JP2019064433A - Pneumatic tire, method for manufacturing pneumatic tire and method for determining wear state of pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ又は路面の状態をセンシング可能な空気入りタイヤ、当該空気入りタイヤの製造方法、及び当該空気入りタイヤの摩耗状態判定方法に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire capable of sensing the state of a tire or a road surface, a method of manufacturing the pneumatic tire, and a method of determining the wear state of the pneumatic tire.
空気入りタイヤにおいて、その機能や性能を十分に発揮させるためには、タイヤの摩耗状態を常に把握しておくことが望まれる。例えば、空気入りタイヤでは、路面が濡れた状態でのトラクション性能を向上するために、トレッド部にグルーブが形成されている。十分なトラクション性能を維持するためには、ある程度のグルーブの深さが必要であるが、空気入りタイヤの使用によりトレッド部を構成するゴムの摩耗が進行することで、グルーブは次第に浅くなる。そこで、タイヤの摩耗状態を把握するために、グルーブの底部にスリップサインが設けられている。ドライバーや車両管理者等は、トレッド部の表面にスリップサインが出現しているかを目視により確認することで、タイヤの摩耗状態を把握し、タイヤの交換時期を判断することができる。 In the pneumatic tire, in order to fully exhibit its function and performance, it is desirable to always know the wear state of the tire. For example, in a pneumatic tire, a groove is formed in a tread portion in order to improve the traction performance in a state where the road surface is wet. In order to maintain sufficient traction performance, although a certain groove depth is required, the use of the pneumatic tire causes the groove to become gradually shallower as the wear of the rubber constituting the tread portion progresses. Therefore, a slip sign is provided at the bottom of the groove in order to grasp the worn state of the tire. The driver, the vehicle manager, etc. can visually check the appearance of the slip sign on the surface of the tread portion to grasp the worn state of the tire and to determine the replacement time of the tire.
しかしながら、目視による確認が習慣付いていないドライバーや車両管理者等は、タイヤの交換時期に気付くのが遅れる虞がある。また、使用状況によっては、トレッド部の表面にスリップサインが出現するまでの期間が非常に長くなる場合がある。このような場合、目視による確認を長期間にわたって繰り返す必要があり、その手間が大きいと言える。また、タイヤの使用期間が長くなると、たとえスリップサインが出現していなくてもトレッド部が経年劣化し、安全性を確保できない虞がある。そこで、目視に頼らずにタイヤ又は路面の状態をセンシングしようとする試みがなされている。 However, there is a possibility that a driver or a vehicle manager who is not accustomed to check visually may be late in noticing the timing of replacing the tire. In addition, depending on the use situation, the time until the slip sign appears on the surface of the tread may be very long. In such a case, it is necessary to repeat visual confirmation over a long period of time, and it can be said that the time and effort is large. In addition, when the use period of the tire becomes long, even if the slip sign does not appear, the tread portion may deteriorate over time, and safety may not be secured. Therefore, attempts have been made to sense the condition of a tire or road surface without relying on visual inspection.
例えば、走行中のトレッドの踏面部の温度上昇を用いて、タイヤの摩耗予測を行う装置が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1では、タイヤをドラムに接触させて走行させ、そのときのトレッドの踏面部の温度をサーモグラフィーによって測定している。
For example, an apparatus has been developed which predicts the wear of a tire using the temperature rise of the tread portion of a running tread (see, for example, Patent Document 1). In
また、車両の走行状態に応じた摩耗状態を示す摩耗データを予め作成しておき、摩耗データと、実走行中に取得した走行状態及び摩耗状態の情報とから摩耗速度を予測する装置が開発されている(例えば、特許文献2を参照)。特許文献2の装置では、実走行中の摩耗状態の情報を取得するために、円筒形状に形成した磁性粉末ゴムを、円筒形の軸方向がタイヤ径方向に沿うようにタイヤトレッド内に埋設し、磁性粉末ゴムが摩耗することによる磁界の変化を、実走行中の摩耗状態の情報とする手法を用いている。
In addition, a device has been developed to create wear data that indicates the wear state according to the running state of the vehicle, and predict the wear rate from the wear data and the information on the running state and the wear state acquired during actual travel (See, for example, Patent Document 2). In the device of
しかしながら、特許文献1の装置は、タイヤをドラムに接触させて試験走行させたときの踏面部の温度上昇を全て摩擦熱によると仮定して摩耗を予測するものである。そのため、路面温度の影響を受ける一般道路での実走行時の摩耗予測に適用することは困難である。
However, the device of
また、特許文献2の装置は、レースタイヤの摩耗予測を行うものであり、一般道路での走行を想定したものではない。タイヤトレッドに円筒形状に形成した磁性粉末ゴムを埋設する手法は、タイヤ表面を溶かして高い粘着性を得るレースタイヤ(スリックタイヤ)に用いることを想定した技術であり、乗用車、トラック、バス等に装着され、一般道路での走行に使用される空気入りタイヤに適用した場合に、トラクション性能等の走行性能へ及ぼす影響は考慮されていない。そのため、特許文献2の手法を、一般道路での走行に使用される空気入りタイヤに適用することは困難である。
Moreover, the apparatus of
このように、従来の装置では、空気入りタイヤにおいて、トラクション性能等の走行性能を損なうことなく、精度よくタイヤ又は路面の状態をセンシングする技術は未だ充分に確立されていない。 As described above, in the conventional device, in the pneumatic tire, a technique for accurately sensing the state of the tire or the road surface without impairing the traveling performance such as the traction performance has not yet been sufficiently established.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、トラクション性能等の走行性能を損なうことなく、タイヤ又は路面の状態をセンシング可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。さらに、当該空気入りタイヤの製造方法、及び空気入りタイヤの摩耗状態判定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pneumatic tire capable of sensing the state of a tire or a road surface without deteriorating traveling performance such as traction performance. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the pneumatic tire concerned, and the wear state judging method of a pneumatic tire.
上記課題を解決するための本発明に係る空気入りタイヤの特徴構成は、
タイヤ又は路面の状態をセンシング可能な空気入りタイヤであって、
路面に接する陸部と、当該陸部に隣接して配置された強磁性体部材とを有するトレッド部を備え、
前記強磁性体部材は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが、前記陸部の硬さより小さくなるように構成されていることにある。
The characteristic configuration of the pneumatic tire according to the present invention for solving the above problems is as follows:
A pneumatic tire capable of sensing the condition of a tire or a road surface,
A tread portion having land portions in contact with a road surface and a ferromagnetic member disposed adjacent to the land portions;
The ferromagnetic member is configured such that the hardness measured in accordance with JIS K 6253 is smaller than the hardness of the land portion.
本構成の空気入りタイヤによれば、路面からの力及び温度等の直接的な影響は路面に接する陸部が受けるが、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが陸部の硬さより小さい強磁性体部材が隣接して配置されているため、路面の状態に応じて陸部に生じる変形、及び陸部自体の摩耗等の状態が、強磁性体部材の形状変化に反映される。また、タイヤの経年劣化が進行すると、陸部の弾性や復元力が低下し、強磁性体部材が陸部に引っ張られて変形し易くなる。そのため、強磁性体部材近傍の磁界変化を磁気センサ等により検出することで、タイヤ又は路面の状態をセンシングすることが可能となる。また、タイヤ又は路面の状態を陸部から直接センシングしないため、従来のタイヤから陸部の構成を変更する必要がなく、陸部によって実現されるトラクション性能等の走行性能を損なうことがない。さらに、強磁性体部材の硬さが陸部の硬さより小さいため、摩耗の進行により強磁性体部材がトレッド面に露出した場合、路面からの力により強磁性体部材が陸部よりも大きく変形し、磁界の変化が顕著になる。そのため、タイヤ交換が必要な摩耗状態に達したことを、磁気センサ等により容易に検知することができる。 According to the pneumatic tire of this configuration, although the land portion in contact with the road surface is directly affected by the force and temperature from the road surface, the hardness measured according to JIS K 6253 is greater than the hardness of the land portion Since the small ferromagnetic members are arranged adjacent to each other, the deformation of the land portion according to the state of the road surface, and the wear of the land portion itself are reflected in the shape change of the ferromagnetic member. In addition, when the aged deterioration of the tire progresses, the elasticity and restoring force of the land portion decrease, and the ferromagnetic member is pulled by the land portion and easily deformed. Therefore, it is possible to sense the state of the tire or the road surface by detecting a change in the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member by a magnetic sensor or the like. Further, since the condition of the tire or road surface is not directly sensed from the land portion, it is not necessary to change the configuration of the land portion from the conventional tire, and the travel performance such as traction performance realized by the land portion is not impaired. Furthermore, since the hardness of the ferromagnetic member is smaller than the hardness of the land portion, if the ferromagnetic member is exposed to the tread surface by the progress of wear, the force from the road surface causes the ferromagnetic member to deform more than the land portion. Changes in the magnetic field become noticeable. Therefore, it can be easily detected by a magnetic sensor or the like that the worn state requiring tire replacement has been reached.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、JIS K 6253に準拠して測定される前記強磁性体部材の硬さ(a)と、前記陸部の硬さ(b)との硬度比(a/b)が、0.1875以上、1未満であることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, a hardness ratio (a / b) between the hardness (a) of the ferromagnetic member measured according to JIS K 6253 and the hardness (b) of the land portion Is preferably at least 0.1875 but less than 1.
本構成の空気入りタイヤによれば、JIS K 6253に準拠して測定される前記強磁性体部材の硬さ(a)と、前記陸部の硬さ(b)との硬度比(a/b)が、適切な範囲に設定されているため、タイヤ又は路面の状態に応じて陸部に生じる変形及び振動等が、強磁性体部材の変形及び振動等に強く反映される。そのため、強磁性体部材近傍の磁界変化を磁気センサ等により検出することで、タイヤ又は路面の状態を高い精度でセンシングすることが可能となる。 According to the pneumatic tire of this configuration, the hardness ratio (a / b) between the hardness (a) of the ferromagnetic member measured according to JIS K 6253 and the hardness (b) of the land portion Is set in an appropriate range, deformations and vibrations etc. occurring in the land according to the condition of the tire or road surface are strongly reflected in the deformations and vibrations etc. of the ferromagnetic member. Therefore, it is possible to sense the state of the tire or the road surface with high accuracy by detecting the magnetic field change in the vicinity of the ferromagnetic member by a magnetic sensor or the like.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部は、磁化方向が互いに異なる複数の前記強磁性体部材を有することが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, preferably, the tread portion has a plurality of the ferromagnetic members different in magnetization direction from each other.
本構成の空気入りタイヤによれば、磁化方向が互いに異なる複数の強磁性体部材間に磁気回路が形成されるため、磁気回路により磁束が集中する位置の磁界変化を磁気センサ等で検出することで、センシング精度を向上させることが可能となる。 According to the pneumatic tire of this configuration, since the magnetic circuit is formed between the plurality of ferromagnetic members having different magnetization directions, the magnetic circuit detects the magnetic field change at the position where the magnetic flux is concentrated by the magnetic circuit. Thus, it is possible to improve the sensing accuracy.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記強磁性体部材は、前記陸部の接触面よりタイヤ径方向中心側に配置されていることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, preferably, the ferromagnetic member is disposed closer to the center in the tire radial direction than the contact surface of the land portion.
本構成の空気入りタイヤによれば、強磁性体部材が陸部の接触面よりタイヤ径方向中心側に配置されているため、タイヤの使用開始当初には強磁性体部材が直接路面に接することがなく、トラクション性能等の走行性能に影響を及ぼすことがない。また、タイヤの摩耗が進行して、例えば、タイヤ交換が必要な摩耗状態に達して強磁性体部材がトレッド部の表面に露出すると、走行中に強磁性体部材が路面から直接力及び温度等を受けて大きく変形するとともに、強磁性体部材自体の摩耗が生じる。そのため、この時期は強磁性体部材近傍の磁界変化が極めて大きなものになる。このような極めて大きな磁界変化を磁気センサ等により検出することで、タイヤ交換が必要な摩耗状態になったことを、目視に頼らずに容易に検知することが可能となる。 According to the pneumatic tire of this configuration, since the ferromagnetic member is disposed on the center side in the tire radial direction from the contact surface of the land portion, the ferromagnetic member is in direct contact with the road surface at the beginning of use of the tire And there is no influence on the running performance such as traction performance. In addition, when the wear of the tire progresses and, for example, the ferromagnetic material member is exposed on the surface of the tread portion when it reaches a wear condition requiring tire replacement, the ferromagnetic material member is directly driven from the road surface during traveling. As a result, the ferromagnetic member itself is worn away. Therefore, the change of the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member becomes extremely large at this time. By detecting such an extremely large magnetic field change with a magnetic sensor or the like, it is possible to easily detect that the worn state requiring tire replacement has been achieved without relying on visual observation.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記強磁性体部材は、前記トレッド部に周方向に形成された縦グルーブの底部に配置されていることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, preferably, the ferromagnetic member is disposed at a bottom of a longitudinal groove formed in the tread portion in the circumferential direction.
本構成の空気入りタイヤによれば、強磁性体部材が縦グルーブの底部に配置されているため、摩耗によってタイヤの交換が必要な程度に縦グルーブが浅くなった場合に、トレッド部の表面に強磁性体部材が露出するように構成することができる。そのため、タイヤ交換が必要となる摩耗状態を、磁気センサ等により容易に検知することが可能となる。 According to the pneumatic tire of this configuration, since the ferromagnetic member is disposed at the bottom of the longitudinal groove, when the longitudinal groove becomes shallow enough to require replacement of the tire due to wear, the surface of the tread portion is formed. The ferromagnetic member can be configured to be exposed. Therefore, it is possible to easily detect a worn state requiring tire replacement by a magnetic sensor or the like.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部は、前記強磁性体部材を複数有し、当該複数の強磁性体部材は、タイヤ周方向及び/又はタイヤ幅方向に沿って配列されていることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, the tread portion has a plurality of the ferromagnetic members, and the plurality of ferromagnetic members are arranged along the tire circumferential direction and / or the tire width direction. Is preferred.
本構成の空気入りタイヤによれば、強磁性体部材がタイヤ周方向に沿って配列されていることで、タイヤの全体的な摩耗状態を、磁気センサ等により検知することが可能となる。また、強磁性体部材がタイヤ幅方向に沿って配列されていることで、幅方向の何れかの位置で強磁性体部材がトレッド部の表面に露出した場合に、磁気センサ等により偏摩耗を検知することが可能となる。 According to the pneumatic tire of this configuration, by arranging the ferromagnetic members along the circumferential direction of the tire, it is possible to detect the entire worn state of the tire by a magnetic sensor or the like. In addition, since the ferromagnetic members are arranged along the tire width direction, when the ferromagnetic members are exposed on the surface of the tread portion at any position in the width direction, uneven wear is caused by a magnetic sensor or the like. It becomes possible to detect.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部は、前記強磁性体部材を複数有し、当該複数の強磁性体部材のうちの少なくとも2つは、タイヤ径方向に沿った前記陸部の接触面からの深さが互いに異なるように構成されていることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, the tread portion has a plurality of the ferromagnetic members, and at least two of the plurality of ferromagnetic members contact the land portion along the tire radial direction. It is preferable that the depths from the surface are configured to be different from one another.
タイヤ径方向に沿った陸部の接触面(トレッド面)からの深さの違いにより、トレッド面に露出する時期にずれが生じるため、本構成の空気入りタイヤの使用期間は、全ての強磁性体部材近傍の磁界変化が同程度である期間、トレッド面からの深さが浅い強磁性体部材近傍のみ磁界変化が極めて大きくなる期間、及び両方の強磁性体部材近傍の磁界変化が極めて大きくなる期間の3つの期間に区分される。そこで、夫々の強磁性体部材のトレッド面からの深さを適切に設定しておくことで、タイヤの交換が必要となる状態だけでなく、例えば、その少し前の状態等を目視に頼らずに磁気センサ等により検知することが可能となる。 The difference in depth from the contact surface (tread surface) of the land portion along the radial direction of the tire causes a shift in the time of exposure on the tread surface. While magnetic field changes in the vicinity of the body member are comparable, periods in which magnetic field changes are extremely large only in the vicinity of the ferromagnetic member whose depth from the tread surface is shallow, and magnetic field changes in the vicinity of both ferromagnetic members are extremely large. The period is divided into three periods. Therefore, by appropriately setting the depths of the respective ferromagnetic members from the tread surface, not only the state in which the tire needs to be replaced but also, for example, the state a little before that is not relied on visual observation Can be detected by a magnetic sensor or the like.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記強磁性体部材に対向して前記トレッド部の裏側に配置され、磁界の変化を検出する検出部をさらに備えることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, it is preferable that the pneumatic tire further includes a detection unit that is disposed on the back side of the tread portion to face the ferromagnetic member and detects a change in magnetic field.
本構成の空気入りタイヤによれば、検出部が強磁性体部材に近接した位置に配置されているため、強磁性体部材の変形による磁界の変化を精度よく検出することができる。 According to the pneumatic tire of this configuration, since the detection unit is disposed at a position close to the ferromagnetic member, it is possible to detect the change of the magnetic field due to the deformation of the ferromagnetic member with high accuracy.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記強磁性体部材に対向して前記トレッド部の裏側に配置され、前記強磁性体部材との間に磁気回路を形成する磁気結合部材をさらに備えることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, it is preferable to further include a magnetic coupling member disposed opposite to the ferromagnetic member on the back side of the tread portion and forming a magnetic circuit with the ferromagnetic member. .
本構成の空気入りタイヤによれば、磁気結合部材が強磁性体部材と協働して検出部の配置位置の近傍で磁気回路が形成されるため、検出部の検出精度をより向上することができる。 According to the pneumatic tire of this configuration, the magnetic coupling member cooperates with the ferromagnetic member to form a magnetic circuit in the vicinity of the arrangement position of the detection unit, so that the detection accuracy of the detection unit can be further improved. it can.
本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記磁気結合部材は、前記検出部よりタイヤ径方向中心側に配置されていることが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, it is preferable that the magnetic coupling member be disposed closer to the center in the tire radial direction than the detection portion.
本構成の空気入りタイヤによれば、検出部が強磁性体部材と磁気結合部材との間に位置することで、検出部の位置で磁束が集中するため、検出部の検出精度を更に向上することができる。 According to the pneumatic tire of this configuration, the magnetic flux is concentrated at the position of the detecting portion by locating the detecting portion between the ferromagnetic member and the magnetic coupling member, thereby further improving the detection accuracy of the detecting portion be able to.
上記課題を解決するための本発明に係る空気入りタイヤの製造方法の特徴構成は、
モールドに充填した材料を加硫してタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記モールドにおいてタイヤの陸部の接触面が形成される位置よりタイヤ径方向中心側の位置に、強磁性体ゴム材料を配置する第1工程と、
前記強磁性体ゴム材料が配置された前記モールドに、未加硫ゴムを含むグリーンタイヤを充填する第2工程と、
前記モールド内で加熱することにより、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料を一体化させる第3工程と、
を包含し、
前記強磁性体ゴム材料は、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される前記グリーンタイヤの陸部の接触面の硬さより小さくなるように選択されることにある。
The characteristic configuration of the method for manufacturing a pneumatic tire according to the present invention for solving the above problems is as follows:
A method for producing a pneumatic tire, comprising the steps of: curing a material filled in a mold to produce a tire;
A first step of disposing a ferromagnetic rubber material at a position closer to the center in the tire radial direction than the position at which the contact surface of the land portion of the tire is formed in the mold;
A second step of filling a green tire containing unvulcanized rubber in the mold in which the ferromagnetic rubber material is disposed;
A third step of integrating the green tire and the ferromagnetic rubber material by heating in the mold;
To include
The land area of the green tire in which the ferromagnetic rubber material has a hardness measured according to JIS K 6253 after the third step is measured according to JIS K 6253 after the third step It is selected to be smaller than the hardness of the contact surface of
本構成の空気入りタイヤの製造方法によれば、従来のタイヤ製造工程を大きく変更することなく、モールドにおいてタイヤの陸部の接触面が形成される位置よりタイヤ径方向中心側位置に、第3工程において一体化された後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定されるグリーンタイヤの陸部の接触面の硬さより小さい強磁性体ゴム材料を配置する工程を実施するだけで、路面に接する陸部と、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが陸部の硬さより小さい強磁性体部材とが、トレッド部において隣接して配置される空気入りタイヤを製造することができる。 According to the method of manufacturing a pneumatic tire of this configuration, the third radial center position from the position where the contact surface of the land portion of the tire is formed in the mold without largely changing the conventional tire manufacturing process. The hardness measured according to JIS K 6253 after being integrated in the process is smaller than the hardness of the contact surface of the land portion of the green tire measured according to JIS K 6253 after the third process Land parts in contact with the road surface and ferromagnetic members whose hardness measured according to JIS K 6253 is smaller than the hardness of land parts are adjacent to each other in the tread part only by carrying out the step of arranging the body rubber material. It is possible to manufacture a pneumatic tire to be arranged.
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法において、
前記強磁性体ゴム材料は、未加硫ゴムを含み、
前記第3工程における加熱によって、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料を加硫することが好ましい。
In the method of manufacturing a pneumatic tire according to the present invention,
The ferromagnetic rubber material includes unvulcanized rubber,
Preferably, the green tire and the ferromagnetic rubber material are vulcanized by heating in the third step.
本構成の空気入りタイヤの製造方法によれば、加硫成型後に空気入りタイヤのゴムと強磁性体ゴム材料とを強固に一体化させることができる。 According to the method of manufacturing a pneumatic tire of this configuration, the rubber of the pneumatic tire and the ferromagnetic rubber material can be firmly integrated after vulcanization molding.
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法において、
前記強磁性体ゴム材料は、前記グリーンタイヤが配される側に、接着剤が塗布されており、
前記第3工程における加熱によって、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料が前記接着剤で接着することが好ましい。
In the method of manufacturing a pneumatic tire according to the present invention,
The ferromagnetic rubber material is coated with an adhesive on the side on which the green tire is disposed,
It is preferable that the green tire and the ferromagnetic rubber material be bonded with the adhesive by heating in the third step.
本構成の空気入りタイヤの製造方法によれば、架橋反応に硫黄を用いないゴム材料、及び非架橋性のゴム材料等の加硫しないゴム材料で構成した強磁性体ゴム材料を、グリーンタイヤの加硫時に接着剤で接着して一体化することができる。 According to the method of manufacturing a pneumatic tire of this configuration, a ferromagnetic rubber material composed of a non-vulcanizable rubber material such as a rubber material which does not use sulfur for crosslinking reaction and a non-crosslinkable rubber material is It can be bonded and integrated with an adhesive at the time of vulcanization.
上記課題を解決するための本発明に係る空気入りタイヤの製造方法の特徴構成は、
モールドに充填した材料を加硫してタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法であって、
未加硫ゴムを含むグリーンタイヤのトレッド面の縦グルーブが形成される位置に、強磁性体ゴム材料を配置する第1工程と、
前記強磁性体ゴム材料が配置された前記グリーンタイヤを、前記モールドに充填する第2工程と、
前記モールド内で加熱することにより、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料を一体化させる第3工程と、
を包含し、
前記強磁性体ゴム材料は、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される前記グリーンタイヤの陸部の接触面の硬さより小さくなるように選択されることにある。
The characteristic configuration of the method for manufacturing a pneumatic tire according to the present invention for solving the above problems is as follows:
A method for producing a pneumatic tire, comprising the steps of: curing a material filled in a mold to produce a tire;
A first step of disposing a ferromagnetic rubber material at a position where a longitudinal groove is formed on a tread surface of a green tire containing unvulcanized rubber;
A second step of filling the mold with the green tire in which the ferromagnetic rubber material is disposed;
A third step of integrating the green tire and the ferromagnetic rubber material by heating in the mold;
To include
The land area of the green tire in which the ferromagnetic rubber material has a hardness measured according to JIS K 6253 after the third step is measured according to JIS K 6253 after the third step It is selected to be smaller than the hardness of the contact surface of
本構成の空気入りタイヤの製造方法によれば、グリーンタイヤのトレッド面の縦グルーブが形成される位置に、第3工程において一体化された後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定されるグリーンタイヤの陸部の接触面の硬さより小さい強磁性体ゴム材料を配置する工程を実施するだけで、路面に接する陸部と、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが陸部の硬さより小さい強磁性体部材とが、トレッド部において隣接して配置される空気入りタイヤを製造することができる。 According to the manufacturing method of the pneumatic tire of this configuration, the hardness measured according to JIS K 6253 after being integrated in the third step at the position where the longitudinal groove of the tread surface of the green tire is formed is After the third step, the land portion in contact with the road surface only by carrying out the step of arranging the ferromagnetic rubber material smaller than the hardness of the contact surface of the land portion of the green tire measured according to JIS K6253; A pneumatic tire can be manufactured in which a ferromagnetic member whose hardness measured according to JIS K 6253 is smaller than the hardness of the land portion is disposed adjacent to one another in the tread portion.
上記課題を解決するための本発明に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法の特徴構成は、
空気入りタイヤの摩耗状態判定方法であって、
路面に接する陸部と、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが前記陸部の硬さより小さい強磁性体部材とが、トレッド部において隣接して配置されている空気入りタイヤにおいて、
前記強磁性体部材近傍の磁界の変化を検出する検出ステップと、
検出した磁界の変化に応じて前記トレッド部の摩耗状態を判定する判定ステップと、
を包含する
ことにある。
The characteristic configuration of the method of determining the worn state of a pneumatic tire according to the present invention for solving the above-mentioned problems is
A method of determining the wear state of a pneumatic tire, comprising
In a pneumatic tire in which land portions in contact with a road surface and a ferromagnetic member having a hardness measured according to JIS K 6253 smaller than the hardness of the land portions are disposed adjacent to each other in the tread portion,
Detecting the change of the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member;
A determination step of determining a wear state of the tread portion according to a change in the detected magnetic field;
To include.
空気入りタイヤの使用開始当初には強磁性体部材が直接路面の影響を受けることがなく、陸部から間接的に影響を受けることで、走行中の強磁性体部材の変形が抑えられるため、この時期に検出される強磁性体部材近傍の磁界変化が過度に大きくなることはない。しかし、空気入りタイヤの摩耗が進行して、強磁性体部材がトレッド部の表面に露出すると、あるいは空気入りタイヤの経年劣化により、トレッド部の弾性や復元力が低下すると、その後は走行中に強磁性体部材の変形、又は強磁性体部材自体の摩耗が生じるため、この時期に検出される強磁性体部材近傍の磁界変化は極めて大きなものになる。このように、空気入りタイヤの使用期間は、検出ステップにおいて検出される磁界変化が顕著に異なる2つの期間に区分される。そのため、本構成の空気入りタイヤの摩耗状態判定方法によれば、タイヤ交換が必要な摩耗状態になったことを、目視に頼らずに、強磁性体部材近傍の磁界の変化に基づいて判定することが可能となる。 At the beginning of use of the pneumatic tire, the ferromagnetic member is not directly affected by the road surface, and indirectly affected by the land portion, thereby suppressing deformation of the ferromagnetic member during traveling. The change in the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member detected at this time does not become excessively large. However, if the wear of the pneumatic tire progresses and the ferromagnetic member is exposed on the surface of the tread portion, or if the elasticity and resilience of the tread portion decrease due to the aged deterioration of the pneumatic tire, then during running Since deformation of the ferromagnetic member or abrasion of the ferromagnetic member itself occurs, the change in the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member detected at this time is extremely large. Thus, the use period of the pneumatic tire is divided into two periods in which the magnetic field change detected in the detection step is significantly different. Therefore, according to the wear state determination method of the pneumatic tire of the present configuration, it is determined based on the change of the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member, without relying on visual observation, that the wear state requiring tire replacement has been achieved. It becomes possible.
本発明に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法において、前記空気入りタイヤにはタイヤ径方向に沿った前記陸部の接触面からの深さが互いに異なるように構成された複数の前記強磁性体部材が配置されており、前記検出ステップでは、前記複数の強磁性体部材のそれぞれについて近傍の磁界の変化を検出し、前記判定ステップでは、前記複数の強磁性体部材のうち、検出した磁界の変化が所定量を超えたものに応じて前記トレッド部の摩耗状態を判定することが好ましい。 In the wear state determination method of a pneumatic tire according to the present invention, the plurality of ferromagnetic members configured to have different depths from the contact surface of the land portion along the tire radial direction in the pneumatic tire. The member is disposed, and in the detecting step, a change in the magnetic field in the vicinity is detected for each of the plurality of ferromagnetic members, and in the determining step, the detected magnetic field of the plurality of ferromagnetic members is detected. Preferably, the wear state of the tread portion is determined according to the change exceeding a predetermined amount.
空気入りタイヤのトレッド部の摩耗が進行すると、陸部(トレッド部)の接触面(トレッド面)からの深さが浅い強磁性体部材から順にトレッド面に露出し、近傍での磁界の変化が所定量を超えて大きくなる。つまり、どの強磁性体部材の近傍での磁界の変化が所定量を超えたかによって、現在の摩耗量を判定することができる。そのため、本構成の空気入りタイヤの摩耗状態判定方法によれば、トレッド部の摩耗状態を適切に判定することができる。 As wear on the tread portion of the pneumatic tire progresses, ferromagnetic members having a shallower depth from the contact surface (tread surface) of the land portion (tread portion) are sequentially exposed on the tread surface, and changes in the magnetic field in the vicinity It becomes larger than a predetermined amount. That is, the present wear amount can be determined depending on which ferromagnetic member in the vicinity of which change in the magnetic field exceeds a predetermined amount. Therefore, according to the wear state determination method of the pneumatic tire of the present configuration, the wear state of the tread portion can be appropriately determined.
本発明の空気入りタイヤは、従来公知の各種空気入りタイヤ(空気入りラジアルタイヤ、空気入りバイアスタイヤ等)のトレッド部に、トレッド面よりタイヤ径方向中心側に強磁性体部材を配置したものである。 The pneumatic tire according to the present invention is obtained by disposing a ferromagnetic member on the center side in the tire radial direction from the tread surface in the tread portion of various pneumatic tires (pneumatic radial tires, pneumatic bias tires, etc.) conventionally known. is there.
以下、本発明について、図1〜図12を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、乗用車、トラック、バス、二輪車等に装着される空気入りラジアルタイヤ(以下、単に「タイヤ」と称する場合がある。)を例に挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. In the following embodiments, a pneumatic radial tire (hereinafter, may be simply referred to as a "tire") mounted on a passenger car, a truck, a bus, a two-wheel vehicle or the like will be described as an example. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤ1の一部切り欠き斜視図である。図1に示すように、空気入りタイヤ1は、路面に接するトレッド部100a、トレッド部100aの両側に位置するショルダー部100b、空気入りタイヤ1の側面を形成するサイドウォール部100c、及びサイドウォール部100cの内周側(リム側)に位置するビード部100dを備えている。
First Embodiment
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a
トレッド部100aは、タイヤ径方向外側の表面に縦グルーブ11、ブロック部12、及び強磁性体部材13を有する。縦グルーブ11は、周方向に延在する溝であり、図1では、タイヤ幅方向Wに4本が並んでいる例が示されている。陸部であるブロック部12は、縦グルーブ11を挟むように複数形成され、その頂部が路面に接する接触面としてのトレッド面12aを形成する。強磁性体部材13は、タイヤ径方向の中心側がN極となり、外側がS極となるように着磁されている強磁性体を含む部材であり、縦グルーブ11の底部に複数配置されている。トレッド部100aのタイヤ径方向中心側(以下、「トレッド部100aの裏側」と称する。)の表面には、縦グルーブ11を挟んで夫々の強磁性体部材13と対向する位置に複数の磁気センサ14が装着されている。磁気センサ14は、強磁性体部材13の近傍の磁界を検出する。このような磁気センサ14としては、リードスイッチ、磁気抵抗素子、ホール素子、コイル、インダクタ、MI素子(磁気インピーダンス素子)、及びフラックスゲートセンサ等が挙げられる。このうち好ましいのはホール素子であり、これは広範囲にわたって高い感度を有し、磁気センサ14として有用なためである。
The
図2は、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤ1の周方向に沿った断面図である。図2では、縦グルーブ11を含む断面を図示している。強磁性体部材13は、路面Gに接するトレッド面12aより、その頂部がタイヤ径方向中心側に位置するように、縦グルーブ11の底部に形成されている。図2では、1本の縦グルーブ11の底部に9個の強磁性体部材13が配され、空気入りタイヤ1の回転中心Oに対して40°間隔で並ぶ例が示されている。なお、1本の縦グルーブ11の底部に配される強磁性体部材13の数は、2個以上であればよく、4〜9個であることがより好ましい。空気入りタイヤ1では、路面Gに接するトレッド面12aから強磁性体部材13の頂部までのタイヤ径方向に沿った深さΔdに応じて、摩耗によって強磁性体部材13がトレッド部100aの表面に露出するまでの期間が定まる。
FIG. 2 is a cross-sectional view along the circumferential direction of the
図3は、強磁性体部材13の説明図である。図3(a)は、トレッド部100aの一部を切り出した斜視図である。強磁性体部材13は、縦グルーブ11の底部において、縦グルーブ11をタイヤ幅方向に横断するように配置されており、ブロック部12の側面と接する。強磁性体部材13は、タイヤ幅方向の両側面でブロック部12と一体に形成されていることが好ましい。図3(b)は、空気入りタイヤ1が未使用状態であるときのトレッド部100aのタイヤ周方向に沿う断面図である。未使用状態では、縦グルーブ11の深さd1が、縦グルーブ11の底部から強磁性体部材13の頂部13aまでの高さh(以下、単に「高さh」と称する。)よりも大きい。そのため、タイヤの使用開始当初には強磁性体部材13が路面に接することがなく、従来のタイヤと同様にブロック部12が路面に接することによって十分なトラクション性能等の走行性能が得られる。
FIG. 3 is an explanatory view of the
図3(c)は、空気入りタイヤ1の摩耗が進行した状態にあるときのトレッド部100aのタイヤ周方向に沿う断面図である。図3(c)に示す状態では、ブロック部12の摩耗により縦グルーブ11の深さd2と、高さhとが一致し、強磁性体部材13の頂部13aがトレッド部100aの表面に露出している。そのため、強磁性体部材13が路面に接することになり、走行中の強磁性体部材13の変形が、図3(b)の状態よりも大きくなる。この結果、磁気センサ14による検出値には、走行中に強磁性体部材13が路面に接触する周期で磁界が増減する波形(以下、「接触波形」と称する。)が出現する。
FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the tire circumferential direction of the
このように、図3(b)に示す状態と、図3(c)に示す状態とでは、磁気センサ14による検出結果が相違する。そのため、磁気センサ14の検出値を参照することで、空気入りタイヤ1の目視に頼らずに、摩耗による空気入りタイヤ1の状態変化を検知することができる。特に、磁気センサ14の検出値における接触波形の出現を、空気入りタイヤ1のタイヤ交換が必要な状態(以下、「要交換状態」と称する。)となったときと一致させるために、高さhは、タイヤ交換が推奨される縦グルーブ11の深さ(すなわち、スリップサインの位置と同じ深さ)に設定することが好ましい。具体的には、1〜10mmであることが好ましく、1.5〜5mmであることがより好ましい。高さhが1mmより低いと、摩耗の検知が遅れる虞がある。このような場合、濡れた路面でのトラクション性能が不十分な状態となり、安全性に問題が生じる虞がある。高さhが10mmより高いと、縦グルーブ11がまだ十分に深く、空気入りタイヤ1のトラクション性能に問題が生じていない状態で、磁気センサ14の検出値に接触波形が出現することになる。このような場合、ドライバーや車両管理者等が、接触波形の出現後もタイヤ交換を見合わせ、結果的に適切なタイヤ交換時期を逸する虞がある。
Thus, the detection result by the
強磁性体部材13は、タイヤ周方向に沿う断面の形状が、頂部13a側を上底とした台形状であることが好ましい。このような断面形状であれば、路面に接する頂部13aの面積が小さいため、図3(c)に示す状態になった場合に、路面からの力を捉えて強磁性体部材13が圧縮変形しやすくなる。これにより、接触波形を発生させやすくできる。また、一般に磁石は、磁化方向の長さが短いほど表面磁束密度が小さくなる。強磁性体部材13は、図3(c)に示す状態になった後に更に摩耗が進行した場合に、磁化方向に沿った高さhが減少するため、表面磁束密度が大幅に減少することになる。表面磁束密度の顕著な減少は、磁気センサ14において検出する磁束密度の減少として比較的容易に検知可能であるため、強磁性体部材13がトレッド部100aの表面に露出したか否かの判定に用いることができる。また、表面磁束密度の顕著な減少の検知を、接触波形の検知と併用することで、摩耗による空気入りタイヤ1の状態変化をより詳細にセンシングすることができる。なお、強磁性体部材13は、タイヤ周方向に沿う断面の形状が台形状のものに限定されないが、図3(c)に示す状態になった場合に、路面に効率よく接触して路面からの力により圧縮変形しやすい形状であることが好ましい。例えば、強磁性体部材13の形状は、円柱状、円錐状、円錐台状、多角柱状、多角錐状、多角錐台状、球状、又は楕円球状等であってもよい。
The
強磁性体部材13は、磁性フィラーを分散させたゴム材料からなる。磁性フィラーとしては、希土類系、鉄系、コバルト系、ニッケル系、酸化物系などが挙げられるが、より高い磁力が得られるネオジム、又は熱に強いフェライトの使用が好ましい。磁性フィラーの形状は、特に限定されるものではなく、球状、扁平状、針状、柱状、及び不定形のいずれであってよい。磁性フィラーは、着磁後にゴム材料に導入しても構わないが、ゴム材料に導入した後に着磁することが好ましい。導入した後に着磁することで磁石の極性の制御が容易となり、磁界の検出が容易になる。強磁性体部材13に用いるゴム材料としては、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、又はそれらの混合物を用いることができる。熱硬化性エラストマーとしては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム等のジエン系合成ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の非ジエン系合成ゴム、及び天然ゴム等を挙げることができるが、ブロック部12の材料と同じゴム材料を用いることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
The
強磁性体部材13は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さ(以下、単に「硬さ」と称する場合がある。)が、強磁性体部材13と接するブロック部12の硬さより小さくなるように構成される。ブロック部12は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さ(b)が50〜80であることが好ましく、60〜70であることがより好ましい。ブロック部12の硬さ(b)が50〜80であれば、十分な走行性能が得られる。
The
強磁性体部材13は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さ(a)が15〜60であることが好ましく、30〜50がより好ましい。強磁性体部材13の硬さ(a)が15〜60であれば、強磁性体部材13が十分な柔軟性を有し、路面に直接接するブロック部12を介して走行中のタイヤの状態及び/又は路面の状態に応じた力を受けることによって、強磁性体部材13の形状がセンシング可能な程度に変形する。強磁性体部材13の硬さが15未満の場合、強磁性体部材13の強度が不足し、強磁性体部材13が過剰に変形することで、正確なセンシングが困難になる虞がある。また、強磁性体部材13の硬さは、磁性フィラーの配合量が多いほど大きくなる。そのため、強磁性体部材13の硬さが15未満の場合、充填可能な磁性フィラーの量が少なく、センシングに必要な磁力が得られない虞がある。強磁性体部材13の硬さが60を超える場合、強磁性体部材13に十分な柔軟性が得られず、路面に直接接するブロック部12を介して力がかかった場合でも、強磁性体部材13が十分に変形しない虞がある。
The
強磁性体部材13の硬さ(a)と、ブロック部12の硬さ(b)との硬度比(a/b)は、0.1875以上、1未満であることが好ましく、0.45以上、0.7未満がより好ましい。硬度比(a/b)が0.1875以上、1未満であれば、ブロック部12の適切な硬さによって十分な走行性能が維持され、走行中にブロック部12から受ける力により強磁性体部材13が十分に変形する。そのため、強磁性体部材13の変形による磁界変化を磁気センサ14で検出することで、タイヤの使用開始当初からタイヤの摩耗状態及び/又は路面の状態をセンシングすることができる。硬度比(a/b)が0.1875未満の場合、ブロック部12が硬すぎるために強磁性体部材13へ十分な力が伝えられない虞や、強磁性体部材13が軟らかすぎるために過剰に変形することで、正確なセンシングが困難になる虞がある。硬度比(a/b)が1以上である場合、強磁性体部材13に十分な柔軟性が得られず、ブロック部12を介して力を受けた場合でも、強磁性体部材13が変形しない虞がある。この結果、強磁性体部材13がトレッド部100aの表面に露出していない状態で、タイヤの摩耗状態及び/又は路面の状態をセンシングすることが困難になる。
The hardness ratio (a / b) of the hardness (a) of the
図4は、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部100aの一部の幅方向に沿った断面図である。図4では、強磁性体部材13近傍の磁界を磁力線により示している。強磁性体部材13の変形による磁界の変化を磁気センサ14において検知するためには、トレッド部100aを構成するゴム、プライ、インナーライナー等を挟んで配置された磁気センサ14の位置で、十分な磁束密度が必要になる。そこで、強磁性体部材13の表面磁束密度は、0.3〜50mTであることが好ましく、0.6〜20mTであることがより好ましい。強磁性体部材13の表面磁束密度が0.3〜50mTであれば、トレッド部100a内側に装着された磁気センサ14において、強磁性体部材13が磁界に及ぼす影響を十分に検出できる。表面磁束密度が0.3mTより低い値であれば、磁気センサ14の位置で強磁性体部材13が磁界に及ぼす影響が弱く、強磁性体部材13の変形により生じる磁界の変化を磁気センサ14において十分に検出できない虞がある。50mTより高い値であれば、走行中に鉄粉等の吸着量が多くなり、走行性能へ影響を及ぼす虞がある。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of the
空気入りタイヤ1は、タイヤ材料をモールド内に充填して加硫成型することにより製造される。特に、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法では、加硫金型であるモールドにグリーンタイヤをセットする前に、ゴム材料に磁性フィラーを分散させた強磁性体ゴム材料をモールドに配置しておき、加硫工程でグリーンタイヤと一体化させるだけで、従来のタイヤ製造工程を大きく変更することなく、空気入りタイヤ1を製造することができる。
The
より詳細には、先ず、ゴム材料に磁性フィラーを分散させた強磁性体ゴム材料を製造する。ここで天然ゴム、ジエン系合成ゴム等の架橋反応に硫黄を用いるゴム材料を使用する場合は、未加硫のゴム材料とフェライト粉等の強磁性体である磁性フィラーとを混錬したものを強磁性体ゴム材料とすることができる。塩素系アクリルゴム、エポキシ系アクリルゴム、及びシリコーンゴム等の架橋反応に硫黄を用いないゴム材料、又は熱可塑性エラストマー等の非架橋性のゴム材料を使用する場合は、ゴム材料とフェライト粉等の強磁性体である磁性フィラーとの混錬物の表面の一部に加硫接着剤を塗布したものを強磁性体ゴム材料とすることができる。なお、強磁性体ゴム材料は、ゴム材料及び磁性フィラーの種類の選択や配合比の調整により、加硫工程後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、加硫後のグリーンタイヤのトレッド面の硬さより小さくなるように構成する。次に、製造した強磁性体ゴム材料を着磁する。このとき、架橋反応に硫黄を用いないゴム材料又は非架橋性のゴム材料を使用した強磁性体ゴム材料は、加硫接着剤を塗布した面がN極となるように着磁する。 More specifically, first, a ferromagnetic rubber material in which a magnetic filler is dispersed in a rubber material is manufactured. Here, in the case of using a rubber material that uses sulfur for the crosslinking reaction of natural rubber, diene-based synthetic rubber, etc., a mixture of unvulcanized rubber material and a magnetic filler that is a ferromagnetic substance such as ferrite powder is used. It can be a ferromagnetic rubber material. When using non-crosslinkable rubber materials such as chlorine-based acrylic rubber, epoxy-based acrylic rubber, silicone rubber, etc. and non-crosslinkable rubber materials such as thermoplastic elastomers, such as rubber materials and ferrite powder What applied a vulcanized adhesive to a part of the surface of a mixture with a magnetic filler which is a ferromagnetic substance can be used as a ferromagnetic rubber material. The ferromagnetic rubber material has a hardness measured according to JIS K 6253 after the vulcanization process by selecting the type of rubber material and magnetic filler and adjusting the compounding ratio, and the green tire of the vulcanized green tire It is configured to be smaller than the hardness of the tread surface. Next, the manufactured ferromagnetic rubber material is magnetized. At this time, a ferromagnetic rubber material using a rubber material which does not use sulfur for crosslinking reaction or a non-crosslinkable rubber material is magnetized such that the surface coated with the vulcanized adhesive becomes an N pole.
次に、スリップサインを有する空気入りタイヤを製造するためのモールドと同様の形状のモールドにおいて、従来、スリップサインを形成していた位置に、強磁性体ゴム材料を配置する。この位置は、モールドにおいてタイヤのトレッド面が形成される位置よりタイヤ径方向中心側の位置であり、且つモールドにおいてタイヤのブロック部12が形成される位置と隣接する位置である。このとき、強磁性体ゴム材料は、タイヤ径方向の中心側にN極を向け、外側にS極を向けて配置する。また、架橋反応に硫黄を用いないゴム材料、又は非架橋性のゴム材料を使用した強磁性体ゴム材料は、加硫接着剤を塗布した面を、タイヤ径方向中心側に向けて配置する。モールドへの強磁性体ゴム材料の配置では、モールドの外側に磁石を設けておくことで、強磁性体ゴム材料を所望の位置に固定することができる。その後、強磁性体ゴム材料が配置されたモールドに、未加硫ゴムを含むグリーンタイヤを充填し、モールド内で加熱してグリーンタイヤと、強磁性体ゴム材料又は加硫接着剤に含まれる未加硫ゴムとを加硫し、成型することで、グリーンタイヤ及び強磁性体ゴム材料を一体化させる。この結果、トレッド部100aに強磁性体部材13が一体に設けられた空気入りタイヤ1が得られる。
Next, in a mold having the same shape as that of a mold for producing a pneumatic tire having a slip sign, a ferromagnetic rubber material is disposed at a position where a slip sign is conventionally formed. This position is a position on the tire radial direction center side of the position where the tread surface of the tire is formed in the mold, and is a position adjacent to the position where the
なお、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法では、グリーンタイヤをモールドにセットする前に、グリーンタイヤの表面に強磁性体ゴム材料を配置することでも、空気入りタイヤ1を製造することができる。具体的には、先ず、未加硫ゴムを含むグリーンタイヤのトレッド面の縦グルーブが形成される位置に、強磁性体ゴム材料を配置する。グリーンタイヤの表面に強磁性体ゴム材料を配置する工程では、例えば、グリーンタイヤを一定角度回転させる毎に、強磁性体ゴム材料を配置することで、図2に示す空気入りタイヤ1のように、タイヤ周方向に等間隔に強磁性体部材13を設けることができる。次に、表面に強磁性体ゴム材料が配置されたグリーンタイヤをモールドに充填する。ここでモールドには、タイヤのトレッド面が形成される位置よりタイヤ径方向中心側の位置に凹部が形成されているものを用い、強磁性体ゴム材料が凹部に収容されるように、グリーンタイヤを位置決めする。その後、モールド内で加熱してグリーンタイヤと、強磁性体ゴム材料又は加硫接着剤に含まれる未加硫ゴムとを加硫成型することで、グリーンタイヤ及び強磁性体ゴム材料を一体化させる。この結果、トレッド部100aに強磁性体部材13が一体に設けられた空気入りタイヤ1が得られる。
In the method of manufacturing a pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention, the
なお、モールドにグリーンタイヤをセットする前に強磁性体ゴム材料をモールドに配置しておく製造方法では、強磁性体ゴム材料は、モールドに配置する前に着磁しなくてもよい。また、モールドにグリーンタイヤをセットする前にグリーンタイヤの表面に強磁性体ゴム材料を配置しておく製造方法では、強磁性体ゴム材料は、グリーンタイヤの表面に配置する前に着磁しなくてもよい。これらの場合、加硫形成後に得られた空気入りタイヤにおいて、強磁性体部材13に相当する部位を着磁することで、空気入りタイヤ1が得られる。また、強磁性体ゴム材料の製造に、着磁済みの磁性フィラーを用いてもよい。
In the manufacturing method in which the ferromagnetic rubber material is disposed in the mold before setting the green tire in the mold, the ferromagnetic rubber material may not be magnetized before being disposed in the mold. In addition, in the manufacturing method in which the ferromagnetic rubber material is disposed on the surface of the green tire before setting the green tire in the mold, the ferromagnetic rubber material is not magnetized before being disposed on the surface of the green tire. May be In these cases, the
また、モールドにグリーンタイヤをセットする前に強磁性体ゴム材料をモールドに配置しておく製造方法では、架橋反応に硫黄を用いないゴム材料、又は非架橋性のゴム材料を使用した場合に、強磁性体ゴム材料への加硫接着剤の塗布は、強磁性体ゴム材料をモールドへ配置した後に行ってもよい。 In addition, in the manufacturing method in which the ferromagnetic rubber material is disposed in the mold before setting the green tire in the mold, when using a rubber material that does not use sulfur for the crosslinking reaction or a non-crosslinkable rubber material, The application of the vulcanized adhesive to the ferromagnetic rubber material may be performed after the ferromagnetic rubber material is placed in the mold.
また、モールドにグリーンタイヤをセットする前に強磁性体ゴム材料をモールドに配置しておく製造方法、及びモールドにグリーンタイヤをセットする前にグリーンタイヤの表面に強磁性体ゴム材料を配置しておく製造方法の何れの製造方法においても、架橋反応に硫黄を用いるゴム材料で強磁性体ゴム材料を構成する場合、グリーンタイヤと強磁性体ゴム材料とは、未加硫の同じゴム材料を含むことが好ましい。架橋反応に硫黄を用いないゴム材料又は非架橋性のゴム材料で強磁性体ゴム材料を構成する場合、グリーンタイヤと強磁性体ゴム材料に塗布する加硫接着剤とは、未加硫の同じゴム材料を含むことが好ましい。これらの場合、加硫成型後にトレッド部100aのゴムと強磁性体部材13とが強固に一体化する。さらに、架橋反応に硫黄を用いないゴム材料又は非架橋性のゴム材料で強磁性体ゴム材料を構成する場合に、加硫接着剤に替えて、溶剤に基材を溶解させた溶剤型接着剤等を用いることも可能である。溶剤型接着剤を用いる場合、グリーンタイヤを加硫する工程における加熱によって溶剤を気化させ、グリーンタイヤと磁性体ゴム材料とを接着して一体化することができる。
In addition, a manufacturing method in which the ferromagnetic rubber material is disposed in the mold before setting the green tire in the mold, and a ferromagnetic rubber material disposed on the surface of the green tire before setting the green tire in the mold In any of the manufacturing methods, if the ferromagnetic rubber material is made of a rubber material using sulfur for the crosslinking reaction, the green tire and the ferromagnetic rubber material contain the same unvulcanized rubber material Is preferred. When the ferromagnetic rubber material is composed of a rubber material that does not use sulfur for crosslinking reaction or a non-crosslinkable rubber material, the green tire and the vulcanized adhesive applied to the ferromagnetic rubber material are the same as unvulcanized It is preferable to include a rubber material. In these cases, the rubber of the
以上、説明したように、第1実施形態に係る空気入りタイヤ1は、路面からの力及び温度等の直接的な影響は路面に接するブロック部12が受けるが、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが、ブロック部12の硬さより小さくなるよう構成された強磁性体部材13が隣接して配置されているため、路面の状態に応じてブロック部12に生じる変形、及びブロック部12自体の摩耗等の状態等が、強磁性体部材13の形状変化に反映される。また、タイヤの経年劣化が進行すると、ブロック部12の弾性や復元力が低下し、強磁性体部材13がブロック部12に引っ張られて変形し易くなる。そのため、強磁性体部材13近傍の磁界変化を磁気センサ14により検出することで、タイヤ又は路面の状態をセンシングすることが可能となる。
As described above, in the
例えば、ブロック部12が路面からの力によりタイヤ径方向に押しつぶされるように変形した場合、強磁性体部材13は、両側面に隣接するブロック部12から圧力を受けて圧縮変形する。強磁性体部材13の側方からの圧縮変形により、強磁性体部材13のゴム材料中に分散する磁性フィラーの粒子は、凝集、拡散、又は回転することになる。磁性フィラーの粒子が凝集、拡散を繰り返すことで磁界パルスが形成され、磁性フィラーの粒子が回転することで磁極の集中又は相殺が生じるため、これらを磁気センサ14で容易に検出することができる。さらに、強磁性体部材13は、ブロック部12と一体に形成されていることで、ブロック部12が路面からの力によりタイヤ径方向に押しつぶされるように変形した場合、ブロック部12の変形に引きずられてタイヤ径方向にも変形する。このような変形により、強磁性体部材13のゴム材料中に分散する磁性フィラーの位置をタイヤ径方向に変位させることができる。磁性フィラーのタイヤ径方向の変位により、磁気センサ14との距離変化が生じるため、これを磁気センサ14で容易に検出することができる。このように強磁性体部材13の形状変化を、磁気センサ14で検出することで、その強度、周期等から空気入りタイヤ1の路面に対する滑り、加速度、躍度、及び振動等をセンシングすることが可能となる。また、路面接触により空気入りタイヤ1が変形することによっても、強磁性体部材13は、両側面に隣接するブロック部12から圧力を受けて圧縮変形する。そのため、強磁性体部材13の形状変化を磁気センサ14で検出することで、空気入りタイヤ1の空気圧をセンシングすることが可能となる。
For example, when the
また、タイヤ又は路面の状態をブロック部12から直接センシングしないため、従来のタイヤからブロック部12の構成を変更する必要がなく、ブロック部12によって実現されるトラクション性能等の走行性能を損なうことがない。さらに、強磁性体部材13の硬さがブロック部12の硬さより小さいため、摩耗の進行により強磁性体部材13がトレッド面12aに露出した場合、路面からの力により強磁性体部材13がブロック部12よりも大きく変形し、磁界の変化が顕著になる。そのため、タイヤ交換が必要な摩耗状態に達したことを、磁気センサ14により容易に検知することができる。
In addition, since the tire or road surface condition is not directly sensed from the
<第2実施形態>
第2実施形態では、ヨーク(継鉄)を有する空気入りタイヤ1について説明する。ここでは、第1実施形態における空気入りタイヤ1と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
In the second embodiment, a
図5は、本発明の第2実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部100aの一部の幅方向に沿った断面図である。図5では、強磁性体部材13近傍の磁界を磁力線により示している。第2実施形態に係る空気入りタイヤ1では、磁気センサ14のタイヤ径方向中心側の表面に、磁気結合部材であるヨーク15が設けられている。図5に示すように、ヨーク15は、強磁性体部材13と協働して磁気回路を形成する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of a
このような構成を有する第2実施形態に係る空気入りタイヤ1では、強磁性体部材13とヨーク15との間に位置する磁気センサ14に磁束が集中するため、磁気センサ14の検出精度を向上させることができる。この結果、接触波形をより精度よく検出することが可能になるため、空気入りタイヤ1が要交換状態になったことを、目視に頼らずに磁気センサ14の検出値により検知することがさらに容易になる。
In the
<第3実施形態>
第3実施形態では、強磁性体部材が軟磁性体である空気入りタイヤ1について説明する。ここでは、第1実施形態における空気入りタイヤ1と同様の構成については説明を省略する。
Third Embodiment
In the third embodiment, a
図6は、本発明の第3実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部100aの一部の幅方向に沿った断面図である。図6では、強磁性体部材13近傍の磁界を磁力線により示している。第3実施形態に係る空気入りタイヤ1では、縦グルーブ11の底部に強磁性体部材16が設けられ、磁気センサ14のタイヤ径方向中心側の表面に、磁気結合部材であるバイアス磁石17が設けられている。図6に示すように、強磁性体部材16は、バイアス磁石17と協働して磁気回路を形成する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion of a
強磁性体部材16は、軟磁性体の磁性フィラーを分散させたゴム材料からなる。軟磁性の磁性フィラーとしては、純鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、ソフトフェライト、鉄−ケイ素系合金、鉄−ニッケル系合金、及び鉄−コバルト系合金等の軟質磁性材料の粉末が挙げられるが、特に、炭素鋼の使用が好ましい。軟質磁性材料の粉末は、表面処理をしてもしなくても良いが、耐食性などの観点から表面処理することが好ましい。強磁性体部材16に用いるゴム材料としては、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、又はそれらの混合物を用いることができる。熱硬化性エラストマーとしては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム等のジエン系合成ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の非ジエン系合成ゴム、及び天然ゴム等を挙げることができるが、ブロック部12の材料と同じゴム材料を用いることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。バイアス磁石17は、タイヤ径方向の中心側がN極となり、外側がS極となるように配されたフェライト磁石等の永久磁石である。
The
このような構成を有する第3実施形態に係る空気入りタイヤ1では、強磁性体部材16とバイアス磁石17との間に位置する磁気センサ14に磁束が集中するため、磁気センサ14の検出精度を向上させることができる。この結果、接触波形をより精度よく検出することが可能になるため、空気入りタイヤ1が要交換状態になったことを、目視に頼らずに磁気センサ14の検出値により容易に検知することができる。また、トレッド部100aの表側に設けられた強磁性体部材13が軟磁性体であるため、走行中に鉄粉等の吸着が少なく、走行性能へ影響を及ぼすことがない。
In the
<第4実施形態>
第4実施形態に係る空気入りタイヤ1は、タイヤ交換時期を検知する用途を想定したタイヤである。本実施形態では、強磁性体部材13が路面に直接接するまで強磁性体部材13の変形を抑えることで、路面に直接接した後の強磁性体部材13の変形を明確に検知できるように空気入りタイヤ1を構成する。このような構成は、第1実施形態に係る空気入りタイヤ1と同様の構成において、JIS K 6253に準拠して測定される強磁性体部材13の硬さを適切な値に変更することで、実現することができる。
Fourth Embodiment
The
第4実施形態に係る空気入りタイヤ1では、強磁性体部材13は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが、強磁性体部材13と接するブロック部12のJIS K 6253に準拠して測定される硬さより小さいことが好ましい。具体的には、ブロック部12は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが50〜80であることが好ましく、60〜70であることがより好ましい。ブロック部12の硬さが50〜80であれば、十分な走行性能が得られる。強磁性体部材13は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが35〜79であることが好ましく、50〜69がより好ましい。強磁性体部材13の硬さが35〜79であれば、強磁性体部材13がトレッド部100aの表面に露出する前は、強磁性体部材13の変形を抑制することができる。強磁性体部材13の硬さが35未満の場合、強磁性体部材13の強度が不足し、トレッド部100aの表面に露出していない状態であっても、路面に直接接するブロック部12を介して力がかかることによって、走行中に強磁性体部材13が変形する虞がある。この場合、要交換状態となる前後で、磁界変化の違いを正確に検知するためには、センシングに高い精度が必要となる。高精度の磁気センサの使用は、コスト面でのデメリットとなりえる。強磁性体部材13の硬さが79を超える場合、強磁性体部材13が空気入りタイヤ11の形状変化にうまく追随することができず、走行性に影響を及ぼす虞や、強磁性体部材13が空気入りタイヤ1から脱落してしまう虞がある。
In the
第4実施形態に係る空気入りタイヤ1では、強磁性体部材13がトレッド部100aよりタイヤ径方向中心側に配置され、タイヤの使用開始当初には強磁性体部材13が接路面の影響を受けることがなく、走行中の強磁性体部材の変形が抑えられる。そのため、この時期は強磁性体部材13近傍の磁界変化が微小なものになる。しかし、タイヤの摩耗が進行して、強磁性体部材13がトレッド部100aの表面に露出すると、その後は走行中に強磁性体部材13の変形、及び強磁性体部材13自体の摩耗が生じる。また、タイヤの経年劣化が進行すると、トレッド部100aの弾性や復元力が低下し、強磁性体部材13がトレッド部100aに引っ張られて変形し易くなる。そのため、この時期は強磁性体部材13近傍の磁界変化が比較的大きなものになる。このように、第4実施形態に係る空気入りタイヤ1の使用期間は、磁界変化の様相が顕著に異なる2つの期間に区分される。そこで、強磁性体部材13の高さhを適切に設定しておくことで、タイヤの使用条件に関わらず、要交換状態になったことを、目視に頼らずに磁気センサ14の検出値により容易に検知することが可能となる。
In the
<第5実施形態>
第5実施形態では、磁化方向が互いに異なるように配置された複数の強磁性体部材を有する空気入りタイヤ1について説明する。ここでは、第4実施形態における空気入りタイヤ1と同様の構成については説明を省略する。
Fifth Embodiment
In the fifth embodiment, a
図7は、本発明の第5実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部100aの幅方向に沿った断面図である。図7では、トレッド部100aの幅方向の断面における強磁性体部材113a〜113d近傍の磁界を磁力線により示している。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the width direction of the
第5実施形態に係る空気入りタイヤ1では、タイヤ幅方向に並ぶ4本の縦グルーブ11a〜11dがトレッド部100aに形成され、夫々の底部には、強磁性体部材113a〜113dが配されている。縦グルーブ11aの底部に配された強磁性体部材113aは、タイヤ径方向中心側がS極であり、縦グルーブ11bの底部に配された強磁性体部材113bは、タイヤ径方向中心側がN極である。このような配置により、互いに隣接する強磁性体部材113aと強磁性体部材113bとは、磁気回路を形成している。また、縦グルーブ11cの底部に配された強磁性体部材113cは、タイヤ径方向中心側がN極であり、縦グルーブ11dの底部に配された強磁性体部材113dは、タイヤ径方向中心側がS極であり、強磁性体部材113cと強磁性体部材113dとは、磁気回路を形成している。一方、強磁性体部材113bと強磁性体部材113cとは隣接しているが、磁化方向が同じであるため、磁気回路を形成していない。
In the
トレッド部100aの内側では、強磁性体部材113aと強磁性体部材113bとの間に対応する位置、及び強磁性体部材113cと強磁性体部材113dとの間に対応する位置に、磁気センサ14が装着されている。それぞれの磁気センサ14の位置では、強磁性体部材113aと強磁性体部材113bとが形成する磁気回路、及び強磁性体部材113cと強磁性体部材113dとが形成する磁気回路により磁束が集中するため、磁気センサ14の検出精度を向上させることができる。そのため、第5実施形態に係る空気入りタイヤ1では、強磁性体部材113a〜113dの変形による磁界変化を、磁気センサ14において高精度に検出することができる。これにより、タイヤの使用開始当初からタイヤの状態及び/又は路面の状態を高精度にセンシングすることができる。
Inside the
<第6実施形態>
第6実施形態では、タイヤ径方向に沿ったトレッド面からの深さが互いに異なる2種類の強磁性体部材を有する空気入りタイヤ1について説明する。ここでは、第1実施形態における空気入りタイヤ1と同様の構成については説明を省略する。
Sixth Embodiment
In the sixth embodiment, a
図8は、本発明の第6実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部100aの幅方向に沿った断面図である。図8(a)、及び(b)は、それぞれ空気入りタイヤ1の回転中心Oに対し周方向に異なる角度での断面を示している。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the width direction of the
図8(a)に示す位置では、縦グルーブ11の底部に強磁性体部材13Lが配されている。強磁性体部材13Lは、縦グルーブ11の底部からの高さh1が、タイヤ交換が推奨される縦グルーブ11の深さと一致するように構成されており、空気入りタイヤ1が要交換状態となったときにトレッド部100aの表面に露出する。そのため、強磁性体部材13Lに対向する第1磁気センサ14aは、タイヤが要交換状態となった後に接触波形を検知し、これを出力する。
At the position shown in FIG. 8A, the
図8(b)に示す位置では、縦グルーブ11の底部に強磁性体部材13Hが配されている。強磁性体部材13Hは、縦グルーブ11の底部からの高さh2が、強磁性体部材13Lの高さh1より高く構成されており、空気入りタイヤ1が要交換状態となる前にトレッド部100aの表面に露出する。そのため、強磁性体部材13Hに対向する第2磁気センサ14bは、タイヤが要交換状態となる前に接触波形を検知し、これを出力する。
At the position shown in FIG. 8 (b), the
図9は、第1磁気センサ14a及び第2磁気センサ14bでの検出結果の時間変化を示すグラフである。ホール素子等の磁気センサの出力は、磁束密度(T)に応じた電圧(V)であるが、図9では説明の簡易化のために、タイヤ使用開始時での夫々の磁気センサの出力を基準とした任意単位(a.u.)を用いている。また、磁気センサの出力には、接触波形が出現していない状態であっても微小な変動が生じるが、その振幅は接触波形の振幅と比較して極めて小さく、接触波形との識別は容易である。そのため、図9では、接触波形が出現していない状態での磁気センサの出力をフラットに描いている。
FIG. 9 is a graph showing temporal changes in detection results of the first
タイヤ使用開始から、強磁性体部材13Hがトレッド部100aの表面に露出するまでの期間(第1期)は、第1磁気センサ14a、及び第2磁気センサ14bの何れの出力にも、接触波形は出現しない。
During the period from the start of tire use to the time when the
しかし、ブロック部12の摩耗が進行すると、縦グルーブ11の底部からの高さの違いにより、強磁性体部材13Hはトレッド部100aの表面に露出し、強磁性体部材13Lはトレッド部100aの表面に露出していない状態(以下、「要注意状態」と称する。)となる。要注意状態となった時点から更にブロック部12の摩耗が進行し、強磁性体部材13Lもトレッド部100aの表面に露出するまでの期間(第2期)は、第2磁気センサ14bの出力にのみ接触波形が出現し、第1磁気センサ14aの出力には接触波形が出現しない。また、第2期では、強磁性体部材13Hも摩耗するため、強磁性体部材13Hの摩耗とともに第2磁気センサ14bの位置での磁束密度が減衰し、その検出値も低下していく。
However, as the wear of the
強磁性体部材13Lがトレッド部100aの表面に露出した要交換状態となった後の期間(第3期)は、第1磁気センサ14a、及び第2磁気センサ14bの両方の出力に接触波形が出現する。また、第3期では、強磁性体部材13H、及び13Lも摩耗するため、強磁性体部材13H、及び13Lの摩耗とともに第1磁気センサ14a、及び第2磁気センサ14bの位置での磁束密度が減衰し、それらの検出値も低下していく。
In the period (third period) after the
このように、第6実施形態に係る空気入りタイヤ1では、強磁性体部材13H、及び13Lの高さの違いにより、トレッド部100aの表面に露出する時期に時間的なずれが生じるため、空気入りタイヤ1の使用期間は、第1磁気センサ14a、及び第2磁気センサ14bの何れの出力にも接触波形が出現しない第1期、第2磁気センサ14bの出力にのみ接触波形が出現する第2期、及び両方の出力に接触波形が出現する第3期の3つの期間に区分される。そのため、タイヤの交換が必要となる状態だけでなく、例えば、その少し前の状態等を、目視に頼らずに磁気センサの検出結果により検知することが可能となる。
As described above, in the
<第7実施形態>
第7実施形態では、車両においてドライバーにタイヤの摩耗状態を警告する空気入りタイヤの摩耗状態判定方法について説明する。図10は、本発明の第7実施形態に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法の処理手順を示すフローチャートである。第7実施形態に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法は、第6実施形態に係る空気入りタイヤ1を判定対象として、第1磁気センサ14a、及び第2磁気センサ14bの出力を車両側で取得して摩耗状態の判定に用いる。
Seventh Embodiment
In the seventh embodiment, a method of determining a worn state of a pneumatic tire for warning a driver of a worn state of a vehicle in a vehicle will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the method of determining the worn state of a pneumatic tire according to the seventh embodiment of the present invention. The wear state determination method of the pneumatic tire according to the seventh embodiment obtains the outputs of the first
第7実施形態に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法では、先ず、第1磁気センサ14aの単位時間(例えば、1秒)の出力を連続データとして取得し(ステップ1)、接触波形が出現しているかを判定する(ステップ2)。接触波形の出現の判定は、例えば、単位時間の連続データにおいて出力値の振幅が閾値を超えるか否かで判定することができる。第1磁気センサ14aの出力に接触波形が出現している場合(ステップ2:Yes)、空気入りタイヤ1が要交換状態であるため、タイヤ交換信号を発報する(ステップ3)。
In the wear state determination method of the pneumatic tire according to the seventh embodiment, first, an output of a unit time (for example, 1 second) of the first
第1磁気センサ14aの出力に接触波形が出現していない場合(ステップ2:No)、第2磁気センサ14bの単位時間の出力を連続データとして取得し(ステップ4)、接触波形が出現しているかを判定する(ステップ5)。第2磁気センサ14bの出力に接触波形が出現している場合(ステップ5:Yes)、空気入りタイヤ1が要交換状態に近づいて要注意状態となっているため、注意信号を発報する(ステップ6)。第2磁気センサ14bの出力に接触波形が出現していない場合(ステップ5:No)、判定を終了する。
When the contact waveform does not appear in the output of the first
このように、第7実施形態に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法の処理手順では、タイヤが要交換状態になったことを、目視に頼らずに、強磁性体部材13L近傍の磁界の変化に基づいて判定することが可能となる。また、タイヤの交換が必要となる状態だけでなく、例えば、その少し前の要注意状態を、目視に頼らずに強磁性体部材13H近傍の磁界の変化に基づいて判定することが可能となる。
As described above, in the processing procedure of the method of determining the worn state of the pneumatic tire according to the seventh embodiment, the change of the magnetic field in the vicinity of the
なお、空気入りタイヤの摩耗状態判定方法において、第1実施形態に係る空気入りタイヤ1を判定対象とする場合は、図10に示すフローチャートのうちステップ1〜ステップ3までの手順のみを実施することで、タイヤが要交換状態になったことを、目視に頼らずに、強磁性体部材13近傍の磁界の変化に基づいて判定することが可能となる。
When the
また、第7実施形態に係る空気入りタイヤの摩耗状態判定方法は、例えば、車両にコンピュータを設け、図10に示すフローチャートの処理手順をプログラミング言語で記述したコンピュータプログラムを、コンピュータに実行させることでも実施可能である。 Further, the wear state determination method of the pneumatic tire according to the seventh embodiment may be performed by, for example, providing a computer on a vehicle and causing a computer to execute a computer program in which the processing procedure of the flowchart shown in FIG. It is possible.
〔別実施形態〕
本発明の空気入りタイヤは、タイヤ交換が必要な摩耗状態になったことを、目視に頼らずに磁気センサにより検知するという本発明の効果を奏するものであれば、上記の第1実施形態〜第7実施形態で説明した構成を変更することも可能である。そのような幾つかの変更例を別実施形態として説明する。図11及び図12は、別実施形態に関する説明図である。
[Another embodiment]
The pneumatic tire according to the present invention has the above-described first embodiment, as long as it exhibits the effect of the present invention that the worn state requiring tire replacement is detected by a magnetic sensor without relying on visual observation. It is also possible to change the configuration described in the seventh embodiment. Several such modifications are described as alternative embodiments. 11 and 12 are explanatory diagrams of another embodiment.
<別実施形態1>
上記の第1実施形態に係る空気入りタイヤ1において、図11(a)に示すように、トレッド部100aの裏側の表面(インナーライナー)と、センサ部品14との間に、フィルム状の可撓性部材700を設けることが可能である。この構成では、空気入りタイヤ1の製造において、成型後のタイヤの内側に複数の磁気センサ14を一つずつ取り付ける必要がなく、上面に複数の磁気センサ14を固定した状態の可撓性部材700を、トレッド部100aの裏側に貼り付けることで、複数の磁気センサ14を一括してタイヤに取り付けることができる。そのため、空気入りタイヤ1の製造における作業性を向上させることが可能である。さらに、磁気センサ14への給電回路、磁気センサ14の検出結果を空気入りタイヤ1の外部へ送信する送信回路等を可撓性部材700上に形成する構成としてもよい。
Another
In the
また、可撓性部材700は、図11(b)に示すように、トレッド部100aの中央又はその付近を通ってタイヤ周方向に沿う長尺形状の第1部位700aと、第1部位700aの長手方向に直交して第1部位700aから側方に延出する第2部位700bとを有する形状に構成することも可能である。この構成では、トレッド部100aの裏側に貼り付ける際に、可撓性部材700にシワや重なりが生じにくく、磁気センサ14をより正確に取り付けることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 11B, the
<別実施形態2>
磁気センサ14は、必ずしも空気入りタイヤ1に設ける必要はない。例えば、図12に示すように、空気入りタイヤ1を取り付けた車両のタイヤハウスに磁気センサ14を設けることで、強磁性体部材13近傍の磁界を検出可能である。このような構成では、磁気センサ14の検出結果を空気入りタイヤ1の外部へ送信するための送信回路等を空気入りタイヤ1に設ける必要がない。例えば、磁気センサ14の検出値を、車両に搭載したコンピュータ20へ直接出力することが可能である。コンピュータ20に図10に示すフローチャートの処理手順を含むプログラムを実行させ、判定結果をモニタ30に表示させることで、ドライバーへタイヤ交換が必要であることを注意喚起することができる。
Another
The
本発明の空気入りタイヤ1は、車両(乗用車、トラック、バス、二輪車等)においてタイヤ又は路面の状態をセンシングする用途に有用であり、運転者によって操作される従来の車両の他、運転支援機能又は自動運転機能が備わった車両においても利用可能である。
The
1 空気入りタイヤ
11、11a〜d 縦グルーブ
12 ブロック部(陸部)
12a トレッド面(接触面)
13、13L、13H、113a〜d、16 強磁性体部材
14 磁気センサ(検出部)
15 ヨーク(磁気結合部材)
17 バイアス磁石(磁気結合部材)
100a トレッド部
1
12a tread surface (contact surface)
13, 13L, 13H, 113a-d, 16
15 Yoke (magnetic coupling member)
17 Bias magnet (magnetic coupling member)
100a tread
Claims (16)
路面に接する陸部と、当該陸部に隣接して配置された強磁性体部材とを有するトレッド部を備え、
前記強磁性体部材は、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが、前記陸部の硬さより小さくなるように構成されている空気入りタイヤ。 A pneumatic tire capable of sensing the condition of a tire or a road surface,
A tread portion having land portions in contact with a road surface and a ferromagnetic member disposed adjacent to the land portions;
The pneumatic tire wherein the ferromagnetic member is configured such that the hardness measured in accordance with JIS K 6253 is smaller than the hardness of the land portion.
当該複数の強磁性体部材は、タイヤ周方向及び/又はタイヤ幅方向に沿って配列されている請求項1〜5の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。 The tread portion has a plurality of the ferromagnetic members.
The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of ferromagnetic members are arranged along the tire circumferential direction and / or the tire width direction.
当該複数の強磁性体部材のうちの少なくとも2つは、タイヤ径方向に沿った前記陸部の接触面からの深さが互いに異なるように構成されている請求項1〜6の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。 The tread portion has a plurality of the ferromagnetic members.
The depth from the contact surface of the said land part along a tire radial direction is comprised so that mutually different at least 2 of the said several ferromagnetic members may mutually differ. The pneumatic tire according to.
前記モールドにおいてタイヤの陸部の接触面が形成される位置よりタイヤ径方向中心側の位置に、強磁性体ゴム材料を配置する第1工程と、
前記強磁性体ゴム材料が配置された前記モールドに、未加硫ゴムを含むグリーンタイヤを充填する第2工程と、
前記モールド内で加熱することにより、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料を一体化させる第3工程と、
を包含し、
前記強磁性体ゴム材料は、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される前記グリーンタイヤの陸部の接触面の硬さより小さくなるように選択される空気入りタイヤの製造方法。 A method for producing a pneumatic tire, comprising the steps of: curing a material filled in a mold to produce a tire;
A first step of disposing a ferromagnetic rubber material at a position closer to the center in the tire radial direction than the position at which the contact surface of the land portion of the tire is formed in the mold;
A second step of filling a green tire containing unvulcanized rubber in the mold in which the ferromagnetic rubber material is disposed;
A third step of integrating the green tire and the ferromagnetic rubber material by heating in the mold;
To include
The land area of the green tire in which the ferromagnetic rubber material has a hardness measured according to JIS K 6253 after the third step is measured according to JIS K 6253 after the third step A method of manufacturing a pneumatic tire, which is selected to be smaller than the hardness of the contact surface of the tire.
前記第3工程における加熱によって、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料を加硫する請求項11に記載の空気入りタイヤの製造方法。 The ferromagnetic rubber material includes unvulcanized rubber,
The method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 11, wherein the green tire and the ferromagnetic rubber material are vulcanized by heating in the third step.
前記第3工程における加熱によって、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料が前記接着剤で接着する請求項11に記載の空気入りタイヤの製造方法。 The ferromagnetic rubber material is coated with an adhesive on the side on which the green tire is disposed,
The method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 11, wherein the green tire and the ferromagnetic rubber material are adhered by the adhesive by heating in the third step.
未加硫ゴムを含むグリーンタイヤのトレッド面の縦グルーブが形成される位置に、強磁性体ゴム材料を配置する第1工程と、
前記強磁性体ゴム材料が配置された前記グリーンタイヤを、前記モールドに充填する第2工程と、
前記モールド内で加熱することにより、前記グリーンタイヤ及び前記強磁性体ゴム材料を一体化させる第3工程と、
を包含し、
前記強磁性体ゴム材料は、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される硬さが、前記第3工程の後にJIS K 6253に準拠して測定される前記グリーンタイヤの陸部の接触面の硬さより小さくなるように選択される空気入りタイヤの製造方法。 A method for producing a pneumatic tire, comprising the steps of: curing a material filled in a mold to produce a tire;
A first step of disposing a ferromagnetic rubber material at a position where a longitudinal groove is formed on a tread surface of a green tire containing unvulcanized rubber;
A second step of filling the mold with the green tire in which the ferromagnetic rubber material is disposed;
A third step of integrating the green tire and the ferromagnetic rubber material by heating in the mold;
To include
The land area of the green tire in which the ferromagnetic rubber material has a hardness measured according to JIS K 6253 after the third step is measured according to JIS K 6253 after the third step A method of manufacturing a pneumatic tire, which is selected to be smaller than the hardness of the contact surface of the tire.
路面に接する陸部と、JIS K 6253に準拠して測定される硬さが前記陸部の硬さより小さい強磁性体部材とが、トレッド部において隣接して配置されている空気入りタイヤにおいて、
前記強磁性体部材近傍の磁界の変化を検出する検出ステップと、
検出した磁界の変化に応じて前記トレッド部の摩耗状態を判定する判定ステップと、
を包含する空気入りタイヤの摩耗状態判定方法。 A method of determining the wear state of a pneumatic tire, comprising
In a pneumatic tire in which land portions in contact with a road surface and a ferromagnetic member having a hardness measured according to JIS K 6253 smaller than the hardness of the land portions are disposed adjacent to each other in the tread portion,
Detecting the change of the magnetic field in the vicinity of the ferromagnetic member;
A determination step of determining a wear state of the tread portion according to a change in the detected magnetic field;
A method of determining the wear state of a pneumatic tire, including:
前記検出ステップでは、前記複数の強磁性体部材のそれぞれについて近傍の磁界の変化を検出し、
前記判定ステップでは、前記複数の強磁性体部材のうち、検出した磁界の変化が所定量を超えたものに応じて前記トレッド部の摩耗状態を判定する請求項15に記載の空気入りタイヤの摩耗状態判定方法。 In the pneumatic tire, a plurality of the ferromagnetic members are arranged such that the depth from the contact surface of the land portion along the tire radial direction is different from each other,
In the detection step, a change in the magnetic field in the vicinity is detected for each of the plurality of ferromagnetic members;
16. The pneumatic tire according to claim 15, wherein in the determination step, the wear state of the tread portion is determined according to one of the plurality of ferromagnetic members in which a change in a detected magnetic field exceeds a predetermined amount. State determination method.
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