JP2006231984A - 空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユニフォーミティや静バランスの悪化を抑制しつつ、センサモジュールを配置することが可能な空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤ製造方法を提供する。
【解決手段】 路面に接地するトレッド１１と、インナライナー１４に沿って配置され、帯状の形状を有する帯状部材３０とを空気入りタイヤ１０が備え、帯状部材３０が、空気入りタイヤの全周に亘って周方向に延びる形状を有し、かつ、インナライナー１４と帯状部材３０とが接合される接合部分３１と、インナライナー１４と帯状部材３０とが接合されない非接合部分３２とを有し、非接合部分３２とインナライナー１４との間にセンサモジュールが配置される
【選択図】 図３

Description

本発明は、タイヤ内側面にセンサモジュールを配置可能な空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤ製造方法に関する。

従来、空気入りタイヤの状態の変化を検出するセンサ（センサモジュール）を空気入りタイヤの内部に配置するためのセンサ取付パッチが知られている。このセンサ取付用パッチは、空気入りタイヤの内側の面（インナライナー）の一部に配置され、空気入りタイヤの内部にセンサモジュールを保持する。

上述したセンサ取付用パッチは、タイヤ内側面に配置される基部と、空気入りタイヤ内側からセンサの少なくとも一部を被覆する被覆部とを有し、基部と被覆部との間にセンサモジュールを保持する（例えば、特許文献１）。
特表2002-502765号公報（〔0024〕段落、図６及び図７）

しかしながら、空気入りタイヤの内側の面の一部にセンサ取付用パッチを配置すると、空気入りタイヤのユニフォーミティや静バランスが悪化し、ユニフォーミティや静バランスの悪化によって、ロードノイズ等が増加してしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ユニフォーミティや静バランスの悪化を抑制しつつ、センサモジュールを配置することが可能な空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤ製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、路面に接地するトレッドと、空気入りタイヤの内側の面であるタイヤ内側面に沿って配置され、帯状の形状を有する帯状部材とを空気入りタイヤが備え、帯状部材が、空気入りタイヤの全周に亘って周方向に延びる形状を有し、かつ、タイヤ内側面と帯状部材とが接合される接合部分と、タイヤ内側面と帯状部材とが接合されない非接合部分とを有し、非接合部分とタイヤ内側面との間にセンサモジュールが配置されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、帯状部材が、接合部分と非接合部分とを有することにより、非接合部分とタイヤ内側面との間にセンサモジュールを容易に配置することが可能となる。

また、帯状部材が、空気入りタイヤの全周に亘って周方向に延び、トレッドの路面接地端よりもトレッド幅方向内側に配置されることにより、タイヤ内側面の一部にセンサ取付用パッチを配置する場合に比べて、空気入りタイヤのユニフォーミティ及び静バランスの悪化を抑制することができ、ロードノイズ等を削減することができる。

本発明の第１の特徴において、非接合部分の周方向の長さは、タイヤ内側面に配置されるセンサモジュールの周方向の長さよりも長いことが好ましい。

本発明の第１の特徴において、帯状部材は、複数の非接合部分を有することが好ましい。

本発明の第１の特徴において、帯状部材は、周方向に沿って等間隔で非接合部分を有することが好ましい。

本発明の第１の特徴において、帯状部材は、トレッドの路面接地端よりもトレッド幅方向内側に配置されることが好ましい。

本発明の第２の特徴は、帯状の形状を有する帯状部材の所定部分に離型剤が塗布された帯状部材上に、空気入りタイヤの内側の面であるタイヤ内側面を構成する内側面構成部材を配置するステップと、帯状部材に配置された内側面構成部材を加硫するステップとを空気入りタイヤ製造方法が少なくとも含むことを要旨とする。

本発明によれば、ユニフォーミティや静バランスの悪化を抑制しつつ、センサモジュールを配置することが可能な空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤ製造方法を提供することができる。

（本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの構成）
以下において、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの構成について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を示す断面図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、路面に接地するトレッド１１と、トレッド１１を補強する複数のベルト（ベルト１２ａ及びベルト１２ｂ）と、空気入りタイヤ１０の骨格を形成するカーカス１３と、空気入りタイヤ１０の気密性を高めるインナライナー１４とを有する。また、空気入りタイヤ１０は、車両に装着される際には、リム２０に取り付けられる。

なお、以下においては、空気入りタイヤ１０とリム２０とによって区切られる空間を空気入りタイヤ１０の内部（又は、内側）と称する。

空気入りタイヤ１０の内側の面（インナライナー１４）には、空気入りタイヤ１０の全周に亘って周方向に延びる帯状部材３０が配置される。また、帯状部材３０は、トレッド１１の路面接地端（路面接地端ａ及び路面接地端ｂ）よりもトレッド幅方向内側に配置される。なお、帯状部材３０は、空気入りタイヤ１０の赤道線（赤道線ＣＬ）上に配置されることが好ましい。

また、帯状部材３０は、インナライナー１４との接合性を良くするために、インナライナー１４と同様のゴム（例えば、ブチルゴム）によって構成される。さらに、帯状部材３０は、加硫工程でインナライナー１４と接合するために、加硫剤（硫黄）を含むゴムによって構成される。

図２は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を示す断面図である。なお、図２は、空気入りタイヤ１０を赤道線ＣＬで切った断面を示している。

図２に示すように、帯状部材３０は、インナライナー１４に接合された接合部分（接合部分３１ａ〜接合部分３１ｈ）と、インナライナー１４に接合されていない非接合部分（非接合部分３２ａ〜非接合部分３２ｈ）とを有する。

なお、接合部分３１ａ〜接合部分３１ｈは、同様の構成を有するため、以下において、これらを単に接合部分３１と称する。同様に、非接合部分３２ａ〜非接合部分３２ｈは、同様の構成を有するため、以下において、これらを単に非接合部分３２と称する。

接合部分３１は、離型剤（例えば、シリコンやステアリン酸）が塗布されておらず、加硫工程で加硫されてインナライナー１４と接合する。一方、非接合部分３２は、予め離型剤が塗布されているため、加硫工程で加硫されてもインナライナー１４と接合しない。なお、この詳細については後述する（空気入りタイヤ製造方法を参照）。

また、非接合部分３２は、空気入りタイヤ１０の周方向に沿って等間隔で形成される。

図３は、本発明の一実施形態に係る帯状部材３０及びセンサモジュール４０を示す斜視図である。

図３（ａ）に示すように、帯状部材３０がゴムによって構成されるため、非接合部分３２を変形させることによって、非接合部分３２とインナライナー１４と間に開口３４ａ及び開口３４ｂを形成することが可能である。また、非接合部分３２は、インナライナー１４側から空気入りタイヤ１０の内側に貫通する貫通孔３３を有する。

図３（ｂ）に示すように、センサモジュール４０は、各種センサを有する本体部４１と、本体部４１から上方（本体部４１から空気入りタイヤ１０の内側）に突出する首部４２と、首部４２の上部に形成される頭部４３とを有する。

本体部４１が有する各種センサとは、例えば、空気入りタイヤ１０の内部温度を検出する温度センサ、空気入りタイヤ１０の内圧を検出する内圧センサ、空気入りタイヤ１０の変形を検出する歪センサ等である。また、本体部４１は、車両側から受信する受信信号に応答して、応答信号を車両側に送信するトランスポンダを有していてもよい。

なお、トランスポンダは、例えば、車両に装着される各空気入りタイヤの回転数の差分によって、空気入りタイヤの内圧を推定する間接式ＴＰＭＳに用いられる。

このように構成されたセンサモジュール４０は、上述した開口３４ａ又は開口３４ｂから非接合部分３２とインナライナー１４との間に差込まれ、首部４２及び頭部４３を非接合部分３２の貫通孔３３に挿通することによって、インナライナー１４と非接合部分３２との間に保持される。

すなわち、上述した非接合部分３２は、空気入りタイヤ１０の内部にセンサモジュール４０を配置するためのセンサ取付用パッチとして機能する。

ここで、非接合部分３２の周方向の長さ（長さｃ）とセンサモジュール４０の周方向の長さ（長さｆ）とは、「ｆ≦ｃ≦３．５ｆ」の式を満たす関係を有する。

また、非接合部分３２の幅方向の長さ（長さｄ）とセンサモジュール４０の幅方向の長さ（長さｇ）とは、「０．１５ｇ≦ｄ≦２ｆ」の式を満たす関係を有する。なお、長さｄと長さｇとは、「０．５ｆ≦ｄ≦１．７ｆ」を満たす関係を有することが望ましい。

さらに、非接合部分３２の幅方向の厚み（厚みｅ）とセンサモジュール４０の厚み（厚みｈ）とは、「０．０８≦ｅ／ｈ≦１．００」の式を満たす関係を有する。

また、非接合部分３２の周方向の長さ（長さｃ）と接合部分３１の周方向の長さ（長さｋ）とは、「１／２≦ｋ／ｃ≦２」の式を満たす関係を有する。

（本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造方法）
以下において、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造方法を示すフロー図である。

図４に示すように、ステップ１１において、帯状部材巻き付け装置は、帯状部材３０を円筒状の治具に巻き付ける。

ここで、帯状部材３０は、インナライナー１４と同様のゴム（例えば、ブチルゴム）によって構成され、このゴムには加硫剤（硫黄）が含まれている。また、帯状部材３０は、予め離型剤が塗布された部分（塗布部分）と、離型剤が塗布されていない部分（非塗布部分）とを有する。

塗布部分は、非塗布部分を挟んで他の塗布部分と隣接しており、各塗布部分の間隔は等間隔となっている。また、各塗布部分は、帯状部材３０を上下方向に貫通する貫通孔（上述した貫通孔３３）を有する。

なお、塗布部分は、加硫後に非接合部分３２となる部分であり、非塗布部分は、加硫後に接合部分３１となる部分である。

また、帯状部材巻き付け装置は、塗布部分が外側となるように、帯状部材３０を治具に巻き付けるとともに、帯状部材３０が治具を１周した時点で帯状部材３０を切断する。

ステップ１２において、Ｉ／Ｌ巻き付け装置は、治具に巻き付けられた帯状部材３０の外側からインナライナーゴムを巻き付ける。ここで、インナライナーゴムは、インナライナー１４を構成する部材であり、ゴム（例えば、ブチルゴム）及び加硫剤（硫黄）を含む。

ステップ１３において、カーカス巻き付け装置は、治具に巻き付けられたインナライナーゴムの外側からカーカスプライを巻き付ける。ここで、カーカスプライは、上述したカーカス１３を構成する部材であり、ナイロン等によって構成されるカーカスコードが組み合わされた織物である。

ステップ１４において、ビードワイヤ嵌め込み装置は、治具に巻き付けられたカーカスプライに、リング状に形成されたスチールワイヤ（例えば、高炭素鋼）を嵌め込む。

また、ビードワイヤ嵌め込み装置は、スチールワイヤを嵌め込んだ後に、スチールワイヤを挟んでカーカスプライを折り返す。

ステップ１５において、ベルト貼り付け装置は、治具に巻き付けられたカーカスプライの外側からベルトゴムを貼り付ける。ここで、ベルトゴムは、上述したベルト１２ａ及びベルト１２ｂを構成する部材であり、スチールやアラミド繊維によって構成されるコードがゴムによって被覆されたシート状のゴムである。

ステップ１６において、トレッド／サイドウォール巻き付け装置は、カーカスプライに貼り付けられたベルトゴムの外側から、トレッドゴム及びサイドウォールゴムを巻きつける。ここで、トレッドゴムは、トレッド１１を構成する部材であり、ゴム、カーボンブラック及び加硫剤（硫黄）等を含むシート状のゴムである。同様に、サイドウォールゴムは、サイドウォールを構成する部材であり、ゴム、カーボンブラック及び加硫剤（硫黄）等を含むシート状のゴムである。

ステップ１７において、加硫装置は、ステップ１１〜ステップ１６までの工程を得て製造された製造物（生タイヤ）を加硫することによって、上述した各ゴム（帯状部材３０、インナライナーゴム、トレッドゴム、サイドウォールゴム等）を互いに接合する。また、加硫装置は、生タイヤを加硫することによって、トレッド１１の接地面にトレッドパターンを形成する。

（比較評価）
以下において、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０と従来の空気入りタイヤとの比較評価について、図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０と従来の空気入りタイヤとの比較評価を示す図である。

この比較評価では、帯状部材３０の巻き付け（ステップ１１）に必要とされる加工時間（又は、センサ取付パッチの取り付けに必要とされる取付時間）、空気入りタイヤのユニフォーミティ、空気入りタイヤの静バランス、空気入りタイヤを装着した車両の走行による問題の有無について、空気入りタイヤ１０と従来の空気入りタイヤとを比較した。なお、比較評価を行った空気入りタイヤのサイズは、「３１５／８０ Ｒ ２２．５」である。

ここで、ユニフォーミティについては、「ＪＡＳＯ Ｃ６０７」で規定された方法で測定し、静バランスについては、空気入りタイヤの重心位置と空気入りタイヤの中心位置との距離に空気入りタイヤの重量を乗算することによって測定した。

また、従来の空気入りタイヤとして、インナライナーの一部にセンサ取付用パッチを配置した空気入りタイヤを用いた。なお、センサ取付用パッチのサイズは、縦＝５０ｍｍ、横＝５０ｍｍ、厚さ＝３ｍｍであり、センサ取付用パッチの重量は、２０ｇである。

一方、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０として、非接合部分３２の周方向の長さが５０ｍｍ、接合部分３１の周方向の長さが１００ｍｍ、帯状部材３０の幅方向の長さが２０ｍｍ、帯状部材３０の厚みが２ｍｍである空気入りタイヤ１０（実施例（１））、非接合部分３２の周方向の長さが５０ｍｍ、接合部分３１の周方向の長さが１５０ｍｍ、帯状部材３０の幅方向の長さが５０ｍｍ、帯状部材３０の厚みが２ｍｍであるである空気入りタイヤ１０（実施例（２））を用いた。

図５に示すように、実施例（１）では、加工時間、ユニフォーミティ及び静バランスについて、従来例よりも良好な結果が得られた。また、実施例（２）では、ユニフォーミティ及び静バランスについて、実施例（１）よりも良好な結果が得られた。

すなわち、実施例（１）及び実施例（２）は、従来例よりも加工時間が短縮されることが確認できた。また、実施例（１）及び実施例（２）は、従来例よりもユニフォーミティ及び静バランスに優れることが確認できた。

（本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの作用及び効果）
本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０によれば、帯状部材３０が、接合部分３１と非接合部分３２とを有し、非接合部分３２が、センサ取付用パッチとして機能することにより、空気入りタイヤ１０の内部にセンサモジュール４０を配置することが可能となる。

また、帯状部材３０が、空気入りタイヤ１０の全周に亘って周方向に延び、トレッド１１の路面接地端（路面接地端ａ及び路面接地端ｂ）よりもトレッド幅方向内側に配置されることにより、インナライナーの一部にセンサ取付用パッチを配置する場合に比べて、空気入りタイヤ１０のユニフォーミティ及び静バランスの悪化を抑制することができ、ロードノイズ等を削減することができる。

さらに、帯状部材３０が、複数の非接合部分３２を有することにより、空気入りタイヤ１０の内部に複数のセンサモジュールを配置することができる。

また、非接合部分３２が、インナライナー１４の周方向に沿って等間隔で配置されることにより、複数のセンサモジュールを非接合部分３２に取り付ける場合であっても、センサモジュールをバランスよく配置することが可能となり、空気入りタイヤ１０のユニフォーミティ及び静バランスの悪化を抑制することができる。

一方、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造方法によれば、非接合部分３２に対応する部分に離型剤が塗布された帯状部材３０が円筒状の治具に巻きつ付けられて、生タイヤが形成される。また、生タイヤが加硫されることによって接合部分３１及び非接合部分３２が形成される。

すなわち、帯状部材３０を円筒状の治具に巻きつ付けるために必要とされる時間は、インナライナーの一部にセンサ取付用パッチを取り付けるために必要とされる取付時間よりも短い。

従って、センサ取付用パッチ（非接合部分３２）を空気入りタイヤ１０の内側に配置（形成）するために必要とされる時間を短縮することができる。

（変更例１）
以下において、上述した実施形態に係る帯状部材３０の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、変更例１では、上述した実施形態との差異を主として説明する。

具体的には、上述した実施形態では、帯状部材３０の非接合部分３２を変形させることによって、非接合部分３２とインナライナー１４との間で開口３４ａ及び開口３４ｂを形成することが可能であるが、変更例１では、非接合部分３２とインナライナー１４との間で開口３４ａのみを形成することが可能である。

図６は、変更例１に係る帯状部材３０を示す斜視図である。図６に示すように、非接合部分３２の幅方向外側の一辺は、インナライナー１４に接合されている。具体的には、非接合部分３２の幅方向外側の一辺に離型剤を塗布しないことによって、この一辺とインナライナー１４とが加硫工程で接合される。

なお、上述したセンサモジュール４０は、開口３４ａに差込まれることによって、非接合部分３２とインナライナー１４との間に保持される。

（変更例２）
以下において、上述した実施形態に係る帯状部材３０の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、変更例１では、上述した実施形態との差異を主として説明する。

具体的には、上述した実施形態において、帯状部材３０の非接合部分３２とインナライナー１４との間にセンサモジュール４０が配置されるが、変更例２では、帯状部材３０に予めセンサモジュール４０が配置される空間が形成される。

図７は、変更例１に係る帯状部材３０を示す斜視図である。図７に示すように、帯状部材３０の非接合部分３２は、ベース部材３５ａと被覆部材３５ｂとによって構成される。

接合部分３１は、上述した実施形態と同様に、インナライナー１４に接合され、ベース部材３５ａも、インナライナー１４に接合される。一方、被覆部材３５ｂは、ベース部材３５ａに離型剤が塗布されることによって、ベース部材３５ａに接合されない。

すなわち、センサモジュール４０は、ベース部材３５ａ（タイヤ内側面）と被覆部材３５ｂとの間に形成される空間に配置される。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０の断面図である（その１）。 本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０の断面図である（その２）。 本発明の一実施形態に係る帯状部材３０を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る比較評価を示す図である。 本発明の変更例１に係る帯状部材３０を示す図である。 本発明の変更例２に係る帯状部材３０を示す図である。

符号の説明

１０・・・空気入りタイヤ、１１・・・トレッド、１２ａ，１２ｂ・・・ベルト、１３・・・カーカス、１４・・・インナライナー、２０・・・リム、３０・・・帯状部材、３１・・・接合部分、３２・・・非接合部分、３３・・・貫通孔、３４ａ，３４ｂ・・・開口、４０・・・センサモジュール、４１・・・本体部、４２・・・首部、４３・・・頭部

Claims (6)

1. 路面に接地するトレッドと、空気入りタイヤの内側の面であるタイヤ内側面に沿って配置され、帯状の形状を有する帯状部材とを備え、
   前記帯状部材は、前記空気入りタイヤの全周に亘って周方向に延びる形状を有し、かつ、前記タイヤ内側面と前記帯状部材とが接合される接合部分と、前記タイヤ内側面と前記帯状部材とが接合されない非接合部分とを有し、
   前記非接合部分と前記タイヤ内側面との間にセンサモジュールが配置されることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記非接合部分の周方向の長さは、前記タイヤ内側面に配置されるセンサモジュールの周方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記帯状部材は、複数の前記非接合部分を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記帯状部材は、周方向に沿って等間隔で前記非接合部分を有することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記帯状部材は、前記トレッドの路面接地端よりもトレッド幅方向内側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 帯状の形状を有する帯状部材の所定部分に離型剤が塗布された前記帯状部材上に、空気入りタイヤの内側の面であるタイヤ内側面を構成する内側面構成部材を配置するステップと、
   前記帯状部材に配置された前記内側面構成部材を加硫するステップとを少なくとも含むことを特徴とする空気入りタイヤ製造方法。

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