JP2013226853A - 空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム台座の耐久性を向上させた空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造は、底面１８、側面１９、及び蓋部２０を有し、これらによって画定された内部空間に電子部品を搭載したケース１３と、ケース１３と空気入りタイヤ内面との間に配置されたゴムパッチ１２とを備える。ゴムパッチ１２は、空気入りタイヤ内面に取り付け可能な底面と、ケース１３の底面１８を受容可能な形状の台座部１７が形成された表面１５と、を有し、ゴムパッチ１２は、表面１５に溝２１を有する
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造に関し、特に、ゴム台座の耐久性を向上させた電子部品取付構造に関する。

空気入りタイヤ（以下、単にタイヤともいう）の状態をモニタリングするＴＰＭＳ（タイヤ空気圧監視システム）などの装置が知られている。このような装置では、タイヤの走行時の状態を示すデータを収集するために、センサなどの電子部品をタイヤ内面に装着する。例えば、特許文献１は、モニタリング装置を取り外し可能及び再取り付け可能に保持するゴムパッチを開示する。

特開２００９−１９８５０５号公報

タイヤは走行時、路面との接触によって変形を繰り返すため、弾性体であるゴム台座又はパッチも、タイヤの変形に追従して変形を繰り返す。しかしながら、電子部品は衝撃による故障防止のため、硬い樹脂などのケースに収容される。そのため、電子部品のケースは、タイヤの変形に追従しない。つまり、タイヤの変形によるストレスをゴムパッチが全て吸収するため、タイヤ走行が長時間に及ぶと、ゴムパッチに亀裂が入る、又は、電子部品のケースとゴムパッチとの接着面が剥離する等の問題が発生していた。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、底面（底面１８）、側面（側面１９）、及び蓋部（蓋部２０）を有し、前記底面、側面、及び蓋部によって画定された内部空間に電子部品を搭載したケース（ケース１３）と、前記ケースと空気入りタイヤ内面との間に配置されたゴム製の支持体（ゴムパッチ１２）と、を備える空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造（電子部品取付構造１１）であって、前記支持体は、空気入りタイヤ内面に取り付け可能な底面（底面１４）と、前記ケースの前記底面を受容可能な形状の台座部（台座部１７）が形成された表面（表面１５）と、を有し、前記支持体は、前記表面に溝（溝２１）を有することを要旨とする。

かかる特徴によれば、支持体の表面に設けられた溝が、タイヤ転動時に発生する変形ストレスを吸収するため、支持体に亀裂や剥離が生じる可能性を低減することができる。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記溝は、前記台座部から所定の距離離れていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、第１又は２の特徴に係り、前記溝は、前記台座部の周囲で連続して円を構成することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、第１〜３のいずれか１つの特徴に係り、前記ケースは、その側面に突起（突起２２）を有し、前記台座部は、前記突起と係合可能な凹部（凹部２３）を有することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、第１〜４のいずれか１つの特徴に係り、前記ケースの前記底面は、曲面で形成されることを要旨とする。

本発明は、空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造において、ゴム台座の耐久性を向上させるという効果を奏する。

図１は、従来技術に係る電子部品取付構造の断面図である。 図２は、本発明に係る電子部品取付構造の平面図である。 図３は、図２に示す電子部品取付構造の線Ａ−Ａ’における断面図である。 図４は、本発明に係る電子部品取付構造におけるケースの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。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、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。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、従来技術に係る電子部品取付構造の断面図である。電子部品取付構造１は、ゴムパッチ２と、電子部品のケース３とを備える。ゴムパッチ２は、底面４、側面５、及び頂面６を有する。ゴムパッチ２は、底面４でタイヤ内面のインナーライナー（不図示）に接着される。ゴムパッチ２の頂面６には、ケース３を受容可能な形状の台座部７が設けられている。ケース３は、底面８、側面９、及び蓋部１０を有し、内部に電子部品（不図示）を搭載する。ケース３の底面８は、ゴムパッチ２の台座部７と相補的な形状であり、ねじ山を設けることによって台座部７に固定することもできる。

図２は、本発明に係る電子部品取付構造の平面図である。電子部品取付構造１１は、ゴムパッチ１２と、樹脂製のケース１３とを備える。ゴムパッチ１２は、底面１４及び表面１５を有する。ゴムパッチ１２は、任意の接着手段によって、底面１４でタイヤ内面のインナーライナー（不図示）に接着される。ゴムパッチ１２の表面１５には、ケース１３を受容可能な形状の台座部１７が設けられている。ケース１３は、底面１８、側面１９、及び蓋部２０を有し、内部に電子部品（不図示）を搭載する。電子部品は、圧力センサ、温度センサ、アンテナ等の、任意の部品を含むことができ、任意の手段でケース１３の内部に搭載することができる。

図３は、図２に示す電子部品取付構造の線Ａ−Ａ’における断面図である。ゴムパッチ１２は、概ね円錐台の断面形状で示されている。ただし、ゴムパッチ１２は、適用されるタイヤ内面の位置及び形状に応じて、任意の材料及び形状で形成することができる。好適な材料の例として、クロロブチルゴムと天然ゴムの混合物、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と天然ゴムの混合物がある。典型的には、これらの材料から形成されたゴムパッチは、約１５０℃の温度に加熱し、この温度で約３０分間保持することによって硬化されるが、必要とされる硬度に応じて、時間と温度を変更することもできる。

ゴムパッチ１２は、表面１５に溝２１を有する。ゴムパッチ１２は、タイヤの回転による変形に追従して変形するが、溝２１が、ゴムパッチ１２の変形によるストレスを吸収することによって、ケース１３を受容した台座部１７周辺で最大となるストレスを低減する。その結果、ゴムパッチに亀裂が入る可能性や、台座部１７で剥離が生じる可能性を低減することができる。図３において、溝２１は、タイヤ径方向、すなわち底面１４に直交する軸と平行に形成されているが、異なる傾斜角度で形成することもできる。なお、溝２１の寸法は、幅が２〜４ｍｍ、深さがゴムパッチ厚さの５０％〜７０％の範囲であることが好ましい。溝２１の寸法がこれよりも大きいとゴムパッチ１２の強度が低下し、これよりも小さいとストレスを十分に吸収できないからである。

溝２１は、台座部１７から所定の距離だけ離れた位置に形成される。上述したように、ゴムパッチ１２の変形によるストレスは、ケース１３を受容した台座部１７に向かって増大する。そのため、台座部１７よりも手前に溝２１を設けてストレスを吸収することが、センサ１３周辺のゴム変形防止に効果的だからである。好ましくは、溝２１は、台座部１７の周縁から２〜６ｍｍ離れた位置に形成される。

また、溝２１は、台座部１７の周囲で連続し、円を構成する。溝２１のいずれの部分も、台座部１７からの距離が概ね等しくなるように形成されることにより、より高精度にセンサ１３周辺のゴム変形を防止することができる。

図４は、本発明に係る電子部品取付構造におけるケースの斜視図である。ケース１３は、側面１８に突起２１を有する。突起２１は、ゴムパッチ１２の台座部１７に形成された凹部２３（図３）と、係合可能な形状に形成される。突起２１と凹部２３との係合により、ケース１３をゴムパッチ１２と機械的に結合し、離脱を防止することができる。突起２１と凹部２３との接触面に、例えばホットメルト接着剤を塗布し、その後ゴムパッチ１２を加硫することによって、ケース１３と完全に接着することもできる。

ケース１３の底面１８は、半球面等の任意の曲面で形成される。これにより、タイヤの変形に対して、底面１８と台座部１７との接触面がストレスを受けにくくなり、剥離が生じる可能性を低減することができる。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、本発明の実施例に係る電子部品取付構造及び従来例に係る電子部品取付構造をＴＢ用タイヤ（サイズ１１Ｒ２２．５）に装着し、ドラム試験を実施した。ドラム試験は、各タイヤをドラム試験機に装着して時速６０ｋｍ、荷重３，３００ｋｇにて走行し、装着した電子部品取付構造が故障するまでの走行距離を記録した。また、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて、ゴムパッチの最大許容応力についても比較した。ドラム試験結果及びＦＥＭ解析結果を、表１に示す。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。

表１からわかるように、本発明の実施例に係る電子部品取付構造は、従来例に係る電子部品取付構造と比較して、ストレスに対する強度が向上し、耐用時間も大幅に延びた。つまり、本発明は、ゴムパッチの耐久性が向上したことが確認された。

以上のように、本発明は、空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造において、ゴム台座の耐久性向上に利用することができる。

１１ 電子部品取付構造
１２ ゴムパッチ
１３ ケース
１４ 底面
１５ 表面
１７ 台座部
１８ 底面
１９ 側面
２０ 蓋部
２１ 溝
２２ 突起
２３ 凹部

Claims (5)

1. 底面、側面、及び蓋部を有し、前記底面、側面、及び蓋部によって画定された内部空間に電子部品を搭載したケースと、前記ケースと空気入りタイヤ内面との間に配置されたゴム製の支持体と、を備える空気入りタイヤ内面への電子部品取付構造であって、
   前記支持体は、空気入りタイヤ内面に取り付け可能な底面と、前記ケースの前記底面を受容可能な形状の台座部が形成された表面と、を有し、
   前記支持体は、前記表面に溝を有する、電子部品取付構造。
2. 前記溝は、前記台座部から所定の距離離れている、請求項１に記載の電子部品取付構造。
3. 前記溝は、前記台座部の周囲で連続して円を構成する、請求項１又は２に記載の電子部品取付構造。
4. 前記ケースは、その側面に突起を有し、前記台座部は、前記突起と係合可能な凹部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品取付構造。
5. 前記ケースの前記底面は、曲面で形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品取付構造。

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