域Ｐｙでは、前記引張りと圧縮とが均衡し、表面歪εｚの発生が殆ど起こらなくなる。なお前記変曲点近傍域Ｐｙは、前記変曲点Ｐ０からの半径方向距離が４mm以下の領域を意味する。この変曲点近傍域Ｐｙでは、正規リムに装着されかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態において、半径方向の表面歪εｚを０．２％以下に減じることが可能となる。

そして本実施形態の空気入りタイヤ１では、前記曲面領域１３内かつ前記変曲点近傍域Ｐｙに、好ましくは前記変曲点近傍域Ｐｙ内でかつ正規荷重負荷状態における表面歪εｚが０．２％以下の領域範囲に、表面歪εを検出する１つ以上の歪センサ１０を設けている。

なお歪センサ１０が複数個の場合には、図４に示すように、タイヤ軸心を中心とした同一円周上でタイヤ周方向に等間隔で配置することが、測定制御の簡便性等の観点から好ましい。同図には、８個の歪センサ１０を等間隔で配置した場合を例示している。

前記歪センサ１０としては、図５〜７に示すように、磁石２１と、この磁石２１に間隔を有して向き合う磁気センサ素子２２とを弾性材２３を介して一体化したセンサ素子ユニット２０が用いられる。なお磁気センサ素子２２としては、ホール素子、及びＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）、ＴＭＦ−ＭＩ素子、ＴＭＦ−ＦＧ素子、アモルファスセンサ等が採用でき、特にコンパクトさ、感度、取り扱い易さ等の観点からホール素子が好適に採用できる。又前記歪センサ１０ではサイドウォール部３の動きに追従して柔軟に弾性変形しうることが重要であり、そのために、前記弾性材２３として各種のゴム弾性材料が採用される。特に、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）は、注型成形や射出成形等のプラスチック成形が可能であり、前記歪センサ１０を製造するという観点から好適に採用できる。

前記歪センサ１０として、図５（Ａ）、（Ｂ）の如く、１つの磁石２１と１つの磁気センサ素子２２とで形成した１−１タイプ、又図６（Ａ）、（Ｂ）の如く、１つの磁石２１と複数（ｎ個、例えば２個）の磁気センサ素子２２とで形成した１−ｎタイプ、又図７（Ａ）、（Ｂ）の如く、複数（ｎ個、例えば２個）の磁石２１と１つの磁気センサ素子２２とで形成したｎ−１タイプのものが使用できる。なお図中の符号２２ｓは磁気センサ素子２２の受感部面２２ｓ、符号２１ｓは磁石２１の磁極面を示し、又符号Ｎは、歪センサ１０のゲインが最大となるゲイン最大線を示している。なお歪センサ１０としては他に、抵抗線歪ゲージや、ピエゾ素子を用いたものなども採用可能である。

又前記歪センサ１０は、図８に１−１タイプのものを代表して概念的に示すように、ゲインが最大となる前記中央線Ｎを、タイヤ半径方向線に対して、１０〜８０°の角度θで傾斜する向きで取り付けられる。これにより、横力Ｆｙ及び前後力Ｆｘによる表面歪の測定精度を高めうる。なお前記角度θは、好ましくは２０〜７０°、さらには３０〜６０°、さらには４０〜５０°の角度が好ましい。

なお図１中の符号１５は、歪センサ１０によって測定された表面歪εの歪出力を、車両に設ける車両制御システムの電子制御装置（ＥＣＵ）に発信するセンサ発信制御装置であり、又符号１６は、このセンサ発信制御装置１５と、前記各歪センサ１０とを接続するリード線を示す。このリード線１６は、本例では、加硫前に予めタイヤ内に埋め込まれて配線される。又前記センサ発信制御装置１５は、リム組性の観点から、加硫後のタイヤ内表面に接着剤等で取り付けるのが好ましいが、要求によりホイール１７の適所、例えばリムのウエル部などに接着剤或いは取り付け金具を用いて取り付けることもできる。

次に、前記空気入りタイヤ１を用い、このタイヤ１に作用する力のうち、ブレーキ制御のために特に重要な前後力Ｆｘを検出する方法を説明する。

まず、歪センサを用いた従来の検出方法では、異なる３位置にて表面歪を同時に測定し、次の連立式を含む変換手段を用い、前記測定した歪出力ｔ１〜ｔ３から未知数である前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ、上下荷重Ｆｚを夫々求めることが必要であった。
ｔ１＝Ａ１・Ｆｘ＋Ｂ１・Ｆｙ＋Ｃ１・Ｆｚ
ｔ２＝Ａ２・Ｆｘ＋Ｂ２・Ｆｙ＋Ｃ２・Ｆｚ
ｔ３＝Ａ３・Ｆｘ＋Ｂ３・Ｆｙ＋Ｃ３・Ｆｚ
前記Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３は、係数であり、事前の荷重付加試験においてＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚを夫々単独で変化させて実測した歪出力ｔｏ１，ｔｏ２，ｔｏ３と、そのときの前後力Ｆｏｘ、横力Ｆｏｙ、上下荷重Ｆｏｚとの複数のデータを数値解析することにより、予め求めることができる。

しかしこの場合、ブレーキ制御のために特に重要な前後力Ｆｘのみを検出したい場合にも、３つの歪出力ｔ１〜ｔ３が必要であり、又この３つの歪出力ｔ１〜ｔ３の何れか一つにノイズが載った場合にも、誤差となってＦｘの算出値（検出値）にバラツキが生じる。即ち、ノイズの影響が大きく、検出精度を低下させる危険性が増すこととなる。又演算が複雑となって処理能力や処理時間に不利を招く。

これに対して、本発明のタイヤ１では、上下荷重Ｆｚに対して表面歪が殆ど発生しない変曲点近傍域Ｐｙに歪センサ１０を設けている。従って、又横力Ｆｙの発生がほとんどない直進状態において表面歪を測定した場合には、この表面歪は、上下荷重Ｆｚ及び横力Ｆｙの影響がなくなり、前後力Ｆｘのみの関係式に簡略化することができる。即ち
ｔ＝Ａ・Ｆｘ＋α --- （２）
Ａ、αは、事前の荷重付加試験において前後力Ｆｘを変化させて実測した歪出力ｔｏと、そのときの前後力Ｆｏｘとの複数のデータを、例えばコンピューターを用いて数値解析することにより求めることができる。

具体的には、タイヤ回転位置を検知する例えばエンコーダなどの回転位置検知器を、タイヤ、ホイール、車軸などに取り付け、回転中のタイヤにおいて、各歪センサ１０が、所定の測定位置Ｑ（図４に示す）を通過するのを検知するとともに、各歪センサ１０が前記測定位置Ｑを通過した時の表面歪を順次測定する。そして、前記関係式（２）を含む変換手段を用い、前記測定された歪出力ｔから、前後力Ｆｘを換算して求めるのである。なお測定位置Ｑは、特に規制されないが、前後力Ｆｘによる影響が大きい位置、具体的には、接地中心の対角位置Ｑ０（タイヤ軸心の真上の位置）を中心とした±１５°以下の角度領域内に、設定するのが好ましい。

次に、前後力Ｆｘと、横力Ｆｙとを検出する場合を説明する。この場合、異なる２位置（測定位置Ｑ）にて表面歪を同時に測定し、歪出力ｔ１、ｔ２をうる。又前記変曲点近傍域Ｐｙに各歪センサ１０を取り付けているため、上下荷重Ｆｚの影響がなくなり、次の関係式を含む変換手段にて、前後力Ｆｘと横力Ｆｙとを算出することが可能となる。
ｔ１＝Ａ１・Ｆｘ＋Ｂ１・Ｆｙ＋α１
ｔ２＝Ａ２・Ｆｘ＋Ｂ２・Ｆｙ＋α２
Ａ１、Ａ２、α１、α２は、事前の荷重付加試験においてＦｘ、Ｆｙを夫々単独で変化させて実測した歪出力ｔｏ１，ｔｏ２と、そのときの前後力Ｆｏｘ、横力Ｆｏｙとの複数のデータを数値解析することにより求めることができる。

係る場合にも、前後力Ｆｘ、横力Ｆｙを検出するために必要となる歪センサのデータ数を、３つから２つに減じることができ、ノイズの影響の機会を減らすとともに演算を簡易化でき、検出精度や信頼性の向上、及び演算の迅速化を達成できる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

表１に示す仕様にて、歪センサをサイドウォール面に設けた空気入りタイヤ（サイズ２２５／５５Ｒ１７）を試作した。なお図９（Ａ）、（Ｂ）に比較例１、２、３に用いたタイヤの輪郭形状を示し、図９（Ａ）は、突出部１２の形成がなく、サイドウォール面３Ｓは、実質的にサイドウォール基準面１１に沿った凸曲面部１３Ａのみによって形成されている。又図９（Ｂ）では、突出部１２の外の斜辺１４ｂとして、前記凹曲面部１３Ｂに代えて直線状にのびる傾斜面部４０を形成している。なお比較例１、２、実施例１は、それぞれ半径方向の同高さ位置に歪センサ１０が取り付けられている。

そして、リム１７×７ＪＪに装着しかつ内圧２００ｋＰａを充填した状態のタイヤに、前後力、上下荷重を負荷した。そして前記歪センサの歪出力に基づき、前後力および上下荷重に基づく表面歪の発生の有無を比較した。又測定した歪出力ｔから前後力Ｆｘを関係式から算出し、その算出値（検出値）の、実際に負荷した実荷重値からの誤差を比較し、検出精度を、次の×、△、○、◎の４段階で評価した。なお、比較例１、２では、異なる３位置にて同時に測定した３つの歪出力ｔを用いて前後力Ｆｘを算出し、実施例は１つの歪出力ｔを用いて前後力Ｆｘを算出している。
×−−−算出値の誤差が、実荷重値の５０％より大きい；
△−−−算出値の誤差が、実荷重値の２０％より大かつ５０％以下の範囲；
○−−−算出値の誤差が、実荷重値の１０％より大かつ２０％以下の範囲；
◎−−−算出値の誤差が、実荷重値の１０％以下の範囲；

本発明の空気入りタイヤを示す断面図である。 サイドウォール部の外表面を拡大して示す断面図である。 上下荷重によってサイドウォール部の外表面に生じる表面歪の分布状態を示すグラフである。 歪センサの配置状態を略示する空気入りタイヤの側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、１−１タイプの磁気センサ素子を示す平面図及び斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、１−ｎタイプの磁気センサ素子を示す平面図及び斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、ｎ−１タイプの磁気センサ素子を示す平面図及び斜視図である。 歪センサのセンサ角度を説明する図面である。 （Ａ）、（Ｂ）は、表１の比較例に用いたタイヤのタイヤの輪郭形状、及び歪センサの取り付け位置を説明する略図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ｓ サイドウォール部の外表面
４ ビード部
１０ 歪センサ
１１ サイドウォール基準面
１２ 突出部
１３ 曲面領域
１３Ａ 凸曲面部
１３Ｂ 凹曲面部
１４ リムプロテクタ
２０ センサ素子ユニット
２１ 磁石
２２ 磁気センサ素子
２３ 弾性材
Ｎ ゲイン最大線
Ｐ０ 変曲点
Ｐｙ 変曲点近傍域

Claims (6)

1. タイヤ表面歪を検出する１つ以上の歪センサを、サイドウォール部に設けた空気入りタイヤであって、
   前記サイドウォール部は、タイヤ内側に曲率中心を有する凸円弧状のサイドウォール基準曲面よりもタイヤ外側に突出しかつタイヤ周方向に延在する突出部を具え、
   かつ前記サイドウォール部の外表面は、タイヤ軸を含む子午断面において、前記サイドウォール基準曲面に沿ってトレッド部側からビード部側にのびる凸曲面部と、この凸曲面部の半径方向内端の変曲点で滑らかに連なりかつタイヤ外側に曲率中心を有する凹円弧状をなすとともに前記突出部の外表面の一部をなす凹曲面部とからなる曲面領域を含むとともに、
   該曲面領域内かつ前記変曲点からの半径方向距離が４mm以下の変曲点近傍域に、前記歪センサを設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記歪センサは、該歪センサのゲインを最大とするゲイン最大線が、タイヤ半径方向線に対して１０〜８０°以下の角度θで配されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突出部は、リムプロテクタであることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記歪センサは、磁石と、この磁石に向き合う磁気センサ素子とを弾性材を介して一体化したセンサ素子ユニットであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 正規リムに装着されかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態において、前記変曲点近傍域は、半径方向のタイヤ表面歪が０．２％以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤの歪センサの出力を検知し、変換手段を用いてタイヤに作用する前後力、横力、上下荷重のうちの少なくとも前後力Ｆｘを検出することを特徴とするタイヤに作用する力の検出方法。

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