WO2021153278A1 - 摩耗状態検知装置 - Google Patents

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WO2021153278A1
WO2021153278A1 PCT/JP2021/001297 JP2021001297W WO2021153278A1 WO 2021153278 A1 WO2021153278 A1 WO 2021153278A1 JP 2021001297 W JP2021001297 W JP 2021001297W WO 2021153278 A1 WO2021153278 A1 WO 2021153278A1
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WO
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container
tire
wear
sensor module
detection unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/001297
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅公 成瀬
松田　淳
平四郎 不藤
篠原　英司
真哉 市瀬
博之 戸張
裕樹 大野
Original Assignee
横浜ゴム株式会社
アルプスアルパイン株式会社
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Filing date
Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/243—Tread wear sensors, e.g. electronic sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/246—Tread wear monitoring systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0493—Constructional details of means for attaching the control device for attachment on the tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C2019/004—Tyre sensors other than for detecting tyre pressure

Definitions

  • the present invention relates to a wear state detection device, and more particularly to a wear state detection device capable of accurately detecting the progress state of wear in the tread portion of a pneumatic tire.
  • An acceleration sensor is installed on a pneumatic tire to measure the acceleration, and the wear state of the tire is evaluated based on the measurement result (see, for example, Patent Document 1).
  • the measurement results based on such an accelerometer contain a lot of noise (disturbance of electric signals, etc.)
  • additional work such as correction of measurement data and masking is required to accurately evaluate the tire wear state.
  • the number increases and the evaluation method becomes complicated.
  • An object of the present invention is to provide a wear state detection device capable of accurately detecting the progress state of wear in the tread portion of a pneumatic tire.
  • the wear state detection device of the present invention for achieving the above object includes an element that generates a voltage based on the deformation of the tread portion during tire rotation, a voltage detection unit that detects the voltage generated by the element, and a vehicle speed.
  • a speed detection unit that detects the tire rotation speed
  • a storage area that stores the time-dependent waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit together with the vehicle speed or the tire rotation speed detected by the speed detection unit, and the storage area.
  • a calculation unit that calculates the excess frequency for a predetermined threshold from the waveform data in a predetermined speed range and a predetermined time stored in the storage area, and the tread unit based on the excess frequency for the predetermined threshold calculated by the calculation unit. It is characterized by including a determination unit for determining the progress state of wear of the tire.
  • the present inventor has little noise in the voltage generated by the element based on the deformation of the tread portion during tire rotation, and can measure and analyze the voltage, and such a voltage is for determining the wear state in the tread portion. It was discovered that it could be an effective index, and the present invention was reached.
  • an element that generates a voltage based on the deformation of the tread portion during tire rotation a voltage detection unit that detects the voltage generated by the element over time, and a speed that detects the vehicle speed or the tire rotation speed.
  • a storage area that stores the time-dependent waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit together with the vehicle speed or tire rotation speed detected by the detection unit, and a predetermined speed range and a predetermined speed range stored in the storage area. It is provided with a calculation unit that calculates the excess frequency for a predetermined threshold from waveform data at a predetermined time, and a determination unit that determines the progress state of wear of the tread portion based on the excess frequency for the predetermined threshold calculated by the calculation unit. Therefore, it is possible to accurately detect the progress of wear in the tread portion. In particular, by using the excess frequency with respect to a predetermined threshold value, it is possible to suppress the influence of a sudden error without depending on the road surface condition, which leads to improvement in determination accuracy.
  • the wear state detecting device of the present invention has an air pressure detecting unit for detecting the air pressure inside the tire, and the calculation unit corrects waveform data or a predetermined threshold value based on the air pressure detected by the air pressure detecting unit. As a result, it is possible to improve the accuracy of determining the progress state of wear in the tread portion.
  • the determination unit executes at least two determination operations and finally determines the progress state of wear of the tread portion based on the results of these determination operations. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a sudden error in the final determination result, and it is possible to improve the accuracy of determining the progress state of wear in the tread portion.
  • At least the sensor module including the element and the voltage detection unit is fixed to the inner surface of the tire via the container into which the sensor module is inserted.
  • the container is joined to the inner surface of the tire via an adhesive layer, and the roughness of the inner surface of the tire is such that the arithmetic mean height Sa is in the range of 0.3 ⁇ m to 15.0 ⁇ m and the maximum height Sz is 2. It is preferably in the range of 5 ⁇ m to 60.0 ⁇ m.
  • the roughness of the inner surface of the tire is measured according to ISO25178.
  • the arithmetic mean height Sa is the average of the absolute values of the height differences of each point with respect to the average surface of the surface, and the maximum height Sz is the height direction from the highest point to the lowest point of the surface. The distance.
  • the width Lc1 of the opening of the container and the inner width Lc2 of the bottom surface of the container satisfy the relationship of Lc1 ⁇ Lc2.
  • the width Lc1 of the opening becomes relatively small, so that it is possible to prevent the sensor module housed in the container from falling off, and it is possible to achieve both workability when inserting the sensor module and holdability of the container. can.
  • the width Lc1 of the opening of the container and the maximum width Lsm of the sensor module satisfy the relationship of 0.10 ⁇ Lc1 / Lsm ⁇ 0.95.
  • the width Lc1 of the opening of the container, the inner width Lc2 of the bottom surface of the container, the width Ls1 of the upper surface of the sensor module, and the width Ls2 of the lower surface of the sensor module satisfy the relationship of Lc1 ⁇ Ls1 ⁇ Ls2 ⁇ Lc2.
  • the average thickness of the container is preferably 0.5 mm to 5.0 mm.
  • the ratio of the height Hc of the container to the height Hs of the sensor module when the sensor module is inserted is preferably in the range of 0.5 to 1.5. As a result, it is possible to effectively prevent the sensor module from falling off.
  • the breaking elongation EB of the rubber constituting the container is 50% to 900%, and the modulus of the rubber constituting the container at 300% elongation is 2 MPa to 15 MPa.
  • the breaking elongation and the modulus at 300% elongation of the rubber constituting the container were measured in accordance with JIS-K6251.
  • the container is arranged inside the tire width direction from the ground contact end. As a result, the sensor module inserted in the container can accurately acquire the tire information.
  • the above element is preferably a piezoelectric element. Since the piezoelectric element has a structure that generates a voltage based on the deformation of the tread portion during tire rotation, noise is less likely to enter as compared with an acceleration sensor or the like, and precise detection is possible.
  • the ground contact end is the end portion in the tire axial direction when the tire is rim-assembled on a regular rim, placed vertically on a flat surface with a regular internal pressure applied, and a regular load is applied.
  • a “regular rim” is a rim defined for each tire in a standard system including a standard on which a tire is based. For example, a standard rim for JATTA, a "Design Rim” for TRA, or an ETRTO. If so, use “Measuring Rim”.
  • Regular internal pressure is the air pressure defined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a wear state detecting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of waveform data stored in the storage area of the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of waveform data for a predetermined time stored in the storage area of the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the procedure of the detection method using the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph of the waveform data of FIG. 3 after masking processing by the calculation unit.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a modified example of the procedure of the detection method using the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a meridian cross-sectional view showing a pneumatic tire whose wear state is determined by the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing a container attached to the pneumatic tire of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a perspective sectional view showing a state in which the sensor module is inserted into the container of FIG. 7.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the sensor module is inserted into the container of FIG. 7.
  • FIG. 11 is a graph showing waveform data at a plurality of time points in the pneumatic tire of Example 1.
  • FIG. 1 shows a wear state detection device according to an embodiment of the present invention.
  • the wear state detection device 10 determines the voltage and vehicle speed or the tire rotation speed based on the deformation of the tread portion 1 during tire rotation. Is detected, and the waveform data of the voltage over time is stored together with the detected vehicle speed or tire rotation speed. Then, the wear state detection device 10 calculates the excess frequency with respect to the predetermined threshold value from the waveform data in the predetermined speed range and the predetermined time, and wears the tread portion 1 of the tire T based on the calculated excess frequency with respect to the predetermined threshold value. Judge the progress of. As a result, it is possible to detect the progress state of wear in the tread portion 1 of the tire T to be detected.
  • the wear state detection device 10 includes an element 11 that generates a voltage based on the deformation of the tread portion 1 during tire rotation, a voltage detection unit 12 that detects the voltage generated by the element 11.
  • a speed detection unit 16 that detects the vehicle speed or the tire rotation speed, and a storage area that stores the time-dependent waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit 12 together with the vehicle speed or the tire rotation speed detected by the speed detection unit 16.
  • Based on 13 and the calculation unit 14 that calculates the excess frequency with respect to the predetermined threshold from the waveform data in the predetermined speed range and the predetermined time stored in the storage area 13, and the excess frequency with respect to the predetermined threshold calculated by the calculation unit 14.
  • a determination unit 15 for determining the progress state of wear of the tread unit 1 is provided.
  • the wear state detection device 10 may include an air pressure detection unit 17 that detects the air pressure inside the tire or a temperature detection unit 18 that detects the temperature inside the tire. ..
  • other devices such as an input device, an output device, and a display can be appropriately added to the wear state detection device 10.
  • the storage area 13, the calculation unit 14, and the determination unit 15 function as the data processing device 19.
  • the data processing device 19 processes data input from a detection unit represented by the voltage detection unit 12.
  • the data input to the data processing device 19 may be either wired or wireless.
  • the sensor module 20 for acquiring tire information can be used as including at least the element 11 and the voltage detection unit 12.
  • the sensor module 20 can mount the sensors together with the element 11 and the voltage detection unit 12 so as to appropriately include the air pressure detection unit 17 and the temperature detection unit 18.
  • the element 11 is a component of the voltage detection unit 12, and is included in the voltage detection unit 12.
  • the element 11 is not particularly limited as long as it generates a voltage in proportion to the amount of deformation (deformation energy) of the tread portion 1 during tire rotation.
  • a piezoelectric element can be used as such an element 11, for example.
  • the piezoelectric element is arranged so that the element directly or indirectly abuts on the inner surface of the tire, and is configured so that the deformation of the tread portion 1 can be detected by the element.
  • the element indirectly abuts on the inner surface of the tire for example, the element abuts on the inner surface of the tire via the housing of the sensor module 20, or the element is covered with a protective layer made of rubber or the like.
  • deformation of the tread portion 1 can be detected even if another member is interposed between the element and the inner surface of the tire, such as the element coming into contact with the inner surface of the tire via the protective layer.
  • the piezoelectric element since the piezoelectric element has a structure that generates a voltage based on the deformation of the tread portion 1 during tire rotation, noise is less likely to enter and precise detection is possible.
  • the voltage detection unit 12 is a potential sensor that detects the potential difference in the charged element 11. Since the voltage detection unit 12 includes an element 11 that generates a voltage based on the deformation of the tread unit 1 during tire rotation, it is different from the strain sensor that detects strain. Further, the speed detection unit 16 may detect the measurement data (vehicle speed) by the speedometer on the vehicle side, or may detect the tire rotation speed using a sensor capable of detecting the tire rotation speed. Further, a pressure sensor can be used as the air pressure detection unit 17, and a temperature sensor can be used as the temperature detection unit 18.
  • the storage area 13 along with the vehicle speed or tire rotation speed detected by the speed detection unit 16, waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit 12 over time is stored. That is, in the storage area 13, the vehicle speed or the tire rotation speed and the voltage waveform data are associated and integrally stored.
  • the storage area 13 can be configured by an external storage device such as a hard disk, an internal storage device such as a RAM, or a combination thereof.
  • FIG. 2 shows the waveform data stored in the storage area 13.
  • the vertical axis is the voltage [V]
  • the horizontal axis is the elapsed time [ ⁇ s]
  • the waveform data for one rotation of the tire T is shown.
  • the waveform (voltage) reaches a peak (maximum value or minimum value) when the point on the circumference of the tire T is located at the front end of the ground contact and when it is located at the rear end of the ground contact.
  • the waveform data d1 is data when the tire T is new
  • the waveform data d2 is data in a state where the tread portion 1 of the tire T is worn (late stage of wear).
  • the waveform data shown in FIG. 2 shows a typical example, and is not limited to this.
  • FIG. 3 shows waveform data for a predetermined time stored in the storage area 13. That is, the waveform data for a predetermined time includes the waveform data for a plurality of rotations of the tire T.
  • the dotted line in FIG. 3 indicates a predetermined threshold value, and it can be seen that there are a plurality of locations exceeding the predetermined threshold value in the waveform data for the predetermined time.
  • the storage area 13 is detected by the voltage detection unit 12 together with the air pressure and temperature detected by the air pressure detection unit 17 and the temperature detection unit 18.
  • Stores the waveform data of the voltage That is, in the storage area 13, the air pressure, the temperature, and the waveform data of the voltage are linked and stored integrally.
  • the calculation unit 14 calculates the excess frequency with respect to the predetermined threshold value from the waveform data in the predetermined speed range and the predetermined time stored in the storage area 13. Further, the calculation unit 14 can store the waveform data after the calculation in the storage area 13, read the stored waveform data, and execute the calculation.
  • the calculation unit 14 can be configured by, for example, a memory or a CPU.
  • the predetermined speed range is a speed range in which the lower limit is ⁇ 5 km / h from an arbitrary speed [km / h] and the upper limit is + 5 km / h from an arbitrary speed.
  • the arbitrary speed can be set in the range of, for example, 30 km / h to 60 km / h.
  • the predetermined time can be set, for example, in the range of 0.1 [seconds] to 10.0 [seconds].
  • a predetermined threshold value it is possible to set a voltage [V] at which it can be determined that the tread portion 1 is worn based on the above-mentioned predetermined speed range and predetermined time.
  • the predetermined threshold value only one of the upper limit range and / or the lower limit range can be set. Further, for example, it can be appropriately determined based on the tire size.
  • the calculation unit 14 has a waveform based on the air pressure detected by the air pressure detection unit 17 and the temperature detected by the temperature detection unit 18.
  • the data or a predetermined threshold can be corrected.
  • the calculation unit 14 reads out the waveform data or the predetermined threshold value in the predetermined speed range and the predetermined time stored in the storage area 13 and executes the correction, and stores the corrected waveform data or the predetermined threshold value in the storage area 13. Store in.
  • the determination unit 15 determines the progress state of wear of the tread unit 1 based on the frequency of exceeding a predetermined threshold value calculated by the calculation unit 14. At that time, the determination unit 15 reads out the waveform data in the predetermined speed range and the predetermined time from the storage area 13 and executes the determination.
  • the determination result by the determination unit 15 can be displayed on, for example, a display provided in the vehicle.
  • FIG. 4 shows the procedure of the detection method using the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • the voltage detection unit 12 of the wear state detection device 10 detects the voltage generated based on the deformation of the tread portion 1 during the rotation of the tire T. To detect.
  • the storage area 13 stores the time-dependent waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit 12.
  • step S1 the speed detection unit 16 detects the vehicle speed or the tire rotation speed
  • the storage area 13 is the voltage detected by the voltage detection unit 12 together with the vehicle speed or the tire rotation speed detected by the speed detection unit 16.
  • the air pressure detection unit 17 and the temperature detection unit 18 detected the air pressure and temperature, respectively, and the storage area 13 was detected by the voltage detection unit 12 together with the air pressure and temperature detected by the air pressure detection unit 17 and the temperature detection unit 18. Stores voltage waveform data.
  • step S2 the calculation unit 14 of the wear state detection device 10 corrects the voltage waveform data or a predetermined threshold value based on the air pressure and temperature detected by the air pressure detection unit 17 and the temperature detection unit 18.
  • the calculation unit 14 corrects the voltage waveform data so as to be reduced by a predetermined ratio. By making corrections by the calculation unit 14 in this way, it is possible to improve the accuracy of determining the progress state of wear in the tread unit 1.
  • the calculation unit 14 stores the corrected waveform data or a predetermined threshold value in the storage area 13. Since the air pressure inside the tire fluctuates according to the temperature inside the tire, the temperature detected by the temperature detection unit 18 is used to correct the air pressure.
  • step S3 the calculation unit 14 of the wear state detection device 10 calculates the excess frequency with respect to the predetermined threshold value from the waveform data in the predetermined speed range and the predetermined time stored in the storage area 13.
  • the calculation unit 14 masks the waveform data based on a predetermined threshold value and calculates the excess frequency. Specifically, a masking process is performed to extract the portion exceeding a predetermined threshold value, and the number of locations exceeding the predetermined threshold value is counted based on the waveform data (see FIG. 5) after the masking process. The excess frequency can be calculated. Then, the calculation unit 14 stores the waveform data after the calculation in the storage area 13.
  • step S4 the determination unit 15 of the wear state detection device 10 determines the progress state of wear of the tread unit 1 based on the excess frequency with respect to the predetermined threshold value calculated by the calculation unit 14. For example, when the determination criterion of the excess frequency is set to 15 times in advance, the determination unit 15 does not satisfy the determination criterion if the excess frequency in the waveform data at a certain time point is 10 times, and the excess frequency in the waveform data at another time point. If the number is 15 times, it leads to the conclusion that the criterion is satisfied.
  • the determination criterion can be set, for example, as the number of times of exceeding a predetermined threshold value or the ratio of the number of times of exceeding a new product. When the judgment criteria are satisfied in this way, the judgment work is terminated. On the other hand, if the determination criteria are not satisfied, the process returns to step S1.
  • the element 11 that generates a voltage based on the deformation of the tread portion 1 during tire rotation
  • the voltage detection unit 12 that detects the voltage generated by the element 11 over time
  • the vehicle speed or A speed detection unit 16 that detects the tire rotation speed
  • a storage area 13 that stores the voltage over time waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit 12 together with the vehicle speed or the tire rotation speed detected by the speed detection unit 16.
  • a calculation unit 14 that calculates the excess frequency for a predetermined threshold from waveform data in a predetermined speed range and a predetermined time stored in the storage area 13, and a tread unit based on the excess frequency for a predetermined threshold calculated by the calculation unit 14.
  • the determination unit 15 for determining the progress state of wear of 1 Since the determination unit 15 for determining the progress state of wear of 1 is provided, the progress state of wear in the tread portion 1 can be accurately detected. In particular, by using the excess frequency with respect to a predetermined threshold value, the influence of a sudden error can be suppressed without depending on the road surface condition, so that the determination accuracy can be improved.
  • FIG. 6 shows a modified example of the procedure of the detection method using the wear state detection device according to the embodiment of the present invention.
  • the determination unit 15 of the wear state detection device 10 executes determination work at least twice, and finally determines the progress state of wear of the tread unit 1 based on the results of these determination operations.
  • the procedure shown in FIG. 6 is the same as the procedure shown in FIG. 4 up to step S4.
  • the process proceeds to step S5, the voltage detection unit 12 detects the voltage generated by the element 11, and the speed detection unit 16 detects the vehicle speed or the tire rotation speed.
  • the calculation unit 14 corrects the waveform data or a predetermined threshold value based on the air pressure and temperature detected by the air pressure detection unit 17 and the temperature detection unit 18.
  • the calculation unit 14 stores the corrected waveform data or a predetermined threshold value in the storage area 13.
  • the process proceeds to step S7, and the calculation unit 14 calculates the excess frequency with respect to the predetermined threshold value from the waveform data in the predetermined speed range and the predetermined time stored in the storage area 13.
  • the calculation unit 14 stores the waveform data after the calculation in the storage area 13.
  • the process proceeds to step S8, and the determination unit 15 executes the second determination operation. At that time, if any judgment criteria are satisfied, the judgment work is terminated. On the other hand, if the determination criteria are not satisfied, the process returns to step S5.
  • the determination unit 15 executes the second determination operation
  • the first determination operation (steps S1 to S4) and the second determination operation (steps S5 to S8) may be executed on the same day, or The first judgment work and the second judgment work may be executed on different days.
  • the determination unit 15 executes the determination operation at least twice, it is possible to suppress the occurrence of a sudden error in the final determination result, and the accuracy of determining the progress state of wear in the tread unit 1 is accurate. Can be enhanced.
  • the number of times of determination by the determination unit 15 is set to 2 times, but the number of times of determination is not particularly limited, and any number of times can be set as long as it is a plurality of times. Further, in the embodiment of FIG. 6, an example of returning to step S5 when the determination criterion is not satisfied in step S8 is shown, but it may be configured to return to step S1 when the determination criterion is not satisfied in step S8. ..
  • FIG. 7 shows a pneumatic tire (tire T) determined by the wear state detecting device 10 according to the embodiment of the present invention.
  • 8 to 10 show the sensor module 20 or the container 30 attached to the tire T.
  • the arrow Tc indicates the tire circumferential direction
  • the arrow Tw indicates the tire width direction.
  • the tire T includes a tread portion 1 extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions 2 and 2 arranged on both sides of the tread portion 1, and these sidewalls. It is provided with a pair of bead portions 3 and 3 arranged inside the portion 2 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, and is folded back from the inside to the outside of the tire around the bead core 5 arranged in each bead portion 3.
  • a bead filler 6 made of a rubber composition having a triangular cross section is arranged on the outer periphery of the bead core 5.
  • the inner liner layer 9 is arranged in the region between the pair of bead portions 3 and 3 on the inner surface Ts of the tire.
  • the inner liner layer 9 forms the inner surface Ts of the tire.
  • a plurality of belt layers 7 are embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1.
  • These belt layers 7 include a plurality of reinforcing cords that are inclined with respect to the tire circumferential direction, and the reinforcing cords are arranged so as to intersect each other between the layers.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction is set in the range of, for example, 10 ° to 40 °.
  • the reinforcing cord of the belt layer 7 a steel cord is preferably used.
  • At least one layer of the belt cover layer 8 is arranged on the outer peripheral side of the belt layer 7 so that the reinforcing cords are arranged at an angle of, for example, 5 ° or less with respect to the tire circumferential direction for the purpose of improving high-speed durability.
  • the reinforcing cord of the belt cover layer 8 an organic fiber cord such as nylon or aramid is preferably used.
  • the above-mentioned tire internal structure shows a typical example of a pneumatic tire, but is not limited to this.
  • At least one rubber container 30 is fixed in the region corresponding to the tread portion 1 of the tire inner surface Ts of the tire T.
  • the sensor module 20 is inserted into the container 30.
  • the container 30 has an opening 31 into which the sensor module 20 is inserted, and is joined to the tire inner surface Ts via an adhesive layer 32. Since the sensor module 20 is configured to be freely accommodated in the container 30, the sensor module 20 can be replaced as appropriate when the sensor module 20 is replaced or when a failure occurs. Further, since the container 30 is made of rubber, it expands and contracts when the sensor module 20 is taken in and out from the opening 31, which is preferable.
  • Examples of the material of the container 30 include chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), natural rubber (NR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), and the like. It can be used alone or in a blend of two or more. Since these materials are excellent in adhesiveness to butyl rubber constituting the tire inner surface Ts, when the container 30 is made of the above materials, sufficient adhesiveness between the container 30 and the tire inner surface Ts should be ensured. Can be done.
  • the sensor module 20 includes a housing 21 and an electronic component 22.
  • the housing 21 has a hollow structure, and the electronic component 22 is housed inside the housing 21.
  • the electronic component 22 may be configured to appropriately include a transmitter, a receiver, a control circuit, a battery, and the like, together with a sensor 23 for acquiring tire information such as the voltage, speed, air pressure, and temperature of the tire T described above. can.
  • a speed sensor speed detection unit 16
  • a pressure sensor air pressure detection unit 17
  • a temperature sensor temperature detection unit 18
  • the piezoelectric sensor includes an element 11 that generates a voltage based on the deformation of the tread portion 1 during tire rotation.
  • This piezoelectric sensor is different from the piezoelectric type acceleration sensor.
  • the sensor module 20 is configured to be able to transmit the tire information acquired by the sensor 23 to the storage area 13.
  • a knob portion 24 protruding from the housing 21 may be provided, and the knob portion 24 can support the function of the antenna.
  • the internal structure of the sensor module 20 shown in FIG. 10 shows an example of the sensor module, and is not limited to this.
  • the container 30 is joined to the inner surface Ts of the tire via the adhesive layer 32.
  • the container 30 has a plate-shaped base portion 33 joined to the inner surface Ts of the tire, a cylindrical tubular portion 34 protruding from the base portion 33, and a housing portion 35 formed in the tubular portion 34. There is.
  • the housing portion 35 communicates with the circular opening 31.
  • the accommodating portion 35 has a substantially quadrangular cross-sectional shape with the base portion 33 as the bottom surface and the opening portion 31 as the upper surface.
  • the accommodating portion 35 accommodates a columnar sensor module 20 having a tapered upper surface.
  • the shapes of the base portion 33, the cylinder portion 34, and the accommodating portion 35 are not particularly limited, and can be appropriately changed according to the shape of the sensor module 20 inserted into the container 30.
  • the adhesive layer 32 is not particularly limited as long as it can adhere the rubber composition.
  • adhesives and adhesive tapes vulcanized adhesives that are naturally vulcanized (can be vulcanized at room temperature), and puncture repair agents used as an emergency measure when a pneumatic tire is punctured can be exemplified.
  • a vulcanized adhesive as the adhesive layer 32, and it is not necessary to perform the primer treatment necessary for fixing the container with an adhesive tape or the like, and the productivity can be improved.
  • the primer treatment (priming treatment) is performed in advance in order to improve the adhesiveness to the inner surface of the tire.
  • the tire inner surface Ts is provided with at least one rubber container 30 for inserting the sensor module 20, and the container 30 is joined to the tire inner surface Ts via an adhesive layer 32.
  • a sensor because it has a plate-shaped base portion 33, a tubular portion 34 protruding from the base portion 33, an accommodating portion 35 formed in the tubular portion 34, and an opening 31 communicating with the accommodating portion 35. The work of inserting the module 20 into the container 30 is easy, and the sensor module 20 can be securely held by tightening the container 30 to prevent the sensor module 20 from falling off.
  • the container 30 is joined to the tire inner surface Ts via an adhesive layer 32, and the arithmetic mean height Sa is in the range of 0.3 ⁇ m to 15.0 ⁇ m as the roughness of the tire inner surface Ts.
  • the maximum height Sz is preferably in the range of 2.5 ⁇ m to 60.0 ⁇ m.
  • the arithmetic mean height Sa and the maximum height Sz are values measured in accordance with ISO25178, and are measured using a commercially available surface texture measuring machine (for example, a shape analysis laser microscope or a 3D shape measuring machine). can do.
  • the measuring method may be either a contact type or a non-contact type.
  • the container 30 is arranged inside in the tire width direction from the ground contact end.
  • the sensor 23 in the sensor module 20 inserted in the container 30 can accurately acquire tire information.
  • the container 30 should be set to the following dimensions. It is preferable that the width Lc1 of the opening 31 of the container 30 and the inner width Lc2 of the bottom surface of the container 30 satisfy the relationship of Lc1 ⁇ Lc2. By narrowing the width Lc1 of the opening 31 from the inner width Lc2 of the bottom surface of the container 30 in this way, the binding force on the upper surface side of the container 30 is strengthened, and the sensor module 20 inserted in the container 30 is effectively dropped off. Can be prevented. As a result, it is possible to achieve both workability when the sensor module 20 is inserted and holdability of the container 30. The width Lc1 of the opening 31 and the inner width Lc2 of the bottom surface of the container 30 were both measured in a state where the sensor module 20 was not inserted into the container 30.
  • the average thickness of the container 30 is preferably 0.5 mm to 5.0 mm.
  • the average thickness of the container 30 is thinner than 0.5 mm, the container 30 is likely to break when the sensor module 20 is inserted, and if the average thickness of the container 30 is thicker than 5.0 mm, the rigidity of the container 30 becomes excessive. It becomes large and the sensor module 20 cannot be easily inserted.
  • the average thickness of the container 30 is a measurement of the thickness of the rubber constituting the container 30.
  • the width Lc1 of the opening 31 of the container 30 and the maximum width Lsm of the sensor module 20 inserted into the container 30 preferably satisfy the relationship of 0.10 ⁇ Lc1 / Lsm ⁇ 0.95, and 0.15 ⁇ Lc1. It is more preferable to satisfy the relationship of / Lsm ⁇ 0.80, and most preferably to satisfy the relationship of 0.15 ⁇ Lc1 / Lsm ⁇ 0.65.
  • the maximum width Lsm corresponds to the width Ls2 of the lower surface.
  • the width Lc1 of the opening 31 of the container 30, the inner width Lc2 of the bottom surface of the container 30, the width Ls1 of the upper surface of the sensor module 20 and the width Ls2 of the lower surface of the sensor module 20 have a relationship of Lc1 ⁇ Ls1 ⁇ Ls2 ⁇ Lc2. It is preferable to meet. Further, it is more preferable that the upper surface of the sensor module 20 is formed in a tapered shape and satisfies the relationship of Ls1 ⁇ Ls2. By appropriately setting the widths of the container 30 and the sensor module 20 in this way, it is possible to effectively prevent the sensor module 20 from falling off. Further, the sensor module 20 may adopt a form in which the diameter gradually decreases from the upper surface to the lower surface. In this case, it is preferable to satisfy the relationship of Ls2 ⁇ Ls1 and Ls2 ⁇ Lc2 and Lc1 ⁇ Ls1.
  • the ratio of the height Hc of the container 30 in the state where the sensor module 20 is inserted to the height (maximum height) Hs of the sensor module 20 is preferably in the range of 0.5 to 1.5, and is 0. It is more preferably in the range of .6 to 1.3, and most preferably in the range of 0.7 to 1.0.
  • the height Hs of the sensor module 20 is the height including the knob portion 24 when the sensor module 20 is provided with the knob portion 24 (see FIG. 10).
  • the height Hc of the container 30 does not include the height of the base 33, but is the height of the tubular portion 34 (see FIG. 10).
  • the rubber constituting the container 30 should have the following physical characteristics.
  • the elongation at break EB is preferably 50% to 900%, and the modulus (M300) at the time of expansion of 300% is preferably 2 MPa to 15 MPa.
  • an element that generates a voltage based on the deformation of the tread portion during tire rotation an element that generates a voltage based on the deformation of the tread portion during tire rotation, a voltage detection unit that detects the voltage generated by the element over time, and a vehicle speed or a tire rotation speed are detected.
  • a speed detection unit a storage area for storing the temporal waveform data of the voltage detected by the voltage detection unit together with the vehicle speed or the tire rotation speed detected by the speed detection unit, and a predetermined speed range stored in the storage area. It also includes a calculation unit that calculates the excess frequency for a predetermined threshold from waveform data at a predetermined time, and a determination unit that determines the progress state of wear of the tread portion based on the excess frequency for the predetermined threshold calculated by the calculation unit.
  • the sensor module including the element and the voltage detector is fixed to the inner surface of the tire via a container accommodating the sensor module, and the container has an opening into which the sensor module is inserted, with respect to the maximum width Lsm of the sensor module.
  • the tires of Examples 1 to 6 in which the ratio of the width Lc1 of the opening (Lc1 / Lsm) was set as shown in Table 1 were manufactured.
  • Wear detection performance For each test tire, the progress state of wear of the tread portion was determined by a wear state detection device. For example, in the tire of Example 1, waveform data in a predetermined speed range and a predetermined time as shown in FIG. 11 was obtained. As shown in the figure, as the wear of the tread portion progresses in the new product A and the late wear B (the ratio of the groove depth in the late wear to the groove depth in the new product decreases), a predetermined threshold value (in the figure). It was confirmed that the frequency of excess with respect to the dotted line) increased. That is, a correlation was found between the frequency of exceeding a predetermined threshold value and the progress of wear of the tread portion. When there was a similar correlation in Examples 2 to 6, it was shown as "good" in Table 1.
  • Tread part 2 sidewall part 3 bead part 10 wear state detection device 11 element 12 voltage detection unit 13 storage area 14 calculation unit 15 judgment unit 16 speed detection unit 17 air pressure detection unit 18 temperature detection unit 20 sensor module 30 container Ts tire Surface CL tire centerline

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Abstract

空気入りタイヤのトレッド部における摩耗の進行状態を正確に検知することを可能にした摩耗状態検知装置を提供する。摩耗状態検知装置１０は、タイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて電圧を発生させる素子１１と、素子１１により生じた電圧を検出する電圧検出部１２と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部１６と、速度検出部１６により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧検出部１２により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域１３と、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部１４と、演算部１４により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部の摩耗の進行状態を判定する判定部１５とを備える。

Description

摩耗状態検知装置
　本発明は、摩耗状態検知装置に関し、更に詳しくは、空気入りタイヤのトレッド部における摩耗の進行状態を正確に検知することを可能にした摩耗状態検知装置に関する。
　空気入りタイヤに対して加速度センサを設置して加速度を測定し、その測定結果に基づいてタイヤの摩耗状態を評価することが行われている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような加速度センサに基づく測定結果にはノイズ（電気信号の乱れ等）が多く含まれることから、タイヤの摩耗状態を正確に評価するにあたって、測定データの補正やマスキング等の付加作業が増え、評価方法が煩雑になるという問題がある。
日本国特開２００９－１８６６７号公報
　本発明の目的は、空気入りタイヤのトレッド部における摩耗の進行状態を正確に検知することを可能にした摩耗状態検知装置を提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の摩耗状態検知装置は、タイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて電圧を発生させる素子と、該素子により生じた電圧を検出する電圧検出部と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部と、該速度検出部により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に前記電圧検出部により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域と、該記憶領域に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における前記波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部と、該演算部により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいて前記トレッド部の摩耗の進行状態を判定する判定部とを備えることを特徴とするものである。
　本発明者は、タイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて素子が発生させる電圧はノイズが少なく、計測及び解析が可能であると共に、そのような電圧はトレッド部における摩耗状態を判断するための有効な指標になることを知見し、本発明に至ったのである。
　即ち、本発明では、タイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて電圧を発生させる素子と、素子により生じた電圧を経時的に検出する電圧検出部と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部と、速度検出部により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧検出部により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域と、記憶領域に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部と、演算部により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部の摩耗の進行状態を判定する判定部とを備えているので、トレッド部における摩耗の進行状態を正確に検知することができる。特に、所定の閾値に対する超過頻度を利用することで、路面状態に依存することがなく、突発的なエラーによる影響を抑制することができるため、判定精度の向上に繋がる。
　本発明の摩耗状態検知装置において、タイヤ内部の空気圧を検出する空気圧検出部を有し、演算部は空気圧検出部により検出された空気圧に基づいて波形データ又は所定の閾値を補正することが好ましい。これにより、トレッド部における摩耗の進行状態の判定精度を高めることができる。
　判定部は少なくとも２回の判定作業を実行し、これら判定作業の結果に基づいてトレッド部の摩耗の進行状態を最終的に判定することが好ましい。これにより、最終的な判定結果における突発的なエラーの発生を抑制することができ、トレッド部における摩耗の進行状態の判定精度を高めることができる。
　少なくとも素子及び電圧検出部を含むセンサモジュールはセンサモジュールが挿入されるコンテナを介してタイヤ内表面に固定されていると良い。
　コンテナはタイヤ内表面に対して接着層を介して接合され、タイヤ内表面の粗さとして、算術平均高さＳａが０．３μｍ～１５．０μｍの範囲であると共に、最大高さＳｚが２．５μｍ～６０．０μｍの範囲であることが好ましい。これにより、タイヤ内表面と接着層との接着面積を大きくすることができ、タイヤ内表面とコンテナとの接着性を効果的に改善することができる。タイヤ内表面の粗さは、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定されるものである。算術平均高さＳａは、表面の平均面に対して各点の高さの差の絶対値の平均であり、最大高さＳｚは、表面の最も高い点から最も低い点までの高さ方向の距離である。
　コンテナの開口部の幅Ｌｃ１とコンテナの底面の内幅Ｌｃ２とはＬｃ１＜Ｌｃ２の関係を満たすことが好ましい。これにより、開口部の幅Ｌｃ１が相対的に小さくなるので、コンテナに収容されたセンサモジュールの脱落を防止することができ、センサモジュールの挿入時の作業性とコンテナの保持性を両立することができる。
　コンテナの開口部の幅Ｌｃ１とセンサモジュールの最大幅Ｌｓｍとは０．１０≦Ｌｃ１／Ｌｓｍ≦０．９５の関係を満たすことが好ましい。センサモジュールの最大幅Ｌｓｍに対する開口部の幅Ｌｃ１の比を適度に設定することで、センサモジュールの脱落を効果的に防止することができ、センサモジュールの挿入時の作業性とコンテナの保持性を改善することができる。
　コンテナの開口部の幅Ｌｃ１とコンテナの底面の内幅Ｌｃ２とセンサモジュールの上面の幅Ｌｓ１とセンサモジュールの下面の幅Ｌｓ２とはＬｃ１＜Ｌｓ１≦Ｌｓ２≦Ｌｃ２の関係を満たすことが好ましい。コンテナとセンサモジュールの各幅を適度に設定することで、センサモジュールの脱落を効果的に防止することができる。
　コンテナの平均厚さは０．５ｍｍ～５．０ｍｍであることが好ましい。これにより、センサモジュールの挿入時の作業性とコンテナの保持性とコンテナの耐破断性とをバランス良く改善することができる。
　センサモジュールの高さＨｓに対するセンサモジュールが挿入された状態におけるコンテナの高さＨｃの比は０．５～１．５の範囲であることが好ましい。これにより、センサモジュールの脱落を効果的に防止することができる。
　コンテナを構成するゴムの破断伸びＥＢは５０％～９００％であり、コンテナを構成するゴムの３００％伸張時のモジュラスは２ＭＰａ～１５ＭＰａであることが好ましい。これにより、センサモジュールの挿入時の作業性及びコンテナの保持性とコンテナの耐破断性とをバランス良く改善することができる。なお、コンテナを構成するゴムの破断伸び及び３００％伸張時のモジュラスは、ＪＩＳ－Ｋ６２５１に準拠して測定したものである。
　コンテナは接地端よりタイヤ幅方向内側に配置されていることが好ましい。これにより、コンテナに挿入されたセンサモジュールがタイヤ情報を正確に取得することができる。
　上記素子は圧電素子であることが好ましい。圧電素子はタイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて電圧を発生させる構造であるので、加速度センサ等に比べて、ノイズが入りにくくなり、精密な検知が可能である。
　本発明において、接地端とは、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軸方向の端部である。「正規リム」とは、タイヤが基づいてい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”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいてい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　ＬＯＡＤ　ＬＩＭＩＴＳ　ＡＴ　ＶＡＲＩＯＵＳ　ＣＯＬＤ　ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には２５０ｋＰａとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいてい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　ＬＯＡＤ　ＬＩＭＩＴＳ　ＡＴ　ＶＡＲＩＯＵＳ　ＣＯＬＤ　ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ　ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車である場合には前記荷重の８０％に相当する荷重とする。
図１は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置の一例を示す説明図である。 図２は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置の記憶領域に記憶された波形データの一例を示すグラフである。 図３は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置の記憶領域に記憶された所定時間分の波形データの一例を示すグラフである。 図４は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置を用いた検知方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は図３の波形データにおける演算部によるマスキング処理後のグラフである。 図６は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置を用いた検知方法の手順の変形例を示すフローチャートである。 図７は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置により摩耗状態が判定される空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図８は図７の空気入りタイヤに取り付けられたコンテナを示す平面図である。 図９は図７のコンテナにセンサモジュールが挿入された状態を示す斜視断面図である。 図１０は図７のコンテナにセンサモジュールが挿入された状態を示す断面図である。 図１１は実施例１の空気入りタイヤにおける複数の時点での波形データを示すグラフである。
　以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置を示すものである。
　摩耗状態検知装置１０は、タイヤＴ（例えば、図７参照）のトレッド部１における摩耗の進行状態を検知するにあたり、タイヤ回転中のトレッド部１の変形に基づく電圧と車両速度又はタイヤ回転速度とを検出し、検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧の経時的な波形データを記憶する。そして、摩耗状態検知装置１０は、所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算し、演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてタイヤＴのトレッド部１における摩耗の進行状態を判定する。これにより、検知対象となるタイヤＴのトレッド部１における摩耗の進行状態を検知することができる。
　図１に示すように、摩耗状態検知装置１０は、タイヤ回転中のトレッド部１の変形に基づいて電圧を発生させる素子１１と、この素子１１により生じた電圧を検出する電圧検出部１２と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部１６と、速度検出部１６により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧検出部１２により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域１３と、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部１４と、演算部１４により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部１の摩耗の進行状態を判定する判定部１５とを備える。
　摩耗状態検知装置１０は、電圧検出部１２及び速度検出部１６の他に、タイヤ内部の空気圧を検出する空気圧検出部１７又はタイヤ内部の温度を検出する温度検出部１８を有していても良い。また、摩耗状態検知装置１０には、他にも入力装置や出力装置、ディスプレイ等の装置を適宜付加することができる。
　摩耗状態検知装置１０において、記憶領域１３、演算部１４及び判定部１５は、データ処理装置１９として機能する。このデータ処理装置１９は、電圧検出部１２を代表とする検出部から入力されるデータを処理する。データ処理装置１９へのデータ入力は有線又は無線のいずれによるものであっても良い。
　また、摩耗状態検知装置１０において、少なくとも素子１１と電圧検出部１２とを含むものとしてタイヤ情報を取得するためのセンサモジュール２０を用いることができる。センサモジュール２０は、素子１１及び電圧検出部１２と共に、空気圧検出部１７と温度検出部１８とを適宜含むようにセンサ類を搭載することができる。
　素子１１は、電圧検出部１２の構成部品であり、電圧検出部１２に含まれる。素子１１は、タイヤ回転中におけるトレッド部１の変形量（変形エネルギー）に比例して電圧を発生させるものであれば、特に限定されるものではない。このような素子１１として、例えば、圧電素子を用いることができる。この圧電素子は、素子がタイヤ内表面に直接的又は間接的に当接するように配置され、該素子によりトレッド部１の変形を検知できるように構成されている。素子がタイヤ内表面に間接的に当接するとは、例えば、素子がセンサモジュール２０の筐体を介してタイヤ内表面に当接する、或いは、素子がゴム等からなる保護層に覆われていて該素子が保護層を介してタイヤ内表面に当接する等、素子とタイヤ内表面との間に他の部材が介在していてもトレッド部１の変形を検知可能であることを意味する。このように圧電素子はタイヤ回転中のトレッド部１の変形に基づいて電圧を発生させる構造であるので、ノイズが入りにくく、精密な検知が可能である。
　電圧検出部１２は、帯電した素子１１における電位差を検出する電位センサである。電圧検出部１２は、タイヤ回転中のトレッド部１の変形に基づいて電圧を発生させる素子１１を含むので、ひずみを検知するひずみセンサとは異なるものである。また、速度検出部１６は、車両側の速度計による測定データ（車両速度）を検出しても良く、或いはタイヤ回転速度を検出可能なセンサを用いてタイヤ回転速度を検出しても良い。更に、空気圧検出部１７として圧力センサ、温度検出部１８として温度センサを用いることができる。
　記憶領域１３には、速度検出部１６により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に、電圧検出部１２により検出された電圧の経時的な波形データが記憶される。即ち、記憶領域１３には、車両速度又はタイヤ回転速度と電圧の波形データとが紐付けられて一体的に記憶される。ここで、記憶領域１３は、ハードディスク等の外部記憶装置やＲＡＭ等の内部記憶装置、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
　図２は、記憶領域１３に記憶された波形データを示すものである。図２において、縦軸は電圧［Ｖ］であり、横軸は経過時間［μｓ］であり、タイヤＴの１回転分の波形データが示されている。タイヤＴが１回転する間に、タイヤＴの周上の点が接地前端に位置したとき及び接地後端に位置したときに波形（電圧）がピーク（最大値又は最小値）を迎える。また、波形データｄ１はタイヤＴの新品時のデータであり、波形データｄ２はタイヤＴのトレッド部１の摩耗が進行した状態（摩耗後期）のデータである。即ち、タイヤＴのトレッド部１の摩耗が進行すると、接地前端に位置したとき及び接地後端に位置したときの電圧のピーク値が大きくなる傾向がある。なお、図２に示す波形データでは代表的な例を示すものであり、これに限定されるものではない。
　図３は記憶領域１３に記憶された所定時間分の波形データを示すものである。即ち、所定時間分の波形データは、タイヤＴの複数回転分の波形データを含むものである。図３の点線は所定の閾値を示しており、所定時間分の波形データにおいて所定の閾値を超えた箇所が複数箇所あることが分かる。
　また、摩耗状態検知装置１０が空気圧検出部１７及び温度検出部１８を有する場合、記憶領域１３は、空気圧検出部１７及び温度検出部１８により検出された空気圧及び温度と共に電圧検出部１２により検出された電圧の波形データを記憶する。即ち、記憶領域１３には、空気圧及び温度と電圧の波形データとが紐付けられて一体的に記憶される。
　演算部１４は、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する。また、演算部１４は、記憶領域１３に演算後の波形データを格納し、更に格納した波形データを読み出して演算を実行することができる。演算部１４は、例えば、メモリ又はＣＰＵにより構成することができる。
　ここで、所定の速度範囲とは、任意の速度［ｋｍ／ｈ］から－５ｋｍ／ｈを下限とし、任意の速度から＋５ｋｍ／ｈを上限とする速度範囲である。任意の速度としては、例えば、３０ｋｍ／ｈ～６０ｋｍ／ｈの範囲内で設定することができる。また、所定時間としては、例えば、０．１［秒］～１０．０［秒］の範囲内で設定することができる。更に、所定の閾値として、上述した所定の速度範囲及び所定時間に基づいてトレッド部１が摩耗していると判断可能な電圧［Ｖ］に設定することができる。所定の閾値は、上限範囲及び下限範囲の両方又はいずれか一方のみを設定することができる。更に、例えば、タイヤサイズに基づいて適宜定めることができる。
　また、演算部１４は、摩耗状態検知装置１０が空気圧検出部１７及び温度検出部１８を有する場合、空気圧検出部１７により検出された空気圧及び温度検出部１８により検出された温度に基づいて、波形データ又は所定の閾値を補正することができる。その際、演算部１４は、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データ又は所定の閾値を読み出して補正を実行し、補正後の波形データ又は所定の閾値を記憶領域１３に格納する。
　判定部１５は、演算部１４により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部１の摩耗の進行状態を判定する。その際、判定部１５は、記憶領域１３から所定の速度範囲及び所定時間における波形データを読み出して判定を実行する。なお、判定部１５による判定結果は、例えば、車両に設けられたディスプレイに表示することができる。
　図４は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置を用いた検知方法の手順を示すものである。タイヤＴのトレッド部１における摩耗の進行状態を検知するにあたり、ステップＳ１において、摩耗状態検知装置１０の電圧検出部１２は、タイヤＴの回転中におけるトレッド部１の変形に基づいて発生した電圧を検出する。その際、記憶領域１３は、電圧検出部１２により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する。
　更に、ステップＳ１において、速度検出部１６は車両速度又はタイヤ回転速度を検出し、記憶領域１３は、速度検出部１６により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧検出部１２により検出された電圧の波形データを記憶する。また、空気圧検出部１７及び温度検出部１８はそれぞれ空気圧及び温度を検出し、記憶領域１３は、空気圧検出部１７及び温度検出部１８により検出された空気圧及び温度と共に電圧検出部１２により検出された電圧の波形データを記憶する。
　次にステップＳ２へ進み、摩耗状態検知装置１０の演算部１４は、空気圧検出部１７及び温度検出部１８により検出された空気圧及び温度に基づいて、電圧の波形データ又は所定の閾値を補正する。その際、演算部１４の補正作業として、例えば、空気圧検出部１７により検出された空気圧が比較的低い場合、タイヤ全体の変化量が増える傾向にあるため、結果的に波形データも全体的に大きくなる傾向がある。そのため、演算部１４は電圧の波形データを所定の比率で減じるように補正する。このように演算部１４が補正することにより、トレッド部１における摩耗の進行状態の判定精度を高めることができる。そして、演算部１４は補正後の波形データ又は所定の閾値を記憶領域１３に格納する。なお、タイヤ内部の空気圧はタイヤ内部の温度に応じて変動するので、温度検出部１８により検出された温度は空気圧に対する補正に用いられる。
　次にステップＳ３へ進み、摩耗状態検知装置１０の演算部１４は、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する。その際、演算部１４は、所定の閾値に基づいて波形データをマスキングし、超過頻度を算出する。具体的には、所定の閾値を超えた分を抽出するマスキング処理を行い、そのマスキング処理後の波形データ（図５参照）に基づいて、所定の閾値を超えた箇所の数をカウントすることにより超過頻度を算出することができる。そして、演算部１４は演算後の波形データを記憶領域１３に格納する。
　次にステップＳ４へ進み、摩耗状態検知装置１０の判定部１５は、演算部１４により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部１の摩耗の進行状態を判定する。例えば、超過頻度の判定基準を１５回に予め設定した場合、判定部１５は、ある時点の波形データにおける超過頻度が１０回であれば判定基準を満たさず、他の時点の波形データにおける超過頻度が１５回であれば判定基準を満たすという結論を導く。判定基準は、例えば、所定の閾値に対する超過回数、或いは新品時の超過回数に対する比率として設定することができる。このようにして判定基準を満たす場合は判定作業を終了する。一方、判定基準を満たさない場合はステップＳ１に戻る。
　上述した摩耗状態検知装置１０では、タイヤ回転中のトレッド部１の変形に基づいて電圧を発生させる素子１１と、素子１１により生じた電圧を経時的に検出する電圧検出部１２と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部１６と、速度検出部１６により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧検出部１２により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域１３と、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部１４と、演算部１４により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部１の摩耗の進行状態を判定する判定部１５とを備えているので、トレッド部１における摩耗の進行状態を正確に検知することができる。特に、所定の閾値に対する超過頻度を利用することで、路面状態に依存することがなく、突発的なエラーによる影響を抑制することができるので判定精度を高めることができる。
　図６は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置を用いた検知方法の手順の変形例を示すものである。図６において、摩耗状態検知装置１０の判定部１５は、少なくとも２回の判定作業を実行し、これら判定作業の結果に基づいてトレッド部１の摩耗の進行状態を最終的に判定する。図６に示す手順は図４に示す手順とステップＳ４まで同じである。ステップＳ４に次いでステップＳ５へ進み、電圧検出部１２は素子１１により発生した電圧を検出し、速度検出部１６は車両速度又はタイヤ回転速度を検出する。次にステップＳ６へ進み、演算部１４は、空気圧検出部１７及び温度検出部１８により検出された空気圧及び温度に基づいて波形データ又は所定の閾値を補正する。そして、演算部１４は補正後の波形データ又は所定の閾値を記憶領域１３に格納する。次にステップＳ７へ進み、演算部１４は、記憶領域１３に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する。そして、演算部１４は演算後の波形データを記憶領域１３に格納する。次にステップＳ８へ進み、判定部１５は、２回目の判定作業を実行する。その際、任意の判定基準を満たす場合は判定作業を終了する。一方、判定基準を満たさない場合はステップＳ５に戻る。ここで、判定部１５が２回目の判定作業を実行するにあたって、１回目の判定作業（ステップＳ１～Ｓ４）と２回目の判定作業（ステップＳ５～Ｓ８）を同日に実行しても良く、或いは１回目の判定作業と２回目の判定作業を別日にして実行しても良い。
　上述したように判定部１５が少なくとも２回の判定作業を実行することで、最終的な判定結果における突発的なエラーの発生を抑制することができ、トレッド部１における摩耗の進行状態の判定精度を高めることができる。
　なお、図６の実施形態では、判定部１５による判定回数を２回とした例を示したが、特に限定されるものではなく、複数回であれば任意の回数に設定することができる。また、図６の実施形態では、ステップＳ８において判定基準を満たさない場合はステップＳ５に戻る例を示したが、ステップＳ８において判定基準を満たさない場合はステップＳ１に戻るように構成しても良い。
　図７は本発明の実施形態からなる摩耗状態検知装置１０により判定される空気入りタイヤ（タイヤＴ）を示すものである。図８～図１０はタイヤＴに取り付けられたセンサモジュール２０又はコンテナ３０を示すものである。なお、図８及び図１０において、矢印Ｔｃはタイヤ周方向、矢印Ｔｗはタイヤ幅方向を示している。
　図７に示すように、タイヤＴは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部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とを備えている。
　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の外周上には断面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。そして、タイヤ内表面Ｔｓにおける一対のビード部３，３間の領域にはインナーライナー層９が配置されている。このインナーライナー層９はタイヤ内表面Ｔｓをなす。
　一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周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の外周側には、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。
　タイヤＴのタイヤ内表面Ｔｓのトレッド部１に対応する領域には、少なくとも１つのゴム製のコンテナ３０が固定されている。コンテナ３０にはセンサモジュール２０が挿入される。コンテナ３０は、センサモジュール２０が挿入される開口部３１を有しており、接着層３２を介してタイヤ内表面Ｔｓに接合されている。センサモジュール２０はコンテナ３０に対して収容自在に構成されているので、センサモジュール２０の交換時期や故障時等に適宜交換することができる。また、コンテナ３０がゴム製であることで、開口部３１からセンサモジュール２０を出し入れする際に伸び縮みするので好適である。
　コンテナ３０の材料として、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができ、単独又は二種以上を混合したブレンド体を用いることができる。これらの材料はタイヤ内表面Ｔｓを構成するブチルゴムとの接着性に優れているので、コンテナ３０が上記材料から構成された場合、コンテナ３０とタイヤ内表面Ｔｓとの十分な接着性を確保することができる。
　センサモジュール２０は、図１０に示すように、筐体２１と電子部品２２とを含むものである。筐体２１は中空構造を有し、その内部に電子部品２２を収容する。電子部品２２は、タイヤＴにおける上述した電圧や速度、空気圧、温度等のタイヤ情報を取得するためのセンサ２３と共に、送信機、受信機、制御回路及びバッテリー等を適宜含むように構成することができる。センサ２３として、例えば、圧電センサ（素子１１及び電圧検出部１２）と共に、速度センサ（速度検出部１６）、圧力センサ（空気圧検出部１７）又は温度センサ（温度検出部１８）を用いることができる。特に、圧電センサには、タイヤ回転中のトレッド部１の変形に基づいて電圧を発生させる素子１１が含まれる。この圧電センサは、圧電型の加速度センサとは異なるものである。上述した各種センサ以外に、加速度センサや磁気センサを用いることも可能である。また、センサモジュール２０は、センサ２３により取得されたタイヤ情報を記憶領域１３に送信可能に構成されている。更に、センサモジュール２０を把持し易くするため、筐体２１から突出したつまみ部２４を設けても良く、このつまみ部２４にアンテナの機能を担持させることができる。なお、図１０に示すセンサモジュール２０の内部構造はセンサモジュールの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。
　コンテナ３０は、接着層３２を介してタイヤ内表面Ｔｓに接合されている。コンテナ３０は、タイヤ内表面Ｔｓに対して接合された板状の基部３３と、基部３３から突出した円筒状の筒部３４と、筒部３４内に形成された収容部３５とを有している。この収容部３５は円形の開口部３１に連通している。このように収容部３５は、基部３３を底面とし、開口部３１を上面とした略四角形の断面形状を有している。収容部３５には、上面がテーパ状に形成された円柱状のセンサモジュール２０が収容されている。なお、基部３３、筒部３４及び収容部３５の形状は、特に限定されるものではなく、コンテナ３０に挿入されるセンサモジュール２０の形状に応じて適宜変更することができる。
　接着層３２は、特に限定されるものではなく、ゴム組成物を接着することができるものであれば良い。例えば、接着剤や粘着テープ、自然加硫する（常温で加硫可能な）加硫接着剤、空気入りタイヤがパンクした場合の応急処置として用いられるパンク修理剤を例示することができる。特に、接着層３２として加硫接着剤を用いることが好ましく、粘着テープ等を用いてコンテナを固定する場合に必要なプライマー処理を行わずに済み、生産性を向上させることができる。なお、プライマー処理（下塗り処理）とは、タイヤ内表面に対して接着性を向上させるために予め施すものである。
　上述した空気入りタイヤでは、タイヤ内表面Ｔｓに、センサモジュール２０を挿入するための少なくとも一つのゴム製のコンテナ３０を備え、コンテナ３０は、タイヤ内表面Ｔｓに対して接着層３２を介して接合された板状の基部３３と、基部３３から突出した筒部３４と、筒部３４内に形成された収容部３５と、収容部３５に連通する開口部３１とを有しているので、センサモジュール２０をコンテナ３０に挿入する際の作業が容易であると共に、コンテナ３０の締め付けによりセンサモジュール２０を確実に保持し、センサモジュール２０の脱落を防止することができる。
　上記空気入りタイヤにおいて、コンテナ３０はタイヤ内表面Ｔｓに対して接着層３２を介して接合され、タイヤ内表面Ｔｓの粗さとして、算術平均高さＳａが０．３μｍ～１５．０μｍの範囲であると共に、最大高さＳｚが２．５μｍ～６０．０μｍの範囲であることが好ましい。このようにタイヤ内表面Ｔｓの粗さとして算術平均高さＳａと最大高さＳｚを適度に設定することで、タイヤ内表面Ｔｓと接着層３２との接着面積を大きくすることができ、タイヤ内表面Ｔｓとコンテナ３０との接着性を効果的に改善することができる。算術平均高さＳａが１５．０μｍを超えると共に、最大高さＳｚが６０．０μｍを超えると、接着層３２がタイヤ内表面Ｔｓの凹凸に追従することができず、接着性が低下する傾向がある。なお、算術平均高さＳａ及び最大高さＳｚは、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定される値であり、市販の表面性状測定機（例えば、形状解析レーザー顕微鏡や３Ｄ形状測定機）を利用して測定することができる。測定方法は接触式と非接触式のいずれであっても良い。
　図７及び図９において、コンテナ３０は接地端よりタイヤ幅方向内側に配置されている。コンテナ３０に挿入されたセンサモジュール２０内のセンサ２３がタイヤ情報を正確に取得することができる。
　上記空気入りタイヤにおいて、コンテナ３０は以下のような寸法に設定すると良い。コンテナ３０の開口部３１の幅Ｌｃ１と、コンテナ３０の底面の内幅Ｌｃ２とはＬｃ１＜Ｌｃ２の関係を満たすことが好ましい。このようにコンテナ３０の底面の内幅Ｌｃ２より開口部３１の幅Ｌｃ１を狭くすることで、コンテナ３０の上面側の拘束力を強くし、コンテナ３０に挿入されたセンサモジュール２０の脱落を効果的に防止することができる。これにより、センサモジュール２０の挿入時の作業性とコンテナ３０の保持性を両立することができる。なお、コンテナ３０における開口部３１の幅Ｌｃ１及び底面の内幅Ｌｃ２は、いずれもコンテナ３０にセンサモジュール２０が挿入されていない状態で測定されたものである。
　また、コンテナ３０の平均厚さは０．５ｍｍ～５．０ｍｍであることが好ましい。このようにコンテナ３０の平均厚さを適度に設定することで、センサモジュール２０の挿入時の作業性とコンテナ３０の保持性とコンテナ３０の耐破断性とをバランス良く改善することができる。ここで、コンテナ３０の平均厚さが０．５ｍｍより薄くなるとセンサモジュール２０の挿入時にコンテナ３０が破断し易くなり、コンテナ３０の平均厚さが５．０ｍｍより厚くなるとコンテナ３０の剛性が過度に大きくなり、センサモジュール２０を容易に挿入することができない。なお、コンテナ３０の平均厚さは、コンテナ３０を構成するゴムの厚さを測定したものである。
　特に、コンテナ３０とセンサモジュール２０とは以下の寸法の関係を満たすことが望ましい。コンテナ３０の開口部３１の幅Ｌｃ１と、コンテナ３０に挿入されるセンサモジュール２０の最大幅Ｌｓｍとは０．１０≦Ｌｃ１／Ｌｓｍ≦０．９５の関係を満たすことが好ましく、０．１５≦Ｌｃ１／Ｌｓｍ≦０．８０の関係を満たすことがより好ましく、０．１５≦Ｌｃ１／Ｌｓｍ≦０．６５の関係を満たすことが最も好ましい。このようにセンサモジュール２０の最大幅Ｌｓｍに対するコンテナ３０の開口部３１の幅Ｌｃ１の比を適度に設定することで、センサモジュール２０の脱落を効果的に防止することができ、センサモジュール２０の挿入時の作業性とコンテナ３０の保持性を改善することができる。なお、図１０のセンサモジュール２０において、最大幅Ｌｓｍは下面の幅Ｌｓ２に相当する。
　また、コンテナ３０の開口部３１の幅Ｌｃ１とコンテナ３０の底面の内幅Ｌｃ２とセンサモジュール２０の上面の幅Ｌｓ１とセンサモジュール２０の下面の幅Ｌｓ２とはＬｃ１＜Ｌｓ１≦Ｌｓ２≦Ｌｃ２の関係を満たすことが好ましい。更に、センサモジュール２０の上面がテーパ状に形成されていて、Ｌｓ１＜Ｌｓ２の関係を満たすことがより好ましい。このようにコンテナ３０とセンサモジュール２０の各幅を適度に設定することで、センサモジュール２０の脱落を効果的に防止することができる。また、センサモジュール２０において、その上面から下面に向かって徐々に径が小さくなる形態を採用することもできる。この場合、Ｌｓ２＜Ｌｓ１かつＬｓ２≦Ｌｃ２かつＬｃ１＜Ｌｓ１の関係を満たすことが好ましい。
　更に、センサモジュール２０の高さ（最大高さ）Ｈｓに対するセンサモジュール２０が挿入された状態におけるコンテナ３０の高さＨｃの比は、０．５～１．５の範囲であることが好ましく、０．６～１．３の範囲であることがより好ましく、０．７～１．０の範囲であることが最も好ましい。このようにセンサモジュール２０の高さＨｓに対するコンテナ３０の高さＨｃの比を適度に設定することで、センサモジュール２０の脱落を効果的に防止することができる。なお、センサモジュール２０の高さＨｓは、センサモジュール２０につまみ部２４が設けられている場合、つまみ部２４を含む高さである（図１０参照）。また、コンテナ３０の高さＨｃは、基部３３の高さを含まず、筒部３４の高さである（図１０参照）。
　上記空気入りタイヤにおいて、コンテナ３０を構成するゴムは以下の物性を有すると良い。破断伸びＥＢは５０％～９００％であり、３００％伸張時のモジュラス（Ｍ３００）は２ＭＰａ～１５ＭＰａであることが好ましい。このように破断伸びＥＢ及びモジュラス（Ｍ３００）を適度に設定することで、センサモジュール２０の挿入時の作業性及びコンテナ３０の保持性とコンテナ３０の耐破断性とをバランス良く改善することができる。
　タイヤサイズ２７５／４０Ｒ２１で、タイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて電圧を発生させる素子と、素子により生じた電圧を経時的に検出する電圧検出部と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部と、速度検出部により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に電圧検出部により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域と、記憶領域に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部と、演算部により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいてトレッド部の摩耗の進行状態を判定する判定部とを備え、素子及び電圧検出部を含むセンサモジュールがセンサモジュールを収容するコンテナを介してタイヤ内表面に固定され、コンテナはセンサモジュールが挿入される開口部を有しており、センサモジュールの最大幅Ｌｓｍに対する開口部の幅Ｌｃ１の比（Ｌｃ１／Ｌｓｍ）を表１のように設定した実施例１～６のタイヤを製作した。
　これら試験タイヤについて、下記試験方法により、摩耗検知性能、センサモジュールの挿入時の作業性及び耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
　摩耗検知性能：
　各試験タイヤについて、摩耗状態検知装置によりトレッド部の摩耗の進行状態を判定した。例えば、実施例１のタイヤにおいて、図１１に示すような所定の速度範囲及び所定時間における波形データが得られた。図示のように、新品時Ａと摩耗後期Ｂにおいて、トレッド部の摩耗が進行する（新品時の溝深さに対する摩耗後期での溝深さの比率が低くなる）につれて、所定の閾値（図示の点線）に対する超過頻度が増加することが確認できた。即ち、所定の閾値に対する超過頻度とトレッド部の摩耗の進行状態との間に相関性が認められた。実施例２～６についても同様の相関性があった場合、表１に「良好」として示した。
　センサモジュールの挿入時の作業性：
　各試験タイヤについて、タイヤ内表面に設けられたコンテナにセンサモジュールを挿入する作業の所要時間を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、実施例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどセンサモジュールの挿入作業が容易であることを意味する。
　耐久性：
　各試験タイヤをそれぞれリムサイズ２１×９．５Ｊのホイールに組み付け、空気圧１２０ｋＰａ、最大負荷荷重に対して１０２％、走行速度８１ｋｍ、走行距離１００００ｋｍの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した後、コンテナの破損又はセンサモジュールの脱落の発生を目視で確認した。評価結果は、コンテナの破損の有無及びセンサモジュールの脱落の有無を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　この表１から判るように、実施例１～６の摩耗状態検知装置は、いずれも摩耗検知性能が良好であった。実施例２～６の空気入りタイヤは、実施例１に比して、センサモジュールの挿入時の作業性が改善されていた。実施例３～５の空気入りタイヤは、コンテナの破損及びセンサモジュールの脱落がなかった。
　１　トレッド部
　２　サイドウォール部
　３　ビード部
　１０　摩耗状態検知装置
　１１　素子
　１２　電圧検出部
　１３　記憶領域
　１４　演算部
　１５　判定部
　１６　速度検出部
　１７　空気圧検出部
　１８　温度検出部
　２０　センサモジュール
　３０　コンテナ
　Ｔｓ　タイヤ内表面
　ＣＬ　タイヤ中心線

Claims (13)

  1. 　タイヤ回転中のトレッド部の変形に基づいて電圧を発生させる素子と、該素子により生じた電圧を検出する電圧検出部と、車両速度又はタイヤ回転速度を検出する速度検出部と、該速度検出部により検出された車両速度又はタイヤ回転速度と共に前記電圧検出部により検出された電圧の経時的な波形データを記憶する記憶領域と、該記憶領域に記憶された所定の速度範囲及び所定時間における前記波形データから所定の閾値に対する超過頻度を演算する演算部と、該演算部により演算された所定の閾値に対する超過頻度に基づいて前記トレッド部の摩耗の進行状態を判定する判定部とを備えることを特徴とする摩耗状態検知装置。
  2. 　タイヤ内部の空気圧を検出する空気圧検出部を有し、前記演算部が前記空気圧検出部により検出された空気圧に基づいて前記波形データ又は前記所定の閾値を補正することを特徴とする請求項１に記載の摩耗状態検知装置。
  3. 　前記判定部が少なくとも２回の判定作業を実行し、これら判定作業の結果に基づいて前記トレッド部の摩耗の進行状態を最終的に判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の摩耗状態検知装置。
  4. 　少なくとも前記素子及び前記電圧検出部を含むセンサモジュールは該センサモジュールが挿入されるコンテナを介してタイヤ内表面に固定されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  5. 　前記コンテナが前記タイヤ内表面に対して接着層を介して接合され、前記タイヤ内表面の粗さとして、算術平均高さＳａが０．３μｍ～１５．０μｍの範囲であると共に、最大高さＳｚが２．５μｍ～６０．０μｍの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の摩耗状態検知装置。
  6. 　前記コンテナの開口部の幅Ｌｃ１と前記コンテナの底面の内幅Ｌｃ２とがＬｃ１＜Ｌｃ２の関係を満たすことを特徴とする請求項４又は５に記載の摩耗状態検知装置。
  7. 　前記コンテナの開口部の幅Ｌｃ１と前記センサモジュールの最大幅Ｌｓｍとが０．１０≦Ｌｃ１／Ｌｓｍ≦０．９５の関係を満たすことを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  8. 　前記コンテナの開口部の幅Ｌｃ１と前記コンテナの底面の内幅Ｌｃ２と前記センサモジュールの上面の幅Ｌｓ１と前記センサモジュールの下面の幅Ｌｓ２とがＬｃ１＜Ｌｓ１≦Ｌｓ２≦Ｌｃ２の関係を満たすことを特徴とする請求項４～７のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  9. 　前記コンテナの平均厚さが０．５ｍｍ～５．０ｍｍであることを特徴とする請求項４～８のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  10. 　前記センサモジュールの高さＨｓに対する該センサモジュールが挿入された状態における前記コンテナの高さＨｃの比が０．５～１．５の範囲であることを特徴とする請求項４～９のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  11. 　前記コンテナを構成するゴムの破断伸びＥＢが５０％～９００％であり、前記コンテナを構成するゴムの３００％伸張時のモジュラスが２ＭＰａ～１５ＭＰａであることを特徴とする請求項４～１０のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  12. 　前記コンテナが接地端よりタイヤ幅方向内側に配置されていることを特徴とする請求項４～１１のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
  13. 　前記素子が圧電素子であることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の摩耗状態検知装置。
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