JP2019203831A - 空気入りタイヤ、タイヤ摩耗測定方法およびタイヤ摩耗測定システムならびにセンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗により変化する磁場の強さを常時、安定して正確に測定することにより、タイヤの摩耗状態を常時正確に把握することができる空気入りタイヤの摩耗測定技術を提供する。【解決手段】トレッド部に磁性体が内包されており、磁性体により形成される磁場の磁束密度を検知する磁気センサが、磁性体に対応した径方向内方の位置に配置され、磁性体は、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成されると共に一方向に着磁されて成り、着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されている空気入りタイヤ。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両用の空気入りタイヤ、タイヤ摩耗測定方法およびタイヤ摩耗測定システムならびにセンサモジュールに関する。

車両に装着された空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ともいう）は、走行に伴って地面と接するトレッド部が摩耗していき、トレッド溝が徐々に浅くなってくる。そして、このトレッド溝の深さが摩耗限度を超えて浅くなると、走行中にスリップが発生するなどして、事故の発生を招く危険性が増す。このため、従来より、トレッド部の摩耗量が摩耗限度を超えないように管理し、摩耗限度に達した場合には早期にタイヤを交換して、走行時の安全性を確保することが定められている。

具体的にトレッド部の摩耗状態をチェックする方法として、一般的には、トレッド部に例えばスリップサイン等の目印を設けておき、この目印が現れると摩耗量が摩耗限度に達したと判断している。しかし、一般のユーザーに対して、この目印の確実なチェックについて過大には期待できないため、このようなユーザーによる目視確認に替えて、タイヤの摩耗状態を技術的に把握してユーザーが交換時期が来たことを正確に認識できる技術が提案されている。

例えば、摩耗が摩耗限度となる箇所に磁性材料からなる被検出体を埋設しておき、磁気センサなどを検知手段として用いて、摩耗により露出した被検出体を検知することでタイヤが摩耗限度まで摩耗したことを検出するタイヤ摩耗限度検出装置（例えば特許文献１）や、トレッドの溝部やタイヤ内部に埋設された磁性体がトレッド部の摩耗に合わせて形状変化することに伴う磁場の強さの変化を、磁気センサなどの検知手段を用いて検知することによってタイヤの摩耗状態を測定するタイヤの摩耗測定方法（例えば特許文献２）が開発されている。

実開昭６２−８３７０４号公報 特許第４０５４１９６号公報

しかしながら、特許文献１のタイヤ摩耗限度検出装置および特許文献２のタイヤの摩耗測定方法のいずれも、磁気センサなどの検知手段は、車体側の、例えばタイヤハウスに設けられている。このため、回転するタイヤ側に設けられた磁性体が検知手段に近接した場合しか磁性体を検知することができず、間欠的な測定しかできない。また、検知手段と磁性体との間の位置関係は、車体の傾斜や、走行中の路面の性状、タイヤの空気圧などで、変化しやすいため、磁場の強さを安定して正確に測定することができない。このため、近年の車両の安全性に対する強い要請に合わせて、タイヤの摩耗状態をより正確に把握できる技術が求められている。

そこで、本発明は、摩耗により変化する磁場の強さを常時、安定して正確に測定することにより、タイヤの摩耗状態を常時正確に把握することができる空気入りタイヤの摩耗測定技術を提供することを課題とする。

本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
トレッド部に磁性体が内包されており、
前記磁性体により形成される磁場の磁束密度を検知する磁気センサが、前記磁性体に対応した径方向内方の位置に配置され、
前記磁性体は、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成されると共に一方向に着磁されて成り、着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されていることを特徴とする空気入りタイヤである。

請求項２に記載の発明は、
前記磁気センサが配置されている位置が、内腔部表面であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。

請求項３に記載の発明は、
前記トレッド部が摩耗する前の新品状態で前記磁気センサにより検知される磁束密度と、前記トレッド部が摩耗限度まで摩耗したときの状態で前記磁気センサにより検知される磁束密度との差が１ｍＴ以上となるように前記磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤである。

請求項４に記載の発明は、
前記硬磁性材料が、アルニコ系磁石、フェライト系磁石、サマリウム系磁石、ネオジウム系磁石作製用の磁性粉から選択された１種または２種以上の磁性粉であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおける摩耗状態を測定するタイヤ摩耗測定方法であって、
前記磁性体の摩耗により変化する磁場の磁束密度を前記磁気センサにより測定し、測定された磁束密度の変化に基づいて前記空気入りタイヤの摩耗状態を測定することを特徴とするタイヤ摩耗測定方法である。

請求項６に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおける摩耗状態を測定するタイヤ摩耗測定システムであって、
予め、測定対象と同じ種類の空気入りタイヤについて、前記磁性体の摩耗により変化する磁場の磁束密度を磁気センサにより測定しておき、
測定対象の空気入りタイヤにおいて磁気センサにより測定された磁束密度の変化と照合することにより、測定対象の空気入りタイヤの摩耗状態を測定するように構成されていることを特徴とするタイヤ摩耗測定システムである。

請求項７に記載の発明は、
空気入りタイヤの内部に設置可能なセンサモジュールであって、
トレッド部のタイヤ半径方向の磁場の磁束密度を検知する磁気センサを有し、前記磁気センサにより検知された磁束密度によりトレッド部の摩耗を測定するように構成されていることを特徴とするセンサモジュールである。

請求項８に記載の発明は、
前記磁気センサをタイヤ内腔部表面に配置可能とされていることを特徴とする請求項７に記載のセンサモジュールである。

請求項９に記載の発明は、
前記磁気センサが、１ｍＴ以上の磁束密度差を測定可能とされた磁気センサであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のセンサモジュールである。

本発明によれば、摩耗により変化する磁場の強さを常時、安定して正確に測定することにより、タイヤの摩耗状態を常時正確に把握することができる空気入りタイヤの摩耗測定技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの断面の一部を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤにおける磁性体と磁気センサとの位置関係を説明する模式的断面図である。 本発明の一実施例における磁束密度の変化量と摩耗量との関係を示す図である。 本発明の一実施例における２次回帰曲線と実際の摩耗量との誤差を示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

［１］本実施の形態に係る空気入りタイヤ
１．本実施の形態に係る空気入りタイヤの概要
はじめに、本実施の形態に係る空気入りタイヤの概要について説明する。本実施の形態に係る空気入りタイヤは、トレッド部に磁性体が内包されており、磁性体により形成される磁場の磁束密度を検知する磁気センサが、磁性体に対応した径方向内方の位置に配置され、磁性体は、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成されると共に一方向に着磁されて成り、着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されていることを特徴としている。

トレッド部に内包されている磁性体は、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成されており、車両の走行に伴うトレッド部の摩耗に合わせて摩耗して、磁束密度が連続的に変化していく。このとき、磁束密度を検知する磁気センサがタイヤ内部の磁性体に対応した径方向内方の位置、即ちタイヤ自体に配置されているため、磁気センサによって磁性体の磁束密度の連続的変化を測定することができ、車両に装着されたタイヤの摩耗状態を経時的に把握することができる。また、タイヤが、車体の傾斜、走行中の路面の性状、タイヤの空気圧などの影響を受けた場合でも、磁気センサと磁性体との間の位置関係を一定に維持することができるため、磁束密度の変化を安定して正確に測定することができ、タイヤの摩耗状態を高い精度で把握することができる。

また、このように硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成される磁性体が、一方向に着磁されており、着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されているので、磁性体に対応した径方向内方の位置に配置されている磁気センサによって、タイヤの摩耗状態を高い精度で把握することができる。

２．本実施の形態に係る空気入りタイヤの特徴部
上記したように、本実施の形態に係る空気入りタイヤは、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成された磁性体と磁気センサとが、同じタイヤの径方向の内と外のそれぞれに対向して配置され、磁性体が一方向に着磁されており、着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されていることを特徴としている。そこで、以下においては、はじめに、この磁性体と磁気センサとの位置関係について説明し、その後、磁性体と磁気センサのそれぞれについて説明する。

（１）磁性体と磁気センサとの位置関係
図１は本実施の形態に係る空気入りタイヤの断面の一部を示す断面図であり、図２は本実施の形態に係る空気入りタイヤにおける磁性体と磁気センサとの位置関係を説明する模式的断面図である。図１、２において、１はトレッド部であり、凸部（陸部）２および凹部（海部）３によってトレッドパターンが形成されており、接地面８で地面と接している。そして、４は磁性体、５はカーカス、６はブレーカー、７は内腔部表面、９はセンサモジュール、９ａは磁気センサである。

本実施の形態においては、図１に示すように、磁性体４はトレッド部１における凸部２の一部を構成しており、タイヤ半径方向に沿って延びるように設けられている。より具体的には、磁性体４は、そのタイヤ半径方向の外方側の端部が凸部２における接地面８を形成するようにタイヤの外部に露出し、タイヤ半径方向の内方側の端部が、そのタイヤについて国の法令等で定められている摩耗限度の位置（例えば、乗用車タイヤ、ライトトラック用タイヤおよびトラックバス用タイヤでは、主溝の底面からの高さが１．６ｍｍの位置）よりもタイヤ半径方向の内方側に位置するようにトレッド部１に埋設されている。センサモジュール９は、磁性体４によって形成される磁場の磁束密度を検知する磁気センサ９ａを有して構成されており、図２に示すように、磁気センサ９ａが磁性体４の埋設位置に対応した径方向内方の位置に配置されるように、内腔部表面７に設置されている。

このように、１つのタイヤの径方向の内と外のそれぞれに対向して磁気センサ９ａと磁性体４とが配置されていることにより、両者の間隔が常に一定に維持され、車体の傾斜、走行中の路面の性状、タイヤの空気圧などの影響を受けることなく、磁性体４における磁束密度の変化を磁気センサ９ａによって検知することができるため、タイヤの摩耗状態を高い精度で常時把握することができる。

なお、磁性体の態様については、磁気センサと磁性体とが上記のような位置関係にあって、磁気センサで磁性体の変化する磁束密度を測定できる限り、特には限定されない。例えば、磁性体は、そのタイヤ半径方向の外方側の端部がタイヤの外部に露出せずトレッド部１の内部に位置するように埋設される態様であってもよく、そのタイヤ半径方向の内方側の端部が摩耗限度の位置に略一致、或いは摩耗限度の位置よりもタイヤ半径方向の外方側に位置するように埋設される態様であってもよい。

このとき、磁性体４としては、トレッド部１が摩耗する前の新品状態（未摩耗状態）で、内腔部表面７に設けられている磁気センサ９ａによって検知される磁束密度と、トレッド部１が摩耗限度まで摩耗したときの状態で、内腔部表面７に設けられている磁気センサ９ａによって検知される磁束密度との差が１ｍＴ以上となるようにトレッド部１内に埋設されているのが好ましい。ここでいう磁束密度の差とは、例えば、磁性体４におけるタイヤ半径方向の内方側の端部が、摩耗限度の位置よりもタイヤ半径方向の内方側に位置するようにトレッド部１に埋設されている場合には、磁性体４が未摩耗の状態で磁気センサ９ａによって検知される磁束密度と、トレッド部１が摩耗限度まで摩耗した時点で残存している磁性体４に関して磁気センサ９ａによって検知される磁束密度との差分のことである。また、磁性体４におけるタイヤ半径方向の内方側の端部が、摩耗限度の位置に一致、或いは摩耗限度の位置よりもタイヤ半径方向の外方側に位置するようにトレッド部１に埋設されている場合には、磁性体４が未摩耗の状態で磁気センサ９ａによって検知される磁束密度と、磁性体４の全てが摩耗して磁性体４がトレッド部１から摩滅した状態で磁気センサ９ａによって検知される磁束密度との差分のことである。尚、この場合には、主溝の底面から特定の高さ位置に一致するように磁性体４におけるタイヤ半径方向の内方側の端部を配置することにより、その特定の高さ位置を超えて摩耗していることを、磁気センサ９ａによって検知される磁束密度より把握することができる。

磁性体および磁気センサの対は、トレッド部１に形成される１つの凸部にのみ設けられる態様であってもよく、複数の凸部に設けられる態様であってもよい。さらに、磁性体および磁気センサの対は、トレッド部１に形成される１つの凸部において、タイヤの周方向に１つのみ設けられる態様であってもよく、例えば等間隔に、複数設けられる態様であってもよい。尚、磁性体および磁気センサの対としては、１つの磁性体に対して、１つの磁気センサが磁性体の埋設位置に対応したタイヤ内腔部表面に設置される態様であってもよく、複数の磁気センサが磁性体の埋設位置に対応したタイヤ内腔部表面に設置される態様であってもよい。

（２）磁性体
磁性体４は、硬磁性材料の粉粒体（磁性粉）が高分子材料中に分散されて形成され、一方向に着磁されて構成され、その着磁方向がタイヤ半径方向と一致するような姿勢でトレッド部に埋設される。このような硬磁性材料の粉粒体を用いて磁性体を形成した場合、この磁性体は着磁によって永久磁石となるため、その周囲に所定の磁束密度で磁場を形成させることができる一方、着磁後は容易に減磁することがない。

磁性粉としては、着磁後の保磁力が大きく容易に減磁することがないという観点から、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄を主成分とするアルニコ系磁石、酸化鉄を主成分とするフェライト系磁石、サマリウム、鉄を主成分とするサマリウム系磁石、ネオジウム、鉄、ホウ素を主成分とするネオジウム系磁石作製用の磁性粉を好ましく挙げることができる。

そして、具体的なアルニコ系磁石としては、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕなどが、フェライト系磁石としては、Ｆｅ_２Ｏ_３−ＳｒＯなどが、サマリウム系磁石としては、Ｓｍ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎなどが、ネオジウム系磁石としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｄｙ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｎｂ−Ｂ、Ｎｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｎｂ−Ｂなどが挙げられる。

また、上記した各磁性粉は２種以上を選択して用いてもよく、例えば、フェライト系の磁性粉とサマリウム系の磁性粉との混合、サマリウム系の磁性粉とネオジウム系の磁性粉との混合により、それぞれ、サマリウム・フェライト系の磁性体、サマリウム・ネオジウム系の磁性体を形成させることができる。

磁性粉の粒径としては、磁性体の形成に際しての高分子材料への分散性と、金属粒子であることに伴う摩耗性を考慮すると、４００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であるとより好ましい。

また、高分子材料としては、タイヤとしての特性を十分に発揮させるという観点から、硬化した状態において弾性を発揮することができる樹脂材料またはゴム材料が好ましく、また、磁性粉を分散させて成る磁性体がトレッドゴムと同じように摩耗して安定した乗り心地を提供するという観点から、硬化後はトレッドゴム組成物と同等の摩耗特性を発揮することができる樹脂材料またはゴム材料が好ましい。

上記した高分子材料の内でも、磁性体が設けられる箇所がトレッド部であることを考慮すると、トレッド部に用いられるトレッドゴム組成物と同じ配合のゴム材料が好ましい。すなわち、磁性体は、トレッドゴム組成物と同じ配合のゴム材料に磁性粉を分散させて形成されるのが好ましく、例えば、トレッドゴム組成物の配合における一部の充填材を磁性粉に置換する形で配合してもよい。磁性体中に占める磁性粉の配合量としては、１０〜７０質量％が好ましく、より好ましくは３０〜７０質量％であり、さらに好ましくは４０〜７０質量％である。

磁性体への着磁は、公知の着磁装置、例えば、コンデンサー式着磁電源装置、着磁コイル、着磁ヨークなどを用いて行うことができる。なお、着磁を行うタイミングとしては、トレッド部に埋設される前に実施してもよく、トレッド部に埋設した後に実施してもよい。

磁性体としては、地磁気に影響されず確実に磁性体の磁束密度の測定ができるという観点から磁気センサが配置されている測定位置で０．０５ｍＴ以上の磁束密度を有するように構成されていることが好ましく、タイヤ内部に設けられているスチールコードによる帯磁や減衰の影響下でも確実に磁性体の磁束密度の測定ができるという観点から前記測定位置で０．５ｍＴ以上の磁束密度を有するように構成されていることがより好ましい。このような観点を考慮して、磁性体は、磁性体表面で１ｍＴ以上の磁束密度を有するように構成されていることが好ましい。

一方、磁性体の磁力によって車載される他の電子機器などに悪影響を与えないようにするという観点から、磁性体の表面磁束密度は６００ｍＴ以下であることが好ましく、道路走行時に路面に落ちている釘などの金属片を吸着しないようにするという観点から、磁性体の表面磁束密度は６０ｍＴ以下であるとより好ましい。なお、磁性体の表面磁束密度は、着磁された磁性体の表面にテスラメーターを直接接触させることにより測定される値である。

（３）磁気センサ
磁気センサは、トレッド部の摩耗に合わせて磁性体が摩耗されることにより変化する磁性体の磁束密度を測定するために設けられている。本実施の形態においては、図２に示すように、磁気センサ９ａはタイヤの内腔部表面７の磁性体４に対応した径方向内方の位置に配置されている。

このように、１本のタイヤ内の対向する位置に磁気センサ９ａと磁性体４を配置して、磁気センサ９ａに向けて一方向に密に形成された磁力線を磁気センサ９ａにおいて検知することにより、磁性体の摩耗により連続的に変化する磁束密度を、常時、安定して正確に測定することができる。

具体的な磁気センサとしては、タイヤの内腔部表面に取り付け可能な小さなサイズで、回転するタイヤの振動や変形などにも十分に耐え得るという観点から、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ）、磁気インピーダンス（ＭＩ）素子などを好ましく挙げることができ、これらの内でも、精度の観点から磁気抵抗素子がより好ましい。また、磁気センサとしては、磁性体４が未摩耗の状態とトレッド部１が摩耗限度まで摩耗した時点で残存している状態の両方を適切に測定できるよう、１ｍＴ以上の磁束密度差を測定可能なものを用いるのが、好ましい。すなわち、磁気センサにおける磁束密度の有効測定レンジが１ｍＴ以上であることが好ましい。

センサモジュール９は、この磁気センサ９ａと共に、検知されたデータを受信する受信部、受信したデータを車両本体に設けられた摩耗状態判定装置に向けて有線または無線で送信する送信部、それに伴うアンテナ、電源などが筐体内に収納されて構成されている。

また、このセンサモジュール９には、磁気センサ９ａ以外に、タイヤの内圧を検知する圧力センサ、温度を計測する温度センサ、加速度を検知する加速度センサなどが併せて収納されていてもよく、これらの複数のセンサを用いることにより、磁束密度に加えて、タイヤの内圧、タイヤの温度、加速度データなどをリアルタイムで取得することができる。そして、これらの複数のセンサで取得された各データを利用して総合的に分析することにより、タイヤの状態をより詳細に把握することができ、今後期待されている車両の自動運転制御に有効に利用することができる。

センサモジュール９としては、上記のような構成に限らず、後述する摩耗量と磁束密度との関係を示す照合用のデータを記憶する記憶部、および、記憶部に記憶される照合用のデータを用い、磁気センサ９ａによって検知された磁束密度に基づいてトレッド部の摩耗状態を測定する測定部を備え、測定部によって測定された摩耗状態のデータを送信部によって車両本体に設けられた装置へ送信するように構成されても良い。

タイヤへのセンサモジュール９の取付方法としては、例えば、タイヤ内腔部表面に設けられたソケットに装着する方法、タイヤ内腔部表面に直接接着する方法、タイヤに埋め込む方法などを適宜採用することができ、この内でも、タイヤ内腔部表面に設けられたソケットへのセンサモジュールの装着は、取り付け、交換が容易であるため、特に好ましい。

［２］本実施の形態に係るタイヤ摩耗測定方法
次に、本実施の形態に係るタイヤ摩耗測定方法について説明する。

本実施の形態においては、上記した空気入りタイヤに対して、以下の手順に従ってその摩耗状態を測定する。

１．事前のデータ取得
測定に先立って、予め、測定対象と同じ種類のタイヤについて、磁性体の摩耗により変化する磁場の磁束密度を内腔部表面に設けられている磁気センサにより測定し、データを取得する。

具体的には、まず、製造直後の新品タイヤ（測定対象と同じ種類のタイヤ）における磁束密度を測定し、その後、このタイヤに対して、タイヤ摩耗ドラム試験機を用いて、摩耗限度を超えるまで、タイヤを摩耗させていく。そして、途中、所定時間毎に装置を停止させて、その時点での摩耗量と磁束密度とを測定する。

その後、測定された各時点での摩耗量と磁束密度とに基づいて摩耗量と磁束密度との関係を示す照合用のデータを作成し、作成されたデータを車両本体に設けられた摩耗状態判定装置に記憶させる。

２．測定対象タイヤの実車への装着と走行
次に、測定対象のタイヤを実車に装着して走行する。走行することにより、トレッド部と共に磁性体が摩耗していくため、磁気センサにより検知される磁束密度が変化する。

そして、磁気センサにより測定されたこの磁束密度の変化を、磁気センサから受信した摩耗状態判定装置において、予め記憶されている照合用のデータと照合することにより、測定対象のタイヤにおいて、どの程度まで摩耗が進行しているかを判定することができる。

なお、磁束密度の測定に当たっては、外部の磁界変化などによって生じる磁束密度の変化（外乱）の影響が考えられるが、これらの影響は、徐々に進行するタイヤの摩耗に伴い徐々に変更する磁束密度と異なり、大きな変化として現れるため、統計的な処理を施すことによって、これらの外乱を排除することができる。

以上のように、本実施の形態に係るタイヤ摩耗測定方法を適用することにより、磁気センサと磁性体との間の位置関係を一定に維持して、摩耗に合わせて変化する磁束密度を常時安定して正確に測定することができるため、タイヤの摩耗状態をより正確に安定して測定することができる。

［３］本実施の形態に係るタイヤ摩耗測定システム
上記した本実施の形態に係るタイヤ摩耗測定方法をシステム化することにより、本実施の形態に係るタイヤ摩耗測定システムを提供することができ、タイヤの摩耗状態をより正確に安定して測定することができる。

以下、具体的な実験に基づいて、本発明をより具体的に説明する。

１．試験用サンプルの作製
トラックバス用タイヤ（重荷重空気入りタイヤ）のトレッド標準配合ゴム材料に、平均粒径約１７５μｍのネオジウム粉末を混練した後、円柱状のゴム片に成形し、加硫成形することにより、径２８ｍｍ×高さ１３ｍｍの磁性体を試験用サンプルとして作製した。磁性体中に占めるネオジウム粉末の配合量は質量％で１０％、３０％、５０％、６５％の４種類を準備した。なお、着磁は、加硫成形後のタイミングで、日本電磁測器社製の高圧コンデンサー式着磁装置を用いて、高さ方向に２．５Ｔの磁場を掛けて飽和磁化させた。各試験用サンプルの作製条件を表１に示す。また、試験用サンプルを図１に示すような構造を有するトラックバス用タイヤのトレッド部に設置し、試験用サンプルの位置に対応した径方向内方の内腔部表面で測定された磁束密度の測定結果を併せて表１に示す。なお磁束密度の測定にはテスラメーター（日本電磁測器社製）を用いた。

２．摩耗試験
作製した４種類の試験用サンプルを平面研削盤を用いて、厚みを段階的（１３ｍｍ→１１ｍｍ→９ｍｍ→７ｍｍ→５ｍｍ→３ｍｍ）に減じ、各摩耗状態における正確な厚みをＰＥＡＣＯＣＫ製デジタルゲージ（ＰＤＮ−２１）を用いて測定すると共に、トラックバス用タイヤのトレッド部に設置し、試験用サンプルの位置に対応した径方向内方の内腔部表面で磁束密度を測定した。

初期状態からの変化をみるため、上記測定結果の試験用サンプルの厚みから摩耗量、磁束密度から磁束密度減少量を計算した。結果を図３に示す。なお図３において、横軸は磁束密度変化量（ｍＴ）、縦軸は摩耗量（ｍｍ）である。また、摩耗量が０ｍｍの状態がトレッド部が摩耗する前の未摩耗状態を表し、摩耗量が１３ｍｍの状態、即ち磁性体が摩滅した状態がトレッド部が摩耗限度まで摩耗したときの状態を表している。

図３に示すとおり、各サンプルの磁束密度変化量と摩耗量の関係から２次回帰曲線を得ることができる。したがって、この磁束密度変化量から摩耗量を推定することができる。

次に上記得られた各サンプルの２次回帰曲線を用いて、磁束密度変化量から摩耗量を推定し、実際の摩耗量との誤差を計算した。計算結果を図４に示す。

図３および図４より、トレッド部が摩耗する前の未摩耗状態でタイヤ内腔部表面において検知される磁束密度と、トレッド部が摩耗限度まで摩耗したときの状態でタイヤ内腔部表面において検知される磁束密度との差が１ｍＴ未満であるサンプルＡでは、誤差が大きくなり摩耗量の推定があまり高い精度で得られないことが分かる。従って、誤差１ｍｍ以内の推定精度で摩耗量を推定可能とする観点から、上記の磁束密度差が１ｍＴ以上であることが好ましく、より好ましくは２ｍＴ以上であり、さらに好ましくは３ｍＴ以上である。その場合、この２ｍＴ以上、あるいは３ｍＴ以上の磁束密度差を測定可能な磁気センサを用いることが好ましい。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ トレッド部
２ 凸部
３ 凹部
４ 磁性体
５ カーカス
６ ブレーカー
７ 内腔部表面
８ 接地面
９ センサモジュール
９ａ 磁気センサ

Claims (9)

1. トレッド部に磁性体が内包されており、
   前記磁性体により形成される磁場の磁束密度を検知する磁気センサが、前記磁性体に対応した径方向内方の位置に配置され、
   前記磁性体は、硬磁性材料の粉粒体が高分子材料中に分散されて形成されると共に一方向に着磁されて成り、着磁方向とタイヤ半径方向とが一致するようにトレッド部に内包されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記磁気センサが配置されている位置が、内腔部表面であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トレッド部が摩耗する前の新品状態で前記磁気センサにより検知される磁束密度と、前記トレッド部が摩耗限度まで摩耗したときの状態で前記磁気センサにより検知される磁束密度との差が１ｍＴ以上となるように前記磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記硬磁性材料が、アルニコ系磁石、フェライト系磁石、サマリウム系磁石、ネオジウム系磁石作製用の磁性粉から選択された１種または２種以上の磁性粉であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおける摩耗状態を測定するタイヤ摩耗測定方法であって、
   前記磁性体の摩耗により変化する磁場の磁束密度を前記磁気センサにより測定し、測定された磁束密度の変化に基づいて前記空気入りタイヤの摩耗状態を測定することを特徴とするタイヤ摩耗測定方法。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおける摩耗状態を測定するタイヤ摩耗測定システムであって、
   予め、測定対象と同じ種類の空気入りタイヤについて、前記磁性体の摩耗により変化する磁場の磁束密度を磁気センサにより測定しておき、
   測定対象の空気入りタイヤにおいて磁気センサにより測定された磁束密度の変化と照合することにより、測定対象の空気入りタイヤの摩耗状態を測定するように構成されていることを特徴とするタイヤ摩耗測定システム。
7. 空気入りタイヤの内部に設置可能なセンサモジュールであって、
   トレッド部のタイヤ半径方向の磁場の磁束密度を検知する磁気センサを有し、前記磁気センサにより検知された磁束密度によりトレッド部の摩耗を測定するように構成されていることを特徴とするセンサモジュール。
8. 前記磁気センサをタイヤ内腔部表面に配置可能とされていることを特徴とする請求項７に記載のセンサモジュール。
9. 前記磁気センサが、１ｍＴ以上の磁束密度差を測定可能とされた磁気センサであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のセンサモジュール。

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