(57)【要約】【課題】空気入りタイヤ内に設けられた素子に電力を給電する際、従来に比べて伝送効率の高い電力の供給を可能にする。【解決手段】空気入りタイヤは、空洞領域内に設けられ、カーカスプライ層を透過した交流磁界を受け交流信号を生成する面状の受信コイルと、前記交流信号から変換された電力の供給を受ける素子と、を備える。前記受信コイルの受信領域の面は、タイヤ径方向の、ビードコアのタイヤ径方向の最外側にある部分とベルト層のタイヤ径方向の最内側にある部分との間の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられる。さらに、前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコア及び前記ベルトそれぞれの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１、Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように配置される。【選択図】図１
2020029235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ外部からの交流磁界を受けて電力を生成する受信コイルを備えた空気入りタイヤであって、
スチール製のビードコードにより構成された一対の環状のビードコアと、
前記ビードコアそれぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成されたカーカスプライ層と、
前記カーカスプライ層のタイヤ径方向外側に設けられ、スチール製のベルトコードで構成されたベルト層と、
前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域内に設けられ、前記カーカスプライ層を透過した交流磁界を受ける面状の受信領域を有し、前記交流磁界を受けることにより交流信号を生成する面状の受信コイルと、を備え、
タイヤ幅方向の一方の側から、前記受信コイルを見たとき、前記受信コイルの前記受信領域の面は、前記ビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分と前記ベルト層のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分との間に挟まれたタイヤ径方向の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられ、
前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコアの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ベルト層の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように、前記ビードコア及び前記ベルトから離れて配置されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１部分と前記第２部分との間のタイヤ径方向に沿った距離をＬ３としたとき、前記長さＤ１は、前記距離Ｌ３の３０％以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記受信コイルのタイヤ周方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ２としたとき、前記長さＤ２は、前記長さＤ１よりも長い、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記空気入りタイヤをタイヤ径方向から見たときのタイヤ領域をタイヤ幅方向に４分割したとき、前記受信コイルの配置位置は、タイヤ幅方向の一方の最外側の分割領域にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記受信コイルを第１受信コイルというとき、前記タイヤ空洞領域には、前記受信コイルとしてさらに少なくとも１つ以上の第２受信コイルが設けられ、
前記第１受信コイルと前記第２受信コイルで構成される受信コイル群は、タイヤ周方向に互いに離間してタイヤ周方向に一周するように配置され、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、前記長さＤ１よりも短い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記受信コイルは、フレキシブル基板の面に、らせん形状に信号線路が形成された素子であり、前記フレキシブル基板が、前記空気入りタイヤのタイヤ内周面またはタイヤ空洞領域内に設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記タイヤ内周面に設けられる前の前記フレキシブル基板は、前記タイヤ内周面の形状に沿うように形成された湾曲基板であり、前記湾曲基板に前記信号線路が形成されている、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記受信コイルは、前記空気入りタイヤのタイヤ内周面上に設けられ、
前記受信コイルの前記タイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、前記カーカス層の前記ビードコアの周りに折り返した部分の折り返し端のタイヤ径方向の位置から外れている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記受信コイルは、前記空気入りタイヤのタイヤ内周面と固定される基材を介して設けられ、
前記基材の前記タイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、前記受信コイルの前記受信領域から離れており、さらに、前記カーカス層の前記ビードコアの周りに折り返した部分の折り返し端のタイヤ径方向の位置から外れている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１０】
前記受信コイルは、織布に設けられ、
前記織布の一部の縦糸及び横糸が導電性糸で構成され、
前記受信コイルの信号線路は、前記導電性糸によって形成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１１】
前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域には、吸音材が設けられ、
前記受信コイルは、前記吸音材の側面又は内部に設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１２】
前記長さＤ１は、前記空気入りタイヤのタイヤ断面高さＳＨの１０〜５０％である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１３】
タイヤ外部からの交流磁界を受けて給電を受ける素子を備えた、空気入りタイヤをホイールに組み付けた空気入りタイヤ組み立て体であって、
前記空気入りタイヤは、
スチール製のビードコードにより構成された一対の環状のビードコアと、
前記ビードコアそれぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成されたカーカスプライ層と、
前記カーカスプライ層のタイヤ径方向外側に設けられ、スチール製のベルトコードで構成されたベルト層と、を備え、
前記ホイールは、前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域に面するホイール表面に固定して設けられ、前記カーカスプライ層を透過した交流磁界を受ける平面状受信領域を有し、交流信号を生成する平面状の受信コイルを備え、
前記空気入りタイヤ、あるいは前記ホイールは、前記タイヤ空洞領域に面する前記ホイール表面あるいは前記空気入りタイヤの内周面に固定された、前記交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動する素子、を備え、
タイヤ幅方向の一方の側から、前記受信コイルを見たとき、前記受信コイルの前記受信領域の面は、前記ビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分と前記ベルト層のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分との間に挟まれたタイヤ径方向の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられ、
前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコアの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ベルト層の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように、前記ビードコア及び前記ベルトから離れて配置されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ組み立て体。
【請求項１４】
送信ユニットから、空気入りタイヤに設けられた受信ユニットに電力をワイヤレス伝送して、前記受信ユニットに設けられる素子に給電する給電システムであって、
前記送信ユニットは、前記空気入りタイヤに対して非回転の基部に設けられ交流磁界を生成し送信する送信領域を有する送信コイルを備え、
前記空気入りタイヤは、
スチールビードコードにより構成された一対の環状のビードコアと、
前記ビードコアそれぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成されたカーカスプライ層と、
前記カーカスプライ層のタイヤ径方向外側に設けられ、前記スチールベルトコードで構成されたベルト層と、を備え、
前記受信ユニットは、前記空気入りタイヤに設けられ、
前記受信ユニットは、
前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域内に設けられ、前記送信コイルが送信し前記カーカスプライ層を透過した前記交流磁界を受ける平面状の受信領域を有し、前記交流磁界を受けることにより交流信号を生成する平面状の受信コイルと、
前記交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動する素子と、を備え、
タイヤ幅方向の一方の側から、前記受信コイルを見たとき、前記受信コイルの前記受信領域の面は、前記ビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分と前記ベルト層のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分との間に挟まれたタイヤ径方向の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられ、
前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコアの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ベルト層の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように、前記ビードコア及び前記ベルトから離れて配置されている、ことを特徴とする給電システム。
【請求項１５】
前記送信コイルの前記送信領域のタイヤ径方向に沿った寸法の長さを長さＤ３としたとき、前記長さＤ３は、前記長さＤ１より長い、請求項１４に記載の給電システム。
【請求項１６】
前記送信コイルの前記送信領域のタイヤ周方向に沿った寸法の長さを長さＤ４とし、前記受信コイルのタイヤ周方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ２としたとき、前記長さＤ４は、前記長さＤ２より短い、請求項１４または１５に記載の給電システム。
【請求項１７】
前記受信コイルを第１受信コイルというとき、前記タイヤ空洞領域には、前記受信コイルとしてさらに少なくとも１つ以上の第２受信コイルが設けられ、
前記第１受信コイルと前記第２受信コイルで構成される受信コイル群は、タイヤ周方向に互いに離間してタイヤ周方向に一周するように配置され、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、前記送信コイルの前記送信領域のタイヤ周方向に沿った寸法の長さＤ４に比べて短い、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項１８】
前記送信コイルの送信領域と前記空気入りタイヤの離間距離ｄの、前記空気入りタイヤのタイヤ断面高さＳＨに対する比ｄ／ＳＨは、０．０５以上０．６以下である、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項１９】
前記送信コイルの位置の、前記空気入りタイヤが接地する地面からの高さを高さＨとし、前記空気入りタイヤの最大外径を最大外径Ｄｍａｘとしたとき、前記高さＨの前記最大外径Ｄｍａｘに対する比（Ｈ／Ｄｍａｘ）と、前記空気入りタイヤの偏平率α［％］は、下記式（１）を満たす、
式（１）：
・α＝３０以上７５未満のとき、
−７．７０７・（α／１００）３＋１２．１７・（α／１００）２−４．８７５・（α／１００）＋０．６４２＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１
・α＝３０未満のとき、
０．０６７＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１
・α＝７５以上のとき、
０．５８０＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１
請求項１８に記載の給電システム。
【請求項２０】
前記送信ユニットの回路における共振周波数と、前記受信ユニットの回路における共振周波数が一致する、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項２１】
前記送信コイルは、前記空気入りタイヤを装着する車両のサスペンションのバネ下領域の、前記空気入りタイヤのサイド部に対向する位置に設けられる、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項２２】
前記送信ユニットから、前記受信ユニットへの電力のワイヤレス伝送は、磁界共鳴方式で行われる、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項２３】
前記送信コイルは、前記空気入りタイヤ１つに対して１つ設けられる、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ、空気入りタイヤ組み立て体、及び空気入りタイヤに設けられる素子に電力を供給するための給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤに、センサー等の素子を組み込み、空気入りタイヤの状態を監視する技術が提案されている。例えば、空気入りタイヤの空気圧を監視するために、タイヤ空洞領域内に内圧センサー及び送信装置を設け、内圧センサーによる内圧のモニタリング結果を送信装置から車両側の受信装置にワイヤレス送信する内圧警報システム、あるいは、タイヤ空洞領域内のトレッド部の内周面側に加速度センサーを設け、加速度センサーによるタイヤ転動時のトレッド部の変形挙動のモニタリング結果を、タイヤ空洞領域内に設けられた送信装置から車両側の受信装置にワイヤレス送信するタイヤ変形挙動計測システム等が挙げられる。
【０００３】
このようなセンサー及び送信装置を駆動するためには電力を要するが、この電力は、例えば、送信装置内に内蔵されたバッテリーから供給される。しかし、このバッテリーの供給する電力には制限があるため、センサー及び送信装置を半永久的に駆動することはできず、ホイール組みした空気入りタイヤとホイールとをばらして、タイヤ空洞領域内の消耗したバッテリーを取り替える煩雑な処理が必要である。
【０００４】
これに対して、電気回路を内蔵しかつその電気回路に安定して電力を供給可能なタイヤ及びそのタイヤへの給電構造を提供する技術が知られている（特許文献１）。
上記技術では、自動車のタイヤには、電力を受けて駆動される電気回路と、前記電気回路に連なる二次コイルとが設けられ、自動車の車両本体には、車両の電源装置に連なるインバータと、車両本体のうちタイヤとの対向部分に配置されて、インバータによって励磁される一次コイルとが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５５２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記技術では、タイヤ空洞領域に設けられる複数の二次コイルがタイヤの側壁の内周面全周に亘り互いに隣接するように埋設されている（特許文献１の図５）。
しかし、このような二次コイルの配置では、伝送効率が低く、送信装置及びセンサーに十分な電力の供給ができないことがわかった。
伝送効率を高めるには、磁界を利用して電力をワイヤレス給電する場合、空気入りタイヤに用いられるスチール材の配置を考慮して二次コイル（受信コイル）を配置することが好ましい。
【０００７】
本発明は、空気入りタイヤ内に設けられた素子に電力を給電する際、従来に比べて伝送効率の高い電力の供給を可能にする受信コイルを備えた空気入りタイヤ、空気入りタイヤ組み立て体、及び、この空気入りタイヤに適用した給電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、タイヤ外部からの交流磁界を受けて電力を生成する受信コイルを備えた空気入りタイヤである。当該空気入りタイヤは、
スチール製のビードコードにより構成された一対の環状のビードコアと、
前記ビードコアそれぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成されたカーカスプライ層と、
前記カーカスプライ層のタイヤ径方向外側に設けられ、スチール製のベルトコードで構成されたベルト層と、
前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域内に設けられ、前記カーカスプライ層を透過した交流磁界を受ける面状の受信領域を有し、前記交流磁界を受けることにより交流信号を生成する面状の受信コイルと、を備える。
タイヤ幅方向の一方の側から、前記受信コイルを見たとき、前記受信コイルの前記受信領域の面は、前記ビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分と前記ベルト層のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分との間に挟まれたタイヤ径方向の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられ、
前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコアの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ベルト層の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように、前記ビードコア及び前記ベルトから離れて配置されている。
【０００９】
前記第１部分と前記第２部分との間のタイヤ径方向に沿った距離をＬ３としたとき、前記長さＤ１は、前記距離Ｌ３の３０％以上である、ことが好ましい。
【００１０】
前記受信コイルのタイヤ周方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ２としたとき、前記長さＤ２は、前記長さＤ１よりも長い、ことが好ましい。
【００１１】
前記空気入りタイヤをタイヤ径方向から見たときのタイヤ領域をタイヤ幅方向に４分割したとき、前記受信コイルの配置位置は、タイヤ幅方向の一方の最外側の分割領域にある、ことが好ましい。
【００１２】
前記受信コイルを第１受信コイルというとき、前記タイヤ空洞領域には、前記受信コイルとしてさらに少なくとも１つ以上の第２受信コイルが設けられ、
前記第１受信コイルと前記第２受信コイルで構成される受信コイル群は、タイヤ周方向に互いに離間してタイヤ周方向に一周するように配置され、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、前記長さＤ１よりも短い、ことが好ましい。
【００１３】
前記受信コイルは、フレキシブル基板の面に、らせん形状に信号線路が形成された素子であり、前記フレキシブル基板が、前記空気入りタイヤのタイヤ内周面またはタイヤ空洞領域内に設けられている、ことが好ましい。
【００１４】
前記タイヤ内周面に設けられる前の前記フレキシブル基板は、前記タイヤ内周面の形状に沿うように形成された湾曲基板であり、前記湾曲基板に前記信号線路が形成されている、ことが好ましい。
【００１５】
前記受信コイルは、前記空気入りタイヤのタイヤ内周面上に設けられ、
前記受信コイルの前記タイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、前記カーカス層の前記ビードコアの周りに折り返した部分の折り返し端のタイヤ径方向の位置から外れている、ことが好ましい。
【００１６】
前記受信コイルは、前記空気入りタイヤのタイヤ内周面と固定される基材を介して設けられ、
前記基材の前記タイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、前記受信コイルの前記受信領域から離れており、さらに、前記カーカス層の前記ビードコアの周りに折り返した部分の折り返し端のタイヤ径方向の位置から外れている、ことが好ましい。
【００１７】
前記受信コイルは、織布に設けられ、
前記織布の一部の縦糸及び横糸が導電性糸で構成され、
前記受信コイルの信号線路は、前記導電性糸によって形成されている、ことが好ましい。
【００１８】
前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域には、吸音材が設けられ、
前記受信コイルは、前記吸音材の側面又は内部に設けられている、ことが好ましい。
【００１９】
前記長さＤ１は、前記空気入りタイヤのタイヤ断面高さＳＨの１０〜５０％である、ことが好ましい。
【００２０】
本発明の他の一態様は、タイヤ外部からの交流磁界を受けて給電を受ける素子を備えた、空気入りタイヤをホイールに組み付けた空気入りタイヤ組み立て体である。
前記空気入りタイヤは、
スチール製のビードコードにより構成された一対の環状のビードコアと、
前記ビードコアそれぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成されたカーカスプライ層と、
前記カーカスプライ層のタイヤ径方向外側に設けられ、スチール製のベルトコードで構成されたベルト層と、を備え、
前記ホイールは、前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域に面するホイール表面に固定して設けられ、前記カーカスプライ層を透過した交流磁界を受ける平面状受信領域を有し、交流信号を生成する平面状の受信コイルを備える。
前記空気入りタイヤ、あるいは前記ホイールは、前記タイヤ空洞領域に面する前記ホイール表面あるいは前記空気入りタイヤの内周面に固定された、前記交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動する素子、を備える。
タイヤ幅方向の一方の側から、前記受信コイルを見たとき、前記受信コイルの前記受信領域の面は、前記ビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分と前記ベルト層のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分との間に挟まれたタイヤ径方向の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられ、
前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコアの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ベルト層の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように、前記ビードコア及び前記ベルトから離れて配置されている。
【００２１】
本発明のさらに他の一態様は、送信ユニットから、空気入りタイヤに設けられた受信ユニットに電力をワイヤレス伝送して、前記受信ユニットに設けられる素子に給電する給電システムである。
前記送信ユニットは、前記空気入りタイヤに対して非回転の基部に設けられ交流磁界を生成し送信する送信領域を有する送信コイルを備え、
前記空気入りタイヤは、
スチールビードコードにより構成された一対の環状のビードコアと、
前記ビードコアそれぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成されたカーカスプライ層と、
前記カーカスプライ層のタイヤ径方向外側に設けられ、前記スチールベルトコードで構成されたベルト層と、を備える。
前記受信ユニットは、前記空気入りタイヤに設けられ、
前記受信ユニットは、
前記空気入りタイヤのタイヤ空洞領域内に設けられ、前記送信コイルが送信し前記カーカスプライ層を透過した前記交流磁界を受ける平面状の受信領域を有し、前記交流磁界を受けることにより交流信号を生成する平面状の受信コイルと、
前記交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動する素子と、を備える。
タイヤ幅方向の一方の側から、前記受信コイルを見たとき、前記受信コイルの前記受信領域の面は、前記ビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分と前記ベルト層のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分との間に挟まれたタイヤ径方向の領域内に、前記受信領域の面が前記タイヤ幅方向に向くように設けられ、
前記受信コイルのタイヤ径方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ビードコアの最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、前記受信コイルの前記受信領域から前記ベルト層の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、前記受信コイルは、前記距離Ｌ１及び前記距離Ｌ２が前記長さＤ１／４より大きくなるように、前記ビードコア及び前記ベルトから離れて配置されている。
【００２２】
前記送信コイルの前記送信領域のタイヤ径方向に沿った寸法の長さを長さＤ３としたとき、前記長さＤ３は、前記長さＤ１より長い、ことが好ましい。
【００２３】
前記送信コイルの前記送信領域のタイヤ周方向に沿った寸法の長さを長さＤ４とし、前記受信コイルのタイヤ周方向に沿った前記受信領域の最大寸法を長さＤ２としたとき、前記長さＤ４は、前記長さＤ２より短い、ことが好ましい。
【００２４】
前記受信コイルを第１受信コイルというとき、前記タイヤ空洞領域には、前記受信コイルとしてさらに少なくとも１つ以上の第２受信コイルが設けられ、
前記第１受信コイルと前記第２受信コイルで構成される受信コイル群は、タイヤ周方向に互いに離間してタイヤ周方向に一周するように配置され、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、前記送信コイルの前記送信領域のタイヤ周方向に沿った寸法の長さＤ４に比べて短い、ことが好ましい。
【００２５】
前記送信コイルの送信領域と前記空気入りタイヤの離間距離ｄの、前記空気入りタイヤのタイヤ断面高さＳＨに対する比ｄ／ＳＨは、０．０５以上０．６以下である、ことが好ましい。
【００２６】
前記送信コイルの位置の、前記空気入りタイヤが接地する地面からの高さを高さＨとし、前記空気入りタイヤの最大外径を最大外径Ｄｍａｘとしたとき、前記高さＨの前記最大外径Ｄｍａｘに対する比（Ｈ／Ｄｍａｘ）と、前記空気入りタイヤの偏平率α［％］は、下記式（１）を満たす、ことが好ましい。
式（１）：
・α＝３０以上７５未満のとき、
−７．７０７・（α／１００）３＋１２．１７・（α／１００）２−４．８７５・（α／１００）＋０．６４２＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１
・α＝３０未満のとき、
０．０６７＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１
・α＝７５以上のとき、
０．５８０＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１
【００２７】
前記送信ユニットの回路における共振周波数と、前記受信ユニットの回路における共振周波数が一致する、ことが好ましい。
【００２８】
前記送信コイルは、前記空気入りタイヤを装着する車両のサスペンションのバネ下領域の、前記空気入りタイヤのサイド部に対向する位置に設けられる、ことが好ましい。
前記送信ユニットから、前記受信ユニットへの電力のワイヤレス伝送は、磁界共鳴方式で行われる、ことが好ましい。
また、前記送信コイルは、前記空気入りタイヤ１つに対して１つ設けられる、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
上述の空気入りタイヤ、空気入りタイヤ組み立て体、及び、給電システムによれば、空気入りタイヤ内に設けられた素子に電力を給電する際、従来に比べて電力の供給の伝送効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態の空気入りタイヤ組み立て体の断面の一例を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１に示す受信コイルの配置と異なる配置の例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイルを平面視した図である。
【図４】一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイルのタイヤ幅方向の配置領域を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイルのタイヤ周方向における配置の形態を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設ける受信コイルの例を説明する図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設ける、受信コイルのタイヤ周方向に沿った配置の形態の別の例を説明する図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信アンテナの固定の例を説明する図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイルのタイヤ内周面への固定を説明する図である。
【図１０】一実施形態の空気入りタイヤに設ける受信コイルの例を説明する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設ける受信コイルの例を説明する図である。
【図１２】一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイルの固定を説明する図である。
【図１３】一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイルと送信コイルの配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、一実施形態の空気入りタイヤ、空気入りタイヤ組み立て体、及び空気入りタイヤに設けられる素子に電力を供給するための給電システムを、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤ組み立て体の断面の一例を示す図である。図１に示す空気入りタイヤ１０は、一対のビードコア１２、カーカスプライ層１４、ベルト層１６を骨格部分として備える。空気入りタイヤ１０は、ホイール１１に組みつけられて空気入りタイヤ組み立て体となっている。図１中、ホイール１１の一部（リム底面、リムフランジ）を示している。
【００３３】
ビードコア１２は、スチール製のビードコードがタイヤ周方向に多段に巻きまわされて構成された環状部材である。
カーカスプライ層１４は、ビードコア１２それぞれの周りに巻きまわして折り返すことによりトロイダル形状を成した、有機繊維コードにより構成された部材である。カーカスプライ層１４には、有機繊維コードはタイヤ径方向あるいはタイヤ幅方向に延びるように設けられている。図１に示す空気入りタイヤ１０は、一枚のカーカスプライ層１４で構成されるが、複数のカーカスプライ層がトロイダル形状を成してもよい。
ベルト層１６は、カーカスプライ層１４のタイヤ径方向外側に設けられ、スチール製のベルトコードで構成されている。ベルト層１６は、２枚の積層ベルトで構成され、スチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜の向きが互いに異なって交錯層を形成している。
これらの骨格部分の周りに、トレッドゴム４０、サイドゴム４２、ビードフィラーゴム４４、リムクッションゴム４６、及びインナーライナーゴム４８が設けられる。ビードコア１２のタイヤ径方向外側に、サイドゴム４２、ビードフィラーゴム４４、及びリムクッションゴム４６がタイヤ幅方向外側に凸状に湾曲してサイド部Ｓを形成する。
【００３４】
空気入りタイヤ１０は、さらに、受信コイル１８、センサー２０、及び通信装置２２を備える。受信コイル１８、センサー２０、及び通信装置２２は、ワイヤレス伝送によりタイヤ外部から電力の供給を受ける受信ユニット３０である。
受信コイル１８は、空気入りタイヤ１０の空洞領域Ｃ内に設けられ、サイド部Ｓのサイドゴム４２及びカーカスプライ層１４を透過した交流磁界を受ける面状の受信領域を有し、交流磁界を受けることにより交流磁界に応じた交流信号を生成する部分で、面状を成している。タイヤ空洞領域Ｃは、タイヤ内周面とリム組みしたホイール１１のリム底面とで囲まれた、空気が所定の内圧に充填される領域である。図１に示す例では、受信コイル１８は、タイヤ空洞領域Ｃに面するタイヤ内周面に沿って設けられている。
センサー２０は、生成した交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動する素子である。センサー２０は、特に制限されないが、例えば、転動中の空気入りタイヤ１０のトレッド部の変形挙動を計測する加速度センサーである。
通信装置２２は、センサー２０で計測したモニタリング結果の情報を、ワイヤレスでタイヤ外部の図示されない通信装置に送信する部分で、生成した交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動する素子でもある。
受信コイル１８から延びる図示されない電力線が、通信装置２２に設けられた処理回路に接続されている。受信コイル１８で生成された交流信号が電力線を通して処理回路に導かれ、整流されてＤＣ電力に変換される。このＤＣ電力は、センサー２０の駆動電力及び通信装置２２の駆動電力（信号処理や送信等の電力）に用いられる。
【００３５】
受信コイル１８が受ける交流磁界は、例えば図１に示す電力送信装置１０２と送信コイル１００とを備える送信ユニット１０４によって生成される。送信ユニット１００は、空気入りタイヤ１０の回転に対して、非回転の基部、例えばサスペンションの非回転部分（例えば、ナックル）に設けられる。送信ユニット１０４は、送信ユニット１０４に設けられるインバータにより交流信号を生成し、送信コイル１００の送信領域で交流磁界を生成する。
一実施形態によれば、送信ユニット１０４から受信ユニット３０の電力の伝送を、磁界共鳴方式で行う。磁界共鳴方式は、送信ユニット１０４の回路における共振周波数に、受信ユニット３０の回路における共振周波数を一致させることにより、送信コイル１００で生成された交流磁界が受信コイル１８を共鳴させる。すなわち、共鳴により受信コイル１８に交流電流が流れ、この交流電流を整流することにより直流電力を得ることができる。
磁界共鳴方式では、電力の伝送効率が磁気誘導方式に比べて高く、伝送距離も磁気誘導方式における数ｃｍに対して数１０ｃｍと長い。この点から、送信ユニット１０４と受信ユニット３０の共振周波数を一致させることが好ましい。共振周波数の調整は、例えば、送信ユニット１０４及び受信ユニット３０の共振回路内のキャパシタンスあるいはインダクタンスの調整によって行われる。
なお、磁界共鳴方式では、送信ユニット１０４と受信ユニット３０の回路における共振周波数を一致させるので、従来に比べて、交流磁界の伝送経路に近傍に、導電性材料が存在し、交流磁界が乱れるのは好ましくない。この点から、受信コイル１８の配置位置は以下説明するように制限される。
【００３６】
受信コイル１８は、タイヤ空洞領域Ｃ内に設けられる。具体的には、タイヤ幅方向の一方の側、例えば、図１の紙面左側から、受信コイル１８を見たとき、図１に示すように、タイヤ径方向の領域Ｗ内に、受信領域の面がタイヤ幅方向に向くように設けられる。領域Ｗは、ビードコア１２のビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分Ｘ１（図１参照）とベルト層１６のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分Ｘ２（図１参照）との間に挟まれた領域である。これにより、サイドゴム４２及びカーカスプライ層１４を通して通過する交流磁界を受信コイル１８の受信領域で効率よく受けることができる。
このとき、受信コイル１８のタイヤ径方向に沿った受信領域の最大寸法を長さＤ１（図１参照）とし、受信コイル１８の受信領域からビードコア１２の最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、受信コイル１８の受信領域からベルト１６の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、受信コイル１８は、距離Ｌ１及び距離Ｌ２が長さＤ１／４より大きくなるように、第１部分Ｘ１及び第２部分Ｘ２から離れて配置されている。図１に示す例では、受信コイル１８の受信領域からビードコア１２の最も近い部分は、第１部分Ｘ１であり、受信コイル１８の受信領域からベルト１６の最も近い部分は、第２部分Ｘ２である。
【００３７】
このように、受信コイル１８をビードコア１２及びベルト１６から上述の距離、離れて配置させることにより、伝送効率の高い電力の供給が可能になる。交流磁界がベルト層１４及びビードコア１２のスチールコードにより乱れた状態で受信コイル１８が受けることは、伝送効率の点で好ましくない。特に、伝送が磁界共鳴方式の場合、効率よく共鳴を起こさせるためには、交流磁界がベルト層１４及びビードコア１２のスチールコードによって乱れることは、伝送効率及び伝送距離の確保の点から好ましくない。
【００３８】
図２（ａ），（ｂ）は、図１に示す受信コイル１８の配置と異なる配置の例を示す図である。空気入りタイヤ１０あるいはホイール１１は、タイヤ空洞領域Ｃに面するホイール表面あるいは空気入りタイヤ１０のタイヤ内周面に固定された、交流信号から変換された電力の供給を受けて駆動するセンサー２０及び通信装置２２（素子）を備える。
図２（ａ）に示す例は、受信コイル１８をホイール１１のリム底面（ホイール表面）に固定した基台１９を介してタイヤ空洞領域Ｃ内に立設するように設けた例である。センサー２０及び通信装置２２（素子）は、タイヤ内周面に設けられている。これ以外の部分は、図１に示す例と同じであるので説明は省略する。図２（ａ）では、送信ユニット１０４の図示は省略されている。センサー２０及び通信装置２２は、ホイール表面に固定されてもよい。
【００３９】
受信コイル１８は、例えば、硬い基板上に平面状に形成されたもので、タイヤ周方向に沿って延びている（図２（ａ）の紙面に対して垂直方向）。この例でも、タイヤ幅方向から受信コイル１８を見たとき、受信コイル１８の受信領域の面は、ビードコア１２のビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分Ｘ１（図２（ａ）参照）とベルト層１６のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分Ｘ２（図２（ａ）参照）との間に挟まれたタイヤ径方向の領域Ｗ（図２（ａ）参照）内に、受信領域の面がタイヤ幅方向に向くように設けられる。これにより、サイドゴム４２及びカーカスプライ層１４を通して通過する交流磁界を受信領域で効率よく受けることができる。
このとき、受信コイル１８のタイヤ径方向に沿った受信領域の最大寸法を長さＤ１（図２（ａ）参照）とし、受信コイル１８の受信領域からビードコア１２の最も近い部分までの距離を距離Ｌ１とし、受信コイル１８からベルト１６の最も近い部分までの距離を距離Ｌ２としたとき、受信コイル１８は、距離Ｌ１及び距離Ｌ２が長さＤ１／４より大きくなるように、ビードコア１２及びベルト１６から上述の距離、離れて配置されている。この場合も、伝送効率の高い電力の供給が可能になる。
なお、図２（ａ）に示す基台１９は、リム底面に接着剤等で固定することができる。
【００４０】
図２（ｂ）に示す例は、受信コイル１８をタイヤ空洞領域Ｃのタイヤ内周面に固定された基台１９を介してタイヤ空洞領域Ｃ内に立設するように設けた例である。センサー２０及び通信装置２２（素子）は、タイヤ内周面に設けられている。これ以外の部分は、図１に示す例と同じであるので説明は省略する。図２（ｂ）では、送信ユニット１０４の図示は省略されている。センサー２０及び通信装置２２は、ホイール表面に固定されてもよい。
受信コイル１８は、図２（ａ）に示す形態と同じものである。この例でも、タイヤ幅方向の一方の側、例えば、図２（ｂ）の紙面左側から、受信コイル１８を見たとき、受信コイル１８の受信領域の面は、ビードコア１２のビードコードの最もタイヤ径方向外側にある第１部分Ｘ１（図２（ｂ）参照）とベルト層１６のタイヤ径方向の最も内側にある第２部分Ｘ２（図２（ｂ）参照）との間に挟まれたタイヤ径方向の領域Ｗ（図２（ｂ）参照）内に、受信領域の面がタイヤ幅方向に向くように設けられる。これにより、サイドゴム４２及びカーカスプライ層１４を通して通過する交流磁界を受信領域で効率よく受けることができる。
このとき、距離Ｌ１及び距離Ｌ２が長さＤ１／４より大きくなるように、ビードコア１２及びベルト１６から上述の距離、離れて配置されている。この場合も、伝送効率の高い電力の供給が可能になる。
なお、図２（ｂ）に示す基台１９は、例えば、トレッド部のタイヤ内周面の側に加硫前に設け加硫することで空気入りタイヤ１０と一体化した面ファスナと、基台１９に設けた面ファスナとが接合することでタイヤ内周面に固定することができる。また、基台１９の固定方法は、面ファスナを用いた方法に制限されず、公知の固定方法であってもよい。
【００４１】
図１あるいは図２（ａ），（ｂ）に示す空気入りタイヤ１０とホイール１１とを組み付けた空気入りタイヤ組み立て体において、送信ユニット１０４から、空気入りタイヤ１０に設けられた受信ユニット３０に電力をワイヤレス伝送して、センサー２０及び通信装置２２（素子）に給電する給電システムが形成される。
送信ユニット１０４は、空気入りタイヤ１０に対して非回転の部分に設けられ交流磁界を生成し送信する送信領域を有する送信コイル１００を備える。
受信ユニット３０は、空気入りタイヤ１０に設けられる。
具体的には、受信ユニット３０は、受信コイル１８と、センサー２０及び通信装置２２（素子）と、を備える。受信コイル１８は、空気入りタイヤ１０のタイヤ空洞領域Ｃ内に設けられ、送信コイル１００が送信しカーカスプライ層１４を透過した交流磁界を受ける平面状の受信領域を有し、交流信号を生成する。
この給電システムにおいて、受信コイル１８は、タイヤ径方向の領域Ｗ内に、受信領域の面がタイヤ幅方向に向くように設けられ、受信コイル１８は、距離Ｌ１及び距離Ｌ２が長さＤ１／４より大きくなるように、ビードコア１２及びベルト１６から離れて配置される。このため、受信コイル１８が受ける交流磁場は、ビードコア１２及びベルト１６のスチール製のビードコード及びベルトコードの影響によって乱されないので、効率よく交流信号を生成することができ、その結果、従来に比べて電力の供給の伝送効率を高くすることができる。
【００４２】
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示す領域Ｗのタイヤ径方向に沿った距離（第１部分Ｘ１と第２部分Ｘ２との間のタイヤ径方向に沿った距離）をＬ３としたとき、長さＤ１（図１、図２（ａ），（ｂ）参照）は、距離Ｌ３の３０％以上であることが好ましい。交流磁場がスチールコードの影響を受けない範囲で、長さＤ１を可能な限り大きくすることは、伝送可能な距離を長くする点から好ましい。
【００４３】
図３（ａ），（ｂ）は、受信コイル１８を平面視した図である。受信コイル１８は、非磁性基板１８ａに信号線路１８ｂがらせん形状状（渦巻き形状）に配線されたものである。信号線路１８ｂの入力端及び出力端は、図３（ａ）に示すように、非磁性基板１８ａの同じ側に設けられてもよいし、図３（ｂ）に示すように、非磁性基板１８ａの異なる側に設けられてもよい。信号線路１８ｂは、所定のマスクを利用して金属蒸着またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）を行うことにより、あるいはスクリーン印刷を行うことにより、非磁性基板１８ａ上に導体材料を線状に形成してもよい。
【００４４】
図１に示す例の場合、受信コイル１８は、サイド部Ｓのタイヤ内周面の湾曲した部分に設けるので、非磁性基板１８ａは、樹脂製のフレキシブル基板を用いることが好ましい。
すなわち、一実施形態によれば、受信コイル１８は、フレキシブル基板の面に、らせん形状に信号線路１８ｂが形成された素子であり、このフレキシブル基板が、空気入りタイヤ１０のタイヤ内周面またはタイヤ空洞領域Ｃ内に設けられていることが好ましい。これにより、タイヤ空洞領域Ｃ内で受信コイル１８が変形してもタイヤ内周面からの剥離や受信コイル１８の破損を防止することができる。
また、一実施形態によれば、タイヤ内周面に設けられる前のフレキシブル基板は、タイヤ内周面の形状に沿うように形成された湾曲基板であり、この湾曲基板に信号線路１８ｂが形成されている、ことも好ましい。フレキシブル基板は、予め、タイヤ内周面の形状に合わせて湾曲形状に形成されているので、平面状のフレキシブル基板をタイヤ内周面に合わせて湾曲形状に変形させる必要がない。このため、受信コイル１８をタイヤ内周面に設けるときに受信コイル１８に歪を与えることがなく、受信コイル１８の耐久性、および受信コイル１８による給電効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
このような受信コイル１８において、受信コイル１８のタイヤ周方向に沿った受信領域の最大寸法を長さＤ２（図３（ａ）参照）としたとき、長さＤ２は、長さＤ１よりも長いことが好ましい。長さＤ１は、領域Ｗによって制限されるが、長さＤ２は、タイヤ周方向において制限されない。長さＤ２を長くすることにより、受信領域を大きくして、受信領域で、送信コイル１００で生成される交流磁界を可能な限り受けて大きな電力を供給することができる。
【００４６】
一実施形態によれば、図４に示すように、空気入りタイヤ１０をタイヤ径方向から見たときのタイヤ領域（タイヤ幅方向両側のタイヤ最大幅位置間の領域）をタイヤ幅方向に４分割したとき、受信コイル１８の配置位置は、タイヤ幅方向の一方の最外側の分割領域Ｒにあることが好ましい。図４は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイル１８のタイヤ幅方向の配置領域を説明する図である。分割領域Ｒに受信コイル１８を設けることにより、送信コイル１００との距離を近づけることができ、伝送効率を向上させることができる。したがって、分割領域Ｒであって、領域Ｗ（図１、図２（ａ），（ｂ）参照）の範囲内に、受信コイル１８を設けることが好ましい。空気入りタイヤ１０が、車両装着時、一方のサイド部Ｓが車両内側に向くように指示されているタイヤである場合、分割領域Ｒの位置は、車両内側に指定されたサイド部Ｓの側である。
【００４７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、受信コイル１８のタイヤ周方向における配置の形態を説明する図である。図５（ａ）〜（ｃ）では、受信コイル１８のタイヤ周方向に沿った配置をわかり易く説明するために、受信コイル１８の信号線路１８ｂの最外部分の輪郭を示している。
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、受信コイル１８は、タイヤ周方向に複数に分割された領域のそれぞれ設けられている。
【００４８】
すなわち、複数の受信コイル１８からなる受信コイル群は、タイヤ周方向に互いに離間してタイヤ周方向に一周するように配置されている。図５（ａ）に示す例では、タイヤ周方向で２分割された領域それぞれに、受信コイル１８が設けられている。図５（ｂ）に示す例では、タイヤ周方向で３分割された領域それぞれに、受信コイル１８が設けられている。
このようにタイヤ一周を複数の領域に分割して、分割したそれぞれの領域に受信コイル１８を配置するのは、以下の理由による。受信コイル１８がタイヤ内周面に設けられる場合、受信コイル１８が設けられるタイヤ内周面は、空気入りタイヤ１０が転動中、縦撓み変形と縦撓み変形の解放が繰り返し行われるサイド部Ｓに対応した部分であり、このサイド部Ｓには、タイヤ周方向において縦撓み変形を受けた部分と縦撓み変形を受けていない部分が存在する。１つの受信コイル１８がタイヤ全周に設けられる場合、この受信コイル１８には、縦撓み変形を受けて歪む部分と縦撓み変形を受けていない部分とが存在する。このため、受信コイル１８は、タイヤ内周面から剥離しやすくなる。したがって、タイヤ一周を複数の領域に分割して、分割したそれぞれの領域に受信コイル１８を配置することにより、受信コイル１８がタイヤ内周面から剥離することを防止することができる。この点から、タイヤ周方向の分割は、２〜８分割であることが好ましい。
【００４９】
この場合、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、長さＤ１よりも短いことが好ましい。上記離間距離が長い場合、空気入りタイヤ１０が転動を停止したとき、隣接する受信コイルの間の領域に、送信コイル１００が生成した交流磁界が通過する場合が少なくなるように、隣接する受信コイルの間の離間距離を狭くすることが好ましい。この点から、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、領域Ｗによって制限されている長さＤ１よりもさらに短いことが好ましい。すなわち、複数の受信コイル１８からなる受信コイル群は、タイヤ周方向に互いに離間してタイヤ周方向に一周するように配置され、タイヤ周方向に隣接する受信コイル間の離間距離は、長さＤ１よりも短いことが好ましい。しかし、離間距離が過度に近い場合、磁界が干渉して伝送効率を低下させ易い。この点から、離間距離は、長さＤ１の１０分の１より長いことが好ましい。
【００５０】
一実施形態によれば、タイヤ周方向に隣接する受信コイル１８間の離間距離は、送信コイル１００の送信領域のタイヤ周方向に沿った寸法の長さＤ４に比べて短い、ことが好ましい。空気入りタイヤ１０が停止し、図５（ｃ）に示すように、隣接する受信コイル１８の間の隙間が送信コイル１００の送信領域に対向した状態にある場合でも、隣接する受信コイル１８の間の離間距離が長さＤ４より短いので、交流磁界は、隣接する２つの受信コイル１８で受信することができる。このため、空気入りタイヤ１０が図５（ｃ）に示すような状態で停止した場合でも、電力の給電を維持することができる。
【００５１】
また、一実施形態によれば、送信コイル１００の送信領域のタイヤ径方向に沿った寸法の長さを長さＤ３としたとき、長さＤ３は、長さＤ１より長いことが好ましい。受信コイル１８は、図１に示すようにタイヤ内周面に設けられる場合、空気入りタイヤ１０は高速回転したときの遠心力により、サイド部Ｓの湾曲の程度が小さくなり、受信コイル１８の位置がタイヤ径方向外側に移動する。この場合でも、送信コイル１００の送信領域の長さＤ３が長さＤ１よりも長いので、交流磁界の一部が、受信コイル１８の受信領域から外れることを防止できる。
【００５２】
一実施形態によれば、送信コイル１００の送信領域のタイヤ周方向に沿った寸法の長さを長さＤ４とし、受信コイル１８のタイヤ周方向に沿った受信領域の最大寸法を長さＤ２（図３参照）としたとき、長さＤ４は、長さＤ２より短いことが好ましい。これにより、送信アンテナ１００で生成した交流磁場をタイヤ周方向において漏らすことなく１つの受信コイル１８で受けることができるので、素子に供給する電力量を大きくすることができる。
【００５３】
一実施形態によれは、上述した隣接する受信コイル１８間の離間距離が過度に短くなって磁界が干渉して伝送効率を低下させ易いことを考慮して、タイヤ周方向に隣接する受信コイル１８は、タイヤ幅方向の異なる位置に設けることも好ましい。この場合、隣接する受信コイル１８は、タイヤ幅方向において離間距離が過度に小さくならないように配置される。さらにいうと、タイヤ幅方向の異なる位置に設けたタイヤ周方向に隣接する受信コイル１８の受信領域の一部は、タイヤ周方向において互いに重なってもよい。タイヤ幅方向において所定の離間距離が確保されるので、タイヤ周方向において、タイヤ周方向に隣接する受信コイル１８の受信領域の一部が互いに重なっても、磁界が干渉して伝送効率が低下することはない。
【００５４】
図６（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態の空気入りタイヤ１０に設ける受信コイル１８の例を説明する図である。
図６（ａ）に示すように、受信コイル１８は、発泡ウレタンフォーム等の変形が容易な部材５２中に配置される。この部材５２は、空気入りタイヤ１０の内面に固定される。
図６（ｂ），（ｃ）は、部材５２中の受信コイル１８の配置例を説明する図である。受信コイル１８は、非磁性基板１８ａに設けられて部材５２に配置固定されている。
図６（ｂ）に示す例は、受信コイル１８は、空気入りタイヤ１０のタイヤ周方向に対して、タイヤ幅方向内側に向かって傾斜させている。図６（ｃ）に示す例は、受信コイル１８は、空気入りタイヤ１０のタイヤ周方向に沿って平行に設けるが、タイヤ周方向に隣接する受信コイル１８とは、タイヤ幅方向の異なる位置に互い違いに配置されている。
【００５５】
図７（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設ける、受信コイル１８のタイヤ周方向に沿った配置の形態の別の例を説明する図である。図７（ａ），（ｂ）は、図５（ａ）〜（ｃ）と同様に、受信コイル１８のタイヤ周方向に沿った配置をわかり易く説明するために、受信コイル１８の信号線路１８ｂの最外部分の輪郭を示している。
図７（ａ）に示す例では、受信コイル１８同士が隣接する輪郭の辺は、互いに平行に、タイヤ周方向に傾斜している。このように、受信コイル１８同士が隣接する輪郭の辺をタイヤ周方向に傾斜させることにより、空気入りタイヤ１０の回転中、受信アンテナ１８が受信領域で受ける交流磁界の量が穏かに減少し、隣接する受信コイル１８が受信領域で受ける交流磁界の量が穏かに上昇するので、受信コイル１８で得られる交流信号、ひいては伝送される電力の変動は抑制される。
図７（ｂ）に示す例では、タイヤ径方向に受信コイル１８を２列に分け、この２列の受信コイル１８間で、タイヤ周方向に隣接する受信コイル１８間の隙間を、タイヤ周方向で互いにずらすように２列の受信コイル１８を配置している。このため、１つの列において交流磁界を受ける受信コイル１８がタイヤ周方向で切り替わる場合でも、別の列では、交流磁界を受ける受信コイル１８は変化しないので、電力の変動は抑制される。特に、高扁平のタイヤの場合、図７（ｂ）に示す形態を用いることが好ましい。
【００５６】
図８（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信アンテナ１８の固定の例を説明する図である。受信コイル１８は、タイヤ内周面上に設けられる場合、受信コイル１８のタイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、図８（ａ）に示すように、カーカス層１４のビードコア１２の周りに折り返した部分の折り返し端１４ａのタイヤ径方向の位置から外れている、ことが好ましい。図８（ａ）に示す例では、折り返し端１４ａの位置は、ベルト層１６のタイヤ幅方向の配置領域にあるが、サイド部Ｓの領域にあってもよい。特に、折り返し端１４ａの位置がサイド部Ｓにある場合、カーカス層１４の折り返し端１４ａ周辺の領域では、剛性が急激に変化するので、この周辺で縦撓み変形に大きな差異が生じ、その結果大きな歪が発生し易い。このため、受信コイル１８のタイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域を、カーカス層１４のビードコア１２の周りに折り返した部分の折り返し端のタイヤ径方向の位置から外すことにより、受信コイル１８に不要な縦撓みや歪を与えることを阻止することができ、受信コイル１８のタイヤ内周面からの剥離を防止することができる。
【００５７】
例えば、受信コイル１８は、基材１８ｃを介してタイヤ内周面に設けられる。基材１８ｃは、タイヤ内周面と固定される。この場合、図８（ｂ）に示すように、基材１８ｃのタイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、受信コイル１８の受信領域から離れており、さらに、カーカス層１４のビードコア１２の周りに折り返した部分の折り返し端１４ａのタイヤ径方向の位置から外れていることが好ましい。受信コイル１８の受信領域が、基材１８ｃを介して空気入りタイヤ１０のビード部（ビードフィラーゴム４４のある部分）〜サイド部Ｓの縦撓み変形による影響を受けて変形することを防止することができる。基材１８ｃは、図２（ａ），（ｂ）に示す基台１９と同様に、例えば、ビード部のタイヤ内周面の側に加硫前に設け加硫することで空気入りタイヤ１０と一体化した面ファスナと、基材１８ｃに設けた面ファスナとが接合することで基材１８ｃをタイヤ内周面に固定することができる。面ファスナの代わりに接着剤を用いることもできる。
【００５８】
図９（ａ），（ｂ）は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイル１８のタイヤ内周面への固定を説明する図である。図９（ｂ）に示されるように、基材１８ｃは、タイヤ内周面の形状にあった環状の部材である。基材１８ｃは、例えば、ビード部に対応するタイヤ内周面の部分に加硫前に設け加硫することでビード部と一体化した面ファスナと、基材１８ｃに設けた面ファスナとが接合することでタイヤ内周面に固定するように構成される。基材１８ｃは、例えば、ゴムや樹脂で構成される。図９（ａ），（ｂ）に示す場合も、基材１８ｃのタイヤ内周面に固定する部分のタイヤ径方向の領域は、受信コイル１８の受信領域から離れており、さらに、カーカス層１４のビードコア１２の周りに折り返した部分の折り返し端１４ａのタイヤ径方向の位置から外れていることが好ましい。基材１８ｃは、タイヤ内周面の形状に対応した形状を有し、受信コイル１８は、基材１８ｃに設けられるので、受信コイル１８は、タイヤ内周面形状に沿って設けられる。このため、領域Ｗ内で、ベルト１６及びビードコア１２から所定の距離以上離れる位置に、受信コイル１８を確実に配置することができる。また、空気入りタイヤ１０をホイール１１と組み付ける時に、受信コイル１８を備えた基材１８ｃを、タイヤ空洞領域Ｃ内に入れてタイヤ内周面に固定することが容易にできる。
【００５９】
図１０は、一実施形態の空気入りタイヤに設ける受信コイル１８の例を説明する図である。図１０に示す例では、受信コイル１８は、環形状の基材１８ｃ、あるいは非磁性基板１８ａに、設けられる。このような構成により、受信コイル１８を個別の基材１８ｃや非磁性基板１８ａに設けた場合、タイヤ回転時の遠心力で受信コイル１８がタイヤ径方向に移動し、あるいは力を受けて変形するが、図１０に示すように、複数の受信コイル１８を基材１８ｃ、あるいは非磁性基板１８ａに円環状に一体的に設けることにより、受信コイル１８の移動や変形が抑制される。
【００６０】
図１１は、一実施形態の空気入りタイヤに設ける受信コイル１８の例を説明する図である。発泡ウレタンフォーム等の柔軟な部材５２が空気入りタイヤ１０の内面に固定され、この部材５２のタイヤ幅方向内側の表面に受信コイル１８が接着固定されている。部材５２のタイヤ幅方向内側に向く面は、サイド部の内面の曲率より小さい曲率、好ましくは平面である。したがって、この面に設けられる受信コイル１８の非磁性基板１８ａは、サイド部の内面の曲率より小さい曲率、好ましくは平面を成して設けられる。
部材５２は、サイド部の変形を阻害しないために、以下の物性を有することが好ましい。
・密度：５〜４０［ｋｇ／ｍ３］（ＪＩＳ  Ｋ  ７２２２：２００５準拠）
・硬さ：４５〜１６０［Ｎ］（ＪＩＳ  Ｋ６４００−２：２０１２  ６．７の“Ｄ法”）
・伸び：１２０％以上（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００−５：２００４準拠）
・引裂強度：２〜１２［Ｎ／ｃｍ］（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００−５：２００４準拠）
部材５２の物性が上記の範囲内であることにより、部材５２がサイド部の変形を吸収できずに断裂することを抑制でき、受信コイル１８との接着が劣化せず、また、空気入りタイヤ１０の質量増加を最小限に抑えつつ、長期間にわたって受信コイル１８を固定することができる。
【００６１】
図１２は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイル１８の固定を説明する図である。空気入りタイヤ１０のタイヤ空洞領域Ｃ内には、トレッド部に対応したタイヤ内周面の領域に、吸音材５０が設けられる場合、図１２に示すように、受信コイル１８は、吸音材５０の側面又は内部に設けられることが好ましい。吸音材５０は、タイヤ空洞領域Ｃ内の圧力の粗密による振動を抑制することで、タイヤ空洞領域Ｃ内の空気の振動に起因する騒音を抑制する部材であり、特に、振動を効果的に抑制する点からトレッド部に対応したタイヤ内周面の部分にタイヤ周方向に沿って一周するように設けられる。吸音材５０の材料として、例えば、発泡ウレタン、発泡ゴム、不織布等の発泡材料を用いることができる。吸音材５０のタイヤ内周面への固定方法は、特に制限されないが、例えば、接着剤で固定され、あるいは、タイヤ内周面の側に加硫前に設け加硫することでトレッド部と一体化した面ファスナと、吸音材５０に設けた面ファスナとが接合することでタイヤ内周面に固定される。
受信コイル１８を、吸音材５０に固定することにより、受信コイル１８をタイヤ空洞領域Ｃ内の領域Ｗであって、ビードコア１２およびベルト１６から上述した所定の距離、離間している場所に設けることができる。
【００６２】
一実施形態によれば、受信コイル１８は、織布に設けられる。この場合、織布の一部の縦糸及び横糸が導電性糸で構成される。このとき、受信コイル１８の信号線路１８ｂは、導電性糸によって形成されていることが好ましい。織布は、フレキシブルであるので、受信コイル１８を、サイド部Ｓに対応したタイヤ内周面の領域に設けてもサイド部Ｓの縦撓み変形に応じて変形することができ、タイヤ内周面から剥離することを防止できる。織布は、タイヤ内周面に設ける場合、例えば接着剤や面ファスナを介して固定される。
【００６３】
一実施形態によれば、図１に示す送信コイル１００は、空気入りタイヤを装着する車両のサスペンションのバネ下領域の、空気入りタイヤ１０のサイド部Ｓに対向する位置に設けられることが好ましい。このように送信コイル１００を配置することにより、受信コイル１８と送信コイル１００をほぼ対向するように設けることができるので、受信コイル１８は、効率よく交流磁場を受けることができる。
送信コイル１００は、例えば、ストラットサスペンションであればダンパケース、マルチリンクサスペンションであればナックルに設けることが好ましい。
【００６４】
図１３は、一実施形態の空気入りタイヤに設けられる受信コイル１８と送信コイル１００の配置を説明する図である。
一実施形態によれば、受信コイル１８のタイヤ径方向に沿った長さＤ１は、空気入りタイヤ１０のタイヤ断面高さＳＨ（空気入りタイヤ１０のビード底面１２ａからタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向に沿った長さ）の１０〜５０％であることが好ましい。長さＤ１をこのように設定することにより、領域Ｗ内に容易に配置させることができる。
また、一実施形態によれば、送信コイル１００は、１つの空気入りタイヤ１０に対して１つ設けることが好ましい。送信コイル１００を隣接させて複数設ける場合、隣接する送信コイル１００間のクロスカップリングが生じ、給電効率が低下し易い。
【００６５】
また、一実施形態によれば、送信コイル１００の送信領域と空気入りタイヤ１０の離間距離ｄの、空気入りタイヤ１０のタイヤ断面高さＳＨに対する比ｄ／ＳＨは、０．０５以上０．６以下である、ことが好ましい。タイヤ断面高さＳＨが小さくなる程、タイヤコーナリング中のサイド部Ｓの横変形は小さくなるので、送信コイル１００をサイド部Ｓに近づけてもサイド部Ｓの横変形によってサイド部Ｓと接触する可能性は小さくなる。このため、比ｄ／ＳＨを、０．０５以上０．６以下とすることにより、送信コイル１００がサイド部Ｓと横変形しても接触しない程度に送信コイル１００をサイド部Ｓに近づけることができ、さらに、受信コイル１８による受信を効率よく行わせることができる。比ｄ／ＳＨは、０．０８〜０．５であることがより好ましい。
【００６６】
一実施形態によれば、送信ユニット１０４の回路の共振周波数と、受信ユニット３０の回路における共振周波数が一致することが好ましい。この場合、送信コイル１００が生成する交流磁場の周波数も、送信ユニット１０４の回路の共振周波数である。このようにすることで、電力の伝送効率が電磁誘導方式に比べて高くなり、伝送距離も、電磁誘導方式における伝送距離に対して長くなる。したがって、比ｄ／ＳＨを上記範囲に設定することが可能となる。
【００６７】
一実施形態によれば、送信コイル１００の位置の、空気入りタイヤ１０が接地する地面からの高さを高さＨ（送信コイル１００の地面１１０から最も離れた位置の高さ）とし、空気入りタイヤ１０の最大外径を最大外径Ｄｍａｘとしたとき、高さＨの最大外径Ｄｍａｘに対する比（Ｈ／Ｄｍａｘ）と、空気入りタイヤ１０の偏平率α［％］は、下記式（１）を満たすことが好ましい。
式（１）：
・−７．７０７・（α／１００）３＋１２．１７・（α／１００）２−４．８７５・（α／１００）＋０．６４２＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１    (α＝３０以上７５未満)
・０．０６７＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１        （α＝３０未満）
・０．５８０＜Ｈ／Ｄｍａｘ＜１        （α＝７５以上）
【００６８】
偏平率αが小さい程、タイヤコーナリング中のサイド部Ｓの横変形は小さくなるので、送信コイル１００をサイド部Ｓに近づけてもサイド部Ｓの横変形によってサイド部Ｓと接触する可能性は小さくなる。さらに、サイド部Ｓの横変形は、地面１１０近傍で局部的に横変形するので、地面１１０から離れた場所におけるサイド部Ｓの横変形は比較的小さい。このため、比ｄ／ＳＨを上記数値範囲の最小値０．０５としても、サイド部Ｓの横変形が小さい偏平率αの小さい空気入りタイヤ１０では、送信コイル１００の地面１１０からの高さＨを低くしても、送信コイル１００がサイド部Ｓと接触する可能性はない。すなわち、偏平率αが小さくなるほど、比（Ｈ／Ｄｍａｘ）の下限値を小さくすることができる。したがって、偏平率αが小さい程、送信コイル１００の配置位置の自由度が広がる。
この点から、偏平率αと比（Ｈ／Ｄｍａｘ）との間には、式（１）を満足するように、送信コイル１００を設けることが好ましい。偏平率αと比（Ｈ／Ｄｍａｘ）が式（１）を満足しない場合、送信コイル１００がサイド部Ｓと接触する可能性が高くなるので好ましくない。
【００６９】
以上、本発明の空気入りタイヤ、空気入りタイヤ組み立て体、及び給電システムについて詳細に説明したが、本発明の空気入りタイヤは上記実施形態あるいは実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７０】
１０  空気入りタイヤ
１１  ホイール
１２  ビードコア
１２ａ  ビード底面
１４  カーカスプライ層
１４ａ  折り返し端
１６  ベルト層
１８  受信コイル
１８ａ  非磁性基板
１８ｂ  信号線路
１８ｃ  基材
１９  基台
２０  センサー
２２  通信装置
３０  受信ユニット
４０  トレッドゴム
４２  サイドゴム
４４  ビードフィラーゴム
４６  リムクッションゴム
４８  インナーライナーゴム
５０  吸音材
５２  部材
１００  送信コイル
１０２  電力送信装置
１０４  送信ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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