JP2010221901A - Pneumatic tire and strain sensor used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイドウォール部の歪を測定した歪出力を出力してタイヤに作用する力を検出するために用いる歪センサ、及び該歪センサを具える空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a strain sensor used for detecting a force acting on a tire by outputting a strain output obtained by measuring a strain of a sidewall portion, and a pneumatic tire including the strain sensor.
近年、タイヤの少なくとも一方側のサイドウォール部に3個以上の複数の歪センサをタイヤ周方向の異なる位置に取り付け、所定のタイヤ回転角度位置にてタイヤ歪を同時に測定するとともに、これによって得た複数の同時のセンサ出力(歪出力)によって、タイヤに作用する前後力、横力、及び上下力(以下、これらを総称して3分力という場合がある。)をそれぞれ推定する技術が、例えば特許文献1などに提案されている。なお特許文献1には、3つのセンサ出力により3分力を推定する場合が示されている。
In recent years, three or more strain sensors are attached to different positions in the tire circumferential direction on at least one side wall of the tire, and tire strain is simultaneously measured at a predetermined tire rotation angle position. A technique for estimating the longitudinal force, lateral force, and vertical force acting on the tire (hereinafter sometimes collectively referred to as three component forces) by a plurality of simultaneous sensor outputs (distortion outputs), for example, It is proposed in
そして、この特許文献1では、前記歪センサの取り付け方法として、
(1)タイヤを加硫成形する前に、歪センサを、サイドウォール部の内部に埋め込む、或いはサイドウォール部の内面又は外面に貼り付け、その後の加硫による加硫接着によって取り付ける、又は
(2)加硫後のサイドウォール部の内面又は外面に、歪センサを、接着剤による接着によって取り付ける、ことが開示されている。
And in this
(1) Before the tire is vulcanized, the strain sensor is embedded in the sidewall portion or attached to the inner surface or the outer surface of the sidewall portion, and attached by vulcanization adhesion by subsequent vulcanization, or (2) It is disclosed that a strain sensor is attached to an inner surface or an outer surface of a sidewall portion after vulcanization by bonding with an adhesive.
しかし何れの場合にも、歪センサを正確な位置に取り付けることが難しく、3分力の推定精度を損ねるとともに、取付作業効率或いはタイヤ製造効率を損ねるという問題がある。又歪センサがタイヤに一体固定されるため、複数個のうちの一つの歪センサが故障した場合にも、タイヤごと交換する必要が生じるなど、経済性にも劣る。又特に前者の場合には、加硫圧力によって、歪センサに故障をもたらす恐れを招くという問題もある。 However, in any case, it is difficult to attach the strain sensor to an accurate position, and there are problems that the estimation accuracy of the three component force is impaired and the attachment work efficiency or the tire manufacturing efficiency is impaired. In addition, since the strain sensor is integrally fixed to the tire, even if one of the plurality of strain sensors fails, it is necessary to replace the entire tire, resulting in poor economic efficiency. In the former case, there is also a problem that the vulcanization pressure may cause a failure of the strain sensor.
そこで本発明者らは、サイドウォール部の外面にセンサ取付け穴を凹設し、このセンサ取付け穴内に、ゴム基体内に磁石と磁気センサ素子とを埋設した直方体状の歪センサを嵌め合いにて装着することを提案した。なお歪センサのゲイン最大線は、前記直方体形状の長さ方向となる向きに配される。しかしこの場合、タイヤがコーナリングする際に受ける横力により、前記センサ取付け穴には、その長さ方向及び巾方向の2方向に圧縮変形が生じる、或いは前記2方向に引張変形が生じることとなる。従って、センサ取付け穴に、それと略同等の大きさの歪センサを嵌め合いにて装着した場合、前記センサ取付け穴における2方向の引張変形に対しては、前記歪センサが追従できず、タイヤ歪を測定することができなくなる。 Therefore, the present inventors have provided a sensor mounting hole in the outer surface of the sidewall portion, and fitted a rectangular parallelepiped strain sensor in which a magnet and a magnetic sensor element are embedded in the sensor mounting hole. Proposed to wear. The maximum gain line of the strain sensor is arranged in the direction that is the length direction of the rectangular parallelepiped shape. However, in this case, due to the lateral force received when the tire corners, the sensor mounting hole is subjected to compressive deformation in two directions, ie, the length direction and the width direction, or tensile deformation is generated in the two directions. . Therefore, when a strain sensor of approximately the same size is fitted in the sensor mounting hole, the strain sensor cannot follow the tensile deformation in the two directions in the sensor mounting hole, and the tire strain Can not be measured.
又センサ取付け穴が2方向に圧縮変形する際にも、図9に示すように、タイヤ歪を正確に測定することが難しくなる。同図には、スリップ角−1°でコーナリングしている場合のサイドウォール部のタイヤ歪を、歪センサを用いて測定した結果の一例が示されている。サンプル1には、サイドウォール部にセンサ取付け穴を凹設し、その長さ方向の対面に歪センサを接着により直接貼付けた場合のセンサ出力が、又サンプル2には、サイドウォール部に設けたセンサ取付け穴に、直方体状の歪センサを嵌め合いにて取り付けた場合のセンサ出力がそれぞれ示されている。
Even when the sensor mounting hole is compressed and deformed in two directions, as shown in FIG. 9, it is difficult to accurately measure the tire strain. The figure shows an example of the result of measuring the tire strain in the sidewall portion when cornering at a slip angle of -1 ° using a strain sensor.
同図において、回転角度が約150°となる接地位置PAでは、強い2方向の圧縮変形を受けるため、サンプル2においてもセンサ取付け穴から力が適正に伝達され、サンプル1とほぼ同じ出力(約3100mV)が測定されている。しかし接地位置PAから次第に離れて圧縮変形が減少するに従い、サンプル2ではセンサ取付け穴からの力の伝達が悪くなり、サンプル1とのセンサ出力の差が次第に大きくなり、例えばタイヤ回転角度が225°の位置PB近辺にて、約200mVの出力差Δが発生している。なお同図のサンプル3には、センサ取付け穴に嵌め合いによって取り付けた歪センサを用いて、直進走行におけるサイドウォール部のタイヤ歪を測定した場合のセンサ出力が示されており、この場合にも位置PB近辺でセンサ出力が低下している。
In the figure, at the ground contact position PA where the rotation angle is about 150 °, the
これは、以下のように説明される。図10に、前記位置PBにおけるセンサ取付け穴aの状態を誇張して示すように、センサ取付け穴aの長さLaは、直進時に最も長くなり、コーナリング時には、2方向の圧縮変形により、前記長さLa及び巾Waが次第に短くなる。しかし、センサ取付け穴a内に配される歪センサbは、直進時には、センサ取付け穴aの長さLaまでのびることができず、歪センサbとセンサ取付け穴aとの間に、長さ方向の隙間dが発生してしまう。又コーナリングにより2方向の圧縮変形が生じた場合にも、歪センサbは、長さ方向にはセンサ取付け穴aとの間の隙間dを完全に埋めることができない。即ち、直進時、及びコーナリング時の圧縮側においても、歪センサbでは、ゲイン最大線が向く長さ方向に対して、センサ取付け穴aに追従した変形が難しく、測定精度を低下させるという、解決すべき問題が残存する。 This is explained as follows. As shown in FIG. 10 exaggeratingly showing the state of the sensor mounting hole a at the position PB, the length La of the sensor mounting hole a is the longest when going straight, and the corner is long due to compression deformation in two directions. The length La and the width Wa are gradually shortened. However, the strain sensor b arranged in the sensor mounting hole a cannot extend to the length La of the sensor mounting hole a when going straight, and the length direction is between the strain sensor b and the sensor mounting hole a. The gap d is generated. Further, even when compressive deformation in two directions occurs due to cornering, the strain sensor b cannot completely fill the gap d with the sensor mounting hole a in the length direction. In other words, even on the compression side during straight traveling and cornering, the strain sensor b is difficult to deform following the sensor mounting hole a in the length direction in which the maximum gain line faces, and the measurement accuracy is lowered. The problem to be left remains.
そこで本発明は、歪センサの長さをセンサ取付け穴の長さよりも大とし、歪センサを長さ方向への圧縮状態で嵌着することを基本として、歪センサを正確な位置に効率よく取り付けでき、かつ歪センサの交換を可能として経済性を高めうるとともに、直進時、及びコーナリング時においても歪センサによる測定精度を高く確保しうる空気入りタイヤ、及びそれに用いる歪センサを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention is based on the principle that the length of the strain sensor is larger than the length of the sensor mounting hole, and the strain sensor is fitted in a compressed state in the length direction, so that the strain sensor is efficiently mounted at an accurate position. An object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of exchanging a strain sensor and improving economy by enabling the replacement of the strain sensor, and ensuring high measurement accuracy by the strain sensor even during straight running and cornering, and a strain sensor used therefor It is said.
上記課題を解決するために、本願請求項1の発明は、サイドウォール部の歪を測定した歪出力を出力してタイヤに作用する力を検出するために用いる歪センサを具える空気入りタイヤであって、
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの外側に配されかつ外面がサイドウォール表面をなすサイドウォールゴムとを少なくとも有し、しかも前記サイドウォールゴムの外面に、直方体状の角穴からなる歪センサ取付け用のセンサ取付け穴を凹設したタイヤ本体、
及びゴム弾性材からなるゴム基体内に、磁石体とこの磁石体に向き合う磁気センサ素子とを埋設した直方体状をなし、かつこの直方体形状の長さ方向となる向きにゲインが最大となるゲイン最大線が配される歪センサを具え、
しかも前記歪センサは、その長さ方向に圧縮されて前記センサ取付け穴内に嵌入されることにより、少なくとも該歪センサの長さ方向両側の側壁面と前記センサ取付け穴の長さ方向両側の側壁面とが圧接するとともに、
前記嵌入前において、前記歪センサの長さL1は、前記センサ取付け穴の長さL0より大、かつ前記歪センサの巾W1は、前記センサ取付け穴の巾W0以下としたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the invention of
It has at least a carcass extending from the tread portion through the sidewall portion to the bead core of the bead portion, and a sidewall rubber disposed on the outside of the carcass and having an outer surface forming the sidewall surface, and on the outer surface of the sidewall rubber. A tire body having a sensor mounting hole for mounting a strain sensor formed of a rectangular parallelepiped square hole,
And a rubber base made of a rubber elastic material to form a rectangular parallelepiped shape in which a magnet body and a magnetic sensor element facing the magnet body are embedded, and the gain is maximized in the direction of the length direction of the rectangular parallelepiped shape. It has a strain sensor with a line,
In addition, the strain sensor is compressed in the length direction and inserted into the sensor mounting hole, so that at least the side wall surfaces on both sides in the length direction of the strain sensor and the side wall surfaces on both sides in the length direction of the sensor mounting hole. And the pressure contact,
Before the insertion, the length L1 of the strain sensor is larger than the length L0 of the sensor mounting hole, and the width W1 of the strain sensor is not more than the width W0 of the sensor mounting hole.
又請求項2の発明では、前記嵌入前において、歪センサの前記長さL1は、センサ取付け穴の前記長さL0の1.10〜1.40倍、かつ歪センサの前記巾W1は、センサ取付け穴の前記巾W0の0.90〜1.00倍であることを特徴としている。
In the invention of
又請求項3の発明では、前記歪センサは、前記磁石体と磁気センサ素子との間に、前記ゴム基体を巾方向、及び又は高さ方向に貫通してのびる空洞部が設けられ、前記嵌入により、この空洞部の容積が減少することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the strain sensor is provided with a hollow portion extending through the rubber base in the width direction and / or the height direction between the magnet body and the magnetic sensor element. Thus, the volume of the cavity is reduced.
又請求項4の発明では、前記嵌入前における空洞部の容積V1は、嵌入前における前記歪センサの見かけの体積V2とセンサ取付け穴の容積V3との差(V2−V3)の0.7〜1.50倍であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the volume V1 of the hollow portion before insertion is 0.7 to 0.7 (V2−V3) of the difference (V2−V3) between the apparent volume V2 of the strain sensor and the volume V3 of the sensor mounting hole before insertion. It is characterized by being 1.50 times.
又請求項5の発明では、前記磁石体は、サマリウムコバルト磁石からなることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, the magnet body is made of a samarium cobalt magnet.
又請求項6の発明は、サイドウォール部の歪を測定した歪出力を出力してタイヤに作用する力を検出するために用いる歪センサであって、
ゴム弾性材からなるゴム基体内に、磁石体とこの磁石体に向き合う磁気センサ素子とを埋設した直方体状をなし、かつこの直方体形状の長さ方向となる向きにゲインが最大となるゲイン最大線が配されるとともに、
前記ゴム基体は、前記磁石体と磁気センサ素子との間に、該ゴム基体を巾方向、及び又は高さ方向に貫通してのびる空洞部を具えることを特徴としている。
The invention of
A maximum gain line in which a magnet body and a magnetic sensor element facing the magnet body are embedded in a rubber base made of a rubber elastic material, and the gain is maximized in the lengthwise direction of the rectangular body shape. Is arranged,
The rubber base includes a hollow portion extending through the rubber base in the width direction and / or the height direction between the magnet body and the magnetic sensor element.
なお前記歪センサの見かけの体積V2とは、前記空洞部が配されないと仮定した時の歪センサの体積を意味する。 The apparent volume V2 of the strain sensor means the volume of the strain sensor when it is assumed that the cavity is not disposed.
本発明は、ゴム弾性材からなるゴム基体内に、磁石とこの磁石に向き合う磁気センサ素子とを埋設した直方体状をなし、かつこの直方体形状の長さ方向となる向きにゲイン最大線が配される歪センサを用いるとともに、この歪センサを、サイドウォールゴムの外面に設けるセンサ取付け穴内に嵌入している。このとき嵌入前における歪センサの長さL1を、センサ取付け穴の長さL0より大、かつ歪センサの巾W1を、前記センサ取付け穴の巾W0以下とし、歪センサを長さ方向に圧縮させている。 The present invention has a rectangular parallelepiped shape in which a magnet and a magnetic sensor element facing the magnet are embedded in a rubber base made of a rubber elastic material, and a maximum gain line is arranged in the direction of the length of the rectangular parallelepiped shape. The strain sensor is fitted into a sensor mounting hole provided on the outer surface of the sidewall rubber. At this time, the length L1 of the strain sensor before insertion is larger than the length L0 of the sensor mounting hole and the width W1 of the strain sensor is set to be equal to or smaller than the width W0 of the sensor mounting hole, and the strain sensor is compressed in the length direction. ing.
従って、直進時及びコーナリング時において、センサ取付け穴が長さ方向に伸び変形する場合にも、前記歪センサが予め長さ方向に圧縮しているため、センサ取付け穴に追従して伸び変形することができ、測定精度を向上させることができる。 Therefore, even when the sensor mounting hole is stretched and deformed in the length direction during straight running and cornering, the strain sensor is previously compressed in the length direction, so that it is stretched and deformed following the sensor mounting hole. Measurement accuracy can be improved.
又前記センサ取付け穴は、タイヤ加硫成型時の加硫金型によって形成できるため、歪センサを正確な位置に取り付けることが可能となる。又その取り付けも、歪センサの嵌入によるため効率的であり、作業効率、タイヤ製造効率を向上させることができ、しかも故障した歪センサの交換を可能とするため経済性を高めることができる。 Further, since the sensor mounting hole can be formed by a vulcanization mold at the time of tire vulcanization molding, the strain sensor can be mounted at an accurate position. Further, the mounting is efficient because the strain sensor is inserted, so that the working efficiency and the tire manufacturing efficiency can be improved, and the economical strain can be improved because the failed strain sensor can be replaced.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図1において、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を有するタイヤ本体10と、このタイヤ本体10のサイドウォール表面に設けられたセンサ取付け穴20内に嵌入される歪センサ21とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In FIG. 1, a
前記タイヤ本体10は、加硫金型により加硫成形された既加硫のタイヤであって、前記カーカス6の外側には、外面Gsがサイドウォール表面をなすサイドウォールゴム3Gが配される。
The
なお前記カーカス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。そして、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ビードエーペックスゴム8が配設される。
The
又前記トレッド部2の内部かつカーカス6の半径方向外側には、トレッド補強用のベルト層7がタイヤ周方向に巻装される。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。なお本例では、前記ベルト層7の半径方向外側には、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度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層9を設けている。
A tread reinforcing belt layer 7 is wound in the tire circumferential direction inside the
次に、前記サイドウォールゴム3Gは、ゴム硬度Hs(デュロメータA硬さ)が、例えば48〜53の軟質のゴムからなり、カーカス6を外傷から被覆保護する。そして、このサイドウォールゴム3Gの外面Gsには、歪センサ取付け用のセンサ取付け穴20を少なくとも1個以上、好ましくは3個以上、さらに好ましくは6個以上凹設している。なお複数個のセンサ取付け穴20を形成する場合には、図2に示すように、タイヤ軸心を中心とした同一円周線i上に等間隔を隔てて配置することが、測定制御の簡便性等の観点から好ましい。同図には、8個のセンサ取付け穴20を同一円周線i上に等間隔を隔てて形成した場合を例示している。
Next, the
前記センサ取付け穴20は、図3に拡大して示すように、直方体状の有底の角穴であって、前記外面Gsに平行な底面22と、この底面22の周囲を囲む周壁面23とを具える。又該周壁面23は、長さ方向両側の側壁面23A、23Aと、前記長さ方向とは直角な巾方向両側の側壁面23B、23Bとから構成される。このように、前記センサ取付け穴20を直方体状で形成することにより、歪センサ21を、正確な姿勢で安定させて取り付けることができるとともに、このセンサ取付け穴20の変形を、歪センサ21に正確に伝えることが可能となり、歪み測定精度の向上に貢献できる。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, the
図4に概念的に示すように、前記センサ取付け穴20は、その直方体形状の巾中心線c1をタイヤ半径方向線に対して30〜60°、より好ましくは40〜50°、さらに好ましくは45°の角度θで傾斜させて形成される。
As conceptually shown in FIG. 4, the
次に、前記歪センサ21は、図5(A)、(B)に示すように、ゴム弾性材からなるゴム基体13内に、磁石体11と、この磁石体11に間隔を有して向き合う磁気センサ素子12とを埋設した直方体状をなす。そして、この直方体形状の長さ方向となる向きにゲインが最大となるゲイン最大線Kが配されている。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
なお前記ゴム基体13をなすゴム弾性材は、既加硫のゴムであって、例えば、生のゴム基体内に前記磁石体11と磁気センサ素子12とを埋設したものを、金型にて加硫成形することにより形成される。従って、前記磁石体11と磁気センサ素子12とには、歪センサ製造時、例えば150℃前後の加硫熱が作用する。そのため、磁気センサ素子12としては、耐熱性に優れるセンサ素子、例えばホール素子、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。
The rubber elastic material forming the
又磁石体11として、高い磁束密度が得られる希土類磁石が好適であるが、種類によっては、前記加硫熱によって減磁が発生し、当初目的のセンサ出力が得られなくなるという問題が生じる。従って、磁石体11としては、キューリ温度が高く、温度による磁束密度の変化が小さいサマリウムコバルト磁石(所謂サマコバ磁石)が好適である。なお図6(A)には、磁石体11にサマリウムコバルト磁石を使用し、150℃−30分の加硫条件で歪センサ21を加硫成形した場合のセンサ出力(△で示される。)を、加硫前の未加硫の歪センサのセンサ出力(実線で示される。)と比較した結果が示されている。同図には、磁石体11と磁気センサ素子12(ホール素子を使用。)との間の距離を横軸とし、又そのときのセンサ出力を縦軸としている。サマリウムコバルト磁石の場合、加硫前/後においてセンサ出力に変化が見られないことが確認できる。なお磁石体11にネオジム磁石を使用して同様のテストを行ったときの結果を図6(B)に示すが、ネオジム磁石の場合、加硫後に減磁が発生し、加硫前に比してセンサ出力が低下してしまうのが確認できる。
The
又サマリウムコバルト磁石は、タイヤが実車走行する際の環境温度(25〜35℃)内の温度変化に対しても、磁束密度の変化が小さく、センサ出力の変化を低く抑える観点からも好ましい。なお磁石体11としてサマリウムコバルト磁石を用いた歪センサのサンプルAと、ネオジム磁石を用いた歪センサのサンプルBとを前記加硫条件にて試作し、前記環境温度内の温度変化に対するセンサ出力の変化をテストした結果を図7に示す。同図の如く、サンプルA(サマリウムコバルト磁石使用)は、実車走行における環境温度内の温度変化に対してセンサ出力はほぼ一定であり、高い測定精度を発揮しうるのが確認できる。
The samarium cobalt magnet is also preferable from the viewpoint of keeping the change in the sensor output low because the change in the magnetic flux density is small even with respect to the temperature change within the ambient temperature (25 to 35 ° C.) when the tire travels in the actual vehicle. A sample A of a strain sensor using a samarium cobalt magnet as the
ここで前記歪センサ21では、図3に示すように、前記センサ取付け穴20内への嵌入前の状態において、歪センサ21の長さ方向の長さL1を、前記センサ取付け穴20の長さL0より大、かつ前記歪センサの巾W1を、前記センサ取付け穴の巾W0以下とすることが重要である。これによって、前記歪センサ21は、長さ方向に圧縮された状態にて前記センサ取付け穴20内に嵌入され、歪センサ21の長さ方向両側の側壁面33Aと前記センサ取付け穴20の長さ方向両側の側壁面23Aと圧接させることができる。
Here, in the
このように圧縮状態にて歪センサ21を取り付けた場合、直進時やコーナリング時におけるセンサ取付け穴20の長さ方向の引張変形に対して、歪センサ21自体は、圧縮から開放する長さ方向に伸び変形できる。即ち、歪センサ21は、センサ取付け穴20の引張変形に追従して伸び変形することが可能となり、その変形量を精度良く測定することができる。
When the
なお前記嵌入前における歪センサ21の長さL1と、センサ取付け穴20の長さL0との比L1/L0は1.10〜1.40、かつ歪センサ21の巾W1と、センサ取付け穴20の巾W0との比W1/W0は0.90〜1.00であるのが好ましい。前記比L1/L0が1.10を下回ると、歪センサ21の圧縮量が小さすぎ、センサ取付け穴20の大きな引張変形に対して追従できず、前記側壁面33A、23A間に隙間が生じて測定精度を低下させる。逆に比L1/L0が1.40を越えると、圧縮量が過大となって、センサ取付け穴20への取付作業を難しくする。
The ratio L1 / L0 between the length L1 of the
又比W1/W0が1.00を越えると、歪センサ21の巾方向両側の側壁面33Bとセンサ取付け穴20の巾方向両側の側壁面23Bとの間の抵抗が大となって、歪センサ21の長さ方向への伸び変形を阻害し、逆に比W1/W0が0.9を下回ると、側壁面33B、23B間に隙間が発生し、センサ取付け穴20内での歪センサ21の着座の安定性が損なわれ、測定精度の低下や取付強度の低下を招く傾向となる。
On the other hand, if the ratio W1 / W0 exceeds 1.00, the resistance between the side wall surfaces 33B on both sides in the width direction of the
又前述の高い圧縮量を確保するために、本例では、前記歪センサ21は、図5(A)、(B)に示すように、前記磁石体11と磁気センサ素子12との間に、前記ゴム基体13を巾方向、及び又は高さ方向に貫通してのびる空洞部14を具える。
In order to ensure the above-described high compression amount, in this example, the
本例では空洞部14として、前記ゴム基体13内を高さ方向にのびる例えば断面円形状の1本以上(本例では5本)の縦の孔部14A、各前記側壁面33Bの長さ方向中央部で高さ方向にのびる例えば断面円弧状の切り欠きからなる縦の切欠き凹部14B、及び前記ゴム基体13内を巾方向にのびる例えば断面円形状の1本以上(本例では2本)の横の孔部14Cとから構成される。これら空洞部14は、前記歪センサ21の巾中心線、及び長さ中心線の双方に対して対称に形成するのが好ましい。
In this example, the
このような空洞部14は、歪センサ21の長さ方向の圧縮に対して弾性変形し、その容積を減少させることにより前記比L1/L0を1.10以上とする高い圧縮変形、及び圧縮からの伸び変形を可能としうる。又そのために、前記嵌入前における空洞部14の全容積V1は、嵌入前における前記歪センサ21の見かけの体積V2とセンサ取付け穴20の容積V3との差(V2−V3)の0.7〜1.50倍であることが好ましい。前記容積の比V1/(V2−V3)が0.7未満では、空洞部14が嵌入によって完全に潰れてしまうため、歪センサ21のセンサ取付け穴20への取付作業を難しくする。又比V1/(V2−V3)が1.50を越えると、空洞部14が過大となって歪センサ21のゴム弾性力が低下し、圧縮からの伸び変形、即ちセンサ取付け穴20に対する追従性が低下する。このような観点から、前記比V1/(V2−V3)は、その下限値が1.0以上がより好ましく、又上限値は1.2以下がより好ましい。
Such a
又前記ゴム基体13をなすゴム弾性材は、センサ取付け穴20に対する追従性を確保するため、そのゴム硬度Hs(デュロメータA硬さ)を、前記サイドウォールゴム3Gのゴム硬度Hs以下、より好ましくはそのゴム硬度Hsの差を3〜8°とするのが望ましい。
The rubber elastic material forming the
なお前記歪センサ21には、測定された歪の歪出力を、車両に設ける車両制御システムの電子制御装置(ECU)に発信する発信手段(図示しない)が内蔵される。この発信手段は、送受信回路、制御回路、メモリー等をチップ化した半導体と、アンテナとから構成され、前記電子制御装置(ECU)からの質問電波を受信したとき、これを電気エネルギーとして使用しメモリー内の歪出力データを応答電波として発信しうる。
The
次に、図8(A)、(B)に、前記空洞部14の他の実施例を示す。本例において空洞部14は、ゴム基体13内を高さ方向にのびる例えば断面矩形状(正方形を含む)の1本以上(本例では1本)の角孔状の縦の孔部14A、各側壁面33Bの長さ方向中央部で高さ方向にのびる例えば断面円弧状の切り欠きからなる縦の切欠き凹部14B、及び前記ゴム基体13内を巾方向にのびる例えば断面円形状の1本以上(本例では1本)の横の孔部14Cとから構成される。又嵌入前における空洞部14の全容積V1は、嵌入前における前記歪センサ21の見かけの体積V2とセンサ取付け穴20の容積V3との差(V2−V3)の0.7〜1.50倍の範囲に設定されている。このような角孔状の縦の孔部14Aは、大きな容積V1を確保する上で好ましい態様となる。
Next, FIGS. 8A and 8B show another embodiment of the
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。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
3G サイドウォールゴム
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
10 タイヤ本体
11 磁石
12 磁気センサ素子
13 ゴム基体
14 空洞部
20 センサ取付け穴
21 歪センサ
23A 長さ方向両側の側壁面
33A 長さ方向両側の側壁面
Gs 外面
K ゲイン最大線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの外側に配されかつ外面がサイドウォール表面をなすサイドウォールゴムとを少なくとも有し、しかも前記サイドウォールゴムの外面に、直方体状の角穴からなる歪センサ取付け用のセンサ取付け穴を凹設したタイヤ本体、
及びゴム弾性材からなるゴム基体内に、磁石体とこの磁石体に向き合う磁気センサ素子とを埋設した直方体状をなし、かつこの直方体形状の長さ方向となる向きにゲインが最大となるゲイン最大線が配される歪センサを具え、
しかも前記歪センサは、その長さ方向に圧縮されて前記センサ取付け穴内に嵌入されることにより、少なくとも該歪センサの長さ方向両側の側壁面と前記センサ取付け穴の長さ方向両側の側壁面とが圧接するとともに、
前記嵌入前において、前記歪センサの長さL1は、前記センサ取付け穴の長さL0より大、かつ前記歪センサの巾W1は、前記センサ取付け穴の巾W0以下としたことを特徴とする空気入りタイヤ。 A pneumatic tire comprising a strain sensor used for detecting a force acting on the tire by outputting a strain output obtained by measuring the strain of the sidewall portion,
It has at least a carcass extending from the tread portion through the sidewall portion to the bead core of the bead portion, and a sidewall rubber disposed on the outside of the carcass and having an outer surface forming the sidewall surface, and on the outer surface of the sidewall rubber. A tire body having a sensor mounting hole for mounting a strain sensor formed of a rectangular parallelepiped square hole,
And a rubber base made of a rubber elastic material to form a rectangular parallelepiped shape in which a magnet body and a magnetic sensor element facing the magnet body are embedded, and the gain is maximized in the direction of the length direction of the rectangular parallelepiped shape. It has a strain sensor with a line,
In addition, the strain sensor is compressed in the length direction and inserted into the sensor mounting hole, so that at least the side wall surfaces on both sides in the length direction of the strain sensor and the side wall surfaces on both sides in the length direction of the sensor mounting hole. And the pressure contact,
Before insertion, the length L1 of the strain sensor is greater than the length L0 of the sensor mounting hole, and the width W1 of the strain sensor is equal to or less than the width W0 of the sensor mounting hole. Enter tire.
ゴム弾性材からなるゴム基体内に、磁石体とこの磁石体に向き合う磁気センサ素子とを埋設した直方体状をなし、かつこの直方体形状の長さ方向となる向きにゲインが最大となるゲイン最大線が配されるとともに、
前記ゴム基体は、前記磁石体と磁気センサ素子との間に、該ゴム基体を巾方向、及び又は高さ方向に貫通してのびる空洞部を具えることを特徴とする歪センサ。 A strain sensor used for detecting a force acting on a tire by outputting a strain output obtained by measuring a strain of a sidewall portion,
A maximum gain line in which a magnet body and a magnetic sensor element facing the magnet body are embedded in a rubber base made of a rubber elastic material, and the gain is maximized in the lengthwise direction of the rectangular body shape. Is arranged,
The strain sensor according to claim 1, wherein the rubber base includes a hollow portion extending through the rubber base in a width direction and / or a height direction between the magnet body and the magnetic sensor element.
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