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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, in den ein mit einer Beschichtungsschicht abgedeckter Transponder eingebettet ist, und betrifft insbesondere einen Luftreifen, der eine verbesserte Kommunikationsleistung des Transponders bei gleichzeitiger Gewährleistung der Beständigkeit des Reifens bereitstellen kann.
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Stand der Technik
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Für Luftreifen wurde eine Einbettung eines RFID-Tags (Transponders) in einen Reifen vorgeschlagen (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Durch Einbetten des Transponders in den Reifen, Beschichten des Transponders mit einer Beschichtungsschicht und Absenken der relativen Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht kann die Kommunikationsleistung des Transponders verbessert werden. Wenn die Beschichtungsschicht zu dick ist, kann sich jedoch die Beständigkeit des Reifens verschlechtern.
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Literaturliste
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Patentliteratur
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Patentdokument 1:
JP H7-137510 A -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Luftreifen bereitzustellen, der eine verbesserte Kommunikationsleistung des Transponders bei gleichzeitiger Gewährleistung der Beständigkeit des Reifens bereitstellen kann.
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Lösung des Problems
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Ein Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Aufgabe schließt ein: einen Laufflächenabschnitt, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist, ein Paar von Seitenwandabschnitten, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind, und ein Paar von Wulstabschnitten, die jeweils auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares von Seitenwandabschnitten angeordnet sind. In dem Luftreifen ist ein Transponder in einen von dem Paar von Seitenwandabschnitten eingebettet, der Transponder ist mit einer Beschichtungsschicht bedeckt, eine relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht ist niedriger als eine relative Dielektrizitätskonstante eines peripheren Gummiglieds, das an die Beschichtungsschicht angrenzt, und eine Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht und eine maximale Dicke Gar des Transponders erfüllen ein Verhältnis 1,1 ≤ Gac/Gar ≤ 3,0.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Transponder mit der Beschichtungsschicht bedeckt, die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht ist niedriger als die relative Dielektrizitätskonstante des peripheren Gummiglieds, das an die Beschichtungsschicht angrenzt, und die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht und die maximale Dicke Gar des Transponders erfüllen das vorstehend erwähnte Verhältnis. Somit ist der Transponder ausreichend von dem peripheren Gummiglied isoliert und mit der Beschichtungsschicht, die eine geringe relative Dielektrizitätskonstante aufweist, umwickelt, wodurch die Kommunikationsleistung des Transponders verbessert werden kann. Ferner kann durch Spezifizieren des oberen Grenzwerts der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht in Bezug auf die maximale Dicke Gar des Transponders eine ausreichende Beständigkeit des Reifens gewährleistet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt der Transponder vorzugsweise ein Substrat und Antennen, die sich von beiden Enden des Substrats erstrecken, ein, der Transponder erstreckt sich entlang der Reifenumfangsrichtung und ein Abstand L zwischen einem in Reifenumfangsrichtung gesehenen Ende der Antennen und einem in Reifenumfangsrichtung gesehenen Ende der Beschichtungsschicht reicht von 2 mm bis 20 mm. Dies deckt den gesamten Transponder zuverlässig mit der Beschichtungsschicht ab, wodurch eine ausreichende Kommunikationsdistanz des Transponders gewährleistet werden kann.
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Vorzugsweise schließt der Transponder ein Substrat und Antennen, die sich von beiden Enden des Substrats erstrecken, ein, und die Antennen erstrecken sich innerhalb eines Bereichs von ±20° in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung. Durch die Beschränkung der Neigung der Antennen, die den Transponder bilden, kann auf diese Weise eine ausreichende Beständigkeit des Transponders gewährleistet werden.
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Vorzugsweise ist in Dickenrichtung des Transponders gesehen eine Mitte innerhalb eines Bereichs von 25 % bis 75 % der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht ab einer Oberfläche auf einer in Dickenrichtung gesehenen Seite der Beschichtungsschicht angeordnet. Dies deckt den Transponder zuverlässig mit der Beschichtungsschicht ab, wodurch eine ausreichende Kommunikationsdistanz des Transponders gewährleistet werden kann.
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Vorzugsweise ist die Beschichtungsschicht aus Elastomer oder Gummi hergestellt und weist eine relative Dielektrizitätskonstante von 7 oder weniger auf. Durch Spezifizierung der relativen Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht kann auf diese Weise die Kommunikationsleistung des Transponders wirksam verbessert werden.
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Die Mitte des Transponders ist vorzugsweise in Reifenumfangsrichtung um 10 mm oder mehr von dem Spleißabschnitt der Reifenkomponente beabstandet angeordnet. Dies kann die Haltbarkeit des Reifens wirksam verbessern.
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Der Transponder ist vorzugsweise zwischen einer Position von 15 mm auf einer in Reifenradialrichtung äußeren Seite ab einem oberen Ende eines Wulstkerns eines Wulstabschnitts und einer Position einer maximalen Reifenbreite angeordnet. Dies führt dazu, dass der Transponder in einem Bereich angeordnet wird, der während der Fahrt eine verringerte Belastungsamplitude aufweist, wodurch die Beständigkeit des Transponders wirksam verbessert werden kann und ferner verhindert wird, dass sich die Kommunikationsleistung des Transponders und die Beständigkeit des Reifens verschlechtern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Meridianquerschnittsansicht, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt des Luftreifens von 1 veranschaulicht.
- 3(a) und 3(b) sind perspektivische Ansichten, die jeweils einen Transponder veranschaulichen, der in einem Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebettet sein kann.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Transponder veranschaulicht, der mit einer Beschichtungsschicht bedeckt und in einem Luftreifen eingebettet ist.
- 5 ist eine Meridianquerschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel eines Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 6(a) bis 6(c) sind Draufsichten, die jeweils einen Transponder veranschaulichen, der mit einer Beschichtungsschicht bedeckt und in einem Luftreifen eingebettet ist.
- 7(a) und 7(b) sind Draufsichten, die jeweils einen Transponder veranschaulichen, der mit einer Beschichtungsschicht bedeckt und in einem Luftreifen eingebettet ist.
- 8 ist eine Meridianquerschnittsansicht, die den Luftreifen von 1 schematisch veranschaulicht.
- 9 ist eine Äquatorlinien-Querschnittsansicht, die den Luftreifen von 1 schematisch veranschaulicht.
- 10 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Position eines Transponders in Reifenradialrichtung in einem Testreifen veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Konfigurationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 bis 8 zeigen einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 veranschaulicht, schließt der Luftreifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein: einen Laufflächenabschnitt 1, der sich in Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist, ein Paar von Seitenwandabschnitten 2, die jeweils auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und ein Paar von Wulstabschnitten 3, die jeweils auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares von Seitenwandabschnitten 2 angeordnet sind.
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Mindestens eine Karkassenschicht 4 (eine Schicht in 1), die durch Anordnen einer Mehrzahl von Karkassencorden in Radialrichtung gebildet wird, ist zwischen dem Paar Wulstabschnitte 3 montiert. Die Karkassenschicht 4 ist mit Gummi bedeckt. Corde aus organischen Fasern aus Nylon, Polyester oder ähnlichem werden vorzugsweise als die Karkassenschicht 4 bildende Karkassencorde verwendet. Wulstkerne 5, welche eine Ringform aufweisen, sind in die Wulstabschnitte 3 eingebettet, und Wulstfüller 6, welche aus einer Gummizusammensetzung gefertigt sind und einen dreieckigen Querschnitt aufweisen, sind auf den äußeren Umfängen der Wulstkerne 5 angeordnet.
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Andererseits ist eine Mehrzahl von Gürtelschichten 7 (zwei Schichten in 1) auf einer Reifenaußenumfangsseite der Karkassenschicht 4 des Laufflächenabschnitts 1 eingebettet. Die Gürtelschichten 7 schließen eine Mehrzahl von verstärkenden Corden ein, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, und die verstärkenden Corde sind so zwischen Schichten angeordnet, dass sie einander überschneiden. In den Gürtelschichten 7 ist der Neigungswinkel der verstärkenden Corde in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung derart eingestellt, dass er in einen Bereich von zum Beispiel 10° bis 40° fällt. Es werden vorzugsweise Stahlcorde als die verstärkenden Corde der Gürtelschichten 7 verwendet.
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Um die Haltbarkeit bei hoher Geschwindigkeit zu verbessern, ist mindestens eine Gürteldeckschicht 8 (zwei Schichten in 1), die durch Anordnen von verstärkenden Corden in einem Winkel von beispielsweise 5° oder weniger in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung gebildet wird, auf einer Reifenaußenumfangsseite der Gürtelschichten 7 angeordnet. In 1 bildet die Gürteldeckschicht 8, die sich auf der in Reifenradialrichtung inneren Seite befindet, eine vollständige Abdeckung, welche die gesamte Breite der Gürtelschichten 7 bedeckt, und die Gürteldeckschicht 8, die sich auf einer in Reifenradialrichtung äußeren Seite befindet, bildet eine Randdeckschicht, die nur Endabschnitte der Gürtelschichten 7 bedeckt. Corde aus organischen Fasern wie Nylon und Aramid werden vorzugsweise als die verstärkenden Corde der Gürteldeckschicht 8 verwendet.
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In dem vorstehend beschriebenen Luftreifen sind beide Enden 4e der Karkassenschicht 4 von der Reifeninnenseite zur Reifenaußenseite um die Reifenwulstkerne 5 zurückgefaltet und sind so angeordnet, dass sie sich um die Wulstkerne 5 und die Wulstfüller 6 wickeln. Die Karkassenschicht 4 schließt ein: einen Körperabschnitt 4A, der einem Abschnitt entspricht, der sich vom Laufflächenabschnitt 1 aus durch jeden der Seitenwandabschnitte 2 zu jedem der Wulstabschnitte 3 erstreckt, und einen umgeschlagenen Abschnitt 4B, der einem Abschnitt entspricht, der an jedem der Wulstabschnitte 3 um den Wulstkern 5 umgeschlagen ist und sich zur Seite jedes der Seitenwandabschnitte 2 hin erstreckt.
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Zusätzlich ist auf einer Reifeninnenoberfläche eine Innenseelenschicht 9 entlang der Karkassenschicht 4 angeordnet. Außerdem ist eine obere Laufflächen-Gummiverschlussschicht 11 in dem Laufflächenabschnitt 1 angeordnet, eine Seitenwandgummischicht 12 ist in dem Seitenwandabschnitt 2 angeordnet und eine Felgenpolstergummischicht 13 ist in dem Wulstabschnitt 3 angeordnet.
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Außerdem ist bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen der Transponder 20 in einem Abschnitt des Seitenwandabschnitts 2 eingebettet, der sich von der Karkassenschicht 4 aus gesehen auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite befindet. Wie in 2 veranschaulicht, ist der Transponder 20 mit einer Beschichtungsschicht 23 abgedeckt. Der gesamte Transponder 20 ist mit der Beschichtungsschicht 23 beschichtet, während sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des Transponders 20 gehalten werden.
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Als Transponder 20 kann beispielsweise ein Funkfrequenzidentifikations-Tag (RFID-Tag) verwendet werden. Wie in 3(a) und 3(b) veranschaulicht, schließt der Transponder 20 ein IC-Substrat 21, das Daten speichert, und Antennen 22, die Daten kontaktfrei senden und empfangen, ein. Mit einem solchen Transponder 20 können Informationen in Bezug auf den Reifen rechtzeitig geschrieben oder gelesen werden und der Reifen kann effizient verwaltet werden. Es sei angemerkt, dass sich „RFID“ auf eine automatische Erkennungstechnologie bezieht, umfassend: eine Lese-/Schreibeinheit, umfassend eine Antenne und eine Steuerung; und ein ID-Tag, welches ein IC-Substrat und eine Antenne einschließt, wobei die automatische Erkennungstechnologie ermöglicht, dass Daten drahtlos übermittelt werden.
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Die Gesamtform des Transponders 20 weist keine besonderen Beschränkungen auf, und beispielsweise kann eine säulen- oder plattenartige Form verwendet werden, wie in 3(a) und 3(b) veranschaulicht. Insbesondere kann durch Verwendung des Transponders 20 mit einer in 3(a) veranschaulichten säulenartigen Form der Verformung des Reifens in jeder Richtung gut gefolgt werden. In diesem Fall ragt die Antenne 22 des Transponders 20 von jedem der beiden Endabschnitte des IC-Substrats 21 hervor und weist eine Spiralform auf. Dadurch kann der Transponder 20 der Verformung des Reifens während der Fahrt folgen, wodurch die Beständigkeit des Transponders 20 verbessert werden kann. Darüber hinaus kann durch geeignete Änderung der Länge der Antenne 22 die Kommunikationsleistung sichergestellt werden.
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Bei dem Luftreifen, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, wird die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht 23, die den Transponder 20 bedeckt, so eingestellt, dass sie niedriger als die relative Dielektrizitätskonstante des peripheren Gummiglieds (zum Beispiel des Wulstfüllers 6, der Innenseelenschicht 9, der Seitenwandgummischicht 12, der Felgenpolsterkautschukschicht 13 oder des Beschichtungsgummis der Karkassenschicht 4), das an die Beschichtungsschicht 23 angrenzt, ist, und dass, wie in 4 veranschaulicht, die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 und die maximale Dicke Gar des Transponders 20 das Verhältnis 1,1 ≤ Gac/Gar ≤ 3,0 erfüllen.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen ist der Transponder 20 mit der Beschichtungsschicht 23 bedeckt, die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht 23 ist niedriger als die relative Dielektrizitätskonstante des peripheren Gummiglieds, das an die Beschichtungsschicht 23 angrenzt, die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 und die maximale Dicke Gar des Transponders 20 erfüllen das vorstehend erwähnte Verhältnis, und somit ist der Transponder 20 ausreichend von dem peripheren Gummiglied isoliert und mit der Beschichtungsschicht mit einer niedrigen relativen Dielektrizitätskonstante umwickelt, wodurch die Kommunikationsleistung des Transponders 20 verbessert werden kann. Das heißt, die Funkwellenwellenlänge verkürzt sich im dielektrischen Körper und die Länge der Antenne 22 des Transponders 20 wird auf Resonanz mit der verkürzten Funkwellenwellenlänge eingestellt. Die Optimierung der Länge der Antenne 22 des Transponders 20 verbessert auf diese Weise die Kommunikationseffizienz erheblich. Um die Kommunikationsumgebung des Transponders 20 zu optimieren, sollte der Transponder 20 jedoch ausreichend von dem peripheren Gummiglied, das an die Beschichtungsschicht 23 angrenzt, isoliert sein. Daher kann durch Erfüllen des Verhältnisses 1,1 ≤ Gac/Gar ≤ 3,0 die Kommunikationsleistung des Transponders 20 verbessert werden. Ferner kann durch Spezifizieren des oberen Grenzwerts der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 in Bezug auf die maximale Dicke Gar des Transponders 20 eine ausreichende Beständigkeit des Reifens gewährleistet werden. Dies kann die verbesserte Kommunikationsleistung des Transponders 20 bereitstellen, während die Beständigkeit des Reifens gewährleistet wird.
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Hier wird, wenn der Wert von Gac/Gar kleiner als 1,1 ist, die verbessernde Wirkung der Kommunikationsleistung des Transponders 20 nicht erreicht. Wenn dagegen der Wert größer als 3,0 ist, nimmt die Beständigkeit des Reifens ab. Insbesondere erfüllen die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 und die maximale Dicke Gar des Transponders 20 erstrebenswerterweise das Verhältnis 1,5 ≤ Gac/Gar ≤ 2,5. Die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 ist die Gesamtdicke der Beschichtungsschicht 23 an einer Position, die den Transponder 20 einschließt. Wie in 4 veranschaulicht, ist die Gesamtdicke Gac beispielsweise die Gesamtdicke auf einer geraden Linie, die senkrecht zu einem Karkassencord der nächsten Karkassenschicht 4 ist und durch die Mitte C des Transponders 20 auf dem Reifenmeridianquerschnitt verläuft. Zum Beispiel reicht die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 im Reifen von 2,0 mm bis 3,0 mm. Die Dicke der Beschichtungsschicht 23, die auf der Außenseite des Transponders 20 auf der geraden Linie ausgebildet ist, reicht vorzugsweise von 0,3 mm bis 1,5 mm. Der Querschnitt der Beschichtungsschicht 23 ist nicht auf bestimmte Formen beschränkt und kann beispielsweise eine dreieckige Form, eine rechteckige Form, eine trapezförmige Form und eine Spindelform annehmen.
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Ferner schließt der oben beschriebene Luftreifen den Transponder 20 ein, der von der Karkassenschicht 4 aus gesehen auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite eingebettet ist, sodass es keine Reifenkomponente gibt, die Funkwellen während der Kommunikation mit dem Transponder 20 blockiert, so dass die Kommunikationsleistung des Transponders 20 zufriedenstellend gewährleistet werden kann. In der vorliegenden Erfindung ist der Transponder 20 an dem Seitenwandabschnitt 2 angeordnet, aber die Position in Reifenaxialrichtung ist nicht beschränkt. Für den Fall, dass der Transponder 20 von der Karkassenschicht 4 aus gesehen auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite eingebettet ist, kann der Transponder 20 zwischen dem umgeschlagenen Abschnitt 4B der Karkassenschicht 4 und der Felgenpolsterkautschukschicht 13 oder zwischen der Karkassenschicht 4 und der Seitenwandgummischicht 12 angeordnet sein. In einer weiteren Konfiguration kann der Transponder 20 zwischen dem umgeschlagenen Abschnitt 4B der Karkassenschicht 4 und dem Wulstfüller 6 oder zwischen dem Hauptkörperteil 4A der Karkassenschicht 4 und dem Wulstfüller 6 angeordnet sein. Wie in 5 veranschaulicht, kann der Transponder 20 auch zwischen der Karkassenschicht 4 und der Innenseelenschicht 9 eingebettet sein.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen, wie in 6(a) bis 6(c) veranschaulicht, schließt der Transponder 20 vorzugsweise ein Substrat 21 und Antennen 22, die sich von beiden Enden des Substrats 21 aus erstrecken und sich entlang der Reifenumfangsrichtung Tc erstrecken, ein. Insbesondere weist der Transponder 20 vorzugsweise einen Neigungswinkel α in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung innerhalb eines Bereichs von ±20° auf. Ferner reicht der Abstand L zwischen dem Ende der Antenne 22 in Reifenumfangsrichtung und dem Ende der Beschichtungsschicht 23 in Reifenumfangsrichtung vorzugsweise von 2 mm bis 20 mm. Dies deckt den gesamten Transponder 20 zuverlässig mit der Beschichtungsschicht 23 ab, wodurch eine ausreichende Kommunikationsdistanz des Transponders 20 gewährleistet werden kann.
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Wenn hier der Absolutwert des Neigungswinkels α des Transponders 20 in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung Tc größer als 20° ist, nimmt die Beständigkeit des Transponders 20 in Bezug auf sich wiederholende Reifenverformung während der Fahrt ab. Wenn ferner der Abstand L zwischen dem Ende der Antenne 22 in Reifenumfangsrichtung und dem Ende der Beschichtungsschicht 23 in Reifenumfangsrichtung kleiner als 2 mm ist, ragt das in Reifenumfangsrichtung gesehene Ende der Antenne 22 aus der Beschichtungsschicht 23 heraus, die Antenne 22 kann während der Fahrt beschädigt werden, und die Kommunikationsdistanz nach der Fahrt kann verkürzt werden. Wenn andererseits der Abstand L größer als 20 mm ist, tritt eine lokale Gewichtszunahme an dem Reifenumfang auf, was eine Degradation in einem Reifengleichgewicht bewirkt.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen, wie in 7(a) und 7(b) veranschaulicht, kann der Transponder 20 ein Substrat 21 und Antennen 22, die sich von beiden Enden des Substrats 21 erstrecken, einschließen, und mindestens eine der Antennen 22 kann sich so erstrecken, dass sie sich in Bezug auf das Substrat 21 biegt. In diesem Fall liegt der Winkel β der Antennen 22 in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung Tc vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von ±20°. Eine Beschränkung der Neigung der den Transponder 20 bildenden Antenne 22 kann auf diese Weise eine ausreichende Beständigkeit des Transponders 20 gewährleisten.
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Wenn hier der Absolutwert des Neigungswinkels β des Transponders 20 in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung Tc größer als 20° ist, konzentriert sich die Belastung aufgrund der wiederholten Reifenverformung während der Fahrt auf den Basisendabschnitt der Antenne 22, wodurch die Beständigkeit des Transponders 20 verringert wird. Die Antenne 22 ist nicht notwendigerweise gerade und der Neigungswinkel β der Antenne 22 ist ein Winkel zwischen einer das Basisende mit dem Spitzenende der Antenne 22 verbindenden geraden Linie und der Reifenumfangsrichtung Tc.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen ist, wie in 4 veranschaulicht, die Mitte C des Transponders 20 in Dickenrichtung vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 25 % bis 75 % der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 von der Oberfläche auf einer Seite der Beschichtungsschicht 23 in Dickenrichtung angeordnet. Dies deckt den Transponder 20 zuverlässig mit der Beschichtungsschicht 23 ab, wodurch eine stabile Umgebung des Transponders 20 und keine Verschiebung der Resonanzfrequenz bewirkt wird und eine ausreichende Kommunikationsdistanz des Transponders 20 gewährleistet werden kann.
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Was die Zusammensetzung der Beschichtungsschicht 23 betrifft, so ist die Beschichtungsschicht 23 vorzugsweise aus Gummi oder Elastomer und 20 phr oder mehr weißem Füllstoff hergestellt. Die relative Dielektrizitätskonstante kann bei der wie oben beschrieben konfigurierten Beschichtungsschicht 23 relativ niedriger eingestellt werden als bei der kohlenstoffhaltigen Beschichtungsschicht 23, wodurch die Kommunikationsleistung des Transponders 20 wirksam verbessert werden kann. Es ist zu beachten, dass „phr“, wie hier verwendet, Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile einer Gummikomponente (Elastomer) bedeutet.
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Der weiße Füllstoff, der die Beschichtungsschicht 23 bildet, schließt vorzugsweise 20 phr bis 55 phr Calciumcarbonat ein. Dadurch kann eine relativ geringe relative Dielektrizitätskonstante für die Beschichtungsschicht 23 eingestellt werden, wodurch die Kommunikationsleistung des Transponders 20 wirksam verbessert werden kann. Der weiße Füllstoff mit einer übermäßigen Menge an enthaltenem Calciumcarbonat ist jedoch spröde, und die Festigkeit der Beschichtungsschicht 23 nimmt ab. Dies wird nicht bevorzugt. Darüber hinaus kann die Beschichtungsschicht 23 neben Calciumcarbonat optional 20 phr oder weniger Silica (weißen Füllstoff) oder 5 phr oder weniger Ruß enthalten. In einem Fall, in dem eine kleine Menge an Silica oder Ruß mit der Beschichtungsschicht 23 verwendet wird, kann die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht 23 verringert werden, während die Festigkeit der Beschichtungsschicht 23 sichergestellt wird.
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Außerdem weist die Beschichtungsschicht 23 vorzugsweise eine relative Dielektrizitätskonstante von 7 oder weniger und mehr bevorzugt von 2 bis 5 auf. Durch geeignetes Einstellen der relativen Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht 23, wie vorstehend beschrieben, kann während des Aussendens einer Funkwelle durch den Transponder 20 die Funkwellendurchlässigkeit sichergestellt werden, wodurch die Kommunikationsleistung des Transponders 20 wirksam verbessert wird. Es sei angemerkt, dass das Gummi, das die Beschichtungsschicht 23 bildet, bei Umgebungstemperatur eine relative Dielektrizitätskonstante von 860 MHz bis 960 MHz aufweist. Diesbezüglich beträgt die Umgebungstemperatur 23 ±2°C und 60 % ±5 % RH gemäß den Standardbedingungen des JIS-Standards. Die relative Dielektrizitätskonstante des Gummis wird durch das Kapazitanzverfahren gemessen, nachdem der Gummi bei 23°C und 60 % RH für 24 Stunden behandelt wurde. Der vorstehend beschriebene Bereich von 860 MHz bis 960 MHz entspricht aktuell zugewiesenen Frequenzen der RFID in einem UHF-Band, aber wenn die zugewiesenen Frequenzen geändert werden, wird die relative Dielektrizitätskonstante im Bereich der zugewiesenen Frequenzen festgelegt, wie vorstehend beschrieben.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen, wie in 8 veranschaulicht, ist der Transponder 20 vorzugsweise zwischen einer Position P1, die sich von einem oberen Ende 5e des Wulstkerns 5 (einem Endabschnitt auf der in Reifenradialrichtung äußeren Seite) in Reifenradialrichtung 15 mm weit auf der äußeren Seite befindet, und einer Position P2, die der Reifenmaximalbreite entspricht, als einem Anordnungsbereich in Reifenradialrichtung angeordnet. Mit anderen Worten ist der Transponder 20 vorzugsweise in einem in 8 veranschaulichten Bereich S1 angeordnet. In einem Fall, in dem der Transponder 20 im Bereich S1 angeordnet ist, ist der Transponder 20 in einem Bereich positioniert, der während der Fahrt einer niedrigen Belastungsamplitude ausgesetzt ist, wodurch die Beständigkeit des Transponders 20 wirksam verbessert werden kann und ferner verhindert wird, dass sich die Kommunikationsleistung des Transponders 20 und die Beständigkeit des Reifens verschlechtern. In diesem Zusammenhang wird in einem Fall, in dem der Transponder 20 von der Position P1 aus auf der in Reifenradialrichtung inneren Seite angeordnet ist, der Transponder 20 nahe an ein Metallelement wie z. B. den Wulstkern 5 gebracht und weist somit tendenziell eine verschlechterte Kommunikationsleistung auf. Andererseits ist in einem Fall, in dem der Transponder 20 auf der in Reifenradialrichtung äußeren Seite von der Position P2 angeordnet ist, der Transponder 20 in einem Bereich positioniert, der während der Fahrt eine größere Belastungsamplitude aufweist, was zu einer hohen Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Transponders 20 selbst und eines Grenzflächenversagens um den Transponder 20 führt. Dies wird nicht bevorzugt. Insbesondere ist der Transponder 20 vorzugsweise zwischen der Position, die, von dem oberen Ende 5e des Wulstkerns 5 aus gesehen, 20 mm entfernt auf der in Reifenradialrichtung äußeren Seite liegt, und dem oberen Ende des Wulstfüllers 6 oder zwischen der Position, die, von dem oberen Ende 5e des Wulstkerns 5 aus gesehenen, 20 mm entfernt auf der in Reifenradialrichtung äußeren Seite liegt, und der Position, die, von dem oberen Ende 5e des Wulstkerns 5 aus gesehen, 40 mm entfernt auf der in Reifenradialrichtung äußeren Seite liegt, als der Anordnungsbereich in Reifenradialrichtung angeordnet. In diesem Fall können sowohl die Kommunikationsleistung des Transponders 20 als auch die Beständigkeit des Reifens auf einem hohen Niveau erreicht werden.
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Wie in 9 veranschaulicht, befinden sich auf dem Reifenumfang eine Mehrzahl von Spleißabschnitten, die durch Überlagern von Endabschnitten der Reifenkomponente gebildet werden. 9 veranschaulicht die Positionen Q der jeweiligen Spleißabschnitte in Reifenumfangsrichtung. Die Mitte des Transponders 20 ist in Reifenumfangsrichtung vorzugsweise 10 mm oder mehr von dem Spleißabschnitt der Reifenkomponente beabstandet angeordnet. Mit anderen Worten ist der Transponder 20 vorzugsweise in einem in 9 veranschaulichten Bereich S2 angeordnet. Insbesondere ist das IC-Substrat 21, das den Transponder 20 bildet, in Reifenumfangsrichtung vorzugsweise 10 mm oder mehr von der Position Q beabstandet angeordnet. Ferner ist der gesamte Transponder 20, einschließlich der Antenne 22, in Reifenumfangsrichtung mehr bevorzugt 10 mm oder mehr von der Position Q beabstandet angeordnet, und der gesamte, mit dem Beschichtungsgummi bedeckte Transponder 20 ist in Reifenumfangsrichtung am meisten bevorzugt 10 mm oder mehr von der Position Q beabstandet angeordnet. Darüber hinaus ist die Reifenkomponente, in der der Spleißabschnitt von dem Transponder 20 beabstandet angeordnet ist, vorzugsweise ein an den Transponder 20 angrenzendes Glied. Beispiele für eine solche Reifenkomponente schließen die Karkassenschicht 4, den Wulstfüller 6, die Innenseelenschicht 9, die Seitenwandgummischicht 12 und die Felgenpolsterkautschukschicht 13 ein. Das Anordnen des Transponders 20 an einer vom Spleißabschnitt der Reifenkomponente beabstandeten Position kann die Beständigkeit des Reifens wirksam verbessern.
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Genauer gesagt, wenn der Transponder 20 zwischen der Karkassenschicht 4 und der Innenseelenschicht 9 angeordnet ist, ist der Spleißabschnitt der Karkassenschicht 4 und/oder der Spleißabschnitt der Innenseelenschicht 9 vorzugsweise von dem Transponder 20 beabstandet angeordnet. Wenn der Transponder 20 zwischen der Karkassenschicht 4 und einer von der Seitenwandgummischicht 12 und der Felgenpolsterkautschukschicht 13 angeordnet ist und die Karkassenschicht 4 eine niedrige Umschlagstruktur aufweist, ist der Spleißabschnitt des Wulstfüllers 6 und/oder der Spleißabschnitt von einer von der der Seitenwandgummischicht 12 und der Felgenpolsterkautschukschicht 13 vorzugsweise von dem Transponder 20, der sich vom Scheitelpunkt des Wulstfüllers 6 aus gesehen auf der in Reifenradialrichtung inneren Seite befindet, beabstandet angeordnet, und der Spleißabschnitt der Karkassenschicht 4 und/oder der Spleißabschnitt von einer von der Seitenwandgummischicht 12 und der Felgenpolsterkautschukschicht 13 ist vorzugsweise von dem Transponder 20, der sich in der flexiblen Zone auf der vom Scheitelpunkt des Wulstfüllers 6 aus gesehen in Reifenradialrichtung äußeren Seite befindet, beabstandet angeordnet. Wenn der Transponder 20 zwischen der Karkassenschicht 4 und einer von der Seitenwandgummischicht 12 und der Felgenpolsterkautschukschicht 13 angeordnet ist und die Karkassenschicht 4 eine hohe Umschlagstruktur aufweist, ist der Spleißabschnitt der Karkassenschicht 4 und/oder der Spleißabschnitt von einer von der Seitenwandgummischicht 12 und der Felgenpolsterkautschukschicht 13 vorzugsweise von dem Transponder 20 beabstandet angeordnet.
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Es sei angemerkt, dass in der Ausführungsform von 9 ein Beispiel dargestellt ist, in dem die Positionen Q der Spleißabschnitte jeder Reifenkomponente in Reifenumfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind, aber es ist keine solche Einschränkung beabsichtigt. Die Position Q in Reifenumfangsrichtung kann an einer beliebigen Position eingestellt werden, und in jedem Fall ist der Transponder 20 in Reifenumfangsrichtung 10 mm oder mehr von dem Spleißabschnitt jeder Reifenkomponente beabstandet angeordnet.
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In dem in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform veranschaulichten Beispiel ist das Ende 4e des umgeschlagenen Abschnitts 4B der Karkassenschicht 4 nahe dem oberen Ende 6e des Wulstfüllers 6 angeordnet. Es ist jedoch keine solche Einschränkung beabsichtigt, und das Ende 4e des umgeschlagenen Abschnitts 4B der Karkassenschicht 4 kann auf einer beliebigen Höhe angeordnet sein.
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Beispiele
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Reifen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 2 und den Beispielen 1 bis 20 wurden hergestellt. Die Reifen waren jeweils ein Luftreifen mit einer Reifengröße von 235/60R18 und schlossen ein: einen Laufflächenabschnitt, der sich in Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist; ein Paar von Seitenwandabschnitten, die jeweils auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind und ein Paar von Wulstabschnitten, die jeweils auf der in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares von Seitenwandabschnitten angeordnet sind. Bei dem Luftreifen wurde ein säulenförmiger Transponder in einem von dem Paar von Seitenwandabschnitten auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite der Karkassenschicht eingebettet, und der Transponder wurde mit einer Beschichtungsschicht bedeckt. Das Verhältnis Gac/Gar zwischen der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht und der maximalen Dicke Gar des Transponders, der Abstand L zwischen dem Ende der Antenne in Reifenumfangsrichtung und dem Ende der Beschichtungsschicht in Reifenumfangsrichtung, der Winkel β der Antenne in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung, die Position der Transpondermitte innerhalb der Beschichtungsschicht, die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht, das Material der Beschichtungsschicht, der Abstand in Reifenumfangsrichtung von der Transpondermitte zu dem Spleißabschnitt der Reifenkomponente und die Position des Transponders in Reifenradialrichtung wurden wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt eingestellt.
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In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 und den Beispielen 1 bis 20 ist die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht niedriger als die des peripheren Gummiglieds. Die Position der Transpondermitte innerhalb der Beschichtungsschicht wird das Verhältnis des Abstands von der Oberfläche der Beschichtungsschicht auf die Karkassenschichtseite zur Transpondermitte zur Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht ausgedrückt.
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Außerdem entspricht in den Tabellen 1 und 2 die Position des Transponders in Reifenradialrichtung jeweils den in 10 veranschaulichten Positionen A bis E.
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Reifenbewertung (Haltbarkeit) und Transponderbewertung (Kommunikationsleistung und Haltbarkeit) wurden an den Testreifen unter Verwendung eines nachstehend beschriebenen Prüfverfahrens durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabellen 1 und 2 angegeben.
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Haltbarkeit (Reifen und Transponder):
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Jeder der Testreifen wurde auf einem Rad mit einer Standardfelge montiert, und unter Verwendung einer Trommelprüfmaschine wurde bei einem Luftdruck von 120 kPa, 102 % der Maximallast und einer Fahrtgeschwindigkeit von 81 km/h ein Fahrtest durchgeführt und die Fahrstrecke bis zum Zeitpunkt eines Versagens des Reifens wurde gemessen. Die Bewertungsergebnisse werden in drei Stufen ausgedrückt: „Hervorragend“ gibt an, dass die Fahrstrecke 6480 km betrug, „Gut“, gibt an, dass die Fahrstrecke 4050 km bis 6480 km betrug, und „Schlecht“ gibt an, dass die Fahrstrecke weniger als 4050 km betrug. Außerdem wurde jeder Testreifen auf Kommunikationsverfügbarkeit des Transponders und auf Beschädigung des Transponders überprüft. Die Ergebnisse werden in zwei Stufen ausgedrückt: „Gut“ gibt an, dass die Kommunikation aktiviert war und keine Schäden festgestellt wurden (so neu wie neue Produkte), und „Angemessen“ gibt an, dass die Kommunikation aktiviert war, aber die Kommunikationsdistanz aufgrund von Schäden an der Antenne vermindert war.
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Kommunikationsleistung (Transponder):
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Für jeden Testreifen wurde ein Kommunikationsvorgang mit dem Transponder unter Verwendung einer Lese-/Schreibeinheit durchgeführt. Insbesondere wurde die maximale Kommunikationsentfernung mit der Lese-/Schreibeinheit bei einer Leistungsausgabe von 250 mW und einer Trägerfrequenz von 860 MHz bis 960 MHz gemessen. Die Bewertungsergebnisse werden in drei Stufen ausgedrückt: „Hervorragend“ gibt an, dass die Kommunikationsdistanz 1000 mm oder mehr betrug, „Gut“ gibt an, dass die Kommunikationsdistanz 500 mm bis 1000 mm betrug, und „Angemessen“ gibt an, dass die Kommunikationsdistanz weniger als 500 mm betrug.
Tabelle 1 Tabelle 1-I
| | Vergleichsbeispiel 1 | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Vergleichsbeispiel 2 |
| Gac/Gar | 1,0 | 1,1 | 2,0 | 3,0 | 3,1 |
| Abstand L des Antennenendes (mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Winkel β der Antenne (°) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Position der Transpondermitte in Beschichtungsschicht (Gac-Verhältnis) | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 |
| Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Material der Beschichtungsschicht | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk |
| Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Position des Transponders in Reifenradialrichtung | C | C | C | C | C |
| Reifenbewertung | Kommunikationsleistung | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Gut | Hervorragend |
| Transponderbewertung | Haltbarkeit | Angemessen | Gut | Gut | Gut | Hervorragend |
| Kommunikationsleistung | Angemessen | Gut | Gut | Gut | Gut |
Tabelle 1-II
| | Beispiel 4 | Beispiel 5 | Beispiel 6 | Beispiel 7 | Beispiel 8 | Beispiel 9 |
| Gac/Gar | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Abstand L des Antennenendes (mm) | 1 | 2 | 20 | 30 | 10 | 10 |
| Winkel β der Antenne (°) | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 25 |
| Position der Transpondermitte in Beschichtungsschicht (Gac-Verhältnis) | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 |
| Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Material der Beschichtungsschicht | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk |
| Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Position des Transponders in Reifenradialrichtung | C | C | C | C | C | C |
| Reifenbewertung | Haltbarkeit | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend |
| Transponderbewertung | Kommunikationsleistung | Gut | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Gut | Gut |
| Haltbarkeit | Angemessen | Gut | Gut | Gut | Gut | Angemessen |
Tabelle 2 Tabelle 2-I
| | Beispiel 10 | Beispiel 11 | Beispiel 12 | Beispiel 13 | Beispiel 14 | Beispiel 15 |
| Gac/Gar | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Abstand L des Antennenendes (mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Winkel β der Antenne (°) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Position der Transpondermitte in Beschichtungsschicht (Gac-Verhältnis) | 1/5 | 1/4 | 3/4 | 4/5 | 1/2 | 1/2 |
| Relative Dielektrizitäts-konstante der Beschichtungsschicht | 8 | 8 | 8 | 8 | 7 | 7 |
| Material der Beschichtungsschicht | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Harz | Kautschuk |
| Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Position des Transponders in Reifenradialrichtung | C | C | C | C | C | C |
| Reifenbewertung | Haltbarkeit | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Gut | Hervorragend |
| Transponderbewertung | Kommunikationsleistung | Gut | Hervorragend | Hervorragend | Gut | Hervorragend | Hervorragend |
| Haltbarkeit | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut |
Tabelle 2-II
| | Beispiel 16 | Beispiel 17 | Beispiel 18 | Beispiel 19 | Beispiel 20 |
| Gac/Gar | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Abstand L des Antennenendes (mm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Winkel β der Antenne (°) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Position der Transpondermitte in Beschichtungsschicht (Gac-Verhältnis) | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 |
| Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Material der Beschichtungsschicht | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk | Kautschuk |
| Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm) | 5 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Position des Transponders in Reifenradialrichtung | C | E | D | B | A |
| Reifenbewertung | Haltbarkeit | Gut | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend | Gut |
| Transponderbewertung | Kommunikationsleistung | Hervorragend | Gut | Hervorragend | Hervorragend | Hervorragend |
| Haltbarkeit | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut |
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Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, waren die Luftreifen der Beispiele 1 bis 20 in der Lage, die Kommunikationsleistung des Transponders zu verbessern, während die Beständigkeit des Reifens im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 gewährleistet wurde. Im Vergleichsbeispiel 1 war, da Gac/Gar = 1,0, die Kommunikationsleistung des Transponders nicht ausreichend. In Vergleichsbeispiel 2 war, da Gac/Gar = 3,1, die Beständigkeit des Reifens nicht ausreichend.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laufflächenabschnitt
- 2
- Seitenwandabschnitt
- 3
- Wulstabschnitt
- 4
- Karkassenschicht
- 5
- Wulstkern
- 6
- Wulstfüller
- 7
- Gürtelschicht
- 8
- Gürteldeckschicht
- 9
- Innenseelenschicht
- 11
- Laufflächengummischicht
- 12
- Seitenwandgummischicht
- 13
- Felgenpolstergummischicht
- 20
- Transponder
- 21
- Substrat
- 22
- Antenne
- 23
- Beschichtungsschicht
- CL
- Reifenmittellinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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