JP2006234578A - 取り付け部材、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサーを破損させることなく、確実に簡便にセンサーをタイヤ内側に固定することができる取り付け部材を提供する。
【解決手段】取り付け部材２０は、タイヤの内側に内圧センサー１０を取り付けるために、タイヤの内壁面の任意の場所に取り付けられる。取り付け部材２０はゴムからなり、基板部２０ａと、基板部２０ａからタイヤ径方向内側に向かって延設される一対の羽根部２０ｂとを備える。一対の羽根部２０ｂは、互いに向かい合う方向で内壁面に倒れ込む力が生じている。又、一対の羽根部２０ｂは、内圧センサーに形成された留め部１０ａを嵌合する孔１０ｃを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ内側にセンサーなどの電子部品を取り付ける取り付け部材、当該取り付け部材が配置された空気入りタイヤ及び当該空気入りタイヤの製造方法に関する。

内圧や温度等のタイヤ内部情報を常時管理できるようにするため、近年、センサーをリム又はタイヤに装着する技術開発がなされている。

このセンサーの取り付け位置としては、リム上、エアバルブ、タイヤ内埋め込み、タイヤ内側のいずれかが用いられるが、それぞれに以下のような問題がある。

センサーをリムに取り付けた場合、変形がほとんどないアルミニウム又は鉄から製造されていることもあり、センサーの固定には適しているものの、リムにタイヤを組む際に、タイヤのビード部がセンサーを強く圧迫し、センサーを破損させてしまう場合が多い。

又、センサーをエアバルブの外側に取り付けた場合、路上の石等をタイヤが飛ばし、それが当たることによるセンサーの破損の可能性があり、エアバルブの内側に取り付けた場合、リムにタイヤを組む際に、タイヤのビード部がセンサーを強く圧迫し、センサーを破損させてしまうことがある。

又、センサーをタイヤ内に埋め込んだ場合、即ち、タイヤ製造時に予めセンサーを埋め込んだ場合は、タイヤは最終的な製品とする際に必ず加硫工程があるため、１００℃以上の高熱に対するセンサーの耐久性が懸念される。

更に、センサーをタイヤ内側に取り付ける場合は、接着剤で直接センサーを貼り付けると、剛体であるセンサーと変形するタイヤの間で歪が生じ、センサーが剥離する場合がある。又、タイヤの振動や発生する熱が直接センサーに伝わり、センサーが破損する場合がある。このため、センサーとタイヤとの間に空間を有し、センサを設置することができる取り付け部材（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。
特開２００４−２６２２７３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたセンサ取り付け部材は、台座、結束バンド、パッチなどを組み立てる煩雑な工程を有し、樹脂からなる台座をタイヤ内側に取り付けると、剛体である台座と変形するタイヤの間で歪が生じ、センサ取り付け部材が剥離する可能性がある。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、センサーを破損させることなく、確実に簡便にセンサーをタイヤ内側に固定することができる取り付け部材、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、タイヤの内側に電子部品を取り付けるために、タイヤの内壁面の任意の場所に取り付けられる取り付け部材であって、取り付け部材はゴムからなり、取り付け部材は、基板部と、基板部からタイヤ径方向内側に向かって延設される一対の羽根部とを備え、一対の羽根部は、互いに向かい合う方向で内壁面に倒れ込む力が生じているとともに、一対の羽根部の少なくとも一方は、電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有する取り付け部材であることを要旨とする。

第１の特徴に係る取り付け部材によると、一対の羽根部の復元力としての曲げ応力が、取り付け部材の内側方向に働くことにより、電子部品を破損させることなく、確実に簡便に電子部品をタイヤ内側に固定することができる。

又、第１の特徴に係る取り付け部材の孔は、電子部品の高さよりも内壁面から離れた位置に設けられ、電子部品を取り付けた場合、基板部と電子部品は、一定の距離、離間していることが好ましい。この取り付け部材によると、タイヤからの振動や発熱を電子部品に伝えることを防止できる。

又、第１の特徴に係る取り付け部材の一対の羽根部は、それぞれ孔を有することが好ましい。この取り付け部材によると、電子部品をタイヤに対して水平に保つことができ、電気特性や通信特性を向上させることができる。

又、第１の特徴に係る取り付け部材の一対の羽根部は、その内部にコードをゴムで被覆した補強材を備えることが好ましい。この取り付け部材によると、補強材の曲げ剛性により、より確実に電子部品をタイヤ内側に固定することができる。

又、第１の特徴に係る取り付け部材は、タイヤの内壁面に、接着剤により貼り付けられてもよく、加硫により溶着されてもよい。

本発明の第２の特徴は、内側に電子部品を取り付けるために、内壁面の任意の場所に取り付けられる取り付け部材を備える空気入りタイヤであって、取り付け部材はゴムからなり、取り付け部材は、基板部と、基板部のタイヤ径方向内側に位置する面に、少なくとも一部が基板部と連続して形成され、対向して電子部品を固定する一対の羽根部とを備え、一対の羽根部の少なくとも一方は、電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有する空気入りタイヤであることを要旨とする。

第２の特徴に係る空気入りタイヤによると、一対の羽根部の復元力としての曲げ応力が、取り付け部材の内側方向に働くことにより、電子部品を破損させることなく、確実に簡便に電子部品をタイヤ内側に固定することができる。

本発明の第３の特徴は、内側に電子部品を取り付けるために、内壁面の任意の場所に取り付けられる取り付け部材を備える空気入りタイヤの製造方法であって、ゴムからなり、シート状部材からなる基板部と、該基板部の所定位置で左右対称に観音開きされた一対の羽根部とを備え、一対の羽根部の少なくとも一方は、電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有する取り付け部材を作製する工程と、一対の羽根部の裏面に離型部材を取り付ける工程と、取り付け部材を配置した生タイヤを、所定の条件の下で加硫成形する工程とゴムからなり、シート状部材からなる基板部と、基板部の所定位置で左右対称に観音開きされた一対の羽根部とを備え、一対の羽根部の少なくとも一方は、電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有する取り付け部材を作製する工程と、一対の羽根部の裏面に離型部材を取り付ける工程と、取り付け部材を配置した生タイヤを、所定の条件の下で加硫成形する工程とを含む空気入りタイヤの製造方法であることを要旨とする。

第３の特徴に係る空気入りタイヤの製造方法によると、簡便に取り付け部材を備える空気入りタイヤを製造でき、取り付け部材を取り付けるために要する時間を短縮することができる。

本発明によれば、センサーを破損させることなく、確実に簡便にセンサーをタイヤ内側に固定することができる取り付け部材、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等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、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、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。

（空気入りタイヤ）
本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤ１００は、図１に示すように、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２相互間にわたりトロイド状に連なるトレッド部３とを備える。カーカス５はビード部１内に埋設した一対のビードコア４相互間にわたってビード部１、サイドウォール部２及びトレッド部３を補強するトロイド状ラジアルカーカスであり、カーカス５のクラウン部周上には、１層以上のベルト層６を配置し、トレッド部３を強化する。図１では、ベルト層６を２層積層している。

又、タイヤの空気封入領域内であるタイヤ内側には、内圧センサー１０などの電子部品を取り付ける取り付け部材２０が配置される。

（内圧センサー）
次に、内圧センサー１０について説明する。図２（ａ）は、内圧センサー１０の斜視図、図２（ｂ）は、内圧センサー１０の側面図である。内圧センサー１０は、その両側面に凸状の留め部１０ａを有する。

内圧センサー１０は、例えば、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）において用いられる。ＴＰＭＳでは、内圧センサー１０がタイヤ内の空気圧を測定し、この情報が受信モジュールに電子的に送信される。そして、空気圧が適正値以下に落ちると、計器板上の信号ランプなどでドライバーに報知する。

本実施形態では、内圧センサー１０を例にとり説明するが、取り付け部材２０に取り付けられる電子部品は、内圧センサー１０に限られず、温度センサーなどその他のセンサーでもよく、タイヤに取り付けられる電子部品であればその種類を問わない。

又、図２では、両側面に留め部１０ａを有する形状を示したが、どちらか片方の側面に留め部１０ａを有する形状としても構わない。

（取り付け部材）
次に、取り付け部材２０について説明する。取り付け部材２０は、タイヤの内側に電子部品を取り付けるために、タイヤの内壁面の任意の場所に取り付けられる。図３（ａ）は、内圧センサー１０が取り付けられる前の取り付け部材２０の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

取り付け部材２０は、基板部２０ａと、基板部２０ａからタイヤ径方向内側に向かって延設される一対の羽根部２０ｂとを備える。

一対の羽根部２０ｂは、互いに向かい合う方向で内壁面に倒れ込む力が生じているとともに、それぞれ孔２０ｃを有する。この孔２０ｃは、内圧センサー１０に形成された留め部１０ａを嵌合する。図３では、一対の羽根部２０ｂの両方が孔２０ｃを有しているが、どちらか一方が孔２０ｃを有せばよい。又、孔２０ｃは、内圧センサー１０の高さよりも内壁面から離れた位置に設けられる。

又、取り付け部材２０は、平板形状のゴムからなり、そこに基板部２０ａと羽根部２０ｂとを分離する切り込み２０ｄを入れることによって形成できる。図３（ａ）では、羽根部２０ｂの外形は長方形であり、そのうち三辺が基板部２０ａから分離し、一辺が基板部２０ａと連続しているが、この形状に限られるわけではなく、例えば、羽根部２０ｂの外形が三角形であり、そのうち二辺が基板部２０ａから分離し、一辺が基板部２０ａと連続していてもよい。

取り付け部材２０を構成するゴムとしては、ゴム弾性を示す原料高分子であればよく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。後述するように、空気入りタイヤ１００の加硫工程において、取り付け部材２０と空気入りタイヤ１００とを取り付ける場合は、取り付け部材２０が接するインナーライナーと同組成のゴムを用いてもよい。

又、取り付け部材２０は、内部にコードをゴムで被覆した補強材２２を備える。補強材２２に用いられるコードとしては、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポリアミド等の有機繊維の撚りコードまたはモノフィラメント、あるいは、スチールコード等の金属繊維の撚りコードまたはモノフィラメントなどが挙げられる。又、コードをキャンバス状に編み上げたものを用いてもよい。

取り付け部材２０に内圧センサー１０を取り付けた状態の側面図を図４に示す。内圧センサー１０の両側面の留め部１０ａを、取り付け部材２０の孔２０ｃに貫通させることにより、確実に内圧センサー１０を固定することができる。このとき、孔２０ｃは、内圧センサー１０の高さよりも内壁面から離れた位置に設けられ、取り付け部材２０の羽根部１０ｂの復元力としての曲げ応力が、取り付け部材２０の内側方向（矢印Ｂ方向）に働くことにより、内圧センサー１０が基板部２０ａから一定の距離（Ｈ）、離間して固定される。

（空気入りタイヤの製造方法）
次に、本実施形態に係る取り付け部材２０を取り付けた空気入りタイヤ１００の製造方法について説明する。取り付け部材２０を取り付けた空気入りタイヤ１００の製造方法としては、空気入りタイヤ１００の製造後に、接着剤を用いて取り付け部材２０を取り付ける第１の製造方法と、空気入りタイヤ１００の加硫工程において取り付け部材２０を取り付ける第２の製造方法が挙げられる。

まず、接着剤を用いて取り付け部材２０を取り付ける第１の製造方法について説明する。

初めに、図３（ｂ）に示ような、取り付け部材２０を作製する。このとき、まずシート状部材からなる平板形状のゴムを用意し、そこに基板部２０ａと羽根部２０ｂとを分離する切り込み２０ｄを入れる。羽根部２０ｂは、基板部２０ａの所定位置で左右対称に観音開きされた形状となる。

次に、図３（ｂ）の一対の羽根部２０ｂの裏面２０ｅに、離型部材としての離型剤又は離型用シートを、塗布又は貼り付ける。そして、羽根部２０ｂに孔２０ｃを生成する。

一方、空気入りタイヤ１００を製造する。空気入りタイヤ１００は、通常の工程により、例えば、以下のようにして製造することができる。即ち、ゴム組成物を調製し、このゴム組成物を、生空気入りタイヤケースのクラウン部に予め貼り付けられた未加硫のベース部の上に貼り付ける。そして、所定のモールドで所定温度、所定圧力の下で加硫成形することにより製造する。

次に、作製した取り付け部材２０を、接着剤を用いて、製造後の空気入りタイヤ１００のタイヤ赤道線を中心とするタイヤセンターの内側に貼り付ける。

次に、空気入りタイヤ１００の加硫工程において取り付け部材２０を取り付ける第２の製造方法について説明する。

まず、第１の製造方法と同様に、図３（ｂ）に示ような、取り付け部材２０を作製する。このとき、まずシート状部材からなる平板形状のゴムを用意し、そこに基板部２０ａと羽根部２０ｂとを分離する切り込み２０ｄを入れる。羽根部２０ｂは、基板部２０ａの所定位置で左右対称に観音開きされた形状となる。

次に、図３（ｂ）の一対の羽根部２０ｂの裏面２０ｅに、離型部材としての離型剤又は離型用シートを、塗布又は貼り付ける。そして、羽根部２０ｂに孔２０ｃを生成する。

次に、空気入りタイヤ１００を製造する。即ち、ゴム組成物を調製し、このゴム組成物を、生空気入りタイヤケースのクラウン部に予め貼り付けられた未加硫のベース部の上に貼り付ける。このとき、タイヤ赤道線を中心とするタイヤセンターの内側となる部分に、作製した取り付け部材２０を配置する。

次に、取り付け部材２０を配置した生タイヤを、所定のモールドで所定温度、所定圧力の下で加硫成形し、取り付け部材２０をタイヤに溶着する。

（変形例）
本実施形態に係る取り付け部材２０は、図１において、タイヤ幅方向に一対の羽根部２０ｂを配置する方向に取り付けられると説明したが、図５に示すように、タイヤ周方向に一対の羽根部２０ｂを配置する方向に取り付けられてもよい。

（作用及び効果）
本実施形態に係る取り付け部材２０は、柔軟な平板状ゴム素材を使用するため、タイヤ内壁面に容易に接着することができる。このように、タイヤ内側に内圧センサー１０を装着するため、リムにタイヤを組む際にタイヤのビード部が内圧センサーを圧迫することがなく、内圧センサーが破損することが防止される。

又、本実施形態に係る取り付け部材２０は、内圧センサー１０の留め部１０ａを取り付け部材２０の孔２０ｃに貫通させることにより、確実に内圧センサー１０を固定することができる。このとき、図４に示すように、取り付け部材２０の羽根部１０ｂには、互いに向かい合う方向で内壁面に倒れ込む力（復元力としての曲げ応力）が、取り付け部材２０の内側方向（矢印Ｂ方向）に働くことにより、内圧センサー１０が基板部２０ａから一定の距離（Ｈ）、離間して固定される。

又、本実施形態に係る取り付け部材２０は補強材２２を有するため、内圧センサー１０の両側面の留め部１０ａを取り付け部材２０の孔２０ｃに嵌めると、補強材２２の曲げ剛性により、より確実に、内圧センサー１０をタイヤから一定の距離、離間して固定することができる。

又、本実施形態に係る取り付け部材２０と空気入りタイヤ１００とを取り付ける場合、接着剤による貼り付けでも、タイヤ製造時の加硫による溶着でも構わない。本実施形態に係る取り付け部材２０は、このように、簡便な方法で、確実に、空気入りタイヤ１００に取り付けることができる。

又、加硫による溶着を行う場合は、加硫ブラダーによる押圧力で変形しても構わないように、取り付け部材２０を平板状の形状にしておくことが好ましい。

次に、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるため、実施例１、２及び従来例１に係る空気入りタイヤを試作した。尚、各供試タイヤのサイズは、１１Ｒ２２．５であった。又、内圧センサーの取り付け位置は、タイヤ赤道線を中心とするタイヤセンターの内側であった。

又、実施例１、２及び従来例１では、すべて同じ重量（８ｇ）の内圧センサーを取り付けた。従来例１に係る空気入りタイヤは、直接接着剤を用いて、内圧センサーをタイヤ内壁面に貼り付けた。実施例１に係る空気入りタイヤは、接着剤を用いて、図４に示す取り付け部材２０をタイヤ内壁面に貼り付け、内圧センサー１０を取り付け部材２０に取り付けた。実施例２に係る空気入りタイヤは、図４に示す取り付け部材２０をタイヤ製造時の加硫工程において溶着し、内圧センサー１０を取り付け部材２０に取り付けた。

試験は、実施例１、２及び従来例１に係るタイヤを、車軸型式が２−Ｄ４の車両の駆動輪に装着し、１００，０００km走行した際の、内圧センサーの剥離の有無を調べることにより行った。

実施例１、２及び従来例１の条件及び試験結果を表１に示す。

従来例１では、内圧センサーの剥離が生じたが、実施例１及び実施例２では、剥離が生じなかった。このため、本発明によると、センサーを破損させることなく、確実に簡便にセンサーをタイヤ内側に固定することができることが分かった。

又、実施例２は、従来例１及び実施例１より、取り付けに要する時間が短縮されている。このため、加硫工程において取り付け部材２０を溶着すると、タイヤの製造が更に容易になることが分かった。

本実施形態に係る空気入りタイヤの回転軸心を含むタイヤ幅方向断面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る内圧センサーの斜視図、（ｂ）は、本実施形態に係る内圧センサーの側面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る取り付け部材の平面図、（ｂ）は、本実施形態に係る取り付け部材の断面図である。 本実施形態に係る取り付け部材に内圧センサーを配置した状態の側面図である。 本実施形態に係る空気入りタイヤの回転軸心を含むタイヤ周方向断面図である。

符号の説明

１…ビード部
２…サイドウォール部
３…トレッド部
４…ビードコア
５…カーカス
６…ベルト層
１０…内圧センサー
１０ａ…留め部
２０…取り付け部材
２０ａ…基板部
２０ｂ…羽根部
２０ｃ…孔
２０ｄ…切り込み
２２…補強材
１００…空気入りタイヤ

Claims (8)

1. タイヤの内側に電子部品を取り付けるために、前記タイヤの内壁面の任意の場所に取り付けられる取り付け部材であって、
   前記取り付け部材はゴムからなり、
   前記取り付け部材は、基板部と、該基板部からタイヤ径方向内側に向かって延設される一対の羽根部とを備え、
   前記一対の羽根部は、互いに向かい合う方向で前記内壁面に倒れ込む力が生じているとともに、前記一対の羽根部の少なくとも一方は、前記電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有することを特徴とする取り付け部材。
2. 前記孔は、前記電子部品の高さよりも前記内壁面から離れた位置に設けられ、前記電子部品を取り付けた場合、前記基板部と前記電子部品は、一定の距離、離間することを特徴とする請求項１に記載の取り付け部材。
3. 前記一対の羽根部は、それぞれ前記孔を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の取り付け部材。
4. 前記一対の羽根部は、その内部にコードをゴムで被覆した補強材を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の取り付け部材。
5. 前記取り付け部材は、前記タイヤの内壁面に、接着剤により貼り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の取り付け部材。
6. 前記取り付け部材は、前記タイヤの内壁面に、加硫により溶着されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の取り付け部材。
7. 内側に電子部品を取り付けるために、内壁面の任意の場所に取り付けられる取り付け部材を備える空気入りタイヤであって、
   前記取り付け部材はゴムからなり、
   前記取り付け部材は、基板部と、該基板部からタイヤ径方向内側に向かって延設される一対の羽根部とを備え、
   前記一対の羽根部は、互いに向かい合う方向で前記内壁面に倒れ込む力が生じているとともに、前記一対の羽根部の少なくとも一方は、前記電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
8. 内側に電子部品を取り付けるために、内壁面の任意の場所に取り付けられる取り付け部材を備える空気入りタイヤの製造方法であって、
   ゴムからなり、シート状部材からなる基板部と、該基板部の所定位置で左右対称に観音開きされた一対の羽根部とを備え、一対の羽根部の少なくとも一方は、前記電子部品に形成された凸部を嵌合する孔を有する前記取り付け部材を作製する工程と、
   前記一対の羽根部の裏面に離型部材を取り付ける工程と、
   前記取り付け部材を配置した生タイヤを、所定の条件の下で加硫成形する工程と
   を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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