JP4482860B2 - タイヤ用センサーピンおよびタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの所定物理量を検出するセンサーをタイヤ内へ容易に埋設可能なタイヤ用センサーピン及びこれを備えたタイヤに関するものである。

従来、タイヤに関する種々の物理量を測定するセンサー及びこれを備えたタイヤが知られている。その一例としては、例えばタイヤと路面間の路面摩擦係数を測定する場合、ベルトコードの一部を磁化しておき、ベルト―トレッド間の相対変位をタイヤ内に埋設した磁気センサーによって測定するものが提案されている。

しかし、車両が一定速度で走行している等、タイヤの路面と接している部分の変形が小さい場合には、ベルト―トレッド間の相対変位が小さいので路面摩擦係数の検出精度が十分ではなかった。

そこで、トレッド部にタイヤ表面よりも高いブロック、低いブロックの２つを設けるとともにこれらのブロックにセンサーとして歪ゲージを貼り付けて、２つの歪レベルを測定して両者の差から路面摩擦係数を推定するものが知られている（特許文献１参照。）。
特開２００２−３６８３６号公報

しかしながら、前述した前者の従来例では、センサーがタイヤ内に埋設されているためセンサー交換作業が困難であった。また、後者の従来例では高速回転時の遠心力によりセンサーがタイヤから外れないようにトレッド部に対して強固な固定が必要であるが、接着剤で強固に接着してしまうとセンサーが故障した場合には接着部を破壊することが難しいため、センサー交換作業に手間が掛かるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤの物理量を測定することができ、タイヤへの固定及び交換が容易なタイヤ用センサーピンおよびこれを備えたタイヤを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、タイヤ用センサーピンおよびタイヤは、柱状部と該柱状部の一端側所定位置に設けられ前記柱状部の中心軸に対して垂直な突出部とからなりタイヤのトレッド部に形成された埋込穴に嵌入される筐体と、前記筐体内に設けられ、前記中心軸方向以外の方向性を有する少なくとも１つの物理量を測定可能なセンサーとからなり、前記柱状部と突出部のそれぞれは、前記柱状部の中心軸に対して垂直な断面が所定形状をなし、前記筐体は、前記柱状部の中心軸を回転の中心とした前記筐体の回転位置を識別する識別手段を前記柱状部の他端側端面に備えていることを特徴としている。

前記筐体は、前記中心軸に垂直な断面のうち断面積が最も大きい部分に前記突出部を有しており、前記突出部における前記中心軸に垂直な断面が真円以外の形状をなしている。

また、前記筐体のタイヤ表面側の端面は文字、色彩、或いは形状を有しており、タイヤの表面よりもタイヤ内に位置し、前記端面を底面とする凹部が形成されている。

また、タイヤの表面は前記筐体の端面との間に形成される凹部を塞ぐ閉塞部材が設けられており、前記閉塞部材はゴムまたは樹脂或いはゴムと樹脂の複合体のうち何れかによって形成されている。

本発明のタイヤ用センサーピンおよびタイヤによれば、前記筐体に突出部を、前記埋込穴に突出部対応部を有することにより、タイヤに対してデバイスが抜けることを防ぎタイヤに固定することができ、前記突出部の前記中心軸に垂直な断面が真円ではないことにより筐体の自転を防ぐことができる。

またセンサーピンのタイヤ表面側の端面に表された文字や色彩、或いは端面の形状によって、前記柱状部の中心軸を回転軸とした前記筐体の回転位置を識別できる。更に、前記端面がタイヤの表面よりもタイヤ内に位置し、前記端面を底面とする凹部が形成され、凹部を塞ぐ閉塞部材が設けられることで、センサーピンの所在が分からないようにすることができるとともに、タイヤの表面が摩耗することによるセンサーピンの損傷を防ぐことができる。

図１及至図４は本発明の一実施形態を示すものであり、図１はタイヤ用センサーピン装着タイヤを示す要部破断斜視図である。図において、１０はタイヤ用センサーピン装着タイヤ（以下、単にタイヤと称する）で、周知のチューブレスラジアルタイヤである。１１はカーカス、１２Ａ，１２Ｂはベルト、１３はベルトカバー、１４はアンダートレッドを含むキャップトレッド、１５は埋込穴、２０はタイヤ用センサーピンである。但し、ベルトカバー１３は必要に応じて配置する。

このラジアル構造ではカーカス１１は、そのカーカスコードが周方向に対してほぼ９０度に配置され、１層或いは２層のカーカスで作られ、その上に２０〜３０度程度のコード角を有するベルト１２Ａ，１２Ｂが互いにコードを交差するように配置されている。

さらに、これらのベルト１２Ａ，１２Ｂの上にベルトカバー１３、及びキャップトレッド１４が記述の順に配置されている。

ここで、キャップトレッド１４とカーカス１１との間に配置された、ゴム引きコード層はラジアルタイヤの場合はベルトと呼ばれ、バイアスタイヤの場合はブレーカと呼ばれている。即ち、バイアス構造では、カーカスが周方向に対して３５〜４５度で配置されており、複数層のカーカスをコードが互いに交差するように重ね合わせられ、この上にカーカスを保護するブレーカが配置される。

図２に示すようにタイヤ１０の周方向の断面には、カーカス１１とベルト１２Ａ，１２Ｂとベルトカバー１３の上に、タイヤ用センサーピン２０と同じ形状の柱状部対応部１５Ａと突出部対応部１５Ｂとから構成される埋込穴１５が設けられている。図３に示すように、前記柱状部対応部１５Ａにタイヤ用センサーピン２０の柱状部２１Ａが、前記突出部対応部１５Ｂにタイヤ用センサーピン２０の突出部２１Ｂが嵌入された際には、タイヤ用センサーピン２０のタイヤ表面側の端面はタイヤ１０の表面よりもタイヤ内に位置し、前記端面を底面とする凹部が形成されている。

また、タイヤ１０の表面はタイヤ用センサーピン２０の前記端面との間に形成される凹部を塞ぐ閉塞部材１６が設けられており、閉塞部材１６はゴムまたは樹脂或いはゴムと樹脂の複合体のうち何れかによって形成されている。

このように本実施形態のタイヤ１０によれば、加硫後に埋込穴１５を作製してタイヤ用センサーピン２０を埋め込むことで、タイヤ用センサーピン２０を容易に狙いの場所に位置決めをすることができ、加硫熱によるタイヤ用センサーピン２０の故障を防ぐことができる。尚、埋込穴１５の作製は加硫前にするようにしてもよい。

また、タイヤ１０のゴムが変形し、また変形に対する弾力性を有することにより、タイヤ用センサーピン２０を埋込穴１５に嵌めたり外したりすることができ、容易にタイヤ用センサーピン２０の交換を行うことができる。

更に、タイヤ１０の表面に形成される凹部をタイヤ１０と違う色の閉塞部材１６で塞ぐことにより、タイヤ用センサーピン２０の所在が分かるようにすることができるとともに、タイヤ表面が摩耗することによって生じるタイヤ用センサーピン２０の損傷を防ぐことができる。尚、タイヤ１０と同じ色の閉塞部材１６で塞ぐことにより、タイヤ用センサーピン２０の所在が分からないようにしてもよい。

タイヤ用センサーピン２０は図４に示すように筐体２１と、筐体内に埋め込まれたセンサー２２から構成されている。筐体２１は更に柱状部２１Ａと、柱状部２１Ａを軸とした垂直な断面のうち断面積が最も大きい部分である突出部２１Ｂとから構成されている。センサー２２は少なくとも１つの物理量を測定することができ、例えば加速度センサーを埋め込むことにより、回転中の各部分での加速度を測定することやそこから変形量を推定することができる。

このように本実施形態のタイヤ用センサーピン２０によれば、突出部２１Ｂの凸部を突出部対応部１５Ｂの凹部に嵌めることにより、高速回転時の遠心力でタイヤ用センサーピン２０が外部に飛び出すことを防ぎ、タイヤに固定することができる。

図５及至図１２は本発明の実施例を示すものである。突出部２１Ｂの前記軸に垂直な断面が真円ではないものの例として、前記断面が三角形であるタイヤ用センサーピン２０を図５に示す。更に、前記断面が六角形で、突出部２１Ｂが柱状部２１Ａに対して端面と端面の間に存在するタイヤ用センサーピン２０を図６に示し、埋込穴１５に図６のタイヤ用センサーピン２０を嵌入した際のタイヤ１０の周方向の断面図を図７に示す。

図８及至図１２はタイヤ用センサーピン２０のタイヤ表面側の端面に方向表示を備えた実施例である。前記端面に文字が表示されている例として、矢印３１により方向を表示したタイヤ用センサーピン２０を図８に，アルファベットＦの文字３２により方向を表示したタイヤ用センサーピン２０を図９に示す。前記端面が色彩を有している例として、異なる色３３Ａ，３３Ｂによる色分けにより方向を表示したタイヤ用センサーピン２０を図１０に示す。前記端面の形状により方向を示す例として、一本線の打刻３４により方向を表示したタイヤ用センサーピン２０を図１１に、柱状部２１Ａを三角柱３５とすることによって、三角形の向きにより方向を表示したタイヤ用センサーピン２０を図１２に示す。

このように本実施形態のタイヤ用センサーピン２０によれば、例えば加速度のように方向性のある物理量を測定する場合に、前記断面が真円である場合タイヤ１０の変形や振動によりタイヤ用センサーピン２０が自転することがあり、加速度の向きが変化してしまうという問題点があるが、前記断面が真円ではないことにより自転を防ぐことができる。更に前記端面に表された文字や色彩、或いは端面の形状により、柱状部２１Ａの中心軸を回転軸としたタイヤ用センサーピン２０の回転位置を識別してタイヤ１０に埋め込むことができるため、方向を含め正確な物理量を測定することができる。

尚、前記実施形態では、埋込穴１５にタイヤ用センサーピン２０を嵌入したものを示したが、タイヤ用センサーピン２０と周囲のゴムの間の隙間を埋めるため、接着剤を用いて塞ぐようにしてもよい。また、センサー２２とともに、増幅器、Ｖ／Ｆ変換器、発振器、アンテナ等を埋め込むようにしてもよい。

本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピン装着タイヤを示す要部破断斜視図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピン嵌入前のタイヤを示す断面図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピン嵌入後のタイヤを示す断面図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンを示す構成図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンの突出部の柱状部に垂直な断面が真円ではない例を示す構成図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンの突出部が柱状部の端面と端面の間に存在する例を示す構成図 本発明の一実施形態における図６のタイヤ用センサーピン嵌入後のタイヤを示す断面図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンのタイヤ表面側の端面が記号を有している例を示す構成図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンのタイヤ表面側の端面が文字を有している例を示す構成図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンのタイヤ表面側の端面が色彩を有している例を示す構成図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンのタイヤ表面側の端面が打刻を有している例を示す構成図 本発明の一実施形態におけるタイヤ用センサーピンのタイヤ表面側の端面が形状を有している例を示す構成図

符号の説明

１０…タイヤ用センサーピン装着タイヤ、１１…カーカス、１２Ａ，１２Ｂ…ベルト、１３…ベルトカバー、１４…キャップトレッド、１５…埋込穴、１５Ａ…柱状部対応部、１５Ｂ…突出部対応部、１６…閉塞部材、２０…タイヤ用センサーピン、２１…筐体、２１Ａ…柱状部、２１Ｂ…突出部、２２…センサー、３１…矢印、３２…文字、３３Ａ，３３Ｂ…色、３４…打刻、３５…三角柱。

Claims (9)

1. 柱状部と該柱状部の一端側所定位置に設けられ前記柱状部の中心軸に対して垂直な突出部とからなりタイヤのトレッド部に形成された埋込穴に嵌入される筐体と、前記筐体内に設けられ、前記中心軸方向以外の方向性を有する少なくとも１つの物理量を測定可能なセンサーとからなり、
   前記柱状部と突出部のそれぞれは、前記柱状部の中心軸に対して垂直な断面が所定形状をなし、
   前記筐体は、前記柱状部の中心軸を回転の中心とした前記筐体の回転位置を識別する識別手段を前記柱状部の他端側端面に備えている
   ことを特徴とするタイヤ用センサーピン。
2. タイヤ表面側に配置される前記柱状部の他端側端面に表された文字、色彩、或いは前記他端側端面の形状のうちの少なくとも何れか一つによって、前記識別手段が構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用センサーピン。
3. 前記筐体における前記中心軸に垂直な断面のうち断面積が最も大きい部分に前記突出部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ用センサーピン。
4. 前記突出部における前記中心軸に垂直な断面が真円以外の形状をなしていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のタイヤ用センサーピン。
5. トレッド部に形成された埋込穴と、前記埋込穴に嵌入されたタイヤ用センサーピンとを備え、前記センサーピンは、柱状部と該柱状部の一端側所定位置に設けられ前記柱状部の中心軸に対して垂直な突出部とからなるとともに、前記柱状部と突出部のそれぞれは前記柱状部の中心軸に対して垂直な断面が所定形状をなし、前記柱状部の中心軸を回転の中心とした回転位置を識別する識別手段を前記柱状部の他端側の端面に備えている筐体と、前記筐体内に設けられ、前記中心軸方向以外の方向性を有する少なくとも１つの物理量を測定可能なセンサーとからなり、前記埋込穴は、前記センサーピンに対応する形状をなした柱状部対応部と突出部対応部とを有することを特徴とするタイヤ。
6. 前記突出部における前記中心軸に垂直な断面が真円以外の形状をなしていることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ。
7. 前記柱状部の一端側よりも他端側がタイヤ表面近傍に位置し且つ前記柱状部の他端側端面が前記タイヤの表面よりもタイヤ内に位置し、前記柱状部の他端側端面を底面とする凹部が形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のタイヤ。
8. 前記柱状部の他端側端面と前記タイヤの表面との間に形成される凹部を塞ぐ閉塞部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ。
9. 前記閉塞部材がゴムまたは樹脂或いはゴムと樹脂の複合体のうち何れかによって形成されていることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。

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