DE112021002122T9

DE112021002122T9 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112021002122T9
Application number: DE112021002122.2T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Naruse; Yuki Nagahashi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2023-05-25
Also published as: WO2021241203A1; US20230202245A1; CN115666971A; DE112021002122T5; JP7473800B2; JP2021187268A

Abstract

Es wird ein Luftreifen bereitgestellt, der eine verbesserte Kommunikationsleistung eines Transponders bereitstellen kann. In einem Luftreifen, der einen Laufflächenabschnitt (1) einschließt, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist, ein Paar von Seitenwandabschnitten (2) auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts (1) angeordnet ist und ein Paar von Wulstabschnitten (3) auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares von Seitenwandabschnitten (2) angeordnet ist, ist ein Transponder (20) in einem der Seitenwandabschnitte (2), die sich in Reifenumfangsrichtung erstrecken, eingebettet, wobei der Transponder (20) mit einer Beschichtungsschicht (23) bedeckt ist, eine relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht (23) niedriger ist als eine relative Dielektrizitätskonstante eines peripheren Gummielements, das an die Beschichtungsschicht (23) angrenzt, und ein kürzester Abstand D von einer Außenkante der Beschichtungsschicht (23) zum Transponder (20) in einem Reifenmeridianquerschnitt beträgt 0,3 mm oder mehr.

Description

Technisches Gebiet
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 bereitstellen kann.
Stand der Technik
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 jedoch die Abdeckung mit der Beschichtungsschicht unzureichend ist, kann sich die Kommunikationsleistung des Transponders verschlechtern.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP H7-137510 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Luftreifens, der eine verbesserte Kommunikationsleistung eines Transponders bereitstellen kann.
Lösung des Problems
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 einem der Seitenwandabschnitte eingebettet, die sich in Reifenumfangsrichtung erstrecken, wobei der Transponder mit einer Beschichtungsschicht bedeckt ist, eine relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht niedriger ist als eine relative Dielektrizitätskonstante eines peripheren Gummielements, das an die Beschichtungsschicht angrenzt, und ein kürzester Abstand D von einer Außenkante der Beschichtungsschicht zu dem Transponder in einem Reifenmeridianquerschnitt 0,3 mm oder mehr beträgt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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 Gummielements, das an die Beschichtungsschicht angrenzt, und der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht zu dem Transponder in dem Reifenmeridianquerschnitt beträgt 0,3 mm oder mehr. Somit ist der Transponder ausreichend von dem peripheren Gummielement isoliert und mit der Beschichtungsschicht, die eine geringe relative Dielektrizitätskonstante aufweist, umwickelt, wodurch die Kommunikationsleistung des Transponders verbessert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reicht die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht vorzugsweise von 1,5 mm bis 3,5 mm. Dies kann den Effekt erreichen, dass die Kommunikationsleistung des Transponders verbessert wird und die Beständigkeit des Transponders aufgrund der Schutzwirkung basierend auf der Beschichtungsschicht verbessert wird. Ferner ermöglicht das Spezifizieren des oberen Grenzwerts der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht, dass eine ausreichende Beständigkeit des Reifens sichergestellt wird.
Vorzugsweise schließt der Transponder ein Substrat und Antennen, die sich von beiden Enden des Substrats erstrecken, ein, und weist einen Abstand L zwischen einem in Reifenumfangsrichtung gesehenen Ende der Antennen und einem in Reifenumfangsrichtung gesehenen Ende der Beschichtungsschicht auf, der von 2 mm bis 20 mm reicht. Dies deckt den gesamten Transponder zuverlässig mit der Beschichtungsschicht ab, wodurch eine ausreichende Kommunikationsdistanz des Transponders gewährleistet werden kann. Außerdem vermeidet das Spezifizieren des oberen Grenzwerts des Abstands L das Auftreten einer lokalen Gewichtszunahme am Reifenumfang und kann eine Reifenbalance zufriedenstellend aufrechterhalten.
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.
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.
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.
Figurenliste

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.

Beschreibung von Ausführungsformen
Konfigurationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 bis 7 veranschaulichen einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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 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.
Mindestens eine Karkassenschicht 4 (eine Schicht in 1), die durch Anordnen einer Mehrzahl von Karkassencordfäden in Radialrichtung gebildet wird, ist zwischen dem Paar Wulstabschnitte 3 montiert. Die Karkassenschicht 4 ist mit Gummi bedeckt. Organische Fasercorde 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.
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.
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. Organische Fasercordfäden wie Nylon und Aramid werden vorzugsweise als die verstärkenden Corde der Gürteldeckschicht 8 verwendet.
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.
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.
Außerdem ist bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen der Transponder 20 in einem Abschnitt des Seitenwandabschnitts 2 eingebettet, der sich auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite der Karkassenschicht 4 befindet und sich in Reifenumfangsrichtung erstreckt. Wie in 2 veranschaulicht, ist der Transponder 20 mit einer Beschichtungsschicht 23 abgedeckt. Der gesamte Transponder 20 ist mit der Beschichtungsschicht 23 beschichtet, wobei sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des Transponders 20 gehalten werden.
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 ein, die Daten kontaktfrei senden und empfangen. 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.
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.
Bei dem Luftreifen, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht 23, die den Transponder 20 bedeckt, so eingestellt, dass sie niedriger ist als die relative Dielektrizitätskonstante des peripheren Gummielements, das an die Beschichtungsschicht 23 angrenzt (zum Beispiel des Wulstfüllers 6, der Innenseelenschicht 9, der Seitenwandgummischicht 12, der Felgenpolstergummischicht 13 und des Beschichtungsgummis der Karkassenschicht 4). Außerdem wird, wie in 4 veranschaulicht, der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht 23 zu dem Transponder 20 im Reifenmeridianquerschnitt auf 0,3 mm oder mehr eingestellt. Das heißt, der Transponder 20 ist an irgendeiner Position in der Beschichtungsschicht 23 im Reifenmeridianquerschnitt angeordnet, aber in jedem Fall beträgt der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht 23 zum Transponder 20 0,3 mm oder mehr.
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 Gummielements, das an die Beschichtungsschicht 23 angrenzt, und der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht 23 zu dem Transponder 20 im Reifenmeridianquerschnitt ist auf 0,3 mm oder mehr eingestellt. Somit ist der Transponder ausreichend von dem peripheren Gummielement isoliert und mit der Beschichtungsschicht, die eine geringe relative Dielektrizitätskonstante aufweist, umwickelt, so dass 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 Gummielement, das an die Beschichtungsschicht 23 angrenzt, isoliert sein. Daher kann durch ausreichendes Sicherstellen des kürzesten Abstands D von der Außenkante der Beschichtungsschicht 23 zum Transponder 20 die Kommunikationsleistung des Transponders 20 verbessert werden.
Wenn hier der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht 23 zum Transponder 20 im Reifenmeridianquerschnitt kleiner als 0,3 mm ist, kann der Effekt der Verbesserung der Kommunikationsleistung des Transponders 20 nicht erreicht werden. Insbesondere liegt der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht 23 zum Transponder 20 im Reifenmeridianquerschnitt vorzugsweise im Bereich von 0,3 mm bis 1,0 mm.
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.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen, wie in 4 veranschaulicht, reicht die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 vorzugsweise von 1,5 mm bis 3,5 mm. Als Ergebnis kann der Effekt der Verbesserung der Kommunikationsleistung des Transponders 20 erreicht werden und die Beständigkeit des Transponders kann aufgrund der Schutzwirkung basierend auf der Beschichtungsschicht 23 verbessert werden. Ferner ermöglicht das Spezifizieren des oberen Grenzwerts der Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23, dass eine ausreichende Beständigkeit des Reifens sichergestellt wird.
Hier wird, wenn die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 weniger als 1,5 mm beträgt, der Effekt der Verbesserung der Kommunikationsleistung des Transponders 20 reduziert, und weiterhin wird der Effekt der Verbesserung der Beständigkeit des Transponders 20 reduziert, da die Schutzwirkung, die auf der Beschichtungsschicht 23 basiert, reduziert wird. Wenn andererseits die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht 23 größer als 3,5 m ist, besteht die Gefahr, dass sich die Reifenhaltbarkeit verschlechtert. 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. Der Querschnitt der Beschichtungsschicht 23 ist auf keine besonderen Formen beschränkt und kann zum Beispiel eine dreieckige Form, eine rechteckige Form, eine Trapezform und eine Spindelform annehmen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen, wie in 6(a) bis 6(c) veranschaulicht, schließt der Transponder 20 ein Substrat 21 und Antennen 22, die sich von beiden Enden des Substrats 21 aus erstrecken, ein. Der Transponder 20 erstreckt sich entlang der Reifenumfangsrichtung Tc. 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. Außerdem vermeidet das Spezifizieren des oberen Grenzwerts des Abstands L das Auftreten einer lokalen Gewichtszunahme am Reifenumfang und kann eine Reifenbalance zufriedenstellend aufrechterhalten.
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, wird der Effekt der Verbesserung der Kommunikationsleistung des Transponders 20 reduziert, das in Reifenumfangsrichtung gesehene Ende der Antenne 22 kann aus der Beschichtungsschicht 23 während der Fahrt herausragen, die Antenne 22 kann beschädigt werden, und die Kommunikationsleistung nach der Fahrt kann sich verschlechtern. Andererseits kann selbst dann, wenn der Abstand L größer als 20 mm ist, der Effekt der weiteren Verbesserung der Kommunikationsleistung des Transponders 20 nicht erreicht werden, und somit kann die Reifenbalance aufgrund von unnötiger Gewichtszunahme abgebaut werden.
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.
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.
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.
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.
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.
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 dem 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.
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 Element. 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.
Genauer gesagt, wenn der Transponder 20 zwischen der Karkassenschicht 4 und der Innenseelenschicht 9 angeordnet ist, ist bzw. sind 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 bzw. sind 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 bzw. sind 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 bzw. sind 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.
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.
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.
Beispiele
Reifen gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1 bis 15 wurden hergestellt. Die Reifen waren jeweils ein Luftreifen mit einer Reifengröße von 235/60R18 und einschließlich eines Laufflächenabschnitts, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckte und der eine Ringform aufwies, eines Paares von Seitenwandabschnitten, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet waren, und eines Paares von Wulstabschnitten, die jeweils auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares von Seitenwandabschnitten angeordnet waren. Bei dem Luftreifen war ein säulenförmiger Transponder in einem der Seitenwandabschnitte, die sich in Reifenumfangsrichtung erstreckten, auf der in Reifenbreitenrichtung äußeren Seite der Karkassenschicht eingebettet, und der Transponder war mit einer Beschichtungsschicht bedeckt. Der kürzeste Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht zum Transponder im Reifenmeridianquerschnitt, die Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht, der Abstand L zwischen dem Ende der Antenne in Reifenumfangsrichtung und dem Ende der Beschichtungsschicht in Reifenumfangsrichtung, die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht, der Abstand in Reifenumfangsrichtung von dem Transpondermittelpunkt zum Spleißabschnitt der Reifenkomponente und die Position des Transponders in Reifenradialrichtung waren wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt eingestellt.
Im Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1 bis 15 ist die relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht niedriger als die des peripheren Gummielements.
Außerdem entspricht in den Tabellen 1 und 2 die Position des Transponders in Reifenradialrichtung jeweils den in 10 veranschaulichten Positionen A bis E.
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.
Kommunikationsleistung (Transponder):
Für jeden Testreifen wurde ein Kommunikationsvorgang mit dem Transponder unter Verwendung einer Lese-/Schreibeinheit durchgeführt. Insbesondere wurde die maximale Kommunikationsdistanz 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.

Haltbarkeit (Reifen und Transponder):
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 der Fahrabstand 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.

Tabelle 1 Tabelle 1-I

		Vergleichsbeispiel 1	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3
Kürzester Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht zur Beschichtungsschicht des Transponders (mm)		0,2	0,3	0,3	0,3
Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht (mm)		1,0	1,0	1,5	2,0
Abstand A (mm)		10	10	10	10
Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht		8	8	8	8
Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm)		10	10	10	10
Position des Transponders in Reifenradialrichtung		C	C	C	C
Reifenbewertung	Haltbarkeit	Hervorragend	Hervorragend	Hervorragend	Hervorragend
Transponderbewertung	Kommunikationsleistung	Angemessen	Gut	Hervorragend	Hervorragend
Transponderbewertung	Haltbarkeit	Angemessen	Angemessen	Gut	Gut

Tabelle 1-II

		Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7
Kürzester Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht zur Beschichtungsschicht des Transponders (mm)		0,3	0,3	0,3	0,3
Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht (mm)		3,5	4,0	2,0	2,0
Abstand A (mm)		10	10	1,0	2,0
Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht		8	8	8	8
Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm)		10	10	10	10
Position des Transponders in Reifenradialrichtung		C	C	C	C
Reifenbewertung	Haltbarkeit	Gut	Gut	Gut	Gut
Transponderbewertung	Kommunikationsleistung	Hervorragend	Hervorragend	Gut	Hervorragend
Transponderbewertung	Haltbarkeit	Gut	Gut	Angemessen	Gut

Tabelle 2 Tabelle 2-I

		Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11
Kürzester Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht zum Transponder (mm)		0,3	0,3	0,3	0,3
Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht (mm)		2,0	2,0	1,0	2,0
Abstand A (mm)		20	30	10	10
Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht		8	8	7	7
Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm)		10	10	10	5
Position des Transponders in Reifenradialrichtung		C	C	C	C
Reifenbewertung	Haltbarkeit	Gut	Gut	Hervorragend	Gut
Transponderbewertung	Kommunikationsleistung	Hervorragend	Hervorragend	Hervorragend	Hervorragend
Transponderbewertung	Haltbarkeit	Gut	Gut	Angemessen	Gut

Tabelle 2-II

		Beispiel 12	Beispiel 13	Beispiel 14	Beispiel 15
Kürzester Abstand D von der Außenkante der Beschichtungsschicht zum Transponder (mm)		0,3	0,3	0,3	0,3
Gesamtdicke Gac der Beschichtungsschicht (mm)		2,0	2,0	2,0	2,0
Abstand A (mm)		10	10	10	10
Relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht		7	7	7	7
Abstand von Transpondermitte zum Spleißabschnitt (mm)		10	10	10	10
Position des Transponders in Reifenradialrichtung		E	D	B	A
Reifenbewertung	Haltbarkeit	Gut	Gut	Hervorragend	Gut
Transponderbewertung	Kommunikationsleistung	Hervorragend	Hervorragend	Hervorragend	Hervorragend
Transponderbewertung	Haltbarkeit	Gut	Gut	Angemessen	Gut

Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, waren die Luftreifen der Beispiele 1 bis 15 in der Lage, die Kommunikationsleistung des Transponders verglichen mit dem Vergleichsbeispiel 1 zu verbessern. Im Vergleichsbeispiel 1 war, da D = 0,2, die Kommunikationsleistung des Transponders nicht ausreichend.
Bezugszeichenliste

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

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H7137510 A [0003]

Claims

Luftreifen, umfassend: einen Laufflächenabschnitt, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt und eine Ringform aufweist; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; und ein Paar Wulstabschnitte, die jeweils auf einer in Reifenradialrichtung inneren Seite des Paares Seitenwandabschnitte angeordnet sind; einen Transponder, der in einem der Seitenwandabschnitte eingebettet ist, die sich in Reifenumfangsrichtung erstrecken, wobei der Transponder mit einer Beschichtungsschicht bedeckt ist, eine relative Dielektrizitätskonstante der Beschichtungsschicht niedriger ist als eine relative Dielektrizitätskonstante eines peripheren Gummielements, das an die Beschichtungsschicht angrenzt, und ein kürzester Abstand D von einer Außenkante der Beschichtungsschicht zu dem Transponder in einem Reifenmeridianquerschnitt 0,3 mm oder mehr beträgt.
Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Gesamtdicke Gac der Deckschicht im Bereich von 1,5 mm bis 3,5 mm liegt.
Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Transponder ein Substrat und Antennen, die sich von beiden Enden des Substrats aus erstrecken, umfasst, und ein Abstand L zwischen einem Ende der Antenne in Reifenumfangsrichtung und einem Ende der Beschichtungsschicht in Reifenumfangsrichtung von 2 mm bis 20 mm reicht.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Beschichtungsschicht aus Elastomer oder Gummi hergestellt ist und eine relative Dielektrizitätskonstante von 7 oder weniger aufweist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine auf eine Längenrichtung bezogene Mitte des Transponders in Reifenumfangsrichtung 10 mm oder mehr von einem Spleißabschnitt einer Reifenkomponente beabstandet angeordnet ist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Transponder zwischen einer Position, die, von einem oberen Ende eines Wulstkerns eines der Wulstabschnitte aus gesehen, 15 mm entfernt auf einer in Reifenradialrichtung äußeren Seite liegt, und einer Reifenmaximalbreitenposition angeordnet ist.