WO2021070557A1 - タイヤ・ホイール組立体 - Google Patents
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Definitions
- the “thickness of the tread portion” refers to the thickness from the outer surface to the inner surface of the tire, including other members such as a belt, carcass ply, and inner liner in addition to the tread rubber, and is the tread surface.
- the thickness of the tread portion measured in the tire radial direction at the position closest to the tire equatorial plane in the tire width direction refers to the thickness of the tread portion measured in the tire radial direction on the tire equatorial plane.
- the thickness of the tread portion measured in the tire radial direction on the tire equatorial plane is defined by a virtual line assuming that there is no groove.
- the dimensions and the like refer to the dimensions and the like when the tire / wheel assembly is filled with the specified internal pressure and no load is applied.
- the tire / wheel assembly 3 includes a tire 10 and a wheel 20 having a rim portion 21.
- the tire 10 is attached to the rim portion 21 of the wheel 20.
- the tire 10 and the wheel 20 will be described in order.
- the bead wire can also be formed of a non-magnetic material.
- the bead wire is made of a non-magnetic material so that the magnetic field reaching the power receiving coil 31 from the power transmitting coil 41 is not obstructed by the bead wire.
- the non-magnetic material refers to a material other than the magnetic material
- the magnetic material refers to a material exhibiting ferromagnetism (ferromagnet). Therefore, the non-magnetic material includes a paramagnetic material and a diamagnetic material having a small magnetic permeability.
- the tire 10 has a carcass 14 straddling a toroidal shape on a pair of bead portions 11.
- the end side of the carcass 14 is locked to the bead core 11A.
- the carcass 14 has a carcass main body 14A arranged between the bead cores 11A and a carcass folded portion 14B that is folded around the bead core 11A from the inside in the tire width direction to the outside in the tire width direction. ing.
- the extending length of the carcass folding portion 14B from the inside in the tire width direction to the outside in the tire width direction can be appropriately set.
- the carcass 14 may have a structure that does not have the carcass folding portion 14B, or may have a structure in which the carcass folding portion 14B is wound around the bead core 11A.
- the carcass 14 can be composed of one or more carcass plies.
- the carcass 14 can be composed of two carcass layers arranged so as to be laminated in the tire radial direction on the equatorial plane CL of the tire.
- the carcass cord constituting the carcass layer of the carcass 14 is made of a non-magnetic material (organic fiber in this example).
- the carcass cord constituting the carcass 14 may be composed of a steel cord.
- Non-magnetic materials include paramagnetic and diamagnetic materials with low magnetic permeability.
- a steel cord can be used as the carcass cord, but it is preferable to use a carcass cord made of a non-magnetic material. This is because the magnetic field reaching the power receiving coil 31 from the power transmitting coil 41 can be prevented from being obstructed by the carcass 14, and thus the power receiving efficiency can be improved.
- the carcass 14 has a radial structure, but the present invention is not limited to this, and a bias structure may also be used.
- a belt 15 and tread rubber are provided on the outer side of the crown portion of the carcass 14 in the tire radial direction.
- the belt 15 can be composed of, for example, a plurality of belt layers laminated in the tire radial direction.
- the belt cord forming the belt layer of the belt 15 is made of a non-magnetic material (organic fiber in this example).
- a steel cord can be used as the belt cord constituting the belt 15.
- Non-magnetic materials include paramagnetic and diamagnetic materials with low magnetic permeability.
- a resin material containing a thermoplastic resin such as polyester and nylon, a thermosetting resin such as vinyl ester resin and unsaturated polyester resin, and other synthetic resins can be used as the non-magnetic material.
- the number of layers of the belt layer, the inclination angle of the belt cord, the width of each belt layer in the tire width direction, and the like are not particularly limited and can be appropriately set.
- the tire 10 has an inner liner 16.
- the inner liner 16 is arranged so as to cover the inner surface of the tire 10.
- the inner liner 16 can be composed of one or more inner liner layers laminated in the tire radial direction on the equatorial surface CL of the tire.
- the inner liner 16 is made of, for example, a butyl rubber having low air permeability.
- Butyl rubber includes, for example, butyl rubber and a halogenated butyl rubber which is a derivative thereof.
- the inner liner 16 is not limited to the butyl rubber, and may be composed of other rubber compositions, resins, or elastomers.
- the sidewall portion 12 may have a side reinforcing rubber (not shown).
- the side reinforcing rubber may have a crescent-shaped cross section, for example.
- the rubber or the side reinforcing rubber constituting the sidewall portion 12 may contain a magnetic material having a high magnetic permeability (for example, a ferromagnetic material) such as ferrite.
- the magnetic field reaching the power receiving coil 31 from the power transmitting coil 41 can be made less likely to be attenuated by the influence of the metal and other magnetic fields existing outside the sidewall portion 12 in the tire width direction, and thus the power receiving efficiency can be improved. Can be improved.
- the cross-sectional width SW of the tire 10 becomes relatively small with respect to the outer diameter OD of the tire 10, the air resistance is reduced, and the cross-sectional width is narrow. Therefore, it is possible to secure a vehicle space, and in particular, it is possible to secure an installation space for drive parts near the inside of the tire mounted on the vehicle. Further, by satisfying the ratio SW / OD or the relational expression (1), the outer diameter OD of the tire 10 becomes relatively large with respect to the cross-sectional width SW of the tire 10, the rolling resistance is reduced, and the tire 10 is further satisfied.
- the tire width direction cross-sectional area S1 of the bead filler 11B is 1 time or more and 8 times or less the tire width direction cross-sectional area S2 of the bead core 11A.
- both power supply efficiency and fuel efficiency can be suitably achieved.
- the total volume of the bead cores inside and outside in the width direction of the carcass is defined as S2.
- the volume of the bead filler which is a high-rigidity member, can be reduced, the vertical spring constant of the tire can be reduced, and the riding comfort can be improved. It is also possible to reduce the weight of the bead filler and reduce the weight of the tire, and therefore the rolling resistance value of the tire is further reduced.
- the tension rigidity of the belt is high and the tension rigidity of the tire side portion is lower than that of the belt.
- the tire section height SH is 1 / of the difference between the outer diameter of the tire and the rim diameter in the no-load state when the tire is incorporated in the rim and the internal pressure specified for each vehicle to which the tire is mounted is applied. It shall refer to 2.
- the height BFH of the bead filler 11B in the tire radial direction is preferably 45 mm or less. As a result, both power supply efficiency and fuel efficiency can be suitably achieved.
- the tire 10 has a gauge Ts of the sidewall portion 12 in the tire maximum width portion (measured in this cross section in the normal direction of the tangent line at a point on the tire surface in the tire maximum width portion) and a bead core. It is preferable that the ratio Ts / Tb with the bead width Tb (the width of the bead portion 11 in the tire width direction) at the center position in the tire radial direction of 11A is 15% or more and 60% or less. As a result, both power supply efficiency and fuel efficiency can be suitably achieved.
- the "maximum tire width portion” refers to the maximum width position in the cross section in the tire width direction when the tire is mounted on the rim and is in a no-load state.
- Gauge Ts is the total thickness of all members such as rubber, reinforcing members, and inner liner.
- the tire 10 preferably has a bead core 11A having a diameter Tbc (maximum width of the bead core in the tire width direction) of 3 mm or more and 16 mm or less.
- Tbc maximum width of the bead core in the tire width direction
- both power supply efficiency and fuel efficiency can be suitably achieved.
- the tire 10 has a ratio Ta / Tc of the distance Ta and the diameter Tc of the carcass cord, where Ta is the distance in the tire width direction from the surface of the carcass cord to the outer surface of the tire in the maximum width portion of the tire. Is preferably 2 or more and 8 or less. As a result, both power supply efficiency and fuel efficiency can be suitably achieved.
- the ratio Ta / Tc to 8 or less, the gauge of the sidewall portion 12 in the maximum tire width portion is reduced, the rigidity of the sidewall portion 12 is reduced, the vertical spring coefficient is reduced, and the riding comfort is reduced. Can be further improved.
- the tire 10 preferably has a carcass cord 14c having a diameter Tc of 0.2 mm or more and 1.2 mm or less.
- Tc diameter of 0.2 mm or more and 1.2 mm or less.
- the belt reinforcing layer is not arranged, or the number of layers of the belt reinforcing layer is set to another.
- the number of layers of the belt layer which is smaller than that of the region, can be reduced compared to other regions.
- the power transmission coil 41 may be arranged diagonally, and the power receiving coil 31 may be arranged so as to face the power transmission coil 41. That is, the axial direction of the ring of the power transmission coil 41 and the axial direction of the ring of the power receiving coil 31 are arranged so as to be substantially parallel to each other.
- the above-mentioned effect can be obtained if the main groove in the circumferential direction is located above the power transmission coil 41.
- the circumferential main groove may be located either inside or outside the vehicle.
- the thickness of the tread portion is more preferably 10 mm or more.
- the tread portion 13 may not have a width direction groove extending in the tire width direction, or may be provided with one or more width direction grooves. Further, the tread portion 13 may not have a circumferential sipe extending in the tire circumferential direction or a width sipe extending in the tire width direction, or one or more circumferential sipe and / or 1 It is also possible to provide a sipe in the width direction larger than the number of tires.
- the groove in the width direction is a groove extending in the tire width direction, and the groove width (opening width) when the tire / wheel assembly is filled with the specified internal pressure and no load is applied is 2 mm or more.
- the "tilt angle” is defined as 20% and 80% of the groove depth h in the tire radial direction from the groove bottom (the deepest groove) of the main groove in the circumferential direction in the cross-sectional view in the tire width direction in the above state. It is assumed that the line segment of the corresponding point is the inclination angle formed with respect to the normal direction of the tread at the position of the main groove in the circumferential direction. According to this configuration, the shape of the shoulder land portion becomes a shape in which the width in the tire width direction expands from the outside to the inside in the tire radial direction in a cross-sectional view, so that the rigidity of the shoulder land portion is increased. The wear resistance of the shoulder portion can be improved.
- the inclination angle ⁇ 1 can be made larger than the inclination angle ⁇ 2 on both sides in the tire width direction of the tire, and the inclination angle ⁇ 1 can be made larger than the inclination angle ⁇ 2 only in one half of the tire 10 in the tire width direction. You can also. In this case, wear of the shoulder portion can be suppressed at the one half portion.
- the difference in inclination angles ⁇ 1- ⁇ 2 is preferably more than 0 ° and 50 ° or less.
- the groove width of the width direction groove is made small (for example, 14 mm or less, but is not particularly limited), and the other In the half portion of the tire in the width direction of the tire, the pitch length of the groove in the width direction in the tire circumferential direction can be increased (for example, 11 mm or more, although not particularly limited).
- the negative ratio of the negative rate of one half in the tire width direction (inside when mounted on the vehicle) to the negative rate of the other half in the tire width direction (outside when mounted on the vehicle) may be 20 to 99%. preferable.
- the negative ratio is more preferably 30 to 90%.
- the negative rate of the other half in the tire width direction (outside when mounted on the vehicle) can be, for example, 8 to 40%.
- the negative rate of one half in the tire width direction (inside when mounted on the vehicle) can be, for example, 2 to 39%.
- the tire 10 has one or more (for example, one) circumferential main grooves extending in the circumferential direction of the tire on the tread surface of the tread portion 13.
- the negative ratio of the circumferential main groove of one half of the tread portion 13 on the inner side in the tire width direction when mounted on the vehicle is the other half in the tire width direction of the tread portion 13 on the outer side when mounted on the vehicle. It is larger than the negative rate of the main groove in the circumferential direction of the part.
- the circumferential main groove is located on the tire equatorial plane CL, and the center of the groove width can be offset from the tire equatorial plane to one half of the tire width direction (outside when mounted on the vehicle). ..
- the tread in a state where the tire / wheel assembly is filled with the specified internal pressure and no load is applied, the tread is separated from the tread end TE inward in the tire width direction by 1/8 of the tread width TW in a cross-sectional view in the tire width direction.
- the point on the surface is 1/8 point (point P)
- the thickness T2 of the tread portion 13 at the 1/8 point (point P) is the tread on the tire equatorial plane CL. It is preferable that the thickness of the portion 13 is smaller than T1.
- the ratio T2 / T1 of the thickness T2 of the tread portion at the above 1/8 point to the thickness T1 of the tread portion on the equatorial plane of the tire is preferably 60 to 99%.
- the ratio T2 / T1 is more preferably 65 to 95%.
- the thickness of the tread portion gradually decreases from the tire equatorial plane CL toward the above 1/8 point (point P).
- the thickness of the tread portion in is smaller than the thickness of the tread portion at the above 1/8 point (point P) on the outside when the vehicle is mounted, it is generated diagonally outward from the road surface and on the inside when the vehicle is mounted.
- the above-mentioned action and effect can be efficiently obtained for the magnetic flux passing through the above 1/8 point (point P), while the tread at the above 1/8 point (point P) on the outside when mounted on a vehicle.
- the thickness of the portion is smaller than the thickness of the tread portion at the above 1/8 point (point P) on the inside when the vehicle is mounted, it is generated diagonally inward from the road surface, and the above 1 on the outside when the vehicle is mounted.
- the above-mentioned action and effect can be efficiently obtained for the magnetic flux passing through the / 8 point (point P).
- the magnetic flux passing through the equator surface of the tire is less likely to be prevented from reaching the power reception coil 31 by the tread rubber, and power reception is performed. Efficiency can be improved. Further, the wear resistance of the tire can be ensured as compared with the case where the tread thickness is reduced over the entire width direction of the tire. The above-mentioned effects can be obtained as long as the power transmission coil 41 and the power reception coil 31 are arranged so that at least a part of the magnetic flux can pass through the equatorial plane of the tire.
- the thickness T1 of the tread portion 13 on the tire equatorial plane CL is 1/8 of the above in the above state with respect to the half portions on both sides in the tire width direction with the tire equatorial plane CL as the boundary. It can be made smaller than the thickness T2 of the tread portion 13 at the point (point P), or only in one half portion, in the above state, the thickness T1 of the tread portion 13 on the tire equatorial plane CL. However, the thickness of the tread portion 13 at the above 1/8 point (point P) can be made smaller than the thickness T2.
- the ratio T2 / T1 of the thickness T2 of the tread portion at the above 1/8 point to the thickness T1 of the tread portion on the equatorial plane of the tire is preferably 100 to 120%.
- the ratio T2 / T1 is more preferably 103 to 115%.
- the thickness of the tread portion gradually increases from the tire equatorial plane CL toward the above 1/8 point (point P).
- the thickness T1 smaller than the thickness T2 by providing a step portion in the thickness of the tread between the tire equatorial plane CL and the above 1/8 point (point P). In this case, it is preferable to provide a step with the main groove in the circumferential direction as a boundary (that is, to have no step in one land portion).
- the thickness T1 of the tread portion on the equatorial plane of the tire is preferably 8 to 25 mm.
- the above 1/8 point (point P) differs between the half portions in the tread width direction with the tire equatorial plane CL as the boundary, the above 1/8 point (point P) on the inside when the vehicle is mounted. If the thickness of the tread portion in is smaller than the thickness of the tread portion at the above 1/8 point (point P) on the outside when the vehicle is mounted, it is generated diagonally outward from the road surface and on the inside when the vehicle is mounted. The above-mentioned action and effect can be efficiently obtained for the magnetic flux passing through the above 1/8 point (point P), while the tread at the above 1/8 point (point P) on the outside when mounted on a vehicle.
- the thickness of the portion is smaller than the thickness of the tread portion at the above 1/8 point (point P) on the inside when the vehicle is mounted, it is generated diagonally inward from the road surface, and the above 1 on the outside when the vehicle is mounted.
- the above-mentioned action and effect can be efficiently obtained for the magnetic flux passing through the / 8 point (point P).
- the internal pressure of the tire / wheel assembly is preferably 120 to 200 kPa.
- the internal pressure of the tire / wheel assembly is preferably 120 to 200 kPa.
- the ground contact area becomes large.
- the ground contact area is small, a space is created between the tire and the road surface, and water, foreign matter, etc. enter between them to hinder the magnetic flux and reduce the power receiving efficiency. It is possible to improve the power receiving efficiency by eliminating the space between the road surface and preventing the magnetic flux from being hindered by water, foreign matter, or the like.
- the internal pressure to 200 kPa or less, the sidewall portion of the tire is easily bent, and the distance between the power receiving coil and the power transmission coil can be shortened, which also improves the power receiving efficiency.
- the internal pressure is 120 kPa or more, and rolling resistance can be reduced to improve fuel efficiency.
- the internal pressure is more preferably 140 to 180 kPa. This is because the power receiving efficiency can be further improved while further improving the fuel efficiency.
- the internal pressure is more preferably 150 to 170 kPa. This is because the power receiving efficiency can be further improved while further improving the fuel efficiency. It is preferable that the relational expressions (1) and / or (2) of SW and OD are satisfied when the above internal pressure is applied.
- FIG. 3 is a cross-sectional view in the width direction of the wheel 20 according to the embodiment of the present invention.
- the wheel 20 has a cylindrical rim portion 21 and a disc portion 22 provided inside the rim portion 21 in the radial direction and supported and fixed to the hub 2A of the vehicle 2. ..
- the rim portion 21 has a pair of flanges 23 (inner flange 23A, outer flange 23B), a pair of bead seats 24 (inner bead seat 24A, outer bead seat 24B), and wells 25 from the outside in the width direction of the wheel. I have.
- the bead portion 11 of the tire 10 is attached to the bead seat 24.
- the flange 23 extends from the bead seat 24 outward in the radial direction of the wheel and outward in the width direction of the wheel in order to support the bead portion 11 of the tire 10 from the side surface.
- the non-magnetic material a metal material containing a paramagnetic material such as aluminum or a diamagnetic material such as copper can be used.
- a metal material containing a paramagnetic material such as aluminum or a diamagnetic material such as copper can be used.
- the disc portion 22 has an annular mounting portion 22A constituting its radial inner end portion, and a plurality of spokes 22B extending radially outward from the mounting portion 22A.
- the mounting portion 22A is a portion to be coupled and fixed to the hub 2A of the vehicle 2 (see FIGS. 1 and 3), and is in the width direction of the wheel in order to insert a bolt or the like for fixing the hub 2A and the mounting portion 22A. It has a mounting hole that penetrates.
- the radial outer end of the wheel of the spokes 22B is integrally coupled to the end of the wheel radial inner surface of the rim portion 21.
- the disc portion 22 of the wheel 20 further includes a wheel cover 28 that covers the outside of the spoke 22B in the width direction.
- the wheel cover 28 may include, for example, a magnetic material having a high magnetic permeability (for example, a ferromagnetic material) such as metal or ferrite.
- the power receiving device 30 is attached to, for example, the hub 2A of the vehicle 2, but the power receiving device 30 is not limited to this, and the power receiving device 30 is attached to the hub 2A of the vehicle 2 such as the drive shaft 2B. 30 can be attached to any position where the wheel 20 is housed inside the rim portion 21 of the wheel 20 in the tire radial direction. In this example, the power receiving device 30 is configured to be non-rotating with respect to the rotation of the tire 10 and the wheel 20.
- the power receiving coil (secondary coil) 31 is attached to the outer peripheral surface of the bottom of the well 25, and four power receiving coils 31 are arranged on the circumference at equal intervals (interval d (mm)). ing.
- the power receiving coil 31 is configured to rotate together with the rotation of the tire 10 and the wheel 20. At this time, the position of the power receiving coil 31 on the circumference changes with the rotation of the tire 10 and the wheel 20, but the power receiving coil 31 is in a state where the tire / wheel assembly 3 is located above the power transmission device 40. At least at a certain tire rotation angle, the tires are arranged so as to face the transmission coil 41. As a result, when the tire 10 is located on the road surface above the power transmission coil 41 and the power transmission coil 41 and the power reception coil 31 face each other, an electromotive force is generated in the power reception coil 31 based on the AC magnetic field generated by the power transmission coil 41. It is generated, and current flows and power is supplied.
- the power receiving coil 31 rotates with the rotation of the tire 10 and the wheel 20.
- it can be mounted inside the tire / wheel assembly 3.
- the power receiving coil 31 may be configured to be non-rotating with respect to the rotation of the tire 10 or the wheel 20, or for example, a core protruding into the tire cavity fixed to the wheel 20 may be provided. Therefore, the power receiving coil 31 can be attached to the core so that the power receiving coil 31 rotates with the rotation of the tire 10 and the wheel 20.
- the number of power receiving coils 31 is not particularly limited.
- the tire 10 is located on the road surface above the power transmission coil 41.
- continuous power supply is possible during the rolling of the tire, or if the total size of the power receiving coil 31 is reduced by dividing the tire into a plurality of parts, the weight increase due to the power receiving coil 31 can be suppressed and the fuel consumption can be reduced.
- the sex can be improved.
- four power receiving devices 30 are included corresponding to the above four power receiving coils 31, but the number of power receiving devices 30 is also an arbitrary number according to the number of power receiving coils 31 and the like. The number of power receiving devices 30 can be different from the number of power receiving coils 31.
- the control unit 34 may include one or more processors that provide processing for controlling each function of the power receiving device 30.
- the control unit 34 can be a general-purpose processor such as a CPU (Central Processing Unit) that executes a program that defines a control procedure, or a dedicated processor that specializes in processing each function.
- the control unit 34 can include a storage means for storing a program or the like, and an arbitrary means used for controlling a power receiving device 30 such as a communication means for communicating with an external electronic device by wire or wirelessly.
- the first relay coil and the second relay coil are also configured to rotate with the rotation of the tire 10 and the wheel 20, and in the case of the above example, the relay coil can be attached to the outer peripheral surface of the well 25 as an example. ..
- the power receiving coil 31 does not rotate with respect to the rotation of the tire 10 or the wheel 20 (for example, when the power receiving coil 31 is attached to the hub 2A)
- the power storage unit 33 directly from the power receiving coil 31. Etc. can be transmitted.
- the carcass 14 is made of the above-mentioned non-magnetic material
- the belt cord is made of the above-mentioned non-magnetic material
- the rim portion 21 of the wheel 20 is made of the above-mentioned non-magnetic material, which suppresses a decrease in power receiving efficiency. It is preferable from the viewpoint of
- the tire has been described as being filled with air, but this is not the case.
- the tire can be filled with a gas such as nitrogen.
- the tire can be filled with any fluid including not only gas but also liquid, gel-like substance, powder or granular material and the like.
- the tire has been described as being a tubeless tire provided with an inner liner, but this is not the case.
- the tire may be a tube type tire provided with a tube.
- the tire may be a non-pneumatic tire.
- the power receiving coil may be arranged at a position where it can face the power transmission coil.
- a tire having a ground contact width of 120 mm or more it is particularly preferable to use a tire having a ground contact width of 120 mm or more.
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Abstract
本発明のタイヤ・ホイール組立体は、トレッド部を有するタイヤと、リム部を有するホイールとを備え、前記タイヤは、前記リム部に装着され、前記タイヤ・ホイール組立体は、受電コイルを備え、前記タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際の接地面において、該接地面のタイヤ幅方向中心における接地長に対する、タイヤ幅方向端からトレッド幅方向内側に接地幅の10%離間したタイヤ幅方向位置における接地長の比である矩形率は50%以上である。
Description
本発明は、タイヤ・ホイール組立体に関するものである。
近年、電気エネルギーを動力に用いる車両として電気自動車の開発が盛んに行われている(例えば、特許文献1)。特に、本格的に実用化されつつある自動運転技術においては、エンジンを用いるよりも電気モータを用いた方が、車両操作に対する反応が良いことから、電気自動車を用いた自動運転技術の開発が進められている。
タイヤ・ホイール組立体が備える受電装置へと給電を行う給電方式として、有線を用いた方式である架線方式、並びに、ワイヤレス方式である電磁誘導方式及び電界結合方式等が提案されている。
その中でも、電磁誘導方式は、路面側に設置した送電コイル(1次コイル)に電流を流すことで、例えば路面に対して垂直な方向に磁束を発生させ、その磁束が車両側の受電コイル(2次コイル)を通ることにより、受電コイルに電流が流れて、送電コイルから受電コイルへと電気エネルギーの供給を行うものである。電磁誘導方式は、受電効率が高いため、特に注目されている技術である。
本発明は、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる、タイヤ・ホイール組立体を提供することを目的とする。
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)本発明のタイヤ・ホイール組立体は、
トレッド部を有するタイヤと、リム部を有するホイールとを備え、
前記タイヤは、前記リム部に装着され、
前記タイヤ・ホイール組立体は、受電コイルを備え、
前記タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際の接地面において、該接地面のタイヤ幅方向中心における接地長LCに対する、タイヤ幅方向端からトレッド幅方向内側に接地幅Wの10%離間したタイヤ幅方向位置における接地長LEの比である矩形率は50%以上であることを特徴とする。
「接地幅W」とは、上記接地面におけるタイヤ幅方向の最大幅をいう。
(1)本発明のタイヤ・ホイール組立体は、
トレッド部を有するタイヤと、リム部を有するホイールとを備え、
前記タイヤは、前記リム部に装着され、
前記タイヤ・ホイール組立体は、受電コイルを備え、
前記タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際の接地面において、該接地面のタイヤ幅方向中心における接地長LCに対する、タイヤ幅方向端からトレッド幅方向内側に接地幅Wの10%離間したタイヤ幅方向位置における接地長LEの比である矩形率は50%以上であることを特徴とする。
「接地幅W」とは、上記接地面におけるタイヤ幅方向の最大幅をいう。
上記「ホイール」の「リム部」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The Tire and Rim Association,Inc.)のYEAR BOOK等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指す(即ち、上記の「ホイール」の「リム部」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ETRTO 2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズを挙げることができる。)が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。
また、「規定内圧」とは、上記JATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。
また、「最大負荷荷重」とは、上記最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
また、「規定内圧」とは、上記JATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。
また、「最大負荷荷重」とは、上記最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
ここで、「トレッド部の厚さ」とは、トレッドゴムに加えて、ベルト、カーカスプライ、インナーライナー等の他の部材も含めた、タイヤ外表面から内表面までの厚さをいい、トレッド表面のうち、タイヤ幅方向において最もタイヤ赤道面に近い位置で、タイヤ径方向に測ったトレッド部の厚さをいうものとする。タイヤ赤道面において、タイヤ径方向に測ったトレッド部の厚さをいうものとする。ただし、タイヤ赤道面上が溝である場合には、溝が無いと仮定した仮想線によりタイヤ赤道面上でのタイヤ径方向に測ったトレッド部の厚さを定義するものとする。
本発明によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる、タイヤ・ホイール組立体を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。以下、特に断りのない限り、寸法等は、上記タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の寸法等をいう。
<無線受電システム>
図1は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・ホイール組立体を有する、無線受電システムを、タイヤ幅方向断面により概略的に示す、概略図である。無線受電システム1は、外部の送電装置から無線により(すなわちワイヤレスで)送電された電力を受電するように構成されたシステムである。先に無線受電システムの外部の構成について説明すると、送電装置40は、送電コイル(1次コイル)41を備えている。送電装置40は、道路等の路面に設置され、あるいは路面の近傍に位置するように埋設されている。送電コイル41は、電力源から供給された交流電流に基づき、交流磁界を発生させる。送電コイル41は、全体を環状に構成され、路面の上方に向けて交流磁界を発生するように、当該環の軸方向が路面と略垂直となるように配置されている。ただし、図面では、送電コイル41は、模式化されている。送電装置40が備える送電コイル41は、例えば、フェライトコア等のコアに巻き回され、全体を環状に構成されたものであるが、これに限られず、コイルばね、空芯コイル等、交流磁界を発生可能な任意のコイルとすることができる。
図1に示すように、無線受電システム1は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・ホイール組立体3を備えている。無線によって供給される電力を受電する受電装置30は、タイヤ・ホイール組立体3の収容部(収容部は、タイヤ・ホイール組立体3の内部の空間である)に収容されている。以下、タイヤ・ホイール組立体3について説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・ホイール組立体を有する、無線受電システムを、タイヤ幅方向断面により概略的に示す、概略図である。無線受電システム1は、外部の送電装置から無線により(すなわちワイヤレスで)送電された電力を受電するように構成されたシステムである。先に無線受電システムの外部の構成について説明すると、送電装置40は、送電コイル(1次コイル)41を備えている。送電装置40は、道路等の路面に設置され、あるいは路面の近傍に位置するように埋設されている。送電コイル41は、電力源から供給された交流電流に基づき、交流磁界を発生させる。送電コイル41は、全体を環状に構成され、路面の上方に向けて交流磁界を発生するように、当該環の軸方向が路面と略垂直となるように配置されている。ただし、図面では、送電コイル41は、模式化されている。送電装置40が備える送電コイル41は、例えば、フェライトコア等のコアに巻き回され、全体を環状に構成されたものであるが、これに限られず、コイルばね、空芯コイル等、交流磁界を発生可能な任意のコイルとすることができる。
図1に示すように、無線受電システム1は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・ホイール組立体3を備えている。無線によって供給される電力を受電する受電装置30は、タイヤ・ホイール組立体3の収容部(収容部は、タイヤ・ホイール組立体3の内部の空間である)に収容されている。以下、タイヤ・ホイール組立体3について説明する。
≪タイヤ・ホイール組立体≫
図1に示すように、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・ホイール組立体3は、タイヤ10と、リム部21を有するホイール20とを備える。タイヤ10は、ホイール20のリム部21に装着されている。以下、タイヤ10及びホイール20について、順にそれぞれ説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・ホイール組立体3は、タイヤ10と、リム部21を有するホイール20とを備える。タイヤ10は、ホイール20のリム部21に装着されている。以下、タイヤ10及びホイール20について、順にそれぞれ説明する。
(タイヤ)
まず、タイヤ10の一例の構成について説明する。図2は、タイヤ10のタイヤ幅方向断面図である。図2に示すように、このタイヤ10は、一対のビード部11と、該ビード部11に連なる一対のサイドウォール部12と、該一対のサイドウォール部12に連なるトレッド部13と、を有している。
まず、タイヤ10の一例の構成について説明する。図2は、タイヤ10のタイヤ幅方向断面図である。図2に示すように、このタイヤ10は、一対のビード部11と、該ビード部11に連なる一対のサイドウォール部12と、該一対のサイドウォール部12に連なるトレッド部13と、を有している。
この例では、ビード部11は、ビードコア11Aと、ビードフィラ11Bとを有している。ビードコア11Aは、この例では、周囲をゴムにより被覆された複数のビードワイヤを備える。ビードワイヤは、この例では、スチールコードによって形成されている。ビードフィラ11Bは、ゴム等で構成され、ビードコア11Aのタイヤ径方向外側に位置している。この例では、ビードフィラ11Bは、タイヤ径方向外側に向けて厚みが減少する断面略三角形状の形状をなしている。一方で、本発明では、タイヤ10は、ビードコア11Aやビードフィラ11Bを有しない構造とすることもできる。
本発明では、ビードワイヤは非磁性材料によって形成することもできる。ビードワイヤを非磁性材料により形成することで、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がビードワイヤによって妨げられることがないようにすることができるからである。ここで、非磁性材料とは、磁性材料以外の材料を指し、当該磁性材料としては、強磁性を示す材料(強磁性体)を指す。従って、非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。
図2に示すように、タイヤ10は、一対のビード部11にトロイダル状に跨るカーカス14を有している。カーカス14の端部側はビードコア11Aに係止されている。具体的には、カーカス14は、ビードコア11A間に配置されたカーカス本体部14Aと、ビードコア11Aの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返されてなるカーカス折返し部14Bと、を有している。カーカス折返し部14Bのタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側への延在長さは、適宜設定することができる。また、カーカス14は、カーカス折返し部14Bを有しない構造とすることもでき、あるいはカーカス折返し部14Bをビードコア11Aに巻き付けた構造とすることもできる。
カーカス14は、1枚以上のカーカスプライによって構成することができる。例えば、カーカス14は、タイヤの赤道面CLにおいてタイヤ径方向に積層して配置された2枚のカーカス層によって構成することができる。本実施形態では、カーカス14のカーカス層を構成するカーカスコードは、非磁性材料(この例では有機繊維)で構成されている。あるいは、カーカス14を構成するカーカスコードをスチールコードで構成することもできる。
非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。
本発明では、カーカスコードにスチールコードを用いることもできるが、非磁性材料からなるカーカスコードを用いることが好ましい。送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がカーカス14によって妨げられることがないようにすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができるからである。なお、本実施形態において、カーカス14は、ラジアル構造とされるが、これに限られず、バイアス構造とすることもできる。
非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。
本発明では、カーカスコードにスチールコードを用いることもできるが、非磁性材料からなるカーカスコードを用いることが好ましい。送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がカーカス14によって妨げられることがないようにすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができるからである。なお、本実施形態において、カーカス14は、ラジアル構造とされるが、これに限られず、バイアス構造とすることもできる。
カーカス14のクラウン部のタイヤ径方向外側には、ベルト15及びトレッドゴムが設けられている。ベルト15は、例えば、タイヤ径方向に積層された複数層のベルト層によって構成することができる。本実施形態では、ベルト15のベルト層を構成するベルトコードは、非磁性材料(この例では有機繊維)で構成されている。あるいは、ベルト15を構成するベルトコードには、スチールコードを用いることもできる。
非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。
本発明では、ベルト15を構成するベルトコードとして、スチールコードを用いることもできるが、非磁性材料からなるベルトコードを用いることが好ましい。送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がベルト15によって妨げられることがないようにすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができるからである。なお、本発明において、ベルト層の層数やベルトコードの傾斜角度、各ベルト層のタイヤ幅方向の幅等は、特に限定されず、適宜設定することができる。
非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。
本発明では、ベルト15を構成するベルトコードとして、スチールコードを用いることもできるが、非磁性材料からなるベルトコードを用いることが好ましい。送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がベルト15によって妨げられることがないようにすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができるからである。なお、本発明において、ベルト層の層数やベルトコードの傾斜角度、各ベルト層のタイヤ幅方向の幅等は、特に限定されず、適宜設定することができる。
図2に示すように、タイヤ10は、インナーライナー16を有している。インナーライナー16は、タイヤ10の内面を覆うように配置されている。インナーライナー16は、タイヤの赤道面CLにおいてタイヤ径方向に積層された1層以上のインナーライナー層によって構成することができる。インナーライナー16は、例えば、空気透過性の低いブチル系ゴムで構成される。ブチル系ゴムには、例えばブチルゴム、及びその誘導体であるハロゲン化ブチルゴムが含まれる。インナーライナー16は、ブチル系ゴムに限られず、他のゴム組成物、樹脂、又はエラストマで構成することもできる。
本発明では、サイドウォール部12にサイド補強ゴム(図示せず)を有していても良い。サイド補強ゴムは、例えば断面三日月状の形状とすることができる。これにより、タイヤのパンク時にサイド補強ゴムが荷重を肩代わりして走行することができる。また、本発明では、サイドウォール部12を構成するゴム又はサイド補強ゴムに、フェライト等の、透磁率が大きい(例えば強磁性体の)磁性材料を含んでいても良い。これにより、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界が、サイドウォール部12よりもタイヤ幅方向外側に存在する金属及び他の磁界の影響によって減衰しにくくすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができる。
タイヤは、乗用車用タイヤとすることが好ましく、乗用車用ラジアルタイヤとすることがより好ましい。
上述の各例において、タイヤ10は、タイヤ10の断面幅SWが165(mm)未満である場合は、タイヤ10の断面幅SWと外径ODとの比SW/ODは、0.26以下であり、タイヤ10の断面幅SWが165(mm)以上である場合には、タイヤ10の断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)は、
OD(mm)≧2.135×SW(mm)+282.3(mm)
(以下、「関係式(1)」と称する)
を満たすことが好ましい。
上記比SW/OD又は関係式(1)を満たすことにより、タイヤ10の外径ODに対してタイヤ10の断面幅SWが相対的に小さくなり、空気抵抗を低減し、また、断面幅が狭い分、車両スペースを確保することができ、特にタイヤの車両装着内側近傍に駆動部品の設置スペースを確保することができる。
また、上記比SW/OD又は関係式(1)を満たすことにより、タイヤ10の断面幅SWに対してタイヤ10の外径ODが相対的に大きくなり、転がり抵抗を低減し、また、タイヤ10の大径化によって車輪軸が高くなり、床下のスペースが拡大されるため、車両のトランク等のスペースや、駆動部品の設置スペースを確保することができる。
以上のように、上記比SW/OD又は関係式(1)を満たすことにより、給電された電気エネルギーに対して低燃費性を達成することができ、また、車両スペースを大きく確保することもできる。
また、タイヤ10は、タイヤ10の断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)が、
OD(mm)≧-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)-380(mm)
(以下、「関係式(2)」と称する)
を満たすことが好ましい。
上記関係式(2)を満たすことにより、タイヤ10の外径ODに対してタイヤの断面幅SWが相対的に小さくなり、空気抵抗を低減し、また、断面幅が狭い分、車両スペースを確保することができ、特にタイヤ10の車両装着内側近傍に駆動部品の設置スペースを確保することができる。
また、上記関係式(2)を満たすことにより、タイヤ10の断面幅SWに対してタイヤの外径ODが相対的に大きくなり、転がり抵抗を低減し、また、タイヤ10の大径化によって車輪軸が高くなり、床下のスペースが拡大されるため、車両のトランク等のスペースや、駆動部品の設置スペースを確保することができる。
以上のように、上記関係式(2)を満たすことにより、給電された電気エネルギーに対して低燃費性を達成することができ、また、車両スペースを大きく確保することもできる。
上述の各例では、タイヤ10は、上記比SW/OD及び/又は関係式(2)を満たすことが好ましく、あるいは、上記関係式(1)及び/又は関係式(2)を満たすことが好ましい。
OD(mm)≧2.135×SW(mm)+282.3(mm)
(以下、「関係式(1)」と称する)
を満たすことが好ましい。
上記比SW/OD又は関係式(1)を満たすことにより、タイヤ10の外径ODに対してタイヤ10の断面幅SWが相対的に小さくなり、空気抵抗を低減し、また、断面幅が狭い分、車両スペースを確保することができ、特にタイヤの車両装着内側近傍に駆動部品の設置スペースを確保することができる。
また、上記比SW/OD又は関係式(1)を満たすことにより、タイヤ10の断面幅SWに対してタイヤ10の外径ODが相対的に大きくなり、転がり抵抗を低減し、また、タイヤ10の大径化によって車輪軸が高くなり、床下のスペースが拡大されるため、車両のトランク等のスペースや、駆動部品の設置スペースを確保することができる。
以上のように、上記比SW/OD又は関係式(1)を満たすことにより、給電された電気エネルギーに対して低燃費性を達成することができ、また、車両スペースを大きく確保することもできる。
また、タイヤ10は、タイヤ10の断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)が、
OD(mm)≧-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)-380(mm)
(以下、「関係式(2)」と称する)
を満たすことが好ましい。
上記関係式(2)を満たすことにより、タイヤ10の外径ODに対してタイヤの断面幅SWが相対的に小さくなり、空気抵抗を低減し、また、断面幅が狭い分、車両スペースを確保することができ、特にタイヤ10の車両装着内側近傍に駆動部品の設置スペースを確保することができる。
また、上記関係式(2)を満たすことにより、タイヤ10の断面幅SWに対してタイヤの外径ODが相対的に大きくなり、転がり抵抗を低減し、また、タイヤ10の大径化によって車輪軸が高くなり、床下のスペースが拡大されるため、車両のトランク等のスペースや、駆動部品の設置スペースを確保することができる。
以上のように、上記関係式(2)を満たすことにより、給電された電気エネルギーに対して低燃費性を達成することができ、また、車両スペースを大きく確保することもできる。
上述の各例では、タイヤ10は、上記比SW/OD及び/又は関係式(2)を満たすことが好ましく、あるいは、上記関係式(1)及び/又は関係式(2)を満たすことが好ましい。
上述の各例において、タイヤ10は、ビードフィラ11Bのタイヤ幅方向断面積S1が、ビードコア11Aのタイヤ幅方向断面積S2の1倍以上8倍以下であると、好適である。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
なお、カーカスをタイヤ幅方向内側及び外側から挾持する、挟み込みビードコア構造である場合には、当該カーカスの幅方向内側及び外側のビードコアの合計体積をS2とする。
ビードフィラ11Bの断面積S1を上記の範囲とすることにより、高剛性部材であるビードフィラの体積を小さくして、タイヤの縦バネ係数を低減し、乗り心地性を向上させることができる。また、ビードフィラを軽量化して、タイヤを軽量化することもでき、従って、タイヤの転がり抵抗値がさらに低減される。
特に、上記関係式(1)又は関係式(2)を満たす、狭幅・大径タイヤにおいては、ベルトの張力剛性が高く、タイヤサイド部の張力剛性がベルト対比で低くなるため、上記のようにビードフィラの断面積S1を所定の範囲とすることによる縦バネ係数の低減効果が非常に高くなる。
ここで、ビードフィラ11Bのタイヤ幅方向断面積S1を、ビードコア11Aのタイヤ幅方向断面積S2の8倍以下とすることで、高剛性部材であるビードフィラの体積が大きくなり過ぎないようにし、タイヤの縦バネ係数が大きくなり過ぎないようにして、乗り心地性の低下を抑制することができる。
一方で、ビードフィラ11Bのタイヤ幅方向断面積S1を、ビードコア11Aのタイヤ幅方向断面積S2の1倍以上とすることで、ビード部の剛性を確保して、横バネ係数が低下しな過ぎないようにして、操縦安定性を確保することができる。
なお、カーカスをタイヤ幅方向内側及び外側から挾持する、挟み込みビードコア構造である場合には、当該カーカスの幅方向内側及び外側のビードコアの合計体積をS2とする。
ビードフィラ11Bの断面積S1を上記の範囲とすることにより、高剛性部材であるビードフィラの体積を小さくして、タイヤの縦バネ係数を低減し、乗り心地性を向上させることができる。また、ビードフィラを軽量化して、タイヤを軽量化することもでき、従って、タイヤの転がり抵抗値がさらに低減される。
特に、上記関係式(1)又は関係式(2)を満たす、狭幅・大径タイヤにおいては、ベルトの張力剛性が高く、タイヤサイド部の張力剛性がベルト対比で低くなるため、上記のようにビードフィラの断面積S1を所定の範囲とすることによる縦バネ係数の低減効果が非常に高くなる。
ここで、ビードフィラ11Bのタイヤ幅方向断面積S1を、ビードコア11Aのタイヤ幅方向断面積S2の8倍以下とすることで、高剛性部材であるビードフィラの体積が大きくなり過ぎないようにし、タイヤの縦バネ係数が大きくなり過ぎないようにして、乗り心地性の低下を抑制することができる。
一方で、ビードフィラ11Bのタイヤ幅方向断面積S1を、ビードコア11Aのタイヤ幅方向断面積S2の1倍以上とすることで、ビード部の剛性を確保して、横バネ係数が低下しな過ぎないようにして、操縦安定性を確保することができる。
上述の各例において、タイヤ10は、ビードフィラ11Bのタイヤ径方向中央位置におけるタイヤ幅方向の幅をBFWとし、ビードコア11Aのタイヤ幅方向の最大幅をBDWとするとき、
0.1≦BFW/BDW≦0.6
を満たすことが好ましい。
これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
比BFW/BDWを0.6以下とすることにより、ビードフィラ高さを維持しつつもビードフィラの体積を減少させて、タイヤ回転方向に対する剛性を確保しつつも、縦バネ係数を低減させて、乗り心地性を向上させ、また、タイヤを軽量化することができる。
一方で、比BFW/BDWを0.1以上とすることにより、ビード部の剛性を確保して、横バネ係数を維持し、操縦安定性をより確保することができる。
0.1≦BFW/BDW≦0.6
を満たすことが好ましい。
これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
比BFW/BDWを0.6以下とすることにより、ビードフィラ高さを維持しつつもビードフィラの体積を減少させて、タイヤ回転方向に対する剛性を確保しつつも、縦バネ係数を低減させて、乗り心地性を向上させ、また、タイヤを軽量化することができる。
一方で、比BFW/BDWを0.1以上とすることにより、ビード部の剛性を確保して、横バネ係数を維持し、操縦安定性をより確保することができる。
上述の各例において、タイヤ10は、ビードフィラ11Bのタイヤ径方向の高さをBFHとし、タイヤのセクションハイト(タイヤ断面高さ)をSHとするとき、
0.1≦BFH/SH≦0.5
を満たすことが好ましい。
これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
上記比BFH/SHを0.5以下とすることにより、高剛性部材であるビードフィラの径方向高さを小さくして、タイヤの縦バネ係数を効果的に低減し、乗り心地性を向上させることができる。
一方で、上記比BFH/SHを0.1以上とすることにより、ビード部の剛性を確保して、横バネ係数を維持し、操縦安定性をより確保することができる。
ここで、タイヤセクションハイトSHとは、タイヤをリムに組み込み、タイヤを装着する車両毎に規定される内圧を充填したときの無負荷状態でのタイヤの外径とリム径との差の1/2をいうものとする。
0.1≦BFH/SH≦0.5
を満たすことが好ましい。
これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
上記比BFH/SHを0.5以下とすることにより、高剛性部材であるビードフィラの径方向高さを小さくして、タイヤの縦バネ係数を効果的に低減し、乗り心地性を向上させることができる。
一方で、上記比BFH/SHを0.1以上とすることにより、ビード部の剛性を確保して、横バネ係数を維持し、操縦安定性をより確保することができる。
ここで、タイヤセクションハイトSHとは、タイヤをリムに組み込み、タイヤを装着する車両毎に規定される内圧を充填したときの無負荷状態でのタイヤの外径とリム径との差の1/2をいうものとする。
ビードフィラ11Bのタイヤ径方向の高さBFHは、45mm以下とすることが好ましい。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
上述の各例において、タイヤ10は、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージTs(この断面で、タイヤ最大幅部のタイヤ表面上の点における接線の法線方向に計測する)と、ビードコア11Aのタイヤ径方向中心位置におけるビード幅Tb(ビード部11のタイヤ幅方向の幅)との比Ts/Tbが、15%以上60%以下であると、好適である。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
なお、「タイヤ最大幅部」とは、リムにタイヤを組み込み、無負荷状態としたときの、タイヤ幅方向断面内の最大幅位置をいうものとする。
ゲージTsはゴム、補強部材、インナーライナーなどすべての部材の厚みの合計となる。
比Ts/Tbを上記の範囲とすることにより、タイヤ荷重時の曲げ変形の大きいタイヤ最大幅部における剛性を適度に低下させて、縦バネ係数を低減して乗り心地性を向上させることができる。
すなわち、上記比Ts/Tbが60%超であると、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージが大きくなり、サイドウォール部12の剛性が高くなって縦バネ係数が高くなってしまうおそれがある。一方で、上記比Ts/Tbが15%未満であると、横バネ係数が低下し過ぎて、操縦安定性が確保できなくなるおそれがある。
なお、「タイヤ最大幅部」とは、リムにタイヤを組み込み、無負荷状態としたときの、タイヤ幅方向断面内の最大幅位置をいうものとする。
ゲージTsはゴム、補強部材、インナーライナーなどすべての部材の厚みの合計となる。
比Ts/Tbを上記の範囲とすることにより、タイヤ荷重時の曲げ変形の大きいタイヤ最大幅部における剛性を適度に低下させて、縦バネ係数を低減して乗り心地性を向上させることができる。
すなわち、上記比Ts/Tbが60%超であると、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージが大きくなり、サイドウォール部12の剛性が高くなって縦バネ係数が高くなってしまうおそれがある。一方で、上記比Ts/Tbが15%未満であると、横バネ係数が低下し過ぎて、操縦安定性が確保できなくなるおそれがある。
上述の各例において、タイヤ10は、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージTsが、1.5mm以上であることが好ましい。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
ゲージTsを1.5mm以上とすることにより、タイヤ最大幅部における剛性を適度に保って、横バネ係数の低下を抑え、操縦安定性をより確保することができる。
ゲージTsを1.5mm以上とすることにより、タイヤ最大幅部における剛性を適度に保って、横バネ係数の低下を抑え、操縦安定性をより確保することができる。
上述の各例において、タイヤ10は、ビードコア11Aの径Tbc(ビードコアのタイヤ幅方向の最大幅)が、3mm以上16mm以下であることが好ましい。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
Tbcを3mm以上とすることにより、リムフランジ上での曲げ剛性及びねじれ剛性を確保しつつ、軽量化を実現することができ、一方で、Tbcを16mm以下とすることにより、重量増大を抑えつつ、操縦安定性を確保することができる。
またビードコアがカーカスによって複数の小ビードコアに分割されている構造の場合には、全小ビードコアのうち幅方向最内側端部と最外側端部の距離をTbcとすればよい。
Tbcを3mm以上とすることにより、リムフランジ上での曲げ剛性及びねじれ剛性を確保しつつ、軽量化を実現することができ、一方で、Tbcを16mm以下とすることにより、重量増大を抑えつつ、操縦安定性を確保することができる。
またビードコアがカーカスによって複数の小ビードコアに分割されている構造の場合には、全小ビードコアのうち幅方向最内側端部と最外側端部の距離をTbcとすればよい。
上述の各例において、タイヤ10は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大荷重を負荷した際、タイヤ10の接地面積が、8000mm2以上であることが好ましい。これにより、タイヤの転がり抵抗値の低減とタイヤ重量の低減とを両立させることができ、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。また、タイヤ軸力を確保して車両の安定性や安全性を高めることができる。
上述の各例において、タイヤ10は、ベルトコードのヤング率が40000MPa以上であることが好ましい。これにより、カーカス構造やベルト剛性を適切化して、高内圧でも使用可能なタイヤの強度を確保することができる。また、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
上述の各例において、タイヤ10は、インナーライナー16の厚さが0.6mm以上であることが好ましい。これにより、高内圧状態での空気漏れを抑制することができる。また、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
上述の各例において、タイヤ10は、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージTsと、カーカスコードの径Tcとの比Ts/Tcが、4以上12以下であると、好適である。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
比Ts/Tcを上記の範囲とすることにより、タイヤ荷重時の曲げ変形の大きいタイヤ最大幅部における剛性を適度に低下させて、縦バネ係数を低減して乗り心地性を向上させることができる。
すなわち、上記比Ts/Tcを12以下とすることで、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部4のゲージが大きくなり過ぎないようにして、この部分の剛性が高くなって縦バネ係数が高くなるのを抑制することができる。一方で、上記比Ts/Tcを4以上とすることで、横バネ係数が低下し過ぎないようにして、操縦安定性を確保することができる。
比Ts/Tcを上記の範囲とすることにより、タイヤ荷重時の曲げ変形の大きいタイヤ最大幅部における剛性を適度に低下させて、縦バネ係数を低減して乗り心地性を向上させることができる。
すなわち、上記比Ts/Tcを12以下とすることで、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部4のゲージが大きくなり過ぎないようにして、この部分の剛性が高くなって縦バネ係数が高くなるのを抑制することができる。一方で、上記比Ts/Tcを4以上とすることで、横バネ係数が低下し過ぎないようにして、操縦安定性を確保することができる。
上述の各例において、タイヤ10は、タイヤ最大幅部における、カーカスコードの表面からタイヤ外面までのタイヤ幅方向の距離をTaとするとき、距離Taとカーカスコードの径Tcとの比Ta/Tcが2以上8以下であることが好ましい。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
上記比Ta/Tcを8以下とすることにより、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージを小さくして、サイドウォール部12の剛性を低下させて、縦バネ係数を低減し、乗り心地性をより向上させることができる。一方で、上記比Ta/Tcを2以上とすることにより、横バネ係数を確保して、より操縦安定性が確保することができる。
なお、「Ta」は、タイヤ最大幅部において、幅方向最外側のカーカスコードの表面からタイヤ外面までのタイヤ幅方向の距離をいう。
すなわち、カーカス折り返し部14Bがタイヤ最大幅部より径方向外側まで延びている場合には、カーカス折り返し部14Bをなす部分のカーカスコード14cの表面からタイヤ外面までのタイヤ幅方向の距離をTaとする。
上記比Ta/Tcを8以下とすることにより、タイヤ最大幅部におけるサイドウォール部12のゲージを小さくして、サイドウォール部12の剛性を低下させて、縦バネ係数を低減し、乗り心地性をより向上させることができる。一方で、上記比Ta/Tcを2以上とすることにより、横バネ係数を確保して、より操縦安定性が確保することができる。
なお、「Ta」は、タイヤ最大幅部において、幅方向最外側のカーカスコードの表面からタイヤ外面までのタイヤ幅方向の距離をいう。
すなわち、カーカス折り返し部14Bがタイヤ最大幅部より径方向外側まで延びている場合には、カーカス折り返し部14Bをなす部分のカーカスコード14cの表面からタイヤ外面までのタイヤ幅方向の距離をTaとする。
上述の各例において、タイヤ10は、カーカスコード14cの径Tcが、0.2mm以上1.2mm以下であることが好ましい。これにより、給電効率と低燃費性を好適に両立させることができる。
Tcを0.8mm以下とすることにより、縦バネ係数を低減して乗り心地性を向上させることができ、一方で、Tcを0.4mm以上とすることにより、横バネ係数を大きくして操縦安定性を確保することができる。
Tcを0.8mm以下とすることにより、縦バネ係数を低減して乗り心地性を向上させることができ、一方で、Tcを0.4mm以上とすることにより、横バネ係数を大きくして操縦安定性を確保することができる。
図5は、接地形状を示す平面図である。図7は、図5の場合の作用効果について説明するための図である。図5に示すように、本例では、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際の接地面において、該接地面のタイヤ幅方向中心における接地長LCに対する、タイヤ幅方向端からトレッド幅方向内側に接地幅Wの10%離間したタイヤ幅方向位置における接地長LEの比である矩形率は50%以上である。
以下、本実施形態のタイヤ・ホイール組立体の作用効果について説明する。
以下、本実施形態のタイヤ・ホイール組立体の作用効果について説明する。
本実施形態のタイヤ・ホイール組立体では、上記矩形率が50%以上である。
図7に模式的に示すように、矩形率が小さい場合(破線で示している)、タイヤと路面との間に空間ができて、その間に水や異物等が入り込んで磁束を妨げ、受電効率を低下させてしまうが、矩形率を上記の範囲とすることにより(実線で示している)、タイヤと路面との間の空間をなくして、水や異物等により磁束が妨げられないようにして、受電効率を向上させることができる。
以上のように、本実施形態によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
さらに、矩形率が50%以上であると、エネルギーロスも小さくなるため、燃費性も向上する。
なお、本実施形態では、接地面の形状はタイヤ赤道面を境界として対称であるが、非対称でも良く、この場合、いずれかのタイヤ幅方向半部において、接地長LCに対する、接地長LEの比である矩形率が50%以上であれば、当該タイヤ幅方向半部において、上記の作用効果を得ることができる。
図7に模式的に示すように、矩形率が小さい場合(破線で示している)、タイヤと路面との間に空間ができて、その間に水や異物等が入り込んで磁束を妨げ、受電効率を低下させてしまうが、矩形率を上記の範囲とすることにより(実線で示している)、タイヤと路面との間の空間をなくして、水や異物等により磁束が妨げられないようにして、受電効率を向上させることができる。
以上のように、本実施形態によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
さらに、矩形率が50%以上であると、エネルギーロスも小さくなるため、燃費性も向上する。
なお、本実施形態では、接地面の形状はタイヤ赤道面を境界として対称であるが、非対称でも良く、この場合、いずれかのタイヤ幅方向半部において、接地長LCに対する、接地長LEの比である矩形率が50%以上であれば、当該タイヤ幅方向半部において、上記の作用効果を得ることができる。
受電効率をより一層向上させ、燃費性をより向上させる観点から、上記矩形率は、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが最も好ましい。一方で、耐摩耗性を向上させる観点からは、上記矩形率は、110%以下であることが好ましい。
上記矩形率を50%以上(好ましくは60%以上、70%以上、80%以上)とするためには、ショルダー部の周方向剛性を適度に低下させることが好ましい。例えば、タイヤ幅方向端からトレッド幅方向内側に接地幅Wの10%離間したタイヤ幅方向位置を含むタイヤ幅方向領域において、ベルト補強層を配置しない、又は、ベルト補強層の層数を他の領域より少なくする、ベルト層の層数を他の領域より少なくすることができる。
ここで、トレッド部の踏面に、タイヤ赤道面上をタイヤ周方向に延びる周方向主溝を有することが好ましい。
上述したように、送電コイル41からの磁束は、路面から上方へ(本例では路面と略垂直に)発せられる。タイヤ10が、トレッド部13の踏面に、タイヤ赤道面CL上をタイヤ周方向に延びる周方向主溝を有していると、送電コイル41から発生する磁束の多くが、タイヤ赤道面CL上の周方向主溝を通過して、受電コイル31を通過する。これらの磁束は、周方向主溝の部分(空気)を通過するため、溝を有しない部分(トレッドゴム)を通過する場合と比べて、受電コイル31へ到達しようとする磁束が妨げられにくくなり、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになる。
従って、この構成によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
他の受電コイルの配置として、送電コイル41が斜めに配置され、受電コイル31が送電コイル41に対向するように配置されている場合もある。すなわち、送電コイル41の環の軸方向と、受電コイル31の環の軸方向とが略平行となるように互いに配置される。このような場合でも、上記と同様に、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになり、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
なお、送電コイル41の環の軸と受電コイル31の環の軸とが略平行でなくとも、一定程度の磁束について上記の作用効果を得ることができるため、高い受電効率を達成することが可能である。
上述したように、送電コイル41からの磁束は、路面から上方へ(本例では路面と略垂直に)発せられる。タイヤ10が、トレッド部13の踏面に、タイヤ赤道面CL上をタイヤ周方向に延びる周方向主溝を有していると、送電コイル41から発生する磁束の多くが、タイヤ赤道面CL上の周方向主溝を通過して、受電コイル31を通過する。これらの磁束は、周方向主溝の部分(空気)を通過するため、溝を有しない部分(トレッドゴム)を通過する場合と比べて、受電コイル31へ到達しようとする磁束が妨げられにくくなり、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになる。
従って、この構成によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
他の受電コイルの配置として、送電コイル41が斜めに配置され、受電コイル31が送電コイル41に対向するように配置されている場合もある。すなわち、送電コイル41の環の軸方向と、受電コイル31の環の軸方向とが略平行となるように互いに配置される。このような場合でも、上記と同様に、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになり、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
なお、送電コイル41の環の軸と受電コイル31の環の軸とが略平行でなくとも、一定程度の磁束について上記の作用効果を得ることができるため、高い受電効率を達成することが可能である。
また、トレッド部の踏面に、タイヤ赤道面上に位置せずにタイヤ周方向に延びる周方向主溝を有することも好ましい。
上述したように、送電コイル41からの磁束は、路面から上方へ(例えば、路面に対して斜めに)発せられる。上記周方向主溝が位置する側に、送電コイル41が位置する場合について説明する。
この例では、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、タイヤ赤道面CL上に位置せず、タイヤ周方向に延びる周方向主溝を有しているため、送電コイル41から斜めに発生する磁束の多くが、周方向主溝を通過して、受電コイル31を通過する。これらの磁束は、周方向主溝の部分(空気)を通過するため、溝を有しない部分(トレッドゴム)を通過する場合と比べて、受電コイル31へ到達しようとする磁束が妨げられにくくなり、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになる。
従って、この構成によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
例えば、受電コイル31も斜めに配置され、受電コイル31が送電コイル41に対向するように配置されることもできる。すなわち、送電コイル41の環の軸方向と、受電コイル31の環の軸方向とが略平行となるように互いに配置される。このような場合でも、上記と同様に、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになり、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
なお、送電コイル41の環が路面と略平行に配置されている場合であっても、送電コイル41の上方に周方向主溝が位置すれば、上記の作用効果を得ることができる。
この場合、周方向主溝は、車両装着内側と外側いずれに位置しても良い。
上述したように、送電コイル41からの磁束は、路面から上方へ(例えば、路面に対して斜めに)発せられる。上記周方向主溝が位置する側に、送電コイル41が位置する場合について説明する。
この例では、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、タイヤ赤道面CL上に位置せず、タイヤ周方向に延びる周方向主溝を有しているため、送電コイル41から斜めに発生する磁束の多くが、周方向主溝を通過して、受電コイル31を通過する。これらの磁束は、周方向主溝の部分(空気)を通過するため、溝を有しない部分(トレッドゴム)を通過する場合と比べて、受電コイル31へ到達しようとする磁束が妨げられにくくなり、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになる。
従って、この構成によれば、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
例えば、受電コイル31も斜めに配置され、受電コイル31が送電コイル41に対向するように配置されることもできる。すなわち、送電コイル41の環の軸方向と、受電コイル31の環の軸方向とが略平行となるように互いに配置される。このような場合でも、上記と同様に、より多くの磁束が受電コイル31へと到達することができるようになり、電磁誘導方式を用いた自動給電において、高い受電効率を達成することができる。
なお、送電コイル41の環が路面と略平行に配置されている場合であっても、送電コイル41の上方に周方向主溝が位置すれば、上記の作用効果を得ることができる。
この場合、周方向主溝は、車両装着内側と外側いずれに位置しても良い。
ここで、「踏面」とは、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際に、路面と接することとなる接地面のタイヤ周方向全域にわたる面をいう。
また、「周方向主溝」とは、タイヤ周方向に延びる溝であって、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm以上のものをいう。
周方向主溝は、タイヤ周方向に真っ直ぐ延びていることが最も好ましい。一方で、周方向主溝は、ジグザグ状又は湾曲しながらタイヤ周方向に延びていても良い。この場合、給電効率を向上させるために、周方向主溝は、タイヤ周方向に真っ直ぐ連続して延びる溝部分を有する(シースルー部分(接地時に踏み込み側から蹴り出し側を見た際に、溝壁に遮られることなく蹴り出し側を見ることができる部分)を有する)ことが好ましい。
トレッド部の厚さは、特には限定されないが、25mm以下とすることが好ましい。燃費性を向上させつつ、受電効率を向上させることができるからである。同様の理由により、トレッド部の厚さは、20mm以下であることがより好ましい。一方で、特には限定されないが、耐摩耗性を確保する観点からは、トレッド部の厚さは、8mm以上とすることが好ましい。同様の理由により、トレッド部の厚さは、10mm以上であることがより好ましい。
トレッド部13の踏面には、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝を有しないものとすることもでき、あるいは、1本以上の幅方向溝を設けることもできる。また、トレッド部13の踏面に、タイヤ周方向に延びる周方向サイプや、タイヤ幅方向に延びる幅方向サイプを有しないものとすることもでき、あるいは、1本以上の周方向サイプ及び/又は1本以上の幅方向サイプを設けることもできる。なお、幅方向溝は、タイヤ幅方向に延びる溝であって、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm以上のものをいう。周方向サイプは、タイヤ周方向に延び、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm未満のものをいう。幅方向サイプは、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm未満のものをいう。
幅方向溝の溝幅(開口幅)は、特には限定されないが、排水性能とコーナリング性能を両立させるために、例えば1~15mmとすることができる。また、幅方向溝の溝深さ(最大深さ)は、摩耗性能と操縦安定性能を両立させるために、特には限定されないが、例えば2~10mmとすることができる。同様の理由により、幅方向溝の溝深さは、3~8mmであることがより好ましい。
なお、タイヤの踏面において、タイヤ周方向一方側から他方側に向かって、途中で分断されずに繋がっている溝を周方向溝(周方向主溝を含む)とし、それ以外の溝を幅方向溝とする。
トレッド部13の踏面全体のネガティブ率は、特には限定されないが、8~40%とすることができる。トレッド部13の踏面全体のネガティブ率を8%以上とすることで排水性をより高めることができ、一方で、トレッド部13の踏面全体のネガティブ率を40%以下とすることで耐摩耗性をより高めることができる。同様の理由により、トレッド部13の踏面13a全体のネガティブ率は、15~35%であることがより好ましい。
また、「周方向主溝」とは、タイヤ周方向に延びる溝であって、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm以上のものをいう。
周方向主溝は、タイヤ周方向に真っ直ぐ延びていることが最も好ましい。一方で、周方向主溝は、ジグザグ状又は湾曲しながらタイヤ周方向に延びていても良い。この場合、給電効率を向上させるために、周方向主溝は、タイヤ周方向に真っ直ぐ連続して延びる溝部分を有する(シースルー部分(接地時に踏み込み側から蹴り出し側を見た際に、溝壁に遮られることなく蹴り出し側を見ることができる部分)を有する)ことが好ましい。
トレッド部の厚さは、特には限定されないが、25mm以下とすることが好ましい。燃費性を向上させつつ、受電効率を向上させることができるからである。同様の理由により、トレッド部の厚さは、20mm以下であることがより好ましい。一方で、特には限定されないが、耐摩耗性を確保する観点からは、トレッド部の厚さは、8mm以上とすることが好ましい。同様の理由により、トレッド部の厚さは、10mm以上であることがより好ましい。
トレッド部13の踏面には、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝を有しないものとすることもでき、あるいは、1本以上の幅方向溝を設けることもできる。また、トレッド部13の踏面に、タイヤ周方向に延びる周方向サイプや、タイヤ幅方向に延びる幅方向サイプを有しないものとすることもでき、あるいは、1本以上の周方向サイプ及び/又は1本以上の幅方向サイプを設けることもできる。なお、幅方向溝は、タイヤ幅方向に延びる溝であって、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm以上のものをいう。周方向サイプは、タイヤ周方向に延び、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm未満のものをいう。幅方向サイプは、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の溝幅(開口幅)が2mm未満のものをいう。
幅方向溝の溝幅(開口幅)は、特には限定されないが、排水性能とコーナリング性能を両立させるために、例えば1~15mmとすることができる。また、幅方向溝の溝深さ(最大深さ)は、摩耗性能と操縦安定性能を両立させるために、特には限定されないが、例えば2~10mmとすることができる。同様の理由により、幅方向溝の溝深さは、3~8mmであることがより好ましい。
なお、タイヤの踏面において、タイヤ周方向一方側から他方側に向かって、途中で分断されずに繋がっている溝を周方向溝(周方向主溝を含む)とし、それ以外の溝を幅方向溝とする。
トレッド部13の踏面全体のネガティブ率は、特には限定されないが、8~40%とすることができる。トレッド部13の踏面全体のネガティブ率を8%以上とすることで排水性をより高めることができ、一方で、トレッド部13の踏面全体のネガティブ率を40%以下とすることで耐摩耗性をより高めることができる。同様の理由により、トレッド部13の踏面13a全体のネガティブ率は、15~35%であることがより好ましい。
周方向主溝の配置について、トレッド部の踏面の、受電コイルの面を該面に直交する方向に投影した領域に、タイヤ周方向に延びる周方向主溝を有しないことも好ましい。周方向主溝に溝が溜まって受電効率が低下しないようにすることができるからである。
図6は、周方向主溝及びその周辺を示すタイヤ幅方向部分断面図である。
図6に示す例では、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、トレッド端(後述の接地端)と、タイヤ赤道面CL上をタイヤ周方向に延びる周方向主溝17とにより区画される、ショルダー陸部19を有している。そして、周方向主溝17により区画されるショルダー陸部19の壁面のなす傾斜角度θ1は、周方向主溝17によりタイヤ幅方向内側で区画される陸部の壁面のなす傾斜角度θ2より大きい。
上記「傾斜角度」とは、上記状態におけるタイヤ幅方向断面視において、周方向主溝の溝底(最も溝の深い箇所)からタイヤ径方向に溝深さhの20%及び80%の点に対応する点の線分が、上記周方向主溝の位置での上記踏面の法線方向に対してなす傾斜角度をいうものとする。
この構成によれば、ショルダー陸部の形状が、断面視で、タイヤ径方向外側から内側に向かってタイヤ幅方向の幅の広がり方がより大きい形状となるため、ショルダー陸部の剛性が高まり、ショルダー部の耐摩耗性を向上させることができる。よって、タイヤのショルダー部の摩耗を抑制することができる。
なお、タイヤのタイヤ幅方向両側において上記傾斜角度θ1を上記傾斜角度θ2より大きくすることもでき、タイヤ10のタイヤ幅方向一方の半部のみにおいて上記傾斜角度θ1を上記傾斜角度θ2より大きくすることもできる。なお、この場合、当該一方の半部でショルダー部の摩耗を抑制することができる。
ここで、傾斜角度の差θ1-θ2は、0°超50°以下とすることが好ましい。差θ1-θ2を0°より大きくすることにより、ショルダー陸部の形状による剛性の向上によってショルダー部の耐摩耗性をより一層向上させることができ、一方で、差θ1-θ2を50°以下とすることにより、周方向主溝の体積が大きくならないようにして、ショルダー陸部の剛性を確保してショルダー部の耐摩耗性をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、差θ1-θ2は、1~30°とすることがより好ましい。同様の理由により、差θ1-θ2は、2~15°とすることがより好ましい。
図6に示す例では、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、トレッド端(後述の接地端)と、タイヤ赤道面CL上をタイヤ周方向に延びる周方向主溝17とにより区画される、ショルダー陸部19を有している。そして、周方向主溝17により区画されるショルダー陸部19の壁面のなす傾斜角度θ1は、周方向主溝17によりタイヤ幅方向内側で区画される陸部の壁面のなす傾斜角度θ2より大きい。
上記「傾斜角度」とは、上記状態におけるタイヤ幅方向断面視において、周方向主溝の溝底(最も溝の深い箇所)からタイヤ径方向に溝深さhの20%及び80%の点に対応する点の線分が、上記周方向主溝の位置での上記踏面の法線方向に対してなす傾斜角度をいうものとする。
この構成によれば、ショルダー陸部の形状が、断面視で、タイヤ径方向外側から内側に向かってタイヤ幅方向の幅の広がり方がより大きい形状となるため、ショルダー陸部の剛性が高まり、ショルダー部の耐摩耗性を向上させることができる。よって、タイヤのショルダー部の摩耗を抑制することができる。
なお、タイヤのタイヤ幅方向両側において上記傾斜角度θ1を上記傾斜角度θ2より大きくすることもでき、タイヤ10のタイヤ幅方向一方の半部のみにおいて上記傾斜角度θ1を上記傾斜角度θ2より大きくすることもできる。なお、この場合、当該一方の半部でショルダー部の摩耗を抑制することができる。
ここで、傾斜角度の差θ1-θ2は、0°超50°以下とすることが好ましい。差θ1-θ2を0°より大きくすることにより、ショルダー陸部の形状による剛性の向上によってショルダー部の耐摩耗性をより一層向上させることができ、一方で、差θ1-θ2を50°以下とすることにより、周方向主溝の体積が大きくならないようにして、ショルダー陸部の剛性を確保してショルダー部の耐摩耗性をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、差θ1-θ2は、1~30°とすることがより好ましい。同様の理由により、差θ1-θ2は、2~15°とすることがより好ましい。
一例として、タイヤ10は、トレッド部13の踏面の幅方向溝のネガティブ率は、トレッド部13の踏面の周方向主溝のネガティブ率より小さいことが好ましい。「幅方向溝のネガティブ率」とは、トレッド踏面の面積に対する、1本以上の幅方向溝の溝面積の総和の割合をいい、幅方向溝を有しない場合は、幅方向溝のネガティブ率を0%とする。「周方向主溝のネガティブ率」とは、トレッド踏面の面積に対する、1本以上の周方向主溝の溝面積の総和の割合をいい、(後述の他の例の場合に)周方向主溝を有しない場合は、周方向主溝のネガティブ率を0%とする。周方向主溝を有しない場合は、ゴムボリュームを確保して耐摩耗性を特に向上させることができる。
例えば、トレッド部13の踏面に、1本以上(例えば1本)のタイヤ周方向に延びる周方向主溝と、1本以上のタイヤ幅方向に延びる幅方向溝とを有することができる。幅方向溝は、トレッド端からタイヤ幅方向内側に延びていても良い。幅方向溝を有しない構成とすることもできる。
これによれば、幅方向溝によるタイヤ転動時の打音を低減して、タイヤの静音性を向上させることができる。また、周方向主溝と幅方向溝との両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、排水性の低下を抑制することもできる。また、周方向主溝と幅方向溝との両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、耐摩耗性の低下を抑制することができる。
周方向主溝のネガティブ率に対する、幅方向溝のネガティブ率の比は、0~70%とすることが好ましい。幅方向溝を有しない場合(ネガティブ率が0%の場合)は、タイヤ転動時の打音がしなくなり、静音性が特に向上する。上記比を0%超とすることにより、排水性の低下をより抑制することができ、一方で、上記比を70%以下とすることにより、タイヤの静音性をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、上記比は、10~60%とすることがさらに好ましい。
この場合、特には限定されないが、周方向主溝のネガティブ率は、摩耗性能と排水性能を両立させるために、例えば8~30%とすることができる。また、特には限定されないが、操縦安定性能と排水性能を両立させるために、幅方向溝のネガティブ率は、1~21%とすることができる。
ここで、幅方向溝のネガティブ率を上記のように小さくするためには、幅方向溝の溝幅を小さく(特には限定されないが例えば15mm以下)とすることもでき、あるいは、例えばタイヤ周方向のピッチ長を大きく(特には限定されないが例えば10mm以上)することもできる。なお、非対称パターンとすることもでき、例えばタイヤ赤道面CLを境界とする一方のタイヤ幅方向半部においては、幅方向溝の溝幅を小さく(特には限定されないが例えば14mm以下)し、他方のタイヤ幅方向半部においては、幅方向溝のタイヤ周方向のピッチ長を大きく(特には限定されないが例えば11mm以上)することもできる。
例えば、トレッド部13の踏面に、1本以上(例えば1本)のタイヤ周方向に延びる周方向主溝と、1本以上のタイヤ幅方向に延びる幅方向溝とを有することができる。幅方向溝は、トレッド端からタイヤ幅方向内側に延びていても良い。幅方向溝を有しない構成とすることもできる。
これによれば、幅方向溝によるタイヤ転動時の打音を低減して、タイヤの静音性を向上させることができる。また、周方向主溝と幅方向溝との両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、排水性の低下を抑制することもできる。また、周方向主溝と幅方向溝との両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、耐摩耗性の低下を抑制することができる。
周方向主溝のネガティブ率に対する、幅方向溝のネガティブ率の比は、0~70%とすることが好ましい。幅方向溝を有しない場合(ネガティブ率が0%の場合)は、タイヤ転動時の打音がしなくなり、静音性が特に向上する。上記比を0%超とすることにより、排水性の低下をより抑制することができ、一方で、上記比を70%以下とすることにより、タイヤの静音性をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、上記比は、10~60%とすることがさらに好ましい。
この場合、特には限定されないが、周方向主溝のネガティブ率は、摩耗性能と排水性能を両立させるために、例えば8~30%とすることができる。また、特には限定されないが、操縦安定性能と排水性能を両立させるために、幅方向溝のネガティブ率は、1~21%とすることができる。
ここで、幅方向溝のネガティブ率を上記のように小さくするためには、幅方向溝の溝幅を小さく(特には限定されないが例えば15mm以下)とすることもでき、あるいは、例えばタイヤ周方向のピッチ長を大きく(特には限定されないが例えば10mm以上)することもできる。なお、非対称パターンとすることもでき、例えばタイヤ赤道面CLを境界とする一方のタイヤ幅方向半部においては、幅方向溝の溝幅を小さく(特には限定されないが例えば14mm以下)し、他方のタイヤ幅方向半部においては、幅方向溝のタイヤ周方向のピッチ長を大きく(特には限定されないが例えば11mm以上)することもできる。
他の一例として、トレッド部13の踏面の幅方向溝のネガティブ率は、トレッド部13の踏面の周方向主溝のネガティブ率より大きい又は等しいことも好ましい。
例えば、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、1本以上(例えば1本)のタイヤ周方向に延びる周方向主溝と、1本以上のタイヤ幅方向に延びる幅方向溝とを有し、例えば幅方向溝は、トレッド端からタイヤ幅方向内側に延びていても良い。あるいは、周方向主溝を有しない構成とすることもできる。
これによれば、幅方向溝による排水性を大きく確保して、ハイドロプレーニング性能(特にコーナリング時のハイドロプレーニング性能)を向上させることができる。また、周方向主溝と幅方向溝の両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性を確保することができる。また、周方向主溝と幅方向溝の両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、タイヤの排水性を向上させることができる。
周方向主溝のネガティブ率に対する、幅方向溝のネガティブ率の比は、100~200%とすることが好ましい。上記比を100%以上とすることにより、タイヤのコーナリング時のハイドロプレーニング性能をより向上させることができ、一方で、上記比を200%以下とすることにより、タイヤの耐摩耗性をより向上させることができるからである。同様の理由により、上記比は、110~180%とすることがさらに好ましい。
この場合、特には限定されないが、周方向主溝のネガティブ率は、摩耗性能と排水性能を両立させるために、例えば3~30%とすることができる。また、特には限定されないが、操縦安定性能と排水性能を両立させるために、幅方向溝のネガティブ率は、3~60%とすることができる。
ここで、幅方向溝のネガティブ率を相対的に大きくするためには、例えば幅方向溝を湾曲した形状とすることにより延在長さを確保することができ、あるいは、例えば幅方向溝の溝幅を大きく(特には限定されないが例えば1mm以上)とすることもできる。あるいは、タイヤ周方向のピッチ長を小さく(特には限定されないが例えば50mm以下)することもできる。なお、非対称パターンとすることもでき、例えばタイヤ赤道面CLを境界とする一方のタイヤ幅方向半部に、1本の周方向主溝が配置され、他方のタイヤ幅方向半部には、周方向主溝を有さず、上記一方の半部では、幅方向溝のピッチ長さを(他方の半部より)小さくし、また、上記他方の半部では、幅方向溝を湾曲した形状とすることにより延在長さを確保することができる。
例えば、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、1本以上(例えば1本)のタイヤ周方向に延びる周方向主溝と、1本以上のタイヤ幅方向に延びる幅方向溝とを有し、例えば幅方向溝は、トレッド端からタイヤ幅方向内側に延びていても良い。あるいは、周方向主溝を有しない構成とすることもできる。
これによれば、幅方向溝による排水性を大きく確保して、ハイドロプレーニング性能(特にコーナリング時のハイドロプレーニング性能)を向上させることができる。また、周方向主溝と幅方向溝の両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性を確保することができる。また、周方向主溝と幅方向溝の両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、タイヤの排水性を向上させることができる。
周方向主溝のネガティブ率に対する、幅方向溝のネガティブ率の比は、100~200%とすることが好ましい。上記比を100%以上とすることにより、タイヤのコーナリング時のハイドロプレーニング性能をより向上させることができ、一方で、上記比を200%以下とすることにより、タイヤの耐摩耗性をより向上させることができるからである。同様の理由により、上記比は、110~180%とすることがさらに好ましい。
この場合、特には限定されないが、周方向主溝のネガティブ率は、摩耗性能と排水性能を両立させるために、例えば3~30%とすることができる。また、特には限定されないが、操縦安定性能と排水性能を両立させるために、幅方向溝のネガティブ率は、3~60%とすることができる。
ここで、幅方向溝のネガティブ率を相対的に大きくするためには、例えば幅方向溝を湾曲した形状とすることにより延在長さを確保することができ、あるいは、例えば幅方向溝の溝幅を大きく(特には限定されないが例えば1mm以上)とすることもできる。あるいは、タイヤ周方向のピッチ長を小さく(特には限定されないが例えば50mm以下)することもできる。なお、非対称パターンとすることもでき、例えばタイヤ赤道面CLを境界とする一方のタイヤ幅方向半部に、1本の周方向主溝が配置され、他方のタイヤ幅方向半部には、周方向主溝を有さず、上記一方の半部では、幅方向溝のピッチ長さを(他方の半部より)小さくし、また、上記他方の半部では、幅方向溝を湾曲した形状とすることにより延在長さを確保することができる。
一例として、タイヤ10は、例えば、トレッド部13の踏面に、1本以上の(例えば1本の)タイヤ周方向に延びる周方向主溝を有する。ここで、車両装着時内側となるトレッド部13の踏面のタイヤ幅方向一方の半部の周方向主溝のネガティブ率は、車両装着時外側となるトレッド部13の踏面のタイヤ幅方向他方の半部の周方向主溝のネガティブ率より小さいことが好ましい。例えば、周方向主溝は、タイヤ赤道面CL上に位置し、溝幅の中心がタイヤ赤道面からタイヤ幅方向他方側(車両装着時外側)の半部にオフセットして配置されることができる。
これによれば、通常摩耗し易い(特にネガティブキャンバ時)車両装着時内側の陸部の剛性を確保して、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。また、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、タイヤの排水性の低下を抑制することができる。また、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性の低下を抑制することができる。
ここで、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率に対する、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率のネガティブ比は、20~99%とすることが好ましい。上記ネガティブ比を20%以上とすることにより、より一層車両装着時内側の陸部の剛性を確保して、タイヤの耐摩耗性をより向上させることができ、一方で、上記ネガティブ比を99%以下とすることにより、車両装着時内側の排水性も確保することができるからである。同様の理由により、上記ネガティブ比は、30~90%とすることがより好ましい。
この場合、特には限定されないが、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率は、例えば8~40%とすることができる。また、特には限定されないが、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率は、例えば2~39%とすることができる。
これによれば、通常摩耗し易い(特にネガティブキャンバ時)車両装着時内側の陸部の剛性を確保して、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。また、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、タイヤの排水性の低下を抑制することができる。また、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性の低下を抑制することができる。
ここで、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率に対する、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率のネガティブ比は、20~99%とすることが好ましい。上記ネガティブ比を20%以上とすることにより、より一層車両装着時内側の陸部の剛性を確保して、タイヤの耐摩耗性をより向上させることができ、一方で、上記ネガティブ比を99%以下とすることにより、車両装着時内側の排水性も確保することができるからである。同様の理由により、上記ネガティブ比は、30~90%とすることがより好ましい。
この場合、特には限定されないが、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率は、例えば8~40%とすることができる。また、特には限定されないが、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率は、例えば2~39%とすることができる。
他の一例として、タイヤ10は、トレッド部13の踏面に、1本以上の(例えば1本の)タイヤ周方向に延びる周方向主溝を有する。ここで、車両装着時内側となるトレッド部13の踏面のタイヤ幅方向一方の半部の周方向主溝のネガティブ率は、車両装着時外側となるトレッド部13の踏面のタイヤ幅方向他方の半部の周方向主溝のネガティブ率より大きい。例えば、周方向主溝は、タイヤ赤道面CL上に位置し、溝幅の中心がタイヤ赤道面からタイヤ幅方向一方側(車両装着時外側)の半部にオフセットして配置されることができる。
これによれば、通常接地長が長くなる(特にネガティブキャンバ時)(特に前輪として用いる場合)車両装着時内側の溝面積を確保して、タイヤの直進時のハイドロプレーニング性能を向上させることができる。また、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性の低下を抑制することができる。なお、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、タイヤの排水性の低下を抑制することができる。
ここで、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率に対する、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率のネガティブ比は、20~99%とすることが好ましい。上記ネガティブ比を20%以上とすることにより、より一層車両装着時内側の溝面積を確保して、タイヤの直進時のハイドロプレーニング性能をより向上させることができ、一方で、上記ネガティブ比を99%以下とすることにより、タイヤの耐摩耗性も確保することができるからである。同様の理由により、上記ネガティブ比は、30~90%とすることがより好ましい。
この場合、特には限定されないが、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率は、例えば2~40%とすることができる。また、特には限定されないが、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率は、例えば8~41%とすることができる。
これによれば、通常接地長が長くなる(特にネガティブキャンバ時)(特に前輪として用いる場合)車両装着時内側の溝面積を確保して、タイヤの直進時のハイドロプレーニング性能を向上させることができる。また、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を大きくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性の低下を抑制することができる。なお、車両装着時外側及び車両装着時内側の両方のネガティブ率を小さくする場合と比べて、タイヤの排水性の低下を抑制することができる。
ここで、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率に対する、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率のネガティブ比は、20~99%とすることが好ましい。上記ネガティブ比を20%以上とすることにより、より一層車両装着時内側の溝面積を確保して、タイヤの直進時のハイドロプレーニング性能をより向上させることができ、一方で、上記ネガティブ比を99%以下とすることにより、タイヤの耐摩耗性も確保することができるからである。同様の理由により、上記ネガティブ比は、30~90%とすることがより好ましい。
この場合、特には限定されないが、タイヤ幅方向他方の半部(車両装着時外側)のネガティブ率は、例えば2~40%とすることができる。また、特には限定されないが、タイヤ幅方向一方の半部(車両装着時内側)のネガティブ率は、例えば8~41%とすることができる。
また、タイヤ・ホイール組立体が、インホイールモータ及び受電装置を備えている場合において、トレッド部に、タイヤ赤道面上に位置する陸部を有し、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした状態において、該陸部のタイヤ幅方向の幅は、トレッド幅の15%以上であることが好ましい。インホイールモータの駆動によりタイヤのトレッド部に瞬間的に大きなトルクがかかった場合においても、最も大きなトルクのかかるタイヤ赤道面上の陸部のタイヤ幅方向の幅がトレッド幅の15%以上であり、剛性が高いため、該陸部の変形を抑制して、タイヤの耐摩耗性を向上させることができるからである。同様の理由により、陸部のタイヤ幅方向の幅は、トレッド幅の20%以上であることがより好ましい。同様の理由により、陸部のタイヤ幅方向の幅は、トレッド幅の30%以上であることがより好ましい。なお、上記タイヤ赤道面上の陸部の剛性を適度に低下させて、耐摩耗性を向上させる観点からは、上記タイヤ赤道面上の陸部のタイヤ幅方向の幅は、トレッド幅の70%以下であることが好ましい。
ここで、「トレッド幅」とは、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の、接地端(上記接地面のタイヤ幅方向両端)間のタイヤ幅方向距離をいうものとする。
ここで、「トレッド幅」とは、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした際の、接地端(上記接地面のタイヤ幅方向両端)間のタイヤ幅方向距離をいうものとする。
また、一例として、タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、無負荷とした状態における、タイヤ幅方向断面視で、トレッド端TEからタイヤ幅方向内側にトレッド幅TWの1/8離間したトレッド表面上の点を1/8点(点P)とするとき、上記の状態において、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2は、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1より小さいことが好ましい。
これによれば、(例えば送電コイル41の環が路面に対して斜めに配置されているような場合)上記1/8点を通る磁束がトレッドゴムによって受電コイル31に届くのが妨げられにくくなり、受電効率を向上させることができる。また、タイヤ幅方向全域にわたってトレッド厚さを小さくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性も確保することができる。なお、送電コイル41や受電コイル31の配置は、少なくとも一部の磁束が上記1/8点を通り得るような配置であれば、上記の作用効果を得ることができる。
また、タイヤ10は、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向の両側の半部で、上記の状態において、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2は、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1より小さくすることもでき、あるいは、いずれかの半部のみにおいて、上記の状態において、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2が、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1より小さくすることもできる。
ここで、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1に対する、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2の比T2/T1は、60~99%であることが好ましい。上記比T2/T1を60%以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、上記比T2/T1を99%以下とすることにより、受電効率をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、比T2/T1は、65~95%とすることがより好ましい。
また、トレッド部の厚さは、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)に向かって漸減することも好ましい。タイヤ幅方向の剛性段差を生じさせないようにしつつも、受電効率を向上させることができるからである。
なお、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)の間において、トレッドの厚さに段差部を設けて、上記厚さT2を上記厚さT1より小さくすることもできる。この場合、周方向主溝を境界として段差を設けること(すなわち、1つの陸部内では段差を有しないこと)が好ましい。
ここで、上記の場合、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1は、8~25mmであることが好ましい。厚さT1を8mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT1を25mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、タイヤ赤道面を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
また、上記の場合、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2は、5~24mmであることが好ましい。厚さT2を5mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT2を24mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、上記1/8点を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
なお、この場合、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1は、溝を有する場合は溝が無いと仮定した仮想線を引いて考えるものとし、上記の1/8点に溝を有する場合も、溝が無いと仮定した場合の仮想線を引いて考えるものとする。
また、上記T1とT2との関係に言及する場合、トレッド部の厚さは、当該位置でのトレッド踏面をなす線(又は仮想線)の法線方向に図った厚さとする。
タイヤ赤道面CLを境界とするトレッド幅方向半部間で上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが異なる場合、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から外方斜めに発生し、車両装着時内側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができ、一方で、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から内方斜めに発生し、車両装着時外側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができる。
これによれば、(例えば送電コイル41の環が路面に対して斜めに配置されているような場合)上記1/8点を通る磁束がトレッドゴムによって受電コイル31に届くのが妨げられにくくなり、受電効率を向上させることができる。また、タイヤ幅方向全域にわたってトレッド厚さを小さくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性も確保することができる。なお、送電コイル41や受電コイル31の配置は、少なくとも一部の磁束が上記1/8点を通り得るような配置であれば、上記の作用効果を得ることができる。
また、タイヤ10は、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向の両側の半部で、上記の状態において、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2は、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1より小さくすることもでき、あるいは、いずれかの半部のみにおいて、上記の状態において、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2が、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1より小さくすることもできる。
ここで、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1に対する、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2の比T2/T1は、60~99%であることが好ましい。上記比T2/T1を60%以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、上記比T2/T1を99%以下とすることにより、受電効率をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、比T2/T1は、65~95%とすることがより好ましい。
また、トレッド部の厚さは、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)に向かって漸減することも好ましい。タイヤ幅方向の剛性段差を生じさせないようにしつつも、受電効率を向上させることができるからである。
なお、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)の間において、トレッドの厚さに段差部を設けて、上記厚さT2を上記厚さT1より小さくすることもできる。この場合、周方向主溝を境界として段差を設けること(すなわち、1つの陸部内では段差を有しないこと)が好ましい。
ここで、上記の場合、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1は、8~25mmであることが好ましい。厚さT1を8mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT1を25mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、タイヤ赤道面を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
また、上記の場合、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2は、5~24mmであることが好ましい。厚さT2を5mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT2を24mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、上記1/8点を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
なお、この場合、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1は、溝を有する場合は溝が無いと仮定した仮想線を引いて考えるものとし、上記の1/8点に溝を有する場合も、溝が無いと仮定した場合の仮想線を引いて考えるものとする。
また、上記T1とT2との関係に言及する場合、トレッド部の厚さは、当該位置でのトレッド踏面をなす線(又は仮想線)の法線方向に図った厚さとする。
タイヤ赤道面CLを境界とするトレッド幅方向半部間で上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが異なる場合、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から外方斜めに発生し、車両装着時内側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができ、一方で、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から内方斜めに発生し、車両装着時外側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができる。
あるいは、タイヤ・ホイール組立体3に規定内圧を充填し、無負荷とした状態における、タイヤ幅方向断面視で、トレッド端TEからタイヤ幅方向内側にトレッド幅TWの1/8離間したトレッド表面上の点を1/8点(点P)とするとき、上記の状態において、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1は、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2より小さいことも好ましい。
これによれば、(例えば、送電コイル41の環が路面に対して平行にされているような場合)タイヤ赤道面を通る磁束がトレッドゴムによって受電コイル31に届くのが妨げられにくくなり、受電効率を向上させることができる。また、タイヤ幅方向全域にわたってトレッド厚さを小さくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性も確保することができる。
なお、送電コイル41や受電コイル31の配置は、少なくとも一部の磁束がタイヤ赤道面を通り得るような配置であれば、上記の作用効果を得ることができる。
また、タイヤ10は、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向の両側の半部に対し、上記の状態において、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1は、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2より小さくすることもでき、あるいは、いずれかの半部のみにおいて、上記の状態において、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1が、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2より小さくすることもできる。
ここで、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1に対する、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2の比T2/T1は、100~120%であることが好ましい。上記比T2/T1を100%以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、上記比T2/T1を120%以下とすることにより、受電効率をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、比T2/T1は、103~115%とすることがより好ましい。
また、トレッド部の厚さは、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)に向かって漸増することも好ましい。タイヤ幅方向の剛性段差を生じさせないようにしつつも、受電効率を向上させることができるからである。
なお、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)の間において、トレッドの厚さに段差部を設けて、上記厚さT1を上記厚さT2より小さくすることもできる。この場合、周方向主溝を境界として段差を設けること(すなわち、1つの陸部内では段差を有しないこと)が好ましい。
上記の場合において、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1は、8~25mmであることが好ましい。厚さT1を8mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT1を25mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、タイヤ赤道面を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
また、上記の場合において、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2は、8~30mmであることが好ましい。厚さT2を8mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT2を30mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、上記1/8点を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
タイヤ赤道面CLを境界とするトレッド幅方向半部間で上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが異なる場合、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から外方斜めに発生し、車両装着時内側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができ、一方で、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から内方斜めに発生し、車両装着時外側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができる。
これによれば、(例えば、送電コイル41の環が路面に対して平行にされているような場合)タイヤ赤道面を通る磁束がトレッドゴムによって受電コイル31に届くのが妨げられにくくなり、受電効率を向上させることができる。また、タイヤ幅方向全域にわたってトレッド厚さを小さくする場合と比べて、タイヤの耐摩耗性も確保することができる。
なお、送電コイル41や受電コイル31の配置は、少なくとも一部の磁束がタイヤ赤道面を通り得るような配置であれば、上記の作用効果を得ることができる。
また、タイヤ10は、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向の両側の半部に対し、上記の状態において、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1は、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2より小さくすることもでき、あるいは、いずれかの半部のみにおいて、上記の状態において、タイヤ赤道面CL上でのトレッド部13の厚さT1が、上記1/8点(点P)でのトレッド部13の厚さT2より小さくすることもできる。
ここで、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1に対する、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2の比T2/T1は、100~120%であることが好ましい。上記比T2/T1を100%以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、上記比T2/T1を120%以下とすることにより、受電効率をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、比T2/T1は、103~115%とすることがより好ましい。
また、トレッド部の厚さは、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)に向かって漸増することも好ましい。タイヤ幅方向の剛性段差を生じさせないようにしつつも、受電効率を向上させることができるからである。
なお、タイヤ赤道面CLから上記1/8点(点P)の間において、トレッドの厚さに段差部を設けて、上記厚さT1を上記厚さT2より小さくすることもできる。この場合、周方向主溝を境界として段差を設けること(すなわち、1つの陸部内では段差を有しないこと)が好ましい。
上記の場合において、タイヤ赤道面上でのトレッド部の厚さT1は、8~25mmであることが好ましい。厚さT1を8mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT1を25mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、タイヤ赤道面を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
また、上記の場合において、上記1/8点でのトレッド部の厚さT2は、8~30mmであることが好ましい。厚さT2を8mm以上とすることにより、タイヤの耐摩耗性を向上させることができ、一方で、厚さT2を30mm以下とすることにより、燃費性を向上させ、また、上記1/8点を通過する磁束がトレッドゴムによって妨げられる量を低減して受電効率を向上させることができるからである。
タイヤ赤道面CLを境界とするトレッド幅方向半部間で上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが異なる場合、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から外方斜めに発生し、車両装着時内側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができ、一方で、車両装着時外側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さが、車両装着時内側での上記1/8点(点P)でのトレッド部の厚さより小さい場合には、路面から内方斜めに発生し、車両装着時外側での上記1/8点(点P)を通過する磁束について、上記の作用効果を効率的に得ることができる。
また、タイヤ・ホイール組立体の内圧は、120~200kPaであることが好ましい。内圧を200kPa以下とすることにより、接地面積が大きくなる。接地面積が小さい場合、タイヤと路面との間に空間ができて、その間に水や異物等が入り込んで磁束を妨げ、受電効率を低下させてしまうが、接地面積が大きくなることにより、タイヤと路面との間の空間をなくして、水や異物等により磁束が妨げられないようにして、受電効率を向上させることができる。また、内圧を200kPa以下とすることにより、タイヤのサイドウォール部が撓みやすくなって、受電コイルと送電コイルとの距離を近づけることができ、これによっても受電効率を向上させることができる。また、本実施形態のタイヤ・ホイール組立体によれば、内圧を120kPa以上としており、転がり抵抗を低減して燃費性を向上させることもできる。
ここで、上記内圧は、140~180kPaであることがより好ましい。燃費性をより一層向上させつつ、受電効率をより一層向上させることができるからである。
また、上記内圧は、150~170kPaであることがさらに好ましい。燃費性をさらに向上させつつ、受電効率をさらに向上させることができるからである。
上記SW及びODの関係式(1)及び/又は(2)は、上記の内圧を充填した際に満たしていることが好ましい。
ここで、上記内圧は、140~180kPaであることがより好ましい。燃費性をより一層向上させつつ、受電効率をより一層向上させることができるからである。
また、上記内圧は、150~170kPaであることがさらに好ましい。燃費性をさらに向上させつつ、受電効率をさらに向上させることができるからである。
上記SW及びODの関係式(1)及び/又は(2)は、上記の内圧を充填した際に満たしていることが好ましい。
あるいは、タイヤ・ホイール組立体の内圧は、200kPa超400kPa以下であることも好ましい。内圧を200kPa超とすることにより、転がり抵抗を低減して燃費性を向上させることができる。また、内圧を400kPa以下とすることにより、接地面積が大きくなる。接地面積が小さい場合、タイヤと路面との間に空間ができて、その間に水や異物等が入り込んで磁束を妨げ、受電効率を低下させてしまうが、接地面積が大きくなることにより、タイヤと路面との間の空間をなくして、水や異物等により磁束が妨げられないようにして、受電効率を向上させることができる。また、内圧を400kPa以下とすることにより、タイヤのサイドウォール部が撓みやすくなって、受電コイルと送電コイルとの距離を近づけることができ、これによっても受電効率を向上させることができる。
ここで、上記内圧は、260~350kPaであることがより好ましい。受電効率をより一層向上させつつも、燃費性をより一層向上させることができる。また、上記内圧は、300~320kPaであることがさらに好ましい。受電効率をさらに向上させつつも、燃費性をさらに向上させることができる。
上記SW及びODの関係式(1)及び/又は(2)は、上記の内圧を充填した際に満たしていることが好ましい。
ここで、上記内圧は、260~350kPaであることがより好ましい。受電効率をより一層向上させつつも、燃費性をより一層向上させることができる。また、上記内圧は、300~320kPaであることがさらに好ましい。受電効率をさらに向上させつつも、燃費性をさらに向上させることができる。
上記SW及びODの関係式(1)及び/又は(2)は、上記の内圧を充填した際に満たしていることが好ましい。
(ホイール)
次に、ホイール20の構成について説明する。図3は、本発明の一実施形態にかかるホイール20の幅方向断面図である。
次に、ホイール20の構成について説明する。図3は、本発明の一実施形態にかかるホイール20の幅方向断面図である。
図3に示すように、ホイール20は、円筒状のリム部21と、リム部21の径方向内側に設けられ、車両2のハブ2Aに支持固定されるディスク部22と、を有している。
リム部21は、ホイールの幅方向外側から、一対のフランジ23(インナーフランジ23A、アウターフランジ23B)と、一対のビードシート24(インナービードシート24A、アウタービードシート24B)と、ウェル25と、を備えている。ビードシート24には、タイヤ10のビード部11が装着される。フランジ23は、タイヤ10のビード部11を側面から支えるために、ビードシート24からホイールの径方向外側且つホイールの幅方向外側に延びている。ウェル25は、タイヤの脱着を容易にさせるために、一対のビードシート24の間でホイールの径方向内側に向かって凹形状を呈している。ウェル25は、底部と、該底部とビードシート24とを接続する傾斜面と、を有している。さらに、ビードシート24には、ホイールの幅方向内側に一対のハンプ26(インナーハンプ26A、アウターハンプ26B)が設けられている。ハンプ26は、タイヤのビードがウェル25に落ちるのを防ぐために、ホイールの径方向外側に突出している。
リム部21は、例えば、非磁性材料で構成することができる。
非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。これにより、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がリム部21によって妨げられることがないようにすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができる。
非磁性材料には、透磁率が小さい、常磁性体及び反磁性体が含まれる。非磁性材料として、例えば、ポリエステル及びナイロン等の熱可塑性樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、並びにその他の合成樹脂を含む、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料には、更に、補強繊維として、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等の繊維を含ませることができる。非磁性材料として、樹脂に限らず、ゴム、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポリエチレン、及びセラミック等を含む、任意の非金属材料を用いることができる。さらに、非磁性材料として、アルミ等の常磁性体、又は銅等の反磁性体を含む、金属材料を用いることができる。これにより、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がリム部21によって妨げられることがないようにすることができ、ひいては、受電効率を向上させることができる。
さらに、ホイール20のリム部21には、タイヤ10を装着した際に、タイヤ10の内腔に空気等の気体を充填するためのバルブ27が設けられている。バルブ27は、例えば、上述した樹脂材料で構成することができる。バルブ27を上述した非磁性材料で構成することで、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界がバルブ27によって妨げられることがないようにすることができる。
ディスク部22は、その径方向内端部を構成する円環状の取付部22Aと、取付部22Aからホイールの径方向外側に延在している複数本のスポーク22Bと、を有する。取付部22Aは、車両2のハブ2A(図1、図3参照)に結合固定される部位であって、ハブ2Aと取付部22Aを固定するボルト等を挿入するために、ホイールの幅方向に貫通する取付孔を有している。スポーク22Bのホイールの径方向外側の端部は、リム部21のホイール径方向内側の面の端部に、一体に結合されている。
ディスク部22は、例えば、金属又はフェライト等の透磁率が大きい(例えば強磁性体の)磁性材料を含むものとすることができる。これにより、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界が、タイヤ・ホイール組立体3よりも外側に存在する金属及び他の磁界の影響によって減衰しにくくすることができ、受電効率を向上させることができる。例えば、ディスク部22を樹脂材料で構成した場合には、ホイール20の軽量化を図ることもできる。
ホイール20のディスク部22は、スポーク22Bのホイールの幅方向外側を覆うホイールカバー28をさらに備えている。ホイールカバー28は、例えば、金属又はフェライト等の透磁率が大きい(例えば強磁性体の)磁性材料を含むものとすることができる。これにより、送電コイル41から受電コイル31に到達する磁界が、タイヤ・ホイール組立体3よりも外側に存在する金属及び他の磁界の影響によって減衰しにくくすることができ、受電効率を向上させることができる。
ホイール20は、リム部21のタイヤ径方向内側に、即ち、リム部21及びディスク部22で囲まれた空間に、タイヤ10のタイヤ径方向外側から無線によって供給される電力を受け付ける受電装置30(図1、図4参照)を収容する、収容部を備える。例えば、受電装置30が車両2のハブ2Aに取り付けられている場合、ホイール20が車両2のハブ2Aに取り付けられることで、受電装置30がホイール20の収容部に収容される。
<受電コイル>
図1に戻って、受電装置30は、例えば、車両2のハブ2Aに取り付けられるが、これに限られず、ドライブシャフト2B等、車両2のハブ2Aにホイール20が取り付けられた状態で、受電装置30がホイール20のリム部21のタイヤ径方向内側に収容される、任意の位置に取り付けることができる。この例では、受電装置30は、タイヤ10やホイール20の回転に対して非回転であるように構成されている。
本実施形態では、受電コイル(2次コイル)31は、ウェル25の底部の外周面に取り付けられており、4個の受電コイル31が周上に等間隔(間隔d(mm))に配置されている。従って、この例では、受電コイル31は、タイヤ10やホイール20の回転に対して共に回転するように構成されている。このとき、受電コイル31は、タイヤ10やホイール20の回転と共に周上の位置が変わることになるが、受電コイル31は、タイヤ・ホイール組立体3が送電装置40の上方に位置している状態で、少なくとも或るタイヤ回転角度において、送電コイル41と対向するように配置される。これによって、タイヤ10が送電コイル41の上の路面に位置し、送電コイル41と受電コイル31とが対向する際に、送電コイル41が発生した交流磁界に基づいて、受電コイル31に起電力が発生し、電流が流れて給電される。受電コイル31は、全体を環状に構成されたものであり、当該環の軸方向が路面と略垂直となるように配置されている。受電コイル31は、例えば、フェライトコア等のコアに巻き回され、全体を環状に構成されたものであるが、これに限られず、コイルばね、空芯コイル等、交流磁界に基づいて起電力を発生可能な任意のコイルとすることができる。
ここで、受電コイル31は、タイヤ10が送電コイル41の上の路面に位置した際に、送電コイル41に対向し得る位置であれば良く、例えば、ウェル25の底部の内周面に取り付けることもでき、あるいは、リム部21の他の部分の内周面又は外周面に取り付けることもできる。この場合も、受電コイル31は、タイヤ10やホイール20の回転と共に回転する。あるいは、タイヤ・ホイール組立体3の内部に取り付けることもできる。この場合、受電コイル31を、タイヤ10やホイール20の回転に対して非回転であるように構成することもできるし、例えばホイール20に固定されたタイヤ内腔内に突出する中子を設けることにより当該中子に受電コイル31を取りつけて、受電コイル31を、タイヤ10やホイール20の回転と共に回転するように構成することもできる。
また、受電コイル31の個数は、特に限定されるものではなく、例えば1個の周上に連続した受電コイル31を用いた場合には、タイヤ10が送電コイル41の上の路面に位置した場合に、タイヤの転動中に連続的な給電が可能となるし、あるいは、複数個に分割することにより、受電コイル31のサイズの総和を低減すれば受電コイル31による重量増を抑えて、燃費性を向上させることができる。本実施形態では、上記4個の受電コイル31に対応して、4個の受電装置30が含まれているが、受電装置30の個数も、受電コイル31の個数等に応じた任意の個数とすることができるし、受電装置30の個数を受電コイル31の個数と異なるものとすることもできる。
図1に戻って、受電装置30は、例えば、車両2のハブ2Aに取り付けられるが、これに限られず、ドライブシャフト2B等、車両2のハブ2Aにホイール20が取り付けられた状態で、受電装置30がホイール20のリム部21のタイヤ径方向内側に収容される、任意の位置に取り付けることができる。この例では、受電装置30は、タイヤ10やホイール20の回転に対して非回転であるように構成されている。
本実施形態では、受電コイル(2次コイル)31は、ウェル25の底部の外周面に取り付けられており、4個の受電コイル31が周上に等間隔(間隔d(mm))に配置されている。従って、この例では、受電コイル31は、タイヤ10やホイール20の回転に対して共に回転するように構成されている。このとき、受電コイル31は、タイヤ10やホイール20の回転と共に周上の位置が変わることになるが、受電コイル31は、タイヤ・ホイール組立体3が送電装置40の上方に位置している状態で、少なくとも或るタイヤ回転角度において、送電コイル41と対向するように配置される。これによって、タイヤ10が送電コイル41の上の路面に位置し、送電コイル41と受電コイル31とが対向する際に、送電コイル41が発生した交流磁界に基づいて、受電コイル31に起電力が発生し、電流が流れて給電される。受電コイル31は、全体を環状に構成されたものであり、当該環の軸方向が路面と略垂直となるように配置されている。受電コイル31は、例えば、フェライトコア等のコアに巻き回され、全体を環状に構成されたものであるが、これに限られず、コイルばね、空芯コイル等、交流磁界に基づいて起電力を発生可能な任意のコイルとすることができる。
ここで、受電コイル31は、タイヤ10が送電コイル41の上の路面に位置した際に、送電コイル41に対向し得る位置であれば良く、例えば、ウェル25の底部の内周面に取り付けることもでき、あるいは、リム部21の他の部分の内周面又は外周面に取り付けることもできる。この場合も、受電コイル31は、タイヤ10やホイール20の回転と共に回転する。あるいは、タイヤ・ホイール組立体3の内部に取り付けることもできる。この場合、受電コイル31を、タイヤ10やホイール20の回転に対して非回転であるように構成することもできるし、例えばホイール20に固定されたタイヤ内腔内に突出する中子を設けることにより当該中子に受電コイル31を取りつけて、受電コイル31を、タイヤ10やホイール20の回転と共に回転するように構成することもできる。
また、受電コイル31の個数は、特に限定されるものではなく、例えば1個の周上に連続した受電コイル31を用いた場合には、タイヤ10が送電コイル41の上の路面に位置した場合に、タイヤの転動中に連続的な給電が可能となるし、あるいは、複数個に分割することにより、受電コイル31のサイズの総和を低減すれば受電コイル31による重量増を抑えて、燃費性を向上させることができる。本実施形態では、上記4個の受電コイル31に対応して、4個の受電装置30が含まれているが、受電装置30の個数も、受電コイル31の個数等に応じた任意の個数とすることができるし、受電装置30の個数を受電コイル31の個数と異なるものとすることもできる。
この例では、受電装置30は、電力変換回路32、蓄電部33、及び制御部34を備えている。電力変換回路32は、受電コイル31に生じた電力を直流電力に変換し、導電線等を介して、蓄電部33、あるいは、車両2が備える他の車載装置に直流電力を供給する。蓄電部33は、受電コイル31に生じた電力を蓄える。蓄電部33は、例えば、キャパシタであるが、これに限られず、蓄電池等の任意の蓄電装置とすることができる。蓄電部33がキャパシタである場合、蓄電池に比べて短時間で充放電を行うことができる。そのため、キャパシタである蓄電部33は、道路に設けられた送電装置40の上を車両2が走行する際に受電コイル31に生じた電力を蓄積するような高い即応性を求められる状況において、有利である。制御部34は、受電装置30の各機能を制御するための処理を提供する1つ以上のプロセッサを含んでいてもよい。制御部34は、制御手順を規定したプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等の汎用のプロセッサ又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサとすることができる。制御部34には、プログラム等を記憶する記憶手段、及び外部の電子機器と有線又は無線で通信をする通信手段等の受電装置30の制御に用いられる任意の手段を含むことができる。
なお、本実施形態のように、受電コイル31がタイヤ10やホイール20の回転と共に回転するように構成されている場合には、受電コイル31に生じた電力を、例えばスリップリングを介して、上記電力変換回路32等に送電することができる。あるいは、受電コイル31に生じた電力を、(有線で)第1中継コイルへと送電し、該第1中継コイルに流れる電流により発生する磁界が第2中継コイルを通ることで第2中継コイルに電流が流れ、第2中継コイルから上記電力変換回路32等に送電することもできる。この場合、第1中継コイル、第2中継コイルもタイヤ10やホイール20の回転と共に回転するように構成され、上記の例の場合、中継コイルは、一例としてウェル25の外周面に取り付けることができる。
一方で、受電コイル31がタイヤ10やホイール20の回転に対して非回転である場合(例えば、受電コイル31をハブ2Aに取り付けた場合等)には、受電コイル31から直接、上記蓄電部33等に送電することができる。この場合は、特に、カーカス14が上記の非磁性材料からなり、ベルトコードが上記の非磁性材料からなり、ホイール20のリム部21が上記非磁性材料からなることが、受電効率の低下を抑制する観点から好ましい。
なお、本実施形態のように、受電コイル31がタイヤ10やホイール20の回転と共に回転するように構成されている場合には、受電コイル31に生じた電力を、例えばスリップリングを介して、上記電力変換回路32等に送電することができる。あるいは、受電コイル31に生じた電力を、(有線で)第1中継コイルへと送電し、該第1中継コイルに流れる電流により発生する磁界が第2中継コイルを通ることで第2中継コイルに電流が流れ、第2中継コイルから上記電力変換回路32等に送電することもできる。この場合、第1中継コイル、第2中継コイルもタイヤ10やホイール20の回転と共に回転するように構成され、上記の例の場合、中継コイルは、一例としてウェル25の外周面に取り付けることができる。
一方で、受電コイル31がタイヤ10やホイール20の回転に対して非回転である場合(例えば、受電コイル31をハブ2Aに取り付けた場合等)には、受電コイル31から直接、上記蓄電部33等に送電することができる。この場合は、特に、カーカス14が上記の非磁性材料からなり、ベルトコードが上記の非磁性材料からなり、ホイール20のリム部21が上記非磁性材料からなることが、受電効率の低下を抑制する観点から好ましい。
図4は、本発明の一実施形態にかかる変形例のタイヤ・ホイール組立体を有する、無線受電システムを、タイヤ幅方向断面により概略的に示す、概略図である。
図4に示す例では、タイヤ・ホイール組立体1は、インホイールモータ4を備える。インホイールモータ4には、受電装置30が取り付けられている。
図4に示すように、受電装置30は、タイヤ10やホイール20が回転する際に、非回転であるように(図示例ではハブ2Aのカバー等)に取り付けることもできる。
この場合は、特に、受電装置30(受電コイル31)を、路面と対向する位置に1個のみ配置することができる。一方で、図1に示したように、受電装置30が、タイヤ10及びホイール20が回転と共に回転するような位置に取り付けられた場合、1個又は複数個の受電装置30(受電コイル31)を、ホイール20の周方向に連続的又は断続的に設置することが好ましい。
図4に示す例では、タイヤ・ホイール組立体1は、インホイールモータ4を備える。インホイールモータ4には、受電装置30が取り付けられている。
図4に示すように、受電装置30は、タイヤ10やホイール20が回転する際に、非回転であるように(図示例ではハブ2Aのカバー等)に取り付けることもできる。
この場合は、特に、受電装置30(受電コイル31)を、路面と対向する位置に1個のみ配置することができる。一方で、図1に示したように、受電装置30が、タイヤ10及びホイール20が回転と共に回転するような位置に取り付けられた場合、1個又は複数個の受電装置30(受電コイル31)を、ホイール20の周方向に連続的又は断続的に設置することが好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、本発明において、車両2は、自動車であるものとして説明したが、この限りではない。車両2には、乗用車、トラック、バス、及び二輪車等の自動車に加え、トラクター等の農業用車両、ダンプカー等の工事用又は建設用車両、電動自転車、並びに電動車いす等の、モータ等の動力源によってホイール及びタイヤを駆動させる任意の車両が含まれてもよい。また、車両自体が電動で駆動するものの他、車両内で電力を使用するための給電としても良い。
また、例えば、本発明において、タイヤは、空気が充填されるものとして説明したが、この限りではない。例えば、タイヤには、窒素等の気体を充填することができる。また、例えば、タイヤには、気体に限らず、液体、ゲル状物質、又は粉粒体等を含む、任意の流体を充填することができる。
また、例えば、本発明において、タイヤは、インナーライナーを備えるチューブレスタイヤであるものとして説明したが、この限りではない。例えば、タイヤは、チューブを備えるチューブタイプタイヤであってもよい。
また、例えば、本発明においては、タイヤは、非空気入りタイヤとすることもできる。この場合も、送電コイルと対向し得る位置に受電コイルを配置すればよい。
本発明は、特に、接地幅が120mm以上であるタイヤとすることが好ましい。
1:無線受電システム、 2:車両、
2A:ハブ、 2B:ドライブシャフト、
3:タイヤ・ホイール組立体、 4:インホイールモータ、
10:タイヤ、 11:ビード部、
12:サイドウォール部、 13:トレッド部、
14:カーカス、 14A:カーカス本体部、 14B:カーカス折り返し部、
15:ベルト、 16:インナーライナー、
17:周方向主溝、
20:ホイール、 21:リム部、
22:ディスク部、 22A:取付部、 22B:スポーク、
23:フランジ、 24:ビードシート、 25:ウェル、
26:ハンプ、 27:バルブ、 28:ホイールカバー、
30:受電装置、 31:受電コイル、
32:電力変換回路、 33:蓄電部、 34:制御部、
40:送電装置、 41:送電コイル
2A:ハブ、 2B:ドライブシャフト、
3:タイヤ・ホイール組立体、 4:インホイールモータ、
10:タイヤ、 11:ビード部、
12:サイドウォール部、 13:トレッド部、
14:カーカス、 14A:カーカス本体部、 14B:カーカス折り返し部、
15:ベルト、 16:インナーライナー、
17:周方向主溝、
20:ホイール、 21:リム部、
22:ディスク部、 22A:取付部、 22B:スポーク、
23:フランジ、 24:ビードシート、 25:ウェル、
26:ハンプ、 27:バルブ、 28:ホイールカバー、
30:受電装置、 31:受電コイル、
32:電力変換回路、 33:蓄電部、 34:制御部、
40:送電装置、 41:送電コイル
Claims (5)
- トレッド部を有するタイヤと、リム部を有するホイールとを備えた、タイヤ・ホイール組立体であって、
前記タイヤは、前記リム部に装着され、
前記タイヤ・ホイール組立体は、受電コイルを備え、
前記タイヤ・ホイール組立体に規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際の接地面において、該接地面のタイヤ幅方向中心における接地長LCに対する、タイヤ幅方向端からトレッド幅方向内側に接地幅Wの10%離間したタイヤ幅方向位置における接地長LEの比である矩形率は50%以上であることを特徴とする、タイヤ・ホイール組立体。 - 前記矩形率は、60%以上である、請求項1に記載のタイヤ・ホイール組立体。
- 前記矩形率は、70%以上である、請求項2に記載のタイヤ・ホイール組立体。
- 前記矩形率は、80%以上である、請求項3に記載のタイヤ・ホイール組立体。
- 前記トレッド部の厚さは、8~25mmである、請求項1~4のいずれか一項に記載のタイヤ・ホイール組立体。
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