JP5731863B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部に熱電対を用いた温度測定器を備えるタイヤに関する。

従来、車両の走行中におけるタイヤの内部温度を測定するため、路面と接地するトレッド部に熱電対を用いた温度測定器を埋め込んだタイヤが知られている（例えば、特許文献１）。

このタイヤでは、交錯ベルト層の補強コードに沿って熱電対が配置されている。このため、車両の走行に伴うタイヤの変形によって、熱電対が変形することが抑制され、熱電対の耐久性が向上するとされている。

特開２００３−３０６０１５号公報（第２−３頁、第２図）

しかしながら、上述したタイヤには、次のような問題があった。すなわち、レース用車両などの場合、一般の車両と比較して極めて大きな前後力（Fx）や横力（Fy）がタイヤに入力されるため、熱電対が交錯ベルト層の補強コードに沿って配置されていても、熱電対が損傷し易く、改善が求められていた。

そこで、本発明は、トレッド部に熱電対を用いた温度測定器を備える場合において、熱電対の耐久性をさらに向上し得るタイヤの提供を目的とする。

本発明の特徴は、路面と接地するトレッド部（トレッド部15）のタイヤ径方向内側に配置され、複数の補強コード（補強コード31）を有するベルト層（ベルト層30）と、温度を測定する測温側接点を含む測温部（測温部110）、及び前記測温部に繋がる熱電対本体部（熱電対本体部120）を有する温度測定器（温度測定器100）とを備えるタイヤ（空気入りタイヤ10）であって、前記測温部と、前記熱電対本体部の少なくとも一部とは、タイヤ周方向に沿って配置されることを要旨とする。

上述した本発明の特徴において、前記タイヤは、ラジアル方向に沿って配置された複数のカーカスコード（カーカスコード21）を有するカーカス層（カーカス層20）を備え、前記温度測定器は、前記タイヤの外側面に配置される接続端子部（接続端子部150）と、前記熱電対本体部と前記接続端子部とを接続する配線部（配線部160）とを有し、前記配線部は、トレッド平面視において前記ベルト層と重複しない領域（領域A）において、前記カーカスコードに沿って配置されていてもよい。

上述した本発明の特徴において、前記タイヤは、前記ベルト層のトレッド幅方向端部を覆うとともに、タイヤ周方向に沿って配置される複数の周方向補強コードを有するキャップ層（キャップ層40）を備え、前記測温部及び熱電対本体部は、前記周方向補強コードに重ねて配置されていてもよい。

上述した本発明の特徴において、前記ベルト層の補強コードは、トレッド平面視において、タイヤ周方向に対して傾斜するように配置されていてもよい。

本発明の特徴によれば、トレッド部に熱電対を用いた温度測定器を備える場合において、熱電対の耐久性をさらに向上し得るタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ10のトレッド幅方向における断面図である。 本発明の実施形態に係るカーカス層20、ベルト層30、キャップ層40及び温度測定器100の配置位置を示す図である。 本発明の実施形態に係る温度測定器100付近の拡大図である。

次に、本発明に係るタイヤ（空気入りタイヤ）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

図１は、空気入りタイヤ10のトレッド幅方向における断面図である。図１は、タイヤ赤道線CLを基準として左側のみを示す。また、図１では、断面のハッチング表示は省略されている。

空気入りタイヤ10は、一般的な空気入りタイヤと同様の構造であり、トレッド部15を備える。なお、空気入りタイヤ10には、空気に限らず、窒素ガスなどの不活性ガスを充填してもよい。トレッド部15のタイヤ径方向内側には、カーカス層20、ベルト層30及びキャップ層40が配置される。

トレッド部15は、日本自動車タイヤ協会（JATMA）などの所定の団体において規定される正規荷重及び正規内圧を空気入りタイヤ10に設定した際に、路面と接地する部分である。

カーカス層20は、空気入りタイヤ10の骨格を形成し、空気入りタイヤ10のラジアル方向に沿って配置された複数のカーカスコード21（図２参照）を有する。

ベルト層30は、カーカス層20のタイヤ径方向外側に設けられる。ベルト層30は、２枚のベルトから構成される交錯ベルトであり、各ベルトは、複数の補強コード31（図２参照）を有する。

キャップ層40は、ベルト層30のトレッド幅方向端部を覆い、ベルト層30を補強する。キャップ層40は、タイヤ周方向に沿って配置される複数の周方向補強コード41（図２参照）を有する。

また、空気入りタイヤ10には、車両の走行中における空気入りタイヤの内部温度を測定するため、温度測定器100がトレッド部15の内部に埋め込まれている。温度測定器100は、トレッド部15の内部に複数埋め込まれている。

（２）温度測定器100の構造及び配置位置
図２は、カーカス層20、ベルト層30、キャップ層40及び温度測定器100の配置位置を示す。図３は、温度測定器100付近の拡大図である。

図２及び図３に示すように、カーカス層20は、複数のカーカスコード21を有し、ベルト層30は、複数の補強コード31を有し、キャップ層40は、複数の周方向補強コード41を有する。カーカスコード21、補強コード31及び周方向補強コード41は、一般的な空気入りタイヤと同様に、有機繊維のコードや金属のコードを用いることができる。

温度測定器100は、測温部110、熱電対本体部120、接続端子部150（図１参照）及び配線部160を有する。

測温部110は、トレッド部15の内部の温度を測定する測温側接点を含んだ部分である。熱電対本体部120は、測温部110に繋がり、熱電対を構成する二種類の金属線及び金属線を保護する保護部材などによって構成される。なお、測温部110及び熱電対本体部120から構成される熱電対は、その中心部に有機繊維を設け、有機繊維の周囲に箔状の熱電対用の金属を螺旋状に巻き付けるようにしてもよい。また、測温部110の測温側接点（金属撚り合わせフィラメント部）の周囲が、トレッド部15のゴムよりも硬い樹脂により被覆されていてもよい。

本実施形態では、温度測定器100は、タイヤ赤道線CL付近のトレッドセンター部と、キャップ層40が設けられているトレッドショルダー部とにそれぞれ配置されている。具体的には、測温部110及び熱電対本体部120がトレッドセンター部と、トレッドショルダー部とにそれぞれ配置されている。

測温部110は、タイヤ周方向に沿って配置されているとともに、熱電対本体部120の少なくとも一部も、タイヤ周方向に沿って配置されている。本実施形態では、熱電対本体部120全体がタイヤ周方向に沿って配置されている。なお、温度測定器100の耐久性を向上させるためには、測温部110、具体的には、測温側接点から２０ｍｍまでをタイヤ周方向に沿って配置することが好ましい。

接続端子部150（図１参照）は、空気入りタイヤ10の外側面に配置される。接続端子部150には、測温部110及び熱電対本体部120によって検出された電圧の変化を検出する装置などが接続される。

配線部160は、熱電対本体部120と接続端子部150とを接続する。配線部160は、補強コード31の延在方向に沿って配置される。補強コード31は、トレッド平面視において、タイヤ周方向に対して傾斜するように配置されている。すなわち、配線部160は、タイヤ周方向（タイヤ赤道線CL）に対して傾斜するように配置される。

具体的には、配線部160は、トレッド平面視において、補強コード31の何れかと重なるように、補強コード31と平行に配置される。また、配線部160は、トレッド平面視においてベルト層30と重複しない領域Aにおいて、カーカスコード21に沿って配置される。

また、トレッドショルダー部に配置される温度測定器100は、キャップ層40と重なる位置に配置される。具体的には、測温部110及び熱電対本体部120は、キャップ層40と重なる位置に配置される。また、測温部110及び熱電対本体部120は、周方向補強コード41に重ねて配置されるようにしてもよい。

（３）作用・効果
次に、上述した本実施形態に係る空気入りタイヤ10の作用及び効果について説明する。

表１及び表２は、従来例に係る空気入りタイヤと、空気入りタイヤ10とについてドラム試験機を用いて実施したスリップアングル変化試験及びスリップ率変化試験の結果を示す。

スリップアングル変化試験の条件は、以下のとおりである。

・荷重： １，０００〜７，０００Ｎ
・走行速度： ５６ｋｍ／ｈ
・スリップアングル： −１０°〜＋１０°
また、スリップ率変化試験の条件は、以下のとおりである。

・走行速度： ５６ｋｍ／ｈ
・スリップアングル： ０°（直進状態）
・スリップ率： −２５％〜＋２５％
なお、従来例に係る空気入りタイヤは、測温部110及び熱電対本体部120を補強コード31に沿って配置した温度測定器を有する。

表１に示すように、スリップアングル変化試験及びスリップ率変化試験において、上述した本実施形態に係る空気入りタイヤ10は、従来例に係る空気入りタイヤよりも良好な結果を示した。

すなわち、空気入りタイヤ10によれば、測温部110と、熱電対本体部120の少なくとも一部とが、タイヤ周方向に沿って配置されるため、空気入りタイヤ10に大きな前後力（Fx）や横力（Fy）が入力された場合でも、温度測定器100を構成する熱電対の損傷を効果的に抑制し得る。

特に、レース用車両の場合、空気入りタイヤ10の実際の使用環境では、横力によるトレッドゴムの変形量は、前後力によるトレッドゴムの変形量よりも大きいとの知見が得られた。そこで、測温部110と、熱電対本体部120の少なくとも一部とをタイヤ周方向に沿って配置すれば、横力に対する熱電対の耐久性が向上し、温度測定器100を長時間に渡って損傷することなく使用できる。

また、本実施形態では、配線部160は補強コード31に重ねて配置されるとともに、トレッド平面視においてベルト層30と重複しない領域Aでは、カーカスコード21に沿って配置される。このため、配線部160の損傷に対する耐久性も向上し得る。

本実施形態では、トレッドショルダー部に配置される温度測定器100は、キャップ層40の周方向補強コード41に重なるように配置される。このため、トレッドショルダー部に配置された温度測定器100の損傷を効果的に抑制し得る。

（４）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述の実施形態では、配線部160が補強コード31に重ねて配置されていたが、当該位置の補強コード31を設けずに、配線部160のみとしてもよい。

また、上述した実施形態では、トレッドショルダー部に配置される温度測定器100は、キャップ層40の周方向補強コード41に重なるように配置されていたが、温度測定器100は必ずしもこのように配置する必要はなく、隣接する周方向補強コード41間に配置するようにしてもよい。同様に、配線部160も隣接する補強コード31間に配置するようにしてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

10…空気入りタイヤ
15…トレッド部
20…カーカス層
21…カーカスコード
30…ベルト層
31…補強コード
40…キャップ層
41…周方向補強コード
100…温度測定器
110…測温部
120…熱電対本体部
150…接続端子部
160…配線部

Claims (3)

1. 路面と接地するトレッド部のタイヤ径方向内側に配置され、複数の補強コードを有するベルト層と、
   ラジアル方向に沿って配置された複数のカーカスコードを有するカーカス層と
   を備え、
   温度を測定する測温側接点を含む測温部、及び前記測温部に繋がる熱電対本体部を有する温度測定器が前記トレッド部の内部に埋め込まれたタイヤであって、
   前記測温部と、前記熱電対本体部の少なくとも一部とは、タイヤ周方向に沿って配置され、
   前記温度測定器は、
   前記タイヤの外側面に配置される接続端子部と、
   前記熱電対本体部と前記接続端子部とを接続する配線部と
   を有し、
   前記配線部は、トレッド平面視において前記ベルト層と重複しない領域において、前記カーカスコードに沿って配置されるタイヤ。
2. 路面と接地するトレッド部のタイヤ径方向内側に配置され、複数の補強コードを有するベルト層と、
   前記ベルト層のトレッド幅方向端部を覆うとともに、タイヤ周方向に沿って配置される複数の周方向補強コードを有するキャップ層と
   を備え、
   温度を測定する測温側接点を含む測温部、及び前記測温部に繋がる熱電対本体部を有する温度測定器が前記トレッド部の内部に埋め込まれたタイヤであって、
   前記測温部と、前記熱電対本体部の少なくとも一部とは、タイヤ周方向に沿って配置され、
   前記測温部及び熱電対本体部は、前記周方向補強コードに重ねて配置されるタイヤ。
3. 前記ベルト層の補強コードは、トレッド平面視において、タイヤ周方向に対して傾斜するように配置される請求項１または２に記載のタイヤ。

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