JP2006103124A - トランスポンダの加硫時保護方法及びトランスポンダの加硫時用保護具 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の情報を記憶するトランスポンダの情報を、タイヤ製造時やリトレッド時の加硫工程後も、確実に読み取り及び書き込み可能にする、タイヤ用のトランスポンダの加硫時保護方法及びトランスポンダの加硫時用保護具を提供する。
【解決手段】未加硫タイヤに対して加硫を行う際、又は、走行済タイヤに対してリトレッド用の加硫を行う際に、該未加硫タイヤのタイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダ１０を、着脱自在で、装着時にタイヤ外面側となる部分に、タイヤ内表面から突出して装着された前記トランスポンダ１０を内包できる凹部２１を有し、装着時にタイヤ内面側となる部分においては、表面形状を中心部から縁部に向かって滑らかに薄くなるように形成した加硫時用保護具２０で覆って保護する。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りタイヤに装着されたトランスポンダの加硫時保護方法及びトランスポンダの加硫時用保護具に関し、更に詳しくは種々の情報を記憶するトランスポンダの情報をタイヤのタイヤ製造時やリトレッド時の加硫後も確実に読み取り及び書き込み可能にするトランスポンダの加硫時保護方法及びトランスポンダの加硫時用保護具に関する。

タイヤメーカーによるタイヤの製造管理やタイヤ購入者のタイヤ使用履歴管理、あるいはタイヤの内圧、温度などの情報管理を行うことを目的として、受信機能、送信機能及び記憶機能を併せ持つトランスポンダを、タイヤに設置するための技術が盛んに開発されている。

例えば、図１２に示すように、トランスポンダ１０Ｘを円筒状ガラス１５に入れ、このの周囲を耐衝撃性に優れる合成樹脂層１６で被覆した容器に収納して、タイヤビード部４のタイヤ内周面に設けた隆起部６に埋設するトランスポンダを内蔵した空気入りタイヤ１Ｘが提案され、一定の効果を上げている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、タイヤ内部圧力を測定するトランスポンダの場合には、タイヤ内部に圧力センサ部を露出させる必要があるため、ＩＤ用トランスポンダ若しくはＩＤと温度用のトランスポンダのように、タイヤ構造内に完全に埋め込むことができない。

また、トランスポンダ収納用ポケットをタイヤ内部に取り付け、タイヤ加硫後に、トランスポンダを取り付ける場合には、取り付け作業が困難であるばかりでなく、脱落の恐れが大きいという問題がある。また、トランスポンダ収納用ポケットに予め取り付けた状態で加硫する場合には、トランスポンダが加硫時に高温・高圧にさらされるため、圧力センサダイヤフラムにクリープが生じて、圧力の出力特性が変化したり、電池を有するトランスポンダでは、電池内部の劣化が進み電池寿命が短くなったりするという問題がある。

そのため、トランスポンダを未加硫タイヤ内部に取り付けて加硫するには、耐衝撃性に優れる合成樹脂で被覆するだけでなく、バッテリーを予めはずしておくとか耐熱・耐圧力に優れたセンサーや配線及び被覆材からなる、結果的に高価なトランスポンダを選択せざるを得なかった。

一方、昨今の省資源の観点から、特に大型タイヤにおいては、リキャップと称して一度全摩耗してからトレッド部をバフ（研磨）し、その後、未加硫ゴムを巻き付けて、金型で再度溝を付けて再使用することが行われている。この場合においても、既にトランスポンダに書き込まれている情報が、このリトレッドの加硫工程の際に破壊しないようにする必要があるが、極めて困難であるという問題がある。
実開平７−３０１０４号公報

種々の情報を記憶するトランスポンダの情報を、タイヤ製造時やリトレッド時の加硫工程後も、確実に読み取り及び書き込み可能にする、タイヤ用のトランスポンダの加硫時保護方法及びトランスポンダの加硫時用保護具を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のトランスポンダの加硫時保護方法は、未加硫タイヤに対して加硫を行う際に、該未加硫タイヤのタイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダを、着脱自在な加硫時用保護具で覆って保護することを特徴とする。

あるいは、上記の目的を達成するための本発明のトランスポンダの加硫時保護方法は、走行済タイヤに対してリトレッド用の加硫を行う際に、該走行済タイヤのタイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダを、着脱自在な加硫時用保護具で覆って保護することを特徴とする。

これらの方法によれば、着脱自在な保護具によって、タイヤ製造時や走行済タイヤのリトレッド時のタイヤ加硫工程で加えられる熱及び圧力から、トランスポンダ及びトランスポンダに組み込まれたセンサーや配線を保護でき、タイヤ加硫工程時に、トランスポンダに加わる熱や圧力を減少できるので、既にトランスポンダに書き込まれている情報や、トランスポンダのバッテリーの劣化を防止できる。

そのため、トランスポンダを加硫時にわざわざ取り外したり、特に耐熱性や耐圧力性に優れたトランスポンダのセンサーや配線や外部被覆構造を採用する必要が無くなる。そのため、結果的に安価なトランスポンダを採用することができるようになる。

そして、上記の目的を達成するための本発明のトランスポンダの加硫時用保護具は、タイヤに対して加硫を行う際に、タイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダを覆って配置され、該トランスポンダを保護する保護具であって、前記トランスポンダに対して着脱自在に形成すると共に、装着時にタイヤ外面側となる部分に、タイヤ内表面から突出して装着された前記トランスポンダを内包できる凹部を有して構成される。

この構成によれば、トランスポンダの加硫時用保護具が、タイヤ製造時やリトレッド時等のタイヤの加硫工程の時にのみ装着され、この加硫工程でタイヤ内部に挿入される加硫用ブラダーが、タイヤ内面から突出するトランスポンダの表面の凹凸形状に直接接触しないようにするので、加硫用ブラダー表面に局部的な接触圧力の増加が発生するのを防止できる。

そして、上記のトランスポンダの加硫時用保護具において、前記保護具を、装着時にタイヤ内面側となる部分においては、表面形状を中心部から縁部に向かって滑らかに薄くなるように形成すると、加硫工程で加硫用ブラダーがトランスポンダの加硫時用保護具の表面をこすっても、加硫用ブラダー側の摩滅が軽減されるので、加硫用ブラダーの寿命を長くすることができる。

また、上記のトランスポンダの加硫時用保護具を、加硫時の温度と圧力で溶融しないエラストマー又は合成樹脂を材料として形成すると、他のタイヤに繰り返し使用することができるようになる。

また、該トランスポンダの加硫時用保護具の凹部表面又は内部に、前記トランスポンダを囲む断熱部材を設けて形成すると、タイヤ加硫工程でトランスポンダに加わる熱と圧力を効果的に軽減できるため、様々な仕様のセンサーや配線を有するトランスポンダを自由に使用できるようになる。

この断熱部材は、セラミック、グラスウール、石膏、テフロン（登録商標）、炭素繊維、有機繊維、及び中空層を有する金属の内のいずれか１種類または複数種類の材料で形成することができる。

本発明のトランスポンダの加硫時保護方法及びトランスポンダの加硫時用保護具によれば、種々の情報を記憶するトランスポンダの情報を、タイヤ製造時やリトレッド時の加硫工程後も確実に読み取り及び書き込み可能できるようにすることができる。

次に、本発明について図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲内で様々に変更して実施することができるものである。

図１のタイヤ径方向断面図に示すように、本発明のトランスポンダの加硫時用保護具２０は、空気入りタイヤ１のタイヤ内面に、取り付け部材３０でタイヤビード部４に固定されたトランスポンダ１０を覆うように配置され、タイヤ製造時や走行済タイヤのリトレッド時のタイヤ加硫工程で加えられる熱と圧力からトランスポンダ１０を保護する。なお、５はタイヤ加硫工程で使用する加硫用ブラダーである。

そして、本発明のトランスポンダの加硫時用保護具２０は、図１〜図に示すように、未加硫タイヤに対して加硫を行う際や、走行済タイヤに対してリトレッド用の加硫を行う際に、タイヤ内表面から突出して固定されたトランスポンダ１０を覆う着脱自在な保護具として形成される。

この加硫時用保護具２０は、装着時にタイヤ外面側となる部分に、タイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダ１０を内包できる凹部２１を有して構成される。この凹部２１にタイヤ内面に固体されたトランスポンダ１０を嵌め込むことにより、トランスポンダ１０を覆う。

また、このトランスポンダの加硫時用保護具２０は、常温で柔軟性があり、加硫時の温度と圧力で溶融しないエラストマー又は合成樹脂を材料として形成する。これにより、加硫工程で傷むことなく、他のタイヤに繰り返し使用することができるようになる。

そして、図１〜図３に示す構成では、トランスポンダ１０の加硫時用保護具２０の凹部２１の表面付近に、トランスポンダ１０を囲む断熱部材２２が埋め込まれている。この断熱部材２２は、周囲の材質よりも曲げ応力の高い断熱材料、例えば、セラミック、グラスウール、石膏、テフロン（登録商標）、炭素繊維、有機繊維、及び中空層を有する金属（金属の多重構造物）の内のいずれか１種類または複数種類の材料で形成する。なお、この断熱部材２２は、内部に埋め込む代わりに、別体で形成して凹部２１に嵌め込むように形成してもよい。なお、別体で形成した場合でも接着等により一体化しておくことが、取り扱い上好ましい。

この断熱部材２２により、タイヤ加硫工程でトランスポンダ１０に加わる熱と圧力を効果的に軽減でき、様々な仕様のセンサーや配線を有するトランスポンダ１０を自由に使用できるようになる。

また、加硫時用保護具２０の装着時にタイヤ内面側となる部分においては、表面形状を中心部から縁部に向かって滑らかに薄くなるように形成する。例えば、トランスポンダ１０の中心を頂点とするなだらかな円錐形や円盤状に形成する。つまり、加硫用ブラダー５との接触面をなだらかな形状とする。そして、この加硫時用保護具２０が装着された部分のインナープリフェリが、装着されていない部分のインナープリフェリと同等にすることがより好ましい。

この構成により、タイヤ製造時やリトレッド時等のタイヤの加硫工程で、タイヤ内部に加硫用ブラダー５が挿入され、この加硫用ブラダー５に加熱流体が注入されて、加硫用ブラダー５が膨張する際に、加硫時用保護具２０の表面をこすっても、両者の接触面が滑らかに動き易いため、トランスポンダ１０の脱落を防止できる。また、加硫用ブラダー５側の摩滅が軽減されるので、加硫用ブラダー５の寿命を長くすることができる。

次に、トランスポンダ１０のタイヤ内面への固定について一例を上げて説明する。

図４の一部切り欠き部分を含む斜視図に示すように、トランスポンダ１０は、アンテナコイル１１とチップ１３とが被覆樹脂１２により覆われて形成され、中央に貫通穴１４が設けられている。このトランスポンダ１０の形状は円盤状に限らず、四角板状、六角板状、など適宜の形状で、材質は特にタイヤ加硫中の耐熱性を有していれば特に限定されないが、例えば、また、この被覆樹脂１２は、２００℃以上の融点あるいは熱分解温度を有する耐熱特性を有していればよく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等で形成される。

そして、このトランスポンダ１０の通信周波数を３００ＭＨｚ以上で３ＧＨｚ以下とすると、外部からの伝送エネルギーで機能するいわゆる高機能トランスポンダの取り付けであっても、タイヤ内部構造の影響を受け難いので、読み取り機からの良好なエネルギー伝送効率を享受できる。また、３００ＭＨｚ以上で８００ＭＨｚ以下がより効率的であるので、この通信周波数を用いることがより好ましい。

取り付け部材３０は、例えば、トランスポンダ把持用に、熱可塑性エラストマー材料で形成され、図５に示すように、パッチ部３１から突出する紐状の突起部３２は、貫通穴１４の内径よりも小さい外径で、かつ、その長さは、トランスポンダ１０の厚みより大きい形成される。ここで、熱可塑性エラストマーとは常温ではゴム弾性を示し、高温では可塑化するため加熱加工が可能な高分子材料を意味し、たとえば、オレフィン系、スチレン系、エステル系、ウレタン系、アミド系、塩化ビニール系などが適宜使用可能で有る。更に、他のポリマーとのブレンドによりさらに大きいゴム弾性を付与することや耐熱性等の物理的特性を改良することも可能である。

そして、図６〜図１０に示すような取り付け工程を経て図１１に示すように空気入りタイヤ１に取り付けられる。図６は、取り付け部材３０が、パッチ部３１によりタイヤビード部４に固着されている状態であり、図７に示すように、この取り付け部材３０の紐状の突起部３２をトランスポンダ１０の貫通穴１４に挿入する。そして、図８及び図９に示すように、取り付け部材３０の突起部３２の先端にコテなどの加熱機器４０を当てて、図１０に示すように、突起部３２の先端を加熱変形させて瘤状の部分、即ち、抜け止め部３３を設けてトランスポンダ１０を把持させる。

つまり、図１１に示すように、取付部材３０をパッチ部３１によりタイヤビード４に固着し、このパッチ部３１から突出した紐状の突起部３２の抜け止め部３３とパッチ部３１の間にトランスポンダ１０を把持して、トランスポンダ１０を空気入りタイヤ１に固定している。

なお、トランスポンダ１０の取り付け位置は、タイヤ最大幅位置からビードトウマデノ間のタイヤ内面とすることが好ましく、これにより、空気入りタイヤ１が転動した際に、最も慣性力が大きくなるタイヤ赤道面を避けて、比較的慣性力が小さくなるタイヤビード部４近辺に配置することになる。そのため、高速走行車両の場合でも、トランスポンダ１０に加わる遠心力やタイヤ走行による衝撃力を、タイヤ赤道面に設置する場合に比べて著しく減少できる。

次に、このトランスポンダの加硫時用保護具２０を使用した、タイヤ製造時やリトレッド時等のタイヤの加硫工程における、トランスポンダの加硫時保護方法について説明する。

空気入りタイヤ１のタイヤ製造時やリトレッド時等のタイヤの加硫工程の前に、加硫時用保護具２０をタイヤ内側の表面に取り付ける。この取り付けは、タイヤ内面に突出するトランスポンダ１０を凹部２１に嵌め込んで行い、加硫時用保護具２０でトランスポンダ１０全体を覆う。

この取り付け後に、タイヤ内部に加硫用ブラダー５を挿入し、加熱流体を加硫用ブラダー５に供給して、これを膨張させて、空気入りタイヤ１をタイヤ内面側から加熱及び加圧する。この加熱及び加圧を所定の時間加えて加硫が終了すると、加熱流体を加硫用ブラダー５から抜いて、加硫用ブラダー５をタイヤ内面から外す。そして、この加硫工程の後に、タイヤ内面から加硫時用保護具２０を外す。なお、この外した加硫時用保護具２０は、他のタイヤや同じタイヤのリトレッド作業等で繰り返し使用される。

このトランスポンダの加硫時保護方法によれば、着脱自在な保護具によって、タイヤ製造時や走行済タイヤのリトレッド時のタイヤ加硫工程で加えられる熱及び圧力から、トランスポンダ１０あるいはトランスポンダ１０に組み込まれたセンサーや配線を保護でき、タイヤ加硫工程時に、トランスポンダ１０に加わる熱や圧力を減少できるので、既にトランスポンダ１０に書き込まれている情報や、トランスポンダ１０のバッテリーの劣化を防止できる。

従って、種々の情報を記憶するトランスポンダの情報を、タイヤ製造時やリトレッド時の加硫工程後も確実に読み取り及び書き込み可能できるようになる。

そのため、加硫時にトランスポンダ１０をわざわざ取り外す必要が無くなる。特に、ホット式のリトレッド作業時に、センサ付きトランスポンダ１０を取り外さずに加硫を行うことができる。また、トランスポンダ１０に、特に耐熱性や耐圧力性に優れたセンサーや配線や外部被覆構造を採用する必要が無くなり、結果的に安価なトランスポンダを採用することができるようになる。

また、タイヤ加硫時に、加硫用ブラダー５が、加硫時用保護具２０を介してトランスポンダ１０を押圧するようになるので、タイヤ内面から突出するトランスポンダ１０の表面の凹凸形状に直接接触しない。そのため、トランスポンダ１０によって、加硫用ブラダー５の表面に局部的に高い接触圧力が生じるのを防止できる。

そして、トランスポンダ１０が、直接加硫ブラダー５に加硫用ブラダー５が接触するような場合には、加硫用ブラダー５が引っ掛かり易く、トランスポンダ１０を取り付ける取り付け部材３０のパッチ部３１がタイヤ内面から剥がれたり、加硫用ブラダー５が傷ついたりするが、トランスポンダ１０を加硫時用保護具２０で覆ってしまうので、これらを防止することができる。

図１に示すように、タイヤビード部４にリムフランジからタイヤ外径側に４０ｍｍのところに、エラストマーからなる取り付け部材３０でトランスポンダ１０を固着した一般舗装走行用パターンの１１Ｒ２２．５ １６ＰＲのタイヤ２本を制作した。

なお、このトランスポンダ１０は、外径２０ｍｍφで、厚さ３ｍｍで、中央に外径３ｍｍφの貫通穴１４を有する円柱状に形成し、ＪＩＳ６３０１規格に則して測定したショアーＤ硬度９６で、分解開始温度が３００℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂で被覆している。

そして、本発明の実施例として、図１に示すように、断熱部材２２を外径８０ｍｍφ、厚さ３ｍｍで、材質炭素遷移プリプレグで形成し、この断熱部材２２をトランスポンダ１０廻りに配設した加硫時用保護部材２０を配置して加硫した。

また、従来例として、トランスポンダ１０をエラストマーからなる取り付け部材３０で把持したままの状態で加硫し、通信不能になるまでの両者の加硫可能回数を比較した。

試験条件は、ドラム径１７０７ｍｍ ＪＩＳ Ｄ−４２３０ ＪＡＴＭＡ Ｙ／Ｂ ２００４年版規定荷重耐久性試験終了後、走行を続行し１時間毎に通信した通信可能回数である。

試験結果は、通信可能な加硫回数は、従来タイヤが１０回で通信不能になったのに対して、本発明のトランスポンダの加硫時用保護具を使用した場合が２４回更に通信可能であり、明らかに実施例の方が従来例より優れていることが分かる。

本発明のトランスポンダの加硫時用保護具を装着した状態を示すタイヤビード部近傍のタイヤ径方向断面図である。 本発明のトランスポンダの加硫時用保護具の断面を示す部分拡大断面図である。 本発明のトランスポンダの加硫時用保護具の断熱部材を示す部分拡大断面図である。 トランスポンダの部分的なきり欠きを有する斜視図である。 トランスポンダを取り付けるための取り付け部材の斜視図である。 トランスポンダ取り付けの第１工程を示す図である。 トランスポンダ取り付けの第２工程を示す図である。 トランスポンダ取り付けの第３工程を示す図である。 トランスポンダ取り付けの第４工程を示す図である。 トランスポンダ取り付けの第５工程を示す図である。 トランスポンダ取り付けの状態を示す図である。 従来技術のトランスポンダの保護具を示すタイヤビード部近傍のタイヤ径方向断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
４ タイヤビード部
５ 加硫用ブラダー
１０ トランスポンダ
２０ トランスポンダの加硫時用保護具
２１ 凹部
２２ 断熱部材
３０ 取り付け部材

Claims (7)

1. 未加硫タイヤに対して加硫を行う際に、該未加硫タイヤのタイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダを、着脱自在な加硫時用保護具で覆って保護することを特徴とするトランスポンダの加硫時保護方法。
2. 走行済タイヤに対してリトレッド用の加硫を行う際に、該走行済タイヤのタイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダを、着脱自在な加硫時用保護具で覆って保護することを特徴とするトランスポンダの加硫時保護方法。
3. タイヤに対して加硫を行う際に、タイヤ内表面から突出して装着されたトランスポンダを覆って配置され、該トランスポンダを保護する保護具であって、前記トランスポンダに対して着脱自在に形成すると共に、装着時にタイヤ外面側となる部分に、タイヤ内表面から突出して装着された前記トランスポンダを内包できる凹部を有することを特徴とするトランスポンダの加硫時用保護具。
4. 前記保護具を、装着時にタイヤ内面側となる部分においては、表面形状を中心部から縁部に向かって滑らかに薄くなるように形成したことを特徴とする請求項３記載のトランスポンダの加硫時用保護具。
5. 加硫時の温度と圧力で溶融しないエラストマー又は合成樹脂を材料として形成することを特徴とする請求項３又は４記載のトランスポンダの加硫時用保護具。
6. 該トランスポンダの加硫時用保護具の凹部表面又は内部に、前記トランスポンダを囲む断熱部材を設けて形成することを特徴とする請求項３〜５に記載のトランスポンダの加硫時用保護具。
7. 前記断熱部材を、セラミック、グラスウール、石膏、テフロン（登録商標）、炭素繊維、有機繊維、及び中空層を有する金属の内のいずれか１種類または複数種類の材料で形成することを特徴とする請求５又は６記載のトランスポンダの加硫時用保護具。

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