JP2007230261A

JP2007230261A - ゴム被覆ｒｆｉｄモジュール及びそれを埋設した空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2007230261A
Application number: JP2006050886A
Authority: JP
Inventors: Takuei Tsuji; 拓衛辻; Takashi Uehara; 剛史上原
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】所要の設置場所との通信距離を延ばし、タイヤ埋設時における耐久性に優れたゴム被覆ＲＦＩＤモジュールを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、ヨウ素吸着量が２０〜５０ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜７０重量部、又はヨウ素吸着量が５０〜１００ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜４０重量部配合した、電気抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上でかつ動的弾性率（Ｅ′）が２〜１２ＭＰａである、０．５〜２ｍｍ厚のゴムシートで被覆してなるＲＦＩＤモジュール。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム被覆ＲＦＩＤ（Radio Frequency-Identification）モジュールに関し、更に詳細には、所要の設置場所との通信距離を延ばし、タイヤ埋設時におけるタイヤの耐久性に優れたゴム被覆ＲＦＩＤモジュールに関する。

近年、車両の盗難防止や、タイヤの製造管理、出荷管理、又はユーザーの手に渡った後の使用履歴管理などを目的として、メモリを内蔵したトランスポンダ（ＲＦＩＤタグ）を車両やタイヤに装着する技術の開発が盛んに行われている。多くの先行技術では、車両の内外部やタイヤの内面にトランスポンダを設置するものであるが、かかる場合には、その設置部位又は周辺における部材による電波吸収や干渉などの影響を受け、トランスポンダと通信機との交信距離が短くなり、あるいはノイズのため交信不能となるという問題がある。また、特に、タイヤ内部に設置するときなどには、走行中のタイヤの変形が大きいためトランスポンダが破損し易いといった問題もある。

従来、かかるトランスポンダを利用したものとして、当該トランスポンダをタイヤ内部に設置して、種々なタイヤ及び車両情報を記録し、呼び出してタイヤ及び車体の管理等に利用したり、また、それによる逐次的なタイヤ及び車体情報を駆動制御装置と連結して走行を制御するなどの先行技術は、以下の特許文献１に開示され、また、ウェットやドライなどの路面状態をタイヤ溝間の誘電率の変化として捕らえ、タイヤトレッドに設けられたトランスポンダの静電容量を測定することで路面状況を判断して車両の走行を制御する技術は、以下の特許文献２に開示されている。

更に、かかるトランスポンダの破損を防止し、電波干渉による通信不良を防止するための技術として、棒状のトランスポンダをタイヤビード部に埋設することが以下の特許文献３に、また、当該トランスポンダをタイヤバルブ構造体の周囲に配設された板状の磁性体上に設置することが以下の特許文献４に開示され、また、当該トランスポンダ自体がノイズの影響を受けないようにするため、トランスポンダとこれを取り付ける物品との間に電気抵抗率が１×１０⁶Ω・ｃｍ以上である電磁遮蔽板を介して設置することが以下の特許文献５に開示されている。

特開２００５−１７００６５号公報特開２００５−１７０２２２号公報特開２０００−１０８６２１号公報特開２００５−９６７２６号公報特開２００２−２７１１２７号公報

本発明では、特に、ＲＦＩＤモジュールをタイヤなどに埋め込んで使用する場合に、その周囲部材（金属やゴムなど）による電波吸収や電波干渉の影響に伴う通信距離の短縮を防ぎ、また、タイヤの耐久性を損なわないようにしたゴム被覆ＲＦＩＤモジュールを提供することを目的とする。

本発明の一の態様によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ヨウ素吸着量が２０〜５０ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜７０重量部配合した、電気抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上でかつ動的弾性率（Ｅ′）が２〜１２ＭＰａである、０．５〜２ｍｍ厚のゴムシートで被覆してなるＲＦＩＤモジュール、及びそれをタイヤショルダー部からリムフランジ接触部上位置のタイヤ内部に埋設した空気入りタイヤが提供される。

また、本発明の他の態様によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ヨウ素吸着量が５０〜１００ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜４０重量部配合した、電気抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上でかつ動的弾性率（Ｅ′）が２〜１２ＭＰａである、０．５〜２ｍｍ厚のゴムシートで被覆してなるＲＦＩＤモジュール、及びそれをタイヤショルダー部からリムフランジ接触部上位置のタイヤ内部に埋設した空気入りタイヤが提供される。

本発明では、ＲＦＩＤモジュールを車両やタイヤに設置する場合に、当該ＲＦＩＤモジュールが設置場所の金属やゴム物性（誘電率、透磁率、抵抗率等）の影響を受けて、通信距離が短縮され、ノイズが発生するなどの問題があり、またその長期間の使用に伴う振動、衝撃などに起因するＲＦＩＤ自体の性能劣化や、これを埋設したことに伴うタイヤ自体の耐久性劣化といった問題が生ずるので、これらの問題に対処する方策について種々模索していたところ、この度、ジエン系ゴムに所定グレードのカーボンブラックを所定量配合した特定の電気抵抗率と動的弾性率を有する所定厚のゴムシートで当該ＲＦＩＤモジュールを被覆することが有効であることを見出したものである。

本発明のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールは、その利用として、特に、タイヤにおけるビード部とサイド部の中間にこれを埋設して使用することが想定されている。一般的に、タイヤのビード部の動的弾性率は４〜５ＭＰａであり、サイド部の動的弾性率は５〜７ＭＰａ程度である。したがって、タイヤが、当該ＲＦＩＤモジュールの埋設に起因して、撓みの大きいタイヤサイド部で走行中に破壊を起こさないためには、被覆ゴム組成物の動的弾性率は２〜１２ＭＰａ程度であることが必要で、望ましくは４〜７ＭＰａ程度とすべきものである。一方、このタイヤ部位に埋設した当該ＲＦＩＤモジュールにノイズの発生や通信距離の短縮などの電波障害を起こさせないためには、一般に、その被覆ゴム組成物の電気抵抗率は１×１０⁷Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。

本発明のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールにおける被覆ゴムのベースゴムには、通常、タイヤに使用されるジエン系ゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどのジエン系ゴムが使用される。当該ベースゴムとしては、前記各ゴムが単独で、あるいは二種以上がブレンドされて使用されてよい。

本発明のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールの被覆ゴムには、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、ヨウ素吸着量が２０〜５０ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜７０重量部配合するか、あるいはヨウ素吸着量が５０〜１００ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜４０重量部配合された被覆ゴム組成物が使用される。即ち、本発明のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールの被覆ゴムでは、かかる特定のカーボンブラックとそのそれぞれの配合量を関連させたいずれかのカーボンブラックを所定量配合することにより、当該ＲＦＩＤモジュールの被覆ゴムにおける電気抵抗率を１×１０⁷Ω・ｃｍ以上とすることができ、かつ２０℃下での動的弾性率を２〜１２ＭＰａ、より好ましくは２〜８ＭＰaとすることができる。また、当該ＲＦＩＤモジュールの被覆ゴムにおける厚さとしては、０．５〜２ｍｍとすることが好ましい。当該厚さが０．５ｍｍ未満であると、所期の作用効果が発揮できず、逆に２ｍｍを超えると、更なる作用効果の改善が見られることはなく、かえってタイヤの耐久性の点で問題が生じることになるので好ましくない。

かかる特定のカーボンブラックを特定量配合した被覆ゴム組成物でＲＦＩＤモジュールが被覆された本発明のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールでは、その高い電気抵抗率のため通信時での電波障害が大幅に改善され、その通信距離を大きく伸ばすことができ、また、これを空気入りタイヤの所定部位に埋設して使用される場合には、その最適な動的弾性率のため当該タイヤの耐久性が大きく改善される。

本発明の上記所定の被覆ゴム組成物で被覆されたＲＦＩＤモジュールは、これを空気入りタイヤのショルダー部からリムフランジ接触部上位置のタイヤ内部に埋設して使用されるときは、この部位が走行中の撓みも最も少なく、かつ通信状況にも好都合な位置であるため、有効に当該ゴム被覆ＲＦＩＤモジュールを利用することが可能である。

本発明のＲＦＩＤ被覆用ゴム組成物には、更に、通常の加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、老化防止剤、充填材、可塑剤、その他一般用及びタイヤゴム用に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は、一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これら配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、従来例、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

試験サンプルの作製
表１に示す配合（重量部）に従って、硫黄及び加硫促進剤を除くゴム、カーボンブラックなどの各配合成分を１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに装填して５分間混合し、当該ゴムを混合機外に放出して室温まで冷却したマスターバッチを、再度同バンバリーミキサーに投入し、これに硫黄と加硫促進剤を配合、混合してゴム組成物を得た。このゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して所要の試験サンプル（ゴムシート）を作製し、以下の電気抵抗率及び動的弾性率の試験に供した。

試験方法
１）電気抵抗率：前記１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍのサンプルについて、ヒューレットパッカード製ＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＭＥＴＥＲ４３３９Ｂを用いて、二重リング電極法（径：２６ｍｍ、荷重：１０ｋｇ、電圧：０．１Ｖ）で、電気抵抗率を測定した。
２）動的弾性率（Ｅ´）：前記１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍのサンプルについて、（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、２０℃、初期歪：１０％、振幅：±２％、周波数：２０Ｈｚの条件で、動的弾性率を測定した。

試験タイヤの作製
ＲＦＩＤを、本発明のゴム組成物からなる厚さ１ｍｍのゴムシート２枚で挟み込むように被覆し、１１Ｒ２２．５サイズの重荷重用タイヤのビードフィラー先端近傍に配置し、通常の方法でタイヤを成形、加硫して試験タイヤを作製した。

試験方法
３）通信距離：固定した試験タイヤに対し、ＲＦＩＤスキャナーＡＷＩＤＭＰＲ１５１０を十分に離れた位置からゆっくりと近づけ、スキャナーがＲＦＩＤの信号を最初に読み取った距離を記録した。各々のタイヤについて５回の測定を実施し、その平均値を通信距離とした。
４）耐久性試験／破壊の有無：試験タイヤに８５０ｋＰａになるように空気を封入し、荷重５３．４６ｋＮ、速度３０ｋｍ／時間、操舵角なしで、室内ドラム試験を実施し、１０，０００ｋｍ走行させた。走行後にタイヤを解体し、ＲＦＩＤモジュール付近の走行による破損の有無を目視で確認した。

従来例、実施例１〜５及び比較例１〜３
試験の結果を、以下の表１に示す。

表１の結果によれば、本発明による実施例１〜５のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールでは、従来例及び各比較例のものに比して、タイヤの耐久性を維持したまま、格段と優れた通信距離を確保できることがわかる。

よって、本発明のゴム被覆ＲＦＩＤモジュールは、空気入りタイヤの所定部位に設置して利用すれば、極めて有用である。

Claims

ジエン系ゴム１００重量部に対し、ヨウ素吸着量が２０〜５０ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜７０重量部配合した、電気抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上でかつ動的弾性率（Ｅ′）が２〜１２ＭＰａである、０．５〜２ｍｍ厚のゴムシートで被覆してなるＲＦＩＤモジュール。
ジエン系ゴム１００重量部に対し、ヨウ素吸着量が５０〜１００ｍｇ／ｇ未満のカーボンブラックを２０〜４０重量部配合した、電気抵抗率が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上でかつ動的弾性率（Ｅ′）が２〜１２ＭＰａである、０．５〜２ｍｍ厚のゴムシートで被覆してなるＲＦＩＤモジュール。
請求項１又は２に記載のＲＦＩＤモジュールを、タイヤショルダー部からリムフランジ接触部上位置のタイヤ内部に埋設した空気入りタイヤ。