JP2018154306A

JP2018154306A - 機能部品取付台座

Info

Publication number: JP2018154306A
Application number: JP2017054916A
Authority: JP
Inventors: 雅之西井; Masayuki Nishii
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US20200055353A1; EP3603996A4; WO2018173640A1; CN110418723A; EP3603996A1

Abstract

【課題】内周面の曲率が大きなタイヤであっても、踏み蹴り時に機能部品に作用する応力を低減して、台座の高速耐久性能を向上させた機能部品取付台座を提供する。【解決手段】タイヤ４０の内面に固定される底部２３と、底部２３の周縁部から立ち上がって、機能部品３０の取付部３１を挿脱するための出入口となる開口部２１を有する側壁部２４とを備え、底部２３と側壁部２４とにより、機能部品３０の取付部３１を収納する収納凹部２２を構成する機能部品取付台座２０において、底部２３のタイヤ内面側である底面２３ｂの形状を、タイヤ内面の凹型表面形状とほぼ重なる凸状とした。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの状態を検出するセンサを備えた機能部品をタイヤに取付けるための機能部品取付台座に関するもので、特に、幅の狭いタイヤやリム径の小さなタイヤに好適に用いられる機能部品取付台座に関する。

従来、圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等のセンサと、電池又は発電素子と、無線機とを一体化したセンサモジュール等の機能部品をゴム製の台座を介してタイヤの内面に装着して、タイヤ内圧などの走行中のタイヤの状態を検出するとともに、検出されたセンサ情報を車両側に送信する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１６０５１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の台座は、タイヤ内面への取付面となる底面の形状が平面状であるため、航空機の補助タイヤなどのように厚みがあって硬いタイヤや、トレッド幅が２．２５インチ〜８インチ程度でリム径が２４インチ以下の小型タイヤに取付けた場合には、湾曲しているタイヤ内面との接合性が悪いため、踏み蹴り時に、機能部品にかかる応力が大きくなり、その結果、台座の耐久性能が低下してしまうといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、幅の狭いタイヤやリム径の小さなタイヤのように、内周面の曲率が大きなタイヤであっても、踏み蹴り時に機能部品に作用する応力を低減して、台座の耐久性能を向上させた機能部品取付台座を提供することを目的とする。

本発明は、タイヤの内面に取付けられる、機能部品の取付部を挿脱するための出入口となる開口部と前記機能部品の取付部を収納する収納凹部とを有するゴム製の機能部品取付台座であって、前記タイヤの内面に固定される底部と、前記底部と前記開口部とを繋ぐ側壁部とを備え、前記底部のタイヤ内面側（以下、台座底面という）の形状を凸状としたことを特徴とする。
これにより、内周面の曲率が大きな小型タイヤへの接合性が向上するので、機能部品を取付けた台座を、タイヤ内面に強固に接着することができるだけでなく、台座がタイヤ内面の湾曲形状に追従し易いので、踏み蹴り時に機能部品に作用する応力を低減することができる。したがって、台座及び機能部品の耐久性能を向上させることができる。
また、前記タイヤの内面の曲率半径をＲ_T、前記底部のタイヤの内面側の曲率半径をＲ_D、前記２つの曲率半径の差をΔＲとした時、Ｒ_D≧Ｒ_T、かつ、ΔＲ＜０．２[ｍ]となるように、前記凸状の部分を形成したので、特定タイヤへの接着性を更に向上させることができる。なお、曲率半径Ｒは、曲率をκとすると、Ｒ＝１/κである。
また、前記凸状の部分のゴムを、弾性率が１×１０⁵以上、１×１０⁹以下の柔らかいゴムとしたので、タイヤ内面の湾曲形状への追従性を更に向上させることができる。
また、前記凸状の部分に、タイヤの内面に開口する複数のスリットを設けて、踏み蹴り時に凸状の部分に作用する剪断応力を低減するようにしたので、台座及び機能部品の耐久性能が更に向上した。
また、スリットにより台座底面とタイヤ内面の凹型形状の違いを吸収できるので、タイヤ内面の凹型形状の異なるタイヤであっても、台座とタイヤ内面とを強固に接着することができる。

本実施の形態に係る台座付機能部品を示す図である。本発明による台座付機能部品の他の例を示す図である。本発明による台座付機能部品の他の例を示す図である。

図１は、本実施の形態に係る台座付機能部品１０を示す図で、中央の図が平面図、下側の図がタイヤ幅方向に垂直な面で切った断面図、右側の図がタイヤ周方向に垂直な面で切った断面図である。各図において、２０はタイヤ内面側に取付けられる機能部品取付台座（以下、台座という）、３０は台座２０に装着される機能部品である。
中央の図及び下側の図の左右方向がタイヤ周方向で、左側が踏み込み側、右側が蹴り出し側である。また、中央の図の及び下側の図の上下方向がタイヤ幅方向である。
なお、本例では、タイヤ４０を、トレッド幅は取付ける機能部品のタイヤ幅方向の方向長さ寸法よりも十分大きいが、タイヤ周方向の曲率が大きな幅広小型タイヤとした。

機能部品３０は、取付部３１と、取付部３１から突出するように形成された把持部３２と、取付部３１に内蔵されるセンサモジュール３３とを備える。
取付部３１は、円柱部３１ａと円柱部３１ａの周縁部に位置する円環部３１ｂとを備えた、断面がトラック状（角丸長方形ともいう）の回転体で、後述するように、円柱部３１ａの外周部と円環部３１ｂとが、台座２０内に収納される。
把持部３２は、円柱部３１ａの上面からタイヤ内面側とは反対側に突出する、タイヤ周方向の長さである幅が、円柱部３１ａの直径よりも小さな板状の部材である。
センサモジュール３３は、タイヤ内の温度、圧力、振動等を計測するためセンサ３３ａと、電源としての発電素子３３ｂと、センサ３３ａで検出したデータを送信するための無線機３３ｃとを一体化したもので、取付部３１に内蔵される。なお、発電素子３３ｂに代えて電池を用いてもよい。

台座２０は、機能部品３０の取付部３１を挿脱するための出入口となる開口部２１と、機能部品３０の取付部３１を収納する収納凹部２２とを有するゴム製の部品で、タイヤ４０の内面であるインナーライナー部４１に固定される底部２３と、底部２３の周縁部から立ち上がって、底部２３と開口部２１とを繋ぐ側壁部２４とを備える。
底部２３は、機能部品３０側である上面２３ａ側が平面状で、タイヤ内面側である底面２３ｂ側がタイヤ周方向の内面形状に沿った凸状に形成された、平面視円板状の部材で、底面２３ｂには、タイヤ幅方向に延長する複数本のスリット２５が形成されている。
また、側壁部２４は、機能部品３０の取付部３２の円環部３２を収納する、断面形状が角丸長方形である回転体の凹部を有する筒状の部材で、側壁部２４の内壁面と底部２３の内壁面とにより、収納凹部３２を形成する。

本例では、台座２０の底部２３の凸状部の形状を、タイヤ内面の凹型表面形状とほぼ重なる形状としているので、タイヤ周方向の曲率が大きくても、タイヤ４０への接合性が向上する。したがって、機能部品３０を取付けた台座２０を、タイヤ４０の内面に強固に接着することができるだけでなく、タイヤ内面の湾曲形状に追従し易いので、踏み蹴り時に機能部品２０に作用する応力を低減することができる。
このとき、タイヤ内面の周方向の曲率半径をＲ_T、底部２３の凸状部の曲率半径をＲ_D、ΔＲ＝Ｒ_D−Ｒ_Tとした時、Ｒ_D≧Ｒ_T、かつ、ΔＲ＜０．２[ｍ]を満たすように、底部２３の凸状部を形成することが好ましい。これにより、台座２０のタイヤ４０への接着性とタイヤ変形時における台座２０の追従性を確実に向上させることができる。
また、本例では、側壁部２４を、弾性率が１×１０⁹Ｐａ〜１×１０¹¹Ｐａの比較的硬いゴムを使用するとともに、前記凸状の部分を、弾性率が１×１０⁵Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａ以下の軟らかいゴムから構成している。これにより、機能部品２０を十分に保持することができるとともに、台座２０のタイヤ４０への接着性とタイヤ変形時における追従性とを更に向上させることができる。
更に、本例では、台座２０の底面２３ｂに、タイヤ幅方向に延長する複数本のスリット２５を形成したので、台座２０とタイヤ４０間の剪断応力が低減されるだけでなく、底部２３ｂが変形し易いので、曲率の異なるタイヤであっても、タイヤ４０への接合性を確保することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態では、タイヤ４０として、トレッド幅は広いが、タイヤ周方向の曲率が大きな幅広小型タイヤを用いたが、図２に示すように、二輪車用のタイヤのような、タイヤ周方向の曲率は小さいが、タイヤ幅方向の曲率が大きなタイヤ４０Ａの場合には、同図の下側の図に示すように、タイヤ周方向に垂直な断面で見たときの台座２０Ａの底面２３ｂの形状をタイヤ幅方向の内面形状に沿った凸状にするとともに、同図の下側の図に示すように、台座２０Ａのタイヤ幅方向に垂直な断面で見たときの底面２３ｂの形状を平面とすればよい。なお、底面２３ｂに設けるスリットとしては、タイヤ周方向に延長するスリット２５Ａとすればよい。
なお、図は省略するが、タイヤ周方向の曲率もタイヤ幅方向の曲率も大きな小型タイヤである場合には、底面２３ｂの形状をタイヤ周方向の内面形状とタイヤ幅方向の内面形状の両方に沿った凸状にすればよい。すなわち、タイヤ周方向に垂直な断面で見たときの底面の形状をタイヤ幅方向の内面形状に沿った凸状にするとともに、タイヤ幅方向に垂直な断面で見たときの底面の形状をタイヤ周方向の内面形状に沿った凸状にすればよい。
また、本発明は、航空機の補助タイヤなどのように厚みがあって硬いタイヤにも適用可能である。この場合には、タイヤ周方向に垂直な断面で見たときの底面の形状とタイヤ幅方向に垂直な断面で見たときの底面の形状を凸状とすることが好ましい。
また、前記実施の形態では、台座２０を平面視円状としたが、図３に示すような、タイヤ周方向の寸法長さがタイヤ幅方向の寸法長さよりも長い台座２０Ｂであってもよい。すなわち、本発明の台座は、底部のタイヤ内面側の形状が凸状であれば、図１の台座２０や図２の台座２０Ａとは異なる他の形状であってもよい。
また、前記実施の形態では、底部２３全体を、弾性率が１×１０⁵Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａ以下の軟らかいゴムから構成したが、凸状の部分タイヤ内面側である底面２３ｂ側のみを軟らかいゴムから構成し、底部２３のタイヤ内面側とは反対側である機能部品３０側を弾性率が１×１０⁹Ｐａ〜１×１０¹¹Ｐａの比較的硬いゴムで構成してもよい。これにより、機能部品３０の保持力を高めつつ、タイヤ４０への接着性とタイヤ変形時における追従性とを更に向上させることができる。

１０台座付機能部品、２０機能部品取付台座、２１開口部、２２収納凹部、
２３底部、２３ａ上面、２３ｂ底面、２４側壁部、３０機能部品、
３１取付部、３１ａ円柱部、３１ｂ円環部、３２把持部、
３３センサモジュール、４０タイヤ、４１インナーライナー部。

Claims

タイヤの内面に取付けられる、機能部品の取付部を挿脱するための出入口となる開口部と前記機能部品の取付部を収納する収納凹部とを有するゴム製の機能部品取付台座であって、
前記タイヤの内面に固定される底部と、
前記底部と前記開口部とを繋ぐ側壁部とを備え、
前記底部のタイヤ内面側の形状を凸状としたことを特徴とする機能部品取付台座。
前記タイヤの内面の曲率半径をＲ_T、前記底部のタイヤの内面の曲率半径をＲ_D、前記２つの曲率半径の差をΔＲとした時、Ｒ_D≧Ｒ_T、かつ、ΔＲ＜０．２[ｍ]であることを特徴とする請求項１に記載の機能部品取付台座。
前記凸状の部分のゴムの弾性率が１×１０⁵Ｐａ以上、１×１０⁹Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能部品取付台座。
前記凸状の部分に、タイヤの内面に開口する複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能部品取付台座。