特開 2024-152177 タイヤ及びその摩耗状態の検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024152177

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】タイヤ及びその摩耗状態の検知方法

(51)【国際特許分類】

   B60C 19/00 20060101AFI20241018BHJP

   B60C 11/13 20060101ALI20241018BHJP

   B60C 11/03 20060101ALI20241018BHJP

   B60C 11/24 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

B60C19/00 B

B60C11/13 D

B60C11/13 B

B60C11/03 Z

B60C11/24 B

B60C11/24 Z

B60C11/03 100B

B60C11/03 100C

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066214

(22)【出願日】2023-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】温品 良介

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131BB01

3D131EB07V

3D131EB11V

3D131EB11X

3D131EB18V

3D131EB18X

3D131EB22X

3D131EB23V

3D131EB23X

3D131EB24V

3D131EB24X

3D131EB46V

3D131EB46X

3D131EC01V

3D131EC01X

3D131EC02V

3D131EC24V

3D131EC24X

3D131LA02

3D131LA03

3D131LA05

3D131LA06

3D131LA34

(57)【要約】

【課題】 摩耗の進行状態を精度良く把握することを可能にしたタイヤ及びその摩耗状態の検知方法を提供する。
【解決手段】 タイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部又は陸部をトレッド部１に備え、その溝部又は陸部におけるタイヤ接地時の衝撃力を検知するセンサ機能を有する機能部品２０がトレッド部１の裏面に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部又は陸部をトレッド部に備え、前記溝部又は陸部におけるタイヤ接地時の衝撃力を検知するセンサ機能を有する機能部品が前記トレッド部の裏面に配置されていることを特徴とするタイヤ。

【請求項2】

前記溝部をなす主溝以外の溝のタイヤ新品状態における長手方向の長さＬ１と前記溝部をなす主溝以外の溝の前記トレッド部の５０％摩耗状態における長手方向の長さＬ２とにより（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１の関係式から算出される変化率が１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。

【請求項3】

前記溝部をなす主溝の前記トレッド部の踏面で測定される幅Ｗ１と、前記トレッド部の踏面と前記主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して５０％の位置で測定される幅Ｗ２と、前記トレッド部の踏面と前記主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して１００％の位置で測定される幅Ｗ３とがＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項4】

前記溝部をなす主溝が溝壁面に少なくとも一つの変化点を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項5】

タイヤ新品状態における前記トレッド部の踏面の位置、前記変化点の位置及び前記トレッド部の踏面と前記主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して１００％の位置をそれぞれ前記主溝の溝幅測定位置とし、前記踏面の側からタイヤ径方向内側に向かって前記溝幅測定位置にて測定されるｎ番目の溝幅をＸ_nとし、隣り合う溝幅測定位置のタイヤ径方向の距離であって前記踏面の側からタイヤ径方向内側に向かってｎ番目に測定される前記距離をＤ_nとし、（Ｘ_n－Ｘ_n+1）／Ｄ_n＝Ｔ_nとしたとき、Ｔ_n+1／Ｔ_n≧１．３又はＴ_n+1／Ｔ_n≦０．７５の関係式を満たすことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ。

【請求項6】

前記機能部品は前記トレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面を前記トレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、この領域Ｓが前記溝部をなす主溝の溝壁面に形成された変化点を有する領域の少なくとも一部とタイヤ周方向に重なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項7】

前記機能部品は前記トレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面を前記トレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における前記領域Ｓ内での溝面積比率ＧＲが６０％≦ＧＲ≦１００％の範囲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。

【請求項8】

前記機能部品は前記トレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面を前記トレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における前記領域Ｓ内での陸部面積比率ＣＲが５０％≦ＣＲ≦１００％の範囲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。

【請求項9】

前記機能部品を収容するための収容体が前記トレッド部の裏面に固定され、該収容体に前記機能部品が収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項10】

前記収容体が接着剤により前記トレッド部の裏面に固定されていることを特徴とする請求項１０に記載のタイヤ。

【請求項11】

前記収容体が加硫ゴムからなることを特徴とする請求項１０に記載のタイヤ。

【請求項12】

前記機能部品はセンサ素子として圧電素子を用いたセンサ機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項13】

請求項１又は２に記載のタイヤの摩耗状態の検知方法であって、前記機能部品によりタイヤ接地時の衝撃力を検知し、その検知された測定データに基づいて前記溝部をなす主溝の溝壁面に形成された変化点に対する前記主溝の摩耗率を演算し、その演算された摩耗率と前記変化点に対して予め設定された摩耗率とを比較し、両者に差異がある場合に前記演算された摩耗率を補正することを特徴とするタイヤの摩耗状態の検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ情報を検知するセンサ機能を有する機能部品を備えたタイヤ及びその摩耗状態の検知方法に関し、更に詳しくは、摩耗の進行状態を精度良く把握することを可能にしたタイヤ及びその摩耗状態の検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤ情報を取得するためにタイヤ内表面に機能部品（例えば、センサを含むセンサユニット）を設置することが行われている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の発明では、主溝内に溝底が隆起してなるウェアインジケータが露出していない新品状態の加速度が、ウェアインジケータが露出した摩耗状態の加速度よりも小さいことに着目して、ウェアインジケータが形成されたタイヤにおいて、タイヤ内表面に機能部品を設置し、この機能部品（加速度センサ）により検出された波形データに基づいてタイヤが摩耗した状態であると判断するものである。しかしながら、摩耗の進行状態を詳細に管理することができないという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００６／００１２５５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、摩耗の進行状態を精度良く把握することを可能にしたタイヤ及びその摩耗状態の検知方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するための本発明のタイヤは、タイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部又は陸部をトレッド部に備え、前記溝部又は陸部におけるタイヤ接地時の衝撃力を検知するセンサ機能を有する機能部品が前記トレッド部の裏面に配置されていることを特徴とするものである。

【0006】

また、本発明のタイヤの摩耗状態の検知方法は、上記タイヤの摩耗状態の検知方法であって、機能部品によりタイヤ接地時の衝撃力を検知し、その検知された測定データに基づいて前記溝部をなす主溝の溝壁面に形成された変化点に対する前記主溝の摩耗率を演算し、その演算された摩耗率と前記変化点に対して予め設定された摩耗率とを比較し、両者に差異がある場合に前記演算された摩耗率を補正することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明では、トレッド部にタイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部又は陸部を備えているので、タイヤの摩耗に応じて、例えば、溝部では溝幅が狭まる一方で、陸部では溝の長手方向の長さが変化したり、ディンプルが消失することより、溝部又は陸部の外観が変化する。このように溝部又は陸部の外観が変化した際、その溝部又は陸部におけるタイヤ接地時の衝撃力（接地エネルギー）も変化する。このトレッド部の接地エネルギーの変化を機能部品により検知することで、摩耗進行の程度をより精度良く把握することが可能となる。

【0008】

本発明において、溝部をなす主溝以外の溝のタイヤ新品状態における長手方向の長さＬ１と溝部をなす主溝以外の溝のトレッド部の５０％摩耗状態における長手方向の長さＬ２とにより（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１の関係式から算出される変化率は１０％以上であることが好ましい。上記変化率が特定の範囲にあることで、接地エネルギーの変化率が大きくなるため、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。

【0009】

溝部をなす主溝のトレッド部の踏面で測定される幅Ｗ１と、トレッド部の踏面と主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して５０％の位置で測定される幅Ｗ２と、トレッド部の踏面と主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して１００％の位置で測定される幅Ｗ３とはＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係を満たすことが好ましい。上記の関係式を満たすことで、接地エネルギーの変化率が大きくなるため、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。

【0010】

溝部をなす主溝は溝壁面に少なくとも一つの変化点を有することが好ましい。これにより、接地エネルギーが段階的に変化するため、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。

【0011】

タイヤ新品状態におけるトレッド部の踏面の位置、変化点の位置及びトレッド部の踏面と主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して１００％の位置をそれぞれ主溝の溝幅測定位置とし、踏面の側からタイヤ径方向内側に向かって溝幅測定位置にて測定されるｎ番目の溝幅をＸ_nとし、隣り合う溝幅測定位置のタイヤ径方向の距離であって踏面の側からタイヤ径方向内側に向かってｎ番目に測定される距離をＤ_nとし、（Ｘ_n－Ｘ_n+1）／Ｄ_n＝Ｔ_nとしたとき、Ｔ_n+1／Ｔ_n≧１．３又はＴ_n+1／Ｔ_n≦０．７５の関係式を満たすことが好ましい。この比Ｔ_n+1／Ｔ_nが上記の特定の範囲にあることで、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。

【0012】

機能部品はトレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面をトレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、この領域Ｓは溝部をなす主溝の溝壁面に形成された変化点を有する領域の少なくとも一部とタイヤ周方向に重なっていることが好ましい。これにより、タイヤが接地する際に路面から受ける衝撃が機能部品に効率良く伝わるので、機能部品のセンシング感度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。センシング感度とは、路面からの衝撃に起因する物理量の変化を感度良く検出する能力を意味し、センシング感度の改善により出力波形のピークトゥピーク値が大きくなり、路面からの衝撃に起因して物理量が変化するタイミングを的確に把握することが可能となる。

【0013】

機能部品はトレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面をトレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における領域Ｓ内での溝面積比率ＧＲを６０％≦ＧＲ≦１００％の範囲に設定することができる。このように機能部品を溝部との重複量が可及的に大きくなる位置に設置した場合、タイヤが接地する際に路面から受ける過大な衝撃が機能部品に伝わり難くなり、トレッド部の変形に起因する物理量の変化を精度良く検出することが可能になるので、機能部品のセンシング精度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。センシング精度とは、トレッド部の変形に起因する物理量の変化を精度良く検出する能力を意味し、センシング精度の改善により出力波形のピークトゥピーク値の変動係数ＣＶが小さくなり、トレッド部の変形に起因する物理量の変化を正確に把握することが可能となる。

【0014】

機能部品はトレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面をトレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における領域Ｓ内での陸部面積比率ＣＲを５０％≦ＣＲ≦１００％の範囲に設定することができる。このように機能部品を陸部との重複量が可及的に大きくなる位置に設置した場合、タイヤが接地する際に路面から受ける衝撃が機能部品に効率良く伝わるので、機能部品のセンシング感度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。

【0015】

本発明において、機能部品を収容するための収容体がトレッド部の裏面に固定され、該収容体に機能部品が収容されていることが好ましい。収容体は接着剤によりトレッド部の裏面に固定されていることが好ましい。収容体は加硫ゴムからなることが好ましい。このような収容体を用いた場合にも、上述した優れた効果を得ることができる。

【0016】

また、機能部品はセンサ素子として圧電素子を用いたセンサ機能を有することが好ましい。このような圧電素子を用いたセンサ機能を有する機能部品を用いる場合には、顕著な効果を得ることができる。

【0017】

本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであっても良い。空気入りタイヤの場合、その内部には空気、窒素等の不活性ガス又はその他の気体を充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。

【図2】図１の空気入りタイヤのトレッド部を示す平面図である。

【図3】図１の空気入りタイヤにおける機能部品の設置部分を示す平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。

【図5】機能部品とその収容体を示す斜視図である。

【図6】接地エネルギーと走行距離の関係を示すグラフである。

【図7】（ａ），（ｂ）はトレッド部に形成された溝の変形例を示す斜視図である。

【図8】（ａ），（ｂ）はトレッド部に形成された溝の他の変形例を示す平面図であり、（ａ）は新品状態を示し、（ｂ）は５０％摩耗状態を示す。

【図9】トレッド部に形成された主溝の変形例を示す断面図である。

【図10】トレッド部に形成された主溝の他の変形例を示す断面図である。

【図11】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの他の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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～図５は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。

【0020】

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

図２に示すように、トレッド部１の踏面には、溝部として、タイヤ周方向に延びる４本の周方向溝１１が形成されている。周方向溝１１は、例えば、３本の周方向主溝１１Ａ（以下、単に主溝１１Ａとも記載する）と１本の周方向細溝１１Ｂを含んでいる。周方向主溝１１Ａは、溝幅が３．０ｍｍ～２０．０ｍｍの範囲にあり、溝深さが３．０ｍｍ～１５．０ｍｍの範囲にあり、ウェアインジケータ１１ｘを備えた溝である。周方向主溝１１Ａ及び周方向細溝１１Ｂはそれぞれ面取り部１２Ａ，１２Ｂを備えているが、このような面取り部１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ周方向主溝１１Ａ及び周方向細溝１１Ｂの一部を構成するものである。そのため、面取り部１２Ａ，１２Ｂは溝面積に含まれる。

【0025】

上述した周方向溝１１により、トレッド部１には５列の陸部１３が区画されている。そして、陸部１３の各々には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝１４がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。トレッド部１には、必要に応じて、サイプ等の溝成分が付加されていても良い。

【0026】

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部１の踏面には周方向溝１１やラグ溝１４のような溝が形成される一方で、図１に示すように、トレッド部１の裏面には、タイヤ情報を検知するセンサ機能を有する円柱状の機能部品２０が設置されている。

【0027】

図３～図５に示すように、機能部品２０は収容体３０の内部に収容されている。収容体３０は、トレッド部１の裏面に固定される平板状の底部３１と、この底部３１から突出した筒状の側壁部３２と、これら底部３１と側壁部３２により形成される収容部３３と、この収容部３３に連通する開口部３４とを有している。収容体３０は加硫ゴムからなる成形体であると良い。このように構成される収容体３０は例えば接着剤によりトレッド部１の裏面に固定され、その収容体３０に機能部品２０が収容される。機能部品２０は、収容体３０を介してトレッド部１の踏面に設置されることが好ましいが、収容体３０を介さずにトレッド部１の裏面に直接貼り付けられていても良い。いずれの場合においても、機能部品２０はトレッド部１の裏面側に接触する接触面２１を有している。即ち、接触面２１はトレッド部１の裏面又は収容体３０の底部３１の表面に接触する面である。

【0028】

機能部品２０は、筐体の内部に各種の電子部品収容した構造を有している。電子部品としては、タイヤ情報を取得するための各種のセンサ、送信機、受信機、制御回路及びバッテリー等を含むように構成することができる。センサにより取得されるタイヤ情報として、空気入りタイヤの内部温度や内圧、トレッド部の摩耗量等を挙げることができる。例えば、内部温度や内圧の測定には温度センサや圧力センサが使用される。トレッド部の摩耗量を検出する場合、例えば、機能部品２０の接触面２１に圧電素子からなるセンサ素子２２が配設され、そのセンサ素子２２が走行時のタイヤ変形に応じた出力電圧を検出し、その出力電圧に基づいてトレッド部１の摩耗量を検出する。それ以外に、加速度センサや磁気センサを使用することも可能である。

【0029】

このようにトレッド部１の裏面に機能部品２０が設置されたタイヤにおいて、図１に示すように、主溝１１Ａの溝幅が踏面から溝底に向かうにつれて狭くなっているため、タイヤの摩耗が進行するにつれて溝部の外観が変化する。タイヤの摩耗に応じて外観が変化する主溝１１Ａを備えていると、主溝１１Ａの溝幅が大きく変化した際には、図６の実線で示すように走行距離に対する接地エネルギーの傾きが大幅に変化するため、主溝１１Ａの下方域に機能部品２０が設置されている場合、接地エネルギーの変化を検知することができる。なお、図６の一点鎖線は、主溝の溝幅が踏面から溝底まで一定である場合を示す。

【0030】

このような溝幅が変化する主溝１１Ａの他にも、陸部１３に、深さが異なる複数本の溝（例えば、ラグ溝、サイプ、ディンプル、周方向細溝等）を互いに隣接するように設けることができる。タイヤの摩耗に応じて、各溝の深さが変化することにより、陸部１３の外観が変化する。例えば、図７（ａ）に示すように陸部１３に深さが異なる複数個の閉口溝１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（ディンプル）を隣接して設けた場合には、タイヤの摩耗に応じて、一部のディンプルが消失することにより陸部１３の外観が変化する。また、図７（ｂ）に示すように陸部１３に深さが異なる複数本の細溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃを隣接して設けた場合には、タイヤの摩耗に応じて、一部の細溝が消失することにより陸部１３の外観が変化する。或いは、単一の溝内で長手方向に深さが変化するように陸部１３に溝を設けることもできる。本発明において、溝部の外観の変化は主溝の溝幅の変化を意味し、陸部の外観の変化は主溝以外の溝の長手方向の長さの変化又は溝の消失を意味する。本発明では、タイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部又は陸部の下方域に機能部品２０を配置することが好ましい。

【0031】

上述したタイヤでは、トレッド部１にタイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部（主溝１１Ａ）を備えているので、タイヤの摩耗に応じて、主溝１１Ａの溝幅が狭まることにより溝部の外観が変化する。このように溝部の外観が変化した際、溝部におけるタイヤ接地時の衝撃力（接地エネルギー）も変化する。このトレッド部１の接地エネルギーの変化を機能部品２０により検知することで、摩耗進行の程度をより精度良く把握することが可能となる。

【0032】

上記タイヤにおいて、トレッド部１の踏面で測定される主溝１１Ａの幅Ｗ１と、踏面と主溝１１Ａのウェアインジケータ１１ｘの表面との間の深さに対して５０％の位置で測定される幅Ｗ２と、踏面と主溝１１Ａのウェアインジケータ１１ｘの表面との間の深さに対して１００％の位置で測定される幅Ｗ３とは、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係を満たすと良い。このような関係式を満たすことで、接地エネルギーの変化率が大きくなるため、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。

【0033】

図８（ａ），（ｂ）に示すように、陸部１３には、溝部をなす主溝１１Ａ以外の溝として、タイヤ幅方向に延びるサイプ１５が形成されている。このサイプ１５は、長手方向の一部に底上げ部を有することによりサイプ１５内で深さが変化しており、端部１５ｂ側の方が端部１５ａ側よりも深くなっているため、タイヤの摩耗が進行するにつれて、サイプ１５の長手方向の長さＬが徐々に短くなる。図８（ａ）はタイヤ新品状態を示しており、図８（ｂ）の５０％摩耗状態は、タイヤの摩耗が進行してトレッド部１の踏面と主溝１１Ａのウェアインジケータ１１ｘの表面との間の深さに対して５０％の深さになった状態を意味する。タイヤ新品状態におけるサイプ１５の長手方向の長さＬ１と、トレッド部１の５０％摩耗状態におけるサイプ１５の長手方向の長さＬ２に基づいて、（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１の関係式から算出される変化率［％］は、１０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。また、このようなサイプ１５の下方域に機能部品２０を配置することが好ましい。上記変化率が特定の範囲にあることで、接地エネルギーの変化率が大きくなるため、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。なお、円弧状等の直線ではない溝の場合、上述した長さＬ１及び長さＬ２は、溝幅の中心位置において溝の長手方向の両端点を結んだ直線ｍに基づいて比較する。また、溝部をなす主溝１１Ａ以外の溝は、サイプの他にも、溝幅が８．０ｍｍ以下のラグ溝や、周方向細溝とすることができる。

【0034】

図９及び図１０に示すように、溝部をなす主溝１１Ａは、溝壁面に少なくとも一つの変化点Ｐを有すると良い。この変化点Ｐは、溝壁角度が変化した箇所（図９参照）、溝壁面が段状に変化した箇所（図１０参照）を含む。このような変化点Ｐは、主溝１１Ａの片側の溝壁面にのみ形成されていても良い。主溝１１Ａに変化点Ｐを設けることで、接地エネルギーが段階的に変化するため、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。なお、主溝１１Ａが面取り部１２Ａを有する場合、変化点Ｐは、面取り前の溝壁面に基づく仮想点とする。

【0035】

更に、タイヤ新品状態における踏面の位置、変化点Ｐの位置及び踏面と主溝１１Ａのウェアインジケータ１１ｘの表面との間の深さに対して１００％の位置をそれぞれ主溝１１Ａの溝幅測定位置とし、踏面の側からタイヤ径方向内側に向かって溝幅測定位置にて測定されるｎ番目の溝幅をＸ_nとし、隣り合う溝幅測定位置のタイヤ径方向の距離であって踏面の側からタイヤ径方向内側に向かってｎ番目に測定される距離をＤ_nとし、（Ｘ_n－Ｘ_n+1）／Ｄ_n＝Ｔ_nとしたとき、Ｔ_n+1／Ｔ_n≧１．３又はＴ_n+1／Ｔ_n≦０．７５の関係式を満たすことが好ましく、１．３≦Ｔ_n+1／Ｔ_n≦５．０又は０．２≦Ｔ_n+1／Ｔ_n≦０．７５の関係式を満たすことがより好ましい。このとき、Ｔ_nは、溝幅測定位置間における主溝１１Ａの溝壁面の傾きに相当する。そのため、傾きが大きい方がＴ_nの値が大きくなる。なお、主溝１１Ａの片側の溝壁面にのみ変化点Ｐが形成されている場合、変化点Ｐが形成された溝壁面から反対側の溝壁面までの距離を溝幅Ｘ_nとする。

【0036】

例えば、ｎ＝３のときは、図９に示すように主溝１１Ａの溝壁面に形成された変化点Ｐが１つであり、溝幅Ｘ₁と溝幅Ｘ₂と溝幅Ｘ₃と距離Ｄ₁と距離Ｄ₂から、Ｔ₁＝（Ｘ₁－Ｘ₂）／Ｄ₁とＴ₂＝（Ｘ₂－Ｘ₃）／Ｄ₂をそれぞれ算出し、更に、比Ｔ₂／Ｔ₁を算出する。このように算出された比Ｔ₂／Ｔ₁が上記範囲を満たす。このように比Ｔ_n+1／Ｔ_nが上記の特定の範囲にあることで、摩耗進行の程度を精度良く把握することができる。ここで、比Ｔ_n+1／Ｔ_nが５．０を超える又は０．２未満であると、主溝１１Ａの溝壁面の傾きの変化が過度に大きくなるため、主溝１１Ａのグルーブクラックが発生し易くなるので好ましくない。

【0037】

また、図９及び図１０に示すように、主溝１１Ａは溝壁面に変化点Ｐを有することが好ましいが、主溝１１Ａにおいて変化点Ｐを有する領域は、タイヤ周方向に連続的に（タイヤ全周に亘って）設けても良く、タイヤ周方向に局所的に（タイヤ全周の一部のみ又は断続的に）設けても良い。更に、複数本の主溝１１Ａに対して変化点Ｐを有する領域を設けることもできる。図２では、主溝１１Ａは、タイヤ周方向の一部の領域Ｕ（図２の斜線部の領域）に変化点Ｐを有する。ここで、機能部品２０の接触面２１をトレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、この領域Ｓは、主溝１１Ａの変化点Ｐを有する領域Ｕの少なくとも一部とタイヤ周方向に重なっていると良い。特に、領域Ｓと領域Ｕのタイヤ周方向の重複部分が機能部品２０の接触面２１のタイヤ周方向長さに対して２０％以上になるように機能部品２０を配置することが好ましく、１００％になるように機能部品２０を配置することがより好ましい。図２は、領域Ｓと領域Ｕの重複部分が機能部品２０の接触面２１のタイヤ周方向長さに対して１００％の例である。更に、図２では、領域Ｓと領域Ｕはタイヤ幅方向にも重複している。このように領域Ｓと領域Ｕがタイヤ幅方向にも重複していることが好ましいが、タイヤ幅方向には必ずしも重複していなくとも良い。

【0038】

トレッド部１の裏面に機能部品２０を設置するにあたって、上述したように機能部品２０を主溝１１Ａの変化点Ｐを有する領域Ｕとのタイヤ周方向の重複量が可及的に大きくなる位置に設置することにより、タイヤが接地する際に路面から受ける衝撃が機能部品に効率良く伝わるので、機能部品のセンシング感度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。ここで、領域Ｓと領域Ｕの重複部分が機能部品２０の接触面２１のタイヤ周方向長さに対して２０％未満であると、主溝１１Ａの変化点Ｐを有する領域Ｕとのタイヤ周方向と離れるため、機能部品２０のセンシング感度が低下する傾向がある。

【0039】

図２に示すように、機能部品２０の接触面２１をトレッド部１の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における領域Ｓ内での溝面積比率ＧＲが、６０％≦ＧＲ≦１００％の範囲となるように機能部品２０を配置することが好ましく、８０％≦ＧＲ≦１００％の範囲となるように機能部品２０を配置することがより好ましい。タイヤ新品状態における領域Ｓ内での溝面積比率ＧＲとは、タイヤ新品状態の踏面に投影される領域Ｓの総面積に対する溝面積の比率である。

【0040】

トレッド部１の裏面に機能部品２０を設置するにあたって、上述したように機能部品２０を溝との重複量が可及的に大きくなる位置に設置することにより、タイヤが接地する際に路面から受ける過大な衝撃が機能部品２０に伝わり難くなり、トレッド部１の変形に起因する物理量の変化を精度良く検出することが可能になるので、機能部品２０のセンシング精度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。ここで、タイヤ新品状態における領域Ｓ内での溝面積比率ＧＲが６０％未満であると、路面と機能部品２０の接触面２１との間に存在する陸部が多くなるため、機能部品２０のセンシング精度を高める効果が低下する。

【0041】

或いは、図１１に示すように、機能部品２０を陸部との重複量が可及的に大きくなる位置に設置することもできる。機能部品２０の接触面２１をトレッド部１の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における領域Ｓ内での陸部面積比率ＣＲが、５０％≦ＣＲ≦１００％の範囲となるように機能部品２０を配置することが好ましく、７０％≦ＣＲ≦１００％の範囲となるように機能部品２０を配置することがより好ましい。タイヤ新品状態における領域Ｓ内での陸部面積比率ＣＲとは、タイヤ新品状態の踏面に投影される領域Ｓの総面積に対する陸部面積の比率である。また、図１１では、主溝１１Ａの変化点Ｐを有する領域Ｕと機能部品２０の領域Ｓとがタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に重複している。

【0042】

トレッド部１の裏面に機能部品２０を設置するにあたって、上述したように機能部品２０を陸部との重複量が可及的に大きくなる位置に設置することにより、タイヤが接地する際に路面から受ける衝撃が機能部品２０に効率良く伝わるので、機能部品２０のセンシング感度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。ここで、タイヤ新品状態における領域Ｓ内での陸部面積比率ＣＲが５０％未満であると、路面と機能部品２０の接触面２１との間に存在する溝成分が多くなるため、機能部品２０のセンシング感度を高める効果が低下する。

【0043】

次に、本発明のタイヤの摩耗状態の検知方法について説明する。タイヤの摩耗状態を検知するにあたって、任意の摩耗率が予め設定された変化点Ｐを主溝１１Ａ（溝部）の溝壁面に設けたタイヤを用意する。これは、上記任意の摩耗率の時点で変化点Ｐが表出することを想定して設定される。トレッド部１の裏面に機能部品２０を設置したタイヤを車両に装着し、機能部品２０により主溝１１Ａにおけるタイヤ接地時の衝撃力を検知しながら車両を走行させる。走行による摩耗で変化点Ｐが表出した際、検知された測定データに基づいて、変化点Ｐに対する主溝１１Ａの摩耗率を演算する。その演算された主溝１１Ａの摩耗率と変化点Ｐに対して予め設定された摩耗率とを比較し、両者に差異がある場合には演算された摩耗率を補正する。例えば、演算された摩耗率が４０％であり、予め設定された摩耗率が５０％である場合、摩耗率を５０％に書き換えた上で、機能部品２０による検知を継続する。このような補正工程を少なくとも１回設けると良い。上述した補正工程を設けることで、機能部品２０のセンシング精度を高めてタイヤ情報の測定性能を改善することができる。

【実施例0044】

タイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１８で、溝部又は陸部におけるタイヤ接地時の衝撃力を検知するセンサ機能を有する機能部品がトレッド部の裏面に配置され、該機能部品がセンサ素子として圧電素子を用いたセンサ機能を有するタイヤにおいて、溝部の外観変化の有無、陸部の外観変化の有無、新品状態のサイプの長さＬ１、５０％摩耗状態のサイプの長さＬ２、変化率（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１、主溝の変化点の有無、主溝の幅Ｗ１、主溝の幅Ｗ２、主溝の幅Ｗ３、主溝の幅Ｘ１、主溝の幅Ｘ２、主溝の幅Ｘ３、主溝の幅Ｘ４、主溝の深さＤ１、主溝の深さＤ２、主溝の深さＤ３、Ｔ１＝(Ｘ１－Ｘ２)／Ｄ１、Ｔ２＝(Ｘ２－Ｘ３)／Ｄ２、Ｔ３＝(Ｘ３－Ｘ４)／Ｄ３、比Ｔ２／Ｔ１、比Ｔ３／Ｔ２、領域Ｓと領域Ｕの重複率、溝面積比率ＧＲ、陸部面積比率ＣＲを表１及び表２のように設定した比較例及び実施例１～２２のタイヤを製作した。なお、機能部品は収容体を介してトレッド部の裏面に装着した。

【0045】

表１及び表２において、「溝部の外観変化の有無」について、「有」の場合は主溝が溝底に向かうにつれて溝幅が狭くなっていることを意味し、「無」の場合は主溝の溝幅が踏面から溝底まで一定であることを意味する。また、「陸部の外観変化の有無」について、「有」の場合は長手方向で深さが異なるサイプが陸部に形成されていることを意味し、「無」の場合は長手方向で深さが異なるサイプが陸部に形成されていないことを意味する。「領域Ｓと領域Ｕの重複率」は、機能部品の接触面のタイヤ周方向長さに対する領域Ｕと領域Ｓの重複部分のタイヤ周方向長さの比率を意味する。

【0046】

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、摩耗進行程度の検出精度を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

【0047】

摩耗進行程度の検出精度：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７．５ＪＪのホイールに組み付けて、前輪駆動の試験車両（排気量２５００ｃｃ）に装着し、空気圧２３０ｋＰａ、走行距離１００００ｋｍの条件で走行試験を実施した。その際、センサ素子（圧電素子）により検出される出力（波形データ）を記録した。走行終了後に、主溝の残溝量を測定した。評価結果は、実際の残溝量から算出した摩耗率と検出された波形データから推定した摩耗率との差の逆数を用い、比較例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、両者の摩耗率の差が小さく、摩耗進行程度の検出精度が優れていることを意味する。

【0048】

【表1】

【0049】

【表2】

【0050】

これら表１及び表２から判るように、実施例１～２２のタイヤは、比較例との対比において、摩耗進行程度の検出精度が向上した。また、実施例１４，１５のタイヤについては、本発明で規定する比Ｔ２／Ｔ１が５．０を超える又は０．２未満であったため、グルーブクラックが発生した。

【0051】

本開示は、以下の発明［１］～［１３］を包含する。
発明［１］は、タイヤの摩耗が進行するにつれて外観が変化する溝部又は陸部をトレッド部に備え、前記溝部又は陸部におけるタイヤ接地時の衝撃力を検知するセンサ機能を有する機能部品が前記トレッド部の裏面に配置されていることを特徴とするタイヤである。
発明［２］は、前記溝部をなす主溝以外の溝のタイヤ新品状態における長手方向の長さＬ１と前記溝部をなす主溝以外の溝の前記トレッド部の５０％摩耗状態における長手方向の長さＬ２とにより（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１の関係式から算出される変化率が１０％以上であることを特徴とする発明［１］に記載のタイヤである。
発明［３］は、前記溝部をなす主溝の前記トレッド部の踏面で測定される幅Ｗ１と、前記トレッド部の踏面と前記主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して５０％の位置で測定される幅Ｗ２と、前記トレッド部の踏面と前記主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して１００％の位置で測定される幅Ｗ３とがＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係を満たすことを特徴とする発明［１］又は［２］に記載のタイヤである。
発明［４］は、前記溝部をなす主溝が溝壁面に少なくとも一つの変化点を有することを特徴とする発明［１］～［３］のいずれかに記載のタイヤである。
発明［５］は、タイヤ新品状態における前記トレッド部の踏面の位置、前記変化点の位置及び前記トレッド部の踏面と前記主溝のウェアインジケータの表面との間の深さに対して１００％の位置をそれぞれ前記主溝の溝幅測定位置とし、前記踏面の側からタイヤ径方向内側に向かって前記溝幅測定位置にて測定されるｎ番目の溝幅をＸ_nとし、隣り合う溝幅測定位置のタイヤ径方向の距離であって前記踏面の側からタイヤ径方向内側に向かってｎ番目に測定される前記距離をＤ_nとし、（Ｘ_n－Ｘ_n+1）／Ｄ_n＝Ｔ_nとしたとき、Ｔ_n+1／Ｔ_n≧１．３又はＴ_n+1／Ｔ_n≦０．７５の関係式を満たすことを特徴とする発明［４］に記載のタイヤである。
発明［６］は、前記機能部品は前記トレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面を前記トレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、この領域Ｓが前記溝部をなす主溝の溝壁面に形成された変化点を有する領域の少なくとも一部とタイヤ周方向に重なっていることを特徴とする発明［１］～［５］のいずれかに記載のタイヤである。
発明［７］は、前記機能部品は前記トレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面を前記トレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における前記領域Ｓ内での溝面積比率ＧＲが６０％≦ＧＲ≦１００％の範囲にあることを特徴とする発明［１］～［６］のいずれかに記載のタイヤである。
発明［８］は、前記機能部品は前記トレッド部の裏面側に接触する接触面を有し、この接触面を前記トレッド部の踏面に投影することで形成される領域Ｓを規定したとき、タイヤ新品状態における前記領域Ｓ内での陸部面積比率ＣＲが５０％≦ＣＲ≦１００％の範囲にあることを特徴とする発明［１］～［６］のいずれかに記載のタイヤである。
発明［９］は、前記機能部品を収容するための収容体が前記トレッド部の裏面に固定され、該収容体に前記機能部品が収容されていることを特徴とする発明［１］～［８］のいずれかに記載のタイヤである。
発明［１０］は、前記収容体が接着剤により前記トレッド部の裏面に固定されていることを特徴とする発明［９］に記載のタイヤである。
発明［１１］は、前記収容体が加硫ゴムからなることを特徴とする発明［９］又は［１０］に記載のタイヤである。
発明［１２］は、前記機能部品はセンサ素子として圧電素子を用いたセンサ機能を有することを特徴とする発明［１］～［１１］のいずれかに記載のタイヤである。
発明［１３］は、発明［１］～［１２］のいずれかに記載のタイヤの摩耗状態の検知方法であって、前記機能部品によりタイヤ接地時の衝撃力を検知し、その検知された測定データに基づいて前記溝部をなす主溝の溝壁面に形成された変化点に対する前記主溝の摩耗率を演算し、その演算された摩耗率と前記変化点に対して予め設定された摩耗率とを比較し、両者に差異がある場合に前記演算された摩耗率を補正することを特徴とするタイヤの摩耗状態の検知方法である。

【符号の説明】

【0052】

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
１１ 周方向溝
１１Ａ 周方向主溝
１１Ｂ 周方向細溝
１２Ａ，１２Ｂ 面取り部
１３ 陸部
１４ ラグ溝
２０ 機能部品
２１ 接触面
３０ 収容体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】