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公開番号2025145420
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024045595
出願日2024-03-21
発明の名称センサユニットを備えるタイヤ
出願人横浜ゴム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B60C 19/00 20060101AFI20250926BHJP(車両一般)
要約【課題】複数の磁気センサ素子を用いるとともに外部接続端子による渦電流の影響を受けずにタイヤの撓みを高精度に決定し、またタイヤの耐久性を高めた、センサユニットを備えるタイヤの提供。
【解決手段】センサユニット(10)は可撓性シート(16)と1つの永久磁石(12)、少なくとも2つの磁気センサ素子(14a、14b)及び少なくとも1つの外部接続端子(18)と、を含み、凹状円内でシート表面基準線の一方側と他方側のそれぞれの領域に、少なくとも1つの磁気センサ素子が配置され、少なくとも1つの外部接続端子は、それぞれが接続される磁気センサ素子よりもシート表面基準線から離れて配置され、可撓性シートはシート表面基準線と直交する方向の寸法がシート表面基準線の方向の寸法よりも長く、外部接続端子はシート表面基準線の一方側において長手方向の端部に整列されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
タイヤの曲げ変形時に前記タイヤの撓みを決定するセンサユニットをタイヤ内腔面に備えるタイヤであって、
前記センサユニットは、非磁性体であって非伸縮性の可撓性シートと、前記可撓性シート上に形成された、１つの永久磁石、少なくとも２つの磁気センサ素子及び少なくとも１つの外部接続端子と、を含み、
前記少なくとも２つの磁気センサ素子のそれぞれから出力される信号を用いて演算することにより、前記タイヤの撓みが決定され、
前記永久磁石の重心を中心とし、前記重心からタイヤ表面に下した垂線を含む直線に垂直な面に含まれ、かつ、この直線と前記磁気センサ素子との最長距離を半径とする円を前記タイヤ表面に投影した凹状円を決定し、
次いで前記凹状円の直径のうち曲率半径が最も大きな直径を含む線をシート表面基準線とした場合に、前記凹状円内において前記シート表面基準線の一方側と他方側のそれぞれの領域に、少なくとも１つの磁気センサ素子が配置されており、
前記少なくとも１つの外部接続端子は、それぞれが接続される前記磁気センサ素子よりも、前記シート表面基準線から離れて配置されており、
前記可撓性シートは、前記シート表面基準線と直交する方向の寸法が前記シート表面基準線の方向の寸法よりも長い形状を有し、前記外部接続端子は、前記シート表面基準線の一方側において、前記長手方向の端部に整列されていることを特徴とする、タイヤ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記可撓性シートの形状は、前記シート表面基準線と直交する方向に沿う長辺と、前記シート表面基準線の方向に沿う短辺と、を有する略長方形であり、前記外部接続端子はトレッド表面上かつタイヤ赤道面上の点から近い側の前記長手方向の端部に配置されている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
タイヤ子午断面視で、カーカスのタイヤ径方向外側に少なくとも１枚のベルト層からなるベルトを有し、
前記ベルト層のうちタイヤ幅方向最大寸法のベルト層のタイヤ幅方向端部からタイヤ内腔面に下した垂線の足を第１の点とした場合に、
前記外部接続端子に電気配線で接続された電子回路が、前記第１の点よりもタイヤ幅方向内側に配置されている、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【請求項４】
タイヤ子午断面視で、カーカスのタイヤ径方向外側に少なくとも１枚のベルト層からなるベルトを有し、
前記ベルト層のうちタイヤ幅方向最大寸法のベルト層のタイヤ幅方向端部からタイヤ内腔面に下した垂線の足を第１の点とするとともに、タイヤ内腔面の最大幅位置を第３の点とした場合に、
前記シート表面基準線をタイヤ内腔面に投影した基準線は、タイヤ内腔面に沿って、前記第１の点と前記第３の点の間に存在し、
前記可撓性シートのタイヤ赤道面側の端部は、前記第１の点よりもタイヤ幅方向内側に存在する、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記外部接続端子は、前記第１の点よりもタイヤ幅方向内側に存在する、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【請求項６】
平面視で、前記シート表面基準線に平行であって前記磁気センサ素子を前記シート表面基準線側に含むとともに前記磁気センサ素子の端部を通る２本の線をそれぞれシート表面外線とし、２本の前記シート表面外線の間に存在する前記可撓性シートの領域をセンシング領域とした場合に、
前記センシング領域の裏面の６０％以上が、前記タイヤに接着されている、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記可撓性シートを前記弾性体に配置していない状態において、前記可撓性シートから前記磁気センサ素子の最高点までの寸法Ｈｃと、前記永久磁石と前記磁気センサ素子との間の距離ｄ（ｍｍ）は、以下の関係を満たす、請求項１又は２に記載のセンサユニット。
Ｈｃ≦３０－１２０｛cos（ｄ／５０）―０．５）｝
２
【請求項８】
タイヤ内腔面に前記センサユニットを配置した、前記タイヤの曲げ変形前の状態において、前記磁気センサ素子は、前記可撓性シートの前記凹状曲面のうち、
前記凹状曲面への前記永久磁石の配置高さの中心線上に配置され、或いは
前記中心線に対して前記永久磁石の配置面とは逆側に配置されている、
請求項１又は２に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記可撓性シートはフレキシブル基板であり、
導電体からなる電気配線を備え、前記磁気センサ素子が前記電気配線に接続するように実装されている、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【請求項１０】
前記シート表面基準線がタイヤ周方向に沿って延在している、請求項１又は２に記載のタイヤ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撓みを高精度に決定することと、耐久性を高めることと、を両立した、センサユニットを備えるタイヤに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、柔軟に変形可能な材料により略シート状に形成され、タイヤに設置される基材と、前記基材に設けられ、前記タイヤの歪（撓み）を検出するセンサと、を備えるタイヤセンサユニットが開示されている（例えば、特許文献１、図２）。特許文献１のタイヤセンサユニットによれば、センサが設けられた基材をタイヤに設置するという簡単な工程でタイヤセンサユニットをタイヤに設置することができるため、タイヤセンサユニットのタイヤへの設置を容易に行うことができ、タイヤの生産性を良好に保持できる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－６４５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のタイヤセンサユニットにおいては、センサが１つの磁石と１つの磁気センサ素子とから構成されている。このため、磁気センサ素子から出力される１つの信号によりタイヤの撓みを決定せねばならず、特にタイヤに多方向からの応力が加わった場合などの、タイヤが複雑な変形挙動を示す際には、タイヤの撓みを高精度に決定することができないおそれがある。
【０００５】
また、物体の撓みを物体の特定領域近傍の磁束密度の変化によって決定するにあたり、測定した磁束密度に関する情報を撓みに関する情報に演算処理する電子回路を用いる場合には、この電子回路に接続される外部接続端子が渦電流（ノイズ）を発生させることがある。この渦電流の発生は、電子回路へ供給される電力や電子回路で処理した信号にノイズが混じることに繋がり、ひいては磁気センサ素子による撓みの決定に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、近年では、物体の撓みをより高精度に決定すべく、上述のような渦電流の影響をなるべく受けないで物体の撓みを決定することが望まれている。
【０００６】
さらに、近年では、可撓性シートにより多数の電子回路が配置される傾向にあり、これに伴い電子回路に接続される外部接続端子についてもより多くが配置される傾向にある。このため、外部接続端子の損傷や可撓性シートからの脱落を抑制して、タイヤの耐久性を高めることも望まれている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の磁気センサ素子から出力される信号を用いてタイヤの撓みを決定することを前提に、外部接続端子による渦電流の影響を受けずにタイヤの撓みを高精度に決定することができるだけでなく、タイヤの耐久性を高めた、センサユニットを備えるタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のタイヤは、タイヤの曲げ変形時に前記タイヤの撓みを決定するセンサユニットをタイヤ内腔面に備えるタイヤであって、
前記センサユニットは、非磁性体であって非伸縮性の可撓性シートと、前記可撓性シート上に形成された、１つの永久磁石、少なくとも２つの磁気センサ素子及び少なくとも１つの外部接続端子と、を含み、
前記少なくとも２つの磁気センサ素子のそれぞれから出力される信号を用いて演算することにより、前記タイヤの撓みが決定され、
前記永久磁石の重心を中心とし、前記重心からタイヤ表面に下した垂線を含む直線に垂直な面に含まれ、かつ、この直線と前記磁気センサ素子との最長距離を半径とする円を前記タイヤ表面に投影した凹状円を決定し、
次いで前記凹状円の直径のうち曲率半径が最も大きな直径を含む線をシート表面基準線とした場合に、前記凹状円内において前記シート表面基準線の一方側と他方側のそれぞれの領域に、少なくとも１つの磁気センサ素子が配置されており、
前記少なくとも１つの外部接続端子は、それぞれが接続される前記磁気センサ素子よりも、前記シート表面基準線から離れて配置されており、
前記可撓性シートは、前記シート表面基準線と直交する方向の寸法が前記シート表面基準線の方向の寸法よりも長い形状を有し、前記外部接続端子は、前記シート表面基準線の一方側において、前記長手方向の端部に整列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るタイヤでは、１つのセンサユニットの中に２つ以上の磁気センサ素子が含まれる。このため、各磁気センサ素子から出力される信号の値を時系列的に比較したり、複数の磁気センサ素子から出力される信号の値の差分を時系列的に比較したりすることができる他、複数の磁気センサ素子から出力される信号の値を組み合わせることで、タイヤが複雑な変形挙動を示す場合であっても、タイヤの撓みを高精度に決定することできる。
【００１０】
また、本発明に係るタイヤでは、少なくとも１つの外部接続端子を、それぞれが接続される磁気センサ素子よりも、シート表面基準線から離れて配置させている。このため、永久磁石によって形成される磁界を受けた外部接続端子において渦電流が発生し、各磁気センサ素子から出力される信号にノイズが混入することを抑制することができることから、タイヤの曲げ変形をセンシングする感度を低減することなくタイヤの撓みを高精度に決定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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