WO2019107297A1 - タイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システム - Google Patents

タイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システム Download PDF

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WO2019107297A1
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tire
magnetic
magnetic sensor
generator
deformation
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PCT/JP2018/043328
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丹野 篤
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横浜ゴム株式会社
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    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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    • B60C19/00Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C2019/005Magnets integrated within the tyre structure

Definitions

  • the present invention relates to a tire assembly provided with a magnetic sensor and a tire deformation state determination system in order to acquire the deformation state of a tire sidewall.
  • control of vehicle behavior during vehicle steering has been performed.
  • a change in vehicle behavior relative to the steering of the vehicle is initiated by the transfer of the force the tire receives from the road surface to the vehicle.
  • Such a change in the behavior of the vehicle can be known by a sensor provided in the vehicle.
  • control of the vehicle is preferably started early before detection of the behavior of the vehicle by a sensor provided in the vehicle, from the viewpoint of preventing the undesirable behavior from being increased.
  • Patent Document 1 a device capable of estimating the contact state of a tire, which is deformed by a slip angle attached to the tire, at the time of steering of the vehicle with high accuracy and with a simple configuration.
  • the apparatus comprises a rim reference member provided in an inner facing area of the tire tread on a wheel supporting the tire, and a tread reference member provided in a position facing the rim reference member inside the tread of the tire And state estimation means for estimating the contact state of the tire based on a change in relative position between the rim reference member and the tread reference member.
  • the above-described device it is possible to estimate the tire grounding state at the time of steering based on the change in the relative position between the rim reference member and the tread reference member. Specifically, since the direction of the rim becomes the reference direction for the deformation of the tire with a slip angle at the time of steering, the slip is detected by detecting the change in the relative position between the rim reference member and the tread reference member. The contact condition of the cornered tire can be easily estimated. In this device configuration, although the ground contact state of the tire contact surface can be known, the deformation state of the sidewall can not be determined.
  • deformation due to vertical deflection of the sidewall, lateral deformation, and the like can not be determined, it can not be sufficiently grasped whether deformation of the sidewall is close to the deformation limit. Further, since the above device detects a change in the relative position between the rim reference member and the tread reference member, it is necessary to accurately align the positions of the rim reference member and the tread reference member when mounting the tire on the rim. .
  • an object of the present invention is to provide a tire assembly and a tire deformed state determination system capable of easily acquiring a deformed state of a sidewall.
  • One aspect of the present invention is a tire assembly provided with a magnetic sensor in order to acquire the deformation state of the tire sidewall.
  • the tire assembly is With the tires, In order to obtain the deformation state of the sidewall, the tread portion corresponding area on the inner surface of the tire corresponding to the tread portion of the tire and the bead portion corresponding on the inner surface of the tire corresponding to the bead portion of the tire
  • a magnetic generator is provided in any one first region of the regions, and the magnetic generator generates the second region different from the first region among the tread portion corresponding region and the bead portion corresponding region.
  • a measurement unit provided with the magnetic sensor configured to detect a separation distance from the magnetic generator based on a magnetic field.
  • At least one second set of the magnetic sensor and the magnetic generator having the same configuration as the magnetic sensor and the magnetic generator is the first region And it is preferable to be provided in the said 2nd area
  • the magnetism generator is provided in a contact surface corresponding area on the inner surface of the tire, which corresponds to the contact surface of the tread portion. It is preferable that the magnetic sensor is provided at each of two positions of the bead portion corresponding area on both sides in the tire width direction.
  • the distance between the position where the magnetic sensor is provided in the bead portion corresponding region on one side in the tire width direction and the position of the magnetic generator is R1, and the magnetic sensor is on the other side in the tire width direction
  • the ratio R1 / R2 is 0.67 or more and 1.5 or less, where R2 is the distance between the position provided in the bead portion corresponding region and the position of the magnetic generator.
  • the magnetic sensor be provided at the same position in the tire circumferential direction as the position of the magnetic generator in the tire circumferential direction. Further, the two positions are different in the tire circumferential direction, Preferably, the magnetic generator is provided between the two positions in the tire circumferential direction. Further, the magnetic sensor is provided at two mutually different positions in the tire circumferential direction in the bead portion corresponding region on one side in the tire width direction, The magnetic generator is preferably provided in the tread portion corresponding region and provided between the two positions in the tire circumferential direction.
  • the magnetic sensor provided at each of the two positions be configured to detect the separation distance from the magnetic generator based on the same magnetic field generated by the magnetic generator. It is preferable that the magnetism generator is provided in a land corresponding area corresponding to a land where the tread contacts the road surface.
  • the magnetic sensor and the magnetic generator are provided on one side in the tire width direction with respect to the equator line of the tire,
  • the first device of the magnetic sensor and the magnetic generator is a belt of the tire, and a first device of the inner surface of the tire is spaced 30 mm inward in the tire width direction from an end of the outermost belt in the tire width direction.
  • the second device of the magnetic sensor and the magnetic generator different from the first device has a tire cross-section height from the bead tip in the tire radial direction from the bead tip on the innermost side in the tire radial direction of the tire.
  • it is provided in the range of the inner surface along the tire radial direction to a position at a height of 35% of.
  • a sound absorbing material made of a foamed urethane resin is fixed to the area corresponding to the tread portion,
  • the sound absorbing material is provided with a magnetic field shielding material that suppresses the mixing of the magnetic field in the set A and the set B.
  • the magnetic field shielding material be provided in a region of the sound absorbing material which is on a straight line connecting the positions of sensors.
  • the magnetic sensor is provided on a substrate, and an angle between a normal direction of the substrate and a linear direction connecting the magnetic generator and the magnetic sensor is 0 to 60 degrees.
  • At least one device of the magnetic generator and the magnetic sensor is fixed to the tread portion corresponding region and the bead portion corresponding region via a pedestal.
  • one embodiment of the present invention is also a tire assembly provided with a magnetic sensor in order to acquire the deformation state of the sidewall of the tire.
  • the tire assembly is With the tires, A magnetism generator provided in an area corresponding to a tread portion on an inner surface of the tire corresponding to a tread portion of the tire for acquiring a deformed state of the sidewall, and the tire corresponding to a bead portion of the tire A magnetic sensor group provided in a bead corresponding region on the inner surface of the magnetic sensor and configured to detect a separation distance from the magnetic generator based on the magnetic field generated by the magnetic generator; And.
  • the magnetic sensor group includes at least a first magnetic sensor and a second magnetic sensor provided on one side in the tire width direction, and a third magnetic sensor provided on the other side in the tire width direction.
  • the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are provided on different sides in the tire circumferential direction as viewed from the tire circumferential position of the magnetic generator.
  • the tire deformation state determination system includes the tire assembly; And a determination device that determines a deformation state of the sidewall of a tire based on a detection signal output from the magnetic sensor or the magnetic sensor group.
  • the deformation state of the side wall is a longitudinal deformation representing a longitudinal deflection of the side wall, a lateral deformation representing a deformation in the tire width direction of the side wall, and a side wall of the sidewall formed by twisting the tread portion around a tire rotation axis.
  • a longitudinal deformation representing a longitudinal deflection of the side wall
  • a lateral deformation representing a deformation in the tire width direction of the side wall
  • a side wall of the sidewall formed by twisting the tread portion around a tire rotation axis Preferably, it is configured.
  • the deformation state of the sidewall can be easily obtained.
  • FIG. 1 It is a profile sectional view of a pneumatic tire of one embodiment. It is a schematic block diagram of the tire deformation state judging system of one embodiment. It is a figure which shows an example of the state which the side wall is deform
  • (A) is a figure explaining the deformation
  • (A)-(c) is a figure showing the example of the arrangement form of the magnetic sensor in an embodiment.
  • (A) to (d) are diagrams showing an example of an arrangement of magnetic sensors when two or more magnetic generators are used in the embodiment. It is a figure explaining the other example of the arrangement
  • (A)-(d) is a figure explaining the mounting method of the magnetic generator and magnetic sensor in embodiment. It is a figure explaining the range of the arrangement position of the magnetic generator in one embodiment, and a magnetic sensor. It is a figure explaining the example of the arrangement mode of the magnetic sensor in one embodiment. It is a figure explaining arrangement of a set of a magnetic sensor and a magnetic generator in one embodiment.
  • the tire width direction refers to the rotation center axis direction of the pneumatic tire
  • the tire circumferential direction refers to the rotation direction of the tread surface that is obtained when the tire is rotated about the tire rotation center axis.
  • the tire radial direction refers to a direction directed radially from the tire rotation center axis.
  • the tire radial direction outer side means the side away from the tire rotation center axis
  • the tire radial direction inner side means the side approaching the tire rotation center axis.
  • FIG. 1 is a profile cross-sectional view of a pneumatic tire according to an embodiment.
  • the pneumatic tire 10 shown in FIG. 1 includes an annular tread portion 1 extending in the circumferential direction of the tire, a pair of sidewall portions 2 and 2 disposed on both sides of the tread portion 1, and the sidewall portions 2. And a pair of bead portions 3, 3 disposed on the inner side in the tire radial direction.
  • a carcass layer 4 is mounted between the pair of bead portions 3 and 3.
  • the carcass layer 4 includes a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction or the tire width direction, and is folded from the inside to the outside around the bead cores 5 disposed in each bead portion 3.
  • a bead filler 6 consisting of a rubber composition having a triangular cross section extending outward in the tire radial direction is disposed.
  • a plurality of belt layers 7 are embedded in the tire radial direction outer side of the carcass layer 4 in the tread portion 1.
  • the belt layers 7 include a plurality of reinforcing cords that are inclined with respect to the tire circumferential direction, and the reinforcing cords are disposed so as to cross each other between the layers.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction is set, for example, in the range of 10 ° to 40 °.
  • a steel cord is preferably used as a reinforcing cord of the belt layer 7.
  • At least one belt cover layer 8 formed by arranging reinforcing cords at an angle of, for example, 5 ° or less with respect to the circumferential direction of the tire is disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 7 for the purpose of improving high-speed durability. It is done.
  • a reinforcing cord of the belt cover layer 8 an organic fiber cord such as nylon or aramid is preferably used.
  • the tire internal structure mentioned above shows the typical example in a pneumatic tire, it is not limited to this.
  • FIG. 2 is a schematic configuration view of a tire deformation state determination system 100 according to an embodiment.
  • the tire deformation state determination system 100 includes a tire 10, magnetic sensors 14a and 14b, a magnetic generator 16, and a determination device 18.
  • the magnetic sensors 14a and 14b and the magnetic generator 16 form a measurement unit.
  • the tire 10 is a pneumatic tire and is mounted on the wheel 12. In the tire cavity area 10 a surrounded by the tire 10 and the wheel 12, magnetic sensors 14 a and 14 b and a magnetic generator 16 are provided.
  • the magnetic generator 16 is a device that generates magnetism, and a magnet such as a neodymium magnet or an electromagnet is used.
  • the magnetism generator 16 is provided, for example, such that the arrangement direction of the N pole and the S pole is along the tire radial direction, and is provided such that the inclination angle with respect to the tire circumferential direction is zero.
  • the magnetism generator 16 is fixed to the tread portion corresponding area 10b.
  • the tread portion corresponding region 10 b refers to a region of the inner surface of the tire 10 corresponding to the tread portion 1 facing the tire cavity region 10 a.
  • the tread portion 1 refers to a region where tread rubber is disposed, and when the tire 10 has a tread pattern, refers to a region between pattern ends of the tread pattern on both sides in the tire width direction.
  • Fixation to the tread portion corresponding area 10b of the magnetic generator 16 is not particularly limited, but, for example, the hook surface or loop surface of the surface fastener provided in the tread portion corresponding area 10b when the tire 10 is manufactured
  • the magnetism generator 16 can be fixed to the tread portion corresponding area 10b via the loop surface or hook surface of the surface fastener provided.
  • the magnetic sensors 14 a and 14 b are sensors that can detect the distance from the magnetic generator 16.
  • the magnetic sensors 14a and 14b can use, for example, a Hall element utilizing a Hall effect, a magnetoresistive element, a magnetoresistive element, a GSR sensor element, a magnetostrictive sensor element, or the like.
  • a Hall element capable of detecting the direction of magnetism traveling from the N pole to the S pole.
  • the magnetic sensors 14 a and 14 b are provided in each of the bead portion corresponding regions 10 c on both sides in the tire width direction.
  • the bead portion corresponding region 10c refers to the region of the inner surface of the tire 10 corresponding to the bead portion facing the tire cavity region 10a.
  • a bead part says the area
  • the magnetic sensors 14 a and 14 b are provided at the same position in the tire circumferential direction as the position of the magnetism generator 16 in the tire circumferential direction.
  • the magnetic sensors 14a and 14b are provided, for example, on a substrate.
  • Fixing of the substrate to the bead portion corresponding area 10c is not particularly limited, but, for example, the hook surface or loop surface of the surface fastener provided in the bead portion corresponding area 10c when the tire 10 is manufactured and the magnetic sensors 14a and 14b.
  • the magnetic sensors 14a and 14b can be fixed to the bead portion corresponding area 10c via the loop surface or the hook surface of the provided surface fastener.
  • the magnetic sensors 14a and 14b can know the distances La and Lb from the magnetic generator 16 to the magnetic sensors 14a and 14b by the level of magnetism. Therefore, by detecting the distances La and Lb (see FIG. 3) of the two ceramic sensors 14a and 14b, it is possible to determine the deformation mode of the sidewall portion 2.
  • the determination device 18 receives detection signals representing the distances La and Lb transmitted by wire or wireless from the magnetic sensors 14a and 14b, and based on the information of the distances La and Lb, the longitudinal deformation and the lateral deformation of the sidewall portion 2 are judge.
  • FIG. 3 is a view showing an example of a state in which the sidewall portion 2 is laterally deformed. As shown in FIG.
  • the wheel 12 is displaced in the left direction in the drawing, and the tire 10 is shown to be laterally deformed with respect to the road surface.
  • the distance La shown in FIG. 3 is larger than the reference distance La0 shown in FIG. 2 and the distance Lb shown in FIG. 3 is smaller than the reference distance Lb0 shown in FIG. .
  • both of the distances La and Lb shown in FIG. 3 are the distances La0 and Lb0 shown in FIG. It becomes smaller.
  • the determination device 18 determines the deformation due to the longitudinal deflection of the sidewall portion 2 or the lateral deformation by acquiring the information of the distances La and Lb shown in FIG. 3 and comparing with the distances La0 and Lb0 shown in FIG. be able to. Specifically, the determination device 18 checks the positive and negative signs of ⁇ La and ⁇ Lb obtained by subtracting the reference distances La0 and Lb0 shown in FIG. 2 from the distances La and Lb after deformation as shown in FIG.
  • the determination device 18 can determine the level of deformation from the positive and negative signs of ⁇ La and ⁇ Lb and the magnitudes of the absolute values of ⁇ La and ⁇ Lb.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating the arrangement of the magnetic sensors 14a and 14b provided at different positions in the tire circumferential direction, which is an embodiment.
  • the magnetic sensors 14a and 14b are provided such that the magnetic generator 16 is positioned between two positions of the magnetic sensors 14a and 14b in the tire circumferential direction. .
  • the magnetic sensors 14a and 14b are provided so as to be located on both sides (sides different from each other) in the tire circumferential direction with respect to the magnetic generator 16.
  • the determination device 18 detects the longitudinal deformation of the sidewall portion 2 and the lateral deformation representing the deformation of the sidewall portion 2 in the tire width direction based on the detection signal. Torsional deformation can be determined, and furthermore, the level of deformation can be determined from the detection signal.
  • the torsional deformation around the tire rotation axis is a deformation that occurs when the tread portion 1 twists in the tire circumferential direction with respect to the wheel 12.
  • the distance along the tire circumferential direction (the distance at the time of non-contacting) of the position of the magnetic sensors 14a and 14b in the tire circumferential direction is 10 to 80% of the contact length of the tire 10. If the above distance is less than 10% and over 80% of the ground length, the deformation on the ground plane of the sidewall portion 2 is sufficiently judged from the detection signals of the magnetic sensors 14a and 14b due to the decrease of the SN ratio of the detection signal. I can not do it.
  • the contact length of the tire 10 is determined by placing the tire on a regular rim and filling it with a regular internal pressure, placing the tire vertically on a plane and applying a regular load to contact with the tire 10 when the tire 10 contacts the plane.
  • the “regular rim” is a rim that defines the standard for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based, and for example, in the case of JATMA, the standard rim in the case of TRA, “Design Rim” or ETRTO in the case of TRA If it is, it is "Measuring Rim”.
  • the “normal internal pressure” is the air pressure specified by each standard in the standard system including the standard on which the tire relies, and in the case of JATMA, the maximum air pressure; in the case of TRA, the table “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS IOLD INFLATION In the case of ETRTO, the maximum value described in "PRESOURES” is "INFLATION PRESOURE”.
  • the “normal internal pressure” may be 180 kPa when the tire is for a passenger car.
  • the “regular load” is a load defined by each standard in the standard system including the standard on which the tire depends, and in the case of JATMA, the maximum load capacity, in the case of TRA, the table “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS IOLD INFLATION In the case of ETRTO, it is "LOAD CAPACITY". Further, the "normal load” may be a load corresponding to 88% of the load when the tire is for a passenger car.
  • FIG. 4C it is also preferable to provide a magnetic sensor 14c in the bead portion corresponding region 10c in addition to the magnetic sensors 14a and 14b.
  • FIG.4 (c) is a figure explaining arrangement
  • the magnetic sensor 14c may be provided in the bead portion corresponding area 10c on the same side as the magnetic sensor 14a in the tire width direction, or provided in the bead portion corresponding area 10c on the same side as the magnetic sensor 14b. It may be done.
  • FIG. 4 (c) is a figure explaining arrangement
  • the magnetic sensor 14c may be provided in the bead portion corresponding area 10c on the same side as the magnetic sensor 14a in the tire width direction, or provided in the bead portion corresponding area 10c on the same side as the magnetic sensor 14b. It may be done.
  • the magnetic sensor 14c is provided in the bead portion corresponding area 10c on the same side as the magnetic sensor 14a in the tire width direction, and the magnetic sensors 14a and 14b have two different positions in the tire circumferential direction.
  • the magnetism generator 16 is provided in the tread portion corresponding area 10b, and is provided between two positions in the tire circumferential direction where the magnetic sensors 14a and 14b are provided.
  • the magnetic sensor 14c is preferably provided at the same position in the tire circumferential direction as the position in the tire circumferential direction of the magnetic sensor 14b (or the magnetic sensor 14a).
  • FIG. 5 (b) shows the deformation form of the tread corresponding area 10b in the torsional deformation 2 with respect to the displacement direction (arrow) with respect to the ground surface.
  • FIG. In the arrangement form of the magnetic sensor shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, any one of the torsional deformation 1 and the torsional deformation 2 deformation and the deformation due to the longitudinal deflection or the lateral deformation described above should be determined. Yes (determination also includes determination of the level of deformation).
  • the determination device 18 can distinguish between deformation due to longitudinal deflection and lateral deformation.
  • FIG. 4A and 4B the determination device 18 can distinguish between deformation due to longitudinal deflection and lateral deformation.
  • deformation due to longitudinal deflection, lateral deformation, torsional deformation 1 and torsional deformation 2 can be determined.
  • the magnetic sensors 14a and 14b provided at each of the two positions are based on the same magnetic field generated by the magnetic generator 16. It is configured to detect a distance from the generator 16.
  • FIGS. 6 to 6 (c) are diagrams showing an example of the arrangement of the magnetic sensor in another embodiment.
  • the magnetic sensor and the magnetic generator are simplified and indicated by “ ⁇ ”.
  • the magnetic sensors 14a and 14c are provided at two different positions in the tire circumferential direction, and the magnetic sensors 14b are provided at the same position as the magnetism generator 16 in the tire circumferential direction.
  • the magnetism generator 16 is provided in the tread portion corresponding area 10b, and is provided between two positions in the tire circumferential direction where the magnetic sensors 14a and 14c are provided. In this form, deformation due to longitudinal deflection, lateral deformation, and torsional deformation 1 can be determined.
  • the magnetic sensors 14a and 14c are provided on one side of the bead portion corresponding region 10c in the tire width direction, and the magnetic sensor 14a and the magnetic sensor 14c
  • the magnetic sensors 14a and 14c are disposed so as to sandwich the tire circumferential direction from both sides. That is, the magnetic sensors 14a and 14c are provided in the bead portion corresponding region 10c on the same side among the bead portion corresponding regions 10c on both sides in the tire width direction, and are provided at two different positions in the tire circumferential direction.
  • the magnetism generator 16 is provided in the tread portion corresponding area 10b, and is provided between two positions in the tire circumferential direction where the magnetic sensors 14a and 14c are provided. In such an embodiment, torsional deformation 1 can be determined.
  • the magnetic sensors 14a and 14c are provided in the bead portion corresponding region 10c on the same side in the tire width direction, and the magnetic sensors 14b and 14d are on the side facing the magnetic sensors 14a and 14c.
  • the magnetic sensors 14a to 14d are provided in the bead portion corresponding area 10c, and the magnetic sensors 14a and 14b and the magnetic sensors 14c and 14d are disposed so as to sandwich the position of the magnetic generator 16 from both sides in the tire circumferential direction. . That is, the magnetic sensors 14a and 14c are provided at two different positions in the tire circumferential direction, and the magnetic sensors 14b and 14d are also provided at two different positions in the tire circumferential direction.
  • the magnetic generator 16 is provided between two positions in the tire circumferential direction where the magnetic sensors 14a and 14b are provided, and between two positions in the tire circumferential direction where the magnetic sensors 14c and 14d are provided.
  • deformation due to longitudinal deflection, lateral deformation, torsional deformation 1 and torsional deformation 2 can be determined.
  • each of the magnetic sensors 14a and 14c, the magnetic sensors 14a to 14c, or the magnetic sensors 14a to 14d generates magnetism based on the same magnetic field generated by the magnetism generator 16. It is configured to detect the distance from the container 16.
  • FIGS. 7 (a) to 7 (d) are diagrams showing examples of the arrangement of magnetic sensors when two or more magnetic generators 16a, 16c or 16a, 16b are used. These examples can be suitably applied to tires having a low flatness of 55% or less.
  • the magnetic generator 16a and the magnetic generator 16b are provided at mutually different positions in the tire circumferential direction on the side of the sidewall portion 2 in the tread portion corresponding region 10b.
  • 14a and 14c are provided at the same position in the tire circumferential direction of each of the magnetic generators 16a and 16c in the bead portion corresponding region 10c.
  • the magnetic sensor 14a detects the separation distance from the magnetic generator 16a based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16a, and the magnetic sensor 14c detects the separated distance from the magnetic generator 16c based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16c. Configured to detect a separation distance from In such an embodiment, torsional deformation 1 can be determined.
  • the magnetic generator 16a and the magnetic generator 16b are at the same position in the tire circumferential direction, and on both sides of the tread portion corresponding region 10b opposite to each other in the tire width direction. It is provided on the wall 2 side.
  • the magnetic sensors 14a and 14b are provided at the same positions in the tire circumferential direction of the magnetic generators 16a and 16b, respectively, in the bead portion corresponding region 10c opposed to each other.
  • the magnetic sensor 14a detects the separation distance from the magnetic generator 16a based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16a
  • the magnetic sensor 14b detects the separated distance from the magnetic generator 16b based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16b. Configured to detect a separation distance from In such an embodiment, lateral deformation can be determined.
  • the magnetic generators 16a and 16b are provided at positions different from the magnetic generators 16c and 16d in the tire circumferential direction.
  • the magnetic generator 16a and the magnetic generator 16c are provided at the same position on the side of the sidewall 2 in the tire width direction in the tread corresponding region 10b, and the magnetic generator 16b and the magnetic generator 16d are provided in the tread Of the corresponding area 10b, the magnetic generator 16a and the magnetic generator 16d are provided on the side of the side wall 2 which is opposite to the magnetic generator 16a and the magnetic generator 16c in the tire width direction and which are different in the tire width direction. It is provided at the same position in the width direction.
  • the magnetic sensors 14a to 14d are provided in the bead portion corresponding area 10c at the same position in the tire circumferential direction of the magnetic generators 16a to 16d.
  • the magnetic sensor 14a detects the separation distance from the magnetic generator 16a based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16a
  • the magnetic sensor 14b detects the separated distance from the magnetic generator 16b based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16b.
  • the magnetic sensor 14c detects the separation distance from the magnetic generator 16c based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16c
  • the magnetic sensor 14d detects the magnetic field generated by the magnetic generator 16d.
  • And is configured to detect the distance from the magnetic generator 16d. In such a mode, lateral deformation and torsional deformation 2 can be determined.
  • the arrangement of the magnetic sensors 14a and 14c shown in FIG. 6 (a) is applied, and the bead part to side facing the bead part corresponding region 10c on which the magnetic sensors 14a and 14c are provided. Further, magnetic sensors 14b and 14d are provided in the area 10c.
  • the position of the magnetic sensor 14b in the tire circumferential direction is the same as the position of the magnetic sensor 14a in the tire circumferential direction
  • the position of the magnetic sensor 14d in the tire circumferential direction is the same as the position of the magnetic sensor 14c in the tire circumferential direction.
  • the magnetic sensors 14a and 14c are provided at two different positions in the tire circumferential direction of the bead corresponding area 10c, and the magnetic sensors 14b and 14d are provided at two different positions in the tire circumferential direction of the bead corresponding area 10c.
  • the devices 16a and 16b are provided in the tread portion corresponding region 10b, and provided between the two positions in the tire circumferential direction.
  • Magnetic generators 16a and 16b are provided on the side of the sidewall portion 2 of the tread portion corresponding region 10b.
  • the magnetic generators 16a and 16b are provided between the position of the magnetic sensor 14a and the position of the magnetic sensor 14c and between the position of the magnetic sensor 14b and the position of the magnetic sensor 14d in the tire circumferential direction.
  • the magnetic sensors 14a and 14c detect the distance from the magnetic generator 16a based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16a, and the magnetic sensors 14b and 14d detect the separated distance based on the magnetic field generated by the magnetic generator 16b. A separation distance from the magnetism generator 16b is detected.
  • the determination device 18 can determine deformation due to longitudinal deflection, lateral deformation, torsional deformation 1 and torsional deformation 2.
  • the arrangement of the magnetic sensor 14 and the magnetic generator 16 can be set according to the type of deformation to be determined.
  • FIG. 8 is a view for explaining another example of the arrangement of the magnetic sensors 14a and 14c. As shown in FIG. 8, when two magnetic sensors are arranged in the bead portion corresponding area 10 c on the same side in the tire width direction with different positions in the tire circumferential direction, one common substrate of the magnetic sensors 14 a and 14 c is provided. It can be provided on top.
  • FIGS. 9 (a) to 9 (d) are diagrams for explaining how to attach the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 in the embodiment.
  • the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 are fixed members such as an adhesive layer or a surface fastener on the tread portion corresponding region 10b and the bead portion corresponding region 10c on the inner surface of the tire. It is mounted via the pedestal 20 fixed at 22.
  • the magnetism generator 16 may be fixed to the surface of the pedestal 20 as shown in FIG. 9A, or as shown in FIG. 9B, even if it is fixed by being fitted in a recess provided in the pedestal 20. Good.
  • the reason why the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 are fixed via the pedestal 20 in this way is to separate from the steel reinforcing cords and the like that constitute the tire 10, and to improve the detection accuracy of the magnetic sensor 14. .
  • the pedestal 20 is made of a rubber material. In this case, the pedestal 20 may be molded integrally with the tire 10, for example.
  • the pedestal 20 is made of a material that is hard to deform and is lightweight in order to prevent deformation due to centrifugal force that is generated as the tire 10 rolls.
  • the pedestal 20 can also be fixed to the inner surface of the tire by an adhesive or mechanically.
  • a material of the pedestal 20 for example, hard urethane foam can be suitably used as a light-weight material which is hard to deform.
  • both the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 are attached to the inner surface of the tire through the pedestal 20, but one of the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 is attached to the inner surface of the tire through the pedestal 20. It may be attached.
  • FIG. 10 shows the case where the magnetic generators 14a to 14d are provided on the side of the sidewall 2 of the tread corresponding region 10b. It is a figure explaining the preferable range of an arrangement position.
  • the magnetism generator 16 is the outermost belt of the belt 8 of the tire 10 in the tire width direction.
  • the range Y from the first corresponding position P1 of the inner surface of the tire separated by X 30 mm inward in the tire width direction from the end to the second corresponding position P2 of the inner surface of the tire corresponding to the pattern end of the tire 10 (see FIG.
  • the magnetic sensor 14 measures the tire diameter from the bead tip P3 on the innermost side in the tire radial direction of the tire 10 to the position P4 at 35% of the tire cross section height from the bead tip P3 in the tire radial direction.
  • it is provided in the range Z (see FIG. 10) of the inner surface along the direction.
  • the tire cross-section height is measured from the bead tip P3 measured in the unloaded state of the tire 10 when the tire 10 is mounted on the regular rim and filled with the regular internal pressure, and the tire maximum outer diameter position of the tire 10 The length along the tire radial direction to (the position on the tire equator). It is also preferable to provide the magnetic sensor 14 in the range Y and to provide the magnetic generator 16 in the range Z. In the range Z, the rigidity of the tire 10 is partially high and the deformation during rolling of the tire 10 is small, so the magnetic sensor 14 or the magnetic generator 16 provided in the range Z is not susceptible to deformation due to bending.
  • the side portion between the range Y and the range Z receives a large bending when the tire 10 rolls, providing the magnetic sensor 14 or the magnetic generator 16 on the side portion is not preferable in terms of durability.
  • the shoulder portion in the ground contact area tends to be heated to a high temperature by heat generation, and it is not preferable to provide the magnetic sensor 14 or the magnetic generator 16 in the shoulder portion in the ground contact area. For this reason, it is preferable to dispose the magnetic sensor 14 or the magnetic generator 16 in the range Y between the shoulder portion and the side portion from the viewpoint of durability and to avoid heat.
  • FIG. 11 is a view for explaining an example of the arrangement of the magnetic sensor 16.
  • the two magnetic sensors 14a and 14b provided in the bead portion corresponding area 10c located on both sides in the tire width direction based on the magnetic field of one magnetic generator 16 are magnetically detected from the magnetic sensors 14a and 14b.
  • An arrangement of the magnetic sensor 14 in the case of detecting the distance to the generator 16 is described.
  • the distance between the position of one magnetic sensor 14a and the position of the magnetic generator 16 is R1
  • the distance between the position of the other magnetic sensor 14b and the position of the magnetic generator 16 is When R2 is used, the ratio R1 / R2 is preferably 0.67 or more and 1.5 or less.
  • the distance R1 and the distance R2 are distances when the tire 10 is not deformed with no load.
  • the magnetic generator 16 may be provided in the center of the tread part corresponding area 10b in the range of the measurement distance in the magnetic sensors 14a and 14b. It is preferable in that it becomes substantially equivalent.
  • a main groove extending in the tire circumferential direction is provided at or near the tire equator line of the tread portion. In this case, in the work of assembling the tire 10 to the wheel and the work of removing the tire 10 from the wheel, the tread portion may be easily bent around the main groove and may be largely deformed.
  • the ratio R1 / R2 is set to the upper limit and the lower limit, and is preferably set to 0.67 or more and 1.5 or less.
  • the ratio R1 / R2 is less than 0.67 or more than 1.5, the magnetic generator 16 is largely separated from the tire equatorial line, and the difference in distance from the magnetic sensors 14a and 14b becomes large, and either of the magnetic sensors or In both magnetic sensors, there is a risk of getting out of the proper measurement distance range. From this point of view, the ratio R1 / R2 is preferably 0.67 or more and 1.5 or less.
  • FIGS. 4 to 11 show the arrangements of the various magnetic sensors 14 and the magnetic generators 16, but the magnetic sensors 14 and the magnetic generators 16 in these arrangements are one set, and this one set (first In addition to the above, as shown in FIG. 12, at least one or more sets (second set) of a magnetic sensor and a magnetic generator having the same configuration as the magnetic sensor 14 and the magnetic generator 16 are in the tire circumferential direction. Preferably, they are provided at equal intervals.
  • FIG. 12 is a view for explaining the arrangement of a set of magnetic sensors and magnetic generators in one embodiment. When the tire 10 travels at a speed of 100 km / h or more, it is preferable to determine deformation of the tire 10 and effectively use it for control.
  • groups of 2 to 8 points are provided at equal intervals in the circumferential direction of the tire. Is preferred.
  • the sets U1 to U4 are distributed at equal intervals (90 degrees) in the circumferential direction of the tire.
  • the magnetic sensor closest to the pair of magnetic generators 16 adjacent in the tire circumferential direction does not receive magnetic interference from the pair of magnetic generators 16 adjacent in the tire circumferential direction.
  • the distance between the magnetic sensor 14 and the pair of magnetic generators 16 adjacent in the tire circumferential direction is the longest distance between the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 in the same group (when not grounded) It is preferable that it is 2 times or more of (distance of).
  • the determination apparatus 18 samples the detection signal of the magnetic sensor 14, when the tire 10 rolls. It is preferable to provide a rotational position sensor of the tire 10 so that the position of the magnetic generator 16 can be known.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the magnetic sensor in one embodiment.
  • the magnetic sensors 14a and 14c are provided on the substrate 20, and the angle ⁇ between the normal direction N of the substrate 20 and the linear direction A connecting the magnetic generator 16 and the magnetic sensors 14a and 14c is 0 to 60 degrees. preferable. At that time, the angle ⁇ is measured in a no-load state in which the tire 10 is assembled to the above-mentioned normal rim and the above-mentioned normal internal pressure is added.
  • the direction of sensing the magnetism of the magnetic sensors 14a and 14c is the normal direction N, and by setting the angle ⁇ to 0 to 60 degrees, the sensitivity of the magnetism is increased to set the magnetism generator 16 and the magnetic sensors 14a and 14c. Since the distance information can be detected, the determination device 18 can make high-accuracy determination with less noise.
  • the magnetic sensor 14 is provided in the bead portion corresponding region 10c
  • the magnetism generator 16 is provided in the tread portion corresponding region 10b, preferably in the contact surface corresponding region corresponding to the ground surface.
  • the magnetic generator 16 may be provided in the bead corresponding area 10c, provided in the part corresponding area 10b, preferably in the blade grounding corresponding area.
  • the tread portion 1 is likely to become hot during running of the tire 10, it is preferable to provide the magnetic sensor 14 and the circuit attached thereto in the bead portion corresponding region 10c rather than in the tread portion corresponding region 10b.
  • the magnetism generator 16 is a tread portion 1 in the tread portion corresponding region 10b out of the circumferential groove extending in the tire circumferential direction provided in the tread portion 1 among the contact surface corresponding region corresponding to the ground contact surface. Is preferably provided in a land corresponding area corresponding to a land that contacts the road surface. If the magnetism generator 16 is provided in the area where the circumferential main groove is provided in the ground plane corresponding area, local deformation in the circumferential main groove becomes large when the magnetism generator 16 passes through the ground plane. In some cases, the orientation of the magnetic generator 16 changes, affecting the distribution of the magnetic field, and the information on the distance detected by the magnetic sensors 14a to 14c is likely to change. For this reason, it is preferable that the magnetism generator 16 be provided in the land corresponding region corresponding to the land.
  • the side wall is formed using the magnetic sensors 14a and 14b disposed in the two bead portion corresponding regions 10c on both sides in the tire width direction with respect to one magnetic generator 16 disposed in the tread portion corresponding region 10b.
  • the deformation mode of the unit 2 is determined, since the tire size is large, the distances La0 and Lb0 between the magnetic generator 16 and the magnetic sensors 14a and 14b may be large, and it may not be possible to obtain accurate distance information.
  • the two magnetic generators 16 are preferably arranged in the above-described range Y on the shoulder side of the tread portion 1 in the tread portion corresponding region 10b.
  • the measurement unit provided in the tire 10 includes the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14, and the magnetic generator 16 is a region corresponding to one of the tread portion corresponding region 10 b and the bead portion corresponding region 10 c (a first region And the magnetic sensor 14 is provided in the other region (second region) of the tread portion corresponding region 10 b and the bead portion corresponding region 10 c. Therefore, the deformation mode of the sidewall portion 2 can be determined from the distance between the magnetic sensor 14 and the magnetic generator 16.
  • the magnetic sensors 14a and 14b are provided at two different positions in the tire circumferential direction, respectively, in bead portion corresponding areas 10c on both sides in the tire width direction, Since the magnetic sensor 16 is provided between the two positions of the magnetic sensor 14 in the tire circumferential direction, it is possible to distinguish between longitudinal deformation of the sidewall portion 2 and lateral deformation or torsional deformation around the tire rotation axis. it can.
  • the deformation of the sidewall portion 2 can be finely determined. It can be effectively performed to control the vehicle.
  • the magnetism generator 16 is provided in the contact surface corresponding region on the inner surface of the tire corresponding to the contact surface of the tread portion 1, and the two magnetic sensors are provided in the bead portion corresponding region 10c. Since the distance between the magnetic generator 16 and the magnetic sensor 14 can be detected using two magnetic sensors 14 for one magnetic generator 16, the deformation of the sidewall portion 2 is efficiently determined. Can.
  • the magnetism generator 16 is provided in the land area corresponding area corresponding to the land area where the tread portion 1 is in contact with the road surface in the ground contact area, so that the magnetism generator 16 is not affected by the minute unevenness of the tread area 10b.
  • the deformation of the sidewall portion 2 can be determined with high accuracy.
  • a sound absorbing material may be provided on the inner surface of the tire 10 in order to suppress sound pressure vibration of air in the tire cavity region of the tire 10.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrams for explaining an example of the arrangement of the sound absorbing material, the magnetic sensor 14 and the magnetic generator 16.
  • a sound absorbing material 32 made of a urethane foam resin is fixed to the tread portion corresponding region 10 b as the sound absorbing material 30.
  • a set A of the magnetic sensor 14 a and the magnetic generator 16 a, and a set B of the magnetic sensor 14 b and the magnetic generator 16 b are provided on the inner surface of the tire 10 facing each other in the tire width direction.
  • the sound absorbing material 30 be provided with a magnetic field shielding material 32 for suppressing the mixing of the magnetic field in the set A and the set B.
  • the magnetic field shielding material 32 may be contained in the material of the sound absorbing material 30, or as shown in FIG. 14, the magnetic field shielding material 32 may be formed as a film on the surface of the sound absorbing material 30.
  • the magnetic field shielding material 32 is a magnetic material such as metal or a carbon fiber material. Thereby, mixing of a magnetic field can be suppressed between the set A and the set B.
  • the magnetic field shielding material 32 is partially provided in the region of the sound absorbing material 30 which is on a straight line connecting the positions of the sensors 14a.
  • the magnetic shielding material 32 is covered as a film, the area of air in the tire cavity region is less in contact with the sound absorbing material 30, and the sound absorbing effect tends to be small.
  • they are provided as
  • FIGS. 15 (a) and 15 (b) illustrate various forms of the arrangement of the magnetic field shielding material 32.
  • FIG. 15A the region of the sound absorbing material 30 lying on a straight line connecting the position of the magnetic generator 16a of the set A and the position of the magnetic sensor 14b of the set B, and the position of the magnetic generator 16b of the set B
  • the magnetic field shielding material 32 is provided as a film in the region of the sound absorbing material 30 which is on the straight line connecting the positions of the magnetic sensor 14a of the group A and the group A.
  • the magnetic field shielding material 32 is provided on a part of the upper surface of the sound absorbing material 30. Also in the configuration shown in FIG.
  • the magnetic field shielding material 32 is provided as a film in the region of the sound absorbing material 30 which is on the straight line connecting the positions of the magnetic sensor 14a of the group A and the group A.
  • two sound absorbing members 30 are provided so as to sandwich the tire equator line.
  • a magnetic field shielding material 32 is provided as a film on part of the side surfaces of the two sound absorbing members 30.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, in the range which does not deviate from the main point of the present invention Of course it is also good.

Abstract

タイヤ組み立て体は、タイヤと、磁気を利用した形状計測ユニットと、を有する。前記形状計測ユニットは、サイドウォールの変形状態の取得のために、トレッド部に対応する前記タイヤの内表面上のトレッド部対応領域及びビード部に対応する前記タイヤの内表面上のビード部対応領域のいずれか一方の第1領域に、磁場発生器及び前記磁気発生器の生成する磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知する磁気センサの一方の機器を設け、第2領域に、前記磁気発生器及び前記磁気センサの他方の機器を設ける。

Description

タイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システム
 本発明は、タイヤのサイドウォールの変形状態を取得するために、磁気センサを備えたタイヤ組み立て体、及びタイヤ変形状態判定システムに関する。
 従来より、車両操舵時の車両挙動を制御することが行われている。車両の操舵に対する車両挙動の変化は、タイヤが路面から受ける力が車両に伝達されることにより開始する。このような車両の挙動の変化は、車両に設けられたセンサによって知ることができる。
 しかし、車両の制御は、車両に設けられたセンサで車両の挙動を検知する前に早期に開始することが、好ましくない挙動を大きくさせない点から好ましい。
 例えば、車両の操舵時に、タイヤに付くスリップ角によって変形するタイヤの接地状態を高精度に、またシンプルな構成により推定することができる装置が知られている(特許文献1)。
 当該装置は、タイヤを支持するホイール上で、タイヤのトレッド部内側対向領域に設けられたリム基準部材と、タイヤのトレッド部内側で、リム基準部材に対面する位置に設けられたトレッド基準部材と、リム基準部材とトレッド基準部材との相対位置の変化に基づいてタイヤの接地状態を推定する状態推定手段と、を含む。
特開2006-327269号公報
 上記装置では、リム基準部材とトレッド基準部材との相対位置の変化に基づいて操舵時のタイヤ接地状態を推定することができる。具体的には、リムの向きは、操舵時、スリップ角がついたタイヤの変形に対する基準となる向きとなるので、リム基準部材とトレッド基準部材との相対位置の変化を検知することにより、スリップ角のついたタイヤの接地状態を容易に推定することができる。この装置構成では、タイヤの接地面の接地状態を知ることはできるが、サイドウォールの変形状態を判定することはできない。例えば、サイドウォールの縦撓みによる変形や横変形等を判定することができないため、サイドウォールの変形が変形限界に近いか否かを十分に把握できない。
 また、上記装置は、リム基準部材とトレッド基準部材との相対位置の変化を検出するので、タイヤをリムに装着する際、リム基準部材とトレッド基準部材の位置を正確に位置合わせする必要がある。
 そこで、本発明は、サイドウォールの変形状態を容易に取得することができる、タイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システムを提供することを目的とする。
 本発明の一態様は、タイヤのサイドウォールの変形状態を取得するために、磁気センサを備えたタイヤ組み立て体である。当該タイヤ組み立て体は、
 タイヤと、
 前記サイドウォールの変形状態の取得のために、前記タイヤのトレッド部に対応する前記タイヤの内表面上のトレッド部対応領域及び前記タイヤのビード部に対応する前記タイヤの内表面上のビード部対応領域のいずれか一方の第1領域に、磁気発生器が設けられ、前記トレッド部対応領域及び前記ビード部対応領域のうち、前記第1領域と異なる第2領域に、前記磁気発生器の生成する磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知するように構成された前記磁気センサが設けられた計測ユニットと、を有する。
 前記磁気センサ及び前記磁気発生器の第1の組の他に、前記磁気センサ及び前記磁気発生器と同じ構成の磁気センサ及び磁気発生器の第2の組が少なくとも1つ以上、前記第1領域及び前記第2領域に設けられ、かつ前記第1の組と前記第2の組がタイヤ周方向に等間隔に設けられている、ことが好ましい。
 前記磁気発生器は、前記トレッド部の接地面に対応する、前記タイヤの内表面上の接地面対応領域に設けられ、
 前記磁気センサは、タイヤ幅方向の両側にある前記ビード部対応領域の2つの位置それぞれに設けられている、ことが好ましい。
 前記磁気センサが前記タイヤ幅方向の一方の側の前記ビード部対応領域に設けられる位置と前記磁気発生器の位置との間の距離をR1とし、前記磁気センサが前記タイヤ幅方向の他方の側の前記ビード部対応領域に設けられる位置と前記磁気発生器の位置との間の距離をR2としたとき、比R1/R2は、0.67以上1.5以下である、ことが好ましい。
 前記磁気センサは、タイヤ周方向において、前記磁気発生器のタイヤ周方向における位置と同じ位置に設けられている、ことが好ましい。
 また、前記2つの位置は、タイヤ周方向において異なり、
 前記磁気発生器は、タイヤ周方向の、前記2つの位置の間に設けられる、ことが好ましい。
 また、前記磁気センサは、タイヤ幅方向の一方の側にある前記ビード部対応領域の、タイヤ周方向の互いに異なる2つの位置それぞれに設けられ、
 前記磁気発生器は、前記トレッド部対応領域に設けられ、かつタイヤ周方向の、前記2つの位置の間に設けられる、ことが好ましい。
 前記2つの位置それぞれに設けられた前記磁気センサは、前記磁気発生器の生成する同じ磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知するように構成される、ことが好ましい。
 前記磁気発生器は、前記トレッド部が路面と接触する陸部に対応する陸部対応領域に設けられている、ことが好ましい。
 前記磁気センサ及び前記磁気発生器は、前記タイヤの赤道線に対して前記タイヤ幅方向の一方の側に設けられ、
 前記磁気センサ及び前記磁気発生器のうちの第1の機器は、前記タイヤのベルトのうち、タイヤ幅方向の最も外側にあるベルト端からタイヤ幅方向内側に30mm離れた前記タイヤの内表面の第1対応位置から前記タイヤのパターンエンドに対応する前記タイヤの内表面の第2対応位置までの範囲内に設けられ、
 前記磁気センサ及び前記磁気発生器のうち前記第1の機器と異なる第2の機器は、前記タイヤのタイヤ径方向の最も内側にあるビード先端から、タイヤ径方向に前記ビード先端からタイヤ断面高さの35%の高さにある位置までのタイヤ径方向に沿った前記内表面の範囲に設けられる、ことが好ましい。
 前記トレッド部対応領域には、発泡ウレタン樹脂からなる吸音材が固定され、
 前記磁気センサ及び前記磁気発生器の組Aと、前記磁気センサ及び前記磁気発生器と同じ構成の磁気センサ及び磁気発生器の組Bとが、前記タイヤの内表面の前記タイヤ幅方向の互いに対向する側に設けられ、
 前記組Aと前記組Bにおける前記磁場の混在を抑制する磁場遮蔽材料が前記吸音材に設けられている、ことが好ましい。
 また、少なくとも、前記組Aの磁気発生器の位置と前記組Bの磁気センサの位置を結ぶ直線上にある前記吸音材の領域、及び前記組Bの磁気発生器の位置と前記組Aの磁気センサの位置を結ぶ直線上ある前記吸音材の領域に、前記磁場遮蔽材料が設けられている、ことが好ましい。
 前記磁気センサは基板上に設けられ、前記基板の法線方向と、前記磁気発生器と前記磁気センサを結ぶ直線方向との間の角度は0~60度である、ことが好ましい。
 前記磁気発生器及び前記磁気センサの少なくとも一方の機器は、前記トレッド部対応領域及び前記ビード部対応領域に、台座を介して固定されている、ことが好ましい。
 また、本発明の一実施形態も、タイヤのサイドウォールの変形状態を取得するために、磁気センサを備えたタイヤ組み立て体である。当該タイヤ組み立て体は、
 タイヤと、
 前記サイドウォールの変形状態の取得のために、前記タイヤのトレッド部に対応する前記タイヤの内表面上のトレッド部対応領域に設けられた磁気発生器と、前記タイヤのビード部に対応する前記タイヤの内表面上のビード部対応領域に設けられた、前記磁気発生器の生成する磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知するように構成された磁気センサ群と、を含む計測ユニット、とを有する。
 前記磁気センサ群は、前記タイヤ幅方向の一方の側に設けられた第1磁気センサ及び第2磁気センサと、前記タイヤ幅方向の他方の側に設けられた第3磁気センサと、を少なくとも含み、
 前記第1磁気センサと前記第2磁気センサは、前記磁気発生器のタイヤ周方向の位置からみてタイヤ周方向の異なる側に設けられる。
 本発明の他の態様は、タイヤ変形状態判定システムである。当該タイヤ変形状態判定システムは、前記タイヤ組み立て体と、
 前記磁気センサあるいは前記磁気センサ群の出力する検知信号に基づいてタイヤの前記サイドウォールの変形状態を判定する判定装置と、を備える。
 前記サイドウォールの変形状態は、前記サイドウォールの縦撓みを表す縦変形、前記サイドウォールのタイヤ幅方向の変形を表す横変形、前記トレッド部がタイヤ回転軸周りにねじれることにより生じる前記サイドウォールのねじれ変形、及び、前記タイヤの接地面に直交し、かつ前記タイヤ回転軸に直交する軸周りに前記トレッド部がねじれることにより生じるサイドウォールのねじれ変形の少なくともいずれか1つの変形を判定するように構成されている、ことが好ましい。
 上述のタイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システムによれば、サイドウォールの変形状態を容易に取得することができる。
一実施形態の空気入りタイヤのプロファイル断面図である。 一実施形態のタイヤ変形状態判定システムの概略構成図である。 サイドウォールが横変形をしている状態の一例を示す図である。 (a),(b)は、一実施形態における磁気センサの配置を説明する図であり、(c)は、別の実施形態における磁気センサの配置を説明する図である。 (a)は、ねじれ変形1におけるトレッド部対応領域の変形形態を、(b)は、ねじれ変形2におけるトレッド部対応領域の変形形態を、ホイールに対する変位方向(矢印)で説明する図である。 (a)~(c)は、実施形態における磁気センサの配置形態の例を示す図である。 (a)~(d)は、実施形態における2つ以上の磁気発生器を用いた場合の磁気センサの配置形態の例を示す図である。 一実施形態における2つの磁気センサの配置形態の他の例を説明する図である。 (a)~(d)は、実施形態における磁気発生器及び磁気センサの装着方法を説明する図である。 一実施形態における磁気発生器及び磁気センサの配置位置の範囲を説明する図である。 一実施形態における磁気センサの配置形態の例を説明する図である。 一実施形態における磁気センサと磁気発生器の組の配置を説明する図である。 一実施形態における磁気センサの配置の例を説明する図である。 一実施形態における吸音材と磁気センサと磁気発生器の配置形態の例を説明する図である。 (a),(b)は、実施形態における吸音材と磁気センサと磁気発生器の配置形態の他の例を説明する図である。
 以下、本実施形態のタイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システムについて詳細に説明する。
 本明細書においてタイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転中心軸方向をいい、タイヤ周方向とは、タイヤ回転中心軸を中心にタイヤを回転させたときにできるトレッド表面の回転方向をいう。タイヤ径方向とは、タイヤ回転中心軸から放射状に向く方向をいう。タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転中心軸から遠ざかる側をいい、タイヤ径方向内側とは、タイヤ回転中心軸に近づく側をいう。
 図1は、一実施形態の空気入りタイヤのプロファイル断面図である。図1に示す空気入りタイヤ10は、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2,2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3,3とを備える。
 一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向あるいはタイヤ幅方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア5の外周上にはタイヤ径方向外側に延びる断面が三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。
 一方、トレッド部1におけるカーカス層4のタイヤ径方向外側には複数層のベルト層7が埋設されている。これらベルト層7はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°~40°の範囲に設定されている。ベルト層7の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層7のタイヤ径方向外側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層8が配置されている。ベルトカバー層8の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
 なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。
 図2は、一実施形態のタイヤ変形状態判定システム100の概略構成図である。
 タイヤ変形状態判定システム100は、タイヤ10と、磁気センサ14a,14bと、磁気発生器16と、判定装置18と、を備える。磁気センサ14a,14bと、磁気発生器16は、計測ユニットを形成する。
 タイヤ10は、空気入りタイヤであり、ホイール12に装着される。タイヤ10とホイール12で囲まれたタイヤ空洞領域10a内に、磁気センサ14a,14bと、磁気発生器16が設けられている。
 磁気発生器16は、磁気を発生させる器具で、ネオジウム磁石等の磁石あるいは電磁石が用いられる。磁気発生器16は、例えば、N極及びS極の配列方向がタイヤ径方向に沿うように設けられ、タイヤ周方向に対する傾斜角度が0となるように設けられている。磁気発生器16は、トレッド部対応領域10bに固定されている。トレッド部対応領域10bは、トレッド部1に対応するタイヤ10の、タイヤ空洞領域10aに面する内表面の領域をいう。トレッド部1は、トレッドゴムが配置された領域をいい、タイヤ10がトレッドパターンを有する場合、タイヤ幅方向の両側にあるトレッドパターンのパターンエンド間の領域をいう。
 磁気発生器16のトレッド部対応領域10bへの固定は、特に制限されないが、例えば、タイヤ10の作製時にトレッド部対応領域10bに設けた面ファスナのフック面あるいはループ面と、磁気発生器16に設けた面ファスナのループ面あるいはフック面とを介してトレッド部対応領域10bに磁気発生器16を固定することができる。
 磁気センサ14a,14bは、磁気発生器16からの離間距離を検知することができるセンサである。磁気センサ14a,14bは、例えば、ホール効果を利用したホール素子、磁気抵抗効果素子、あるいは、磁気インピーダンス素子、GSRセンサ素子、磁歪センサ素子等を用いることができる。特に、N極からS極へ進む磁気の向きを検知することができるホール素子を用いることが好ましい。
 磁気センサ14a,14bは、図2に示されるように、タイヤ幅方向の両側のビード部対応領域10cそれぞれに設けられる。ビード部対応領域10cは、ビード部に対応するタイヤ10の、タイヤ空洞領域10aに面する内表面の領域をいう。ビード部は、ビードコア5及びビードフィラー6が配置される領域をいう。
 図2,3に示す例では、磁気センサ14a,14bは、磁気発生器16のタイヤ周方向の位置と同じタイヤ周方向の位置に設けられる。
 磁気センサ14a,14bは、例えば、基板に設けられる。この基板のビード部対応領域10cへの固定は、特に制限されないが、例えば、タイヤ10の作製時にビード部対応領域10cに設けられた面ファスナのフック面あるいはループ面と、磁気センサ14a,14bに設けた面ファスナのループ面あるいはフック面とを介して、ビード部対応領域10cに磁気センサ14a,14bを固定することができる。
 磁気センサ14a,14bは、磁気発生器16から磁気センサ14a,14bまでの距離La,Lbを、磁気のレベルによって知ることができる。このため、2つの磁器センサ14a,14bの距離La,Lb(図3参照)を検知することにより、サイドウォール部2の変形形態を判定することが可能になる。
 判定装置18は、磁気センサ14a,14bから、有線あるいは無線で送信された距離La,Lbを表す検知信号を受信し、距離La,Lbの情報から、サイドウォール部2の縦変形及び横変形を判定する。図3は、サイドウォール部2が横変形をしている状態の一例を示す図である。
 図3に示すように、ホイール12が図中の左方向に変位して、タイヤ10が路面に対して横変形した状態を示している。この場合、図3に示す距離Laが図2に示す基準となる横変形のない距離La0より大きくなり、図3に示す距離Lbが図2に示す基準となる横変形のない距離Lb0より小さくなる。
 このような横変形に対して、タイヤ10に作用する荷重が増大して縦撓みによるサイドウォール部2が変形した場合、図3に示す距離La,Lbがいずれも図2に示す距離La0,Lb0より小さくなる。
 したがって、図3に示す距離La,Lbの情報を取得し、図2に示す距離La0,Lb0と比較することにより、判定装置18は、サイドウォール部2の縦たわみによる変形あるいは横変形を判定することができる。具体的には、判定装置18は、図3に示すような変形後の距離La,Lbから、図2に示す基準とする距離La0,Lb0を減算したΔLa,ΔLbの正負の符号を調べ、距離ΔLa,ΔLb>0あるいは距離ΔLa,Lb<0である場合、サイドウォール部2の変形が縦変形であると判定し、距離ΔLa>0>ΔLbあるいは距離ΔLb>0>ΔLaである場合、サイドウォール部2の変形が横変形であると判定する。
 さらに、判定装置18は、ΔLa,ΔLbの正負の符号、及びΔLa,ΔLbの絶対値の大きさから、変形のレベルを判定することができる。
 図2,3に示す例では、磁気センサ14a,14bは、磁気発生器16の、タイヤ周方向の位置と同じ位置に設けられるが、タイヤ周方向の異なる位置に設けられてもよい。
 図4(a),(b)は、一実施形態である、タイヤ周方向の異なる位置に設けられる磁気センサ14a,14bの配置を説明する図である。
 図4(a),(b)に示す例では、磁気発生器16が、タイヤ周方向において、磁気センサ14a,14bの2つの位置の間に位置するように、磁気センサ14a,14bが設けられる。すなわち、磁気センサ14a,14bは、磁気発生器16に対してタイヤ周方向の両側(お互いに異なる側)に位置するように設けられる。
 このような磁気センサ14a,14bの配置によって、検知信号から、判定装置18は、サイドウォール部2の縦変形と、サイドウォール部2のタイヤ幅方向の変形を表す横変形あるいはタイヤ回転軸周りのねじれ変形と、を判別することができ、さらに、検知信号から変形のレベルを判定することができる。タイヤ回転軸周りのねじれ変形とは、ホイール12に対してトレッド部1がタイヤ周方向にねじれることにより生じる変形である。
 磁気センサ14a,14bのタイヤ周方向の位置の、タイヤ周方向に沿った距離(非接地時の距離)は、タイヤ10の接地長の10~80%であることが好ましい。上記距離が接地長の10%未満、及び80%超の場合、検知信号のSN比の低下等により、サイドウォール部2の接地面における変形を磁気センサ14a,14bの検知信号から十分に判定することができない。ここで、タイヤ10の接地長は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときのタイヤ10が平面と接するタイヤ10の接地面におけるタイヤ周方向に沿った最大長さである。「正規リム」とは、タイヤが依拠する規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design  Rim”、或いはETRTOであれば“Measuring  Rim”である。「正規内圧」とは、タイヤが依拠する規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表“TIRE  ROAD  LIMITS  AT  VARIOUSIOLD  INFLATION  PRESOURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION  PRESOURE”である。なお、「正規内圧」は、タイヤが乗用車用である場合には180kPaとしてもよい。「正規荷重」は、タイヤが依拠する規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表“TIRE  ROAD  LIMITS  AT  VARIOUSIOLD  INFLATION  PRESOURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“LOAD  CAPACITY”である。また、「正規荷重」は、タイヤが乗用車用である場合には前記荷重の88%に相当する荷重としてもよい。
 さらに、図4(c)に示すように、磁気センサ14a,14bの他に、磁気センサ14cをビード部対応領域10cに設けることも好ましい。図4(c)は、一実施形態における磁気センサの配置を説明する図である。この場合、磁気センサ14cは、磁気センサ14aとタイヤ幅方向の同じ側のビード部対応領域10cに設けられてもよいし、磁気センサ14bとタイヤ幅方向の同じ側のビード部対応領域10cに設けられてもよい。図4(c)に示す例では、磁気センサ14cは、磁気センサ14aとタイヤ幅方向の同じ側のビード部対応領域10cに設けられ、磁気センサ14a,14bは、タイヤ周方向の異なる2つの位置に設けられる。磁気発生器16は、トレッド部対応領域10bに設けられ、かつ磁気センサ14a,14bが設けられたタイヤ周方向の2つの位置の間に設けられる。この場合、磁気センサ14cは、磁気センサ14b(あるいは磁気センサ14a)のタイヤ周方向の位置と同じタイヤ周方向の位置に設けられることが好ましい。これにより、サイドウォール部2の縦撓みを表す縦変形、サイドウォール部2のタイヤ幅方向の変形を表す横変形、トレッド部1がタイヤ回転軸周りにねじれることにより生じるサイドウォール部2のねじれ変形(ねじれ変形1)、及び、タイヤの接地面に直交し、かつタイヤ回転軸に直交する軸周りにトレッド部1がねじれることにより生じる、サイドウォール部2のねじれ変形(ねじれ変形2)を判定することができる。図5(a)は、ねじれ変形1におけるトレッド部対応領域10bの変形形態を、図5(b)は、ねじれ変形2におけるトレッド部対応領域10bの変形形態を、接地面に対する変位方向(矢印)で説明する図である。
 これらのねじれ変形1及びねじれ変形2変形及び上述した縦たわみによる変形あるいは横変形のいずれかを、図4(a),(b),(c)の磁気センサの配置形態では、判定することができる(判定は、変形のレベルの判定も含む)。
 図4(a),(b)に示す配置形態では、判定装置18は、縦たわみによる変形及び横変形を区別して判定することができる。図4(c)に示す形態では、縦たわみによる変形、横変形、ねじれ変形1、及びねじれ変形2を判定することができる。
 なお、図3及び図4(a)~(c)に示す形態に示すように、2つの位置それぞれに設けられた磁気センサ14a,14bは、磁気発生器16の生成する同じ磁場に基づいて磁気発生器16からの離間距離を検知するように構成される。
 図6(a)~(c)は、他の実施形態における磁気センサの配置形態の例を示す図である。図6~図8では、磁気センサ及び磁気発生器を簡略して“●”で示している。
 図6(a)に示す配置形態では、磁気センサ14a,14cは、タイヤ周方向の異なる2つの位置に設けられ、磁気センサ14bは、磁気発生器16とタイヤ周方向の同じ位置に設けられている。磁気発生器16は、トレッド部対応領域10bに設けられ、かつ磁気センサ14a,14cが設けられたタイヤ周方向の2つの位置の間に設けられる。この形態では、縦たわみによる変形、横変形、及びねじれ変形1を判定することができる。
 図6(b)に示す形態では、磁気センサ14a,14cが、タイヤ幅方向のビード部対応領域10cの一方の側に設けられ、磁気センサ14aと磁気センサ14cは、磁気発生器16の位置をタイヤ周方向の両側から挟むように、磁気センサ14a,14cは配置されている。すなわち、磁気センサ14a,14cは、タイヤ幅方向の両側のビード部対応領域10cのうち、同じ側のビード部対応領域10cに設けられ、タイヤ周方向の異なる2つの位置に設けられる。磁気発生器16は、トレッド部対応領域10bに設けられ、かつ磁気センサ14a,14cが設けられたタイヤ周方向の2つの位置の間に設けられる。このような形態では、ねじれ変形1を判定することができる。
 図6(c)に示す形態では、磁気センサ14a,14cが、タイヤ幅方向の同じ側のビード部対応領域10cに設けられ、磁気センサ14b,14dが、磁気センサ14a,14cと対向する側のビード部対応領域10cに設けられ、磁気センサ14a,14bと磁気センサ14c,14dとは、磁気発生器16の位置をタイヤ周方向の両側から挟むように、磁気センサ14a~14dが配置されている。すなわち、磁気センサ14a,14cは、タイヤ周方向の異なる2つの位置に設けられ、磁気センサ14b,14dも、タイヤ周方向の異なる2つの位置に設けられる。磁気発生器16は、磁気センサ14a,14bが設けられるタイヤ周方向の2つの位置の間に、及び磁気センサ14c,14dが設けられるタイヤ周方向の2つの位置の間に設けられる。このような形態では、縦たわみによる変形、横変形、ねじれ変形1、及びねじれ変形2を判定することはできる。
 図6(a)~(c)に示す形態においても、磁気センサ14a,14c、磁気センサ14a~14c、あるいは磁気センサ14a~14dそれぞれは、磁気発生器16の生成する同じ磁場に基づいて磁気発生器16からの離間距離を検知するように構成される。
 図7(a)~(d)は、2つ以上の磁気発生器16a,16cあるいは磁気発生器16a,16bを用いた場合の磁気センサの配置形態の例を示す図である。これらの例は、55%以下の低扁平率のタイヤに好適に適用することができる。図7(a)に示す配置形態では、トレッド部対応領域10bのうち、サイドウォール部2の側に、磁気発生器16a及び磁気発生器16bがタイヤ周方向の互いに異なる位置に設けられ、磁気センサ14a,14cが、ビード部対応領域10cの、磁気発生器16a,16cそれぞれのタイヤ周方向の同じ位置に設けられている。磁気センサ14aは、磁気発生器16aの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16aからの離間距離を検知し、磁気センサ14cは、磁気発生器16cの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16cからの離間距離を検知するように構成される。このような形態では、ねじれ変形1を判定することができる。
 図7(b)に示す配置形態では、磁気発生器16a及び磁気発生器16bが、タイヤ周方向の同じ位置であって、トレッド部対応領域10bのうち、タイヤ幅方向の互いに対向する両側のサイドウォール部2の側に設けられている。磁気センサ14a,14bが、磁気発生器16a,16bそれぞれのタイヤ周方向の同じ位置で、互いに対向するビード部対応領域10cに設けられている。磁気センサ14aは、磁気発生器16aの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16aからの離間距離を検知し、磁気センサ14bは、磁気発生器16bの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16bからの離間距離を検知するように構成される。このような形態では、横変形を判定することができる。
 図7(c)に示す配置形態では、磁気発生器16a,16bは,磁気発生器16c,16dと、タイヤ周方向の異なる位置に設けられている。磁気発生器16aと磁気発生器16cは、トレッド部対応領域10bのうち、タイヤ幅方向においてサイドウォール部2の側の互いに同じ位置に設けられ、磁気発生器16bと磁気発生器16dは、トレッド部対応領域10bのうち、タイヤ幅方向において磁気発生器16aと磁気発生器16cと対向する、タイヤ幅方向の異なるサイドウォール部2の側に設けられ、磁気発生器16bと磁気発生器16dは、タイヤ幅方向の同じ位置に設けられている。磁気センサ14a~14dは、磁気発生器16a~16dのタイヤ周方向の同じ位置のビード部対応領域10cに設けられている。磁気センサ14aは、磁気発生器16aの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16aからの離間距離を検知し、磁気センサ14bは、磁気発生器16bの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16bからの離間距離を検知し、磁気センサ14cは、磁気発生器16cの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16cからの離間距離を検知し、磁気センサ14dは、磁気発生器16dの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16dからの離間距離を検知するように構成される。このような形態では、横変形及び捩じり変形2を判定することができる。
 図7(d)に示す配置形態では、図6(a)に示す磁気センサ14a,14cの配置形態を適用し、磁気センサ14a,14cが設けられるビード部対応領域10cと対向するビード部対横領域10cに、さらに、磁気センサ14b,14dが設けられている。磁気センサ14bのタイヤ周方向の位置は、磁気センサ14aのタイヤ周方向の位置と同じであり、磁気センサ14dのタイヤ周方向の位置は、磁気センサ14cのタイヤ周方向の位置と同じである。磁気センサ14a,14cはビード対応領域10cのタイヤ周方向の互いに異なる2つの位置に設けられ、磁気センサ14b,14dはビード対応領域10cのタイヤ周方向の互いに異なる2つの位置に設けられ、磁気発生器16a,16bそれぞれは、トレッド部対応領域10bに設けられ、タイヤ周方向において上記2つの位置の間に設けられる。トレッド部対応領域10bのサイドウォール部2の側に、磁気発生器16a,16bが設けられている。磁気発生器16a,16bは、タイヤ周方向において、磁気センサ14aの位置と磁気センサ14cの位置の間に、及び磁気センサ14bの位置と磁気センサ14dの位置の間に設けられている。磁気センサ14a,14cは、磁気発生器16aの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16aからの離間距離を検知し、磁気センサ14b,14dは、磁気発生器16bの発生する磁場に基づいて、磁気発生器16bからの離間距離を検知するように構成される。このような形態では、判定装置18は、縦たわみによる変形、横変形、ねじれ変形1、及びねじれ変形2を判定することができる。このように、判定しようとする変形の種類に応じて、磁気センサ14及び磁気発生器16の配置を設定することができる。
 図8は、磁気センサ14a,14cの配置形態の他の例を説明する図である。図8に示すように、2つの磁気センサをタイヤ幅方向の同じ側のビード部対応領域10cに、タイヤ周方向の位置を異ならせて配置する場合、磁気センサ14a,14cを1つの共通した基板上に設けることができる。
 図9(a)~(d)は、実施形態における磁気発生器16及び磁気センサ14の装着方法を説明する図である。図9(a)~(c)に示すように、磁気発生器16及び磁気センサ14は、タイヤ内表面のトレッド部対応領域10b及びビード部対応領域10cに、接着層あるいは面ファスナ等の固定部材22で固定された台座20を介して装着される。磁気発生器16は、図9(a)に示すように台座20の表面に固定してもよく、図9(b)に示すように、台座20に設けられた凹部に嵌入により固定してもよい。このように台座20を介して磁気発生器16及び磁気センサ14を固定するのは、タイヤ10を構成するスチール補強コード等から離間するためであり、磁気センサ14の検知精度の向上のためである。また、台座20を介した分だけ磁気発生器16と磁気センサ14との間の距離を短くできるので、磁気発生器16の磁場を強くする必要がなくなる。台座20は、ゴム材料で構成される。この場合、台座20は例えばタイヤ10と一体に成型されてもよい。台座20は、タイヤ10の転動に伴って生じる遠心力による変形を防止するために、変形しにくく軽量な材料が用いられる。台座20は、接着剤によってまたは機械的にタイヤの内表面に固定することもできる。台座20の材料は、変形しにくく軽量な素材として、例えば硬質ウレタンフォームを好適に用いることができる。上記例では、磁気発生器16及び磁気センサ14の両方が台座20を介してタイヤ内表面に装着されるが、磁気発生器16及び磁気センサ14の一方が、台座20を介してタイヤ内表面に装着されてもよい。
 図10は、図7(a)~(d)に示すように、磁気発生器14a~14dがトレッド部対応領域10bのサイドウォール部2の側に設けられる場合に、磁気発生器及び磁気センサの配置位置の好ましい範囲を説明する図である。
 タイヤ赤道線からみてタイヤ幅方向の一方の側に設けられた磁気センサ14及び磁気発生器16の組のうち、磁気発生器16は、タイヤ10のベルト8のタイヤ幅方向の最も外側にあるベルト端からタイヤ幅方向内側にX=30mm離れたタイヤの内表面の第1対応位置P1からタイヤ10のパターンエンドに対応するタイヤの内表面の第2対応位置P2までの範囲Y(図10参照)内に設けられることが好ましい。この範囲Yは、トレッド部対応領域10bに含まれる。このとき、磁気センサ14は、タイヤ10のタイヤ径方向の最も内側にあるビード先端P3から、タイヤ径方向にビード先端P3からタイヤ断面高さの35%の高さにある位置P4までのタイヤ径方向に沿った内表面の範囲Z(図10参照)に設けられることが好ましい。ここで、タイヤ断面高さは、タイヤ10を上記正規リムにリム組みして上記正規内圧を充填したときのタイヤ10の無負荷状態において測定されるビード先端P3からタイヤ10のタイヤ最大外径位置(タイヤ赤道線上の位置)までのタイヤ径方向に沿った長さをいう。
 なお、範囲Yに磁気センサ14を設け、範囲Zに磁気発生器16を設けることも好ましい。
 範囲Zは、タイヤ10の剛性が部分的に高くタイヤ10の転動時の変形が小さくなるため、範囲Zに設けられる磁気センサ14あるいは磁気発生器16は屈曲による変形を受け難い。
 また、範囲Yと範囲Zの間のサイド部分はタイヤ10の転動時、大きな屈曲を受けるため、サイド部分に磁気センサ14あるいは磁気発生器16を設けることは、耐久性の点から好ましくない。また、接地面領域内のショルダー部分は発熱により高温になり易く、接地面領域内のショルダー部分に磁気センサ14あるいは磁気発生器16を設けることは、好ましくない。このため、ショルダー部分とサイド部分の間の範囲Yに磁気センサ14あるいは磁気発生器16を配置することが、耐久性の点と熱を避ける点から好ましい。
 図11は、磁気センサ16の配置形態の例を説明する図である。図11に示す例では、1つの磁気発生器16の磁場に基づいてタイヤ幅方向両側に位置するビード部対応領域10cに設けられた2つの磁気センサ14a,14bが、磁気センサ14a,14bから磁気発生器16までの距離を検知する場合の磁気センサ14の配置形態を説明している。
 一実施形態によれば、一方の磁気センサ14aの位置と磁気発生器16の位置との間の距離をR1とし、他方の磁気センサ14bの位置と磁気発生器16の位置との間の距離をR2としたとき、比R1/R2は、0.67以上1.5以下であることが好ましい。距離R1及び距離R2は、タイヤ10が無負荷で変形していない状態の距離である。
 互いに対向するビード部対応領域10cに同じ種類の磁気センサ14a,14bを設ける場合、磁気発生器16は、トレッド部対応領域10bの中央部に設けることが磁気センサ14a,14bにおける計測距離のレンジが略同等になるという点で好ましい。しかし、トレッド部のタイヤ赤道線あるいはその近傍にタイヤ周方向に延びる主溝が設けられる場合がある。この場合、タイヤ10をホイールに組む作業やタイヤ10をホイールから外す作業において、トレッド部が上記主溝を中心に曲がり易く大きく変形する場合がある。このような場合、中央部に磁気発生器16を固定することは、磁気発生器16の固定に悪影響を及ぼし好ましくない。この場合、磁気発生器16のタイヤ幅方向の位置は、トレッド部のタイヤ赤道線上からずらすことが好ましい。この場合、比R1/R2は、上限及び下限が設定され、0.67以上1.5以下とすることが好ましい。比R1/R2が0.67未満あるいは1.5超の場合、磁気発生器16がタイヤ赤道線から大きく離れ、磁気センサ14a,14bからの距離の差が大きくなり、いずれかの磁気センサ、または両方の磁気センサにおいて適切な測定距離レンジから外れるおそれがある。この点から、比R1/R2は、0.67以上1.5以下であることが好ましい。
 図4~11では、種々の磁気センサ14と磁気発生器16の配置形態を示したが、これらの配置形態の磁気センサ14と磁気発生器16を1つの組として、この1つの組み(第1の組)の他に、図12に示すように、磁気センサ14と磁気発生器16と同じ構成の磁気センサと磁気発生器の少なくとも1つ以上の組(第2の組)が、タイヤ周方向に等間隔に設けられることが好ましい。図12は、一実施形態における磁気センサと磁気発生器の組の配置を説明する図である。
 タイヤ10が100km/時あるいはそれ以上の速度で走行する場合、タイヤ10の変形を判定して制御に有効に活用することが好ましいことから、タイヤ周方向に2~8箇所等間隔に組を設けることが好ましい。図12に示す例では、組U1~U4が等間隔(90度間隔)でタイヤ周方向に分散配置されている。この場合、複数の磁気センサ14のうち、タイヤ周方向に隣り合う組の磁気発生器16に最も近い磁気センサが、タイヤ周方向に隣り合う組の磁気発生器16からの磁気の干渉を受けないようにするために、上記磁気センサ14とタイヤ周方向に隣り合う組の磁気発生器16との間の距離は、同じ組内の磁気発生器16と磁気センサ14の最長の距離(非接地時の距離)の2倍以上であることが好ましい。
 なお、判定装置18は、タイヤ10が転動して磁器発生器16が接地面内のタイヤ周方向の中心位置を通過するときの磁気センサ14の検知信号をサンプリングする場合には、タイヤ10に磁気発生器16の位置がわかるようなタイヤ10の回転位置センサを設けることが好ましい。
 図13は、一実施形態における磁気センサの配置形態の例を説明する図である。磁気センサ14a,14cは、基板20上に設けられ、基板20の法線方向Nと、磁気発生器16と磁気センサ14a,14cを結ぶ直線方向Aの角度θは0~60度であることが好ましい。その際、角度θは、タイヤ10を上述した正規リムに組んで、上述した正規内圧を加えた無負荷状態において測定される。磁気センサ14a,14cの磁気を感知する方向は、法線方向Nであり、角度θを0~60度とすることにより、磁気の感度を高くして磁気発生器16と磁気センサ14a,14cの距離の情報を検知することができるので、判定装置18は、ノイズの少ない精度の高い判定をすることができる。
 上記実施形態では、磁気センサ14を、ビード部対応領域10cに設け、磁気発生器16をトレッド部対応領域10b、好ましくは接地面に対応した接地面対応領域に設けるが、磁気センサ14を、トレッド部対応領域10b、好ましく刃接地対応領域に設け、磁気発生器16をビード部対応領域10cに設けてもよい。しかし、トレッド部1は、タイヤ10の走行中、高温になり易いことから、磁気センサ14とそれに付随した回路をトレッド部対応領域10bに設けるよりは、ビード部対応領域10cに設けるほうが好ましい。
 なお、磁気発生器16は、トレッド部対応領域10b内の、接地面に対応した接地面対応領域のうち、トレッド部1に設けられたタイヤ周方向に延びる周方向溝から外れた、トレッド部1が路面と接触する陸部に対応する陸部対応領域に設けられていることが好ましい。接地面対応領域のうち、周方向主溝が設けられる領域に、磁気発生器16を設けると、磁気発生器16が、接地面を通過するとき、周方向主溝において局部的な変形が大きくなる場合があり、磁気発生器16の向きが変化し、磁場の分布に影響を与え、磁気センサ14a~14cの検知する距離の情報が変化し易くなる。このため、磁気発生器16は、陸部に対応する陸部対応領域に設けられていることが好ましい。
 上記実施形態では、トレッド部対応領域10bに配置した1つの磁気発生器16に対してタイヤ幅方向の両側にある2つのビード部対応領域10cに配置した磁気センサ14a,14bを用いて、サイドウォール部2の変形形態を判定するが、タイヤサイズが大きいために、磁気発生器16と磁気センサ14a,14bの距離La0,Lb0が大きくなり、精度の高い距離情報を取得できない場合がある。この場合、図7(a)~(d)に示すように、2つのビード部対応領域10cに配置した磁気センサ14のそれぞれに対応した磁気発生器16をトレッド部対応領域10bに配置してもよい。この場合、2つの磁気発生器16は、トレッド部対応領域10bのうち、トレッド部1のショルダー側の上述した範囲Yに配置することが好ましい。
 以上説明したように、タイヤ10に設ける計測ユニットは、磁気発生器16と磁気センサ14を含み、磁気発生器16は、トレッド部対応領域10b及びビード部対応領域10cの一方の領域(第1領域)に設けられ、磁気センサ14は、トレッド部対応領域10b及びビード部対応領域10cの他方の領域(第2領域)に設けられる。このため、磁気センサ14と磁気発生器16との間の距離から、サイドウォール部2の変形形態を判定することができる。
 図4(a),(b)に示すように、磁気センサ14a,14bは、タイヤ幅方向の両側のそれぞれにあるビード部対応領域10cに、タイヤ周方向の互いに異なる2つの位置に設けられ、磁気センサ16は、タイヤ周方向において、磁気センサ14の2つの位置の間に設けられるので、サイドウォール部2の縦変形と、横変形あるいはタイヤ回転軸周りのねじれ変形と、を判別することができる。
 2つの磁気センサ及び磁気発生器16の組を一組として、さらに少なくとも1つ以上の組がタイヤ周方向に等間隔で設けられていることにより、サイドウォール部2の変形を細かく判定できるので、車両の制御に有効に行うことができる。
 磁気発生器16は、トレッド部1の接地面に対応する、タイヤの内表面上の接地面対応領域に設けられ、2つの磁気センサは、ビード部対応領域10cに設けられている。1つの磁気発生器16に対して2つの磁気センサ14を用いて磁気発生器16と磁気センサ14の間の距離を検知することができるので、効率よく、サイドウォール部2の変形を判定することができる。
 磁気発生器16は、接地面対応領域のうち、トレッド部1が路面と接触する陸部に対応する陸部対応領域に設けられることで、トレッド部対応領域10bの微小凹凸に影響を受けることなく、サイドウォール部2の変形を精度よく判定することができる。
 なお、一実施形態によれば、タイヤ10のタイヤ空洞領域内の空気の音圧振動を抑制するために、タイヤ10の内表面に吸音材を設ける場合がある。図14,15は、吸音材と磁気センサ14と磁気発生器16の配置形態の例を説明する図である。図14に示す例では、吸音材30としてトレッド部対応領域10bに、発泡ウレタン樹脂からなる吸音材32が固定されている。このとき、磁気センサ14a及び磁気発生器16aの組Aと、磁気センサ14b及び磁気発生器16bの組Bが、タイヤ10の内表面のタイヤ幅方向の互いに対向する側に設けられている。このとき、組Aと組Bにおける磁場の混在を抑制する磁場遮蔽材料32が吸音材30に設けられていることが好ましい。
 磁場遮蔽材料32は、吸音材30の材料中に含有されてもよいし、図14に示すように、吸音材30の表面に磁場遮蔽材料32が膜として形成されてもよい。磁場遮蔽材料32とは、金属等の磁性材料あるいは炭素繊維材料である。これにより、組Aと組Bの間で磁場の混在を抑制することができる。
 この場合、少なくとも、組Aの磁気発生器16aの位置と組Bの磁気センサ14bの位置を結ぶ直線上にある吸音材30の領域、及び組Bの磁気発生器16bの位置と組Aの磁気センサ14aの位置を結ぶ直線上にある吸音材30の領域に、磁場遮蔽材料32が部分的に設けられていることが好ましい。磁場遮蔽材料32を膜として覆う場合、タイヤ空洞領域内の空気が吸音材30と接触する領域が少なくなり、吸音効果が小さくなり易いことから、磁場遮蔽材料32は吸音材30に部分的に膜として設けられることが好ましい。
 図15(a),(b)は、磁場遮蔽材料32の配置の種々の形態を説明する図である。図15(a)に示す形態は、組Aの磁気発生器16aの位置と組Bの磁気センサ14bの位置を結ぶ直線上にある吸音材30の領域、及び組Bの磁気発生器16bの位置と組Aの磁気センサ14aの位置を結ぶ直線上にある吸音材30の領域に、磁場遮蔽材料32を膜として設ける形態である。この形態では、吸音材30の上面の一部に磁場遮蔽材料32が設けられる。図15(b)に示す形態も、組Aの磁気発生器16aの位置と組Bの磁気センサ14bの位置を結ぶ直線上にある吸音材30の領域、及び組Bの磁気発生器16bの位置と組Aの磁気センサ14aの位置を結ぶ直線上にある吸音材30の領域に、磁場遮蔽材料32を膜として設ける形態である。この形態では、2つの吸音材30が、タイヤ赤道線を挟むように設けられている。2つの吸音材30の側面の一部に磁場遮蔽材料32が膜として設けられている。
 このように、吸音材30に磁場遮蔽材料32を設けることにより、磁気センサ14a,14bにおいて、磁気発生器16a,16bの磁場の混在を抑制することができる。
 以上、本発明のタイヤ組み立て体及びタイヤ変形状態判定システムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 ベルトカバー層
10 タイヤ
10a タイヤ空洞領域
10b トレッド部対応領域
10c ビード部対応領域
12 ホイール
14,14a,14b,14c,14d 磁気センサ
16,16a,16b,16c,16d 磁器発生器
18 判定装置
20 台座
22 固定部材
30 吸音材
32 磁場遮蔽材料
100 タイヤ変形状態判定システム

Claims (19)

  1.  タイヤのサイドウォールの変形状態を取得するために、磁気センサを備えたタイヤ組み立て体であって、
     タイヤと、
     前記サイドウォールの変形状態の取得のために、前記タイヤのトレッド部に対応する前記タイヤの内表面上のトレッド部対応領域及び前記タイヤのビード部に対応する前記タイヤの内表面上のビード部対応領域のいずれか一方の第1領域に、磁気発生器が設けられ、前記トレッド部対応領域及び前記ビード部対応領域のうち、前記第1領域と異なる第2領域に、前記磁気発生器の生成する磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知するように構成された磁気センサが設けられた計測ユニットと、を有する、ことを特徴とするタイヤ組み立て体。
  2.  前記磁気センサ及び前記磁気発生器の第1の組の他に、前記磁気センサ及び前記磁気発生器と同じ構成の磁気センサ及び磁気発生器の第2の組が少なくとも1つ以上、前記第1領域及び前記第2領域に設けられ、かつ前記第1の組と前記第2の組がタイヤ周方向に等間隔に設けられている、請求項1に記載のタイヤ組み立て体。
  3.  前記磁気発生器は、前記トレッド部の接地面に対応する、前記タイヤの内表面上の接地面対応領域に設けられ、
     前記磁気センサは、タイヤ幅方向の両側のそれぞれにある前記ビード部対応領域の2つの位置それぞれに設けられている、請求項1または2に記載のタイヤ組み立て体。
  4.  前記磁気センサが前記タイヤ幅方向の一方の側の前記ビード部対応領域に設けられる位置と前記磁気発生器の位置との間の距離をR1とし、前記磁気センサが前記タイヤ幅方向の他方の側の前記ビード部対応領域に設けられる位置と前記磁気発生器の位置との間の距離をR2としたとき、比R1/R2は、0.67以上1.5以下である、請求項3に記載のタイヤ組み立て体。
  5.  前記磁気センサは、タイヤ周方向において、前記磁気発生器のタイヤ周方向における位置と同じ位置に設けられている、請求項3または4に記載のタイヤ組み立て体。
  6.  前記2つの位置は、タイヤ周方向において異なり、
     前記磁気発生器は、タイヤ周方向の、前記2つの位置の間に設けられる、請求項3または4に記載のタイヤ組み立て体。
  7.  前記磁気センサは、タイヤ幅方向の一方の側にある前記ビード部対応領域の、タイヤ周方向の互いに異なる2つの位置それぞれに設けられ、
     前記磁気発生器は、前記トレッド部対応領域に設けられ、かつタイヤ周方向の、前記2つの位置の間に設けられる、請求項1または2に記載のタイヤ組み立て体。
  8.  前記2つの位置それぞれに設けられた前記磁気センサは、前記磁気発生器の生成する同じ磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知するように構成される、請求項3~7のいずれか1項に記載のタイヤ組み立て体。
  9.  前記磁気発生器は、前記トレッド部が路面と接触する陸部に対応する陸部対応領域に設けられている、請求項1~8のいずれか1項に記載のタイヤ組み立て体。
  10.  前記磁気センサ及び前記磁気発生器は、前記タイヤの赤道線に対して前記タイヤ幅方向の一方の側に設けられ、
     前記磁気センサ及び前記磁気発生器のうち第1の機器は、前記タイヤのベルトのうちタイヤ幅方向の最も外側にあるベルト端からタイヤ幅方向内側に30mm離れた前記タイヤの内表面の第1対応位置から前記タイヤのパターンエンドに対応する前記タイヤの内表面の第2対応位置までの範囲内に設けられ、
     前記磁気センサ及び前記磁気発生器のうち前記第1の機器と異なる第2の機器は、前記タイヤのタイヤ径方向の最も内側にあるビード先端から、タイヤ径方向において前記ビード先端からタイヤ断面高さの35%の高さにある位置までのタイヤ径方向に沿った前記内表面の範囲に設けられる、請求項1または2に記載のタイヤ組み立て体。
  11.  前記トレッド部対応領域には、発泡ウレタン樹脂からなる吸音材が固定され、
     前記磁気センサ及び前記磁気発生器の組Aと、前記磁気センサ及び前記磁気発生器と同じ構成の磁気センサ及び磁気発生器の組Bとが、前記タイヤの内表面の前記タイヤ幅方向の互いに対向する側に設けられ、
     前記組Aと前記組Bにおける前記磁場の混在を抑制する磁場遮蔽材料が前記吸音材に設けられている、請求項10に記載のタイヤ組み立て体。
  12.  少なくとも、前記組Aの磁気発生器の位置と前記組Bの磁気センサの位置を結ぶ直線上にある前記吸音材の領域、及び前記組Bの磁気発生器の位置と前記組Aの磁気センサの位置を結ぶ直線上ある前記吸音材の領域に、前記磁場遮蔽材料が設けられている、請求項11に記載のタイヤ組み立て体。
  13.  前記磁気発生器及び前記磁気センサの少なくとも一方の機器は、前記トレッド部対応領域及び前記ビード部対応領域に、台座を介して固定されている、請求項1~12のいずれか1項に記載のタイヤ組み立て体。
  14.  前記磁気センサは基板上に設けられ、前記基板の法線方向と、前記磁気発生器と前記磁気センサを結ぶ直線方向との間の角度は0~60度である、請求項1~13のいずれか1項に記載のタイヤ組み立て体。
  15.  請求項1~14のいずれか1項に記載のタイヤ組み立て体と、
     前記磁気センサの出力する検知信号に基づいてタイヤの前記サイドウォールの変形状態を判定するように構成された判定装置と、を備えることを特徴とするタイヤ変形状態判定システム。
  16.  前記判定装置は、前記サイドウォールの変形状態として、前記サイドウォールの縦撓みを表す縦変形、前記サイドウォールのタイヤ幅方向の変形を表す横変形、前記トレッド部がタイヤ回転軸周りにねじれることにより生じる前記サイドウォールのねじれ変形、及び、前記タイヤの接地面に直交し、かつ前記タイヤ回転軸に直交する軸周りに前記トレッド部がねじれることにより生じるサイドウォールのねじれ変形の少なくともいずれか1つの変形を判定するように構成されている、請求項15に記載のタイヤ変形状態判定システム。
  17.  タイヤのサイドウォールの変形状態を取得するために、磁気センサを備えたタイヤ組み立て体であって、
     タイヤと、
     前記サイドウォールの変形状態の取得のために、前記タイヤのトレッド部に対応する前記タイヤの内表面上のトレッド部対応領域に設けられた磁気発生器と、前記タイヤのビード部に対応する前記タイヤの内表面上のビード部対応領域に設けられた、前記磁気発生器の生成する磁場に基づいて前記磁気発生器からの離間距離を検知するように構成された磁気センサ群と、を含む計測ユニット、とを有し、
     前記磁気センサ群は、前記タイヤ幅方向の一方の側のビード部対応領域に設けられた第1磁気センサ及び第2磁気センサと、前記タイヤ幅方向の他方の側のビード部対応領域に設けられた第3磁気センサと、を少なくとも含み、
     前記第1磁気センサと前記第2磁気センサは、前記磁気発生器のタイヤ周方向の位置からみてタイヤ周方向の異なる側に設けられる、ことを特徴とするタイヤ組み立て体。
  18.  請求項17に記載のタイヤ組み立て体と、
     前記磁気センサ群の出力する検知信号に基づいてタイヤの前記サイドウォールの変形状態を判定するように構成された判定装置と、を備えるタイヤ変形状態判定システム。
  19.  前記判定装置は、前記サイドウォールの変形状態として、前記サイドウォールの縦撓みを表す縦変形、前記サイドウォールのタイヤ幅方向の変形を表す横変形、前記トレッド部がタイヤ回転軸周りにねじれることにより生じる前記サイドウォールのねじれ変形、及び、前記タイヤの接地面に直交し、かつ前記タイヤ回転軸に直交する軸周りに前記トレッド部がねじれることにより生じるサイドウォールのねじれ変形の少なくともいずれか1つの変形を判定するように構成されている、請求項18に記載のタイヤ変形状態判定システム。
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