JP5470215B2 - タイヤ内部温度測定用タイヤおよびその測定方法 - Google Patents
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Description
従って、上記目的を達成するため発明者らは、熱電対の延在方向を、荷重直下位置にてタイヤが屈曲する方向に対して大きくずらすことにより、タイヤが変形した際の熱電対の歪みを低減させることができ、ひいては熱電対の耐久性を向上し得るとの着想を得て、本発明を完成するに至った。
(1)一対のビード部と一対のサイドウォール部と一対のショルダー部とトレッド部とを具え、タイヤ径方向に延在するように埋設された熱電対を具える空気入りタイヤであって、
前記熱電対は、トレッド側に配置された測温側の第1端子と、ビード部側にタイヤ外面から引き出された第2端子とを有し、前記熱電対の延在形状が、タイヤ側面から熱電対を透視して、前記第2端子から前記第1端子に向かって渦巻状であることを特徴とするタイヤ内部温度測定用タイヤ。
図1は、この発明に従うタイヤ内部温度測定用タイヤ(以下、「発明タイヤ」という。)の、タイヤ幅方向の断面を示している。
なお、熱電対は金属の単線若しくは単線を撚った撚線であり、熱電対の外径をD(mm)、熱電対の配設(延在)形状の曲率半径をR(mm)とすると、タイヤ形状に沿って曲げられた熱電対の歪み最大値εmaxは、
[式1]
εmax=D/2R
で表すことができる。従って、熱電対の破断の発生を抑制するためには、熱電対の歪み最大値εmaxを小さくすることが効果的であり、これは、熱電対の配設形状の曲率半径Rの値を小さくすることで実現可能である。
ここで、本発明で言う「ショルダー部2」とは、タイヤ荷重時にタイヤ変形が最も大きくなる部分の端部から、タイヤ最大幅方向位置WPまでの領域のことを言う。より具体的には、この実施形態のようにラジアルタイヤの場合には、本発明で言う「ショルダー部2」とは、キャップ層、レイヤー層、ベルト層のうち最も外側に位置する層の端部、図1に示す例では、熱電対10を埋設したレイヤー層9のレイヤー端LEから、タイヤ最大幅方向位置WPまでの領域のことを言うものとする。タイヤ最大幅方向位置WPとは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格、例えばアメリカ合衆国ではThe Tire and Rim Association Inc.の"Year Book"、欧州ではThe European Tyre and Rim Technical Organisationの"Standard Manual"、日本では日本自動車協会の"JATMA Year Book"に記載の規格の適用サイズにおける標準リムにタイヤを組み付け、かかる規格の適用サイズにおける単輪の所定の荷重及び所定の荷重に対応する空気圧を適用した状態において、タイヤ幅方向最外点となる位置(図1で示す点WP、WP)のことである。
なお、バイアスタイヤの場合、本発明で言う「ショルダー部2」とは、タイヤ変形が最も大きくなる、接地端からタイヤ最大幅方向位置WPまでの領域のことを言うものとする。
さらに、本発明は、通常の使用条件下でのラジアルタイヤ、バイアスタイヤの内部温度を測定するだけでなく、ランフラットタイヤのランフラット走行時における、補強ゴムの温度測定にも適用可能である。
従って、第1端子10aから第2端子10bに向かって延在する熱電対10の中でも、熱電対10が最も撓み変形が大きく破断し易いショルダー部2における、式1の熱電対の配設形状の曲率半径Rを大きくすることで、熱電対の破断発生をより効果的に抑制することが可能となる。
一方、熱電対のタイヤ周方向に対する延在角度αを比較的大きくした領域においては、熱電対の長さ寸法が短くなるので、熱電対の埋め込みの作業効率を向上させることができる。しかし、熱電対のタイヤ周方向に対する延在角度αを45°より大きくしてしまうと、熱電対の配設形状の曲率半径Rが小さくなり、熱電対の破断が生じ易くなってしまう。従って、熱電対のタイヤ周方向に対する角度αを45°以下とすることで、熱電対の破断発生を抑制しつつ、良好な埋め込みの作業効率も確保することができる。
また、ショルダー部2においても、熱電対10の延在角度αは一定である必要はなく、領域毎に最適な延在角度を適宜選択して、上記のような効果を発揮させることができる。
第2端子10bを、リムフランジ頂点位置Tからタイヤ径方向外側に20mmよりも大きい領域においてタイヤ外面へ引き出した場合、タイヤ負荷転動時に熱電対が路面や車両フェンダーに当たって、熱電対が破断してしまうおそれがあるからである。
ここで、本発明で言う「タイヤの進行方向」とは、車両を前進駆動させた場合に、タイヤの軸心Qが進む方向のことを言う。従って、図3(a)に示す例では、第1端子10aを頂点として、第1端子10aから紙面右側の路面と、第1端子10aから紙面左斜上に延びる熱電対10の立ち上がり線とがなす角度βが鈍角となる場合を言う。
このように、タイヤ側面から熱電対10を透視して、タイヤの荷重直下に在る第1端子10aから延在する熱電対10とタイヤ進行方向の路面とがなす角度βが鈍角であるようにした場合(換言すれば、部分展開図においては、タイヤの回転方向と熱電対10とがなす角度が鋭角となるようにした場合)、タイヤの回転により熱電対10が接地領域に入る際の、路面に対する入射角が図3(b)で示すように小さくなるので、熱電対10にかかる負荷が低減される。従って、図4に示すように角度βが鋭角となるようにした場合よりも、さらに効果的に、熱電対の破断発生を抑制することができる。
熱電対により測定された温度データは、タイヤ回転軸に取り付けたスリップリングの回転側端子に熱電対の第2端子を接続し、スリップリングの固定端子とデータロガー間を補償導線で接続することにより得た。
下記表1に結果を示す。なお、タイヤ進行方向と熱電対のなす角度とは、熱電対が荷重直下に来た状態をタイヤ側面から透視した場合の角度のことである。
また、表1をプロットした図5から明らかなように、熱電対のタイヤ周方向に対する角度が45°の状態から、熱電対の延在方向をタイヤ周方向に近付くようにずらして10°となる状態のときに、測定時間がより顕著に長くなることが分かった。
さらに、熱電対が荷重直下に来た状態をタイヤ側面から熱電対について透視した場合に、タイヤ進行方向と熱電対のなす角度が鈍角である場合の方が、同角度で鋭角である場合よりも、耐久性が優れることも分かった。そして、測定可能時間3.0分以上を良とした場合、タイヤ進行方向と熱電対のなす角度が鈍角である場合には、タイヤ周方向に対する角度が10〜45°である場合に、タイヤ進行方向と熱電対のなす角度が鋭角である場合には、タイヤ周方向に対する角度が10〜30°である場合に、それぞれ良となることが分かった。
2 ショルダー部
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
7 ベルト層
7a、7b ベルトプライ
8 キャップ層
9 レイヤー層
10 熱電対
10a 熱電対の第1端子
10b 熱電対の第2端子
T リムフランジ頂点位置
LE レイヤー端
WP タイヤ最大幅方向位置
Claims (5)
- 一対のビード部と一対のサイドウォール部と一対のショルダー部とトレッド部とを具え、タイヤ径方向に延在するように埋設された熱電対を具える空気入りタイヤであって、
前記熱電対は、トレッド側に配置された測温側の第1端子と、ビード部側にタイヤ外面から引き出された第2端子とを有し、前記熱電対の延在形状が、タイヤ側面から熱電対を透視して、前記第2端子から前記第1端子に向かって渦巻状であることを特徴とするタイヤ内部温度測定用タイヤ。 - 前記熱電対の延在方向は、少なくともショルダー部にて、タイヤ周方向に対し10°〜45°の角度であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ内部温度測定用タイヤ。
- 前記熱電対の第2端子がタイヤ外面から引き出される位置は、リムフランジ頂点位置からタイヤ径方向外側に0〜20mmの領域内にあることを特徴とする請求項1又は2に記載のタイヤ内部温度測定用タイヤ。
- 所定の空気圧及び負荷荷重を適用したタイヤの荷重直下位置にある前記第1端子からの前記熱電対の立ち上がり角度が、タイヤ側面から熱電対を透視して、路面上のタイヤの進行方向に対して鈍角であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のタイヤ内部温度測定用タイヤ。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のタイヤ内部温度測定用タイヤを使用して、走行中のタイヤ内部温度を測定するタイヤ内部温度測定方法。
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